JP2015147382A

JP2015147382A - 深絞り成形用積層体および深絞り成形容器

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Publication number: JP2015147382A
Application number: JP2014022612A
Authority: JP
Inventors: 紘基阿久津; Hiroki Akutsu; 藤克伸伊; Katsunobu Ito
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: JP6388192B2

Abstract

【課題】深絞り成形容器を製造する際の成形性に優れた深絞り成形用積層体の提供。
【解決手段】本発明による深絞り成形用積層体は、基材層と、バリア層と、ヒートシール層と、をこの順に含んでなり、基材層が、ポリエステル樹脂層とポリアミド樹脂層とを含み、積層体の引張破断伸度が、ＭＤ方向で３０％以上であり、ＴＤ方向で３０％以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、深絞り成形用積層体に関し、さらに詳細には、基材層、バリア層、およびヒートシール層をこの順に含んでなる深絞り成形用積層体に関する。また、該深絞り成形用積層体からなる深絞り成形容器に関する。

複数種のフィルムが積層された積層体を深絞り成形で製造される深絞り成形容器が、レトルト食品を包装するレトルト容器などに幅広く利用されている。深絞り成形においては、該積層体を伸ばし、真空や空圧などを利用して該積層体を所定の金型に密着させ、所定の形状の深絞り成形容器が製造される。

従来，深絞り成形容器の製造には，アルミ箔をプラスチックフィルムで挟んだ深絞り成形用積層体が利用されているが、コストダウンを図るために、深絞り成形用積層体に利用するアルミ箔の厚さを３０μｍ〜５０μｍ程度の厚さに薄くすると、深絞り成形時に、品質的に問題となる割れがアルミ箔に発生してしまう問題があった。

深絞り成形用積層体に利用するアルミ箔の厚さを３０μｍ〜５０μｍ程度の厚さに薄くしても、深絞り成形時にアルミ箔の割れが発生しない発明として、例えば、炭酸カルシウムのような無機フィラーを混入した１５０μｍ〜３００μｍのプラスチックシートをヒートシール層に、４０μｍ〜５０μｍのアルミ箔をバリア層に、バランス型ポリプロピレンフィルムを基材層に用いた発明が提案されている（特許文献１参照）。

また、深絞り成形容器の要求仕様に応じて、深絞り用積層体の基材層は決定しなければならない。深絞り成形容器の要求仕様として、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを深絞り用積層体の基材層に用い、かつ汎用的なヒートシート性のあるフィルムをヒートシール層に用いる場合、深絞り成形時に品質的に問題となる割れが、バリア層に用いるアルミ箔に発生してしまい、深絞り成形容器の製造が困難であった。そこで、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを深絞り用積層体の基材層に用い、かつ汎用的なヒートシート性のあるフィルムをヒートシール層に用いる場合、バリア層にＡｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔を用いることが提案されている（特許文献２参照）。しかし、依然として、深絞り成形時にアルミ箔の割れが発生しない、深絞り成形用積層体の開発が要求されている。

特公平６−００２３６７号公報特開２０１１−５１１２０号公報

本発明は上記の技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、深絞り成形容器を製造する際の成形性に優れた深絞り成形用積層体を提供することにある。また、該深絞り成形用積層体からなる深絞り成形用積層体を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、基材層を特定の樹脂層から形成し、かつ、積層体の引張破断伸度をＭＤ方向とＴＤ方向において特定の範囲内に調節することによって、上記の課題を解決できることを知見した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。

すなわち、本発明の一態様によれば、
基材層と、バリア層と、ヒートシール層と、をこの順に含んでなる深絞り成形用積層体であって、
前記基材層が、ポリエステル樹脂層とポリアミド樹脂層とを含み、
前記積層体の引張破断伸度が、ＭＤ方向で３０％以上であり、ＴＤ方向で３０％以上である、深絞り成形用積層体が提供される。

本発明の態様においては、前記積層体の引張破断伸度が、ＭＤ方向で４０〜２００％であり、ＴＤ方向で４０〜２００％であることが好ましい。

本発明の態様においては、前記積層体のＭＤ方向の引張破断伸度とＴＤ方向の引張破断伸度の比が、０．９：１〜１．１：１であることが好ましい。

本発明の態様においては、前記バリア層が、Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔を含んでなることが好ましい。

本発明の態様においては、前記Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔中のＦｅの含有量が、０．７〜１．７％であることが好ましい。

