JP2022047775A - ラミネートチューブ容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】金属箔を使用しないにも拘わらず酸素バリア性に優れたラミネートチューブ容器であって、比較的低温で密封シール部を形成することができて、このため、生産スピードを上げることができるラミネートチューブ容器を提供する。【解決手段】積層シート10Aの両端部の最外層と最内層とを重ね合わせ、その対向面をヒートシールして筒状胴部を構成し、更に、前記筒状胴部の一方の開口部に頭部を接合すると共に、他方の開口部を潰してヒートシールにより密封シール部を形成してラミネートチューブ容器を構成する。この積層シート10Aは、その最外層11及び最内層13のいずれもがポリオレフィン樹脂から成り、その間にバリアフィルム12を有している。そして、バリアフィルム12として、延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上に酸素ガスバリア層を設けて構成する。【選択図】図1

Description

本発明はガス酸素ガスバリア性に優れたラミネートチューブ容器に関する。
ラミネートチューブ容器は周知であり、主に粘性のある内容物(例えば、練り歯磨きや練りわさび)を収容する容器として広く使用されている。このラミネートチューブ容器は、一般に頭部と胴部とで構成されており、図4から図6に示すような工程を経て製造される。
すなわち、まず、胴部を構成するものは1枚のシートである。一般に矩形状を有している。そして、図4に示すように、この矩形状のシートを丸め、その一方の端部の最外層に他方の端部の最内層を重ね、筒状胴部10の軸方向の全長に渡って線状にヒートシールして円筒状の胴部10を形成する。以下、このヒートシール部を「胴シール線10x」と呼ぶ。
図4(a)は、こうして形成された筒状胴部の斜視図である。また、図4(b)は、胴シール線10xの断面形状を説明するための説明用横断面図である。これら図4(a)及び(b)から分かるように、胴シール線10xでは前記シートが二枚重ねになっている。
そして、次に、図5に示すように、この筒状胴部10の2つの開口端部のうち、一方の開口端部の頭部20を接合する。頭部20は一般に口頸部と肩部とを有しており、この肩部を筒状胴部10の中に挿入して、全周でヒートシール又は接着して接合することが普通である。なお、この頭部20には内容物を注出する注出用流路が設けられている。
そして、この筒状胴部10の2つの開口端部のうち他方の開口端部から内容物を充填した後、この開口端部を潰してヒートシールすることにより、ラミネートチューブ容器1を密封することができる。図6はこうして密封したラミネートチューブ容器1を示しており、その密封シール部は符号10yで示している。
そして、このラミネートチューブ容器1は、その筒状胴部10を押圧することにより、頭部20の注出用流路から内容物を注出して使用することができる。
ところで、ラミネートチューブ容器1の中には、その内容物に応じて酸素ガスバリア性を要することがある。例えば内容物が練りわさびのように酸素によって劣化する場合である。このような内容物を収容する場合には、胴部形成用の前記シートとして酸素ガスバリア性のあるシートを使用する。例えば特許文献1はその層構成中に酸素ガスバリア層を有する積層シートを胴部形成用の前記シートとして使用したラミネートチューブ容器1を記載している。酸素ガスバリア層は、例えば、ポリエステルフィルムを蒸着基材として、これに金属蒸着層や無機蒸着層を形成した蒸着フィルムである。また、アルミニウム箔を酸素ガスバリア層として使用することもある。
特開2020-70102号公報
酸素ガスバリア層としてアルミニウム箔を使用したラミネートチューブ容器は、その胴部を押圧して内容物を注出すると、その後押圧することを止めると元の形状に戻ることがない。
一方、酸素ガスバリア層として前記蒸着フィルムを使用した場合には、胴部を押圧して潰した後押圧を止めると、蒸着基材のポリエステルフィルムは剛性が高いため、元の円筒状に戻る。しかしながら、同じ理由から、前記密封シール部10yも開いて、元の円筒状に戻ろうとするのである。これを防ぐため、密封シール部10yを形成する際のヒートシール温度を高くする必要があった。そして、このように高温でヒートシールした密封シール部10yは、これが冷却するまで長時間を必要とし、その長時間の間、密封シール部10yが開かないように冷却板で押さえて置く必要があった。そして、このため、生産スピードを十分に上げられないという問題を抱えていた。
そこで、本発明は、金属箔を使用しないにも拘わらず酸素バリア性に優れたラミネートチューブ容器であって、比較的低温で密封シール部を形成することができて、このため、生産スピードを上げることができるラミネートチューブ容器を提供することを目的とする。
