TW202327892A - 包裝材料用樹脂積層體 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種加工性良好的包裝材料用樹脂積層體，特徵在於基材層與密封劑層由相同素材所構成。
本發明為一種包裝材料用樹脂積層體，係至少具備有基材層與密封劑層之樹脂積層體，構成前述基材層及前述密封劑層的樹脂組成物之主成分為藉由相同的樹脂組成物所構成，基材層的熔接起始溫度(FIT-B)與密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)滿足下述式(1)至式(3)。
50℃≦(FIT-B)-(SRT-S)≦90(℃) 式(1)
90≦(SRT-S)≦120 (℃) 式(2)
160≦(FIT-B)≦180 (℃) 式(3)
Description
本發明係關於一種可熱封的包裝材料用樹脂積層體，具備有由相同的素材所構成之基材層與密封劑層。
以往，作為包裝材料的構成材料，是依照包裝的內容物或用途而組合使用由聚烯烴、聚酯等所組成之各種樹脂膜材料。
例如作為需要熱封性的密封劑膜而選定熔點低的無延伸聚乙烯樹脂膜，作為需要耐熱性的表面素材而選定經雙軸延伸的聚酯膜或聚丙烯膜，分別藉由層合加工而貼合使用。
近年，由於尋求致力於循環型社會的聲量逐漸世界性地高漲，關於包裝材料也要關懷環境，故而尋求藉由易於回收再利用的單一素材所構成之「單一材料包材」。
例如，在專利文獻1提出了基材層與密封劑層為由聚酯膜所構成的包裝用積層體。
在專利文獻2提出了基材層與密封劑層為由聚乙烯所構成的包裝體。
再者，在專利文獻3提出了在基材層與密封層使用了聚丙烯的包裝用積層體。
另一方面，以往是活用各種素材的特徵來設計包裝材料，且已知進行單一素材化所致之不良狀況。
尤其在熱封加工中有因進行單一素材化而耐熱性與密封強度的兼備變得困難的事例，例如，雖然在專利文獻3中亦揭示了於基材層使用雙軸延伸聚丙烯膜，於密封層使用無延伸聚丙烯膜的積層體，但有若熱封溫度高則基材層的雙軸延伸聚丙烯膜會收縮而密封部位的美觀變差，並且易於熔接於熱封棒而難以加工這樣的問題、或在高速的製袋之熱封加工中發生熱封強度弱這樣的不良情況的問題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2020/262326號公報。
[專利文獻2]國際公開WO2021/054349號公報。
[專利文獻3]日本特開2020-157715號公報。
[專利文獻4]國際公開WO2020/080507號公報。
[發明所欲解決之課題]
本發明的課題在於解決上述的問題點，係關於一種加工性良好的包裝材料用樹脂積層體，基材層與密封劑層的主成分為由相同的種類的樹脂之樹脂組成物所構成。
[用以解決課題之手段]
本發明為了達成該目的而深入探討的結果，為一種至少具備有基材層與密封劑層之樹脂積層體，前述基材層及前述密封劑層之主成分藉由相同的種類之樹脂組成物所構成，前述基材層的熔接起始溫度(FIT-B)與密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)控制在特定的關係及範圍，藉此能夠解決了上述課題。亦即，本發明係由以下的構成所形成。
[1]
一種包裝材料用樹脂積層體，係至少具備有基材層與密封劑層之樹脂積層體，特徵在於：構成前述基材層及前述密封劑層的樹脂組成物之主成分為藉由相同的種類的樹脂組成物所構成，基材層的熔接起始溫度(FIT-B)與密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)滿足下述式(1)至式(3)。
50℃≦(FIT-B)-(SRT-S)≦90(℃) 式(1)
90≦(SRT-S)≦120 (℃) 式(2)
160≦(FIT-B)≦180 (℃) 式(3)
[2]
如[1]所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中構成前述基材層及前述密封劑層的樹脂組成物之主成分為丙烯單元，且基材層為雙軸延伸聚丙烯膜。
[3]
如[2]所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中前述基材層之雙軸延伸聚丙烯膜在150℃的熱收縮率於長度方向為6.5%以下，於寬度方向為5.5%以下。
[4]
如[2]或[3]所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中前述基材層之雙軸延伸聚丙烯膜的楊氏模數於長度方向為2.0GPa以上，於寬度方向為3.5GPa以上。
[5]
如[1]至[4]中任一項所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中在前述基材層與前述密封劑層之間具有接著劑層。
[發明功效]
本發明的包裝材料用樹脂積層體係由各層的主成分為相同種類的樹脂之樹脂組成物所構成之易於回收再利用的「單一材料包材」，由於基材層的耐熱性高，基材層的熔接起始溫度與密封劑層的密封強度到達溫度之差為50℃以上，且密封劑層的熔接起始溫度為特定溫度以下，故能夠兼顧熱封加工時的熱封強度與美觀的完工性。
以下，針對本發明之包裝材料用樹脂積層體進而詳細地說明。
本發明之包裝材料用樹脂積層體的特徵在於：係由基材層與密封劑層的積層構成所形成，基材層的熔接起始溫度與密封劑層的密封強度到達溫度之差為50℃以上。
以下，更詳細地說明本發明。
[基材層]
