TW202344405A - 超音波密封用多層膜、及包裝體 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種超音波密封用多層膜、及包裝體。本發明藉由一種至少具有含有熱塑性樹脂之熱塑性樹脂層、以及含有直鏈狀低密度聚乙烯及α烯烴樹脂之密封層,上述α烯烴樹脂含有丁烯系α烯烴樹脂,且可藉由超音波進行密封之超音波密封用多層膜,來提供一種可應對單一材料化,可進行超音波熔接,具有充分之剛性,密封寬度較窄,可具有均勻且穩定之超音波密封強度之超音波密封用多層膜。
Description
本發明係關於一種超音波密封用多層膜、及包裝體。
對西式點心、零食等食品用包裝膜進行單一材料(single material)化,以促進再利用而減輕環境負荷。對於過去之不同材料之多層層壓構成(例如,延伸聚對苯二甲酸乙二酯OPET/無延伸聚丙烯CPP之多層膜),為了應對單一材料化,需要雙軸延伸聚乙烯/無延伸聚乙烯密封劑之類的多層膜。
然而,於過去之應對單一材料化之由雙軸延伸聚乙烯/無延伸聚乙烯密封劑所構成之多層膜中,由於材料間之耐熱性不同,故而擔心有多層膜之表面耐熱降低,包裝適應性降低之問題。
另一方面,業界正在研究一種使用「可僅加熱密封面之超音波」可進行超音波密封之多層膜。迄今為止,作為藉由超音波熔接亦可牢固地熔接之積層膜,提出如下積層膜,其含有:由單軸延伸聚丙烯膜所構成之外層、障壁層及樹脂中間層、以及可為線性低密度聚乙烯之楊氏模數較高之密封劑層(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2017-217902號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,於使用聚乙烯應對單一材料化之多層膜中,由於材料間之耐熱性不同,故而於進行超音波密封之情形時難以獲得均勻且穩定之密封強度。此外,為了獲得用於西式點心、零食等食品用包裝之枕形包裝等包裝之適應性,需要亦兼顧膜之剛性。但是,於適合超音波密封之上述提出之積層膜中,包含乙烯系樹脂層及聚丙烯系樹脂層,從而無法應對單一材料化。因此,需要可應對單一材料化,具有充分之剛性,且適合超音波密封之多層膜之樹脂構成。
本發明之課題在於解決上述過去之各種問題,達成以下目的。即,本發明之目的在於提供一種超音波密封用多層膜,其可應對單一材料化,具有充分之剛性,可進行超音波熔接,密封寬度較窄,可具有均勻且穩定之超音波密封強度。
[解決課題之技術手段]
本發明係基於本發明人等之上述見解之發明,用於解決上述課題之手段如下所述。即,
<1>一種超音波密封用多層膜,其特徵在於:至少具有含有熱塑性樹脂之熱塑性樹脂層、以及
含有直鏈狀低密度聚乙烯樹脂及α烯烴樹脂之密封層,
上述α烯烴樹脂含有丁烯系α烯烴樹脂,且
可藉由超音波進行密封。
<2>如上述<1>所記載之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層中之上述直鏈狀低密度聚乙烯之含量為50質量%以上90質量%以下。
<3>如上述<1>所記載之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層中之上述直鏈狀低密度聚乙烯之密度為0.900 kg/m
3以上0.940 kg/m
3以下。
<4>如上述<1>所記載之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層中之上述丁烯系α烯烴樹脂之含量為10質量%以上50質量%以下。
<5>如上述<1>所記載之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層之厚度為15%以上。
<6>如上述<1>所記載之超音波密封用多層膜,其總厚度為40 μm以上。
<7>如上述<1>所記載之超音波密封用多層膜,其藉由示差掃描熱量測定所測定之熔解熱量為60 mJ/mg以上。
<8>如上述<1>所記載之超音波密封用多層膜,其中,上述熱塑性樹脂含有聚乙烯、及聚丙烯中之至少任一者。
<9>一種包裝體,其係藉由超音波將上述<1>至<8>中任一項所記載之超音波密封用多層膜、及熱塑性樹脂膜進行密封而成。
[發明之效果]
根據本發明,可提供一種超音波密封用多層膜,其可解決過去之上述各種問題,達成上述目的,可應對單一材料化,可進行超音波熔接,具有充分之剛性,密封寬度較窄,可具有均勻且穩定之超音波密封強度。
(超音波密封用多層膜)
本發明之超音波密封用多層膜係至少具有熱塑性樹脂層、及密封層,且可藉由超音波進行密封之超音波密封用多層膜。
<熱塑性樹脂層>
上述熱塑性樹脂層含有熱塑性樹脂作為主要之樹脂成分。
上述熱塑性樹脂層可為單層,亦可為複數層。
上述熱塑性樹脂層亦可為可設置包裝用膜之印刷的表面層。
-熱塑性樹脂-
上述熱塑性樹脂並無特別限制,可根據目的適當選擇公知之熱塑性樹脂,例如可例舉:烯烴樹脂、苯乙烯樹脂、酯樹脂、丙烯酸樹脂等。該等之中,就可實現單一材料化之方面而言,較佳為烯烴樹脂。
作為上述烯烴樹脂,例如可例舉:烯烴單體之均聚物(聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物等);以烯烴單體為主成分之共聚物(丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯無規共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物等)等。該等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。該等之中,較佳為含有聚乙烯、及聚丙烯中之至少任一者之乙烯均聚物、丙烯均聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯無規共聚物。
上述烯烴樹脂中之烯烴單體之含量較佳為50莫耳%~100莫耳%,更佳為70莫耳%~100莫耳%。
作為上述熱塑性樹脂,亦可使用環狀烯烴系樹脂。
作為該環狀烯烴系樹脂,例如可例舉:降莰烯系聚合物、乙烯基脂環式烴聚合物、環狀共軛二烯聚合物等。
該等之中,較佳為降莰烯系聚合物。
又,作為降莰烯系聚合物,可例舉:降莰烯系單體之開環聚合物(COP)、使降莰烯系單體與乙烯等烯烴進行共聚而成之降莰烯系共聚物(COC)等。
又,亦尤佳為COP及COC之氫化物。
又,環狀烯烴系樹脂之重量平均分子量較佳為5,000~500,000,更佳為7,000~300,000。
作為上述降莰烯系聚合物之原料之降莰烯系單體為具有降莰烯環之脂環族系單體。
作為此種降莰烯系單體,例如可例舉:降莰烯、四環十二烯、亞乙基降莰烯、乙烯基降莰烯、亞乙基四環十二烯、二環戊二烯、二甲橋四氫茀、苯基降莰烯、甲氧基羰基降莰烯、甲氧基羰基四環十二烯等。
該等降莰烯系單體可單獨使用,亦可併用2種以上。
上述降莰烯系共聚物係使上述降莰烯系單體與可共聚之烯烴進行共聚而成者,作為此種烯烴,例如可例舉:乙烯、丙烯、1-丁烯等具有碳原子數2~20個之烯烴;環丁烯、環戊烯、環己烯等環烯烴;1,4-己二烯等非共軛二烯等。
藉由將上述熱塑性樹脂層中所含之環狀烯烴系樹脂之含量設為該熱塑性樹脂層中所含之樹脂成分中之15~35質量%、較佳為20~30質量%,可不損害耐衝擊性而實現適宜之易撕裂性或直線切割性。
又,關於上述熱塑性樹脂層中使用之環狀烯烴系樹脂,其玻璃轉移溫度為100℃以下,較佳為90℃以下,更佳為80℃以下。
又,下限並無特別限制,較佳為50℃以上,更佳為60℃以上,進而較佳為70℃以上。
藉由使用該玻璃轉移溫度之環狀烯烴系樹脂作為該環狀烯烴系樹脂,容易獲得良好之耐熱性或剛性,又,變得容易提升對掉落等之耐破袋性。
又,變得容易獲得良好之相容性,容易抑制外觀不均。
該玻璃轉移溫度係藉由DSC測定而得之值。
作為可用作上述環狀烯烴系樹脂之市售品,對於降莰烯系單體之開環聚合物(COP)例如可例舉日本ZEON股份有限公司製造之「ZEONOR」等,對於降莰烯系共聚物(COC)例如可例舉三井化學股份有限公司製造之「APEL」、Polyplastics公司製造之「TOPAS」等。
上述熱塑性樹脂之熔體流動速率(MFR)並無特別限制,可根據目的適當選擇,於溫度190℃、及荷重2.16 kg之測定條件,較佳為1.0 g/10分鐘~50.0 g/10分鐘,更佳為3.0 g/10分鐘~45.0 g/10分鐘,進而較佳為3.0 g/10分鐘~12.0 g/10分鐘。
