KR20240101936A - 포장 재료용 수지 적층체 - Google Patents
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Abstract
[과제] 기재층과 실런트층이 동일 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 가공성이 양호한 포장 재료용 수지 적층체를 제공하는 것이다.
[해결 수단] 적어도 기재층과 실런트층을 구비하는 수지 적층체로서, 상기 기재층 및 상기 실런트층을 구성하는 수지 조성물의 주성분이 동일한 수지 조성물에 의해 구성되고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)가 하기 식 (1)∼(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 포장 재료용 수지 적층체.
50(℃)≤(FIT-B)-(SRT-S)≤90(℃) 식 (1)
90(℃)≤(SRT-S)≤120(℃) 식 (2)
160(℃)≤(FIT-B)≤180(℃) 식 (3)
[해결 수단] 적어도 기재층과 실런트층을 구비하는 수지 적층체로서, 상기 기재층 및 상기 실런트층을 구성하는 수지 조성물의 주성분이 동일한 수지 조성물에 의해 구성되고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)가 하기 식 (1)∼(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 포장 재료용 수지 적층체.
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90(℃)≤(SRT-S)≤120(℃) 식 (2)
160(℃)≤(FIT-B)≤180(℃) 식 (3)
Description
본 발명은, 동일한 소재로 이루어지는 기재층(基材層)과 실런트층을 구비하는, 히트 시일 가능한 포장 재료용 수지 적층체에 관한 것이다.
종래, 포장 재료의 구성 재료로는, 포장하는 내용물이나 용도에 따라 폴리올레핀, 폴리에스테르 등으로 이루어지는 각종 수지 필름 재료를 조합하여 사용하고 있다.
예를 들면 히트 시일성이 필요한 실런트 필름으로는 융점이 낮은 무연신 폴리에틸렌 수지 필름을 선정하고, 내열성이 필요한 표면 소재로는 2축 연신된 폴리에스테르 필름이나 폴리프로필렌 필름을 선정하여, 각각을 라미네이트 가공에 의해 접합하여 사용하고 있다.
근래, 순환형 사회에 대한 대처를 요구하는 목소리가 세계적으로 높아지고 있고, 포장 재료에 관해서도 환경에 대한 배려로, 재활용하기 쉬운 단일 소재에 의해 구성되는 「모노머티리얼 포장재」가 요구되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에서는 기재층과 실런트층이 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 포장용 적층체가 제안되어 있다.
특허문헌 2에서는 기재층과 실런트층이 폴리에틸렌으로 이루어지는 포장체가 제안되어 있다.
또, 특허문헌 3에서는 기재층과 시일층에 폴리프로필렌을 사용한 포장용 적층체가 제안되어 있다.
한편으로, 종래는 각종 소재의 특징을 살려 포장 재료를 설계하고 있는데, 단일 소재화하는 것에 따른 결함도 알려져 있다.
특히 히트 시일 가공에 있어서는 단일 소재화함으로써 내열성과 시일 강도의 양립이 곤란해지는 경우가 있고, 예를 들면, 특허문헌 3에서는 기재층에 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 사용하고, 실런트층에 무연신 폴리프로필렌 필름을 사용한 것도 개시되어 있지만, 히트 시일 온도가 높으면 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름이 수축하여 시일 부분의 볼품이 나빠지고, 더 나아가서는 히트 시일 바에 융착하기 쉬워 가공하기 어렵다는 문제나, 고속으로의 제대(製袋)에서의 히트 시일 가공에서는 히트 시일 강도가 약하다는 결함이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는, 상술한 문제점을 해결하는 것에 있으며, 기재층과 실런트층의 주성분이 동일한 종류의 수지인 수지 조성물로 이루어지는, 가공성이 양호한 포장 재료용 수지 적층체에 관한 것이다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 적어도 기재층과 실런트층을 구비하는 수지 적층체로서, 상기 기재층 및 상기 실런트층의 주성분이 동일한 종류인 수지 조성물에 의해 구성되고, 상기 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)를 특정의 관계 및 범위로 제어함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있었다. 즉, 본 발명은, 이하의 구성으로 이루어진다.
[1]
적어도 기재층과 실런트층을 구비하는 수지 적층체로서, 상기 기재층 및 상기 실런트층을 구성하는 수지 조성물의 주성분이 동일한 종류의 수지 조성물에 의해 구성되고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)가 하기 식 (1)∼(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 포장 재료용 수지 적층체.
50(℃)≤(FIT-B)-(SRT-S)≤90(℃) 식 (1)
90(℃)≤(SRT-S)≤120(℃) 식 (2)
160(℃)≤(FIT-B)≤180(℃) 식 (3)
[2]
상기 기재층 및 상기 실런트층을 구성하는 수지 조성물의 주성분이 프로필렌 단위이고, 또한 기재층이 2축 연신 폴리프로필렌 필름인, [1] 기재의 포장 재료용 수지 적층체.
[3]
상기 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 150℃에서의 열수축률이, 길이 방향에서 6.5％ 이하이고, 폭 방향에서 5.5％ 이하인, [2] 기재의 포장 재료용 수지 적층체.
[4]
상기 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 영률이 길이 방향에서 2.0GPa 이상, 폭 방향에서 3.5GPa 이상인, [2] 또는 [3]에 기재한 포장 재료용 수지 적층체.
[5]
상기 기재층과 상기 실런트층 사이에 접착제층을 갖는, [1]∼[4] 중 어느 것에 기재한 포장 재료용 수지 적층체.
본 발명의 포장 재료용 수지 적층체는, 각 층의 주성분이 동일한 종류의 수지인 수지 조성물로 이루어지는, 재활용하기 쉬운 「모노머티리얼 포장재」로서, 기재층의 내열성이 높고, 기재층의 융착 개시 온도와 실런트층의 시일 개시 온도의 차이가 50℃ 이상이며, 또 실런트층의 융착 개시 온도가 특정 온도 이하이기 때문에, 히트 시일 가공 시의 히트 시일 강도와 깔끔한 마무리성을 양립할 수 있다.
이하, 더욱 상세하게 본 발명에 관한 포장 재료용 수지 적층체에 대해서 설명한다.
