JP2004131627A

JP2004131627A - エチレン共重合体組成物及びそれを用いた易開封性シール材料

Info

Publication number: JP2004131627A
Application number: JP2002298552A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sato; 佐藤　正史
Original assignee: Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
Current assignee: Dow Mitsui Polychemicals Co Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP4147888B2

Abstract

【課題】ポリプロピレンに対する易開封性シール材料として使用するときに、ヒートシール強度の温度依存性が少なく、低温ヒートシール性、密封性、易開封性、開封部の外観及び剥離感が優れるという性能を示すエチレン共重合体組成物を提供する。
【解決手段】不飽和エステル含量が３〜２０重量％のエチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）３０〜９８重量部、不飽和エステル含量が２５〜５０重量％のエチレン・不飽和エステル共重合体（Ｂ）１〜４０重量部、ワックス（Ｃ）１〜３０重量部及び粘着付与樹脂（Ｄ）０〜３０重量部の割合で配合してなるエチレン共重合体組成物、及び、基材に該エチレン共重合体組成物を積層した包装材料。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、種々の材料に対し、優れた密封性と易開封性を示すエチレン共重合体組成物及びこれを用いた易開封性シール材料に関する。とりわけポリプロピレン用の易開封性シール材料として有用なエチレン共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】
カップ麺、ゼリー、ヨーグルト、豆腐など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。このような易開封性蓋材のシール材として、古くはエチレン酢酸ビニル共重合体、粘着付与樹脂及びワックスからなるホットメルト接着剤型のものが使用されていたが、押出ラミネート加工ができず、また耐油性、耐熱性が充分でないため、押出ラミネート加工可能なシール材料として種々のものが提案され、また実用化されるようになってきた。例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体やエチレン・アクリル酸エチル共重合体のようなエチレン・不飽和エステル共重合体と粘着付与樹脂の組成物、これにポリエチレンや低結晶性エチレン・α−オレフィン共重合体などを配合した組成物などが、密封性と易開封性とを備えたシール材料となることが知られている（例えば特公昭６３−２９８９４号や特公平１−３８９５号などの各公報）。
【０００３】
しかしながら容器本体に使用されるプラスチック材料の種類も増え、新しい材料に対しては従来のシール材では充分に対応できないものもあり、新たなシール材の出現が望まれている。また既存のプラスチック材料を使用した容器であっても、用途によっては望まれるヒートシール特性が異なっていたり、また他の特性が要求されたりすることがあり、このような要求に耐えられるようなシール材料も望まれている。
【０００４】
例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステルなどが容器材料として古くから使用されてきたが、近年、透明性、耐熱性、衛生性、強度、コストなどの問題からポリプロピレンが多用されるようになってきた。このようなポリプロピレン容器に使用される蓋材としては、密封性と易開封性の観点から容器本体と適度なヒートシール強度を有し、開封した際に開封面に樹脂残りがないよう界面剥離するものが望まれた。とくに小容量のポリプロピレン製容器に対しては、適当なヒートシール強度のレベルが比較的低くて密封性と易剥離性に優れているものが望まれており、また剥離するときの強度が均一でソフト感のあるものが望まれていた。ところがこのような諸性質を全て満足するようなシール材料は見出されていないのが現状であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者等は、上記要求性能を全て満足し、したがってポリプロピレン容器用に好適な易開封性シール材を見出すべく検討を行った。その結果、後記するようなエチレン共重合体組成物が、種々のシール特性及び剥離感に優れることを見出すに至り、本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明によれば、不飽和エステル含量が３〜２０重量％のエチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）３０〜９８重量部、不飽和エステル含量が２５〜５０重量％のエチレン・不飽和エステル共重合体（Ｂ）１〜４０重量部、ワックス（Ｃ）１〜３０重量部及び粘着付与樹脂（Ｄ）０〜３０重量部の割合で配合してなるエチレン共重合体組成物提供される。本発明によればまた、このようなエチレン共重合体組成物からなる易開封性シール材料が提供される。