(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】P2024166100
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】蓋材用フィルム
(51)【国際特許分類】
B32B 27/32 20060101AFI20241121BHJP
B65D 65/40 20060101ALI20241121BHJP
【FI】
B32B27/32 E
B65D65/40 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024072410
(22)【出願日】2024-04-26
(31)【優先権主張番号】P 2023081327
(32)【優先日】2023-05-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003300
【氏名又は名称】東ソー株式会社
(72)【発明者】
【氏名】林 卓矢
(72)【発明者】
【氏名】菊地 元三
(72)【発明者】
【氏名】幸田 真吾
【テーマコード(参考)】
3E086
4F100
【Fターム(参考)】
3E086AB01
3E086AD24
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3E086BA15
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3E086CA01
4F100AK04A
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(57)【要約】
【課題】 リサイクル性が高く、かつプラスチック製容器に対する接着性に優れた蓋材用フィルムを提供すること。
【解決手段】 基材と、シーラント層とを備える積層体であって、前記基材はポリエチレンから構成される延伸フィルムであり、前記シーラント層は(A)密度880~910kg/m3のエチレン・α-オレフィン共重合体80~97重量部と(B)粘着付与剤3~20重量部を含む樹脂組成物により構成される蓋材用フィルムを用いる。
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材と、シーラント層とを備える積層体であって、前記基材はポリエチレンから構成される延伸フィルムであり、前記シーラント層は密度880~910kg/m3のエチレン・α-オレフィン共重合体(A)80~97重量部と粘着付与剤(B)3~20重量部を含む樹脂組成物(エチレン・α-オレフィン共重合体(A)と粘着付与剤(B)の合計は100重量部)により構成される、蓋材用フィルム。
【請求項2】
前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A)が、α-オレフィンの炭素数が3~20であり、JIS K7210-1に準拠し190℃、2.16kgの荷重下で測定したメルトマスフローレートが0.1~25g/10分の範囲である、請求項1に記載の蓋材用フィルム。
【請求項3】
前記粘着付与剤(B)が、環球法による軟化温度が105~150℃、芳香族核への水素添加率が80%以上の脂環族飽和炭化水素樹脂である、請求項1に記載の蓋材用フィルム。
【請求項4】
前記基材を構成するポリエチレンが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量(Mw)が7万~25万、かつ、分子量1万以下の割合が8重量%以下、JIS K6922-1で測定した密度が945~980kg/m3である、請求項1に記載の蓋材用フィルム。
【請求項5】
前記シーラント層を構成する樹脂組成物が、エチレン・α-オレフィン共重合体(A)と粘着付与剤(B)の合計100重量部に対し、以下の要件(a)および(b)を満たす低密度ポリエチレン(C)を3~20重量部含む、請求項1に記載の蓋材用フィルム。
(a)JIS K7210-1に準拠し190℃、2.16kgの荷重下で測定したメルトマスフローレートが0.3~5.0g/10分の範囲である。
(b)JIS K7210-1で使用されるメルトインデクサーを用い、温度235℃、押出量3g/分により押出されたストランドの径(D)をメルトインデクサーのオリフィス径(D0)で除して求めたスウェル比(SR)が1.7~3.0の範囲である。
【請求項6】
前記基材とシーラント層との間にさらに中間層を備える蓋材用フィルムであって、該中間層がポリエチレン又はエチレン共重合体である、請求項1に記載の蓋材用フィルム。
【請求項7】
前記基材の厚みと中間層の厚みの和(X)に対するシーラント層の厚み(Y)が、(X)≧(Y)の関係にある、請求項6に記載の蓋材用フィルム。
【請求項8】
前記蓋材用フィルム全体におけるポリエチレン系樹脂の含有割合が90重量%以上である、請求項1に記載の蓋材用フィルム。
【請求項9】
請求項1に記載の蓋材用フィルムからなるイージーピール性蓋材。
【請求項10】
請求項9に記載の蓋材を、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びポリ乳酸からなる群の少なくとも1種の容器の開口部に接着する、容器の封止方法。
【請求項11】
開口部を有する容器と、開口部を封止する請求項9に記載の蓋材からなる包装容器であって、前記容器がポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びポリ乳酸からなる群の少なくとも1種からなる包装容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は蓋材用フィルムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、飲食品、医薬品、工業用部品などの包装にはポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック製容器や紙を主体とした紙製容器が使用されており、その蓋材には内容物の保護性のための安定した接着性を有し、且つ剥離時には適度な強度にて開封可能なイージーピール性を有するフィルムが使用されている。