此處,上述熔體流動速率(MFR)係依據JISK7210,於190℃、荷重2.16 kg(21.18 N)測得之值。
上述環狀烯烴系樹脂之熔體流動速率(MFR)較佳為0.2~30 g/10分鐘(230℃、21.18 N),更佳為3~17 g/10分鐘(230℃、21.18 N),進而較佳為5~15 g/10分鐘(230℃、21.18 N)。若MFR為該範圍,則於各種多層成膜法中可獲得良好之成膜性,就該方面而言較佳。
上述熱塑性樹脂之密度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為0.89 g/cm
3~0.96 g/cm
3,更佳為0.89 g/cm
3~0.93 g/cm
3。
上述熱塑性樹脂之熔點並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為110℃~170℃,更佳為120℃~160℃。上述熔點可使用示差掃描熱量計(DSC)(例如,Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造,DSC7020)來測定。
<密封層>
上述密封層含有直鏈狀低密度聚乙烯樹脂及α烯烴樹脂作為主要之樹脂成分。
-直鏈狀低密度聚乙烯樹脂-
上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(Linear Low Density Polyethylene,LLDPE)係使用齊格勒-納塔觸媒等多點觸媒或茂金屬觸媒等單點觸媒進行聚合而成之乙烯與α烯烴之共聚物。
再者,於滿足上述直鏈狀低密度聚乙烯之規定之樹脂中,亦可包含滿足下述α烯烴樹脂之規定之樹脂,於本發明中,此種樹脂亦視為上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂。
上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉使1-丁烯單體、1-己烯、4-甲基戊烯單體、1-辛烯等α烯烴與主成分之乙烯單體進行共聚而成之共聚物等。該等之中,較佳為使1-己烯、及1-辛烯中之至少任一者與主成分之乙烯單體進行共聚而成之共聚物。該等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂中之乙烯單體之含量較佳為20莫耳%~95莫耳%,更佳為30莫耳%~95莫耳%。
上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂之熔體流動速率(MFR)並無特別限制,可根據目的適當選擇,於溫度190℃、及荷重2.16 kg之測定條件,較佳為1.0 g/10分鐘~50.0 g/10分鐘,更佳為3.0 g/10分鐘~45.0 g/10分鐘,進而較佳為3.0 g/10分鐘~12.0 g/10分鐘。
上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂之密度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為0.900 g/cm
3~0.940 g/cm
3,更佳為0.903 g/cm
3~0.935 g/cm
3。
上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂之熔點並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為50℃~130℃,更佳為50℃~125℃,進而較佳為60℃~125℃。
相對於上述密封層中所含之樹脂成分之總量,上述直鏈狀低密度聚乙烯樹脂之含量較佳為40質量%以上95質量%以下,較佳為50質量%以上90質量%以下,更佳為60質量%以上80質量%以下。
若上述含量為40質量%以上95質量%以下,則顯現出超音波密封性,就該方面而言有利。又,若上述含量為40質量%以上95質量%以下,則在密封長度之全長上確保均勻且穩定之超音波密封性,就該方面而言特別有利。
-α烯烴樹脂-
上述α烯烴樹脂至少含有丁烯系α烯烴樹脂,進而視需要含有除丁烯系α烯烴樹脂以外之其他α烯烴樹脂。
--丁烯系α烯烴樹脂--
丁烯系α烯烴樹脂係指包含50莫耳%以上之丁烯-1單體之共聚物或丁烯-1單體之均聚物。作為該丁烯系α烯烴樹脂,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉:丁烯-1單體之均聚物、包含50莫耳%以上之丁烯-1單體之乙烯-1-丁烯共聚物、包含50莫耳%以上之丁烯-1單體之丙烯-1-丁烯共聚物、包含50莫耳%以上之丁烯-1單體之乙烯-丙烯-1-丁烯共聚物等。該等之中,較佳為包含50莫耳%以上之丁烯-1單體之丙烯-1-丁烯共聚物。該等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
於該丁烯系α烯烴樹脂為共聚物之情形時,該丁烯系α烯烴樹脂中之丁烯-1單體之含量較佳為50莫耳%~95莫耳%,更佳為60莫耳%~95莫耳%,進而較佳為70莫耳%~95莫耳%。
上述丁烯系α烯烴樹脂之熔體流動速率(MFR)並無特別限制,可根據目的適當選擇,於溫度190℃、及荷重2.16 kg之測定條件,較佳為1.0 g/10分鐘~50.0 g/10分鐘,更佳為3.0 g/10分鐘~45.0 g/10分鐘,進而較佳為3.0 g/10分鐘~12.0 g/10分鐘。
上述丁烯系α烯烴樹脂之密度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為0.87 g/cm
3~0.96 g/cm
3,更佳為0.88 g/cm
3~0.92 g/cm
3。
上述丁烯系α烯烴樹脂之熔點並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為50℃~120℃,更佳為50℃~110℃,進而較佳為50℃~80℃。
相對於上述密封層中所含之樹脂成分之總量,上述丁烯系α烯烴樹脂之含量較佳為5質量%以上60質量%以下,更佳為10質量%以上50質量%以下,進而較佳為15質量%以上50質量%以下,尤佳為20質量%以上50質量%以下。
若上述含量為5質量%以上60質量%以下,則顯現出超音波密封性,就該方面而言有利。又,若上述含量為20質量%以上50質量%以下,則在密封長度之全長上確保均勻且穩定之超音波密封性,就該方面而言特別有利。
上述密封層中之上述丁烯系α烯烴樹脂(b2)相對於上述直鏈狀低密度聚乙烯(b1)之質量比(b2/b1)並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為5/95~60/40,更佳為10/90~50/50,進而較佳為20/80~50/50,尤佳為30/70~40/60。
--其他α烯烴樹脂--
作為上述其他α烯烴樹脂,並無特別限制,只要包含α烯烴,且1-丁烯單體之含量未達50莫耳%即可,可根據目的適當選擇,例如可例舉:包含α烯烴之乙烯聚合物、包含α烯烴之丙烯聚合物、包含α烯烴之乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物等。作為α烯烴,可例舉:1-丁烯、1-己烯、4-甲基戊烯、1-辛烯等。該等之中,包含50莫耳%以上之丁烯-1單體之共聚物相當於丁烯系α烯烴樹脂,包含未達50莫耳%之丁烯-1單體之共聚物相當於其他α烯烴樹脂。又,使用齊格勒-納塔觸媒等多點觸媒或茂金屬觸媒等單點觸媒進行聚合而成之「乙烯與α烯烴之共聚物」相當於直鏈狀低密度聚乙烯,而非α烯烴樹脂。
又,該等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
上述α烯烴樹脂中之α烯烴單體之含量並無特別限制,可根據目的適當選擇。
上述其他α烯烴樹脂之熔體流動速率(MFR)並無特別限制,可根據目的適當選擇,於溫度190℃、及荷重2.16 kg之測定條件,較佳為1.0 g/10分鐘~50.0 g/10分鐘,更佳為2.0 g/10分鐘~45.0 g/10分鐘,進而較佳為2.0 g/10分鐘~10.0 g/10分鐘。
上述其他α烯烴樹脂之密度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為0.85 g/cm
3~0.96 g/cm
