日本包鋳学会誌ﾘﾉbjLJNuIG992）－７総論文

イージーピールフィルムの相構造と物性
Ｌ剥離強さと剥離機構
波多野靖＊平和雄。

PhaseStructureandPropertiesofEasy-PeeIFiIm
LPeeIStrengthandPeelingMechanism
ＹａｓｕｓｈｉＨＡＴＡＮＯ,ＫａｚｕｏＴＡＩＲＡ

Thephasestructu１℃andapeelmgmechanismofeasy-peelfilmcomposedof
immiscibleblendofethylene-pmpylenecopolymerａｎｄＬＬＤＰＥ（Lmearlowdensity
polyethylene）ｗｅ塵examined・TheTEMobservationofthefilmstaiｎｅｄｗｉｔｈＲｕｑ

1℃vealedthatthethinboard-1ikeLLDPEphasesdisperちedpamlleltothesuIface
andoIientedalongthemachinediIもctionoffilm・Afterthennalt1℃atmentmmolten

stateat210℃，thedispe1沼edphaseschangedtosphericalshapesandcoagulatedwith
eachothe田andtheirnumbelsdecr℃ased、Thepeelmgstartedfrominterfacefailur℃

betweenthedispe応edphaseandthecontinuousmatIixphase，andfinanyledto
cohesivefailureｏｆｔｈｅｍａｍｘ・IRandRamanspectrumanalysisshowedthatthechangeofmomhologycon℃ｓｐｏｎｄｅｄｔｏｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｓｍｆａｃｅａｎｄｃ０１℃compositions
ofblendedlayerafterthethennaltICatment・Theabsorbancemtiomeasu１℃ｄｂｙｌＲ
ｗｈｉｃｈｃｏｌＴ℃spondedtothesmfacecompositionofblendedlayer，colT℃latedweU
withpeelst妃ngthThismdicatesthatthepeelstrengthmostlydependsonthe

phasestructu１℃ofblendedlayen

Keywords：Phasestructu1℃,Easy-peelfilm,Immiscibleblend,Ethylene-pmpyleneco‐
polymer,LLDPE,ＲｕＱ，ＴＥＭ,ＩＲＲａｍａｎ､東洋製罐グループ綜合研究所（〒24o横浜市保土ケ谷区岡沢町２２－４）－２９－イージーピールフィルムのｲｾﾞﾘ#iii皆と物性

用途に応じてある値の範囲になければならな

旨

要い。例えば、レトルト用途では食品衛生法にイージーピールフィルムに適用されるエチ基づく厚生省告示第370号により、２３Ｎ／

レンープロピレンランダム共重合体と線状低15ｍｍ幅以上のヒートシール強度を有するこ

密度ポリエチレン（LLDPE）とのポリマーブとが義務づけられている。そのため、この値

レンドについて、相構造と剥離強さとの関連を下限とし、できるだけ開け易い範囲となるを調べた。RuO4染色法によるＴＥＭ観察の結よう上限が設定され管理される。

果、LLDPEはフィルムの厚さ方向に偏平でしかし、ヒートシール強度は使用した樹脂

機械方向に長いロッドとして分散相を形成しの種類やグレード及びブレンド比率ばかりでていた。分散相は210℃での加熱溶融処理になく、製膜、ラミネート時の熱処理、ヒート

より丸く形態変化し、これに伴い隣接する分シールなどの加工条件に大きく依存する。そ散相どうしが会合し個体数が減少した。剥離のため、樹脂の選定やブレンド比率は試行錯の進行過程を観察し、剥離が連続相と分散相

誤的なテストから決定され、また剥離強さの間での界面破壊を起点として最終的に連続相管理は経験に頼るところが多く容易なことでの凝集破壊により行われることが示唆されはない。

た。赤外分光法やラマン分光法によると、加イージーピール性（易剥離性）を付与する

熱溶融処理に伴うモルホロジーの変化はブレ

手段としては、用途によっても異なるが、レンド層の表面と中心部における組成変化としトルト用途の場合、ポリプロピレン（PP）系て示された。組成の指標となる吸光度比と剥樹脂と高密度ポリエチレン、低密度ポリエチ