本発明の態様においては、前記ヒートシール層が、ポリオレフィン樹脂を含んでなることが好ましい。

本発明の態様においては、前記基材層と前記ヒートシール層との間に、接着層をさらに含んでなることが好ましい。

また、本発明の他の態様によれば、上記の深絞り成形用積層体からなる、深絞り成形容器が提供される。

本発明による深絞り成形用積層体は、深絞り成形容器を製造する際の成形性に優れ、深絞り成形時にバリア層に割れが発生するのを防ぐことができる。また、本発明による深絞り成形容器は、バリア性と耐熱性に優れるものである。

本発明による深絞り成形用積層体の一実施形態を示した概略断面図である。本発明による深絞り成形容器の製造に用いる深絞り成形用金型の一例を示す図である。

＜深絞り成形用積層体＞
本発明による深絞り成形用積層体は、特定の基材層と、バリア層と、ヒートシール層と、をこの順に含んでなる。深絞り成形用積層体は、基材層とヒートシール層との間に、接着層をさらに含んでもよいし、他の樹脂層をさらに含んでもよい。該積層体深絞り成形用積層体の２２℃における引張破断伸度は、ＭＤ方向で３０％以上であり、好ましくは４０〜２００％であり、より好ましくは４５〜１００％であり、さらに好ましくは５０〜８０％であり、ＴＤ方向で３０％以上であり、好ましくは４０〜２００％であり、より好ましくは４５〜１００％であり、さらに好ましくは５０〜８０％である。このような深絞り成形用積層体は、深絞り成形容器を製造する際の成形性に優れ、成形時にバリア層に割れが発生するのを防ぐことができる。

深絞り成形用積層体のＭＤ方向の引張破断伸度とＴＤ方向の引張破断伸度の比は、好ましくは０．９：１〜１．１：１であり、より好ましくは０．９５：１〜１．０５：１である。深絞り成形用積層体のＭＤ方向の引張破断伸度とＴＤ方向の引張破断伸度の比が上記範囲程度であれば、深絞り成形時に積層体がＭＤ方向とＴＤ方向に同等に伸びるため、バリア層に割れが発生するのを防ぐことができる。

本発明における引張破断伸度は、ＪＩＳ―Ｚ１７０２に準拠した試験片を用いて、チャック間距離を８０ｍｍおよび試験速度を３００ｍ／ｍｉｎとして、テンシロン万能試験機を用いて２２℃で測定した値である。

本発明による深絞り成形用積層体の実施形態について、模式断面図を参照しながら説明する。図１に示される深絞り成形用積層体１１は、基材層１４と、バリア層１３と、ヒートシール層１２と、をこの順に含んでなる。以下、深絞り成形用積層体を構成する各層について詳細に説明する。

（基材層）
本発明による深絞り成形用積層体の基材層は、ポリエステル樹脂層とポリアミド樹脂層とを含むものである。基材層は、外層側にポリエステル樹脂層が、内層側（バリア層側）にポリアミド樹脂層が配置されることが好ましい。ポリエステル樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂が挙げられ、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂が好ましい。ポリアミド樹脂層としては、ナイロン６、ナイロン６，６、およびナイロン１２等のナイロン類を用いることが好ましい。

基材層の形成方法は特に限定されないが、ポリエステル樹脂層とポリアミド樹脂層とを共押出しして成形することが好ましい。通常、基材層の厚さは、成形性や透明性の観点から、好ましくは５〜１００μｍであり、より好ましくは１０〜５０μｍの範囲である。

（バリア層）
本発明による深絞り成形用積層体のバリア層は、無機物もしくは無機酸化物の金属箔または蒸着膜を含むものが好ましい。深絞り成形用積層体がバリア層を有することで、酸素ガスおよび水蒸気等の透過を阻止するガスバリア性を向上させることができる。また、必要に応じて、可視光および紫外線等の透過を阻止する遮光性を付与することもできる。なお、深絞り成形用積層体は、バリア層を２層以上有してもよい。バリア層を２層以上有する場合、それぞれが、同一の組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。バリア層の厚さは、深絞り成形時の成形性やコストダウンの観点から、好ましくは１０〜５０μｍであり、より好ましくは１５〜４５μｍである。

金属箔としては、Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔を用いることが好ましい。Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔中のＦｅの含有量は、好ましくは０．７〜１．７であり、より好ましくは１．３〜１．７である。なお、Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔には，ＡｌおよびＦｅ以外の金属が含まれていてもよい。Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔は純アルミニウム箔よりも伸び易いため、Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔をバリア層に用いると、深絞り成形時にバリア層の割れが発生するのを防ぐことができる。

