JP7327617B2 - ポリオレフィン系シート、プレススルーパッケージ包装用底材およびプレススルーパッケージ包装材 - Google Patents
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Description
特許文献3では、PPより防湿性の高いバイオPE(バイオポリエチレン系樹脂)を使用して、PPとバイオPEとの積層シートが提案されているが、PP層とPE層の接着性が悪く、接着層を用いる必要があり、生産性やコストが高くなるという問題があった。
層(A)は、ポリプロピレン系樹脂(a)を主成分とする樹脂組成物から形成される。以下、樹脂組成物に含まれる各成分について説明する。
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂(a)は、単一組成からなるポリプロピレンすなわち、プロピレン単独重合体であってもよく、プロピレンと共重合成分とを共重合させたランダム共重合体、ブロック共重合体であってもよい。また、上記ポリプロピレン系樹脂(a)は、単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
熱可塑性樹脂(c)としては、石油樹脂、テルペン樹脂、クロマン-インデン樹脂、ロジン系樹脂、およびこれらの水素添加誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いる。また、上記熱可塑性樹脂(c)は、前記ポリプロピレン系樹脂(a)と相溶し、かつポリプロピレン系樹脂(a)よりも高いガラス転移温度を有することが好ましい。
また、層(A)を形成する樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、前記ポリプロピレン系樹脂(a)以外のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂や、ポリオレフィン系、あるいは、ポリスチレン系の熱可塑性エラストマー等の樹脂、および、結晶核剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、抗菌・防かび剤、帯電防止剤、滑剤等の添加剤を配合することができる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。なかでも、結晶核剤は、ポリオレフィン系シートの透明性、防湿性を向上させることができるため好ましい。
これらのなかでも、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、ヘベニン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩が特に好ましい。
層(B)は、ポリエチレン系樹脂(b)を主成分とする樹脂組成物から形成される。以下、樹脂組成物に含まれる各成分について説明する。
上記ポリエチレン系樹脂(b)は、エチレン単独重合体であるポリエチレンであってもよく、エチレンとエチレン以外のモノマー成分との共重合体であるポリエチレン共重合体であってもよい。また、ポリエチレン系樹脂(b)としては、これらの混合物を用いることもできる。
上記「バイオポリエチレン系樹脂」とは、再生可能なバイオマス資源を原料に、化学的または生物学的に合成することで得られるポリエチレン系樹脂を意味する。上記バイオポリエチレン系樹脂は、これを焼却処分した場合でも、バイオマスのもつカーボンニュートラル性から、大気中の二酸化炭素濃度を上昇させないという特徴がある。
層(B)を形成する樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂(c)としては、前記層(A)で説明した熱可塑性樹脂(c)が挙げられる。また、層(B)を形成する樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂(c)は、前記ポリエチレン系樹脂(b)と相溶し、かつポリエチレン系樹脂(b)よりも高いガラス転移温度を有することが好ましい。上記熱可塑性樹脂(c)は単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。なかでも、熱可塑性樹脂(c)としては、ポリエチレン系樹脂(b)に混合した場合に比較的良好な相溶性を示し、色調、熱安定性、相溶性、耐透湿性等をさらに高める観点から、水素添加誘導体が好ましく、特に水素添加率(以下「水添率」という)が95%以上であり、かつ水酸基、カルボキシ基、ハロゲン等の極性基、あるいは二重結合等の不飽和結合を実質的に含有しない、石油樹脂またはテルペン樹脂が好ましく、石油樹脂が特に好ましい。
