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| タイトル： | 公開特許公報(A)_蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度の検査方法および蓋材用蒸着ポリエステルフィルム |
| 出願番号： | 2014061654 |
| 年次： | 2015 |
| IPC分類： | G01N 19/04,B32B 27/36,B32B 9/00,B65D 65/02 |
特許情報キャッシュ
奥谷 祐紘 JP 2015184169 公開特許公報(A) 20151022 2014061654 20140325 蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度の検査方法および蓋材用蒸着ポリエステルフィルム 東レフィルム加工株式会社 000222462 岩見 知典 100104950 奥谷 祐紘 G01N 19/04 20060101AFI20150925BHJP B32B 27/36 20060101ALI20150925BHJP B32B 9/00 20060101ALI20150925BHJP B65D 65/02 20060101ALI20150925BHJP JPG01N19/04 DB32B27/36B32B9/00 AB65D65/02 E 2 ＯＬ 9 3E086 4F100 3E086AD06 3E086AD23 3E086BA04 3E086BA13 3E086BA15 3E086BB01 3E086BB90 3E086CA01 4F100AA17C 4F100AB01C 4F100AK41B 4F100BA03 4F100BA07 4F100BA10A 4F100BA10C 4F100CB03A 4F100DA03 4F100EH66C 4F100GB18 4F100JK06 4F100JL12A 本発明は、蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルム間の剥離強度の検査方法および蓋材用蒸着ポリエステルフィルムに関するものである。具体的には金属または金属酸化物の蒸着を行ったガスバリア性ポリエステルフィルムにおける蒸着を行わない面とシーラントフィルムとの間の剥離強度を測定する検査方法であって、その検査方法を用いてシーラントフィルムとの間の剥離強度が高い蓋材用蒸着ポリエステルフィルムに関する。 近年、包装容器は内容物保護や保存のために密封性を十分に満足するだけではなく、消費時にも容易に開封できる易開封性、いわゆるイージーピール性が要求されており、そのための様々な包装形態が提案されている。なかでも、カップラーメン、豆腐、ゼリー、ヨーグルトなどをカップ容器に蓋材でシールした包装形態においては、蓋材がカップの端部やフランジ部から容易に剥離できる機能が重要である。 一方、これら蓋材に要求される性能の１つとしてガスバリア性能があり、基材フィルム、ガスバリアフィルム、シーラントフィルムがこの順に積層され、ガスバリアフィルムには金属蒸着や金属酸化物が蒸着された蒸着ガスバリアフィルムが用いられ、シーラントフィルムに付与されたイージーピール性により蓋材が容易に開封できるものとなっている（例えば特許文献１参照）。 ところが、本来シーラントフィルム内の一部の層が剥離または凝集破壊してシール部分にのみ残り、あとの蓋材全体が開封されるのに対して、シーラントフィルム全体がカップ側に残ってしまうという問題が生じることがある。 この問題を解決する蒸着ガスバリアフィルムとしては、たとえば基材フィルム表面の少なくとも片面に、平均膜厚が０．００１〜１．０ｎｍの金属蒸着層が積層され、さらにその上に平均膜厚が５〜１００ｎｍの無機酸化物からなる蒸着層が積層されたさらにその上に、厚さが０．０１〜５μｍの水溶性シリコン系樹脂が積層された蒸着ガスバリアフィルム（特許文献２参照。）、プラスチックフィルムの少なくとも一面に、無機酸化物もしくは無機窒化物で構成される蒸着層と、樹脂層を積層したフィルムであって、その樹脂層は２０〜７０重量％の水酸基を有する不飽和化合物と、不飽和カルボン酸エステル、スチレン、不飽和カルボン酸、不飽和炭化水素及びビニルエステルからなる群から選択される１つ以上の不飽和化合物との共重合体で構成される主剤と、イソシアネート基を有する化合物で構成される硬化剤とで構成されるアクリル系樹脂と、０．００１０〜０．１０ｇ／ｍ２の酸無水物からなるガスバリアフィルム（特許文献３参照。）などが提案され、実用化されている。特開２００９−１６６８８４号公報特開２００９−２３１１４号公報特開２０１０−１３１７５６号公報 本発明が解決しようとする課題は、どのような蒸着ガスバリアフィルムが、蓋材が容易に開封できる易開封性の蒸着ガスバリアフィルムであるかを評価する方法を確立することである。また、蓋材が容易に開封できる易開封性の蒸着ガスバリアフィルムを提供することである。 