JP7423257B2 - 積層フィルム、その製造方法、およびその用途 - Google Patents
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Description
[1]
バリア層と、前記バリア層と接する接着層とを有し、
前記接着層は、密度が890~950kg/m3、かつメルトフローレート(ASTM D1238に準拠、190℃、2.16kg荷重)が1~50g/10分であるエチレン系重合体(X)を50~95質量部、および酸変性プロピレン系重合体(Y)を5~50質量部(ただし、エチレン系重合体(X)および酸変性プロピレン系重合体(Y)の合計量を100質量部とする。)含む接着層組成物からなる
積層フィルム。
前記酸変性プロピレン重合体(Y)が、
示差走査熱量計により測定される融点が120℃未満であるかまたは観測されず、かつ13C-NMRにより測定されるトリアドタクティシティ(mm分率)が85%以上であるプロピレン系重合体(y-1)50~95質量%と、
示差走査熱量計により測定される融点が120~180℃であるポリプロピレン(y-2)5~50質量%(但し(y-1)と(y-2)との合計を100質量%とする)と
からなるプロピレン組成物を酸無水物で変性したものである
前記[1]の積層フィルム。
前記バリア層が無機物からなる前記[1]または[2]の積層フィルム。
[4]
前記バリア層がポリエステル、ポリアミドおよびエチレン・ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなる前記[1]または[2]の積層フィルム。
基材層/前記バリア層/前記接着層の順序で積層された基材層をさらに有する前記[1]~[4]のいずれかの積層フィルム。
前記バリア層/前記接着層/ヒートシール層の順序で積層されたヒートシール層をさらに有する前記[1]~[5]のいずれかの積層フィルム。
前記[1]~[6]のいずれかの積層フィルムを含む包装体。
[8]
前記[1]の積層フィルムの製造方法であって、前記バリア層と前記接着層とを押出ラミネーション法によって積層する積層フィルムの製造方法。
本発明に係る積層フィルムは、バリア層と接着層とを有する。
本発明に係る積層フィルムは、さらに、基材層/前記バリア層/前記接着層の順序で積層された基材層を有していてもよく、前記バリア層/前記接着層/ヒートシール層の順序で積層されたヒートシール層を有していてもよい。
前記基材層としては、可撓性を有しかつ高い透明性を有することから、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルのフィルム、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミドのフィルム、エチレン・ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンのフィルム、ポリイミドフィルム等が好ましく、透明性、耐熱性、機械的強度等の物性に優れることから、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリプロピレンの2軸延伸されたフィルムがより好ましく、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムがさらに好ましい。
前記基材層の厚さは、通常3~100μm、好ましくは8~50μm、さらに好ましくは10~30μmである。
前記バリア層は、前記接着層と接するように配置される。
前記バリア層は、酸素、水蒸気、臭気等のガスの透過を防止ないし抑制する。さらに前記バリア層は、不透明な素材を選択することで、光線透過も防止する。
前記バリア層を構成する金属としては、たとえばアルミニウム、銅、ニッケル、金、銀、ステンレスが挙げられ、汎用性という観点からは、好ましくはアルミニウムが挙げられ、主にアルミニウム箔が用いられる。
前記バリア層が金属箔である場合には、たとえば、金属箔(たとえばアルミニウム箔)の艶消し面を前記基材層側に向けて、必要に応じて接着剤(たとえばウレタン系接着剤)を介して、ドライラミネーション法により前記金属箔を前記基材層に積層することにより、前記バリア層を製造することができる。この方法で前記バリア層を製造する場合には、前記金属箔の艶面が前記接着層と接することになる。
前記金属からなる前記バリア層の表面の全部または一部は酸化されていてもよい。
