JPH10120913A - 酸素吸収性樹脂組成物、包装容器及び製法 - Google Patents
酸素吸収性樹脂組成物、包装容器及び製法Info
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Abstract
或いは加熱殺菌後の凹凸の発生等がなく、外観特性に優
れた酸素吸収剤含有樹脂組成物及び該樹脂組成物から形
成された包装容器を提供するにある。 【解決手段】 還元性鉄粉と該還元性鉄粉表面に固着コ
ーティングされた酸化促進剤乃至触媒の層とから成り且
つ前記酸化促進剤乃至触媒が還元性鉄粉当たり0.1乃
至5重量%の量で存在する比表面積0.5m2 /g以上
及び見掛け密度2.2g/cc以下の酸素吸収剤粒子を
熱可塑性樹脂100重量部当たり10乃至200重量部
の量で配合して成ることを特徴とする酸素吸収性樹脂組
成物。
Description
成物及びそれを用いた包装容器に関するもので、より詳
細には、酸素吸収速度が大きく、しかもレトルト後の長
期保存でも外観変化がなく、外観特性に優れた酸素吸収
性樹脂組成物及び包装容器に関する。
ビン、各種プラスチック容器等が使用されているが、軽
量性や耐衝撃性、更にはコストの点からプラスチック容
器が各種の用途に使用されている。しかしながら、金属
缶やガラスビンでは容器壁を通しての酸素透過がゼロで
あるのに対して、プラスチック容器の場合には器壁を通
しての酸素透過が無視し得ないオーダーで生じ、内容品
の保存性の点で問題となっている。
は容器壁を透過する酸素を捕捉するために、樹脂中に酸
素吸収剤或いは脱酸素剤を配合することは古くから知ら
れており、例えば、特開昭57−194959号公報に
は、容器蓋殻体と該殻体の密封部に設けられた密封用ガ
スケットからなる容器蓋において、該密封用ガスケット
中に固体の酸素吸収剤を含有せしめたことを特徴とする
容器蓋が記載されている。また、特開平1−27824
4号公報には、20℃及び0%RHでの酸素透過係数が
10-12 cc・cm/cm-2・sec・cmHg 以下で且つ20℃及び1
00%RHでの水分吸着量が0.5 重量%以上であるガス
バリヤー性樹脂に脱酸素剤及び吸水剤を配合した樹脂組
成物の層を備えていることを特徴とするプラスチック多
層容器が記載されている。
を酸素吸収剤として使用することも既に知られており、
特開昭53−14185号公報には、金属粉をハロゲン
化金属で被覆してなり、ハロゲン化金属の被覆量が金属
粉100部に対し0.001〜5部であり、且つ水分含
有量が全体の1重量%以下である酸素吸収剤が記載され
ている。
収剤を樹脂に配合することも既に知られており、前述し
た特開昭57−194959号公報には、酸素吸収剤と
して、ハロゲン化金属で被覆した鉄粉等を使用できるこ
とが記載されている。また、特開平2−72851号公
報には、脱酸素剤組成物がフィルム中に分散されてなる
熱可塑性樹脂フィルムを延伸してなる脱酸素剤組成物含
有微多孔フィルムが記載され、上記脱酸素剤組成物とし
て、鉄粉の表面をハロゲン化金属塩で被覆したものを使
用することが記載されている。更に、特開平6−170
940号公報には、一次粒子径が0.01〜20μmで
あり、凝集粒子径が5〜200μmである鉄粉30〜8
5重量部と電解質水溶液とを混合したものと、熱可塑性
樹脂15〜70重量部とを混練し、シート加工した後、
少なくとも一軸方向に1.5〜9倍の倍率で延伸するこ
とを特徴とする酸素吸収性シートの製造方法が記載され
ている。
樹脂組成物では、ハロゲン化金属塩等の酸化促進剤が水
分を吸着し、この水分の存在下に鉄粉等の酸素吸収剤が
酸化されることにより、容器内の酸素或いは器壁を通過
する酸素を吸収する。
組成物は、容器内の酸素を吸収するのに長時間を要する
など、酸素吸収速度が未だ十分に高いものとはいえず、
内容物保存性の点でも未だ十分に満足しうるものではな
かった。
は、これを容器の形に成形した段階では、平滑性等の外
観特性に関して満足しうるものであっても、これを長期
に保存し或いはレトルト殺菌等の加熱殺菌に付した場合
には、表面に凹凸が発生し、甚だしい場合には、樹脂組
成物層にクラックが発生することも認められた。
収速度を有し且つ長期保存後或いは加熱殺菌後の凹凸の
発生等がなく、外観特性に優れた酸素吸収剤含有樹脂組
成物及び該樹脂組成物から形成された包装容器を提供す
るにある。
低く抑制できると共に、加熱殺菌後の外観特性を優れた
