JP7227671B1 - 積層シート、及び成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
このような試みとして、樹脂製品における無機物質(炭酸カルシウム等)の配合量を高めることが挙げられる(例えば、特許文献1、及び2)。
また、シーリング出来たとしても、得られた袋状体が破損し易いことも見出した。
前記内層、前記中間層、及び前記外層が、それぞれ、ポリオレフィン系樹脂、及び無機物質粉末を含み、
前記内層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体を含み、
前記内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、92質量%以上98質量%以下であり、
前記内層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、前記内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、2質量%以上8質量%以下であり、
前記内層における無機物質粉末の含有量が、前記内層に対して、15質量%以上25質量%以下であり、
前記中間層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体を含み、
前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、31質量%以上34質量%以下であり、
前記中間層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、33質量%以上34質量%以下であり、
前記中間層における高密度ポリエチレン単独重合体の含有量が、前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、33質量%以上36質量%以下であり、
前記中間層における無機物質粉末の含有量が、前記中間層に対して、55質量%以上75質量%以下であり、
前記外層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体を含み、
前記外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、70質量%以上76質量%以下であり、
前記外層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、前記外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、24質量%以上30質量%以下であり、
前記外層における無機物質粉末の含有量が、前記外層に対して、50質量%以上70質量%以下である、
積層シート。
前記中間層の厚さが、積層シートの厚さに対して、45%以上70%以下であり、
前記外層の厚さが、積層シートの厚さに対して、9%以上30%以下である、
(1)記載の積層シート。
本発明の積層シートは、少なくとも3層の層構造、すなわち、内層、中間層、及び外層をこの順で含む構造を有し、以下の要件を全て満たす。
・内層、中間層、及び外層が、それぞれ、ポリオレフィン系樹脂、及び無機物質粉末を含む。
・内層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体を含む。
・内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、92質量%以上98質量%以下である。
・内層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、2質量%以上8質量%以下である。
・内層における無機物質粉末の含有量が、内層に対して、15質量%以上25質量%以下である。
・中間層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体を含む。
・中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、31質量%以上34質量%以下である。
・中間層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、33質量%以上34質量%以下である。
・中間層における高密度ポリエチレン単独重合体の含有量が、中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、33質量%以上36質量%以下である。
・中間層における無機物質粉末の含有量が、中間層に対して、55質量%以上75質量%以下である。
・外層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体を含む。
・外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、70質量%以上76質量%以下である。
・外層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、24質量%以上30質量%以下である。
・外層における無機物質粉末の含有量が、外層に対して、50質量%以上70質量%以下である。
その際に、内層は、他の層に比べてより低い温度において融解する。つまり、内層は、他の層に比べてより早いタイミングで融解する。
内層とともに、内層以外の層も融解すると、積層シートの破損(穴や破れの発生)を生じ得るため、本発明においては、内層のみを融解し易く調製することで、良好なシーリング性を実現出来る。