離強さとに良い相関が得られ、相構造が剥離

レン、エチレンー酢酸ビニル共重合体などを強さを決定する有力な要因であることが裏付組合せた相分離系のポリマーブレンドが適用けられた。

される！)。その剥離機構については定説はな
いが、表面にある分散粒子が被着体とのヒー1.緒言

トシールを阻害する結果としてイージーピー
ル性が得られるという考え方、ブレンド層とイージーピールフィルムは、プラスチック

製の成形容器に易開封性を付与する目的で、その内側の層との間で層間剥離を生じるため発現するという考え方などがある。

蓋の内面フィルムとしてアルミ箔などの基材

一方、相分離系高分子はアクリロニトリルとラミネー卜して使用される。こうした蓋はーブタジエンースチレン（ABS）樹脂や耐衝ピーラブル蓋と呼ばれ、用途によってノンポ

撃性ポリスチレン（HIPS）にみられるよう

イル用、ボイル（湯殺菌）用、レトルト（加に、破壊靭性を改善する目的で広く利用され

熱加圧殺菌）用に分類される。ピーラプル蓋ている。靭性の発現機構については、現象論

は、内容物が充填された後容器にヒートシー

的にも理論的にも解明されてきており、モルルして用いられる。このとき一定の方法で測ホロジーと靭性との関連性が検討され、分散定される剥離強さ（ヒートシール強度）は、

粒子壁間距離が大きく靭性に寄与することが－３０－日本包鋳学会誌VOlLIjVb・Ia992）

明らかにされるまでに至っている2)。しかし、ルムを使用した。ブレンド層の設定厚みは５破壊現象という点では同じではあるが、イー’ｍであった。これを１２匹ｍのＰＥｒフィル

ジーピール性の発現機構については著者らがム、ｌ５Ｊｕｍのナイロンフイルム及び２０“ｍ

知る限り検討された例は見当らない。また、のアルミ箔とからなる多層構成の基材にブレ先に示したヒートシール強度の加工条件に対ンド層がヒートシール面となるようにポリウ

する依存性についても、原因が明かにされてレタン系の接着剤を用いてラミネー卜した。
また、１２匹ｍのＰＥＴフィルムと９αｍアない。

相分離系高分子のモルホロジーの観察にルミ箔とで構成した基材にＨｏｍｏＰＰ、エチは、一般に光学顕微鏡の他、走査型電子顕微

レン含有量４重量％のエチレンープロピレン

鏡（SEM）や透過型電子顕微鏡（TEM）が使

プロック共重合体（以下Ｂ１ｏｃｋＰＰと記す）用される。ＴＥＭ観察用の試料調整は超薄切

そしてRandomPPからなる５０αｍのフィル片を必要とするためこれらの中で最も難し

ムをそれぞれポリウレタン系の接着剤によりく、ABS樹脂､I正Sのように樹脂中に二重結

ラミネートし被着材として用いた。なお、フ合を有する場合には四酸化オスミウム染色法

ィルムには東レ合成フィルム社製の食品包装が有効である3)。またＰＰやポリエチレン

用CPPフイルム3301,3701,3401を用いた。

(PE）などのように二重結合を持たないオレ
フィン系高分子については、四酸化ルテニウ

2.2剥離試験ム（RuO`）染色法．が有効であると報告されている5)。

試料を被着材に加熱パーを用いてヒートシールした。ヒートシール時間は２秒または木報ではこのRuO4染色法を採用し、エチ0.8秒とした。これから１５ｍｍ幅の短冊を切

レンープロピレンランダム共重合体（以下り出し、引張試験機を用いてクロスヘッド速

RandomPPと記す）と線状低密度ポリエチ

度200ｍｍ／分でＴ形剥離強さを測定した。

レン（LLDPE）とのポリマーブレンドから成るイージーピールフィルムについて、相構造

2.3ＴＥＭ観察試料の調整と剥離強さとの関連性および剥離機構についアルミ箔を希塩酸で溶かすことにより観察を行う部分のイージーピールフィルムをラミて検討した。

ネート基材から剥した。これから0.5ｍｍ幅

２実験程度の短冊を切り出し、ＴAAB社製の包埋樹
脂エポン８１２で包埋した。硬化後、LKB社製

２１試科のウルトラミクロトーム４８００を用いてガラ

イージーピールフィルムとして、ＰＰホモポ
リマー(以下ＨｏｍｏＰＰと記す)からなる層とスナイフで面出しを行い､ＲｕＱ溶液に浸漬して１時間半から３時間の処理を施した。

