JP7842964B2 - Laminates and packaging materials - Google Patents
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Description
本開示は、積層体及び包装材料に関する。 This disclosure relates to laminates and packaging materials.
従来、包装材料などは、樹脂材料から構成される樹脂フィルムを用いて製造されている。包装材料は、例えば、基材と、ヒートシール層とを備える。例えば、ポリエチレンから構成される樹脂フィルムは、柔軟性及び透明性を有すると共に、ヒートシール性に優れることから、包装材料におけるヒートシール層として広く使用されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, packaging materials have been manufactured using resin films made from resin materials. Packaging materials, for example, comprise a base material and a heat-seal layer. For instance, resin films made from polyethylene are widely used as heat-seal layers in packaging materials because they possess flexibility, transparency, and excellent heat-sealability (see, for example, Patent Document 1).
一方、ポリエチレンは、他の熱可塑性樹脂と比較して、比較的低温で軟化する樹脂であるため、包装材料の基材として使用するとヒートシート加工する際に変形したり場合によっては溶融したりすることがある。また、ポリエチレンフィルムは、他の熱可塑性樹脂フィルムと比較して、強度が不充分であることがある。このため、包装材料の基材としては、ポリエステルフィルム及びナイロンフィルム等の強度及び耐熱性に優れる樹脂フィルムを使用するのが一般的である。例えば、ポリエステルフィルム及びナイロンフィルム等の基材とポリエチレンフィルムとを積層し、ポリエチレンフィルム側が包装袋の内側になるようにしてヒートシールすることにより製袋することが行われている(例えば、特許文献2の背景技術参照)。 On the other hand, polyethylene is a resin that softens at relatively low temperatures compared to other thermoplastic resins. Therefore, when used as a base material for packaging materials, it may deform or, in some cases, melt during heat-sealing. Furthermore, polyethylene film may have insufficient strength compared to other thermoplastic resin films. For this reason, it is common to use resin films with excellent strength and heat resistance, such as polyester film and nylon film, as base materials for packaging materials. For example, bags are manufactured by laminating a base material such as polyester film or nylon film with a polyethylene film, and then heat-sealing it so that the polyethylene film side is on the inside of the packaging bag (see, for example, the background art in Patent Document 2).
ところで、近年、循環型社会の構築を求める声の高まりとともに、包装材料をリサイクルして使用することが試みられている。しかしながら、上記のような異種の樹脂フィルムを貼り合わせて得られた積層体では、樹脂の種類ごとに分離することが難しく、リサイクルに適していない。 Incidentally, in recent years, with the growing demand for the creation of a circular economy, attempts have been made to recycle and reuse packaging materials. However, laminates obtained by bonding different types of resin films, as described above, are difficult to separate by resin type and are therefore not suitable for recycling.
そこで本開示者らは、ポリエチレンから構成される樹脂フィルムの強度及び耐熱性を延伸処理により向上できることを見出し、基材として、ポリエチレンを含有する層を複数備え、延伸処理されてなるポリエチレン多層基材を用いることを検討した。 Therefore, the present disclosers discovered that the strength and heat resistance of a resin film made of polyethylene can be improved by stretching, and considered using a polyethylene multilayer substrate, which comprises multiple polyethylene-containing layers and has been stretched, as the base material.
包装材料などに使用される基材には、例えば、包装材料のヒートシール時に熱が付加される。しかしながら、本開示者らは、上記ポリエチレン多層基材を備える積層体は、熱付加による熱収縮が大きい場合があり、耐熱性が充分ではないことを見出した。 The substrate used in packaging materials, for example, is subjected to heat during heat sealing of the packaging material. However, the disclosers have found that laminates comprising the above-mentioned polyethylene multilayer substrate may exhibit significant thermal shrinkage due to heat application, resulting in insufficient heat resistance.
本開示の一つの課題は、ポリエチレン多層基材と、ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層とを備え、耐熱性に優れる積層体を提供することにある。 One of the objectives of this disclosure is to provide a laminate comprising a polyethylene multilayer substrate and a heat-seal layer containing polyethylene as the main component, thereby providing excellent heat resistance.
本開示の積層体は、ポリエチレン多層基材と、ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層とを備える。ポリエチレン多層基材は、第1のポリエチレン層と、第2のポリエチレン層と、第3のポリエチレン層とを厚さ方向にこの順に備え、延伸処理されてなる。上記多層基材は、一実施形態において、第1のポリエチレン層の押込み弾性率が、1.0GPa以上であり、第3のポリエチレン層の押込み弾性率が、1.0GPa以上である。上記多層基材は、一実施形態において、第1のポリエチレン層の押込み硬度が、45MPa以上であり、第3のポリエチレン層の押込み硬度が、45MPa以上である。 The laminate of this disclosure comprises a polyethylene multilayer substrate and a heat-seal layer containing polyethylene as the main component. The polyethylene multilayer substrate comprises a first polyethylene layer, a second polyethylene layer, and a third polyethylene layer in this order in the thickness direction, and is formed by stretching. In one embodiment, the indentation modulus of the first polyethylene layer of the multilayer substrate is 1.0 GPa or higher, and the indentation modulus of the third polyethylene layer is 1.0 GPa or higher. In another embodiment, the indentation hardness of the first polyethylene layer of the multilayer substrate is 45 MPa or higher, and the indentation hardness of the third polyethylene layer is 45 MPa or higher.
本開示によれば、ポリエチレン多層基材と、ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層とを備え、耐熱性に優れる積層体を提供できる。 According to this disclosure, a laminate comprising a polyethylene multilayer substrate and a heat-seal layer containing polyethylene as the main component can be provided, exhibiting excellent heat resistance.
[用語]
以下、本開示において使用する用語を説明する。
「ポリエチレン」とは、エチレン由来の構成単位の含有割合が、全繰返し構成単位中、50モル%以上の重合体をいう。該重合体において、エチレン由来の構成単位の含有割合は、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、特に好ましくは95モル%以上である。上記含有割合は、核磁気共鳴法(NMR法)により測定する。
[term]
The following definitions are used in this disclosure.
"Polyethylene" refers to a polymer in which the content of ethylene-derived constituent units is 50 mol% or more of the total repeating constituent units. In this polymer, the content of ethylene-derived constituent units is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 95 mol% or more. The above content is measured by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.
「ポリエチレン層」とは、ポリエチレンを主成分として含有する層であり、すなわちポリエチレンを50質量%超の範囲で含有する層である。ポリエチレン層におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上である。 The "polyethylene layer" refers to a layer containing polyethylene as its main component, that is, a layer containing polyethylene in a range of more than 50% by mass. The polyethylene content in the polyethylene layer is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, 85% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more.
高密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.945g/cm3を超える。高密度ポリエチレンの密度の上限は、例えば0.965g/cm3である。中密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.925g/cm3を超えて0.945g/cm3以下である。低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.900g/cm3を超えて0.925g/cm3以下である。直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.900g/cm3を超えて0.925g/cm3以下である。超低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.900g/cm3以下である。超低密度ポリエチレンの密度の下限は、例えば0.860g/cm3である。ポリエチレンの密度は、JIS K7112、特にD法(密度勾配管法、23℃)、に準拠して測定する。 The density of high-density polyethylene is preferably greater than 0.945 g/ cm³ . The upper limit of the density of high-density polyethylene is, for example, 0.965 g/ cm³ . The density of medium-density polyethylene is preferably greater than 0.925 g/ cm³ and less than or equal to 0.945 g/ cm³ . The density of low-density polyethylene is preferably greater than 0.900 g/ cm³ and less than or equal to 0.925 g/ cm³ . The density of linear low-density polyethylene is preferably greater than 0.900 g/ cm³ and less than or equal to 0.925 g/cm³. The density of ultra-low-density polyethylene is preferably 0.900 g/ cm³ or less. The lower limit of the density of ultra-low-density polyethylene is, for example, 0.860 g/ cm³ . The density of polyethylene is measured in accordance with JIS K7112, particularly Method D (density gradient pipe method, 23°C).
本開示において、ポリエチレンとしては、例えば、エチレンの単独重合体、及びエチレンと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。他のモノマーとしては、例えば、炭素数3以上20以下のα-オレフィン、酢酸ビニル、及び(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。炭素数3以上20以下のα-オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン及び6-メチル-1-ヘプテンが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル及び(メタ)アクリル酸エチルなどの(メタ)アクリル酸アルキルが挙げられる。 In this disclosure, polyethylene includes, for example, ethylene homopolymers and copolymers of ethylene with other monomers. Other monomers include, for example, α-olefins having 3 to 20 carbon atoms, vinyl acetate, and (meth)acrylic acid esters. Examples of α-olefins having 3 to 20 carbon atoms include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-eicosene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, and 6-methyl-1-heptene. Examples of (meth)acrylic acid esters include alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate and ethyl (meth)acrylate.
上記共重合体としては、例えば、エチレンと、炭素数3以上20以下のα-オレフィンとの共重合体、エチレンと、酢酸ビニル及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される少なくとも1種との共重合体、並びに、エチレンと、炭素数3以上20以下のα-オレフィンと、酢酸ビニル及び(メタ)アクリル酸エステルから選択される少なくとも1種との共重合体が挙げられる。 Examples of the copolymers mentioned above include copolymers of ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms, copolymers of ethylene and at least one selected from vinyl acetate and (meth)acrylic acid esters, and copolymers of ethylene and α-olefins having 3 to 20 carbon atoms and at least one selected from vinyl acetate and (meth)acrylic acid esters.
密度又は分岐が異なるポリエチレンは、重合方法を適宜選択することによって得ることができる。例えば、重合触媒として、チーグラー・ナッタ触媒などのマルチサイト触媒、又はメタロセン触媒などのシングルサイト触媒を用いて、気相重合、スラリー重合、溶液重合及び高圧イオン重合のいずれかの方法により、1段又は2段以上の多段で重合を行うことが好ましい。 Polyethylenes with different densities or branching can be obtained by appropriately selecting a polymerization method. For example, it is preferable to use a multi-site catalyst such as a Ziegler-Natta catalyst or a single-site catalyst such as a metallocene catalyst, and to carry out polymerization in one or more stages using one of the following methods: gas-phase polymerization, slurry polymerization, solution polymerization, or high-pressure ionic polymerization.
シングルサイト触媒とは、均一な活性種を形成しうる触媒であり、通常、メタロセン系遷移金属化合物又は非メタロセン系遷移金属化合物と活性化用助触媒とを接触させることにより、調製される。シングルサイト触媒は、マルチサイト触媒に比べて、活性点の構造が均一であるため、高分子量かつ均一度の高い構造を有する重合体を得ることができるため好ましい。 A single-site catalyst is a catalyst capable of forming a uniform active species. It is typically prepared by contacting a metallocene transition metal compound or a non-metallocene transition metal compound with an activation co-catalyst. Single-site catalysts are preferred over multi-site catalysts because their active site structure is more uniform, allowing for the production of polymers with high molecular weight and high uniformity.
シングルサイト触媒としては、メタロセン触媒が好ましい。メタロセン触媒は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を含む周期表第IV族の遷移金属化合物と、助触媒と、必要により有機金属化合物と、必要により担体とを含む触媒である。 As a single-site catalyst, a metallocene catalyst is preferred. The metallocene catalyst is a catalyst comprising a transition metal compound of Group IV of the periodic table containing a ligand having a cyclopentadienyl skeleton, a co-catalyst, an organometallic compound as needed, and a support as needed.
遷移金属化合物における遷移金属としては、例えば、ジルコニウム、チタン及びハフニウムが挙げられ、ジルコニウム及びハフニウムが好ましい。 Examples of transition metals in transition metal compounds include zirconium, titanium, and hafnium, with zirconium and hafnium being preferred.
遷移金属化合物におけるシクロペンタジエニル骨格とは、シクロペンタジエニル基、又は置換シクロペンタジエニル基である。置換シクロペンタジエニル基は、例えば、炭素数1以上30以下の炭化水素基、シリル基、シリル置換アルキル基、シリル置換アリール基、シアノ基、シアノアルキル基、シアノアリール基、ハロゲン基、ハロアルキル基、及びハロシリル基から選択される少なくとも1種の置換基を有する。置換シクロペンタジエニル基は、1つ又は2つ以上の置換基を有し、置換基同士が互いに結合して環を形成し、インデニル環、フルオレニル環、アズレニル環、又はこれらの水添体を形成していてもよい。置換基同士が互いに結合し形成された環が、さらに置換基を有していてもよい。 In transition metal compounds, the cyclopentadienyl skeleton refers to a cyclopentadienyl group or a substituted cyclopentadienyl group. A substituted cyclopentadienyl group has at least one substituent selected from, for example, a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a silyl group, a silyl-substituted alkyl group, a silyl-substituted aryl group, a cyano group, a cyanoalkyl group, a cyanoaryl group, a halogen group, a haloalkyl group, and a halosilyl group. A substituted cyclopentadienyl group may have one or more substituents, and these substituents may bond to each other to form a ring, forming an indenyl ring, a fluorenyl ring, an azlenyl ring, or a hydrogenated form thereof. The ring formed by the bonding of substituents may further contain substituents.
遷移金属化合物は、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を通常は2つ有する。各々のシクロペンタジエニル骨格を有する配位子は、架橋基により互いに結合していることが好ましい。架橋基としては、例えば、炭素数1以上4以下のアルキレン基、シリレン基、ジアルキルシリレン基、ジアリールシリレン基などの置換シリレン基、ジアルキルゲルミレン基、ジアリールゲルミレン基などの置換ゲルミレン基が挙げられる。これらの中でも、置換シリレン基が好ましい。 Transition metal compounds typically have two ligands having a cyclopentadienyl skeleton. Preferably, each ligand having a cyclopentadienyl skeleton is bonded to one another by a bridging group. Examples of bridging groups include alkylene groups with 1 to 4 carbon atoms, silylene groups, substituted silylene groups such as dialkylsilylene groups and diarylsilylene groups, and substituted germylene groups such as dialkylgermylene groups and diarylgermylene groups. Among these, substituted silylene groups are preferred.
助触媒とは、周期表第IV族の遷移金属化合物を重合触媒として有効に機能させえる成分、又は触媒的に活性化された状態のイオン性電荷を均衝させえる成分をいう。助触媒としては、例えば、ベンゼン可溶のアルミノキサン又はベンゼン不溶の有機アルミニウムオキシ化合物、イオン交換性層状珪酸塩、ホウ素化合物、活性水素基含有又は非含有のカチオンと非配位性アニオンとからなるイオン性化合物、酸化ランタンなどのランタノイド塩、酸化スズ、及びフルオロ基を含有するフェノキシ化合物が挙げられる。 A co-catalyst is a component that can effectively enable transition metal compounds of Group IV of the periodic table to function as polymerization catalysts, or a component that can balance the ionic charge in a catalytically activated state. Examples of co-catalysts include benzene-soluble aluminoxanes or benzene-insoluble organoaluminum oxy compounds, ion-exchangeable layered silicates, boron compounds, ionic compounds consisting of cations containing or not containing active hydrogen groups and non-coordinating anions, lanthanide salts such as lanthanum oxide, tin oxide, and phenoxy compounds containing fluoro groups.
必要により使用される有機金属化合物としては、例えば、有機アルミニウム化合物、有機マグネシウム化合物、及び有機亜鉛化合物が挙げられる。これらの中でも、有機アルミニウム化合物が好ましい。 Examples of organometallic compounds that may be used as needed include organoaluminum compounds, organomagnesium compounds, and organozinc compounds. Among these, organoaluminum compounds are preferred.
遷移金属化合物は、無機又は有機化合物の担体に担持して使用されてもよい。担体としては、無機又は有機化合物の多孔質酸化物が好ましく、具体的には、モンモリロナイトなどのイオン交換性層状珪酸塩、SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2、又はこれらの混合物が挙げられる。 Transition metal compounds may be used supported on an inorganic or organic compound. Preferred supports are porous oxides of inorganic or organic compounds, specifically including ion-exchangeable layered silicates such as montmorillonite, SiO₂ , Al₂O₃ , MgO , ZrO₂ , TiO₂, B₂O₃ , CaO , ZnO, BaO, ThO₂ , or mixtures thereof .
ポリエチレンを得るための原料として、化石燃料から得られるエチレンに代えて、バイオマス由来のエチレンを用いてもよい。バイオマス由来のポリエチレンは、カーボニュートラルな材料であるため、ポリエチレン多層基材を用いて製造される包装材料の環境負荷を低減できる。バイオマス由来のポリエチレンは、例えば、特開2013-177531号公報に記載されている方法により製造できる。市販されているバイオマス由来のポリエチレン(例えば、ブラスケム社から市販されているグリーンPE)を使用してもよい。 As a raw material for obtaining polyethylene, biomass-derived ethylene may be used instead of ethylene obtained from fossil fuels. Since biomass-derived polyethylene is a carbon-neutral material, it can reduce the environmental impact of packaging materials manufactured using polyethylene multilayer substrates. Biomass-derived polyethylene can be produced, for example, by the method described in Japanese Patent Publication No. 2013-177531. Commercially available biomass-derived polyethylene (for example, Green PE, commercially available from Braschem) may also be used.
メカニカルリサイクルによりリサイクルされたポリエチレンを使用してもよい。メカニカルリサイクルとは、一般的に、回収されたポリエチレンフィルムなどを粉砕し、アルカリ洗浄してフィルム表面の汚れ、異物を除去した後、高温・減圧下で一定時間乾燥してフィルム内部に留まっている汚染物質を拡散させ除染を行い、ポリエチレンからなるフィルムの汚れを取り除き、再びポリエチレンに戻す方法である。 Recycled polyethylene obtained through mechanical recycling may be used. Mechanical recycling generally involves crushing collected polyethylene film, alkaline washing to remove dirt and foreign matter from the film surface, then drying it under high temperature and reduced pressure for a certain period to disperse contaminants remaining inside the film, decontaminating it, and returning the polyethylene film to its original polyethylene state.
以下の説明において、登場する各成分(例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン、添加剤、着色剤、樹脂材料、接着剤)は、それぞれ1種用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
以下、本開示の積層体が備えるポリエチレン多層基材について説明した後、本開示の積層体について説明する。
In the following description, each component (for example, polyethylene such as high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, and linear low-density polyethylene, additives, colorants, resin materials, and adhesives) may be used individually or in combination of two or more types.
The following describes the polyethylene multilayer substrate provided by the laminate of this disclosure, followed by a description of the laminate of this disclosure.
