JPH02179742A - 耐水蒸気透過性に優れたプラスチック積層構造体 - Google Patents

耐水蒸気透過性に優れたプラスチック積層構造体

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JPH02179742A
JPH02179742A JP33548588A JP33548588A JPH02179742A JP H02179742 A JPH02179742 A JP H02179742A JP 33548588 A JP33548588 A JP 33548588A JP 33548588 A JP33548588 A JP 33548588A JP H02179742 A JPH02179742 A JP H02179742A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐水蒸気透過性に優れたシート、容器等の積
層構造体に関する。
(従来技術及びその問題点) 従来、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリ
エステルは、熱成形性、強度及び透明性の諸特性に優れ
ており、これを器壁構成成分としたプラスチック容器は
、各種飲料、嗜好料、食品類等の包装容器として広く使
用されている。
然しなから、PETは水蒸気透過係数が高く、上記のプ
ラスチック容器は湿分透過量が多く、例えば粉末コーヒ
ー、クリ−ミンクパウダー等の扮体用の容器としては適
当でない。
またこの様な欠点を改善するために、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等の低吸水率樹脂とPETとの積層体を使
用することが考えられるが、この場合にも長間の保存に
際しては湿分の透過が無視し得ず、内容物である粉体の
吸湿を生ずる。
また前記低吸水率樹脂は一般に他の樹脂との接着性に乏
しく、このために格別の接着材樹脂を設けなければなら
ないという不都合もある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、低吸水率樹脂から成る層によって4分の透過
を遮断するという従来技術の思想とは全く逆に、高吸水
率の樹脂を含有する層を設けることによって器壁を通過
する湿分を該層中に捕捉するという新規な手段を採用す
ることによって上述した問題点を解消したものである。
即ち本発明によれば、少なくとも熱可塑性樹脂から成る
内外層と高吸水性樹脂を含有して成る層との積層体から
形成された耐水蒸気透過性に優れたプラスチック積層構
造体が提供される。
(作  用) 本発明のプラスチック積層構造体においては、前記高吸
水性樹脂含有層の作用によって器壁を通過する洸分が該
層によって捕捉され、その透過が有効に抑制される。
例えば後述する実施例5の結果から明らかな通り、前記
高吸水性樹脂を含有する中間層が形成された本発明の容
器では、20°C160%RHの雰囲気下に105日間
保仔した時の水蒸気透過量が0、043 gであるのに
対し、同一条件下におけるPET単層容器では1.01
8gとなっており、本発明によれば湿分の透過が従来の
ものに比して著しく低いオーグーで抑制されていること
が理解される。
尚、本発明において高吸水性樹脂とは、吸水性に寄与す
る電離性基(基本的にはカルボキシル基塩)を持った高
分子に軽度に架橋結合を形成させるか或いは該架橋結合
に代わるブロックセグメント等を導入して不溶性の網状
構造として成る高分子電解質であり、自重の数十倍から
数百倍の水を吸収する能力を有する樹脂として定義され
る。
この高吸水性樹脂としては、アクリル酸(塩)グラフト
化澱粉、澱粉のアクリロ−トリルグラフト化加水分解物
、アクリル酸(塩)グラフト化セルローズ等の澱粉乃至
セルローズ形のグラフト誘導体や、架橋ポリアクリル酸
(塩)特にアクリル酸(塩)とジビニルベンゼン等の多
官能モノマー或いは更にスチレン、アクリルエステル部
等の疎水性モノマーとの共重合体:酢酸ビニルとアクリ