蒸着膜は、従来公知の無機物または無機酸化物を用いて、従来公知の方法により形成することができ、その組成および形成方法は特に限定されない。蒸着膜の形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、およびイオンプレ−ティング法等の物理気相成長法（ＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＰＶＤ法）、あるいは、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、および光化学気相成長法等の化学気相成長法（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＶＤ法）等を挙げることができる。

（ヒートシール層）
本発明による深絞り成形用積層体のヒートシール層は、ヒートシール性を有する樹脂を用いて形成することができる、ポリオレフィン樹脂を含むことが好ましい。ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、無軸延伸ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の単体、または、ポリプロピレンと低密度ポリエチレンとの混合物や、ポリプロピレンと高密度ポリエチレンとの混合物等が挙げられる。

ヒートシール層の形成方法は、特に限定されず、従来公知の方法により形成することができる。例えば、ヒートシール層は、ポリオレフィン樹脂を押出成形により形成してもよいし、ポリオレフィンフィルムを用いてもよい。

（接着層）
本発明による深絞り成形用積層体の接着層は、いずれか２層をラミネートにより貼合するために形成される、接着剤層または接着樹脂層である。ラミネート用接着剤としては、例えば、１液あるいは２液型の硬化ないし非硬化タイプのビニル系、（メタ）アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリウレタン系、エポキシ系、ゴム系、その他等の溶剤型、水性型、あるいは、エマルジョン型等のラミネート用接着剤を使用することができる。上記の接着剤のコーティング方法としては、例えば、ダイレクトグラビアロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、リバースロールコート法、フォンテン法、トランスファーロールコート法、その他の方法で塗布することができる。その塗布量としては、０．１ｇ／ｍ^２〜１０ｇ／ｍ^２（乾燥状態）位が好ましく、１ｇ／ｍ^２〜５ｇ／ｍ^２（乾燥状態）位がより好ましい。

また、接着樹脂層としては、熱可塑性樹脂層からなる樹脂層が使用される。具体的には、接着樹脂層の材料としては、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、メタロセン触媒を利用して重合したエチレン−αオレフィンとの共重合体樹脂、エチレン−ポリプロピレン共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂、エチレン−マレイン酸共重合体樹脂、アイオノマー樹脂、ポリオレフィン樹脂に不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸無水物、エステル単量体をグラフト重合、または、共重合した樹脂、無水マレイン酸をポリオレフィン樹脂にグラフト変性した樹脂等を使用することができる。これらの材料は、一種ないしそれ以上を組み合わせて使用することができる。

（添加剤）
本発明による耐アルカリ性包装材を構成する樹脂層には、必要に応じて、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、充填剤、滑剤等、従来公知の各種添加剤を適宜添加することができる。光安定剤、紫外線吸収剤としては、従来公知のものを使用でき、例えば、フェノール系、リン系、ヒンダードアミン系の光吸収剤や、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸エステル系の紫外線吸収剤が使用できる。

＜深絞り成形容器＞
本発明による深絞り成形容器は、本発明による深絞り成形用積層体からなるものであり、基材層が外側に、ヒートシール層が内容物側に配置されるのがよい。深絞り成形容器は、深絞り成形用積層体を深絞り成形して製造することができるが、その製造方法は特に限定されない。例えば、図２に示す深絞り成形用金型（寸法の数値はｍｍ）に、空圧や真空などを利用して深絞り成形用積層体を密着させて、所定の形状の深絞り容器を製造することができる。

（用途）
本発明による深絞り成形容器は、バリア性を要する様々な内容物を収容することができるが、その内容物は特に限定されない。例えば、深絞り成形容器は、食品、医薬品、医療器具等の包装容器として用いることができる。

［実施例１］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
基材層としてＰＥＴとナイロンのハイブリッドフィルム（厚さ：２５μｍ、グンゼ（株）製、商品名：ヘプタックスＨＬＢ）と、バリア層としてＡｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔（厚さ：４０μｍ、Ｆｅ含有量：０．７〜１．３％、東洋アルミ（株）製、商品名：８０７９）とを、ウレタン系接着剤（三井化学（株）製、商品名：タケラック、タケネート）を用いて貼り合わせた。次に、バリア層と、ヒートシール層として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（厚さ：５０μｍ、東洋紡（株）製、商品名：リックスＬ６１００）とを、ウレタン系接着剤を用いて貼り合わせて、深絞り成形用積層体を得た。実施例１の深絞り成形用積層体の層構成は、図１に示す通りであった。