本發明中的基材層係將選自由聚丙烯或聚酯、聚醯胺等所組成之群組中至少1種的樹脂作為主要原料樹脂之膜，就剛性、耐熱性方面而言較佳為經雙軸延伸的雙軸配向膜。尤其由於聚丙烯熔點低故多作為密封劑層的素材來使用，若本發明中的基材層為雙軸配向聚丙烯膜，適合作為使用有由主成分為丙烯單元之樹脂組成物所構成的密封劑層之包裝材料用樹脂積層體。此處所稱主成分，意指基材層中包含50質量%以上之樹脂。
[作為基材層的雙軸配向聚丙烯膜之特性]
本發明中作為基材層之以丙烯單元為主成分之雙軸配向聚丙烯膜的熔接起始溫度(以下有時簡稱為FIT-B)較佳為160℃以上至180℃以下。更佳為163℃以上至175℃以下。
若基材層的熔接起始溫度(FIT-B)為160℃以上，則即使進行在高溫的加熱密封，基材層不易因熱收縮而變形，不易損害包裝體的外觀，不易發生在加工中黏附到搬運輥等的不良狀況。尤其在高速的自動包裝中的高溫熱封加工中係有用。
基材層的熔接起始溫度(FIT-B)的上限，為了在高速的自動包裝以高溫為佳，若在180℃以下，則能夠進行工業性生產。
本發明中的基材層所使用之雙軸配向聚丙烯膜的熔接起始溫度(FIT-B)係能夠藉由將後述之特定的聚丙烯樹脂用於原料，採用特定的製膜條件來調整。
就本發明中作為基材層之以丙烯單元為主成分之雙軸配向聚丙烯膜而言，於150℃的熱收縮率較佳為在長度方向為6.5%以下，在寬度方向為5.5%以下。更佳為長度方向為6.0%以下，寬度方向為5.0%，進而較佳為在長度方向為5.0%，在寬度方向為3.0%以下。若於150℃的熱收縮大，則在熱封加工時基材層會大幅收縮，不只是損害包裝體的外觀，還會發生熱封剝落等的不良狀況。另一方面，若於150℃的熱收縮率小，則由於能夠提高熱封加工的加熱溫度，故在短時間的熱封加工變得可能，變得能夠高速製袋加工。
就本發明中作為基材層之以丙烯單元為主成分之雙軸配向聚丙烯膜的剛性而言，楊氏模數較佳為在長度方向為2.0GPa以上，在寬度方向為3.5GPa。且更佳為在長度方向為2.5GPa以上，在寬度方向為4.0GPa以上。
藉由提高楊氏模數而基材層的剛性提升，能夠期待在製袋加工等的加工時不易產生皺褶，且作為製袋品時內容物也容易進出等的效果。且藉由提升剛性，能夠將膜的厚度變薄。藉由使基材層的厚度變薄，在熱封加工時熱易於傳導至密封劑層，能夠降低加熱溫度，變得能夠減少加熱所致之收縮皺褶和提升加工速度。
就本發明中作為基材層之以丙烯單元為主成分之雙軸配向聚丙烯膜的厚度而言，並沒有特別限制，較薄的話由於在熱封加工時密封棒的熱變得易於傳導至密封劑層，故能夠降低加熱溫度。由於藉由降低加熱溫度而能夠減少熱收縮所致之皺褶，故包裝體的外觀和完工變得良好而較佳。
且藉由降低加熱溫度亦能夠提升加工速度。
另一方面，若厚度太薄，則有作為基材層的剛性為不足的疑慮。基材層的剛性不足則會發生填充商品進行陳列時傾倒，或是進行加工時產生皺褶等的不良狀況。若考量以上的情況，作為基材層所使用之聚丙烯膜的厚度，較佳為3μm至50μm，更佳為10μm至35μm，進而較佳為12μm至19μm，而且較佳為選定在不引起剛性不足所致之不良狀況的範圍內盡可能薄的膜。
[作為基材層的雙軸配向聚丙烯膜之製造方法]
要將本發明中作為基材層之以丙烯單元為主成分之雙軸配向聚丙烯膜的特性設在上述的範圍，較佳為設為下述的原料組成與製膜條件。
作為雙軸配向聚丙烯膜之主要的原料樹脂，能夠使用選自由丙烯均聚物、或丙烯與乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴之共聚物以及這些聚合物的混合物所組成之群組中至少1種以上的聚丙烯系樹脂。
較佳為實質上不含乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴之丙烯均聚物，即使是包含乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴成分的情況，乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴成分量較佳為1莫耳%以下。成分量的上限更佳為0.5莫耳%，進而較佳為0.3莫耳%，特佳為0.1莫耳%。若為上述範圍則結晶性易於提升。
作為構成這樣的共聚物之碳數4以上的α-烯烴成分，例如可列舉：1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、5-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-二十烯等。聚丙烯樹脂能夠使用不同的2種以上之丙烯均聚物、或丙烯與乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴之共聚物、及這些聚合物的混合物。
構成雙軸配向聚丙烯膜之樹脂組成物中的丙烯均聚物、丙烯與乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴之共聚物的合計較佳為50重量%以上，更佳為60質量%以上，進而較佳為70質量%以上，再進而較佳為80質量%以上，特佳為90質量%以上。
構成雙軸配向聚丙烯膜之樹脂組成物的主成分之丙烯單元相對於樹脂組成物整體較佳為60莫耳%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，再進而較佳為90質量%以上，特佳為95質量%以上。
作為成為雙軸配向聚丙烯膜的原料之聚丙烯原料的立體規則性的指標之內消旋五單元組分率([mmmm]%)係在97.0%至99.9%的範圍內，較佳為在97.5%至99.7%的範圍內，進而較佳為在98.0%至99.5%的範圍內，特佳為在98.5%至99.3%的範圍內。
