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  • 特開-樹脂シート、成形体および包装体 図1
  • 特開-樹脂シート、成形体および包装体 図2
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023026479
(43)【公開日】2023-02-24
(54)【発明の名称】樹脂シート、成形体および包装体
(51)【国際特許分類】
   B32B 27/32 20060101AFI20230216BHJP
   B65D 65/40 20060101ALI20230216BHJP
   B32B 27/20 20060101ALN20230216BHJP
【FI】
B32B27/32 102
B65D65/40 D
B32B27/20
【審査請求】有
【請求項の数】24
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022200179
(22)【出願日】2022-12-15
(62)【分割の表示】P 2018068033の分割
【原出願日】2018-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】500163366
【氏名又は名称】出光ユニテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】中野 康宏
(72)【発明者】
【氏名】是澤 峻人
(72)【発明者】
【氏名】當銘 勇人
(57)【要約】
【課題】バリア層を有する樹脂シートにおいて、水蒸気バリア性を維持しつつ、耐衝撃性や熱成形性を向上させる。
【解決手段】ポリプロピレンまたは環状ポリオレフィンを含む樹脂、無機充填剤、水素添加石油樹脂、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される第1基材層と、エチレンビニルアルコールを含む樹脂組成物で形成されるEVOH層とを少なくとも有する樹脂シートからなり、樹脂シートを用いた成形体に内容物を充填シールし、加熱処理を行った包装体が提供される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリプロピレンまたは環状ポリオレフィンを含む樹脂、無機充填剤、水素添加石油樹脂、およびオレフィン系エラストマーまたはα-オレフィンコポリマーを含む熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成され、水蒸気バリア層である第1基材層と、
酸素バリア層と
を少なくとも有する樹脂シート。
【請求項2】
前記第1基材層に隣接し、ポリプロピレン、ポリエチレン、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される第2基材層をさらに有する、請求項1に記載の樹脂シート。
【請求項3】
ポリプロピレンまたは環状ポリオレフィンを含む樹脂、無機充填剤、水素添加石油樹脂、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される第1基材層と、
酸素バリア層と、
前記第1基材層に隣接し、ポリプロピレンおよびポリエチレンを含む樹脂組成物で形成される第2基材層と
を少なくとも有する樹脂シート。
【請求項4】
前記第1基材層に含まれる熱可塑性エラストマーは、オレフィン系エラストマー、またはα-オレフィンコポリマーを含む、請求項3に記載の樹脂シート。
【請求項5】
前記第1基材層は、前記酸素バリア層の両側に積層され、
前記第2基材層は、前記第1基材層の前記酸素バリア層とは反対側にそれぞれ隣接する、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の樹脂シート。
【請求項6】
前記第1基材層を形成する樹脂組成物における熱可塑性エラストマーの質量比は、前記第2基材層を形成する樹脂組成物における熱可塑性エラストマーの質量比よりも高い、請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の樹脂シート。
【請求項7】
前記第1基材層に含まれる無機充填剤は、タルクを含む、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の樹脂シート。
【請求項8】
前記第1基材層を形成する樹脂組成物は、高立体規則性ホモポリプロピレン、無機充填剤、水素添加石油樹脂、および熱可塑性エラストマーを含む、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の樹脂シート。
