JP6693797B2 - プレススルーパック包装体用蓋材及びその製造方法、並びにプレススルーパック包装体 - Google Patents

プレススルーパック包装体用蓋材及びその製造方法、並びにプレススルーパック包装体 Download PDF

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本発明は、主に錠剤やカプセル等の医薬品、又はキャンディーやチョコレート等の食品の包装に好適に使用できる、プレススルーパック(PTP)包装体用蓋材及びその製造方法、並びにプレススルーパック(PTP)包装体に関する。
医薬品や食品等の包装形態の一つとして、底材と蓋材とを備えるプレススルーパック(以下、「PTP」ともいう。)包装体が知られている。PTP包装体は、まず、ポリ塩化ビニル系樹脂又はポリプロピレン系樹脂等からなるプラスチックシートを、真空成形又は圧空成形することによって、ポケット状の凹部を有する底材として成形し、そして、この凹部に内容物を充填し、その後、凹部以外の部分であるフランジ部をヒートシール性の蓋材でシールすることによって、形成される。
PTP包装体は、収納された内容物に対して底材の外側から蓋材の方向に力を加えて、蓋材を破ることによって、内容物を取り出すことができるように構成されたものである。PTP包装体の蓋材は、蓋材フィルムと、フィルムの一方の表面に設けられたヒートシール層、並びにフィルムの他方の表面(反対面)に設けられた印刷及びOP(オーバープリント)ニス層とで構成される。
蓋材フィルムとしては、現在、内容物を押し出すことによって容易に破れるという性質(プレススルー性)に優れた、アルミ箔、グラシン紙、熱可塑性樹脂の延伸フィルム等が用いられている。ヒートシール層を形成するためのヒートシール剤としては、塩化ビニル樹脂系ヒートシール剤(特許文献1)、塩化ビニル−ポリエステル樹脂系ヒートシール剤(特許文献2)、アクリル変性ポリプロピレン系ヒートシール剤(特許文献3)、エチレン酢酸ビニル系エマルジョン型ヒートシール剤(特許文献4)等が知られている。また、印刷部分を覆うことで保護する表面保護層であるOPニス層を形成するためのOP(オーバープリント)剤としては、セルロースやスチレン−無水マレイン酸共重合体塩等の水溶性樹脂や、エポキシ樹脂やポリウレタン樹脂等の溶剤型樹脂を含む塗布剤、並びに接着剤を塗布した、低密度ポリエチレンや無延伸及び延伸ポリプロピレン等のプラスチックフィルム(特許文献5)が知られている。
特開2008−174302号公報 特開2005−178829号公報 特開平09−57920号公報 特開2003−192904号公報 特開2009−023717号公報
しかしながら、特許文献1〜3に記載されたヒートシール剤を使用したPTP包装体用蓋材では、塩化ビニル−ポリエステル樹脂等の樹脂が、塗工前には溶媒であるトルエン、酢酸エチル、MEK等の有機溶剤を大量に含みそれらに溶解しているため、塗工時の乾燥工程において有機溶剤中毒の観点から大規模な有機溶剤対応の換気設備が必要となったり、乾燥条件によっては巻き取り工程で巻きジワが発生しやすく外観が悪化したり、その後のスリット工程の繰り出し時にブロッキングが発生したりする。また、蓋材フィルムに熱可塑性樹脂の延伸フィルムを用いる場合には、樹脂は一般的に耐薬品性に劣るため、溶解・塗工が困難となる場合が多い。ここで「ブロッキング」とは、ロール状に巻き取った蓋材において、蓋材の一方の面と、ロールを一周した後のもう一方の面とが貼り付いてしまい、剥がしにくくなる現象をいう。
また、特許文献1〜3に記載されたPTP包装体用蓋材は、PTP包装工程において底材とヒートシールする際のシール温度を高温(一般的には220℃〜260℃程度)とする必要があるために、PTPの内容物(錠剤、食品等)が熱に晒されやすい。このため、当該PTP包装体用蓋材は熱のダメージをうけやすい内容物に適用するのは困難であり、内容物と蓋材とのクリアランス(図1におけるクリアランス9を参照。)が小さすぎる場合には、内容物に焼け跡がついてしまったりする(例えば、「錠剤のヤケド」といわれる現象)。そのため、底材の凹部サイズと内容物のサイズとが制限されてしまう。
また、高温にてヒートシールされたPTP包装体は、底材シートの加熱収縮等によりカールしやすく包装体の外観を損ねる、PTP包装体を重ね合わせたものをピロー包装や外装箱に梱包する際に重ね合わせにくい、梱包の容積が大きくなる、PTP包装体がひっかかってうまく箱に入らない等の問題が生じやすい。
一方、特許文献4に記載されたエチレン酢酸ビニル系エマルジョン型ヒートシール剤は、トルエン、酢酸エチル、MEK等の有機溶剤を全く含んでいない、もしくはごく少量しか含んでおらず、また、低温(100〜150℃程度)でのヒートシール性に優れる。しかしながら、ロール状に巻き取った蓋材を40℃を超える様な夏場の輸送や高温雰囲気下での保管後を想定した耐ブロッキング性が十分ではない等の問題がある。
殊に、特許文献5に記載されたOPニス剤としての塗布剤は、低温(100〜150℃程度)でのヒートシール性に優れる低温ヒートシール剤の層に対する耐ブロッキング性が十分ではない問題がある。また、特許文献5に記載されたOPニス剤としてのプラスチックフィルムについて言えば、アルミ蓋材の内容物の押出性を阻害しないように、内容物の入っていない底材部分に接するアルミ蓋材表面のみに、厚み12〜50μmの厚いプラスチックフィルムを、接着剤で貼り合わせている。そのため、蓋材のOP面が凹凸表面を有することとなり、PTP包装体の底材のポケット状の凹部の位置と、蓋材のOP面の凹部の位置とを合わせてヒートシールする必要性が生じ、位置ズレが起こりやすくなる。上記の通り、特許文献5に記載されたPTP包装体用蓋材は、低温ヒートシール性に劣るという問題がある。
そこで、本発明は、ロール状に巻き取った状態で夏場の高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性を有し、低温でのヒートシールにより十分なヒートシール強度を可能にする優れた低温ヒートシール性を有し、蓋材をヒートシールする際に要求される耐熱性を備える、プレススルーパック包装体用蓋材及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、プレススルーパック包装体を提供することも目的とする。
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、一方の表面に、特定のガラス転移温度を有するアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を主体とした樹脂からなるヒートシール層と、他方の表面に(反対面に)、特定の融解ピーク温度を有するアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を主体とした樹脂からなる表面保護層(印刷部分がある場合はOP(オーバープリント)ニス層)とを有するプレススルーパック(PTP)包装体用蓋材とすることで、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、以下のPTP包装体用蓋材及びその製造方法、並びにPTP包装体を提供するものである。
(1)蓋材フィルムの一方の表面にヒートシール層を有し、他方の表面に表面保護層を有する蓋材であり、
前記ヒートシール層は、ガラス転移温度が−70℃以上30℃未満であるアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を含む樹脂からなり、
前記表面保護層は、融解ピーク温度が50℃以上200℃未満であるアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂からなる、
ことを特徴とする、プレススルーパック包装体用蓋材。
(2)前記酸変性ポリオレフィン系樹脂が、酸変性ポリプロピレン及びその部分中和物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む樹脂である、(1)に記載のプレススルーパック包装体用蓋材。
