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2018-202617ポリエチレン共押フィルムおよびこれを用いた包装材料
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-202617(P2018-202617A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】ポリエチレン共押フィルムおよびこれを用いた包装材料
(51)【国際特許分類】
   B32B 27/32 20060101AFI20181130BHJP
   B65D 65/40 20060101ALI20181130BHJP
   B32B 27/18 20060101ALI20181130BHJP
【FI】
   B32B27/32 E
   B65D65/40 D
   B32B27/18 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2017-106601(P2017-106601)
(22)【出願日】2017年5月30日
(71)【出願人】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082991
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 泰和
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100120617
【弁理士】
【氏名又は名称】浅野 真理
(74)【代理人】
【識別番号】100187207
【弁理士】
【氏名又は名称】末盛 崇明
(72)【発明者】
【氏名】山 田 憲 一
(72)【発明者】
【氏名】高 橋 秀 明
【テーマコード(参考)】
3E086
4F100
【Fターム(参考)】
3E086AA23
3E086AB01
3E086AD01
3E086AD08
3E086BA04
3E086BA15
3E086BB21
3E086BB41
3E086BB51
3E086BB62
3E086BB77
3E086BB85
3E086DA08
4F100AK04A
4F100AK04B
4F100AK04C
4F100AK05C
4F100AK06A
4F100AK63A
4F100BA02
4F100BA03
4F100BA07
4F100BA10A
4F100BA10B
4F100CA06A
4F100EH20
4F100EJ53
4F100GB15
4F100JL12B
4F100YY00A
(57)【要約】
【課題】ポリエチレンフィルムのみによって包装材料を作製できるポリエチレン共押フィルムであって、経時的なヒートシール性および破断強度の低下を防止することのできるポリエチレン共押フィルムの提供。
【手段】本発明のポリエチレン共押フィルムは、ポリエチレンフィルム基材と、ポリエチレンフィルム層と、を備えてなり、ポリエチレンフィルム基材は、ポリエチレンおよびヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含む電子線照射層であり、ポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンを含み、外側の面が、ヒートシール性を有することを特徴とする。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリエチレンフィルム基材と、ポリエチレンフィルム層と、を備えてなるポリエチレン共押フィルムであって、
前記ポリエチレンフィルム基材は、ポリエチレンおよびヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含む電子線照射層であり、
前記ポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンを含み、外側の面が、ヒートシール性を有することを特徴とする、ポリエチレン共押フィルム。
【請求項2】
前記ポリエチレンフィルム基材における前記ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤の含有量が、1質量%以上、30質量%以下である、請求項1に記載のポリエチレン共押フィルム。
【請求項3】
前記ポリエチレンフィルム基材が、ポリエチレンとして、低密度ポリエチレンおよび/または直鎖状低密度ポリエチレンを含む、請求項1または2に記載のポリエチレン共押フィルム。
【請求項4】
前記ポリエチレンフィルム基材と、前記ポリエチレンフィルム層との間に、中密度ポリエチレンおよび/または高密度ポリエチレンを含む形態安定層をさらに備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリエチレン共押フィルム。
【請求項5】
前記ポリエチレンフィルム層が、中密度ポリエチレンを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリエチレン共押フィルム。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリエチレン共押フィルムからなる包装材料であって、
