JP2016068554A - 積層シート及び容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材層と、該基材層の片面または両面に積層されたシール層を備え、
前記シール層は、ポリプロピレン系樹脂(A)と、スチレン系熱可塑性エラストマー(B)と、ポリエチレン系樹脂(C)及びポリスチレン系樹脂(D)から選択される少なくとも1つとを含有する樹脂組成物から形成され、前記シール層中の前記ポリプロピレン系樹脂(A)の含有割合が10質量%〜70質量%、前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)の含有割合が1質量%〜55質量%、前記ポリエチレン系樹脂(C)と前記ポリスチレン系樹脂(D)との合計の含有割合が29質量%〜89質量%である積層シート。
【選択図】 図2
Description
例えば、ポリプロピレン、プロピレンエチレンブテン1ターポリマー、ポリエチレン系樹脂、およびスチレン系ポリマーを特定の割合含んだ樹脂組成物から形成されたシール層を有した積層シートを熱成形してなる容器が提案されている(特許文献1参照)。
基材層と、該基材層の片面または両面に積層されたシール層とを備え、
前記シール層は、ポリプロピレン系樹脂(A)と、スチレン系熱可塑性エラストマー(B)と、ポリエチレン系樹脂(C)及びポリスチレン系樹脂(D)から選択される少なくとも1つとを含有する樹脂組成物から形成され、
前記シール層中の前記ポリプロピレン系樹脂(A)の含有割合が10質量%〜70質量%、
前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)の含有割合が1質量%〜55質量%、
前記ポリエチレン系樹脂(C)と前記ポリスチレン系樹脂(D)との合計の含有割合が29質量%〜89質量%である。
前記基材層が、ポリオレフィン系樹脂によって形成されていることが好ましい。
前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)がスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)であることが好ましい。
蓋材と熱融着される用途に使用される。
前記蓋材の表面が、ポリプロピレン系樹脂によって形成されていることが好ましい。
図1は、充填豆腐を示す斜視図であり、図2(a)はこの図1におけるA−A’線矢視断面図である。
また、図2(b)は、図2(a)において破線Xにて囲まれた領域を拡大して示すものである。
また、前記樹脂製容器10は、前記周側壁の10wの上端から外側に延びる鍔部10fを有している。
すなわち、前記樹脂製容器10には、収容凹部の略正方形の開口を取り巻くように前記鍔部10fが形成されている。
そして、前記樹脂製容器10は、この積層シート10aのシール層10L1の側を前記蓋材20に熱融着させるべくこのシール層10L1の側が内側となるように成形加工されたものである。
例えば、前記ヒートシール層20L1の形成に、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂といったポリオレフィン系樹脂が用いられ、前記ガスバリア層20L2の形成にポリエチレンテレフタレート樹脂といったポリエステル系樹脂や、ナイロン樹脂といったポリアミド系樹脂が用いられたものなどが従来広く用いられている。
なお、本明細書中において、“表面がポリエチレン系樹脂によって形成されている”との表現や“表面がポリプロピレン系樹脂によって形成されている”との表現については、表面がポリエチレン系樹脂のみによって形成されている場合や表面がポリプロピレン系樹脂のみによって形成されている場合のみを意図するものではなく、これらの樹脂が表面を構成する材料の一部として含まれている場合をも含む意図で用いているものである。
本実施形態の充填豆腐1も、前記蓋材20のヒートシール層20L1と、前記鍔部10fを構成している積層シート10aのシール層10L1とが熱融着されることによって豆腐TFの密封がなされている。
なお、この凝固剤としては、塩化マグネシウムや硫酸カルシウムが一般に用いられており、求める豆腐の硬さや風味によってその使用量が調整されるものである。
また、この液には、豆腐に気泡が形成されることを防止すべく消泡剤なども含有される場合がある。