本発明者らは鋭意検討した結果、基材フィルム、金属または金属酸化物からなるガスバリア層が設けられた蒸着ポリエステルフィルム、および蒸着ポリエステルフィルムのガスバリア層側とは反対側の面にシーラントフィルムがこの順に積層された積層体を用い、蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度を測定する検査方法において、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度を求めることを特徴とする蒸着ポリエステルフィルムの剥離強度の検査方法である。 また、本発明は上記の蒸着ポリエステルフィルムの剥離強度の検査方法により５Ｎ／１５ｍｍ以上の剥離強度を有する蓋材用蒸着ポリエステルフィルムである。 本発明の蒸着ポリエステルフィルムの剥離強度の検査方法により、どのような蒸着ガスバリアフィルムが、蓋材が容易に開封できる易開封性の蒸着ガスバリアフィルムであるかを評価することができる。また、蓋材が容易に開封できる易開封性の蒸着ガスバリアフィルムを提供することができる。 また、本発明の蒸着ポリエステルフィルムの剥離強度の検査方法の結果を用いて、ポリエステルフィルムの製造条件や蒸着ポリエステルフィルムの蒸着加工の際の条件との対応により凝集破壊しにくい条件を確立することができる。 以下、本発明を詳しく説明する。 本発明は、基材フィルム、金属または金属酸化物からなるガスバリア層が設けられた蒸着ポリエステルフィルム、および蒸着ポリエステルフィルムのガスバリア層側とは反対側の面にシーラントフィルムがこの順に積層された積層体を用い、蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度を測定する検査方法において、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度を求めることを特徴とする蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度の検査方法である。 金属のガスバリア層としては、蒸着やスパッタ法により形成することができる種々の金属があげられるが、実際的なものはアルミニウム金属である。また金属酸化物としては、金属や金属酸化物を蒸着しながら酸素と反応させる反応性蒸着法により透明な皮膜を形成するものであり、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛などが代表的なものとしてあげられる。 本発明におけるポリエステルフィルムとは、ポリエステル樹脂からなるフィルムであって、無延伸のものであっても良く、常法により一軸延伸または二軸延伸されたものであってもよいが、機械的強度や寸法安定性の点から二軸延伸されたものが好ましい。またポリエステルとは、ジカルボン酸とジオールの両モノマーを原料に、縮重合によるポリエステル結合により重合した樹脂であり、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略称することがある。）、ポリエチレンナフタレートが代表的なものである。 本発明において、基材フィルムとはポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム等のプラスチックフィルムであり、蒸着ポリエステルフィルムの蒸着ガスバリア層側に積層され、蒸着面を保護するとともに積層体全体の腰を強化し、実際の蓋材と近い条件で剥離強度を測定することができる。この目的のためには二軸延伸フィルムであることが好ましい。 基材フィルムの厚さは、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルムでは１２〜２５μｍが好ましく、ポリプロピレンフィルムでは１８〜３５μｍであることが好ましい。 本発明において、シーラントフィルムとは、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはこれらの混合物からなるポリオレフィン系フィルムであって、ヒートシールの機能のみを有するものである。蓋材用の構成体としては、シーラントフィルムにはイージーピールの機能が付与されているが、本発明における積層体においては、シーラントフィルムにはイージーピールの機能は不要である。 本発明において、蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルム間の剥離強度を測定する検査方法において、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度を測定することが必要であり、このためには蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムを貼り合わせるための接着剤の選定および硬化条件が重要である。このための接着剤の厚さは２〜６ｇ／ｍ２の範囲とすることが好ましく、接着剤の種類としては例えばポリエステル系のものが選択される。接着剤は、主剤としてポリエステルポリオール、硬化剤としてポリイソシアネート、必要に応じて溶剤を撹拌しながら混合し、均一な溶液として設けたものが好ましい。 本発明において、上記接着剤を貼りあわせるフィルムの一方の面に塗布し溶媒を乾燥させた後、貼りあわせる２枚のフィルムをニップロールに通して接着させるが、接着後エージングを行って接着剤を硬化させることが好ましい。