前記ポリエチレンフィルム層が包装材料の内側に位置することを特徴とする、包装材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリエチレン共押フィルムに関し、より詳細には、電子線照射層であるポリエチレンフィルム基材と、ヒートシール性を有するポリエチレンフィルム層と、を備えるポリエチレン共押フィルムおよびこれを用いた包装材料に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリエチレンからなるフィルム(以下、単に「ポリエチレンフィルム」という。)は、適度な柔軟性を有し、透明性、防湿性、耐薬品性等に優れるとともに、安価であることから、各種の包装材料に使用されている。特に、ポリエチレンの融点は、種類によっても多少異なるが概ね100〜140℃程度であるため、包装材料分野ではシーラントフィルムとして使用されるのが一般的である。
【0003】
一方、他の熱可塑性樹脂と比較して、ポリエチレンは耐熱性が劣り、また強度的にも不十分であることから、包装材料として用いる際は、ポリエステルフィルムやナイロンフィルム等の耐熱性および強度に優れる樹脂フィルムとポリエチレンフィルムとをラミネートした積層体として使用されており、ポリエチレンフィルム側を包装材料の内側になるようにして積層体の端部をヒートシールすることにより包装材料を作製することが行われている(例えば、特開2005−104525号公報)。
【0004】
ところで、近年、循環型社会の構築を求める声の高まりとともに、包装材料をリサイクルして使用することが試みられている。しかしながら、上記のような異種の樹脂フィルムを貼り合わせた積層体では樹脂の種類ごとに分離することが難しく、リサイクルに適していないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−104525号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明者らは、先の出願(特願2015−213095号)において、電子線が照射されたポリエチレンフィルムと、ヒートシール性を有するポリエチレンフィルムとを備える積層体を提案している。ポリエチレンフィルムに電子線を照射することにより、その耐熱性および強度を向上させることができるため、ポリエチレンのみによって包装材料を作製することができる。
【0007】
しかしながら、上記のようにして作製した積層体は、ヒートシール性を有するポリエチレンフィルムには直接電子線が照射されていないにも関わらず、電子線照射されたポリエチレンフィルムを通過した電子線の影響を多少なりとも受けてしまうため、保管時において光や熱の作用を受けることで、活性ラジカル(例えば、ハイドロパーラジカル)が発生しやすくなっており、その結果、ヒートシール性の低下をもたらし得るため、改善の余地があった。
さらに、今般、本発明者らは、電子線を照射し、作製した積層体は、経時的にその破断強度を低下してしまう傾向にあることに知見した。
【0008】
そして、本発明者らは、電子線を照射するポリエチレンフィルムにヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含有させることにより、驚くべきことに、ヒートシール性および破断強度の経時的な低下を顕著に防止することができることを見出した。
【0009】
したがって、本発明の目的は、ポリエチレンフィルムのみによって包装材料を作製できるポリエチレン共押フィルムであって、経時的なヒートシール性および破断強度の低下を防止することのできるポリエチレン共押フィルムを提供することである。また、本発明の別の目的は、このポリエチレン共押フィルムを使用した包装材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明のポリエチレン共押フィルムは、ポリエチレンフィルム基材と、ポリエチレンフィルム層と、を備えてなり、
ポリエチレンフィルム基材は、ポリエチレンおよびヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含む電子線照射層であり、
ポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンを含み、外側の面が、ヒートシール性を有することを特徴とする。
【0011】
上記態様においては、ポリエチレンフィルム基材におけるヒンダ―ドアミン系酸化防止剤の含有量が、1質量%以上、30質量%以下であることが好ましい。
【0012】
上記態様においては、ポリエチレンフィルム基材が、ポリエチレンとして、低密度ポリエチレンおよび/または直鎖状低密度ポリエチレンを含むことが好ましい。
【0013】
上記態様においては、ポリエチレンフィルム基材と、ポリエチレンフィルム層との間に、中密度ポリエチレンおよび/または高密度ポリエチレンを含む形態安定層をさらに備えることが好ましい。
【0014】
上記態様においては、ポリエチレンフィルム層が、中密度ポリエチレンを含むことが好ましい。
【0015】