【0003】
通常、このような蓋材用フィルムは基材とシーラント層とを備えており、基材としては強度や耐熱性に優れるポリエステルフィルム及びポリアミドフィルム、ポリプロピレンフィルム等の樹脂フィルムを使用するのが一般的である。一方、シーラント層には主にエチレン-酢酸ビニル共重合体やエチレン・α-オレフィン共重合体等と粘着付与剤とからなる樹脂組成物が使用されており、通常の包装材料における基材とシーラント層とでは、異種の樹脂フィルムが使用されている(例えば、特許文献1~4参照。)。
【0004】
近年、廃棄プラスチック等の社会問題が注目され、循環型社会構築の要望の高まりとともに、包装材料のリサイクル性向上が求められている。上記のような、異種の樹脂フィルムを組み合わせた包装材料は、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクル等のリサイクルに供しがたいという問題があり、これに対し、同種の樹脂材料から構成された包装材料が提案されている(例えば、特許文献5、6参照。)。
【0005】
しかしながら、上記のような包装材料は同一フィルムのシーラント層同士をヒートシールするスタンディングパウチのような用途に限定され、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック容器に対する蓋材用フィルムとして使用する場合には接着性が不十分であった。そこで、これらの用途に好適に使用できる蓋材用フィルムが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2020-158763号公報(例えば特許請求の範囲参照。)
【特許文献2】特開平11-228757号公報(例えば特許請求の範囲参照。)
【特許文献3】特開平10-147672号公報(例えば特許請求の範囲参照。)
【特許文献4】特開平11-269320号公報(例えば特許請求の範囲参照。)
【特許文献5】特開2022-165191号公報(例えば特許請求の範囲参照。)
【特許文献6】国際公開第2021/054349号(例えば特許請求の範囲参照。)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、リサイクル性が高く、かつプラスチック製容器に対する接着性に優れた蓋材用フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の性能を有する基材とシーラント層とを備える蓋材用フィルムが優れたリサイクル性、接着性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明の各態様は、以下の[1]~[11]である。
[1]基材と、シーラント層とを備える積層体であって、前記基材はポリエチレンから構成される延伸フィルムであり、前記シーラント層は密度880~910kg/m3のエチレン・α-オレフィン共重合体(A)80~97重量部と粘着付与剤(B)3~20重量部を含む樹脂組成物(エチレン・α-オレフィン共重合体(A)と粘着付与剤(B)の合計は100重量部)により構成される、蓋材用フィルム。
[2]前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A)が、α-オレフィンの炭素数が3~20であり、JIS K7210-1に準拠し190℃、2.16kgの荷重下で測定したメルトマスフローレートが0.1~25g/10分の範囲である、前記[1]に記載の蓋材用フィルム。
[3]前記粘着付与剤(B)が、環球法による軟化温度が105~150℃、芳香族核への水素添加率が80%以上の脂環族飽和炭化水素樹脂である、前記[1]又は[2]に記載の蓋材用フィルム。
[4]前記基材を構成するポリエチレンが、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量(Mw)が7万~25万、かつ、分子量1万以下の割合が8重量%以下、JIS K6922-1で測定した密度が945~980kg/m3である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の蓋材用フィルム。
[5]前記シーラント層を構成する樹脂組成物が、エチレン・α-オレフィン共重合体(A)と粘着付与剤(B)の合計100重量部に対し、以下の要件(a)および(b)を満たす低密度ポリエチレン(C)を3~20重量部含む、前記[1]~[4]のいずれかに記載の蓋材用フィルム。
(a)JIS K7210-1に準拠し190℃、2.16kgの荷重下で測定したメルトマスフローレートが0.3~5.0g/10分の範囲である。
(b)JIS K7210ー1で使用されるメルトインデクサーを用い、温度235℃、押出量3g/分により押出されたストランドの径(D)をメルトインデクサーのオリフィス径(D0)で除して求めたスウェル比(SR)が1.7~3.0の範囲である。
[6]前記基材とシーラント層との間に中間層を備える蓋材用フィルムであって、該中間層がポリエチレン又はエチレン共重合体である、前記[1]~[5]のいずれかに記載の蓋材用フィルム。
[7]前記基材の厚みと中間層の厚みの和(X)に対するシーラント層の厚み(Y)が、(X)≧(Y)の関係にある、前記[6]に記載の蓋材用フィルム。
[8]前記蓋材用フィルム全体におけるポリエチレン系樹脂の含有割合が90重量%以上である、前記[1]~[7]のいずれかに記載の蓋材用フィルム。
[9]前記[1]に記載の蓋材用フィルムからなるイージーピール性蓋材。