前記ポリアミドの例としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6・10、ナイロン12、ナイロン11、MXDナイロン、アモルファスナイロン、およびテレフタル酸/アジピン酸/ヘキサメチレンジアミン共重合体が挙げられる。
前記樹脂からなる前記バリア層の厚さは、通常1~30μm、好ましくは5~15μmである。
前記接着層は、エチレン系重合体(X)および酸変性プロピレン系重合体(Y)を含む接着層組成物からなる。
前記エチレン系重合体(X)の密度は890~950kg/m3、好ましくは895~940kg/m3、より好ましくは900~930kg/m3である。
前記α-オレフィンとしては、たとえばプロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテンが挙げられる。
前記エチレン系重合体(X)は、以下に説明する酸変性プロピレン重合体(Y)とは異なり、酸変性されていない。
前記酸変性プロピレン系重合体(Y)は、プロピレン重合体(2種以上のプロピレン重合体の組成物であってもよい。)を不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性したものである。
前記α-オレフィンの炭素数は好ましくは4~10、より好ましくは4~8である。
前記α-オレフィンは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸が挙げられる。
アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸グリシジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸ジエチルエステル等のエステル;
アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、マレイン酸-N-モノエチルアミド、マレイン酸-N,N-ジエチルアミド、マレイン酸-N-モノブチルアミド、マレイン酸-N,N-ジブチルアミド、フマル酸モノアミド、フマル酸ジアミド、フマル酸-N-モノブチルアミド、フマル酸-N,N-ジブチルアミド等のアミド;
マレイミド、N-ブチルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のイミド;
アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム等の金属塩が挙げられる。
前記酸変性プロピレン系重合体(Y)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記プロピレン系重合体(y-1)のトリアドタクティシティは、85%以上、好ましくは87%以上であり、その上限は、たとえば98%である。
前記ポリプロピレン(y-2)の下記条件で測定される融点は、120~180℃、好ましくは120~170℃である。
DSC測定装置内で、試料を、昇温速度100℃/分で200℃まで昇温し、200℃に10分間保持した後、降温速度10℃/分で-150℃まで降温し、次いで昇温速度10℃/分で昇温して発熱・吸熱曲線を作成し、最大融解ピーク位置の温度を融点とする。
酸変性度(グラフト量)(質量%)=(エチレン性不飽和基および極性官能基を1分子中に有する単量体に由来する構造を有する構成単位の質量)/(酸変性プロピレン系重合体(Y)の質量)×100
前記接着層の厚さは、通常1~100μm、好ましくは5~80μm、さらに好ましくは10~50μmである。
本発明の積層フィルムには、任意の前記基材層/前記バリア層/前記接着層/ヒートシール層の順序でヒートシール層が設けられていてもよい。
前記エチレン系重合体のメルトフローレート(ASTM D1238に準拠、190℃、2.16kg荷重)は、好ましくは0.5~50g/10分、より好ましくは1~30g/10分である。
前記ヒートシール層の厚さは、通常1~100μm、好ましくは5~50μm、さらに好ましくは10~40μmである。
本発明に係る積層フィルムは、任意の前記基材層、前記バリア層、前記接着層、および任意の前記ヒートシール層をこの順序で、かつ前記バリア層が前記接着層と接触するように配置すること以外は従来公知の方法を採用することにより、製造することができる。たとえば、押出ラミネーターを用い、前記バリア層上に前記接着層を押し出すことにより製造することができる。