【請求項9】
前記第1基材層の層厚が前記樹脂シートの全層厚に対し、50%から90%である、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の樹脂シート。
【請求項10】
前記樹脂シートの厚みが0.3mm以上、1.2mm以下である、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の樹脂シート。
【請求項11】
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の樹脂シートを用いた成形体。
【請求項12】
前記樹脂シートを用いた成形体に内容物を充填シールして加熱処理を行う、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の樹脂シート。
【請求項13】
ポリプロピレンまたは環状ポリオレフィンを含む樹脂、無機充填剤、水素添加石油樹脂、およびオレフィン系エラストマーまたはα-オレフィンコポリマーを含む熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成され、水蒸気バリア層である第1基材層と、
酸素バリア層と
を少なくとも有する成形体。
【請求項14】
前記第1基材層に隣接し、ポリプロピレン、ポリエチレン、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される第2基材層をさらに有する、請求項13に記載の成形体。
【請求項15】
ポリプロピレンまたは環状ポリオレフィンを含む樹脂、無機充填剤、水素添加石油樹脂、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される第1基材層と、
酸素バリア層と、
前記第1基材層に隣接し、ポリプロピレンおよびポリエチレンを含む樹脂組成物で形成される第2基材層と
を少なくとも有する成形体。
【請求項16】
前記第1基材層に含まれる熱可塑性エラストマーは、オレフィン系エラストマー、またはα-オレフィンコポリマーを含む、請求項15に記載の成形体。
【請求項17】
前記第1基材層は、前記酸素バリア層の両側に積層され、
前記第2基材層は、前記第1基材層の前記酸素バリア層とは反対側にそれぞれ隣接する、請求項14から請求項16のいずれか1項に記載の成形体。
【請求項18】
前記第1基材層を形成する樹脂組成物における熱可塑性エラストマーの質量比は、前記第2基材層を形成する樹脂組成物における熱可塑性エラストマーの質量比よりも高い、請求項14から請求項17のいずれか1項に記載の成形体。
【請求項19】
前記第1基材層に含まれる無機充填剤は、タルクを含む、請求項13から請求項18のいずれか1項に記載の成形体。
【請求項20】
前記第1基材層を形成する樹脂組成物は、高立体規則性ホモポリプロピレン、無機充填剤、水素添加石油樹脂、および熱可塑性エラストマーを含む、請求項13から請求項19のいずれか1項に記載の成形体。
【請求項21】
前記第1基材層の層厚が全層厚に対し、50%から90%である、請求項13から請求項20のいずれか1項に記載の成形体。
【請求項22】
厚みが0.3mm以上、1.2mm以下である、請求項13から請求項21のいずれか1項に記載の成形体。
【請求項23】
前記成形体に内容物を充填シールして加熱処理を行う、請求項13から請求項22のいずれか1項に記載の成形体。
【請求項24】
請求項13から請求項22のいずれか1項に記載の成形体に内容物を充填シールして加熱処理を行った包装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂シート、成形体および包装体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、医薬品や医療品、化粧品、食品、飲料、工業部材、電子部品などの包装材に樹脂シートが使用されている。内容物の保護性、例えば水蒸気や酸素に対するバリア性を向上させるために、水蒸気バリア層および酸素バリア層を有する樹脂シートを用いて包装体を構成することも知られている。例えば、特許文献1には、水蒸気バリア層と酸素バリア層とを有するシートにおいて、水蒸気バリア層に所定量の無機充填剤を添加することで、レトルト、滅菌処理後にも高度なバリア性を発現させる技術が記載されている。
【0003】