본 발명에 관한 포장 재료용 수지 적층체는, 기재층과 실런트층의 적층 구성으로 이루어지고, 기재층의 융착 개시 온도와 실런트층의 시일 강도 도달 온도의 차이가 50℃ 이상인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
〔기재층〕
본 발명에서의 기재층은, 폴리프로필렌이나 폴리에스테르, 폴리아미드 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지를 주된 원료 수지로 하는 필름이며, 강성, 내열성의 면에서 2축 연신된 2축 배향 필름이 바람직하다. 특히 폴리프로필렌은 융점이 낮기 때문에 실런트층의 소재로서 사용되는 경우가 많으므로, 본 발명에서의 기재층이 2축 배향 폴리프로필렌 필름이면, 주성분이 프로필렌 단위인 수지 조성물로 이루어지는 실런트층을 이용한 포장 재료용 수지 적층체로서 적합하다. 여기에서 말하는 주성분이란, 기재층에 50 질량％ 이상 포함되는 수지를 의미한다.
(기재층으로서의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 특성)
본 발명에서의 기재층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 융착 개시 온도(이하, FIT-B로 약기하는 경우가 있다)는 160℃ 이상, 180℃ 이하가 바람직하다. 보다 바람직하게는 163℃ 이상 175℃ 이하이다.
기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)가 160℃ 이상이면, 고온에서의 가열 시일을 행하여도 기재층이 열수축에 의해 변형되기 어려워, 포장체의 외관을 해치기 어렵고, 가공 중에 반송 롤에 달라붙어 버리는 등의 결함이 발생하기 어렵다. 특히 고속으로의 자동 포장에서의 고온 히트 시일 가공에 있어서 유용하다.
기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)의 상한은, 고속으로의 자동 포장을 위해서는 높은 쪽이 바람직하고, 180℃ 이하이면, 공업적으로 생산할 수 있다.
본 발명에서의 기재층에 이용하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 융착 개시 온도(FIT-B)는, 후술의 특정의 폴리프로필렌 수지를 원료로 이용하고, 특정의 제막 조건을 채용함으로써 조정할 수 있다.
본 발명에서의 기재층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름으로는, 150℃에서의 열수축률이 길이 방향은 6.5％ 이하, 폭 방향은 5.5％ 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 길이 방향이 6.0％ 이하, 폭 방향이 5.0％이며, 더욱 바람직하게는 길이 방향이 5.0％, 폭 방향이 3.0％ 이하이다. 150℃에서의 열수축이 크면, 히트 시일 가공 시에 기재층이 크게 수축하여, 포장체의 외관을 해칠 뿐만 아니라, 히트 시일이 벗겨져 버리는 등의 결함이 발생한다. 한편, 150℃에서의 열수축률이 작으면, 히트 시일 가공의 가열 온도를 올릴 수 있기 때문에, 단시간에 히트 시일 가공이 가능해져, 고속 제대 가공이 가능해진다.
본 발명에서의 기재층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 강성으로는, 영률이 길이 방향에서 2.0GPa 이상, 폭 방향에서 3.5GPa인 것이 바람직하다. 또 보다 바람직하게는 길이 방향이 2.5GPa 이상, 폭 방향이 4.0GPa 이상이다.
영률을 높게 함으로써 기재층의 강성이 향상되어, 제대 가공 등의 가공 시에 주름이 생기기 어렵고, 또 제대품으로서도 내용물의 출납이 용이한 등의 효과를 기대할 수 있다. 또 강성을 향상시킴으로써, 필름의 두께를 얇게 할 수 있다. 기재층의 두께를 얇게 함으로써 히트 시일 가공 시에 실런트층에 열이 전해지기 쉬워, 가열 온도를 낮출 수 있어, 가열에 의한 수축 주름의 저감이나 가공 속도의 향상을 할 수 있게 된다.
본 발명에서의 기재층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 두께로는, 특별히 제한하는 것은 아니지만, 얇은 쪽이 히트 시일 가공 시에 시일 바의 열이 실런트층으로 전해지기 쉬워지기 때문에, 가열 온도를 낮출 수 있다. 가열 온도를 낮춤으로써 열수축에 의한 주름을 저감할 수 있기 때문에, 포장체의 외관이나 마무리가 양호해져 바람직하다.
또 가열 온도를 낮춤으로써 가공 속도를 올리는 것도 가능해진다.
한편 두께가 너무 얇으면, 기재층으로서의 강성이 부족할 우려가 있다. 기재층의 강성 부족은 상품을 충전하여 진열할 때에 쓰러지거나, 가공할 때에 주름이 생기거나 하는 등의 결함이 발생한다. 이상의 사항을 감안하면 기재층에 이용하는 폴리프로필렌 필름의 두께로는, 3∼50㎛가 바람직하고, 10∼35㎛가 보다 바람직하며, 12∼19㎛가 더욱 바람직하고, 또한 강성 부족에 의한 결함이 일어나지 않는 범위에서 가능한 한 얇은 필름을 선정하는 것이 바람직하다.
(기재층으로서의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 제조 방법)
본 발명에서의 기재층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 특성을 상기의 범위로 하려면, 하기의 원료 조성과 제막 조건으로 하는 것이 바람직하다.
2축 배향 폴리프로필렌 필름의 주된 원료 수지로는, 프로필렌 단독 중합체나, 프로필렌과 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체 및 그들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 폴리프로필렌계 수지를 이용할 수 있다.
실질적으로 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀을 포함하지 않는 프로필렌 단독 중합체가 바람직하고, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분을 포함하는 경우라도, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분량은 1 몰％ 이하인 것이 바람직하다. 성분량의 상한은, 보다 바람직하게는 0.5 몰％이고, 더욱 바람직하게는 0.3 몰％이며, 특히 바람직하게는 0.1 몰％이다. 상기 범위이면 결정성이 향상되기 쉽다.
이와 같은 공중합체를 구성하는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분으로서, 예를 들면, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸펜텐-1, 3-메틸부텐-1, 1-헥센, 4-메틸펜텐-1, 5-에틸헥센-1, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-에이코센 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌 수지는 상이한 2종 이상의 프로필렌 단독 중합체나, 프로필렌과 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체, 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다.
2축 배향 폴리프로필렌 필름을 구성하는 수지 조성물에서의, 프로필렌 단독 중합체, 프로필렌과 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체의 합계는 50 중량％ 이상이 바람직하고, 60 질량％ 이상이 보다 바람직하며, 70 질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 80 질량％ 이상이 더욱더 바람직하며, 90 질량％ 이상이 특히 바람직하다.
