JP2022144924A - 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
【課題】 植物由来のポリエチレン樹脂を含み、耐ストレスクラック性、シール強度、および表面平滑性に優れた押出成形チューブに関する技術を提供すること。【解決手段】 全体としてチューブ形状を有し、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、および最外層が順に積層された5層構造を有し、前記最内層および前記最外層の各々が、植物由来のポリエチレン樹脂を含む、チューブ容器用押出成形品。【選択図】 図2
Description
本発明は、チューブ容器用押出成形品およびチューブ容器に関する。
歯磨き粉や化粧品等を収容するチューブ容器として、ラミネートチューブが知られている。ラミネートチューブは、ポリエチレン樹脂、特殊紙、アルミ箔などをラミネート加工により重ね合わせたラミネートシートを原料として用いて製造される。一般的には、ラミネートチューブは、ラミネートシートを円筒状に丸めてシートの両端部を重ね、重ねた部分を溶着し、得られた容器本体にキャップ嵌合部分を接合することにより製造される。
かかるラミネートチューブには、例えば、以下の問題がある。ラミネートチューブは、両端部を重ねて製造されるため、重ね合わせた部分に段差が生じ、外観上の問題がある。重ね合わせた部分にはラミネートシート端面が露出するため、収容した内容物が前記端面よりラミネート内部に浸透し、ラミネートシート物性が低下する。また、ラミネートチューブは、円筒状に丸める工程を含むことや、上述の段差を目立たないようにしたいことから、厚肉化が難しく、径の大きいチューブで十分な強度を保つことが難しい。
ラミネートチューブの上記問題を解消するため、押出成形によりチューブ容器の容器本体を製造することが提案されている(特許文献1および2)。押出成形により製造されたチューブ容器は、押出成形チューブと呼ばれる。押出成形チューブは、溶融した樹脂を押出機で連続的にチューブ状に押し出し、その後、適当な長さに切断し、得られた容器本体にキャップ嵌合部分を接合することにより製造される。多層の押出成形チューブの場合、溶融した複数種類の樹脂を、別々の押出機で1つの金型へ押し出して、金型内で多層構造のチューブ形状を形成することにより製造される。
現在流通しているチューブ容器は、石油由来の樹脂を用いて形成されているものが主流である。
本発明者らは、ラミネートチューブの上記問題と環境保護の観点から、植物由来のポリエチレン樹脂を配合した押出成形チューブを開発することに取り組んだところ、以下の問題を新たに見出した。
石油由来のポリエチレン樹脂の代わりに植物由来のポリエチレン樹脂を配合すると、押出成形チューブにストレスクラックを生じやすくなった。また、植物由来のポリエチレン樹脂を含む樹脂層とガスバリア性を有する樹脂層とからなる多層の押出成形チューブを製造したところ、シール強度が低下する傾向がみられた。また、石油由来のポリエチレン樹脂の代わりに植物由来のポリエチレン樹脂を配合すると、押出成形チューブの表面が滑らかでなく表面荒れを起こしやすくなった。
そこで、本発明は、植物由来のポリエチレン樹脂を含み、耐ストレスクラック性、シール強度、および表面平滑性に優れた押出成形チューブに関する技術を提供することを目的とする。
本発明の一つの側面によれば、全体としてチューブ形状を有し、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、および最外層が順に積層された5層構造を有し、前記最内層および前記最外層の各々が、植物由来のポリエチレン樹脂を含む、チューブ容器用押出成形品が提供される。
本発明の別の側面によれば、
一端が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。
一端が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。
本発明によれば、植物由来のポリエチレン樹脂を含み、耐ストレスクラック性、シール強度、および表面平滑性に優れた押出成形チューブに関する技術を提供することができる。
以下、本発明を説明するが、以下の説明は、本発明を詳細に説明することを目的とし、本発明を限定することを意図していない。
1.チューブ容器用押出成形品
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、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、および最外層が順に積層された5層構造を有し、前記最内層および前記最外層の各々が、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。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。
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、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、および最外層が順に積層された5層構造を有し、前記最内層および前記最外層の各々が、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。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。
本明細書において、押出成形品に含まれる植物由来のポリエチレン樹脂の割合(%)を「バイオマス度」という。すなわち、バイオマス度は、以下の式により算出される値を指す。
バイオマス度(%)={(植物由来のポリエチレン樹脂の合計質量)/(押出成形品を構成する全樹脂の合計質量)}×100
バイオマス度(%)={(植物由来のポリエチレン樹脂の合計質量)/(押出成形品を構成する全樹脂の合計質量)}×100
1-1.構造
押出成形品は、全体としてチューブ形状を有し、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、および最外層が順に積層された5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5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、最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、および最外層1eが、この順に積層された5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、最内層1a側の面がチューブ容器の内部空間と隣接し、最外層1e側の面がチューブ容器の外部空間と隣接する。
押出成形品は、全体としてチューブ形状を有し、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、および最外層が順に積層された5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5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、最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、および最外層1eが、この順に積層された5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、最内層1a側の面がチューブ容器の内部空間と隣接し、最外層1e側の面がチューブ容器の外部空間と隣接する。
押出成形品1は、円筒形状であってもよいし、楕円筒形状であってもよい。押出成形品1は、例えば30~190mmの周長を有する。押出成形品1は、好ましくは40~160mmの周長を有する。周長は、チューブ状の押出成形品1の外周の長さを指す。
押出成形品1は、例えば0.19~0.55mm、好ましくは0.24~0.5mmの厚みを有する。厚みは、チューブ状の押出成形品1の壁の厚みを指し、押出成形品1の長手方向に沿って略等間隔に設定された3箇所で測定された厚みの平均値である。
最内層1aは、例えば0.12~0.25mm、好ましくは0.14~0.24mmの厚みを有する。第1接着層1bは、例えば0.001~0.03mm、好ましくは0.005~0.02mmの厚みを有する。中間層1cは、例えば0.01~0.1mm、好ましくは0.02~0.08mmの厚みを有する。第2接着層1dは、例えば0.001~0.03mm、好ましくは0.005~0.02mmの厚みを有する。最外層1eは、例えば0.06~0.2mm、好ましくは0.08~0.18mmの厚みを有する。
押出成形品1は、任意の長さを有することができ、チューブ容器の容器本体より長い長さを有していてもよいし、チューブ容器の容器本体と同じ長さを有していてもよい。前者の場合、押出成形品1は、チューブ容器の容器本体の長さに切断された後、チューブ容器の容器本体として使用される。
1-2.樹脂
