JPH02276637A - 多層包装材料 - Google Patents

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、ヒートシール性、保香性に優れた多層包装材
料に関する。さらに詳しくは、香気成分を含有する飲食
物等を充填もしくは包装するのに好適な多層包装材料に
関する。

［従来の技術及びその問題点］ 各種の果実飲料、乳酸菌飲料等の容器として、多層から
成る紙容器が広く使用されている。このような紙容器は
、包装に際しヒートシールを行うところから、ヒートシ
ール性樹脂層を紙の内層とじ−で積層し使用されている
。

ヒートシール性樹脂としては、オレフィン系重合体が多
用されていた。オレフィン系重合体はヒートシール性が
優れているのみならず、柔軟性にも優れており、折り曲
げ加工などを行ってもピンホールなどの発生がないなど
優れた特長を有するが、香気成分を吸着し易く、被包装
物の種類によっては味や香りが変化するという欠点を有
していた。

一方、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴという
）は保香性に優れているが、ヒートシール性に乏しく、
前記のような多層包装材料の内層用樹脂として用いるに
は不適当であった。またイソフタル酸の如き共重合成分
を相当量含有する変性ＰＥＴは、ヒートシール性の面で
はＰＥＴより優れているが、柔軟性、耐ピンホール性な
どに劣っているため、折り曲げ加工などを要する包装容
器の内層材として適しているとは言い難かった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、変性ＰＥＴの有するヒートシール性、保
香性を生かし、かつ、耐ピンホール性などの変性ＰＥＴ
が有する欠点を改善した新規な紙製包装材料についての
検討を行った。その結果、紙と変性ＰＥＴの間に特定の
エチレン系共重合体を介在させることにより、優れた層
間接着力と優れた包装特性を有する包装材料を見出すに
至った。

従って本発明の目的は、特に香気成分を有する飲食物等
の包装に好適な、ヒートシール性、保香性に優れた新規
な多層包装材料を提供することにある０本発明の他の目
的は、共押出法により容易に製造できる層間接着力良好
な多層包装材料を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、 （Ａ）共重合成分を５〜２０モル％含む変性ポリエチレ
ンテレフタレートからなるヒートシール層、 （Ｂ）（Ａ）Ｈに隣接し、（メタ）アクリル酸エステル
含有量が４〜４０重量％のエチレン系共重合体からなる
柔軟樹脂層、 及び （Ｃ）（Ｂ）層に隣接する紙層 からなる積層構造を有する多層包装材料である。

本発明の多層包装材料のヒートシール層に用いられる変
性ＰＥＴは、エチレングリコール単位及びテレフタル酸
単位の外に、共重合成分を５〜２０モル％、好ましくは
５〜１５モル％の割合で共重合されているものである。

共重合成分としては、イソフタル酸、フタル酸、２．６
−ナフタレンジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸のよう
な芳香族カルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、シクロ
ヘキサンジカルボン駿のような脂肪族又は脂環族カルボ
ン酸、プロピレングリコール、ｌ、４−ブタンジオール
、１．４−シクロヘキサンジメタツール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール等のジオール類をあ
げることができる。

これら共重合成分の中では、イソフタル酸、１．４−シ
クロヘキサンジメタツール、ジエチレングリコール等が
とくに好適である。これら変性ＰＥＴとしては、極限粘
度が０．６０ないし１．４ｄβ／ｇ、とくに０．６５な
いし１、Ｏｄ１２７ｇのものが好ましい。

共重合成分が５モル％より少ないと、ヒートシール性が
悪く、高温充填用紙器の内層材として用いるに充分な、
ヒートシール強度の大きいものが得られない、また共重
合成分が２０モル％を超えると、組成物の柔軟性、伸び
等が充分でなく、ピンホールや折り曲げ加工による破損
等が生じ易くなる。