また、層(B)を形成する樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、前記ポリエチレン系樹脂(b)以外のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂や、ポリオレフィン系、あるいは、ポリスチレン系の熱可塑性エラストマー等の樹脂、および、結晶核剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、抗菌・防かび剤、帯電防止剤、滑剤等の添加剤を配合することができる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。なかでも、結晶核剤は、ポリオレフィン系シートの透明性、防湿性を向上させることができるため好ましい。
次に、本発明のポリオレフィン系シートの製造方法について説明する。
本発明のポリオレフィン系シートの成形方法は特に限定されるものではないが、例えば、層(A)を形成する樹脂組成物、層(B)を形成する樹脂組成物をそれぞれ、単軸、あるいは、二軸押出機等で溶融混合し、Tダイにより共押出し、キャストロールで急冷、固化することにより無延伸シートを作製することができる。
ここで、無延伸シートとは、シートの強度を高める目的で積極的に延伸しないシートを意味し、例えば、押出成形の際に延伸ロールによって2倍未満に延伸されたものは無延伸シートに含むものとする。
本発明のポリオレフィン系シートは、層(A)と層(B)とを合わせた総厚さが50μm以上600μm以下であることが好ましく、100μm以上500μm以下であることがより好ましく、150μm以上450μm以下であることがさらに好ましく、200μm以上400μm以下が特に好ましい。層(A)と層(B)とを合わせた総厚さが上記の下限値以上であれば、好適なシートの剛性が発現し、加工性、耐カール性に優れる。一方、本発明のプロピレン系シートの厚さが上限値以下であれば、シートの剛性を好適な範囲に制御することがきるので、PTP包装として使用する際に薬剤の取り出しで不具合を生じることなく、優れた加工性を維持することができる。
本発明のポリオレフィン系シートは、JIS K6854-3法に基づき測定した前記層(A)と前記層(B)との層間強度が3.5N/15mm以上であり、好ましくは4N/15mm以上であり、特に好ましくは5N/15mm以上である。本発明のポリオレフィン系シートの層間強度を上記の数値以上とすることで、層(A)と層(B)との良好な接着性が得られる。なお、ポリオレフィン系シートが、隣接する層(A)と層(B)の2層構造を複数備える場合は、隣接する少なくとも1つの層(A)と層(B)の層間強度が上記数値以上であればよく、好ましくは隣接する全ての層(A)と層(B)の層間強度が上記数値以上であることである。
本発明のポリオレフィン系シートの水蒸気透過率は、JIS K7129-2法に基づき、温度40℃、相対湿度90%で測定した水蒸気透過率が0.6g/(m2・24時間)以下であることが好ましく、より好ましくは0.55g/(m2・24時間)以下であり、さらに好ましくは0.53g/(m2・24時間)以下である。本発明のポリオレフィン系シートの水蒸気透過率を上記の数値とすることで、良好な防湿性が得られ、薬剤等の包装用途に使用する場合に内容物の劣化を抑制することができる。
本発明のポリオレフィン系シートを包装用途へ使用する場合、意匠性、内容物の視認性等の観点から、JIS K7136法に基づき測定したヘーズが50%以下であることが好ましく、45%以下であることがより好ましく、40%以下であることがさらに好ましい。本発明のポリオレフィン系シートのヘーズが上記の数値であれば、充分な視認性を確保することができる。
本発明のポリオレフィン系シートは、ASTM D1790の条件と方法により測定されるフィルム脆化温度が20℃未満であることが好ましく、0℃未満であることがより好ましく、-25℃未満であることがさらに好ましい。本発明のポリオレフィン系シートのフィルム脆化温度が上記の数値であれば、充分な耐衝撃性を確保することができる。