2축 배향 폴리프로필렌 필름을 구성하는 수지 조성물의 주성분인 프로필렌 단위는 수지 조성물 전체에 대해 60 몰％ 이상이 바람직하고, 70 질량％ 이상이 보다 바람직하며, 80 질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 90 질량％ 이상이 더욱더 바람직하며, 95 질량％ 이상이 특히 바람직하다.
2축 배향 폴리프로필렌 필름의 원료가 되는 폴리프로필렌 원료의 입체 규칙성의 지표인 메소펜타드 분율([mmmm]％)은, 97.0∼99.9％의 범위 내이고, 97.5∼99.7％의 범위 내가 바람직하며, 98.0∼99.5％의 범위 내이면 더욱 바람직하고, 98.5∼99.3％의 범위 내이면 특히 바람직하다.
97.0％ 이상이면, 폴리프로필렌 수지의 결정성이 높아지고, 필름에 있어서의 결정의 융점, 결정화도, 결정 배향도가 향상되며, 강성과 고온에서의 내열성을 얻기 쉽다. 99.9％ 이하이면 폴리프로필렌 수지의 제조의 점에서 코스트를 억제하기 쉽고, 제막 시에 파단하기 어려워진다. 99.5％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 메소펜타드 분율은 핵자기 공명법(소위 NMR법)으로 측정된다.
폴리프로필렌 수지의 메소펜타드 분율을 상술의 범위 내로 하기 위해서는, 얻어진 폴리프로필렌 수지 파우더를 n-헵탄 등의 용매로 세정하는 방법이나, 촉매 및/또는 조(助)촉매의 선정, 폴리프로필렌 수지 조성물의 성분의 선정을 적절히 행하는 방법 등이 바람직하게 채용된다.
또, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위이면, 기재층으로서의 2축 배향 폴리프로필렌 필름에는 품질 향상을 위한 각종 첨가제, 예를 들면, 대전 방지제, 안티 블로킹제, 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제 등을 배합하는 것도 가능하다.
본 발명에서의 기재층으로서의 2축 배향 폴리프로필렌 필름은, 강성, 내열성 부여의 관점에서, 2축 연신 가공되어 있는 2축 배향 필름이 바람직하다. 2축 연신에 의해 고분자가 결정 배향하여 탄성률이나 융점이 증가하는 것이 알려져 있고, 2축 연신의 방법으로는, 인플레이션 동시 2축 연신법, 텐터 동시 2축 연신법, 텐터 축차 2축 연신법, 롤 연신과 텐터 연신에 의한 축차 2축 연신법 중 어느 것에 의해서도 얻어지지만, 제막 안정성, 두께 균일성의 관점에서 텐터 축차 2축 연신법 또는 롤 연신과 텐터 연신에 의한 축차 2축 연신법을 채용하는 것이 바람직하다. 특히 길이 방향으로 연신 후, 폭 방향으로 연신하는 것이 바람직하지만, 폭 방향으로 연신 후에 길이 방향으로 연신하는 방법이어도 상관없다.
본 발명에서의 기재층으로서의 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 융착 개시 온도를 높이고, 150℃에서의 열수축률을 저감하며, 영률을 증가시켜 고강성화하기 위한 제막 방법으로는, 원료 수지에 입체 규칙성이 높고 결정성이 높은 것을 선정하고, 또 제막 시의 연신 공정에 있어서 연신 배율을 증가시키고, 열처리 온도는 높게 하는 것이 바람직하다.
특히 바람직한 제막 방법으로는, 예를 들면, 메소펜타드 분율([mmmm]％)이 97.0∼99.9％의 범위의 입체 규칙성이 높은 폴리프로필렌 수지를 원료로 이용하고, 압출기에서, 230∼270℃에서 가열 용융시켜, T 다이로부터 용융 폴리프로필렌 수지를 시트상으로 압출하고, 용융 시트를 50℃ 이하의 냉각 롤에 접촉시켜, 경우에 따라서는 30℃ 이하의 수조에 담그어 급냉하여 미연신의 시트를 얻은 후, 그 미연신의 시트를 롤 연신기로 130∼150℃에서 길이 방향으로 3.8∼4.2배 연신하고, 이어서 양단을 클립으로 끼워, 텐터에서 170∼175℃에서 예열 후, 폭 방향으로 150∼160℃에서 9배 이상 연신하고, 이어서, 폭 방향으로 170∼175℃에서 0∼10％ 완화시키면서 열처리를 행하는 방법을 들 수 있다.
〔실런트층〕
본 발명에서의 실런트층은, 폴리프로필렌이나 폴리에스테르, 폴리아미드 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물로 이루어지고, 기재층을 구성하는 수지 조성물의 주성분과 동일한 종류의 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물로 이루어진다.
본 발명에서의 실런트층은, 융점을 낮게 할 필요가 있는 점에서 2축 연신 등의 연신 가공되어 있지 않은 것이 바람직하다. 또 소재에 대해서도 융점이 낮은 폴리프로필렌계 수지가 바람직하다. 여기에서 말하는 주성분이란, 실런트층에 50 질량％ 이상 포함되는 수지를 의미한다.
(실런트층으로서의 폴리프로필렌계 필름)
본 발명에서의 실런트층으로서 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 필름을 이용하는 경우, 시일 강도 도달 온도(SRT-S)(이하, (SRT-S)로 약기하는 경우가 있다)는 90℃ 이상, 120℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 115℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 105℃ 이상, 110℃ 이하이다. 시일 강도 도달 온도(SRT-S)가 120℃ 이하이면, 고온에서의 가열 시일을 필요로 하지 않아, 기재층이 열수축에 의해 변형되기 어려워 포장체의 외관을 해치기 어렵다. 또 융착 개시 온도가 90℃ 이상에서는, 내열성이 높아져, 가공 중에 반송 롤에 달라붙어 버리는 등의 결함이 발생하기 어렵다.
프로필렌 단위를 주성분으로 한 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는, 실런트층을 구성하는 수지 성분의 융점에 의존하는 것이 알려져 있다. 그 때문에 융점이 다른 각종 수지를 혼합하여, 융점을 임의의 온도로 조정할 수도 있다.