そして、形成された豆腐TFと蓋材20との間に空気を介在させると、豆腐の風味を長期間維持させることが困難になるおそれがあることから、通常、空気を追い出した状態で前記蓋材20による密封を実施し得るように、前記液が収容凹部から鍔部10fの上にまで溢れる状態でヒートシール層20L1とシール層10L1との熱融着が実施される。
ポリプロピレン系樹脂(A)は、蓋材20と接着する接着成分として機能する。
ポリプロピレン系樹脂(A)の含有割合が10質量%未満であると、所望のシール強度に比べて弱くなる場合がある。ポリプロピレン系樹脂(A)の含有割合が70質量%よりも多くなると、シール強度がシール温度の上昇に伴い大きくなるため、所望のシール強度に比べて強くなる場合がある。
これに対し、ポリプロピレン系樹脂(A)の含有割合が10質量%〜70質量%であることによって、所望のシール強度に比べてシール強度が大き過ぎたり小さ過ぎたりすることを抑制し得る。
また、シール強度をより適切な強度に調整し得るという観点から、ポリプロピレン樹脂(A)の含有割合は、10質量%〜40質量%であることが好ましく、10質量%〜35質量%であることがより好ましく、15質量%〜35質量%であることがさらに好ましい。
ここで、前記ポリプロピレン系樹脂(A)は、その融点が低いものほど、シール温度が低くても所望のシール強度を発揮することができ、これにより、幅広いシール温度条件でシールすることが可能となる傾向にある。
かかる観点を考慮すれば、前記ポリプロピレン系樹脂(A)は、チーグラー・ナッタ系触媒によって重合されたポリプロピレン樹脂よりも、メタロセン系触媒によって重合されたポリプロピレン樹脂の方が、低い融点を有する傾向にあるため、好ましい。
一方、前記ポリプロピレン系樹脂(A)がメタロセン系触媒によって重合されたポリプロピレン樹脂である場合には、前記ポリプロピレン系樹脂(A)の割合は19質量%〜70質量%が好ましい。
上記の中でも、ポリプロピレン系樹脂(A)との親和性が高く、シール強度のシール温度依存性をより低減できるという観点から、スチレン系熱可塑性エラストマー(B)は、SEBSであることが特に好ましい。
スチレン系熱可塑性エラストマー(B)の含有割合が1質量%未満であると、毛羽立ちの発生する頻度が高くなるほか、シール温度の上昇に伴いシール強度が大きくなり易く、さらに所望のシール強度に比べて弱くなる場合がある。スチレン系熱可塑性エラストマー(B)の含有割合が55質量%より多くなると所望のシール強度に比べてシール強度が強くなる場合があるほか、コストも高くなる。
これに対し、スチレン系熱可塑性エラストマー(B)の含有割合が1質量%〜55質量%であることによって、毛羽立ちの発生ならびに、シール強度が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎたりすることを抑制し得る。
一方、前記ポリプロピレン系樹脂(A)がメタロセン系触媒によって重合されたポリプロピレン樹脂である場合には、前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)の割合は1質量%〜52質量%が好ましい。
前記芳香族ビニル単量体は、共重合可能な単量体と組み合わせて使用してもよい。共重合可能な単量体としては、例えば、不飽和多価カルボン酸又はその酸無水物、イミド系単量体、アクリル系単量体が例示できる。
また、シール強度を適切な強度に調整し得るという観点から、シール層10L1がポリエチレン系樹脂(C)とポリスチレン系樹脂(D)との双方を含有する場合、シール層全体(100質量%)に対するポリエチレン系樹脂(C)の含有割合が15質量%〜65質量%、ポリスチレン系樹脂(D)の含有割合が5質量%〜20質量%であることが好ましく、ポリエチレン系樹脂(C)の含有割合が40質量%〜60質量%、ポリスチレン系樹脂(D)の含有割合が10質量%〜15質量%であることがより好ましい。
一方、前記ポリプロピレン系樹脂(A)がメタロセン系触媒によって重合されたポリプロピレン樹脂である場合には、ポリプロピレン系樹脂(A)とスチレン系熱可塑性エラストマーの合計割合(A+B)は20質量%〜71質量%が好ましい。この場合、ポリエチレン系樹脂(C)とポリスチレン系樹脂(D)の合計割合(C+D)は29質量%〜80質量%が好ましい。