3,更佳為0.87 g/cm
3~0.90 g/cm
3。
上述其他α烯烴樹脂之熔點並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為40℃~120℃,更佳為50℃~100℃。
本發明之密封層中可進而使用環狀烯烴系樹脂。作為該環狀烯烴系樹脂,可使用與「可用於熱塑性樹脂層中之環狀烯烴系樹脂」同樣者。
<其他成分>
上述密封層可包含其他烯烴系樹脂。作為其他烯烴系樹脂,可例舉各種乙烯系樹脂或丙烯系樹脂等。
於上述熱塑性樹脂層、及上述密封層之樹脂中,可適當摻合聚烯烴中通用之抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、潤滑劑(抗黏連劑、助滑劑)等摻合劑作為其他成分。
[超音波密封用多層膜之層構成]
上述超音波密封用多層膜中之上述熱塑性樹脂層可為單層,亦可為複數層。複數個上述熱塑性樹脂層相互可為相同之組成,亦可為不同之組成。
於上述熱塑性樹脂層為單層之情形時,上述超音波密封用多層膜為依序積層熱塑性樹脂層/密封層之多層膜。
於上述熱塑性樹脂層為複數層之情形時,上述熱塑性樹脂層具有作為上述超音波密封用多層膜之表面層之基材層、及(一層~複數層)中間層,上述超音波密封用多層膜為依序積層基材層(熱塑性樹脂層)/中間層(熱塑性樹脂層)/密封層之多層膜。
於上述熱塑性樹脂層為複數層且有中間層之情形時,中間層亦較佳為環狀烯烴系樹脂層。該環狀烯烴系樹脂層係指該層之樹脂成分中包含60質量%以上之環狀烯烴系樹脂之層。
藉由將此種層用於中間層,可提高多層膜之剛性,此外可防止接著劑成分向內部轉移,進而超音波之傳播性良好,故而超音波密封強度亦提高。
上述超音波密封用多層膜可為將各層一併擠出而積層之共擠出多層膜,亦可為接著一部分層而積層之層壓膜。
作為對上述追加基材層進行層壓時之接著方法,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉:乾式層壓、濕式層壓、無溶劑層壓、擠出層壓等。
上述超音波密封用多層膜較佳為無延伸之膜。該超音波密封用密封劑膜係藉由上述基於共擠出之製造方法,以實質上無延伸之多層膜之形式獲得,故而亦可藉由真空成形進行深拉拔成形等二次成形。又,於該超音波密封用多層膜為接著一部分層而積層之層壓膜之情形時,該一部分層可為經延伸之樹脂膜,但較佳為使用無延伸之樹脂膜。
上述超音波密封用多層膜基本上透明且表面平滑。可對上述超音波密封用多層膜之兩面或單面之混合樹脂層進行電暈放電處理,使其具有印刷特性。又,亦可對上述超音波密封用多層膜之兩面或單面進行壓紋處理而賦予縐布等壓花花紋。
上述超音波密封用多層膜之總厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,就確保均勻且穩定之超音波密封強度之方面而言,較佳為30 μm以上,更佳為40 μm以上。又,較佳為30 μm以上100 μm以下,更佳為40 μm以上90 μm以下。
上述熱塑性樹脂層之單層或各層之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為5 μm~30 μm,更佳為10 μm~20 μm。
上述熱塑性樹脂層為複數層之情形時之各層之平均厚度的合計並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為15 μm~90 μm,更佳為30 μm~80 μm。
上述熱塑性樹脂層之厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,上述熱塑性樹脂層之平均厚度相對於上述熱塑性樹脂層及上述密封層之合計厚度之比率(%)較佳為90%以下,更佳為20%~90%,進而較佳為50%~80%。
上述密封層之平均厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,較佳為3 μm~30 μm,更佳為5 μm~25 μm,進而較佳為9 μm~20 μm。
上述密封層之厚度並無特別限制,可根據目的適當選擇,上述密封層之平均厚度相對於上述熱塑性樹脂層及上述密封層之合計厚度之比率(%)較佳為10%以上,更佳為15%以上,進而較佳為20%以上。又,較佳為10%以上50%以下,更佳為15%以上50%以下,進而較佳為20%以上50%以下。
若上述厚度為10%以上,則在密封長度之全長上確保均勻且穩定之超音波密封性,就該方面而言有利。
又,於上述熱塑性樹脂層之一部分或全部為上述環狀烯烴系樹脂層之情形時,相對於上述多層膜之總厚度,其厚度比率較佳為5%以上30%以下,更佳為5%以上20%以下,進而較佳為8%以上18%以下。若該環狀烯烴系樹脂層之厚度比率為該範圍,則可提升剛性及密封強度,且於將該多層膜製成層壓膜之情形時容易製成單一材料膜,故而較佳。於存在複數個該環狀烯烴系樹脂層之情形時,較佳為其合計厚度比率為該範圍。
[熔解熱量]
就由超音波密封所產生之均勻之熔接性之方面而言,上述超音波密封用多層膜之藉由示差掃描熱量測定(DSC)所測定之熔解熱量較佳為60 mJ/mg以上,更佳為65 mJ/mg以上,進而較佳為75 mJ/mg以上。又,較佳為60 mJ/mg以上115 mJ/mg以下,更佳為60 mJ/mg以上110 mJ/mg以下,進而較佳為60 mJ/mg以上100 mJ/mg以下。
藉由示差掃描熱量測定(DSC)所測定之熔解熱量為第1次升溫之熔解熱量,例如可使用示差掃描熱量計(Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造,DSC7020)按以下流程進行測定。
首先,將約5.0 mg作為對象試樣之超音波密封用多層膜放入鋁製試樣容器中,將試樣容器置於支架單元,設置於電爐中。繼而,於氮氣環境下,以10℃/分鐘之升溫速度自30℃加熱(第1次升溫)至200℃,使用示差掃描熱量計來計測DSC曲線。
可根據所得之DSC曲線,使用示差掃描熱量計之解析程式,選擇第1次升溫時之DSC曲線,求出對象試樣於第1次升溫中之熔解熱量[mJ/mg]。
於設置環狀烯烴系樹脂層作為上述熱塑性樹脂層之情形時,上述超音波密封用多層膜之藉由示差掃描熱量測定(DSC)所測定之熔解熱量較佳為55 mJ/mg以上,更佳為60 mJ/mg以上,進而較佳為70 mJ/mg以上。若設置環狀烯烴系樹脂層作為上述熱塑性樹脂層之情形時之該熔解熱量為上述範圍,則於進行超音波密封之情形時變得容易進行均勻之熔接,又,於熔接時變得不易發生穿孔等。
若本發明之超音波密封用多層膜之藉由示差掃描熱量測定(DSC)所測定之熔解熱量為70 mJ/mg以上,或者設置環狀烯烴系樹脂層作為熱塑性樹脂層之情形時之該熔解熱量為55 mJ/mg以上,則於進行超音波密封之情形時變得容易進行均勻之熔接,又,於熔接時變得不易發生穿孔等的原因雖不明確,但發明人等推測如下。即,聚乙烯之剛性相對低,超音波密封時由超音波產生之振動能容易衰減,為了均勻密封必須施加高能量。熔解熱量相對高之上述範圍之多層膜會均勻密封,故而即便於超音波密封時由超音波引起之振動能較高之情形時,亦不會發生穿孔等,可獲得良好之密封結果。
[剛性]
上述超音波密封用多層膜之剛性可藉由1%切線模數來評價。
「1%切線模數」意指施加1%之應變時之切線彈性模數(Tangent Modulus)。
上述超音波密封用多層膜之1%切線模數較佳為190 MPa以上,更佳為200 MPa以上,進而較佳為210 MPa以上。上述1%切線模數之測定方法並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉如下方法:對於超音波密封用多層膜,根據ASTM D-882,使用Tensilon拉力試驗機(裝置名:RTC-1210A,A&D股份有限公司製造)對製造膜時之擠出方向之於23℃之1%切線模數(單位:MPa)進行測定。
本發明之超音波密封用多層膜之剛性可藉由調整多層膜之樹脂構成,根據用途選擇。例如,於臥式枕形包裝等要求柔軟性之用途中使用該超音波密封用多層膜之情形時,藉由於上述熱塑性樹脂層中使用直鏈狀低密度聚乙烯等聚乙烯系樹脂,可將該超音波密封用多層膜之1%切線模數調整為190 MPa以上300 MPa以下左右。另一方面,於自立袋或立式枕形包裝等要求剛性之用途中使用該超音波密封用多層膜之情形時,藉由於上述熱塑性樹脂層中使用環狀烯烴系樹脂,可將該超音波密封用多層膜之1%切線模數調整為300 MPa以上900 MPa以下左右。