以下、最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、最外層1eを構成する樹脂について、順に説明する。
以下、最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、最外層1eを構成する樹脂について、順に説明する。
(最内層1a)
最内層1aは、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。好ましい実施形態において、最内層1aは、低密度ポリエチレン樹脂(Low Density Polyethylene:LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(Linear Low Density Polyethylene:L-LDPE)とを含み、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)および直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)の少なくとも一方が植物由来である。
最内層1aは、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。好ましい実施形態において、最内層1aは、低密度ポリエチレン樹脂(Low Density Polyethylene:LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(Linear Low Density Polyethylene:L-LDPE)とを含み、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)および直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)の少なくとも一方が植物由来である。
すなわち、好ましい実施形態において、最内層1aは、
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよいし、
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを含んでいてもよいし、
石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよい。
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよいし、
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを含んでいてもよいし、
石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよい。
低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)は、製造方法の違いにより、構造的に異なっている。すなわち、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)は、エチレンの重合体であり、エチレンがランダムに分岐して結合した構造を有する。このため、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)は、主鎖に種々の炭素数の側鎖が結合し、側鎖には、短鎖分枝(例えば、炭素数約20個以下の短鎖分枝)および長鎖分枝(例えば、炭素数約20個を超える長鎖分枝)が含まれる。一方、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)は、エチレンとα-オレフィンとの共重合体である。このため、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)は、主鎖に、長鎖分枝(例えば、炭素数約20個を超える長鎖分枝)は結合しておらず、短鎖分枝(例えば、炭素数約20個以下の短鎖分枝)のみが結合している。
更に好ましい実施形態において、最内層1aは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(
バイオマスLDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含む。この実施形態は、以下の説明において「第1実施形態」と呼ぶ。
バイオマスLDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含む。この実施形態は、以下の説明において「第1実施形態」と呼ぶ。
別の更に好ましい実施形態において、最内層1aは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを含む。この実施形態は、以下の説明において「第2実施形態」と呼ぶ。
別の更に好ましい実施形態において、最内層1aは、石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含む。この実施形態は、以下の説明において「第3実施形態」と呼ぶ。
最内層1aは、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)とを、例えば9:1~1:9の質量比で含むことができる。
第1実施形態では、最内層1aは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを、例えば9:1~4:6の質量比で、好ましくは8:2~4:6の質量比で、より好ましくは7:3~4:6の質量比で、更に好ましくは6:4~4:6の質量比で含む。
第2実施形態では、最内層1aは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを、例えば9:1~4:6の質量比で、好ましくは9:1~5:5の質量比で、より好ましくは9:1~6:4の質量比で、更に好ましくは9:1~7:3の質量比で含む。
第3実施形態では、最内層1aは、石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを、例えば6:4~1:9の質量比で、好ましくは5:5~1:9の質量比で、より好ましくは4:6~1:9の質量比で、更に好ましくは4:6~2:8の質量比で含む。
以下、「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」、「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)」、「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」、「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」について、詳細に説明する。
「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」
「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」は、植物を原料として用いて製造した、エチレンの重合体であり、エチレンがランダムに分岐して結合した構造を有する。「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」は、例えば、サトウキビ由来の低密度ポリエチレン樹脂である。サトウキビ由来の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、エチレンの重合体であり、エチレンがランダムに分岐して結合した構造を有する。
「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」は、植物を原料として用いて製造した、エチレンの重合体であり、エチレンがランダムに分岐して結合した構造を有する。「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」は、例えば、サトウキビ由来の低密度ポリエチレン樹脂である。サトウキビ由来の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、エチレンの重合体であり、エチレンがランダムに分岐して結合した構造を有する。
「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」の密度は、0.91g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることが好ましく、0.915g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることがより好ましい。なお、本明細書に記載される樹脂の密度は、JIS K7112:1999に準拠した方法で得られた測定値である。