(3)前記ヒートシール層が、アクリル系樹脂を含む樹脂からなり、
前記アクリル系樹脂が、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステル、及びアクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のカルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体と、エチレン、スチレン、及びα−メチルスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の他の単量体との共重合体である、(1)又は(2)に記載のプレススルーパック包装体用蓋材。
(4)前記蓋材フィルムが、スチレン系樹脂からなる、(1)〜(3)のいずれか1つに記載のプレススルーパック包装体用蓋材。
(5)(1)〜(4)のいずれか1つに記載のプレススルーパック包装体用蓋材と、内容物を収容する凹部と蓋材に貼り合わせられるフランジ部とを有する底材とが、互いにヒートシールされていることを特徴とする、プレススルーパック包装体。
(6)ガラス転移温度が−70℃以上30℃未満であるアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を含む樹脂からなるヒートシール層、及び、融解ピーク温度が50℃以上200℃未満であるアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂からなる表面保護層を、それぞれ蓋材フィルムの両表面に塗工する工程を備えることを特徴とする、プレススルーパック包装体用蓋材の製造方法。
本発明によれば、ロール状に巻き取った状態で夏場の高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性を有し、低温でのヒートシールにより十分なヒートシール強度を可能にする優れた低温ヒートシール性を有し、蓋材をヒートシールする際に要求される耐熱性を備える、プレススルーパック包装体用蓋材及びその製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、プレススルーパック包装体を提供することもできる。
本発明に係るPTP包装体用蓋材を備えた本発明に係るPTP包装体の一実施形態を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」ともいう。)について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の蓋材は、内容物として、主に錠剤やカプセル等の医薬品、又はキャンディーやチョコレート等の食品を充填するためのPTP包装体に用いられるものである(ここでは、錠剤を充填する場合を例示する)。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
(プレススルーパック(PTP)包装体用蓋材)
図1に示す本実施形態のPTP包装体10は、底材1と本実施形態のPTP包装体用蓋材8とを備える。底材1には、成型されたポケット状の凹部1aとフランジ部1bとが成型されており、凹部1aに内容物(錠剤)2が充填されている。蓋材8は、ヒートシール層3と表面保護層6とにその両面を挟まれた蓋材フィルム4Aを備える。ここで、凹部1aは内容物を収容し、また、フランジ部1bは蓋材8に貼り合わせられる。
蓋材8のうち、ヒートシール層3は底材1のフランジ部1bの表面と蓋材フィルム4Aの表面F1とを接着している。ヒートシール層3は、底材1のフランジ部1bと融着される側の面を形成している。
また、蓋材フィルム4Aの底材1と反対側の表面F2上には、製品名称ロゴ等の印刷部分5が、着色されたウレタン系樹脂やアクリル系樹脂等のインキにより形成される場合があり、この場合、印刷部分5を保護するための表面保護層(OP(オーバープリント)ニス層)6が表面F2の全面を覆うように形成される(図1参照)。更に、内容物が医薬品である場合には、医療過誤防止を目的に表面F1にも印刷やアルミ等の蒸着処理がなされる場合がある。
本実施形態のPTP包装体用蓋材8は、ヒートシール層3に含まれる、ガラス転移温度が−70℃以上30℃未満であるアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を主体とした樹脂により、100〜150℃程度の低温で底材1とヒートシールすることができ、内容物2と蓋材8とのクリアランス9が小さい場合であっても、内容物2が高温の熱に晒されにくい、PTP成形機の昇温時間が短い、PTP包装体がカールしにくい、という長所を有する。
その一方で、ガラス転移温度が−70℃以上30℃未満であるアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を主体とした樹脂からなるヒートシール層は、ロール状に巻き取った蓋材を夏場の輸送や高温雰囲気下での保管を想定した場合の耐ブロッキング性が十分でない虞がある。ここで、本実施形態のPTP包装体用蓋材8では、表面保護層6を融解ピーク温度が50℃以上200℃未満であるアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を主体とした樹脂とすることにより、蓋材8をヒートシールする際に要求される耐熱性と高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性とを有することができる。
−蓋材フィルム−
蓋材フィルム4Aは、内容物を押し出すことによって容易に破れるという性質(プレススルー性)を持つ素材であればいずれのものからなっていてもよく、一般的にはアルミ箔、グラシン紙、熱可塑性樹脂からなるフィルム等が挙げられ、廃棄時の易焼却性、リサイクル性、印刷判読性等の観点から、熱可塑性樹脂からなるフィルムが好ましい。
蓋材フィルム4Aが熱可塑性樹脂からなるフィルムである場合は、延伸フィルムであることが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、フィルム状に製膜できるものであれば特に制限されず、スチレン系樹脂、エチレン系樹脂やプロピレン系樹脂等のオレフィン系樹脂、エステル系樹脂(ポリ乳酸を含む)、アミド系樹脂等が挙げられる。このうち1種を単独で、又は2種以上を混合して使用することができる。熱可塑性樹脂の中でも、剛性と脆性の観点から、好ましくはスチレン系樹脂が用いられる。
スチレン系樹脂とは、スチレン系単量体の単独重合体又は共重合体及びこれらの混合組成物であり、スチレン系単量体とは、スチレン(例えば、GPPS)、α−メチルスチレン等のアルキルスチレン等が挙げられる。また、スチレン系単量体の共重合体とは、スチレン成分が50質量%(wt%)以上である、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−酸無水物共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、耐衝撃性ポリスチレン(例えば、HIPS)、スチレン−α−メチルスチレン共重合体等が挙げられる。
また、スチレン系樹脂には、ポリスチレンとポリフェニレンエーテル樹脂のポリマーアロイ(m−PPE)等も用いられる。
これらの中でも、より好ましくは、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、及び、これら3種の共重合体のいずれか1種を構成する2種のモノマー成分に更なるモノマー成分であるエステル成分を含む三元共重合樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種が用いられる。
上記三元共重合樹脂のエステル成分としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等が挙げられる。これらエステル成分は、例えば押出機での溶融加工時等の、連続して熱が加わるような場合に、樹脂の熱安定性を向上させる点で有効である。