[10]前記[9]に記載の蓋材を、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びポリ乳酸からなる群の少なくとも1種の容器の開口部に接着する、容器の封止方法。
[11]開口部を有する容器と、開口部を封止する上記[9]に記載の蓋材からなる包装容器であって、前記容器がポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びポリ乳酸からなる群の少なくとも1種からなる、包装容器。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、リサイクル性に加えて様々な種類のプラスチック製容器に対する接着性に優れた蓋材用フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に本発明を詳細に説明する。
【0012】
本発明の一態様である蓋材用フィルムは、基材と、シーラント層とを備える積層体である。
【0013】
上記基材は、延伸処理が施されたポリエチレンである。延伸処理により、基材の強度や耐熱性を向上でき、例えば包装材料などの外層として要求される物性を満足することができる。延伸は、一軸延伸であってもよく、二軸延伸であってもよい。
【0014】
上記基材に用いられるポリエチレンとしては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量(Mw)が7万~25万、好ましくは10万~20万、より好ましくは10万~15万であることが望ましい。Mwが7万以上の場合、得られる基材の強度が十分となるため好ましく、Mwが25万以下の場合はマテリアルリサイクルにおける溶融押出性に優れ、また得られたリサイクル樹脂の性能を悪化させないため好ましい。
【0015】
上記ポリエチレンはゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分子量1万以下の割合が8重量%以下であり、好ましくは6重量%以下、更に好ましくは4重量%以下である。この割合が8重量%以下の場合、延伸フィルムの耐熱性に優れ、ラミネートフィルムのヒートシール外観が悪化しないため好ましい。このことは、延伸過程において分子量の低い分子により分子鎖が緩和し、ポリエチレン結晶の配向が不十分となるためと推定される。
【0016】
上記基材に用いられるポリエチレンはJIS K6922-1(1997年)で測定した密度が945~980kg/m3であることが好ましい。密度が945kg/m3以上の場合、ポリエチレン延伸フィルムの耐熱性に優れるため好ましく、密度が980kg/m3以下のポリエチレンは工業生産が容易である。
【0017】
このようなポリエチレンは、エチレンの単独重合体、もしくはエチレンと5mol%以下の少量のα-オレフィンを共重合することにより得られる。重合には、一般的にマグネシウムとチタンを含有する固体触媒成分及び有機アルミニウム化合物からなるチーグラー触媒、シクロペンタジエニル誘導体を含有する有機遷移金属化合物と、これと反応してイオン性の錯体を形成する化合物及び/又は有機金属化合物からなるメタロセン触媒、バナジウム系触媒等を用いることができ、メタロセン触媒やバナジウム系触媒が分子量1万以下の割合を制御し易いため好ましい。また、ポリエチレンの製法は、特に限定されるものではないが、例えばスラリー法、溶液法、気相法等の製造法により製造することが可能である。分子量1万以下の割合を制御し易いことからスラリー法又は溶液法が好ましい。
【0018】
さらに、上記ポリエチレンは、必要に応じて酸化防止剤、滑剤、中和剤、ブロッキング防止剤、界面活性剤、スリップ剤等、通常ポリオレフィンに使用される添加剤を添加したものでも構わない。
【0019】
また、上記シーラント層は、密度880~910kg/m3のエチレン・α-オレフィン共重合体(A)80~97重量部と粘着付与剤(B)3~20重量部を含む樹脂組成物(エチレン・α-オレフィン共重合体(A)と粘着付与剤(B)の合計は100重量部)により構成される。
【0020】
エチレン・α-オレフィン共重合体(A)としては、一般にエチレン・α-オレフィン共重合体と称される範疇に属するものであれば如何なるものを用いることも可能である。α-オレフィンとしては特に限定はないものの、炭素数が3~20が好ましく、例えば1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ヘプテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、オクタデセン等が挙げられる。これらα-オレフィンの中でも1-ヘキセン、1-オクテン、1-ヘプテン、4-メチル-1-ペンテンを用いることが好ましく、特に好ましくは接着強度が高く、かつ強度の安定している1-ヘキセンである。これらのエチレン・α-オレフィン共重合体(A)はチーグラー系触媒またはクロム系触媒、メタロセン触媒を使用して、エチレンとα-オレフィンを共重合することにより、好適に製造することができる。重合方法としては、溶液重合法、高圧重合法、気相重合法等が挙げられる。
【0021】
エチレン・α-オレフィン共重合体(A)は、低温接着性に優れたものとなることから、JIS K6922-1で測定した密度が880~910kg/m3、好ましくは900~910kg/m3の範囲であることが好ましい。密度が880kg/m3未満では樹脂組成物の耐熱性が劣り、密度が910kg/m3を超えると得られる蓋材用フィルムの接着性が劣る。
【0022】
エチレン・α-オレフィン共重合体(A)は、JIS K7210-1に準拠し190℃、2.16kgの荷重下で測定したメルトマスフローレート(以下、MFRということがある。)が0.1~25g/10分の範囲であることが好ましい。このような範囲のメルトマスフローレートを有するエチレン・α-オレフィン系重合体は、蓋材用フィルムを製造する際の成形性に優れる点で有利である。
