(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不飽和カルボン酸含量が４〜２０重量％のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）４５〜８９重量％、プロピレンを主体とする重合体（Ｂ）３〜１５重量％、１−ブテンを主体とする重合体（Ｃ）５〜２５重量％及びワックス（Ｄ）３〜１５重量％からなることを特徴とする、ポリエチレンコート紙容器の易開封性シール材料用重合体組成物。
【請求項２】
請求項１記載の重合体組成物からなることを特徴とする易開封性シール材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の材料に対して、優れた密封性、易開封性を示す重合体組成物及び該組成物からなる易開封性シール材料に関する。とりわけポリエチレン用の易開封性シール材料として好適な重合体組成物及び該組成物からなる易開封性シール材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種飲食品や医薬品の容器として、易開封性蓋材に備えたプラスチック容器が広く使用されている。このような蓋材のシール層に用いられる易開封性シール材料は、ヒートシール温度の温度幅が広く、安定したシール強度が得られると共に、容易に開封できることが求められている。容器の材質やその大きさ等によって、要求されるシール強度が異なっているため、従来種々の易開封性シール材料が提供されてきた。
【０００３】
例えば、ポリエチレンコート紙容器のシール材料として、適度な剥離強度が得られるところからホットメルト接着剤が広く使用されてきたが、開封部にホットメルト接着剤の一部が残留し、外観が良くないという問題があった。またホットメルト接着剤は、耐熱性に乏しく、またシール強度にも限界があることから、適用分野が限定されるという欠点があった。
【０００４】
一方、ポリエチレンに対して易開封性を示すシール材料は、数多く知られているが、これらをポリエチレンコート紙容器のシール材料として使用する場合には次のような問題点があった。すなわちポリエチレンコート紙容器には種々の構成のものがあり、最も単純なものとして紙に薄層のポリエチレンが積層された構成のものがある。このようなポリエチレンコート紙容器に従来知られているような易開封性シール材料を適用した場合、往々にして開封時にポリエチレン部と紙の間の剥離、すなわち紙剥げが認められることがあった。これは従来の易開封性シール材料が、ポリエチレンに対して易開封性を示すものの、その接着強度が高すぎることに基づくものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、上記のような単純な構成のポリエチレンコート紙容器に対してもヒートシール温度幅が広く、易開封性でしかも開封時に紙剥げのない易開封性シール材料について検討を行った。また、ポリエチレンコート紙容器の中でも、被覆層が厚いものについては、比較的高いシール強度でシールしても、開封時に紙剥げが起こりにくいが、易開封性が悪い傾向にあった。
そこで、このようなものに対しても適切な易開封性シール材料となるような品質設計が容易に行える処方についての検討も行った。その結果、後記するような重合体組成物を使用すると、ポリエチレンに対するシール強度の調整が容易に行うことができ、したがって種々のタイプのポリエチレンコート紙容器に適用可能な易開封性シール材料となることを知るに至った。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、ポリエチレン、とくにポリエチレンをコートした紙のポリエチレン面に対して、密封性と易開封性とに優れた易開封性シール材料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、不飽和カルボン酸含量が４〜２０重量％のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）４５〜８９重量％、プロピレンを主体とする重合体（Ｂ）３〜１５重量％、１−ブテンを主体とする重合体（Ｃ）５〜２５重量％及びワックス（Ｄ）３〜１５重量％からなることを特徴とする、ポリエチレンコート紙容器の易開封性シール材料用重合体組成物及び該組成物からなる易開封性シール材料に関するものである
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の重合体組成物を構成するエチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）は、不飽和カルボン酸含量が４〜２０重量％、好ましくは５〜１８重量％のものであり、エチレンと不飽和カルボン酸の二元共重合体のみならず、任意に他の単量体が共重合された多元共重合体であってもよい。
不飽和カルボン酸含量が上記範囲にあるものを使用することにより、適度なシール強度と広い温度幅のシール温度を確保することができる。
【０００９】