本発明の多層包装材料においては、ヒートシール層であ
る変性ＰＥＴ層と紙層との間に柔軟樹脂層を設けた積層
構造としたものである。

中間層となる該柔軟樹脂層としては、変性ＰＥＴＷＩお
よび紙層との接着強度が太き（、しかも積層物とした時
の耐ピンホール性が優れ、折り曲げなどの加工によって
も容易に破れやピンホールができない程度に柔軟な樹脂
であることが必要である。更に積層加工時の温度でも分
解を起こさない耐熱性も必要とされる。

このような柔軟樹脂としては、　（メタ）アクリル酸エ
ステル含有量が４〜４０重量％、好ましくは７〜３０重
量％であるエチレン系共重合体が用いられる。ここに（
メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステルまた
はメタクリル酸エステルを意味する。

該エチレン系共重合体は、エチレンおよび（メタ）アク
リル酸エステルを必須成分とし、共重合体中の（メタ）
アクリル酸エステル含有量が５〜４０重量％である限り
においては、その他の共重合成分を含有する三元または
多元共重合体であっても良い、その他の共重合成分とし
ては不飽和カルボン酸もしくはその無水物などの単量体
を用いることができるが、特にアクリル酸またはメタク
リル酸（以下（メタ）アクリル酸という）が第三成分と
して好適である。また（メタ）アクリル酸は部分的に金
属塩化されたものであってもよい。

従って本発明において用いるエチレン系共重合体として
特に好ましいものは、エチレン／（メタ）アクリル酸エ
ステル共重合体、エチレン／（メタ）アクリル酸エステ
ル／（メタ）アクリル酸の三元共重合体、あるいは該三
元共重合体中の（メタ）アクリル酸成分の一部が金属塩
化されたアイオノマー樹脂等である。　ここに（メタ）
アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソ
ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、アクリル駿グリシジル、
メタクリル酸グリシジルなどを挙げることができる。

（メタ）アクリル酸エステルの含有量が前記範囲より少
ないものを用いた場合には、変性ＰＥＴ層との接着力が
充分でないのみならず、積層物の耐ピンホール性が満足
すべきものとならず、折り曲げ加工などを行った場合、
変性ＰＥＴ層に破れやピンホール発生が生じ易くなる。

またその含有量が、前記範囲より多くなると柔軟になり
すぎ強度が不足すること及び融点が低くなり耐熱性が著
しく不足して（るために好ましくない。

（メタ）アクリル酸を第三成分とする三元共重合体の場
合には、三元共重合体中の（メタ）アクリル酸含有量は
０〜２０重量％の範囲が好適であり、この範囲を超える
と剛性が大きすぎて折り曲げ加工時にピンホールが発生
しやすくなる。

また（メタ）アクリル酸成分が金属塩化されたアイオノ
マー樹脂を用いる場合、金属としてはナトリウム、マグ
ネシウム、カルシウム、亜鉛などが好適であり、中和度
は８０％以下、特に６０％以下が好ましい、中和度があ
まり大きすぎるとエチレン共重合体が剛直になりすぎる
ので、積層物の耐ピンホール性が悪くなり好ましくない
。

このようなエチレン系共重合体は１９０℃、２１６０ｇ
荷重におけるメルトフローレートが０．０５〜１００ｇ
／１０分、と（に０．５〜５０ｇ／１０分のものが好ま
しい。

このエチレン共重合体層には、また他のエチレン重合体
、粘着付与剤、各種添可剤などを配合してもよい。

本発明の多層包装材料は、変性ＰＥＴＨをヒートシール
層とし、変性ＰＥＴ／エチレン共重合体／紙からなる積
層構造を必須成分とする限りは、このような３層構造の
みならず、紙側に各種基材が一層又はそれ以上の層で形
成された４Ｍ以上の多層構造のものであってもよい。こ
のような基材としては、紙、ポリエステル、ポリアミド
、ポリプロピレンや各種エチレン重合体の如き、ポリオ
レフィンなどを例示することができる。各層の厚みは任
意であるが、例えば１０〜２００μの如き厚さで使用す
ることができる。