しかし、内層及び中間層の2層構造では、積層シートの強度が充分ではなく、内層及び外層の2層構造では、内層のシーリング性が損なわれることがわかった。
本発明においては、内層、中間層、及び外層をこの順で設けることで、シーリング性及び強度を両立させることが出来る。
本発明において「シーリング性が良好である」とは、接着面同士が剥がれにくく、接着箇所やその周辺において破損(穴、破れ等)が生じにくいことを包含する。
本発明において「強度が良好である」とは、積層シートやその成形体に落下衝撃(例えば、地面から1mの高さから地面へ落とした場合の落下衝撃)を与えても、破損(破れ、割れ等)が生じにくいか、破損が全く生じないことを包含する。
本発明において「成分Bを実質的に含まない」とは、成分Bの含有量が、その添加対象(積層シートやその各層)に対して、0.1質量%未満である態様、より好ましくは0.01質量%以下である態様、更に好ましくは全く含まない態様を包含する。
内層は、ポリオレフィン系樹脂、及び無機物質粉末を含む。内層は、中間層や外層と比較して低い温度(例えば、115℃以下)で融解し、良好なシーリング性を奏する。
内層におけるポリオレフィン系樹脂は、エチレン・1-ヘキセン共重合体(CAS番号:25213-02-9)、及びエチレン・1-ブテン共重合体(CAS番号:25087-34-7)を含み、好ましくはエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体からなる。
内層に、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体以外の樹脂が含まれる場合、その種類は特に限定されないが、高圧法によって単独重合された低密度ポリエチレン、エチレン-プロピレン-ヘキセン三元共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン三元共重合体、オレフィンエラストマー類、スチレンエラストマー類等が挙げられる。
内層に、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体以外の樹脂が含まれる場合、その含有量は、内層に対して、好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である。
内層における無機物質粉末の含有量は、環境負荷を低減出来るほどの無機物質粉末を配合しつつも、シーリング性を奏するために充分量のポリオレフィン系樹脂を配合する観点から、内層に対して、15質量%以上25質量%以下である。
金属(カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛等)の炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩、リン酸塩、又はホウ酸塩;
金属(カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛等)の酸化物;
上記塩又は酸化物の水和物等。
表面処理法としては、物理的方法(プラズマ処理等)、化学的方法(カップリング剤や界面活性剤を用いた方法)等が挙げられる。
本発明の好ましい態様は、成形時の粘度の上昇を抑制し易いという観点から、内層が、粒子径0.1μm未満の無機物質粉末を実質的に含まない態様が包含される。
また、内層に含まれる炭酸カルシウム粉末は、重質炭酸カルシウム粉末からなることが好ましく、内層に含まれる無機物質粉末は、重質炭酸カルシウム粉末からなることがより好ましい。
「軽質炭酸カルシウム」とは、合成法(化学的沈殿反応等)により調製された炭酸カルシウムである。
したがって、重質炭酸カルシウム、及び軽質炭酸カルシウムは互いに明確に区別される。
内層には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外のその他の成分を配合しても良く、配合しなくても良い。
このような成分として、潤滑剤、分散剤、静電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
これらの成分の種類や量は、得ようとする効果等に応じて適宜設定出来る。
中間層は、ポリオレフィン系樹脂、及び無機物質粉末を含む。中間層は、内層と比較して融解し難く、積層シートに良好な強度やコシを付与する。
中間層におけるポリオレフィン系樹脂は、エチレン・1-ヘキセン共重合体(CAS番号:25213-02-9)、エチレン・1-ブテン共重合体(CAS番号:25087-34-7)、及び高密度ポリエチレン単独重合体を含み、好ましくはエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体からなる。
中間層に、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体以外の樹脂が含まれる場合、その種類は特に限定されないが、高圧法によって単独重合された低密度ポリエチレン、エチレン-プロピレン-ヘキセン三元共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン三元共重合体、オレフィンエラストマー類、スチレンエラストマー類、環状ポリオレフィン類、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸変性ポリエチレン、メタロセン重合ポリプロピレン等が挙げられる。
