73−技術資料−●金属接着用押出ラミネートPEの開発
四日市研究所 PO分野フィルムラミグループ 幸田 真吾
四日市研究所 PO分野モールドグループ 雪岡聡

優れた「05L04（試作名）」、ヒートシール性、ホット1．はじめにタック性に優れた「05L05（試作名）」の２種類であ揮発性有機化合物（VOC）の排出に関する規制強る（表１）。

１）

化が決定し、平成18年４月より施行される 。押出ラミネート成形では、PETフィルムやポリアミド（PA）フィルムなどの基材表面に塗布されるアンカーコート剤（AC剤）に含まれる酢酸エチルやトルエン、メタ3．接着性［1］アルミニウム箔との接着性ノールなどの有機溶剤が対象となるため、今後ラミネ

金属接着用ポリエチレンは、EMAAやアイオノマーート設備改造の他、AC剤の水溶性化、AC剤不要技術などのカルボキシル基を有するエチレン系重合体、おの進展が予想される。当社においても、数年前にACよびアンカーコート剤を塗布した場合と同様に、アル剤不要グレード（ペトロセンDLZ16など）を開発してミニウム箔に対する接着性に優れている（表２）。

２）、
３）

おり、市場展開を進めている。

押出ラミネート成形では、上記フィルムの他、アル［2］ポリエチレンとの接着性ミニウムに代表される金属箔や金属蒸着フィルムが基

金属接着用ポリエチレンは、EAA、EMAAに比べ、材として用いられている。上記グレードは、PETフィポリエチレンフィルムに対する接着性に優れる（表

ルムやポリアミドフィルムへの接着性に優れるもの３）。金属箔、金属蒸着フィルムと直鎖状低密度ポリの、金属箔や金属蒸着フィルムへの接着性に乏しい。

エチレン（LLDPE）フィルムとのサンドイッチラミ

一方、金属箔、金属蒸着フィルム基材に対し優れたネート成形に中間層としてEMAAやEAAを用いた場接着性を示す材料として、エチレン・アクリル酸共重合、これらの樹脂とLLDPEフィルムの接着性が不十合体（EAA）やエチレン・メタクリル酸共重合体（EMAA）など、分子内にカルボキシル基あるいは酸表１無水物基を有するエチレン系重合体が知られている。

試作品の基本物性

しかしながら、このような材料は熱分解により生成する酸による押出機内の腐食、ゲル化しやすいことなどの問題があり、使用が限定されている。

MFR（g／10分）
3密度（kg／m ）本報では、当社が新たに開発した金属接着性に優れ分子構造

05L04

05L0589919910

分岐状直鎖状た押出ラミネート用ポリエチレンについて、その性能を紹介する。
表２アルミニウム箔との接着強度

2．金属接着用ポリエチレンの概要
接着強度（N/15mm）

当社が開発した金属接着用ポリエチレンは、押出ラミネート成形において接着面となるポリエチレン表面を効果的に変性することにより接着性を向上させるというユニークな方法を採用している。そのため、PEの機械物性と押出ラミネート成形性に影響を及ぼす粘弾性を維持したまま、高い接着性を発現することができる。
今回開発したグレードは、押出ラミネート成形性に（ 73 ）

05L04
05L05
EMAA（酸含量５％）
アイオノマー
LDPE（AC剤塗布）

7.2
7.06.04.56.2構成：アルミニウム箔（20μm）／評価樹脂（30μm）
成型温度：（05L04、05L05、LDPE）310℃（EMAA、アイオノマー）290℃

74

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.49（2005）

表３LLDPEフィルムとの接着強度

1210
接着強度［N／15mm］

接着強度（N/15mm）
18121205L05
EMAA（酸含量５％）
アイオノマー

アルミニウム箔（20μm）／評価樹脂（30μm）の評価樹脂
面とPA／LLDPEフィルムのLLDPE面を以下に示す条件により接着させた後、その層間剥離強度を測定。
接着条件：温度140℃、時間0.2秒、圧力0.2MPa

864200100200

300

成形速度［m／分］分となり高いヒートシール強度が得られないことがあるのに対し、金属接着用ポリエチレンでは、アルミニ

図１

ウム箔／金属接着用ポリエチレン間および金属接着用

成形速度とアルミニウム箔への接着強度

構成：アルミニウム箔（20μm）／05L04（20μm）／
LLDPEフィルム（50μm）

ポリエチレン／LLDPEフィルム間共に高い接着性を発現することができるため、高いヒートシール強度が得られる。

1210
接着強度［N／15mm］［3］他基材との接着性
金属接着用ポリエチレンは、金属箔や金属蒸着フィルムのみならず、PETフィルム、ポリビニルアルコール（PVA）フィルムなどの基材に対しても優れた接着性を示す（表４）。押出ラミネート成形に用いられる樹脂には、生産性の観点から、多様な基材と接着する8642ことが求められており、本金属接着用ポリエチレンは0260

