TWI804486B - 蒸鍍基材用聚乙烯系膜及使用該膜的蒸鍍膜 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種即便係使用大型蒸鍍機實施蒸鍍而成之蒸鍍膜亦具有優異之阻障性的蒸鍍基材用聚乙烯系膜。
本發明之蒸鍍基材用聚乙烯系膜係以用作蒸鍍層之基材:上述聚乙烯系膜至少具有成為蒸鍍層側之表面的層壓層、及成為另一表面的密封層,上述密封層含有無機粒子,上述密封層所含有之上述無機粒子之莫氏硬度為3以下,且滿足以下之(i)及(ii)中的至少一者。
(i)上述密封層所含有之上述無機粒子之平均粒徑為5μm以上15μm以下。
(ii)上述密封層表面之三維表面粗糙度SRa為0.2μm以下,上述密封層表面之最大凸起高度SRmax為6μm以下。
Description
本發明係關於一種使用聚乙烯系樹脂之蒸鍍基材用聚乙烯系膜及對上述聚乙烯系膜蒸鍍蒸鍍層而成之蒸鍍膜。
經實施蒸鍍之聚乙烯系膜被廣泛地用於食品包裝、衣物包裝等包裝材料、金銀線、標籤、貼籤、反射片等,迄今為止亦提出有若干種蒸鍍用之原始面料。
例如於專利文獻1中,藉由不添加有機潤滑劑且另一方面使用粒徑為2μm至5μm之無機系抗黏連劑,而使滑動性提升,但抗黏連劑之種類並無特別限定,若如實施例般將抗黏連劑設為沸石,則於對包含沸石之長條膜實施蒸鍍之情形時,蒸鍍膜之阻障性變得不充分。
如今蒸鍍機亦正推進大型化。因此,於使用大型蒸鍍機對經長條化、寬幅化的蒸鍍用之原始面料實施蒸鍍之情形時,亦要求蒸鍍膜具有阻障性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2001-225409號公報。
本發明之課題在於提供一種蒸鍍基材用聚乙烯系膜,係對於使用大型蒸鍍機對經長條化、寬幅化的蒸鍍用之原始面料實施蒸鍍而成之蒸鍍膜而言,即便於為了提高對冷卻轉筒之密接性而提高張力之情形時,因厚度不平均而捲變硬的部位或於長條捲之捲芯部捲變硬的部位亦具有優異之阻障性。另外,本發明之課題在於提供使用上述蒸鍍基材用聚乙烯系膜之蒸鍍膜。
本發明者等人進行了努力研究之結果發現:於以用作蒸鍍層之基材之聚乙烯系膜中,將上述蒸鍍層側之表面設為層壓層,將另一表面設為密封層,且使密封層中含有具有預定硬度之無機粒子,並且(i)將該無機粒子之平均粒徑設為預定之範圍內及/或(ii)將上述密封層設定為預定之表面形狀,藉此可獲得層壓層表面平滑之膜,且解決上述課題,以至完成了本發明。
具體而言,本發明之蒸鍍基材用聚乙烯系膜,係以用作蒸鍍層之基材:上述聚乙烯系膜至少具有成為蒸鍍層側 之表面的層壓層、及成為另一表面的密封層,上述密封層含有無機粒子,上述密封層所含有之上述無機粒子之莫氏硬度為3以下,並且滿足以下之(i)及(ii)中之至少一者。
(i)上述密封層所含有之上述無機粒子之平均粒徑為5μm以上15μm以下。
(ii)上述密封層表面之三維表面粗糙度SRa為0.2μm以下,上述密封層表面之最大凸起高度SRmax為6μm以下。
較佳為上述層壓層所用之聚乙烯系樹脂之密度為0.91g/cm3至0.95g/cm3,上述密封層所用之聚乙烯系樹脂之密度為0.90g/cm3至0.94g/cm3。
較佳為上述密封層中之無機粒子之含量為0.5質量%至3.0質量%。
較佳為上述密封層表面之三維表面粗糙度SRa為0.2μm以下,上述密封層表面之最大凸起高度SRmax為5μm以下。
較佳為上述層壓層所用之聚乙烯系樹脂之密度高於上述密封層所用之聚乙烯系樹脂之密度。
較佳為上述層壓層中之無機粒子之含有率小於0.1質 量%。
較佳為具有介於上述層壓層及上述密封層之間的中間層。
另外,本發明亦包含一種蒸鍍膜,係對蒸鍍基材用聚乙烯系膜之層壓層表面蒸鍍蒸鍍層而成。
本發明之聚乙烯系膜即便於使用大型蒸鍍機高速進行蒸鍍加工之情形時,亦遍及全長、全寬而具有優異之阻障性。
本發明之膜係以用作蒸鍍層之基材之聚乙烯系膜。上述聚乙烯系膜至少具有成為蒸鍍層側之表面的層壓層(以下有時稱為A層)、及成為另一表面的密封層(以下有時稱為B層)。較佳為具有介於上述層壓層及上述密封層之間的中間層。至少層壓層(A層)及密封層(B層)係由聚乙烯系樹脂形成,較佳為中間層亦係由聚乙烯系樹脂形成。再者,B層中含有下文將述之預定之無機粒子。另外,上述聚乙烯系膜之厚度較佳為300μm以下,更佳為10μm以上200μm 以下,進而佳為20μm以上100μm以下,尤佳為30μm以上50μm以下。
