JP4253916B2

JP4253916B2 - 積層体

Info

Publication number: JP4253916B2
Application number: JP11961899A
Authority: JP
Inventors: 康行高木; 弘明高畑; 竜磨黒田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2019-04-27
Also published as: DE10020167A1; JP2000309069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙や合成樹脂からなるカップ、椀、トレイなどの容器を密閉するための蓋材に適した樹脂積層体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飲料、即席ラーメン等の食品を充填する紙や合成樹脂などからなる容器を密閉するための蓋材として、ポリエステルフィルム層、印刷層、アルミニウム箔層およびヒートシール層からなる積層体が多く使われている。
上記のような蓋材においてアルミニウム箔が用いられるのは、これが光や空気を遮断して内容物を保護することができることに加え、蓋を部分的に開けて容器から内容物を取り出したり、容器内にお湯を注ぐ時に、蓋材が反り返った状態を保持する性能（保形性）を有するためである。
しかしながら、アルミニウム箔を用いた蓋材は、廃棄処理時に安全衛生性や環境汚染等の問題を抱えており、また、食品などの内容物を入れた容器をこのような積層体で密閉すると、内容物に金属粉が混入していないかどうかを金属探知器で検査する場合、積層体中のアルミニウム箔が障害となり、検査が困難となる。
特開平９−５２３１３号公報には、アルミニウム箔を用いない積層フィルムとして、マトリックス樹脂、前記マトリックス樹脂に対して非相溶の熱可塑性樹脂およびフィラーを含む組成物からなる層とオレフィンホモ又はコポリマーからなるヒートシール層とからなるフィルムが提案されているが、保形性の更なる向上が望まれている。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アルミニウム箔の層を含まずに優れた保形性を呈する、容器の蓋材に適した積層体を提供することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
かかる事情に鑑み、本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の引張破断伸びを持つプラスチック材料からなる層と、二種類以上の熱可塑性樹脂によって構成される特定の相分離構造を有する樹脂組成物からなる層とを併せ有する積層体が本発明の目的を達成することを見出し、本発明を完成させた。
【０００４】
すなわち、本発明は、引張破断伸びが２％以下であるプラスチック材料からなる第一の層、および二種類以上の熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の内の少なくとも一つからなる連続相中に他の熱可塑性樹脂からなる分散相が分散した構造を有する樹脂組成物からなる第二の層を有し、第二の層の厚み方向の少なくとも一の断面における前記分散相の平均アスペクト比が３以上であることを特徴とする積層体を提供する。ここで、分散相を構成する「他の熱可塑性樹脂」とは、第二の層に含まれる熱可塑性樹脂の内、連続相を構成する熱可塑性樹脂以外の樹脂を意味する。
上記積層体の好ましい態様の一つは、第一の層用のプラスチック材料が、合成樹脂と、該合成樹脂１００重量部当たり５０〜３００重量部の無機フィラーとを含有する樹脂組成物である積層体である。上記積層体の他の好ましい態様は、第二の層がヒートシール性を有する層である積層体である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる積層体は、特定の引張破断伸びを持つプラスチック材料からなる第一の層、および二種類以上の熱可塑性樹脂によって形成された特定の相分離構造を有する樹脂組成物からなる第二の層を併せ有することにより、アルミニウム箔の層を有する従来の積層体と同等の保形性を有する。本明細書において、積層体の「保形性」は、その積層体に外力を与えて該積層体が反り曲がるように変形させたとき、その外力を除いてもその変形した形状を維持する性能を意味する。
【０００６】
本発明の積層体において、第一の層は、引張破断伸びが２％以下、好ましくは０.０１％〜１．５％のプラスチック材料からなり、かかる層の存在は、本発明の積層体の優れた保形性に大きく寄与する。