若在97.0%以上，則聚丙烯樹脂的結晶性提高，膜之中的結晶的熔點、結晶度、結晶配向度提升，而易於獲得剛性與在高溫的耐熱性。若在99.9%以下則就聚丙烯樹脂的製造這點而言易於抑制成本，在製膜時變得不易斷裂。更佳為在99.5%以下。內消旋五單元組分率是以核磁共振法(所謂NMR法)來測定。
為了將聚丙烯樹脂的內消旋五單元組分率設在上述的範圍內，可較佳地採用將獲得的聚丙烯樹脂粉末以正庚烷等的溶媒進行洗淨之方法、或是適當進行觸媒及／或輔觸媒的選定、聚丙烯樹脂組成物之成分的選定之方法等。
再者，只要在無損於本發明之功效的範圍，在作為基材層的雙軸配向聚丙烯膜中亦能夠調配用以提升品質的各種添加劑，例如：抗靜電劑、抗黏連劑、熱穩定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑等。
本發明中作為基材層之雙軸配向聚丙烯膜就賦與剛性、耐熱性的觀點而言，較佳為經雙軸延伸加工的雙軸配向膜。已知藉由雙軸延伸則高分子進行結晶配向，彈性模數和熔點會增加，作為雙軸延伸的方法，藉由吹塑同步雙軸延伸法、拉幅機同步雙軸延伸法、拉幅機逐步雙軸延伸法、以輥延伸與拉幅機延伸所進行之逐步雙軸延伸法的任一種都可獲得，但在製膜穩定性、厚度均一性的觀點而言，較佳為採用拉幅機逐步雙軸延伸法或者以輥延伸與拉幅機延伸所進行之逐步雙軸延伸法。尤其較佳為向長度方向延伸後再向寬度方向延伸，但向寬度方向延伸後再向長度方向延伸之方法也無妨。
作為用以提高本發明中作為基材層之雙軸配向聚丙烯膜的熔接起始溫度、降低在150℃的熱收縮率、使楊氏模數增加來進行高剛性化的製膜方法，較佳為在原料樹脂中選定立體規則性高且結晶性高的原料，並在製膜時的延伸步驟中使延伸倍率增加，提高熱處理溫度。
作為特佳的製膜方法，例如能夠舉出以下方法：將內消旋五單元組分率([mmmm]%)為97.0%至99.9%之範圍的立體規則性高的聚丙烯樹脂用於原料，在擠出機以230℃至270℃加熱熔融，自T字模將熔融聚丙烯樹脂擠出成片狀，使熔融片接觸50℃以下的冷卻輥，依情況浸漬於30℃以下的水槽進行驟冷而獲得未延伸的片之後，將該未延伸的片在輥延伸機以130℃至150℃向長度方向延伸3.8倍至4.2倍，其次將兩端用夾子夾住，在拉幅機以170℃至175℃預熱後，向寬度方向以150℃至160℃延伸9倍以上，其次向寬度方向以170℃至175℃使之一邊緩和0%至10%一邊進行熱處理。
[密封劑層]
本發明中的密封劑層係由將選自由聚丙烯或聚酯、聚醯胺等所組成之群組中至少1種的樹脂做為主成分之樹脂組成物所構成，且係由將與構成基材層的樹脂組成物之主成分為相同種類的樹脂作為主成分之樹脂組成物所構成。
本發明中的密封劑層由於需要降低熔點，故較佳為未經雙軸延伸等的延伸加工。再者關於素材也是較佳為熔點低的聚丙烯系樹脂。此處所稱主成分，意指密封劑層中包含50質量%以上之樹脂。
[作為密封劑層的聚丙烯系膜]
本發明中作為密封劑層使用以丙烯單元為主成分之膜的情況，密封強度到達溫度(SRT-S)(以下有時簡稱為(SRT-S))為90℃以上至120℃以下，更佳為100℃以上至115℃以下，進而較佳為105℃以上至110℃以下。若密封強度到達溫度(SRT-S)為120℃以下，則不需要在高溫的加熱密封，基材層不易因熱收縮而變形，不易損害包裝體的外觀。再者熔接起始溫度為90℃以上，耐熱性變高，不易發生在加工中黏附到搬運輥等的不良狀況。
以丙烯單元為主成分之密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)已知取決於構成密封劑層之樹脂成分的熔點。因此亦能夠混合熔點不同的各種樹脂，將熔點調整至任意的溫度。
密封劑層為以丙烯單元為主成分的情況，作為主要的原料樹脂可為選自由丙烯均聚物、或丙烯與乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴之共聚物以及這些聚合物的混合物所組成之群組中至少1種以上的聚丙烯系樹脂也無妨。
再者，前述共聚物為無規共聚物、嵌段共聚物及接枝共聚物的任一種皆無妨。共聚物的情況之共聚成分亦沒有限定，可舉出：乙烯、丁烯、庚烯、己烯、辛烯等的低級α-烯烴；丁二烯、異戊二烯等的二烯類等。共聚聚合物的情況可為與該成分的二元系，亦可為三元系以上的多元系也無妨。
並且，關於立體規則性也沒有限定，為同排(isotactic)、對排(syndiotactic)、雜排(atactic)的任一種皆無妨。配合市場的要求特性來適當選擇即可。密度較佳為870kg/m
3至912kg/m
3。進而，密度較佳為880kg/m
3至905kg/m
3。若密度為未達870kg/m
3則由於剛性、耐熱性及抗黏連性降低而欠佳。相反地，密度超過912kg/m
3的情況則由於低溫熱封性會惡化而欠佳。
在作為密封劑層的以丙烯單元為主成分之聚丙烯系膜中，為了賦與低溫密封性而能夠調配聚乙烯系樹脂。作為聚乙烯系樹脂，為以乙烯為主成分之樹脂，例如能夠使用高壓法低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、中密度聚乙烯及高密度聚乙烯等的乙烯均聚物。再者，能夠使用由聚乙烯系樹脂與丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等的α-烯烴、乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯等的單體所成之無規或嵌段共聚物。聚乙烯系樹脂的調配量就單一材料的觀點而言較少為佳。
作為密封劑層的以丙烯單元為主成分之聚丙烯系膜，較佳為積層膜。例如，密封劑層較佳為熱封層/基材層(基底層)、或熱封層/基材層(基底層)/表面層的層構成。密封劑層的基材(基底層)藉由提高剛性而能夠提高密封劑層整體的剛性。藉由設置密封劑層的表面層，能夠改善密封劑層的滑動性和改善相對於基材層的雙軸延伸聚丙烯膜的接著性。
