(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面にシーラント層と、前記シーラント層と反対の面にラミネート面となるラミネート層とを有する共押出し法により多層に製膜されたポリエチレン系樹脂からなる積層体であって、前記積層体のヤング率が１５００kgf/cm2 以上であり、前記積層体のシーラント層が平均密度が０．８８０g/cm3 〜０．９１５g/cm3 の範囲で、前記シーラント層を構成する樹脂の５０重量％以上が直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなり、また、前記積層体の構成中に、平均密度が０．９１５g/cm3 以上であって、５０重量％以上が直鎖状低密度ポリエチレンである層が積層され、更に、前記シーラント層には、ポリエチレン系樹脂１００重量部に対して、無機微粒子からなるアンチブロッキング剤として平均粒径８μｍの球状の合成ゼオライト１．０〜２．０重量部と、有機滑剤としてエルカ酸アミド０．１５重量部とエチレンビスオレイン酸アミド０．１５重量部とが添加され、また、前記シーラント層とラミネート層との間の中間層には、ポリエチレン系樹脂１００重量部に対して、有機滑剤としてエルカ酸アミド０．１５重量部とエチレンビスオレイン酸アミド０．１５重量部とが添加されていることを特徴とするラミネート用ポリエチレン系積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材層等と貼り合わされて熱融着層として用いられる共押出し法により製膜されるポリエチレン系積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フレキシブルパッケージ材料として、基材フィルムに熱融着性を有するラミネート用フィルムをラミネートした複合フィルムが多く用いられている。すなわち、食品包装等を中心として、前記複合フィルムは、袋包装やプラスチック成形品に対する蓋材として、食料品・飲料品・肥料・金属加工品、プラスチック加工品等の包装に利用される。
特に、前記熱融着フィルムは、生産量の向上、コスト削減等のために包装ラインを高速化する目的で低温シール性が要望されることがある。低温でのシール性を有するフィルムは、包装の高速化にも対応できる可能性を有するものである。また、低温での流通が必要となる内容物の包装の際にも、包装材の低温シール性が望まれることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ラミネートフィルムとして、滑り性の良好であり、かつ、高速包装に適応可能な材料であるフィルムを提供する。
まず、低温でのシール性のために、その密度が0.915g/cm3以下の、特には 0.910 g/cm3以下のポリエチレン系樹脂による層をシーラント層とした場合には、前記シーラント層の表面（包装材料として使用する時の内面）の滑り性が低下し、ラミネート時にシワを発生し易く、内容物充填時における包装機の各ガイドとの滑り不良や、製袋品を用いての包装における開口性等に劣ったりする。この問題を解決するために、ラミネート等の２次加工時に澱粉等の顆粒を散布して滑り性を改善する方法を用いることもあるが、加工機周辺や内容物の衛生性を損なうことがあり、好ましい方法ではない。
別の方法として、フィルム製膜時に、原料樹脂に多量のアンチブロッキング剤を添加する方法では、シール温度に影響し、また、フィルムの透明性等を劣化させる等の問題がある。さらに有機滑剤を多量に添加する方法では、滑剤の過度のブリードにより、フィルム表面に浮き出た前記添加剤が、ラミネートなどの２次加工以降の工程においてロール汚れやシール阻害、ラミネート阻害を起こすことがある。
また、上記のような樹脂を用いたフィルムは、一般的に剛性が不足し、包材としての風合いが悪いという欠点があった。
本発明の課題は、包装材料として、低温シール性を有し、滑り剤等の添加剤の添加量を適性化して、包材の加工の工程、包装工程において安定して使用できるラミネート用のフィルムを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記のような問題点に対し種々研究の結果、次のような層構成の共押出しフィルムとすることによって課題を解決することが出来た。すなわち、本発明は、片面にシーラント層と、前記シーラント層と反対の面にラミネート面となるラミネート層とを有する共押出し法により多層に製膜されたポリエチレン系樹脂からなる積層体であって、前記積層体のヤング率が１５００kgf/cm2 以上であり、前記積層体のシーラント層が平均密度が０．８８０〜０．９１５g/cm3 の範囲で、前記シーラント層を構成する樹脂の５０重量％以上が直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなり、また、前記積層体の構成中に、平均密度が０．