[超音波密封]
上述藉由超音波進行密封之方法並無特別限制,可根據目的適當選擇公知之超音波密封方法、或使用公知之超音波密封裝置之方法等。
此處,「超音波密封」為如下技術:利用將電能轉換為機械能之超音波振動振幅,將作為接合對象之膜夾在藉由超音波送出振動能之「超音波變幅桿(ultrasonic horn)」與固定治具「砧座(anvil)」之間,於膜材料之界面均勻地產生摩擦能,從而瞬時熔融熔接。用語「超音波密封」、「超音波熔接」、「超音波熔融熔接」、及「超音波熔合接合」彼此可為同義。
超音波變幅桿可垂直地配置於接合對象及砧座之上方,亦可相對於接合對象及砧座配置於水平方向。超音波變幅桿通常以20 kHz~40 kHz之超音波進行振動,於壓力下,通常以摩擦熱之形態將能量傳遞至接合對象之接合部。接合對象中之至少1個之一部分因摩擦熱及壓力而軟化或熔解,藉此接合對象彼此接合。
此處,於本發明中,上述「接合對象」並無特別限制,只要至少包含本發明之超音波密封用多層膜即可,可根據目的適當選擇,可為將2片上述超音波密封用多層膜以各自之上述密封層彼此相接之方式配置而成者,亦可為將一連串(1片)上述超音波密封用多層膜以上述密封層彼此相接之方式摺疊地配置而成者,或者,亦可為將上述超音波密封用多層膜與熱塑性樹脂膜以上述超音波密封用多層膜之上述密封層與上述熱塑性樹脂膜相接之方式配置而成者。
對密封層彼此相接之部分或密封層與熱塑性樹脂膜相接之部分進行超音波密封,形成接合部,藉此獲得下述積層體。
上述超音波密封中之超音波並無特別限制,可根據目的適當選擇具有人耳聽不見之高振動數之彈性振動波(音波)。上述超音波之頻率較佳為16 kHz以上,更佳為20 kHz以上,尤佳為20 kHz以上40 kHz以下。
上述超音波密封中之壓力、振幅、熔接時間、保持時間等條件係根據所使用之接合對象之種類、及頻率或條件之組合而變化,不能單一地進行規定,並無特別限制,可根據目的適當選擇。
上述壓力意指於超音波密封裝置中超音波變幅桿對接合對象施加之按壓壓力,用[Pa](帕斯卡)、[MPa](兆帕斯卡)等表示。上述壓力較佳為0.15[MPa]~0.3[MPa],更佳為0.25[MPa]~0.3[MPa]。
上述振幅意指超音波振動之大小。上述振幅較佳為20 μm以上50 μm以下,就具有均勻且穩定之密封強度之方面而言,更佳為35 μm以上50 μm以下。
上述熔接時間表示超音波之振盪時間,意指超音波變幅桿與接合對象接觸並熔接之時間。上述熔接時間較佳為0.2秒以上1秒以下,更佳為0.5秒以上1秒以下。
上述保持時間意指超音波振盪機之保持時間且熔接部之硬化時間。上述保持時間較佳為0.2秒以上1.0秒以下,更佳為0.5秒以上1.0秒以下。
作為上述超音波密封裝置,例如可適宜例舉連續超音波密封型裝置、具有旋轉式超音波變幅桿之裝置等。
上述連續超音波密封型裝置一般作為「連續超音波熔合接合」而為人所知。連續超音波熔合接合通常可大致連續地供給至超音波密封裝置內,用於大致連續地密封接合對象。於連續超音波熔合接合中,超音波變幅桿通常被固定,接合對象於其正下方移動。一種連續超音波熔合接合係使用經固定之變幅桿及旋轉砧座面。連續超音波熔合接合中,接合對象被拉到超音波變幅桿與旋轉砧座之間。超音波變幅桿通常朝向接合對象並於長度方向上延伸,振動係沿超音波變幅桿並於軸方向上傳遞至材料。
上述具有旋轉式超音波變幅桿之裝置中,超音波變幅桿為旋轉型,且為圓柱狀,以長度方向軸為中心旋轉。輸入振動位於超音波變幅桿之軸方向,輸出振動位於超音波變幅桿之放射方向。超音波變幅桿係與砧座接近而配置,又,通常砧座亦能以接合對象以實質上等於圓柱狀面之切線速度之線速度通過圓柱狀面之間的方式進行旋轉。
超音波密封例如記載於日本特開2008-526552號公報、日本特開2010-195044號公報、日本特開2013-231249號公報、日本特開2015-16294號公報、美國專利第5976316號說明書等中,其揭示內容係以參照之方式而援用於本說明書中。
(積層體)
本發明之多層膜亦可與其他基材貼合,製成具有本發明之多層膜之積層體。
上述積層體具有其他基材、及與上述其他基材貼合而成之本發明之多層膜。
此時,作為可使用之其他基材,並無特別限定,就容易顯現出本發明之效果之觀點而言,較佳為使用具有高剛性、高光澤之熱塑性樹脂膜,尤佳為使用經雙軸延伸之樹脂膜。又,於無需透明性之用途之情形時,亦可單獨或組合使用鋁箔、紙、塗佈紙等基材。
作為將上述其他基材層壓於本發明之多層膜時之接著方法,並無特別限制,可根據目的適當選擇,例如可例舉:乾式層壓、濕式層壓、無溶劑層壓、擠出層壓等。
作為上述經雙軸延伸之樹脂膜,例如可例舉:雙軸延伸聚酯(BOPET)、雙軸延伸聚乙烯(BOPE)、雙軸延伸聚丙烯(BOPP)、雙軸延伸聚醯胺(BOPA)、以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)為中心層之共擠出雙軸延伸聚丙烯、雙軸延伸乙烯-乙烯醇共聚物(BOEVOH)、塗佈有聚偏二氯乙烯(PVDC)之共擠出雙軸延伸聚丙烯等。該等可單獨使用1種,亦可併用或複合化使用2種以上。
(包裝體)
本發明之包裝體至少包含本發明之超音波密封用多層膜,可為將2片上述超音波密封用多層膜以各自之上述密封層彼此相接之方式配置,藉由超音波進行密封而成之積層體,亦可為將一連串(1片)上述超音波密封用多層膜以上述密封層彼此相接之方式摺疊地配置,藉由超音波進行密封而成之積層體,或者,亦可為將上述超音波密封用多層膜與熱塑性樹脂膜以上述超音波密封用多層膜之上述密封層與上述熱塑性樹脂膜相接之方式配置,藉由超音波進行密封而成之積層體。
上述包裝體可適宜用作西式點心、零食、麵包、日式點心、調味料等食品用包裝體等各種包裝體。
上述包裝體可應對單一材料化,可藉由「可僅加熱密封面之超音波密封」來進行密封,故而可使密封寬度較窄,可實現材料之省量化。
<熱塑性樹脂膜>
上述熱塑性樹脂膜之材料並無特別限制,可根據目的適當選擇公知之熱塑性樹脂,就單一材料化之觀點而言,較佳為烯烴樹脂。
作為上述烯烴樹脂,可適當採用於上述熱塑性樹脂層中說明之烯烴樹脂。
如圖1所示,本發明之超音波密封用多層膜10例如為由熱塑性樹脂層1、及密封層2所構成,且積層有2層之多層膜。
又,如圖2所示,本發明之超音波密封用多層膜10可具有複數個熱塑性樹脂層,亦可為由熱塑性樹脂層(基材層)1a、熱塑性樹脂層(中間層)1b、及密封層2所構成,且依序積層基材層/中間層/密封層之多層膜。再者,於圖2中,中間層雖為1層,但中間層亦可為複數層。
圖3A~C係表示本發明之超音波密封用多層膜之超音波熔接中使用之超音波密封裝置之一例的概略剖視圖。超音波密封裝置100具有砧座110、及與該砧座110之外周面對向之超音波變幅桿120。於砧座110之外周面以規定之密封圖案形成有密封突起,超音波變幅桿120於圖3A中之箭頭方向上可動,可於超音波變幅桿120與砧座110之密封突起之間保持接合對象。
通過砧座110與超音波變幅桿120之間之接合對象例如可為2片重疊之超音波密封用多層膜10(圖3A),亦可為將超音波密封用多層膜10與熱塑性樹脂膜重疊2片而成者(未圖示),亦可為掛在金屬棒130上並向圖3B中之箭頭方向施加張力,以重疊2片之方式摺疊而成之1片超音波密封用多層膜10(圖3B)。以由自超音波變幅桿120傳遞之超音波振動產生之摩擦熱,對接合對象中夾在砧座110之外周面之密封突起與超音波變幅桿120之間之部分進行熔融密封,製造至少包含超音波密封用多層膜10之積層體50(參照圖3C)。超音波密封裝置係自與接合對象相接之超音波變幅桿之前端向接合對象傳遞振動能,將接合對象以摩擦熱進行熔接者,熔接形狀與砧座110之外周面之密封突起與超音波變幅桿前端之接觸面之形狀大致相同。於圖3A之超音波密封裝置中,砧座110之外周面之密封突起具有200 mm×2 mm之形狀,藉此,可製造以密封長度200 mm×密封寬度2 mm熔接而成之積層體50。
[實施例]
以下,基於實施例來更具體地說明本發明,但本發明並不限於以下實施例。再者,只要無特別說明,則「份」係指「質量份」,「%」係指「質量%」。
(實施例1)
<超音波密封用多層膜之製作>
分別使用下述樹脂作為形成基材層(A)、中間層(B)、中間層(C)及密封層(D)各層之樹脂成分,製備形成各層之樹脂及樹脂混合物。
基材層(A):直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(密度0.933 g/cm