すなわち、請求項1に記載の発明は、積層シートの両端部の最外層と最内層とを重ね合わせ、その対向面をヒートシールして筒状胴部を構成し、更に、前記筒状胴部の一方の開口部に頭部を接合すると共に、他方の開口部を潰してヒートシールして密封したラミネートチューブ容器において、
前記積層シートの最外層及び最内層のいずれもがポリオレフィン樹脂から成り、これら最外層と最内層との間にバリアフィルムを有していると共に、
このバリアフィルムが、延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上に酸素ガスバリア層を設けて構成されていることを特徴とするラミネートチューブ容器である。
次に、請求項2に記載の発明は、前記酸素ガスバリア層が、前記延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上に設けられた第1のポリビニルアルコール系樹脂層と、この第1のポリビニルアルコール系樹脂層上に設けられた無機薄膜と、この無機薄膜上に設けられた第2のポリビニルアルコール系樹脂層とで構成されていることを特徴とする請求項1に記載のラミネートチューブ容器である。
また、請求項3に記載の発明は、ポリオレフィン系樹脂の質量比率が90質量%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のラミネートチューブ容器である。
本発明によれば、バリアフィルムが、延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上に酸素ガスバリア層を設けて構成されており、この延伸ポリプロピレンフィルムはポリエステルフィルムやアルミニウム箔に比較して剛性が低いため、筒状胴部の開口部を潰して比較的低温でヒートシールすることによって密封シール部10yを形成した場合であっても、この密封シール部10yを開いて元の円筒形状に戻ろうとする力が小さい。このため、ヒートシールの後、冷却板等で長時間押さえる必要がない。長時間押さえなくても密封シール部10yが開くことがないのである。そして、このため、その生産スピードを上げることができる。
図1は本発明のラミネートチューブ容器を構成する胴部形成用の積層シートの具体例を示す断面図である。 図2(a)~(c)は、それぞれ、本発明のラミネートチューブ容器を構成する胴部形成用の積層シートの別の具体例を示す断面図である。 図3は、本発明のラミネートチューブ容器を構成するバリアフィルムの具体例を示す断面図である。 図4はラミネートチューブ容器の製造工程に係り、図4(a)は筒状胴部の斜視図、図4(b)は説明用の横断面図である。 図5はラミネートチューブ容器の製造途中の中間製品の斜視図である。 図6はラミネートチューブ容器の斜視図である。 図7(a)~(c)は、それぞれ、本発明のラミネートチューブ容器の密封シール部の形状の具体例を示す断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の具体例を説明する。図1は、本発明のラミネートチューブ容器を構成する胴部形成用の積層シートの具体例を示す断面図である。
この積層シート10Aは、その最外層11及び最内層13のいずれもがポリオレフィン樹脂から成るものである。中でもポリエチレン樹脂を好ましく利用できる。そして、これら最外層11と最内層13との間にバリアフィルム12が配置されている。
この例では、積層シート10Aは、外側から順に、ポリオレフィン樹脂から成る最外層11、バリアフィルム12及びポリオレフィン樹脂から成る最内層13の三層を積層して構成されたものであるが、この他、他の層を積層したものであってもよい。
図2(a)は、外側から順に、ポリオレフィン樹脂から成る最外層11、白色ポリオレフィン樹脂フィルム14、バリアフィルム12及びポリオレフィン樹脂から成る最内層13の四層を積層して構成された積層シート10Bを示している。
また、図2(b)は、外側から順に、ポリオレフィン樹脂から成る最外層11、ポリエステル樹脂フィルム15、バリアフィルム12及びポリオレフィン樹脂から成る最内層13の四層を積層して構成された積層シート10Cを示している。
また、図2(c)は、外側から順に、ポリオレフィン樹脂から成る最外層11、ポリエステル樹脂フィルム15、白色ポリオレフィン樹脂フィルム14、バリアフィルム12及びポリオレフィン樹脂から成る最内層13の五層を積層して構成された積層シート10Dを示している。
これらの各層は、接着剤によって接着積層することができる。
また、サンドラミネーション法によって接着積層することもできる。すなわち、隣接する2つの層の間に溶融した樹脂を押出し、互に圧着することにより、接着積層することが可能である。溶融押出しする前記樹脂としては、ポリオレフィン樹脂が好適である。例えば、ポリエチレン樹脂である。