また、「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」のメルトフローレート(MFR)は、0.1g/10分~10g/10分の範囲内にあることが好ましく、1g/10分~5g/10分の範囲内にあることがより好ましい。なお、本明細書に記載される樹脂のメルトフローレート(MFR)は、JIS K7210:1999に準拠した方法で得られた測定値である。メルトフローレートは、具体的には、190℃で21.18Nの荷重を樹脂に掛けた時に10分間で吐出される樹脂重量の測定値である。
「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」は、例えば、Braskem社から販売されている植物由来の低密度ポリエチレンを使用することができ、その例として、SEB853、SBC818、SBF0323HC、STN7006、SPB618の商品名で販売されている樹脂が挙げられる。
「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)」
「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマス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(バイオマスL-LDPE)」は、例えば、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。
「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマス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(バイオマスL-LDPE)」は、例えば、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。
「α-オレフィン」は、3~20の炭素数を有するα-オレフィンからなる群から選択される少なくとも1つの化合物であり、例えば、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテンなど挙げられる。
「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)」の密度は、0.91g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることが好ましく、0.915g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることがより好ましい。また、「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)」のメルトフローレート(MFR)は、0.1g/10分~10g/10分の範囲内にあることが好ましく、1g/10分~5g/10分の範囲内にあることがより好ましい。
「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)」は、例えば、Braskem社から販売されている植物由来の直鎖状低密度ポリエチレンを使用することができ、その例として、SLL118、SLL118/21、SLL218、SLL218/21、SLL318、SLH118、SLH218、SLH0820/30AFの商品名で販売されている樹脂が挙げられる。
「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」
「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」は、石油を原料として用いて製造した、エチレンの重合体であり、エチレンがランダムに分岐して結合した構造を有する。
「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」は、石油を原料として用いて製造した、エチレンの重合体であり、エチレンがランダムに分岐して結合した構造を有する。
「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」の密度は、0.91g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることが好ましく、0.915g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることがより好ましい。また、「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」のメルトフローレート(MFR)は、0.1g/10分~10g/10分の範囲内にあることが好ましく、1g/10分~5g/10分の範囲内にあることがより好ましい。
「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」は、市販の石油由来の低密度ポリエチレン樹脂を使用することができ、その例として、三井・ダウポリケミカル株式会社からミラソンの商品名で販売されている樹脂、日本ポリエチレン株式会社からノバテックの商品名で販売されている樹脂、東ソー株式会社からペトロセンの商品名で販売されている樹脂、株式会社ENEOS NUCからNUCの商品名で販売されている樹脂が挙げられる。
「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」
「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」は、石油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。
「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」は、石油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。
「α-オレフィン」は、3~20の炭素数を有するα-オレフィンからなる群から選択される少なくとも1つの化合物であり、例えば、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテンなど挙げられる。
「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」の密度は、0.91g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることが好ましく、0.915g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることがより好ましい。また、「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」のメルトフローレート(MFR)は、0.1g/10分~10g/10分の範囲内にあることが好ましく、1g/10分~5g/10分の範囲内にあることがより好ましい。
「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」は、市販の石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を使用することができ、その例として、株式会社プライムポリマーからエボリュー、ネオゼックス、またはウルトゼックスの商品名で販売されている樹脂、日本ポリエチレン株式会社からノバテックの商品名で販売されている樹脂が挙げられる。
(第1接着層1b)
第1接着層1bは、最内層1aを中間層1cと接着する役割を果たす。第1接着層1bは、例えば、酸変性ポリエチレン樹脂を含む。「酸変性ポリエチレン樹脂」は、好ましくは、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂である。
第1接着層1bは、最内層1aを中間層1cと接着する役割を果たす。第1接着層1bは、例えば、酸変性ポリエチレン樹脂を含む。「酸変性ポリエチレン樹脂」は、好ましくは、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂である。
第1接着層1bは、典型的には、石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂を含む。「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。
「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」は、好ましくは、石油由来の無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂である。より好ましくは、「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」は、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(MA変性LDPE)、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(MA変性L-LDPE)、またはこれらの混合物である。