本発明の多層包装材料を製造するには。

ｌ）紙基材の上にエチレン系共重合体をまず押出コーテ
ィングし、その上に変性ポリエチレンテレフタレートを
押出コーティングする方法、２）エチレン系共重合体と
変性ポリエチレンテレフタレートをフィードブロッ久マ
ルチマニホールドダイあるいは２スロツトダイ等を用い
て共押出し、−度で紙基材の上にコーティングする方法
、 ３）先に変性ポリエチレンテレフタレートフィルムを作
成しておき、これにエチレン系共重合体を溶融押出させ
ながら、紙と貼合させる方法（サンドイッチラミネーシ
ョン） などを採用することができる。

特に好適な方法は、紙にコロナ処理や火炎処理などの表
面処理をした後、エチレン系共重合体を積層し、更にエ
チレン系共重合体層にコロナ処理や火炎処理などの表面
処理を加えた後、変性ＰＥＴを押出コートする方法であ
る。かがる方法は作業性がよく工業プロセスとして優れ
ており、またエチレン系共重合体層と変性ＰＥＴＨの層
間接着力を一層向上させるものである。

なお紙にエチレン系共重合体を積層する際の温度は強固
な接着力を得るためには、通常２５０〜３２０℃、好ま
しくは２８０〜３１０’Ｃの範囲である０本発明で使用
するエチレン系共重合体はこのような高い積重温度でも
安定であるが、その他の樹脂、例えばエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体を用いると、このような温度では無視でき
ない量の分解が起こるので好ましくない。

［実施例］ 夫施剖二上 密度３４０ｇｒ／ｍ”を有する板紙（Ｃ層）をコロナ処
理し、これに、エチレン／イソブチルアクリレート／メ
タクリル酸（Ｅ／ＩＢＡ／ＭＡＡ）からなる三元共重合
体（エチレン／イソブチルアクリレート／メタクリル酸
＝８０／１０／１０重量％、ＭＦＲ＝１０）を樹脂温３
００℃、ラインの引取り速度８０ｍ／ｍｉｎで押出コー
ティングし、厚み２０μｍの塗布膜をＢＪｉＦとして形
成させた。次に上記三元共重合体（以下ターポリマーと
呼ぶことがある）の塗布膜層をコロナ処理した後、この
ターポリマー層上にＡｆｉとして変性ポリエチレンテレ
フタレート（以下変性ＰＥＴと呼ぶ。共重合組成は、イ
ソフタル酸／テレフタル酸／エチレングリコール：　Ｌ
　Ｏ／４０１５０モル％である、以下同じ）をグイ下樹
脂１２９６℃、ラインの引取り速度ｇｏｍ／ｍｉｎで押
出コーティングし、多層包装材料を得た。Ａ層である変
性ＰＥＴＪ？！Ｆの膜厚は２０μｍとした。

この多層包装材料の板紙層とターポリマー層間の接着力
及びターポリマーと変性ＰＥＴｉ間の接着力を評価した
。結果を表−１に示す。この多層包装材料は実用上充分
な層間接着力を有している。

またこの多層包装材料をロールにて製箱加工用の罫線を
入れ、内側（シール層側）へ９０度の角度で３回折り曲
げたが、剥離等の異常は認められなかった。

次にこの多層包装材料の変性ＰＥＴをシールＭとしたヒ
ートシール性を評価した。結果を表−２に示す。この多
層包装材料のヒートシール強度も実用上充分な値を示し
ている。

更にこの包装材料の保香性を評価するため、上記積層体
の変性ＰＥＴを内層として、２３０ｍｊ２の大きさの箱
を作り、これに１００％生ジユースを２００ｍβ充填し
、ヒートシールにより密閉した。このジェースを冷蔵庫
内に１週間放置し、中に含まれるｄ−リモネンの含有量
の変化をガスクロマトグラフを用い測定し、密閉ガラス
容器中での値と比較して表−３に示した。本発明の包装
材料を用いた容器中の残存ｄ−リモネン量は、ｄ−リモ
ネンを全（吸収しないガラス容器中の値と殆ど同じであ
り、内層が低密度ポリエチレンである比較例−３の包装
材料に較べて、その減少量が著しく少なく、香気成分が
充分保持できる材料であることが分かる。