中間層に、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体以外の樹脂が含まれる場合、その含有量は、中間層に対して、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下である。
中間層における無機物質粉末の含有量は、積層シートに充分な強度を付与する観点から、中間層に対して、55質量%以上75質量%以下である。
中間層には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外のその他の成分を配合しても良く、配合しなくても良い。
外層は、ポリオレフィン系樹脂、及び無機物質粉末を含む。外層は、内層と比較して融解し難く、中間層とともに、積層シートに良好な強度を付与する。
外層におけるポリオレフィン系樹脂は、エチレン・1-ヘキセン共重合体(CAS番号:25213-02-9)、及びエチレン・1-ブテン共重合体(CAS番号:25087-34-7)を含み、好ましくはエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体からなる。
外層に、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体以外の樹脂が含まれる場合、その種類は特に限定されないが、高圧法によって単独重合された低密度ポリエチレン、エチレン-プロピレン-ヘキセン三元共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン三元共重合体、オレフィンエラストマー類、スチレンエラストマー類、環状ポリオレフィン類、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸変性ポリエチレン、メタロセン重合ポリプロピレン等が挙げられる。
外層に、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体以外の樹脂が含まれる場合、その含有量は、外層に対して、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下である。
外層における無機物質粉末の含有量は、積層シートに充分な強度を付与する観点から、外層に対して、50質量%以上70質量%以下である。
外層には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外のその他の成分を配合しても良く、配合しなくても良い。
本発明の積層シートは、以下の構成の何れかを満たしていても良く、満たしていなくても良い。
ただし、本発明の効果が奏され易いという観点から、本発明の積層シートは、内層、中間層、及び外層からなる3層構造を有することが好ましい。
本発明の積層シートの製造方法は特に限定されず、従来知られる多層シートや積層体の製造方法を採用出来る。
・シート状に成形した各層をカレンダーロールで積層する方法
・各層を共押出する方法
・多層Tダイ方式の二軸押出成形機を用いた、各層用原材料の溶融混練と、各層の共押出成形とを同一工程で行う方法
・複数の環状ダイスを用いた、押出インフレーション方式による方法
本発明の積層シートは、通常の樹脂シートと同様の任意の用途に採用出来る。また、本発明の積層シートは、任意の成形方法に供することが出来る。
・内層が内側に配置され、かつ、外層が外側に配置された成形体(筒状体)
・積層シートの2つの端辺において、第1の端辺における内層と、第2の端辺における外層とが貼り合わされた成形体
この態様においては、成形体の一方の開口部をヒートシール等によって閉じ、内部に封入対象を入れた後に、別の一方の開口部をヒートシール等で閉じることで、封入対象の包装を行うことが出来る。
この態様においても、成形体の一方の開口部をヒートシール等によって閉じ、内部に封入対象を入れた後に、別の一方の開口部をヒートシール等で閉じることで、封入対象の包装を行うことが出来る。
以下の方法で積層シート及び成形体を作製し、その評価を行った。
各層の材料を以下のとおり準備した。
C2・C6:エチレン・1-ヘキセン共重合体
C2・C4:エチレン・1-ブテン共重合体
HDPE:高密度ポリエチレン単独重合体
炭酸カルシウム粉末-1(Ca-1):重質炭酸カルシウム粉末(平均粒径2.0μm、表面処理なし)
炭酸カルシウム粉末-1(Ca-2):軽質炭酸カルシウム粉末(平均粒径2.0μm、表面処理なし)
例えば、「実施例1-1」では、内層に、「C2・C6」及び「C2・C4」が、内層に対して、それぞれ「76質量%」及び「4質量%」含まれる。これらの樹脂は、ポリオレフィン系樹脂(つまり、「C2・C6」及び「C2・C4」の総量)に対して、それぞれ「95質量%」及び「5質量%」含まれる。
表に示す材料を用いて、押出インフレーション成形により、3層(又は2層以下)の積層シートからなる成形体(シームレス筒状フィルム)を作製した。
積層シートの厚さは80μmに設定した。各層の厚さの比率は、内層:中間層:外層=30(24μm):56(45μm):14(11μm)に設定した。ただし、2層以下の積層シートの層の厚さは、3層の積層シートにおける対応する各層と同じ厚さとなるように設定した(例えば、内層に相当する層しか有さない試料の厚さは24μmである。)。
本例では、米2kg用(60μm×220mm×350mm)、及び米10kg用(90μm×340mm×570mm)の2種類の袋状体を準備した。