「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(MA変性LDPE)」は、石油を原料として用いて製造したエチレンの単独重合体を、無水マレイン酸で変性することにより得られた樹脂である。
「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(MA変性LDPE)」の密度は、0.91g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることが好ましく、0.915g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることがより好ましい。上述のとおり、本明細書に記載される樹脂の密度は、JIS K7112:1999に準拠した方法で得られた測定値である。
また、「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(MA変性LDPE)」のメルトフローレート(MFR)は、0.1g/10分~10g/10分の範囲内にあることが好ましく、1g/10分~5g/10分の範囲内にあることがより好ましい。上述のとおり、本明細書に記載される樹脂のメルトフローレート(MFR)は、JIS K7210:1999に準拠した方法で得られた測定値である。メルトフローレートは、具体的には、190℃で21.18Nの荷重を樹脂に掛けた時に10分間で吐出される樹脂重量の測定値である。
「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(MA変性LDPE)」は、例えば、三菱ケミカル株式会社から「モディック」(登録商標)の商品名で販売されている樹脂、三井化学株式会社から「アドマー」(登録商標)の商品名で販売されている樹脂などを使用することができる。
「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(MA変性L-LDPE)」は、石油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を、無水マレイン酸で変性することにより得られた樹脂である。「α-オレフィン」は、3~20の炭素数を有するα-オレフィンからなる群から選択される少なくとも1つの化合物であり、例えば、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテンなど挙げられる。
「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(MA変性L-LDPE)」の密度は、0.91g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることが好ましく、0.915g/cm3~0.93g/cm3の範囲内にあることがより好ましい。また、「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(MA変性L-LDPE)」のメルトフローレート(MFR)は、0.1g/10分~10g/10分の範囲内にあることが好ましく、1g/10分~5g/10分の範囲内にあることがより好ましい。
「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(MA変性L-LDPE)」は、例えば、三井化学株式会社から「アドマー」(登録商標)の商品名で販売されている樹脂、三菱ケミカル株式会社から「モディック」(登録商標)の商品名で販売されている樹脂、ARKEMA社から「OREVAC」(登録商標)の商品名で販売されている樹脂などを使用することができる。
(中間層1c)
中間層1cは、好ましくは、ガスバリア性を有する樹脂を含む。中間層1c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1c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。
中間層1cは、好ましくは、ガスバリア性を有する樹脂を含む。中間層1c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1c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。
エチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)は、例えば、三菱ケミカル株式会社から「ソアノール」(登録商標)の商品名で販売されている樹脂、株式会社クラレから「エバール」(登録商標)の商品名で販売されている樹脂などを使用することができる。
(第2接着層1d)
第2接着層1dは、最外層1eを中間層1cと接着する役割を果たす。第2接着層1dは、例えば、酸変性ポリエチレン樹脂を含む。「酸変性ポリエチレン樹脂」は、好ましくは、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂である。
第2接着層1dは、最外層1eを中間層1cと接着する役割を果たす。第2接着層1dは、例えば、酸変性ポリエチレン樹脂を含む。「酸変性ポリエチレン樹脂」は、好ましくは、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂である。
第2接着層1dは、典型的には、石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂を含む。「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」は、好ましくは、石油由来の無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂である。より好ましくは、「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」は、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(MA変性LDPE)、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(MA変性L-LDPE)、またはこれらの混合物である。
第2接着層1dに含まれる「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」は、第1接着層1bで説明した「石油由来の酸変性ポリエチレン樹脂」と同様であり、その説明を参照することができる。第2接着層1dは、第1接着層1bと同じ樹脂組成を有していてもよいし、第1接着層1bと異なる樹脂組成を有していてもよい。
(最外層1e)
最外層1eは、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。好ましい実施形態において、最外層1eは、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)とを含み、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)および直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)の少なくとも一方が植物由来である。
最外層1eは、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。好ましい実施形態において、最外層1eは、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)とを含み、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)および直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)の少なくとも一方が植物由来である。
すなわち、好ましい実施形態において、最外層1eは、
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよいし、
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを含んでいてもよいし、
石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよい。
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよいし、
植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを含んでいてもよいし、
石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含んでいてもよい。
更に好ましい実施形態において、最外層1eは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含む。この実施形態は、以下の説明において「第1実施形態」と呼ぶ。