3,MFR 3.6 g/10分鐘,熔點123℃)(以下稱為LLDPE(2))100份。
中間層(B):LLDPE(2)100份。
中間層(C):LLDPE(2)100份。
密封層(D):直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(密度0.920 g/cm
3,MFR 4.3 g/10分鐘,熔點112℃)(以下稱為LLDPE(1))60份與1-丁烯-丙烯共聚物(密度0.900 g/cm
3,MFR 9.0 g/10分鐘,熔點100℃,源自1-丁烯之成分之含量:60莫耳%~95莫耳%)(以下稱為BPR(1))40份之混合物。
將形成各層之樹脂及樹脂混合物分別供給至3台擠出機,以由基材層(A)/中間層(B)/中間層(C)/密封層(D)所形成之積層膜之各層之平均厚度之比率成為20%:36%:20%:24%的方式,於250℃之擠出溫度,自T字模共擠出,用40℃之水冷金屬冷卻輥進行冷卻,成形為總厚度為40 μm之積層膜即實施例1之超音波密封用多層膜。
<包裝體之製作>
將所得之超音波密封用多層膜切割為210 mm×600 mm,以密封層與切割為相同尺寸之熱塑性樹脂膜(雙軸延伸聚丙烯,P2161,東洋紡股份有限公司製造)相接之方式重疊2片,除此以外,藉由與下述「超音波密封性」之評價相同之裝置及條件,對2條長邊與1條短邊共計3條邊進行超音波密封,製作實施例1之包裝體。
<評價>
<<超音波密封性>>
將所得之超音波密封用多層膜切割為210 mm×600 mm,以如下方式設置:將密封層掛在金屬棒上,以2片重疊之方式摺疊而重疊2片,貼在圖3所示之超音波密封裝置之砧座上。使用超音波塑膠焊接機W3080(日本Avionics製造,頻率:20 kHz)作為超音波密封裝置。設定參數(壓力=0.3 MPa、振幅=50 μm、熔接時間=1秒、保持時間=1秒),打開開關,以密封長度200 mm×密封寬度2 mm對超音波密封用多層膜之長度為210 mm之一邊進行超音波密封。
以目視觀察密封長度210 mm後,進行剝離,按下述評價基準對超音波密封性進行評價。將結果示於表1中。
[評價基準]
○:相對於密封全長,熔接80%以上。
○Δ:相對於密封全長,熔接50%以上且未達80%(可實用水準)。
Δ:相對於密封全長,熔接一部分(未達50%)。
×:密封全長未熔接或以0.5 N/210 mm以下可輕鬆剝離。
<<密封強度之測定>>
將所得之實施例1之超音波密封用多層膜切割為210 mm之寬度,以密封層彼此相接之方式重疊2片,使用超音波塑膠焊接機W3080(日本Avionics製造,頻率:20 kHz),於壓力=0.3 MPa、振幅=50 μm、熔接時間=0.5秒、保持時間=1秒之條件下進行超音波密封。將經超音波密封之積層體切割為15 mm之寬度,於23℃、50%RH之恆溫室中,使用拉力試驗機(A&D股份有限公司製造)以300 mm/分鐘之速度剝離90度,藉此測定密封強度[N/15 mm]。將結果示於表1中。
<<熔解熱量之測定>>
對於所得之實施例1之超音波密封用多層膜,按照以下流程對藉由示差掃描熱量測定(DSC)所測定之第1次升溫之熔解熱量進行測定。將結果示於表1中。
示差掃描熱量測定(DSC)之第1次升溫之熔解熱量係使用示差掃描熱量計(Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造,DSC7020)進行測定。
首先,將約5.0 mg作為對象試樣之超音波密封用多層膜放入鋁製試樣容器中,將試樣容器置於支架單元,設置於電爐中。繼而,於氮氣環境下,以10℃/分鐘之升溫速度自30℃加熱(第1次升溫)至200℃,使用示差掃描熱量計計測DSC曲線。
根據所得之DSC曲線,使用示差掃描熱量計之解析程式,選擇第1次升溫時之DSC曲線,求出對象試樣於第1次升溫中之熔解熱量[mJ/mg]。
<<剛性之測定>>
對於所得之實施例1之超音波密封用多層膜,基於ASTM D-882,使用Tensilon拉力試驗機(裝置名:RTC-1210A,A&D股份有限公司製造)對製造膜時之擠出方向之於23℃之1%切線模數(單位:MPa)進行測定。
基於上述1%切線模數來評價剛性。再者,「1%切線模數」意指施加1%之應變時之切線彈性模數(Tangent Modulus),於本發明中,較佳為190 MPa以上,更佳為200 MPa以上,進而較佳為210 MPa以上。
(實施例2)
如表1所示,將實施例1中密封層(D)中之BPR(1)變更為1-丁烯-丙烯共聚物(密度0.900 g/cm
3,MFR 9.0 g/10分鐘,熔點58℃,源自1-丁烯之成分之含量:60莫耳%~95莫耳%)(以下稱為BPR(2)),除此以外,以與實施例1相同之方式製作實施例2之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表1中。
(實施例3~4)
如表1所示,變更實施例2中密封層(D)中之LLDPE(1)與BPR(2)之量比,除此以外,以與實施例2相同之方式製作實施例3~4之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表1中。
(實施例5~6)
如表1所示,將實施例2中密封層(D)中之LLDPE(1)分別變更為LLDPE(2)及直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(密度0.940 g/cm
3,MFR 4.3 g/10分鐘,熔點124℃)(以下稱為LLDPE(3)),除此以外,以與實施例2相同之方式製作實施例5~6之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表1中。
(實施例7)
<超音波密封用多層膜之製作>
分別使用下述樹脂作為形成基材層(A)、中間層(B)、中間層(C)及密封層(D)各層之樹脂成分,製備形成各層之樹脂混合物。
基材層(A):LLDPE(1)60份與高密度聚乙烯(960 g/cm
3,MFR 7.5 g/10分鐘,熔點131℃)(以下稱為HDPE)40份之混合物。
中間層(B):LLDPE(1)70份與HDPE 30份之混合物。
中間層(C):LLDPE(1)100份。
密封層(D):LLDPE(1)60份與BPR(2)40份之混合物。
將形成各層之樹脂混合物分別供給至3台擠出機,以由基材層(A)/中間層(B)/中間層(C)/密封層(D)所形成之積層膜之各層之平均厚度之比率成為20%:36%:20%:24%的方式,於250℃之擠出溫度,自T字模共擠出,用40℃之水冷金屬冷卻輥進行冷卻,成形為總厚度為40 μm之積層膜即實施例7之超音波密封用多層膜。
對於所得之實施例7之超音波密封用多層膜,以與實施例1相同之方式實施評價。將結果示於表2中。
(實施例8)
如表2所示,將實施例7中由基材層(A)/中間層(B)/中間層(C)/密封層(D)所形成之積層膜之各層之平均厚度之比率變更為20%:36%:28%:16%,除此以外,以與實施例7相同之方式製作實施例8之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表2中。
(實施例9~10)
如表2所示,將實施例2中密封層(D)中之LLDPE(1)60質量份分別變更為40質量份及95質量份,將BPR(2)40份分別變更為60質量份及5質量份,除此以外,以與實施例2相同之方式製作實施例9~10之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表2中。
(實施例11~12)
如表2所示,將實施例2中密封層(D)中之LLDPE(1)分別變更為直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(密度0.903 g/cm
3,MFR3.0 g/10分鐘,熔點98℃)(以下稱為LLDPE(4))、及直鏈狀低密度聚乙烯樹脂(密度0.944 g/cm
3,MFR 4.0 g/10分鐘,熔點128℃)(以下稱為LLDPE(5)),除此以外,以與實施例2相同之方式製作實施例11~12之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表2中。
(實施例13)
