JP4661681B2

JP4661681B2 - 包装用積層体

Info

Publication number: JP4661681B2
Application number: JP2006131765A
Authority: JP
Inventors: 佳樹植田; 雅文井狩
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-05-10
Filing date: 2006-05-10
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2026-05-10
Also published as: JP2007301810A

Description

本発明は、食品、飲料、台所用品、生活用品、医療医薬品などを包装するための包装用積層体に関し、特に基材上に最内層として設けられ内容物に直接触れるシーラント層を改良した包装用積層体に関する。

内容物の保存性、保香性、低吸着性に優れ、長期間にわたって内容物を変質させることがなく、また、内容物を密封できるシール性をもったシーラント用包装材料は様々な分野で必要とされている。従来、このような包装材料として、以下のようなものが知られている。

たとえば、基材、ガスバリア層、シーラント層を順次積層した積層体において、ガスバリア層がアルミニウム箔であるとともに、シーラント層が無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を主成分とするものからなる低吸着性包装材料が知られている（特許文献１）。特許文献１における最内層のシーラント層は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂を主成分とするコーティング液を塗工することにより形成されるものであり、低吸着性およびシール性を発現する。

また、紙を支持体として、中間層にポリオレフィン系樹脂層を有し、該ポリオレフィン系樹脂層表面に形成された改質層を介して直接ポリエステル系低臭低吸着性樹脂層が積層された低臭低吸着性液体紙容器用積層が知られている（特許文献２）。特許文献２においては、中間層にポリオレフィン系樹脂を用い、最内層にポリエステル樹脂を用いることによって、シール性と低吸着性を発現している。
特開２００２−３５５９２５号公報特開平９−１５６０４３号公報

特許文献１の包装材料では、基材へのアタックが大きく、密着性を考慮するとアルミニウム箔を用いることが必須となる。また、この包装材料ではシール層の厚みが薄いため、たとえば液体紙容器としての使用には耐えない。

特許文献２において用いられるポリエステル系樹脂は、樹脂本来の性質によりシール性が不足し、耐内容物性（密着強度）も悪くなる。また、ポリエステル系樹脂はシーラント層に用いるには高価なため、シーラント層の材料をこの樹脂に切り替えるには時間および費用がかかる。

本発明は、シール性が良好で、かつ内容物の低吸着性にも優れた包装用積層体を提供することを目的とする。

本発明に係る包装用積層体は、基材上にシーラント層を積層した包装用積層体であって、前記シーラント層は、ポリオレフィン樹脂と、その中に分散された、ステアリン酸塩をカップリングさせたシリカパウダーとを含むことを特徴とする。

本発明の包装用積層体においては、前記シーラント層中のシリカパウダーの量が重量で０．５％以上７％以下であることが好ましい。

また、本発明の包装用積層体においては、前記シリカパウダーの比表面積が１００ｍ²／ｇ以下であることが好ましい。

本発明によれば、基材上に積層されるシーラント層が、ポリオレフィン樹脂と、その中に分散された、ステアリン酸塩をカップリングさせたシリカパウダーとを含むので、シール性が良好で、かつ内容物の低吸着性、特に焼酎などの香り成分や高分子量のビタミンなどの低吸着性に優れている。

図１に本発明の実施形態に係る包装用積層体の一例の断面図を示す。この包装用積層体は、基材１上にシーラント層２が積層されている。シーラント層２は、ポリオレフィン樹脂２１中に、ステアリン酸塩をカップリングさせたシリカ（ＳｉＯ_x）パウダー２２が分散されている。

本発明においては、シリカパウダーを変性させるために用いられるステアリン酸塩は、俗に金属せっけんとも呼ばれる。このように、ポリオレフィン樹脂中に、ステアリン酸塩により変性させたシリカパウダーをブレンドすることにより、ポリオレフィン樹脂本来の良好なシール性を維持しつつ、内容物の低吸着性に優れたシーラント層を提供することが可能になった。

本発明において、基材としては、紙およびプラスチックフィルムを用いることができる。プラスチックフィルムとしてはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステルフィルム、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、またはこれらを酸変性したものや共重合したものを用いることができる。基材として二軸延伸したフィルムを用いれば、寸法安定性が良好なため特に好ましい。

