JP4774612B2

JP4774612B2 - イージーピールシール材及び蓋材

Info

Publication number: JP4774612B2
Application number: JP2001078909A
Authority: JP
Inventors: 和憲小松; 克也江本
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP2002275362A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック板又はプラスチック容器、とりわけアモルファスポリエチレンテレフタレート（以下Ａ−ＰＥＴと略記することがある）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮと略記することがある）と呼ばれるポリエステル板又はポリエステル容器との間で、低温でのヒートシールが可能でありながら引き剥がすときには容易に剥がすことができるイージーピールシール材及び該イージーピール用シール材と基材とを積層して得られ、ポリエステル板又はポリエステル容器とヒートシールするための蓋材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル等を始めとするプラスチックシートを熱成型するか或いは射出成型して得られるトレイ状又はカップ状成型体は食品や飲料品の容器として広く用いられている。一般に内容物をそのようなプラスチック容器に密封包装する時は、容器に内容物を充填し、その後蓋材とプラスチック容器をヒートシールして密封する。その際、ヒートシール温度が高温であるとプラスチック容器が変形したり、ヒートシール部が肉薄になり内容物の漏洩が起こる可能性があるため、低温でヒートシールできるシール材が求められている。また、シール強度が強すぎると蓋材を手で剥離することが困難であるため蓋材を切り開く必要が生じる。すなわちシール材としては、低温でのシールが可能であり、且つ適度なシール強度を保つことが必要である。具体的にはシール強度は４〜２０Ｎ／１０ｍｍであるのが望ましい。
【０００３】
一方、食品容器に使用されるプラスチックとしては従来ポリプロピレンをはじめとするポリオレフィンが多用されてきたが、食品の香気成分を吸着するため食品の味や香りが変化することがあり、またポリオレフィン特有の臭気を発生することもあり、食品本来の風味が失われるといった問題点があった。そこで最近では、この点を改良するためにポリエチレンテレフタレートのようにいわゆるフレーバー性の良好なプラスチックからなる食品容器を使用しようとする動きがある。
【０００４】
ポリエステル容器への蓋用のシール材としてのこれまでの発明として、特開平４−１８２６８号公報では二種類のポリエステル系樹脂を用い、一方を全面に、もう一方をその上に、例えば網目状といった一部分に塗布するというシール材を提案しているが、コスト面から考えても実用化しにくい物であった。さらに、特開昭５９−５９４４４号公報ではポリエステルにポリエチレン系樹脂をブレンドしてイージーピール性に優れた蓋材を提案しているが、ポリエチレン樹脂を多量に使用するためにフレーバー性が良くない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来のイージーピールシール材の有する問題点を解決し、特定のガラス転移温度をもつポリエステルに特定の融点を有する結晶性ポリエステル、及び／又は特定組成のポリエステルをブレンド使用することにより、ポリエステル板及びポリエステル容器に対して低温でのヒートシールが可能であり、しかもイージーピール性に優れたシール材及び蓋材を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のイージーピールシール材は、ガラス転移温度が５０℃以上のポリエステル（Ａ）及び、融点が１４０℃以下の結晶性を有するポリエステル（Ｂ）又はポリアルキレングリコールを共重合したポリエステル（Ｃ）のいずれか一方、を含有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のイージーピール蓋材は、上記のイージーピールシール材を基材に積層したものであることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成からなる本発明のイージーピールシール材と蓋材は、低温ヒートシール性とイージーピール性共に優れ、またフレーバー性にも優れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のイージーピールシール材及び蓋材の実施の形態を詳細に説明する。
本発明において用いられるポリエステル樹脂組成物のうち、ポリエステル（Ａ）のガラス転移温度は５０℃以上、好ましくは５５℃以上である。ガラス転移温度が５０℃未満になると、フレーバー性が低下するために内容物の風味が変化する問題が生じる。
【００１０】
ポリエステル（Ａ）の数平均分子量はフィルム成形性の点より通常１００００〜５００００程度であるのが好ましい。
【００１１】
ポリエステル（Ａ）の組成はテレフタル酸とエチレングリコールを主成分とし、イソフタル酸、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノールから選ばれる少なくとも一種以上の成分を合計量で１０モル％以上、好ましくは１５モル％以上、さらに好ましくは２０モル％以上共重合されたものが好ましい（全酸成分を１００モル％、全グリコール成分を１００モル％とする）。これら成分を１０モル％以上共重合することによりポリエチレンテレフタレートの結晶性が低下し、融点が下がるため、フィルムへの成形性等が向上する。共重合量が１０モル％未満では低温での加工性が悪くなり、生産性が低下する。
【００１２】
ポリエステル（Ａ）には上記性能を損なわない範囲でこれ以外の成分を共重合することが出来る。例えば多価カルボン酸成分としてはオルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、フマル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカン酸、ダイマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸、水添化無水フタル酸、トリメリット酸等の公知のものが使用できる。また、多価アルコール成分としてはプロピレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、ダイマージオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、トリメチロールプロパン等が使用できる。
