JP7506622B2 - 嵌合具及び嵌合具付き袋体 - Google Patents
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Description
嵌合具の材料には、第1嵌合部や第2嵌合部を成形可能な成形性、第1嵌合部と第2嵌合部を着脱自在に嵌合させるための適度な剛性及び靭性が求められる。このような観点から、嵌合具の材料としては一般に、ポリプロピレン樹脂が用いられる。
合成樹脂以外の原材料としては、例えば、紙等のセルロース材料が用いられる。
しかし、基材層に紙を用いたとしても、特許文献1の包装袋における合成樹脂使用量の削減割合はさほど大きくない。
なお、特許文献1では、チャックテープの材料については特に検討されていない。
[1]一対の帯状の第1嵌合部材及び第2嵌合部材を備え、
前記第1嵌合部材が、帯状の第1基材と、前記第1基材の対向面に長手方向に沿って設けられた第1嵌合部と、を備え、
前記第2嵌合部材が、帯状の第2基材と、前記第2基材の対向面に長手方向に沿って設けられ、前記第1嵌合部と着脱自在に嵌合する第2嵌合部と、を備える嵌合具であって、
前記第1基材、前記第1嵌合部、前記第2基材及び前記第2嵌合部が、セルロース粉と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物からなり、
前記樹脂組成物の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超であり、
前記セルロース粉の平均粒径が20μm以下であり、
前記熱可塑性樹脂が、エチレン-酢酸ビニル共重合体と無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを含む、嵌合具。
[2]前記嵌合具の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超である、前記[1]の嵌合具。
[3]前記樹脂組成物の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超85質量%以下、前記エチレン-酢酸ビニル共重合体の割合が10質量%以上45質量%未満、前記無水マレイン酸変性ポリオレフィンの割合が5質量%以上15質量%未満である、前記[1]又は[2]の嵌合具。
[4]前記熱可塑性樹脂が、熱可塑性オレフィン系エラストマをさらに含む、前記[1]~[3]のいずれかの嵌合具。
[5]前記樹脂組成物の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超75質量%以下、前記エチレン-酢酸ビニル共重合体の割合が10質量%以上35質量%未満、前記無水マレイン酸変性ポリオレフィンの割合が5質量%以上15質量%未満、前記熱可塑性オレフィン系エラストマの割合が10質量%以上28質量%未満である、前記[4]の嵌合具。
[6]前記樹脂組成物の最大延伸倍率が270%以上である、前記[1]~[5]のいずれかの嵌合具。
[7]前記樹脂組成物の曲げ弾性率が110~270MPaである、前記[1]~[6]のいずれかの嵌合具。
[8]前記第1嵌合部材が、前記第1基材の外側面側に積層された第1シール層を備え、
前記第2嵌合部材が、前記第2基材の外側面側に積層された第2シール層を備える、前記[1]~[7]のいずれかの嵌合具。
[9]内容物を収容する袋本体と、前記袋本体の内面に取り付けられた前記[1]~[8]のいずれかの嵌合具と、を具備する、嵌合具付き袋体。
本発明の嵌合具は、一対の帯状の第1嵌合部材及び第2嵌合部材を備える。第1嵌合部材は、帯状の第1基材と、第1基材の対向面に長手方向に沿って設けられた第1嵌合部と、を備える。第2嵌合部材は、帯状の第2基材と、第2基材の対向面に長手方向に沿って設けられ、第2嵌合部と着脱自在に嵌合する第2嵌合部と、を備える。
第1基材、第1嵌合部、第2基材及び第2嵌合部は、セルロース粉と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物(以下、「樹脂組成物(X)」とも記す。)からなる。樹脂組成物(X)の総質量に対するセルロース粉の割合は、50質量%超である。熱可塑性樹脂は、エチレン-酢酸ビニル共重合体と無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを含む。
本発明の嵌合具は、内容物を収容する袋本体の内面に取り付けられる。袋本体の内面に、袋本体に形成される開口部に沿うように本発明の嵌合具が取り付けられることで、開口部を開閉自在に閉じることができる。