また、これら積層シート10A~10Dには、ラミネートチューブ容器の外面側から見える位置に、印刷を施すことも可能である。例えば、積層シート10A~10Dのうちどの積層シートでも、最外層11の外面側に印刷すれば、ラミネートチューブ容器の外面側からこの印刷を観察することができる。その層構成中に白色ポリオレフィン樹脂フィルム14を含む積層シート10B,10Dにおいては、白色ポリオレフィン樹脂フィルム14より外側に印刷を施す必要がある。例えば、白色ポリオレフィン樹脂フィルム14表面、あるいは、最外層11の内面側である。また、層構成中にポリエステル樹脂フィルム15
を含む積層シート10C,10Dにおいては、ポリエステル樹脂フィルム15の内面側あるいは外面側に印刷を施すことが可能である。
なお、いずれの積層シート10A~10Dにおいても、ポリオレフィン系樹脂の質量比率が90質量%以上であることが望ましい。ポリオレフィン系樹脂の質量比率が90質量%以上であれば、各層に分離することなく、この積層シート全体をポリオレフィン系樹脂として再生・再利用することができる。
例えば、積層シート10A~10Dにおいて、ポリオレフィン樹脂から成る最外層11の厚みを40~250μm、白色ポリオレフィン樹脂フィルム14の厚みを20~100μm、ポリエステル樹脂フィルム15の厚みを9~250μm、ポリオレフィン樹脂から成る最ない層13の厚みを40~200μmとすることができる。また、バリアフィルム12の基材となる延伸ポリプロピレンフィルムの厚みは、後述するように、9~100μmとすることができ、15~50μmであってよい。また、これら各層をサンドラミネーション法によって接着する場合には、これら各層の間に溶融押出しするポリエチレン樹脂の厚みは、10~50μmでよい。
最外層11を構成するポリオレフィン樹脂や最内層13を構成するポリオレフィン樹脂としては、これら最外層11と最内層13とが互にヒートシール可能であれば、任意のポリオレフィン樹脂が使用できる。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、ポリプロピレン樹脂、あるいは2種類以上のオレフィンモノマーを共重合した共重合ポリオレフィンである。このような共重合ポリオレフィンとしては、エチレンモノマーとブテンモノマーを共重合した直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が例示できる。また、これらポリオレフィン樹脂を変性した変性ポリオレフィン樹脂であってもよい。
また、最外層11や最内層13は単層のポリオレフィン樹脂で構成されていてもよいし、多層構造を有していてもよい。例えば、複数種類のポリオレフィン樹脂シートを積層して最外層11又は最内層13とすることもできるし、ポリオレフィン樹脂シートの上に別のポリオレフィン樹脂を溶融押出しコートして最外層11又は最内層13とすることもできる。また、ポリオレフィン樹脂シートの上に別のポリオレフィン樹脂の溶液やエマルジョンを塗布して最外層11又は最内層13としてもよい。
次に、バリアフィルム12は、延伸ポリプロピレンフィルムをバリアフィルム基材として、このバリアフィルム基材の一方の面上に酸素ガスバリア層を設けて構成されている必要がある。延伸ポリプロピレンフィルムはポリエステルフィルムやアルミニウム箔に比較して剛性が低いため、これをバリアフィルム基材とした場合、ラミネートチューブ容器を押潰す作業を繰り返しても胴部に亀裂を生じ難いのである。
バリアフィルムの基材となる延伸ポリプロピレンフィルムを構成するポリプロピレンは、プロピレンモノマーをモノマー成分の100%とするホモポリマーの他に、エチレンモノマーやブテンモノマー等の成分を少量含むものであってもよい。また、このポリプロピレンは、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸の酸無水物、不飽和カルボン酸のエステル等を用いてグラフト変性して得られる酸変性ポリプロピレン等であってもよい。
次に、この延伸ポリプロピレンフィルムの延伸方法としては、インフレーションによる延伸、または一軸延伸、二軸延伸など、寸法が安定したフィルムが供給可能であれば、どのような方法でもよい。
また、この延伸ポリプロピレンフィルムの厚さは特に制限されないが、優れた耐衝撃性
と優れたガスバリア性とを得る観点から、9~100μmとすることができ、15~50μmであってよい。
また、この延伸ポリプロピレンフィルムの酸素ガスバリア層積層面に、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理などの各種前処理を施したり、易接着層などのコート層を設けても構わない。
次に、酸素ガスバリア層は、無機薄膜や金属薄膜から成るものであってよい。酸素ガスバリア性の樹脂層であってもよい。また、これら薄膜及び酸素ガスバリア性樹脂層の内から選択された複数の層を積層して酸素ガスバリア層としてもよい。
