JP2021195149A - チューブ容器用押出成形品およびチューブ容器 - Google Patents
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Abstract
Description
一端がヒートシールされた上述の押出成形品を含む容器本体と、
前記一端がヒートシールされた前記押出成形品の他端に接合されたキャップ嵌合部分と
を備えたチューブ容器が提供される。
チューブ容器用押出成形品は、全体としてチューブ形状を有し、内層と外層とそれらの間に介在した中間層との3層構造を有し、前記内層および前記外層のそれぞれが、石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂と植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とを含む。以下の説明において、チューブ容器用押出成形品は、単に「押出成形品」という。
押出成形品は、全体としてチューブ形状を有し、内層と外層とそれらの間に介在した中間層との3層構造を有する。図1は、本発明の一実施形態に係る押出成形品の3層構造を示す断面図である。図1に示すように、押出成形品1は、内層1aと外層1cとそれらの間に介在した中間層1bとの3層構造を有する。図1に示される押出成形品1は、チューブ容器の容器本体として使用されると、内層1a側の面がチューブ容器の内部空間と隣接し、外層1c側の面がチューブ容器の外部空間と隣接する。
以下、内層1a、中間層1b、外層1cを構成する樹脂について説明する。
内層1aは、「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」と「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂」とを含む。
「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」は、石油由来のポリエチレンを不飽和カルボン酸またはその無水物で変性することにより得られた樹脂である。かかる樹脂は、酸変性により接着性が付与されているため、接着性樹脂として公知である。不飽和カルボン酸またはその無水物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフタル酸、クロロマレイン酸、ブテニルコハク酸、およびこれらの無水物が挙げられる。
「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオL−LDPE)」は、植物を原料として用いて製造した、エチレンとα−オレフィンとの共重合体である。「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオL−LDPE)」は、好ましくは、サトウキビ由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂である。サトウキビ由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂は、サトウキビを原料として用いて製造した、エチレンとα−オレフィンとの共重合体である。
中間層1bは、好ましくはガスバリア性を有する樹脂を含む。中間層1bを構成する樹脂は、ガスバリア性を有する樹脂として公知の樹脂を使用することができる。中間層1bを構成する樹脂は、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)、ナイロン(NY)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)であり、好ましくはエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)である。
外層1cは、「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」と「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂」とを含む。外層1cに含まれる「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」は、内層1aで説明したとおりである。外層1cに含まれる「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂」は、内層1aで説明したとおりである。
内層1a、中間層1b、外層1cは、樹脂を主成分として構成されるが、樹脂に加えて、必要に応じて公知の添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、樹脂用添加剤として知られている種々の添加剤を使用することができる。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候剤、帯電防止剤、充填剤、結晶核剤、着色顔料、艶消し剤、着色防止剤、防曇剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、および滑剤(スリップ剤、離型剤を含む)などが挙げられる。添加剤の総含有量は、各層の樹脂100質量部に対して、例えば0.01〜10質量部とすることができる。
押出成形品1は、公知の共押出成形法に従って製造することができる。すなわち、内層1aを構成する樹脂、中間層1bを構成する樹脂、外層1cを構成する樹脂を、別々の押出機で1つの金型へ押し出して、金型内で3層構造のチューブ形状を形成することにより製造することができる。
チューブ容器は、
一端がヒートシールされた上述の押出成形品を含む容器本体と、
前記一端がヒートシールされた前記押出成形品の他端に接合されたキャップ嵌合部分と
を備えている。
本発明の押出成形品およびこれを含むチューブ容器は、3層構造の内層および外層のそれぞれに、「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」と「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂」とを組み合わせて含む。本発明では、このような特定の樹脂の組み合わせを使用することにより、植物由来のポリエチレン樹脂を配合した場合であっても、優れた耐ストレスクラック性、優れた層間密着強度、および優れた製造安定性を達成することができる(後述の実施例を参照)。
[1−1]押出成形品の製造
内層および外層用の樹脂として、以下の樹脂A〜Eを準備した。
樹脂B:石油由来の無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン(密度:0.92g/cm3、MFR:1.5g/10min(190℃、2.16kg荷重))(以下「MA変性LDPE−2」と呼ぶ);
樹脂C:石油由来の無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.926g/cm3、MFR:1.2g/10min(190℃、2.16kg荷重))(以下「MA変性L−LDPE」と呼ぶ);
樹脂D:植物由来の低密度ポリエチレン(密度:0.923g/cm3、MFR:2.7g/10min(190℃、2.16kg荷重))(以下「バイオLDPE」と呼ぶ);