エージングの硬化時間は、接着剤内のイソシアネート残存率が３％から５０％になるようにすれば良く、好ましくは１８から７２時間である。 本発明において、蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルム間の剥離強度を測定する検査方法において、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度を測定するためには、低温エージングを行った後に、高温エージングを行う２段エージングを行うことが１つの方法である。 低温エージングとは、エージング温度が４０℃〜６０℃のことをいい、硬化時間は接着剤内のイソシアネート残存率が１０％から５０％になるようにすればよく、より好ましくは４８から７２時間である。高温エージングとは、８０℃〜１００℃のことをいい、硬化時間は接着剤内のイソシアネート残存率が３％から１０％になるようにすればよく、４８から７２時間である。低温エージングを行うことなく、はじめから高温エージングを行うと気泡が発生し、接着剤層内の凝集力が低いために接着剤層内で凝集破壊が発生するなどして、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面で剥がれないことがある。低温エージングだけでは硬化が不十分となりやすく、やはり接着剤層内の凝集力が低いために接着剤層内で凝集破壊が発生したり、接着剤と蒸着ポリエステルフィルムの界面で剥離するなどして、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面で剥がれないことがある。 本発明の具体的な検査方法の１例は、以下のとおりである。検査をしたい蒸着ポリエステルフィルムのガスバリア層側とは反対側の面に、ポリエステルウレタンおよびイソシアネート系の硬化剤を混ぜた接着剤を２．０から６．０ｇ／ｍ２好ましくは３．０から３．５ｇ／ｍ２塗布し、８０℃から９０℃のオーブンで４０から５０秒乾燥させて溶媒を飛ばす。ポリプロピレン系樹脂または直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂からなるシーラントフィルムを準備して接着剤塗布面にあわせ、ドライラミネート法で貼り合わせる。蒸着面側には基材フィルムとして別のポリエステルフィルムを貼り合わせ、積層体を作成する。積層体を４０℃から６０℃のオーブンで１８時間から７２時間エージングする。その後、その積層体を８０℃から１００℃のオーブンで１８時間から７２時間エージングする。エージング後の積層体を１５ｍｍ幅で長さ５０から１００ｍｍにカットし、引っ張り試験機で剥離する。剥離条件は、引っ張り試験機のクロスヘッドスピード５ｍｍ／分から５００ｍｍ／分、剥離モードはＴ型剥離、または０から１８０度の剥離角度を選択して測定する。好ましくは、引っ張り試験機のクロスヘッドスピード２００ｍｍ／分、Ｔ型剥離で測定する。測定したサンプルの剥離界面の両面をフーリエ変換赤外分光光度計で測定し、検査したい蒸着ポリエステルフィルム内の凝集破壊であることを確認する。フィルム内の凝集破壊であることより、当該蒸着ポリエステルフィルムを用いた蓋材のシーラントフィルムとの間の剥離強度を予測することができる。 以下、本発明を詳細に説明するため実施例を挙げるが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお実施例および比較例は次のようにして積層体サンプル作成と評価を行った。（１）基材フィルムとのドライラミネート方法 接着剤の主剤としてポリエステルポリオール（東洋モートン社製、ＡＤ−５０３）５０重量部に対して、硬化剤としてポリイソシアネート（東洋モートン社製、ＣＡＴ−１０）２．５重量部、溶剤として酢酸エチル５０重量部を室温で撹拌しながら混合し、グラビアロールで基材フィルムに塗布し、熱乾燥させて、検査したい蒸着ポリエステルフィルムと貼り合わせた。（２）積層体の作製方法 予め（１）の方法で基材フィルムと積層した、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに酸化アルミニウムの蒸着と樹脂層を積層した蒸着ポリエステルフィルム（東レフィルム加工株式会社製“バリアロックス”ＶＭ−ＰＥＴ１０１１ＵＧ−Ｃ２）またはアルミニウム蒸着層を積層した蒸着ポリエステルフィルム（東レフィルム加工株式会社製ＶＭ−ＰＥＴ１３１０）と、厚さ４０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（東セロ株式会社製ＦＣ−Ｓ）を蒸着ポリエステルフィルムの蒸着を行っていない面に接着剤を塗布し貼り合わせることで積層体とした。本積層体を、種々の条件でエージングを行った。（３）剥離強度（Ｎ／１５ｍｍ）測定方法 （２）で得られた積層体を１５ｍｍの幅にカットし、引っ張り試験器（エーアンドディー製“テンシロン”）で剥離角度をＴ型、クロスヘッドスピードを２００ｍｍ／分でシーラントフィルムと蒸着ポリエステルフィルム間の剥離強度を測定した。蓋材用蒸着ポリエステルフィルムとして、次項で説明する剥離界面分析法による剥離界面が蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム内であり、５Ｎ／１５ｍｍ以上であるものを合格とした。