ル酸エステルとの共重合体のケン化で製造されるビニル
アルコール−アクリル酸(塩)ブロック共重合体:ポリ
ビニルアルコールに無水マレイン酸、無水フタル酸等の
酸無水物を反応させ、Ill鎖にカルボキシル基と架橋
構造を同時に導入した変性ポリビニルアルコールその他
ポリエチレンオキサイド変成物等が知られている。
これらの樹脂において、澱粉、セルローズ或いはポリビ
ニルアルコール成分は、ポリアクリル酸成分を不溶化し
てゲル状に保つ作用を有する。
本発明においては、これらの高吸水性樹脂を全て使用で
きるが、就中架橋ポリアクリル酸(塩)が好ましく、こ
のものはアクアキープ4S、アクアキープl03Hの商
品名で製鉄化学■から市販されている。他の好適な例は
、ビニルアルコールアクリル酸(塩)ブロック共重合体
であり、住友化学■からスミカゲルS、SP、N、R,
Lタイプなどの商品名で市販されている。
(発明の好適な態様) 本発明のプラスチック積層構造体の層構成を示す第1図
において、本発明の積層構造体(全体として1で表わす
)は基本的に言って、内層2、外層3及びこれらの両層
の間にサンドイツチされた高吸水性樹脂含有層4とから
成る。
内外層 本発明において、内層2及び外層3を形成する樹脂とし
ては、熱成形性を有する限りにおいて任意の熱可塑性樹
脂を使用することができるが、本発明によれば高吸水性
樹脂含有層4において湿分が補足されるため、特に内層
2には、水蒸気透過係数(JIS Z 0208)が5
 X 10−’gCm/m”day以下、好ましくは3
 X In−’g−crn/m”dayの樹脂、例えば
高、中乃至低密度ポリエチレン、アイソタクティックポ
リブロビレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブ
テン−1、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン−
1共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、イ
オン架橋オレフィン共重合体或いはこれらのブレンド物
等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンテレフタレ
ート/イソフタレート共重合体などのポリエステル樹脂
やポリカーボネート樹脂、各種ナイロン樹脂等を使用す
ることが好適であり、ポリエチレンテレフタレート樹脂
などのポリエステル樹脂、高、中乃至低密度ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、及びプロピレン系
樹脂が最も好適に使用される。
また外層3としては、上記以外の樹脂にも、水蒸気透過
係数が比較的高い樹脂を適宜使用し得るが、特にポリエ
チレンテレフタレート(以下PETと記すことがある)
や前記プロピレン系樹脂が好適に使用される。
また本発明においては、前記内層2は、一般に10 u
 m以上、特に30LLm以上の厚みとし、就中積層構
造体全体厚みに対して5乃至80%、特に10乃至60
%との厚みとすることが、水蒸気の透過を完全に防止す
る上で望ましい。また外層3は10%m以上の厚みとす
ることが好適である。
亮汲述」巳1)1任漕 本発明におい゛C1高吸水性樹脂含有層4としては、前
述した高吸水性樹脂が5乃至90重量%、特に5乃至8
0重量%の割合で含有する樹脂層が使用される。この高
吸水性樹脂の含有量が上記範囲よりも少ない場合には湿
分捕捉効果が十分でなく、また上記範囲よりも多い場合
には、熱成形性の面で不都合を生じる傾向がある。
前記高吸水性樹脂を含有すべき樹脂としては、熱成形性
を有する熱可塑性樹脂は全て使用し得るが、特に接着性
の見地から内層又は外層に用いた樹脂と同種の樹脂を用
いることが好適である。
またこの高吸水性樹脂含有層4は、内外層ty脂の種類
等によっても異なるが、通常積層構造体の全体厚みに対
し、3乃至95%、特に5乃至90%の厚みとすること
が、良好な湿分補足効果を得る上で望ましい。
