JP7496304B2 - 多層フィルム、および、包装袋 - Google Patents
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Description
近年、このような多層フィルムにおいても、リサイクルの要望が高まっていることから、モノマテリアル化が要求されている。特許文献1には、プロピレン系樹脂で形成されたフィルムを基材層およびシーラント層として用いた多層フィルムが開示されている。
また、このような包装袋に物品が収容された状態でヒートシールされて形成された包装体は、殺菌等の目的で加熱される場合がある。このような場合、包装袋を形成する多層フィルムが熱によって変性すると、包装体の強度や収容物の品質に悪影響を与える虞がある。このため、耐熱性に優れた多層フィルムが要望されている。
基材層とシーラント層とを含む多層フィルムであって、
基材層は、基材層中の全重合体の合計質量に対し、
下記プロピレン重合体A-1を30質量%~90質量%と、
下記エチレン-プロピレン共重合体A-2を10質量%~70質量%とを含み、
シーラント層は、シーラント層中の全重合体の合計質量に対し、
下記プロピレン重合体B-1を15質量%~50質量%と、
下記エチレン-プロピレン共重合体B-2を5質量%~25質量%と、
下記プロピレン共重合体B-3を20質量%~70質量%とを含む。
プロピレン重合体A-1:
プロピレンに由来する構造単位を95質量%以上含む。
エチレン-プロピレン共重合体A-2:
エチレンに由来する構造単位を10質量%~50質量%と、プロピレンに由来する構造単位を50質量%~90質量%含む。
プロピレン重合体B-1:
プロピレンに由来する構造単位を95質量%以上含む。
エチレン-プロピレン共重合体B-2:
エチレンに由来する構造単位を10質量%~50質量%と、プロピレンに由来する構造単位を50質量%~90質量%含む。
プロピレン共重合体B-3:
プロピレンに由来する構造単位を94質量%~99質量%と、エチレンおよび炭素数4~12のα-オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1つに由来する構造単位を1質量%~6質量%含む。但し、プロピレン重合体B-1とは異なる。
プロピレン重合体B-1とエチレン-プロピレン共重合体B-2との合計の質量に対するプロピレン重合体B-1の質量割合としては、ヒートシール性および耐ブロッキング性のバランスに優れるという観点から、好ましくは50質量%~90質量%であり、より好ましくは60質量%~90質量%であり、さらに好ましくは60質量%~80質量%である。また、プロピレン重合体B-1とエチレン-プロピレン共重合体B-2との合計の質量に対するエチレン-プロピレン共重合体B-2の質量割合としては、ヒートシール性および耐ブロッキング性のバランスに優れるという観点から、好ましくは10質量%~50質量%であり、より好ましくは10質量%~40質量%であり、さらに好ましくは20質量%~40質量%である。
プロピレン重合体A-1およびエチレン-プロピレン共重合体A-2の重合方法としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレンなどの不活性溶剤中で重合する方法、液状のプロピレンやエチレン中で重合する方法、気体であるプロピレンやエチレン中に触媒を添加し、気相状態で重合する方法、またはこれらを組み合わせて重合する方法が挙げられる。
プロピレン重合体A-1およびエチレン-プロピレン共重合体A-2の製造方法として、好ましくは、生産性の観点から、実質的に不活性溶剤の不存在下で、プロピレン重合体A-1を生成する第一工程を行い、次いで、該プロピレン重合体A-1の存在下、気相中で、プロピレンとエチレンとを重合して、エチレン-プロピレン共重合体A-2を生成する第二工程を行う方法である。これによって、プロピレン重合体A-1およびエチレン-プロピレン共重合体A-2を含むプロピレン重合体組成物を製造することができる。
プロピレン重合体A-1およびエチレン-プロピレン共重合体A-2の、エチレン含量の調整方法としては、重合時の各工程で、水素ガスや金属化合物などの分子量調節剤およびエチレンを、それぞれ適切な量で加える方法、重合時の温度・圧力などを調節する方法が挙げられる。
プロピレン重合体A-1およびエチレン-プロピレン共重合体A-2の生成割合は、第一工程および第二工程における重合時間、重合槽の大きさ、重合槽中の重合体の保持量、重合温度、重合圧力などにより制御することができる。必要に応じて、ポリプロピレンの残留溶媒や製造時に副生する超低分子量のオリゴマー等を除去するために、ポリプロピレンが融解する温度以下の温度で乾燥を行ってもよい。乾燥方法としては、例えば、特開昭55-75410号、特許第2565753号公報に記載された方法等が挙げられる。