<密封層(B層)>
(聚乙烯系樹脂)
所謂聚乙烯系樹脂,係以聚乙烯作為主體之樹脂,具體而言係指於聚乙烯系樹脂100質量%中,源自乙烯之成分超過50質量%且為100質量%以下之樹脂。源自乙烯之成分較佳為60質量%以上100質量%以下,更佳為70質量%以上100質量%以下,進而佳為80質量%以上100質量%以下。密封層(B層)之聚乙烯系樹脂較佳為低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene;LDPE),更佳為線性低密度聚乙烯(Linear Low Density Polyethylene;LLDPE)。
聚乙烯系樹脂可為僅將乙烯聚合所得之聚乙烯,亦可為將乙烯與乙烯以外之α-烯烴共聚合所得之乙烯-α-烯烴共聚物,較佳為乙烯-α-烯烴共聚物。所謂乙烯-α-烯烴共聚物,具體而言係指以源自乙烯之結構單元作為主成分,且具有源自乙烯以外之α-烯烴的一種或兩種以上之結構單元的乙烯-α-烯烴共聚物。乙烯-α-烯烴共聚物較佳為直鏈狀乙烯-α-烯烴共聚物。
形成B層中所用之直鏈狀乙烯-α-烯烴共聚物的乙烯以外之α-烯烴可由通式R-CH=CH2(式中,R表示碳數1至 14之烷基),例如可列舉:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯等。乙烯以外之α-烯烴較佳為碳數3至10之α-烯烴,更佳為碳數3至8之α-烯烴。乙烯以外之α-烯烴可為一種亦可為兩種以上。
B層所用之聚乙烯系樹脂較佳為使用茂金屬觸媒進行聚合而成之聚乙烯(茂金屬觸媒系聚乙烯)。茂金屬觸媒系聚乙烯與使用齊格勒-納他(Ziegler-Natta)觸媒進行聚合而成之聚乙烯等由其他製造方法所製作之聚乙烯相比,分子量分佈較窄,故可抑制低分子量成分向A層之轉印,成為表面平滑之膜。
茂金屬觸媒並無特別限定,係由茂金屬亦即過渡金屬成分與有機鋁成分、特別是鋁氧烷所構成的觸媒之總稱,上述過渡金屬成分係由以經取代或未經取代的兩個環戊二烯基環與各種過渡金屬構成之錯合物所構成,可使用公知之茂金屬觸媒。
B層所用之聚乙烯系樹脂之密度較佳為0.94g/cm3以下,更佳為0.90g/cm3至0.94g/cm3,進而佳為0.90g/cm3至0.93g/cm3,尤佳為0.90g/cm3至0.92g/cm3。藉由使用密度為0.94g/cm3以下之低密度聚乙烯,聚乙烯系膜成為於蒸鍍加工時不易產生皺褶或隆起的蒸鍍加工性優異之膜。 另外,藉由使用低密度聚乙烯,對經蒸鍍之膜進一步積層聚對苯二甲酸乙二酯膜或尼龍膜等其他膜而成的層壓膜(以下簡稱為層壓膜)之經時後的低溫熱密封性(以下簡稱為低溫熱密封性)優異。進而,藉由使用低密度聚乙烯,即便將聚乙烯系膜重疊亦不會於膜間發生密接(黏連),另外即便發生了密接(黏連)亦可簡單地剝離(亦即,耐黏連性優異)。若聚乙烯系樹脂之密度小於0.90g/cm3,則有蒸鍍加工性降低或耐黏連性降低之虞。另外,若聚乙烯系樹脂之密度超過0.94g/cm3,則有低溫熱密封性變得不充分之虞。
B層所用之聚乙烯系樹脂較佳為熔體流動速率(MFR)為1g/10min至10g/10min,更佳為2g/10min至8g/10min,進而佳為3.5g/10min至6g/10min。若MFR小於1g/10min,則有膜製作時之樹脂之擠出性差,製膜性劣化之虞。另外,若MFR超過10g/10min,則有蒸鍍加工性降低或耐黏連性降低之虞。再者,本說明書中,MFR係依據JIS(Japanese Industrial Standards;日本工業標準)K 7210而測定。
B層所用之聚乙烯系樹脂之融點較佳為80℃以上,更佳為100℃以上,進而佳為105℃以上,尤佳為110℃以上。若融點小於80℃則容易發生黏連。聚乙烯系樹脂之融點之上限並無特別限定,例如為150℃以下,較佳為130℃以下。若融點為150℃以下則膜之製膜性優異。再者,於存在兩個以上之融點波峰之情形時,將最高之溫度視為融點。
作為B層所用之聚乙烯系樹脂,亦可使用市售品,例如可列舉:宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)2040FC、0540F,Prime Polymer公司製造之Evolue(註冊商標)SP2040等。
