JP2019014491A - スクイーズ容器 - Google Patents
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Abstract
Description
この対策の一つに、容器をプラスチックの成形品に切り替えることがあげられ、長期保管を前提としたガスバリア性を付与する手段としてはプラスチック材料の中間層としてEVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体)を用いるのが一般的である。(例えば特許文献1、特許文献2)
EVOHは押出成形性、熱成形性に優れているため、例えばポリプロピレン(以降、PPと略す)樹脂/接着性樹脂/EVOH/接着性樹脂/PP樹脂といった構成の同時押出(共押出)によりバリアシートを作製し、これを真空成形等により容器化することでバリア容器を得ることができる。
また、EVOHは温度や湿度(EVOHの吸湿量)の増加とともに酸素バリア性が低下するという特徴がある。食品等を長期保存するためにはボイルやレトルト等の加熱殺菌処理を行うことが一般的であるが、このときにEVOHが吸湿することにより、EVOHのバリア性が低下し、EVOHが十分に乾燥するまでは内容物が酸素のアタックを受けるという問題がある。これはレトルトショックと呼ばれる現象で、レトルト食品の風味を損なう原因となっている。
ガスバリア性を有する多層シートからなるスクイーズ容器であって、
前記多層シートは、少なくともポリオレフィン樹脂組成物層と、ポリオレフィン樹脂組成物層の一方の面に積層した熱可塑性バリアフィルムとを含むことを特徴とするスクイーズ容器である。
このような熱可塑性バリアフィルムは、レトルト処理等の湿熱処理によりバリア性を発現し、EVOHのように吸湿によるバリア性の低下が発生しないという特徴がある。また、数μmオーダーの厚さのコーティングによりバリア性を発現するため、容器の剛性には影響を与えない。
ポリオレフィン樹脂組成物層の厚みが200μm以上であれば容器としての剛性が充分にあり、保管中や輸送中の偶発的な外力から内容物を保護することができる。また、その厚みが600μm以下であれば容器としての剛性が充分に維持でき、かつ内容物を絞り出すことが容易になる。
この厚みが10μm以上であれば、容器成形の延伸の際に熱可塑性バリアフィルムが耐えられず破断が発生するようなおそれがない。また100μm以下であれば多層シートの剛性に影響を与えてしまうおそれがない。
MFRが3g/10分以上で柔軟性の高い接着性樹脂組成物を用いることで、より強い接着力が得られる。一方、10g/10分以下にすることにより、容器成形や加熱殺菌処理において熱的な負荷を受けた際に接着性樹脂組成物が過度に流動することを防ぐことができる。
を適切に制御することが可能になり、さらに熱可塑性バリアフィルムが積層されることによってバリア性を付与することができるので、これを用いることでハイバリア性とスクイーズ性を併せ持つスクイーズ容器が提供できる。
図1に示すように、多層シート10は、基材1と、基材1の一方の面に設けられたバリア層2と、バリア層2の一方の面に設けられたポリオレフィン樹脂組成物層3とを備えており、バリア層2とポリオレフィン樹脂組成物層3とは、接着層4により互いに貼り付けられている。
またバリア層2は、ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤を含む層5と、多価金属化合物及び樹脂を含む層6とを含んでいる。なお以降、前記のポリカルボン酸系重合体及び可塑剤を含む層を第1バリア層と呼び、多価金属化合物及び樹脂を含む層を第2バリア層と呼ぶことにする。
基材1は、熱可塑性バリアフィルム7の基材であり、熱可塑性樹脂を含んで構成される。基材1を構成する熱可塑性樹脂の種類は特に限定されないが、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチルペンテン、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン系重合体やそれらの共重合体、およびそれらの酸変性物;ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニルアルコール等の酢酸ビニル系共重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの芳香族ポリエステル系重合体やその共重合体;ポリε−カプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート等の脂肪族ポリエステル系重合体やそれらの共重合体;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ナイロン6,66共重合体、ナイロン6,12共重合体、メタキシレンアジパミド・ナイロン6共重合体等のポリアミド系重合体やその共重合体;ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイドなどのポリエーテル系重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等の塩素系又はフッ素系重合体やそれらの共重合体;ポリメチルアクリレート、ボリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系重合体やそれらの共重合体;ポリスチレンなどのスチレン系重合体やその共重合体;ポリイミド系重合体やその共重合体など、を用いることができる。
これらのうち、基材1を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリアミド系重合体、ポリスチレンなどが延伸成形性の観点からは好ましい。なお、基材1は、延伸されていてもよいし、未延伸であってもよい。
第1バリア層5は、バリア層2を構成する層の1つであり、ポリカルボン酸系重合体と可塑剤とを含んで構成されている。ポリカルボン酸系重合体は、第2バリア層6に含まれる多価金属化合物と塩を生成して安定したガスバリア性を発現する。可塑剤は、ポリカルボン酸系化合物の延伸性を高めるために添加することができる。具体的には、ポリカルボン酸系重合体の一部を可塑剤に置き換えることにより、固形分全体のガラス転移温度を低下させて、より低い温度条件で多層シート10を延伸することができる。
ポリカルボン酸系重合体がα,β‐モノエチレン性不飽和カルボン酸と酢酸ビニルなどの飽和カルボン酸ビニルエステル類との共重合体の場合には、さらにケン化することにより、飽和カルボン酸ビニルエステル部分をビニルアルコールに変換して使用することができる。
量体の重合によって得られる重合体、及びそれらの混合物が挙げられる。より好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸から選ばれる少なくとも1種の重合性単量体からなる単独重合体、共重合体、及び/又はそれらの混合物を用いることができる。最も好ましくは、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、及びそれらの混合物を用いることができる。ポリカルボン酸系重合体がα,β‐モノエチレン性不飽和カルボン酸単量体の重合体以外の例えば酸性多糖類の場合には、アルギン酸を好ましくは用いることができる。
そして、得られたポリカルボン酸系重合体のコーティングフィルムの酸素透過度が基材として用いたプラスチックフィルム単独の酸素透過度に対して10分の1以下であれば、その酸素透過度の測定値がほぼポリカルボン酸系重合体の層単独の酸素透過度と見なすことができる。また、得られた値は、厚さ1μmのポリカルボン酸系重合体(B)の酸素透過度であるため、その値に1μmを乗じることにより、酸素透過係数に変換することができる。
比が85/15〜95/5である。ポリカルボン酸系重合体/可塑剤の質量比が70/30〜99.9/0.1の範囲にあることにより、延伸性とガスバリア性とを両立することができる。
第2バリア層6は、バリア層2を構成する層の1つであり、多価金属化合物と樹脂とを含んで構成される。多価金属化合物は、第1バリア層5に含まれるポリカルボン酸系重合体のカルボキシル基とイオン結合し、ガスバリア性を向上するために用いられる。一方、樹脂は、第2バリア層6の成膜性向上のためのバインダーとして用いられる。
また、第1バリア層5及び第2バリア層6の合計を基準として、それらの層中に含まれるカルボキシ基の合計に対する多価金属化合物の合計中の多価金属の化学当量が0.2以上、更には0.5化学当量以上10化学当量以下であることが好ましい。更に、上記観点に加え、フィルムの成形性や透明性の観点から、0.8化学当量以上5化学当量以下の範囲であることがより好ましい。
脂、天然樹脂などの樹脂を挙げることができる。なお、必要に応じて硬化剤を用いることができ、メラミン樹脂、ポリイソシアネート、ポリアミンなどの公知の樹脂を挙げることができる。
第1バリア層5及び第2バリア層6の配置は、第1バリア層5に含まれるポリカルボン酸系重合体のカルボキシ基と、第2バリア層6に含まれる多価金属化合物とのイオン結合を生成するために、第1バリア層5と第2バリア層6とが隣接する層構成単位である第1バリア層5/第2バリア層6を少なくとも1単位含む層構成であることが好ましい。
更に、第1バリア層5と第2バリア層6とが隣接した層構成単位が、第2バリア層6/第1バリア層5/第2バリア層6の三層構成であってもよいし、逆に、第1バリア層5/第2バリア層6/第1バリア層5の三層構成であってもよく、これらの何れかを1単位以上含む層構成であることが好ましい。