無機薄膜としては、Si又はAl含有薄膜層を利用できる。このSi又はAl含有薄膜層に含まれる、Si又はAl(原子)含有化合物としては、シリカ(SiOx)、アルミナ(AlOx)等の金属酸化物、金属アルミニウム(Al)、シリコンナイトライド(SiN)、シリコンオキシナイトライド(SiON)などが挙げられる。透明性及びバリア性の観点から、Si又はAl含有化合物は、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素とすることができる。また、加工時に引っ張り延伸性に優れる観点から、Si又はAl含有化合物は酸化ケイ素であってよい。Si又はAl含有薄膜層を用いることにより、厚さを抑えつつ高いバリア性を得ることができる。
また、金属薄膜としては、アルミニウム蒸着層を代表例として例示できる。
また、酸素ガスバリア性樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂(PVA)、エチレン-ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン樹脂等を例示できる。
中でも、図3に示すように、延伸ポリプロピレンフィルム12aの一方の面上に設けられた第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bと、この第1のポリビニルアルコール系樹脂層上に設けられた無機薄膜12bと、この無機薄膜12b上に設けられた第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bとで酸素ガスバリア層12bを構成することが望ましい。
第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bを構成するポリビニルアルコール系樹脂としては、ビニルエステル単位がケン化されてなるビニルアルコール単位を有するものであればよく、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)が挙げられる。耐熱性やガスバリア性の観点から、EVOHを好適に用いることができる。
PVAとしては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバル酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステルを、単独で重合し、次いでケン化した樹脂が挙げられる。
PVAは、共重合変性又は後変性された変性PVAであってもよい。共重合変性PVAは、例えばビニルエステルと、ビニルエステルと共重合可能な不飽和モノマーを共重合させた後にケン化することで得られる。後変性されたPVAは、ビニルエステルをケン化して得られたPVAに、重合触媒の存在下で不飽和モノマーを共重合させることで得られる。変性PVAにおける変性量は、充分なガスバリア性を発現する観点から、50モル%未満とすることができ、また変性による効果を得る観点から10モル%以上とすることができる。
上記の不飽和モノマーとしては、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン、α-オクテン、α-ドデセン、α-オクタデセン等のオレフィン;3-ブテン-1-オール、4-ペンチン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール等のヒドロキシ基含有α-オレフィン;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ウンデシレン酸等の不飽和酸;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル;ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸;アルキルビニルエーテル、ジメチルアリルビニルケトン、N-ビニルピロリドン、塩化ビニル、ビニルエチレンカーボネート、2,2-ジアルキル-4-ビニル-1,3ジオキンラン、グリセリンモノアリルエーテル、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン等のビニル化合物;塩化ビニリデン、1,4-ジアセトキシ-2-ブテン、ビニレンカーボネート、ポリオキシプロピレン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等が挙げられる。ガスバリア性の観点からは、不飽和モノマーとしてはオレフィンとすることができ、特にエチレンであってよい。
重合触媒としては、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル等のラジカル重合触媒が挙げられる。重合方法は特に制限されず、塊状重合、乳化重合、溶媒重合等を採用することができる。
PVAの重合度は300~3000が好ましい。重合度が300より小さいとバリア性が低下し易く、また3000超であると粘度が高すぎて塗工適性が低下し易い。PVAのケン化度は80モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、98モル%以上がさらに好ましい。また、PVAのケン化度は100モル%以下であっても、99.9モル%以下であってもよい。PVAの重合度及びケン化度は、JIS K 6726(1994)に記載の方法に準拠して測定できる。