別の更に好ましい実施形態において、最外層1eは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と、石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを含む。この実施形態は、以下の説明において「第2実施形態」と呼ぶ。
別の更に好ましい実施形態において、最外層1eは、石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と、植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを含む。この実施形態は、以下の説明において「第3実施形態」と呼ぶ。
最外層1eは、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)とを、例えば9:1~1:9の質量比で含むことができる。
第1実施形態では、最外層1eは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを、例えば9:1~4:6の質量比で、好ましくは8:2~4:6の質量比で、より好ましくは7:3~4:6の質量比で、更に好ましくは6:4~4:6の質量比で含む。
第2実施形態では、最外層1eは、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)と石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)とを、例えば9:1~4:6の質量比で、好ましくは9:1~5:5の質量比で、より好ましくは9:1~6:4の質量比で、更に好ましくは9:1~7:3の質量比で含む。
第3実施形態では、最外層1eは、石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)と植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)とを、例えば6:4~1:9の質量比で、好ましくは5:5~1:9の質量比で、より好ましくは4:6~1:9の質量比で、更に好ましくは4:6~2:8の質量比で含む。
最外層1eに含まれる樹脂、すなわち、「植物由来の低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスLDPE)」、「植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(バイオマスL-LDPE)」、「石油由来の低密度ポリエチレン樹脂(石油LDPE)」、「石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(石油L-LDPE)」は、最内層1aで説明したものと同様であり、それらの説明を参照することができる。最外層1eは、最内層1aと同じ樹脂組成を有していてもよいし、最内層1aと異なる樹脂組成を有していてもよい。
(添加剤)
最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、最外層1e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、滑剤(スリップ剤、離型剤を含む)、およびCO2吸収剤などが挙げられる。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。
最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、最外層1e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、滑剤(スリップ剤、離型剤を含む)、およびCO2吸収剤などが挙げられる。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。
(バイオマス度)
上述の5つの層を有する押出成形品1は、植物由来のポリエチレン樹脂を、例えば40質量%を超える量で含む。押出成形品1は、植物由来のポリエチレン樹脂を、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上の量で含む。すなわち、押出成形品1に含まれる植物由来のポリエチレン樹脂の割合(すなわち、バイオマス度)は、例えば40質量%より大きく、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。
上述の5つの層を有する押出成形品1は、植物由来のポリエチレン樹脂を、例えば40質量%を超える量で含む。押出成形品1は、植物由来のポリエチレン樹脂を、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上の量で含む。すなわち、押出成形品1に含まれる植物由来のポリエチレン樹脂の割合(すなわち、バイオマス度)は、例えば40質量%より大きく、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上である。
押出成形品1に含まれる植物由来のポリエチレン樹脂の割合(すなわち、バイオマス度)の上限は、例えば85質量%である。
1-3.製造方法
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、最内層1aを構成する樹脂、第1接着層1bを構成する樹脂、中間層1cを構成する樹脂、第2接着層1dを構成する樹脂、最外層1e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5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。
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、最内層1aを構成する樹脂、第1接着層1bを構成する樹脂、中間層1cを構成する樹脂、第2接着層1dを構成する樹脂、最外層1e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5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。
本明細書において、「押出成形品」の用語は、押出成形によりチューブ形状を有するように形成されたものを指す。言い換えると、「押出成形品」の用語は、押出成形直後にチューブ形状を有しているものを指す。したがって、「押出成形品」の用語は、シート形状に押出成形したものをチューブ形状に丸めたものを包含しない。
2.チューブ容器用成形品
押出成形品1は、押出成形品1の上に、1以上の追加の層を備えていてもよい。すなわち、別の側面によれば、押出成形品と、前記押出成形品の上に設けられた1以上の層とを備えた、チューブ容器用成形品が提供される。このチューブ容器用成形品は、以下の説明において、単に「成形品」という。
押出成形品1は、押出成形品1の上に、1以上の追加の層を備えていてもよい。すなわち、別の側面によれば、押出成形品と、前記押出成形品の上に設けられた1以上の層とを備えた、チューブ容器用成形品が提供される。このチューブ容器用成形品は、以下の説明において、単に「成形品」という。
追加の層は、公知の加飾技術に従って、例えば、印刷、塗装(例えば、印刷層表面保護のクリア塗装)、ラベル貼り、ホットスタンプ、シュリンクフィルム貼り、蒸着、またはフィルム転写により、押出成形品の上に形成することができる。追加の層は、1つの層であってもよいし、複数の層であってもよく、例えば1~5層とすることができる。
3.チューブ容器
チューブ容器は、
一端が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。
チューブ容器は、
一端が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。
あるいは、チューブ容器は、
一端がシールされた上述の成形品を含む容器本体と、
前記一端がシールされた前記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。
一端がシールされた上述の成形品を含む容器本体と、
前記一端がシールされた前記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。
以下に、本発明の一実施形態に係るチューブ容器を、図2を用いて説明する。図2は、本発明の一実施形態に係るチューブ容器の構成を示す平面図である。
図2に示すように、チューブ容器10は、容器本体11と、容器本体11に接合されたキャップ嵌合部分12とを備えている。チューブ容器10は、容器本体11に内容物を充填して、キャップ嵌合部分12にキャップを嵌め合わせて使用される。ここで、内容物は、高粘度の液体であっても半固体であってもよい。内容物は、例えば、洗顔料、化粧品、歯磨き粉や、ハンドクリーム等の日用品や、ジャムやバター等の食品である。