실런트층은, 프로필렌 단위를 주성분으로 한 것인 경우, 주된 원료 수지로는 프로필렌 단독 중합체나, 프로필렌과 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체 및 그들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 폴리프로필렌계 수지여도 상관없다.
또, 상기 공중합체는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 및 그래프트 공중합체 중 어느 것이어도 상관없다. 공중합체인 경우의 공중합 성분도 한정은 없으며, 에틸렌, 부텐, 헵텐, 헥센, 옥텐 등의 저급 α-올레핀, 부타디엔, 이소프렌 등의 디엔류 등을 들 수 있다. 공중합 폴리머인 경우는 해당 성분과의 2원계여도, 3원계 이상의 다원계여도 상관없다.
또, 입체 규칙성에 관해서도 한정은 없으며, 아이소택틱, 신디오택틱, 어택틱 중 어느 것이어도 상관없다. 시장의 요구 특성에 맞추어 적절히 선택하면 된다. 밀도는 870∼912kg/㎥가 바람직하다. 더 나아가서는, 밀도는, 880∼905kg/㎥가 바람직하다. 밀도가 870kg/㎥ 미만에서는 강성, 내열성 및 내블로킹성이 저하되므로 바람직하지 않다. 반대로, 밀도가 912kg/㎥를 초과한 경우는 저온 히트 시일성이 악화되므로 바람직하지 않다.
실런트층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 폴리프로필렌계 필름에는, 저온 시일성을 부여하기 위해 폴리에틸렌계 수지를 배합할 수 있다. 폴리에틸렌계 수지로는, 에틸렌을 주성분으로 하는 수지이며, 예를 들면, 고압법 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌 등의 에틸렌 단독 중합체를 사용할 수 있다. 또, 프로필렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 3-메틸부텐-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1 등의 α-올레핀, 초산(酢酸)비닐, (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 에스테르 등의 모노머와의 랜덤 또는 블록 공중합체를 이용할 수 있다. 폴리에틸렌계 수지의 배합량은, 모노머티리얼의 관점에서는 적은 쪽이 바람직하다.
실런트층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 폴리프로필렌계 필름은, 적층 필름인 것이 바람직하다. 예를 들면, 실런트층은, 히트 시일층/기재층(베이스층), 또는 히트 시일층/기재층(베이스층)/표면층의 층 구성이 바람직하다. 실런트층의 기재(베이스층)는, 강성을 높임으로써 실런트층 전체의 강성을 높일 수 있다. 실런트층의 표면층을 설치함으로써, 실런트층의 미끄러짐성의 개선이나 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름과의 접착성을 개선할 수 있다.
실런트층의 히트 시일층의 주된 원료 수지로는 프로필렌 단독 중합체나, 프로필렌과 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체 및 그들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 폴리프로필렌계 수지여도 상관없다. 또, 상기 공중합체는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 및 그래프트 공중합체 중 어느 것이어도 상관없다. 공중합체인 경우의 공중합 성분도 한정은 없으며, 에틸렌, 부텐, 헵텐, 헥센, 옥텐 등의 저급 α-올레핀, 부타디엔, 이소프렌 등의 디엔류 등을 들 수 있다. 공중합체인 경우는 해당 성분과의 2원계여도, 3원계 이상의 다원계여도 상관없다. 또, 입체 규칙성에 관해서도 한정은 없으며, 아이소택틱, 신디오택틱, 어택틱 중 어느 것이어도 상관없다. 시장의 요구 특성에 맞추어 적절히 선택하면 된다. 밀도는 870∼912kg/㎥가 바람직하다. 더 나아가서는, 밀도는, 880∼905kg/㎥가 바람직하다. 밀도가 870kg/㎥ 미만에서는 강성, 내열성 및 내블로킹성이 저하되므로 바람직하지 않다. 반대로, 밀도가 912kg/㎥를 초과한 경우는 저온 히트 시일성이 악화되므로 바람직하지 않다.
실런트층의 히트 시일층을 구성하는 수지 조성물의 주성분인 프로필렌 단위는 수지 조성물 전체에 대해 60 질량％ 이상이 바람직하고, 70 질량％ 이상이 보다 바람직하며, 80 질량％ 이상이 더욱 바람직하다.
실런트층의 기재층(베이스층)의 주된 원료 수지로는, 프로필렌 단독 중합체, 프로필렌과 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 3-메틸부텐-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1 등의 α-올레핀과의 랜덤 공중합체, 블록 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 폴리프로필렌계 수지를 들 수 있다. 공중합체를 사용하는 경우는, 강성을 높이기 위해 히트 시일층보다 공중합량이 적은 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
실런트층의 기재층(베이스층)을 구성하는 수지 조성물의 주성분인 프로필렌 단위는 수지 조성물 전체에 대해 60 질량％ 이상이 바람직하고, 70 질량％ 이상이 보다 바람직하며, 80 질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 90 질량％ 이상이 더욱더 바람직하며, 95 질량％ 이상이 특히 바람직하다.
실런트층의 표면층의 주성분으로는, 프로필렌 단독 중합체, 프로필렌과 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1, 3-메틸부텐-1, 4-메틸펜텐-1, 옥텐-1 등의 α-올레핀과의 랜덤 공중합체, 블록 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 폴리프로필렌계 수지를 들 수 있다. 공중합체를 사용하는 경우는, 강성을 높이기 위해 히트 시일층보다 공중합량이 적은 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 미끄러짐성을 좋게 하기 위해 활제(滑劑)를 배합할 수 있다. 또한, 높은 강성을 유지하면서 기재층의 2축 배향 폴리프로필렌 필름과 실런트층의 적층체의 라미네이트 강도를 좋게 하기 위해, 소량의 α-올레핀을 공중합한 폴리프로필렌 수지를 배합할 수 있다.
실런트층의 표면층을 구성하는 수지 조성물의 주성분인 프로필렌 단위는 수지 조성물 전체에 대해 60 질량％ 이상이 바람직하고, 70 질량％ 이상이 보다 바람직하며, 80 질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 90 질량％ 이상이 더욱더 바람직하며, 95 질량％ 이상이 특히 바람직하다.