なお、上記スチレン系単量体の共重合体は、共重合する成分の種類数に関わらず、「スチレン系共重合樹脂」とも呼ばれる。
上記のスチレン系共重合樹脂におけるスチレン成分は、スチレン系共重合樹脂を構成する樹脂成分の合計を基準(100質量%)として70〜97質量%であることが好ましく、75〜95質量%がより好ましい。スチレン成分が97質量%以下であると、プレススルー性が向上するばかりか、樹脂の耐熱性が向上し、PTP包装体の製造工程において底材とのヒートシール時に蓋材フィルムが変形せずに安定した製造が可能となる。また、スチレン成分が70質量%以上であると蓋材フィルムを作る際に延伸製膜しやすく、剛性とプレススルー性の両立が可能となる。
上記のうち、スチレン−メタクリル酸共重合体及びこれにエステル成分を含む三元共重合樹脂が押出延伸製膜のしやすさといった点でより好ましい。
本実施形態において好適に用いられる上記スチレン系樹脂に対し、延伸製膜する際の安定性(ネッキングがなく、延伸開始位置が安定しており、実用上問題がない程度に厚さ斑が小さい(一般的にRとして10μm以下))を向上させ、また、その後のPTP包装にいたる種々の工程において、一時停止後の再起動時や包装工程の打ち抜き時等の衝撃に対する耐衝撃性が必要とされる場合がある。これらの特性を改善する目的で、ハイインパクトポリスチレン(HIPS)、スチレン−共役ジエン系共重合体、及びスチレン−共役ジエン系共重合体の水素添加物から選ばれる少なくとも1種を、スチレン系樹脂を構成する樹脂成分の合計を基準(100質量%)として0.5〜80質量%配合するのが好ましい。より好ましい配合量は、1.0〜45質量%であり、更に好ましい配合量は、1.0〜30質量%である。0.5質量%以上配合した場合、延伸の安定性や耐衝撃性が改善され、80質量%以下の場合はプレススルー性、フィルムの腰(スティフネス)が保たれる。
蓋材フィルム4Aを熱可塑性樹脂で形成する場合、当該熱可塑性樹脂に無機フィラーを配合してもよい。無機フィラーを配合しなくとも、良好なプレススルー性の発現は可能であるが、PTP包装体の使用者が常に健常者とは限らず、力が弱い高齢者や子供も使用者となり得る点も考慮して、内容物を押し出す際の使用感の好みに応じて、無機フィラーの配合により突刺し強さを低下させ、プレススルー性を調節することが可能である。無機フィラーとしては、非晶質アルミナ珪酸塩、シリカ、アルミナ、タルク、カオリン、マイカ、ワラストナイト、クレー、炭酸カルシウム、アスベスト、ガラス繊維、硫酸アルミニウム等を使用することができる。
また、蓋材フィルム4Aには、当該技術分野において通常用いられる添加剤、例えば、上記無機フィラーの分散を補助する金属石鹸、着色剤、可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等の配合や、印刷や蒸着処理の特性改善を目的としたコロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理、AC(アンカーコート)処理等の処理を行ってもよい。
特に、白色の着色剤や印刷は、下記の理由から好ましい。近年、医薬品用のPTP包装体では、従来の製品名称ロゴや使用方法を示す図柄の他に、医療事故の防止やトレーザビリティーの確保を目的とした商品コード、有効期限、製造番号、数量といった各種情報を含んだバーコードを印刷することのニーズが高まりつつある。熱可塑性樹脂に白色の着色剤を配合した蓋材フィルムや白色印刷したものを用いると、バーコードの読取りの際、線のない部分(蓋材フィルムが直接見える部分)が白いために、無地のアルミ箔の蓋材に比べ鏡面反射が起こりにくく、バーコードの線のある部分(一般的には黒色)との色の濃淡もあるため、バーコードが読み取りやすく好ましい。
蓋材フィルム4Aを熱可塑性樹脂で形成する場合、当該熱可塑性樹脂のビカット軟化点は、底材とのヒートシール時において蓋材フィルムにシワ等の変形が発生しない安定したヒートシールが可能となる観点から、好ましくは80℃以上であり、更に好ましくは95℃以上、最も好ましくは110℃以上である。後述するヒートシール剤は、低温ヒートシールに適しているため、蓋材フィルムの材質が耐熱性の低いもの(具体的にはビカット軟化点が80〜150℃又は融点が80〜150℃である材質)であっても、ヒートシール用の蓋材フィルムとして用いることができる。
蓋材フィルム4Aは、延伸フィルムであることが好ましい。蓋材フィルム4Aは、使用に供されるまでの各加工工程でフィルムに強い張力が負荷される場合が多いため、各加工に耐え得る引張り強度が必要となる。熱可塑性樹脂フィルムは延伸配向されることにより延伸方向の引張り強度が大きく向上する一方、突刺し強さの向上は比較的小さい傾向にある。このため、熱可塑性樹脂フィルムを薄くしたり、無機フィラーを添加したりすることで突刺し強度が低下した場合でも、延伸フィルムとすることで、加工に耐え得る引張り強度を付与することができる。
延伸フィルムを製造する方法の代表的な例として、熱可塑性樹脂(必要に応じて無機フィラーを所定の割合で配合した樹脂)を、スクリュー押出機等により溶融混錬し、Tダイによりシート状にした後、ロール延伸又はテンター延伸により一軸延伸する方法、ロール延伸に続いてテンター延伸することにより二軸延伸する方法、インフレーション法により延伸する方法等が挙げられる。この時の延伸倍率は縦及び横の少なくとも一方向で2〜20倍が好ましく、5〜10倍がより好ましい。
蓋材フィルム4Aは、JIS Z1707の突刺し強さ試験に準拠して測定される突刺し強さが1〜5Nであることが好ましい。突刺し強さが1N以上であると強度が適度でPTP包装体として使用したときに意図せずに蓋材が破れてしまうことが少ない。突刺し強さが5N以下であるとフィルムが破れやすく適度なプレススルー性が発現する。PTP包装体の使用者が力の弱い高齢者や子供である場合を考慮すると、突刺し強さは1〜3Nであることがより好ましい。なお、突刺し強さは、JIS Z1707に準拠し、直径1mm、先端形状半径0.5mmの半円形の針を毎分50mmの速度で突き刺し、針が貫通するまでの最大応力のことをいう。
蓋材フィルム4Aの厚さは、5〜50μmが好ましく、より好ましくは15〜30μmである。厚さが5μm以上であるとフィルムの強度が適度で加工工程に耐える引張り強度が発現しやすく、50μm以下であると適度なプレススルー性が発現しやすい。
−ヒートシール層−
蓋材8を構成するヒートシール層3は、後述するヒートシール剤を原料とするものであり、好ましくは、ヒートシール剤からなる。
ヒートシール剤は、ガラス転移温度が−70℃以上30℃未満であるアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を主体とする、具体的には、樹脂中の割合が50質量%以上である樹脂からなる。
また、好ましいガラス転移温度は、−65℃以上20℃以下、より好ましくは−60℃以上0℃以下である。ガラス転移温度が−70℃未満であると蓋材のブロッキング性に問題のある場合があり、30℃以上であると蓋材の低温ヒートシール性が不十分である場合がある。ヒートシール剤のアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂は、低温ヒートシール性を高める観点から、融解ピーク温度を有しないことが好ましい。ここで、「低温ヒートシール性」とは、低温域(100℃〜150℃)でヒートシール可能であること、及び、ヒートシール強度が実用に耐えるほど十分であることをいう。
なお、融解ピーク温度及びガラス転移温度は、JIS K7121に準じたDSC法により20℃/分の昇温速度で測定したチャートより求めることができる。ここで、融解ピーク温度の有無は、DSCチャート(DSC曲線)において、曲線がベースラインから離れてから再度ベースラインに戻るまでの部分(ピークトップ)が有るか無いかにより定めることができる。また、ガラス転移温度が複数存在する様な混合樹脂のヒートシール剤の場合、重量比率はJIS K7121に準じたDSC法により20℃/分の昇温速度で測定したチャートの、それぞれのガラス転移ピークの各ベースライン間の距離の比率により求めることができる。また、各ベースラインが平行でない場合は、各ベースラインの延長した直線間にある中間点ガラス転移点を通過する位置での各ベースライン間の距離を用いることができる。