レベルに維持できる密封包装体の製法を提供するにあ
る。
鉄粉と該還元性鉄粉表面に固着コーティングされた酸化
促進剤乃至触媒の層とから成り且つ前記酸化促進剤乃至
触媒が還元性鉄粉当たり0.1乃至5重量%の量で存在
する比表面積0.5m2 /g以上及び見掛け密度2.2
g/cc以下の酸素吸収剤粒子を熱可塑性樹脂100重
量部当たり10乃至200重量部の量で配合して成るこ
とを特徴とする酸素吸収性樹脂組成物が提供される。
組成物の層を器壁に備えて成ることを特徴とする加熱殺
菌用包装容器が提供される。
組成物の層を器壁に備えた包装容器内に50重量%以上
が水分である内容物を充填し、密封後に加熱殺菌を行う
殺菌密封包装体の製法が提供される。
においては、 1.酸素吸収剤粒子がレーザ散乱法で測定して10乃至
50μmの平均粒径と、0.6以下のアスペクト比(短
軸寸法/長軸寸法)を有する粒子が50%以上であり、
圧縮度が20%以上である偏平乃至紡錘状粒子であるこ
と、 2.酸素吸収剤粒子が還元性鉄粉と酸化促進剤乃至触媒
の粉末とを乾式ミリングして得られたものであること、 3.熱可塑性樹脂が実質上非相溶の複数の熱可塑性樹脂
乃至エラストマーのブレンド物であること、 が好ましい。
る酸素吸収剤粒子として、還元性鉄粉と該還元性鉄粉表
面に固着コーティングされた酸化促進剤乃至触媒の層と
から成り且つ前記酸化促進剤乃至触媒が還元性鉄粉当た
り0.1乃至5重量%の量で存在する比表面積0.5m
2 /g以上及び見掛け密度2.2g/cc以下のものを
用いる。
酸化促進剤乃至触媒の層が固着コーティングされている
とは、単に還元性鉄粉粒子の表面に酸化促進剤乃至触媒
が存在し或いは付着しているというだけではなく、熱可
塑性樹脂との混練条件下においても、酸化促進剤乃至触
媒の層が還元性鉄粉の表面から実質上剥離することなく
固着していることを意味している。本発明に使用する酸
素吸収剤粒子の構造を模式的に示す図1において、この
粒子10は、還元性鉄粉のコア粒子20とその表面に固
着した酸化促進剤乃至触媒の層30とからなっており、
この粒子は長軸寸法aと短軸寸法Bとを有している。
媒を被覆しただけでは、熱可塑性樹脂との混練時に、酸
化促進剤乃至触媒の粒子が還元性鉄粉粒子の表面から離
脱し、樹脂組成物中には、互いに遊離の還元性鉄粉粒子
と酸化促進剤乃至触媒粒子とが存在する。これは、酸化
促進剤を水溶液で鉄粉に塗布した場合にも、酸化促進剤
が結晶として析出するために同様に生じるのである。樹
脂組成物中の酸化促進剤乃至触媒は樹脂を浸透してくる
水分を吸収するが、還元性鉄粉粒子との間に距離がある
ため、還元性鉄粉の酸化が速やかには進行せず、酸素吸
収速度が小さくなる。また、酸化促進剤乃至触媒粒子の
部分に水分が集中して、樹脂組成物中に膨れを生じ、容
器の外表面に凹凸が発生する。
剤粒子では、熱可塑性樹脂との溶融混練後においても、
還元性鉄粉粒子の表面に酸化促進剤乃至触媒の層が固着
した状態で安定に存在するので、酸化促進剤乃至触媒に
よって吸収された水分は直ちに還元性鉄粉を活性化し、
鉄の酸化反応による酸素の吸収が進行し、酸素吸収速度
が高いレベルに保持されるものである。また、酸化促進
剤乃至触媒によって吸収される水分も水和酸化物等の生
成に有効に利用され、膨れの発生やクラックの発生によ
る外観特性の低下も抑制されるのである。
還元性鉄粉当たり0.1乃至5重量%、特に0.2乃至
3.0重量%の量で存在することも重要であり、酸化促
進剤乃至触媒の量が上記範囲を下回る場合には、酸素吸
収速度が本発明の範囲にある場合に比して低下する傾向
があり、一方上記範囲を上回る場合には、樹脂組成物全
体としての耐水性や他の物性が低下するので好ましくな
い。
必須の構成に加えて、0.5m2 /g以上の比表面積及
び2.2g/cc以下の見掛け密度を有することも重要
である。比表面積が0.5m2 /gを下回る場合や、見
掛け密度が2.2g/cm3を上回る場合、後述する比
較例2に示すとおり、酸素吸収速度が低下し、容器内の
残留酸素量が本発明の範囲内にある場合に比してかなり
増大する。これは、酸素吸収剤配合樹脂組成物における
酸素の吸収は、結局のところ、酸素吸収剤粒子の表面を
通して行われるものであるが、比表面積や見掛け密度が
本発明範囲外の酸素吸収剤粒子では、粒子表面からの酸
素吸収が有効に行われにくいためと推定される。
散乱法で測定して10乃至50μmの平均粒径と、0.
