JP6173517B1 - 接着剤、積層体及びｐｔｐ包装体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも低温で高速貼り合わせしても接着強度が高く、ブロッキングが生じない接着剤を提供する。【解決手段】本発明の接着剤は、ＰＴＰ包装用蓋材の一方の面側の表面の層を構成している接着剤であって、Ｔｇが−２０℃以上−１０℃以下のポリエステル樹脂と、塩酢ビ樹脂と、シリカ粒子とを含み、前記ポリエステル樹脂と、前記塩酢ビ樹脂と、前記シリカ粒子とを合わせた質量は、全体の質量の９０％以上であり、前記ポリエステル樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上５０％以下であり、前記塩酢ビ樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上４５％以下であり、前記シリカ粒子の含有量は全体の質量の５％以上１０％以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、接着剤、積層体及びＰＴＰ包装体に関するものである。

医薬品等の包装用として多用されているＰＴＰ包装材は、内容物を格納するための容器部分と、その容器部分を密封するための蓋材の二つの部分からなる。容器部分は、ポケットを成形したプラスチックシートの加工成形体によって構成される。前記蓋材は、金属箔、特にアルミニウム箔の片面もしくは両面に印刷層を設け、更にその上のそれぞれの面に、耐熱被覆剤層と、熱封緘接着剤層を設けて構成される。

容器本体を形成するプラスチックシートとしては加工性に優れるため、古くから塩化ビニル樹脂シートが使用されているが、近年、防湿性に優れかつ安価であるところから、ポリプロピレンシートが多用されているようになってきている。

一方、蓋材の基材としては、蓋材を破裂させて内容物を取り出すという、ＰＴＰ包装の使用方法から、主として金属箔、特にアルミニウム箔が通常使用されている。

前記の蓋材は、通常、金属箔、特にアルミニウム箔の基材の両面又は片面に文字やデザインを印刷し、更にその上に、一方の面（外側になる面）には無色又は着色した透明な耐熱被覆剤を塗工することにより、熱封緘時に文字やデザインなどの印刷層を保護するための、耐熱被覆剤層を設け、反対の面（接着される面）にはプラスチック製容器に加熱圧着によって熱封緘させるために、無色又は着色した熱封緘性接着剤を塗工して熱封緘性接着剤層を形成させることにより、製造している。

包装作業における内容物の充填、封緘操作は、前記の容器となるポケット（窪み）を設けた塩化ビニル樹脂シートやポリプロピレンシートの加工成形体に内容物を格納した後、その開口面側に前記のアルミニウム箔の蓋材を、その熱封緘性接着剤層が接触するように積層し、蓋材の耐熱被覆剤層を設けた面から熱封緘用ロールにより加熱及び加圧して、プラスチック容器の非ポケット部分に熱融着させることによって遂行される。

熱封緘用ロールの表面は、通常、碁盤目状のエンボス加工が施されており、加熱加圧条件は積層材料の種類によって異なるが、熱封緘温度は１２０〜２８０℃の間で行われており、熱封緘圧力は０．１〜０．６ＭＰａに設定されていることが多い。

特開２００５−１３８８４８号公報 特開２０１５−９３７２７号公報

近年、ＰＴＰ充填機は包装の効率化を目的とした充填スピードの高速化が進んでおり、国内では６０００錠高速包装機、８０００錠高速包装機が使用されている。高速化によって熱封緘用ロールが蓋材と接触する時間が短くなることから、シートと蓋材が接着するのに必要な熱量を与えるためには、熱封緘用ロールの温度を従来よりも高温に設定する必要がある。

また、ＰＴＰシートにはバーコード表示が義務化されることとなり、バーコード印刷を行うためにはシート全体に白色印刷を行う必要がある。従って蓋材の積層数が増加することと、白インキに含有される酸化チタンによって蓋材の熱伝導性も低下する。従って白色印刷層を追加すると、必要な熱量を熱封緘性接着剤層に与えるために、熱封緘用ロールの温度をより高温にするか、充填スピードを落とす必要がある。

しかしながら、熱封緘用ロールの温度は耐熱被覆剤の耐熱性を超える温度とすることができない。また、充填スピードを落とすことは、生産性の低下をもたらし甚だ非効率である。熱封緘用樹脂層の接着可能温度を下げる方法が考えられるが、エンボス加工の影響によって単に接着可能温度を下げるだけでは接着強度が現状維持できない。また、熱封緘用樹脂層の接着可能温度を下げるために材料を変更すると、蓋材のみを巻き取って保管する際にブロッキングが生じる場合がある。