作為密封劑層的熱封層之主要的原料樹脂，為選自由丙烯均聚物、或丙烯與乙烯及／或碳數4以上的α-烯烴之共聚物以及這些聚合物的混合物所組成之群組中至少1種以上的聚丙烯系樹脂也無妨。再者，前述共聚物為無規共聚物、嵌段共聚物及接枝共聚物的任一種皆無妨。共聚物的情況之共聚成分亦沒有限定，可舉出：乙烯、丁烯、庚烯、己烯、辛烯等的低級α-烯烴；丁二烯、異戊二烯等的二烯類等。共聚物的情況可為與該成分的二元系，亦可為三元系以上的多元系也無妨。並且，關於立體規則性也沒有限定，為同排、對排、雜排的任一種皆無妨。配合市場的要求特性來適當選擇即可。密度較佳為870kg/m
3至912kg/m
3。進而，密度較佳為880kg/m
3至905kg/m
3。若密度為未達870kg/m
3則由於剛性、耐熱性及抗黏連性降低而欠佳。相反地，密度超過912kg/m
3的情況則由於低溫熱封性會惡化而欠佳。
構成密封劑層的熱封層之樹脂組成物的主成分之丙烯單元相對於樹脂組成物整體較佳為60質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上。
作為密封劑層的基材層(基底層)的主要原料樹脂，可舉出選自由丙烯均聚物；丙烯與乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等的α-烯烴之無規共聚物、嵌段共聚物所組成之群組中至少1種以上的聚丙烯系樹脂。使用共聚物的情況，較佳為為了提高剛性而使用共聚量少於熱封層的共聚物。
構成密封劑層的基材層(基底層)之樹脂組成物的主成分之丙烯單元相對於樹脂組成物整體較佳為60質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，再進而較佳為90質量%以上，特佳為95質量%以上。
作為密封劑層的表面層之主成分，可舉出選自由丙烯均聚物；丙烯與乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等的α-烯烴之無規共聚物、嵌段共聚物所組成之群組中至少1種以上的聚丙烯系樹脂。使用共聚物的情況，較佳為為了提高剛性而使用共聚量少於熱封層的共聚物。再者，為了使滑動性良好而能夠調配滑動劑。進而，為了一邊維持高剛性一邊使基材層的雙軸配向聚丙烯膜與密封劑層的積層體之層合強度良好，能夠調配共聚有少量的α-烯烴而成之聚丙烯樹脂。
構成密封劑層的表面層之樹脂組成物的主成分之丙烯單元相對於樹脂組成物整體較佳為60質量%以上，更佳為70質量%以上，進而較佳為80質量%以上，再進而較佳為90質量%以上，特佳為95質量%以上。
作為密封劑層的以丙烯單元為主成分之聚丙烯系膜，當為積層膜的情況是使用複數的擠出機，將各自的原料樹脂熔融，自T字模共擠出為片狀，以冷卻輥進行冷卻固化後，捲取為輥狀，能夠獲得例如由熱封層/基材層(基底層)/表面層所形成之構成的密封劑層用之無延伸聚丙烯系膜。此時，在無損於熱封性的範圍，在捲取為輥狀為止亦能夠以輥延伸機向長度方向進行延伸。
[基材層的熔接起始溫度(FIT-B)與密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)的關係]
基材層的熔接起始溫度(FIT-B)與密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)之間較佳為具有下述式之關係。
50℃≦(FIT-B)-(SRT-S)≦90(℃) 式(1)
(FIT-B)係大於(SRT-S)，兩者的差在50℃以上，較佳為60℃以上。若(FIT-B)與(SRT-S)的差在50℃以上，則在進行高溫高速製袋的情況，能夠將熱封棒設定地更高溫，變得能以更高速進行製袋，在熱封部不發生皺紋或變形，且能夠獲得充分的熱封強度。
(FIT-B)與(SRT-S)的差在90℃以下。雖然(FIT-B)與(SRT-S)的差越大則在高溫高速製袋越有利，但在基材層熔點低的情況，若(FIT-B)與(SRT-S)的差在90℃以下，密封劑層的熔接溫度亦不易變低，而有變得不易黏連的情況。再者本發明中，由於構成基材層及密封劑層的樹脂之主成分需要藉由相同種類的樹脂來構成，故樹脂種類的選定之範圍不易變窄。
[包裝材料用樹脂積層體]
[基材層與密封劑層的積層方法]
本發明的包裝材料用樹脂積層體係由主成分為相同的基材層及密封劑層所構成。基材層與密封劑層能夠作為各自的膜而獲得後，經由接著劑進行積層。再者，基材層與密封劑層即使共擠出也能夠積層。
本發明的包裝材料用樹脂積層體係由基材層/密封劑層之二層或層合材(第3層)/基材層/密封劑層之三層的層構成等所形成，各層的主成分可相同，該積層體的總厚度並沒有特別限定，較佳為30μm至200μm左右，更佳為25μm至150μm左右。
[積層體的密封強度到達溫度]
本發明的包裝材料用樹脂積層體的密封強度到達溫度在長度方向及寬度方向的上限較佳為120℃，更佳為118℃，進而較佳為116℃，最佳為114℃。若在120℃以下則能夠降低自包裝材料用樹脂積層體製作包裝袋時的密封溫度，減少熱所致之收縮皺褶而能夠製作美觀好看的包裝體。長度方向及寬度方向的密封強度到達溫度的下限為90℃，更佳為95℃。
[積層體的到達熱封強度]
本發明的包裝材料用樹脂積層體的到達熱封強度在長度方向的下限較佳為5N/15mm，更佳為8N/15mm，進而較佳為10N/15mm，再進而較佳為12N/15mm，特佳為15N/15mm。若在5N/15mm以上則能夠減少自包裝材料用樹脂積層體所製作之包裝袋的破袋。長度方向並沒有特別的較佳上限，以現實上的值而言為30N/15mm，較佳為25N/15m以下。