[ポリエチレン多層基材]
ポリエチレン多層基材は、
第1のポリエチレン層と、
第2のポリエチレン層と、
第3のポリエチレン層と
を厚さ方向にこの順に備え、延伸処理されてなる。
以下、上記ポリエチレン多層基材を単に「多層基材」ともいう。
[Polyethylene multilayer substrate]
Polyethylene multilayer substrate is
The first polyethylene layer,
A second polyethylene layer,
The third polyethylene layer is arranged in this order in the thickness direction and has been stretched.
Hereinafter, the polyethylene multilayer substrate described above will also simply be referred to as the "multilayer substrate."
多層基材は、第1のポリエチレン層及び第2のポリエチレン層の間に第2aのポリエチレン層と、第2のポリエチレン層及び第3のポリエチレン層の間に第2bのポリエチレン層と、をさらに備えてもよい。この場合の多層基材は、第1のポリエチレン層と、第2aのポリエチレン層と、第2のポリエチレン層と、第2bのポリエチレン層と、第3のポリエチレン層とを、厚さ方向にこの順に備える。第2aのポリエチレン層、第2のポリエチレン層及び第2bのポリエチレン層は、多層基材における中間層(多層中間層)を構成する。 The multilayer substrate may further include a second polyethylene layer (2a) between the first polyethylene layer and the second polyethylene layer, and a second polyethylene layer (2b) between the second polyethylene layer and the third polyethylene layer. In this case, the multilayer substrate comprises the first polyethylene layer, the second polyethylene layer (2a), the second polyethylene layer, the second polyethylene layer (2b), and the third polyethylene layer in this order in the thickness direction. The second polyethylene layer (2a), the second polyethylene layer, and the second polyethylene layer (2b) constitute an intermediate layer (multilayer intermediate layer) in the multilayer substrate.
一実施形態において、多層基材の一方側の表面層が第1のポリエチレン層であり、多層基材の他方側の表面層が第3のポリエチレン層である。多層基材は、第1のポリエチレン層、第2aのポリエチレン層、第2のポリエチレン層、第2bのポリエチレン層及び第3のポリエチレン層における少なくとも一つの層間に他の層を備えてもよい。一実施形態において、多層基材は、第1のポリエチレン層、第2aのポリエチレン層、第2のポリエチレン層、第2bのポリエチレン層及び第3のポリエチレン層のみからなる。 In one embodiment, the surface layer on one side of the multilayer substrate is a first polyethylene layer, and the surface layer on the other side of the multilayer substrate is a third polyethylene layer. The multilayer substrate may have other layers between at least one of the first polyethylene layer, the seconda polyethylene layer, the second polyethylene layer, the secondb polyethylene layer, and the third polyethylene layer. In one embodiment, the multilayer substrate consists only of the first polyethylene layer, the seconda polyethylene layer, the second polyethylene layer, the secondb polyethylene layer, and the third polyethylene layer.
以下、ポリエチレン層を「PE層」ともいう。 Hereafter, the polyethylene layer will also be referred to as the "PE layer."
多層基材に含まれるポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン(高圧法低密度ポリエチレン)、直鎖状低密度ポリエチレン及び超低密度ポリエチレンが挙げられる。 Examples of polyethylene included in multilayer substrates include high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene (high-pressure low-density polyethylene), linear low-density polyethylene, and ultra-low-density polyethylene.
多層基材に含まれるポリエチレンのメルトフローレート(MFR)は、製膜性、及び多層基材の加工適性という観点から、好ましくは0.1g/10分以上50g/10分以下、より好ましくは0.2g/10分以上30g/10分以下、さらに好ましくは0.2g/10分以上15g/10分以下、よりさらに好ましくは0.2g/10分以上10g/10分以下、特に好ましくは0.2g/10分以上5g/10分以下である。本開示において、MFRは、ASTM D1238に準拠し、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定する。 The melt flow rate (MFR) of polyethylene contained in the multilayer substrate is preferably 0.1 g/10 min to 50 g/10 min, more preferably 0.2 g/10 min to 30 g/10 min, even more preferably 0.2 g/10 min to 15 g/10 min, even more preferably 0.2 g/10 min to 10 g/10 min, and particularly preferably 0.2 g/10 min to 5 g/10 min, from the viewpoint of film-forming properties and the processability of the multilayer substrate. In this disclosure, the MFR is measured in accordance with ASTM D1238 under conditions of a temperature of 190°C and a load of 2.16 kg.
図1に、多層基材の一実施形態を示す。
図1の多層基材10は、
第1のPE層12と、
第2aのPE層18と、
第2のPE層20と、
第2bのPE層22と、
第3のPE層14と
を、厚さ方向にこの順に備える。図1の多層基材10において、第2aのPE層18及び第2bのPE層22を省略してもよい。
Figure 1 shows one embodiment of a multilayer substrate.
The multilayer substrate 10 in Figure 1 is
The first PE layer 12,
The PE layer 18 of the second a,
The second PE layer 20,
The PE layer 22 of the second b,
The third PE layer 14 is provided in this order in the thickness direction. In the multilayer substrate 10 of Figure 1, the seconda PE layer 18 and the secondb PE layer 22 may be omitted.
例えば、第1のPE層は、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有してもよく、第3のPE層は、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有してもよい。中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンの量比を調整することにより、例えば、後述する押込み弾性率及び押込み硬度の大きさを調整できる。これにより、多層基材のインキ密着性及び耐熱性をより向上できる。 For example, the first PE layer may contain medium-density polyethylene and high-density polyethylene, and the third PE layer may also contain medium-density polyethylene and high-density polyethylene. By adjusting the ratio of medium-density polyethylene and high-density polyethylene, the magnitude of the indentation modulus and indentation hardness, for example, as described later, can be adjusted. This further improves the ink adhesion and heat resistance of the multilayer substrate.
第1のPE層及び第3のPE層における、中密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/高密度ポリエチレン)は、それぞれ独立に、好ましくは1.1以上5以下、より好ましくは1.5以上3以下である。これにより、インキ密着性及び耐熱性のバランスをより向上できる。 The mass ratio of medium-density polyethylene to high-density polyethylene (medium-density polyethylene/high-density polyethylene) in the first PE layer and the third PE layer is preferably 1.1 to 5, more preferably 1.5 to 3, independently of each other. This further improves the balance between ink adhesion and heat resistance.
第1のPE層及び第3のPE層における、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンの合計含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、多層基材のインキ密着性及び耐熱性をより向上できる。 The total content of medium-density polyethylene and high-density polyethylene in the first PE layer and the third PE layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more, respectively. This further improves the ink adhesion and heat resistance of the multilayer substrate.
例えば、第2のPE層は、直鎖状低密度ポリエチレンを含有してもよい。このような構成により、例えば、後述する押込み弾性率及び押込み硬度を低い範囲に調整できる傾向にある。これにより、多層基材の前駆体である積層物の延伸性を向上できる。 For example, the second PE layer may contain linear low-density polyethylene. Such a configuration tends to allow for adjustment of the indentation modulus and indentation hardness to a lower range, as described later. This improves the stretchability of the laminate, which is a precursor to the multilayer substrate.
第2のPE層における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合は、好ましくは50質量%超、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上、よりさらに好ましくは80質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上である。これにより、耐熱性、剛性及び延伸性のバランスをより向上できる。 The content of linear low-density polyethylene in the second PE layer is preferably more than 50% by mass, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more. This allows for a further improvement in the balance of heat resistance, rigidity, and stretchability.
第2aのPE層及び第2bのPE層は、一実施形態において、それぞれ、高密度ポリエチレンを含有してもよい。このような構成により、例えば、後述する押込み弾性率及び押込み硬度を高い範囲に調整できる傾向にある。これらの層は、多層基材の耐熱性の向上に寄与する。すなわち、第1のPE層及び第3のPE層に加えて、第2aのPE層及び第2bのPE層に高密度ポリエチレンを含有させることにより、多層基材の耐熱性を更に向上できる。 In one embodiment, the PE layer 2a and the PE layer 2b may each contain high-density polyethylene. This configuration tends to allow for adjustment of the indentation modulus and indentation hardness, for example, to a higher range. These layers contribute to improving the heat resistance of the multilayer substrate. Specifically, by incorporating high-density polyethylene into the PE layer 2a and the PE layer 2b, in addition to the first and third PE layers, the heat resistance of the multilayer substrate can be further improved.
第2aのPE層及び第2bのPE層は、一実施形態において、それぞれ、低密度ポリエチレンをさらに含有してもよい。このような構成により、例えば、後述する押込み弾性率及び押込み硬度を調整してもよい。これにより、多層基材の耐熱性、剛性及び加工性のバランスをより向上できる。 In one embodiment, the PE layer 2a and the PE layer 2b may each further contain low-density polyethylene. This configuration allows for adjustment of, for example, the indentation modulus and indentation hardness, as described later. This further improves the balance of heat resistance, rigidity, and processability of the multilayer substrate.
第2aのPE層及び第2bのPE層における、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとの質量比(高密度ポリエチレン/低密度ポリエチレン)は、それぞれ独立に、好ましくは1以上4以下、より好ましくは1.5以上3以下である。これにより、多層基材の耐熱性、剛性及び加工性のバランスをより向上できる。 The mass ratio of high-density polyethylene to low-density polyethylene (high-density polyethylene/low-density polyethylene) in the PE layer 2a and the PE layer 2b is preferably 1 to 4, more preferably 1.5 to 3, independently of each other. This further improves the balance of heat resistance, rigidity, and processability of the multilayer substrate.
第2aのPE層及び第2bのPE層における、高密度ポリエチレンの含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは50質量%超、より好ましくは55質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上である。これにより、多層基材の耐熱性をより向上できる。 The content of high-density polyethylene in the PE layer 2a and the PE layer 2b is preferably more than 50% by mass, more preferably 55% by mass or more, and even more preferably 60% by mass or more, independently of each other. This further improves the heat resistance of the multilayer substrate.
第2aのPE層及び第2bのPE層における、高密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンの合計含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、多層基材の耐熱性、剛性及び加工性のバランスをより向上できる。 The total content of high-density polyethylene and low-density polyethylene in the PE layer 2a and the PE layer 2b is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more, respectively. This allows for a further improvement in the balance of heat resistance, rigidity, and processability of the multilayer substrate.
他の実施形態において、第2aのPE層は、中密度ポリエチレンと直鎖状低密度ポリエチレンとを含有してもよく、第2bのPE層は、中密度ポリエチレンと直鎖状低密度ポリエチレンとを含有してもよい。中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンの量比を調整することにより、例えば、後述する押込み弾性率及び押込み硬度の大きさを調整できる。これらの層は、多層基材の前駆体である積層物の延伸性の向上に寄与する。 In other embodiments, the PE layer 2a may contain medium-density polyethylene and linear low-density polyethylene, and the PE layer 2b may contain medium-density polyethylene and linear low-density polyethylene. By adjusting the ratio of medium-density polyethylene and linear low-density polyethylene, for example, the magnitude of the indentation modulus and indentation hardness, as described later, can be adjusted. These layers contribute to improving the stretchability of the laminate, which is a precursor to the multilayer substrate.
第2aのPE層及び第2bのPE層における、中密度ポリエチレンと直鎖状低密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/直鎖状低密度ポリエチレン)は、それぞれ独立に、好ましくは0.25以上4以下、より好ましくは0.4以上2.4以下である。これにより、耐熱性、剛性及び延伸性のバランスをより向上できる。 The mass ratio of medium-density polyethylene to linear low-density polyethylene (medium-density polyethylene/linear low-density polyethylene) in the PE layer 2a and the PE layer 2b is preferably 0.25 to 4, and more preferably 0.4 to 2.4, independently of each other. This allows for a further improvement in the balance of heat resistance, rigidity, and stretchability.
第2aのPE層及び第2bのPE層における、中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンの合計含有割合は、それぞれ独立に、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、前駆体である積層物の延伸性をより向上できる。 The total content of medium-density polyethylene and linear low-density polyethylene in the PE layer 2a and the PE layer 2b is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more, respectively. This further improves the stretchability of the precursor laminate.
第1のPE層及び第3のPE層のそれぞれの厚さは、それぞれ独立に、好ましくは0.5μm以上10μm以下、より好ましくは1μm以上8μm以下、さらに好ましくは1μm以上5μm以下である。これにより、多層基材のインキ密着性及び耐熱性をより向上できる。 The thickness of the first PE layer and the third PE layer are, independently of each other, preferably 0.5 μm to 10 μm, more preferably 1 μm to 8 μm, and even more preferably 1 μm to 5 μm. This further improves the ink adhesion and heat resistance of the multilayer substrate.
第1のPE層及び第3のPE層のそれぞれの厚さは、第2aのPE層、第2のPE層及び第2bのPE層(以下、第2a、第2及び第2bの層をまとめて「多層中間層」ともいう)の合計厚さよりも小さいことが好ましい。第1のPE層及び第3のPE層のそれぞれの厚さと、多層中間層の合計厚さとの比(第1のPE層又は第3のPE層/多層中間層)は、好ましくは0.05以上0.8以下、より好ましくは0.1以上0.7以下、さらに好ましくは0.1以上0.4以下である。これにより、多層基材の剛性、強度及び耐熱性をより向上できる。 The thickness of the first PE layer and the third PE layer are preferably smaller than the total thickness of the second a PE layer, the second PE layer, and the second b PE layer (hereinafter, the second a, second, and second b layers are collectively referred to as the "multilayer intermediate layer"). The ratio of the thickness of the first PE layer and the third PE layer to the total thickness of the multilayer intermediate layer (first PE layer or third PE layer / multilayer intermediate layer) is preferably 0.05 to 0.8, more preferably 0.1 to 0.7, and even more preferably 0.1 to 0.4. This further improves the rigidity, strength, and heat resistance of the multilayer substrate.
第2のPE層の厚さは、好ましくは1μm以上50μm以下、より好ましくは2μm以上40μm以下、さらに好ましくは5μm以上30μm以下である。これにより、耐熱性、剛性及び延伸性のバランスをより向上できる。 The thickness of the second PE layer is preferably 1 μm to 50 μm, more preferably 2 μm to 40 μm, and even more preferably 5 μm to 30 μm. This allows for a further improvement in the balance of heat resistance, rigidity, and stretchability.
第2aのPE層及び第2bのPE層のそれぞれの厚さは、それぞれ独立に、好ましくは0.5μm以上15μm以下、より好ましくは1μm以上10μm以下、さらに好ましくは1μm以上8μm以下である。これにより、多層基材の耐熱性、又は前駆体である積層物の延伸性をより向上できる。 The thickness of the PE layer 2a and the PE layer 2b are, independently of each other, preferably 0.5 μm to 15 μm, more preferably 1 μm to 10 μm, and even more preferably 1 μm to 8 μm. This further improves the heat resistance of the multilayer substrate or the stretchability of the precursor laminate.
第2aのPE層及び第2bのPE層の合計厚さと、第2のPE層の厚さとの比(第2aのPE層及び第2bのPE層の合計厚さ/第2のPE層の厚さ)は、好ましくは0.1以上10以下、より好ましくは0.2以上5以下、さらに好ましくは0.5以上2以下である。これにより、多層基材の剛性、強度及び耐熱性をより向上できる。
以上の各層の厚さは、いずれも延伸処理後の厚さである。
The ratio of the total thickness of the PE layer 2a and the PE layer 2b to the thickness of the second PE layer (total thickness of the PE layer 2a and the PE layer 2b / thickness of the second PE layer) is preferably 0.1 to 10, more preferably 0.2 to 5, and even more preferably 0.5 to 2. This further improves the rigidity, strength, and heat resistance of the multilayer substrate.
The thicknesses of each layer mentioned above are all after the stretching process.
多層基材を構成する各層は、それぞれ独立に、添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、架橋剤、酸化防止剤、アンチブロッキング剤、滑(スリップ)剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料及び改質用樹脂が挙げられる。 Each layer constituting the multilayer substrate may independently contain additives. Examples of additives include crosslinking agents, antioxidants, antiblocking agents, lubricants, UV absorbers, light stabilizers, fillers, reinforcing agents, antistatic agents, pigments, and modifying resins.
多層基材における第1のPE層、第2のPE層、及び第3のPE層から選ばれる少なくとも1つの層、具体的には、第1のPE層、第2aのPE層、第2のPE層、第2bのPE層、及び第3のPE層から選ばれる少なくとも1つの層は、スリップ剤を含有してもよい。これにより、例えば、多層基材の加工性を向上できる。例えば、第2のPE層がスリップ剤を含有してもよく、上記各層の全てがスリップ剤を含有してもよい。 At least one layer selected from the first PE layer, the second PE layer, and the third PE layer in the multilayer substrate—specifically, at least one layer selected from the first PE layer, the seconda PE layer, the second PE layer, the secondb PE layer, and the third PE layer—may contain a slip agent. This can, for example, improve the processability of the multilayer substrate. For instance, the second PE layer may contain a slip agent, or all of the above layers may contain a slip agent.
スリップ剤としては、例えば、アミド系滑剤、グリセリン脂肪酸エステル等の脂肪酸エステル、炭化水素系ワックス、高級脂肪酸系ワックス、金属石鹸、親水性シリコーン、シリコーン変性(メタ)アクリル樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性ポリエーテル、シリコーン変性ポリエステル、ブロック型シリコーン(メタ)アクリル共重合体、ポリグリセロール変性シリコーン及びパラフィンが挙げられる。 Examples of slip agents include amide lubricants, fatty acid esters such as glycerin fatty acid esters, hydrocarbon waxes, higher fatty acid waxes, metal soaps, hydrophilic silicones, silicone-modified (meth)acrylic resins, silicone-modified epoxy resins, silicone-modified polyethers, silicone-modified polyesters, block-type silicone (meth)acrylic copolymers, polyglycerol-modified silicones, and paraffin.
滑剤の中でも、アミド系滑剤が好ましい。アミド系滑剤としては、例えば、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、メチロールアミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、脂肪酸エステルアミド及び芳香族ビスアミドが挙げられる。 Among lubricants, amide-based lubricants are preferred. Examples of amide-based lubricants include saturated fatty acid amides, unsaturated fatty acid amides, substituted amides, methylolamides, saturated fatty acid bisamides, unsaturated fatty acid bisamides, fatty acid ester amides, and aromatic bisamides.
飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド及びヒドロキシステアリン酸アミドが挙げられる。不飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、オレイン酸アミド及びエルカ酸アミドが挙げられる。置換アミドとしては、例えば、N-オレイルパルミチン酸アミド、N-ステアリルステアリン酸アミド、N-ステアリルオレイン酸アミド、N-オレイルステアリン酸アミド及びN-ステアリルエルカ酸アミドが挙げられる。メチロールアミドとしては、例えば、メチロールステアリン酸アミドが挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、N,N'-ジステアリルアジピン酸アミド及びN,N'-ジステアリルセバシン酸アミドが挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N'-ジオレイルアジピン酸アミド及びN,N'-ジオレイルセバシン酸アミドが挙げられる。脂肪酸エステルアミドとしては、例えば、ステアロアミドエチルステアレートが挙げられる。芳香族系ビスアミドとしては、例えば、m-キシリレンビスステアリン酸アミド、m-キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド及びN,N'-ジステアリルイソフタル酸アミドが挙げられる。
スリップ剤の中でも、エルカ酸アミドが好ましい。
Examples of saturated fatty acid amides include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, and hydroxystearic acid amide. Examples of unsaturated fatty acid amides include oleic acid amide and erucic acid amide. Examples of substituted amides include N-oleyl palmitic acid amide, N-stearyl stearate amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearate amide, and N-stearyl erucic acid amide. An example of a methylolamide is methylol stearate amide. Examples of saturated fatty acid bisamides include methylenebisstearate, ethylenebiscaprate, ethylenebislaurate, ethylenebisstearate, ethylenebishydroxystearate, ethylenebisbehenamide, hexamethylenebisstearate, hexamethylenebisbehenamide, hexamethylenehydroxystearate, N,N'-distearyladipamide, and N,N'-distearylsebacinamide. Examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylenebisoleamide, ethylenebiserucamide, hexamethylenebisoleamide, N,N'-dioleyladipamide, and N,N'-dioleylsebacinamide. Examples of fatty acid ester amides include stearamidoethyl stearate. Examples of aromatic bisamides include m-xylylenebisstearate, m-xylylenebishydroxystearate, and N,N'-distearyl isophthalamide.
Among slip agents, erucic acid amide is preferred.
各層を形成する樹脂組成物中でのスリップ剤の分散性を高くするために、スリップ剤とポリエチレンとを含有するマスターバッチを用いてもよい。マスターバッチにおけるスリップ剤の含有割合は、好ましくは1質量%以上30質量%以下、より好ましくは2質量%以上20質量%以下、さらに好ましくは3質量%以上10質量%以下である。ポリエチレンとしては、上述した具体例が挙げられる。ポリエチレンが満たす好ましい物性(密度及びMFR等)も上述したとおりである。 To improve the dispersibility of the slip agent in the resin composition forming each layer, a masterbatch containing the slip agent and polyethylene may be used. The slip agent content in the masterbatch is preferably 1% to 30% by mass, more preferably 2% to 20% by mass, and even more preferably 3% to 10% by mass. Examples of polyethylene include those described above. The preferred physical properties (density, MFR, etc.) of the polyethylene are also as described above.
多層基材において、スリップ剤を含有する層におけるスリップ剤の含有割合は、例えば0.01質量%以上3質量%以下でもよく、0.03質量%以上1質量%以下でもよい。これにより、多層基材の加工性をより向上できる。 In a multilayer substrate, the slip agent content in the layer containing the slip agent may be, for example, 0.01% to 3% by mass, or 0.03% to 1% by mass. This further improves the processability of the multilayer substrate.
一つの層中に、密度が異なるポリエチレンが複数種(n種;nは2以上の整数)含まれる場合は、上記JIS K7112に準拠して当該層を構成するポリエチレンの密度を測定してもよく、下記式(1)に従い計算された平均密度Davを、当該層を構成するポリエチレンの密度としてもよい。 If a single layer contains multiple types of polyethylene with different densities (n types; n is an integer of 2 or more), the density of the polyethylene constituting the layer may be measured in accordance with JIS K7112, or the average density D av calculated according to the following formula (1) may be used as the density of the polyethylene constituting the layer.
Dav = ΣWi×Di …(1)
式(1)中、Σは、iについて1~nまでWi×Diの和を取ることを意味し、nは2以上の整数であり、Wiはi番目のポリエチレンの質量分率を示し、Diはi番目のポリエチレンの密度(g/cm3)を示す。
D av = ΣW i ×D i …(1)
In equation (1), Σ means taking the sum of Wi × Di for i from 1 to n, where n is an integer greater than or equal to 2, Wi represents the mass fraction of the i-th polyethylene, and Di represents the density (g/ cm³ ) of the i-th polyethylene.
多層基材は、延伸処理されており、また特有の物性を有することから、従来のポリエチレンフィルムに比べて、剛性、強度及び耐熱性に優れ、またインキ密着性に優れる。したがって、ポリエチレン多層基材は例えば包装材料の基材として使用でき、該多層基材の表面に、鮮明な画像を形成できる。 The multilayer substrate, having undergone stretching treatment and possessing unique physical properties, exhibits superior rigidity, strength, and heat resistance compared to conventional polyethylene films, as well as superior ink adhesion. Therefore, the polyethylene multilayer substrate can be used, for example, as a base material for packaging materials, and a clear image can be formed on its surface.
多層基材のヘイズ値は、好ましくは25%以下、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下である。ヘイズ値は小さいほど好ましいが、一実施形態において、その下限値は0.1%又は1%であってもよい。多層基材のヘイズ値は、JIS K7136に準拠して測定する。 The haze value of the multilayer substrate is preferably 25% or less, more preferably 15% or less, and even more preferably 10% or less. A lower haze value is preferable, but in one embodiment, the lower limit may be 0.1% or 1%. The haze value of the multilayer substrate is measured in accordance with JIS K7136.
多層基材におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、多層基材のリサイクル性を向上できる。 The polyethylene content in the multilayer substrate is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more. This improves the recyclability of the multilayer substrate.
以下、ポリエチレン多層基材の具体的な実施形態について説明する。
第1の実施形態のポリエチレン多層基材は、第1のPE層と、第2aのPE層と、第2のPE層と、第2bのPE層と、第3のPE層とを、厚さ方向にこの順に備え、延伸処理されてなり、
第1のPE層が、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有し、
第2aのPE層が、高密度ポリエチレン及び任意に低密度ポリエチレンを含有し、
第2のPE層が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、
第2bのPE層が、高密度ポリエチレン及び任意に低密度ポリエチレンを含有し、
第3のPE層が、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する。
The following describes specific embodiments of polyethylene multilayer substrates.
The polyethylene multilayer substrate of the first embodiment comprises a first PE layer, a seconda PE layer, a second PE layer, a secondb PE layer, and a third PE layer in this order in the thickness direction, and is subjected to a stretching process.
The first PE layer contains medium-density polyethylene and high-density polyethylene.
The PE layer of the second a contains high-density polyethylene and optionally low-density polyethylene.
The second PE layer contains linear low-density polyethylene.
The PE layer of the second b contains high-density polyethylene and optionally low-density polyethylene.
The third PE layer contains medium-density polyethylene and high-density polyethylene.
第2の実施形態のポリエチレン多層基材は、第1のPE層と、第2aのPE層と、第2のPE層と、第2bのPE層と、第3のPE層とを、厚さ方向にこの順に備え、延伸処理されてなり、
第1のPE層が、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有し、
第2aのPE層が、中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、
第2のPE層が、直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、
第2bのPE層が、中密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンを含有し、
第3のPE層が、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する。
The polyethylene multilayer substrate of the second embodiment comprises a first PE layer, a seconda PE layer, a second PE layer, a secondb PE layer, and a third PE layer in this order in the thickness direction, and is subjected to a stretching process.
The first PE layer contains medium-density polyethylene and high-density polyethylene.
The PE layer of the second a contains medium-density polyethylene and linear low-density polyethylene.
The second PE layer contains linear low-density polyethylene.
The PE layer of the second b contains medium-density polyethylene and linear low-density polyethylene.
The third PE layer contains medium-density polyethylene and high-density polyethylene.
第1のPE層に含まれる中密度ポリエチレンと、第3のPE層に含まれる中密度ポリエチレンとは、同一であっても異なってもよく、多層基材を容易に製造できるという観点から、同一であることが好ましい。
第1のPE層に含まれる高密度ポリエチレンと、第3のPE層に含まれる高密度ポリエチレンとは、同一であっても異なってもよく、多層基材を容易に製造できるという観点から、同一であることが好ましい。
The medium-density polyethylene contained in the first PE layer and the medium-density polyethylene contained in the third PE layer may be the same or different, but from the viewpoint of easily manufacturing a multilayer substrate, it is preferable that they be the same.
The high-density polyethylene contained in the first PE layer and the high-density polyethylene contained in the third PE layer may be the same or different, but from the viewpoint of easily manufacturing a multilayer substrate, it is preferable that they be the same.
第1の実施形態において、第2aのPE層に含まれる高密度ポリエチレンと、第2bのPE層に含まれる高密度ポリエチレンとは、同一であっても異なってもよく、多層基材を容易に製造できるという観点から、同一であることが好ましい。 In the first embodiment, the high-density polyethylene contained in the PE layer 2a and the high-density polyethylene contained in the PE layer 2b may be the same or different, but from the viewpoint of easily manufacturing a multilayer substrate, it is preferable that they be the same.
第2の実施形態において、第2のPE層に含まれる直鎖状低密度ポリエチレンと、第2aのPE層及び第2bのPE層に含まれる直鎖状低密度ポリエチレンとは、同一であっても異なってもよい。
第2の実施形態において、第2aのPE層に含まれる中密度ポリエチレンと、第2bのPE層に含まれる中密度ポリエチレンとは、同一であっても異なってもよく、多層基材を容易に製造できるという観点から、同一であることが好ましい。
第2の実施形態において、第2aのPE層に含まれる直鎖状低密度ポリエチレンと、第2bのPE層に含まれる直鎖状低密度ポリエチレンとは、同一であっても異なってもよく、多層基材を容易に製造できるという観点から、同一であることが好ましい。
第2の実施形態において、第2aのPE層及び第2bのPE層に含まれる中密度ポリエチレンと、第1のPE層及び第3のPE層に含まれる中密度ポリエチレンとは、同一であっても異なってもよい。
In the second embodiment, the linear low-density polyethylene contained in the second PE layer and the linear low-density polyethylene contained in the PE layer 2a and the PE layer 2b may be the same or different.
In the second embodiment, the medium-density polyethylene contained in the PE layer 2a and the medium-density polyethylene contained in the PE layer 2b may be the same or different, but it is preferable that they be the same from the viewpoint of easily manufacturing a multilayer substrate.
In the second embodiment, the linear low-density polyethylene contained in the PE layer of 2a and the linear low-density polyethylene contained in the PE layer of 2b may be the same or different, but it is preferable that they be the same from the viewpoint of easily manufacturing a multilayer substrate.
In the second embodiment, the medium-density polyethylene contained in the PE layer 2a and the PE layer 2b may be the same as or different from the medium-density polyethylene contained in the first PE layer and the third PE layer.
<ポリエチレン多層基材の製造方法>
ポリエチレン多層基材は、例えば、インフレーション法又はTダイ法により、複数のポリエチレン材料を製膜して積層物を形成し、得られた積層物を延伸することにより製造できる。延伸処理により、多層基材の透明性、剛性、強度及び耐熱性を向上でき、該多層基材を例えば包装材料の基材として好適に使用できる。
<Manufacturing method for polyethylene multilayer substrate>
Polyethylene multilayer substrates can be manufactured, for example, by forming a laminate by creating films of multiple polyethylene materials using an inflation method or a T-die method, and then stretching the resulting laminate. The stretching process improves the transparency, rigidity, strength, and heat resistance of the multilayer substrate, making it suitable for use as a base material for packaging materials, for example.
第1の実施形態のポリエチレン多層基材は、例えば、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する層と、高密度ポリエチレンを含有する層と、直鎖状低密度ポリエチレンを含有する層と、高密度ポリエチレンを含有する層と、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する層とを、厚さ方向にこの順に備える積層物(前駆体)を、延伸処理して得られる。 The polyethylene multilayer substrate of the first embodiment is obtained by stretching a laminate (precursor) which comprises, for example, a layer containing medium-density polyethylene and high-density polyethylene, a layer containing high-density polyethylene, a layer containing linear low-density polyethylene, a layer containing high-density polyethylene, and a layer containing medium-density polyethylene and high-density polyethylene, in this order in the thickness direction.
具体的には、外側から、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する層と、高密度ポリエチレンを含有する層と、直鎖状低密度ポリエチレンを含有する層と、高密度ポリエチレンを含有する層と、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する層とを、チューブ状に共押出して製膜し、積層物を製造できる。あるいは、外側から、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する層と、高密度ポリエチレンを含有する層と、直鎖状低密度ポリエチレンを含有する層とをチューブ状に共押出し、次いで、対向する直鎖状低密度ポリエチレンを含有する層同士をゴムロールなどにより圧着することによって、積層物を製造できる。このような方法により積層物を製造することにより、欠陥品数を顕著に低減でき、生産効率を向上できる。 Specifically, a laminate can be manufactured by co-extruding layers containing medium-density polyethylene and high-density polyethylene, a high-density polyethylene layer, a linear low-density polyethylene layer, a high-density polyethylene layer, and a medium-density polyethylene and high-density polyethylene layer into a tubular shape. Alternatively, a laminate can be manufactured by co-extruding layers containing medium-density polyethylene and high-density polyethylene, a high-density polyethylene layer, and a linear low-density polyethylene layer into a tubular shape, and then pressing opposing linear low-density polyethylene layers together using rubber rolls or the like. By manufacturing laminates using these methods, the number of defective products can be significantly reduced, and production efficiency can be improved.
第2の実施形態のポリエチレン多層基材やその他のポリエチレン多層基材についても、例えば、上述した方法により製造できる。 The polyethylene multilayer substrate of the second embodiment and other polyethylene multilayer substrates can also be manufactured, for example, by the method described above.
Tダイ法により積層物を製造する場合、各層を構成するポリエチレンのメルトフローレート(MFR)は、製膜性、及び多層基材の加工適性という観点から、好ましくは3g/10分以上20g/10分以下である。 When manufacturing laminates using the T-die method, the melt flow rate (MFR) of the polyethylene constituting each layer is preferably 3 g/10 min to 20 g/10 min, from the viewpoint of film-forming properties and the processability of the multilayer substrate.
インフレーション法により積層物を製造する場合、各層を構成するポリエチレンのMFRは、製膜性、及び多層基材の加工適性という観点から、好ましくは0.2g/10分以上5g/10分以下である。 When manufacturing laminates by the inflation method, the MFR of the polyethylene constituting each layer is preferably 0.2 g/10 min to 5 g/10 min, from the viewpoint of film-forming properties and processability of the multilayer substrate.
多層基材は、例えば、上述した積層物を延伸して得られる。なお、インフレーション製膜機において、積層物の延伸も合わせて行うことができる。これにより、多層基材を製造できることから、生産効率をより向上できる。 Multilayer substrates can be obtained, for example, by stretching the laminates described above. Furthermore, the stretching of the laminates can be performed simultaneously in an inflation film deposition machine. This allows for the production of multilayer substrates, thereby improving production efficiency.
多層基材は、一軸延伸フィルムであっても、二軸延伸フィルムであってもよい。多層基材は、一実施形態において、一軸延伸フィルムであり、より具体的には、長手方向(MD)に延伸処理された一軸延伸フィルムである。 The multilayer substrate may be a uniaxially oriented film or a biaxially oriented film. In one embodiment, the multilayer substrate is a uniaxially oriented film, and more specifically, a uniaxially oriented film stretched in the longitudinal direction (MD).
多層基材の長手方向(MD)の延伸倍率は、一実施形態において、2倍以上10倍以下が好ましく、3倍以上7倍以下がより好ましい。多層基材の横手方向(TD)の延伸倍率は、一実施形態において、2倍以上10倍以下が好ましく、3倍以上7倍以下がより好ましい。 In one embodiment, the stretching ratio in the longitudinal direction (MD) of the multilayer substrate is preferably 2 to 10 times, and more preferably 3 to 7 times. In one embodiment, the stretching ratio in the transverse direction (TD) of the multilayer substrate is preferably 2 to 10 times, and more preferably 3 to 7 times.
延伸倍率が2倍以上であると、例えば、多層基材の剛性、強度及び耐熱性を向上でき、多層基材へのインキ密着性を向上でき、また、多層基材の透明性を向上できる。延伸倍率が10倍以下であると、積層物を良好に延伸できる。 When the stretching ratio is 2 times or more, for example, the rigidity, strength, and heat resistance of the multilayer substrate can be improved, the ink adhesion to the multilayer substrate can be improved, and the transparency of the multilayer substrate can be improved. When the stretching ratio is 10 times or less, the laminate can be stretched well.
積層物又は多層基材には、表面処理が施されていることが好ましい。これにより、多層基材の表面層と、多層基材に積層される層との密着性を向上できる。表面処理の方法としては、例えば、コロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス及び窒素ガスなどのガスを用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理などの物理的処理;並びに化学薬品を用いた酸化処理などの化学的処理が挙げられる。 It is preferable that the laminate or multilayer substrate be surface-treated. This improves the adhesion between the surface layer of the multilayer substrate and the layers laminated onto the multilayer substrate. Examples of surface treatment methods include physical treatments such as corona discharge treatment, ozone treatment, low-temperature plasma treatment using gases such as oxygen and nitrogen, and glow discharge treatment; and chemical treatments such as oxidation treatment using chemicals.
積層物又は多層基材の表面には、従来公知のアンカーコート剤を用いて、アンカーコート層を形成してもよい。 An anchor coat layer may be formed on the surface of the laminate or multilayer substrate using a conventionally known anchor coat agent.
多層基材の総厚さは、好ましくは10μm以上60μm以下、より好ましくは15μm以上50μm以下である。多層基材の厚さが10μm以上であると、多層基材の剛性及び強度を向上できる。多層基材の厚さが60μm以下であると、多層基材の加工適性を向上できる。上述した効果が得られる範囲において、多層基材の厚さが小さいと、例えばコスト低減の観点から好ましい。 The total thickness of the multilayer substrate is preferably 10 μm to 60 μm, more preferably 15 μm to 50 μm. A thickness of 10 μm or more improves the rigidity and strength of the multilayer substrate. A thickness of 60 μm or less improves the processability of the multilayer substrate. Within the range where the above effects are obtained, a smaller thickness of the multilayer substrate is preferable, for example, from the viewpoint of cost reduction.
[積層体]
本開示の積層体は、
上述したポリエチレン多層基材と、
ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層と
を備える。
[Laminate]
The laminates disclosed herein are
The polyethylene multilayer substrate described above,
It comprises a heat-seal layer containing polyethylene as the main component.