９１５g/cm3 以上であって、５０重量％以上が直鎖状低密度ポリエチレンである層が積層され、更に、前記シーラント層には、ポリエチレン系樹脂１００重量部に対して、無機微粒子からなるアンチブロッキング剤として平均粒径８μｍの球状の合成ゼオライト１．０〜２．０重量部と、有機滑剤としてエルカ酸アミド０．１５重量部とエチレンビスオレイン酸アミド０．１５重量部とが添加され、また、前記シーラント層とラミネート層との間の中間層には、ポリエチレン系樹脂１００重量部に対して、有機滑剤としてエルカ酸アミド０．１５重量部とエチレンビスオレイン酸アミド０．１５重量部とが添加されていることを特徴とするラミネート用ポリエチレン系積層体からなる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明品は、基材フィルムと貼合されてラミネート品とし、熱接着法によって製袋されて袋として、または、プラスチック成形品に対する蓋材として、食料品・飲料品・肥料・金属加工品・プラスチック加工品等の包装に利用される。
特に、包装ラインの高速化やコスト削減のために低温での熱接着が要求される包装材や、低温での流通が必要となる内容物の包装材の熱融着層として好適に使用されるものである。
本発明者らは、低温シール性を有する樹脂の選択および層の形成と、該樹脂層の滑り性の改良、ブロッキングの回避等を目的として、種々研究の結果、以下に説明する材料、製膜法、添加剤の添加方法などにより本発明に到ったものである。
【０００６】
ラミネート用フィルムの製膜法を共押出し法とすることによって、前記の目的に適合する物性のフィルムを得ることができることを見出した。すなわち、低温シール性の層の形成と、フィルムに剛性を付与して加工性を良くすること、また各層に添加する添加剤は、それぞれその必要最小限の量とすることができるので、過剰添加による弊害を回避することができる。
【０００７】
まず、ラミネートフィルムの低温シールは、少なくともその片面に平均密度または加重平均密度が0.880 〜0.915 g/cm3 の直鎖状低密度ポリエチレンを中心とした樹脂層を設けることにより可能となる。直鎖状低密度ポリエチレンは、前記密度範囲のグレードを選択することによって、低温シール性を示し、かつ、得られるシール強度も安定しており、さらに、前記の直鎖状低密度ポリエチレンは、現在、市場において入手可能な熱接着性樹脂であり、包装機の高速化にも、よく対応できる樹脂である。
しかし、前記密度範囲の直鎖状低密度ポリエチレンは、フィルムとした場合、柔軟すぎて、ラミネート等の加工において、折れジワなどを発生し易い。ラミネート用フィルムとしては、加工性に支障のない程度の剛性が求められる。また、その表面は、極めて滑り性が悪い。
【０００８】
前記、フィルムの剛性を付与するために、本発明では、前記のように共押出し法による製膜法とし、多層化される膜の中に、平均密度が0.915 g/cm3 以上の樹脂からなる層を設けるものとする。前記平均密度が0.915 g/cm3 以上の樹脂としては、前記平均密度または加重平均密度が0.880 〜0.915 g/cm3 の直鎖状低密度ポリエチレンからなる層と熱融着性を有すること、また低温シールに際して、安定したシール強度を示すために、直鎖状低密度ポリエチレンを50重量％以上を含むポリエチレン系樹脂とすることが好ましい。逆に、高圧法による低密度ポリエチレン、中低圧ポリエチレン等を50重量％未満の範囲でブレンドした樹脂を用いても良い。
【０００９】
本発明者らは実用試験の結果、製膜されたラミネート用ポリエチレン系積層体としては、そのヤング率が1500kgf/cm2 以上、望ましくは、1700〜2000kgf/cm2 であれば、ラミネート工程において使用可能であることを見出した。
【００１０】
次に、低温シール性のために選択した前記平均密度または加重平均密度が0.880 〜0.915 g/cm3 の直鎖状低密度ポリエチレンからなる層の表面は、滑り性が悪く、また、フィルム化して巻き重ね状態にしておくと、ブロッキングし易い性質であり、そのために、アンチブロッキング剤やスリップ剤を添加する方法が取られていた。低密度のポリエチレン系フィルムの単層構成においては、添加したスリップ剤がフィルム内を移行し、また、フィルムの両面の表面にブリードアウトしてしまい、本来これらの添加剤を必要とする面での効率が悪く、そのため、過剰の添加量とすることがあった。