この高吸水性樹脂含有層は、前記高吸水性樹脂、或いは
該樹脂の表面をコーティングなどの手段によって処理し
た樹脂と熱可塑性樹脂とをメルトブレンド、トライブレ
ンド等の手段で混練し、或いは高吸水性樹脂を高濃度で
含有するマスターバッチを該熱可塑性樹脂で適当な濃度
に希釈して得られたトライブレンド物を、内外層用樹脂
とともに共押出、共射出等することによって形成するこ
とができる。
川にこの高吸水性樹脂含有層4を、高吸水性樹脂を含有
しない熱可塑性樹脂から成る内外層2.3で被覆するこ
とが重要である。即ち、後述する比較例1から明らかな
通り、高吸水性樹脂を内表面層2及び外表面層3に含有
せしめると、防個性は逆に低下することとなる。
本発明のプラスチック積層構造体においては、前記高吸
水性樹脂含有層4を内層2及び外層3に対して良好な接
着性を示す様に調製し得るため、格別の接着剤層は特に
必要ではないが、所望により、内層2と高吸水性樹脂含
有層4との間及び/又は外層3と高吸水性樹脂含有層4
との間の位置に接着剤層を設けることも可能である。
このような接着剤樹脂しては、カルボン酸、カルボン酸
無水物、カルボン酸塩、カルボン酸アミド、カルボン酸
エステル等に基づくカルボニル(−C−)基を主鎖に、
■乃至700ミリイクイバレ、ント(meq)/loo
g樹脂、特に10乃至500meq/100g樹脂の濃
度で含有するカルボニル基含有熱可塑性樹脂が挙げられ
る。接着剤樹脂の適当な例は、エチレン−アクリル酸共
重合体、イオン架橋オレフィン共重合体、無水マレイン
酸クラフトポリプロピレン、アクリル酸グラフトポリオ
レフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、共重合体ポ
リエステル、共重合ポリアミド、アミド変性ポリエステ
ル等の1種又は2種以上の組合せである。
また、より低濃度の高吸水性樹脂(例えば、高吸水性樹
脂含有層の該樹脂濃度よりも5〜95%低濃度)を含有
した内外層構成熱可塑性樹脂も接着剤樹脂として使用し
得る。
これらの樹脂は、同時押出或いはサンドイッチラミネー
ション等による積層に有用である。
本発明によるプラスチック積層構造体では、所望に応じ
て、ガスバリヤ−層、該層を他の層と接着させるだめの
接着層、或いはりグラインド層などを設けることも出来
る。
この場合、徒に層の数を増加させ、構造体の成形性を低
下させることを防止するため、高吸水性樹脂含有層を単
独で設けずに、ガスバリヤ−層、接着層或いはりグライ
ンド層のいずれかに高吸水性樹脂を適量ブレンドするこ
とも出来る。
ガスバリヤ−層 本発明によれば、更に中間層と内外層との間に、エチレ
ン・ビニルアルコール共重合体その他から成るガスバリ
ヤ−層を設けることもできる。
エチレン・ビニルアルコール共重合体は、酸素等の気体
に対する耐透過性に優れた樹脂の一つであるが、高湿度
条件下ではこの耐透過性が減少するという問題がある。
而して上述した本発明に従って、高吸水性樹脂含有層と
ともに、上記ガスバリヤ−層を設けることにより、湿分
の侵入によるエチレン・ビニルアルコール共重合体の劣
化が有効に回避されるため、優れたガ又バリヤー性を保
持できるという利点が達成される。
エチレン・ビニルアルコール共重合体としてはエチレン
含有量が20乃至60モル%、特に25乃至50モル%
であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を、ケン化度が9
6モル%以上、特に99モル%以上となるようにケン化
して得られる共重合体ケン化物が使用される。
このエチレン・ビニルアルコール共重合体は、フィルム
を形成し得るに足る分子量を有するべきであり、一般に
、フェノール:水の重量比で85:15の混合溶媒中3
0℃で測定してo、o5ff/g以上、特に0.ON!
/g以上の粘度を有することか望ましい。
また、エチレン・ビニルアルコール共重合体以外にも、
例えば特願昭61−177832号に開示されているポ
リアミド、特願昭62−98596号や米国特許第4.