실런트층으로서의 프로필렌 단위를 주성분으로 하는 폴리프로필렌계 필름은, 적층 필름인 경우는 복수의 압출기를 이용해, 각각의 원료 수지를 용융하고, T 다이로부터 시트상으로 공압출하여, 냉각 롤로 냉각 고화한 후, 롤상으로 권취(卷取)하여, 예를 들면, 히트 시일층/기재층(베이스층)/표면층으로 이루어지는 구성의 실런트층용 무연신 폴리프로필렌계 필름을 얻을 수 있다. 이때, 히트 시일성을 손상시키지 않는 범위에서, 롤상으로 권취하기까지 롤 연신기로 길이 방향으로 연신할 수도 있다.
(기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)와의 관계)
기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S) 사이에는 하기 식의 관계가 있는 것이 바람직하다.
50(℃)≤(FIT-B)-(SRT-S)≤90(℃) 식 (1)
(FIT-B)는 (SRT-S)보다도 크고, 그 차이는 50℃ 이상이며, 바람직하게는 60℃ 이상이다. (FIT-B)와 (SRT-S)의 차이가 50℃ 이상이면, 고온 고속 제대하는 경우에, 히트 시일 바를 보다 고온으로 설정할 수 있고, 보다 고속으로 제대하는 것이 가능해져, 히트 시일부에 주름이나 변형의 발생이 없고, 또한 충분한 히트 시일 강도를 얻을 수 있다.
(FIT-B)와 (SRT-S)의 차이는 90℃ 이하이다. (FIT-B)와 (SRT-S)의 차이는, 클수록 고온 고속 제대에 유리하지만, 기재층의 융점이 낮은 경우는, (FIT-B)와 (SRT-S)의 차이는 90℃ 이하이면, 실런트층의 융착 온도도 낮아지기 어려워, 블로킹하기 어려워지는 경우가 있다. 또 본 발명에 있어서는 기재층 및 실런트층을 구성하는 수지의 주성분이 동일한 종류의 수지에 의해 구성될 필요가 있으므로, 수지종의 선정의 범위가 좁아지기 어렵다.
〔포장 재료용 수지 적층체〕
(기재층과 실런트층의 적층 방법)
본 발명의 포장 재료용 수지 적층체는, 주성분이 동일한 기재층 및 실런트층으로 구성된다. 기재층과 실런트층은 별개의 필름으로서 얻은 다음, 접착제를 개재하여 적층할 수 있다. 또, 기재층과 실런트층은, 공압출로도 적층할 수 있다.
본 발명의 포장 재료용 수지 적층체는, 기재층/실런트층의 2층, 또는 라미네이트재(제3층)/기재층/실런트층의 3층의 층 구성 등으로 이루어지며, 각 층의 주성분이 동일하면 되고, 그 총 두께는 특별히 한정되지 않지만, 30∼200㎛ 정도인 것이 바람직하며, 25∼150㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
(적층체의 시일 강도 도달 온도)
본 발명의 포장 재료용 수지 적층체의 시일 강도 도달 온도의 길이 방향 및 폭 방향의 상한은, 바람직하게는 120℃이고, 보다 바람직하게는 118℃이며, 더욱 바람직하게는 116℃이고, 가장 바람직하게는 114℃이다. 120℃ 이하이면 포장 재료용 수지 적층체로부터 포장 봉투를 제작할 때의 시일 온도를 낮출 수 있어, 열에 의한 수축 주름을 저감하여 볼품이 좋은 포장체를 제작할 수 있다. 길이 방향 및 폭 방향의 시일 강도 도달 온도의 하한은 900℃이고, 보다 바람직하게는 95℃이다.
(적층체의 도달 히트 시일 강도)
본 발명의 포장 재료용 수지 적층체의 도달 히트 시일 강도의 길이 방향의 하한은, 바람직하게는 5N/15mm이고, 보다 바람직하게는 8N/15mm이며, 더욱 바람직하게는 10N/15mm이고, 더욱더 바람직하게는 12N/15mm이며, 특히 바람직하게는 15N/15mm이다. 5N/15mm 이상이면 포장 재료용 수지 적층체로부터 제작한 포장 봉투의 파대(破袋)를 줄일 수 있다. 길이 방향의 바람직한 상한은 특별히 없지만, 현실적인 값으로는 30N/15mm이고, 바람직하게는 25N/15m 이하이다.
(고온 히트 시일 마무리성)
상기 적층체의 시일 강도 도달 온도에서 히트 시일했을 때의 시일 부분의 외관과, 시일 강도 도달 온도보다 10℃ 높은 온도에서 히트 시일했을 때의 시일 부분의 외관을, 기재층의 필름의 벗겨짐, 주름의 정도로부터 이하의 3단계로 평가했을 때, 기재층 필름의 전면적인 벗겨짐 또는/및 현저한 주름이 발생하지 않는 것이 바람직하고, 기재층 필름의 일부분에만 주름이 발생하고 있는 것이 보다 바람직하며, 기재층 필름의 벗겨짐, 주름의 발생이 없는 것이 보다 바람직하다.
(히트 시일 가공)
본 발명의 포장 재료용 수지 적층체를 이용하여 식품 등을 포장하는 봉투를 형성하려면, 본 발명의 포장 재료용 수지 적층체를 개구부가 있는 봉투로 제대한 다음 내용물을 충전하고, 개구부를 가열하여 실런트층을 융착시켜 밀봉한다. 또, 식품을 충전하면서 제대할 때에도 마찬가지로 행하는 경우가 많다.
일반적으로 봉투를 제대하려면, 기재층에 실런트층을 라미네이트하고, 기재층과 실런트층의 적층체의 실런트층끼리를, 기재층측에서의 가열에 의해 융착시키는 히트 시일 가공을 실시하는 공정이 많이 이용된다. 히트 시일 가공에서는 기재층측에서 가열판으로 압력을 가하여 필름을 눌러 시일하는데, 이때의 기재층은 직접 가열되기 때문에, 내열성이 낮으면 수축에 의한 주름이나 히트 시일 바에의 기재층의 융착을 발생시킨다. 봉투의 내구성에 있어서 주름은 적은 쪽이 좋고, 구매 의욕을 높이기 위해서도 주름은 적은 쪽이 좋다. 또 융착이 발생하면 봉투의 외면이 오염되고, 또 인쇄가 되어 있는 경우는 잉크가 벗겨지는 등 의장성을 크게 해쳐 버린다.