本発明は上記の問題に鑑み、従来よりも低温で高速貼り合わせしても接着強度が高く、ブロッキングが生じない接着剤を提供することを目的とする。

本発明の接着剤は、ＰＴＰ包装用蓋材の一方の面側の表面の層を構成している接着剤であって、Ｔｇが−２０℃以上−１０℃以下のポリエステル樹脂と、塩酢ビ樹脂と、シリカ粒子とを含み、前記ポリエステル樹脂と、前記塩酢ビ樹脂と、前記シリカ粒子とを合わせた質量は、全体の質量の９０％以上であり、前記ポリエステル樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上５０％以下であり、前記塩酢ビ樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上４５％以下であり、前記シリカ粒子の含有量は全体の質量の５％以上１０％以下である構成を有している。このような構成により、ＰＴＰ充填の高速貼り合わせにおいて従来よりも低い温度で貼り合わせをおこなっても十分な接着強度が得られると共にブロッキングの発生が抑止される。ここで塩酢ビ樹脂は、塩化ビニルモノマーと、脂肪酸ビニルモノマーおよび一分子中に不飽和炭素−炭素二重結合を有し、かつ官能基を有するモノマーを共重合反応させたものである。ここで、一分子中に炭素−炭素不飽和二重結合を有し、且つ、官能基を有するモノマーにおける官能基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、イソシアノ基、エポキシ基などが挙げられる。例えば、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂が代表的なものである。

前記塩酢ビ樹脂は酸変性された樹脂であることが好ましい。

前記シリカ粒子は疎水性のシリカ粒子であることが好ましい。

前記シリカ粒子の平均粒径は２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

本発明の積層体は、金属箔からなる基材と、前記基材の一方の面に載置されている上記の接着剤と、前記基材の他方の面に設けられている印刷受容層とを備えている。

本発明のＰＴＰ包装体は、複数の窪みが設けられた塩化ビニルシートからなる容器と、上記の積層体からなる蓋材とを有し、前記窪みには内容物が納められており、前記蓋材は前記窪みを密閉しており、前記蓋材のうち前記容器に接着されている部分は複数の凹部を有している。

本発明の接着剤は、低温かつエンボスの接着条件でも十分な接着強度を発揮でき、かつ蓋材の一方の面側の表面の層を構成した際に、蓋材のみの巻き取りロールにおいてブロッキングの発生が抑止される。

実施形態に係るＰＴＰ包装用の蓋材の模式的な断面図である。 実施形態に係るＰＴＰ包装の模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
実施形態１に係るＰＴＰ包装用の蓋材の断面を図１に示す。蓋材（積層体）３０は、基材層２０の一方の面に接着剤層１０が設けられており、他方の面に印刷受容層２１とその印刷受容層２１を覆う耐熱被覆層２２が設けられている。印刷受容層２１の表面にはバーコードなどの印刷２５が施されており、耐熱被覆層２２は印刷２５も覆っている。

基材層２０は金属箔やプラスチックフィルムからなっており、特にアルミニウム箔用いることが好ましい。印刷受容層２１は顔料及びフィラーを含むものであり、バインダーとして、塩酢ビ系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エステル系樹脂等を一種又はこれらの混合物を含ませて用いる事が出来るが、特に塩酢ビ系樹脂を使用するのが好ましい。耐熱被覆層２２は、バインダーとしてエポキシ樹脂、ニトロセルロース樹脂、セルロースアセテート樹脂、アクリル樹脂、エステル系樹脂、メラミン系樹脂の一種又はこれらの混合物を含ませて用いる事が出来るが、エポキシ樹脂とメラミン樹脂又はニトロセルロース樹脂とメラミン樹脂を混合させたものが好ましい。接着剤層１０については後述する。

本実施形態に係るＰＴＰ包装体の断面を図２に示す。本実施形態のＰＴＰ包装体１００は、容器本体を形成している容器用シート１と蓋材３０とを有しており、容器用シート１には複数の窪み１ａ，１ａが形成されており、それ以外の部分は蓋材３０と接着されるフランジ部１ｂである。窪み１ａ，１ａの中に内容物（被収納物）２が収納されていて、蓋材３０が窪み１ａ，１ａを密閉している。フランジ部１ｂと蓋材３０との接着部分では、蓋材３０には複数の凹部が形成されている、いわゆるエンボス形状を有している。これは熱圧着ロールの表面がエンボス加工されているのでエンボス形状が形成されるためであり、容器用シート１と蓋材３０とを貼り合わせる際に、容器用シート１と蓋材３０との間の空気を外部に逃がす逃げ道を作って、シール部分に空気が噛み込まれないようにするためである。