如表3所示,將實施例2中由基材層(A)/中間層(B)/中間層(C)/密封層(D)所形成之積層膜之各層之平均厚度之比率變更為20%:46%:20%:14%,除此以外,以與實施例2相同之方式製作實施例13之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表3中。
(實施例14)
如表3所示,將實施例2中超音波密封用多層膜之總厚度40 μm變更為35 μm,除此以外,以與實施例2相同之方式製作實施例14之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表3中。
(實施例15~23)
變更為表4及表5所示之組成及各層之層比率,除此以外,以與實施例1相同之方式製作實施例15~23之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表4及表5中。
(比較例1)
如表6所示,於實施例1中之密封層(D)中,不含丁烯系烯烴樹脂,將LLDPE(1)60份變更為100份,除此以外,以與實施例1相同之方式製作比較例1之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表6中。
(比較例2~5)
如表6所示,於實施例1中之密封層(D)中,將BPR(1)分別變更為下述PBR(1)、PBR(2)、EBR(1)、及EBR(2),除此以外,以與實施例1相同之方式製作比較例2~5之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表6中。
・PBR(1):聚丙烯-1-丁烯共聚物(密度0.900 g/cm
3,MFR 7.0 g/10分鐘,熔點98℃,源自丙烯之成分之含量:85莫耳%)
・PBR(2):聚丙烯-1-丁烯共聚物(密度0.900 g/cm
3,MFR 7.0 g/10分鐘,熔點75℃,源自丙烯之成分之含量:74莫耳%)
・EBR(1):聚乙烯-1-丁烯共聚物(密度0.893 g/cm
3,MFR 6.7 g/10分鐘,熔點77℃,源自乙烯之成分之含量:70莫耳%~92莫耳%)
・EBR(2):聚乙烯-1-丁烯共聚物(密度0.885 g/cm
3,MFR 6.7 g/10分鐘,熔點66℃,源自乙烯之成分之含量:76莫耳%~90莫耳%,源自1-丁烯之成分之含量:18莫耳%)
(比較例6)
如表6所示,於實施例1中之密封層(D)中,將LLDPE(1)變更為HDPE,除此以外,以與實施例1相同之方式製作比較例6之超音波密封用多層膜,實施評價。將結果示於表6中。
[表1]
實施例 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
各層之樹脂組成[質量份] | 基材層 (A) | LLDPE(2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
LLDPE(1) | - | - | - | - | - | - | ||
HDPE | - | - | - | - | - | - | ||
中間層 (B) | LLDPE(2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | - | - | - | - | - | - | ||
HDPE | - | - | - | - | - | - | ||
中間層 (C) | LLDPE(2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | - | - | - | - | - | - | ||
密封層 (D) | LLDPE(1) | 60 | 60 | 70 | 80 | - | - | |
LLDPE(2) | - | - | - | - | 60 | - | ||
LLDPE(3) | - | - | - | - | - | 60 | ||
LLDPE(4) | - | - | - | - | - | - | ||
LLDPE(5) | - | - | - | - | - | - | ||
HDPE | - | - | - | - | - | - | ||
BPR(1) | 40 | - | - | - | - | - | ||
BPR(2) | - | 40 | 30 | 20 | 40 | 40 | ||
PBR(1) | - | - | - | - | - | - | ||
PBR(2) | - | - | - | - | - | - | ||
EBR(1) | - | - | - | - | - | - | ||
EBR(2) | - | - | - | - | - | - | ||
各層之層比率[%] | 基材層(A) | 層比率(%) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
中間層(B) | 層比率(%) | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | |
中間層(C) | 層比率(%) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
密封層(D) | 層比率(%) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | |
多層膜之總厚度(μm) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | ||
超音波密封性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
密封強度[N/15 mm] | 3.0 | 3.1 | 2.4 | 2.7 | 2.7 | 3.4 | ||
熔解熱量[mJ/mg] | 87 | 81 | 92 | 80 | 83 | 93 | ||
剛性[MPa] | 225 | 219 | 218 | 230 | 253 | 240 |
[表2]
實施例 | ||||||||
7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |||
各層之樹脂組成[質量份] | 基材層 (A) | LLDPE(2) | - | - | 100 | 100 | 100 | 100 |
LLDPE(1) | 60 | 60 | - | - | - | - | ||
HDPE | 40 | 40 | - | - | - | - | ||
中間層 (B) | LLDPE(2) | - | - | 100 | 100 | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | 70 | 70 | - | - | - | - | ||
HDPE | 30 | 30 | - | - | - | - | ||
中間層 (C) | LLDPE(2) | - | - | 100 | 100 | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | 100 | 100 | - | - | - | - | ||
密封層 (D) | LLDPE(1) | 60 | 60 | 40 | 95 | - | - | |
LLDPE(2) | - | - | - | - | - | - | ||
LLDPE(3) | - | - | - | - | - | - | ||
LLDPE(4) | - | - | - | - | 60 | - | ||
LLDPE(5) | - | - | - | - | 60 | |||
HDPE | - | - | - | - | - | - | ||
BPR(1) | - | - | - | - | - | - | ||
BPR(2) | 40 | 40 | 60 | 5 | 40 | 40 | ||
PBR(1) | - | - | - | - | - | - | ||
PBR(2) | - | - | - | - | - | - | ||
EBR(1) | - | - | - | - | - | - | ||
EBR(2) | - | - | - | - | - | - | ||
各層之層比率[%] | 基材層(A) | 層比率(%) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