501.879号明細書に開示されたハイパツヤ−ポリ
エステル、及び特公昭57−42493号に開示された
高ニトリル系樹脂等も、ガスバリヤ−樹脂として使用さ
れる。
役豆贋 エチレン・ビニルアルコール共重合体その他から成るガ
スバリヤ−層と、他の樹脂層とを接着させる目的で設け
られる層で、前述したカルボニル基含有熱可塑性樹脂を
用いることが望ましい。
ノブラインド層 積層構造体を成形する際に派生するパリや又ノットくず
などのりグラインドを、コストダウンのために回収する
層であり、積層構造体を形成する全樹脂のブレンド物か
ら成っている。これにバージンの熱可塑性樹脂を添加す
ることも出来る。
暖胆方ユ 積層体の成形は、多層同時押出によって行なうのがよい
。この多層同時押出によれば、樹脂間の接着界面で両樹
脂の混じり合いがよく行なわれるので、接着強度に特に
優れた積層構造体が得られる。
多層同時押出に際しては、各層を構成する樹脂を夫々の
押出機で溶融混練した後、多層多重ダイを通して押出し
、フィルム、シート、ボトル用バイブ、ボトル用プリフ
ォーム等の形に形成する。
尚、ボトル用ブリフ引−ムの場合には、多層同時押出さ
れた溶融樹脂パリソンを金型内でブノブロー成型するか
、多層同時押出されたバイブを冷却して一定寸法に切断
後、バイブの上端部分及び下端部分を再加熱して圧縮成
形等の手段にて口部ネジ部分と底部の成形を行なうこと
によって得られる。
積層体の形成は、またサンドイッチラミネーションや押
出コートと呼ばれる方法で行なうことができる6例えば
予め形成された内外層用の樹脂フィルム及び、中間層用
のフィルムを加熱下に圧着することによって積層体を製
造することができる。また別法として、内外層用フィル
ムの間に、高吸水性樹脂を中間層として押出し、該押出
層をこれら2枚のフィルムでサンドイッチ状に圧着して
積層体を得ることができる。
また予め形成された各種フィルムを所定の積層順序で熱
間圧着乃至は熱間圧延する方法等も採用することができ
る。
勿論上述した方法以外にも、例えば複数のジノングーを
有する射出機を使用し、所定の各樹脂を順次或いは共射
出して積層体を得ることもできる。
肚 本発明の積層構造体は、ブロー成形容器、シート成形容
器或いは袋状の包装容器として有利に使用される。
例えば、パリソン、バイブ或いはプリフォームからのボ
トルの形成は、押出物を一対の割型でピンチオフし、そ
の内部に流体を吹込むことにより容易に行われる。また
、バイブ乃至はプリフォームを冷却した後、延伸温度に
加熱し、軸方向に延伸すると共に、流体圧によって周方
向にブロー延伸することにより、延伸ブローボトル等が
得られる。また、フィルム乃至シートを、真空成形、圧
空成形、張出成形、プラグアシスト成形等の手段に付す
ることにより、カップ状、トレイ状等の包装容器が得ら
れる。
更に、多層フィルムにあっては、これを袋状に重ね合せ
或いは折畳み、周囲をヒートシールして袋状の包装容器
(パウチ)とする。
(発明の効果) 本発明のプラスチック積層構造体は、従来公知のものに
比して耐水蒸気透過性が著しく、改善されており、特に
粉末コーヒー、クリーミングパウダー等の粉体用の容器
、或いは食用油などの湿気を婿う液体油脂食品用の容器
として極めて有効である。
(実施例) 各実施例における透湿度(水蒸気透過度)の測定は下記
の方法に従った。
l)サンプルがシート状の場合 へ州貿易■が取り扱っているLyssy(’Jyンー1
 全自動水蒸気透過度テスターL 80−4000型試
験磯を使用した。
(実施例1.2、比較例1) 2)サンプルが容器状の場合− 上記全自動水蒸気透過度テスターL90uに準拠した方
法で測定した。
1五奥ユ 各層の原料樹脂として以下のものを使用した。
以上の樹脂を用い、共押出により3層の積層シートを得
た。この積層シートの各層は、重量基準で 外層:中間層:内層 =4:l:5 となっている。