(無機粒子)
B層所用之無機粒子之莫氏硬度為3以下,較佳為2以下。為了對膜賦予滑動性而利用無機粒子於B層表面形成有突起,但若無機粒子之硬度超過3,則於將蒸鍍膜捲取成捲筒時上述突起被轉印至蒸鍍層,蒸鍍層容易產生缺損,甚至阻障性降低。無機粒子之莫氏硬度之下限並無特別限定,例如為0.1以上,較佳為0.5以上。另外,較佳為無機粒子之莫氏硬度為上述蒸鍍材料之莫氏硬度以下。
無機粒子之莫氏硬度為3以下,無機粒子之莫氏硬度越低,則即便於藉由上述無機粒子而形成於B層之突起強力地接觸設於A層側的蒸鍍層之情形時,突起亦不會簡單地貫穿蒸鍍層,而是以將蒸鍍層一邊推開一邊緩慢地刺破的方式壓入至蒸鍍層。因此,有時蒸鍍層被推開之部分少許產生破裂,但即便因上述突起而於蒸鍍層出現凹陷,於產生上述破裂之部位以外亦容易殘存蒸鍍層。另外,若於蒸鍍層上層壓聚對苯二甲酸乙二酯膜或聚醯亞胺膜等其他膜,則將少許存在之蒸鍍層之破裂填塞,故具有高阻障性。
另一方面,若無機粒子之莫氏硬度超過3,則上述突 起瞬間貫穿蒸鍍層,蒸鍍層被擠壓至因突起而形成之孔之周緣,阻障性降低,即便將上述其他膜層壓於蒸鍍層上,阻障性亦不恢復。
作為無機粒子,例如可列舉滑石、碳酸鈣等,只要係莫氏硬度為3以下之無機粒子,則並無特別限定。
藉由滿足以下之(i)及(ii)中之至少一者,可使膜之外觀或阻障性提升。
(i)上述密封層所含有之上述無機粒子之平均粒徑為5μm以上15μm以下。
(ii)上述密封層表面之三維表面粗糙度SRa為0.2μm以下,上述密封層表面之最大凸起高度SRmax為6μm以下。
藉由將B層所用之無機粒子之平均粒徑設為5μm以上15μm以下,不僅可使膜之外觀或阻障性提升,而且可使滑動性、耐黏連性提升。無機粒子之平均粒徑較佳為6μm以上12μm以下,更佳為7μm以上10μm以下。
另外,藉由B層表面之三維表面粗糙度SRa為0.2μm以下,且B層表面之最大凸起高度SRmax為6μm以下,可兼顧膜之外觀與阻障性。就提升阻障性之觀點而言,三維表面粗糙度SRa更佳為0.05μm至0.17μm,進而佳為 0.10μm至0.15μm。另外,就提升阻障性或滑動性之觀點而言,最大凸起高度SRmax更佳為5μm以下,進而佳為1μm至5μm,尤佳為1μm至4.5μm,最佳為2μm至4.5μm。三維表面粗糙度SRa及最大凸起高度SRma可藉由無機粒子之平均粒徑及添加量而調整。再者,三維表面粗糙度SRa係取粗糙度曲面與粗糙度曲面之中心面的高度方向之差,為該差之絕對值之平均值,最大凸起高度SRmax為粗糙度曲面之最大值與最小值之差。
為了滿足上述表面粗糙度,B層中之無機粒子之含量較佳為0.5質量%至3.0質量%。若少於0.5質量%則有阻障性降低、耐黏連性降低或蒸鍍加工性降低之虞。若多於3.0質量%則有膜之外觀變差或於將供給於擠出機之聚酯熔融並利用過濾器進行過濾時過濾器堵塞之虞。無機粒子之含量更佳為1.0質量%至2.0質量%。
B層中之有機潤滑劑之含有率較佳為0.2質量%以下,更佳為小於0.1質量%。若有機潤滑劑之含有率超過0.2質量%,則有於製成層壓膜時密接性降低之虞。有機潤滑劑例如可列舉:油酸醯胺、芥酸醯胺、硬脂酸醯胺、山崳酸醯胺、伸乙基雙油酸醯胺、伸乙基雙芥酸醯胺等不飽和脂肪酸醯胺或高分子蠟。另外,於B層中,有機潤滑劑之含有率更佳為0.05質量%以下,進而佳為0質量%(B層中不含有機潤滑劑)。
於本發明之聚乙烯系膜中,B層可用作包裝材料之密封層。亦即,可藉由將B層彼此密封而製成包裝材料。因此,本發明之聚乙烯系膜較佳為具有低溫熱密封性。
<層壓層(A層)>
(聚乙烯系樹脂)
形成層壓層(A層)之聚乙烯系樹脂係由與形成密封層(B層)之聚乙烯系樹脂相同的單體(聚乙烯、α-烯烴等)所構成,聚乙烯之比率亦係自與密封層(B層)所示之範圍同等的範圍內選擇。
另外,與B層之情形同樣地,A層之聚乙烯系樹脂亦係可為僅將乙烯聚合所得之聚乙烯,亦可為將乙烯與乙烯以外之α-烯烴共聚合所得之乙烯-α-烯烴共聚物,較佳為乙烯-α-烯烴共聚物。α-烯烴之具體例亦與B層之情形相同。