エチレン含有量４重量％のＲａｎｄｏｍＰＰに

最後に、ダイヤモンドナイフを用いて1,ｍ

LLDPEをブレンドした層の2層からなるＴダ

以下の超薄切片を切り出し、観察用試料としイを用いて成形された５ｑｕｍ共押出しブイ

た。

－３１－

イージーピールフィルムの在輔農遭と釣i盤

２．４ＳＥＭおよびＴＥＭ観察

社製のレーザーラマン分光器Ｍｏｌｅを使用

２．２の方法によって剥離した試料の剥離面し、光源にはＡｒイオンレーザー（発振波長を、日本電子社製の走杏型電子顕微鏡ＪＳＭ-

514.5nｍ）を使用した。測定手順は、ミクロ

840Ａを用いて加速電圧10ｋＶで観察した。

トームにより切削した試料切片について、フなお観察面にはカーボン蒸着および金蒸着を

ィルム表面より２浬ｍの深さの位置を集光ス施した。

ポット径１’ｍ程度にして測定した。得られ２．３の方法によって作成した超薄切片を、たスペクトルから、ＰＥ成分とＰＰ成分の組成

日立社製の透過型電子顕微鏡Ｈ－５００Ｈを用此の指標としてラマン強度比I…／12,6.,1…

いて、加速電圧100ｋＶの条件で観察した。

／I…を評価したい)。

なお、写真撮影には露出時間を短くするため、電子顕微鏡用フィルムよりも高感度なＸ

3.実験結果および考察

線用フィルム（FujiX-raylX-100）を使用した6)。

３．１剥離強さに及ぼす加熱溶融の影響

イージーピールフィルムが溶融する温度に２．５組成の定量法

おける熱処理の影響を調べるため、ラミネー

ブレンド層の組成を、フィルム表面につい卜した試料を長さ３ｍのオープンにより温度ては赤外分光法により、中心部については

210℃、処理速度１０ｍ／分で処理した。未処レーザーラマン分光法により測定した。

理品と処理品をＢ１ｏｃｋＰＰにヒートシールし赤外線吸収スペクトルの測定は日本電子社

たときのＴ型剥離強さを図１に示す。

製のFT-IRJIR-100を使用し、多重反射型

未処理品では、剥離強さは15ｍｍ幅当たり

ATR結晶によるATR法で行った。ATR結晶

20Ｎ台の値を示し、ヒートシール温度に対しには、入射角４５゜のKRS-5とゲルマニウム

僅かに依存性を示した。処理品では、ヒート(Ge）を用いた。また、侵入深度の波長依存

シール温度が170℃のときに３０Ｎと未処理性を考慮し、ＰＥとＰＰの組成比の指標として品に比較して1.5倍程度高い値となった。ま

吸光度比Ａ麺／A``２，Ａ?翠／A…Ａ…／A…

た、処理品では、これよりも高いヒートシーを評価した?)。また、マトリックスとなるＰＰ

ル温度では被着体側の他の接着界面が剥離の結晶性を吸光度比Ａ率／A"によって評価し、測定不能となった。なお、剥離界面が変した帥。なお、ＡＴＲ法における光の侵入深度わった瞬間の剥離強さは５０Ｎ程度であった。

は、試料表面における光の強度が1／eに減衰

このように、処理品は未処理品よりも剥離する深さとして定義するとg)､KRS－５を用い強さが高く、ヒートシール温度に対する依存たときには700～1000ｃｍ-]の光で3～2浬、、
2900～2950ｃｍ－１の光で0.7αｍ程度の侵入深度となる。またＧｅの場合はそれぞれ0.9～性も大きい。
direction）と幅方向（ＴＤ；Transverse

0.7四ｍ、０．２〃ｍ程度となる。

direction）に対する異方性は未処理品、処理

ラマンスペクトルの測定はJobin-Yvon

なお、フィルムの機械方向(ＭＤ;Machine品とも認められなかった。

－３２－

日本包鍵学会鯵ＶＯＬＩⅣb・Ja992）

釦

如
Ｑ６§

釦
０

２
１

０

日日田、湾一二］ｍ口①』］ぬ一①の凸‐伊a）Ｅｄｇｅｖｉｅｗ

0２００２５０

150
Ｈｅａｔ

Fig.１

sealingtemperature,℃

Heat-sealingtemperatu｢edependenceof
T-peeIst｢Ｓｎｇｔｈｆｏ「easy-peeIfiImbefore

蕊』。

andafterheattreatmentat２１０℃

Adherend：ethyIene-propYIeneblockcopolymeKBIockPP）

Heat-seaIingtime：２sec・
Heat-seaIingpressure：（０，●）ｌｏｗ（△,▲）highPeeldi｢ection：（０.△）ＭＤＫ①.▲）ＴＤb）Ｅｎｄｖｉｅｗ

Fig.２

TransmissioneIectronmic｢ographsofthin
sectionsofvirginuntreatedspecimenof

easy-peeIfiImstainedwithRuq

３２加熱溶融時の相構造変化(B）BIendedIayer(ethyIene-propyIeneran‐domcopoIyme｢(RandomPP>／LLDPE)；