このように、水蒸気バリア層に無機充填剤を添加したり、同様に水蒸気バリア層に石油樹脂を添加したりすることによって、水蒸気バリア性を向上させることができる。高い水蒸気バリア性を有する水蒸気バリア層を酸素バリア層とともに積層すれば、例えば高い酸素バリア性を有するものの酸素バリア性の湿度依存性が高いエチレンビニルアルコール樹脂で酸素バリア層を形成した場合にも、内容物の加熱時に酸素バリア性が低下するのを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2015-24556号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように水蒸気バリア層に無機充填剤や石油樹脂を添加した樹脂シートで構成された包装体において、耐衝撃性や熱成形性等の特性を向上させるために、水蒸気バリア層の外側に設けた何れかの層に熱可塑性エラストマーを含有させる技術は知られていた。しかし、水蒸気バリア層のバリア性の低下を避けるために、水蒸気バリア層に熱可塑性エラストマーを含有させた積層体からなる樹脂シートは知られていない。
【0006】
しかしながら、水蒸気バリア層を備えた積層体からなる樹脂シートを用いた成形体に内容物を充填シールし、加熱処理を行った包装体は、加熱処理後、低温状態で貯蔵または運搬されるため、特に落下などの衝撃で破損しやすくなる場合がある。
【0007】
そこで、本発明は、バリア層を有する樹脂シートにおいて、水蒸気バリア性を維持しつつ、耐衝撃性や熱成形性を向上させることが可能な、新規かつ改良された樹脂シート、成形体および包装体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のある観点によれば、ポリプロピレンまたは環状ポリオレフィンを含む樹脂、無機充填剤、水素添加石油樹脂、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される第1基材層と、エチレンビニルアルコールを含む樹脂組成物で形成されるEVOH層とを少なくとも有する樹脂シートからなり、樹脂シートを用いた成形体に内容物を充填シールし、加熱処理を行った包装体が提供される。
上記の構成では、第1基材層に無機充填剤や水素添加石油樹脂を添加することによって、高い水蒸気バリア性を維持することができる。加えて、第1基材層に熱可塑性エラストマーを添加することによって、耐衝撃性や熱成形性などの特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の一実施形態に係る樹脂シートの積層構造を示す模式的な断面図である。
図2図1に示される樹脂シートで構成される包装体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0011】
図1は、本発明の一実施形態に係る樹脂シートの積層構造を示す模式的な断面図である。後述するように加熱処理される包装体を構成する樹脂シート10は、EVOH層11と、第1基材層12,13と、第2基材層14,15と、シール層16とを有する。以下、各層の構成について説明する。樹脂シート10は、包装体を構成するのに適した厚み、具体的には例えば0.3mm以上、1.2mm以下の厚みで形成されるが、この例には限定されない。
【0012】
EVOH層11は、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)などのエチレンビニルアルコールを含む樹脂組成物で形成される。EVOH層11と、EVOH層11の両側に積層される第1基材層12,13との間には、接着層111,112が形成される。第1基材層12,13は、ポリプロピレン、タルクなどの無機充填剤、アイマーブ(登録商標)またはアルコン(登録商標)などの水素添加石油樹脂、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される。ここで、第1基材層12,13に含まれる熱可塑性エラストマーは、例えばオレフィン系エラストマー、またはα-オレフィンコポリマーなどでありうる。なお、第1基材層12,13は、ポリプロピレンに代えて、またはポリプロピレンに加えて、環状ポリオレフィンを含む樹脂組成物で形成されてもよい。
【0013】
ここで、第1基材層12,13に含まれるポリプロピレンは、例えばプロピレン連鎖部分のアイソタクチック・ペンタッド分率が0.95以上のポリプロピレン単独重合体である高立体規則性ホモポリプロピレンとすることで、耐衝撃性(飛散防止)や熱成形性などの特性を維持しつつ、より高い水蒸気バリア性および酸素バリア性を実現することができる。
【0014】