另一方面,A層所用之聚乙烯系樹脂之密度可自與B層不同的範圍內選擇,具體而言較佳為0.91g/cm3至0.95g/cm3,就減少低分子量成分之滲出(bleed out)的觀點而言,更佳為0.92g/cm3至0.95g/cm3,進而佳為0.925g/cm3至0.94g/cm3,尤佳為0.93g/cm3至0.935g/cm3。於密度為上述範圍外之情形時,有蒸鍍層之金屬光澤性(以下簡稱為光澤性)降低或膜產生捲縮之虞。另外,A層所用之聚乙烯 之密度較佳為高於B層所用之聚乙烯之密度,A層所用之聚乙烯之密度更佳為較B層所用之聚乙烯之密度高0.01g/cm3以上。
A層所用之聚乙烯系樹脂較佳為熔體流動速率(MFR)為1g/10min至10g/10min,更佳為2g/10min至8g/10min,進而佳為3.5g/10min至6g/10min。若MFR小於1g/10min,則有膜製作時之樹脂之擠出性差,製膜性劣化之虞。另外,若MFR超過10g/10min,則有膜之耐黏連性降低之虞。
A層所用之聚乙烯系樹脂之融點較佳為110℃以上,更佳為115℃以上,進而佳為120℃以上。若融點小於110℃則有於形成蒸鍍層時A層表面軟化,蒸鍍層之光澤性降低之虞。聚乙烯系樹脂之融點之上限並無特別限定,例如為160℃以下,較佳為140℃以下。若融點為160℃以下則膜之製膜性優異。再者,於存在兩個以上之融點波峰之情形時,將最高之溫度視為融點。
A層所用之聚乙烯系樹脂較佳為使用茂金屬觸媒進行聚合而成之聚乙烯(茂金屬觸媒系聚乙烯)。茂金屬觸媒系聚乙烯與使用齊格勒-納他觸媒進行聚合而成之聚乙烯等由其他製造方法所製作的聚乙烯相比,分子量分佈較窄,故可減少低分子量成分之滲出。再者,聚乙烯系樹脂之定義與B層相同。
A層中之無機粒子之含有率較佳為小於0.1質量%。另外,A層中之有機潤滑劑之含有率較佳為小於0.1質量%。有機潤滑劑及無機粒子之具體例可列舉與B層中所述之具體例相同之具體例。另外,A層中,有機潤滑劑及無機粒子之含有率更佳為分別為0.05質量%以下,進而佳為0%(A層中不含有機潤滑劑及無機粒子)。
作為A層所用之聚乙烯系樹脂,亦可使用市售品,例如可列舉宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)3540F、4040FC等。
<中間層>
本發明之聚乙烯系膜亦可於A層與B層之間視需要具有中間層,較佳為具有一層以上之中間層。中間層所用之樹脂並無特別限定,較佳為聚乙烯系樹脂。
形成中間層之聚乙烯系樹脂係由與形成密封層(B層)之聚乙烯系樹脂相同的單體(聚乙烯、α-烯烴等)所構成,聚乙烯之比率亦可自與密封層(B層)所示之範圍同等的範圍內選擇。
另外,與B層之情形同樣地,中間層之聚乙烯系樹脂亦係可為僅將乙烯聚合所得之聚乙烯,亦可為將乙烯與乙烯以外之α-烯烴共聚合所得之乙烯-α-烯烴共聚物,較佳為 乙烯-α-烯烴共聚物。α-烯烴之具體例亦與B層之情形相同。進而,聚乙烯系樹脂之製造方法亦與B層之情形相同。
聚乙烯系樹脂之密度較佳為0.94g/cm3以下,更佳為0.90g/cm3至0.94g/cm3,進而佳為0.90g/cm3至0.93g/cm3,尤佳為0.90g/cm3至0.92g/cm3。中間層之聚乙烯系樹脂之MFR、融點等可於與B層相同的範圍內設定。
另外,中間層中之有機潤滑劑及無機粒子之含有率較佳為分別小於0.1質量%。有機潤滑劑及無機粒子之具體例可列舉與B層中所述之具體例相同之具體例。另外,於中間層中,有機潤滑劑及無機粒子之含有率更佳為分別為0.05質量%以下,進而佳為0質量%(中間層中不含有機潤滑劑及無機粒子)。
<膜之製造方法等>
本發明之聚乙烯系膜例如可藉由利用T模法、膨脹法等熔融擠出成形法、澆鑄成形法、壓製成形法等以膜狀製膜而製作,為了製成經長條化及寬幅化的膜,較佳為使用T模法進行製作。
作為兩層以上之積層方法,就生產性之方面而言共擠出法有利,但只要可維持性能,則積層方法並無特別限定。另外,為了提高A層之平滑性或為了降低生產成本,亦可 使用回收原料。
本發明之聚乙烯系膜中,亦可於蒸鍍層與A層之密接強度不變差且低溫熱密封性不變差之範圍內,添加抗氧化劑、熱穩定劑、抗紫外線劑、紫外線吸收劑、成核劑等。其中,於對A層用組成物進行上述添加之情形時,使A層中之無機粒子之含有率不成為0.1質量%以上。