第1嵌合部材12は、帯状の第1基材16と、第1基材16の対向面16aに長手方向に沿って設けられた突条の雄側嵌合部からなる第1嵌合部18とを備える。第1基材16と第1嵌合部18は一体に成形されている。
第2嵌合部材14は、帯状の第2基材20と、第2基材20の対向面20aに長手方向に沿って設けられ、第1嵌合部18と着脱自在に嵌合する雌側嵌合部からなる第2嵌合部22とを備える。第2基材20と第2嵌合部22は一体に成形されている。
第1嵌合部18及び第2嵌合部22の断面形状は、第1嵌合部18と第2嵌合部22を互いに着脱することで、袋本体の開口部の開閉が繰り返し行えるものであればよく、公知の断面形状を採用できる。
第2基材20の厚さの好ましい態様は、第1基材16の厚さの好ましい態様と同じである。第1基材16と第2基材20の厚さは同じであってもよく、異なっていてもよい。
第2基材20の幅の好ましい態様は、第1基材16の幅の好ましい態様と同じである。
第1基材16の幅と第2基材20の幅は同じであってもよく、異なっていてもよい。
嵌合具10の総質量に対するセルロース粉の割合は、50質量%超が好ましく、53質量%超が好ましい。セルロース粉の割合が上記下限値以上であれば、嵌合具付き袋体における合成樹脂使用量の削減効果に優れる。また、熱可塑性樹脂の割合が少なくても充分な剛性が発現する。
また、嵌合具10の総質量に対するセルロース粉の割合は、85質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、65質量%以下がさらに好ましく、56質量%以下が特に好ましい。セルロース粉の割合が上記上限値以下であれば、嵌合具10の靭性がより優れる。
樹脂組成物(X)は、セルロース粉と熱可塑性樹脂とを含む。
熱可塑性樹脂は、エチレン-酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」とも記す。)と無水マレイン酸変性ポリオレフィン(以下、「MA-PO」とも記す。)とを含む。
また、セルロース粉の平均粒径は、5μm以上が好ましい。平均粒径が上記下限値以上であれば、樹脂組成物の剛性がより優れる。
平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定される。
セルロース粉は、市販品を使用してもよい。セルロース粉の市販品としては、日本製紙株式会社製のKCフロック、レッテンマイヤージャパン株式会社製のセルロースマイクロファイバー等が挙げられる。
EVAは、必要に応じて、EVAの特性を損なわない範囲で、エチレン単位及び酢酸ビニル単位以外の他の単量体単位をさらに含んでいてもよい。
EVAのMFRは、JIS K 6924-1に準拠し、温度125℃、荷重3.19Nの条件で測定される。
曲げ弾性率は、JIS K 7171に準拠して、温度23℃、相対湿度50%の条件で測定される。
MA-POとしては、α-オレフィン-無水マレイン酸共重合体、α-オレフィン重合体と無水マレイン酸との混合物、α-オレフィンとα-オレフィン-無水マレイン酸共重合体と無水マレイン酸との混合物等が挙げられる。
α-オレフィンとしては、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
溶融粘度は、キャピラリーレオメータにより測定される。
酸価は、中和滴定により測定される。
プロピレン-エチレン共重合熱可塑性エラストマのエチレン含有量は、プロピレン-エチレン共重合熱可塑性エラストマを構成する全単量体の合計質量に対し、5~30質量%が好ましく、15~20質量%がより好ましい。
TPOのMFRは、JIS K 6922-1(ASTM D1238)に準拠し、温度190℃、荷重2.16kg(21.18N)の条件で測定される。
また、樹脂組成物(X)の総質量に対するセルロース粉の割合は、85質量%以下が好ましく、75質量%以下がより好ましく、65質量%以下がさらに好ましく、56質量%以下が特に好ましい。セルロース粉の割合が上記上限値以下であれば、樹脂組成物(X)の靭性、成形性がより優れる。
また、樹脂組成物(X)の総質量に対する熱可塑性樹脂の割合は、15質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましく、35質量%以上がさらに好ましく、44質量%以上が特に好ましい。熱可塑性樹脂の割合が上記下限値以上であれば、樹脂組成物(X)の靭性、成形性がより優れる。
また、樹脂組成物(X)の総質量に対するEVAの割合は、45質量%未満が好ましい。熱可塑性樹脂がTPOを含む場合は、35質量%未満がより好ましく、25質量%未満がさらに好ましく、20質量%未満が特に好ましい。EVAの割合が上記上限値以下であれば、樹脂組成物(X)の靭性がより優れる。