第1バリア層5が0.05μm以上であることにより、第2バリア層6と積層した際に延伸性を発現することができる。また、第1バリア層5が100μm以下であることにより、高い生産性を維持することが可能となる。
なお、基材1及び第1バリア層5、第2バリア層6を合わせた熱可塑性バリアフィルム7の厚さとしては、バリア性を保持するためには10μm以上が好ましく、容器に用いた場合の剛性の観点からスクイーズ性を保持するためには100μm以下であることが好ましい。
ポリオレフィン樹脂組成物層3は、バリア層2の表面に設けられる層である。ポリオレフィン樹脂組成物層3は、耐摩耗性、光沢性、ヒートシール性、強度、及び、防湿性等を多層シート10に付与する。
ポリオレフィン層3に用いられる樹脂としては、基材1に用いられる熱可塑性樹脂のうち、ポリオレフィン樹脂を用いることができ、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチルペンテン、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン系重合体やそれらの共重合体、およびそれらの酸変性物を用いることができ、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることが好ましい。
1000μm以下が好ましく、200μm以上600μm以下であると更に好ましい。ポリオレフィン樹脂組成物層3は、後述する接着層4によりバリア層2の表面に貼り付けられる。
熱可塑性バリアフィルム7をドライラミネート法によりポリオレフィン層に接着する場合の接着層4は、一般的にドライラミネート法に用いられる2液硬化型の接着剤を用いることができる。例えばポリオールを含む主剤とイソシアネートを含む硬化剤を混合することにより生じるウレタン結合による反応系が挙げられる。接着剤を用いた接着層4の厚さは接着層としての機能を満たすのであれば特に限定されないが、例えば1μm以上50μm以下が好ましい。
変性前のポリオレフィン樹脂にグラフト変性あるいは共重合化するエチレン性不飽和カルボン酸又はその誘導体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、無水マレイン酸がある。より好ましくは無水マレイン酸を用いることができるが、これらは単独で、あるいは2種類以上を併用することができる。
一方、10g/10分以下であることにより、接着層4が成形の際の応力によって大きく変形することを抑制すると共に、特にレトルト等の熱水処理において接着層4の流動による熱可塑性バリアフィルム7の皺や剥がれを抑制できる。なお、これらのMFRはJIS K 7210−1999に基づき測定されたものとする。
次に、図2を参照しながら、多層押出機20を用いて、多層シート10を製造する方法について説明する。図2は、図1に示す多層シートを製造するためのプロセスを模式的に示す図である。
この混合液を、公知のコーティング法により、第1バリア層5の表面に塗工し、乾燥させることで第2バリア層6を形成する。乾燥温度及び乾燥時間は、第1バリア層5を形成する際の乾燥温度及び乾燥時間と同様の条件を採用することができる。
以上の工程により、熱可塑性バリアフィルム7が準備される。
ポリオレフィン樹脂組成物層3をより厚くすることも可能である。
この場合、図2(a)と同様の図3(a)にて示すプロセスにて熱可塑性バリアフィルム7を製造すると共に、ポリオレフィン層3に相当する例えばポリプロピレンシート(PPシート)33を製造する。
そして、その後に図3(b)に示すように、熱可塑性バリアフィルム7を接着剤等を用いてPPシート33にドライラミネートにより貼り合せている。
本発明によるスクイーズ容器はいずれのラミネート法によっても製造することができるが、押出ラミネート法や熱ラミネート法を用いることによって製造プロセスを短縮することができるためより好ましい。
(a)では容器全面でシート成形容器としての剛性を持ち、内容物を保護することができる。(b)ではスクイーズ容器としてのみならず、利用時に蓋材41を剥がすことによって容器をトレイのようにして使用することができる。
そして、本発明のこれらのスクイーズ容器は、ポリオレフィン樹脂組成物を含むことにより容器の剛性を高めることが可能になり、且つ熱可塑性バリアフィルムによってバリア性を有するものとなる。
熱可塑性バリアフィルムのベース基材1として、テフレックス(帝人デュポンフィルム株式会社製)25μmを選択し、次に示す方法によりバリア層を形成した。
まず、第1バリア層5を構成するため、ポリカルボン酸系重合体としてPAAを蒸留水で希釈し、PAAの5質量%水溶液を調製した。得られたPAA水溶液90質量部に対して、可塑剤としてグリセリン5質量%水溶液を10質量部混合して撹拌し、第1バリア層5を形成するための塗工液(PAA/グリセリン混合物水溶液)を調製した。
