JP3841877B2

JP3841877B2 - 多層フィルム及びそれを用いた積層体

Info

Publication number: JP3841877B2
Application number: JP18535996A
Authority: JP
Inventors: 隆俊四十宮; 和典落合
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2016-06-27
Also published as: JPH1016155A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレン層をヒートシール面とする積層材の成形トレイの蓋材に使用するヒートシーラント層に関し、安定したヒートシール性と、弱剥離性とを併せもつ多層フィルムに属する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ポリエチレン層をヒートシール面とする成形トレイに用いる蓋材のヒートシールを安定して行うために、異物付着シールの安定性、高速充填ヒートシールに必要な熱間ヒートシール性を得る材料としては線状ポリエチレンを用いて行われている。そして、線状ポリエチレンをヒートシーラント層とする易剥離性フィルムの技術も開示されていた。しかしながら、線状ポリエチレンを用いた場合、その破断強度が強いために、積層体の基材フィルムが１２〜２０μｍと薄い場合や、図７に示すようなヒートシール面積が大きい複数の収納部をもつトレイ（以下、複室トレイと記載する。）に適用した場合に、各収納部毎を分離するためにヒートシールした部分が剥離の最中に基材フィルムが裂けて完全に開封し難いという問題点があった。
上記のように比較的うすい１２〜２０μｍのフィルムとの積層体においては、安定したヒートシール性をもつと同時に、基材フィルムが裂けないで開封できる弱剥離強度をもつという相反する性質を必要とするものである。
本発明は、安定したヒートシール性をもつとともに、基材フィルムを薄くしたり、ヒートシール面積を大きいトレイの蓋材のヒートシーラント層に用いた場合においても、積層体が破断して裂けることがなく、容易に開封できる弱剥離性もつ多層フィルムとそれを用いた積層体を提供することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の多層フィルムは、ヒートシール面がポリエチレンで形成された容器の蓋材に使用する多層フィルムであって、該多層フィルムが、少なくとも厚みが１５〜６０μｍのポリプロピレンよりなる支持層と、低密度ポリエチレンとポリプロピレンとをブレンド比１：２．３〜５．７でブレンドしたブレンド物よりなる剥離層と、ポリエチレン系樹脂層（以下、本明細書に記載する多層フィルムを構成するポリエチレン系樹脂層をＰＥ層と記載する。）とを、この順に積層して形成されると共に、該剥離層とＰＥ層との合計厚みが２．５〜５μｍとされ、該多層フィルムのヒートシール後の剥離強度が１１００〜１９００ｇｆ／１５ｍｍ幅となるようにした多層フィルムである。また、本発明の積層体は、厚みが１２〜２０μｍの基材フィルムの一方の面に、硬化型接着剤層を介して前記多層フィルムが、その支持層面で貼り合わされた積層体である。
【０００４】
【従来の技術】
ポリエチレン層をヒートシール面とする成形トレイの蓋材に使用するヒートシーラント層は、ポリエチレン系樹脂が用いられ、特に液状物、吸湿性が強い顆粒状物などを、充填する場合のようにヒートシールの完全密封性を必要とするときは、異物付着ヒートシール性と熱間ヒートシールが優れる線状ポリエチレン（以下ＬＬＤＰＥと記載する）を用いられていた。
【０００５】
そして、密封部に易開封性を必要とするときは、成形トレイ又は蓋材のヒートシーラント層に相当する部分に、低密度ポリエチレンとポリプロピレンや、ポリスチレン系共重合体などのヒートシールを阻害する樹脂とをブレンドしたりして、開封性を容易にすることが試みられてきた。しかしながら、上記のＬＬＤＰＥをヒートシーラント層を設けたときは、熱間ヒートシール性や異物付着シール性には良い作用をもつものではあるが、破断強度が強く、剥離するときに糸ひきを起こすばかりでなく、積層体が裂けて完全に開封しないこともあった。