また、樹脂組成物(X)の総質量に対するMA-POの割合は、15質量%未満が好ましく、13質量%未満がより好ましく、11質量%未満がさらに好ましい。MA-POの割合が上記上限値以下であれば、樹脂組成物(X)の剛性、外観がより優れる。
また、樹脂組成物(X)の総質量に対するTPOの割合は、40質量%未満が好ましく、28質量%未満がより好ましい。TPOの割合が上記上限値以下であれば、樹脂組成物(X)の剛性がより優れる。
最大延伸倍率は、以下の方法により求められる。
キャピラリーレオメータにより、試料(樹脂組成物(X))を溶融させ、温度170℃、押出速度10mm/minにてダイから押し出し、押し出された溶融物を、滑車を介して引取ロールで引取速度を1m/minから徐々に増加させながら引き取り、ダイ出口にて溶融物が破断した時の引取速度を最大引取速度とし、下記式により最大延伸倍率を算出する。引取速度の加速度は0.1m/min2とする。詳しい測定方法は後述する実施例に記載のとおりである。
最大延伸倍率=最大引取速度(mm/min)/押出速度(mm/min)
(例えば、最大引取速度が2m/min(2×103mm/min)の場合、最大延伸倍率=2×103/10=200となる。)
曲げ弾性率は、JIS K 7171に準拠し、温度23℃、相対湿度50%、試験速度1mm/min±20%の条件で測定される。
引張降伏応力は、JIS K 7161-1に準拠し、温度23℃、相対湿度50%、試験速度50mm/min±10%の条件で測定される。
嵌合具10の製造方法としては、第1基材16、第1嵌合部18、第2基材20及び第2嵌合部22の形成材料として樹脂組成物(X)を使用する以外は特に限定されず、公知の方法を採用できる。
例えば、セルロース粉とMA-POとを混合し、得られた混合物とEVA、必要に応じてTPOを溶融混練して樹脂組成物(X)を得、得られた樹脂組成物(X)を成形して第1嵌合部材12又は第2嵌合部材14を得る方法が挙げられる。
混合方法としては、スーパーミキサ、ヘンシェルミキサ等で乾式混合する方法が挙げられる。
溶融混練方法としては、原料を単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサ、ニーダ、ミキシングロール等の溶融混練機に供給して溶融混練する方法が挙げられる。
成形方法としては、押出成形法、射出成形法、インフレーション成形法、真空成形法等が挙げられる。
例えば、本発明の嵌合具は、図2に例示した嵌合具10Aであってもよい。図2における図1と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
嵌合具10Aは、第1嵌合部材12が、第1基材16の外側面16d側に積層された第1シール層26を備え、第2嵌合部材14が、第2基材20の外側面20d側に積層された第2シール層30を備える以外は、嵌合具10と同じである。
嵌合具10Aにおいて、樹脂組成物(X)としては、樹脂組成物(X)の総質量に対するセルロース粉の割合が、嵌合具10Aの総質量に対するセルロース粉の割合よりも高いものが用いられる。嵌合具10Aの総質量に対するセルロース粉の好ましい割合は、嵌合具10と同じである。
第2シール層30の態様は、第1シール層26の態様と同様である。
第1シール層26及び第2シール層30には、必要に応じて安定剤、酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、着色剤等の公知の添加剤が添加されていてもよい。
第2シール層30の厚さの好ましい態様は、第1シール層26の厚さの好ましい態様と同じである。
本発明の嵌合具付き袋体は、内容物を収容する袋本体と、前記袋本体の内面に取り付けられた本発明の嵌合具とを具備する。
本発明の嵌合具付き袋体は、本発明の嵌合具を備える以外は公知の態様を採用できる。
本実施形態の袋体1は、図3に示すように、内容物を収容する密封された状態の袋本体50と、袋本体50内の上部の内面に、横方向に沿って取り付けられた嵌合具10とを具備している。
シーラント層の厚さは、0.01~0.05mmが好ましく、0.01~0.02mmがより好ましい。シーラント層の厚さが下限値以上であれば、十分なシール強度が得られる。シーラント層の厚さが上限値以下であれば、袋体1の合成樹脂含有量をより低くできる。
基材層としては、袋体1の合成樹脂含有量の削減の観点から、パルプを含む紙が好ましい。パルプを含む紙としては、上質紙、アート紙、コート紙、純白ロール紙、片艶晒クラフト紙、特殊両晒クラフト紙、晒クラフト紙等が挙げられる。