本発明のポリオレフィン系シートのバイオマス度は、10%以上であることが好ましく、15%以上であることがより好ましく、25%以上であることがさらに好ましい。本発明のポリオレフィン系シートのバイオマス度が上記の数値以上であれば、環境負荷を低減することができる。なお、上記バイオマス度は、下記の方法により算出することができる。
[バイオマス度の算出方法]
「シートのバイオマス度」(%)=「バイオマス資源を原料とする樹脂のバイオマス度」(%)×「シート中のバイオマス資源を原料とする樹脂の質量割合」
本発明のポリオレフィン系シートは、真空成形、圧空成形、圧空真空成形、プレス成形、その他の熱成形によって、各種形状の成形体に形成することができ、例えば、包装用成形体、特にPTP包装用底材やブリスターパッケージ等の包装用成形体を好適に製造し利用することができる。
実施例及び比較例の条件にて製膜した各試験片を15mm幅の短冊状にカットし、T型の試験片を作製した。それらをJIS K6854-3法に基づき、50mm/minの速度で180°剥離強度を測定した。
[評価基準]
○:剥離強度が5.0N/15mm以上
△:剥離強度が3.5N/15mm以上、5.0N/15mm未満
×:剥離強度が3.5N/15mm未満
JIS K7129-2法に基づき、PERMATRAN W 3/31(MOCON社製)を用いて、40℃、90%RHの雰囲気下においてポリオレフィン系シートの水蒸気透過率を測定し、下記の基準で評価した。
[評価基準]
◎:水蒸気透過率が0.53g/(m2・24時間)以下
〇:水蒸気透過率が0.53g/(m2・24時間)を超えて0.6g/(m2・24時間)以下
×:水蒸気透過率が0.6g/(m2・24時間)を超える
JIS K7136法に基づいて、ポリオレフィン系シートの全光線透過率および拡散透過率を、ヘーズメーターを用いて測定した。得られた全光線透過率および拡散透過率からヘーズを以下の式で算出し、下記の基準で評価した。
[ヘーズ](%)=[拡散透過率]/[全光線透過率]×100
[評価基準]
○:ヘーズが40%以下
△:ヘーズが40%を超えて50%以下
×:ヘーズが50%を超える
ASTM D1790の条件と方法によりフィルムの脆化温度を測定し、下記の評価基準により評価を行った。
[評価基準]
◎:フィルム脆化温度が-25℃未満
〇:フィルム脆化温度が-25℃以上0℃未満
△:フィルム脆化温度が0℃以上20℃未満
×:フィルム脆化温度が20℃以上
ポリオレフィン系シートを、PTP用成形装置(CKD社製、FBP-300E)を用いてPTP包装用底材シートを成形し、内容物を充填せずに20μm厚さのアルミ箔を用いて250℃で熱シールした。さらに、底材シート側から深さ200μmになるようにスリットを入れた後、約40mm×約95mm、コーナーR=5mmのサイズ(40mmの方向がシートの縦方向)に打ち抜いて、図1に示す様なPTP成形品を得た。
PTP用成形装置におけるシート加熱板の温度を5℃間隔で変更してシートの成形を行い、得られた成形体について目視評価を行った。錠剤を収納するポケット天面やコーナー部等に潰れや変形や層間剥離が無く実用上支障のないレベルのPTP成形品が得られる温度の上限と、下限を求め、かかる温度範囲を適性に成形加工できる温度範囲とし、下記の評価基準により評価を行った。
[評価基準]
〇:上限と下限の温度範囲が20℃以上
△:上限と下限の温度範囲が10℃以上20℃未満
×:上限と下限の温度範囲が10℃未満、もしくはポケット形状が形成できなかった場合
成形したPTP成形品10枚を一組に束ねたものを、PTPシート落下衝撃試験機(マイズ試験機社製)を用い、25℃の環境下にて60cmの高さから100gの重りを、その束ねたシートの4つの角へ1回ずつ落下させ、角割れの有無を確認した。PTP成形品の角が欠けているものや亀裂が生じているものを角割れ有とし、そのままの状態のもの、折れや、曲がりが生じたものは角割れなしと判断した。試験は、上記の試験を5セット(n=200)行い、下記の評価基準により評価を行った。
[評価基準]
〇:角割れの起きた割合が20%未満
△:角割れの起きた割合が20%以上50%未満
×:角割れの起きた割合が50%以上
任意に選んだ20代から50代の男女計6名の被験者によるウェアラブル荷重センサー(カトーテック社製、HapLog)を用い、利き手親指で押し出す際にその親指が掛けた全被験者の加重平均値を求め、下記の評価基準により評価を行った。
[評価基準]
〇:加重平均値が30N未満
△:荷重平均値が30N以上40N未満
×:荷重平均値が40N以上