本発明の包装材料は、上記ポリエチレン共押フィルムからなり、ポリエチレンフィルム層が包装材料の内側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、ポリエチレンのみにより包装材料を作製することのできるポリエチレン共押フィルムであり、かつ経時的なヒートシール性および破断強度の低下を防止することのできるポリエチレン共押フィルム、およびこれにより作製された包装材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1】本発明の一実施態様によるポリエチレン共押フィルムの断面概略図である。
図2】本発明の一実施態様によるポリエチレン共押フィルムの断面概略図である。
図3】本発明の一実施態様によるポリエチレン共押フィルムの断面概略図である。
【発明を実施するための態様】
【0018】
<ポリエチレン共押フィルム>
本発明によるポリエチレン共押フィルムを図面を参照しながら説明する。図1は、一実施態様における本発明のポリエチレン共押フィルム10の断面概略図である。ポリエチレン共押フィルム10は、電子線照射層であるポリエチレンフィルム基材1と、ポリエチレンフィルム層2とを備えてなる。
また、一実施態様において、図2に示すように、ポリエチレン共押フィルム10は、ポリエチレンフィルム基材1と、ポリエチレンフィルム層2との間に、形態安定層3を備えてなる。なお、図における網掛け部は、電子線照射され架橋密度が向上した部分を表している。
【0019】
ポリエチレン共押フィルムの厚さは、10μm以上、300μm以下であることが好ましく、30μm以上、200μm以下であることがより好ましく、50μm以上、200μm以下であることがさらに好ましい。
【0020】
以下、ポリエチレン共押フィルムを構成する各層について詳細に説明する。
【0021】
<ポリエチレンフィルム基材>
本発明によるポリエチレン共押フィルムが備えるポリエチレンフィルム基材は、ポリエチレンおよびヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含む層であり、電子線により照射された層(以下、単に「電子線照射層」という。)である。
ポリエチレン共押フィルムがこのようなポリエチレンフィルム基材を備えることにより、ポリエチレン共押フィルム表面の耐熱性および強度を向上させることができ、包装材料等の外層として要求される物性を満足させることができる。
なお、本発明において、電子線照射層とは、電子線の照射により、片面(包装材料の外層に対応する面)の架橋密度を向上させたもの(図1参照)だけでなく、ポリエチレンフィルム基材の両面の架橋密度を向上させたもの(図3参照)を含む。
【0022】
電子線の照射の有無によりポリエチレンの架橋密度が変化する理由は定かではないが以下のように考えられる。すなわち、ポリエチレンフィルムに電子線が照射されると、フィルム表面近傍のポリエチレン中の炭素−水素結合が切断され、切断された結合末端にラジカルが発生する。発生したラジカルは、分子鎖の分子運動により、他のポリエチレン分子鎖に接触し、水素原子を引き抜いてポリエチレン分子鎖中の炭素原子と結合し、その結果、架橋構造が形成されるものと考えられる。
【0023】
ポリエチレンフィルムは、通常、加熱すると収縮する傾向があるが、架橋密度が高くなると寸法安定性が向上する傾向にある。そのため、表裏で架橋密度が異なるポリエチレンフィルムでは、加熱するとバイメタルのようにカールする。したがって、ポリエチレンフィルムの表裏で架橋密度が異なっていることを確認する簡易的な方法としては、片面のみ電子線が照射されたポリエチレンフィルムを加熱することで確認することができる。
【0024】
また、架橋部分が溶剤に溶解しないことを利用して、ポリエチレンフィルム基材をメチルエチルケトン等の有機溶媒中に浸漬し、溶解せずに残った不溶フィルムを乾燥後、質量を測定して、溶解前のポリエチレンフィルム基材および乾燥後の不溶フィルムの質量からのゲル分率を算出することでも、架橋密度を調べることができる。具体的には、まず、ポリエチレンフィルム基材Xgを、Ygのステンレス金網で包み、溶剤中で加熱、浸漬させ、ステンレス金網で包まれたポリエチレンフィルム基材を取り出す。次いで、これを真空乾燥させ、乾燥後のステンレス金網で包まれたポリエチレンフィルム基材の質量(Zg)を測定する。そして、下記式(1)からゲル分率を測定することができる。
ゲル分率(質量%)=(Z−Y)/X×100 (1)
【0025】
ポリエチレンフィルム基材のゲル分率は10%以上、80%以下であることが好ましく、20%以上、80%以下であることがより好ましく、30%以上、80%以下であることがさらに好ましい。
【0026】
ポリエチレンフィルム基材に含まれるポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、および直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)等が挙げられる。ポリエチレンフィルム基材は、これらポリエチレンを2種以上含んでいてもよい。
これらの中でも、架橋反応が良好に起こり、耐熱性および強度等をより顕著に向上させることができることから、低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