シール層10L1を形成する樹脂組成物が離型剤を含有することによって、シール層10L1の離型性を向上させ得る。豆腐TFを樹脂製容器10に充填する場合、樹脂製容器10と豆腐TFとの密着性が高いが、離型剤を含有することによって豆腐TFの取り出し易さを向上させることができる。なお、豆腐の他、ゼリー等の水分が多く柔らかいゲル状食品などの内容物を樹脂製容器10に充填する場合にも、豆腐TFを充填する場合と同様、該内容物の取り出し易さを向上させることができる。
離型剤としては、ステアリン酸モノグリセライドのようなモノグリセリン脂肪酸エステル類を挙げることができる。
このモノグリセリン脂肪酸エステル類は、豆腐の消泡剤などにも利用される成分であることから衛生面を考慮しても前記樹脂組成物に含有させる離型剤成分として特に好ましい物質であるといえる。
なお、このモノグリセリン脂肪酸エステル類をシール層10L1の形成に用いる樹脂組成物に含有させても、過度に含有させない限りにおいては、ヒートシール層20L1との熱融着を阻害するおそれは低い。
かかる基材層10L2は、特に限定されるものではなく、樹脂シートの製造効率、コスト、樹脂製容器に求められる強度などから適宜選択され得る。
例えば、基材層10L2は、ポリオレフィン系樹脂によって形成されていることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン系樹脂をベースポリマーとして含有する樹脂組成物によって形成されていることが好ましい。
また、ポリオレフィン系樹脂の中でも、ポリプロピレン系樹脂が好ましい。
基材層10L2がポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとして含有する樹脂組成物によって形成されていることによって、基材層10L2とシール層10L1とを例えば共押出によって積層することが可能となる。これにより、基材層10L2とシール層10L1とを積層するための接着剤が不要となるため、積層シートが製造性に優れたものとなる。
また、積層シート10aの脆性改善及び容器の成形性改善の観点から、基材層10L2は、ポリプロピレン系樹脂単独によって形成されているよりも、ポリプロピレン系樹脂に加えてポリエチレン系樹脂を含有する樹脂組成物によって形成されていることが好ましい。
基材層10L2の厚みは、積層シートのコシや成形時の加工性などの観点から、100μm以上1mm以下であることが好ましい。
また、基材層10L2は、容器の美観の向上を図る観点から、着色剤などを含有していてもよい。
裏面層10L3は、特に限定されるものではなく、積層シート10aの製造効率、コスト、樹脂製容器10に求められる強度などから適宜選択され得る。
例えば、シール層10L1と基材層10L2との間の接着性の観点と同様の観点から、裏面層10L3は、ポリプロピレン系樹脂をベースポリマーとして含有する樹脂組成物によって形成されていることが好ましく、樹脂製容器10に優れた表面硬度を付与し得る点においてホモポリプロピレン樹脂をベースポリマーとして含有する樹脂組成物によって形成されていることが好ましい。
裏面層10L3の厚みは、積層シート10a(樹脂製容器10)に対する表面硬度の付与の観点から10μm以上100μm以下であることが好ましい。
積層シートの製造に用いるべく下記表1の樹脂原料を使用した。
なお、MFR、密度、融点、分散度は、下記の方法によって測定した。
本発明においては、MFRとは、JIS K7210に準拠して測定された値である。すなわち、該MFRは、JIS K7210に準拠して測定する。
(測定条件)
ポリプロピレン系樹脂(A):コードM(230℃、2.16kg荷重)
スチレン系熱可塑性エラストマー(B):コードM(230℃、2.16kg荷重)
ポリエチレン系樹脂(C):コードD(190℃、2.16kg荷重)
ポリスチレン系樹脂(D):コードH(200℃、5.00kg荷重)
本発明においては、密度とは、JIS K7112に準拠して測定された値を意味する。すなわち、該密度は、JIS K7112に準拠して測定する。
本発明においては、融点は、JIS K7121に準拠して測定された値である。すなわち、該融点は、JIS K7121に準拠して測定する。
本発明においては、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分散度(Mw/Mn)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定したポリスチレン(PS)換算値及びそれから算出した値を意味する。すなわち、これらは、下記のように測定及び算出する。
