(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（メタ）アクリル酸含量が４〜２０重量％のエチレン・（メタ）アクリル酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）３０〜９０重量％、プロピレン及び又は１−ブテンを主体とする重合体（Ｂ）５〜４５重量％及び粘着付与樹脂（Ｃ）５〜２５重量％の重合体組成物。
【請求項２】
請求項１記載の重合体組成物からなるシール材料。
【請求項３】
基材に積層して使用される請求項２記載のシール材料。
【請求項４】
ポリエチレン用に使用される請求項２又は３記載のシール材料。
【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、易開封性蓋材を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ともに、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。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、密封性と易開封性に優れた易開封性シール材料を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（メタ）アクリル酸含量が４〜２０重量％のエチレン・（メタ）アクリル酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）３０〜９０重量％、プロピレン及び又は１−ブテンを主体とする重合体（Ｂ）５〜４５重量％及び粘着付与樹脂（Ｃ）５〜２５重量％の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。
【０００７】
【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・（メタ）アクリル酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）は、（メタ）アクリル酸含量が４〜２０重量％、好ましくは５〜１８重量％のものであり、エチレンと（メタ）アクリル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。（メタ）アクリル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。
【０００８】
ここで、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸、メタクリル酸を示す。
【０００９】
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量するものを使用することができる。
【００１０】
本発明の（Ａ）成分としては、このようなエチレン・（メタ）アクリル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。
【００１１】
エチレン・（メタ）アクリル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。
【００１２】
本発明の重合体組成物においては、上記（Ａ）成分とともに、プロピレン及び又は１−ブテンを主成分とする重合体（Ｂ）が用いられる。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、１−ブテンホモポリマー、１−ブテンと他の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、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（Ｂ）としては、プロピレンを主体とする重合体にあっては２３０℃における、また１−ブテンを主体とする重合体にあっては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。
【００１３】
本発明の重合体組成物を構成する粘着付与樹脂としては、脂肪族系炭化水素樹脂、脂環族系炭化水素樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、スチレン系樹脂、テルペン樹脂、ロジン類などが使用される。
【００１４】
脂肪族系炭化水素樹脂の例としては、１−ブテン、イソブチレン、ブタジエン、１，３−ペンタジエン、イソプレン、ピペリレンなどのＣ４〜Ｃ５モノまたはジオレフィンを主成分とする重合体などが挙げられる。脂環族系炭化水素樹脂の例としては、スペントＣ４〜Ｃ５留分中のジエン成分を環化二量体化後重合させた樹脂、シクロペンタジエンなどの環状モノマーを重合させた樹脂、芳香族系炭化水素樹脂を核内水添した樹脂などが挙げられる。芳香族系炭化水素樹脂の例としては、ビニルトルエン、インデン、α−メチルスチレンなどのＣ９〜Ｃ１０のビニル芳香族炭化水素を主成分とした樹脂などが挙げられる。スチレン系炭化水素樹脂としてはスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、イソプロペニルトルエン等の重合体である。
【００１５】
テルペン系樹脂の例としては、α−ピネン重合体、β−ピネン重合体、ジペンテン重合体、テルペン−フェノール共重合体、α−ピネン−フェノール共重合体、水素化テルペン樹脂などが挙げられる。
【００１６】
ロジン類としては、ロジン、重合ロジン、水添ロジン、ロジンエステル、ロジンフェノール樹脂及びそのエステルなどを挙げることができる。
【００１７】
これらの中では、水素化芳香族炭化水素樹脂や水素化テルペン樹脂などの水素添加型樹脂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・（メタ）アクリル酸共重合体又はそのアイオノマー（Ａ）、プロピレン及び又は１−ブテンを主体とする重合体（Ｂ）及び粘着付与樹脂（Ｃ）の配合割合は、（Ａ）３０〜９０重量％、好ましくは５０〜８５重量％、（Ｂ）５〜４５重量％、好ましくは１０〜４０重量％、
（Ｃ）５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。（Ｂ）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（Ｃ）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耐油性も悪くなり、飲食品用途に不適当となる。
【００１９】
本発明の重合体組成物には前記三必須成分に加え、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、上記三必須成分の合計量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、単層で上記用途に使用することができるが、基材にヒートシール層として積層して使用することができる。このような基材としては、延伸あるいは無延伸のフィルムであって、例えば、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体、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、エチレン・ビニルアルコール共重合体、紙、アルミ箔、アルミニウム、シリカ、アルミナ、マグネシアなどを蒸着したフィルム、ポリ塩化ビニリデンやポリビニルアルコールなどのガスバリアー材をコーティングしたフィルムなどを例示することができる。これら基材は単層であってもよく、２層以上の積層品であってもよい。