添加剤としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、造核剤、粘着剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、メルトフローレート調整剤等が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられ、1分子中にフェノール系の酸化防止機構とリン系の酸化防止機構とを併せ持つユニットを有する複合型の酸化防止剤も用いることができる。その他の樹脂としては、スチレン-ブタジエン-スチレン共重合体やスチレン-イソプレン-スチレン共重合体を水添したスチレン系共重合体ゴム等のエラストマーが挙げられる。
また、上記のように構成されるシーラント層は、上記プロピレン重合体B-1と、上記エチレン-プロピレン共重合体B-2と、好ましくは上記エチレン-α-オレフィン共重合体B-4と、上記プロピレン共重合体B-3とを溶融混練して(好ましくは各種添加剤を加えて溶融混錬して)形成ことができる。
バリヤー性フィルムとしては、例えば、延伸ナイロンフィルム、アルミニウム箔、ポリ塩化ビニリデンフィルム等が挙げられ、厚みが5~20μmであることが好ましい。
転写性フィルムとしては、ナイロンフィルム、ポリプロピレン二軸延伸フィルム、ポリエチレンテレフタラートフィルム等が挙げられ、厚みが10~20μmであることが好ましい。
多層フィルムとその他のフィルムを複合する方法としては、例えば、ドライラミネート法や押出ラミネート法等が挙げられる。
EB=(ET-EA×PA)/PB・・・(1)
東洋テスター工業株式会社製ヒートシーラーを使用して、多層フィルムをシーラント層が内側となるように二つに折り返し、折り返し位置と対向する側の端部同士を、下記条件で、折り返し位置の延びる方向に沿って)帯状にヒートシールした。
シールバー:平面両面加熱
シール温度:180℃または200℃
シール圧力:1.0kg/cm2
シール時間:1.0sec
シール幅:10mm
そして、シール幅方向に対して直角方向に15mm幅の試験片を切り出した。そして、引張試験機(オリエンテック製テンシロン)を使用して、剥離角90°、引張速度200mm/minの条件で試験片のヒートシール強度を測定した。
多層フィルムと、厚み7μmの二軸延伸ナイロンフィルムと、厚み12μmのポリエチレンテレフタラートフィルムとを、この記載の順でドライラミネート法により積層した複合フィルムを用いて、西部機械株式会社製スタンディングパウチ製袋機により多層フィルム面を内側にして三辺をそれぞれ240℃、0.5秒の条件で3回ヒートシールして包装袋を作製した。得られた包装袋の上に1kgの錘を載せて120℃のオーブン内で30分エージングし、包装袋の内面同士の融着有無を評価した。
多層フィルムと、厚み7μmの二軸延伸ナイロンフィルムと、厚み12μmのポリエチレンテレフタラートフィルムとを、この記載の順でドライラミネート法により積層した複合フィルムを用いて、西部機械株式会社製スタンディングパウチ製袋機により多層フィルム面を内側にして三辺をそれぞれ240℃、0.5秒の条件で3回ヒートシールして包装袋を作製した。得られた包装袋に水200gを充填した後、ヒートシールされていなかった残り一辺をインパルスシーラーで1.5秒ヒートシールして密封して、縦150mm、横130mmの大きさの水入り包装袋を作製した。この水入り包装袋を5℃で24時間状態調整した後、70cmの高さから20回繰返して落下させてテストを行った。テストは各10袋で行い、割れなかった回数の合計によって落袋強度を評価した。全く割れなかった場合は200点、全て1回で割れた場合は0点となる。
チーグラー・ナッタ型触媒を用いて、第一工程では、気相中でプロピレンを重合し、次いで、第二工程では、気相中でプロピレンとエチレンとを共重合し、プロピレン重合体A-1(B-1)とエチレン-プロピレン共重合体A-2(B-2)とからなるプロピレン重合体組成物を得た。得られたプロピレン重合体組成物は、プロピレン重合体A-1(B-1)の含有量が77質量%であり、エチレン-プロピレン共重合体A-2(B-2)の含有量が23質量%であり、エチレン-プロピレン共重合体A-2(B-2)におけるエチレンに由来する構造単位の含有量が30質量%であった。
得られたプロピレン重合体組成物100質量部に対して、水酸化カルシウム0.005質量部、スミライザーGP(2,4,8,10-テトラ-t-ブチル-6-[3-(3-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学株式会社製)0.075質量部、スミライザーGS(2,4―ジ-t-アミル-6-[1-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート、住友化学株式会社製)0.03質量部、および、メルトフローレート調整剤として2,5-ジメチル-2,5ジ(ターシャリ-ブチルパーオキシ)ヘキサン適量をヘンシェルミキサーで混合した後、溶融押出を行ってペレット状のプロピレン重合体組成物(1)を得た。得られたペレット状のプロピレン重合体組成物(1)は、230℃で測定したメルトフローレートが2.5g/10分であった。以下、「PP1」とも称する。