【0023】
さらに、該エチレン・α-オレフィン共重合体は、特に接着性を阻害する低分子量成分が少ないことからゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が3以下であることが好ましい。
【0024】
粘着付与剤(B)は、粘着付与剤樹脂の範疇に属するものであれば如何なるものを用いることも可能であり、例えば脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族・芳香族共重合体炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂を水素添加した脂環族系炭化水素樹脂、脂肪族、脂環族及び芳香族を含む構造をもつ合成テルペン系炭化水素樹脂、テレピン油中のα,β-ピネンを原料とするテルペン系炭化水素樹脂、コールタール系ナフサ中のインデン及びスチレン類を原料とするクマロインデン系炭化水素樹脂、低分子量スチレン系樹脂及びロジン系炭化水素樹脂などである。これら粘着付与剤の中でも、脂肪族系炭化水素樹脂及び芳香族系炭化水素樹脂を水素添加した脂環族系炭化水素樹脂が主成分のエチレン・α-オレフィン共重合体に対する分散性に優れており、蓋材用フィルムが接着性に優れるものとなるため好ましい。
【0025】
粘着付与剤(B)は、環球法で測定した軟化温度が105~150℃の範囲にあるものが好ましく、115~140℃であることがより好ましい。さらには芳香族核への水素添加率が80%以上、好ましくは85%以上の脂環族系炭化水素が特に好ましい。軟化温度が105℃以上では得られる蓋材用フィルムが接着性に優れるものとなり、150℃以下のものは製造時に外気温による制限を受けず安定生産の面で優れる。また、水素添加率が80%以上では得られる蓋材用フィルムが衛生性の観点で優れ、食品用途などでの使用に適している。
【0026】
粘着付与剤(B)は、市販されているものが用いることができる。具体的には、脂環族系炭化水素樹脂としては(商品名) アルコンP115、アルコンP125、アルコンP140、アルコンM115、アルコンM135(以上荒川化学工業株式会社製)、アイマーブS110、アイマーブP125(以上出光興産株式会社製)、T-REZ RC115、T-REZ HA125(以上JXTGエネルギー株式会社製)等を例示することができる。ロジン系樹脂としては、パインクリスタルKE-311(荒川化学工業株式会社製)等を例示することができる。テルペン系樹脂としては、YSレジンPX1150、YSレジンPX1150N(以上ヤスハラケミカル株式会社製)等を例示することができる。
【0027】
上記シーラント層を構成するエチレン・α-オレフィン共重合体(A)、粘着付与剤(B)の配合割合は以下のとおりである。(A)と(B)の合計は100重量部である。
【0028】
エチレン・α-オレフィン共重合体(A)の配合割合は、80~97重量部の範囲内であり、好ましくは90~97重量部である。(A)の配合割合が80重量部未満の場合は得られる蓋材用フィルムが成形性に劣り、97重量部を超える場合は、接着性に劣るため好ましくない。
【0029】
粘着付与剤(B)の配合割合は、3~20量部の範囲内であり、好ましくは3~10重量部である。(B)の配合割合が3重量部未満の場合は得られる蓋材用フィルムが接着性に劣り、20重量部を超える場合は、成形時のブロッキング性に劣るため好ましくない。
【0030】
上記シーラント層を構成する樹脂組成物は、成形性をより向上させるため低密度ポリエチレン(C)を配合してもよい。
【0031】
低密度ポリエチレン(C)は、公知の高圧重合法を用いてエチレンのみを重合して得られる低密度ポリエチレンであって、JIS K6922-1で測定した密度が910~940kg/m3の範囲であることが好ましい。
【0032】
低密度ポリエチレン(C)は、JIS K7210-1に準拠し190℃、2.16kgの荷重下で測定したメルトマスフローレートが0.3~5.0g/10分の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5~5.0g/10分、さらに好ましくは1.0~5.0g/10分である。メルトマスフローレートが0.3g/10分以上であると蓋材用フィルム加工時の押出負荷が小さくなり、また5.0g/10分以下の場合は成形性向上の効果が大きくなるため好ましい。
【0033】
さらに、低密度ポリエチレン(C)は、スウェル比(SR)が1.7~3.0の範囲であることが好ましく、より好ましくは1.7~2.5、さらに好ましくは1.9~2.5の範囲である。この範囲のSRを有する低密度ポリエチレンがシーラント層に含まれることで、成形加工性が良好になるため好ましい。なお、SRの測定は、JIS K7210-1で使用されるメルトインデクサーを用い、温度235℃、押出量3g/分の条件にて装置に充填された樹脂をオリフィスより押出し、オリフィス直下に設置したイソプロパノールを入れたメスシリンダーでストランド状の押出物を採取し、押出されたストランドの径(D)をメルトインデクサーのオリフィス径(D0)で除して求めることができる。
【0034】
低密度ポリエチレン(C)の配合割合は、エチレン・α-オレフィン共重合体(A)と粘着付与剤(B)を含む樹脂組成物の合計を100重量部とした場合、その100重量部に対して3~20重量部の範囲内であることが好ましく、3~13重量部であることがより好ましく、3~10重量部であることがさらに好ましい。(C)の配合割合が3重量部以上の場合は蓋材用フィルムの成形性向上の効果に優れ、20重量部以下の場合は、接着性に優れるため好ましい。
【0035】