本発明において用いられるシーラント層を、その製造方法の一例を参照しながら説明する。

まず、ステアリン酸塩をカップリングさせたシリカパウダーの製造方法を以下に説明する。

１）エチルシリケート（２５０部）をエタノール（１２５部）に溶解して加温する。

２）この溶液に、水（８５部）と２Ｍ−ＨＣｌ（０．０８５部）を添加して攪拌する。

３）この溶液を加熱する。

４）加熱後、攪拌しながら、ＳｉＯ₂（エチルシリケートから換算）に対して、重量で２．５〜５％のカップリング剤および０．５〜２％のステアリン酸塩を加える。

５）ゲル化が起こり始めた後も３０分以上加熱を続ける。

６）エタノールを除去する。

７）ゲル化した試料を粉砕して乾燥する。

８）乾燥後さらに粉砕し適切な粒度に篩い分けし、７００〜９００℃で２〜１０時間焼成する。

本発明において用いられるステアリン酸塩は、ステアリン酸カルシウムおよびステアリン酸アルミニウムが好ましい。ステアリン酸塩をシリカパウダーにカップリングさせるために用いられるカップリング剤としては、一般式でＲ−Ｓｉ（ＯＲ’）₃と表されるシランカップリング剤が好ましい。

本発明において、シリカパウダーの比表面積は低吸着性を得るための重要な指標である。具体的には、シリカパウダーの比表面積を１００ｍ²以下とすることによって、より低吸着性を改善することができる。なお、シリカパウダーの比表面積がゼロになることはない。シリカパウダー自体は親水性で内容物の吸着を促進する傾向があるため、本発明ではカップリング反応によりシリカパウダーの表面をステアリン酸塩（金属せっけん）で処理している。このようにシリカパウダーの比表面積を可能な限り小さくすることにより、低吸着性およびポリオレフィンとの易混合性の両立を実現することができる。

上記のように、比表面積の小さい（１００ｍ²／ｇ以下）シリカパウダーを製造するには、ゲル化時間を６０分以上と長くする、または、焼成温度を高くしかつ焼成時間を長くすることが考えられる。

以上の工程により、最適な粒度および比表面積を有する変性シリカパウダーを得ることができる。

次に、シーラント層は、上記のようにして得られたシリカパウダーを、ポリオレフィン樹脂（ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＰＰなど）に０．１〜１０％ドライブレンドしたものを、２００〜２９０℃の温度で製膜することにより作製することができる。

シーラント層中のシリカパウダーの含有量は、少なすぎると低吸着性が得られず、多すぎると表面に析出して適切なシール性が得られないため、０．１〜１０％が好ましく、０．５〜７％がより好ましい。

本発明に係るシーラント層は、特に脂肪酸エステルなど高分子量エステル不飽和物やビタミンに対する低吸着性に優れている。具体的には、本発明に係るシーラント層は、ポリオレフィン樹脂のシール性を維持しつつ、焼酎などの香り成分の低吸着性による保香機能やビタミンなどの低吸着性を示すようになる。

したがって、基材上に上記のシーラント層を積層した包装用積層体は、特に焼酎やビタミンのような内容物を入れる容器に好適に使用することができる。こうした容器の形態としては、パウチや袋状容器はもちろんのこと、カップ状、ブリック状、円筒状、ケーブルトップ状の紙製飲料容器などが挙げられる。

以下、実施例に基づいて本発明の包装用積層体をより詳細に説明する。
以下のようにして、ステアリン酸塩をカップリングさせたシリカパウダーを製造した。

３）この溶液を８０℃に加熱する。

４）加熱後、攪拌しながら、ＳｉＯ₂（エチルシリケートから換算）に対して５％のカップリング剤および１％のステアリン酸アルミニウム塩を加える。

５）ゲル化が起こりはじめた後も、加熱する。このとき、ゲル化時間を６０分間（シリカパウダーＡ）または３０分間（シリカパウダーＢ）に調整した。

６）エタノールを除去する。

７）ゲル化した試料を粉砕して乾燥する。

８）乾燥後さらに粉砕し適切な粒度に篩い分けして焼成する。このとき、焼成温度を７００℃に設定し、焼成時間を８時間（シリカパウダーＡ）または２時間（シリカパウダーＢ）に調整した。

シリカパウダーＡおよびシリカパウダーＢの作製条件および比表面積を下記にまとめて示す。
シリカパウダーＡ：ゲル化時間６０分焼結時間８時間比表面積７０ｍ²／ｇ、
シリカパウダーＢ：ゲル化時間３０分焼結時間２時間比表面積３００ｍ²／ｇ。