【０００７】
プラスチック材料の引張破断伸びの試験は、ＪＩＳＫ６７８１（１９７７）に準拠し、本規格に規定の仕様のダンベル型試験片を用いて引張速度５ｍｍ／分で行なう。引張破壊伸びは下記式（１）より求める。
Ｌ＝［（Ｌ₁−Ｌ₀）／Ｌ₀］×１００（１）
ここで、Ｌは引張破壊伸び（％）、Ｌ₀は初期標線間距離（ｍｍ）、Ｌ₁は破断時の標線間距離（ｍｍ）を表わす。
【０００８】
本発明において、第一の層を構成するプラスチック材料は、引張破断伸びが２％以下であればその組成は特に限定されないが、その好ましい例としては、合成樹脂と、該合成樹脂１００重量部当たり５０〜３００重量部の無機フィラーを含有する樹脂組成物が挙げられる。
【０００９】
前記合成樹脂としては、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ樹脂等が用いられ、中でもポリオレフィン系樹脂およびポリスチレン系樹脂、特にポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂およびポリスチレン系樹脂が好ましい。上記合成樹脂としては、上記のような樹脂を１種または２種以上組合わせて使用することができる。
前記無機フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、シリカ、カオリン、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪酸マグネシウム、、硫酸マグネシウム、タルク、焼成タルク、ガラスフレーク、マイカ、ハイドロタルサイト、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、カーボンブラック等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。上記無機フィラーは、表面処理剤等により表面処理が施されたものであってもよい。第一の層において、無機フィラーの量は合成樹脂１００重量部に対して５０〜３００重量部であることが好ましく、６５〜２５０重量部であることがより好ましい。５０重量部未満では、第一の層の剛性が小さくなって積層体の十分な保形性が達成されないことがあり、３００重量部以上では積層体製造時の加工性が損なわれることがある。
【００１０】
上記の樹脂組成物は、例えば、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、混練ロール、ブラベンダープラストグラフ、ニーダー等の装置を使用してポリオレフィン系樹脂に無機フィラーおよびその他の所望の材料を混合することにより調製することができる。
本発明の積層体において、第一の層の厚みは、積層体の全厚みの１５％以上９５％以下が好ましく、２０％以上９５％以下がより好ましく、２５％以上９０％以下が特に好ましい。
【００１１】
本発明の積層体において、第二の層は、二種類以上の熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の内の少なくとも一つからなる連続相中に他の熱可塑性樹脂からなる分散相が分散した構造を有する樹脂組成物からなり、且つ第二の層の厚み方向の少なくとも一つの断面における前記分散相の平均アスペクト比が３以上である。第二の層の樹脂組成物において、上記二種類以上の熱可塑性樹脂は、合計で６５重量％以上を占めるのが好ましく、７０〜１００重量％を占めるのがより好ましい。
【００１２】
本明細書において、分散相の「平均アスペクト比」は、第二の層の厚み方向の断面において観察される分散相のアスペクト比の平均値を意味し、具体的には、第二の層の厚み方向の断面の電子顕微鏡写真において、３０個以上の分散相を含む連続した領域に含まれる全ての分散相のアスペクト比の平均値を意味する。個々の分散相のアスペクト比は、図１に概略的に示されるように、第二の層の厚み方向の断面において観察される連続相(1)中の分散相(2)の断面の、厚み方向の長さ（ｘ）に対する厚み方向に垂直な方向の長さ（ｙ）の比（ｙ／ｘ）として定義される。本発明の積層体において、分散相の平均アスペクト比は、３以上であり、４〜４０の範囲にあることが好ましい。分散相の平均アスペクト比が３未満であると、積層体の保形性が不十分となる。
【００１３】
連続相および分散相を形成する熱可塑性樹脂組成物としては、海島構造を形成する二種類以上の樹脂を選択して使用する。海島構造については、一つの連続相中に分散相が分散している限り、各相の組成は特に限定されない。例えば、連続相は一種類の熱可塑性樹脂から構成されてもよいし、二種以上の熱可塑性樹脂から構成されてもよい。分散相についても同様である。また、全ての分散相の組成は同一である必要はなく、互いに異なる組成の分散相が混在していてもよい。海島構造を形成し得る限り、同系統の熱可塑性樹脂同士の組み合わせも可能であるが、好ましくは、互いに非相溶である異なる系統の熱可塑性樹脂が用いられる。