本開示において、第1のPE層、第2aのPE層、第2のPE層、第2bのPE層及び第3のPE層の押込み弾性率を、それぞれ、押込み弾性率1、押込み弾性率2a、押込み弾性率2、押込み弾性率2b及び押込み弾性率3とも記載する。第1のPE層の押込み弾性率と、第2のPE層の押込み弾性率との比を、比(弾性率1/弾性率2)とも記載する。その他の場合も同様である。 In this disclosure, the indentation modulus of the first PE layer, the seconda PE layer, the second PE layer, the secondb PE layer, and the third PE layer are also referred to as indentation modulus 1, indentation modulus 2a, indentation modulus 2, indentation modulus 2b, and indentation modulus 3, respectively. The ratio of the indentation modulus of the first PE layer to the indentation modulus of the second PE layer is also referred to as the ratio (modulus 1 / modulus 2). The same applies to other cases.
本開示において、第1のPE層、第2aのPE層、第2のPE層、第2bのPE層及び第3のPE層の押込み硬度を、それぞれ、押込み硬度1、押込み硬度2a、押込み硬度2、押込み硬度2b及び押込み硬度3とも記載する。第1のPE層の押込み硬度と、第2のPE層の押込み硬度との比を、比(硬度1/硬度2)とも記載する。その他の場合も同様である。 In this disclosure, the indentation hardness of the first PE layer, the seconda PE layer, the second PE layer, the secondb PE layer, and the third PE layer are also referred to as indentation hardness 1, indentation hardness 2a, indentation hardness 2, indentation hardness 2b, and indentation hardness 3, respectively. The ratio of the indentation hardness of the first PE layer to the indentation hardness of the second PE layer is also referred to as the ratio (hardness 1 / hardness 2). The same applies to other cases.
本開示の第1の態様の積層体は、第1のPE層の押込み弾性率が、1.0GPa以上であり、第3のPE層の押込み弾性率が、1.0GPa以上であることを特徴とする。これにより、積層体の耐熱性を向上でき、例えば、ヒートシール時などの熱付加時における積層体の熱収縮を抑制できる。 The laminate according to the first aspect of this disclosure is characterized in that the indentation modulus of the first PE layer is 1.0 GPa or higher, and the indentation modulus of the third PE layer is 1.0 GPa or higher. This improves the heat resistance of the laminate and suppresses thermal shrinkage of the laminate during heat application, such as during heat sealing.
第1の態様の積層体における押込み弾性率1及び押込み弾性率3は、それぞれ独立に、1.0GPa以上であり、好ましくは1.05GPa以上、より好ましくは1.1GPa以上、さらに好ましくは1.15GPa以上、特に好ましくは1.3GPa以上であり;好ましくは4.5GPa以下、より好ましくは4.0GPa以下、さらに好ましくは3.5GPa以下、よりさらに好ましくは3.0GPa以下、特に好ましくは2.5GPa以下、2.0GPa以下又は1.8GPa以下である。これにより、例えば、ヒートシール時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる傾向にある。押込み弾性率1及び押込み弾性率3の範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば1.0GPa以上4.5GPa以下でもよい。 In the laminate of the first embodiment, the indentation modulus 1 and indentation modulus 3 are each independently 1.0 GPa or higher, preferably 1.05 GPa or higher, more preferably 1.1 GPa or higher, even more preferably 1.15 GPa or higher, and particularly preferably 1.3 GPa or higher; preferably 4.5 GPa or lower, more preferably 4.0 GPa or lower, even more preferably 3.5 GPa or lower, even more preferably 3.0 GPa or lower, particularly preferably 2.5 GPa or lower, 2.0 GPa or lower, or 1.8 GPa or lower. This tends to further suppress thermal shrinkage of the laminate during heat sealing, for example. The ranges of indentation modulus 1 and indentation modulus 3 may be any combination of the above lower and upper limits, for example, 1.0 GPa or higher and 4.5 GPa or lower.
第1の態様の積層体における押込み弾性率2は、好ましくは0.03GPa以上、より好ましくは0.05GPa以上、さらに好ましくは0.1GPa以上、よりさらに好ましくは0.13GPa以上、特に好ましくは0.15GPa以上であり;好ましくは0.7GPa以下、より好ましく0.6GPa以下、さらに好ましくは0.5GPa以下、よりさらに好ましくは0.4GPa以下、特に好ましくは0.3GPa以下である。このような設計であると、例えば、延伸前積層物の延伸性がより優れる傾向にある。押込み弾性率2の範囲は、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば0.03GPa以上0.7GPa以下でもよい。 The indentation modulus 2 in the laminate of the first embodiment is preferably 0.03 GPa or higher, more preferably 0.05 GPa or higher, even more preferably 0.1 GPa or higher, even more preferably 0.13 GPa or higher, and particularly preferably 0.15 GPa or higher; preferably 0.7 GPa or lower, more preferably 0.6 GPa or lower, even more preferably 0.5 GPa or lower, even more preferably 0.4 GPa or lower, and particularly preferably 0.3 GPa or lower. Such a design tends to result in, for example, better stretchability of the pre-stretched laminate. The range of the indentation modulus 2 may be any combination of the above lower and upper limits, for example, 0.03 GPa or higher and 0.7 GPa or lower.
第1の態様の積層体における押込み弾性率2a及び押込み弾性率2bは、それぞれ独立に、好ましくは0.3GPa以上、より好ましくは0.4GPa以上、さらに好ましくは0.5GPa以上、よりさらに好ましくは0.6GPa以上であり;好ましくは3.5GPa以下、より好ましくは3.0GPa以下、さらに好ましくは2.5GPa以下、よりさらに好ましくは2.0GPa以下、特に好ましくは1.5GPa以下である。これにより、例えば、ヒートシール時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる傾向にある。押込み弾性率2a及び押込み弾性率2bの範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば0.3GPa以上3.5GPa以下でもよい。 In the laminate of the first embodiment, the indentation modulus 2a and indentation modulus 2b are, independently, preferably 0.3 GPa or higher, more preferably 0.4 GPa or higher, even more preferably 0.5 GPa or higher, and even more preferably 0.6 GPa or higher; preferably 3.5 GPa or lower, more preferably 3.0 GPa or lower, even more preferably 2.5 GPa or lower, even more preferably 2.0 GPa or lower, and particularly preferably 1.5 GPa or lower. This tends to further suppress thermal shrinkage of the laminate during heat sealing, for example. The range of the indentation modulus 2a and indentation modulus 2b may be any combination of the above lower and upper limits, for example, 0.3 GPa or higher and 3.5 GPa or lower.
第1の態様の積層体において、各PE層の押込み弾性率の大きさは、押込み弾性率1>押込み弾性率2a>押込み弾性率2の関係を満たすことが好ましく、押込み弾性率3>押込み弾性率2b>押込み弾性率2の関係を満たすことが好ましい。これにより、例えば、多層基材の耐熱性と延伸適性(加工性、生産性)とのバランスをさらに向上できる傾向にある。 In the laminate of the first embodiment, it is preferable that the magnitude of the indentation modulus of each PE layer satisfies the relationship: indentation modulus 1 > indentation modulus 2a > indentation modulus 2, and more preferably, indentation modulus 3 > indentation modulus 2b > indentation modulus 2. This tends to further improve the balance between the heat resistance and stretchability (processability, productivity) of the multilayer substrate.
第1の態様の積層体において、第1のPE層の押込み弾性率は、第2のPE層の押込み弾性率の3.5倍以上であることが好ましく、第3のPE層の押込み弾性率は、第2のPE層の押込み弾性率の3.5倍以上であることが好ましい。これにより、積層体の耐熱性を向上でき、例えば、ヒートシール時などの熱付加時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる。 In the laminate according to the first embodiment, the indentation modulus of the first PE layer is preferably 3.5 times or more that of the second PE layer, and the indentation modulus of the third PE layer is preferably 3.5 times or more that of the second PE layer. This improves the heat resistance of the laminate and further suppresses thermal shrinkage of the laminate during heat application, such as during heat sealing.
第1の態様の積層体における比(弾性率1/弾性率2)及び比(弾性率3/弾性率2)は、それぞれ独立に、好ましくは3.5以上、より好ましくは4.0以上、さらに好ましくは4.5以上、よりさらに好ましくは5.0以上、特に好ましくは5.5以上であり;好ましくは16.0以下、より好ましくは14.0以下、さらに好ましくは12.0以下、よりさらに好ましくは10.0以下、特に好ましくは9.0以下である。比(弾性率1/弾性率2)の範囲、及び比(弾性率3/弾性率2)の範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば3.5以上16.0以下でもよい。 In the laminate of the first embodiment, the ratio (elastic modulus 1/elastic modulus 2) and the ratio (elastic modulus 3/elastic modulus 2) are, independently, preferably 3.5 or higher, more preferably 4.0 or higher, even more preferably 4.5 or higher, even more preferably 5.0 or higher, and particularly preferably 5.5 or higher; preferably 16.0 or lower, more preferably 14.0 or lower, even more preferably 12.0 or lower, even more preferably 10.0 or lower, and particularly preferably 9.0 or lower. The range of the ratio (elastic modulus 1/elastic modulus 2) and the range of the ratio (elastic modulus 3/elastic modulus 2) may independently be any combination of the above lower and upper limits, for example, 3.5 or higher and 16.0 or lower.
第1の態様の積層体において、第2aのPE層の押込み弾性率は、第2のPE層の押込み弾性率の2.0倍以上であることが好ましく、第2bのPE層の押込み弾性率は、第2のPE層の押込み弾性率の2.0倍以上であることが好ましい。これにより、例えば、ヒートシール時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる傾向にある。 In the laminate according to the first embodiment, the indentation modulus of the PE layer 2a is preferably 2.0 times or more than that of the second PE layer, and the indentation modulus of the PE layer 2b is preferably 2.0 times or more than that of the second PE layer. This tends to further suppress thermal shrinkage of the laminate during, for example, heat sealing.
第1の態様の積層体における比(弾性率2a/弾性率2)及び比(弾性率2b/弾性率2)は、それぞれ独立に、好ましくは2.0以上、より好ましくは2.5以上、さらに好ましくは3.0以上であり;好ましくは14.0以下、より好ましくは12.0以下、さらに好ましくは10.0以下、よりさらに好ましくは9.0以下、特に好ましくは8.5以下である。比(弾性率2a/弾性率2)の範囲、及び比(弾性率2b/弾性率2)の範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば2.0以上14.0以下でもよい。 In the laminate of the first embodiment, the ratio (elastic modulus 2a/elastic modulus 2) and the ratio (elastic modulus 2b/elastic modulus 2) are, independently, preferably 2.0 or higher, more preferably 2.5 or higher, and even more preferably 3.0 or higher; preferably 14.0 or lower, more preferably 12.0 or lower, even more preferably 10.0 or lower, even more preferably 9.0 or lower, and particularly preferably 8.5 or lower. The range of the ratio (elastic modulus 2a/elastic modulus 2) and the range of the ratio (elastic modulus 2b/elastic modulus 2) may independently be any combination of the above lower and upper limits, for example, 2.0 or higher and 14.0 or lower.
第1の態様の積層体において、比(弾性率1/弾性率3)は、好ましくは0.6以上1.7以下、より好ましくは0.7以上1.4以下、さらに好ましくは0.8以上1.2以下、よりさらに好ましくは0.9以上1.1以下である。これにより、例えば、多層基材の層構成の対称性を向上でき、したがって、多層基材のカールを抑制でき、印刷及びラミネート等の加工性を向上できる傾向にある。 In the laminate of the first embodiment, the ratio (elastic modulus 1/elastic modulus 3) is preferably 0.6 to 1.7, more preferably 0.7 to 1.4, even more preferably 0.8 to 1.2, and even more preferably 0.9 to 1.1. This, for example, improves the symmetry of the layer structure of the multilayer substrate, and therefore tends to suppress curling of the multilayer substrate, thereby improving processability such as printing and lamination.
第1の態様の積層体において、比(弾性率2a/弾性率2b)は、好ましくは0.6以上1.7以下、より好ましくは0.7以上1.4以下、さらに好ましくは0.8以上1.2以下、よりさらに好ましくは0.9以上1.1以下である。これにより、例えば、多層基材の層構成の対称性を向上でき、したがって、多層基材のカールを抑制でき、印刷及びラミネート等の加工性を向上できる傾向にある。 In the laminate of the first embodiment, the ratio (elastic modulus 2a/elastic modulus 2b) is preferably 0.6 to 1.7, more preferably 0.7 to 1.4, even more preferably 0.8 to 1.2, and even more preferably 0.9 to 1.1. This, for example, improves the symmetry of the layer structure of the multilayer substrate, and therefore tends to suppress curling of the multilayer substrate, thereby improving processability such as printing and lamination.
本開示の第2の態様の積層体は、第1のPE層の押込み硬度が、45MPa以上であり、第3のPE層の押込み硬度が、45MPa以上であることを特徴とする。これにより、積層体の耐熱性を向上でき、例えば、ヒートシール時などの熱付加時における積層体の熱収縮を抑制できる。 The laminate according to the second aspect of this disclosure is characterized in that the indentation hardness of the first PE layer is 45 MPa or higher, and the indentation hardness of the third PE layer is 45 MPa or higher. This improves the heat resistance of the laminate and suppresses thermal shrinkage of the laminate during heat application, such as during heat sealing.
第2の態様の積層体における押込み硬度1及び押込み硬度3は、それぞれ独立に、45MPa以上であり、好ましくは48MPa以上、より好ましくは50MPa以上、さらに好ましくは52MPa以上であり;好ましくは110MPa以下、より好ましくは90MPa以下、さらに好ましくは80MPa以下、よりさらに好ましくは75MPa以下、特に好ましくは70MPa以下である。これにより、例えば、ヒートシール時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる傾向にある。押込み硬度1及び押込み硬度3の範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば45MPa以上110MPa以下でもよい。第1の態様の積層体が、押込み硬度1及び押込み硬度3に係る上記要件をさらに満たしてもよい。 In the laminate of the second embodiment, the indentation hardness 1 and indentation hardness 3 are each independently 45 MPa or higher, preferably 48 MPa or higher, more preferably 50 MPa or higher, and even more preferably 52 MPa or higher; preferably 110 MPa or lower, more preferably 90 MPa or lower, even more preferably 80 MPa or lower, even more preferably 75 MPa or lower, and particularly preferably 70 MPa or lower. This tends to further suppress thermal shrinkage of the laminate during heat sealing, for example. The range of indentation hardness 1 and indentation hardness 3 may be any combination of the above lower and upper limits, for example, 45 MPa or higher and 110 MPa or lower. The laminate of the first embodiment may further satisfy the above requirements for indentation hardness 1 and indentation hardness 3.
第2の態様の積層体における押込み硬度2は、好ましくは1MPa以上、より好ましくは3MPa以上、さらに好ましくは7MPa以上、よりさらに好ましくは10MPa以上、特に好ましくは15MPa以上であり;好ましくは40MPa以下、より好ましく35MPa以下、さらに好ましくは30MPa以下、よりさらに好ましくは26MPa以下、特に好ましくは23MPa以下である。このような設計であると、例えば、延伸前積層物の延伸性がより優れる傾向にある。押込み硬度2の範囲は、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば1MPa以上40MPa以下でもよい。第1の態様の積層体が、押込み硬度2に係る上記要件をさらに満たしてもよい。 The indentation hardness 2 in the laminate of the second embodiment is preferably 1 MPa or more, more preferably 3 MPa or more, even more preferably 7 MPa or more, even more preferably 10 MPa or more, and particularly preferably 15 MPa or more; preferably 40 MPa or less, more preferably 35 MPa or less, even more preferably 30 MPa or less, even more preferably 26 MPa or less, and particularly preferably 23 MPa or less. Such a design tends to result in, for example, better stretchability of the pre-stretched laminate. The range of indentation hardness 2 may be any combination of the above lower and upper limits, for example, 1 MPa or more and 40 MPa or less. The laminate of the first embodiment may further satisfy the above requirements related to indentation hardness 2.
第2の態様の積層体における押込み硬度2a及び押込み硬度2bは、それぞれ独立に、好ましくは20MPa以上、より好ましくは30MPa以上、さらに好ましくは35MPa以上、よりさらに好ましくは37MPa以上であり;好ましくは100MPa以下、より好ましくは80MPa以下、さらに好ましくは70MPa以下、よりさらに好ましくは65MPa以下、特に好ましくは60MPa以下である。これにより、例えば、ヒートシール時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる傾向にある。押込み硬度2a及び押込み硬度2bの範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば20MPa以上100MPa以下でもよい。第1の態様の積層体が、押込み硬度2a及び押込み硬度2bに係る上記要件をさらに満たしてもよい。 In the laminate of the second embodiment, the indentation hardness 2a and indentation hardness 2b are, independently, preferably 20 MPa or more, more preferably 30 MPa or more, even more preferably 35 MPa or more, and even more preferably 37 MPa or more; preferably 100 MPa or less, more preferably 80 MPa or less, even more preferably 70 MPa or less, even more preferably 65 MPa or less, and particularly preferably 60 MPa or less. This tends to further suppress thermal shrinkage of the laminate during heat sealing, for example. The range of indentation hardness 2a and indentation hardness 2b may be any combination of the above lower and upper limits, for example, 20 MPa or more and 100 MPa or less. The laminate of the first embodiment may further satisfy the above requirements related to indentation hardness 2a and indentation hardness 2b.
第2の態様の積層体において、各PE層の押込み硬度の大きさは、押込み硬度1>押込み硬度2a>押込み硬度2の関係を満たすことが好ましく、押込み硬度3>押込み硬度2b>押込み硬度2の関係を満たすことが好ましい。これにより、例えば、多層基材の耐熱性と延伸適性(加工性、生産性)とのバランスをさらに向上できる傾向にある。 In the laminate of the second embodiment, it is preferable that the indentation hardness of each PE layer satisfies the relationship: indentation hardness 1 > indentation hardness 2a > indentation hardness 2, and more preferably, indentation hardness 3 > indentation hardness 2b > indentation hardness 2. This tends to further improve the balance between the heat resistance and stretchability (processability, productivity) of the multilayer substrate.
第2の態様の積層体において、第1のPE層の押込み硬度は、第2のPE層の押込み硬度の2.0倍以上であることが好ましく、第3のPE層の押込み硬度は、第2のPE層の押込み硬度の2.0倍以上であることが好ましい。これにより、積層体の耐熱性を向上でき、例えば、ヒートシール時などの熱付加時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる。 In the laminate of the second embodiment, the indentation hardness of the first PE layer is preferably 2.0 times or more the indentation hardness of the second PE layer, and the indentation hardness of the third PE layer is preferably 2.0 times or more the indentation hardness of the second PE layer. This improves the heat resistance of the laminate and further suppresses thermal shrinkage of the laminate during heat application, such as during heat sealing.