EVOHは、一般にエチレンと、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバル酸ビニル、バーサチック酸ビニル等の酸ビニルエステルとの共重合体をケン化して得られる。
EVOHのエチレン単位含有量は10モル%以上であり、15モル%以上がより好ましく、20モル%以上がさらに好ましく、35モル%より大きいことが特に好ましい。また、EVOHのエチレン単位含有量は65モル%以下が好ましく、55モル%以下がより好ましく、50モル%未満がさらに好ましい。エチレン単位含有量が10モル%以上であると、高湿度下におけるガスバリア性あるいは寸法安定性を良好に保つことができる。一方、エチレン単位含有量が65モル%以下であると、ガスバリア性を高めることができる。EVOHのエチレン単位含有量はNMR法により求めることができる。
ケン化はアルカリ又は酸で行うことができるが、ケン化速度の観点からアルカリを用いることができる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属酸化物、ナトリウムエチラート、カリウムエチラート、リチウムメチラート等のアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。
第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bの厚さは特に制限されないが、バリア性と加工適性の観点から、0.05~5μmとすることができ、0.1~2μmであってよい。
第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bの単位面積あたりの質量は、0.1~10g/mとすることができる。この質量が0.1g/m以上であると、延伸ポリプロ
ピレンフィルム12aの表面の平滑性が不十分であっても第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bの表面を十分に平滑に形成することができ、ガスバリア性に優れる無機薄膜12bをその表面上に形成できる。他方、この質量が10g/m以下であることは、包装材のモノマテリアルの実現及び材料コストの低減の点において有利である。
第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bの表面の面粗さSaは、例えば、0.2μm以下とすることができ、0.01~0.1μm又は0.02~0.1μmであってもよい。表面の面粗さSaが0.2μm以下であることでガスバリア性に優れるSi又はAl含有薄膜層をその表面上に形成できる。他方、第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bの表面の面粗さSaが0.01μm以上であることで、0.01μm未満の場合と比較してアンカー効果により第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bと無機薄膜12bの密着性を向上できる。ここでいう面粗さSaの値はVertScan(株式会社菱化システム製)を使用して測定される値を意味する。
なお、本発明者らの検討によると、例えば、延伸ポリプロピレンフィルム12aとして、プロピレンのモノポリマーフィルム(モノポリマー層)を使用した場合、プロピレンのモノポリマーフィルムは優れた耐熱性を有する反面、その表面が葉脈状となりやすいという欠点を有している。このため、その表面に無機薄膜12bを直接形成しても十分なバリア性を達成することができなかった。そこで、プロピレンのモノポリマーフィルムと無機薄膜12bとの間にポリビニルアルコール系樹脂層12bを介在させることにより、優れたガスバリア性を達成できる。
第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bの表面は、優れた酸素バリア性を達成する観点から、剛体振り子型物性試験器によって測定される100℃における対数減衰率が例えば0.20以下であり且つ125℃における対数減衰率が例えば0.30以下である。この対数減衰率は、剛体振り子法(エー・アンド・ディー社製剛体振り子型物性試験器RPT-3000W)にて測定することができる。パイプエッジとしてRBP-020を使用し、30℃から130℃まで昇温速度10℃/分で加温して測定を行う。この条件で三箇所の測定を行い、100℃及び125℃における対数減衰率の平均値をそれぞれ算出する。対数減衰率が小さいことは測定対象の表面を構成する樹脂の分子が熱を受けても動きにくいことを意味する。