6以下のアスペクト比(短軸寸法/長軸寸法)を有する
粒子が50%以上の範囲にあり、圧縮度(後述する方法
による)が20%以上、特に30乃至90%である偏平
乃至紡錘状粒子であることが好ましい。平均粒径が上記
範囲内にある酸素吸収剤粒子は、熱可塑性樹脂中への分
散性に優れていると共に、酸素吸収性にも優れている。
また、アスペクト比が0.6以下のものが50%を下回
る酸素吸収剤粒子や圧縮度が20%を下回る酸素吸収剤
粒子を用いた場合には、本発明の好適範囲内の酸素吸収
剤粒子に比して、酸素吸収性能に劣る傾向が認められ、
容器としたときの外観特性も劣る傾向が認められる。こ
れは、アスペクト比を小さくし或いは圧縮度を大きくす
ること、即ち扁平度を増大させることが、粒子の表面積
の増大による酸素吸収速度の増大をもたらし、酸素吸収
剤粒子の樹脂組成物の溶融流動方向、即ち層方向への配
向をもたらし、これが厚み方向への膨れやクラックを防
止するのに役立っているためと思われる。
てこれに限定されるものではないが、好適には、還元性
鉄粉と酸化促進剤乃至触媒の粉末とを乾式ミリングする
ことにより得られる。この乾式ミリングでは、酸化促進
剤乃至触媒の粉末が粉砕されつつ、還元性鉄粉粒子の表
面にこすりつけられ、固着コーティング層となる。この
固着コーテイング層の形成は、従来の単なるブレンド
や、還元性鉄粉を酸化促進剤乃至触媒の水溶液と混合し
て乾燥する方法では、決して達成されないものである。
加えて、上記乾式ミリングは、還元性鉄粉を上記粒度に
粒度調整し、しかも還元性鉄粉粒子の扁平度を上記の範
囲に制御するという望ましい作用をも行う。
塑性樹脂100重量部当たり5乃至200重量部、特に
10乃至100重量部の量で配合する。酸素吸収剤粒子
の配合量が上記範囲よりも少ない場合には、酸素吸収性
が、本発明の範囲内にある場合に比して、かなり低下す
る傾向があり、一方酸素吸収剤粒子の配合量が上記範囲
よりも多い場合には、容器への成形や容器の物性が、本
発明の範囲内にある場合に比して、かなり低下する傾向
があり、何れも好ましくない。
非相溶の複数の熱可塑性樹脂のブレンド物であること
が、特に好ましい。実質上非相溶の複数の熱可塑性樹脂
のブレンド物は、これを溶融成形したとき、各成分が層
状に分布し、各層が厚さ方向に重なり、各層が面方向に
延びている多層分布構造をとる。このため、このブレン
ド物から酸素吸収剤配合樹脂組成物では、各成分の層間
で剥離が進行しやすく、還元性鉄粉粒子の酸化による体
積膨張や水分等による膨れが若干発生したとしても、面
方向に扁平な膨れとなり、表面における凹凸の発生がか
なり軽減されると共に、厚み方向へのクラックの発生も
有効に防止されるものである。
収剤粒子は、還元性鉄粉のコア粒子と、これに固着コー
ティングされた酸化促進剤乃至触媒の層とからなる。
得られる酸化鉄(例えばミルスケール)をコークスで還
元し、できた海綿鉄を粉砕後、水素ガスや分解アンモニ
アガス中で仕上げ還元を行ったり、酸洗工程で得られる
塩化鉄水溶液から鉄を電解析出させ、粉砕後、仕上げ還
元をすることによって得られる。即ち、鉄鋼の製造工程
で製品の表面に生成する鉄銹等の鉄酸化物は比較的純粋
なものであり、これを酸洗して得られる塩化鉄もまた純
粋なものである。酸化鉄の還元焼成は、一般に600乃
至1200℃程度の温度で行う。
焼成に限定されず、用いる原料の鉄が純粋であれば、溶
融鉄の非酸化雰囲気中への噴霧や、純粋な金属鉄の粉
砕、或いはカルボニル鉄の水蒸気熱分解によっても製造
することができる。
あるべきであるが、樹脂の劣化を防止し、フレーバー保
持性を向上させるという見地からは、鉄に対する銅の含
有量が150ppm 以下及び硫黄の含有量が500ppm 以
下であることが好ましい。
る酸化促進剤乃至触媒としては、水溶性乃至潮解性無機
電解質を挙げることができる。その具体例として、塩化
ナトリウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、塩化第一鉄、
塩化第二鉄、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫
酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、リン酸水素二ナトリ
ウム、二リン酸ナトリウム、炭酸カリウム、硝酸ナトリ
ウム等の無機塩類等が挙げられる。
カリ土類金属の塩化物、特に塩化ナトリウム、塩化カル
シウム、塩化第二鉄が好適である。これらに加えて、塩
化マンガン(MnCl2)等のマンガン塩を組合せて使用する
ことも、酸化促進による酸素吸収に有効である。
も有効であり、この例として、グルコース、果糖、ショ
トウ、ゼラチン、変性カゼイン、変性デンプン、トラガ
ントゴム、ポリビニールアルコール、CMC,ポリアク
リル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム等の有機化合
物等が挙げられる。これらの有機系の酸化促進剤乃至触
媒は、酸素吸収剤粒子の形で熱可塑性樹脂に配合して
も、或いは酸素吸収剤粒子とは別に樹脂に配合してもよ
い。勿論、本発明においては、複数の酸化促進剤乃至触
媒を組み合わせで使用できることはいうまでもない。
乃至触媒とは、既に詳述した量比で組み合わせる。還元
性鉄粉の表面への酸化促進剤乃至触媒の固着コーティン
グの形成は、還元性鉄粉と酸化促進剤乃至触媒の粉末と
を乾式ミリングすることにより行われる。乾式ミリング
の終点は、酸化促進剤乃至触媒の遊離の固体粒子が、電
子顕微鏡的に確認できなくなることにより知ることがで
きる。乾式ミリングには、振動ミル、ボールミル、チュ
ーブミル、スーパーミキサー等を用いることができる。