加熱溶融処理により剥離強さは高くなっ(Ｈ）Polyp｢opylenehomCpoIymer(ＨｏｍｏＰＰ）

た。この原因を解明するため、ブレンド層のlayer

相構造をＴＥＭで観察した。
図２に未処理品の観察結果を示す。LLDPE
はフィルムの厚み方向（ＮＤ；Normaldirec-

連伸張されるが、この伸張変形において生じたモルホロジーであると考えられる。

tion）に対し偏平で､ＭＤに細長いロッドとし

図３に処理品の観察結果を示す。処理品でて分散相を形成している。この構造は、主には、分散LLDPE相は太いロッドあるいは球フィルム成形時にＴダイから押し出された樹状となり、個体数も減少している。未処理品の相構造は伸張流動により生じたものであり、熱力学的に不安定な状態のまま凍結され脂がチルロールで冷却されるまでに特徴づけられたと推定される。すなわち、ダイリップ
から押し出された溶融樹脂は、幅方向にある

程度拘束された状態で必要厚みとなるまで高ているものと思われる。そのため、樹脂が溶融状態にあるときにはより安定な形状、すな－３３－

イージーピールフィルムの相iiR造と物性したからであり、ＭＤから脇一の観察結果にみられる瓢
箪形状のLLDPE相はこの会合過程の途中で凍結されたものを示している。

３．２ヒートシール前後における相構造変化
加熱溶融に伴う相構造の変化は、ヒートシール

時間内にも起こり得ると予想される。
b）Ｅｎｄｖｉｅｗa）Ｅｄｇｅｖｉｅｗ

Fig.３

Ｔ｢ansmissionelectronmic｢ographsofthinsectionsofheatt｢eatedspecimenofeasy-peeIfiImstainedwithRuOj(B)B1endedlaye「（RandomPP／LLDPE）；（Ｈ)ＨｏｍｏＰＰｌａｙｅ「図４に未処理品をBlock
PPにヒートシールしたときの観察結果を示す。
200℃－２秒というヒート

シール条件下においても、

わち球形へと変化する。処理後のLLDPE相;平で細長いロッド形状が分散LLDPE相の偏平で細長いロッド形状がの分散構造は、この変化過程を示唆する結果

丸みを帯びている傾向がみられる。また、と言える。LLDPE相の個体数の減少は、形

ヒートシール前ではロッド間の距離が0.Ｍ

態変化とともに隣接する分散相どうしが会合ｍから０．２“ｍと非常に近接した個所もみらb）Ｅｎｄｖｉｅｗa）Ｅｄｇｅｖｉｅｗ
Fig.４

Transmissionelectronmic｢og｢ａｐｈｓｏｆｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓａｍｅｓｐｅｃｉｍｅｎａｓｉｎＦｉｇ２ａｆｔｅ「heatseaIing・Heat-seaIingconditicn：２００℃－２sec．
(B）B1endedlaye「（RandomPP／LLDPE）；（H）ＨｏｍｏＰＰＩａｙｅ「；（Ａ）Adherend（BIockPP）－３４－

日本包鍵学会露ＶｂＬＺハノb・Za9g2）a）Ｅｄｇｅｖｉｅｗ
Fig.５b）ＥｎｄＶｉｅｗ

Ｔ｢ansmissionelectronmicrograｐｈｓｏｆｔｈｉｎｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓａｍｅｓｐｅｃｉｍｅｎａｓｉｎＦｉｇ３ａｆｔｅｒｈｅａｔｓｅａＩｉｎｇＨｅat-sealingcondition：２００℃－２sec．
(B)BIendedIayer（RandomPP／LLDPE）；（Ｈ)ＨｏｍｏＰＰＩａｙｅ「；（Ａ)Adherend（BIockPP）

れたが、ヒートシール後にはこうした部分がある差は認められない。

減少しており、ヒートシール時間内にも
LLDPE相間での会合が生じていると思われ3.3剥離機構

る。

剥離機構を検討するため剥離を途中で止図５に処理品の観察結果を示す。処理品でめ、剥離の先端部分をＴＥＭで観察した。

はすでに準安定的な相構造となっているた

図６に未処理品についての観察結果を示

め、ヒートシール前の状態と比較しても特徴す。剥離が終了した部分では、ブレンド層全

Ｆｉｇ．６

Ｔ｢ansmissioneIectronmicrographofpeeIfaiIureprcpe｢gationinvirgin
untreatedspecimenofeasy-peeIfiImHeat-seaIingcondition：２００℃－２sec．
(B)BlendedIaye｢(RandomPP／LLDPE）；（Ｈ）ＨｏｍｏＰＰＩａｙｅｒ；（Ａ)Adherend(BIockPP)．T-PeeIstrGngth：２１Ｎ／１５ｍｍ－３５－イージーピールフィルムの相嫁造と鯵盤体に破壊が及んでいる様子がみられるが、界被着体であるＢｌｏｃｋＰＰにも、マイクロク