ヒートシール剤の樹脂としては、低温ヒートシール性、ヒートシール強度、耐ブロッキング性に優れるという観点から、アクリル系樹脂を主体とした樹脂が好ましい。
−−アクリル系樹脂−−
アクリル系樹脂とは、少なくとも1種のカルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体を単量体成分として含む重合体であり、少なくとも1種のカルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体の単独重合体であっても、これと共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。
カルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体としては、例えば、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル等が挙げられる。
アクリル系樹脂が共重合体である場合、上記「他の単量体」としては、エチレン、スチレン、α−メチルスチレン等が挙げられる。
アクリル系樹脂が共重合体である場合の具体例としては、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
共重合させる単量体の種類や割合を適宜変更することにより、ガラス転移温度を調整することができる。アクリル系樹脂が共重合体である場合、アクリル構造を有する構造単位の割合が共重合体全体の50%以上を占めることが好ましい。
−−ポリエステル系樹脂−−
ポリエステル系樹脂とは、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合反応によって合成されるポリマーであり、各種の原料を使用することができる。
ポリエステル系樹脂の種類としては、(ポリエステル主鎖に不飽和結合を有しない)飽和ホモポリエステル樹脂、飽和共重合ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、(ポリエステル主鎖に不飽和結合を有する)不飽和ポリエステル樹脂のいずれでもよいが、低温ヒートシール性と耐ブロッキング性に優れる観点から、飽和共重合ポリエステル樹脂が好ましい。
重縮合させる多価カルボン酸としては、2価又は3価以上のカルボン酸、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、フタル酸、クエン酸等が挙げられる。重縮合させる多価アルコールとしては、2価又は3価以上のアルコール、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、グリセリン等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調整の目的で、酢酸、安息香酸等の1価の酸や、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の1価のアルコールも使用することができる。
本実施形態で使用されるヒートシール剤は、ヒートシール層3が熱によって底材1と共に溶融し、相互に融着(ヒートシール)し得るものとして、ガラス転移温度が−70℃以上20℃未満を満たす限り、前述のアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
更には、本実施形態で使用されるヒートシール剤は、アクリル系樹脂やポリエステル系樹脂の他に、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル系共重合体、塩化ビニル−ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を、50質量%未満の範囲で含んでいてよい。
蓋材フィルム4A上にヒートシール層3を設ける方法の代表的な例として、蓋材フィルム4Aにヒートシール剤を塗工して乾燥させる方法、蓋材フィルム4Aの上にヒートシール性を有する樹脂を押出ラミする方法、蓋材フィルム4Aの上にヒートシール性を有するフィルムをラミネートする方法等が挙げられ、中でも、工程が簡略であり生産性に優れる観点から、蓋材フィルム4Aにヒートシール剤を塗工して乾燥する方法が好ましい。
また、ヒートシール剤を塗工して乾燥する方法の場合、ヒートシール剤を水中にポリマー粒子を分散させた水性エマルジョンの状態で用いることが、環境性の観点や耐溶剤性に劣る樹脂フィルムにも塗工できる観点から、好ましい。
本実施形態では、上記水性エマルジョンをヒートシール剤を構成する樹脂を重合させながら調製してよく、この場合の水性エマルジョンの調製方法としては、特に限定されないが、乳化重合、懸濁重合、塊状重合、ミニエマルジョン重合等の重合方法等が挙げられ、特に、平均粒子径が10nm〜1μm程度の分散安定性の良好なエマルジョンを安定的に製造する観点から、乳化重合が好ましい。
−表面保護層−
蓋材8を構成する表面保護層(OP(オーバープリント)ニス層)6は、後述するOP剤を原料とするものであり、蓋材フィルム4Aの底材1と反対側の表面F2上に製品名称ロゴ等の印刷部分5がある場合に印刷部の保護用として有用である。
OP剤は、高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性やヒートシール時の耐熱性を得やすくする観点から、融解ピーク温度が50℃以上200℃未満であるアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を主体とする樹脂である。より好ましくは、上述ヒートシール剤のアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂との間で剥離性の良い(相容性が低い)、酸性基を有しているポリオレフィン樹脂、言い換えると、不飽和カルボン酸成分(A1)によって変性された不飽和カルボン酸含有ポリオレフィン樹脂である、酸変性ポリオレフィン系樹脂(A)である。
ここで、アクリル系樹脂の好ましい融解ピーク温度は、80〜180℃、より好ましくは100〜150℃である。融解ピーク温度が50℃未満であると蓋材のヒートシール加熱ロール接触時に熱融着等の不良が起こる問題のある場合があり、200℃以上であると蓋材の表面保護層としての塗工造膜性が不十分である場合がある。ここで、「耐熱性」とは、低温域(100〜150℃)でヒートシール時に加熱ロールに接触することで、OPニス層が加熱ロールに融着して剥離しないこと、及び、熱変性や外観の不良の起こらないことをいう。なお、融解ピーク温度は、ガラス転移温度と同様に、JIS K7121に準じたDSC法により20℃/分の昇温速度で測定したチャートより求めることができる。
−−アクリル系樹脂−−
OP剤のアクリル系樹脂とは、シール剤のアクリル系樹脂とは異なり、特定の融解ピーク温度を有するものである。少なくとも1種のカルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体を単量体成分として含む共重合体であり、少なくとも1種のカルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体と共重合可能な他の結晶構造を構成できる重合体との共重合体、これと共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。
カルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体としては、例えば、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル等が挙げられる。