乾式ミリング後得られる酸素吸収剤粒子は、一般に必要
でないが、篩い分け、風力分級等の操作で、遊離の酸化
促進剤乃至触媒の微粉末を分離除去するようにしてもよ
い。
によれば、熱可塑性樹脂100重量部に対して酸素吸収
剤粒子を5乃至200重量部、特に10乃至100重量
部の量で配合する。
エチレン、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高
密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、
ポリ4−メチル−1−ペンテンあるいはエチレン、ピロ
ピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等のα
−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体
等のポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、
エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化
ビニル共重合体等のエチレン・ビニル化合物共重合体、
ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、
ABS、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のス
チレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸
メチル、ポリメタクリル酸メチル等のポリビニル化合
物、ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、
ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の
熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリフエニ
レンオキサイド等あるいはそれらの混合物のいずれかの
樹脂でもよい。
素透過性を有するのが好ましく、この見地からは、オレ
フィン系樹脂が特に適している。一方、オレフィン系樹
脂は、水分保持性が少なく、この点で前述した膨れ発生
の原因ともなるものであるが、特定の酸素吸収剤を使用
することにより、酸素吸収に必要な水分補給を円滑に行
うことができる。
樹脂マトリックスとして、実質上非相溶の複数の熱可塑
性樹脂乃至エラストマーのブレンド物を使用すること
が、外観特性向上の見地から特に好ましい。
は、例えばエチレン−プロピレンゴム(EPR)、エチ
レン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、熱可塑性
エラストマー、例えばスチレン−ブタジエン−スチレン
ブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブ
ロック共重合体、水素化スチレン−ブタジエン−スチレ
ンブロック共重合体、水素化スチレン−イソプレン−ス
チレンブロック共重合体、水素添加ブタジエン−イソプ
レンブロック共重合体、ニトリル−ブタジエンゴム(N
BR),スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロ
プレンゴム(CR)、ポリブタジエン(BR)、ポリイ
ソプレン(IIB)、ブチルゴム、天然ゴム、熱可塑性
ポリウレタン、シリコーンゴム、アクリルゴム等;等が
挙げられる。これらの内でも、炭化水素系エラストマ
ー、特にEPRやEPDMは好適なものである。
塑性樹脂乃至エラストマーの組み合わせは、決してこれ
に限定されないが、例えば、プロピレン系重合体/エチ
レン系重合体、ポリアミド/オレフィン系樹脂、ポリア
ミド/スチレン系樹脂、ポリアミド/ABS樹脂、ポリ
エチレンテレフタレート/ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリカーボネート/ポリスチレン系樹脂、ポリエス
テル樹脂/オレフィン系樹脂、ポリカーボネート/ポリ
エステル樹脂等である。
り、従って本発明の目的に特に好適な樹脂の組み合わせ
は、結晶性プロピレン系重合体とエチレン系重合体との
組み合わせである。結晶性プロピレン系重合体として
は、ホモポリプロピレンの他に、1乃至20重量%、特
に2乃至15重量%のエチレンを含有するランダム或い
はブロック共重合体が使用される。これらのポリプロピ
レンは、アイソタクティック構造のものでも、シンジオ
タクティック構造のものでもよい。
チレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDP
E)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポ
リエチレン(LLDPE)、エチレンと、他のオレフィ
ン、例えばプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘ
キセン−1、4−メチルペンテン−1、オクテン−1、
デセン−1等の少なくとも1種の共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリレート共重合
体、アイオノマー等が挙げられる。
脂と、他方の樹脂との割合は広範囲に変化させることが
できるが、重量比で、100:1乃至1:1、特に5
0:1乃至3:2の範囲にあることが好ましい。
いて、樹脂或いはエラストマー相互の分散の程度を調節
するために、相溶化剤を配合することができる。相溶化
剤とは、異種ポリマー間の相互作用を高めるものであ