第2の態様の積層体における比(硬度1/硬度2)及び比(硬度3/硬度2)は、それぞれ独立に、好ましくは2.0以上、より好ましくは2.2以上、さらに好ましくは2.4以上、よりさらに好ましくは2.6以上、特に好ましくは2.8以上であり;好ましくは6.0以下、より好ましくは5.5以下、さらに好ましくは5.0以下、よりさらに好ましくは4.5以下、特に好ましくは4.0以下又は3.5以下である。比(硬度1/硬度2)の範囲、及び比(硬度3/硬度2)の範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば2.0以上6.0以下でもよい。第1の態様の積層体が、比(硬度1/硬度2)及び比(硬度3/硬度2)に係る上記要件をさらに満たしてもよい。 In the laminate of the second embodiment, the ratio (hardness 1/hardness 2) and the ratio (hardness 3/hardness 2) are, independently, preferably 2.0 or higher, more preferably 2.2 or higher, even more preferably 2.4 or higher, even more preferably 2.6 or higher, and particularly preferably 2.8 or higher; preferably 6.0 or lower, more preferably 5.5 or lower, even more preferably 5.0 or lower, even more preferably 4.5 or lower, and particularly preferably 4.0 or lower or 3.5 or lower. The range of the ratio (hardness 1/hardness 2) and the range of the ratio (hardness 3/hardness 2) may independently be any combination of the above lower and upper limits, for example, 2.0 or higher and 6.0 or lower. The laminate of the first embodiment may further satisfy the above requirements regarding the ratio (hardness 1/hardness 2) and the ratio (hardness 3/hardness 2).
第2の態様の積層体において、第2aのPE層の押込み硬度は、第2のPE層の押込み硬度の1.5倍以上であることが好ましく、第2bのPE層の押込み硬度は、第2のPE層の押込み硬度の1.5倍以上であることが好ましい。これにより、例えば、ヒートシール時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる傾向にある。 In the laminate of the second embodiment, the indentation hardness of the PE layer 2a is preferably 1.5 times or more the indentation hardness of the second PE layer, and the indentation hardness of the PE layer 2b is preferably 1.5 times or more the indentation hardness of the second PE layer. This tends to further suppress thermal shrinkage of the laminate during, for example, heat sealing.
第2の態様の積層体における比(硬度2a/硬度2)及び比(硬度2b/硬度2)は、それぞれ独立に、好ましくは1.5以上、より好ましくは1.7以上、さらに好ましくは1.9以上であり;好ましくは6.0以下、より好ましくは5.5以下、さらに好ましくは5.0以下、よりさらに好ましくは4.5以下、特に好ましくは4.0以下又は3.5以下である。これにより、例えば、ヒートシール時における積層体の熱収縮をさらに抑制できる傾向にある。比(硬度2a/硬度2)の範囲、及び比(硬度2b/硬度2)の範囲は、それぞれ独立に、上記の下限値及び上限値の任意の組合せでもよく、例えば1.5以上6.0以下でもよい。第1の態様の積層体が、比(硬度2a/硬度2)及び比(硬度2b/硬度2)に係る上記要件をさらに満たしてもよい。 In the laminate of the second embodiment, the ratio (hardness 2a/hardness 2) and the ratio (hardness 2b/hardness 2) are, independently, preferably 1.5 or higher, more preferably 1.7 or higher, and even more preferably 1.9 or higher; preferably 6.0 or lower, more preferably 5.5 or lower, even more preferably 5.0 or lower, even more preferably 4.5 or lower, and particularly preferably 4.0 or lower or 3.5 or lower. This tends to further suppress thermal shrinkage of the laminate during heat sealing, for example. The range of the ratio (hardness 2a/hardness 2) and the range of the ratio (hardness 2b/hardness 2) may independently be any combination of the above lower and upper limits, for example, 1.5 or higher and 6.0 or lower. The laminate of the first embodiment may further satisfy the above requirements regarding the ratio (hardness 2a/hardness 2) and the ratio (hardness 2b/hardness 2).
第2の態様の積層体において、比(硬度1/硬度3)は、好ましくは0.6以上1.7以下、より好ましくは0.7以上1.4以下、さらに好ましくは0.8以上1.2以下、よりさらに好ましくは0.9以上1.1以下である。これにより、例えば、多層基材の層構成の対称性を向上でき、したがって、多層基材のカールを抑制でき、印刷及びラミネート等の加工性を向上できる傾向にある。 In the laminate of the second embodiment, the ratio (hardness 1/hardness 3) is preferably 0.6 to 1.7, more preferably 0.7 to 1.4, even more preferably 0.8 to 1.2, and even more preferably 0.9 to 1.1. This, for example, improves the symmetry of the layer structure of the multilayer substrate, and therefore tends to suppress curling of the multilayer substrate, thereby improving processability such as printing and lamination.
第2の態様の積層体において、比(硬度2a/硬度2b)は、好ましくは0.6以上1.7以下、より好ましくは0.7以上1.4以下、さらに好ましくは0.8以上1.2以下、よりさらに好ましくは0.9以上1.1以下である。これにより、例えば、多層基材の層構成の対称性を向上でき、したがって、多層基材のカールを抑制でき、印刷及びラミネート等の加工性を向上できる傾向にある。 In the laminate of the second embodiment, the ratio (hardness 2a/hardness 2b) is preferably 0.6 to 1.7, more preferably 0.7 to 1.4, even more preferably 0.8 to 1.2, and even more preferably 0.9 to 1.1. This, for example, improves the symmetry of the layer structure of the multilayer substrate, and therefore tends to suppress curling of the multilayer substrate, thereby improving processability such as printing and lamination.
本開示において、各PE層の押込み弾性率及び押込み硬度は、例えば、各PE層に含まれるポリエチレンを適切に選択することにより調整できる。PE層において、例えば高密度ポリエチレンのように密度の高いポリエチレンの含有割合を高くすることにより、押込み弾性率及び押込み硬度は高くなる傾向にある。PE層において、例えば低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンのように密度の低いポリエチレンの含有割合を高くすることにより、押込み弾性率及び押込み硬度は低くなる傾向にある。各PE層の押込み弾性率及び押込み硬度は、また、延伸倍率により調整できる。例えば、延伸倍率を高くすると、各PE層の押込み弾性率及び押込み硬度は高くなる傾向にあり、例えば、延伸倍率を低くすると、各PE層の押込み弾性率及び押込み硬度は低くなる傾向にある。 In this disclosure, the indentation modulus and indentation hardness of each PE layer can be adjusted, for example, by appropriately selecting the polyethylene contained in each PE layer. In the PE layer, increasing the proportion of high-density polyethylene, such as high-density polyethylene, tends to increase the indentation modulus and indentation hardness. In the PE layer, increasing the proportion of low-density polyethylene, such as low-density polyethylene and linear low-density polyethylene, tends to decrease the indentation modulus and indentation hardness. The indentation modulus and indentation hardness of each PE layer can also be adjusted by the stretch ratio. For example, increasing the stretch ratio tends to increase the indentation modulus and indentation hardness of each PE layer, while decreasing the stretch ratio tends to decrease the indentation modulus and indentation hardness of each PE layer.
本開示において、各PE層の押込み弾性率及び押込み硬度は、ナノインデンテーション法により測定される。具体的には、積層体について、ナノインデンターを用いて、ポリエチレン多層基材の各PE層のTD方向に平行な断面を測定面として、押込み弾性率及び押込み硬度を測定する。測定条件は、以下の通りである。ナノインデンターの圧子としては、Berkovich圧子(三角錐圧子)を用いる。10秒間かけて、積層体のTD方向に平行な断面から押込み深さ200nmまで圧子をPE層に押し込み、その状態で5秒間保持し、続いて10秒間かけて除荷し、最大荷重Pmax、最大深さ時の接触投影面積A及び荷重-変位曲線を得る。得られた荷重-変位曲線から、弾性率及び硬度の値を算出する。測定は室温(25℃)環境下にて実施する。測定は同一断面において5箇所で実施し、弾性率の平均値を押込み弾性率とし、硬度の平均値を押込み硬度とする。測定条件の詳細は、実施例欄に記載する。 In this disclosure, the indentation modulus and indentation hardness of each PE layer are measured by nanoindentation. Specifically, for the laminate, the indentation modulus and indentation hardness are measured using a nanoindenter, with the measurement surface being a cross section parallel to the TD direction of each PE layer of the polyethylene multilayer substrate. The measurement conditions are as follows: A Berkovich indenter (triangular pyramidal indenter) is used as the indenter for the nanoindenter. The indenter is pressed into the PE layer from a cross section parallel to the TD direction of the laminate to an indentation depth of 200 nm over 10 seconds, held in that position for 5 seconds, and then unloaded over 10 seconds to obtain the maximum load Pmax, the contact projected area A at the maximum depth, and the load-displacement curve. The values of modulus and hardness are calculated from the obtained load-displacement curve. The measurement is performed in a room temperature (25°C) environment. The measurement is performed at five locations on the same cross section, and the average value of the modulus is taken as the indentation modulus, and the average value of the hardness is taken as the indentation hardness. Details of the measurement conditions are described in the Examples section.
本開示の積層体30は、図2に示すように、ポリエチレン多層基材10と、ヒートシール層32とを備える。多層基材10において、第2のポリエチレン層、及び必要に応じて第2a、第2bのポリエチレン層を含む中間層を、中間層16と記載した。 As shown in Figure 2, the laminate 30 of this disclosure comprises a polyethylene multilayer substrate 10 and a heat-seal layer 32. In the multilayer substrate 10, an intermediate layer including a second polyethylene layer and, optionally, seconda and secondb polyethylene layers, is referred to as the intermediate layer 16.
一実施形態において、積層体30は、多層基材10上に図示せぬ印刷層をさらに備える。印刷層は、通常、多層基材におけるヒートシール層が設けられる表面層上、例えば上述した第1のポリエチレン層上、に形成されている。 In one embodiment, the laminate 30 further comprises a printed layer (not shown) on the multilayer substrate 10. The printed layer is typically formed on the surface layer of the multilayer substrate where the heat-seal layer is provided, for example, on the first polyethylene layer described above.
一実施形態において、図3に示すように、積層体30は、多層基材10とヒートシール層32との間に、バリア層34及び接着層36を備える。この実施形態では、バリア層34は、多層基材10の表面に形成されている。
一実施形態において、図4に示すように、積層体30は、多層基材10とヒートシール層32との間に、接着層36及びバリア層34を備える。この実施形態では、バリア層34は、ヒートシール層32の表面に形成されている。
一実施形態において、図5に示すように、積層体30は、多層基材10とヒートシール層32との間に、接着層36を備える。
In one embodiment, as shown in Figure 3, the laminate 30 includes a barrier layer 34 and an adhesive layer 36 between the multilayer substrate 10 and the heat seal layer 32. In this embodiment, the barrier layer 34 is formed on the surface of the multilayer substrate 10.
In one embodiment, as shown in Figure 4, the laminate 30 includes an adhesive layer 36 and a barrier layer 34 between the multilayer substrate 10 and the heat seal layer 32. In this embodiment, the barrier layer 34 is formed on the surface of the heat seal layer 32.
In one embodiment, as shown in Figure 5, the laminate 30 includes an adhesive layer 36 between the multilayer substrate 10 and the heat seal layer 32.
本開示の積層体において、ポリエチレンの含有割合は、好ましくは90質量%以上である。これにより、積層体のリサイクル性を向上できる。なお、積層体におけるポリエチレンの含有割合とは、積層体を構成する各層における樹脂材料の含有量の和に対する、ポリエチレンの含有量の割合を意味する。 In the laminate according to this disclosure, the polyethylene content is preferably 90% by mass or more. This improves the recyclability of the laminate. The polyethylene content in the laminate refers to the ratio of the polyethylene content to the sum of the resin material content in each layer constituting the laminate.
本開示の積層体は、一実施形態において、以下の熱収縮率を示す。MDとは、積層体の長手方向又は流れ方向を指し、TDとは、MDに対して垂直な方向を指す。 In one embodiment, the laminate of this disclosure exhibits the following thermal shrinkage rates. MD refers to the longitudinal direction or flow direction of the laminate, and TD refers to the direction perpendicular to MD.
積層体のMDの熱収縮率(MD)は、例えば15%以下であり、好ましくは13%以下、より好ましくは11%以下、さらに好ましくは10%以下、よりさらに好ましくは8%以下、特に好ましくは7%以下である。熱収縮率(MD)の下限値は低いほど好ましいが、例えば0.5%、1%、2%又は3%でもよい。熱収縮率(MD)がこのように小さい積層体は、例えば、印刷適性や、ヒートシールにより包装袋を作製する際の製袋適性に優れる。 The thermal shrinkage coefficient (MD) of the laminate is, for example, 15% or less, preferably 13% or less, more preferably 11% or less, even more preferably 10% or less, even more preferably 8% or less, and particularly preferably 7% or less. A lower lower limit for the thermal shrinkage coefficient (MD) is preferable, but it may be, for example, 0.5%, 1%, 2%, or 3%. Laminates with such a low thermal shrinkage coefficient (MD) have excellent properties, for example, printability and suitability for bag making when producing packaging bags by heat sealing.
積層体のTDの熱収縮率(TD)は、例えば15%以下であり、好ましくは13%以下、より好ましくは11%以下、さらに好ましくは10%以下、よりさらに好ましくは8%以下、特に好ましくは7%以下である。熱収縮率(MD)の下限値は低いほど好ましいが、例えば0.5%、1%、2%又は3%でもよい。熱収縮率(TD)がこのように小さい積層体は、例えば、印刷適性や、ヒートシールにより包装袋を作製する際の製袋適性に優れる。 The thermal shrinkage coefficient (TD) of the laminate is, for example, 15% or less, preferably 13% or less, more preferably 11% or less, even more preferably 10% or less, even more preferably 8% or less, and particularly preferably 7% or less. A lower lower limit for the thermal shrinkage coefficient (MD) is preferable, but it may be, for example, 0.5%, 1%, 2%, or 3%. Laminates with such low thermal shrinkage coefficients (TD) exhibit excellent properties, for example, printability and suitability for bag making when producing packaging bags by heat sealing.
積層体の熱収縮率(MD)と熱収縮率(TD)との比(MD/TD)は、好ましくは0.5以上2.0以下、より好ましくは0.7以上1.4以下、さらに好ましくは0.8以上1.2以下、特に好ましくは0.9以上1.1以下である。比(MD/TD)がこのような範囲にあれば、積層体は熱処理を受けてもMD及びTDに比較的均一に収縮することから、例えば、積層体の印刷層における画像の歪みを抑制できる。 The ratio of the thermal shrinkage rate (MD) to the thermal shrinkage rate (TD) of the laminate (MD/TD) is preferably 0.5 to 2.0, more preferably 0.7 to 1.4, even more preferably 0.8 to 1.2, and particularly preferably 0.9 to 1.1. When the ratio (MD/TD) is within this range, the laminate shrinks relatively uniformly in terms of MD and TD even after heat treatment, thus suppressing, for example, image distortion in the printed layer of the laminate.
積層体の熱収縮率は、以下の様にして測定する。積層体を、10cm×10cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製する。各サンプル片のヒートシール層側が内側になるようにMD又はTDに平行に二つ折りにし、ヒートシールテスターを用いて、温度120℃、圧力1kgf/cm2、1秒の条件にて1.5cm×10cmの領域をヒートシールする(図6参照)。図6において、斜線部はヒートシール部を示す。ヒートシール後、サンプルのシール幅を測定し、MDの収縮率(図6(a)参照)及びTDの収縮率(図6(b)参照)を算出する。3つのサンプル片の平均値を、各熱収縮率とする。 The thermal shrinkage rate of the laminate is measured as follows: Cut the laminate into 10 cm x 10 cm sections to create three sample pieces. Fold each sample piece in half parallel to the medium diameter (MD) or medium diameter (TD) so that the heat-seal layer side is facing inward. Using a heat seal tester, heat seal a 1.5 cm x 10 cm area at a temperature of 120°C, a pressure of 1 kgf/ cm² , and for 1 second (see Figure 6). In Figure 6, the shaded area indicates the heat-sealed area. After heat sealing, measure the seal width of the sample and calculate the MD shrinkage rate (see Figure 6(a)) and the TD shrinkage rate (see Figure 6(b)). The average value of the three sample pieces is taken as the thermal shrinkage rate.
各熱収縮率は、以下の式により算出される。
熱収縮率(MD)(%)={(積層体のヒートシール予定部のMD方向の長さ(1.5cm)-ヒートシール後の積層体のヒートシール部のMD方向の長さ)/積層体のヒートシール予定部のMD方向の長さ(1.5cm)}×100
熱収縮率(TD)(%)={(積層体のヒートシール予定部のTD方向の長さ(1.5cm)-ヒートシール後の積層体のヒートシール部のTD方向の長さ)/積層体のヒートシール予定部のTD方向の長さ(1.5cm)}×100
Each thermal shrinkage rate is calculated using the following formula.
Thermal shrinkage ratio (MD) (%) = {(Length in the MD direction of the heat-sealed portion of the laminate (1.5 cm) - Length in the MD direction of the heat-sealed portion of the laminate after heat sealing) / Length in the MD direction of the heat-sealed portion of the laminate (1.5 cm)} × 100
Thermal shrinkage rate (TD) (%) = {(Length in the TD direction of the area to be heat-sealed in the laminate (1.5 cm) - Length in the TD direction of the heat-sealed area of the laminate after heat-sealing) / Length in the TD direction of the area to be heat-sealed in the laminate (1.5 cm)} × 100
一例を挙げると、1.5cmのヒートシールバーで積層体をシールした際に、サンプルのシール幅が1.4cmになっていた場合、熱収縮率は、(1.5-1.4)/1.5×100=6.7%となる。 For example, if a laminate is sealed with a 1.5 cm heat seal bar, and the sample's seal width is 1.4 cm, the heat shrinkage rate would be (1.5 - 1.4) / 1.5 × 100 = 6.7%.
<ヒートシール層>
ヒートシール層は、ポリエチレンを主成分として含有する層であり、すなわちポリエチレンを50質量%超の範囲で含有する層である。ヒートシール層におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上である。このような構成とすることにより、充分な剛性、強度及び耐熱性を有し、かつリサイクル性に優れた、包装材料用の積層体が得られる。
<Heat seal layer>
The heat seal layer is a layer containing polyethylene as its main component, that is, a layer containing polyethylene in a range of more than 50% by mass. The polyethylene content in the heat seal layer is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, 85% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more. With such a configuration, a laminate for packaging material can be obtained that has sufficient rigidity, strength and heat resistance, and is also highly recyclable.