또, 제대 가공 속도를 높이는 요망은 높아지고 있으며, 그러기 위해서는 보다 고온에서의 히트 시일 가공과 기재층의 박막화가 요구되고, 내용물을 충전한 후에 봉투의 개구부를 융착하는 공정에서는, 더욱 고온에서의 히트 시일 가공이 요구된다. 그 경우에도 수축이 작고, 히트 시일 바에의 기재층의 융착이 없는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 특성은 이하의 방법에 의해 측정, 평가를 행하였다.
(1) 메소펜타드 분율
폴리프로필렌 수지의 메소펜타드 분율([mmmm]％)의 측정은, 13C-NMR을 이용하여 행하였다. 메소펜타드 분율은, Zambelli 외, Macromolecules, 제6권, 925페이지(1973)에 기재된 방법에 따라 산출했다. 13C-NMR 측정은, BRUKER사 제조 AVANCE 500을 이용하여, 시료 200mg을 o-디클로로벤젠과 중(重)벤젠의 8:2의 혼합액에 135℃에서 용해하고, 110℃에서 행하였다.
(2) 필름 두께
세이코 이엠사 제조 밀리트론 1202D를 이용하여, 필름의 두께를 계측했다.
(3) 기재층의 열수축률
JIS Z 1712에 준거하여 이하의 방법으로 측정했다. 필름을 20mm 폭이고 200mm의 길이로 필름의 길이 방향, 폭 방향으로 각각 커트하고, 150℃의 열풍 오븐 안에 매달아 5분간 가열했다. 가열 후의 길이를 측정하여, 원래의 길이에 대한 수축된 길이의 비율로 기재층의 열수축률을 구했다.
(4) 기재층의 영률
JIS K 7127에 준거하여 필름의 길이 방향 및 폭 방향의 영률을 23℃에서 측정했다. 샘플은 15mm×200mm의 사이즈로 필름으로부터 잘라내고, 척 폭은 100mm로, 인장 시험기(인스트론 재팬 컴퍼니 리미티드사 제조 듀얼 컬럼 탁상형 시험기 인스트론 5965)에 세트했다. 인장 속도 200mm/분으로 인장 시험을 행하였다. 얻어진 변형률-응력 커브(strain-stress curve)에 의한, 신장 초기의 직선 부분의 기울기로부터 기재층의 영률을 구했다.
(5) 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)
300mm×100mm의 길이 방향으로 긴 2장의 점착 방지를 위한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(제조원: 도요보 가부시키가이샤, 상품명: E5100, 두께: 12㎛) 사이에, 실시예 및 비교예에서 사용한 300mm×60mm의 길이 방향으로 긴 2장의 기재층을 코로나 처리를 행한 면이 서로 마주보도록 끼워 넣고, 0.2MPa×1초로 열경사형 시일러(도요 세이키사 제조)로 히트 시일하여, 15mm 폭의 샘플을 잘라내어 인장 시험기(시마즈 세이사쿠쇼 제조 오토그래프, 형식: S-100-D)로 속도 200mm/분으로 길이 방향의 T자 박리 시일 강도(N/15mm)를 측정했다.
기재층의 융착 개시 온도는, 가로축에 시일 온도, 세로축에 시일 강도를 표시한 그래프를 그려, 시일 강도가 1N/15mm에 도달했을 때의 온도를 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)(℃)로 했다.
(6) 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)
300mm×100mm의 길이 방향으로 긴 2장의 점착 방지를 위한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(제조원: 도요보 가부시키가이샤, 상품명: E5100, 두께: 12㎛) 사이에, 실시예 및 비교예서 사용한 300mm×60mm의 길이 방향으로 긴 2장의 실런트층(실런트층이 복층인 경우에는 시일면)을 서로 마주보도록 끼워 넣고 0.2MPa×1초로 열경사형 시일러(도요 세이키사 제조)로 히트 시일하여, 15mm 폭의 샘플을 잘라내어 인장 시험기(시마즈 세이사쿠쇼 제조 오토그래프, 형식: S-100-D)로 속도 200mm/분으로 길이 방향의 T자 박리 시일 강도(N/15mm)를 평가했다. 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는, 가로축에 시일 온도, 세로축에 시일 강도를 표시한 그래프를 그려, 시일 강도가 5N/15mm에 도달한 온도를 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)(℃)로 했다.
(7) 적층체의 시일 강도 도달 온도
기재층과 실런트층의 적층체의 제작은, 연속식 드라이 라미네이트기를 이용하여 이하와 같이 행하였다. 우선, 실시예 및 비교예에서 얻어진 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 코로나 처리면에 접착제를 건조 시 도포량이 3.0g/㎡가 되도록 그라비아 코팅한 후, 건조 존으로 유도하여 80℃, 5초로 건조했다. 계속해서 하류측에 설치된 롤 사이에서 실런트층을 접착제 도포면에 첩합(貼合)했다(롤 압력 0.2MPa, 롤 온도: 60℃). 얻어진 적층체는 권취한 상태에서 40℃, 3일간의 에이징 처리를 행하였다.
또한, 접착제는 주제(主劑)(도요 모톤사 제조, TM569) 28.9 질량％, 경화제(도요 모톤사 제조, CAT10L) 4.00 질량％ 및 초산에틸 67.1 질량％를 혼합하여 얻어진 드라이 라미네이트용 접착제를 사용했다.
다음으로 제작한 적층체로부터 폭 15mm×길이 200mm의 길이 방향으로 긴 사이즈의 측정 샘플을 잘라내어, 열경사형 시일러(도요 세이키사 제조)로 적층체 샘플 2장의 실런트층끼리를 0.2MPa×1초로 히트 시일한다.
90℃에서부터 5℃ 간격으로 히트 시일하고, 15mm 폭의 샘플을 잘라낸 측정 샘플을 초기 척 사이 거리는 100mm로, 인장 시험기(텐실론, 오리엔테크사 제조)에 세트하고, 인장 속도 200mm/분으로 길이 방향의 T자 박리 강도의 측정을 행하였다. 가로축에 히트 시일 온도, 세로축에 시일 강도를 표시한 그래프를 그려, 시일 강도가 5N/15mm에 도달했을 때의 온도를 적층체의 시일 강도 도달 온도(℃)로 했다.