容器本体11は、上記で説明した押出成形品1の一端をシールすることにより得られる。シールは、チューブ容器のエンドシール加工として公知の方法により行うことができ、例えば、ヒートシール方式、超音波シール方式、ホットエアーシール方式により行うことができる。上述のとおり、押出成形品1には、一端をシールする前に、外面上に1以上の追加の層を設けてもよい。すなわち、容器本体11は、公知の加飾技術に従って、例えば、印刷、塗装(例えば、印刷層表面保護のクリア塗装)、ラベル貼り、ホットスタンプ、シュリンクフィルム貼り、蒸着、またはフィルム転写により形成された1以上の追加の層を更に含んでいてもよい。
容器本体11は、図2に示すように、胴部21と、胴部21の一方の端部に設けられたシール部22とを備えている。
胴部21は、押出成形品1または成形品のシールされていない部分である。胴部21のシール部22が設けられていない端部は、開口部を覗いた時の形状が円形もしくは楕円形の円筒形状を有している。
シール部22は、押出成形品1または成形品の一方の端部を熱により溶着することで形成された部分である。シール部22は、扁平形状を有し、その向き合った内面同士がシールされている。シール部22は、容器本体11の一端を閉塞している。
胴部21のシール部22が設けられた端部とは反対の端部には、キャップ嵌合部分12が設けられている。キャップ嵌合部分12は、胴部21のシール部22が設けられていない端部と一体に連続する肩部31と、肩部31の中央に設けられた円筒状の口部32とを備えている。キャップ嵌合部分12は、胴部21とは別に射出成形や圧縮成形により製造され、胴部21と接合されている。射出成形の場合、インサート成形により、キャップ嵌合部分12の形成と、容器本体11へのキャップ嵌合部分12の接合とを同時に行ってもよいし、あるいは、別部品としてキャップ嵌合部分12を射出成形した後、超音波溶着により容器本体11に接合してもよい。
肩部31は、チューブ容器10の外部空間に面した外面と、チューブ容器10の内部空間に面した内面との各々が、内部空間から外部空間へ向けて先細りした円錐台形状を有している。肩部31の外周縁は、胴部21と連続している。口部32は、肩部31の中心に、外側へ突き出るように設けられている。
3.効果
上述のとおり、本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、および最外層1eが順に積層された5層構造を有し、最内層1aおよび最外層1eの各々に、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。本発明では、植物由来のポリエチレン樹脂を配合した押出成形チューブを、接着層を独立した層として設けて5層構造とすることにより、優れた耐ストレスクラック性、優れたシール強度、および優れた表面平滑性を達成することができる。
上述のとおり、本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、最内層1a、第1接着層1b、中間層1c、第2接着層1d、および最外層1eが順に積層された5層構造を有し、最内層1aおよび最外層1eの各々に、植物由来のポリエチレン樹脂を含む。本発明では、植物由来のポリエチレン樹脂を配合した押出成形チューブを、接着層を独立した層として設けて5層構造とすることにより、優れた耐ストレスクラック性、優れたシール強度、および優れた表面平滑性を達成することができる。
好ましくは、本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、上記の5層構造を有することに加えて、最内層1aおよび最外層1eの各々に、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L-LDPE)とを含み、これら樹脂の少なくとも一方が植物由来である。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、より優れた耐ストレスクラック性、より優れたシール強度、およびより優れた表面平滑性を達成することができる。
また、本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、以下の利点を有する。本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、植物由来のポリエチレン樹脂を含むため、石油由来のポリエチレン樹脂の場合と比べて、CO2排出量の削減に寄与することができる。また、本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、押出成形により製造されるため、ラミネートチューブで見られるような重ね合わせ部分(すなわち、継ぎ目)がなく、シームレスな外観を実現することができる。また、本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、押出成形により製造されるため、ラミネートチューブと比較して、厚肉化が容易であり、径の大きいチューブ容器でも十分な強度を保つことができる。
更に、本発明の押出成形品、成形品およびチューブ容器は、上記の5層構造を有するため、以下の利点を有する。多層構造チューブにおいて、最内層および最外層を、ガスバリア性を有する中間層と接着する場合、最内層および最外層に接着性樹脂を組み込む方法と、最内層と中間層との間および最外層と中間層との間に、接着性樹脂を含む接着層を設ける方法の2つの方法が考えられる。本発明では、後者の方法に従って、第1接着層1bおよび第2接着層1dを、独立した層として設けて5層構造を形成しているため、最内層1aや最外層1eに接着性樹脂を組み込む必要がない。このため、本発明では、最内層1aや最外層1eに含まれる植物由来のポリエチレン樹脂の割合を、最大100質量%まで高めることができ、これにより、押出成形品のバイオマス度を高めることができる。
また、本発明では、第1接着層1bおよび第2接着層1dを、独立した層として設けて5層構造を形成しているため、最内層1aや最外層1eに接着性樹脂を組み込んだ場合のように接着性樹脂が希釈されない。このため、本発明では、接着性樹脂の使用量を減らすことができる。接着性樹脂は、接着性を発揮するために特殊な化学構造を有しており、比較的高価な材料であるため、接着性樹脂の使用量を減らすと、コストを削減することができる。
[実施例1]
[1-1]押出成形品の製造
最内層および最外層用の樹脂として、以下の樹脂A~Gを準備した。
[1-1]押出成形品の製造
最内層および最外層用の樹脂として、以下の樹脂A~Gを準備した。
樹脂A:石油由来の低密度ポリエチレン(密度:0.92g/cm3、MFR:1.9g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下、「石油LDPE」と呼ぶ);
樹脂B:植物由来の低密度ポリエチレン(密度:0.923g/cm3、MFR:2.7g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下「バイオマスLDPE」と呼ぶ);
樹脂C:植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.916g/cm3、MFR:2.3g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下「バイオマスL-LDPE-1」と呼ぶ);
樹脂D: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:0.93g/cm3、MFR:1.0g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下「MA変性LDPE-1」と呼ぶ);
樹脂E: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℃、21.18N荷重))(以下「MA変性LDPE-2」と呼ぶ);
樹脂F: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℃、21.18N荷重))(以下「バイオマスL-LDPE-2」と呼ぶ);
樹脂G:石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.925g/cm3、MFR:1.9g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下、「石油L-LDPE」と呼ぶ)。
樹脂B:植物由来の低密度ポリエチレン(密度:0.923g/cm3、MFR:2.7g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下「バイオマスLDPE」と呼ぶ);
樹脂C:植物由来の直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.916g/cm3、MFR:2.3g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下「バイオマスL-LDPE-1」と呼ぶ);