押出ラミネート成形に好適な材料であるといえる。

280300320340樹脂温度［℃］

表４

各種基材との接着強度

図２

接着強度（N/15mm）
二軸延伸PETフィルム
PVAフィルム

樹脂温度とアルミニウム箔への接着強度

構成：アルミニウム箔（20μm）／05L04（20μm）／
LLDPEフィルム（50μm）

剥離不可
剥離不可

リア性や遮光性に優れるため、様々な包装材料に用い構成：各種基材／05L04（30μm）
成形温度：310℃られている。内容物により積層体の接着強度が低下することがある。このような内容物として、湿布薬、入浴剤、芳香剤、洗剤などが知られている。

［4］押出ラミネート成形条件

金属接着用ポリエチレンを用いた積層体は、このよ

金属接着用ポリエチレンの接着性は、従来のLDPE

うな内容物による接着強度の低下がほとんどなく、包押出ラミネート成形の場合と同様に、成形速度や樹脂装材料として優れた性質を保持することができる（表温度などの成形条件に依存する。一般に、成形速度が５）。

低く、樹脂温度が高いほど接着性に優れる（図１、図２）。また、オゾン処理などの表面処理は、高速成形時の接着性を改善する方法として効果があることを確認している。

4．その他の性質［1］機械物性
金属接着用ポリエチレンの機械物性は、一般グレー［5］耐内容物性

ド（LDPE：ペトロセン203、LLDPE：TZ420）と同等

金属箔や金属蒸着フィルムを含む積層体は、ガスバである（表６）。

（ 74 ）

東ソー研究・技術報告 第49巻（2005）

表５75

金属接着用ポリエチレンの耐内容物性
05L04120

接着強度（N/15mm）

05L05

LDPE（AC剤塗布）

湿布薬
入浴剤
洗剤

6.77.46.90.50.52.0

未充填

7.26.5EMAA
融点［℃］

05L04

110100

構成：アルミニウム箔（20μm）／05L04（20μm）／
LLDPEフィルム（50μm）
上記積層体を用いた袋に各種内容物を充填し、40℃雰囲気に２日間放置した後、接着強度を測定。

90051015酸含量［wt％］図３

金属接着用ポリエチレンの融点［2］耐熱性EMAAやアイオノマーは、金属との接着性を向上させるために導入されるコモノマー（メタクリル酸）に70より結晶化度が下がり、融点が低下する。そのため、

65
ネックイン［mm］

金属接着性と耐熱性を両立させることができない。
金属接着用ポリエチレンは、融点がEMAAよりも高く耐熱性に優れており（図３）、新たな用途への使用が期待される。

05L04LDPE

60555045［3］押出ラミネート成形性

40

ポリエチレンの押出ラミネート成形性として、高速

0100

成形性の指標であるドローダウン性と、ロス率の指標

200300400

成形速度［m／分］であるネックインが重要視される。図４に金属接着用
図４ポリエチレン「05L04」のネックインを示すが、一般

金属接着用ポリエチレンのネックインに用いられるLDPEと同等であり、ラミネート成形性に優れているといえる。

度が高いため、重量物の包装材料に適している。また、アイオノマーはホットタック性に優れる材料として知［4］ヒートシール性、ホットタック性られているが、金属接着用ポリエチレン「05L05」の金属接着用ポリエチレン「05L05」は、金属接着性

ホットタック性はアイオノマーと同等であり、LDPEに優れるEMAAやアイオノマーよりもヒートシール強
表６より優れている（図５、図６）。
機械物性開発グレード一般グレード05L0405L05203

TZ420

7676MPa

10151015JIS K 6922-2％

9065090650

引張弾性率

JIS K 6922-2

MPa130120130120

曲げ弾性率

JIS K 6922-2

MPa120110120110

デュロメータD硬さ

JIS K 7215

53485348

溶融温度（DSC）

JIS K 6922-2

107122107122

試験法

単位

引張降伏応力JIS K 6922-2

MPa

引張破壊応力JIS K 6922-2

引張破壊呼びひずみ

項目℃（ 75 ）

76

TOSOH Research ＆ Technology Review Vol.49（2005）

ヒートシール強度［N／15mm］

2520151005L055

アイオノマー
0100120140

ヒートシール温度［℃］

図５

ヒートシール強度

構成：アルミニウム箔（20μm）／評価樹脂（30μm）

5005L05
アイオノマー
LDPE

剥離距離［mm］

403020100100120140

ヒートシール温度［℃］

図６

ホットタック性（剥離距離法）

構成：アルミニウム箔（20μm）／評価樹脂（30μm）

5．まとめ
本報で紹介した金属接着用ポリエチレンは、有機溶剤を含む接着促進剤を使用しなくとも多様な基材に対する接着性に優れるとともに、耐熱性や機械物性に優れる新しい押出ラミネート用材料である。今後、様々な積層製品への展開を進め、環境負荷低減に貢献できることを期待している。

参考文献
１）大気汚染防止法の一部を改正する法律の施行期日を定める政令（平成17年５月27日政令第188号）
２）幸田、東ソー研究・技術報告、46、33（2002）
３）幸田、押出成形技術におけるトラブルとその予防・対策、255 （2005）（ 76 ）