[高溫熱封完工性]
從基材層的膜的剝落、皺褶的程度利用以下的3階段來評價在前述積層體的密封強度到達溫度熱封時的密封部分之外觀、與在較密封強度到達溫度高10℃的溫度熱封時的密封部分之外觀時，較佳為基材層膜沒有發生整面性的剝落或／及顯著的皺褶，更佳為僅基材層膜的一部分發生皺褶，更佳為基材層膜沒有發生剝落、皺褶。
[熱封加工]
就使用本發明的包裝材料用樹脂積層體來形成包裝食品等之袋而言，是將本發明的包裝材料用樹脂積層體製袋成有開口部的袋後填充內容物，將開口部加熱使密封劑層熔接而進行密封。再者，一邊填充食品一邊製袋時亦多為同樣地進行的情況。
一般就製袋而言，大多使用實施熱封加工(在基材層層合密封劑層，將基材層與密封劑層的積層體之密封劑層彼此藉由來自基材層側的加熱使之熔接)的步驟。在熱封加工是自基材層側以加熱板施加壓力來按壓膜而進行密封，但此時的基材層由於被直接加熱，故若耐熱性低則會發生收縮所致之皺褶或基材層對熱封棒的熔接。在袋的耐久性中，皺褶少較好，為了提高購買意願亦是皺褶少較好。再者若發生熔接則袋的外面會髒污，或在有印刷的情況則油墨會剝落等設計性受到大幅損害。
再者，提高製袋加工速度的期望高漲，為此而尋求在更高溫的熱封加工與基材層的薄膜化，在填充了內容物之後將袋的開口部進行熔接之步驟係尋求在更進一步高溫的熱封加工。較佳為即使在那種情況收縮仍小，沒有基材層對熱封棒的熔接。
[實施例]
以下，藉由實施例來詳細地說明本發明。另外，特性是藉由以下的方法來進行測定、評價。
(1)內消旋五單元組分率
聚丙烯樹脂的內消旋五單元組分率([mmmm]%)之測定係使用
13C-NMR來進行。內消旋五單元組分率是依照Zambelli等人，Macromolecules，第6卷，925頁(1973)所記載之方法而算出。
13C-NMR測定是使用BRUKER公司製造的AVANCE500，將試料200mg在鄰二氯苯與氘代苯之8：2的混合液中於135℃加以溶解，於110℃進行。
(2)膜厚度
使用Seiko EM公司製造的Millitron 1202D，量測膜的厚度。
(3)基材層的熱收縮率
依照JISZ1712利用以下的方法來測定。將膜以20mm寬且200mm的長度分別切成膜的長度方向、寬度方向，吊掛在150℃的熱風烘箱中加熱5分鐘。測定加熱後的長度，以收縮後的長度相對於原本的長度之比例來求出基材層的熱收縮率。
(4)基材層的楊氏模數
依照JIS K 7127於23℃測定膜的長度方向及寬度方向的楊氏模數。樣品是從膜切出15mm×200mm的尺寸，夾具寬度為100mm，設置於拉伸試驗機(Instron Japan Co. Ltd.公司製造的Dual Column桌上型試驗機Instron 5965)。以拉伸速度200mm/分鐘進行拉伸試驗。由獲得的應變-應力曲線，自伸長初期的直線部分的斜率求出基材層的楊氏模數。
(5)基材層的熔接起始溫度(FIT-B)
在300mm×100mm的於長度方向長的2片之用以防止黏著的聚對苯二甲酸乙二酯膜(製造商：東洋紡股份有限公司，品牌：E5100，厚度：12μm)之間，將實施例及比較例所使用之300mm×60mm的於長度方向長的2片之基材層以進行了電暈處理的面互相面對的方式夾入，以0.2MPa×1秒用熱梯度型封口機(東洋精機公司製造)熱封，切出15mm寬的樣品，用拉伸試驗機(島津製作所製造的Autograph，形式：S-100-D)以速度200mm/分鐘測定長度方向之T字剝離密封強度(N/15mm)。
基材層的熔接起始溫度是描繪出以密封溫度為橫軸、以密封強度為縱軸的圖表，將密封強度到達1N/15mm時的溫度作為基材層的熔接起始溫度(FIT-B)(℃)。
(6)密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)
在300mm×100mm的於長度方向長的2片之用以防止黏著的聚對苯二甲酸乙二酯膜(製造商：東洋紡股份有限公司，品牌：E5100，厚度：12μm)之間，將實施例及比較例所使用之300mm×60mm的於長度方向長的2片之密封劑層(密封劑層為複層的情況為密封面)以互相面對的方式夾入，以0.2MPa×1秒用熱梯度型封口機(東洋精機公司製造)熱封，切出15mm寬的樣品，用拉伸試驗機(島津製作所製造的Autograph，形式：S-100-D)以速度200mm/分鐘評價長度方向之T字剝離密封強度(N/15mm)。密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)是描繪出以密封溫度為橫軸、以密封強度為縱軸的圖表，將密封強度到達5N/15mm的溫度作為密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)(℃)。
(7)積層體的密封強度到達溫度
基材層與密封劑層之積層體的製作是使用連續式的乾式層合機並如以下進行。首先，在實施例及比較例所獲得之雙軸配向聚丙烯膜的電暈處理面，將接著劑以乾燥時塗布量成為3.0g/m
2的方式進行凹版塗佈後，引導至乾燥區於80℃乾燥5秒。繼而在設置於下游側的輥間將密封劑層貼合到接著劑塗佈面(輥壓力0.2MPa，輥溫度：60℃)。所獲得的積層體以捲取的狀態於40℃進行3日的熟化處理。
另外，接著劑是使用將主劑(Toyo-Morton公司製造，TM569)28.9質量%、硬化劑(Toyo-Morton公司製造，CAT10L)4.00質量%及乙酸乙酯67.1質量%混合而得之乾式層合用系接著劑。
其次自製作之積層體切出寬度15mm×長度200mm的於長度方向長的尺寸之測定樣品，用熱梯度型封口機(東洋精機公司製造)將2片積層體樣品的密封劑層彼此以0.2MPa×1秒進行熱封。