(株式会社プライムポリマー製、商品名),MFR0.5g/10分」を準備すると共に、接着性樹脂として変性PP「アドマーQF551(三井化学株式会社製、「アドマー」は登録商標),MFR5.7g/10分」を準備した。次に、このホモPP「E111G」及び変性PP「アドマーQF551」を、エクストルーダー(住友重機械モダン株式会社製)に投入し、押出時の溶融温度が240℃となるように溶融した。
比較例1として、PP樹脂/接着性樹脂/EVOH樹脂/接着性樹脂/PP樹脂の順に層構成がされた多層シートを作製した。具体的には、まず、PP樹脂としてホモPP「E111G(株式会社プライムポリマー製、商品名)」、接着性樹脂として変性PP「アドマーQF551(三井化学株式会社製)」、EVOH樹脂としてエバール「F171B(株式会社クラレ性)」を準備した。そして、総膜厚200μm、400μm、600μm、800μmの4水準に対し、接着性樹脂の厚みは10μmで固定し、またEVOHの割合が8%になるように各層の厚みを設計した。これらの樹脂を3種5層の共押出が可能なエクストルーダーを用いて押出し、EVOHを用いた多層シートを得た。
内容物を充填しない状態の容器を121℃×30分のレトルト処理に投入した。次にレトルト処理から1日後の容器の酸素透過度を容器モコン法により30℃70%の環境下で測定した。
内容物としてケチャップソースを満中の9割まで充填し、PET12μm、アルミ箔9μm、CPP70μmをこの順番で貼り合わせた蓋材を用いて、ヒートシールにより容器の開口部を塞ぐように接着した。次に、容器の短辺52、短辺54で囲まれた台形型の面の中央に直径5mmの穴を開けて擬似的な搾り出し口を設けた。5人の被験者に実際の使用を想定して絞り出しを実施させ、5人全員が無理なく内容物を9割以上絞り出すことができた場合を合格、容器が固く1割以上の内容物の残留が発生した場合を不合格としてスクイーズ性を評価した。
μm以下ではスクイーズ性とバリア性を両立することができた。一方、比較例1では樹脂厚みにより酸素バリアが変化し、スクイーズ性が確保できる厚み600μm以下では厚み800μmと比較してバリア性が大きく劣る結果となった。
2・・・バリア層
3・・・ポリオレフィン樹脂組成物層
4・・・接着層
5・・・第1バリア層(ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤を含む層)
6・・・第2バリア層(多価金属化合物及び樹脂を含む層)
7・・・熱可塑性バリアフィルム
10・・・多層シート
20・・・多層押出機
21・・・ロール
22・・・ローラ
23・・・ポリプロピレン樹脂
24・・・酸変性ポリエチレン樹脂
33・・・ポリプロピレンシート
41・・・蓋材
51、53・・・長辺
52、54・・・短辺
55・・・深さ
Claims (8)
- ガスバリア性を有する多層シートからなるスクイーズ容器であって、
前記多層シートは、少なくともポリオレフィン樹脂組成物層と、ポリオレフィン樹脂組成物層の一方の面に積層した熱可塑性バリアフィルムとを含むことを特徴とするスクイーズ容器。 - 前記熱可塑性バリアフィルムは、熱可塑性樹脂を含む基材と、ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤を含む層と、多価金属化合物及び樹脂を含む層とが積層されてなるバリア層を備えることを特徴とする請求項1に記載のスクイーズ容器。
- 前記ポリオレフィン樹脂組成物層の厚みは200μm以上600μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のスクイーズ容器。
- 前記ポリオレフィン樹脂組成物層はポリプロピレンであることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のスクイーズ容器。
- 前記熱可塑性バリアフィルムの厚みは10μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のスクイーズ容器。
- 前記多層シートは、ポリオレフィン樹脂組成物層と熱可塑性バリアフィルムが、2液硬化型の接着性樹脂を介して接着されていることを特徴とするスクイーズ容器。
- 前記多層シートは、ポリオレフィン樹脂組成物層と熱可塑性バリアフィルムが、グラフト変性ポリオレフィンを含む接着性樹脂を介して接着されていることを特徴とするスクイーズ容器。
- 前記請求項7に記載の接着性樹脂のメルトフローレート(MFR)が3g/10分以上10g/10分以下であることを特徴とするスクイーズ容器。
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