面剥離しているようにみられる部分もある。

レーズが分散粒子間を繋ぐように多数形成

この図からは、被着体側にマトリックス樹脂

し、ポイドも観察される。マイクロクレーズが移行しているかどうかははっきりしない。

の量は、未処理品よりもかなり多く観られしかし、3.4節で述べる実験事実からは、未処る。この試料の剥離を止めた時点でのＴ形剥理品の場合界面剥離の割合は少ないとして判離強さは３３Ｎ／15ｍｍ幅であった。

断される。そこで、ここでは界面剥離がない

これまでポリマーブレンドを適用したイーものとして話を進める。図の中央付近には、

ジーピールフィルムの剥離機構については、

LLDPE相がロッド形態をある程度保持した表面にある分散粒子がヒートシールを阻害す

まま連続相から剥ぎ取られている様子がみらる結果としてイージーピール性が得られるとれる。このことから、剥離の初期においてはいう接着界面破壊による考え方、あるいはも連続相と分散相の界面が剥離し、それをきっかけとして最終的に連続相が凝集破壊していく機構が示唆される。なお、この試料の剥離を止めた時点でのＴ形剥離強さは２１Ｎ／
15ｍｍ幅を示した。

図７に処理品についての観察結果を示す。
ブレンド層は剥離により延性破壊しフィプリ

ル化している。ＨｏｍｏＰＰ層には引張降伏に伴うマイクロクレーズが観察される。また、ａ）lmmediatelybefo｢BpeeIingb）ImmediateIyafte「peeling

Fig7Ｔ｢ansmissioneIect｢oｎｍｉｃ
Ｔ｢ansmissioneIect｢onmicrographsofpeeIfaiIuIもpropergationinheat-treatedspecimen
ofeasy-peeIfi1m
Heat-seaIingcondition：２００℃－２sec．

(B)BIendedlayer（RandomPP／LLDPE光（Ｈ)ＨｏｍｏＰＰＩａｙｅｒ；（Ａ)Adherend(ＢＩｏｃｋＰＰ）

Ｔ－ＰｅｅＩｓｔ｢ength：３３Ｎ／１５ｍｍ－３６－日本包装学会誌VbLJjVb.』α992）のによっては剥離時にフェザリング（羽毛状サイズが５×１２×２．４となり、形状もａ＝１、の糸引きや膜張り）を発生することから、ブレンド層とその内側の層との間で層間剥離を

ｂ＝２，ｃ＝１となったとすると、処理品の分生じるため発現するなどの考え方がなされてとなる。またＮＤへの投影面積は５０％とないた。しかし、基本的な剥離機構としては、る。しかし、単位体積当りの欠陥量として評

連続相と分散相の界面の接着力が極めて弱い
ため、そこが一種の欠陥として作用し、連続価した場合、処理品では個体数が半減してい相の凝集破壊を誘引することによると考えられる。加熱溶融処理により剥離強さが高くなるのは相構造の変化に伴い欠陥が減少すること、ここでは単位体積に占めるLLDPE相の表面積あるいはそれのＮＤへの投影面積が減

25％に減ったことになる。

少することによるものと考えられる。このこへの異方性は認められない。これは、剥離強とは図８に示すモデルにより説明することがさが単純にＰＥによって形成される単位体積できる。

当りの欠陥量で整理されることを支持する結LLDPE相をＸ２／証＋Ｙ蜜／b2＋Ｚ２／c2≦１で散個体１個当りの表面積は未処理品の７８％るので､実質では表面積で３９％､投影面積で未処理品ではＰＥ相の形状およびその分散構造は極めて異方性が強い。また、処理品でも異方性が完全になくなってはいない。しかし、図１のように剥離強さに対するＭＤ、ＴＤ果とも考えられる。

表せる楕円体とし、これらが面心斜方格子をブレンド層の剥離に対する破壊強さは、分形成するように分布していると仮定する。未散相の表面積あるいは投影面積といった形状

処理品の単位格子のサイズを５ｘ１２ｘＬ２と的な要因だけではなく、個々の分散相の方向

し、ａ＝１，ｂ＝４，ｃ＝0.25とした場合、性と位置関係にも依存すると考えられる。加LLDPEの体積分率は２３％となる。これが加藤はABS樹脂製の薄肉射出成形品にみられる