得られた袋状体へ、市販の包装機を用いて、袋状体のサイズに応じた量の米を充填し、開口部を120℃でヒートシーリングすることで、密閉した。密閉後、袋状体の表面に通気穴を開けた。
以下の方法で、米を充填した袋状体について、シーリング性、及び強度を評価した。その結果を表中の「評価」の項に示す。
袋状体の開口部をヒートシーリングした際の接着度合いを目視観察し、以下の基準で評価した。
なお、「不良1」に該当した試料は、強度の評価を行わなかった。
良好:破れ、穴等がなく、良好にシーリングされている。
不良1:接着せず、シーリング出来なかった。
不良2:破れ、穴等が認められた。
米を充填した袋状体を、地面から1mの高さから地面へ落とし、破損(袋状体の破れや割れ)の有無を目視で確認し、以下の基準で評価した。
良好:落下衝撃による袋状体の破損が認められなかった。
不良:落下衝撃による袋状体の破損が認められた。
袋状体のサイズにかかわらず、表に示す結果が得られた。
表に示されるとおり、本発明の要件を満たす積層シートから得られる成形体は、シーリング性及び強度の両方が優れていた。
ただし、製造の簡便さや強度の観点から、筒状体が特に良好だった。
Claims (11)
- 内層と、中間層と、外層と、がこの順で積層された積層シートであって、
前記内層、前記中間層、及び前記外層が、それぞれ、ポリオレフィン系樹脂、及び無機物質粉末を含み、
前記内層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体を含み、
前記内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、92質量%以上98質量%以下であり、
前記内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記内層に対して、60質量%以上であり、
前記内層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、前記内層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、2質量%以上8質量%以下であり、
前記内層における無機物質粉末の含有量が、前記内層に対して、15質量%以上25質量%以下であり、
前記中間層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体を含み、
前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、31質量%以上34質量%以下であり、
前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記中間層に対して、5質量%以上であり、
前記中間層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、33質量%以上34質量%以下であり、
前記中間層における高密度ポリエチレン単独重合体の含有量が、前記中間層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、及び高密度ポリエチレン単独重合体の総量に対して、33質量%以上36質量%以下であり、
前記中間層における無機物質粉末の含有量が、前記中間層に対して、55質量%以上75質量%以下であり、
前記外層が、エチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体を含み、
前記外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、70質量%以上76質量%以下であり、
前記外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体の含有量が、前記外層に対して、20質量%以上であり、
前記外層におけるエチレン・1-ブテン共重合体の含有量が、前記外層におけるエチレン・1-ヘキセン共重合体、及びエチレン・1-ブテン共重合体の総量に対して、24質量%以上30質量%以下であり、
前記外層における無機物質粉末の含有量が、前記外層に対して、50質量%以上70質量%以下である、
積層シート。 - 前記無機物質粉末の含有量が、前記積層シートに対して、50質量%以上65質量%以下である、請求項1記載の積層シート。
- 前記無機物質粉末が、炭酸カルシウム粉末である、請求項1記載の積層シート。
- 前記炭酸カルシウム粉末が、重質炭酸カルシウム粉末である、請求項3記載の積層シート。
- 前記重質炭酸カルシウム粉末の平均粒子径が、0.7μm以上6.0μm以下である、請求項4記載の積層シート。
- 前記内層の厚さが、積層シートの厚さに対して、20%以上35%以下であり、
前記中間層の厚さが、積層シートの厚さに対して、45%以上70%以下であり、
前記外層の厚さが、積層シートの厚さに対して、9%以上30%以下である、
請求項1記載の積層シート。 - 請求項1から6の何れかに記載の積層シートからなる成形体。
- 前記内層が内側に配置され、かつ、前記外層が外側に配置された筒状体である、請求項7記載の成形体。
- 積層シートの2つの端辺において、第1の端辺における前記内層と、第2の端辺における前記外層とが貼り合わされた、請求項7記載の成形体。
- 前記成形体が、袋状体である、請求項7記載の成形体。
- 前記袋状体が、米袋である、請求項10記載の成形体。
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