紙の坪量は、40~100g/m2が好ましく、50~70g/m2がより好ましい。
紙を基材層とする積層フィルムの例としては、ラミネート紙等が挙げられる。
切断補助線58は、本実施形態では袋本体50の横方向に沿って形成されているが、この形態には限定されず、袋本体50の幅方向に対して傾斜して設けられていてもよい。
袋体1は、嵌合具10を用いる以外は公知の方法で製造できる。
例えば、本発明の嵌合具付き袋体は、前記したような嵌合具10以外の本発明の嵌合具を具備する嵌合具付き袋体であってもよい。
また、嵌合具付き袋体の袋本体は特に限定されず、嵌合具付き袋体の袋本体として知られる様々な形態の袋本体を採用できる。例えば、袋体1は切断補助線58を利用して開封するまでは密封状態の袋体であるが、予め開口部が形成された袋本体を有する嵌合具付き袋体であってもよい。
本実施例で使用した原料を以下に示す。
EVA1:東ソー製「ウルトラセンYX11」、EVA、MFR=0.2g/10分、酢酸ビニル含有量=32質量%、密度956kg/m3、曲げ弾性率10MPa。
EVA2:東ソー製「ウルトラセン626」、EVA、MFR=3g/10分、酢酸ビニル含有量=15質量%、密度936kg/m3、曲げ弾性率50MPa。
EVA3:東ソー製「ウルトラセン722」、EVA、MFR=400g/10分、酢酸ビニル含有量=28質量%、密度944kg/m3、曲げ弾性率10MPa。
PP:住友化学製「ノーブレンFL6737」、ランダムポリプロピレン(ホモ)、MFR=3g/10分、密度894kg/m3。
TPO:エクソンモービル製「Vistamaxx6102FL」、プロピレン-エチレン共重合熱可塑性エラストマ、エチレン含有量16質量%、MFR=3g/10分、融点55℃、曲げ弾性率14MPa。
MA-PO1:三菱ケミカル製「ダイヤカルナ30M」、オレフィン系ワックス(α-オレフィン-無水マレイン酸共重合体66.8質量%、α-オレフィン系重合体32.9質量%、無水マレイン酸0.3質量%)、融点70~76℃、溶融粘度140~210mPa・s、酸価95~110mgKOH/g。
MA-PO2:三洋化成工業製「ユーメックス1010」、α-オレフィン-無水マレイン酸共重合体、融点135℃、溶融粘度6000mPa・s、酸価52mgKOH/g。
セルロース粉は、日本製紙株式会社製のKCフロック W-06MG、W-10MG2、W-300F、W-100Fを用いた。各セルロース粉の平均粒径を、レーザー回折式粒度分布測定装置(マルバーン社製乾式粒度分布計「MASTER SIZER 3000」)を用いて測定したところ、W-06MGの平均粒径が6μm、W-10MG2の平均粒径が10μm、W-300Fの平均粒径が28μm、W-100Fの平均粒径が37μmであった。
(樹脂組成物の調製)
表1~3に示す配合に従って、以下の手順で樹脂組成物を調製した。
まず、セルロース粉とMA-POとをスーパーミキサで混合して混合物を得た。
次いで、得られた混合物と残りの原料(EVE、PP、TPO)とを、同方向二軸押出機にて、成形温度150~180℃、スクリュー回転数40~100rpmの条件で溶融混練し、直径2~4mmのストランド状に押し出し、押し出された混錬物を裁断して樹脂組成物のペレットを得た。
図1に示した形態の嵌合具を、以下の手順で作製した。
雄側嵌合部を有する第1嵌合部材及び雌側嵌合部を有する第2嵌合部材を形成するための複合異形ダイを用意した。上記樹脂組成物のペレットを、単軸押出機にて、成形温度150~180℃の条件で溶融混練し、前記複合異形ダイに導いて共押出し成形した後、冷却水槽に導いて冷却固化させ、巻取機にて巻取った。第1基材及第2基材の厚さは、0.2mmとした。
[分散性]
樹脂組成物のペレットを温度150~180℃で射出成形し、厚さ3mmのシート状の試験片を得た。得られた試験片の一部をミクロトームで切削した断面をマイクロスコープで観察し、以下の基準で評価した。
○:無作為に選択された100mm×100mmの範囲に最大径50μm以上の凝集体が存在しない。
×:無作為に選択された100mm×100mmの範囲に最大径50μm以上の凝集体が存在する。
上記嵌合具の作製において、嵌合具を問題なく成形できた場合を○(成形可)、嵌合部(第1嵌合部、第2嵌合部)又は帯状の基材(第1基材、第2基材)に欠損が発生した場合を×(成形不可)とした。
樹脂組成物のペレットについて、JIS K 7199に準拠し、(株)東洋精機製作所キャピログラフ(キャピラリーレオメーター)を用い、以下の手順で最大延伸倍率を求めた。
1.出口にダイが設置されたシリンダー内に樹脂組成物のペレットを充填し、170℃に加熱して溶融させる。
