JP2007261181A - 易開封性蓋材用積層体及び易開封性容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒートシール面がポリエステル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂により構成された容器本体に対してヒートシールにより剥離可能に結着される易開封性蓋材用積層体。最もヒートシール面側のシーラント層と、該シーラント層に積層された剥離層とを備え、シーラント層が下記の脂肪族ポリエステル樹脂(A)を含有し、剥離層はポリオレフィン系樹脂を含む。
脂肪族ポリエステル系樹脂(A):−O−R1−O−で表される脂肪族及び/又は脂環式ジオ−ル単位と、−OC−R2−CO−で表される脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂。(R1は炭素数3以上の2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基、R2は2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基。)
【選択図】図1
Description
即ち、本発明は以下を要旨とする。
脂肪族ポリエステル系樹脂(A):下記式(1)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジオ−ル単位、並びに下記式(2)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂。
−O−R1−O− (1)
−OC−R2−CO− (2)
(式(1)中、R1は炭素数3以上の2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表し、式(2)中、R2は2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表す。)
本発明に係る蓋材を構成する積層体は、少なくともシーラント層と剥離層との二層積層体よりなり、必要に応じて、更に剥離層の上(シーラント層と反対側の面)に基材層を積層した三層積層体よりなる。
(脂肪族ポリエステル樹脂(A))
本発明に係るシーラント層は、少なくとも下記の脂肪族ポリエステル樹脂(A)を含む。
脂肪族ポリエステル系樹脂(A):下記式(1)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジオ−ル単位、並びに下記式(2)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂。
−O−R1−O− (1)
−OC−R2−CO− (2)
(式(1)中、R1は炭素数3以上の2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表し、式(2)中、R2は2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表す。)
本発明に係るシーラント層には、主に大気中の水分などによる脂肪族ポリエステル樹脂(A)の加水分解を抑制する目的において、カルボジイミド化合物(B)を配合しても良い。用いられるカルボジイミド化合物(B)は、分子中に1個以上のカルボジイミド基を有する化合物(ポリカルボジイミド化合物を含む)であり、このようなカルボジイミド化合物は、例えば触媒として有機リン系化合物又は有機金属化合物を用いて、イソシアネート化合物を70℃以上の温度で、無溶媒又は不活性溶媒中で脱炭酸縮合反応させることにより合成することができる。
本発明に係る積層体を構成するシーラント層は、後述の実施例の項に記載される方法で測定された引張破断点強度が20〜40MPaであることが、快適な開封を行うと共に、開封後の外観を良好なものとするという本発明の目的を達成する上で好ましい。この引張破断点強度が20MPa未満では、容器との密閉性に劣る傾向となり、輸送時の剥離開封を引き起こしてしまう可能性がある。40MPaを超えると剥離感覚が硬くなり、剥離強度が強すぎるため、開封が容易でなくなり、開封時に内容物が反動でこぼれてしまう可能性もある。
本発明に係る剥離層はポリオレフィン系樹脂を含み、好ましくは更に後述のエラストマー、及び粘着付与剤を含む。
ポリオレフィン系樹脂とはポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂に代表される樹脂であり、好ましくは、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂である。
エラストマーとしては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−ブテン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体等に代表されるオレフィン系エラストマーや、スチレン−ブタジエンブロック共重合体水添タイプやスチレン−イソプレンブロック共重合体水添タイプ、スチレン−ブタジエン−イソプレンブロック共重合体水添タイプに代表されるようなスチレン系エラストマーが挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいが、2種以上を併用することで、剥離強度の安定性や、低温領域での剥離強度低下を抑制する効果が大きい。