ここに不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチルなどを例示することができる。とくに好ましいのは、アクリル酸又はメタクリル酸である。
【００１０】
上記任意に共重合されていてもよい他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステル、一酸化炭素、二酸化硫黄などを例示することができる。これら他の単量体は、例えば０〜３０重量％、好ましくは０〜２０重量％の範囲で共重合されていてもよく、一般にこのような他の単量体含量が多くなると、ポリエチレンに対する低温ヒートシール性を向上させたり、シール強度を増加させたりするので、目的とするシール強度水準によっては、適宜これら単量体を含有するものを使用することができる。
【００１１】
本発明の（Ａ）成分としては、このようなエチレン・不飽和カルボン酸共重合体の代わりにそのアイオノマーを使用することができる。このようなアイオノマーとしては、カルボキシル基の１００％以下、好ましくは１０〜９０％、特に好ましくは２０〜８０％を、金属イオンで中和されたものを使用することができる。
このようなアイオノマーの使用は、ポリエチレンに対するシール強度の小さい易開封性シール材料を得るのにとくに有効である。ここに金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのようなアルカリ土類金属、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、クロム、鉛などの典型及び遷移金属などであり、とくにアルカリ金属、アルカリ土類金属又は亜鉛を用いるのが好ましい。
【００１２】
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマーとしては、他成分との混和性、得られる重合体組成物の成形加工性、シール強度等を考慮すると、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが、０．１〜５００ｇ／１０分、とくに０．５〜１００ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【００１３】
本発明の重合体組成物においては、上記（Ａ）成分とともに、プロピレンを主成分とする重合体（Ｂ）及び１−ブテンを主成分とする重合体（Ｃ）が用いられる。
【００１４】
このような重合体（Ｂ）としては、プロピレンのホモポリマー、プロピレンを主成分とするプロピレンと他のα−オレフィン、例えばエチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン等との共重合体などである。より具体的にはポリプロピレン、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・１−ブテンランダム共重合体などを代表例として例示することができる。
重合体（Ｂ）としては、２３０℃における２１６０ｇ荷重下のメルトフローレートが０．１〜５００ｇ／１０分、とくに０．５〜１００ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【００１５】
重合体（Ｃ）としては、１−ブテンホモポリマー、１−プテンと他のα−オレフィンとの共重合体などである。より具体的には、ポリ１−ブテン、１−ブテン・プロピレンランダム共重合体などを代表例として例示することができる。
重合体（Ｃ）としては、１９０℃における２１６０ｇ荷重下のメルトフローレートが０．１〜５００ｇ／１０分、とくに０．５〜１００ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【００１６】
本発明の重合体組成物を構成するワックスとしては、低分子量ポリエチレン、天然ワックス、合成ワックスなどが使用できる。
【００１７】
低分子量ポリエチレンの例としては、チーグラー触媒等によるエチレンの直接重合により合成され、その分子量が５００から５０００、密度が９２０から９７０ｋｇ／ｍ３のものが例としてあげられる。
なお、重合後、酸化変性されたもの、特に酸化ポリエチレンワックスや、酸変性による極性基導入が施されているもの、特に酸変性ポリエチレンワックスもこれに含まれる。
天然ワックスとしては、鉱物又は動植物から得られるパラフィンワックス、蜜ろう、カルバナワックスなどがあり、分子量は７００以下が一般的である。
合成ワックスとしては、ポリエチレン製造時の副生物や熱分解生成物などがある。
これらの中では、低分子量ポリエチレンの品質が最も安定しており、そのものの使用が特に好ましい。
【００１８】
本発明の重合体組成物におけるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）、プロピレンを主体とする重合体（Ｂ）、１−ブテンを主体とする重合体（Ｃ）及びワックス（Ｄ）の配合割合は、（Ａ）４５〜８９重量％、好ましくは５５〜７９重量％、（Ｂ）３〜１５重量％、好ましくは６〜１０重量％、（Ｃ）５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％、（Ｄ）３〜１５重量％、好ましくは５〜８重量％である。