り、ブレンドさせるポリマーA,Bと同じ成分をもつブ
ロック共重合体乃至グラフト共重合体;ブレンドさせる
ポリマーA,Bの何れか一方に分子状に混合する第三成
分をもつブロック共重合体乃至グラフト共重合体;ブレ
ンドさせるポリマーA,B夫々の一方にのみ相溶性のあ
るポリマー2種のグラフト共重合体;等がある。
応型の相溶化剤と反応型の相溶化剤との2種類があり、
前者の例として、スチレン−エチレン−ブタジエンブロ
ック共重合体、ポリエチレン−ポリメタクリル酸メチル
ブロック共重合体、ポリエチレン−ポリスチレンブロッ
ク共重合体等があり、後者の例として、無水マレイン酸
変性オレフィン系樹脂、特に無水マレイン酸グラフトポ
リプロピレンやポリエチレン、スチレン−無水マレイン
酸共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重
合体、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸
共重合体、スチレン−グリシジルメタクリレート共重合
体等がある。
に1乃至20重量%、特に2乃至10重量%の量で存在
させることができる。
は、所謂ドライブレンドでもメルトブレンドでもよく、
また酸素吸収剤の分散を良好に行うために、酸素吸収剤
を高濃度で含有する樹脂組成物(マスターバッチ)を製
造し、このマスターバッチを樹脂マトリックスに配合す
ることもできる。
は、酸素吸収剤含有熱可塑性樹脂層を器壁に備えている
限り、任意の層構成をとりうる。一般に酸素吸収剤配合
樹脂組成物の両側に、酸素吸収剤未配合の熱可塑性樹脂
層を積層することが、容器の外観特性や、内容物の衛生
的特性の点から望ましい。
図2において、この容器壁1は、耐湿性熱可塑性樹脂の
外層2、必要に応じて接着剤樹脂層3a、ガスバリヤー
性樹脂から成る第一の中間層4、必要に応じて接着剤樹
脂層3b、酸素吸収剤配合樹脂組成物から成る第二の中
間層5及び耐湿性熱可塑性樹脂の内層6からなってい
る。第二の中間層は、酸素吸収剤を配合した熱可塑性樹
脂層から成り、この熱可塑性樹脂は、好適には、実質上
非相溶性の複数の熱可塑性樹脂乃至エラストマーから成
っている。この第二の中間層はガスバリアー性樹脂層4
よりも内側に設けられていることが留意されるべきであ
る。
す図3において、この容器壁1は、耐湿性熱可塑性樹脂
の外層2、接着剤樹脂層3a、ガスバリヤー性樹脂から
成る第一の中間層4、接着剤樹脂層3b、酸素吸収剤を
配合した樹脂組成物から成る第二の中間層5、吸着性消
臭剤を配合した樹脂組成物から成る第三の中間層7、及
び耐湿性熱可塑性樹脂の内層6からなっている。酸素吸
収剤と吸着性消臭剤とは、それぞれ別個に第二の中間層
5及び第三の中間層7に配合され、外側から順に、ガス
バリアー性樹脂層4、酸素吸収剤層5及び吸着性消臭剤
層7となっていることが了解されよう。
塑性樹脂層としては、耐湿性樹脂(低吸水性樹脂)、特
にASTM D 570で測定した吸水率が0.5%以下、特
に0.3%以下の熱可塑性樹脂が適当である。その代表
例として、低−、中−或いは高−密度のポリエチレン、
アイソタクテイツクポリプロピレン、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、プロピレン−ブテン−1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−酢酸ビ
ニル共重合体、イオン架橋オレフィン共重合体(アイオ
ノマー)或いはこれらのブレンド物等のオレフイン系樹
脂を挙げることができ、更にポリスチレン、スチレン−
ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、
ABS樹脂等のスチレン系樹脂や、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリテトラメチレンテレフタレート等の熱可
塑性ポリエステルやポリカーボネートであることもでき
る。これらの内でも、衛生性の点では、オレフィン系樹
脂が好適であり、耐熱性の点では、プロピレン系樹脂が
好適である。
いるガスバリヤー性樹脂としては、低い酸素透過係数を
有し且つ熱成形可能な熱可塑性樹脂が使用される。ガス
バリヤー性樹脂の最も適当な例としては、エチレン−ビ
ニルアルコール共重合体を挙げることができ、例えば、
エチレン含有量が20乃至60モル%、特に25乃至5
0モル%であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を、ケン
化度が96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ケン化物は、
フイ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30℃で測定して 0.01dL/g以上、特に0.05 dL
/g以上の粘度を有することが望ましい。
脂の他の例としては、炭素数100個当りのアミド基の
数が5乃至50個、特に6乃至20個の範囲にあるポリ
アミド類;例えばナイロン6、ナイロン6,6、ナイロ
ン6/6,6共重合体、メタキシリレンアジパミド、ナ
イロン6,10、ナイロン11、ナイロン12、ナイロ
ン13等が使用される。これらのポリアミドもフイルム
を形成するに足る分子量を有するべきであり、濃硫酸中
1.0g/dLの濃度で且つ30℃の温度で測定した相対粘
度(ηrel)が1.1以上、 特に1.5以上であること
が望ましい。尚、これらのガスバリアー性樹脂は、図2
に示すように、酸素吸収剤配合樹脂層に隣接するように
設けることもできる。
合のように、用いるガスバリヤー性樹脂と耐湿性熱可塑
性樹脂との間には積層に際して十分な接着性が得られな