なお、本発明においては、密度が0.87g/cm以上、0.91g/cm以下のポリエチレンを低密度ポリエチレン、密度が0.92g/cm超、0.96g/cm以下のポリエチレンを中密度ポリエチレン、ならびに密度が0.96g/cm超のポリエチレンを高密度ポリエチレンという。
【0027】
上記したような密度や分岐の違うポリエチレンは、重合方法を適宜選択することによって得ることができる。例えば、重合触媒として、チーグラー・ナッタ触媒等のマルチサイト触媒や、メタロセン系触媒等のシングルサイト触媒を用いて、気相重合、スラリー重合、溶液重合、および高圧イオン重合のいずれかの方法により、1段または2段以上の多段で行うことが好ましい。
【0028】
上記のシングルサイト触媒とは、均一な活性種を形成しうる触媒であり、通常、メタロセン系遷移金属化合物や非メタロセン系遷移金属化合物と活性化用助触媒とを接触させることにより、調整される。シングルサイト触媒は、マルチサイト触媒に比べて、活性点構造が均一であるため、高分子量かつ均一度の高い構造の重合体を重合することができるため好ましい。シングルサイト触媒としては、特に、メタロセン系触媒を用いることが好ましい。メタロセン系触媒は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物と、助触媒と、必要により有機金属化合物と、担体の各触媒成分とを含む触媒である。
【0029】
上記のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物において、そのシクロペンタジエニル骨格とは、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基等である。置換シクロペンタジエニル基としては、炭素数1〜30の炭化水素基、シリル基、シリル置換アルキル基、シリル置換アリール基、シアノ基、シアノアルキル基、シアノアリール基、ハロゲン基、ハロアルキル基、ハロシリル基等から選ばれた少なくとも一種の置換基を有するものである。その置換シクロペンタジエニル基の置換基は2個以上有していてもよく、また置換基同士が互いに結合して環を形成し、インデニル環、フルオレニル環、アズレニル環、その水添体等を形成してもよい。置換基同士が互いに結合し形成された環がさらに互いに置換基を有していてもよい。
【0030】
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物において、その遷移金属としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム等が挙げられ、特にジルコニウム、ハフニウムが好ましい。該遷移金属化合物は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子としては通常2個を有し、各々のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子は架橋基により互いに結合しているものが好ましい。なお、架橋基としては炭素数1〜4のアルキレン基、シリレン基、ジアルキルシリレン基、ジアリールシリレン基等の置換シリレン基、ジアルキルゲルミレン基、ジアリールゲルミレン基等の置換ゲルミレン基等が挙げられる。好ましくは、置換シリレン基である。上記のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物は、一種または二種以上の混合物を触媒成分とすることができる。
【0031】
助触媒としては、上記の周期律表第IV族の遷移金属化合物を重合触媒として有効になしうる、または触媒的に活性化された状態のイオン性電荷を均衝させうるものをいう。助触媒としては、有機アルミニウムオキシ化合物のベンゼン可溶のアルミノキサンやベンゼン不溶の有機アルミニウムオキシ化合物、イオン交換性層状珪酸塩、ホウ素化合物、活性水素基含有あるいは非含有のカチオンと非配位性アニオンからなるイオン性化合物、酸化ランタン等のランタノイド塩、酸化スズ、フルオロ基を含有するフェノキシ化合物等が挙げられる。
【0032】
シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期律表第IV族の遷移金属化合物は、無機または有機化合物の担体に担持して使用されてもよい。該担体としては無機または有機化合物の多孔質酸化物が好ましく、具体的には、モンモリロナイト等のイオン交換性層状珪酸塩、SiO、Al、MgO、ZrO、TiO、B、CaO、ZnO、BaO、ThO等またはこれらの混合物が挙げられる。また更に必要により使用される有機金属化合物としては、有機アルミニウム化合物、有機マグネシウム化合物、有機亜鉛化合物等が例示される。このうち有機アルミニウムが好適に使用される。
【0033】