中間層(B) | 層比率(%) | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | |
中間層(C) | 層比率(%) | 20 | 28 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
密封層(D) | 層比率(%) | 24 | 16 | 24 | 24 | 24 | 24 | |
多層膜之總厚度(μm) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | ||
超音波密封性 | ○ | ○ | ○ | ○Δ | ○ | ○Δ | ||
密封強度[N/15 mm] | 3.4 | 3.7 | 6.5 | 1.1 | 5.9 | 2.5 | ||
熔解熱量[mJ/mg] | 85 | 84 | 87 | 87 | 82 | 100 | ||
剛性[MPa] | 219 | 211 | 203 | 212 | 202 | 260 |
[表3]
實施例 | ||||
13 | 14 | |||
各層之樹脂組成[質量份] | 基材層 (A) | LLDPE(2) | 100 | 100 |
LLDPE(1) | - | - | ||
HDPE | - | - | ||
中間層 (B) | LLDPE(2) | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | - | - | ||
HDPE | - | - | ||
中間層 (C) | LLDPE(2) | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | - | - | ||
密封層 (D) | LLDPE(1) | 60 | 60 | |
LLDPE(2) | - | - | ||
LLDPE(3) | - | - | ||
LLDPE(4) | - | - | ||
LLDPE(5) | - | - | ||
HDPE | - | - | ||
BPR(1) | - | - | ||
BPR(2) | 40 | 40 | ||
PBR(1) | - | - | ||
PBR(2) | - | - | ||
EBR(1) | - | - | ||
EBR(2) | - | - | ||
各層之層比率[%] | 基材層(A) | 層比率(%) | 20 | 20 |
中間層(B) | 層比率(%) | 46 | 36 | |
中間層(C) | 層比率(%) | 20 | 20 | |
密封層(D) | 層比率(%) | 14 | 24 | |
多層膜之總厚度(μm) | 40 | 35 | ||
超音波密封性 | ○ | ○ | ||
密封強度[N/15 mm] | 2.3 | 2.5 | ||
熔解熱量[mJ/mg] | 85 | 83 | ||
剛性[MPa] | 227 | 235 |
[表4]
實施例 | ||||||||
15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |||
各層之樹脂組成[質量份] | 基材層(A) | LLDPE(2) | 75 | 75 | 75 | 75 | 75 | |
LLDPE(1) | 60 | |||||||
HDPE | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 40 | ||
中間層(B) | LLDPE(2) | |||||||
LLDPE(1) | 70 | |||||||
HDPE | 30 | |||||||
COC | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |||
中間層(C) | LLDPE(2) | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | |
LLDPE(1) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | ||
密封層(D) | LLDPE(3) | |||||||
LLDPE(2) | ||||||||
LLDPE(1) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | ||
LLDPE(4) | ||||||||
LLDPE(5) | ||||||||
HDPE | ||||||||
BPR(1) | ||||||||
BPR(2) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | ||
PBR(2) | ||||||||
PBR(1) | ||||||||
EBR(2) | ||||||||
EBR(1) | ||||||||
各層之層比率[%] | 基材層(A) | 層比率(%) | 31 | 36 | 24 | 36 | 16 | 20 |
中間層(B) | 層比率(%) | 15 | 10 | 20 | 20 | 30 | 36 | |
中間層(C) | 層比率(%) | 30 | 30 | 30 | 20 | 30 | 20 | |
密封層(D) | 層比率(%) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | |
多層膜之總厚度(μm) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | ||
超音波密封性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○Δ | ○ | ||
密封強度[N/15 mm] | 3.6 | 3.1 | 4.2 | 4.9 | 2 | 3 | ||
熔解熱量[mJ/mg] | 74 | 77 | 62 | 66 | 56 | 107 | ||
剛性[MPa] | 581 | 503 | 676 | 732 | 838 | 369 |
[表5]
實施例 | |||||
21 | 22 | 23 | |||
各層之樹脂組成[質量份] | 基材層(A) | LLDPE(2) | 70 | 100 | 100 |
LLDPE(1) | |||||
HDPE | 25 | ||||
中間層(B) | LLDPE(2) | 100 | 100 | ||
LLDPE(1) | |||||
HDPE | |||||
COC | 100 | ||||
中間層(C) | LLDPE(2) | 100 | 100 | 90 | |
LLDPE(1) | 10 | ||||
密封層(D) | LLDPE(3) | ||||
LLDPE(2) | |||||
LLDPE(1) | 60 | 60 | 60 | ||
LLDPE(4) | |||||
LLDPE(5) | |||||
HDPE | |||||
BPR(1) | |||||
BPR(2) | 40 | 40 | 40 | ||
PBR(2) | |||||
PBR(1) | |||||
EBR(2) | |||||
EBR(1) | |||||
各層之層比率[%] | 基材層(A) | 層比率(%) | 36 | 31 | 36 |
中間層(B) | 層比率(%) | 20 | 15 | 20 | |
中間層(C) | 層比率(%) | 20 | 30 | 20 | |
密封層(D) | 層比率(%) | 24 | 24 | 24 | |
多層膜之總厚度(μm) | 40 | 40 | 40 | ||
超音波密封性 | ○ | ○ | ○ | ||
密封強度[N/15 mm] | 3.5 | 3.4 | 4.9 | ||
熔解熱量[mJ/mg] | 92 | 84 | 61 | ||
剛性[MPa] | 257 | 225 | 675 |
[表6]
比較例 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
各層之樹脂組成[質量份] | 基材層 (A) | LLDPE(2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
LLDPE(1) | - | - | - | - | - | - | ||