上記「他の結晶構造を構成できる重合体」としては、エチレン、プロピレンなどのビニル系モノマー、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの炭素数4以上20以下の脂肪族ジオール、および、セバシン酸やアジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸やテレフタル酸やイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸などの多価カルボン酸からなるポリエステル部位を有するビニル系重合体、炭素数12以上30以下のアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレートを重合させたビニル系重合体等が挙げられる。
また、上記「他の単量体」としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル系モノマー、アクリロニトリルやメタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系モノマー、ブタジエンやイソプレンなどのジエン系モノマー等が挙げられる。
共重合させる単量体・重合体の種類や割合を適宜変更することにより、融解ピーク温度を調整することができる。アクリル系樹脂が共重合体である場合、アクリル構造を有する構造単位の割合が共重合体全体の50%以上を占めることが好ましい。
OP剤のアクリル系樹脂としては、市販のものを用いることができ、例えば、T&K TOKA社製「アクアパックワニス」等が挙げられる。
−−酸変性ポリオレフィン系樹脂(A)−−
酸変性ポリオレフィン系樹脂(A)は、不飽和カルボン酸成分(A1)、エチレン系炭化水素成分(A2)、任意選択的に、(メタ)アクリル酸エステル成分(A3)、他の成分を、樹脂骨格中に含む。
−−−不飽和カルボン酸成分(A1)−−−
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)中の不飽和カルボン酸成分(A1)の含有量は、通常、0.1〜30質量%としてよい。不飽和カルボン酸は、OPニス層6と蓋材フィルム4Aとの密着性を向上させるため、また、ポリオレフィン樹脂を水性媒体中に微細且つ安定に分散または溶解させる(水性化)ために必要であり、この量は、樹脂の水性化のしやすさや、蓋材フィルムとの密着性等のバランスの点から、0.5〜22質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましく、1〜10質量%がさらに好ましく、1〜5質量%が特に好ましい。(A1)の含有量が30質量%を超えると、耐水性や夏場の高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性が得られにくくなる。(A1)の含有量が0.1質量%未満の場合、OPニス層6と蓋材フィルム4Aとの密着性が低下し、樹脂を水性媒体中に分散し難くなる。
不飽和カルボン酸成分(A1)は、不飽和カルボン酸やその無水物としてよく、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等の他、不飽和ジカルボン酸のハーフエステル及びハーフアミド等が挙げられる。中でも、(A1)としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸が好ましく、アクリル酸、無水マレイン酸が特に好ましい。また、(A1)成分は、特に限定されないが、例えば、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等の形態で共重合により、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)中に導入されていればよい。
ここで、不飽和カルボン酸成分(A1)の一部は、塩基性化合物で中和されていることが、水性分散体の分散安定性の観点に加え、蓋材をヒートシールする際に要求される耐熱性の観点から、好ましい。
塩基性化合物としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の金属水酸化物でもよいが、塗膜の耐水性の観点から、揮発性の塩基性化合物が好ましい。
揮発性の塩基性化合物の具体例としては、アンモニア又は各種の有機アミン化合物が挙げられ、アンモニア又は常圧下での沸点が250℃以下である有機アミン化合物が好ましい。沸点が250℃を超えると、乾燥により樹脂塗膜から有機アミン化合物を飛散させることが困難になり、塗膜の耐水性が悪化する場合がある。
有機アミン化合物の具体例としては、トリエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、N−メチル−N,N−ジエタノールアミン、イソプロピルアミン、イミノビスプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−ジエチルアミノプロピルアミン、sec−ブチルアミン、プロピルアミン、メチルアミノプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、3−メトキシプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等を挙げられる。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)に導入されたカルボキシル基は、上記した塩基性化合物によって、その少なくとも一部が中和されていればよい。
カルボキシル基の中和度は、水性分散体の分散安定性の点から、30〜100%であることが好ましく、50〜100%であることがより好ましく、70〜100%であることがさらに好ましく、80〜100%であることが特に好ましい。カルボキシル基(酸無水物を含む)の一部が中和されていることでカルボキシラートアニオンが生じ、アニオンの静電気的反発力によって樹脂微粒子間の凝集が抑制される。そのため、水性分散体を安定化させることができる。
なお、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)に酸無水物を導入した場合、樹脂の乾燥状態では、カルボキシル基は、隣接するカルボキシル基との間で脱水環化した酸無水物構造を形成しているが、特に、塩基性化合物を含有する媒体中では、カルボキシル基の一部又は全部が、開環して、カルボン酸又はその塩の構造をとる場合がある。
−−−エチレン系炭化水素成分(A2)−−−
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)のエチレン系炭化水素成分(A2)としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン等の炭素数2〜6のアルケンが挙げられ、これらの混合物を用いることもできる。この中でも、水性分散体の安定化の観点から、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン等の炭素数2〜4のアルケンが好ましく、エチレン、プロピレンがより好ましく、蓋材をヒートシールする際に要求される耐熱性の観点から、プロピレンが特に好ましい。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)中のエチレン系炭化水素成分(A2)の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。オレフィン成分の含有量が50質量%未満では、蓋材フィルム4Aの高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性や、耐水性及び耐溶剤性等のポリオレフィン樹脂由来の特性が失われやすくなる。
−−−(メタ)アクリル酸エステル成分(A3)−−−