(8) 적층체의 도달 히트 시일 강도
(7)에서 얻은 가로축에 히트 시일 온도, 세로축에 시일 강도를 표시한 그래프에 있어서, 최대 강도가 된 수치를 적층체의 도달 히트 시일 강도로 했다.
(9) 고온 히트 시일 마무리성
상기 적층체의 시일 강도 도달 온도에서 히트 시일했을 때의 시일 부분의 외관과 시일 강도 도달 온도보다 10℃ 높은 온도에서 히트 시일했을 때의 시일 부분의 외관을, 기재층의 벗겨짐, 주름의 정도로부터 이하의 3단계로 평가했다.
○: 기재층 필름의 벗겨짐, 주름의 발생 없음.
△: 기재층 필름의 일부분에 주름이 발생.
×: 기재층 필름의 전면적인 벗겨짐 또는/및 현저한 주름이 발생.
(실시예 1)
기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 상기의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 융착 개시 온도(FIT-B)는 166℃, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 4.5％, 폭 방향이 0.8％이고, 영률은 길이 방향이 2.2GPa, 폭 방향은 3.6GPa이었다. 실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 111℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 55℃였다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 히트 시일 마무리성은, 벗겨짐과 주름이 없어 양호했다.
기재층: 폴리프로필렌 수지로서, MFR＝7.5g/10분, [mmmm]＝98.9％, Tc＝116℃, Tm＝163℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-1을 80 질량부와, MFR＝3.0g/10분, [mmmm]＝98.4％, Tc＝116℃, Tm＝163℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-2를 20 질량부를 혼합하여 폴리프로필렌 수지 조성물로 하고, 압출기에서 250℃에서 가열 용융시켜, 250℃에서 T 다이로부터 용융 폴리프로필렌 수지 조성물을 시트상으로 압출하고, 용융 시트를 37℃의 냉각 롤에 접촉시켜, 그대로 29℃의 수조에 투입하여 미연신의 시트를 얻었다. 그 후, 미연신의 시트를 140℃에서 2대의 롤로 길이 방향으로 4.0배 연신하고, 이어서 양단을 클립으로 끼워, 열풍 오븐(텐터) 안으로 유도하여, 174℃에서 예열 후, 폭 방향으로 160℃에서 10배 연신하고, 이어서, 폭 방향으로 174℃에서 7％ 완화시키면서 열처리를 행하였다.
얻어진 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 편측 표면에 가스가 덴키사 제조 코로나 처리기를 이용하여, 13W/㎡·분의 조건에서, 코로나 처리를 실시한 후, 와인더로 권취하여 두께 16㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻어 이용했다.
실런트층: 3대의 압출기를 이용해, 각각 240℃에서 용융하여, T 다이로부터 시트상으로 공압출하고, 30℃의 냉각 롤로 냉각 고화한 후, 속도 150m/분으로 롤상으로 권취하여, 히트 시일층/실런트층의 기재층(베이스층)/표면층으로 이루어지는 두께비가 1/2/1이고 두께 30㎛의 실런트층용 무연신 폴리프로필렌계 필름을 얻었다.
또한, 히트 시일층 원료로는, 프로필렌·에틸렌·부텐 랜덤 공중합체(스미또모 가가쿠 고교 가부시키가이샤 제조 FL6745, 융점 130℃, MFR: 7g/10분) 55 질량％와 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(프라임 폴리머사 제조 에보류 SP2040, 융점 112℃, 멜트플로우 레이트 3.8g/10분) 45 질량％를 배합한 수지 조성물을 이용하고, 기재층(베이스층) 및 히트 시일층의 반대측의 표면층 원료로서 프로필렌·에틸렌·부텐 랜덤 공중합체(융점 148℃, MFR 7.0g/10분)를 이용했다.
실런트층의 프로필렌 단위 성분량은 70 질량％ 이상이었다.
(실시예 2)
실시예 1과 마찬가지로 기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 상기의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 두께 16㎛, 융착 개시 온도(FIT-B)는 165℃, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 4.7％, 폭 방향이 2.0％이고, 영률은 길이 방향이 2.3GPa, 폭 방향은 4.0GPa이었다. 실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 111℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 54℃였다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 히트 시일 마무리성은, 벗겨짐과 주름이 없어 양호했다.
기재층: 열처리 시 이완율을 6.0％로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 행하여 두께 16㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻어 이용했다.
실런트층: 실시예 1과 동일한 두께 30㎛의 무연신 폴리프로필렌계 필름을 이용했다.
(실시예 3)
실시예 1과 마찬가지로 기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 상기의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 두께 16㎛, 융착 개시 온도(FIT-B)는 164℃, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 5.0％, 폭 방향이 4.7％이고, 영률은 길이 방향이 2.0GPa, 폭 방향은 4.2GPa이었다. 실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 111℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 53℃였다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 히트 시일 마무리성은, 벗겨짐과 주름이 없어 양호했다.
기재층: 열처리 온도를 172℃로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 행하여 두께 16㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다.
실런트층: 실시예 1과 동일한 두께 30㎛의 무연신 폴리프로필렌계 필름을 이용했다.
(실시예 4)
실시예 1과 마찬가지로 기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 상기의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 두께 16㎛, 융착 개시 온도(FIT-B)는 161℃, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 6.1％, 폭 방향이 5.5％이고, 영률은 길이 방향이 2.2GPa, 폭 방향은 4.3GPa이었다. 실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 111℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 50℃였다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 히트 시일 마무리성은, 시일 강도 도달 온도에서는 벗겨짐과 주름이 없어 양호했지만, 시일 강도 도달 온도보다 10℃ 높은 시일 온도에서는, 필름의 일부분에 주름이 발생하고 있었다.
기재층: 길이 방향의 연신 배율을 4.5배로, 열처리 온도를 170℃로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 행하여 두께 16㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻어 이용했다.
실런트층: 실시예 1과 동일한 두께 30㎛의 무연신 폴리프로필렌계 필름을 이용했다.
(비교예 1)
실시예 1과 마찬가지로 기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 상기의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은, 두께 16㎛, 융착 개시 온도(FIT-B)는 152℃, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 15.5％, 폭 방향이 22.7％, 영률은 길이 방향이 1.8GPa, 폭 방향은 2.9GPa이었다. 실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 111℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 41℃였다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 히트 시일 마무리성은, 기재층 표면이 벗겨지고, 주름도 현저하게 발생하여 불량이었다.