粘着付与剤とは、常温では固体の非晶性樹脂であり、中でも石油樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂又はそれらの水添物が好ましく、市販のものから適宜選択して用いることができる。
剥離層は、ポリオレフィン系樹脂5〜94重量%、エラストマー5〜65重量%、粘着付与剤1〜30重量%、特にポリオレフィン系樹脂10〜87重量%、エラストマー10〜65重量%、粘着付与剤3〜25重量%、とりわけオレフィン系樹脂30〜80重量%、エラストマー15〜50重量%、粘着付与剤5〜20重量%で構成されることが好ましい。
基材層は、ポリオレフィン系樹脂、各種ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、アルミニウム箔等で構成される。
シーラント層と剥離層との厚み比率は1:1〜1:10でシーラント層の方が薄い方が好ましい。この範囲よりも剥離層が薄いとシーラント層がきれいに破断しなかったり、剥離層とシーラント層がきれいに剥離しなかったりする傾向にある。厚すぎるとヒートシール時に熱量不足で完全にシールすることが出来ない可能性がある。
シーラント層、剥離層、基材層としての樹脂層の製造原料としての樹脂組成物は、各層の構成材料を種々の公知の手法、例えばタンブラーブレンダー、Vブレンダー、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー等を用いて混合し、混合後、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー等で溶融混練し、造粒或いは粉砕する手法により調製することができる。なお、各組成物には前記成分に加えて、耐熱安定剤、耐候安定剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、帯電防止剤、難燃剤、触媒残渣の中和剤、顔料、染料、無機及び/又は有機フィラー等、一般的に用いられている添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
本発明に係る容器本体は、少なくともヒートシール面がポリエステル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂で構成される。このヒートシール面はポリエステル系樹脂とポリカーボネート系樹脂とのブレンド樹脂で構成されても良い。
本発明の易開封性容器は、例えば、図1に示す如く、上述の容器本体1の開口部1aを覆うように前述の積層体よりなる蓋材2を、そのシーラント層が容器本体1側となるように配置し、開口部1aの周縁部で、常法に従ってシールバーでヒートシールすることにより包装形態とすることができる。
なお、容器本体用基材としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂(三菱レイヨン社製「PA500D」)よりなる厚さ100μmの単層の成形シートを用いた。
また、実施例及び比較例で用いた蓋材用積層体の各層の成形材料は、次の通りである。
下記の低密度ポリエチレンを用いた。
低密度ポリエチレン:日本ポリエチレン社製「ノバテックSF840]密度0.929g/cm3,MFR(190/2.16kgf)2.6g/10分
下記の材料を表1に示す配合で50リッターのV型ブレンダーで5分間混合し、単軸押出機(サーモ30φ)を使用して設定温度190℃にて、スクリュー回転数100rpm、吐出量15kg/時間で溶融混練し、ひも状に押し出し、冷却後にカッティングして剥離層用組成物を得た。
Manh変性PE:三菱化学社製無水マレイン酸変性LLDPE,無水マレイン酸含量0.8重量%,密度0.920g/cm3,MFR(190℃/2.16kgf)2g/10分
高圧法PE:日本ポリエチレン社製高圧法LDPE「ノバテックLC607K」,密度0.919g/cm3,MFR(190℃/2.16kgf)8g/10分
C2/C6系PE:日本ポリエチレン社製エチレン−α−オレフィン共重合体(シングルサイト触媒にて製造されたエチレン−プロピレン−ヘキセン系直鎖状ポリエチレン),密度0.898g/cm3,MFR(190℃/2.16kgf)3.5
C2/C3系:三菱化学社製エチレン−プロピレン共重合体「タフマーP0275」,密度0.86g/cm3,MFR(230℃)5.5g/10分
C2/C4系:三井化学社製エチレン−ブチレン共重合体「タフマーA4050」,密度0.86g/cm3,MFR(190℃/2.16kgf)3.5g/10分
完全水添SEBS:旭化成社製スチレン−ブタジエンブロック共重合体完全水添タイプ,スチレン含量30重量%,水添率97%,MFR(190℃/2.16kgf)0.3g/10分
部分水添SEBS:旭化成社製スチレン−ブタジエンブロック共重合体部分水添タイプ,スチレン含量30重量%,水添率46%,MFR(190℃/2.16kgf)4g/10分
P125:荒川化学社製水添型芳香族系石油樹脂「アルコンP125」水添率95%,環球法による軟化温度125℃
P140:荒川化学社製水添型芳香族系石油樹脂「アルコンP140」水添率97%,環球法による軟化温度140℃
以下の各種のポリエステル系樹脂を用いた。
以下の方法で製造した。