【００１３】
本発明のイージーピールシール材に用いられる樹脂組成物のうち、結晶性ポリエステル（Ｂ）の融点は１４０℃以下が好ましく、さらには１３５℃以下がより好ましく、１３０℃以下が最も好ましい。融点が１４０℃を越えると低温でのシール性が低下する。融点が１４０℃を越えた樹脂でも、シール温度を上げればシールは可能になるが、容器の熱変形が顕著となり外観が悪くなるので使用できない。
【００１４】
結晶性ポリエステル（Ｂ）の数平均分子量はシール性やフィルムの成形性の点から通常１００００〜５００００程度であるのが好ましい。
【００１５】
共重合ポリエステル（Ｂ）の組成はテレフタル酸とブタンジオールを主成分とするポリエステルにそれ以外のジカルボン酸あるいはグリコールを１０モル％以上共重合したものが好ましい。適度な共重合成分を導入することにより、ポリブチレンテレフタレートの結晶性を低下させ、融点を下げると低温でのシール性が向上する。その際使用される多価カルボン酸とはイソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカン酸、ダイマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸、水添化無水フタル酸、トリメリット酸等の公知のものが使用できる。また、多価アルコール成分としてはプロピレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ダイマージオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、トリメチロールプロパン等が使用できる。
【００１６】
ポリエステル（Ｃ）にはポリアルキレングリコールを共重合するとガラス転移温度が低下するので、シール層自体の柔軟性が向上し、ねっとりとした良好な剥離感を得ることができると共に後述するようにポリエステル（Ａ）に対する相溶性が調節しやすい。共重合するポリエーテルグリコールとしてはポリテトラメチレングリコールが樹脂の生産性やコスト、性能の面から好ましい。
【００１７】
ポリエステル（Ｃ）に共重合するその他の成分としては特に限定されないが、例えば多価カルボン酸とはテレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカン酸、ダイマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸、水添化無水フタル酸、トリメリット酸等の公知のものが使用できる。また、多価アルコール成分としてはエチレングリコール、ブタンジオール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ノナンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ダイマージオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、トリメチロールプロパン等が使用できる。その中でもテレフタル酸とブタンジオールを共重合したものがコストや汎用性、及び後述する相溶性調節が容易となり好ましい。
【００１８】
共重合ポリエステル（Ｃ）の数平均分子量はシール性やフィルムの成形性の点から通常１００００〜５００００程度であるのが好ましい。
【００１９】
本発明のイージーピールシール材に用いられるポリエステル（Ａ）／（ポリエステル（Ｂ）＋ポリエステル（Ｃ））の配合比は５０／５０〜９５／５ｗｔ％の範囲にあることが望ましい。また好ましくは５５／４５〜９４／６ｗｔ％、さらに好ましくは６０／４０〜９３／７ｗｔ％である。ポリエステル（Ａ）の配合量が５０％未満であるとシール性が高くなりすぎイージーピール性が低下する。一方９５％を越えてもシール性が高くなりすぎイージーピール性が低下する。ポリエステル（Ａ）にポリエステル（Ｂ）及び／又はポリエステル（Ｃ）を配合する際、その相溶性を調節することにより適度な接着性とイージーピール性を両立することができる。相溶性を悪くするとシール性が低下し、イージーピールが可能になるが、相溶性を悪くしすぎるとシール強度が低下しすぎ、容器の密封が難しくなる。また少しの振動でも口が開いてしまう懸念もある。
【００２０】
一方相溶性が良すぎるとシール強度が高くなるため、手で剥離することが困難となりイージーピール性がなくなる。すなわちポリエステル（Ａ）としてフレーバー性の良い高ガラス転移温度の樹脂を用い、別のポリエステルとのブレンドにより相溶性を調節すると良好なイージーピールシール材を作ることが出来る。その際にブレンドするポリエステルとしては一定温度以下の融点を持つ接着性良好な結晶性ポリエステル（Ｂ）、あるいはポリエステル（Ａ）に対して相溶性の悪いポリテトラメチレングリコールを共重合したポリエステル（Ｃ）をそれぞれ単独で用いても良いが、特にその両者を併用すると相溶性の調節がしやすく比較的容易にイージーピールシール材が作成出来るだけでなく、上述のように柔軟性が増すためにねっとりとした剥離感良好なイージーピール性を付与することができる。ポリエステル（Ｂ）とポリエステル（Ｃ）の配合比は特に限定されないが、２０／８０〜８０／２０ｗｔ％の範囲にあることが望ましい。
【００２１】
また、本発明のイージーピールシール材に用いられるポリエステル樹脂組成物に、さらに必要に応じて種々の添加剤を添加することが出来る。例えば、スリップ剤としてはシリカ、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等、帯電防止剤としてステアリン酸モノグリセライド、ソルビタン酸ポリオキシエチレン等である。また、その特性を大きく変えない範囲でポリオレフィン系樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、その他のポリエステルなどを一部含有することができる。
【００２２】