自90℃起以5℃間隔進行熱封，將切出15mm寬的樣品之測定樣品以初期夾具間距離為100mm設置於拉伸試驗機(Tensilon，ORIENTEC公司製造)，以拉伸速度200mm/分鐘進行長度方向之T字剝離密封強度的測定。描繪出以熱封溫度為橫軸、以密封強度為縱軸的圖表，將密封強度到達5N/15mm時的溫度作為積層體的密封強度到達溫度(℃)。
(8)積層體的到達熱封強度
於(7)中獲得之以熱封溫度為橫軸、以密封強度為縱軸的圖表中，將成為最大強度的數值作為積層體的到達熱封強度。
(9)高溫熱封完工性
從基材層的剝落、皺褶的程度利用以下的3階段來評價在前述積層體的密封強度到達溫度進行熱封時的密封部分的外觀與在較密封強度到達溫度高10℃的溫度進行熱封時的密封部分的外觀。
○：基材層膜沒有發生剝落、皺褶。
△：基材層膜的一部分發生皺褶。
×：基材層膜發生整面性的剝落或／及顯著的皺褶。
[實施例1]
以前述的方法將作為基材層之下述的雙軸延伸聚丙烯膜、作為密封劑層之下述的無延伸的聚丙烯膜進行層合來製作包裝用樹脂積層體。基材層之雙軸延伸聚丙烯膜的熔接起始溫度(FIT-B)為166℃，150℃熱收縮率於長度方向為4.5%、於寬度方向為0.8%，楊氏模數於長度方向為2.2GPa、於寬度方向為3.6GPa。密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為111℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為55℃。
經層合之包裝用樹脂積層體的熱封完工性係無剝落與皺褶而良好。
基材層：作為聚丙烯樹脂，是將MFR=7.5g/10分鐘、[mmmm]=98.9%、Tc=116℃、Tm=163℃之丙烯均聚物PP-1 80質量份與MFR=3.0g/10分鐘、[mmmm]=98.4%、Tc=116℃、Tm=163℃之丙烯均聚物PP-2 20質量份進行摻合而做成聚丙烯樹脂組成物，在擠出機於250℃使之加熱熔融，於250℃自T字模將熔融聚丙烯樹脂組成物擠出成片狀，使熔融片接觸37℃的冷卻輥，並直接投入29℃的水槽而獲得未延伸的片材。之後，將未延伸的片材於140℃以兩對的輥在長度方向延伸4.0倍，其次以夾子夾住兩端，引導至熱風烘箱(拉幅機)中，於174℃預熱後，在寬度方向於160℃延伸10倍，其次，一邊在寬度方向於174℃緩和7%一邊進行熱處理。
對所獲得之雙軸配向聚丙烯膜的單側表面使用春日電機公司製造的電暈處理機，以13W/m
2・分鐘的條件，施以電暈處理後，以捲繞機捲取而獲得厚度16μm的雙軸配向聚丙烯膜來使用。
密封劑層：使用3台的擠出機，各自於240℃進行熔融，自T字模共擠出成片狀，以30℃的冷卻輥進行冷卻固化後，以速度150m/分鐘捲取成輥狀，獲得由熱封層/密封劑層的基材層(基底層)/表面層所構成之厚度比為1/2/1之厚度30μm的密封劑層用的無延伸聚丙烯系膜。
另外，作為熱封層原料，是使用調配有丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(住友化學工業股份有限公司製造的FL6745，熔點130℃，MFR：7g/10分鐘)55質量%與直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(Prime Polymer公司製造的Evolue SP2040，熔點112℃，熔體流動速率3.8g/10分鐘)45質量%之樹脂組成物，作為基材層(基底層)及熱封層的相反側之表面層原料是使用丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物(熔點148℃，MFR7.0g/10分鐘)。
密封劑層的丙烯單元成分量為70質量%以上。
[實施例2]
與實施例1同樣地以前述的方法將作為基材層之下述的雙軸延伸聚丙烯膜、作為密封劑層之下述的無延伸的聚丙烯膜進行層合來製作包裝用樹脂積層體。基材層之雙軸延伸聚丙烯膜為厚度16μm，熔接起始溫度(FIT-B)為165℃，150℃熱收縮率於長度方向為4.7%，於寬度方向為2.0%，楊氏模數於長度方向為2.3GPa，於寬度方向為4.0GPa。密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為111℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為54℃。
經層合之包裝用樹脂積層體的熱封完工性係無剝落與皺褶而良好。
基材層：除了將熱處理時弛緩率變更為6.0%以外皆與實施例1同樣地進行而獲得厚度16μm的雙軸配向聚丙烯膜來使用。
密封劑層：與實施例1相同使用厚度30μm的無延伸聚丙烯系膜。
[實施例3]
與實施例1同樣地以前述的方法將作為基材層之下述的雙軸延伸聚丙烯膜、作為密封劑層之下述的無延伸的聚丙烯膜進行層合來製作包裝用樹脂積層體。基材層之雙軸延伸聚丙烯膜為厚度16μm，熔接起始溫度(FIT-B)為164℃，150℃熱收縮率於長度方向為5.0%、於寬度方向為4.7%，楊氏模數於長度方向為2.0GPa、於寬度方向為4.2GPa。密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為111℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為53℃。
經層合之包裝用樹脂積層體的熱封完工性係無剝落與皺褶而良好。
基材層：除了將熱處理溫度變更為172℃以外皆與實施例2同樣地進行而獲得厚度16μm的雙軸配向聚丙烯膜。
密封劑層：與實施例1相同使用厚度30μm的無延伸聚丙烯系膜。