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)は、各種基材との密着性を向上させる点から、(メタ)アクリル酸エステル成分(A3)を含有してもよい。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)中の(メタ)アクリル酸エステル成分(A3)の含有量は、1〜45質量%であることが好ましく、様々な基材との良好な密着性を持たせるために、1〜35質量%であることがより好ましく、3〜30質量%であることがさらに好ましく、5〜25質量%であることが特に好ましく、10〜25質量%であることが最も好ましい。(A3)成分の含有量が1質量%未満では、基材との密着性が低下する恐れがある。一方、(A3)成分の含有量が45質量%を超えても、オレフィン由来の樹脂の性質が失われ、蓋材フィルムの高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性や耐水性、耐溶剤性等が低下する虞がある。
(メタ)アクリル酸エステル成分(A3)としては、(メタ)アクリル酸を炭素数1〜30のアルコールでエステル化した化合物が挙げられ、中でも、入手のしやすさの点から、(メタ)アクリル酸を炭素数1〜20のアルコールでエステル化した化合物が好ましい。
(メタ)アクリル酸を炭素数1〜20のアルコールでエステル化した化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられ、この中で、基材の接着性の点から、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチルがより好ましく、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルが更に好ましく、アクリル酸エチルが特に好ましい。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
なお、「(メタ)アクリル酸〜」とは、「アクリル酸〜」又は「メタクリル酸〜」を意味する。
−−他の成分−−
また、前述の通り、酸変性ポリオレフィン系樹脂(A)は、上記成分以外に、他の成分を含有していてもよい。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)中の他の成分の含有量は、10質量%以下程度としてよい。
他の成分としては、1−オクテン、ノルボルネン類等の炭素数6を超えるアルケンやジエン;マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル等のマレイン酸エステル;(メタ)アクリル酸アミド;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル及び該ビニルエステルを塩基性化合物等でけん化して得られるビニルアルコール;2−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル等の(メタ)アクリル酸誘導体;置換又は非置換スチレン;一酸化炭素;二酸化硫黄等が挙げられ、これらの混合物を用いることもできる。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の具体例としては、不飽和カルボン酸−エチレン樹脂、不飽和カルボン酸−プロピレン樹脂、不飽和カルボン酸−エチレン−プロピレン樹脂、不飽和カルボン酸−エチレン−ブテン樹脂、不飽和カルボン酸−プロピレン−ブテン樹脂、不飽和カルボン酸−エチレン−プロピレン−ブテン樹脂、不飽和カルボン酸−エチレン−酢酸ビニル樹脂、及びこれらに(メタ)アクリル酸エステル成分を更に含めた樹脂が挙げられる。これらの中で、ヒートシール時の耐熱性の観点から、不飽和カルボン酸−ポリプロピレン、不飽和カルボン酸−プロピレン−ブテン樹脂、及びその部分中和物が特に好ましい。
酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の水性分散体としては、市販のものを用いることができ、例えば、ユニチカ社製「アローベース」、三井化学社製「ケミパール」、住友精化「ザイクセンシリーズ」、東邦化学社製「ハイテック」等が挙げられる。また、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を公知の方法で水性分散体として使用することもできる。
(プレススルーパック包装体用蓋材の製造方法)
本実施形態のプレススルーパック包装体用蓋材8は、前述の通り、ヒートシール層3の原料である前述のヒートシール剤、及び表面保護層6の原料である前述のOP剤を、それぞれ蓋材フィルム4Aの両表面に対して適用することによって、製造することができる。以下、蓋材フィルム4Aにヒートシール剤や酸変性ポリオレフィン系樹脂を塗工して乾燥する方法を用いた例について、その詳細を説明する。
塗工法としては、例えば、グラビアコート法、リバースロールコート法、ナイフコート法、キスコート法、その他等の方法が挙げられ、塗工量の調整、操作性、塗工速度等の観点から、グラビアコート法が好ましい。
ヒートシール層3のヒートシール剤の塗工量としては、PTP包装機のヒートシール性、及びPTP包装体の突き破り性を高める観点から、3〜30g/m2(厚さに換算して約3〜約30μmに相当)であることが好ましく、更に5〜20g/m2であることがより好ましい。3g/m2以上であると、十分なヒートシール性を備えることができ、30g/m2以下であれば、内容物2が蓋材を突き破りやすくなる。
表面保護層6のOP剤の塗工量としては、高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性、及び蓋材8をヒートシールする際に要求される耐熱性を高める観点から、0.3〜5g/m2(厚さに換算して約0.3〜約5μmに相当)であることが好ましく、0.5〜2g/m2位であることがより好ましい。0.3g/m2以上であると、十分な耐ブロッキング性と耐熱性を備えることができ、5g/m2以下であれば、透明感があり印刷がはっきり見えるようになる。
塗工の速度は、好ましくは10〜300m/分であり、より好ましくは、20〜200m/分である。10m/分以上であると、乾燥時の過加熱がなく塗工後に熱シワが生じにくく、生産性が良好である。300m/分以下であると、乾燥不足による巻きジワやブロッキングの発生が起こりにくく、基材フィルム4Aが破断しにくい。
塗工後の乾燥方法は、熱風噴射式(トンネル式、エアフローティング、丸孔ノズル、高速エアキャップ、カウンターフロー)、ドラム式、赤外線、マイクロ波(誘導加熱)、電磁誘導加熱、紫外線、電子線、その他の方法が挙げられ、操作性、塗工速度、塗工後のシワ等の観点から、熱風噴射式(トンネル式、エアフローティング、丸孔ノズル)が好ましく、中でも熱風噴射式(エアフローティング)がより好ましい。
乾燥の温度及び時間としては、ヒートシール剤の種類、希釈溶剤の種類、固形分、液の粘度、塗工速度、乾燥機の種類によっても異なるが、下記の通りとしてよい。
乾燥温度は、好ましくは50〜115℃、より好ましくは60〜100℃である。50℃以上だと、乾燥不足による巻きジワやブロッキングが発生しにくく、115℃以下だと、乾燥時の過加熱がなく、塗工後にシワが生じにくい。
乾燥時間は、好ましくは1〜200秒、より好ましくは2〜100秒、更に好ましくは3〜30秒である。1秒以上であれば、乾燥不足による巻きジワやブロッキングの発生が起こりにくく、200秒以下であれば、乾燥時の過加熱がなく、塗工後にシワが生じにくく、生産性が向上する。
なお、上記製造工程において、蓋材フィルム4Aに対し、グラビア印刷機等を用いて文字やバーコードを印刷することができる。更に、文字やバーコードを印刷した表面に対し、ニス層を設けることもできる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態においては、単層の延伸フィルムからなる蓋材フィルム4Aを例示したが、2層以上の多層延伸フィルムからなる蓋材フィルム4Aであってもよい。
また、上記実施形態においては、蓋材フィルム4Aの表面F1上にヒートシール層3を直接設けた場合を例示したが、蓋材フィルム4Aとヒートシール層3との間(F1の位置)や反対側(F2の位置)に他の層を介在させてもよい。