熱溶融処理により個体数が半減し単位格子の層状剥離が、連続相の分子配向によるもので’’’’一一b＝４

c＝０．２５
□Ｚ

Ｅ

Ｍ、

f三二

a）Befo｢eheattreatment

Fig.８

１２１

ａｂｃ

a＝１

、：
b）Afte「heattreatment

Schematicdiag｢amilIustratingphasest｢uctu『ｅｃｈａｎｇｅｗｉｔｈｈｅａｔｔ｢eatment
Dispersedphasesareassumedtobeel1ipsoidexpressｅｄｂｙＸ２／a2＋Ｙｚ／b2＋Ｚ２／c2≦１
andformface-cente｢edmthorhombiclattice－３７－

イージーピールフィルムのり鰍筋澄と釣盤なく、分散ゴム相のPhaseorientationに起相分離構造の評価については、本来分散相因することを指摘している'1)。この場合、分の位置間係をポロノイ分割１２)などの手法によ

散ゴム相は流動方向に整列し、この部分がへり明確にし、大きさや重心間距離あるいは壁き開すると述べている。すなわち、未処理品

間距離などの構造パラメーターによって統計にみられる特徴的な構造は、剥離のために破的に解析'3)すべきことが望ましい。しかし、壊しなければならないマトリックス樹脂の量

今回取り扱った分散相の形状は、異方性の強を効果的に減少させている可能性もある。図

いロッド状から球状へと大きく変化してお９に剥離面のSEM像を示す。剥離面には多くり、同時に個体数も顕著に減少していることのフィブリルが観察されるが、処理品には未から、ここでは定性的に議論した。また、こ処理品に比較してフィプリルが密に形成してうした分散相の形状と方向性までを取り入れいる。これは、剥離時に破壊したマトリック

た評価法も見当らない。

ス樹脂の量的な違いを示唆している。
５０匹、

Fig.９

ScanningeIectronmIc｢ographsofpeeIedsurfaceofunt『eatedandheat-treatedspecimens(ａｔ２１０℃)ofeasy-peelfilm・Adherend：BIockPP・Heat-seaIingcondition：２００℃－２sec．
●－３８－日本包装学会議ＶｂｊＬＪＮＤＩａ９９２）

3.4ヒートシール温度依存性

する依存性が強く、剥離強さはヒートシール

剥離強さを相構造だけで説明するならば、温度が被着体の融点を越えると急速に高くな

未処理品と熱処理品との剥離強さの違いは、る。この場合、樹脂自体の凝集力は非常に高ブレンド層の相構造の違いによる凝集力の差

いので、接着界面近傍が弱い部分となり、剥として説明される。しかし、ヒートシール温離は主に界面破壊となる。

度に対する依存性については、これだけでは

イージーピールフィルムでは、未処理品、説明できない。なぜならば、処理品の方が相処理品ともヒートシール温度が高くなるに従構造は安定状態に近いものであるため、ヒーい、一定の剥離強さに漸近する特徴が見られ

トシール時の相構造変化は少なく、本来ヒーる。しかし、未処理品と処理品を比較する

トシール温度に対する依存性は小さいと予想と、未処理品では被着体による差が見られなされるからである。実際には図１にみられる

いが、処理品ではヒートシール温度が低い領

ように、処理品の方がヒートシール温度依存域で差がみられ、高くなるに従って差が小さ性は大きい。次にこの点について考察する。

くなる。また、被着体をＨＯｍｏＰＲＢ１ｏｃｋ

図１０に被着体のグレードをＨｏｍｏＰＲ
Ｂ１ｏｃｋＰＰおよびＲａｎｄｏｍＰＰとした場合のＰＰとした場合には、ヒートシール温度に対する依存性も大きい。

未処理品および処理品のヒートシール特性を未処理品の場合、被着体間の差がみられな示す。また、参考としてB1ockPPのヒート

いのは、主にブレンド層の凝集破壊により剥シール特性も示した。

離するからである。ヒートシール温度に対し

B1ockPPの場合、ヒートシール温度に対

Easy-peeUfnm（Treated）

B1ockcopolymer

ｌｌｌｌｊＯｌ

Ｒ）●

０００
４３２

／

０

１

戸目叩［、ｚ・兵薗息邑⑭ 『①①ローＰ

三
○の
だ

０

●－●ⅢⅡ

5０

て依存性を示すのは、図４に示したように未

140

／

●

1５０１６０１７０１８０１４０１５０１６０１７０１８０１４０１５０１６０１７０１８０

Heat-sealingtemperature,℃
Fig.１０Heat-sealingtemperaturedependenceofT-peeIstrengthfo「untrGatedandheat-treatedspecimens(ａｔ２１０℃)ofeasy-peelfilmandBIockPRAdherend：（○)ＲａｎｄｏｍＰＰ；(○)ＢｌｏｃｋＰＰ；（②)HomoPRHeat-sealingtime：２sec．