【００１４】
連続相に使用する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等が好ましく、中でもポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂およびポリスチレン系樹脂が好ましい。これらは単独で用いられてもよく、また、連続相を形成するものであれば二種類以上が組み合わされて用いられてもよい。
分散相に使用する熱可塑性樹脂は、連続相を形成する樹脂との相溶性を考慮して適宜選択され、例えば連続相がポリオレフィン系樹脂の場合はアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂など、連続相がポリスチレン系樹脂の場合は、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂など、連続相がポリエステル系樹脂の場合は、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂などを選択することができる。
【００１５】
連続相の熱可塑性樹脂と分散相の熱可塑性樹脂の重量比（連続相／分散相）は、４０／６０〜９５／５が好ましく、５０／５０〜９０／１０がより好ましい。上記重量比が４０／６０よりも小さいと、あるいは９５／５よりも大きいと、第二の層が破壊され難くなる。
【００１６】
本発明の積層体が容器の蓋材として使用される場合には、第二の層は、ヒートシール性を有することが好ましく、イージーピール性を併せ有することがより好ましい。特に第二の層は、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂に対してヒートシール性を有することが好ましく、またヒートシール性に加えて、これらの樹脂に対してイージーピール性を併せ有することがより好ましい。本明細書において、「積層体がヒートシール性を有する」とは、接着剤等を用いることなく積層体が加圧、加熱によって被着体に接着され得ることを意味する。また、「積層体がイージーピール性を有する」とは、被着体との間の剥離強度が０．３〜２ｋｇ／１５ｍｍ巾の範囲にあることを意味する。本発明の積層体の容器の蓋材としての用途（積層体と容器との間に接着剤等を用いない）においては、剥離強度が０．３ｋｇ／１５ｍｍ未満であると、積層体の保形性（特に第一の層の保形性）が十分に発現され難くなり、２ｋｇ／１５ｍｍを越えると、剥離時に積層体の破断が発生することがある。尚、剥離強度は、厚さ３００μｍの被着体とそれに貼着された積層体とからなる１５ｍｍ巾の試験片を、引張試験機を用いて剥離速度：３００ｍｍ／分の速度で剥離して測定する。
第二の層の厚みは、積層体の全厚みに対して通常は２〜５０％、好ましくは５〜３０％である。
【００１７】
尚、上記の第一および第二の層は、帯電防止剤、耐ブロッキング剤、滑剤、防曇剤、安定剤、造核剤などの各種添加剤を適宜含有してもよい。
本発明の積層体には、本発明の効果を阻害しない範囲で接着剤層、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレンなどからなる耐熱保護層、印刷層やガスバリア層などなどを有しても良い。
本発明の積層体は、共押出によるインフレーション法、Ｔダイ法、プレス法などの従来公知の加工方法によって製造することができる。また、別々に作成されたフィルムを２液反応型接着剤などを用いるドライラミネーション法やサンドイッチラミネーション法等により積層し製造することもできる。積層体の各層用のフィルムは、例えば、インフレーション法、Ｔダイ法、プレス法など、種々の方法で製造することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の積層体は、外力の作用によって変形すると、アルミニウム箔層を含まないにもかかわらず優れた保形性を発現して、その変形した状態を保持することができる。かかる本発明の積層体は、容器の蓋材として好適に用いることができ、これを容器の蓋材として用いると、内容物の金属探知器による検査を容易に行うことができる。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明を実施例に基づき更に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２０】