(a-1):ランダムポリプロピレン(プロピレン/エチレン=98/2質量%共重合体、密度=0.900g/cm3、MFR=5.0g/10分)
(a-2):ランダムポリプロピレン(プロピレン/エチレン=97/3質量%共重合体、密度=0.900g/cm3、MFR=1.9g/10分)
(b-1):高密度ポリエチレン系樹脂(密度=0.952g/cm3、MFR=2.0g/10分)
(c-1):C9系石油樹脂の水素添加誘導体(密度=0.999g/cm3、軟化点=125℃)
層(A)として、(a-1)、(a-2)、(c-1)を混合質量比80:10:10の割合でドライブレンドした後、40mmφ単軸押出機を用いて230℃で混練した。層(B)として(b-1)および(c-1)を混合質量比90:10の割合でドライブレンドした後、32mmφ単軸押出機を用いて230℃で混練した。層(A)と層(B)を積層比がA:B:A=1:4:1になるようにTダイより押出し、次いで約45℃のキャスティングロールにて急冷し、厚さ300μmのシートを作製した。得られたシートについて、層間強度、防湿性、透明性、耐衝撃性、PTP成形性、PTP落下割れ性、PTPプッシュスルー開封性の評価を行った。結果を後記の表1に示す。
層(A)、層(B)として、各原料を後記の表1に示す所定の割合で混合した以外は実施例1と同様の方法で、厚さ300μmのシートの作製、評価を行った。結果を後記の表1に示す。
参考例として、従来PTP包装用底材として用いられるホモポリプロピレン単層で構成される、厚さ300μmの市販ポリプロピレン樹脂製シートを準備した。上記のシートについて同様に防湿性、透明性、耐衝撃性、PTP成形性、PTP落下割れ性、PTPプッシュスルー開封性の評価を行った。結果を後記の表1に示す。
Claims (9)
- ポリプロピレン系樹脂(a)を主成分として含有する層(A)と前記層(A)に隣接するポリエチレン系樹脂(b)を主成分として含有する層(B)の2層を少なくとも備えるポリオレフィン系シートを用いたプレススルーパッケージ包装材用底材であって、
前記層(A)および層(B)に、石油樹脂、テルペン樹脂、クロマン-インデン樹脂、ロジン系樹脂、およびこれらの水素添加誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂(c)を含み、JIS K6854-3法に基づき測定した前記層(A)と前記層(B)との層間強度が3.5N/15mm以上であり、
前記ポリオレフィン系シートの層構成が層(A)に層(B)が隣接する2層構造、または、層(B)の両面に層(A)が隣接する2種3層構造であるプレススルーパッケージ包装材用底材。 - 前記層(A)を形成する樹脂組成物を100質量%としたとき、前記層(A)を形成する樹脂組成物に含まれる前記熱可塑性樹脂(c)の含有割合が、7質量%以上40質量%以下である請求項1記載のプレススルーパッケージ包装材用底材。
- 前記層(B)を形成する樹脂組成物を100質量%としたとき、前記層(B)を形成する樹脂組成物に含まれる前記熱可塑性樹脂(c)の含有割合が、7質量%以上40質量%以下である請求項1または2に記載のプレススルーパッケージ包装材用底材。
- 前記ポリプロピレン系樹脂(a)が、単一組成からなるポリプロピレンおよびプロピレン・エチレン共重合体の少なくとも一方である請求項1~3のいずれか一項に記載のプレススルーパッケージ包装材用底材。
- 前記ポリエチレン系樹脂(b)が、JIS K7112法に基づき測定した密度が0.935g/cm3以上であるポリエチレン系樹脂である請求項1~4のいずれか一項に記載のプレススルーパッケージ包装材用底材。
- JIS K7129-2法に基づき、温度40℃、相対湿度90%で測定した水蒸気透過率が0.6g/(m2・24時間)以下である請求項1~5のいずれか一項に記載のプレススルーパッケージ包装材用底材。
- 前記層(A)と前記層(B)の厚さ比が、1:1.2~1:5である、請求項1~6のいずれか一項に記載のプレススルーパッケージ包装材用底材。
- 前記ポリエチレン系樹脂(b)はバイオポリエチレン系樹脂である、請求項1~7のいずれか一項に記載のプレススル―パッケージ包装材用底材。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載のプレススルーパッケージ包装材用底材と、蓋材とを組み合わせてなる、プレススルーパッケージ包装材。
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