い場合があるが、この場合には両者の間に接着剤樹脂層
を介在させる。
酸、カルボン酸無水物、カルボン酸 を主鎖又は側鎖に、1乃至700ミリイクイバレント
(meq)/100g樹脂、特に10乃至500meq /10
0g樹脂の濃度で含有する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、イオン架橋オレフイン共重合体、無水マレイン酸グ
ラフトポリエチレン、無水マレイン酸グラフトポリプロ
ピレン、アクリル酸グラフトポリオレフイン、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、共重合ポリエステル、共重合ポ
リアミド等の1種又は2種以上の組合せである。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。また、予じめ形成されたガ
スバリヤー性樹脂フイルムと耐湿性樹脂フイルムとの接
着積層には、イソシアネート系或いはエポキシ系等の熱
硬化型接着剤樹脂も使用される。
れる酸素量や容器形状によっても相違するが、一般に1
0乃至200μm 、特に20乃至150μm の厚みを有
することが望ましい。
設ける耐湿性樹脂層は、一般に20乃至500μm、特
に50乃至300μmで且つ中間層の厚みの0.2乃至
30倍、特に0.5乃至10倍の厚みを有するのがよ
い。また、内層と外層の厚みは、等しくてもよく、内層
又は外層の何れか一方が他方の層よりも厚さの大きい構
造となっていてもよい。また、ガスバリアー性樹脂層の
厚みは、一般に5乃至100μm、特に10乃至50μ
mの厚みを有することが好ましい。
で製造が可能である。例えば、この容器は多層同時押出
で製造することができ、各樹脂層に対応する押出機で樹
脂乃至樹脂組成物を溶融混練した後、T−ダイ、サーキ
ュラーダイ等の多層多重ダイスを通して所定の形状に押
出す。また、各樹脂層に対応する射出機で樹脂乃至樹脂
組成物を溶融混練した後、射出金型中に共射出又は遂次
射出して、多層容器又は容器用のプリフォームを製造す
る。更にドライラミネーション、サンドイッチラミネー
ション、押出コート等の積層方式も採用し得る。
チューブ形成用パリソン乃至はパイプ、ボトル乃至チュ
ーブ成形用プリフォーム等の形をとり得る。パリソン、
パイプ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、パイプ乃至はプリ
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。
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、多層フイルムにあっては、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容
器とすることもできる。
湯殺菌、熱間充填、レトルト殺菌等で加熱する密封包装
容器として有用であり、また密封された内容物を開封
後、電子レンジ等でマイクロ波加熱し、調理する包装容
器として有用である。充填する内容物としては、酸素吸
収性の点で、水分含有量が50%以上の内容物が特に適
している。
ち酸素遮断に役立つのは、ガスバリヤー性樹脂層である
が、熱殺菌のように水分と熱とが同時に作用する条件で
は、中間樹脂層中に存在する酸素吸収剤が酸素遮断に有
効に役立ち、容器が置かれる状態に応じて機能分担が効
果的に行われるのである。即ち、水分と熱とが同時に作
用する条件下では、耐湿性樹脂層を通して水分の透過が
著しく生じ、ガスバリヤー性樹脂はその吸湿によりまた
更に温度の上昇により、本来の酸素バリヤー性能を低下
させることになるのであるが、吸湿される水分と与えら
れる熱とが酸素吸収剤を活性化し、酸素吸収剤による酸
素の捕捉が有効に行われ、その結果として、熱殺菌時に
おける酸素の透過も抑制されるのである。
の実施例における測定は次の通り行った。
て行ったが、漏斗の流出ストッパーと受器の間隔を38
mmとして行った。受器は容量5cm3 の円筒形であ
る。漏斗中に測定試料を注ぎ、流れ出た試料が受器一杯
になってあふれ始めたなら直ちに流入を止め、振動を与
えないように受器の上に盛り上がった粉末をヘラで受器
の上端に沿って平に掻きとる。受器の外側に付着した粉
末を静かに除去し、コップの重量を測定して秤量する。
度と同様に受器に粉末を上端一杯まで入れる。この粉末
入りの受器を水平に3cm上げ落下させる。この操作を
30回行い、粉末が圧縮されて出来た受器上端の空間に
更に端末を注ぐ。同様に30回落下させて粉末を圧縮さ
せる。更に出来を受器空間に粉末を入れ、落下させると
いう操作を計6回繰り返し、最後に上端を平に掻きと
り、精秤して固めの見掛け密度を求めた。圧縮度の算出
は、下記式 により行った。
した。測定装置は島津フローソーブ型を用いた。
た。測定装置は島津レーザー回折式粒度分布測定装置S
ALD1100で、粒子の分散媒体としてエタノールを
使用した。50%粒径を平均粒径として用いた。
倍に拡大し、写真撮影を行い、粒子の最長軸の長さを
a、この長軸の中点を通って直交する軸の長さをbとし
て、下記式により、求められる。 R = b/a
た還元鉄粉100部と平均粒径20μmの塩化ナトリウ
ム(NaCl)を2部の割合で計1.5kgを容量3.
0Lの振動ミルにスチールボールと共に入れ、3時間振
動粉砕すると同時に、鉄粉表面にNaClをこすり付け
た。操作終了後、目視ではNaCl粉は確認出来なくな
っていた。製造されたNaCl固着鉄粉(以下、固着吸
収剤)の比表面積は1.8m2 /g、見掛け密度は1.
7g/cm3 、平均粒径28μmであった。この固着吸
収剤をMIが0.6(g/10min、230℃)のポ