（４）剥離界面分析方法 （３）で得られた剥離されたサンプルの両面をＴｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製フーリエ変換赤外分光光度計で測定した。測定モードはＡＴＲ法である。ＡＴＲ法とは、屈折率の高い結晶を試料表面に圧着し、全反射条件を用いて試料表面を高感度に測定する手法である。ａ．蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム内部での凝集破壊 剥離されたサンプルの両面から、ポリエチレンテレフタレート由来の芳香族エステル結合に起因する吸収帯（１２６５ｃｍ−１付近、１１２９ｃｍ−１付近）が検出されることにより、蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム内部での凝集破壊であると確認した。ｂ．蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム／接着剤界面での剥離 剥離されたサンプルの蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム面から、ポリエチレンテレフタレート由来の上記吸収帯が検出され、接着剤界面から使用する接着剤によりイソフタル酸系エステル化合物、イソシアネート基、尿素結合、ポリエステルポリオール、エステル結合、芳香環、ウレタン結合由来等の吸収帯が検出されることにより、蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムと接着剤界面での剥離と確認した。ｃ．接着剤層内での凝集破壊 剥離されたサンプルの両面から、使用する接着剤によりイソフタル酸系エステル化合物、イソシアネート基、尿素結合、ポリエステルポリオール、エステル結合、芳香環、ウレタン結合由来等の吸収帯が検出されることにより、接着剤層内での凝集破壊と確認した。ｄ．接着剤／シーラントフィルム界面での剥離 剥離されたサンプルの接着剤界面から、使用する接着剤によりイソフタル酸系エステル化合物、イソシアネート基、尿素結合、ポリエステルポリオール、エステル結合、芳香環、ウレタン結合由来等の吸収帯が検出され、シーラントフィルム面から、シーラントフィルムの種類によりポリプロピレン、ポリエチレン由来等の吸収帯が検出されることにより、接着剤／シーラントフィルム界面での剥離と確認した。 （実施例１） 基材フィルムとして厚さ１２μｍ二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（フタムラ化学株式会社製ＦＥ２００１）と、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに巻き取り式連続蒸着機でアルミニウムを蒸着した蒸着ポリエステルフィルム（東レフィルム加工株式会社製ＶＭ−ＰＥＴ１３１０）の蒸着面とを上記（１）の処方により接着剤厚さ３．０ｇ／ｍ２でドライラミネートした。非蒸着面には、厚さ４０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（東セロ株式会社製ＦＣ−Ｓ）と接着剤厚さ３．０ｇ／ｍ２でドライラミネートし、積層体サンプルを作成した。 本積層体サンプルを４０℃オーブンに投入し、７２時間エージングした。さらに８０℃オーブンに投入し、７２時間エージング後の積層体サンプルを幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍにカットし、引っ張り試験器（エーアンドディー製“テンシロン”）で剥離角度をＴ型、クロスヘッドスピードを２００ｍｍ／分で剥離強度を測定した。剥離したサンプルの剥離界面をフーリエ変換赤外分光光度計を用いてＡＴＲ法で測定した。測定結果は表１に示す。剥離界面は蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム内であり、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できていることが判った。 （実施例２〜８） 実施例１において、作製した積層体サンプルを表１に示す各低温エージング温度および時間、高温エージング温度および時間でエージングを行い、実施例１と同様に剥離強度及び剥離界面を確認した。剥離界面は蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム内であり、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度を測定できていることが判った。 （実施例９） 実施例２において、接着剤の厚さを５．０ｇ／ｍ２とした以外は実施例２と同様に作成した積層体サンプルで剥離強度及び剥離界面を確認した。剥離界面は蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム内であり、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できていることが判った。 （実施例１０） 実施例１〜９で検査した蒸着ポリエステルフィルムとは異なるロットの蒸着ポリエステルフィルム（東レフィルム加工株式会社製ＶＭ−ＰＥＴ１３１０）を用いて、実施例１と同じ方法で積層体サンプルを作成し、エージングを行ったもので剥離強度及び剥離界面を確認した。このサンプルの剥離強度は４Ｎ／１５ｍｍであったが、剥離界面は蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム内であり、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できていることが判った。 なお、本検査法における蒸着ポリエステルフィルムの剥離強度が５Ｎ／１５ｍｍ以下のものは、蓋材用蒸着ポリエステルフィルムとして不適応なものであった。 （比較例１） 実施例１において、作製した積層体サンプルを４０℃オーブンで７２時間エージングしただけで、他は実施例１と同様にして、剥離強度および剥離界面を確認した。蒸着ポリエステルフィルムと接着剤の界面で剥離し、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できなかった。 （比較例２） 実施例１において、作製した積層体サンプルを８０℃オーブンで７２時間エージングしただけで、他は実施例１と同様にして、剥離強度および剥離界面を確認した。接着剤層内で凝集破壊しており、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できなかった。 （比較例３） 比較例１において、接着剤厚さを１．５ｇ／ｍ２としたものを４０℃オーブンに７２時間エージングしただけで、他は同様にして、剥離強度及び剥離界面を確認した。蒸着ポリエステルフィルムと接着剤の界面で剥離し、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できなかった。 （比較例４） 比較例１において、ポリエーテルポリウレタン樹脂接着剤の主剤として、ロックペイント株式会社製「ＲＵ３６００」、硬化剤としてロックペイント株式会社製「Ｈ−６８９を混合して攪拌し、接着剤厚さを１．５ｇ／ｍ２としたものを４０℃オーブンに７２時間エージング後、剥離強度及び剥離界面を確認した。接着剤とシーラントフィルムの界面で剥離し、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できなかった。 （比較例５） 比較例１において、接着剤厚さを６．５ｇ／ｍ２としたものを４０℃オーブンに７２時間エージングしただけで、他は同様にして、剥離強度及び剥離界面を確認した。蒸着ポリエステルフィルムと接着剤の界面で剥離し、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できなかった。 （比較例６） 比較例４において、接着剤厚さを６．５ｇ／ｍ２としたものを４０℃オーブンに７２時間エージング後、剥離強度及び剥離界面を確認した。接着剤とシーラントフィルムの界面で剥離し、目的とする蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度が測定できなかった。本発明の蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度の検査方法は蓋材用との蒸着ポリエステルフィルムの分野で利用価値が高い。基材フィルム、金属または金属酸化物からなるガスバリア層が設けられた蒸着ポリエステルフィルム、および蒸着ポリエステルフィルムのガスバリア層側とは反対側の面にシーラントフィルムがこの順に積層された積層体を用い、蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度を測定する検査方法において、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度を求めることを特徴とする蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度の検査方法。請求項１の蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルムとの間の剥離強度の検査方法により５Ｎ／１５ｍｍ以上の剥離強度を有する蓋材用蒸着ポリエステルフィルム。 【課題】どのような蒸着ガスバリアフィルムが、蓋材が容易に開封できる易開封性の蒸着ガスバリアフィルムであるかを評価する方法を確立する。【解決手段】基材フィルム、金属または金属酸化物からなるガスバリア層が設けられた蒸着ポリエステルフィルム、および蒸着ポリエステルフィルムのガスバリア層側とは反対側の面にシーラントフィルムがこの順に積層された積層体を用い、蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルム間の剥離強度を測定する検査方法において、蒸着ポリエステルフィルム内部の剥離面における凝集破壊強度を求めることを特徴とする蒸着ポリエステルフィルムとシーラントフィルム間の剥離強度の検査方法。【選択図】なし