本発明に係る積層フィルムは、包装材料、特に食料品、医薬品等の、高い酸素ガスバリア性、防湿性等が求められる内容物の包装材料として、好ましく用いることができる。
[測定ないし評価方法]
原料の物性の測定および積層フィルムの評価は、以下の方法により行った。
試料を、DSC測定装置内で200℃に10分間保持した後、降温速度10℃/分で-20℃まで冷却し、-20℃に分間保持した後、昇温速度10℃/分の条件下で測定したときに得られるDSC曲線を作成した。このときに得られた融解ピークを融点とした。
マレイン酸無水物で変性された重合体(組成物)を250℃で熱プレスしてフィルムを作製し、このフィルムをFT-IR測定に供し、カルボニル基に帰属される波数1780cm-1のピーク強度、および別途作成した検量線に基づき、下式で定義される酸変性度(グラフト量)(質量%)を求めた。
酸変性度(グラフト量)(質量%)=(エチレン性不飽和基および極性官能基を1分子中に有する単量体に由来する構造を有する構成単位の質量)/(マレイン酸無水物で変性された重合体(組成物)の質量)×100
実施例または比較例で製造された積層フィルムを15mm幅の短冊試験片として切出し、接着層とバリア層(アルミニウム箔)との間に切り込みを入れ、引張試験機を用い、分離された箇所のバリア層および接着層をそれぞれチャックで掴み、50mm/分の引っ張り速度でT型剥離試験を行った。両層が剥がれる際に10mm以上の剥離距離において安定した剥離荷重を示した箇所の平均値を接着力とした。
この接着力は積層フィルムの製造後に経時的に変化することが知られており、以下の実施例等では、積層フィルムの製造から1週間後および1か月後の接着力を評価した。
(バリア層付き基材層の製造)
ユニチカ(株)製のエンブレット(登録商標)PET-12(二軸延伸PETフィルム、厚さ12μm)上に、ウレタン系接着剤を介して、東洋アルミニウム(株)製のアルミニウム箔(食品包装用ラミネート通常銘柄、厚さ7μm)を、アルミニウム箔の艶消し面側を二軸延伸PETフィルムに向けてドライラミネーション法により積層し、バリア層付き基材層を製造した。
(接着層用原料の製造)
国際公開第2006/57361号の実施例3-1に従って樹脂組成物の調製を行った。その結果、融点が140℃、メルトフローレート(ASTM D1238に準拠、230℃、2.16kg荷重)が7g/10分であるランダムポリプロピレン20質量%と、エチレン起因骨格含量が13モル%、プロピレン起因骨格含量が67モル%、かつ1-ブテン起因骨格含量が19モル%であり、国際公開第2006/57361号の[0510]に記載の測定で融点が観測されず、13C-NMRにより測定されるトリアドタクティシティ(mm分率)が92%であり、メルトフローレート(230℃、2.16kg荷重)が7g/10分であるプロピレン・エチレン・1-ブテン共重合体80質量%からなるプロピレン系樹脂組成物を得た。このプロピレン系樹脂組成物100質量部に対し、マレイン酸無水物を0.6質量部、ラジカル開始剤(2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルペルオキシ)-3-ヘキシン(商品名パーヘキサ25B))を0.15質量部の比率で混合し、二軸押出機を用い、樹脂温度200℃、スクリュー回転数250rpm、吐出量300kg/時で押し出すことで、酸変性プロピレン系重合体(Y)としての酸変性プロピレン系樹脂組成物を得た。その物性を表1に示す。
(接着層用原料の製造)
プロピレン系樹脂組成物をエチレン・1-ブテン共重合体(商品名:タフマー(登録商標)A-20090S、三井化学(株)製)に変更し、マレイン酸無水物を0.75質量部、ラジカル開始剤(2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルペルオキシ)-3-ヘキシン(商品名パーヘキサ25B))を0.05質量部の比率で混合したこと以外は製造例2-1と同様の操作を行い、酸変性エチレン系重合体(以下「酸変性EBR-1」と記載する。)を製造した。その物性を表1に示す。
(接着層用原料の製造)
プロピレン系樹脂組成物を高圧法低密度ポリエチレン(商品名:ミラソン(登録商標)16P、三井・ダウ ポリケミカル(株)製)に変更し、マレイン酸無水物を0.75質量部、ラジカル開始剤(2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルペルオキシ)-3-ヘキシン(商品名パーヘキサ25B))を0.05質量部の比率で混合したこと以外は製造例2-1と同様の操作を行い、酸変性ポリエチレン(以下「酸変性LDPE」と記載する。)を製造した。その物性を表1に示す。