例えば、蓋材フィルム4Aとして熱可塑性樹脂からなるフィルムを用いる場合は、他の層としてアルミニウムの蒸着層を設けることが、バリア性の向上や、近赤外線を利用した異物検査の適性が向上する観点から、好ましい。アルミ蒸着層の厚さは、要求されるバリア性(特に水蒸気透過性)、近赤外線の反射特性、又は両面印刷時の隠蔽性に応じて適宜調整されるが、バリア性の観点からは、好ましくは10〜500nmであり、より好ましくは20〜100nmである。500nmを超えて過度に厚くしても、それに相当するガスバリア性を向上させる効果は得られない。また、近赤外線の反射特性や両面印刷時の隠蔽性の観点からは、好ましくは10〜200nmであり、より好ましくは20〜100nmである。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例で使用した材料は以下の通りである。
(1)蓋材フィルム
(i)PS系フィルム−1:スチレン−メタクリル酸−メチルメタクリレート共重合体(メチルメタクリルレート含量5質量%、メタクリル酸含量10質量%、ビカット軟化点=123℃)を90質量%、ハイインパクトポリスチレン(DIC社製、耐衝撃ポリスチレン GH8300−5、ビカット軟化点=95℃)を10質量%配合し、インフレーション法により延伸し、その後、フィルムの両面に50mN/mのコロナ処理を施して作製した、(熱可塑性樹脂の)ビカット軟化点=120℃、厚さ30μm、突刺し強さ4.8Nの熱可塑性樹脂からなるフィルム。
(2)ヒートシール剤
(i)HS剤−1:アクリル系樹脂エマルジョン型ヒートシール剤(BASF株式会社製、ジョンクリル、スチレン−アクリル酸エステル共重合体のアンモニウム塩の水分散体、不揮発分:43重量%、ガラス転移温度:−4℃)
(ii)HS剤−2:ポリエステル系樹脂エマルジョン型ヒートシール剤(東洋紡製、バイロナール、フタル酸/エチレングリコール・ブタンジオールの飽和共重合ポリエステル樹脂の水分散体、不揮発分:33重量%、イソプロピルアルコール16重量%、ガラス転移温度:3℃)
(3)OPニス剤
(i)OPニス剤−1:変性ポリプロピレンエマルジョン(ユニチカ株式会社製、アローベースYA−4010、無水マレイン酸/プロピレン/アクリル酸エチル共重合体の水分散体、不揮発分:20重量%、融解ピーク温度:111℃、148℃)
(ii)OPニス剤−2:変性ポリエチレンエマルジョン(ユニチカ株式会社製、アローベースSD−1200、無水マレイン酸/エチレン/アクリル酸エチル共重合体の水分散体、不揮発分:20重量%、融解ピーク温度:83℃、105℃)
(iii)OPニス剤−3:自己乳化型ポリオレフィンエマルジョン(住友精化社製、ザイクセンN、アクリル酸/エチレン共重合体のナトリウム塩の水分散体、不揮発分:20重量%、融解ピーク温度:80℃)
(iv)OPニス剤−4:アクリル系樹脂エマルジョン(株式会社T&K TOKA製、アクアパックワニスCL−1JST、スチレンアクリル樹脂の水分散体、不揮発分:38〜42重量%、融解ピーク温度:107℃、121℃)
(v)OPニス剤−X:ウレタン系樹脂エマルジョン(DICグラフィックス株式会社製、マリーンプラスGメジューム、ウレタン樹脂の水分散体、不揮発分:15〜25重量%、融解ピーク温度:122℃)
(vi)OPニス剤−Y:アクリル系樹脂エマルジョン(DICグラフィックス株式会社製、マリーングロスPEメジューム、アクリル樹脂の水分散体、不揮発分:30〜40重量%、融解ピーク温度:なし)
(4)印刷インキ
OPニス剤−Yと同様のアクリル系樹脂エマルジョン(DICグラフィックス株式会社製、マリーングロスPEメジューム、アクリル樹脂の水分散体、不揮発分:10〜20重量%、融解ピーク温度:なし)にカーボンブラック5〜15重量%を配合したインキ。
実施例及び比較例において使用した材料の性質の分析方法は、以下の通りである。
[蓋材フィルムのビカット軟化点]
得られた蓋材フィルムについて、JIS K7206に準拠して、試験荷重:50N、昇温速度:50℃/時の条件で、ビカット軟化点(℃)を測定した。
[ヒートシール剤及びOPニス剤の融解ピーク温度及びガラス転移温度]
得られた蓋材フィルムからヒートシール層のみを剥離し、このヒートシール層について、JIS K7121に準じたDSC法により、20℃/分の昇温速度で、融解ピーク温度、及び、補外ガラス転移温度によるガラス転移温度(℃)を測定した。
実施例及び比較例において使用した蓋材及びPTP包装体の評価方法は、以下の通りである。
(1)蓋材のブロッキング(耐ブロッキング性)
ロール状に巻き取った蓋材を、40℃、50%RHの環境下で1週間保管後に、ロールから蓋材を手で引っ張って巻き解きながら、ブロッキング性を評価した。判定基準は以下のとおりである。
○:巻き解いたときの手にかかる抵抗感は小さく、ブロッキングしていない。非常に実用的である。
△:巻き解いたとき、手に抵抗感があるが、蓋材自体も破れることなく巻き解くことが可能であり、巻き解いた後の印刷、OPニス、ヒートシール層の状態も綺麗である。実用上の問題はない。
×:巻き解いたとき、手に非常に大きな抵抗感があり、蓋材がすぐに破れてしまう。実用上不適と判断される。
(2)PTP包装体の低温ヒートシール性
作製したPTP包装体について、減圧リーク試験(シワ無くヒートシールされたPTP包装体10ポケットを水中に入れて、−67kPaで5分間保持し、PTPポケット中に水の漏れがないかを確認する)を行って、ヒートシール強度を確認した。また、底材側から錠剤を親指で押し出すことにより蓋材を押し破って開封する時の様子を、下記基準に基づきヒートシール層と底材とのヒートシール強度を評価した。ヒートシール強度が高いほど低温ヒートシール性が高いと判断した。
○:減圧リーク試験の結果、10ポケット中、水が漏れたポケット数が0個である。ヒートシール層と底材が剥がれることなく、綺麗に錠剤が押出せた。ヒートシール温度が低温(150℃)でも確実に接着し、且つ十分な強度があり、非常に実用的である。
△:減圧リーク試験の結果、10ポケット中、水が漏れたポケット数が1〜2個である。ヒートシール層と底材がごく僅かに剥がれる場合があるが、特に問題なく錠剤を押出すことが可能で、実用上問題はない。
×:減圧リーク試験の結果、10ポケット中、水が漏れたポケット数が3個以上である。錠剤を押出す前に、ヒートシール層と底材が剥がれてしまい、ヒートシール強度が不十分である。実用上不適と判断される。
(3)蓋材フィルムの耐熱性(ヒートシール時の耐熱性)
上記で作成したPTP包装体のヒートシール層と反対面の蓋材表面の印刷/OPニス面の外観により、PTP包装工程におけるヒートシール時に要求される耐熱性を評価した。
○:ヒートシール後の印刷及びOPニス表面の状態はヒートシール前と変わらない。
△:ヒートシール後の印刷及びOPニス表面の光沢感がヒートシール前より低い。
×:ヒートシール後の印刷及びOPニス表面の一部に熱融解による欠陥がある。
[総合判定]
また、総合判定の評価基準は以下の通りである。
◎:耐ブロッキング性と低温ヒートシール性と耐熱性の全て○である。
○:耐ブロッキング性と低温ヒートシール性と耐熱性で一つが△で、他二つが○である。
△:耐ブロッキング性と低温ヒートシール性と耐熱性で一つが○で、他二つが△である。
×:耐ブロッキング性と低温ヒートシール性のどちらかひとつでも×がある。
[実施例1]
巾460mm、長さ500mのロール状に巻かれたPS系フィルム−1(スチレン−メタクリル酸−メチルメタクリレート共重合体及びハイインパクトポリスチレンからなるフィルム)の片面に、線数=175線/インチ、版深度=24μmの版を用いたグラビア印刷機にて、文字サイズ=7ポイントの黒色ゴシック体のアルファベット文字を印刷インキにて印刷し、その上にOPニス剤−1(変性ポリプロピレンエマルジョン)を塗工・乾燥した。
次に、その反対側の面に上記と同様の印刷インキにて印刷を行い、その上に線数=80線/インチ、版深度=140μmの版を用いてHS剤−1(スチレン−アクリル系エマルジョン型ヒートシール剤)を塗工した。ヒートシール剤は塗工前に、ヒートシール剤の不揮発分が40重量%、粘度が30mPa・s〜100mPa・sとなるように水で希釈して用いた。塗工後は、100℃に設定した熱風式乾燥機の中を5秒間通過する速度で乾燥し、直後に直径3インチの紙管にロール状に巻き取った。