樹脂D: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:0.93g/cm3、MFR:1.0g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下「MA変性LDPE-1」と呼ぶ);
樹脂E: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℃、21.18N荷重))(以下「MA変性LDPE-2」と呼ぶ);
樹脂F: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℃、21.18N荷重))(以下「バイオマスL-LDPE-2」と呼ぶ);
樹脂G:石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.925g/cm3、MFR:1.9g/10min(190℃、21.18N荷重))(以下、「石油L-LDPE」と呼ぶ)。
第1接着層および第2接着層用の接着性樹脂として、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:0.93g/cm3、MFR:1.0g/10min(210℃、21.18N荷重))を準備した。
中間層(バリア層)用の樹脂として、エチレン-ビニルアルコール共重合体(密度:1.14g/cm3、MFR:12.0g/10min(210℃、21.18N荷重))を準備した。
<例1>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「石油LDPE」を使用した。「石油LDPE」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3つのホッパーに、それぞれ上記混合物のペレット、接着性樹脂のペレット、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10.8m/minの引取速度という成形条件で、最内層/第1接着層/中間層/第2接着層/最外層の5層構造を有するチューブを成形した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「石油LDPE」を使用した。「石油LDPE」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3つのホッパーに、それぞれ上記混合物のペレット、接着性樹脂のペレット、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10.8m/minの引取速度という成形条件で、最内層/第1接着層/中間層/第2接着層/最外層の5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157mmであり、長さは180mm、平均肉厚は0.46mmであった。また、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、最外層の厚みは、それぞれ、0.225mm、0.01mm、0.04mm、0.01mm、0.175mmであった。
<例2>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」を用いた以外は、例1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」を用いた以外は、例1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
<例3>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスL-LDPE-1」を用いた以外は、例1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスL-LDPE-1」を用いた以外は、例1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
<例4>
例4では、3層構造を有するチューブを製造した。最内層および最外層を構成する樹脂として、「MA変性LDPE-1」と「MA変性LDPE-2」と「バイオマスL-LDPE-2」とを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10.8m/minの引取速度という成形条件で、最内層/中間層/最外層の3層構造を有するチューブを成形した。
例4では、3層構造を有するチューブを製造した。最内層および最外層を構成する樹脂として、「MA変性LDPE-1」と「MA変性LDPE-2」と「バイオマスL-LDPE-2」とを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10.8m/minの引取速度という成形条件で、最内層/中間層/最外層の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157mmであり、長さは180mm、平均肉厚は0.46mmであった。また、最内層、中間層、最外層の厚みは、それぞれ、0.225mm、0.06mm、0.175mmであった。
<例5>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「バイオマスL-LDPE-1」とを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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「バイオマスL-LDPE-1」とを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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
<例6>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「石油L-LDPE」とを85:15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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「石油L-LDPE」とを85:15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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
<例7>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「バイオマスL-LDPE-1」とを70:30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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「バイオマスL-LDPE-1」とを70:30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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
<例8>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「石油L-LDPE」とを70:30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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「バイオマスLDPE」と「石油L-LDPE」とを70:30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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
<例9>
最内層および最外層を構成する樹脂として、「石油LDPE」と「バイオマスL-LDPE-1」とを30:70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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
最内層および最外層を構成する樹脂として、「石油LDPE」と「バイオマスL-LDPE-1」とを30:70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1と同様の方法で、5層構造を有するチューブを製造した。
[1-2]評価方法
例1~9のチューブの物性を、下記の方法により評価した。
例1~9のチューブの物性を、下記の方法により評価した。
<耐ストレスクラック性>
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(ポリ(オキシエチレン)ノニルフェニルエーテル)水溶液へ浸漬し、65℃恒温槽にて所定時間にわたって保管した。保管後、亀裂の有無を目視で判定した。