【０００６】
しかしながら、１２〜２０μｍ程度の基材フィルムに必要に応じて透明なバリア層である塩化ビニリデン層をコーティングしたり、又は、酸化ケイ素、アルミニウム酸化物などを蒸着したりして薄膜のバリア層を設けたバリアフィルムを用いた軽量の積層体においては、比較的高いヒートシール温度では基材フィルムが損傷をうけ、基材フィルムと積層して構成した積層体は、開封する途中で裂けて全面を開封できないという問題点があった。
そのために、絵柄層などを設けた基材フィルムとを積層するときは、原則として、図４に示すとおりの強化フィルム例えば延伸ポリプロピレンフィルムなどを一層追加した積層体が用いられていた。
【０００７】
一方、図５及び図６に示す通常のトレイ４４のフランジ４６に積層体１１をヒートシールする場合と比較して、図７及び図８に示す２室以上の複数に分離された収納部４５Ａ、４５Ｂ・・をもつ複室トレイ４５のフランジ４６及び収納部の分離部４７にヒートシール部４１を設けた包装体も出現してきた。このように分離部４７で複数の収納部に、内容物を充填して、フランジ及び分離部を図３に示す積層体１１でヒートシールで密封するとき、ヒートシール強度（剥離強度）が強いと、剥離の途中、特に分離部４７のヒートシール部４１で積層体１１が裂けたりするために完全に開封することができないということもあった。
【０００８】
複室トレイ４５に設けた積層体１１を完全無欠で剥離するために図４に示すように強化フィルム８を設けて厚みを増した積層体１２とする試みは行われてはきた。しかしながら、厚みを増やすことはヒートシール部の伝熱性が低下し結局ヒートシールバーの、温度や圧力が高くなり、基材フィルムや強化フィルムがヒートシール温度で損傷をうけて劣化するために期待したほどの積層体を強化する効果は少なく、破断や、裂けを防止できないばかりでなく、ヒートシール時間が長くなり、生産性の低下や、資源の浪費という問題点があった。
【０００９】
【発明の実施形態】
本発明のヒートシーラント用の多層フィルムは、図１に示すとおりの、ポリプロピレンよりなる支持層１、低密度ポリエチレンとポリプロピレンとのブレンド物よりなる剥離層２及びＰＥ層３がこの順で構成されている多層フィルムにおいて、上記剥離層２とＰＥ層３との合計厚みが２．５〜５μｍに構成した多層フィルムである。
また、前記剥離層２の低密度ポリエチレンとポリプロピレンとのブレンド比が、１：２．０〜８．５である多層フィルムである。
そして、図示はしないが、厚みが１２〜２０μｍの基材フィルム、硬化型接着剤層及び上記多層フィルム支持層とが順に積層された積層体である。
また、図３に示すように、基材フィルム５に所望に応じて絵柄層６を施し、硬化型接着剤層７及び上記多層フィルム１０の支持層１とが順に積層された積層体１１である。
【００１０】
多層体１０が基材層４と低密度ポリエチレン（以下ＬＤＰＥと記載する）層３６とよりなる積層材４３のポリエチレン層３６とヒートシールして剥離をするときは、図２に示すように支持層１とＰＥ層３との間に存在する剥離層２が凝集破壊部３２を形成し弱剥離強度で開封できるものである。
【００１１】
これらの、積層体は所望に応じて絵柄層６を設けることができるし、また積層に使用する硬化型接着剤層にかえて、必要に応じて基材フィルムにプライマー層を設けて熱可塑性樹脂を接着樹脂層とした多層フィルムとを所謂サンドイッチラミネーションにより積層体を構成することもできる。
【００１２】
本発明の支持層は、多層フィルムを製膜するときの基体となるものであり、引っ張り強度３００Kg/cm²、伸度２００％以上の凝集破壊性を呈することがないポリプロピレンであり、キャストシート又は溶融押出しコートができるグレードが用いられる。そしてポリプロピレンが、ホモポリマーでも、コポリマーのいずれでもよい。好ましくは、剥離層との接着を強力に安定するために、αーオレフィンとの共重合体あるいは、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、アイオノマーなどとのブレンド物である。