本発明に用いられるイージーピールシール材のシール強度を測定する方法としては以下の方法を用いて行われる。５０μｍ２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績株式会社製Ｅ１５０１）のコロナ放電処理面上にシール材層を積層した後、５００μｍＡ−ＰＥＴと合わせて、（テスター産業社製ヒートシールテスターＴＰ−７０１−Ｂ）１４０℃×１９６ｋＰａ×２秒の条件で貼り合わせた後、引っ張り試験機で１００ｍｍ／ｍｉｎの速度でＴ型剥離を行う。この時のシール強度としてイージーピール性が良好とされる値は、４〜２０Ｎ／１０ｍｍ、望ましくは６〜１５Ｎ／１０ｍｍの範囲である。このシール強度が２０Ｎ／１０ｍｍを越えると、特に、力のない人や子供には開けにくくなりナイフ等で切り開く必要が生じる。また場合によっては基材である２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム自身を破壊してしまい、蓋が破れてしまうこともある。一方、シール強度が４Ｎ／１０ｍｍ未満であると輸送中の振動等によって蓋が不用意に開いてしまう恐れがある。
【００２３】
本発明のイージーピールシール材は、基材、例えばポリエチレンテレフタレートフィルムのようなプラスチックフィルム、アルミニウム等の金属箔、あるいは紙などの上に直接溶融押し出しして積層体とすることもできるし、本発明のイージーピールシール材に用いられる樹脂をフィルムに前もって製膜した後、別の適当な公知の接着剤を用いて上記の基材に積層する事もできる。
【００２４】
本発明のイージーピールシール材を含む積層体は一般のヒートシールに用いることもできるが、特にポリエステル板またはポリエステル容器などのポリエステル製品に対するイージーピール材として最適である。ポリエステル製品とはＡ−ＰＥＴやＰＥＮやＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）が好適であるが、共重合ポリエステルのシートに対しても有用である。その際の共重合ポリエステルとは特に限定されないが、テレフタル酸／イソフタル酸／／エチレングリコール共重合体、テレフタル酸／／エチレングリコール／シクロヘキサンジメタノール共重合体、テレフタル酸／／エチレングリコール／ネオペンチルグリコール共重合体、テレフタル酸／／エチレングリコール／ジエチレングリコール共重合体等がコストや汎用性の面で好ましい。
【００２５】
本発明のイージーピールシール材の厚みは用途により任意に定めることができるが、通常３〜５０μｍ程度である。また蓋材の厚みも用途により任意に定めることができるが、通常２０〜１５０μｍ程度である。
【００２６】
【実施例】
本発明を更に詳細に説明するために以下に実施例を挙げるが、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。尚、実施例に記載された測定値は次の方法によって測定したものである。
【００２７】
数平均分子量：テトラフルオロイソプロパノールを溶媒として用い、ゲル浸透クロマトグラフィーによりポリスチレン換算値として求めた。
ガラス転移温度、融点：セイコー電子工業株式会社製ＤＳＣ２２０型で、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で測定した。測定試料１０ｍｇをアルミパンにいれ、蓋を押さえて密封し測定した。
【００２８】
シール強度：５０μｍの二軸延伸ＰＥＴ上に４０μｍのシール材層を積層し、次いで３００μｍのＡ−ＰＥＴと合わせた後、テスター産業社製ヒートシールテスターを用いてヒートシールを行った。尚、ヒートシールは温度１４０℃、圧力１９６ｋＰａ、時間２秒で行った。シール強度は東洋ボールドウィン製ＲＴＭ−１００引っ張り試験機を用い１００ｍｍ／ｍｉｎでの引っ張り速度でＴ型剥離接着力を測定した。シール強度４〜２０Ｎ／１０ｍｍのものを良好、それ以外のものを不良と判断した。
【００２９】
剥離感：上記方法でシールしたサンプルを手で剥離したときの剥離感を以下の判断基準に従って評価した。
◎：ねっとりとした剥離感
○：剥離感良好
×：剥離感が強すぎる、弱すぎる
【００３０】
フレーバー性：５０μｍの二軸延伸ＰＥＴ上に４０μｍのシール材層を積層したフィルムをパウチ状にし、そこへ水１００ｍｌを入れてヒートシールにより密封した。そのパウチを２５℃×１週間保管した後、その中の水の味を以下の判断基準に従って評価した。
◎：全く無味無臭
○：ほぼ無味無臭
×：異味や異臭が感じられる
【００３１】
ポリエステル（Ｉ）の製造例
攪拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶内にテレフタル酸１６６０重量部、エチレングリコール９３０重量部、ネオペンチルグリコール５２０重量部、を入れて２００〜２４０℃、１９６ｋＰａ加圧下で２時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、放圧し、テトラブチルチタネート０．７重量部を加えて、充分に撹拌してから反応系を２４０℃から２７５℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にしてゆき、６０分かけて２７５℃で６６５Ｐａとした。そしてさらに１３３Ｐａ以下で５５分間重縮合反応を行い、淡黄色のポリエステル（Ｉ）を得た。ポリエステル（Ｉ）は、ＮＭＲ分析の結果、ジカルボン酸成分はテレフタル酸１００モル％、ジオール成分はエチレングリコール７７モル％、ネオペンチルグリコール２３モル％の組成を有していた。また、ガラス転移温度は７８℃、明確な融点を示さず、数平均分子量２８０００の非晶性樹脂であった。
【００３２】
ポリエステル（ＩＩ）〜（ＩＸ）は、ポリエステル（Ｉ）と同様な方法により合成した。それぞれの値を表１に示す（数値は樹脂中のモル％）。
【００３３】
表２、３中の配合は重量比（％）である。混練は池貝鉄工株式会社製３０ｍｍφ二軸混練機を用いて行い、ペレット化した後、日本精工所株式会社製４０ｍｍφ単軸押し出し機を用いて５０μｍ２軸延伸ＰＥＴフィルムからなる基材上へ押し出しラミネートすることにより評価サンプルを得た。未配合のポリエステル単独のものは直接押し出しラミネートを行った。
【００３４】
表２によると実施例２〜６の樹脂組成物は何れもシール強度は４〜２０Ｎ／ｃｍの適度な範囲にあり、剥離感も良く、フレーバー性も優れている。表３によると比較例１〜６の樹脂組成物はシール強度が強すぎるあるいは弱すぎる、剥離感が悪い、フレーバー性が悪いといった問題点がある。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【表２】