上記シーラント層を構成する樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の熱可塑性樹脂やゴム、及び光安定剤、紫外線吸収剤、造核剤、滑剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、流動性改良剤、離型剤、難燃剤、着色剤、無機系中和剤、塩酸吸収剤、充填剤導電剤等を配合してもよい。
【0036】
上記シーラント層を構成する樹脂組成物の調製方法については特に制約はなく、例えばエチレン・α-オレフィン共重合体(A)、粘着付与剤(B)およびこれらに配合する材料を同時にヘンシェルミキサー又はタンブラー等の混合機により予備ブレンドしておき、単軸又は二軸の押出機で溶融混練する方法が挙げられる。
【0037】
上記蓋材用フィルムは、基材と、シーラント層とを備える蓋材用フィルムであるが、前記基材とシーラント層との間に、両層の密着性を高めるため中間層を設けることもできる。前記中間層は、ポリエチレン又はエチレン共重合体である。エチレン共重合体は、エチレンと共重合可能な単量体との共重合体であれば制限されず、例えば、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン-エチレン共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体などが挙げられる。また、これらの変性物でも良い。中間層には、本発明の効果を損なわない範囲で、各種添加剤、例えば、酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、導電剤、アンチブロッキング剤、光安定剤、紫外線吸収剤等が配合されていてもよい。
【0038】
また、上記中間層は単層であっても積層体であってもよく、ポリエチレン/エチレン・α-オレフィン共重合体/ポリエチレンのように任意のポリエチレン又はエチレン共重合体から選択される積層体であってもよい。
【0039】
上記基材の厚みは、好ましくは10~200μmであり、より好ましくは12~100μmであり、さらに好ましくは14~50μmである。このような範囲であれば、蓋材用フィルムの基材として十分な強度を有するラミネートフィルムを得ることができる。
【0040】
上記中間層の厚みは、作業性などが損なわれない範囲で用途に応じて選択できるが、一般的には5~30μm程度である。上記シーラント層の厚みは、好ましくは3~50μmであり、より好ましくは5~40μmであり、さらに好ましくは5~25μmである。厚みが5μm以上では得られた蓋材用フィルムが接着性に優れるものとなり、25μm以下では十分な接着性を示し、また経済性に優れる。
【0041】
さらに、前記基材と中間層との厚みの和(X)とシーラント層の厚み(Y)は、(X)≧(Y)の関係にあることが好ましい。厚みが(X)≧(Y)の関係にあると、得られた蓋材用フィルムの基材が十分な強度を保つことができ、また、中間層が基材とシーラント層を十分に密着させることができるため、各種容器に対して良好な接着強度を示す。さらに、シーラント層に含まれる非ポリエチレン系樹脂の割合が低くなることから、得られた蓋材用フィルムがリサイクル性に優れたものとなる。
【0042】
上記蓋材用フィルム全体におけるポリエチレン系樹脂の含有割合は、90重量%以上であることが好ましい。このようなフィルムは、同種の樹脂材料を使用していることから、いわゆるモノマテリアル材料に分類でき、リサイクル性に優れたものとなる。ここでポリエチレン系樹脂とは、基材のポリエチレン、中間層のポリエチレンもしくはエチレン共重合体、シーラント層のエチレン・α-オレフィン共重合体(A)、低密度ポリエチレン(C)を意味する。
【0043】
上記蓋材用フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン等を主成分とする樹脂、その他様々な樹脂を主成分とするプラスチック製容器のイージーピール性蓋材として好適に使用することができる。
【0044】
具体的なプラスチック製容器の材質として、ポリオレフィン系樹脂、アクリル酸系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン-アクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂などを例示することができる。
【0045】
ポリオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・α-オレフィン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレンなどが挙げられる。アクリル酸系樹脂としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸オクチル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸オクチルなどが挙げられる。ポリアミド系樹脂としては、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン11、ナイロン12などが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸(ポリ-L-乳酸、ポリ-D-乳酸、L-乳酸とD-乳酸の共重合体、ポリL-乳酸とポリD-乳酸のステレオコンプレックスを含む)、ポリブチレンサクシネート、ポリ(ブチレンサクシネート/アジペート)、ポリエチレンサクシネート、ポリ(ブチレンサクシネート/テレフタレート)、ポリ(ブチレンアジペート/テレフタレート)、ポリ(ヒドロキシブチレート/ヒドロキシヘキサノエート)、ポリグリコール酸、ポリ3-ヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトンなどが挙げられる。