また、該支持層には、製膜時の耳端部やスクラップの粉砕品を適宜添加してもよい。
【００１３】
上記支持層は、剥離層及びＰＥ層とともに、共押出しキャストフィルムや、溶融共押出しコートにより形成することができ、その厚みは、１５〜６０μｍである。
【００１４】
本発明の多層フィルムは、ヒートシール部の剥離時における剥離層の破壊強度を弱くし、剥離層の凝集破壊を起こし易くするために、ＰＥ層及び剥離層を薄肉化できる共押出しによる製膜が好ましい。共押出し製膜法では、フラットダイを用いるＴ−ダイ法又は環状ダイを用いるインフレーション法が適用できる。
Ｔ−ダイ法では、ブラックボックスタイプの共押出し又はマルチマニフォールド形式のいずれを用いてもよい。インフレーション法に用いるダイについてもいずれも公知のダイが使用できる。
また、該ＰＰ層の剥離層を設けない面には、印刷フィルムや接着剤などとの接着を安定するためコロナ放電処理や、オゾン処理などを行うことが好ましい。そして、他の基材フィルムに共押出しコートして設けるときには、基材フィルムに例えばイソシアネート系のプライマー層を施すことが好ましい。
【００１５】
剥離層は、製膜を行うときに、上記ＰＥ層との接着力が強く、ＰＰ層との間では凝集破壊を起こし易い弱剥離性をもつことが要求される。
本発明は、ポリエチレン系樹脂とポリプロピレンとのブレンド比を適宜変化させることにより上記の要求を満足させた。
すなわち、ホモポリプロピレン（以下ホモＰＰと記載する）又はプロピレンとαーオレフィンとの共重合体、又はＬＤＰＥとのブレンド物である。
ＬＤＰＥとポリプロピレンとのブレンド比は１：２．０〜８．５の多層フィルムである。
【００１６】
図２に示す成形トレイとなる基材層４にＬＤＰＥ層３６を設けた積層材４３のＬＤＰＥ層３６とヒートシールする積層体は、図３に示すように基材フィルム５と多層フィルム１０とからなる積層体１１である。また、基材フィルムは、図示はしないが薄膜のバリア層を設けたバリアフィルムも使用できる。したがって、積層体１１としては、熱伝導性がよく、低温におけるヒートシール性は安定している。そのため、支持層が劣化することがなく、引裂き強度、破断強度を低下させることがない弱剥離性のものである。
そして、ＰＥ層３と剥離層２との合計厚みを２．５〜５μｍにすることにより、容易に支持層１から剥離層２を凝集破壊してトレイを容易に開封できる。
【００１７】
ＰＥ層３と剥離層２との合計厚みが２．５μｍに満たないときは、ヒートシールの安定性に欠け、また５μｍを超えるときは剥離部の糸引きを生ずるという問題がある。
【００１８】
また、図２に示す多層フィルムのヒートシール面であるＰＥ層３は、トレイとなる積層材のポリエチレン層３６とヒートシールされて剥離層２の凝集破壊とともに剥離するものである。そして、剥離層２の凝集破壊部３２の周辺は糸引きもなく良好な弱剥離性をもつものである。
上記の多層フィルムを構成するいずれかの層又は全層には、必要に応じて公知の添加剤、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、核剤、有機及び／又は無機顔料、染料などを適宜添加できる。
【００１９】
図３に示すように本発明の弱剥離性の多層フィルム１０と、絵柄層６などを設けた基材フィルム５、又は必要に応じて薄膜のバリア層を設けたバリア性基材フィルムとを硬化型の接着剤層７を介して積層体１１を構成することができる。
そして、このようにして構成された積層体１１は、図４に示す通常の強化フィルム８を追加構成した強化積層体１２と比較して単位面積の重量が軽く、厚みが薄く巻取りの径が小さく取扱いが容易となり、省資源になるばかりでなく、低温度でヒートシールできるために、生産性の向上に大きく寄与するものである。
【００２０】
【実験例１】
表１に示す組成で、支持層１、剥離層２及びＰＥ層３の多層フィルムを管内接合タイプのフィードブロック（ブラックボックスタイプ）をもつＴーダイス型共押出し製膜装置に供給し、樹脂温度２４０℃で表１の構成の厚みをもつ実施例及び比較例の３層多層フィルム１０を作成した。そして、基材フィルム５として、厚みが１２μｍのポリエステルとをウレタン系の硬化型接着剤を用いてドライラミネーションにより積層体を形成した。