（Ｂ）及び（Ｃ）成分が上記割合より少ないと、シール強度の小さい易開封性シール材料が得難く、またその割合が多くなりすぎると、低温シール性及び基材への積層加工性が悪くなる。
また、（Ｄ）の使用割合が前記範囲より少ない場合には、低温シール性が悪く、また適正なシール温度幅が狭くなる傾向にある。またその使用割合が多くなりすぎると、基材に積層する場合の加工性が悪くなるとともに積層後の表面ベタツキが増加し、２次加工等での取扱いが困難になる傾向にある。
【００１９】
本発明の重合体組成物には前記四必須成分に加え、任意の添加剤を配合することができる。
このような添加剤として、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤などを挙げることができる。とくに組成物の加工性を向上させるためには滑剤を配合することが望ましい。このような滑剤としては、脂肪酸アミド、高分子量ポリエチレングリコール、水添ひまし油、シリカなどを例示することができる。
【００２０】
このような滑剤は、上記四必須成分の合計量１００重量部に対し、有機化合物滑剤の場合は１００〜１００００ｐｐｍ程度、またシリカのような無機化合物滑剤の場合は０．１〜３重量％程度配合すると効果的である。
滑剤の使用は、本願発明の重合体組成物を、基材に押出コーティング加工におけるフィルム同士のブロッキングや金属ロールへのスティックを防止するとともに、巻き戻し等の後工程の作業性を高めるという利点を有している。
【００２１】
本発明の重合体組成物は、成形性、シール特性を考慮すると、メルトフローレート（１９０℃、２１６０ｇ荷重）が１〜４００ｇ／１０分、とくに１〜１５０ｇ／１０分となるように調整することが望ましい。
【００２２】
本発明の重合体組成物は、ポリエチレンコート紙容器のヒートシール層として積層して使用することができる。
【００２３】
本発明の重合体組成物を基材に積層する方法としては、本発明の重合体組成物を直接基材に押出ラミネートする方法、インフレーションやＴ−ダイキャスト成形によりフィルム状にした重合体組成物を、基材とラミネートさせる、いわゆるサーマルラミネート法、ドライラミネート法、サンドラミネート法等の一般的方法があり、いずれの方法も適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、密封性、低温シール性が良好で、ヒートシールの温度幅が広く、適度のシール強度を有し、易開封性に優れた重合体組成物を提供できる。とくにポリエチレンに対して適度なシール強度でヒートシールできるので、紙／ポリエチレン、紙／ポリエチレン／ＥＶＯＨ／ポリエチレン、紙／ポリエチレン／ＰＥＴ／ポリエチレン、紙／ポリエチレン／アルミ箔／ポリエチレンのような構成のポリエチレンコート紙容器に対する易開封性シール材料として使用したときに、紙剥げのない易開封性シール材料とすることができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。まず、実施例及び比較例において使用した樹脂組成物の作成方法、ラミネート加工方法と条件、ヒートシール性能評価方法について説明する。
【００２７】
１．樹脂組成物の作成方法
下記の条件で、各樹脂組成物を調製した。
押出機：６５ｍｍφ単軸押出機
スクリュー：フルフライト（Ｌ／Ｄ＝２８）
樹脂温度：１８０℃
スクリュー回転数：５０回転／分
【００２８】
２．ラミネート加工方法
１で調製した各組成樹脂を、下記方法によって予め用意した基材のＥＭＡＡ樹脂層への押出ラミネート加工を行った。
装置：田辺プラスチック製ラミネーター
押出機：４０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３２
スクリュー：フルフライト、圧縮比＝３．７５
ダイ：ストレートマニホールドタイプ
ダイ開口：０．７×４００ｍｍ
エアーギャップ：７０ｍｍ
加工温度：２５０℃
加工速度：３０ｍ／ｍｉｎ
ラミネート厚み：１５μｍ
基材：紙（７９．１ｇ／ｍ２）／ポリエチレン（１５μｍ）／アルミ箔（７μｍ）／ＥＭＡＡ樹脂（１５μｍ）
ＥＭＡＡ樹脂：無水マレイン酸共重合ポリエチレン樹脂。
【００２９】
３．ヒートシール性能評価方法
３−１  ヒートシール強度測定
２で作成した積層フィルムと被シール基材のポリエチレン樹脂面とのヒートシール強度について、下記条件によって測定した。評価基準として、強度が３Ｎ／１５ｍｍ以上、５Ｎ／１５ｍｍ以下を合格と判断した。
被シール基材：ＰＥＴ（１２μｍ）／ポリエチレン（２０μｍ）
ヒートシール機：片面加熱バーシーラー（シール幅：１０ｍｍ）
シール温度：１２０、１４０、１６０℃
シール圧力：０．１ＭＰａ
シール時間：１秒間
強度測定：引張試験機使用、９０度剥離、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、