また、本発明において、ポリエチレンには、HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE以外にも、エチレンと他のモノマーとの共重合体が含まれる。エチレン共重合体としては、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとからなる共重合体が挙げられ、炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、3ーメチルー1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、6−メチル−1−ヘプテン等が挙げられる。また、本発明の目的を損なわない範囲であれば、酢酸ビニル、アクリル酸エステル等との共重合体であってもよい。
【0034】
また、本発明においては、化石燃料から得られるエチレンに代えて、バイオマス由来のエチレンをその原料としたポリエチレンを用いてもよい。このようなバイオマス由来のポリエチレンはカーボニュートラルな材料であるため、より一層、環境負荷の少ない包装材料とすることができる。このようなバイオマス由来のポリエチレンは、例えば、特開2013−177531号公報に記載されているような方法にて製造することができる。また、市販されているバイオマス由来のポリエチレン樹脂(例えば、ブラスケム社から市販されているグリーンPE等)を使用してもよい。
【0035】
ポリエチレンフィルム基材は、ヒンダ−ドアミン系酸化防止剤を含んでなり、これにより、電子線が照射されたポリエチレン共押フィルムの経時的なヒートシール性および破断強度の低下を防止することができる。
ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、N,N'−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,6−ヘキサメチレンジアミン、2−メチル−2−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)アミノ−N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロピオンアミド、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)(1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、ポリ〔{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチル{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、ポリ〔(6−モルホリノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル){(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、コハク酸ジメチルと1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの重縮合物、N,N'−4,7−テトラキス〔4,6−ビス{N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン等が挙げられる。
ポリエチレンフィルム基材は、上記したヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を2種以上含んでいてもよい。
【0036】
ポリエチレンフィルム基材におけるヒンダ−ドアミン系酸化防止剤の含有量は、1質量%以上、30質量%以下であることが好ましく、3質量%以上、20質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上、10質量%以下であることがさらに好ましい。
光安定剤の含有量を上記数値範囲とすることにより、ポリエチレンフィルム基材の透明性を維持しつつ、ポリエチレン共押フィルムの経時的なヒートシール性および破断強度の低下をより顕著に防止することができる。
【0037】
また、発明の効果を損なわない範囲において、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤等を含んでいてもよい。
【0038】
ポリエチレンフィルム基材は、フィルムの加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性、抗酸化性、滑り性、離形性、難燃性、抗カビ性、電気的特性、強度、その他等を改良、改質する目的で、種々のプラスチック配合剤や添加剤等を含むことができる。また、その添加量としては、ごく微量から数十%まで、その目的に応じて、任意に添加することができる。一般的な添加剤としては、例えば、充填剤、架橋剤、補強剤、帯電防止剤、顔料、改質用樹脂等が挙げられる。
【0039】
ポリエチレンフィルム基材の厚さは、その用途に応じて任意であるが、通常、5μm以上、200μm以下程度、好ましくは5μm以上、100μm以下程度である。厚みは、溶融押出機のスクリュー回転数や冷却ロールの回転数等によって適宜調整することができる。
【0040】
<ポリエチレンフィルム層>
本発明による積層体が備えるポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンフィルムからなり、外側の面(ポリエチレンフィルム基材を設けた側とは反対の面)が、少なくともヒートシール性を有することを特徴とする。