具体的には、試料10mgを東ソー社製DF−8200付属の濾過容器(100μmポアサイズ)に封入する。試験管に濾過容器と0.05重量%BHT(ブチルヒドロキシトルエン)入りO−ジクロロベンゼン6mLを加え密栓し、東ソー社製DF−8200を用いて、160℃で5時間溶解させたものを測定試料とした。次の測定条件でクロマトグラフを用いて測定し、予め作成しておいた標準ポリスチレンの検量線から、各試料のMw及びMnを求め、得られた各平均分子量からMw/Mnを算出した。
使用装置:東ソー社製 HLC−8121GPC/HT
ガードカラム:東ソー社製 TSKguardcolumn HHR(S)HT 1本(7.5mmI.D.×7.5cm)×1本
カラム:東ソー社製 TSKgel GMHHR−H(S)HT(7.8mmI.D.×30cm)×2本
移動相:O−ジクロロベンゼン
サンプル流量:1.0mL/min
リファレンス流量:0.5mL/min
検出器:RI検出器
試料濃度:0.17wt%
注入量:300μL
測定時間:40min
サンプリングピッチ:300msec
・使用装置の各部の設定温度
溶媒ストッカ:50℃
システムオーブン:40℃
プレオーブン:145℃
カラムオーブン(カラム温度):145℃
サンプルテーブル:145℃
注入バルブ:145℃
トランスライン:145℃
廃液ライン:145℃
検出器:145℃
検量線用標準ポリスチレン試料は、昭和電工社製、商品名「shodex」重量平均分子量が5,620,000、3,120,000、1,250,000、442,000、131,000、54,000、17,000、7,660、2,900、1,320のものを用いた。
上記検量線用標準ポリスチレンをA(5,620,000、1,250,000、131,000、17,000、2,900)およびB(3,120,000、442,000、54,000、7,660、1,320)にグループ分けした後、Aを各々10mg秤量した後、O−ジクロロベンゼン50mLに溶解し、Bも各々10mg秤量した後、O−ジクロロベンゼン50mLに溶解した。作製したAおよびB溶解液を上記装置に300μL注入して測定し、得られた保持時間から較正曲線(三次式)を作成することによって、標準ポリスチレン検量線を得た。得られた検量線を用いて各試料のMw及びMnを求め、得られた各平均分子量からMw/Mnを算出した。
表2及び表3の配合に基づいて、基材層とシール層とを備えた積層シートを作製した。表2及び表3に記載した基材層の原料をメインの二軸押出機(口径:Φ=90mm)に供給し、表2及び表3に記載したシール層の原料をサブの単軸押出機(口径:Φ=50mm)に供給した。各押出機内において、押出温度230℃にて溶融混練し、積層ブロックにて積層し、ダイス巾1006mmのTダイよりシート状に押出した。押出した溶融物は冷却タッチロール(ロール温度50℃)にて冷却し、引取速度を調節して、厚み640μm(基材層厚み:615μm、シール層厚み:25μm)の二層の積層シートを製造した。
下記シートシール層とガスバリア層とを有する蓋材(東洋紡株式会社製)を用いた。
ヒートシール層:無延伸ポリプロピレン(CPP) 厚み:40μm
ガスバリア層:ナイロン(Ny) 厚み:15μm
前記製造方法にて作製した積層シートと前記蓋材とを、シリコンゴム製均熱ニップロールを備え持つ検査用ラミネート機にて、蓋材のヒートシール層と積層シートのシール層側とを合わせ、均熱ニップロール温度を180℃、200℃、220℃と変えながら、均熱ニップロールにて圧接させてヒートシールを実施した。そのときの引取速度は2.5m/min、均熱ニップロールのエアシリンダー圧は0.45MPaであった。
前記ヒートシール方法にて蓋材と積層シートとを接着させたサンプルを幅15mm×長さ100mm(内ヒートシール部長さ30mm)の試験片に切断し、オリエンテック社製テンシロン万能材料試験機(型名:RTC−1310A)にて蓋材と積層シートの180°剥離試験を実施した。引張り速度は300mm/minとし、変位に対する荷重を測定した。試験数はn=5で、積分平均荷重の算術平均値をシール強度とした。
実施例1〜16のシール強度測定結果を図3に、比較例1〜7のシール強度測定結果を図4に示す。