大上伝二１ ＢＪＷ用の樹脂として、エチレン／エチルアクリレート
（Ｅ／ＥＡ）共重合体（エチレン／エチルアクリレート
＝８５／１５重量％、ＭＦＲ＝８．０）を用い、実施例
１と全く同様の方法で板紙（Ｃ層）／ＥＥＡ　（ＢＭ）
／変性ＰＥＴ　（Ａ層）の多層包装材料を得た。この包
装材料のＣ層とＢＭ間及びＢＪＷとＡ層間の接着力を評
価した。

結果を表−１に示す、この多層包装材料においては実用
上充分な層間接着力が得られでいる。

比較桝二土ニス ＢＪＷ用の樹脂として、それぞれエチレン／メタクリル
酸（Ｅ／ＭＡＡ）共重合体（エチレン／メタクリル酸＝
９１／９重量％、ＭＦＲ＝８．０）および低密度ポリエ
チレン（ＬＤＰＥ、ＶＦＲ＝７）を用い、実施例１と全
く同様の方法で下記の層構成からなる多層包装材料を得
た。

上記各包装材料のＣ層とＢ層間及びＢＭとＡ層間の接着
力を評価した。結果を表−１に示す。表−１から明らか
なように、これらの多層包装材料においては、紙とＢ［
どの接着力は十分であったが、８層と変性ＰＥＴ層間の
接着力が低く、紙容器として使用した場合に信頼性の点
で不十分である。

更に上記各包装材料を、実施例１と同様に製箱加工用の
罫線を入れ、内側へ９０度の角度で３回折り曲げたとこ
ろ、折れ目周辺でＢｆｆとＡｆｆの間で層剥離（浮き現
象）が発生した。

比較例ニュ 実施例−１と同じ板紙をコロナ処理し、これに低密度ポ
リエチレン（ＬＤＰＥ、ＭＦＲ＝７）を樹脂温度３００
℃、ラインの引き取り速度８０ｍ／ｍｉｎで、膜厚２０
μｍとなるように押出コーティングした。この積層体を
用いＬＤＰＥを内層として２３０ｍ１の大きさの箱を作
り、これに】００％生ジユースを２００ｒｒ＋４２充填
し、ヒートシールにより密閉した。このジュースを冷蔵
庫内に１週間放置し、中に含まれるｄ−リモネンの含有
量の変化をガスクロマトグラフを用い測定した。結果を
表−３に示す。

表−１多層包装材料のＢ／Ｃ層間接着力単位：Ｎ／１５
ｍｍ 測定時の引張り速度：　３００ｍｍ　／ｍｉｎ、注二紙
層／Ｂ層間の接着力テストではいずれの場合も紙がむけ
測定不能であった。

表−２紙／Ｅ−Ｉ　ＢＡ−ＭＡＡ三元共重合体／変性Ｐ
ＥＴ包装材料のヒートシー ル強度 シール面：変性ＰＥＴ ヒートシール条件： シール圧力　２ｋｇ／ｃイ（実圧） シール時間　２．０秒 ヒートシール測定時の剥離速度：　３００ｍｍ／ｍｉｎ
［発明の効果］ 紙を主体とする多層包装材料において、ヒートシール性
、保香性などに優れた変性ＰＥＴをヒートシール層とし
、しかも紙とヒートシール層の間に、特定のエチレン共
重合体を介在させたことにより、変性ＰＥＴの欠点とさ
れていた耐ピンホール性が、著しく改善されたので、ヒ
ートシール性、保香性の優れた包装材料として、特に香
気成分を有する飲食物などの包装に好適に使用すること
表−３生ジユース中のｄ−リモネン量変化（冷蔵庫内１
週間放置）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）共重合成分を５〜２０モル％含む変性ポリエ
   チレンテレフタレートからなるヒートシール層、 （Ｂ）（Ａ）層に隣接し、（メタ）アクリル酸エステル
   含有量が４〜４０重量％のエチレン系共重合体からなる
   柔軟樹脂層、 及び （Ｃ）（Ｂ）層に隣接する紙層 からなる積層構造を有する多層包装材料。