チーグラー・ナッタ型触媒を用いて、第一工程では、気相中でプロピレンを重合し、次いで、第二工程では、気相中でプロピレンとエチレンとを共重合し、プロピレン重合体A-1(B-1)とエチレン-プロピレン共重合体A-2(B-2)とからなるプロピレン重合体組成物を得た。得られたプロピレン重合体組成物は、プロピレン重合体A-1(B-1)の含有量が70質量%であり、エチレン-プロピレン共重合体A-2(B-2)の含有量が30質量%であり、エチレン-プロピレン共重合体A-2(B-2)におけるエチレンに由来する構造単位の含有量が30質量%であった。
得られたプロピレン重合体組成物100質量部に対して、水酸化カルシウム0.005質量部、スミライザーGP(2,4,8,10-テトラ-t-ブチル-6-[3-(3-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学株式会社製)0.075質量部、スミライザーGS(2,4―ジ-t-アミル-6-[1-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート、住友化学株式会社製)0.03質量部、および、メルトフローレート調整剤として2,5-ジメチル-2,5ジ(ターシャリ-ブチルパーオキシ)ヘキサン適量をヘンシェルミキサーで混合した後、溶融押出を行ってペレット状のプロピレン重合体組成物(2)を得た。得られたペレット状のプロピレン重合体組成物(2)は、230℃で測定したメルトフローレートが3.1g/10分であった。以下、「PP2」とも称する。
エチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)として、スミカセンE FV205(エチレン-1-ヘキセン共重合体組成物、住友化学株式会社製)を用いた。エチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)は、エチレン-α-オレフィン共重合体A-3(B-4)の含有量が99.9質量%であった。また、エチレン-α-オレフィン共重合体A-3(B-4)におけるエチレンに由来する構造単位は93質量%であり、炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する構造単位は7質量%であった。エチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)は、190℃で測定したメルトフローレートが2.2g/10分であり、密度は921kg/m3であった。以下、「PE1」とも称する。
エチレン-α-オレフィン共重合体組成物(2)として、タフマーA4085s(エチレン-ブテン共重合体組成物、三井化学株式会社製)を用いた。エチレン-α-オレフィン共重合体組成物(2)は、エチレン-α-オレフィン共重合体A-3(B-4)の含有量が99.9質量%であった。また、エチレン-α-オレフィン共重合体A-3(B-4)におけるエチレンに由来する構造単位は80質量%であり、炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する構造単位は20質量%であった。エチレン-α-オレフィン共重合体組成物(2)は、190℃で測定したメルトフローレートが3.6g/10分であり、密度は885kg/m3であった。以下、「PE2」とも称する。
チーグラー・ナッタ型触媒を用いて、気相中でエチレンとプロピレンを共重合し、プロピレン共重合体B-3を得た。得られたプロピレン共重合体B-3におけるエチレンに由来する構造単位の含有量は4.0質量%であった。
得られたプロピレン共重合体100質量部に対して、ステアリン酸カルシウム0.045質量部、イルガノックス1010(BASF社製)0.2質量部、イルガフォス168(BASF社製)0.03質量部、および、メルトフローレート調整剤として2,5-ジメチル-2,5ジ(ターシャリ-ブチルパーオキシ)ヘキサン適量をヘンシェルミキサーで混合した後、溶融押出を行ってペレット状のプロピレン共重合体組成物を得た。得られたペレット状のプロピレン共重合体組成物は、230℃で測定したメルトフローレートが3.3g/10分であった。以下、「R-PP」とも称する。