前記シール強度測定方法にて測定したシール強度において、シール強度が8.0N/15mm以上12.0N/15mm未満の場合を◎、6.0N/15mm以上8.0未満または12.0N/15mm以上14.0N/15mm未満の場合を○、4.0N/15mm以上6.0N/15mm未満または14.0N/15mm以上16.0N/15mm未満の場合を△、シール強度が4.0N/15mm未満または18.0N/15mm以上の場合を×と四段階で判定した。
シール強度が8.0N/15mm以上12.0N/15mm未満の場合、容器の密閉性が良く、開封感が特に優れている。シール強度4.0N/15mm未満の場合、蓋材と容器との接着が弱く、容器に衝撃が加わった際、容器から内容物が流出する恐れがある。シール強度が18.0N/15mmより大きい場合、適度な力で開封することが困難となり(イージーピール性を発揮せず)、又、剥離時に蓋材自体が破断する場合がある。
前記製造方法にて成形した積層シートを熱成形にて図1に示すような豆腐容器を作製した。豆腐メーカーにてこの豆腐容器に豆乳を充填した後、前記蓋材にてヒートシールして密封し、充填豆腐を製造した。製造した充填豆腐を、容器開口部を真下にして容器を振りながら取り出した。その際、容器内に充填豆腐が残っていない場合を◎、容器内に充填豆腐が一部残存している場合を○、容器を振っても容器から充填豆腐が出ない場合を△と三段階で判定した。
剥離試験後の剥離痕を目視にて観察し、毛羽立ちが発生していない場合を○、毛羽立ちが発生している場合を×と二段階で判定した。
前記シール強度判定方法及び毛羽立ち判定方法うち、◎または○のみの場合を「非常に好適」、1つでも△の判定がある場合を「好適」、1つでも×の判定がある場合を「不適」と評価した。
実施例、比較例の各判定、及び、総合評価をまとめた結果を表4、5に示す。
一方、図4に示すように、比較例1〜6では180〜220℃までのシール強度のいずれかが4.0N/15mm未満または18.0N/15mm以上であり、また、表5に示すように、比較例7では毛羽立ちが発生していることから、イージーピール容器として「不適」と判断された。
従って、シール層にポリプロピレン系樹脂(A)と、スチレン系熱可塑性エラストマー(B)と、ポリエチレン樹脂(C)及びポリスチレン樹脂(D)の少なくとも1つとを含有し、各含有割合を特定の範囲内とすることで、ポリプロピレン系樹脂製蓋材に対するシール強度とシール強度の温度依存性を制御することができ、幅が広いシール温度条件で安定してイージーピール性を発揮し、しかも、毛羽立ちを抑制することが分かった。
10 樹脂製容器
10a 積層シート
10L1 シール層
10L2 基材層
10L3 裏面層
10b 底面部
10f 鍔部
10w 周側壁
20 蓋材
20L1 ヒートシール層
20L2 ガスバリア層
TF 豆腐
Claims (6)
- 基材層と、該基材層の片面または両面に積層されたシール層とを備え、
前記シール層は、ポリプロピレン系樹脂(A)と、スチレン系熱可塑性エラストマー(B)と、ポリエチレン系樹脂(C)及びポリスチレン系樹脂(D)から選択される少なくとも1つとを含有する樹脂組成物によって形成され、
前記樹脂組成物中の前記ポリプロピレン系樹脂(A)の含有割合が10質量%〜70質量%、
前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)の含有割合が1質量%〜55質量%、
前記ポリエチレン系樹脂(C)と前記ポリスチレン系樹脂(D)との合計の含有割合が29質量%〜89質量%である積層シート。 - 前記基材層が、ポリオレフィン系樹脂によって形成されている、請求項1に記載の積層シート。
- 前記スチレン系熱可塑性エラストマー(B)がスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)である、請求項1または2に記載の積層シート。
- 前記シール層が、離型剤をさらに含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の積層シート。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の積層シートを熱成形してなり、且つ、
蓋材と熱融着される用途に使用される容器。 - 前記蓋材の表面が、ポリプロピレン系樹脂によって形成されている、請求項5に記載の容器。
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