為了提高蒸鍍層與A層之密接強度,亦可對膜之A層表面於實施蒸鍍之前實施公知之表面處理,例如亦可對A層表面實施電暈放電處理、火焰處理、電漿處理、臭氧處理等表面處理。上述表面處理之情形時,較佳為以放電後之依JIS K 6768所測定的濡濕張力成為37mN/m以上之方式進行處理,更佳為以成為39mN/m以上之方式進行處理。
<蒸鍍層>
若於本發明之聚乙烯系膜之A層表面蒸鍍蒸鍍材料,則由於幾乎不含無機粒子或完全不含無機粒子之A層表面平坦,故而成為具備緻密之蒸鍍層的蒸鍍膜。另一方面,雖然於B層表面存在由無機粒子所引起之突起,但該突起係平緩之突起而非急遽之突起。因此,即便於將蒸鍍膜捲取成捲筒時上述突起被轉印至蒸鍍層,亦由於無機粒子之硬度低於蒸鍍材料之硬度,而蒸鍍層不易產生缺損,可維持阻障性。另外,藉由在B層表面設有突起,而不易發生 B層與A層之黏連,亦即耐黏連性提升,故而可從由蒸鍍基材用膜所構成之膜捲筒將膜抽出並順暢地進行蒸鍍加工,所得之蒸鍍膜不易產生皺褶或隆起。
對本發明之聚乙烯系膜蒸鍍蒸鍍材料之方法並無特別限定,只要使用公知之方法而進行即可,例如可利用連續式或批次式真空蒸鍍機,藉由電熱加熱、濺鍍、離子電鍍、離子束等而進行。如此所得之蒸鍍膜之蒸鍍層之厚度並無特別限定,就接著性、耐久性、經濟性之方面而言,通常為幾百埃(angstrom)或以光學濃度(OD值)計為2至4左右。
蒸鍍於A層表面之蒸鍍材料較佳為金屬。金屬並無特別限定,例如可列舉:鋁、金、銀、銅、鋅、鎳、鉻、鈦、硒、鍺、錫等,就作業性、光澤性、安全性、成本等觀點而言較佳為鋁。
本案係主張基於2017年3月7日提出申請之日本特許出願第2017-043096號的優先權之利益。將2017年3月7日提出申請之日本特許出願第2017-043096號之說明書之所有內容援用至本案中以供參考。
[實施例]
以下藉由實施例對本發明進一步進行詳述,但下述實施例不限制本發明,於不偏離本發明之主旨之範圍內的變 更實施全部包含在本發明內。
首先,以下對實施例中所用之測定、評價方法進行說明。
<莫氏硬度>
根據莫氏硬度表求出作為無機粒子的粉碎前之礦物之莫氏硬度。具體而言,自硬度小之標準物質起依序對粉碎前之礦物進行互相摩擦,藉由目測而確認測定物是否受到損傷,判定測定物之硬度。
亦藉由與上述判定方法不同的方法進行莫氏硬度之測定。利用下文將述之測定方法,對使膜灰化所得之殘渣、或將膜於熱溶劑中熔融後利用過濾器進行過濾所得之殘渣測定拉曼光譜。繼而,藉由拉曼分光法根據莫氏硬度表而求出一致之礦物之莫氏硬度。藉由拉曼分光法所求出之莫氏硬度亦成為與粉碎前之礦物之莫氏硬度相同的硬度。
使用作為雷射拉曼顯微鏡之Nanophoton公司製造之RAMAN-11進行顯微拉曼散射測定,獲得拉曼光譜。再者,拉曼散射測定之測定條件如以下所述,以獲得適當之拉曼散射強度之方式利用濾波器調整雷射強度並進行測定。
<拉曼散射測定之測定條件>
照射光波長:532nm。
光圈:50μmφ。
物鏡之倍率:50倍。
物鏡之數值孔徑:0.6。
曝光時間:30秒。
曝光次數(累計次數):2次。
<平均粒徑>
使用雷射繞射式粒度徑分佈測定裝置(島津製作所公司製造之SALD-3100),以濕式以體積分佈基準而測定無機粒子之平均粒徑。
<密度>
聚乙烯樹脂之密度係依據JIS K 6922-1利用熔體指數儀(melt indexer)之擠出物進行測定。
<表面粗糙度>
依據JIS B 0601,使用三維表面粗糙度計(小阪研究所公司製造之Surfcorder ET4000A),以截止值(cut-off)0.08mm、1μm長度、2μm間距進行100條之測定,求出B層表面之三維表面粗糙度SRa、最大高度SRmax。
<耐黏連性>
將尺寸12cm×10cm之聚乙烯系膜於B層之表面與A層之表面重疊後載置10cm×10cm之紙而獲得積層體,將該 積層體作為1組,利用厚度5mm之玻璃板將5組經重疊之積層體夾持。於該玻璃板上施加50kg之荷重並於40℃放置48小時。回到常溫後將上述積層體切割成25mm寬度。使用島津製作所公司製造之Autograph(註冊商標),對上述所切割之積層體以拉伸速度200mm/min進行180°剝離,測定此時之剝離強度(單位為N/25mm),並按以下基準進行評價。
◎:0.2N/25mm以下。
○:大於0.2N/25mm且為0.5N/25mm以下。
△:大於0.5N/25mm且為1N/25mm以下。