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧口を備えた容量1立方メートルの反応容器に、コハク酸134kg、1,4−ブタンジオール116リットル、DL−リンゴ酸0.24kg、酸化ゲルマニウムを予め1重量%溶解させた90%DL乳酸水溶液7.21kgを仕込んだ。容器内容物を攪拌下、窒素ガスを導入し、窒素ガス雰囲気下120℃から反応を開始し、1時間40分かけて200℃まで昇温した。引き続き、1時間25分かけて230℃に昇温すると同時に1mmHg(133Pa)まで減圧し、230℃、1mmHg(133Pa)にて4時間20分重合を行い脂肪族ポリエステル系樹脂(A1)を得た。
得られた脂肪族ポリエステル系樹脂(A1)のMFR(190℃/2.16kgf)は4.2g/10分、ガラス転移温度(Tg)は−25℃、融点は110℃であった。
以下の脂肪族ポリエステル系樹脂(A2)においても同様である。
以下の方法で製造した。
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧口を備えた容量1立方メートルの反応容器に、コハク酸76.9kg、アジピン酸24.8kg、1,4−ブタンジオール84.3リットル、DLリンゴ酸0.24kg、酸化ゲルマニウムを予め1重量%溶解させた90%DL乳酸水溶液5.4kgを仕込んだ。容器内容物を攪拌下、窒素ガスを導入し、窒素ガス雰囲気下120℃から反応を開始し、1時間40分かけて200℃まで昇温した。引き続き、1時間25分かけて230℃に昇温すると同時に1mmHg(133Pa)まで減圧し、230℃、1mmHg(133Pa)にて4時間重合を行い脂肪族ポリエステル系樹脂(A2)を得た。
得られた脂肪族ポリエステル系樹脂(A2)のMFR(190℃/2.16kgf)は4.2g/10分、ガラス転移温度(Tg)は−38℃、融点は88℃であった。
カルボジライト:4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを縮合して得られた日清紡社製「カルボジライト」(重合度10)を用いた。
6763:イーストマン・ケミカル社製ポリエチレンテレフタレート樹脂「6763」ビカット軟化温度(ASTM D1525)82℃,ガラス転移温度(Tg)81℃
PA500D:三菱レイヨン社製ポリエチレンテレフタレート樹脂「PA500D」融点255℃,ガラス転移温度(Tg)69℃
#350:三菱化学社製エステル系エラストマー「プリマロイ#350」,融点150℃,MFR(190℃/2.16kgf)20g/10分,ガラス転移温度(Tg)−60℃
上記の各シーラント層材料のうちの一部について、Tダイ成形を行って0.25mm厚みのフィルムを得、このフィルムについて、MD方向にJIS Z1702に準拠して引張破断点強度及び引張破断点伸びを測定したところ、下記表2の通りであった。
表3,4に示す剥離層成形材料とシーラント層成形材料の組み合わせで(ただし、実施例7,14では、シーラント層成形材料として、脂肪族ポリエステル系樹脂(A1)又は脂肪族ポリエステル系樹脂(A2)100重量部に対してカルボジイミド化合物(カルボジライト)を0.2重量部外添した。)、前述の基材層材料を用いて、Tダイ成形機にて三層共押出成形を行って、シーラント層/剥離層/基材層のシーラント層積層フィルムを得た。各層の押出機の大きさは次の通りであり、成形された三層積層フィルムの各層の厚さは、シーラント層=10μm,剥離層:20μm,基材層30μmであった。
シーラント層:35mmφ
剥離層:20mmφ
基材層:35mmφ
また、この剥離試験後の状態を観察した。これらの結果を表3,4に示した。
実施例1〜14及び比較例1〜14において、表5に示す剥離層成形材料とシーラント層成形材料の組み合わせとし(シーラント層成形材料としてカルボジイミド化合物は用いず。)、三層積層フィルムの各層の厚さをシーラント層=5μm、剥離層=20μm、基材層30μmとしたこと以外は同様にして成形を行い、同様に剥離試験を行って結果を表5に示した。
シールバーが当った箇所はしっかり融着接着が確認でき、シールバーエッヂ部分でさっくりと破断し、シーラント層と剥離層との間の層間剥離後、シールバーエッヂ部分でシーラント層がさっくりときれいに材料破断して開封が終了し、目標どおりの剥離状況が確認できた。
引張試験チャートもフラットで安定した値を示した。
シーラント層剥離は確認できたが、剥離状態が汚く、容器本体用基材シートにまだらに残っている。剥離試験を行ったチャートにも剥離開始と終了時に角(剥離強度が急激に大きくなる)が出ており、滑らかな安定した剥離とは言えない。剥離強度は、引張試験チャートの角状突起部分の最大値を採用しており、シーラント層の非晶性PET6763自体の剥離点伸びの値に相当する。
240℃以下のシール温度では接着せず、250℃まで上げてようやく接着したが、積層フィルム及び容器本体用基材シート共に変形してしまい実用性が無い。
シール温度が低温側から接着が確認でき、目的とする剥離状況にはなるが、引張試験チャートにおいて、剥離終了時に角がでる。容器本体用基材シート側にも、剥離開始部分と終了部分にシーラント層が伸びて破断したフィルム残りがしっかり確認できる。剥離状況が汚いので実用性がない。剥離強度は引張試験チャートにおける角状突起部分の最大値を採用しており、エラストマー#350自体の破断点伸びの値に相当する。