本開示の積層体は、ポリエチレン多層基材と、ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層(以下「ヒートシール性ポリエチレン層」ともいう)とを備える。一実施形態において、多層基材の少なくとも一方の面に印刷層(画像)が形成されている。画像の経時的な劣化を防止できることから、多層基材におけるヒートシール性ポリエチレン層が設けられる側に印刷層が形成されていることが好ましい。 The laminate of this disclosure comprises a polyethylene multilayer substrate and a heat-sealable layer (hereinafter also referred to as the "heat-sealable polyethylene layer") containing polyethylene as the main component. In one embodiment, a printed layer (image) is formed on at least one surface of the multilayer substrate. It is preferable that the printed layer be formed on the side of the multilayer substrate where the heat-sealable polyethylene layer is provided, as this prevents deterioration of the image over time.
一実施形態において、第1のポリエチレン層又は第3のポリエチレン層が、積層体の一方側の表面層を構成し、ヒートシール層が、積層体の他方側の表面層を構成する。 In one embodiment, the first polyethylene layer or the third polyethylene layer constitutes the surface layer on one side of the laminate, and the heat-seal layer constitutes the surface layer on the other side of the laminate.
ポリエチレン多層基材とヒートシール性ポリエチレン層とを備える上記積層体において、該積層体に含まれる樹脂層は、一実施形態においていずれもポリエチレン層であり、該積層体は、ポリエステルフィルム及びナイロンフィルム等の異種の樹脂フィルムを備えない。また、ポリエチレン多層基材が包装材料の外層フィルムとして要求される剛性、強度及び耐熱性を満たし、ヒートシール性ポリエチレン層が包装化を可能とする。このため、上記積層体は、リサイクル性が求められる包装材料を構成する材料として適している。 In the above-described laminate comprising a polyethylene multilayer substrate and a heat-sealable polyethylene layer, in one embodiment, all resin layers included in the laminate are polyethylene layers, and the laminate does not contain dissimilar resin films such as polyester film and nylon film. Furthermore, the polyethylene multilayer substrate satisfies the rigidity, strength, and heat resistance required for an outer layer film of a packaging material, and the heat-sealable polyethylene layer enables packaging. Therefore, the above-described laminate is suitable as a material for packaging materials where recyclability is required.
一実施形態において、本開示の積層体は、必要に応じて印刷層が形成されたポリエチレン多層基材と、ヒートシール性ポリエチレン層とのみからなる。これにより、本開示の積層体は、各樹脂層が同一材料であるポリエチレンにより構成されることから、リサイクル性を特に向上できる。 In one embodiment, the laminate of the present disclosure consists only of a polyethylene multilayer substrate on which a printed layer is formed as needed, and a heat-sealable polyethylene layer. As a result, since each resin layer of the laminate of the present disclosure is composed of polyethylene, which is the same material, recyclability can be particularly improved.
ヒートシール層は、通常、延伸されていない層である。例えば、未延伸ポリエチレンフィルムを必要に応じて接着層を介して多層基材等の上に積層するか、或いはポリエチレンを含む樹脂材料を多層基材等の上に溶融押出しすることにより、ヒートシール層を形成できる。接着層としては、例えば、後述する接着層が挙げられる。 The heat-seal layer is typically an unstretched layer. For example, a heat-seal layer can be formed by laminating an unstretched polyethylene film onto a multilayer substrate via an adhesive layer as needed, or by melt-extruding a polyethylene-containing resin material onto a multilayer substrate. Examples of adhesive layers include those described later.
ヒートシール層を構成するポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン及び超低密度ポリエチレンが挙げられ、ヒートシール性という観点から、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン及び超低密度ポリエチレンが好ましい。環境負荷低減という観点から、バイオマス由来のポリエチレン又はリサイクルされたポリエチレンを用いてもよい。 Examples of polyethylene materials that constitute the heat seal layer include high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and ultra-low-density polyethylene. From the viewpoint of heat sealability, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and ultra-low-density polyethylene are preferred. From the viewpoint of reducing environmental impact, biomass-derived polyethylene or recycled polyethylene may be used.
ヒートシール層におけるポリエチレンの含有割合は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。これにより、積層体のリサイクル性を向上できる。
ヒートシール層は、上記添加剤を含有してもよい。
The polyethylene content in the heat seal layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more. This improves the recyclability of the laminate.
The heat seal layer may contain the above-mentioned additives.
ヒートシール層は、1層であっても、2層以上であってもよい。一実施形態において、ヒートシール層の層数は、1層以上3層以下である。
ヒートシール層の厚さは、例えば、10μm以上300μm以下である。
ヒートシール層の厚さは、ヒートシール層の強度及び積層体の加工適性という観点から、本開示の積層体により例えば製造される包装材料に充填される内容物の質量に応じ適宜変更することが好ましい。
The heat seal layer may be one layer or two or more layers. In one embodiment, the number of heat seal layers is one to three.
The thickness of the heat seal layer is, for example, 10 μm to 300 μm.
The thickness of the heat seal layer is preferably adjusted as appropriate according to the mass of the contents to be filled into the packaging material manufactured, for example, by the laminate of this disclosure, from the viewpoint of the strength of the heat seal layer and the processability of the laminate.
例えば、包装材料が小袋である場合、ヒートシール層の厚さは、好ましくは20μm以上60μm以下である。この場合、例えば1g以上200g以下の内容物が小袋内に良好に充填される。
例えば、包装材料がスタンドパウチである場合、ヒートシール層の厚さは、好ましくは50μm以上200μm以下である。この場合、例えば50g以上2000g以下の内容物がスタンドパウチ内に良好に充填される。
For example, if the packaging material is a small bag, the thickness of the heat-seal layer is preferably 20 μm or more and 60 μm or less. In this case, for example, 1 g or more and 200 g of contents can be well filled into the small bag.
For example, if the packaging material is a stand-up pouch, the thickness of the heat-seal layer is preferably 50 μm or more and 200 μm or less. In this case, for example, contents weighing 50 g to 2000 g can be well filled into the stand-up pouch.
<バリア層>
一実施形態において、本開示の積層体は、多層基材とヒートシール層との間に、バリア層を備える。これにより、積層体のガスバリア性、具体的には、酸素バリア性及び水蒸気バリア性を向上できる。バリア層は、多層基材の表面に形成してもよいし、ヒートシール層の表面に形成してもよい。また、多層基材とヒートシール層との間にバリア層を接着剤等を介して設けてもよい。
<Barrier layer>
In one embodiment, the laminate of the present disclosure includes a barrier layer between the multilayer substrate and the heat-seal layer. This improves the gas barrier properties of the laminate, specifically the oxygen barrier properties and water vapor barrier properties. The barrier layer may be formed on the surface of the multilayer substrate or on the surface of the heat-seal layer. Alternatively, the barrier layer may be provided between the multilayer substrate and the heat-seal layer via an adhesive or the like.
一実施形態において、バリア層は、蒸着層である。蒸着層としては、例えば、アルミニウムなどの金属、並びに酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ホウ素、酸化ハフニウム及び酸化バリウムなどの無機酸化物から構成される。これらの中でも、アルミニウム蒸着層が好ましい。 In one embodiment, the barrier layer is a vapor-deposited layer. The vapor-deposited layer is composed of, for example, metals such as aluminum, and inorganic oxides such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, boron oxide, hafnium oxide, and barium oxide. Among these, an aluminum vapor-deposited layer is preferred.
バリア層の厚さは、好ましくは1nm以上150nm以下、より好ましくは5nm以上60nm以下、さらに好ましくは10nm以上40nm以下である。バリア層の厚さを1nm以上とすることにより、積層体の酸素バリア性及び水蒸気バリア性をより向上できる。バリア層の厚さを150nm以下とすることにより、バリア層におけるクラックの発生を抑制できると共に、積層体のリサイクル性を向上できる。 The thickness of the barrier layer is preferably 1 nm to 150 nm, more preferably 5 nm to 60 nm, and even more preferably 10 nm to 40 nm. A barrier layer thickness of 1 nm or more can further improve the oxygen barrier and water vapor barrier properties of the laminate. A barrier layer thickness of 150 nm or less can suppress crack formation in the barrier layer and improve the recyclability of the laminate.
バリア層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及びイオンプレーティング法などの物理気相成長法(PVD法);並びにプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法及び光化学気相成長法などの化学気相成長法(CVD法)が挙げられる。バリア層は、物理気相成長法及び化学気相成長法の両者を併用して形成される、異種の無機酸化物のバリア層を2層以上含む複合膜であってもよい。 Methods for forming the barrier layer include, for example, physical vapor deposition (PVD) methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion plating; and chemical vapor deposition (CVD) methods such as plasma chemical vapor deposition, thermochemical vapor deposition, and photochemical vapor deposition. The barrier layer may be a composite film containing two or more barrier layers of different inorganic oxides, formed by combining both physical vapor deposition and chemical vapor deposition methods.
蒸着チャンバーの真空度としては、酸素導入前においては、10-2~10-8mbar程度が好ましく、酸素導入後においては、10-1~10-6mbar程度が好ましい。酸素導入量などは、蒸着機の大きさなどによって異なる。導入される酸素には、キャリヤーガスとしてアルゴンガス、ヘリウムガス及び窒素ガスなどの不活性ガスを支障のない範囲で使用してもよい。多層基材の搬送速度は、例えば、10~800m/min程度である。 The vacuum level of the deposition chamber is preferably about 10⁻² to 10⁻⁸ mbar before oxygen introduction and about 10⁻¹ to 10⁻⁶ mbar after oxygen introduction. The amount of oxygen introduced will vary depending on the size of the deposition machine. For the oxygen introduced, inert gases such as argon, helium, and nitrogen may be used as carrier gases within a range that does not cause problems. The transport speed of the multilayer substrate is, for example, about 10 to 800 m/min.
バリア層の表面には、上述した表面処理が施されていることが好ましい。これにより、バリア層と、隣接する層との密着性を向上できる。 It is preferable that the surface of the barrier layer be subjected to the surface treatment described above. This improves the adhesion between the barrier layer and the adjacent layer.
蒸着層が酸化アルミニウム及び酸化珪素などの無機酸化物から構成される場合は、蒸着層の表面にバリアコート層を設けて、蒸着層及びバリアコート層を備えるバリア層としてもよい。 If the vapor-deposited layer is composed of inorganic oxides such as aluminum oxide and silicon oxide, a barrier coat layer may be provided on the surface of the vapor-deposited layer to form a barrier layer comprising both the vapor-deposited layer and the barrier coat layer.
一実施形態において、バリアコート層は、ガスバリア性樹脂から構成される。ガスバリア性樹脂としては、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ナイロン6、ナイロン6,6及びポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)などのポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、並びに(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。 In one embodiment, the barrier coating layer is composed of a gas barrier resin. Examples of gas barrier resins include polyamide resins such as ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, nylon 6, nylon 6,6 and polymetaxylylene adipamide (MXD6), polyester resins, polyurethane resins, and (meth)acrylic resins.
バリアコート層の厚さは、好ましくは0.01μm以上10μm以下、より好ましくは0.1μm以上5μm以下である。バリアコート層の厚さを0.01μm以上とすることにより、ガスバリア性をより向上できる。バリアコート層の厚さを10μm以下とすることにより、積層体の加工適性を向上できる。また、モノマテリアル包装容器の作製に好適に使用可能な積層体とすることができる。 The thickness of the barrier coat layer is preferably 0.01 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 5 μm. A barrier coat layer thickness of 0.01 μm or more can further improve gas barrier properties. A barrier coat layer thickness of 10 μm or less can improve the processability of the laminate. Furthermore, it allows for the creation of a laminate suitable for use in the manufacture of monomaterial packaging containers.
バリアコート層は、例えば、ガスバリア性樹脂などの材料を水又は適当な有機溶剤に溶解又は分散させ、得られた塗布液を塗布、乾燥することにより形成できる。 The barrier coating layer can be formed, for example, by dissolving or dispersing a material such as a gas barrier resin in water or a suitable organic solvent, and then applying and drying the resulting coating solution.
他の実施形態において、バリアコート層は、金属アルコキシドと水溶性高分子との混合物を、ゾルゲル法触媒、水及び有機溶剤などの存在下で、ゾルゲル法によって重縮合して得られる金属アルコキシドの加水分解物又は金属アルコキシドの加水分解縮合物などを含む組成物から形成されるガスバリア性塗布膜である。
このようなバリアコート層を蒸着層上に設けることにより、蒸着層におけるクラックの発生を効果的に防止できる。
In other embodiments, the barrier coating layer is a gas barrier coating film formed from a composition containing a hydrolyzed metal alkoxide or a hydrolyzed condensate of a metal alkoxide, obtained by polycondensation of a mixture of a metal alkoxide and a water-soluble polymer by a sol-gel method in the presence of a sol-gel catalyst, water, and an organic solvent.
By providing such a barrier coating layer on the vapor-deposited layer, the occurrence of cracks in the vapor-deposited layer can be effectively prevented.
一実施形態において、金属アルコキシドは、下記一般式で表される。
R1
nM(OR2)m
上記式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数1以上8以下の有機基を表し、Mは金属原子を表し、nは0以上の整数を表し、mは1以上の整数を表し、n+mはMの原子価を表す。
In one embodiment, the metal alkoxide is represented by the following general formula.
R 1 n M (OR 2 ) m
In the above formula, R1 and R2 each independently represent an organic group having 1 to 8 carbon atoms, M represents a metal atom, n represents an integer of 0 or more, m represents an integer of 1 or more, and n+m represents the valence of M.
R1及びR2で表される有機基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基及びイソブチル基などのアルキル基が挙げられる。金属原子Mとしては、例えば、珪素、ジルコニウム、チタン及びアルミニウムが挙げられる。 Examples of organic groups represented by R1 and R2 include alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, and isobutyl groups. Examples of metal atoms M include silicon, zirconium, titanium, and aluminum.
上記一般式を満たす金属アルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシシラン(Si(OCH3)4)、テトラエトキシシラン(Si(OC2H5)4)、テトラプロポキシシラン(Si(OC3H7)4)、及びテトラブトキシシラン(Si(OC4H9)4)が挙げられる。 Examples of metal alkoxides that satisfy the above general formula include tetramethoxysilane (Si( OCH3 ) 4 ), tetraethoxysilane (Si( OC2H5 ) 4 ) , tetrapropoxysilane (Si( OC3H7 ) 4 ), and tetrabutoxysilane (Si( OC4H9 ) 4 ) .
上記金属アルコキシドと共に、シランカップリング剤を使用することが好ましい。シランカップリング剤としては、既知の有機反応性基含有オルガノアルコキシシランを用いることができる。 It is preferable to use a silane coupling agent together with the above-mentioned metal alkoxide. Known organic reactive group-containing organoalkoxysilanes can be used as the silane coupling agent.
水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール及びエチレン-ビニルアルコール共重合体が好ましい。酸素バリア性、水蒸気バリア性、耐水性及び耐候性などの所望の物性に応じて、ポリビニルアルコール及びエチレン-ビニルアルコール共重合体のいずれか一方を用いてもよく、両者を併用してもよく、また、ポリビニルアルコールを用いて得られるガスバリア性塗布膜及びエチレン-ビニルアルコール共重合体を用いて得られるガスバリア性塗布膜を積層してもよい。 As the water-soluble polymer, polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl alcohol copolymers are preferred. Depending on the desired physical properties such as oxygen barrier properties, water vapor barrier properties, water resistance, and weather resistance, either polyvinyl alcohol or ethylene-vinyl alcohol copolymer may be used, or both may be used in combination. Furthermore, a gas barrier coating film obtained using polyvinyl alcohol and a gas barrier coating film obtained using ethylene-vinyl alcohol copolymer may be laminated.
ゾルゲル法触媒としては、酸又はアミン系化合物が好適である。 Acid or amine compounds are preferred as catalysts for the sol-gel process.
上記組成物は、さらに酸を含んでいてもよい。酸は、ゾルゲル法触媒、主として金属アルコキシド及びシランカップリング剤などの加水分解のための触媒として用いられる。酸としては、例えば、硫酸、塩酸及び硝酸などの鉱酸、並びに酢酸及び酒石酸などの有機酸が挙げられる。 The above composition may further contain an acid. The acid is used as a catalyst for hydrolysis, primarily for sol-gel catalysts, metal alkoxides, and silane coupling agents. Examples of acids include mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and nitric acid, as well as organic acids such as acetic acid and tartaric acid.
上記組成物は、有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール及びn-ブタノールが挙げられる。 The above composition may contain an organic solvent. Examples of organic solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, and n-butanol.
ガスバリア性塗布膜の厚さは、好ましくは0.01μm以上100μm以下、より好ましくは0.1μm以上50μm以下である。これにより、ガスバリア性をより向上できる。ガスバリア性塗布膜の厚さを0.01μm以上とすることにより、積層体の酸素バリア性及び水蒸気バリア性を向上でき、また、蒸着層におけるクラックの発生を防止できる。ガスバリア性塗布膜の厚さを100μm以下とすることにより、モノマテリアル包装容器の作製に好適に使用可能な積層体とすることができる。 The thickness of the gas barrier coating is preferably 0.01 μm to 100 μm, more preferably 0.1 μm to 50 μm. This further improves the gas barrier properties. By setting the thickness of the gas barrier coating to 0.01 μm or more, the oxygen barrier and water vapor barrier properties of the laminate can be improved, and crack formation in the vapor-deposited layer can be prevented. By setting the thickness of the gas barrier coating to 100 μm or less, a laminate suitable for use in the manufacture of monomaterial packaging containers can be obtained.
ガスバリア性塗布膜は、例えば、グラビアロールコーターなどのロールコート、スプレーコート、スピンコート、ディッピング、刷毛、バーコート及びアプリケータなどの従来公知の手段により、上記材料を含む組成物を塗布し、その組成物をゾルゲル法により重縮合することにより形成させることができる。 A gas barrier coating film can be formed by applying a composition containing the above-mentioned material using conventionally known methods such as roll coating (including gravure roll coaters), spray coating, spin coating, dipping, brushing, bar coating, and applicators, and then polycondensing the composition by a sol-gel method.
以下、ガスバリア性塗布膜の形成方法の一実施形態について以下に説明する。
まず、金属アルコキシド、水溶性高分子、ゾルゲル法触媒、水、有機溶剤及び必要に応じてシランカップリング剤などを混合し、組成物を調製する。該組成物中では次第に重縮合反応が進行する。次いで、蒸着層上に、上記従来公知の手段により、上記組成物を塗布、乾燥する。この乾燥により、金属アルコキシド及び水溶性高分子(上記組成物がシランカップリング剤を含む場合は、シランカップリング剤も)の重縮合反応がさらに進行し、複合ポリマーの層が形成される。最後に、加熱することにより、ガスバリア性塗布膜を形成できる。
The following describes one embodiment of a method for forming a gas barrier coating film.