次に、無機薄膜12bとしては、前記Si又はAl含有薄膜層を好ましく使用できる。その層厚は、5~80nmとすることができる。層厚が5nm以上であると、充分なガスバリア性を得ることができる。また、層厚が80nm以下であると、薄膜の内部応力による変形によりクラックが発生することを抑制し、ガスバリア性の低下を抑制することができる。なお、層厚が80nmを超えると、材料使用量の増加、及び膜形成時間の長時間化等に起因してコストが増加し易いため、経済的観点からも好ましくない。上記の観点から、無機薄膜12bの層厚は、10~50nmであってよく、20~40nmであってよい。
次に、第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bを構成するポリビニルアルコール系樹脂に関しては、第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bの項にて説明した内容を参照することができる。
第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bはシラン化合物を含んでいてもよい。シラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の反応性基含有トリアルコキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシラザンなどが挙げられる。シラン化合物としては、一般的にシランカップリング剤として用いら
れる化合物や、シロキサン結合を有するポリシロキサン化合物を用いてもよい。
第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bの質量に対する、前記シラン化合物の質量比は、無機薄膜12bとの密着性及びガスバリア性維持の観点から、0.005~0.80とすることができる。
第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bの厚さは特に制限されないが、バリア性と加工適性の観点から、0.05~2μmとすることができ、0.1~0.6μmであってよい。
このバリアフィルム12は、延伸ポリプロピレンフィルム12aの上に第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bを形成する工程、第1のポリビニルアルコール系樹脂層上に無機薄膜12bを形成する工程、及び、無機薄膜12b上に第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bを形成する工程を備える製造方法により製造することができる。
第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bはポリビニルアルコール系樹脂及び液状媒体を含む塗布液を延伸ポリプロピレンフィルム12aの上に塗布することによって形成することができる。この塗布液は、例えば合成により得られたポリビニルアルコール系樹脂の粉末を、液状媒体に溶解させて得ることができる。液状媒体としては、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、各種グリコール類、トリメチロールプロパン等の多価アルコール類、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン類などが挙げられる。これらは単独で、または、二種以上組み合わせて用いてよい。環境負荷低減等の観点から、液状媒体として水を用いることができる。この場合、ポリビニルアルコール系樹脂の粉末を、高温(例えば80℃)の水に溶解させることで塗布液を得ることができる。
塗布液中のポリビニルアルコール系樹脂(固形分分)の含有量は、良好な塗布性を維持する観点から3~20質量%とすることができる。
塗布液には、密着性向上のためにイソシアネートやポリエチレンイミン等の添加剤が含まれていてよい。また、塗布液には、防腐剤、可塑剤(アルコール等)、界面活性剤等の添加剤が含まれていてよい。
延伸ポリプロピレンフィルム12aへの塗布液の塗布は、任意の適切な方法により行うことができる。塗布液の塗布は、例えばグラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター等のウェット成膜法により行うことができる。塗布液の塗布温度及び乾燥温度は特に制限されず、例えば50℃以上とすることができる。
また、第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bは、押出法により延伸ポリプロピレンフィルム12a上に形成してもよい。押出の場合は、Tダイを用いた多層押出を採用することができる。押出時に用いることができる接着剤としては、例えば、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。
上記の接着成分を延伸ポリプロピレンフィルム12a上に塗工後、乾燥することで、延伸ポリプロピレンフィルム12a上に接着層を予め形成しておいてよい。