リプロピレン(PP)に30重量%配合したペレットを
作成した。
O)を中間層とし、MIが0.6のPPに8重量%のチ
タン白を配合した白色PPを内外層とした2種3層(全
厚み210μm、構成比 白色PP:PP:白色PP=
1:1:1)シートを、内外層押出機、中間層押出機、
フィードブロック、T−ダイ、冷却ロール、シート引取
り装置よりなる成形装置より製造した(本発明品1)。
見掛け密度1.9g/cm3 に粉砕したもの100部と
NaClの2部をV型混合機に入れ30分間ブレンドし
て製造した吸収剤を同様にPP中に配合したペレットよ
り同様の2種3層シートを作成した(比較品1)。
×30mm)を、ガス不透過性のカップ(内容量85m
m)に蒸留水1mlと共に入れ、ガス不透過性のアルミ
ニウム箔ラミネートフィルム製ヒートシール蓋材で加熱
密封し、50℃で保存試験を行った。一定期間保存後に
容器内酸素濃度の測定を行い、シートの酸素吸収量を求
め、又、シート片の外観観察を行った。表1に示したよ
うに、シート外観変化は無く、酸素吸収速度も向上して
いた。
1.7g/cm3 の固着吸収剤を配合したポリプロピレ
ンペレット(PO)を第1の中間層とし、エチレン−ビ
ニルアルコール共重合体(EVOH:エチル含有量32
モル%、ケン化度99.6モル%)を第二の中間層とし
メルトインデックス(MI)が0.5g/10min
(230℃)のPPにチタン白顔料を混合した白色PP
を内外層とし、MIが1.0g/10min(230
℃)の無水マレイン酸変性PP(ADH)を接着剤層と
した4種6層シート(全厚み0.8mm、構成比 PP
/ADH/EVOH/ADH/PO/PP=40/1/
10/1/20/10)を作成した。得られたシートを
190℃に加熱後、真空成形機にてPO層がEVOH層
より内側になった深さ30mm、容量115mlの角型
カップを成形した。このカップに1mlの水を充填し、
窒素雰囲気下でガス不透過性のアルミニウム箔ラミネー
ト蓋材をヒートシールした。120℃、30分間のレト
ルト殺菌処理のあと30℃、80%RHの雰囲気で保存
し、一定期間経過毎に容器内酸素濃度を測定した(本発
明品2)。
00部に対して、平均粒径20μmのNaClを2部の
割合で実施例1と同様の振動ミルに入れ、最終形状が比
表面積0.4m2 /g、見掛密度2.45g/cm3 の
固着酸素吸収剤を作った。本実施例で使用した成形機に
よって同一のカップを作成し、同様の保存試験を行い、
一定期間毎に容器内酸素濃度を測定した(比較例2−
1)。
Pを用いた他は同一のシートより同様のカップを作り保
存試験を行った結果を示した(比較例2−2)。
〜0.60の間に60%以上の粒子が入っており、又、
この固着吸収剤の見掛密度は1.7g/cm3である
が、固めの見掛密度(packed bulk Den
sity)は2.8であり、圧縮度 であった。この固着吸収剤を使用して実施例2の4種6
層シートを作成した(本発明品3)。
aCl水溶液を鉄とNaClが100:2の割合になる
ように噴霧した後、水分を除去した付着吸収剤を作っ
た。このものの見掛けのアスペクト比は大きく0.6以
上のものが60%を超えていた。この固着吸収剤を用い
て実施例2の4種6層シートを作った(比較品3−
1)。
同形のカップに蒸留水1mlを加えて窒素雰囲気下で密
封シールした。120℃、30分間のレトルト殺菌処理
を行い容器内の酸素濃度と容器内部の観察を行った。本
発明品は、比較品に較べて、容器内酸素濃度抑制効果は
優れており、また容器外観も優れていた。
酸素吸収剤として、見掛のアスペクト比が本発明品と同
程度であるが、反応促進剤であるNaClを固着させず
にブレンドした酸素吸収剤を原料として同一構成のカッ
プを作った。アスペクト比が比較品3−1程度である鉄
粉にNaClをブレンドした吸収剤を原料として作成し
たカップ(比較品3−3)をも同様の殺菌処理を行い保
存し内部酸素濃度、外観の検査を行った。結果を表3に
記した。
(NaCl)を入れて製造された酸素吸収剤と、予め実
施例1の酸素吸収剤と同様の形状に整粒された鉄粉に2
0%NaCl水溶液を鉄100g当たり10mlの割合
で噴霧し、乾燥したものを使用して実施例1のシートを
作成した。保存条件50℃、100%RHで1日保存後
のシートの酸素吸収量を測定した。両者とも鉄粉表面に
促進剤成分が接触している為、良い酸素吸収性能を示す
ものの実施例1のように乾式で作成されたものが0.1
1cc/cm2 、促進剤水溶液を用いて湿式で作成され
たものは0.07cc/cm2 の酸素吸収性能であっ
た。
が0.6(g/10min、23℃)のポリプロピレン
に30重量%配合したペレットを作成した。又、同様に
MIが0.6のポリプロピレンとMIが0.5の低密度
ポリプロピレン(LDPE)の9:1ブレンド物を用い
てペレットを作成した。これらのペレットを用いて、実
施例1の3層シートを作成し(試作品5−1,5−
2)、そのシートを120℃、30分間の加熱殺菌処理
を行った。
進剤ブレンド酸素吸収剤をMI0.6のPPに混合した
ペレットより製造した実施例2と同様の3層シート(比
較品5−1)、MI0.6のPPとMI0.5のLDP
Eとの混合物を用いたペレットより作成された3層シー
ト(比較例5−2)を120℃、30分間の加熱殺菌処
理を行い外観変化を調べた。
を用いて性能評価を行った。結果を表4に示した。結果
より明らかに、PPにLDPEを混合した樹脂系を用い
ることによって、外観、酸素吸収性能共に向上すること
が判る。
て実施例2の4種6層カップを作成した。このカップに
蒸留水50mlを充填し、大気下で密封シールし、12
0℃、30分間の加熱殺菌処理を行い、その後30℃、
80%RHで保管した(本発明品6)。