本発明においては、前述のように、共押出し法による多層の中の、表面（いずれかの片面）に低密度の直鎖状低密度ポリエチレンを用い、また、その多層の中に、前記低密度の直鎖状低密度ポリエチレンよりも高い密度の層を配することによって、前記平均密度または加重平均密度が0.880 〜0.915 g/cm3 の直鎖状低密度ポリエチレンからなる層に必要最小限の添加剤を添加するだけで、その効果を発揮することを見出した。つまり、シーラント層に添加した前記添加剤は、前記比較的高い密度の層の中には移行しない。これは、前記多層フィルム中における添加剤の移行は、前記比較的に高い密度のポリエチレン層において遮断されるものと考えられる。
【００１１】
本発明のラミネート用ポリエチレン系積層体の層構成としては、特に制約はないが、少なくとも、表裏いずれかの面を含む層に前記平均密度または加重平均密度が0.880 〜0.915 g/cm3 の直鎖状低密度ポリエチレンからなる樹脂層が存在し、また多層のなかに前記比較的密度の高い（密度0.915 g/cm3 以上) 層が存在することであって、その他の層の密度の設定は限定しない。
すなわち、フィルムの片面から他の面に向かって徐々に密度が上昇する構成、また、多層の中間に前記比較的密度の高い層を配した構成であっても良い。
【００１２】
防曇剤などの必要な添加剤は、フィルムの各層に添加してもよい。前記平均密度または加重平均密度が0.880 〜0.915 g/cm3 の直鎖状低密度ポリエチレンからなる層をシーラント層とし、他の面を基材とラミネートするラミネート層とする構成が望ましく、この際、前記ラミネート層以外の全層に有機添加剤を添加することが望ましい。ここで言う有機添加剤とは、滑剤（脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪族アルコール、パラフィン類）等である。
【００１３】
本発明のラミネート用ポリエチレン系積層体のシーラント層には、無機微粒子からなるアンチブロッキング剤を用いることが望ましい。前記無機微粒子とは、シリカ、ゼオライト等であり、無機微粒子の種類、形状、大きさ、またその添加量等は、必要とするラミネート用ポリエチレン系積層体の構成、厚さ等を加味して適宜設計されるものである。
【００１４】
好適な滑り性を付与する量としては、ラミネート用ポリエチレン系積層体の中に含有する無機成分の量として示すことができる。その量は、前記ラミネート用ポリエチレン系積層体を燃焼して有機物を除いた後、残留した無機成分の量が前記フィルムの0.1 〜0.8 重量％、より好ましくは0.2 〜0.6 重量％であることがより望ましい。前記残留無機成分が0.1 重量％以下の場合、滑り性が悪くなるか、長期保存後の滑り性の低下となることがある。長期保存においては、添加した有機系滑剤がブリードアウトしてしまい、機能しなくなるためと考えられる。また、前記残留無機物の量が、0.8 重量％を超えると、低温シール性等に影響する。
【００１５】
本発明にかかるラミネート用ポリエチレン系積層体は、基材等と貼り合わせてラミネートフィルムとして包装用等に用いられ、ヒートシール等によって製袋されて袋としたり、成形したトレー容器の蓋材等として用いられる。
前記基材としては、印刷適性があり、表面フィルムとして耐熱性また好調力のあるフィルム、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン等の特に２軸延伸フィルムや、内容物の保存性等のために必要な、酸素遮断性を有するフィルム、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体のけん化物からなるフィルム、ポリプロピレンフィルム、珪素酸化物薄膜層等を設けたフィルム等を前記基材層と本発明のラミネート用ポリエチレン系積層体との中間にラミネートしてもよい。
【００１６】
本発明のラミネート用ポリエチレン系積層体を基材フィルムとラミネートしたラミネート品は、ラミネート工程においての滑りもよく、また、ブロッキングのトラブルのないフィルムとなった。そして、前記ラミネート品により製袋をする際、低温シール性があり、また高速シールに対応できて、フィルムとして剛性もあり、安定した生産が可能である。また、得られる袋等の風合いも良好であり、その袋の開封性においても問題のないものとなった。
【００１７】
【実施例】
本発明のラミネート用ポリエチレン系積層体の実施例及びその比較例のフィルムを次のような条件により製膜し、さらに、前記フィルムのそれぞれを基材フィルムとラミネートしてラミネートフィルムとしての評価も行った。
１．単膜
＜実施例１＞
シーラント層、中間層、ラミネート層の樹脂組成物及び厚み比を表１に示す。各層はポリエチレン系樹脂からなる。
シーラント層にポリエチレン系樹脂100 に対してエルカ酸アミド0.15重量部、エチレンビスオレイン酸アミドを0.15重量部、ＡＢ剤（平均粒径8 μｍ、球状、合成ゼオライト) を1.0 重量部添加。中間層にポリエチレン系樹脂100 に対してエルカ酸アミド0,15、エチレンビスオレイン酸アミドを0.15重量部添加。
また、ラミネート面側には表面処理( コロナ放電処理) を行う。