接着層の厚さは、接着性、追随性、加工性等の観点から、0.1~50μmとすることができ、0.5~20μmであってよい。
無機薄膜12bは、例えば真空成膜で形成することができる。真空成膜では、物理気相成長法あるいは化学気相成長法を用いることができる。物理気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。化学気相成長法としては、熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD法等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
上記真空成膜では、抵抗加熱式真空蒸着法、EB(Electron Beam)加熱式真空蒸着法、誘導加熱式真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、デュアルマグネトロンスパッタリング法、プラズマ化学気相堆積法(PECVD法)等が特に好ましく用いられる。但し、生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかの方式を用いることが好ましい。
第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bは、第1のポリビニルアルコール系樹脂層12bを形成する工程と同様に、塗布液を用いることができる。塗布液に関しては、第1のポリビニルアルコール系樹脂層を形成する工程の項にて説明した内容を参照することができる。
第2のポリビニルアルコール系樹脂層12bを形成するための塗布液は、シラン化合物を含んでいてもよい。塗布液中のシラン化合物の含有量は、第2のポリビニルアルコール系樹脂層に所望量のシラン化合物が含まれるよう調整すればよい。塗布液中にシラン化合物が含まれる場合、塗布液はさらに酸触媒、アルカリ触媒、光重開始剤等を含んでいてよい。
本発明のラミネートチューブ容器1は、従来と同様の方法で製造することができる。すなわち、積層シートの両端部の最外層と最内層とを重ね合わせ、その対向面をヒートシールして筒状胴部を構成し(図4参照)、更に、前記筒状胴部の一方の開口部に頭部を接合すればよい(図5参照)。そして、他方の開口端部から内容物を充填した後、この開口端部を潰してヒートシールすることによりラミネートチューブ容器1を密封することができる(図6参照)。密封シール部10yは、図6のように直線状とすることもできるが、この他、さまざまな形状にすることができる。図7はさまざまな形状の密封シール部10yを例示したもので、図7(a)は円弧状の密封シール部10yを有するラミネートチューブ容器、図7(b)のラミネートチューブ容器では、密封シール部10yの内容物側端縁が互に交差する二本の直線で構成されている。また、図7(c)のラミネートチューブ容器では、密封シール部10yの内容物側端縁が波線で構成されている。
(実施例1)
最外層11として厚み190μmのポリエチレン樹脂シートを準備し、最内層13として厚み150μmのポリエチレン樹脂シートを準備した。また、厚み12μmのポリエステル樹脂フィルム15を準備した。
バリアフィルム12は厚み20μmの延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上にアルミナ(AlOx)の薄膜を積層したものである。
そして、これら最外層11、ポリエステル樹脂フィルム15、バリアフィルム12及び最内層13をこの順に積層して、図2(b)に示す四層構成の積層シート10Cを製造した。
なお、最外層11とポリエステル樹脂フィルム15とは、まず、ポリエステル樹脂フィ
ルム15に接着剤を塗布した後、両層11,15の間にポリエチレン樹脂を溶融押出しし、圧着することで接着積層した。両層11,15の間に押出したポリエチレン樹脂の厚みは25μmである。また、ポリエステル樹脂フィルム15とバリアフィルム12とは接着剤で接着積層した。バリアフィルム12と最内層13も接着剤で接着積層した。
こうして製造した積層シート10Cについて、ループスティフネステスターを使用して、その剛性を測定した。測定機は、(株)東洋精機製ループスティフネステスターである。そして、前記積層シート10C15mm幅に切り出して、ループ長100mm、圧縮距離10mmの条件で測定した。測定値は0.98N/15mm幅であった。
(比較例1)
比較のため、前記延伸ポリプロピレンフィルムの代わりに、バリアフィルムの基材として厚さ12μmのポリエステルフィルムを使用して積層シートを製造した。なお、その他は実施例1と同様である。ループスティフネステスターによる測定値は1.12N/15mm幅であった。
(実施例2)
最外層11として、ポリエチレン樹脂シートの外面側にポリエチレン樹脂を溶融押出しコーティングしたシートを準備した。また、最内層13として直鎖状低密度ポリエチレンシートを準備した。
バリアフィルム12は延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上にアルミナ(AlOx)の薄膜を積層したものである。