第2基材層14,15は、第1基材層12,13のEVOH層11とは反対側にそれぞれ隣接し、ポリプロピレン、ポリエチレン、および熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成される。第2基材層14,15に含まれる熱可塑性エラストマーは、例えばオレフィン系エラストマー、またはα-オレフィンコポリマーなどでありうる。シール層16は、後述する蓋体とのヒートシールなどによる接合に適したポリオレフィン系樹脂、具体的にはホモポロプロピレン(HPP)、ランダムポリプロピレン(RPP)もしくはブロックポリプロピレンなどのポリプロピレン系樹脂、高密度ポリエチレン(HDPE)もしくは低密度ポリエチレン(LDPE)などのポリエチレン系樹脂、または直鎖状エチレン-α-オレフィン共重合体などが用いられる。
【0015】
上記のような樹脂シート10では、EVOHを含むEVOH層11によって、高い酸素バリア性が実現される。また、無機充填剤および水素添加石油樹脂を含む第1基材層12,13によって、高い水蒸気バリア性が実現されるとともに、内容物の加熱時におけるEVOH層11の酸素バリア性の低下を防ぎ、高い酸素バリア性を維持することができる。第1基材層12,13に無機充填剤や水素添加石油樹脂を添加した場合、ポリプロピレンのもつ耐衝撃性や熱成形性などの特性が低下する可能性があるが、本実施形態では第1基材層12,13に熱可塑性エラストマーを添加することによって、耐衝撃性や熱成形性などの特性を維持している。
【0016】
また、樹脂シート10では、第2基材層14,15にも熱可塑性エラストマーが添加されている。これによって、第2基材層14,15の耐衝撃性や熱成形性を向上させることができる。なお、例えば第2基材層14,15だけに熱可塑性エラストマーを添加した場合、樹脂シート10全体としては耐衝撃性や熱成形性が維持されるものの、第1基材層12,13の耐衝撃性や熱成形性が低下し、例えば衝撃が加わったときに第1基材層12,13が破損して水蒸気バリア性が低下する可能性がある。従って、本実施形態では、第1基材層12,13および第2基材層14,15の両方に熱可塑性エラストマーを添加して、樹脂シート10が例えば衝撃が加わったときにも水蒸気バリア性を維持することを可能にしている。
【0017】
なお、上述の通り、本実施形態において第2基材層14,15には無機充填剤や水素添加石油樹脂が添加されていないため、第2基材層14,15に熱可塑性エラストマーを添加しなくても、十分な耐衝撃性や熱成形性が得られる可能性がある。そのような場合には、第1基材層12,13のみに熱可塑性エラストマーを添加し、第2基材層14,15には熱可塑性エラストマーを添加しなくてもよい。
【0018】
また、上記の例において樹脂シート10はEVOH層11の両側に積層される2つの第1基材層12,13を有するが、内容物の加熱時におけるEVOH層11の酸素バリア性の低下を防ぐためには包装体の内容物側(図中の上側)の第1基材層12があればよく、必ずしも2つの第1基材層12,13の両方が設けられなくてもよい。また、第2基材層14,15およびシール層16は、樹脂シート10に必要とされる剛性や、蓋体などの他の部材との接合の必要性などに応じて設けられればよいため、必ずしも上記の例で説明されたような第2基材層14,15およびシール層16のすべてが樹脂シート10に含まれなくてもよい。
【0019】
図2は、図1に示される樹脂シートで構成される包装体の断面図である。図2に示されるように、包装体100は、樹脂シート10で構成される容器本体と、容器本体に接合される蓋体20とを含む。図示された例では、容器本体が底面部101、側面部102およびフランジ部103を含む形状に成形され、蓋体20がフランジ部103で容器本体に接合されている。蓋体20とフランジ部103とは、例えばヒートシールなどによって接合される。蓋体20を酸素バリア性および水蒸気バリア性を有する積層体で形成し、容器本体と蓋体20とを互いに接合することによって、内容物が収納される収納空間Sが密封され、内容物の高い保護性、具体的には水蒸気や酸素に対するバリア性が実現される。
【0020】
上記のような包装体100を内容物の殺菌などのために加熱処理した場合、収納空間Sで水蒸気が発生する。発生した水蒸気がEVOH層11に達すると酸素バリア性が低下する可能性があるが、本実施形態では樹脂シート10に含まれる第1基材層12によってEVOH層11が水蒸気から保護される。従って、包装体の加熱処理後も、EVOH層11の酸素バリア性が維持され、内容物の品質を良好に保つことができる。例えば加熱処理後に包装体100を低温状態で貯蔵または運搬した場合に落下などによって衝撃が加えられても、樹脂シート10の第1基材層12,13に添加された熱可塑性エラストマーによって耐衝撃性が維持されるために包装体100や第1基材層12,13が破損せず、引き続き良好な水蒸気バリア性が得られることは既に述べた通りである。