【００３７】
【表３】

【００３８】
【発明の効果】
本発明のイージーピールシール材及びそれを積層した蓋材によれば、低温ヒートシール性とイージーピール性及びフレーバー性共に優れている。

Claims

ガラス転移温度が５０℃以上のポリエステル（Ａ）及び、融点が１４０℃以下の結晶性を有するポリテトラメチレングリコールを共重合したポリエステル（Ｂ）を含有することを特徴とするイージーピールシール材。
ポリエステル（Ａ）／ポリエステル（Ｂ）の割合が５０／５０〜９５／５ｗｔ％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載のイージーピールシール材。
ガラス転移温度が５０℃以上のポリエステル（Ａ）がテレフタル酸とエチレングリコールを主成分とするポリエステルにイソフタル酸、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノールから選ばれる少なくとも一種以上の成分を１０モル％以上共重合されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載のイージーピールシール材。
融点１４０℃以下の結晶性を有するポリエステル（Ｂ）がテレフタル酸とブタンジオールを主成分とする共重合ポリエステルであることを特徴とする請求項１〜３記載のいずれかに記載のイージーピールシール材。
請求項１〜４のいずれかに記載のイージーピールシール材を基材に積層したことを特徴とするイージーピール蓋材。
ポリエステル製品にヒートシールされることを特徴とする請求項５記載のイージーピール蓋材。