樹脂E:植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.916g/cm3、MFR:1.0g/10min(190℃、2.16kg荷重))(以下「バイオL−LDPE」と呼ぶ)。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とバイオLDPEとをそれぞれ50:50の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を使用した。混合樹脂100質量部に対し、酸化防止剤0.1質量部、着色顔料として酸化チタン2.5質量部を添加して、混合物を得た。1軸チューブ押出機の2つのホッパーに、それぞれ上記混合物のペレットおよびエチレン−ビニルアルコール共重合体のペレットを投入した。押出機およびダイの設定温度を170〜200℃に設定し、60本/minの生産速度および6.1m/minの引取速度という成形条件で、外層/中間層/内層の3層構造を有するチューブを成形した。得られたチューブ(すなわち、押出成形品)の周長は93.2mmであり、長さは100mm、平均肉厚は0.46mmであった。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とMA変性L−LDPEとバイオLDPEとをそれぞれ50:20:30の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いた以外は、例1Aと同様にチューブを製造した。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とバイオL−LDPEとをそれぞれ50:50の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いた以外は、例1Aと同様にチューブを製造した。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とMA変性L−LDPEとバイオL−LDPEとをそれぞれ50:20:30の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いた以外は、例1Aと同様にチューブを製造した。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とMA変性LDPE−2とバイオL−LDPEとをそれぞれ50:20:30の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いた以外は、例1Aと同様にチューブを製造した。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とMA変性L−LDPEとバイオLDPEとをそれぞれ60:30:10の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いた以外は、例1Aと同様にチューブを製造した。
例1A〜1Fのチューブの物性を、下記の方法により評価した。
得られたチューブの一端をヒートシールしたのち、エンド部から5cmの部分を切り取り試験片とした。この試験片を10% Igepal水溶液へ浸漬し、65℃恒温槽にて168時間保管した。保管後、亀裂の有無を目視で判定した。
・評価基準
〇 :亀裂なし
△ :微小な亀裂が見られる
× :大きい亀裂が見られる(内容物の漏えいに至る)
得られたチューブを切り開き、15mm幅の短冊状に切り試験片とした。試験片を内層と中間層の間で一部剥離し、試験片の剥がしていない部分を中央にして180°に開き、引張試験機(島津製作所製、商品名AUTOGRAPH AGS-X)のつかみに取り付けた。引張速度50mm/minでT型引張試験を行い、安定値を層間密着強度とした。
・評価基準
〇 :1.0 kgf以上
△ :0.4 kgf以上、1.0kgf未満
× :0.4 kgf未満
チューブを連続成形した際に成形物に変形が生じないか目視で確認した。
・評価基準
〇 :変形なし
× :変形あり
例1A〜1Fのチューブの各層の樹脂組成および評価結果を下記表1および表2に示す。表中の数字は、質量部を表す。
植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオL−LDPE)の配合量およびチューブの周長を変化させて、種々のチューブを製造し、バイオL−LDPEの配合量およびチューブの周長が、耐ストレスクラック性、層間密着強度、および連続成形性に及ぼす効果を調べた。
<例2A>
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とMA変性LDPE−2とバイオL−LDPEとをそれぞれ60:10:10の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いて、例1Aと同様にチューブを製造した。チューブ(すなわち、押出成形品)の周長は20mm、60mm、100mm、160mm、180mm、200mmとした。チューブの長さは100mm、平均肉厚は0.46mmであった。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とMA変性LDPE−2とバイオL−LDPEとをそれぞれ50:20:30の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いて、例1Aと同様にチューブを製造した。チューブ(すなわち、押出成形品)の周長は20mm、60mm、100mm、160mm、180mm、200mmとした。チューブの長さは100mm、平均肉厚は0.46mmであった。
内層および外層を構成する樹脂として、MA変性LDPE−1とMA変性LDPE−2とバイオL−LDPEとをそれぞれ40:10:50の質量比でドライブレンドすることにより得られた混合樹脂を用いて、例1Aと同様にチューブを製造した。チューブ(すなわち、押出成形品)の周長は20mm、60mm、100mm、160mm、180mm、200mmとした。チューブの長さは100mm、平均肉厚は0.46mmであった。
[1−2]の欄で記載したとおり、耐ストレスクラック性、層間剥密着強度、および連続成形性を評価した。
例2A(植物由来のポリエチレン樹脂の配合量が10質量%の場合)
例2Aでは、チューブがいずれの周長を有する場合も、耐ストレスクラック性試験で亀裂が見られなかった。また、例2Aでは、チューブがいずれの周長を有する場合も、品質上問題がない層間密着強度を示した。また、例2Aでは、チューブがいずれの周長を有する場合も、連続成形後に成形物に変形が見られなかった。
例2Bでは、チューブがいずれの周長を有する場合も、耐ストレスクラック性試験で亀裂が見られなかった。また、例2Bでは、小さい周長のチューブにおいて層間密着強度が低下する傾向が見られたが、チューブがいずれの周長を有する場合も、品質上問題がない層間密着強度を示した。また、例2Bでは、チューブがいずれの周長を有する場合も、連続成形後に成形物に変形が見られなかった。
例2Cでは、チューブがいずれの周長を有する場合も、耐ストレスクラック性試験で亀裂が見られなかった。また、例2Cでは、小さい周長や大きい周長のチューブにおいて層間密着強度が低下する傾向が見られたが、チューブがいずれの周長を有する場合も、品質上問題がない層間密着強度を示した。また、例2Cでは、チューブがいずれの周長を有する場合も、連続成形後に成形物に変形が見られなかった。
Claims (7)
- 全体としてチューブ形状を有し、内層と外層とそれらの間に介在した中間層との3層構造を有し、前記内層および前記外層のそれぞれが、石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂と植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とを含む、チューブ容器用押出成形品。
- 前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が、サトウキビ由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂である請求項1に記載の押出成形品。
- 前記酸変性ポリエチレン樹脂が、石油由来の無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン樹脂、石油由来の無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、またはこれらの混合物である請求項1または2に記載の押出成形品。
- 前記中間層が、ガスバリア性を有する樹脂を含む請求項1〜3の何れか1項に記載の押出成形品。
- 前記内層および前記外層のそれぞれが、石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂と植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とを、9:1〜4:6の質量比で含む請求項1〜4の何れか1項に記載の押出成形品。
- 30〜190mmの周長を有する請求項1〜5の何れか1項に記載の押出成形品。
- 一端がヒートシールされた請求項1〜6の何れか1項に記載の押出成形品を含む容器本体と、
前記一端がヒートシールされた前記押出成形品の他端に接合されたキャップ嵌合部分と
を備えたチューブ容器。
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