【0021】
なお、上記の樹脂シート10では、第1基材層12,13を合わせた層厚の全層厚に対する比率を50%~90%、第2基材層14,15を合わせた層厚の全層厚に対する比率を10%~50%とすることが好ましい。このような層厚の比率によって、破損時の飛散防止や、FFS(Form Fill Seal)での熱板成形時の付着防止、石油樹脂の溶出防止(衛生性)を図り、水蒸気バリア性と酸素バリア性を向上させることができる。より具体的には、内容物の加熱時においても高い水蒸気バリア性を維持するためには第1基材層12,13の層厚の全層厚に対する比率を50%以上とすることが好ましい。一方、FFSでの熱板成形時の成形不良を防止する観点からは、第1基材層12,13全層厚に対する比率を90%以下とすることが好ましい。
【実施例0022】
次に、本発明の実施例について説明する。実施例では、上記で図1を参照して説明したような樹脂シート10を、ディストリビュータ方式共押出多層シート製造装置を用いて作製した。表1に示す実施例1~実施例3、および比較例の樹脂シート10において、EVOH層11は株式会社クラレ製のエチレン-ビニルアルコール共重合樹脂(商品名:エバールJ)、EVOH層11の両側の接着層111,112は三井化学株式会社製の無水マレイン酸変性ポリプロピレン(商品名:アドマー、グレード:QB515)、第1基材層12,13は株式会社プライムポリマー社製の高立体規則性ホモポリプロピレン(商品名:E100GV)、タルク、出光興産株式会社製の水素添加石油樹脂(商品名:アイマーブ、グレード名:P-140)、三井化学株式会社製の熱可塑性エラストマー(商品名:タフマー、
グレード:DF610)を含む樹脂組成物、第2基材層14,15は株式会社プライムポリマー社製の高立体規則性ホモポリプロピレン(商品名:E100GV)、株式会社プライムポリマー社製のポリエチレン(商品名:5202B)、三井化学株式会社製の熱可塑性エラストマー(商品名:タフマー、グレード:DF610)を含む樹脂組成物で、それぞれ形成された。また、作製された樹脂シート10を真空成形して、上記で図2を参照して説明したような包装体100を形成した。各層の厚みの全層厚に対する比率(層比)は、第1基材層12が30%、第1基材層13が30%、第2基材層14が15%、第2基材層15が15%である。
【0023】
実施例において作成された樹脂シート10、および包装体100を、以下の項目について評価した結果を表1に示す。
(1)耐衝撃性
0℃の低温環境下で、48時間以上静置したシートを用い、シートに、75gの錘を500mmの高さから落とし、割れずに飛散しないものを〇、割れおよび飛散するものを×とした。
(2)水蒸気バリア性
95mmφカップ容器に150gの水を充填シールし、40℃ドライ条件で保存し、20日後の水分ロス重量を測定した。水分ロス重量が0.2%未満のものをA、0.2%以上のものをB判定とした。
(3)成形性
一般的な直接加熱方式の成形機で、シートを熱板で加熱して95mmφカップ容器形状に成形した後に、形状再現性、容器の外観を目視確認して評価した。形状が出ており、外観の問題がないものを〇、シートが熱板に付着し、外観不良となるものや、形状が出ていないものを×とした。
【0024】
【表1】
【0025】
上記の表1に示した結果では、実施例1~実施例3と比較例との対比から、第1基材層12,13が熱可塑性エラストマーを含む樹脂組成物で形成されることによって、包装体の耐衝撃性を向上させながら、水蒸気バリア性や成形性を維持できることがわかる。
【0026】
なお、第1基材層12,13に含まれる無機充填材(タルク)について、上記の実施例では30質量%を添加しているが、材料の流動性や熱成形性を維持するためには、40質量%以下の添加濃度が好ましい。タルクの平均粒径が小さいほど耐衝撃性が低下しにくく、また少ない添加濃度で水蒸気バリア性を向上させることができる。また、第1基材層12,13に含まれる水素添加石油樹脂は、添加濃度が高いほど水蒸気バリア性が向上するものの、その反面で耐衝撃性が低下し、またブリードによる汚染が発生するため、20質量%以下の添加濃度が好ましく、10質量%以下の添加濃度がより好ましい。
【0027】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【0028】
10…樹脂シート、11…EVOH層、111,112…接着層、12,13…第1基材層、14,15…第2基材層、16…シール層、20…蓋体、100…包装体。
図1
図2