［実施例２］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
バリア層の厚さを３０μｍに変更した以外は実施例１と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［実施例３］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
バリア層の厚さを２０μｍに変更した以外は実施例１と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［実施例４］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
基材層としてＰＥＴとナイロンのハイブリッドフィルム（厚さ：２５μｍ、グンゼ（株）製、商品名：ヘプタックスＨＬＢ）と、バリア層としてＡｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔（厚さ：２０μｍ、Ｆｅ含有量：０．７〜１．３％、東洋アルミ（株）製、商品名：８０７９）とを、ウレタン系接着剤を用いて貼り合わせた。次に、バリア層と、ＰＥＴとナイロンのハイブリッドフィルム（厚さ：２５μｍ、グンゼ（株）製、商品名：ヘプタックスＨＬＢ）とを、ウレタン系接着剤を用いて貼り合わせた。続いて、該ハイブリッドフィルムと、ヒートシール層として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（厚さ：５０μｍ、東洋紡（株）製、商品名：リックスＬ６１００）とを、ウレタン系接着剤を用いて貼り合わせて、深絞り成形用積層体を得た。

［実施例５］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
バリア層としてＡｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔（厚さ：４０μｍ、Ｆｅ含有量：１．２〜１．７％、東洋アルミ（株）製、商品名：８０２１）を用いた以外は実施例１と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［実施例６］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
バリア層の厚さを３０μｍに変更した以外は実施例５と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［実施例７］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
バリア層の厚さを２０μｍに変更した以外は実施例５と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［比較例１］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
基材層として２軸延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ：２５μｍ、サントックス（株）製、商品名：ＭＦ２０）を用いた以外は実施例１と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［比較例２］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
基材層として２軸延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ：２５μｍ、サントックス（株）製、商品名：ＭＦ２０）を用いた以外は実施例２と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［比較例３］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
基材層としてナイロンフィルム（厚さ：１５μｍ、興人（株）製、商品名：ボニールＱ）を用いた以外は実施例１と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［比較例４］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
基材層としてナイロンフィルム（厚さ：１５μｍ、興人（株）製、商品名：ボニールＱ）を用いた以外は実施例２と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

［比較例５］
＜深絞り成形用積層体の作製＞
バリア層として純アルミニウム箔（厚さ：４０μｍ、東洋アルミ（株）製、商品名：１Ｎ３０）を用いた以外は実施例１と同様にして、深絞り成形用積層体を得た。

＜深絞り成形用積層体の性能評価＞
上記の実施例１〜７および比較例１〜５で作製した深絞り成形用積層体を用いて、以下の評価を行った。

（引張破断伸長）
上記の実施例１〜７および比較例１〜５で作製した深絞り成形用積層体を用いて、ＪＩＳ―Ｚ１７０２に準拠した試験片を作成した。作成した試験片を用いて、チャック間距離を８０ｍｍおよび試験速度を３００ｍ／ｍｉｎとして、テンシロン万能試験機を用いて引張破断伸長を測定した。測定結果を表１に示す。

（深絞り成形性評価）
上記の実施例１〜７および比較例１〜５で作製した深絞り成形用積層体を用いて、下記の条件で深絞り成形容器を作成して、深絞り成形時の成形性評価を行った。
・深絞り成形条件
深絞り型：図２に示す金型。
成型条件：５．６ＭＰａ、１０秒間、冷感成型（常温）。
・成形性評価結果
○：深絞り成形時にバリア層に割れが発生しなかった。
×：深絞り成形時にバリア層に割れが発生した。

１１深絞り成形用積層体
１２ヒートシール層
１３バリア層
１４基材層

Claims

基材層と、バリア層と、ヒートシール層と、をこの順に含んでなる深絞り成形用積層体であって、
前記基材層が、ポリエステル樹脂層とポリアミド樹脂層とを含み、
前記積層体の２２℃における引張破断伸度が、ＭＤ方向で３０％以上であり、ＴＤ方向で３０％以上である、深絞り成形用積層体。
前記積層体の２２℃における引張破断伸度が、ＭＤ方向で４０〜２００％であり、ＴＤ方向で４０〜２００％である、請求項１に記載の深絞り成形用積層体。
前記積層体のＭＤ方向の引張破断伸度とＴＤ方向の引張破断伸度の比が、０．９：１〜１．１：１である、請求項１または２に記載の深絞り成形用積層体。
前記バリア層が、Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔を含んでなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の深絞り成形用積層体。
前記Ａｌ−Ｆｅ系アルミ合金箔中のＦｅの含有量が、０．７〜１．７％である、請求項４に記載の深絞り成形用積層体。
前記ヒートシール層が、ポリオレフィン樹脂を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の深絞り成形用積層体。
前記基材層と前記ヒートシール層との間に、接着層をさらに含んでなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の深絞り成形用積層体。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の深絞り成形用積層体からなる、深絞り成形容器。