【0046】
さらに前記基材と中間層との間にはバリア層を設けることもできる。該バリア層にはガスバリア性樹脂として、例えばエチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。また、ガスバリア性樹脂の代わりに蒸着バリア層を設けることができ、例えばアルミニウムなどの金属を蒸着したアルミニウム蒸着層とすることができる。該バリア層の存在により酸素バリア性及び水蒸気バリア性を向上させることができる。
【0047】
本発明では、前記基材とシーラント層との間、又は基材と中間層との間に、両層の密着性を高めるためポリウレタン等のアンカーコート層を設けることもできる。
【0048】
上記蓋材の製造方法としては、特に制約はないが、シーラント層用の樹脂組成物と基材をラミネートする方法、シーラント用接着剤と中間層を共押出する方法などが挙げられる。
【0049】
ラミネートする方法としては、例えば、(1)基材にアンカーコート剤を塗布し、シーラント層を溶融押出する押出ラミネート方法、(2)基材にアンカーコート剤を塗布し、中間層を溶融押出した後、その上にシーラント層を溶融押出する押出ラミネート方法、(3)基材に、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体などの基材との接着性に優れた中間層を溶融押出した後、その上にシーラント層を溶融押出する押出ラミネート方法、(4)基材にアンカーコート剤を塗布し、中間層とシーラント層を同時に溶融押出する共押出ラミネート方法、(5)基材に、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体などの基材との接着性に優れた中間層とシーラント層を同時に溶融押出する共押出ラミネート方法、(6)予めインフレーション成形法やキャスト成形法によりシーラント層を少なくとも1層含むフィルムを成形し、アンカーコート剤を塗布した基材と貼り合わせるドライラミネート法、(7)アンカーコート剤を塗布した基材とシーラント層を少なくとも1層含むフィルムの間に押出ラミネートを用いて中間層を溶融押出しすることにより積層するサンドイッチ押出ラミネート方法などが挙げられる。
【0050】
上記蓋材を、プラスチック製容器の開口部に接着することにより容器の開口部を封止することができる。該プラスチック製容器の主成分は単独の成分であってもよく、複数の樹脂の組成物であってもよい。また該容器は、複数の材料を積層した多層構成の積層体であってもよい。上記蓋材は、とりわけ、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸を材料とした容器に好適に使用することができる。
【0051】
また、本発明の一態様である包装容器は、開口部を有する容器と、開口部を封止する上記蓋材からなる包装容器であって、前記容器がポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル及びポリ乳酸からなる群の少なくとも1種からなるものである。
【実施例0052】
以下、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(分子量)
分子量は、GPC装置(東ソー(株)製(商品名)HLC-8121GPC/HT)およびカラム(東ソー(株)製(商品名)TSKgel GMHhr-H(20)HT)を用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4-トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mlの濃度で調製し、0.3ml注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正した。測定の結果、得られたクロマトグラムより、重量平均分子量Mwおよび分子量1万以下の成分量割合を算出した。
(密度)
JIS K6922-1に準拠して測定した。
(スウェル比 SR)
使用した各材料のSRの測定は、JIS K7210で使用されるメルトインデクサーを用い、温度235℃ 、押出量3g/分の条件にて装置に充填された樹脂をオリフィスより押出し、オリフィス直下に設置したイソプロパノールを入れたメスシリンダーでストランド状の押出物を採取し、押出されたストランドの径(D)をメルトインデクサーのオリフィス径(D0)で除すことにより求めた。
(接着強度)
実施例により得られた蓋材のシーラント層と、厚み0.35mmの非結晶ポリエチレンテレフタレートシート(A-PET、東洋紡社製)、厚み0.35mmの耐衝撃性ポリスチレンシート(HIPS、DIC社製)、厚み0.30mmのポリプロピレンシート(PP、オージェイケイ社製)とをそれぞれ重ね合わせ、ヒートシールテスター(テスター産業社製、TP-701型)を用いて温度130℃、エアー圧力0.2MPa、時間1秒の条件で加熱圧着した。放冷後に、剥離角度180度、剥離速度300mm/分の条件にてシール強度を測定した。
(成形性)
実施例に記載した蓋材用フィルムを作製する際のラミネート加工時の成形性について評価し、問題なく成形できた場合を◎、溶融膜が多少不安定ではあるが問題なく成形できた場合を○、膜切れが発生し成形できなかった場合を×とした。
(リサイクル性)
実施例により得られた蓋材を粉砕し、スクリュ径が25mmである二軸押出機(テクノベル製 商品名ULTnano25TW)を用いて、樹脂温度160℃、スクリュ回転数300rpmの条件で溶融混練し、ストランドを得た。得られたストランドの平滑性を評価し、平滑な場合をリサイクル性に優れるとした。
(耐熱性)