[實施例4]
與實施例1同樣地以前述的方法將作為基材層之下述的雙軸延伸聚丙烯膜、作為密封劑層之下述的無延伸的聚丙烯膜進行層合來製作包裝用樹脂積層體。基材層之雙軸延伸聚丙烯膜為厚度16μm，熔接起始溫度(FIT-B)為161℃，150℃熱收縮率於長度方向為6.1%、於寬度方向為5.5%，楊氏模數於長度方向為2.2GPa、於寬度方向為4.3GPa。密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為111℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為50℃。
經層合之包裝用樹脂積層體的熱封完工性，在密封強度到達溫度係無剝落與皺褶而良好，但在較密封強度到達溫度高10℃的密封溫度則在膜的一部分發生了皺褶。
基材層：除了將長度方向的延伸倍率變更為4.5倍，將熱處理溫度變更為170℃以外皆與實施例1同樣地進行而獲得厚度16μm的雙軸配向聚丙烯膜來使用。
密封劑層：與實施例1相同使用厚度30μm的無延伸聚丙烯系膜。
[比較例1]
與實施例1同樣地以前述的方法將作為基材層之下述的雙軸延伸聚丙烯膜、作為密封劑層之下述的無延伸的聚丙烯膜進行層合來製作包裝用樹脂積層體。基材層之雙軸延伸聚丙烯膜為厚度16μm，熔接起始溫度(FIT-B)為152℃，150℃熱收縮率於長度方向為15.5%、於寬度方向為22.7%，楊氏模數於長度方向為1.8GPa、於寬度方向為2.9GPa。密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為111℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為41℃。
以經層合之包裝用樹脂積層體的熱封完工性而言，基材層表面剝落，亦顯著地發生皺褶而不良。
基材層：作為聚丙烯樹脂，是將MFR=2.5g/10分鐘、[mmmm]=96.5%、Tc=116℃、Tm=163℃之丙烯均聚物在擠出機於250℃使之加熱熔融，於250℃自T字模將熔融聚丙烯樹脂組成物擠出成片狀，使熔融片接觸37℃的冷卻輥，並直接投入29℃的水槽而獲得未延伸的片材。之後，將未延伸的片材於140℃以兩對的輥在長度方向延伸4.5倍，其次以夾子夾住兩端，引導至熱風烘箱(拉幅機)中，於174℃預熱後，在寬度方向於160℃延伸10倍，其次，一邊在寬度方向於165℃緩和6.7%一邊進行熱處理。
對所獲得之雙軸配向聚丙烯膜的單側表面使用春日電機公司製造的電暈處理機，以13W/m
2・min的條件，施以電暈處理後，以捲繞機捲取而獲得厚度16μm的雙軸配向聚丙烯膜來使用。
密封劑層：與實施例1相同使用厚度30μm的無延伸聚丙烯系膜。
[比較例2]
除了使用下述的雙軸延伸聚丙烯膜作為基材層、使用下述的無延伸的聚丙烯膜作為密封劑層以外以與實施例1同樣的方法進行層合來製作包裝用樹脂積層體。基材層之雙軸延伸聚丙烯膜為厚度16μm，熔接起始溫度(FIT-B)為165℃，150℃熱收縮率於長度方向為4.7%、於寬度方向為2.0%，楊氏模數於長度方向為2.3GPa、於寬度方向為4.0GPa。
密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為143℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為22℃。
以經層合之包裝用樹脂積層體的熱封完工性而言，基材層表面剝落，亦顯著地發生皺褶而不良。
基材層：使用實施例2所製作之雙軸延伸聚丙烯膜。
密封劑層：使用東洋紡股份有限公司製造的無延伸聚丙烯膜(PYLEN(註冊商標)CT P1128，厚度30μm，密封強度到達溫度(SRT-S)=143℃)。
另外，密封劑層的丙烯單元成分量為70質量%以上。
[比較例3]
除了使用下述的雙軸延伸聚丙烯膜作為基材層、使用下述的無延伸的聚丙烯膜作為密封劑層以外，以與實施例1同樣的進行層合來製作包裝用樹脂積層體。基材層之雙軸延伸聚丙烯膜為厚度16μm，熔接起始溫度(FIT-B)為165℃，150℃熱收縮率於長度方向為4.7%、於寬度方向為2.0%，楊氏模數於長度方向為2.3GPa、於寬度方向為4.0GPa。密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為125℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為40℃。
經層合之包裝用樹脂積層體的熱封完工性，在密封強度到達溫度係無剝落與皺褶而良好，但在較密封強度到達溫度高10℃的密封溫度則基材層表面剝落，亦顯著地發生皺褶而不良。
基材層：使用實施例2所製作之雙軸延伸聚丙烯膜。
密封劑層：東洋紡公司製造的無延伸聚丙烯膜(PYLEN(註冊商標)CT P1162，厚度30μm，密封強度到達溫度(SRT-S)=125℃)。
另外，密封劑層的丙烯單元成分量為70質量%以上。
[參考例1]
與實施例1同樣地以前述的方法將作為基材層之下述的雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜、作為密封劑層之下述的無延伸的聚丙烯膜進行層合來製作包裝用樹脂積層體。作為基材層，雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜(東洋紡股份有限公司製造，E5100)為厚度12μm，熔接起始溫度(FIT-B)為高於200℃，150℃熱收縮率於長度方向為1.4%、於寬度方向為0.2%，楊氏模數於長度方向為3.9GPa、於寬度方向為4.0GPa。密封劑層之無延伸的聚丙烯膜的密封強度到達溫度(SRT-S)為111℃，與基材層的熔接起始溫度(FIT-B)之差為大於89℃。
經層合之包裝用樹脂積層體的到達熱封溫度為160℃，到達熱封強度為5.0N/15mm。熱封完工性係沒有發生基材層表面的剝落、皺褶而良好。
基材層：使用東洋紡公司製造的雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜(東洋紡ESTER FILM(註冊商標)E5100，厚度12μm)。
密封劑層：與實施例1相同使用厚度30μm的無延伸聚丙烯系膜。
[表1]
[產業可利用性]
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 參考例1 | |||
| 基材層 | 材料的種類 | - | PP | PP | PP | PP | PP | PP | PP | PET |
| 延伸加工 | - | 雙軸延伸 | 雙軸延伸 | 雙軸延伸 | 雙軸延伸 | 雙軸延伸 | 雙軸延伸 | 雙軸延伸 | 雙軸延伸 | |
| 厚度 | μm | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 12 | |
| 熔接起始溫度(FIT-B) | ℃ | 166 | 165 | 164 | 161 | 152 | 165 | 165 | ＞200 | |
| 150℃熱收縮率(長度方向) | % | 4.5 | 4.7 | 5.0 | 6.1 | 15.5 | 4.7 | 4.7 | 1.4 | |
| 150℃熱收縮率(寬度方向) | % | 0.8 | 2.0 | 4.7 | 5.5 | 22.7 | 2.0 | 2.0 | 0.2 | |
| 楊氏模數(長度方向) | GPa | 2.2 | 2.3 | 2.0 | 2.2 | 1.8 | 2.3 | 2.3 | 3.9 | |
| 楊氏模數(寬度方向) | GPa | 3.6 | 4.0 | 4.2 | 4.3 | 2.9 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | |
| 密封劑層 | 材料的種類 | - | PP | PP | PP | PP | PP | PP | PP | PP |
| 延伸加工 | - | 無延伸 | 無延伸 | 無延伸 | 無延伸 | 無延伸 | 無延伸 | 無延伸 | 無延伸 | |
| 厚度 | μm | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
| 密封強度到達溫度(SRT-S) | ℃ | 111 | 111 | 111 | 111 | 111 | 143 | 125 | 111 | |
| (FIT-B)－(SRT-S) | ℃ | 55 | 54 | 53 | 50 | 41 | 22 | 40 | ＞89 | |
| 積層體的密封強度到達溫度 | ℃ | 111 | 111 | 111 | 111 | 111 | 143 | 125 | 111 | |
| 積層體的到達熱封強度 | N/15mm | 15.4 | 15.6 | 16.6 | 15.5 | 15.5 | 5.6 | 7.8 | 16.0 | |
| 在積層體的密封強度到達溫度之密封完工性 | - | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | × | × | △ | 〇 | |
| 在積層體的密封強度到達溫度+10℃之密封完工性 | - | 〇 | 〇 | 〇 | △ | × | × | × | 〇 |
本發明的包裝材料用樹脂積層體係能夠合適地用作與在基材層使用聚酯(PET)膜、在密封劑層使用聚烯烴膜之包裝材料用樹脂積層體同樣可以高溫高速的熱封製袋之單一材料包材。
Claims (6)
- 一種包裝材料用樹脂積層體，係至少具備有基材層與密封劑層之樹脂積層體，構成前述基材層及前述密封劑層的樹脂組成物之主成分為藉由相同的樹脂組成物所構成，基材層的熔接起始溫度(FIT-B)與密封劑層的密封強度到達溫度(SRT-S)滿足下述式(1)至式(3)： 50℃≦(FIT-B)-(SRT-S)≦90(℃) 式(1)； 90≦(SRT-S)≦120 (℃) 式(2)； 160≦(FIT-B)≦180 (℃) 式(3)。
- 如請求項1所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中構成前述基材層及前述密封劑層的樹脂之主成分為丙烯單元，且基材層為雙軸延伸聚丙烯膜。
- 如請求項2所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中前述基材層之雙軸延伸聚丙烯膜在150℃的熱收縮率於長度方向為6.5%以下，於寬度方向為5.5%以下。
- 如請求項2或3所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中前述基材層之雙軸延伸聚丙烯膜的楊氏模數於長度方向為2.0GPa以上，於寬度方向為3.5GPa以上。
- 如請求項1至3中任一項所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中在前述基材層與前述密封劑層之間具有接著劑層。
- 如請求項4所記載之包裝材料用樹脂積層體，其中在前述基材層與前述密封劑層之間具有接著劑層。
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