この積層シートについて、40°C1相対湿度90%差
の条件下での水蒸気透過度を前述した方法に従って測定
した。
1jH定結果を第2図に示す。
尚、比較のため、上記ポリプロピレン学層のシートにつ
いて、同様の測定を行ない、その結果を第2図に併せて
示す。
実施例2 各層の原料樹脂として、以下の樹脂を使用した。
以上の樹脂を用い、外層・接着層:ガスバノヤー層・接
着層:内層=4・051 05・4(重量比)の5層構成の積層シートを共押出法
により得た。
この積層シートについて、実施例1と全く同様に水蒸気
透過度の経時変化を測定した。
測定結果を第3図に示す。
尚、比較のために、接着層に前記アクリル酸/ビニルア
ルコール共重合体が全く配合されていない5層シートに
ついての水蒸気透過度の測定結果を第3図に併せて示す
比較例1 各層の原料樹脂として以下の樹脂を使用した。
第 表 以上の樹脂を用い、実施例2の場合と同じ共押出法によ
って、実施例2と同し5層構成の積層シートを得た。
この積層シートについて、実施例2と全く同様に、水蒸
気透過度の経時変化を測定した。
測定結果を第1表に示す。
尚、比較のために、実施例2に示した、接着層に前記ア
クリル酸/ビニルアルコール共重合体が全く配合されて
いない5層シートの測定結果(実施例2における比較例
)も第1表に併せて示す。この表から、内外層に前記ア
クリル酸/ビニルアルコール共重合体を添加すると、無
添加の5層シートよりも、逆に水蒸気透過量が多くなる
ことが知られる。
叉に辷ユニ 原材料樹脂とし以下のものを使用した。
以上の樹脂を使用し、共射出法により、外層中間層:内
層=2:l:1(重計比)の3層構成の広口積層ボトル
をf%だ。
この積層ボトルについて、上述した方法に準拠して、下
記条件、 40℃、90%RH、恒温恒湿層内(実施例3) 30℃、80%RH1恒温恒湿層内(実施例4) 20℃、60%RH1恒温恒湿層内(実施例5) を採用して、水蒸気透過量の経時変化を測定した。
各測定結果を、それぞれ第4図、第5図、及び第6図に
示す。
また比較のために、ポリエチレンテレツクレート(体層
のボトルについて、同様の測定を行ない、その結果を第
4図、第5図及び第6図に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の積層構造体の層構成の一例を示す図
、 第2図乃至第6図は、それぞれ実施例1〜5における水
蒸気透過量の経時変化を示す線図である。 第1図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも熱可塑性樹脂から成る内外層と高吸水
    性樹脂を含有して成る層とを有する積層体から形成され
    た耐水蒸気透過性に優れたプラスチック積層構造体。
  2. (2)前記内層は、水蒸気透過係数(JISZ0208
    )が5×10^−^1g・cm/m^2・day以下の
    熱可塑性樹脂から成る請求項(1)記載の積層構造体。
  3. (3)前記内層は、容器器壁の全体の厚み当り5乃至8
    0%の厚みを有する請求項(1)記載の積層構造体。
  4. (4)前記高吸水性樹脂含有層は、高吸水性樹脂を5乃
    至90重量%の割合で含有している請求項(1)記載の
    積層構造体。
  5. (5)前記内外層の間に更にガスバリヤー層が存在する
    請求項(1)記載の積層構造体。
  6. (6)プラスチックシートである請求項(1)記載の積
    層構造体。
  7. (7)プラスチック容器である請求項(1)記載の積層
    構造体。
  8. (8)前記内外層と高吸水性樹脂含有層との三層構成の
    積層体から成る粉体用容器である請求項(1)記載の積
    層構造体。
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