ポリエチレン共押フィルムがこのような層を備えることにより、同一材料(ポリエチレン)を使用しながら、ポリエチレンフィルム基材と、そのポリエチレンフィルム基材上に設けられた層とで異なる物性(例えば、強度、耐熱性、ヒートシール性等)が異なる積層体とすることができる。
【0041】
ポリエチレンフィルム層は、外側の面(ポリエチレンフィルム基材を設けた側とは反対の面)が、少なくともヒートシール性を有していればよく、ポリエチレンフィルム基材を設けた面に対し、電子線が照射された結果、基材側のポリエチレンフィルム層の架橋密度が向上されていてもよい(図3参照)。このような構成とすることにより、ポリエチレン共押フィルムの耐熱性および強度をより向上させることができる。
【0042】
ポリエチレンフィルム層は、ポリエチレンとして、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、エチレン共重合体、バイオマス由来のポリエチレン等を含んでなる。これらの中でも、ヒートシール性という観点からは、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。また、電子線照射に起因するヒートシール性低下の防止性という観点からは、中密度ポリエチレンが好ましい。
ポリエチレンフィルム層は、上記したポリエチレンを2種以上含んでいてもよい。
【0043】
また、ポリエチレンフィルム層は、上記した酸化防止剤を含んでいてもよく、ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含むことが好ましい。
【0044】
ポリエチレンフィルム層の厚さは、その用途に応じて任意であるが、通常、5μm以上、200μm程度、好ましくは10μm以上、200μm以下程度、より好ましくは15μm以上、160μm以下程度である。
【0045】
<形態安定層>
一実施形態において、本発明のポリエチレン共押フィルムは、ポリエチレンフィルム基材と、ポリエチレンフィルム層との間に、中密度ポリエチレンおよび/または高密度ポリエチレンを含む形態安定層を備えていてもよい。ポリエチレン共押フィルムが、形態安定層を備えることにより、包装材料作製の際のヒートシールにより、ポリエチレン共押フィルムが溶解し、薄肉化してしまうことを防止することができる。
なお、形態安定層は、電子線が照射されたものであっても、照射されていないものであってもよい。
【0046】
また、形態安定層は、上記した酸化防止剤を含んでいてもよく、ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を含むことが好ましい。
【0047】
形態安定層の厚さは、その用途に応じて任意であるが、通常、5μm以上、100μm以下程度、好ましくは10μm以上、80μm以下程度、より好ましくは10μm以上、60μm以下程度である。
【0048】
<バリア膜>
本発明によるポリエチレン共押フィルムは、所望により、任意の層間にバリア膜を備えていてもよい。バリア膜としては、アルミニウム箔等の金属箔のほか、アルミニウム等の金属やアルミニウム酸化物、珪素酸化物等の無機酸化物をポリエチレンフィルム層等の表面に蒸着することにより形成することができる。蒸着方法としては、従来公知の方法を採用でき、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(Physical Vapor Deposition法、PVD法)、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等を挙げることができる。なお、包装用材料に用いられる透明積層体からなるフィルムを製造する場合には、主に、真空蒸着法を用い、一部、プラズマ化学気相成長法も用いられる。
【0049】
また、例えば、物理気相成長法と化学気相成長法の両者を併用して異種の無機酸化物の蒸着膜の2層以上からなる複合膜を形成して使用することもできる。蒸着チャンバーの真空度としては、酸素導入前においては、10−2mbar以上、10−8mbar以下程度、特に、10−3mbar以上、10−7mbar以下程度が好ましく、酸素導入後においては、10−1mbar以上、10−6mbar以下程度、特に10−2mbar以上、10−5mbar以下程度が好ましい。なお、酸素導入量等は、蒸着機の大きさ等によって異なる。導入する酸素には、キャリヤーガスとしてアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等の不活性ガスを支障のない範囲で使用してもよい。フィルムの搬送速度としては、10m/分以上、800m/分以下程度、特に50m/分以上、600m/分以下程度が好ましい。
【0050】
また、本発明においては、上記のようにして形成した蒸着膜の表面に酸素プラズマ処理を施してもよい。酸素プラズマ処理のために導入する酸素の量は、蒸着機の大きさ等によって異なるが、通常50sccm以上、2000sccm以下程度であり、300sccm以上、800sccm以下程度が特に好ましい。ここで、sccmは標準状態(STP:0℃、1atm)での1分当りの酸素の平均導入量(cc)を意味する。導入する酸素には、キャリヤーガスとしてアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等の不活性ガスを支障のない範囲で使用してもよい。このような処理を蒸着膜(バリア膜)に行うことによって、ポリエチレンフィルム層等に形成されたバリア膜にポリエチレンフィルム基材を貼り合わせた際の密着性が向上する。これらは一例であって、本発明がこれらの方法により得られたものに限定されるものではない。