基材層用樹脂組成物として、プロピレン重合体組成物(1)80質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)20質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた。シーラント層用樹脂組成物として、プロピレン重合体組成物(1)40質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)10質量%とプロピレン共重合体組成物50質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた。
これらの混合物を、濾過精度40μmの金属フィルターを使用した3台の押出機のうち2台で基材層用樹脂組成物を溶融混錬し、残り1台でシーラント層用樹脂組成物を溶融混練した後、フィードブロック型のTダイ(ダイ幅1250mm、リップ開度0.8mm)に投入して、基材層/シーラント層比が83%/17%となるようにダイ温度240℃で溶融押出を行った。
押し出された溶融膜をチルロール(回転数50m/分、冷却温度50℃)で冷却固化させ、厚さ70μmの多層フィルムを得た。多層フィルムの基材層およびシーラント層に含まれる各成分の含有量を表1および2に示す。
基材層/シーラント層比を75%/25%とした以外は、実施例1と同様の方法によって、多層フィルムを作製し、評価を行った。
基材層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(1)80質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(2)20質量%とをペレットブレンドした混合物を用い、シーラント層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(1)40質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(2)10質量%とプロピレン共重合体組成物50質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法によって、多層フィルムを作製し、評価を行った。
基材層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(2)80質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)20質量%とをペレットブレンドした混合物を用い、シーラント層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(2)50質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)10質量%とプロピレン共重合体組成物40質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法によって、多層フィルムを作製し、評価を行った。
シーラント層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(2)30質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)10質量%とプロピレン共重合体組成物60質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた以外は、実施例4と同様の方法によって、多層フィルムを作製し、評価を行った。
シーラント層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(1)90質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)10質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法によって、多層フィルムを作製し、評価を行った。
シーラント層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(1)10質量%とエチレン-α-オレフィン共重合体組成物(1)10質量%とプロピレン共重合体組成物80質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法によって、多層フィルムを作製し、評価を行った。
基材層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(1)100質量%を用い、シーラント層用樹脂組成物として、プロピレン系重合体組成物(1)50質量%とプロピレン共重合体組成物50質量%とをペレットブレンドした混合物を用いた以外は、実施例1と同様の方法によって、多層フィルムを作製し、評価を行った。