－３９－イージーピールフィルムの相繍造と物性

処理品ではヒートシール時間内

SufaceandcorecompositionsofbIendedIayersof
easy-peeIfiImbeforeandafterheattreatmentａｔ

TabIelにおいても相構造の変化が起き

２１０℃得ることから、これに伴ってブ

FＴ－ＩＲ

Surface(ATR）

すればブレンド層の凝集力は大ｑ〕●

きい。低温域では、ヒートシー
ル界面においてブレンド層の凝集力に勝るような融着が行われ、Ｉの酉蜀ことが原因として考えられる。
処理品では、未処理品に比較

ＰＥ／PＰ
PE／PＰ

Means

レンド層の凝集力が高くなったＣｏｒｅ

T・as②Ｔ－Ｒａｍａｎ

Untreated：Treated

Ａ,笠／Ａ駒４

１０．７６

Ａ可22／Ａ唾

１０．７３

Ａ種／Am4

１：0.69A722／A麺

１０．７３

睦,／1-

0.84：1

1…／12,60

0.85：１ないため、ＢｌｏｃｋＰＰと同様に剥離が接着界面破壊となり、被着体間に差が後での相対値として表１に示す。この表では生じたと考えられる。被着体がＨｏｍｏＰＲ

値が大きいほどＰＥが多いことを意味する。

ＢｌｏｃｋＰＰの場合低温ヒートシール性が

加熱溶融処理により、表面部ではPE成分がRandomPPよりも劣るため、この傾向が強

相対的に減少し、逆に中心部においては増加

く現れ、ヒートシール温度に対する依存性がしている。これは相構造の変化に伴ってＰＥ大きくなったと考えられる。ヒートシール温成分が平均的にブレンド層の内側へ移動した

度が高くなるに従い被着体間の差が小さくなことを意味する。すなわち、ＮＤに偏平でＭＤるのは、ヒートシール界面の接着力が高くなに細長い分散LLDPE相は、溶融時にはよりり、剥離がブレンド層内部の凝集破壊に移行

安定な球形へと変化する。また、同時に隣接していくからである。

する分散相間で会合し、個体が大きくなる。

以上のことから、イージーピールフィルムのヒートシール温度依存性は、未処理品では

このとき、表面部近傍の分散相の重心がブレンド層の内側に移動したことになる。

主にヒートシール時の相構造変化に伴うものであり、処理品ではヒートシール温度が低い

3.6表面組成と剥離強さとの相関性

場合剥離が界面破壊を伴うためと結論され

加熱溶融処理に伴い、ブレンド層の表面部と中心部において組成変化することが明らかる。

となった。次に、加熱溶融処理条件を変え、3.5相構造の変化と組成の変化

表面組成と剥離強さとの関連性について検討

ブレンド層の組成を加熱溶融処理の前後でした。

比較した。フィルム表面については赤外分光

処理にはバッチ式のオープンを使用し、処法により、中心部についてはラマン分光法に

理温度を210℃と180℃とした。表面組成はより測定した。得られたスペクトルからＰＥ

赤外スペクトルから得られた吸光度比を指標とＰＰに帰属するバンドの吸光度比あるいはとして評価した。

ラマン強度比をもとめ、これらの比を処理前－４０－

ＡＴＲ結晶には表面近傍の情報が多く得ら

日本包菱学会鯵ＶｂｊＬＩＮＤ１ａ９９２）

2.0、｡。『］日８口□□』ＯＢぐ

1.5

ﾄﾞﾆill､｡～。

1.0

0.5

0２０４０

０２０４０

8０

ＴｉｍＱｓｅｃ．

Fig.１１8０

Ｔｉｍｅ０sec．

Heat－t｢eatingtimedependenceofopticaIabsorbanceratioswhichindicate

PE／PPcompositionandc｢ysta1Iinityofmat｢ｉｘ「esinofeasy-peeIfiIm
PE／PPcomposition：（Ｏ）Ａ29,5／A2g5o；（Ｏ）ＡＴ麺／A聰；（Ｏ）Ａ迄／Ａｇ７ｕ