実施例により得られた蓋材のシーラント層を、容量210ml、口径101mmのA-PETカップ(リスパック社製)に重ね合わせ、直径101mmの円状にカットした。次いでカップシーラーUF-500(サニーパック社製)を用いて温度130℃、エアー圧力0.8MPa、時間1秒の条件で加熱圧着した後放冷し、積層体の外観を評価した。蓋材の熱収縮が大きくカップから剥がれている場合は×、熱収縮が小さく剥がれがない場合を〇とした。
【0053】
[実施例1]
[有機変性粘土の調製]
1リットルのフラスコに工業用アルコール(日本アルコール販売社製、(商品名)エキネンF-3)300ml及び蒸留水300mlを入れ、濃塩酸15.0g及びジオレイルメチルアミン((C18H35)2(CH3)N、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、(商品名)リポミンM2O)63.7g(120mmol)を添加し、45℃に加熱した後、合成ヘクトライト(BYK社製、(商品名)ラポナイトRD)を100g分散させた後、60℃に昇温させてその温度を保持したまま1時間攪拌した。このスラリーを濾別後、60℃の水600mlで2回洗浄し、85℃の乾燥機内で12時間乾燥させることにより130gの有機変性粘土を得た。この有機変性粘土はジェットミル粉砕して、メジアン径を15μmとした。
【0054】
[重合触媒の調製]
温度計と還流管が装着された300mLのフラスコを窒素置換した後に[有機変性粘土の調製]で得られた有機変性粘土25.0gとヘキサンを108mL入れ、次いでビス(インデニル)ジルコニウムジクロライド0.392g(1ミリモル)及び20%トリイソブチルアルミニウム142mLを添加して60℃で3時間攪拌した。室温まで冷却した後に上澄み液を抜き取り、220mLのヘキサンにて2回洗浄後、ヘキサンを220ml加えて触媒懸濁液を得た(固形重量分:12.0wt%)。
【0055】
[ポリエチレンパウダーの製造]
2Lのオートクレーブにヘキサンを1.2L、20%トリイソブチルアルミニウムを1.0mL、[重合触媒の調製]で得られた触媒懸濁液を200mg(固形分24mg相当)加え、85℃に昇温後、分圧が0.90MPaになるようにエチレン/水素混合ガスを連続的に供給した(エチレン/水素混合ガス中の水素の濃度:450ppm)。90分経過後に脱圧し、スラリーを濾別後、乾燥することでポリエチレンパウダーを得た。得られたポリエチレンパウダーは、重量平均分子量11.1万、分子量1万以下の成分割合が3.4%、密度が950kg/m3であった。得られたポリエチレンパウダーをスクリュ径が25mmである二軸押出機(テクノベル製 商品名ULTnano25TW)を用いて、樹脂温度160℃、スクリュ回転数300rpmの条件で溶融混練し、ポリエチレンペレットを得た。
【0056】
[ポリエチレン延伸フィルムの製造]
続いて、ポリエチレンペレットをスクリュ径が50mmである押出機を有するインフレーション成形機にてフィルム化した。押出温度は220℃、ダイのリップクリアランス(L)は3mm、得られたポリエチレンフィルムの厚みは100μmであった。得られたポリエチレンフィルムをテンター法延伸機(東洋精機製作所(株)製、商品名EX10-B)で、延伸倍率が4倍となるように120℃で一軸延伸し、ポリエチレン延伸フィルム(I)を得た。得られたポリエチレン延伸フィルム(I)の厚みは25μmであった。
【0057】
[シーラント層用樹脂組成物の製造]
エチレン・α-オレフィン共重合体(A)として、密度905kg/m3、MFR12g/10分のエチレン・1-ヘキセン共重合体(A1)(東ソー社製、商品名ニポロンHM510R)90重量部、粘着付与剤(B)として、脂環族系炭化水素樹脂(B1)(荒川化学工業社製、商品名アルコンP125;軟化温度125℃、完全水添)10重量部をタンブラー混合機で予備ブレンドした後、二軸押出機を用い160℃で溶融混練し樹脂組成物のペレットを得た。なお、樹脂組成物には、熱安定性を考慮し、フェノール系酸化防止剤(BASF社製、商品名イルガノックス1010)をシーラント用接着剤100重量部に対し0.05重量部、スリップ剤(ライオンアクゾ社製、製品名アーモワックスE)を0.2重量部添加した。
【0058】
[蓋材の製造]
前記ポリエチレン延伸フィルム基材表面にアンカーコート剤(三井化学社製、商品名タケラックA3210と商品名タケネートA3072との混合物)を塗布した後、共押出ラミネーター(住重モダン工業製、スクリュー径40mm)を用いて中間層とシーラント層を基材/中間層/シーラント層の順になるように加工温度230℃の条件で共押出ラミネートし蓋材を得た。中間層としては低密度ポリエチレン(東ソー社製、商品名ペトロセン203)を用い、蓋材は基材25μm/中間層12μm/シーラント層20μmの構成とした。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0059】
[実施例2]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A)として、密度905kg/m3、MFR4.0g/10分のエチレン・1-ヘキセン共重合体(A2)90重量部、粘着付与剤(B1)10重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0060】
[実施例3]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A)として、密度885kg/m3、MFR3.5g/10分のエチレン・1-ブテン共重合体(A3)90重量部、粘着付与剤(B1)10重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0061】
[実施例4]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A)として、密度900kg/m3、MFR20g/10分のエチレン・1-ヘキセン共重合体(A4)82重量部、粘着付与剤剤(B1)18重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0062】