・評価基準
〇 :24時間保管後に亀裂なし
△ :6時間保管後に微小な亀裂が見られる
× :6時間保管後に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(ポリ(オキシエチレン)ノニルフェニルエーテル)水溶液へ浸漬し、65℃恒温槽にて所定時間にわたって保管した。保管後、亀裂の有無を目視で判定した。
・評価基準
〇 :24時間保管後に亀裂なし
△ :6時間保管後に微小な亀裂が見られる
× :6時間保管後に大きい亀裂が見られる(内容物の漏えいに至る)
<超音波シール強度>
超音波シール機(ブランソン製TS-2、パワーサプライ2000X)を用いて、振幅90%、溶着時間:200msecのシール条件でサンプルをシール後、以下に記載の方法で評価を行った。シール後のサンプルを、15mm幅の短冊状に切り試験片とした。試験片のシール部を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、安定値を超音波シール強度[N]とした。
・評価基準
〇 :35 N以上
△ :23 N以上、35 N未満
× :23 N未満
超音波シール機(ブランソン製TS-2、パワーサプライ2000X)を用いて、振幅90%、溶着時間:200msecのシール条件でサンプルをシール後、以下に記載の方法で評価を行った。シール後のサンプルを、15mm幅の短冊状に切り試験片とした。試験片のシール部を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、安定値を超音波シール強度[N]とした。
・評価基準
〇 :35 N以上
△ :23 N以上、35 N未満
× :23 N未満
<表面荒れ>
得られたチューブの表面の荒れ状態を目視で確認した。
・評価基準
〇 :荒れなし
△ :僅かな荒れあり
× :目立った荒れあり
得られたチューブの表面の荒れ状態を目視で確認した。
・評価基準
〇 :荒れなし
△ :僅かな荒れあり
× :目立った荒れあり
<バイオマス度>
得られたチューブに含まれる植物由来のポリエチレン樹脂の割合(%)、すなわち「バイオマス度」を以下の式により算出した。
バイオマス度(%)={(植物由来のポリエチレン樹脂の合計質量)/(押出成形品を構成する全樹脂の合計質量)}×100
得られたチューブに含まれる植物由来のポリエチレン樹脂の割合(%)、すなわち「バイオマス度」を以下の式により算出した。
バイオマス度(%)={(植物由来のポリエチレン樹脂の合計質量)/(押出成形品を構成する全樹脂の合計質量)}×100
[1-3]評価結果
例1~9のチューブの「最内層および最外層の樹脂組成」および「評価結果」を下記表1に示す。表中の「配合量」の値は、質量部を表し、「超音波シール強度」の値は、ニュートンを表す。
例1~9のチューブの「最内層および最外層の樹脂組成」および「評価結果」を下記表1に示す。表中の「配合量」の値は、質量部を表し、「超音波シール強度」の値は、ニュートンを表す。
例1のチューブは、最内層/第1接着層/中間層/第2接着層/最外層の5層構造を有し、最内層および最外層の各々が石油由来のポリエチレン樹脂から構成され、植物由来のポリエチレン樹脂を含んでいない。例1のチューブは、耐ストレスクラック性試験、超音波シール強度試験、および表面荒れ試験の全てにおいて、良好な結果を示した。
例2および例3のチューブは、例1と同様の5層構造を有し、最内層および最外層の各々が植物由来のポリエチレン樹脂から構成される。例2のチューブは、例1のチューブと比較すると、ストレスクラックを生じやすくなり、シール強度が低下する傾向がみられたが、いずれも、実用的に問題ないレベルであった。また、例3のチューブは、例1のチューブと比較すると、表面に僅かな荒れが観察されたが、実用的に問題ないレベルであった。
例4のチューブは、最内層および最外層の各々が、植物由来のポリエチレン樹脂と接着性樹脂とから構成され、最内層/中間層/最外層の3層構造を有する。例4のチューブは、耐ストレスクラック性試験、超音波シール強度試験、および表面荒れ試験の全てにおいて、良好な結果を示した。ただし、例4のチューブは、接着性樹脂を最内層および最外層に組み込んでいるため、接着性樹脂が希釈され、多量の接着性樹脂を使用している。このため、例4のチューブは、5層構造のチューブ(例2、3、5~8)と比較すると、バイオマス度が低い。
例5および例7のチューブは、例1と同様の5層構造を有し、最内層および最外層の各々が、植物由来の低密度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から構成される。例5および例7のチューブは、いずれも、耐ストレスクラック性試験、超音波シール強度試験、および表面荒れ試験の全てにおいて、良好な結果を示した。
例6および例8のチューブは、例1と同様の5層構造を有し、最内層および最外層の各々が、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂と石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とから構成される。例6および例8のチューブは、いずれも、耐ストレスクラック性試験、超音波シール強度試験、および表面荒れ試験の全てにおいて、良好な結果を示した。
例9のチューブは、例1と同様の5層構造を有し、最内層および最外層の各々が、石油由来の低密度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から構成される。例9のチューブは、耐ストレスクラック性試験、超音波シール強度試験、および表面荒れ試験の全てにおいて、良好な結果を示した。
1…押出成形品、1a…最内層、1b…第1接着層、1c…中間層、1d…第2接着層、1e…最外層、10…チューブ容器、11…容器本体、12…キャップ嵌合部分、21…胴部、22…シール部、31…肩部、32…口部。
Claims (13)
- 全体としてチューブ形状を有し、最内層、第1接着層、中間層、第2接着層、および最外層が順に積層された5層構造を有し、前記最内層および前記最外層の各々が、植物由来のポリエチレン樹脂を含む、チューブ容器用押出成形品。
- 前記最内層および前記最外層の各々が、低密度ポリエチレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とを含み、前記低密度ポリエチレン樹脂および前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の少なくとも一方が植物由来である、請求項1に記載の押出成形品。
- 前記最内層および前記最外層の各々が、植物由来の低密度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請求項2に記載の押出成形品。
- 前記最内層および前記最外層の各々が、植物由来の低密度ポリエチレン樹脂と、石油由来の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とを含む請求項2に記載の押出成形品。
- 前記最内層および前記最外層の各々が、石油由来の低密度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請求項2に記載の押出成形品。
- 前記最内層および前記最外層の各々が、前記低密度ポリエチレン樹脂と前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とを、9:1~1:9の質量比で含む請求項2~5の何れか1項に記載の押出成形品。
- 前記押出成形品が、植物由来のポリエチレン樹脂を40質量%を超える量で含む請求項1~6の何れか1項に記載の押出成形品。
- 前記第1接着層および前記第2接着層の各々が、酸変性ポリエチレン樹脂を含む請求項1~7の何れか1項に記載の押出成形品。
- 前記酸変性ポリエチレン樹脂が、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂である請求項8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1~9の何れか1項に記載の押出成形品。
- 前記樹脂が、エチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂である請求項10に記載の押出成形品。
- 請求項1~11の何れか1項に記載の押出成形品と、
前記押出成形品の上に設けられた1以上の層と
を備えた、チューブ容器用成形品。 - 一端がシールされた請求項1~11の何れか1項に記載の押出成形品または一端がシールされた請求項12に記載の成形品を含む容器本体と、
前記一端がシールされた前記押出成形品または前記一端がシールされた前記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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