このときの、巻き取られた蓋材の様子は、まったく巻ジワがない綺麗な巻き姿であった。
ロール状に巻き取った実施例1の蓋材を、40℃、50%RHの環境下で1週間保管後に、ロールから蓋材を手で引っ張って巻き解きながら、(1)に記載の方法で、耐ブロッキング性を評価したところ、巻き解いたときの手にかかる抵抗感は小さく、ブロッキングしていなかった。
得られた実施例1の蓋材を、スリッター装置を用いて、巾110cm、4丁取りにスリットしたところ、速度70m/分においても途中で破断することなくスリットをすることができた。
上記の蓋材フィルム、及び、底材シートに厚さ250μmのポリ塩化ビニル(PVC)を用いて、PTP成形機(CKD社製FBP−M1)により、凹み部を成形した底材に錠剤を充填し、以下に述べる実施例及び比較例で作製したPTP包装体用蓋材を接着して、PTP包装体を得た。このときの底材シートのポケットサイズは、直径10mm、高さ4mmの円形であり、錠剤のサイズは錠径8.6mm、錠高3.8mmの円形であった。ヒートシールの条件は、特に記載のない場合は、温度150℃、シール圧力0.4MPa、充填速度5m/分(120ショット/分、シール時間0.1秒相当)を標準条件として実施した。また、その他の条件は、底材シート成形温度130℃、スリット温度130℃、作業室環境23℃、50%RHであった。
得られた実施例1のPTP包装体を、底材側から錠剤を親指で押し出すことにより蓋材を押し破って開封する時の様子を観察したところ、特に問題なく錠剤を押出すことが可能で、実用上問題はないレベルであった。(2)に記載の方法で、減圧リーク試験を行った結果、10ポケット中、水が漏れたポケット数が0個と良好であった。
得られた実施例1のPTP包装体について、(3)に記載の方法で評価したところ、印刷/OPニス面の外観は、ヒートシール前と変わらず耐熱性も良好であった。
なお、PTP成形機の加熱ロールを立上(20℃)から所定温度まで昇温するのに要する時間は、一般的なアルミ箔製PTP蓋材の場合の条件(230℃)では21分間もかかるのに対し、本実施例の低温シール条件(150℃)では13分と非常に短い時間で済み、大変作業効率に優れていた。
また、錠剤の表面(蓋材側)に、サーモラベルスーパーミニ(日油技研工業製)3R−40、3R−80、又は3R−120を貼り(各シールのn数=3)、充填速度1.2m/分にてヒートシールした後に、サーモラベルの変色を確認することにより錠剤の表面温度を測定した。一般的なアルミ箔蓋材フィルムを用いて一般的なヒートシール温度230℃で実施した場合、表面温度が60℃以上(最大で100℃)であったのに対し、本実施例1の蓋材をヒートシール温度150℃で実施した場合は、表面温度は45℃未満であった。このように、低温でのヒートシールは、内容物が受ける熱が少なく好ましいことが確認された。
[実施例2〜5]
実施例2〜5は、表1に記載のヒートシール剤とOPニス剤を用いた以外は、実施例1と同様に、蓋材を作製し、PTP包装体を得た。
ヒートシール層塗工後の巻きジワは全く無く、耐ブロッキング性、低温ヒートシール性、耐熱性に優れ、実用的であった。
このように、OPニス剤として融解ピーク温度を有するアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を用いることにより、PTP成形機の低温シール性や耐熱性と、ロール状に巻き取った状態で夏場の高温雰囲気下での保管にも適応可能な優れた耐ブロッキング性を両立させることが可能となる。
[比較例1]
比較例1では、OPニス剤を塗工しないこと以外は、実施例1と同様に、蓋材を作製し、PTP包装体を得た。表1に示す通り、40℃、50%RH、1週間経時後巻き解いたとき、手に非常に大きな抵抗感があり、蓋材がすぐに破れてしまい、耐ブロッキング性は悪かった。また、ヒートシール剤が印刷面側に一部転写したり、印刷がヒートシール剤面側に一部転写したりしており、PTP成形機での低温シール性や耐熱性も悪く、実用上不適と判断された。
[比較例2]
比較例2では、表1に記載のヒートシール剤及びOPニス剤を用いた以外は、実施例1と同様に、蓋材を作製した。ウレタン系樹脂からなるOPニス層は、常温常湿でロールがブロッキングしており、スリット装置にてスリットする際にフィルム切れが発生した。また、ウレタン系樹脂からなるOPニス剤自体は耐熱性が良いが、ロールのブロッキングによりヒートシール剤が印刷面側に一部転写していることから、PTP成形機での低温シール性や耐熱性が悪く、実用上不適と判断された。
[比較例3]
比較例3では、表1に記載のヒートシール剤及びOPニス剤を用いた以外は、実施例1と同様に、蓋材を作製した。融解ピーク温度を有しないアクリル系樹脂からなるOPニス層は、常温常湿でロールがブロッキングしており、ヒートシール剤が印刷面側に一部転写していることから、PTP成形機での低温シール性が悪く、耐熱性も悪いことから、実用上不適と判断された。
Figure 0006693797
本発明のPTP包装体用蓋材は、錠剤やカプセル等の医薬品、又はキャンディーやチョコレート等の食品の包装に好適に使用することができる。
1…底材、1a…底材の凹部、1b…底材のフランジ部、2…内容物(錠剤)、3…ヒートシール層、4A…蓋材フィルム、5…印刷部分、6…表面保護層(OPニス層)、8…蓋材、9…錠剤と蓋材のクリアランス、10…包装体、F1、F2…表面

Claims (6)

  1. 蓋材フィルムの一方の表面にヒートシール層を有し、他方の表面に表面保護層を有する蓋材であり、
    前記ヒートシール層は、ガラス転移温度が−70℃以上30℃未満であるアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を含む樹脂からなり、
    前記表面保護層は、融解ピーク温度が50℃以上200℃未満であるアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂からなる、
    ことを特徴とする、プレススルーパック包装体用蓋材。
  2. 前記酸変性ポリオレフィン系樹脂が、酸変性ポリプロピレン及びその部分中和物からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む樹脂である、請求項1に記載のプレススルーパック包装体用蓋材。
  3. 前記ヒートシール層が、アクリル系樹脂を含む樹脂からなり、
    前記アクリル系樹脂が、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステル、及びアクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種のカルボキシル基又はカルボン酸エステル基を持つエチレン性不飽和単量体と、エチレン、スチレン、及びα−メチルスチレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の他の単量体との共重合体である、請求項1又は2に記載のプレススルーパック包装体用蓋材。
  4. 前記蓋材フィルムが、スチレン系樹脂からなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプレススルーパック包装体用蓋材。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のプレススルーパック包装体用蓋材と、内容物を収容する凹部と蓋材に貼り合わせられるフランジ部とを有する底材とが、互いにヒートシールされていることを特徴とする、プレススルーパック包装体。
  6. ガラス転移温度が−70℃以上30℃未満であるアクリル系樹脂又はポリエステル系樹脂を含む樹脂からなるヒートシール層、及び、融解ピーク温度が50℃以上200℃未満であるアクリル系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂からなる表面保護層を、それぞれ蓋材フィルムの両表面に塗工する工程を備えることを特徴とする、プレススルーパック包装体用蓋材の製造方法。
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