First, a composition is prepared by mixing a metal alkoxide, a water-soluble polymer, a sol-gel catalyst, water, an organic solvent, and optionally a silane coupling agent. A polycondensation reaction gradually proceeds within the composition. Next, the composition is applied to a vapor-deposited layer and dried using the conventionally known method described above. This drying further promotes the polycondensation reaction between the metal alkoxide and the water-soluble polymer (and the silane coupling agent if the composition contains one), forming a composite polymer layer. Finally, a gas barrier coating film can be formed by heating.
<接着層>
一実施形態において、本開示の積層体は、任意の層間(例えば、多層基材とバリア層との間、バリア層とヒートシール層との間、又は多層基材とヒートシール層との間)に、接着層を備える。これにより、積層体に含まれる層間の密着性を向上できる。
<Adhesive layer>
In one embodiment, the laminate of the present disclosure includes an adhesive layer between any of the layers (for example, between a multilayer substrate and a barrier layer, between a barrier layer and a heat seal layer, or between a multilayer substrate and a heat seal layer). This improves the adhesion between the layers contained in the laminate.
接着層は、接着剤を含有する。接着剤としては、例えば、1液硬化型の接着剤、2液硬化型の接着剤、及び非硬化型の接着剤が挙げられる。 The adhesive layer contains an adhesive. Examples of adhesives include one-component curing adhesives, two-component curing adhesives, and non-curing adhesives.
接着剤は、無溶剤型の接着剤であっても、溶剤型の接着剤であってもよく、環境負荷の観点から、無溶剤型の接着剤が好ましい。無溶剤型の接着剤としては、例えば、ポリエーテル系接着剤、ポリエステル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤及びウレタン系接着剤が挙げられる。溶剤型の接着剤としては、例えば、ゴム系接着剤、ビニル系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、オレフィン系接着剤及びウレタン系接着剤が挙げられる。これらの中でも、2液硬化型のウレタン系接着剤が好ましい。 The adhesive may be either a solvent-free or solvent-based adhesive; however, from an environmental perspective, a solvent-free adhesive is preferred. Examples of solvent-free adhesives include polyether-based adhesives, polyester-based adhesives, silicone-based adhesives, epoxy-based adhesives, and urethane-based adhesives. Examples of solvent-based adhesives include rubber-based adhesives, vinyl-based adhesives, silicone-based adhesives, epoxy-based adhesives, phenol-based adhesives, olefin-based adhesives, and urethane-based adhesives. Among these, a two-component curing type urethane-based adhesive is preferred.
アルミニウム蒸着層等のバリア層と隣接する接着層の場合は、ポリエステルポリオール、イソシアネート化合物及びリン酸変性化合物を含有する樹脂組成物の硬化物により、該接着層を構成することが好ましい。接着層をこのような構成とすることにより、本開示の積層体の酸素バリア性及び水蒸気バリア性をより向上できる。 In the case of an adhesive layer adjacent to a barrier layer such as an aluminum vapor-deposited layer, it is preferable to constitute the adhesive layer with a cured product of a resin composition containing a polyester polyol, an isocyanate compound, and a phosphate-modified compound. By using such a configuration for the adhesive layer, the oxygen barrier and water vapor barrier properties of the laminate of this disclosure can be further improved.
接着層の厚さは、接着層の接着性及び積層体の加工適性という観点から、好ましくは0.5μm以上6μm以下、より好ましくは0.8μm以上5μm以下、さらに好ましくは1μm以上4.5μm以下である。 From the viewpoint of adhesive properties of the adhesive layer and processability of the laminate, the thickness of the adhesive layer is preferably 0.5 μm to 6 μm, more preferably 0.8 μm to 5 μm, and even more preferably 1 μm to 4.5 μm.
接着層は、例えば、ダイレクトグラビアロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、リバースロールコート法、フォンテン法及びトランスファーロールコート法などの方法により、多層基材等の上に接着剤を塗布及び乾燥することにより形成できる。 The adhesive layer can be formed by applying and drying an adhesive onto a multilayer substrate, for example, using methods such as the direct gravure roll coating method, gravure roll coating method, kiss coating method, reverse roll coating method, fontein method, and transfer roll coating method.
<印刷層>
本開示の積層体は、ポリエチレン多層基材上に形成された印刷層を備えてもよい。印刷層は、例えば、多層基材における第1のPE層又は第3のPE層に形成される。多層基材はインキ密着性に優れることから、良好な画像を形成できる。多層基材は耐熱収縮性などの耐熱性に優れることから、印刷用途に好適である。
<Print layer>
The laminate of this disclosure may comprise a printed layer formed on a polyethylene multilayer substrate. The printed layer is formed, for example, on a first PE layer or a third PE layer in the multilayer substrate. Since the multilayer substrate has excellent ink adhesion, a good image can be formed. Since the multilayer substrate has excellent heat resistance, such as heat shrinkage resistance, it is suitable for printing applications.
印刷層は、例えば、画像を含む。画像としては、例えば、文字、図形、記号及びこれらの組合せが挙げられる。印刷層の形成方法としては、例えば、グラビア印刷法、オフセット印刷法及びフレキソ印刷法が挙げられる。一実施形態において、環境負荷低減という観点から、フレキソ印刷法が好ましい。また、環境負荷低減という観点から、バイオマス由来のインキを用いて多層基材の表面に印刷層を形成してもよい。 The printed layer includes, for example, an image. Examples of images include characters, figures, symbols, and combinations thereof. Methods for forming the printed layer include, for example, gravure printing, offset printing, and flexographic printing. In one embodiment, flexographic printing is preferred from the viewpoint of reducing environmental impact. Furthermore, from the viewpoint of reducing environmental impact, the printed layer may be formed on the surface of the multilayer substrate using biomass-derived ink.
印刷層は、一実施形態において、着色剤を含有する。着色剤としては、例えば、無機顔料及び有機顔料等の顔料;酸性染料、直接染料、分散染料、油溶性染料、含金属油溶性染料及び昇華性色素等の染料が挙げられる。着色剤としては、紫外線を吸収することにより蛍光を発する紫外線発光材料、及び赤外線を吸収することにより蛍光を発する赤外線発光材料等の蛍光発光材料も挙げられる。 In one embodiment, the printed layer contains a colorant. Examples of colorants include pigments such as inorganic and organic pigments; and dyes such as acid dyes, direct dyes, disperse dyes, oil-soluble dyes, metal-containing oil-soluble dyes, and sublimable dyes. Fluorescent materials, such as ultraviolet-emitting materials that emit fluorescence upon absorbing ultraviolet light, and infrared-emitting materials that emit fluorescence upon absorbing infrared light, are also examples of colorants.
印刷層は、一実施形態において、樹脂材料を含有してもよい。樹脂材料としては、例えば、セルロース樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、ノルボルネン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル及び塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体が挙げられる。 In one embodiment, the printed layer may contain a resin material. Examples of resin materials include cellulose resin, (meth)acrylic resin, urethane resin, alkyd resin, polyester, polycarbonate, polyolefin, polystyrene, norbornene-based resin, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and vinyl chloride-vinyl acetate copolymer.
[用途]
本開示の積層体は、包装袋などの包装材料用途に好適に使用できる。本開示の包装材料は、本開示の積層体を備える。
[Application]
The laminate of this disclosure can be suitably used for packaging material applications such as packaging bags. The packaging material of this disclosure comprises the laminate of this disclosure.
例えば、上記積層体を、多層基材が外側、ヒートシール層が内側に位置するように二つ折にして重ね合わせて、その端部等をヒートシールすることにより、包装材料を製造できる。また、複数の上記積層体をヒートシール層が対向するように重ね合わせて、その端部等をヒートシールすることにより、包装材料を製造できる。包装材料の全部が上記積層体で構成されていてもよく、包装材料の一部が上記積層体で構成されていてもよい。 For example, the above laminate can be folded in half so that the multilayer substrate is on the outside and the heat-seal layer is on the inside, and the edges can be heat-sealed to produce a packaging material. Alternatively, multiple of the above laminates can be stacked so that the heat-seal layers face each other, and the edges can be heat-sealed to produce a packaging material. The entire packaging material may be composed of the above laminate, or only a portion of the packaging material may be composed of the above laminate.
包装材料におけるヒートシールの形態としては、例えば、側面シール型、二方シール型、三方シール型、四方シール型、封筒貼りシール型、合掌貼りシール型(ピローシール型)、ひだ付シール型、平底シール型、角底シール型、及びガゼット型が挙げられる。また、自立性包装用袋(スタンドパウチ)も可能である。ヒートシールの方法としては、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、及び超音波シールが挙げられる。 Examples of heat sealing forms for packaging materials include side seals, two-side seals, three-side seals, four-side seals, envelope seals, gusset seals (pillow seals), pleated seals, flat-bottom seals, square-bottom seals, and gusset seals. Stand-up pouches are also possible. Examples of heat sealing methods include bar seals, rotary roll seals, belt seals, impulse seals, high-frequency seals, and ultrasonic seals.
例えば、胴部及び底部を備えるスタンドパウチは、以下のようにして製造できる。まず、1つ又は複数の上記積層体を、ヒートシール層が内側となるように筒状にしてヒートシールすることにより胴部を形成する。次いで、更なる上記積層体を、ヒートシール層が外側となるようにV字状に折る。V字状の積層体を胴部の一端に挟み込み、ヒートシールすることにより底部を形成する。 For example, a stand-up pouch having a body and a bottom can be manufactured as follows: First, one or more of the laminated materials are formed into a cylindrical shape with the heat-seal layer facing inward and then heat-sealed to form the body. Next, another laminated material is folded into a V-shape with the heat-seal layer facing outward. The V-shaped laminated material is then sandwiched at one end of the body and heat-sealed to form the bottom.
スタンドパウチにおいては、胴部のみが上記積層体により形成されていてもよく、底部のみが上記積層体により形成されていてもよく、胴部及び底部の両方が上記積層体により形成されていてもよい。 In a stand-up pouch, the body may be formed solely from the laminate, the bottom may be formed solely from the laminate, or both the body and bottom may be formed from the laminate.
包装材料に充填される内容物としては、例えば、液体、粉体及びゲル体が挙げられ、食品であっても、非食品であってもよい。包装材料中に内容物を充填した後、包装材料の開口をヒートシールすることにより、包装体が得られる。 Examples of contents to be filled into the packaging material include liquids, powders, and gels, and may be food or non-food items. After filling the packaging material with contents, the opening of the packaging material is heat-sealed to obtain the package.
本開示は、例えば以下の[1]~[13]に関する。
[1]ポリエチレン多層基材と、ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層とを備える積層体であって、ポリエチレン多層基材が、第1のポリエチレン層と、第2のポリエチレン層と、第3のポリエチレン層とを厚さ方向にこの順に備え、延伸処理されてなり、第1のポリエチレン層の押込み弾性率が、1.0GPa以上であり、第3のポリエチレン層の押込み弾性率が、1.0GPa以上である、積層体。
[2]第1のポリエチレン層の押込み弾性率が、4.5GPa以下であり、第3のポリエチレン層の押込み弾性率が、4.5GPa以下である、上記[1]に記載の積層体。
[3]第2のポリエチレン層の押込み弾性率が、0.03GPa以上0.7GPa以下である、上記[1]又は[2]に記載の積層体。
[4]ポリエチレン多層基材が、第1のポリエチレン層及び第2のポリエチレン層の間に第2aのポリエチレン層と、第2のポリエチレン層及び第3のポリエチレン層の間に第2bのポリエチレン層と、をさらに備え、第2aのポリエチレン層の押込み弾性率、及び第2bのポリエチレン層の押込み弾性率が、それぞれ独立に、0.3GPa以上3.5GPa以下である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の積層体。
[5]ポリエチレン多層基材と、ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層とを備える積層体であって、ポリエチレン多層基材が、第1のポリエチレン層と、第2のポリエチレン層と、第3のポリエチレン層とを厚さ方向にこの順に備え、延伸処理されてなり、第1のポリエチレン層の押込み硬度が、45MPa以上であり、第3のポリエチレン層の押込み硬度が、45MPa以上である、積層体。
[6]第1のポリエチレン層の押込み硬度が、110MPa以下であり、第3のポリエチレン層の押込み硬度が、110MPa以下である、上記[5]に記載の積層体。
[7]第2のポリエチレン層の押込み硬度が、1MPa以上40MPa以下である、上記[5]又は[6]に記載の積層体。
[8]ポリエチレン多層基材が、第1のポリエチレン層及び第2のポリエチレン層の間に第2aのポリエチレン層と、第2のポリエチレン層及び第3のポリエチレン層の間に第2bのポリエチレン層と、をさらに備え、第2aのポリエチレン層の押込み硬度、及び第2bのポリエチレン層の押込み硬度が、それぞれ独立に、20MPa以上100MPa以下である、上記[5]~[7]のいずれかに記載の積層体。
[9]積層体の長手方向(MD)の熱収縮率が15%以下であり、積層体のMDに対する垂直方向(TD)の熱収縮率が15%以下である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の積層体。
[10]ポリエチレン多層基材上に印刷層をさらに備える、上記[1]~[9]のいずれかに記載の積層体。
[11]ポリエチレン多層基材の表面、又はヒートシール層の表面に形成されたバリア層をさらに備える、上記[1]~[10]のいずれかに記載の積層体。
[12]ポリエチレン多層基材とヒートシール層との間に、接着層をさらに備える、上記[1]~[11]のいずれかに記載の積層体。
[13]上記[1]~[12]のいずれかに記載の積層体を備える、包装材料。
This disclosure relates, for example, to the following [1] to [13].
[1] A laminate comprising a polyethylene multilayer substrate and a heat-seal layer mainly composed of polyethylene, wherein the polyethylene multilayer substrate comprises a first polyethylene layer, a second polyethylene layer, and a third polyethylene layer in this order in the thickness direction and is stretched, the indentation modulus of the first polyethylene layer is 1.0 GPa or more, and the indentation modulus of the third polyethylene layer is 1.0 GPa or more.
[2] The laminate according to [1] above, wherein the indentation modulus of the first polyethylene layer is 4.5 GPa or less, and the indentation modulus of the third polyethylene layer is 4.5 GPa or less.
[3] The laminate according to [1] or [2] above, wherein the indentation modulus of the second polyethylene layer is 0.03 GPa or more and 0.7 GPa or less.
[4] The laminate according to any one of [1] to [3] above, wherein the polyethylene multilayer substrate further comprises a second polyethylene layer a between the first polyethylene layer and the second polyethylene layer, and a second polyethylene layer b between the second polyethylene layer and the third polyethylene layer, and the indentation modulus of the second polyethylene layer and the indentation modulus of the second polyethylene layer and the indentation modulus of the second polyethylene layer b are each independently 0.3 GPa or more and 3.5 GPa or less.
[5] A laminate comprising a polyethylene multilayer substrate and a heat-seal layer mainly composed of polyethylene, wherein the polyethylene multilayer substrate comprises a first polyethylene layer, a second polyethylene layer, and a third polyethylene layer in this order in the thickness direction and is stretched, the indentation hardness of the first polyethylene layer is 45 MPa or more, and the indentation hardness of the third polyethylene layer is 45 MPa or more.
[6] The laminate according to [5] above, wherein the indentation hardness of the first polyethylene layer is 110 MPa or less, and the indentation hardness of the third polyethylene layer is 110 MPa or less.
[7] The laminate according to [5] or [6] above, wherein the indentation hardness of the second polyethylene layer is 1 MPa or more and 40 MPa or less.
[8] The laminate according to any one of [5] to [7] above, wherein the polyethylene multilayer substrate further comprises a second polyethylene layer a between the first polyethylene layer and the second polyethylene layer, and a second polyethylene layer b between the second polyethylene layer and the third polyethylene layer, and the indentation hardness of the second polyethylene layer and the indentation hardness of the second polyethylene layer b are independently 20 MPa or more and 100 MPa or less.
[9] The laminate according to any one of [1] to [8] above, wherein the thermal shrinkage rate in the longitudinal direction (MD) of the laminate is 15% or less, and the thermal shrinkage rate in the direction perpendicular to the MD (TD) of the laminate is 15% or less.
[10] The laminate according to any one of [1] to [9] above, further comprising a printed layer on a polyethylene multilayer substrate.
[11] The laminate according to any one of [1] to [10], further comprising a barrier layer formed on the surface of a polyethylene multilayer substrate or on the surface of a heat seal layer.
[12] The laminate according to any one of [1] to [11] above, further comprising an adhesive layer between the polyethylene multilayer substrate and the heat seal layer.
[13] A packaging material comprising the laminate described in any of [1] to [12] above.
本開示の積層体について実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本開示の積層体は実施例によって限定されるものではない。以下、「質量部」は単に「部」と記載する。 The laminates of this disclosure will be described in more detail based on examples, but the laminates of this disclosure are not limited to the examples. Hereinafter, "mass portion" will simply be referred to as "portion."
以下の実施例及び比較例で用いるポリエチレンについて記載する。
・中密度ポリエチレン(以下「MDPE」と記載する):
商品名Enable4002MC
密度:0.940g/cm3、融点:128℃、MFR:0.25g/10分、
ExxonMobil社製
・高密度ポリエチレン(1)(以下「HDPE(1)」と記載する):
商品名Elite5960G
密度:0.960g/cm3、融点:134℃、MFR:0.8g/10分、
Dowchemical社製
・高密度ポリエチレン(2)(以下「HDPE(2)」と記載する):
商品名H619F
密度:0.965g/cm3、融点:135℃、MFR:0.7g/10分、
SCG社製
・直鎖状低密度ポリエチレン(以下「LLDPE」と記載する):
商品名Exceed XP8656ML
密度:0.916g/cm3、融点:121℃、MFR:0.5g/10分、
ExxonMobil社製
・低密度ポリエチレン(以下「LDPE」と記載する):
商品名LD2420F
密度:0.922g/cm3、融点:112℃、MFR:0.75g/10分、
PTT社製
・スリップ剤含有MB:
商品名SLIP61 10061-K
密度:0.910g/cm3、MFR:10g/10分、
ポリエチレンベース、エルカ酸アミド系スリップ剤5質量%含有、
Ampacet社製
The polyethylene used in the following examples and comparative examples is described below.