【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、単層のポリエチレンあるいはポリエチレンを表面層とするフィルム、シート、容器等に対する易開封性シール材料として好適に使用することができる。とくに紙／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。
【００２５】
かかる重合体組成物は、またその他各種材料、例えばポリプロピレン、ポリ−４−メチル−１−ペンテンなどのポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニルなどのシール材料としても使用することができる。
【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、各樹脂組成物を調整した。
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で調整した各組成樹脂を、下記方法によって基材のアルミ箔面への押出ラミネート加工を行った。
0003827870.tif 000002
【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４Ｎ／１５ｍｍ以上、１０Ｎ／１５ｍｍ以下を合格と判断した。
0003827870.tif 000003
【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３０μｍ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・（メタ）アクリル酸共重合体またはそのアイオノマー
表１に示す。
【００３３】
【表１】
0003827870.tif 000004
【００３４】
0003827870.tif 000005
【００３５】
（Ｃ）粘着付与樹脂
荒川化学（株）社製  アルコンＡＭ１
芳香族系炭化水素樹脂の核内水添樹脂
環球法軟化点：１１５℃
【００３６】
［実施例１］
アイオノマー▲１▼８０重量％、プロピレン系重合体１０重量％、粘着付与樹脂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）を調整した。
【００３７】
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２４０℃にて、紙（７９．１ｇ／ｍ２）／ポリエチレン（１５μｍ）／アルミ箔（７μｍ）／（Ａ）（４０μｍ）構成からなるラミネートフィルムを作成した。
【００３８】
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。
【００３９】
その結果、１２０〜１６０℃のシール温度範囲で、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。
【００４０】
結果を表２に示す。
【００４１】
［実施例２］
重合体の配合組成を、アイオノマー▲１▼８０重量％、ポリ１−ブテン重合体１０重量％、粘着付与樹脂１０重量％を配合して得られた配合物を、実施例１と同様にして、溶融混合し、エチレン重合体組成物（Ｂ）を調整した。この組成物から実施例１と同様の条件にてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。結果を表２に示す。
【００４２】
［実施例３］
重合体の配合組成を、アイオノマー▲１▼７０重量％、プロピレン系重合体２０重量％、粘着付与樹脂１０重量％を配合して得られた配合物を、実施例１と同様にして、溶融混合し、エチレン重合体組成物（Ｂ）を調整した。この組成物から実施例１と同様の条件にてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。結果を表２に示す。
【００４３】
［実施例４］
重合体の配合組成を、アイオノマー▲２▼８０重量％、プロピレン系重合体１０重量％、粘着付与樹脂１０重量％を配合して得られた配合物を、実施例１と同様にして、溶融混合し、エチレン重合体組成物（Ｂ）を調整した。この組成物から実施例１と同様の条件にてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。結果を表３に示す。
【００４４】
［実施例５］
重合体の配合組成を、酸共重合体７０重量％、プロピレン系重合体１５重量％、粘着付与樹脂１５重量％を配合して得られた配合物を、実施例１と同様にして、溶融混合し、エチレン重合体組成物（Ｂ）を調整した。この組成物から実施例１と同様の条件にてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。結果を表３に示す。
【００４５】
［比較例１］
重合体をアイオノマー▲１▼のみとし、その他樹脂は一切配合せずに、全て実施例１と同様にしてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。ヒートシール強度が１０Ｎ／１５ｍｍを越え、剥離が困難であると同時に紙剥げが発生した。結果を表３に示す。
【００４６】
［比較例２］
重合体を酸共重合体のみとし、その他樹脂は一切配合せずに、全て実施例１と同様にしてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。比較例１と同様に、ヒートシール強度が１０Ｎ／１５ｍｍを越え、剥離が困難であると同時に紙剥げが発生した。結果を表４に示す。
【００４７】
［比較例３］
重合体の配合組成を、アイオノマー▲１▼９０重量％とプロピレン系重合体１０重量％を配合して得られた配合物を、実施例１と同様にして、溶融混合し、エチレン重合体組成物（Ｂ）を調製した。この組成物から実施例１と同様の条件にてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。紙剥げの発生は見られなかったが、１２０℃でのヒートシール強度が４Ｎ／１５ｍｍ以下であり、低温シール性が劣っていた。結果を表４に示す。
【００４８】
［比較例４］
重合体の配合組成を、酸共重合体８０重量％とプロピレン系重合体２０重量％を配合して得られた配合物を、実施例１と同様にして、溶融混合し、エチレン重合体組成物（Ｂ）を調製した。この組成物から実施例１と同様の条件にてラミネートフィルムを作成し、ヒートシール性能を評価した。１２０℃でのヒートシール強度が４Ｎ／１５ｍｍ以下であり且つ、１６０℃でのヒートシール強度が１０Ｎ／１５ｍｍを越えた。結果を表４に示す。
【００４９】
【表２】
0003827870.tif 000006
【００５０】
【表３】
0003827870.tif 000007
【００５１】
【表４】
0003827870.tif 000008