−接着剤層の検討−
ＰＴＰ包装における充填スピードの高速化に対応できる接着剤層の検討を行った。接着剤層は図１に示す蓋材３０の構成にして検討した。ここで基材層２０は一般的に多く使用されているアルミ箔とした。貼り合わせる相手側の容器用シートはポリ塩化ビニル製とした。なお、貼り合わせの条件は、従来の低速条件での熱封緘用ロールの温度で、貼り合わせ速度は、従来よりも速い高速条件とした。評価は、シール性（剥離試験と、リーク試験：リーク試験は、−６８ｋＰａ×５ｍｉｎの減圧条件で、窪みの周囲において、容器用シートと蓋材３０との間が剥がれるか否かを見る）の評価と、ブロッキング性評価（複数枚の蓋材を、接着剤層と耐熱被覆層とを重ね合わせて、０．１９６ＭＰａの圧力をかけて４０℃、７日間放置したあと剥がしてみる）とを行った。

ＰＴＰ包装体に収容する内容物は薬や食品などであり、人が口に入れて体内に取り込むものである。従って、内容物に接触する蓋材の接着剤は人体にとって無害なものが必要である。また、内容物に接触する蓋材の接着剤は、内容物の構成成分と反応したり、構成成分を変化させたり、構成成分を抜き取ったりする等、その内容物に影響を与えることも好ましくない。従って、内容物に接触する蓋材の接着剤としてはポリエステル樹脂と塩酢ビ樹脂との混合物が最も好ましい。

ＰＴＰ包装において充填スピードが高速化する前の接着剤は、ポリエステル樹脂Ａ（Ｔｇが７℃）と塩酢ビ樹脂とを質量比において４：６の割合で混合させたものである（従来例）。

従来例はブロッキングは生じなかった。しかしながら高速低温にて容器用フィルムと貼り合わせを行ったところ、リーク試験でＮＧとなり、接着剤が十分に溶融していないことが判明した。

そこで、内容物に影響を与えない（ポリマー種、量）でシール速度上昇に対応できるように、低熱量での金属箔への接着性が高いウレタン樹脂を添加し、その分、ポリエステル樹脂Ａと塩酢ビ樹脂の両方を減らして検討を行った。具体的には、ポリエステル樹脂Ａ：塩酢ビ樹脂：ウレタン樹脂＝３５：５０：１５とした（比較例１）。

比較例１はブロッキングは生じなかった。しかしながら高速低温にて容器用フィルムと貼り合わせを行ったところ、接着強度が不足しておりＮＧであった。比較例１では、熱圧着においてエンボス加工が施されていないロールで貼り合わせを行った場合は接着強度が十分であったが、エンボス加工が施されたロールで貼り合わせを行ったところ、接着強度がＮＧとなった。実際のＰＴＰ包装では、エンボスシールを行うため、エンボスシールでの接着強度が十分大きいことが必要になる。

比較例１ではエンボスシールの接着強度が低いため、シール時の溶融樹脂の流れ性が大きいことが理由と考え、流れ性を下げるため無定形シリカ粒子を添加することを考えた。接着剤層全体（含むシリカ）に対するウレタン樹脂量は比較例１と同じとし、シリカの添加量分と同じ分だけ、ポリエステル樹脂Ａと塩酢ビ樹脂の両方を減らした。具体的には、ポリエステル樹脂Ａ：塩酢ビ樹脂：ウレタン樹脂：無定形シリカ＝３０：４５：１５：１０とした（比較例２）。

ブロッキング性の評価はしなかったがシリカを添加しているので、比較例１よりもずっとブロッキングしにくいと考えられる。しかし、比較例２はリーク試験でＮＧとなり接着強度が不足であった。エンボスシール部分を観察したところ、接着剤の流れ性がまだ大きいためと推定できたが、これ以上接着力に寄与しないシリカを入れることはできないと判断し、ウレタン樹脂添加による低熱量での接着強度向上の検討を終えた。

次なる検討として、別の樹脂を添加するのではなく、ポリエステル樹脂の物性を変更することを行った。具体的にはＴｇを下げ、且つ塩酢ビ樹脂に対して量を増やした。ただ、Ｔｇの低いポリエステル樹脂Ｂ（Ｔｇ：−１５℃）の量を増やすとブロッキングしやすくなるので、無定形シリカを添加した。具体的には、ポリエステル樹脂Ｂ：塩酢ビ樹脂：無定形シリカ＝５２：３６：１２とした（比較例３）。