さらに本発明によれば、基材にこのような易開封性シール材料を積層した包装材料が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、不飽和エステル含量の異なる２種のエチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）及び（Ｂ）が使用される。エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）は、不飽和エステル含量が３〜２０重量％、好ましくは５〜２０重量％の範囲のものである。またエチレン・不飽和エステル共重合体（Ｂ）は、不飽和エステル含量が２５〜５０重量％、好ましくは２５〜３５重量％の範囲のものである。このような２種のエチレン・不飽和エステル共重合体を適当な割合で併用することにより、ポリプロピレンに対し適度なシール強度を有し、また均一な剥離強度を有するシール材料となる組成物を得ることができる。共重合体（Ａ）のみを使用した場合には均一な剥離強度を有する組成物は得られず、また共重合体（Ｂ）のみを使用した場合には組成物にべたつきが生ずると共に、耐熱性が不足し、またポリプロピレンに対し適正なシール強度を有する組成物が得られない。
【０００８】
エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）及び（Ｂ）における不飽和エステルとしては、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ｎプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、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のような不飽和カルボン酸エステルを例示することができる。とくに好ましいのは酢酸ビニル及びアクリル酸又はメタクリル酸の低級アルキルエステルである。共重合体（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ２種以上使用してもよく、また共重合体（Ａ）と（Ｂ）の不飽和エステルは同一あるいは異なるものである。
【０００９】
エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）及び（Ｂ）はまた、加工性、シール強度、耐油性等を勘案すると、それぞれ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１〜１５０ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【００１０】
本発明で使用されるワックス（Ｃ）は、合成ワックスであっても天然ワックスであってもよい。合成ワックスとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュ法で得られる合成ワックスなどを例示することができる。ポリエチレンワックスやポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックスは、オレフィンを低重合して得られるものであってもよく、また高分子量のポリエチレンやポリプロピレンを熱分解して得られるものであってもよい。ポリオレフィンワックスとしてはまた、数平均分子量が５００〜１００００、とくに１０００〜８０００程度、環球法による軟化点が１００〜１５０℃、とくに１００〜１３０℃程度のものを使用するのが好ましい。ポリオレフィンワックスとしてはまた、酸化変性や不飽和カルボン酸又はその無水物によるグラフト変性などの変性を施したものであってもよい。また天然ワックスとしては、石油留分から分離されるパラフィンワックス、カルナバワックス、マイクロクリスタリンワックスなどを例示することができる。これらの中ではとくにポリオレフィンワックスを使用するのが好ましい。
【００１１】
本発明のエチレン共重合体組成物の任意配合成分であるが、配合することが推奨される粘着付与樹脂（Ｄ）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、ポリテルペン系樹脂、ロジン類、スチレン系樹脂、クマロン・インデン樹脂などを挙げることができる。脂肪族系炭化水素樹脂の例としては、１−ブテン、イソブテン、ブタジエン、１，３−ペンタジエン、イソプレンなど炭素数４〜５のモノ又はジオレフィンの少なくとも１種以上を含む留分を重合して得られる樹脂を挙げることができる。脂環族系炭化水素樹脂の例として、スペントＣ_４〜Ｃ_５留分中のジエン成分を環化二量化後重合させて得られる樹脂、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を挙げることができる。
【００１２】
芳香族系炭化水素樹脂の例として、ビニルトルエン、インデン、α−メチルスチレンなどのＣ_８〜Ｃ_１０のビニル芳香族炭化水素を少なくとも一種以上含有する留分を重合して得られる樹脂、あるいはこれら留分と上記脂肪族炭化水素留分を共重合して得られる樹脂などを挙げることができる。ポリ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、これらの水素添加物などを挙げることができる。
【００１３】
ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油などのロジン及びその変性物などであり、変性物としては水素添加、不均化、二量化、エステル化などの変性を施したものを例示することができる。スチレン系炭化水素樹脂としては、純度の高いスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、イソプロピルトルエンなどのスチレン系単量体の１種又は２種以上を重合して得られる分子量の低い樹脂状重合体を挙げることができる。
【００１４】
本発明のエチレン共重合体組成物を飲食品包装用の易開封性シール材料として使用する場合には、無臭性、食品衛生性、他成分との混和性などを考慮すると、芳香族系炭化水素樹脂を核内水添した樹脂あるいはポリテルペン系樹脂を使用することが好ましい。
【００１５】
本発明のエチレン共重合体組成物においては、エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）及び（Ｂ）、ワックス（Ｃ）及び必要によりさらに粘着付与樹脂（Ｄ）を所定割合で配合することが重要である。すなわち（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の合計量を１００重量部とするときに、エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）を３０〜９８重量部、好ましくは４０〜９０重量部、一層好ましくは５０〜８０重量部、エチレン・不飽和エステル共重合体（Ｂ）を１〜４０重量部、好ましくは５〜３５重量部、一層好ましくは１０〜３０重量部、ワックス（Ｃ）を１〜３０重量部、好ましくは２〜２０重量部、一層好ましくは２〜１５重量部、また粘着付与樹脂（Ｄ）を０〜３０重量部、好ましくは１〜２０重量部、一層好ましくは２〜１５重量部の割合で配合する。また（Ａ），（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の合計量を１００重量部とするときに、エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）及び（Ｂ）の合計量を７０〜９５重量部、とくに７５〜９０重量部の割合で使用するのが好ましい。エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）及び（Ｂ）を上記のような割合で併用することにより、押出ラミネート加工が可能で、ポリプロピレンに対し適度なシール強度を有し、またソフトな剥離感を有するシール材料となるエチレン共重合体組成物を得ることができる。またワックス（Ｃ）を適量配合することにより広範囲なシール温度領域で適正なシール強度を示す組成物とすることができるが、過度に使用すると組成物の加工性を損なうことになる。さらに粘着付与樹脂（Ｄ）を適量添加することにより添加によりエチレン共重合体組成物のシール性を改善することができるが、多くの場合、過度に配合するとその加工性や耐油性を損なうようになる。
【００１６】
本発明のエチレン共重合体組成物には、シール強度の調整のために、他の熱可塑性樹脂、例えば低密度ポリエチレン、中・高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン（密度が９００〜９３０ｋｇ／ｍ^３のエチレン・α−オレフィン共重合体）、ポリ−１−ブテン、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物などを少量、例えば’Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の合計量１００重量部に対し、２０重量部以下、とくに１０重量部以下の割合で配合することができる。
【００１７】
本発明のエチレン共重合体組成物においては、任意に各種添加剤を配合することができる。かかる添加剤の代表例としては、押出加工性、離ロール性、フイルムの滑り性などの改善の目的で使用される滑剤及び／又は離ロール剤を挙げることができる。より具体的には、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイルパルミドアミド、ステアリルパルミドアミド、メチレンビスステアリルアミド、メチレンビスオレイルアミド、エチレンビスオレイルアミド、エチレンビスエルカ酸アミドなどの各種アミド類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール、水添ひまし油、シリカ、タルクなどの無機質添加剤などである。これらの配合量は、無機質添加剤の場合は０．１〜３重量％程度、それ以外のものは０．０１〜１重量％程度の範囲が適当である。
【００１８】
任意に配合し得る他の添加剤の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、顔料、染料などを例示することができる。
【００１９】
本発明のエチレン共重合体組成物は、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各成分、及び（Ｄ）やその他の任意に配合される熱可塑性樹脂や添加剤を、同時に又は逐次的に混合することによって調製することができる。エチレン共重合体組成物を調製するに当たっては、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、各種ニーダーなどを用いて溶融混合するのが好ましく、その混合順序にはとくに制限はない。
【００２０】