そして、これら最外層11、バリアフィルム12及び最内層13をこの順に積層して、図1に示す三層構成の積層シート10Aを製造した。
なお、最外層11とバリアフィルム12とは、まず、バリアフィルム12に接着剤を塗布した後、両層11,12の間にポリエチレン樹脂を溶融押出しし、圧着することで接着積層した。また、バリアフィルム12と最内層13とは接着剤で接着積層した。
こうして製造した積層シート10Cについて、屈曲の前後で、酸素透過率と水蒸気透過率とを測定した。酸素透過率の測定機は、MOCON社製OX-TRANであり、水蒸気透過率の測定機はMOCON社製PERMATRANである。この結果、屈曲前の酸素透過率は0.10cc/m・dayであり、屈曲後の酸素透過率は0.12cc/m・dayであった。また、屈曲前の水蒸気透過率は0.30cc/m・dayであり、屈曲後の水蒸気透過率は0.37cc/m・dayであった。
(比較例2)
比較のため、前記延伸ポリプロピレンフィルムの代わりに、バリアフィルムの基材としてポリエステルフィルムを使用して積層シートを製造した。なお、その他は実施例2と同様である。屈曲前の酸素透過率は0.10cc/m・dayであるのに、屈曲後の酸素透過率は0.43cc/m・dayであった。また、屈曲前の水蒸気透過率は0.40cc/m・dayであるのに、屈曲後の水蒸気透過率は0.75cc/m・dayであった。
(考察)
この結果から、バリアフィルムの基材として延伸ポリプロピレンフィルムを使用した本発明の積層シートは、バリアフィルムの基材としてポリエステルフィルム使用した積層シートに比較して剛性が低いことが理解できる。そして、このため、この積層シートで胴部を作製したラミネートチューブ容器1は、筒状胴部の開口部を潰して比較的低温で密封シール部10yを形成しても、この密封シール部10yが開いくことがない。このため、密封シール部10y形成の後、冷却板等で長時間押さえる必要がない。そして、このため、その生産スピードを上げることができることが分かる。
なお、ラミネートチューブ容器は、胴部を押潰して内容物を注出する作業とこの押圧を止めて胴部を元の円筒状に戻す作業とを繰り返すと、疲労のため、前記胴シール部に微細な亀裂を生じて酸素バリア性が低下することや内容物が漏れることを生じがちであるが、バリアフィルムの基材として延伸ポリプロピレンフィルムを使用したラミネートチューブ容器においては、胴部を押潰して内容物を押し出す作業を繰り返しても、その胴部に亀裂を生じ難く、また、酸素バリア性や水蒸気バリア性が低下しないことも理解できる。また、同じ理由から、このような作業を繰り返しても断面形状が変形せず、真円形状を維持することができることも理解できる。
1:ラミネートチューブ容器
10:胴部(積層シート)
11:最外層
12:バリアフィルム
12a:延伸ポリプロピレンフィルム
12b:酸素ガスバリア層 12b:第1のポリビニルアルコール系樹脂層
12b:無機薄膜 12b:第2のポリビニルアルコール系樹脂層
13:最内層
20:頭部

Claims (3)

  1. 積層シートの両端部の最外層と最内層とを重ね合わせ、その対向面をヒートシールして筒状胴部を構成し、更に、前記筒状胴部の一方の開口部に頭部を接合すると共に、他方の開口部を潰してヒートシールして密封したラミネートチューブ容器において、
    前記積層シートの最外層及び最内層のいずれもがポリオレフィン樹脂から成り、これら最外層と最内層との間にバリアフィルムを有していると共に、
    このバリアフィルムが、延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上に酸素ガスバリア層を設けて構成されていることを特徴とするラミネートチューブ容器。
  2. 前記酸素ガスバリア層が、前記延伸ポリプロピレンフィルムの一方の面上に設けられた第1のポリビニルアルコール系樹脂層と、この第1のポリビニルアルコール系樹脂層上に設けられた無機薄膜と、この無機薄膜上に設けられた第2のポリビニルアルコール系樹脂層とで構成されていることを特徴とする請求項1に記載のラミネートチューブ容器。
  3. ポリオレフィン系樹脂の質量比率が90質量%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のラミネートチューブ容器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4420876A1 (en) * 2023-02-24 2024-08-28 Huhtamaki Flexible Packaging Germany GmbH & Co. KG High barrier packaging laminate with improved machinability

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