比較例３の蓋材を評価したところ、ブロッキングが生じたため、接着強度については評価を行わなかった。比較例３では無定形シリカ粒子を１２質量％も加えたがブロッキングが生じてしまったので、ポリエステル樹脂Ｂの量を減らし塩酢ビ樹脂の量を増やすこととした。また、接着力に寄与しないシリカ量を減らす検討を行った。具体的には、無定形シリカ粒子よりも樹脂中における分散性がよい疎水化シリカ粒子を使用し、ポリエステル樹脂Ｂ：塩酢ビ樹脂：疎水化シリカ＝４８：４４：８とした（実施例１）。

実施例１の組成の接着剤層を備えた蓋材は、ブロッキング性評価においてブロッキングは生じておらず、エンボスシールの接着強度は十分に大きく、リーク試験においてリークも生じていなかった。ゆえに、実施例１の接着剤層は、高速充填を行うＰＴＰ包装用蓋材の用途に適している。また、ポリエステル樹脂Ｂの量を減らしてアクリル樹脂を少量加えた実施例２（ポリエステル樹脂Ｂ：塩酢ビ樹脂：アクリル樹脂：疎水化シリカ＝４４：４３：６：７）の組成の接着剤層を備えた蓋材も、ブロッキングは生じておらず、エンボスシールの接着強度は十分に大きく、リーク試験においてリークも生じていなかった。

以上述べたように、実施例１，２の接着剤層は、非ブロッキング性、シール性共に優れており、ＰＴＰ包装用蓋材の接着剤層として好適である。さらに種々の検討を行ったところ、ポリエステル樹脂のＴｇは−２０℃以上−１０℃以下であれば非ブロッキング性、シール性共に優れていることが判明した。また、ポリエステル樹脂と、塩酢ビ樹脂と、シリカ粒子とを合わせた質量は、全体の質量の９０％以上であって、ポリエステル樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上５０％以下であり、塩酢ビ樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上４５％以下であり、シリカ粒子の含有量は全体の質量の５％以上１０％以下であれば、非ブロッキング性、シール性共に優れていることが判明した。

（その他の実施形態）
上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。

ポリエステル樹脂は有機溶剤への溶解性の点から、非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。塩酢ビ樹脂は金属箔への密着力の点で酸変性されているものが好ましく、酸変性率は０．１％〜１．５％であることが好ましい。酸変性を行う酸としては，ジカルボン酸、マレイン酸等が好ましい。塩酢ビ樹脂の組成は塩化ビニルが７０〜８６％、酢酸ビニルが１０〜３０％であることが好ましい。シリカ粒子の平均粒径は非ブロッキング性の点から２μｍ〜１０μｍが好ましい。

アクリル樹脂以外の樹脂、例えばＴｇの異なるポリエステル樹脂やウレタン樹脂などを添加しても構わない。

１ 容器用シート
１ａ 窪み
２ 内容物
１０ 接着剤層
２０ 基材
２１ 印刷受容層
３０ 蓋材（積層体）
１００ ＰＴＰ包装体

Claims (6)

1. ＰＴＰ包装用蓋材の一方の面側の表面の層を構成している接着剤であって、
   Ｔｇが−２０℃以上−１０℃以下のポリエステル樹脂と、塩酢ビ樹脂と、シリカ粒子とを含み、
   前記ポリエステル樹脂と、前記塩酢ビ樹脂と、前記シリカ粒子とを合わせた質量は、全体の質量の９０％以上であり、
   前記ポリエステル樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上５０％以下であり、
   前記塩酢ビ樹脂の含有量は全体の質量の４０％以上４５％以下であり、
   前記シリカ粒子の含有量は全体の質量の５％以上１０％以下である、接着剤。
2. 前記塩酢ビ樹脂は酸変性された樹脂である、請求項１に記載されている接着剤。
3. 前記シリカ粒子は疎水性のシリカ粒子である、請求項１又は２に記載されている接着剤。
4. 前記シリカ粒子の平均粒径は２μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１から３のいずれか一つに記載されている接着剤。
5. 金属箔からなる基材と、前記基材の一方の面に載置されている請求項１から４のいずれか一つに記載されている接着剤とを備えている、積層体。
6. 複数の窪みが設けられた塩化ビニルシートからなる容器と、請求項５に記載された積層体からなる蓋材とを有し、
   前記窪みには内容物が納められており、前記蓋材は前記窪みを密閉しており、前記蓋材のうち前記容器に接着されている部分は複数の凹部を有している、ＰＴＰ包装体。

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