Medium-density polyethylene (hereinafter referred to as "MDPE"):
Product name Enable4002MC
Density: 0.940 g/ cm³ , Melting point: 128°C, MFR: 0.25 g/10 min
ExxonMobil High-Density Polyethylene (1) (hereinafter referred to as "HDPE (1)"):
Product name: Elite5960G
Density: 0.960 g/ cm³ , Melting point: 134°C, MFR: 0.8 g/10 min
Dowchemical High-Density Polyethylene (2) (hereinafter referred to as "HDPE (2)"):
Product name H619F
Density: 0.965 g/ cm³ , Melting point: 135°C, MFR: 0.7 g/10 min
SCG-manufactured linear low-density polyethylene (hereinafter referred to as "LLDPE"):
Product name: Exceed XP8656ML
Density: 0.916 g/ cm³ , Melting point: 121°C, MFR: 0.5 g/10 min
Low-density polyethylene (LDPE) manufactured by ExxonMobil:
Product name LD2420F
Density: 0.922 g/ cm³ , Melting point: 112°C, MFR: 0.75 g/10 min
PTT Corporation's slip-resistant MB:
Product name SLIP61 10061-K
Density: 0.910g/cm 3 , MFR: 10g/10min,
Polyethylene base, containing 5% by mass of erucic acid amide slip agent.
Ampace Corporation
[ブレンドポリエチレンの作製]
・ブレンドポリエチレンA1
70部のMDPEと、30部のHDPE(1)とを混合して、平均密度0.948g/cm3のブレンドポリエチレンA1(以下「ブレンドPE(A1)」と記載する)を得た。
・ブレンドポリエチレンB1
70部のHDPE(2)と、30部のLDPEとを混合して、平均密度0.950g/cm3のブレンドポリエチレンB1(以下「ブレンドPE(B1)」と記載する)を得た。
・ブレンドポリエチレンB2
50部のMDPEと、50部のLLDPEとを混合して、平均密度0.929g/cm3のブレンドポリエチレンB2(以下「ブレンドPE(B2)」と記載する)を得た。
・ブレンドポリエチレンC1
98部のLLDPEと、2部のスリップ剤含有MBとを混合して、平均密度0.916g/cm3のブレンドポリエチレンC1(以下「ブレンドPE(C1)」と記載する)を得た。
[Preparation of blended polyethylene]
Blended polyethylene A1
70 parts of MDPE and 30 parts of HDPE(1) were mixed to obtain blended polyethylene A1 (hereinafter referred to as "blended PE(A1)") with an average density of 0.948 g/ cm³ .
Blended polyethylene B1
70 parts HDPE(2) and 30 parts LDPE were mixed to obtain blended polyethylene B1 (hereinafter referred to as "blended PE(B1)") with an average density of 0.950 g/ cm³ .
Blended polyethylene B2
Fifty parts of MDPE and fifty parts of LLDPE were mixed to obtain blended polyethylene B2 (hereinafter referred to as "blended PE (B2)") with an average density of 0.929 g/ cm³ .
Blended polyethylene C1
98 parts of LLDPE and 2 parts of slip agent-containing MB were mixed to obtain blended polyethylene C1 (hereinafter referred to as "blended PE (C1)") with an average density of 0.916 g/cm³.
[製造例1]
ブレンドPE(A1)、ブレンドPE(B1)及びブレンドPE(C1)を、インフレーション成形法により、ブレンドPE(A1)層(15μm)/ブレンドPE(B1)層(22.5μm)/ブレンドPE(C1)層(50μm)/ブレンドPE(B1)層(22.5μm)/ブレンドPE(A1)層(15μm)の層厚さ比で5層共押出しを行いチューブ状に製膜し、総厚さ125μmのポリエチレンフィルムを得て、チューブ状のフィルムをニップ箇所で折りたたみ、2枚重ねにした。括弧内の数値は層の厚さを示す。
[Manufacturing Example 1]
Blended PE (A1), blended PE (B1), and blended PE (C1) were co-extruded in five layers by inflation molding with the layer thickness ratio of blended PE (A1) layer (15 μm) / blended PE (B1) layer (22.5 μm) / blended PE (C1) layer (50 μm) / blended PE (B1) layer (22.5 μm) / blended PE (A1) layer (15 μm) to form a tubular film with a total thickness of 125 μm. The tubular film was folded at the nip and doubled up. The numbers in parentheses indicate the layer thickness.
上記で作製したポリエチレンフィルムを長手方向(MD)に5倍の延伸倍率で延伸し、さらに、片方の面のブレンドPE(A1)層(表面層)にコロナ放電処理を行った後、端部をスリットし、2枚に分けて、厚さ25μmのポリエチレン多層基材(延伸多層基材)を得た。 The polyethylene film prepared above was stretched in the longitudinal direction (MD) at a stretching ratio of 5 times. Furthermore, the blended PE (A1) layer (surface layer) on one side was subjected to corona discharge treatment. The ends were then slit, dividing the film into two layers to obtain a 25 μm thick polyethylene multilayer substrate (stretched multilayer substrate).
[製造例2及び3]
層構成を表3に記載したとおりに変更した以外は製造例1と同様にして、ポリエチレンフィルム及び延伸多層基材を得た。
[Manufacturing Examples 2 and 3]
A polyethylene film and a stretched multilayer substrate were obtained in the same manner as in Manufacturing Example 1, except that the layer structure was changed as shown in Table 3.
[実施例及び比較例:積層体の作製]
第一の直鎖状低密度ポリエチレン(プライムポリマー社製、SP2520、密度:0.925g/cm3、融点:122℃)と、第二の直鎖状低密度ポリエチレン(プライムポリマー社製、SP0510、密度:0.903g/cm3、融点:98℃)とを、インフレーション成形法により、多層押出製膜し、厚さ20μmの第一の直鎖状低密度ポリエチレン層と、厚さ20μmの第二の直鎖状低密度ポリエチレン層とを備える未延伸ポリエチレンフィルムを作製した。この未延伸ポリエチレンフィルムを、以下に説明するとおりヒートシール層として用いた。
[Examples and Comparative Examples: Fabrication of Laminates]
A first linear low-density polyethylene (SP2520, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., density: 0.925 g/ cm³ , melting point: 122°C) and a second linear low-density polyethylene (SP0510, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., density: 0.903 g/ cm³ , melting point: 98°C) were multilayer extruded by inflation molding to produce an unstretched polyethylene film comprising a 20 μm thick first linear low-density polyethylene layer and a 20 μm thick second linear low-density polyethylene layer. This unstretched polyethylene film was used as a heat-seal layer as described below.
上記で作製した未延伸ポリエチレンフィルム(ヒートシール層)の第一の直鎖状低密度ポリエチレン層側と、製造例において得られた延伸多層基材のコロナ放電処理面側とを、2液硬化型ウレタン系接着剤(ロックペイント社製、Ru-77T/H-7)を介してドライラミネートし、積層体を得た。接着層の厚さは3.0μmであった。 The first linear low-density polyethylene layer side of the unstretched polyethylene film (heat-sealed layer) prepared above and the corona-discharge treated side of the stretched multilayer substrate obtained in the manufacturing example were dry-laminated using a two-component curing urethane adhesive (Rock Paint Co., Ltd., Ru-77T/H-7) to obtain a laminate. The thickness of the adhesive layer was 3.0 μm.
[インキ密着評価]
製造例において得られた延伸多層基材のコロナ放電処理面側に、油性グラビアインキ(DICグラフィックス(株)製、商品名:フィナート)を用いて、グラビア印刷法により、画像を形成した。延伸多層基材上に形成された画像を目視により観察し、以下の評価基準に基づいて、評価した。
[Ink adhesion evaluation]
An image was formed on the corona discharge treated side of the stretched multilayer substrate obtained in the manufacturing example using gravure printing with oil-based gravure ink (manufactured by DIC Graphics Co., Ltd., product name: Finart). The image formed on the stretched multilayer substrate was observed visually and evaluated based on the following evaluation criteria.
(評価基準)
AA:延伸多層基材の画像形成面側にセロテープ(登録商標)を貼り、剥がした際に、延伸多層基材へのインキ密着が良好で、セロテープ(登録商標)へのインキ剥離が発生しなかった。
BB:延伸多層基材の画像形成面側にセロテープ(登録商標)を貼り、剥がした際に、延伸多層基材へのインキ密着が弱く、セロテープ(登録商標)へのインキ剥離が発生した。
(Evaluation criteria)
AA: When cellophane tape (registered trademark) was applied to the image-forming surface of a stretched multilayer substrate and then peeled off, the ink adhered well to the stretched multilayer substrate, and no ink peeling occurred on the cellophane tape (registered trademark).
BB: When cellophane tape (registered trademark) was applied to the image-forming surface of a stretched multilayer substrate and then peeled off, the ink adhesion to the stretched multilayer substrate was weak, resulting in ink peeling from the cellophane tape (registered trademark).
[収縮評価]
上記で作製した積層体を、10cm×10cmにカットしてサンプル片を3つずつ作製した。各サンプル片のヒートシール層側が内側になるように二つ折りにし、ヒートシールテスターを用いて、温度120℃、圧力1kgf/cm2、1秒の条件にて1.5cm×10cmの領域をヒートシールした。ヒートシール後、サンプルのシール幅を測定し、MD及びTDの収縮率を算出した。3つのサンプル片の平均値を、各熱収縮率とした。
[Contraction evaluation]
The laminate prepared as described above was cut into 10 cm x 10 cm sections to create three sample pieces. Each sample piece was folded in half with the heat-seal layer facing inward, and a 1.5 cm x 10 cm area was heat-sealed using a heat seal tester at a temperature of 120°C, a pressure of 1 kgf/ cm² , and for 1 second. After heat sealing, the seal width of the sample was measured, and the shrinkage rates of the medium diameter (MD) and total diameter (TD) were calculated. The average values of the three sample pieces were used as the respective heat shrinkage rates.
[耐熱性評価]
耐熱性を以下の基準で評価した。
AA:印刷時、ドライラミネート時及び上記で作製した積層体のヒートシール時に延伸多層基材の大きな収縮が無く、目的物を綺麗に製造できた。
BB:印刷時、ドライラミネート時及び上記で作製した積層体のヒートシール時に延伸多層基材の大きな収縮が発生し、目的物を綺麗に製造できなかった。
[Heat resistance evaluation]
Heat resistance was evaluated according to the following criteria.
AA: During printing, dry lamination, and heat sealing of the laminated material produced above, there was no significant shrinkage of the stretched multilayer substrate, and the desired product was manufactured cleanly.
BB: Significant shrinkage occurred in the stretched multilayer substrate during printing, dry lamination, and heat sealing of the laminated material produced above, making it impossible to manufacture the desired product cleanly.
[ヘイズ評価]
製造例において得られた延伸多層基材のヘイズ値を、JIS K7136に準拠し測定した。
[Hayes's rating]
The haze value of the stretched multilayer substrate obtained in the manufacturing example was measured in accordance with JIS K7136.
[剛性評価]
製造例において得られた延伸多層基材を、10mm幅の試験片に切断し、ループスティフネス測定試験器(東洋精機製作所製、商品名:ループスティフネステスタ)により、試験片の剛性を測定した。ループの長さは、60mmとした。
[Stiffness evaluation]
The stretched multilayer substrate obtained in the manufacturing example was cut into 10 mm wide test pieces, and the stiffness of the test pieces was measured using a loop stiffness tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, product name: Loop Stiffness Tester). The loop length was set to 60 mm.
[強度評価]
製造例において得られた延伸多層基材から、10mm幅のダンベル型試験片を切り出した。上記試験片のMD方向の引張強度を、引張試験機(オリエンテック社製、RTC-1310A)により測定した。チャック間距離は10mm、引張速度は300mm/分とした。
[Strength assessment]
A 10 mm wide dumbbell-shaped test specimen was cut from the stretched multilayer substrate obtained in the manufacturing example. The tensile strength of the above test specimen in the MD direction was measured using a tensile testing machine (Orientec Co., Ltd., RTC-1310A). The distance between the chucks was 10 mm, and the tensile speed was 300 mm/min.
[押込み弾性率、押込み硬度評価]
実施例及び比較例において得られた積層体について、ナノインデンター(HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndenter」)を用いて、延伸多層基材の各ポリエチレン層のTD方向に平行な断面を測定面として、同一断面において5箇所で測定して得た弾性率の値及び硬度の値をそれぞれ平均して、押込み弾性率及び押込み硬度をそれぞれ求めた。ナノインデンターの圧子としては、Berkovich圧子(三角錐圧子)を用いて測定した。
[Indentation modulus and indentation hardness evaluation]
For the laminates obtained in the examples and comparative examples, the indentation modulus and hardness were determined by using a nanoindenter ("TI950 TriboIndenter" manufactured by HYSITRON) to measure the elastic modulus and hardness obtained at five locations on the same cross-section of each polyethylene layer of the stretched multilayer substrate, with the measurement surface being a cross-section parallel to the TD direction. The indentation modulus and hardness were then averaged. A Berkovich indenter (triangular pyramidal indenter) was used as the indenter for the nanoindenter.
測定条件は、以下のとおりである。10秒間かけて、積層体のTD方向に平行な断面から押込み深さ200nmまで圧子をポリエチレン層に押し込み、その状態で5秒間保持した。続いて10秒間かけて除荷した。これにより、最大荷重Pmax、最大深さ時の接触投影面積A及び荷重-変位曲線を得ることができ、得られた荷重-変位曲線から、弾性率及び硬度の値を算出した。測定は室温(25℃)環境下にて実施した。断面作製は、クライオウルトラミクロトームを用いて-100℃環境下にて、積層体をTD方向と平行に切断することにより実施した。仕上げはダイヤモンドナイフにて実施した。各層の厚さも、上記断面を観察することにより測定できる。 The measurement conditions were as follows: The indenter was pressed into the polyethylene layer of the laminate from a cross section parallel to the TD direction to a depth of 200 nm over 10 seconds, and held in that position for 5 seconds. Then, the load was removed over 10 seconds. This allowed us to obtain the maximum load Pmax, the contact projected area A at the maximum depth, and the load-displacement curve. From the obtained load-displacement curve, the values of elastic modulus and hardness were calculated. The measurements were performed at room temperature (25°C). Cross-sections were prepared by cutting the laminate parallel to the TD direction using a cryo-ultramicrotome at a -100°C environment. Finishing was performed with a diamond knife. The thickness of each layer could also be measured by observing the above cross-section.
以上の評価結果を表1~表3に示す。 The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
10:ポリエチレン多層基材
12:第1のポリエチレン層
14:第3のポリエチレン層
16:第2のポリエチレン層を含む中間層
18:第2aのポリエチレン層
20:第2のポリエチレン層
22:第2bのポリエチレン層
30:積層体
32:ヒートシール層
34:バリア層
36:接着層
10: Polyethylene multilayer substrate 12: First polyethylene layer 14: Third polyethylene layer 16: Intermediate layer including the second polyethylene layer 18: 2a polyethylene layer 20: Second polyethylene layer 22: 2b polyethylene layer 30: Laminate 32: Heat seal layer 34: Barrier layer 36: Adhesive layer
Claims (8)
ポリエチレンを主成分として含有するヒートシール層と
を備える積層体であって、
前記ポリエチレン多層基材が、
少なくとも中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する第1のポリエチレン層と、
少なくとも直鎖状低密度ポリエチレンを含有する第2aのポリエチレン層と、
少なくとも直鎖状低密度ポリエチレンを含有する第2のポリエチレン層と、
少なくとも直鎖状低密度ポリエチレンを含有する第2bのポリエチレン層と、
少なくとも中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンを含有する第3のポリエチレン層と
を厚さ方向にこの順に備える5層構成であり、
前記5層のポリエチレン層のうち少なくとも1層が、密度の異なる少なくとも2種以上のポリエチレンのブレンドから構成されており、
前記第1のポリエチレン層における、中密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/高密度ポリエチレン)は、1.1以上5以下であり、
前記第3のポリエチレン層における、中密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの質量比(中密度ポリエチレン/高密度ポリエチレン)は、1.1以上5以下であり、
前記第1のポリエチレン層における、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンの合計含有割合は、80質量%以上であり、
前記第3のポリエチレン層における、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンの合計含有割合は、80質量%以上であり、
前記第2のポリエチレン層における直鎖状低密度ポリエチレンの含有割合は、50質量%超であり、
前記ポリエチレン多層基材は、長手方向(MD)および/又は横手方向(TD)の延伸倍率が、それぞれ2~10倍の倍率で延伸処理されてなり、
前記第1のポリエチレン層の押込み弾性率が、1.0GPa以上4.5GPa以下であり、
前記第3のポリエチレン層の押込み弾性率が、1.0GPa以上4.5GPa以下である、
積層体。 Polyethylene multilayer substrate and
A laminate comprising a heat-seal layer containing polyethylene as the main component,
The polyethylene multilayer substrate is
A first polyethylene layer containing at least medium-density polyethylene and high-density polyethylene,
A polyethylene layer 2a containing at least linear low-density polyethylene,
A second polyethylene layer containing at least linear low-density polyethylene,
A second polyethylene layer b containing at least linear low-density polyethylene,
It has a five-layer structure comprising, in this order in the thickness direction, a third polyethylene layer containing at least medium-density polyethylene and high-density polyethylene,
Of the five polyethylene layers, at least one layer is composed of a blend of at least two types of polyethylene with different densities .
In the first polyethylene layer, the mass ratio of medium-density polyethylene to high-density polyethylene (medium-density polyethylene/high-density polyethylene) is 1.1 or more and 5 or less.
In the third polyethylene layer, the mass ratio of medium-density polyethylene to high-density polyethylene (medium-density polyethylene/high-density polyethylene) is 1.1 or more and 5 or less.
The total content of medium-density polyethylene and high-density polyethylene in the first polyethylene layer is 80% by mass or more.
The total content of medium-density polyethylene and high-density polyethylene in the third polyethylene layer is 80% by mass or more.
The content of linear low-density polyethylene in the second polyethylene layer is more than 50% by mass.
The polyethylene multilayer substrate is stretched to a ratio of 2 to 10 times in the longitudinal direction (MD) and/or transverse direction (TD), respectively.
The indentation modulus of the first polyethylene layer is 1.0 GPa or more and 4.5 GPa or less.
The indentation modulus of the third polyethylene layer is 1.0 GPa or more and 4.5 GPa or less.
Laminated structure.
請求項1又は2に記載の積層体。 The indentation modulus of the polyethylene layer 2a and the indentation modulus of the polyethylene layer 2b are each independently 0.3 GPa or more and 3.5 GPa or less.
The laminate according to claim 1 or 2.
前記積層体のMDに対する垂直方向(TD)の熱収縮率が15%以下である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の積層体。 The thermal shrinkage rate in the longitudinal direction (MD) of the laminate is 15% or less.
The thermal shrinkage coefficient of the laminate in the direction perpendicular to the medium (TD) is 15% or less.
The laminate according to any one of claims 1 to 3.
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