Clブレンド酸素吸収剤を用いたペレットを使用した同
様のカップを用いて試験を行った(比較品 )。
変化はなかったが、比較品6は容器内表面に微小なクラ
ックが発生していた。
鉄粉表面に固着コーティングされた酸化促進剤乃至触媒
の層とから成り、特定の比表面積と見掛け密度とを有す
る酸素吸収剤粒子を熱可塑性樹脂に配合することによ
り、酸素吸収速度を向上させ、長期保存後或いは加熱殺
菌後の凹凸の発生等がなく、外観特性に優れた酸素吸収
剤含有樹脂組成物及び包装容器を提供することができ
る。
的に示す説明図である。
る。
である。
間層 6 耐湿性可塑性樹脂の内層 7 吸着性消臭剤を配合した樹脂組成物から成る第三の
中間層 10 酸素吸収剤粒子 20 還元性鉄粉コア粒子 30 酸化促進剤乃至触媒の層
鉄粉と該還元性鉄粉表面に固着された酸化促進剤乃至触
媒の層とから成り且つ前記酸化促進剤乃至触媒が還元性
鉄粉当たり0.1乃至5重量%の量で存在する比表面積
0.5m2 /g以上及び見掛け密度2.2g/cc以下
の酸素吸収剤粒子を熱可塑性樹脂100重量部当たり5
乃至200重量部の量で配合して成ることを特徴とする
酸素吸収性樹脂組成物が提供される。
る酸素吸収剤粒子として、還元性鉄粉と該還元性鉄粉表
面に固着された酸化促進剤乃至触媒の層とから成り且つ
前記酸化促進剤乃至触媒が還元性鉄粉当たり0.1乃至
5重量%の量で存在する比表面積0.5m2 /g以上及
び見掛け密度2.2g/cc以下のものを用いる。
酸化促進剤乃至触媒の層が固着されているとは、単に還
元性鉄粉粒子の表面に酸化促進剤乃至触媒が存在し或い
は付着しているというだけではなく、熱可塑性樹脂との
混練条件下においても、酸化促進剤乃至触媒の層が還元
性鉄粉の表面から実質上剥離することなく固着している
ことを意味している。本発明に使用する酸素吸収剤粒子
の構造を模式的に示す図1において、この粒子10は、
還元性鉄粉のコア粒子20とその表面に固着した酸化促
進剤乃至触媒の層30とからなっており、この粒子は長
軸寸法aと短軸寸法bとを有している。
てこれに限定されるものではないが、好適には、還元性
鉄粉と酸化促進剤乃至触媒の粉末とを乾式ミリングする
ことにより得られる。この乾式ミリングでは、酸化促進
剤乃至触媒の粉末が粉砕されつつ、還元性鉄粉粒子の表
面にこすりつけられ、固着層となる。この固着層の形成
は、従来の単なるブレンドや、還元性鉄粉を酸化促進剤
乃至触媒の水溶液と混合して乾燥する方法では、決して
達成されないものである。加えて、上記乾式ミリング
は、還元性鉄粉を上記粒度に粒度調整し、しかも還元性
鉄粉粒子の扁平度を上記の範囲に制御するという望まし
い作用をも行う。
収剤粒子は、還元性鉄粉のコア粒子と、これに固着され
た酸化促進剤乃至触媒の層とからなる。
乃至触媒としては、水溶性乃至潮解性無機電解質を挙げ
ることができる。その具体例として、塩化ナトリウム、
塩化カルシウム、塩化亜鉛、塩化第一鉄、塩化第二鉄、
塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウ
ム、硫酸マグネシウム、リン酸水素二ナトリウム、二リ
ン酸ナトリウム、炭酸カリウム、硝酸ナトリウム等の無
機塩類等が挙げられる。
乃至触媒とは、既に詳述した量比で組み合わせる。還元
性鉄粉の表面への酸化促進剤乃至触媒の固着部の形成
は、還元性鉄粉と酸化促進剤乃至触媒の粉末とを乾式ミ
リングすることにより行われる。乾式ミリングの終点
は、酸化促進剤乃至触媒の遊離の固体粒子が、電子顕微
鏡的に確認できなくなることにより知ることができる。
乾式ミリングには、振動ミル、ボールミル、チューブミ
ル、スーパーミキサー等を用いることができる。乾式ミ
リング後得られる酸素吸収剤粒子は、一般に必要でない
が、篩い分け、風力分級等の操作で、遊離の酸化促進剤
乃至触媒の微粉末を分離除去するようにしてもよい。
Claims (7)
- 【請求項1】 還元性鉄粉と該還元性鉄粉表面に固着コ
ーティングされた酸化促進剤乃至触媒の層とから成り且
つ前記酸化促進剤乃至触媒が還元性鉄粉当たり0.1乃
至5重量%の量で存在する比表面積0.5m2 /g以上
及び見掛け密度2.2g/cc以下の酸素吸収剤粒子を
熱可塑性樹脂100重量部当たり10乃至200重量部
の量で配合して成ることを特徴とする酸素吸収性樹脂組
成物。 - 【請求項2】 酸素吸収剤粒子がレーザ散乱法で測定し
て10乃至50μmの平均粒径と、0.6以下のアスペ
クト比(短軸寸法/長軸寸法)を有する粒子が50%以
上であり、圧縮度が20%以上である偏平乃至紡錘状粒
子であることを特徴とする請求項1記載の酸素吸収性樹
脂組成物。 - 【請求項3】 酸素吸収剤粒子が還元性鉄粉と酸化促進
剤乃至触媒の粉末とを乾式ミリングして得られたもので
あることを特徴とする請求項1記載の酸素吸収性樹脂組
成物。 - 【請求項4】 熱可塑性樹脂が実質上非相溶の複数の熱
可塑性樹脂乃至エラストマーのブレンド物であることを
特徴とする請求項1記載の酸素吸収性樹脂組成物。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の何れかに記載の酸素吸
収性樹脂組成物の層を器壁に備えて成ることを特徴とす
る包装容器。 - 【請求項6】 請求項1乃至4の何れかに記載の酸素吸
収性樹脂組成物の層を器壁に備えて成ることを特徴とす
る加熱殺菌用包装容器。 - 【請求項7】 請求項1乃至4の何れかに記載の酸素吸
収性樹脂組成物の層を器壁に備えた包装容器内に50重
量%以上が水分である内容物を充填し、密封後に加熱殺
菌を行う殺菌密封包装体の製法。
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