試験片幅１５ｍｍ
【００３０】
３−２  紙剥げ評価
２で作成した積層フィルムと、片アート紙（７９．１ｇ／ｍ２）の片面が２０μｍ厚みのポリエチレン層からなる積層体のポリエチレン面とを、上記３−１記載と同一の方法によって、ヒートシールする。そのもののヒートシール部をやはり、３−１で記載の条件にて剥離させた際の、剥離状態の観察を行った。片アート紙からポリエチレン層が剥離している場合を紙剥げ、ポリエチレン層が片アート紙から剥離していない場合を界面剥離と評価した。
【００３１】
以下に、実施例及び比較例で用いた、各樹脂組成物の配合比及びそれら原料樹脂の物性等について示す。
【００３２】
（Ａ）エチレン・不飽和カルボン酸共重合体またはそのアイオノマーを表１に示す。
【００３３】
【表１】
0004526633.tif 000002
【００３４】
（Ｂ）プロピレンを主体とする重合体
プロピレン系重合体：Ｆ７６９Ｒ（（株）グランドポリマー社製ＰＰ樹脂）
ＭＦＲ：２１ｇ／１０ｍｉｎ
密度：０．９１ｇ／ｃｍ３
融点：１６０℃
（ｃ）１−ブテンを主体とする重合体
１−ブテン系重合体：Ｍ３４５０（三井化学（株）社製ＰＢ−１樹脂）
ＭＦＲ：４ｇ／１０ｍｉｎ
密度：０．９１５ｇ／ｃｍ３
【００３５】
（Ｄ）ワックス
３２０ＭＰ（三井化学（株）社製  低分子量ポリエチレン）
分子量：３０００
密度：９３０ｋｇ／ｍ３
融点：１０７℃
【００３６】
［実施例１］
アイオノマー７６重量％、プロピレン系重合体８重量％、１−ブテン系重合体１０重量％、ワックス６重量％の比率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合し、重合体組成物（Ａ）を調製した。
この重合体組成物（Ａ）のペレットを、実施例説明２記載のラミネート加工方法によって、樹脂加工温度２５０℃にて、紙（７９．１ｇｒ／ｍ２）／ポリエチレン（２０μｍ）／アルミ箔（７μｍ）／ＥＭＡＡ樹脂（１５μｍ）／（Ａ）（１５μｍ）構成からなるラミネートフィルムを作成した。
次に、作成した上記ラミネートフィルムを用いて、実施例説明３−１記載の条件によるヒートシール強度及び３−２記載の条件による紙剥げ評価を行った。
その結果、ヒートシール温度が１２０〜１６０℃の温度範囲で、容易に剥離可能且つシール部剥離面での紙剥げ発生の見られない結果が得られた。
結果を表２に示す。
【００３７】
［実施例２］
酸共重合体７６重量％、プロピレン系重合体８重量％、１−ブテン系重合体１０重量％、ワックス６重量％の比率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の評価を行った。その結果、ヒートシール温度が１２０〜１６０℃の温度範囲で、容易に剥離可能且つシール部剥離面での紙剥げ発生の見られない結果が得られた。
結果を表２に示す。
【００３８】
［比較例１］
アイオノマー樹脂７３重量％、プロピレン系重合体１２重量％、１−ブテン系重合体１５重量％の比率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、ヒートシール温度が１２０℃及び１４０℃では紙剥げ発生は無いもののシール強度が低過ぎ、１６０℃以上のシール温度ではシール強度が高過ぎて紙剥げが発生した。
結果を表２に示す。
【００３９】
［比較例２］
アイオノマー樹脂９０重量％、プロピレン系重合体１０重量％の比率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、ヒートシール温度が１２０℃では紙剥げ発生が無くシール強度も適温であったが、１４０℃以上のシール温度ではシール強度が高過ぎて紙剥げが発生した。
結果を表３に示す。
【００４０】
［比較例３］
アイオノマー樹脂８５重量％、１−ブテン系重合体１５重量％の比率とした配合物を、実施例説明１記載の条件下で溶融混合し、重合体組成物（Ａ）を調製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、１２０〜１６０℃の全シール温度範囲でシール強度が過大で、紙剥げが発生した。
結果を表３に示す。
【００４１】
［比較例４］
アイオノマー樹脂単独で、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、１２０〜１６０℃の全シール温度範囲でシール強度が過大で、紙剥げが発生した。
結果を表３に示す。
【００４２】
［比較例５］
酸共重合体単独で、実施例１と同様の評価を行った。
その結果、１２０〜１６０℃の全シール温度範囲でシール強度が過大で、紙剥げが発生した。
結果を表３に示す。
以上実施例、比較例で示すとおり、本特許請求の範囲にある樹脂組成物からなるシール材は、広いシール温度範囲内で適度のシール強度を保持し、紙剥げ発生を防止できるため、実用性に優れたシール材を提供できる。
【００４３】
【表２】
0004526633.tif 000003
【００４４】
【表３】
0004526633.tif 000004