×:大於1N/25mm。
<蒸鍍層之光澤性>
使用光澤計(日本電色工業公司製造之VG2000型),依據JIS K5600-4-7測定蒸鍍膜中之蒸鍍層之金屬光澤度,並按以下基準進行評價。
◎:1000%以上。
○:700%以上且小於1000%。
△:500%以上且小於700%。
×:小於500%。
<層壓膜之剝離強度(密接性)>
將東洋莫頓(Toyo Morton)公司製造之接著劑TM569/CAT10L以按固體成分計為3g/m2之厚度塗佈於厚 度15μm之尼龍膜(東洋紡公司製造之「N1100」)。繼而,於上述接著劑上貼合蒸鍍膜之蒸鍍面而製成層壓膜後,於40℃老化48小時。利用拉伸試驗機(島津製作所公司製造之Autograph(註冊商標)AGS-J 100NJ),對進行了上述老化之層壓膜以拉伸速度200mm/min之條件進行180°剝離,測定此時之蒸鍍層與A層之間的剝離強度(單位為N/15mm)。
<蒸鍍加工性>
使用蒸鍍膜,製作捲繞500m之捲筒。對所得之捲筒之蒸鍍膜之狀態進行觀察,如下述般評價。
◎:幾乎未產生皺褶及隆起。
○:少許產生皺褶或隆起。
△:大量產生皺褶或隆起。
×:產生了非常多的皺褶或隆起。
<蒸鍍膜之氧透過度>
使用蒸鍍膜,製作捲繞500m之捲筒。繼而,使用Proceq公司製造之捲筒硬度儀(Parotester),於捲繞500m之捲筒之寬度方向以2cm間距測定捲筒硬度。然後,自捲筒硬度成為600至650之部位取出樣本。最後依據JIS K 7126-2A法,使用氧透過度測定裝置(MOCON公司製造之OX-TRAN2/21)以溫度23℃、濕度65%之條件進行上述樣本之氧透過度之測定。於測定氧透過度時,以使作為非蒸鍍面之B層成為調濕側之方式安裝。
<蒸鍍膜之水蒸氣透過度>
使用蒸鍍膜,製作捲繞500m之捲筒。繼而,使用Proceq公司製造之捲筒硬度儀(Parotester),於捲繞500m之捲筒之寬度方向以2cm間距測定捲筒硬度。然後,自捲筒硬度成為600至650之部位取出樣本。最後依據JIS K 7129B法,使用水蒸氣透過度測定裝置(MOCON公司製造之PERMATRAN-W3/33)以溫度37.8℃、濕度90%之條件進行蒸鍍膜之水蒸氣透過度測定。於測定水蒸氣透過度時,以使作為非蒸鍍面之B層成為高濕度側之方式安裝。
<經時後之層壓膜之低溫熱密封性>
使用蒸鍍膜,製作捲繞500m之捲筒,然後於30℃之環境下放置1個月。繼而,將東洋莫頓(Toyo Morton)公司製造之接著劑TM569/CAT10L以按固體成分計為3g/m2之厚度塗佈於厚度15μm之尼龍膜(東洋紡公司製造之「N1100」)。繼而,於上述接著劑上貼合經放置1個月的上述蒸鍍膜之蒸鍍面而製成層壓膜後,於40℃老化48小時。最後將經老化之層壓膜之B層以密封溫度150℃、密封壓力0.2MPa、密封時間1秒進行熱密封後,將層壓膜以15mm寬度切割。利用拉伸試驗機(島津製作所公司製造之Autograph(註冊商標)AGS-J 100NJ)對所切割之層壓膜以拉伸速度200mm/min進行180°剝離,測定此時之蒸鍍層與A層之間的剝離強度(單位為N/15mm)。
(實施例1)
[B層用組成物]
於住友化學公司製造之Sumikathene(註冊商標)E FV402(茂金屬觸媒系LLDPE,密度:0.913g/cm3,MFR:3.8g/10min,融點:116℃)中混合莫氏硬度1、平均粒徑8μm之滑石,製作含有15質量%之滑石之母料。繼而,使用將宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)2040FC(茂金屬觸媒系LLDPE,密度:0.918g/cm3,MFR:4.0g/10min,融點:116℃)90質量%與上述母料10質量%混合而成的組成物製作B層用組成物。B層用組成物100質量%中含有1.5質量%之滑石,但B層用組成物中並未添加有機潤滑劑。
[A層用組成物]
僅使用宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)3540FC(茂金屬觸媒系LLDPE,密度:0.931g/cm3,MFR:4.0g/10min,融點:123℃)製作A層用組成物。再者,A層用組成物中並未添加無機粒子及有機潤滑劑。