HDPE | - | - | - | - | - | - | ||
中間層 (B) | LLDPE(2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | - | - | - | - | - | - | ||
HDPE | - | - | - | - | - | - | ||
中間層 (C) | LLDPE(2) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
LLDPE(1) | - | - | - | - | - | - | ||
密封層 (D) | LLDPE(1) | 100 | 60 | 60 | 60 | 60 | - | |
LLDPE(2) | - | - | - | - | - | - | ||
LLDPE(3) | - | - | - | - | - | - | ||
LLDPE(4) | - | - | - | - | - | - | ||
LLDPE(5) | - | - | - | - | - | - | ||
HDPE | - | - | - | - | - | 60 | ||
BPR(1) | - | - | - | - | - | - | ||
BPR(2) | - | - | - | - | - | 40 | ||
PBR(1) | - | 40 | - | - | - | - | ||
PBR(2) | - | - | 40 | - | - | - | ||
EBR(1) | - | - | - | 40 | - | - | ||
EBR(2) | - | - | - | - | 40 | - | ||
各層之層比率[%] | 基材層(A) | 層比率(%) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
中間層(B) | 層比率(%) | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | 36 | |
中間層(C) | 層比率(%) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
密封層(D) | 層比率(%) | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | 24 | |
多層膜之總厚度(μm) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | ||
超音波密封性 | × | ○Δ | ○Δ | ○Δ | Δ | ○Δ | ||
密封強度[N/15 mm] | 0.0 | 3.8 | 3.4 | 4.0 | 2.3 | 2.0 | ||
熔解熱量[mJ/mg] | 76 | 87 | 84 | 88 | 86 | 104 | ||
剛性[MPa] | 220 | 231 | 249 | 242 | 224 | 276 |
根據表1~6之結果,可知藉由密封層含有直鏈狀低密度聚乙烯及丁烯系α烯烴樹脂,可確保超音波密封性。又,可知密封層中之丁烯系α烯烴樹脂之含量為5質量%以上,雖密封強度較差,但顯現出可實用水準之超音波密封性,為20質量%以上,於密封長度之全長上確保超音波密封性。可知於超音波密封用多層膜之總厚度40 μm時,密封層之厚度相對於總厚度為14%以上,於密封長度之全長上確保超音波密封性。可知於全部實施例中均可獲得200 MPa以上之優異剛性。
進而,於上述熱塑性樹脂層中使用直鏈狀低密度聚乙烯等聚乙烯系樹脂之實施例1~14及實施例20~22中,可將該超音波密封用多層膜之剛性調整為190 MPa以上300 MPa以下左右,可獲得可用於軟包裝用途之超音波密封用多層膜。又,於一部分上述熱塑性樹脂層中使用環狀烯烴系樹脂之實施例15~19及實施例23中,可將該超音波密封用多層膜之剛性調整為300 MPa以上900 MPa以下左右,可獲得可用於自立袋等要求剛性之用途之超音波密封用多層膜。
以下,示出實施例中使用之各樹脂之MFR、密度、熔點、及化合物名稱。
[表7]
簡稱 | MFR* | 密度[g/cm 3] | 熔點[℃] | 化合物名稱 | 備註 |
LLDPE(1) | 4.3 | 0.920 | 112 | 乙烯-1-己烯共聚物 | |
LLDPE(2) | 3.6 | 0.933 | 123 | 乙烯-1-己烯共聚物與聚乙烯之混合物 | |
LLDPE(3) | 4.3 | 0.940 | 124 | 乙烯-1-己烯共聚物 | |
LLDPE(4) | 3.0 | 0.903 | 98 | 乙烯-辛烯共聚物 | |
LLDPE(5) | 4.0 | 0.944 | 128 | 乙烯-1-己烯共聚物 | |
HDPE | 7.5 | 0.960 | 131 | 高密度聚乙烯 | 乙烯均聚物 |
COC | - | 1.010 | - | 乙烯-降莰烯共聚物 | 熔體體積速率(MVR)=12.0[cm 3/10分鐘],玻璃轉移溫度=78℃ |
BPR(1) | 9.0 | 0.900 | 100 | 1-丁烯-丙烯共聚物 | 源自1-丁烯之成分之含量:60~95 mol% |
BPR(2) | 9.0 | 0.900 | 58 | 1-丁烯-丙烯共聚物 | 源自1-丁烯之成分之含量:60~95 mol% |
PBR(1) | 7.0 | 0.900 | 98 | 聚丙烯-1-丁烯共聚物 | 源自1-丁烯之成分之含量:15 mol% |
PBR(2) | 7.0 | 0.900 | 75 | 聚丙烯-1-丁烯共聚物 | 源自1-丁烯之成分之含量:26 mol% |
EBR(1) | 6.7 | 0.893 | 77 | 聚乙烯-1-丁烯共聚物 | 源自乙烯之成分之含量:80~92 mol%,源自1-丁烯之成分之含量:8~20 mol% |
EBR(2) | 6.7 | 0.885 | 66 | 聚乙烯-1-丁烯共聚物 | 源自乙烯之成分之含量:76~90 mol%,源自1-丁烯之成分之含量:10~24 mol% |
1:熱塑性樹脂層
1a:熱塑性樹脂層(基材層)
1b:熱塑性樹脂層(中間層)
2:密封層
10:超音波密封用多層膜
50:積層體
100:超音波密封裝置
110:砧座
120:超音波變幅桿
130:金屬棒
[圖1]係表示本發明之超音波密封用多層膜之一例之概略剖視圖。
[圖2]係表示本發明之超音波密封用多層膜之另一例之概略剖視圖。
[圖3A]係表示本發明之超音波密封用多層膜之超音波熔接中使用之超音波密封裝置之一例的概略剖視圖(其1)。
[圖3B]係表示本發明之超音波密封用多層膜之超音波熔接中使用之超音波密封裝置之一例的概略剖視圖(其2)。
[圖3C]係表示本發明之超音波密封用多層膜之超音波熔接中使用之超音波密封裝置之一例的概略剖視圖(其3)。
Claims (9)
- 一種超音波密封用多層膜,其特徵在於:至少具有含有熱塑性樹脂之熱塑性樹脂層、以及 含有直鏈狀低密度聚乙烯樹脂及α烯烴樹脂之密封層, 上述α烯烴樹脂含有丁烯系α烯烴樹脂,且 可藉由超音波進行密封。
- 如請求項1之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層中之上述直鏈狀低密度聚乙烯之含量為50質量%以上90質量%以下。
- 如請求項1之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層中之上述直鏈狀低密度聚乙烯之密度為0.900 kg/m 3以上0.940 kg/m 3以下。
- 如請求項1之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層中之上述丁烯系α烯烴樹脂之含量為10質量%以上50質量%以下。
- 如請求項1之超音波密封用多層膜,其中,上述密封層之厚度為15%以上。
- 如請求項1之超音波密封用多層膜,其總厚度為40 μm以上。
- 如請求項1之超音波密封用多層膜,其藉由示差掃描熱量測定所測定之熔解熱量為60 mJ/mg以上。
- 如請求項1之超音波密封用多層膜,其中,上述熱塑性樹脂含有聚乙烯、及聚丙烯中之至少任一者。
- 一種包裝體,其係藉由超音波將請求項1至8中任一項之超音波密封用多層膜、及熱塑性樹脂膜進行密封而成。
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