積層フィルムの接着層の原料として、表1に示す樹脂を準備した。
押出機2台からなる共押出ラミネーターを用いて積層フィルムを製造した。具体的には、最外層を形成するための1台の押出機からはLDPE(ミラソン16P)を厚さが30μmとなるように押し出し、バリア層(アルミニウム箔)と接する層を形成するためのもう1台の押出機からは接着層用原料である、80質量部のLDPE(ミラソン16P)および20質量部の製造例2-1で製造した酸変性プロピレン系樹脂組成物を、押出機内で混練した後、製造例1で得られたバリア層付き基材層のバリア層(アルミニウム箔)上に、押出温度320℃、製膜速度5m/分の条件で、厚さが20μmとなるように(共押出された樹脂の総厚さが50μmとなるように)押し出し、積層フィルムを製膜した。積層フィルムの評価結果を表2に示す。
接着層形成用原料を表2に記載のように変更したこと以外は実施例1と同様にして、積層フィルムを製造した。積層フィルムの評価結果を表2に示す。
Claims (7)
- バリア層と、前記バリア層と接する接着層とを有し、
前記接着層は、密度が890~950kg/m3、かつメルトフローレート(ASTM D1238に準拠、190℃、2.16kg荷重)が1~50g/10分であるエチレン系重合体(X)を50~95質量部、および酸変性プロピレン系重合体(Y)を5~50質量部(ただし、エチレン系重合体(X)および酸変性プロピレン系重合体(Y)の合計量を100質量部とする。)含む接着層組成物からなり、
前記酸変性プロピレン系重合体(Y)が、
下記条件下で示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が120℃未満であるかまたは観測されず、かつ下記条件下で測定される 13C-NMRスペクトルにおけるメチル基のピーク強度から求められるトリアドタクティシティ(mm分率)が85%以上であるプロピレン系重合体(y-1)50~95質量%と、
下記条件下でDSCにより測定される融点が120~180℃であるポリプロピレン(y-2)5~50質量%(但し(y-1)と(y-2)との合計を100質量%とする)とからなるプロピレン組成物を酸無水物で変性したものである
積層フィルム。
《融点の測定条件》
DSC測定装置内で、試料を、昇温速度100℃/分で200℃まで昇温し、200℃に10分間保持した後、降温速度10℃/分で-150℃まで降温し、次いで昇温速度10℃/分で昇温して発熱・吸熱曲線を作成し、最大融解ピーク位置の温度を融点とする。
《 13 C-NMRスペクトルの測定条件》
試料を、ロック溶媒として少量の重水素化ベンゼンを含むへキサクロロブタジエンに完全に溶解させた後、120℃において、フリップアングルを45°、パルス間隔を3.4T1以上(T1はメチル基のスピン格子緩和時間のうち最長の値)とし、プロトン完全デカップリング法により、 13 C-NMRスペクトルを測定する。
ケミカルシフトは、テトラメチルシランを基準として頭-尾結合したプロピレン単位5連鎖(mmmm)の第3単位目のメチル基炭素ピークを21.593ppmとして、他の炭素ピークはこれを基準とする。 - 前記バリア層が無機物からなる請求項1に記載の積層フィルム。
- 前記バリア層がポリエステル、ポリアミドおよびエチレン・ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1種からなる請求項1に記載の積層フィルム。
- 基材層/前記バリア層/前記接着層の順序で積層された基材層をさらに有する請求項1~3のいずれか一項に記載の積層フィルム。
- 前記バリア層/前記接着層/ヒートシール層の順序で積層されたヒートシール層をさらに有する請求項1~4のいずれか一項に記載の積層フィルム。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の積層フィルムを含む包装体。
- 請求項1に記載の積層フィルムの製造方法であって、前記バリア層と前記接着層とを押出ラミネーション法によって積層する積層フィルムの製造方法。
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