기재층: 폴리프로필렌 수지로서, MFR＝2.5g/10분, [mmmm]＝96.5％, Tc＝116℃, Tm＝163℃인 프로필렌 단독 중합체를 압출기에서 250℃에서 가열 용융시켜, 250℃에서 T 다이로부터 용융 폴리프로필렌 수지 조성물을 시트상으로 압출하고, 용융 시트를 37℃의 냉각 롤에 접촉시켜, 그대로 29℃의 수조에 투입하여 미연신의 시트를 얻었다. 그 후, 미연신의 시트를 140℃에서 2대의 롤로 길이 방향으로 4.5배 연신하고, 이어서 양단을 클립으로 끼워, 열풍 오븐(텐터) 안으로 유도하여, 174℃에서 예열 후, 폭 방향으로 160℃에서 10배 연신하고, 이어서, 폭 방향으로 165℃에서 6.7％ 완화시키면서 열처리를 행하였다.
얻어진 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 편측 표면에 가스가 덴키사 제조의 코로나 처리기를 이용하여, 13W/㎡·min의 조건에서, 코로나 처리를 실시한 후, 와인더로 권취하여 두께 16㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻어 이용했다.
실런트층: 실시예 1과 동일한 두께 30㎛의 무연신 폴리프로필렌계 필름을 이용했다.
(비교예 2)
기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 두께 16㎛, 융착 개시 온도(FIT-B)는 165℃, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 4.7％, 폭 방향이 2.0％이고, 영률은 길이 방향이 2.3GPa, 폭 방향은 4.0GPa이었다.
실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 143℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 22℃였다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 히트 시일 마무리성은, 기재층 표면이 벗겨지고, 주름도 현저하게 발생하여 불량이었다.
기재층: 실시예 2에서 제작한 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 사용했다.
실런트층: 도요보 가부시키가이샤 제조 무연신 폴리프로필렌 필름(파이렌(등록상표) CT P1128, 두께 30㎛, 시일 강도 도달 온도(SRT-S)＝143℃)을 사용했다.
또한, 실런트층의 프로필렌 단위 성분량은 70 질량％ 이상이었다.
(비교예 3)
기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리프로필렌 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름은 두께 16㎛, 융착 개시 온도(FIT-B)는 165℃, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 4.7％, 폭 방향이 2.0％이고, 영률은 길이 방향이 2.3GPa, 폭 방향은 4.0GPa이었다. 실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 125℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 40℃였다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 히트 시일 마무리성은, 시일 강도 도달 온도에서는 벗겨짐과 주름이 없어 양호했지만, 시일 강도 도달 온도보다 10℃ 높은 시일 온도에서는, 기재층 표면이 벗겨지고, 주름도 현저하게 발생하여 불량이었다.
기재층: 실시예 2에서 제작한 2축 연신 폴리프로필렌 필름을 사용했다.
실런트층: 도요보사 제조 무연신 폴리프로필렌 필름(파이렌(등록상표) CT P1162, 두께 30㎛, 시일 강도 도달 온도(SRT-S)＝125℃)을 사용했다.
또한, 실런트층의 프로필렌 단위 성분량은 70 질량％ 이상이었다.
(참고예 1)
실시예 1과 마찬가지로 기재층으로서 하기의 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 실런트층으로서 하기의 무연신의 폴리프로필렌 필름을 상기의 방법으로 라미네이트하여 포장용 수지 적층체를 제작했다. 기재층으로서 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(도요보 가부시키가이샤 제조, E5100)은 두께 12㎛, 융착 개시 온도(FIT-B)는 200℃보다 높고, 150℃ 열수축률은 길이 방향이 1.4％, 폭 방향이 0.2％이고, 영률은 길이 방향이 3.9GPa, 폭 방향은 4.0GPa이었다. 실런트층의 무연신의 폴리프로필렌 필름의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)는 111℃이고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와의 차이는 89℃보다 컸다.
라미네이트된 포장용 수지 적층체의 도달 히트 시일 온도는 160℃이고, 도달 히트 시일 강도는, 5.0N/15mm였다. 히트 시일 마무리성은, 기재층 표면의 벗겨짐, 주름의 발생이 없어 양호했다.
기재층: 도요보사 제조 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(도요보 에스테르 필름(등록상표) E5100, 두께 12㎛)을 사용했다.
실런트층: 실시예 1과 동일한 두께 30㎛의 무연신 폴리프로필렌계 필름을 이용했다.
산업상 이용가능성
본 발명의 포장 재료용 수지 적층체는, 기재층에 폴리에스테르(PET) 필름, 실런트층에 폴리올레핀 필름을 사용한 포장 재료용 수지 적층체와 마찬가지의 고온 고속으로의 히트 시일 제대가 가능한 모노머티리얼 포장재로서 적합하게 이용할 수 있다.
Claims (5)
- 적어도 기재층과 실런트층을 구비하는 수지 적층체로서, 상기 기재층 및 상기 실런트층을 구성하는 수지 조성물의 주성분이 동일한 수지 조성물에 의해 구성되고, 기재층의 융착 개시 온도(FIT-B)와 실런트층의 시일 강도 도달 온도(SRT-S)가 하기 식 (1)∼(3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 포장 재료용 수지 적층체:
50(℃)≤(FIT-B)-(SRT-S)≤90(℃) 식 (1)
90(℃)≤(SRT-S)≤120(℃) 식 (2)
160(℃)≤(FIT-B)≤180(℃) 식 (3). - 제 1 항에 있어서,
상기 기재층 및 상기 실런트층을 구성하는 수지의 주성분이 프로필렌 단위이고, 또한 기재층이 2축 연신 폴리프로필렌 필름인, 포장 재료용 수지 적층체. - 제 2 항에 있어서,
상기 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 150℃에서의 열수축률이, 길이 방향에서 6.5％ 이하이고, 폭 방향에서 5.5％ 이하인, 포장 재료용 수지 적층체. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 기재층의 2축 연신 폴리프로필렌 필름의 영률이 길이 방향에서 2.0GPa 이상, 폭 방향에서 3.5GPa 이상인, 포장 재료용 수지 적층체. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재층과 상기 실런트층 사이에 접착제층을 갖는, 포장 재료용 수지 적층체.
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