[中間層用組成物]
僅使用宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)2040FC(茂金屬觸媒系LLDPE,密度:0.931g/cm3,MFR:4.0g/10min,融點:123℃)製作中間層用組成物。再者,中間層用組成物中並未添加無機粒子及有機潤滑劑。
對A層用組成物、中間層用組成物及B層用組成物使用具有T模之擠出機,以依序成為A層用組成物、中間層用組成物及B層用組成物之方式,且以A層、中間層、B層之厚度比率成為1:1:2之方式於240℃熔融擠出。然後,對A層表面實施電暈放電處理。繼而,以速度150m/分捲取成捲筒,獲得厚度40μm、處理面之濡濕張力為45mN/m之積層膜。
繼而,將所得之積層膜之捲筒設置於真空蒸鍍機中,以10-4torr以下之真空度對積層膜之電暈處理面實施鋁蒸鍍,捲取成捲筒,獲得具備鋁蒸鍍層之蒸鍍膜。上述鋁蒸鍍層係以按光學濃度(OD值)計成為3之方式調整蒸鍍層之厚度。鋁之莫氏硬度為2.75。
將該膜之評價結果示於表1。三維表面粗糙度SRa為0.12μm,最大高度SRmax為4.3μm。實施例1之蒸鍍膜即便於捲硬度高之部位(利用捲筒硬度儀(Parotester)所測定之硬度為600至650之部位),亦幾乎不存在由無機粒子之轉印所致的蒸鍍層之開孔之增加(利用高亮度之LED燈,與表層或捲硬度低之部位比較而調查缺損狀況),阻障性優異。另外,實施例1之蒸鍍膜顯示出對雙軸延伸尼龍膜蒸鍍鋁而成之膜之阻氧性同等水準的值。
進而,實施例1之積層膜係耐黏連性優異,實施例1之蒸鍍膜係蒸鍍加工性及光澤性優異。另外,使用實施例 1之蒸鍍膜所製作之層壓膜係密接性及低溫熱密封性優異。
(實施例2)
除了B層用組成物中之滑石之添加量為0.5質量%以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。耐黏連性或蒸鍍加工性雖然略遜於實施例1,但為充分高之性能。另外,阻障性、光澤性、密接性及低溫熱密封性優異。
(實施例3)
除了將B層用組成物所含有之無機粒子由滑石換成丸尾鈣公司製造之CUBE-80KAS(莫氏硬度3、平均粒徑8μm之碳酸鈣粒子)以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。實施例3亦係阻障性、耐黏連性、蒸鍍加工性、光澤性、密接性及低溫熱密封性優異。
(實施例4)
除了將B層用組成物所含有之樹脂由宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)2040FC換成宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)0540F(密度:0.904g/cm3,MFR:4.0g/10min,融點:111℃)以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。實施例4亦係阻障性、耐黏連性、蒸鍍加工性、光澤性、密接性及低溫熱密封性優異。
(實施例5)
除了將A層用組成物所含有之樹脂由宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)3540FC換成宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)4040FC(密度:0.938g/cm3,MFR:3.5g/10min,融點:126℃)以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。光澤性雖然略遜於實施例1,但為充分高之性能。另外,阻障性、耐黏連性、蒸鍍加工性、密接性及低溫熱密封性優異。
(實施例6)
除了使用將宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)2040FC 89.9質量%、作為有機潤滑劑之芥酸醯胺0.1質量%及上述母料10質量%混合而成的組成物製作B層用組成物以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。實施例6亦係阻障性、耐黏連性、蒸鍍加工性、光澤性及低溫熱密封性優異。