【0051】
<ポリエチレン共押フィルムの製造方法>
本発明のポリエチレン共押フィルムの製造方法は、インフレーション押出成形法またはT−ダイ押出成形法等の溶融共押出成形法により、ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物、ポリエチレンフィルム層用樹脂組成物および所望により、形態安定層用樹脂組成物を加熱溶融させ、押出し成形する工程と、成形物に対して電子線を照射する工程とを含んでなる。
また、本発明のポリエチレン共押フィルムの製造方法は、ポリエチレン共押フィルムに対し、印刷を施す工程を含んでいてもよい。
【0052】
成形品に対する電子線照射には、従来公知の電子線照射装置を使用することができ、例えば、カーテン型電子照射装置(LB1023、株式会社アイ・エレクトロンビーム社製)、ライン照射型低エネルギー電子線照射装置(EB−ENGINE、浜松ホトニクス株式会社製)、ドラムロール型電子線照射装置(EZ−CURE、アイエレクトロンビーム株式会社製)等が挙げられる。
【0053】
ポリエチレンフィルム基材に対し照射する電子線の線量は、10kGy以上、2000kGy以下の範囲が好ましく、20kGy以上、1000kGy以下の範囲がより好ましい。電子線の線量を上記数値範囲とすることにより、ポリエチレンフィルム層のヒートシール性を維持しつつ、ポリエチレンフィルム基材の架橋密度を向上させることができる。
電子線の加速電圧は、30kV以上、300kV以下の範囲が好ましく、50kV以上、300kV以下の範囲がより好ましく、50kV以上、250kV以下の範囲がさらに好ましい。電子線の加速電圧を上記数値範囲とすることにより、ポリエチレンフィルム層のヒートシール性を維持しつつ、ポリエチレンフィルム基材の架橋密度を向上させることができる。
電子線の照射エネルギーは、20keV以上、750keV以下の範囲であることが好ましく、25keV以上、500keV以下の範囲であることがより好ましく、30keV以上、400keV以下の範囲であることがさらに好ましく、20keV以上、200keV以下の範囲であることが特に好ましい。電子線の照射エネルギーを上記数値範囲とすることにより、ポリエチレンフィルム層のヒートシール性を維持しつつ、ポリエチレンフィルム基材の架橋密度を向上させることができる。
【0054】
電子線照射装置内の酸素濃度は、500ppm以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましい。このような条件下で電子線照射を行うことにより、オゾンの発生を抑制することができるとともに、電子線照射によって生じたラジカルが、雰囲気中の酸素によって失活してしまうのを抑制することができる。このような条件は、例えば、装置内を不活性ガス(窒素、アルゴン等)雰囲気とすることにより達成することができる。
【0055】
ポリエチレンフィルムは、熱収縮を起こしやすいため、電子線の照射は、冷却ドラム等を用いて、冷却と同時に行うことが好ましい。
【0056】
<包装材料>
本発明による包装材料は、上記したポリエチレン共押フィルムを、ポリエチレンフィルム基材が外側、ポリエチレンフィルム層が内側(内容物側)に位置するように二つ折にして重ね合わせて、その端部等をヒートシールすることにより製造することができる。
また、2枚のポリエチレン共押フィルムをポリエチレンフィルム層が対向するように、重ね合わせて、その端部等をヒートシールすることにより製造することができる。
例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型(ピローシール型)、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、ガゼット型、その他等のヒートシール態様によりヒートシールして、種々の態様の包装材料を製造することができる。その他、例えば、自立性包装用袋(スタンデイングパウチ)等も可能である。ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール等の公知の方法で行うことができる。
【0057】
ポリエチレン共押フィルムに対する印刷方法は、特に限定されず、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、ホットスタンプ(箔押し)等の印刷法により行うことができる。
【実施例】
【0058】
本発明について実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明がこれら実施例によって限定されるものではない。
【0059】
<実施例1>