CrYstaIIinity：（●）Ａ噸／A97u

れるゲルマニウムを使用した。

図１１に吸光度比を処理時間に対しプロッ
5０

トした結果を示す。この図では値が大きいほ釦０続相であるＰＰの結晶化度の指標となる吸光度比Ａ癖／ルィも示した。この図から、表面近傍のPE成分は、処理時間として10秒を過３ぎると減少する傾向にあることが分かる。一方、マトリックス樹脂の結晶化度の指標とな

０

２

０

る吸光度比Ａ麹／胸4は、熱処理条件によってもほとんど変化していない。

１

日旨い【、崖ご］“臣①』一ｍ一①の』‐僧どPEが多いことを意味する。また､図には連0

図１２に図１１で示した試料のＴ形剥離強さ

1０２０３０４０５０
TimeOsec．

を示す。この図のように処理時間として１０
秒を過ぎると剥離強さが大きくなる。これ

Ｆｉｇ．１２Heat-treatingtimedependenceofTpeelstrengthforeasy-peelfiImheatt｢ｅｔｅｄａｔ２１０℃（①）ａｎｄ１８０℃（○〕

anduntreatedone（Ｏ）

Adhe｢end：BIockPRHeat-seaIingcon‐
dition：２１０℃－０．８sec．

は､図１１における表面組成の変化と非常に良い相関を示す結果と言える。表面組成の変化
は、相構造の変化に伴うものであることから、相構造が剥離強さを決定する有力な要因であることが裏付けられたことになる。
－４１－

イージーピールフィルムの相棒萱と物控

4.結論

離強さを決定する有力な要因であることが裏付けられた。
ＲａｎｄｏｍＰＰとLLDPEとのポリマーブレ

ンドを適用したイージーピールフィルムを試謝辞料として、剥離機構および相構造と剥離強さ

本研究の発表を許可された東洋製罐グルーとの関連性について検討し以下のことが明か

プ綜合研究所長桑原康長博士に感謝の意を表

になった。

します。

DRuO4染色法によるＴＥＭ観察の結果、
LLDPEはフィルムのＮＤに偏平でＭＤに＜文献＞

1）葛良忠彦､平和雄、“新しい包装材料厨（高分子

細長いロッドとして分散相を形成してい学会編)、共立出版、ｐ､7４（1988）

た。また、マトリックス樹脂の溶融温度

2）Ｓ､Ｗｕ,Ｊ､AppLPolym・Sci.，３５，５４９以上となる210℃の熱処理により分散相（1988）

は丸い形状へと変化し、隣接する分散相

3）Ｋ,Kato,PolyllLEng・Sci.,７，３８（1967）

間での会合により個体数が減少した。

4）Ｊ､ＳＴｘ℃nt,Ｊ､１.Scheinlein,Ｐ.Ｒ、

2)剥離の進行過程を観察し、剥離が連続相と分散相間での界面剥離を起点とし最終的に連続相の凝集破壊により行われることが示唆された。

Couchman，ＪＰｏｌｙｍ・Let・Ｅｄ.，１９，３１５（1981）

5）上坂常顕、稲葉信行、山田雄史、佐藤和夫、

鈴木俊一、Polym.Ｐ”pr.,Japan,３４(8)，3）剥離強さのヒートシール温度に対する

２０７７（1985）

依存性は、未処理品では主にヒートシー

6）深見章、電子顕微鏡、１５(2)，１４６（1981）

ル時の相構造変化に伴うものであり、熱7）武上善信、鈴木俊光、近藤俊彦、三谷勝男、処理品ではヒートシール温度が低い場合

高分子化学、２９（323)，１９９（1972）

剥離が界面破壊を伴うためであることが示唆された。

8）Ｊ・Ｐ､Luongo,Ｊ､AppLPolymSci.,３，３０２（1960）

4）加熱溶融時の分散構造の変化は赤外やラマンなどのスペクトルから得られる

9）落合周吉、日本接着協会誌、２０(3)，１２７（1984）

ＰＰとＰＥに帰属するバンドの吸光度比あ10）（株）東レリサーチセンターからの私信

るいはラマン強度の比の変化として評価

11）加藤嵩一、プラスチックス、１８(6)，１５

できた。これにより加熱溶融時の相構造変化に伴いブレンド層の表面部と中心部
において組成変化することが明かとなった。

（1967）

12）ＨTanaka,Ｔ・Hayashi,Ｔ・Nishi,Ｊ・AppL
Physics,６５（12)，４４８０（1989）
13）渡遜昭彦､千葉一正､高分子論文集､４７(4)，5）表面組成の指標となる吸光度比と剥離強さとに良い相関が得られ、相構造が剥－４２－

３０３（1990）（受付1992年４月６日）