(實施例7)
除了將B層用組成物所含有之樹脂由宇部丸善聚乙烯公司製造之Umerit(註冊商標)2040FC換成住友化學公司製造之Excellen(註冊商標)FX307(密度:0.89g/cm3,MFR:3.2g/10min,融點:83℃)以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。光澤性雖然略遜於實施例1,但為充分高之性能。另外,阻障性、密接性及低溫熱密封性優異。
(實施例8)
與實施例1同樣地獲得積層膜。對實施例1中所得之積層膜進行高密接鋁蒸鍍而獲得蒸鍍膜。具體而言,不對A層表面進行電暈處理,於真空蒸鍍機內之低溫電漿處理裝置內導入氬氣,進行電漿放電處理之後,以10-4torr以下之真空度對積層膜之電漿處理面實施鋁蒸鍍,除此以外,與實施例1同樣地獲得具備鋁蒸鍍層之蒸鍍膜。實施例8亦係阻障性、耐黏連性、蒸鍍加工性、光澤性、密接性及低溫熱密封性優異,阻障性及密接性優於實施例1。
(比較例1)
除了將B層用組成物所含有之無機粒子由滑石換成莫氏硬度4、平均粒徑5μm之沸石以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。三維表面粗糙度SRa、最大高度SRmax與實施例1基本同等,但確認到捲筒硬度為600以上650以下之蒸鍍膜的阻障性之大幅降低。
(比較例2)
除了將B層用組成物所含有之無機粒子由滑石換成莫氏硬度7、平均粒徑5μm之非晶性二氧化矽以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。三維表面粗糙度SRa、最大高度SRmax與實施例1基本同等,但確認到捲筒硬度為600以上650以下之蒸鍍膜的阻障性之大幅降低。
(比較例3)
除了將B層用組成物所含有之滑石之平均粒徑設定為20μm以外,與實施例1同樣地獲得積層膜、蒸鍍膜。捲筒硬度為600以上650以下之蒸鍍膜之阻氧性大幅降低,蒸鍍層之光澤性亦低。
將實施例及比較例之構成及各種物性示於表1中。
(產業可利用性)
本發明之蒸鍍基材用聚乙烯系膜即便於使用捲長超過1萬米般的大型蒸鍍機高速進行蒸鍍加工之情形時,亦遍及全長、全寬而具有優異之阻障性,故生產性亦高,工業上利用價值高。因此,除了食品、醫藥品、雜貨等之包裝用材料以外,亦可用作工業用材料。
Claims (9)
- 一種蒸鍍基材用聚乙烯系膜,係用作蒸鍍層之基材;前述聚乙烯系膜至少具有成為蒸鍍層側之表面的層壓層、及成為另一表面的密封層;前述密封層含有無機粒子,前述密封層所含有之前述無機粒子之莫氏硬度全為3以下,且前述密封層所含有之前述無機粒子之平均粒徑為5μm以上至15μm以下。
- 一種蒸鍍基材用聚乙烯系膜,係用作蒸鍍層之基材;前述聚乙烯系膜至少具有成為蒸鍍層側之表面的層壓層、及成為另一表面的密封層;前述密封層含有無機粒子,前述密封層所含有之前述無機粒子之莫氏硬度全為3以下,且前述密封層表面之三維表面粗糙度SRa為0.2μm以下,前述密封層表面之最大凸起高度SRmax為6μm以下。
- 如請求項1或2所記載之蒸鍍基材用聚乙烯系膜,其中前述層壓層所用之聚乙烯系樹脂之密度為0.91g/cm3至0.95g/cm3,前述密封層所用之聚乙烯系樹脂之密度為0.90g/cm3至0.94g/cm3。
- 如請求項1或2所記載之蒸鍍基材用聚乙烯系膜,其中前述密封層中之無機粒子之含量為0.5質量%至3.0質量%。
- 如請求項1或2所記載之蒸鍍基材用聚乙烯系膜,其中前述密封層表面之三維表面粗糙度SRa為0.2μm以 下,前述密封層表面之最大凸起高度SRmax為5μm以下。
- 如請求項1或2所記載之蒸鍍基材用聚乙烯系膜,其中前述層壓層所用之聚乙烯系樹脂之密度高於前述密封層所用之聚乙烯系樹脂之密度。
- 如請求項1或2所記載之蒸鍍基材用聚乙烯系膜,其中前述層壓層中之無機粒子之含有率小於0.1質量%。
- 如請求項1或2所記載之蒸鍍基材用聚乙烯系膜,係具有介於前述層壓層及前述密封層之間的中間層。
- 一種蒸鍍膜,係在如請求項1至8中任一項所記載之蒸鍍基材用聚乙烯系膜之層壓層表面蒸鍍有蒸鍍層而成。
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