[実施例5]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)90重量部、粘着付与剤(B)として、脂環族系炭化水素樹脂(B2)(荒川化学工業社製、商品名アルコンP140;軟化温度140℃、完全水添)10重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0063】
[実施例6]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)90重量部、粘着付与剤(B1)10重量部、低密度ポリエチレン(C)として、密度924kg/m3、MFR3.0g/10分、SR2.02の低密度ポリエチレン(C1)(東ソー社製、商品名ペトロセン205)5重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0064】
[実施例7]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)90重量部、粘着付与剤(B1)10重量部、低密度ポリエチレン(C)として、密度922kg/m3、MFR0.6g/10分、SR1.81の低密度ポリエチレン(C2)(東ソー社製、商品名ペトロセン175R)14重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0065】
[実施例8]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)90重量部、粘着付与剤(B1)10重量部、低密度ポリエチレン(C)として、密度924kg/m3、MFR2.0g/10分、SR1.63の低密度ポリエチレン(C3)(東ソー社製、商品名ペトロセン183)5重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0066】
[実施例9]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)90重量部、粘着付与剤(B1)10重量部、低密度ポリエチレン(C1)2重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0067】
[実施例10]
実施例1のポリエチレン延伸フィルム(I)の代わりとして、重量平均分子量12.2万、分子量1万以下の成分割合が10.2%、密度954kg/m3であるポリエチレンペレット(東ソー社製、商品名二ポロンハード5700)により作製した厚み25μmのポリエチレン延伸フィルム(II)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0068】
[実施例11]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)90重量部、粘着付与剤剤(B)として、脂環族系炭化水素樹脂(B3)(荒川化学工業社製、商品名アルコンP100;軟化温度100℃、完全水添)10重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0069】
[実施例12]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)90重量部、粘着付与剤剤(B)として、重合ロジンエステル樹脂(B4)(荒川化学工業社製、商品名ペンセルD125;軟化温度125℃)10重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0070】
[実施例13]
実施例4の厚さ25μmのポリエチレン延伸フィルム(I)の代わりとして、厚さ15μmのポリエチレン延伸フィルム(IV)を用い、低密度ポリエチレン(東ソー社製、商品名ペトロセン203)からなる中間層の厚さを2μmとし、シーラント層の厚さを30μmとした以外は実施例4と同様にして蓋材を得た。ポリエチレン延伸フィルム(IV)は、ポリエチレン延伸フィルム(I)の手順と同様の方法で作製した厚さ60μmのポリエチレンフィルムを延伸倍率が4倍となるように120℃で一軸延伸することにより作製した。得られた蓋材の評価結果を表1に示す。
【0071】
【0072】
[比較例1]
実施例1のポリエチレン延伸フィルム(I)の代わりとして、厚さ25μmの二軸延伸ポリエステルフィルム(III)(東洋紡社製、商品名E5100)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表2に示す。得られた蓋材は、溶融混練時のストランド外観が悪くリサイクル性に劣るものであった。また、溶融混練時の樹脂温度を250℃まで上昇させた場合にもストランド外観は同様に悪く、リサイクル性に劣るものであった。
【0073】
[比較例2]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A)として、密度920kg/m3、MFR2.0g/10分のエチレン・1-ヘキセン共重合体(A5)90重量部、粘着付与剤剤(B1)10重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材を得た。得られた蓋材の評価結果を表2に示す。得られた蓋材は、接着性に劣るものであった。
【0074】
[比較例3]
実施例1のシーラント層用樹脂組成物に対し、エチレン・α-オレフィン共重合体(A1)70重量部、粘着付与剤剤(B1)30重量部とした以外は、実施例1と同様にして蓋材作製を試みた。しかし、成形時に溶融膜の膜切れや成形ロールへのブロッキングが発生し、蓋材の作製は困難であった。
【0075】