2.シリンダーの入口からピストンを10mm/min(一定)の速度で下降させる。これにより、直径Φ1mmのダイ出口から溶融物が10mm/minの速度で押し出される。
3.ダイから押し出されたストランド状の溶融物を滑車に通し、引取ロールに挟む。
4.引取ロールの速度を1m/minからスタートし、徐々に上げていく。このときの引取速度の加速度は0.1m/min2とする。
5.ダイ出口の溶融物が切れたときの引取速度を記録する。
6.上記1~5の操作を合計で3回繰り返し(N=3)、記録した引取速度の最小値を最大引取速度とし、下記式により最大延伸倍率を算出する。
最大延伸倍率=最大引取速度(mm/min)/押出速度(mm/min)
なお、引取速度を計測不能であったものは「不可」とした。
樹脂組成物のペレットを温度150~180℃で射出成形し、厚さ3mmのシートを得た後、幅25±0.5mm×長さ60±3mmに切り出して試験片を得た。得られた試験片について、JIS K 7171に準拠し、温度23℃、相対湿度50%、試験速度1mm/min±20%の条件で曲げ弾性率を求めた。
樹脂組成物のペレットを温度170℃で射出成形し、厚さ3mmのシートを得た後、JIS K 7161-2に準拠し、1B形試験片を切り出した。得られた試験片について、JIS K 7161-1に準拠し、温度23℃、相対湿度50%、試験速度50mm/min±10%の条件で引張降伏応力を求めた。
表1~3中、「-」は、測定又は評価を実施していないことを示す。
10,10A 嵌合具
12 第1嵌合部材
14 第2嵌合部材
16 第1基材
18 第1嵌合部
20 第2基材
22 第2嵌合部
26 第1シール層
30 第2シール層
50 袋本体
Claims (9)
- 一対の帯状の第1嵌合部材及び第2嵌合部材を備え、
前記第1嵌合部材が、帯状の第1基材と、前記第1基材の対向面に長手方向に沿って設けられた第1嵌合部と、を備え、
前記第2嵌合部材が、帯状の第2基材と、前記第2基材の対向面に長手方向に沿って設けられ、前記第1嵌合部と着脱自在に嵌合する第2嵌合部と、を備える嵌合具であって、
前記第1基材、前記第1嵌合部、前記第2基材及び前記第2嵌合部が、セルロース粉と熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物からなり、
前記樹脂組成物の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超であり、
前記セルロース粉の平均粒径が20μm以下であり、
前記熱可塑性樹脂が、エチレン-酢酸ビニル共重合体と無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを含む、嵌合具。 - 前記嵌合具の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超である、請求項1に記載の嵌合具。
- 前記樹脂組成物の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超85質量%以下、前記エチレン-酢酸ビニル共重合体の割合が10質量%以上45質量%未満、前記無水マレイン酸変性ポリオレフィンの割合が5質量%以上15質量%未満である、請求項1又は2に記載の嵌合具。
- 前記熱可塑性樹脂が、熱可塑性オレフィン系エラストマをさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の嵌合具。
- 前記樹脂組成物の総質量に対する前記セルロース粉の割合が50質量%超75質量%以下、前記エチレン-酢酸ビニル共重合体の割合が10質量%以上35質量%未満、前記無水マレイン酸変性ポリオレフィンの割合が5質量%以上15質量%未満、前記熱可塑性オレフィン系エラストマの割合が10質量%以上28質量%未満である、請求項4に記載の嵌合具。
- 前記樹脂組成物の最大延伸倍率が270%以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の嵌合具。
- 前記樹脂組成物の曲げ弾性率が110~270MPaである、請求項1~6のいずれか一項に記載の嵌合具。
- 前記第1嵌合部材が、前記第1基材の外側面側に積層された第1シール層を備え、
前記第2嵌合部材が、前記第2基材の外側面側に積層された第2シール層を備える、請求項1~7のいずれか一項に記載の嵌合具。 - 内容物を収容する袋本体と、前記袋本体の内面に取り付けられた請求項1~8のいずれか一項に記載の嵌合具と、を具備する、嵌合具付き袋体。
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