これらシリカパウダーＡまたはＢを用い、以下のようにして基材上にラミネートされたシーラント層を有する包装用フィルムを製造した。

[実施例１］
低密度ポリエチレン（メルトインデックスＭＩ４．０、密度０．９２）に対して、重量で５％のシリカパウダーＡ（比表面積：７０ｍ²／ｇ）を混合した後、よく攪拌し、２８０℃の温度でエクストルーダーラミネート機により１２μｍのＰＥＴフィルム上に押出加工を行い、厚さ６０μｍの包装用フィルムを製造した。

[実施例２］
低密度ポリエチレン（ＭＩ４．０、密度０．９２）に対して、重量で１％のシリカパウダーＡを混合した以外は実施例１と同様の方法で包装用フィルムを製造した。

[実施例３］
低密度ポリエチレン（ＭＩ４．０、密度０．９２）に対して、重量で５％のシリカパウダーＢ（比表面積：３００ｍ²／ｇ）を混合した以外は実施例１と同様の方法で包装用フィルムを製造した。

［比較例１］
シリカパウダーを混合しない低密度ポリエチレン（ＭＩ４．０、密度０．９２）を用いた以外は実施例１と同様の方法で包装用フィルムを製造した。

これらの包装用積層体（ＰＥＴ／シーラント）を、接触面積１００ｃｍ²のパウチに製袋し、各パウチに乙類いも焼酎（市販品）を５０ｇ充填し、２３℃で２４０時間保存した。また、ブランクとして、ガラス容器中に乙類いも焼酎（市販品）を５０ｇ充填し、２３℃で２４０時間保存した。その後、以下の方法で内容物のうち脂肪族エステル成分を分析した。

１．前処理
保存後の焼酎を、各々１．０ｇずつ秤量し、遠心エバポレーターを用い、４０℃で約４時間にわたって濃縮して乾固させた。乾固物に５０００倍希釈の内標準物質（内標）としての１−デカノール１５μＬおよびエタノール１５μＬを加えて振とうした後、ＧＣ／ＭＳ分析にかけた。

２．ＧＣ／ＭＳ分析条件
装置：HP5890 Series II Gas Chromatograph
カラム：Omegawax250, 30m×0.25mm×0.25μm
キャリアガス：He(80kPa)
カラム温度：50℃ (2 min)−(10℃／min)−250℃ (8 min)
注入方式：スプリットレス
イオン化方式：El
走査範囲：m/z 10〜500
イオン源温度：200℃。

計算に用いたイオンは、以下のとおりである。
内標準物質１−デカノール（保持時間１４’３８”〜１４’４０”）：m/z 112、
香料成分パルミチン酸エチル（保持時間２０’００”〜２０’２０”）：m/z 88、
香料成分ステアリン酸エチル（保持時間２１’５６”〜２１’５９”）：m/z 88。

実施例１〜３、比較例１、ブランクのそれぞれについて、香料成分のマスクロマトグラム面積値を内標準物質（１−デカノール）のマスクロマトグラム面積値で除する計算を行った。また、ガラス容器中で保存した焼酎におけるパルミチン酸エチルおよびステアリン酸エチルの残存率を１００％と仮定して、各パウチ中で保存した焼酎におけるパルミチン酸エチルおよびステアリン酸エチルの残存率を計算した。これらの計算値を表１にまとめて示す。

表１に示したように、比較例１の未添加フィルムと比較して、実施例１〜３のシリカパウダー添加フィルムは、長鎖脂肪酸エステルの残存率が高く、低吸着性および保香性能に優れている。

実施例１〜３のシリカパウダー添加フィルムを用いて、袋状に製袋したところ、ポリエチレンと同等のシール性を有する包装容器を問題なく作製することができた。

本発明の包装用積層体の一例を示す断面図。

符号の説明

１…基材、２…シーラント層、２１…ポリオレフィン樹脂、２２…シリカパウダー。

Claims

基材上にシーラント層を積層した包装用積層体であって、前記シーラント層は、ポリオレフィン樹脂と、その中に分散された、ステアリン酸塩をカップリングさせたシリカパウダーとを含むことを特徴とする包装用積層体。
前記シーラント層中のシリカパウダーの量が重量で０．５％以上７％以下であることを特徴とする請求項１記載の包装用積層体。
前記シリカパウダーの比表面積が１００ｍ²／ｇ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の包装用積層体。