直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.904g/cm、ダウ・ケミカル日本(株)製、商品名:AFFINITY1881G)に、ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤(BASF(株)製、商品名:Chimassorob 2020 FDL)を混合し、ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物を得た。ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤の含有量は、樹脂組成物の総質量100質量%に対し5質量%とした。
【0060】
上記のようにして得られたポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物を、中密度ポリエチレンからなる形態安定層用樹脂組成物(密度:0.926g/cm、ダウ・ケミカル日本(株)製、商品名:Dowlex 2098P)と、中密度ポリエチレンからなるポリエチレンフィルム層用樹脂組成物(密度:0.924g/cm、住友化学(株)製、商品名:スミカセンF208−3)とを、インフレーション押出成膜にて1:3:1で共押出し、成形物を得た。得られた成形物の厚さは、50μmであった。
【0061】
上記のようにして得られた成形物のポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物からなる層の面から、電子線照射装置(ライン照射型照射装置EZ−CURE、岩崎電気株式会社製)を用いて以下の条件にて電子線を照射し、ポリエチレン共押フィルムを得た。
電圧:100kV
照射線量:260kGy
装置内酸素濃度:100ppm以下
ライン速度:25m/min
【0062】
<実施例2>
ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物におけるヒンダ―ドアミン系酸化防止剤の含有量を、2.5質量%に変更すると共に、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤をポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物100質量%に対して、2.5質量%となるように含有させた以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレン共押フィルムを得た。
【0063】
<比較例1>
ヒンダ―ドアミン系酸化防止剤を、ポリエチレンフィルム基材用樹脂組成物に加えなかった以外は、実施例1と同様にしてポリエチレン共押フィルムを得た。
【0064】
<比較例2>
電子線の照射を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、ポリエチレン共押フィルムを得た
【0065】
<破断強度試験>
上記実施例および比較例において製造直後のポリエチレン共押フィルムから5mm幅のダンベル型サンプル片を3つずつ作製した。
このサンプル片を、引張試験機に把持し、速度300mm/分、荷重レンジ50Nの条件にて破断強度(N)を測定した(JIS Z 7102参照)。測定結果は下記の表1に示される通りであった。
【0066】
<ヒートシール性評価>
(シール強度(製造直後))
上記実施例および比較例において製造直後のポリエチレン共押フィルムを10cm×10cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製した。
このサンプル片を、ポリエチレンフィルム層用樹脂組成物からなる層が内側になるように二つ折りにし、ヒートシールテスターを用いて、温度を180℃、圧力1kgf/cm、1秒の条件にて1cm×10cmの領域をヒートシールした。
ヒートシール後のサンプル片を15mm幅で短冊状に切り、ヒートシールしなかった両端部を引張試験機に把持し、速度300mm/分、荷重レンジ50Nの条件にて剥離強度(N/15mm)を測定した。測定結果は下記の表1に示される通りであった。
なお、比較例2により得られたポリエチレン共押フィルムは、ヒートシール時に溶解してしまい、シール強度を測定することができなかった。
【0067】
(シール強度(6ヶ月後))
上記実施例および比較例において得られたポリエチレン共押フィルムを40℃、相対湿度75%で6ヶ月保管した後、10cm×10cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製した。このサンプル片を、ポリエチレンフィルム層用樹脂組成物からなる層が内側になるように二つ折りにし、ヒートシールテスターを用いて、温度を180℃、圧力1kgf/cm、1秒の条件にて1cm×10cmの領域をヒートシールした。
ヒートシール後のサンプル片を15mm幅で短冊状に切り、ヒートシールしなかった両端部を引張試験機に把持し、速度300mm/分、荷重レンジ50Nの条件にて剥離強度(N/15mm)を測定した。測定結果は下記の表1に示される通りであった。
なお、比較例2により得られたポリエチレン共押フィルムは、ヒートシール時に溶解してしまい、シール強度を測定することができなかった。
【0068】
【表1】
図1
図2
図3