表3を見ると、各実施例は、比較例1よりも180℃シール強度が高いことが認められる。また、各実施例は、比較例2よりも耐熱性が高いことが認められる。つまり、プロピレン重合体A-1とエチレン-プロピレン共重合体A-2とを本発明の範囲で含む基材層と、プロピレン重合体B-1とエチレン-プロピレン共重合体B-2とプロピレン共重合体B-3とを本発明の範囲で含むシーラント層とを積層することで、比較的低温でヒートシール可能であると共に、耐熱性に優れた多層フィルムを得ることができる。
また、実施例1~5は、実施例6および比較例1,2よりも落袋強度が高いことが認められる。つまり、基材層がエチレン-α-オレフィン共重合体A-3を本発明の範囲で含み、シーラント層がエチレン-α-オレフィン共重合体B-4を本発明の範囲で含むことで、比較的低温でヒートシール可能であると共に、耐熱性に優れ、かつ、落袋強度
の高い多層フィルムを得ることができる。
Claims (9)
- 基材層とシーラント層とを含む多層フィルムであって、
基材層は、基材層中の全重合体の合計質量に対し、
下記プロピレン重合体A-1を30質量%~90質量%と、
下記エチレン-プロピレン共重合体A-2を10質量%~70質量%とを含み、
シーラント層は、シーラント層中の全重合体の合計質量に対し、
下記プロピレン重合体B-1を15質量%~50質量%と、
下記エチレン-プロピレン共重合体B-2を5質量%~25質量%と、
下記プロピレン共重合体B-3を20質量%~70質量%とを含む、
多層フィルム。
プロピレン重合体A-1:
プロピレンに由来する構造単位を95質量%以上含む。
エチレン-プロピレン共重合体A-2:
エチレンに由来する構造単位を10質量%~50質量%と、プロピレンに由来する構造単位を50質量%~90質量%含む。
プロピレン重合体B-1:
プロピレンに由来する構造単位を95質量%以上含む。
エチレン-プロピレン共重合体B-2:
エチレンに由来する構造単位を10質量%~50質量%と、プロピレンに由来する構造単位を50質量%~90質量%含む。
プロピレン共重合体B-3:
プロピレンに由来する構造単位を94質量%~99質量%と、エチレンおよび炭素数4~12のα-オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1つに由来する構造単位を1質量%~6質量%含む。但し、プロピレン重合体B-1とは異なる。
- 前記基材層は、基材層中の全重合体の合計質量に対し、さらに下記エチレン-α-オレフィン共重合体A-3を5質量%~30質量%を含み、
前記シーラント層は、シーラント層中の全重合体の合計質量に対し、さらに下記エチレン-α-オレフィン共重合体B-4を2質量%~15質量%含む、
請求項1に記載の多層フィルム。
エチレン-α-オレフィン共重合体A-3:
エチレンに由来する構造単位を70質量%~95質量%と、炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する構造単位を5質量%~30質量%含む。
エチレン-α-オレフィン共重合体B-4:
エチレンに由来する構造単位を70質量%~95質量%と、炭素原子数4~12のα-オレフィンに由来する構造単位を5質量%~30質量%含む。
- 前記エチレン-α-オレフィン共重合体A-3が炭素原子数4~8のα-オレフィンに由来する単量体単位を含み、
前記エチレン-α-オレフィン共重合体B-4が炭素原子数4~8のα-オレフィンに由来する単量体単位を含む、
請求項2に記載の多層フィルム。 - 前記プロピレン重合体A-1と前記プロピレン重合体B-1とが同一の重合体であり、
前記エチレン-プロピレン共重合体A-2と前記エチレン-プロピレン共重合体B-2とが同一の重合体であり、
前記エチレン-α-オレフィン共重合体A-3と前記エチレン-α-オレフィン共重合体B-4とが同一の重合体である、
請求項2または3に記載の多層フィルム。 - 前記プロピレン重合体A-1がプロピレン単独重合体であり、
前記プロピレン重合体B-1がプロピレン単独重合体である、
請求項1~4のいずれか一項に記載の多層フィルム。 - 前記プロピレン共重合体B-3は、温度190℃、荷重21.18Nで測定されるメルトフローレートが1g/10分~10g/10分である、
請求項1~5のいずれか一項に記載の多層フィルム。 - 前記シーラント層は、前記プロピレン共重合体B-3の含有量が35質量%~65質量%である、
請求項1~6のいずれか一項に記載の多層フィルム。 - 前記基材層の厚さと前記シーラント層の厚さとの合計を100%として、
前記基材層の厚さが70%~90%であり、前記シーラント層の厚さが10%~30%である、
請求項1~7のいずれか一項に記載の多層フィルム。 - 請求項1~8のいずれか一項に記載の多層フィルムを含む包装袋。
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