表１に示した樹脂組成物を、65mmφの押出機を用いて、170 ℃で溶融後4 層インフレにて製膜し、50μｍのポリエチレン系無延伸フィルムを得た。
＜実施例２＞
実施例１と同じ方法により、シーラント層、中間層、ラミネート層の厚み比を表１の通りに製膜した。但しＡＢ剤の添加量だけを2.0 重量部にした。
＜実施例３＞
実施例１と同じ方法により、シーラント層、中間層、ラミネート層の厚み比を表１の通りに製膜した。但しＡＢ剤の添加量だけを1.5 重量部にした。
＜比較例１，２＞
表１に示した内容の樹脂組成物を実施例１と同様の方法で製膜し、各50μｍのポリエチレン系無延伸フィルムを得た。
＜比較例３＞
ＡＢ剤を添加しない以外は実施例１と同様の方法でポリエチレン系無延伸フィルムを得た。
＜比較例４＞
ＡＢ剤の添加量を10.0重量部にする以外は実施例１と同様の方法で製膜し、ポリエチレン系無延伸フィルムを得た。
＜比較例５＞
表１に示した内容の樹脂組成物を実施例１と同様の方法で製膜し、50μｍのポリエチレン系無延伸フィルムを得た。
【００１８】
【表１】
（    ）内は層厚比
0003908372.tif 000002
ＬＬ１：直鎖状低密度ポリエチレン    密度＝ 0.905g/cm3  MI=2.1
ＬＬ２：直鎖状低密度ポリエチレン    密度＝ 0.915g/cm3  MI=2.0
ＬＬ３：直鎖状低密度ポリエチレン    密度＝ 0.920g/cm3  MI=2.0
ＬＬ４：直鎖状低密度ポリエチレン    密度＝ 0.930g/cm3  MI=1.5
｛略号  MI: メルトインデックス｝
２．ラミネート
実施例１〜３、比較例１〜５で得られたフィルムを無延伸ナイロンフィルムとコロナ放電処理面を貼り合わせ面としてドライラミネート加工を行った。得られたラミネートフィルムをエージング(37 ℃、72時間) した後、ブロッキング強度、ヘイズ及び滑り性等を評価した。
３．測定方法
(1) ブロッキング強度(g/70mm)
12cm ×15cmのフィルムのシーラント面同士を重ね合わせて、50℃で60分間予熱処理後、7cm ×7cm 部分をエアーシリンダーを用いたフィルム加圧装置で1.6kgf/cm2で50℃、15分間加圧した。これを23℃、37％RHの条件下でASTM D-1893-67に準拠して引張試験機により測定した。
(2) 動摩擦係数
フィルムの単膜及びラミネート後のシーラント面の滑り性を JIS K7215-1987 に準じて測定した。
(3) ヤング率
ASTM D882に準じて測定した。
(4) 透明性( ヘイズ)
JIS K7105-1981に準じて測定した。
(5) シール開始温度
ラミネート後にシーラント面同士を重ね合わせ、圧力1kg/cm2 ×1secの条件下でヒートシールした後にその強度を測定した。その強度が2kg/15mmとなるときの温度をシール開始温度とした。
(6) フィルム中の無機成分の測定方法
あらかじめ空焼きした灰化容器にフィルムを適量採取し、所定の温度の電気炉で所定時間加熱した後、残った無機物を秤量した。
４．評価
単膜での評価を表１に、ラミネート品としての評価を表２に示した。
【００１９】
【表２】
単膜での評価
0003908372.tif 000003
＜物性評価＞
評価結果を表２に示す。
実施例１〜３は若干透明性が落ちるがヤング率が高く、滑り性、耐ブロッキング性は良好である。これに対して、比較例１，２は透明性は良いが、剛性（ヤング率）が劣る。また、比較例３は滑り性、耐ブロッキング性が不良である。比較例４は剛性及び耐ブロッキング性は良好であるが、透明性に問題があり、比較例５はやや透明性が悪く、また、フィルムとして硬い感じであった。
【００２０】
【表３】
ラミネートフィルムでの評価
0003908372.tif 000004
＜物性評価）
実施例１〜３で得られたフィルムは、良好な滑り性を示し、耐ブロッキング性も良好であった。また、シール開始温度も低い。
これに対して、比較例１〜３はシール開始温度は良好だが、耐ブロッキング性及び滑り性が低下する。また、比較例５は耐ブロッキング性と滑り性には優れるが、シール開始温度が高い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のラミネート用ポリエチレン系積層体を用いて基材とラミネートして包装材料とする加工工程においては、ブロッキング等のトラブルがなく、また滑り性のよいフィルムである。また、前記包装材料として内容物を包装する工程においては、低温ヒートシール性があり、包装ラインの高速化にも対応可能なシール性を示すものである。
また、多層構成とし、層を構成する樹脂の密度を限定することによって、アンチブロッキング剤、スリップ剤などの添加剤の量を適正化することが出来、添加剤の過剰の添加量に起因するトラブルを回避することができた。