実施例及び比較例における積層体の物性は、次の方法に従って評価した。
引張破断伸び
ＪＩＳＫ６７８１（１９７７）に準拠して、引張試験機（島津製作所製、ＡＧＳ−５００Ｄ）を用い、本規格に規定された仕様のダンベル型試験片を引張速度５ｍｍ／分で引張ることにより、引張破断試験を行った。引張破壊伸びは下記式（１）より求めた。
Ｌ＝［（Ｌ₁−Ｌ₀）／Ｌ₀］×１００（１）
ここで、Ｌは引張破壊伸び（％）、Ｌ₀は初期標線間距離（ｍｍ）、Ｌ₁は破断時の標線間距離（ｍｍ）を表わす。
保形性
直径１０ｃｍの円形にカットされた積層体（蓋）(3)と、幅０．３ｍｍのフランジ部で囲まれた内径９ｃｍの円形開口を有するポリスチレン製下容器(4)を用意した。積層体を下容器の前記フランジ部に１８０℃でヒートシールし、密封容器を作製した。下容器を固定した状態で積層体の一端（以下、Ｔ点と称する。図２中、(5)で示す。）をつまみ、積層体の未剥離部分に対し４５°の方向に向けて引いて積層体を下容器から剥離し、下容器の開口部の半分まで密封容器を開封した。開封後、外力から開放された積層体のＥ点の、下容器のフランジ部からの高さを測定した。積層体の保形性を以下の基準で評価した。
○：Ｔ点の高さが３ｃｍ以上であり、保形性に優れる。
×：Ｔ点の高さが３ｃｍ未満であり、保形性に劣る。
分散相の平均アスペクト比
ミクロトームにより厚み方向に切断し、断面を四酸化ルテニウムによって染色した。その後、更にミクロトームにより切削し、観察用の超薄切片を得た。日立製作所製の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて上記超薄切片の写真を撮影した。得られた写真中の少なくとも３０個の分散相を含む領域について、該領域に含まれる全てのアスペクト比を測定し、その結果から分散相の平均アスペクト比を算出した。
【００２１】
実施例１
積層体の第一の層用の、ポリプロピレン（住友化学工業（株）製、住友ノーブレンＹ１０１、融点：１５８℃、メルトフローレート：１０ｇ／１０分）１００重量部及び含水珪酸マグネシウム（林化成（株）製、ＨＳ−Ｔ０．５、見掛比重：０．５ｇ／ｃｃ）１００重量部を含有する樹脂組成物を、２３０℃のＴダイから押出しつつ３０℃の冷却ドラムで巻き取り、厚み１００μｍのフィルムを作製した。また、積層体の第二の層となるヒートシール材として、ゴム変性耐衝撃ポリスチレンを７５重量部、線状低密度ポリエチレンを２０重量部、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体を１０重量部、エチレン−メチルメタクリレート共重合体を３０重量部含有する樹脂組成物を、上記と同様の加工方法でフィルムに加工した。上記第一層用のフィルムの片面に接着剤（大日本インキ（株）製、ディックドライＬＸ−７５Ａ／ＫＷ−４０）を塗布し、更にその上に上記第二層用のフィルムをドライラミネーション法により積層して、第一の層（１００μｍ厚）、接着剤の層、および第二の層（３５μｍ厚）がこの順に積層された積層体を製造した。評価結果を表１に示す。
【００２２】
比較例１
第二の層用のヒートシール材としてエチレン／酢酸ビニル共重合体（東セロＣＭＰＳ００８Ｃ）を用いた以外は実施例１と同様にして、第一の層（１００μｍ厚）／接着剤／第二の層（３５μ厚）の構成からなる積層体を製造した。評価結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の積層体における第二の層の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例および比較例の保形性試験における、蓋の開封方向を示す概略図である。
【符号の説明】
1:連続相
２：分散相
３：積層体（蓋）
４：下容器
５：Ｔ点

Claims

引張破断伸びが２％以下であるプラスチック材料からなる第一の層、および二種類以上の熱可塑性樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の内の少なくとも一つからなる連続相中に他の熱可塑性樹脂からなる分散相が分散した構造を有する樹脂組成物からなる第二の層を有し、前記第二の層の厚み方向の少なくとも一つの断面における前記分散相の平均アスペクト比が３以上であることを特徴とする積層体。
第一の層のプラスチック材料が、１００重量部の合成樹脂と５０〜３００重量部の無機フィラーとを含有する樹脂組成物である請求項１記載の積層体
第二の層がヒートシール性を有する層である請求項１記載の積層体。
請求項１〜３のいずれかに記載の積層体からなる容器用蓋材。