（以下余白）
【００２１】
【表１】

但し、組成：重量％
各層の厚み：μｍ
【００２２】
上記の実施例及び比較例の多層フィルム１０と基材フィルム５として厚み１２μｍポリエステルフィルムとの積層体１１について、厚み５０μｍのＬＤＰＥ層３６と厚み３００μｍのポリエステルシートとをドライラミネーションした積層材４３のＬＤＰＥ層３６とを以下の評価方法でヒートシール性、熱間ヒートシール性及び剥離したときの外観を確認した。
＊１剥離強度：
表２に示す各温度で、積層体のＰＥ層３と積層材のＬＤＰＥ３６とを、圧力３ｋｇ／ｃｍ²、時間１秒の条件でヒートシールし、剥離角度９０°、引っ張り速度を３００ｍｍ／ｍｉｎで剥離したときの強度を測定した。
弱剥離に適する剥離強度は、１１００〜１５００ｇｆ／１５ｍｍ巾であり、１９００ｇｆ／１５ｍｍを超えると、強すぎて、剥離のときにフィルム裂けを生ずることがある。また、１０００ｇｆ／１５ｍｍ以下では密封性が不足する。
＊２熱間シール性：
表２に示す各温度で、積層体のＰＥ層と積層材のＬＤＰＥ層とを、圧力３kg／ｃｍ²、時間１秒の条件でヒートシールした直後、未だ冷却固化していない状態で、ヒートシール面に荷重５０ｇの外力を積層体に作用させて剥離距離で評価する。
剥離距離の小さいものが、熱間ヒートシール性に優れる材料である。
＊３剥離部の外観：
剥離強度を測定した試料のＰＥ層の切断部を目視で評価する。
◎：糸引きがなく良好
○：殆ど糸引きが認められず良好
×：若干糸引きが残り商品価値を低下する。
その評価結果を表２に示す。
（以下余白）
【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
表２の結果より、実施例のものは、安定したヒートシール強度（剥離強度と、ヒートシールの安定に寄与する熱間ヒートシールをもつものであり、そして、その剥離部は、糸引きもなく良好な外観をもつヒートシール用の多層フィルムである。
また、その剥離部は、図２に示すように積層体のＰＥ層３の一部は、積層材のＰＥ層３６とヒートシールされて凝集剥離するものである。そして、剥離した剥離部３２は糸引きもなく良好な効果を奏した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の断面の層構成を示す概略の図である。
【図２】トレイにヒートシールした多層フィルムの剥離部の概念を示す断面図である。
【図３】基材フィルムと多層フィルムとよりなる積層体の概念を示す断面図である。
【図４】強化フィルムを設けた基材フィルムと多層フィルムとよりなる積層体の概念を示す断面図である。
【図５】本発明の積層体を用いる単室トレイの概念を示す斜視図である。
【図６】単室トレイに積層体をヒートシールした状態の概念を示す断面図である。
【図７】強化積層体を用いる複室トレイの概念を示す斜視図である。
【図８】強化積層体を用いる複室トレイに積層体をヒートシールした状態の概念を示す断面図である。
【符号の説明】
１支持層
10 多層フィルム
11 積層体
12 強化積層体
２剥離層
３ＰＥ層
32 凝集破壊部
36 ＬＤＰＥ層
４基材層
41 ヒートシール部
43 積層材
44 単室トレイ
45 複室トレイ
45A 、45B 複室トレイの収納部
46 トレイのフランジ
47 分離部
５基材フィルム
６絵柄層
７接着剤層
８強化フィルム

Claims

ヒートシール面がポリエチレンで形成された容器の蓋材に使用する多層フィルムであって、該多層フィルムが、少なくとも厚みが１５〜６０μｍのポリプロピレンよりなる支持層と、低密度ポリエチレンとポリプロピレンとをブレンド比１：２．３〜５．７でブレンドしたブレンド物よりなる剥離層と、ポリエチレン系樹脂層とを、この順に積層して形成されると共に、該剥離層とポリエチレン系樹脂層との合計厚みが２．５〜５μｍとされ、該多層フィルムのヒートシール後の剥離強度が１１００〜１９００ｇｆ／１５ｍｍ幅となるようにしたことを特徴とする多層フィルム。
厚みが１２〜２０μｍの基材フィルムの一方の面に、硬化型接着剤層を介して請求項１記載の多層フィルムが、その支持層面で貼り合わされていることを特徴とする積層体。