かくして得られる本発明のエチレン共重合体組成物は、押出加工性、シール強度、耐熱水性等を考慮すると、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが１〜４００ｇ／１０分、とくに１〜１５０ｇ／１０分程度となるように調製されていることが望ましい。
【００２１】
本発明のエチレン共重合体組成物は、易開封性シール材料、とくに包装材料の易開封性シール材料、とりわけポリプロピレンに対する易開封性シール材料として好適である。このような用途に使用される場合、通常は各種基材に積層した形で使用される。かかる目的に使用される基材としては、紙、アルミニウム、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、（高衝撃）ポリスチレン、アルミ蒸着ポリエステル、アルミ蒸着ポリプロピレン、シリカ蒸着ポリエステルなどを挙げることができる。このような基材は単層である必要はなく、２層以上の積層体であってもよい。
【００２２】
本発明のエチレン共重合体組成物を基材に積層させるには、該組成物を予めキャスト法やインフレーション法によりフイルム化し、ドライラミネーション法により基材と貼り合わせる方法、該組成物を直接基材上に押出コーティングする方法、ポリエチレン等を接着層として用い、基材上にサンドイッチラミネーションにより接着層を介して積層する方法、基材と該組成物を共押出する方法などを採用することができる。
【００２３】
かくして得られる積層体は、各種包装材料として使用することができる。とくに各種容器、とりわけポリプロピレン製容器の蓋材として使用するときに密封性、易開封性、剥離感等に優れた蓋材となる。またポリプロピレン製容器のみならず、他の材料の容器、例えば、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル等の容器の蓋材としても利用できる。このような蓋付容器は、例えば、カップ麺、ゼリー、プリン、ヨーグルト、みつ豆、サワー、豆腐、乳酸飲料、和菓子、加工肉などの飲食物、薬品、医療容器、トナー、電子部品などの各種包装に使用することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。尚、実施例及び比較例において用いた原料は、以下の通りである。
【００２５】
１　原料
（１）エチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）
ＥＶＡ−１：エチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量１４重量％、メルトフローレート（ＭＦＲ）１５ｇ／１０分）
ＥＶＡ−２：エチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量１９重量％、ＭＦＲ２．５ｇ／１０分）
ＥＶＡ−３：エチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量１９重量％、ＭＦＲ１５ｇ／１０分）
（２）エチレン・不飽和エステル共重合体（Ｂ）
ＥＶＡ−４：エチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量２８重量％、ＭＦＲ１５ｇ／１０分）
（３）ワックス（Ｃ）
ＷＡＸ：酸化変性型ポリエチレンワックス（数平均分子量３０００、酸価１．０ＫＯＨｍｇ／ｇ）
（４）粘着付与樹脂（Ｄ）
Ｐ１００：水素添加芳香族炭化水素樹脂（環球法軟化点１００℃）
【００２６】
［実施例１〜４、比較例１〜３］
予め作成した延伸ＰＥＴ（厚さ１２μｍ）／低密度ポリエチレン（厚さ２０μｍ）からなる２層構成の積層フイルムの低密度ポリエチレン面側に、表１に示す配合組成のエチレン共重合体組成物を３０μｍ厚みで押出コーティングして試験基材を得た。
【００２７】
厚さ３００μｍのポリプロピレンシートにこの試験基材をそのエチレン共重合体組成物面が当接するように重ね合わせ、１６０℃、圧力０．２ＭＰａ、シール時間１．０秒の条件でヒートシールして積層体を得た。この積層体から試験基材部を剥離したときの剥離強度を測定した。また同じ積層体を使用して試験基材部を剥離したときの剥離強度の均一性を、官能にて評価した。評価は、剥離強度が均一な場合をＡ、ジップ剥離してしまう場合をＢとした。これらの結果を表１に併記する。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、易開封性シール材料として好適なエチレン共重合体組成物を提供することができる。とくにポリプロピレンに対してヒートシールする場合、密封性、低温ヒートシール性、易開封性、開封部の外観に優れ、ヒートシール強度の温度依存性が少なく、剥離強度の均一性に優れたシール材料となるエチレン共重合体組成物を提供することができる。またエチレン共重合体組成物のヒートシール強度は各成分の組成を変更させることにより調整することができるので、種々の用途分野で使用することができる。

Claims

不飽和エステル含量が３〜２０重量％のエチレン・不飽和エステル共重合体（Ａ）３０〜９８重量部、不飽和エステル含量が２５〜５０重量％のエチレン・不飽和エステル共重合体（Ｂ）１〜４０重量部、ワックス（Ｃ）１〜３０重量部及び粘着付与樹脂（Ｄ）０〜３０重量部の割合で配合してなるエチレン共重合体組成物。
請求項１記載のエチレン共重合体組成物からなる易開封性シール材料。
基材に請求項２記載の易開封性シール材料が積層されてなる包装材料。