2 蓋材
2A 基材層
2B 剥離層
2C シーラント層
H ヒートシール部
Claims (10)
- ヒートシール面がポリエステル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂により構成された容器本体に対してヒートシールにより剥離可能に結着される易開封性蓋材用積層体であって、
最もヒートシール面側のシーラント層と、該シーラント層に積層された剥離層とを備える易開封性蓋材用積層体において、
該シーラント層が下記の脂肪族ポリエステル樹脂(A)を含有し、
該剥離層がポリオレフィン系樹脂を含むことを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
脂肪族ポリエステル系樹脂(A):下記式(1)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジオ−ル単位、並びに下記式(2)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂。
−O−R1−O− (1)
−OC−R2−CO− (2)
(式(1)中、R1は炭素数3以上の2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表し、式(2)中、R2は2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表す。) - 請求項1において、前記式(1)が、1,4−ブタンジオール単位であることを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 請求項1又は2において、前記式(2)が、コハク酸単位及び/又はアジピン酸単位であることを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記シーラント層が、カルボジイミド化合物(B)を、前記脂肪族ポリエステル系樹脂(A)合計量100重量部あたり0.01〜10重量部を含むことを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記カルボジイミド化合物(B)が、重合度2〜40のポリカルボジイミド化合物であることを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記シーラント層と剥離層との厚み比率が、シーラント層:剥離層=1:1〜1:10であることを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記積層体は、前記剥離層のシーラント層と反対側の面に、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、及びアルミニウム箔よりなる群から選ばれる1又は2以上で構成される基材層が積層されていることを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 請求項1ないし7のいずれか1項において、前記剥離層は、ポリオレフィン系樹脂5〜94重量%とエラストマー5〜65重量%と粘着付与剤1〜30重量%とを含有することを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 請求項8において、前記エラストマーの少なくとも一部が、ビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物とのブロック共重合体を水添してなる水添ブロック共重合体よりなり、該ブロック共重合体のビニル芳香族化合物成分の含有量が5〜40%であり、該水添ブロック共重合体における共役ジエン化合物成分の水添率が40〜60%であることを特徴とする易開封性蓋材用積層体。
- 開口部を有する容器本体と、該開口部を覆う蓋材とを備え、該蓋材は該開口部の周縁部に対し、ヒートシールにより剥離可能に結着されている易開封性容器であって、
該容器本体のヒートシール面は、ポリエステル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂により構成されており、
該蓋材は、最もヒートシール面側のシーラント層と該シーラント層に積層された剥離層とを備える積層体よりなる易開封性容器において、
該シーラント層が下記の脂肪族ポリエステル樹脂(A)を含有し、
該剥離層がポリオレフィン系樹脂を含むことを特徴とする易開封性容器。
脂肪族ポリエステル系樹脂(A):下記式(1)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジオ−ル単位、並びに下記式(2)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂。
−O−R1−O− (1)
−OC−R2−CO− (2)
(式(1)中、R1は炭素数3以上の2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表し、式(2)中、R2は2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表す。)
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