JP2008030792A

JP2008030792A - 蓋材用積層フィルム

Info

Publication number: JP2008030792A
Application number: JP2006205696A
Authority: JP
Inventors: Kazumoto Imai; 一元今井; Hidenori Shimizu; 秀紀清水
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】コーヒー、ココア、ジュースあるいは日本酒、乳飲料などを収容する飲料用密封容器のストロー突き刺し性を有する蓋材に関するもので特に開封性と耐久性が向上し、意匠性も高めることができ、且つ低コストで生産できる蓋材用積層フィルムの提供。
【解決手段】少なくともポリエステル樹脂層（Ａ）と、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点より１５℃以上低い融点を有するポリエステル樹脂層（Ｂ）からなるポリエステル樹脂積層フィルムと、接着剤層を介して積層されたシーラント層からなる積層構成を有する積層体に於いて、ポリエステル樹脂フィルム側からの突刺強度が２Ｎ以上、１０Ｎ以下であることを特徴とする蓋材用積層フィルム。
【選択図】図１

Description

本発明は、コーヒー、ココア、ジュースあるいは日本酒、乳飲料などを収容する飲料用密封容器の蓋材に関するものであり、更に詳しくは、ストローを突き刺して飲むことのできるストロー突き刺し性を有する蓋材に関するもので特に開封性と耐久性が向上し、意匠性も高めることができ、且つ低コストで生産できる蓋材に関するものである。

従来、飲料用密封容器として、例えばコーヒー、ジュースあるいは日本酒、乳飲料などをプラスチック製或いはガラス製容器本体に充填し、容器本体のフランジ部にヒートシール又は接着剤を用いて密封する蓋材が知られている。この蓋材は、使用時にシール部から剥離して飲むことのできるように、易剥離性（イージーピール性）を必要とするものと、上部からストローを突き刺して飲むことのできるストロー突き刺し性を必要とするものがある。

これらの内、ストローを突き刺すことで飲用する容器としては、上記の例えばプラスチック製容器を用い蓋材に突き刺し性を有するフィルムを用いたものの他、例えば牛乳用のブリック（れんが）型紙容器やテトラパックに代表される紙製容器の一部にストロー突き刺し用の穴を設けたものがある。

これらの蓋材として、ポリエチレン単体のフィルム、或いはアルミニウム箔や紙にポリエチレン系のシーラント層を積層したものが用いられている。

しかしながらポリエチレン単体のフィルムを用いた場合、ストロー等で蓋材を突き刺し開口を形成させる際、フィルムに伸びが生じてスムーズに開口形成できないという問題があり、又、ポリエチレン単体のフィルムへの印刷は見栄えが劣り意匠性の低いものとなった。

或いは蓋剤としてアルミ箔を用いた場合、アルミ箔は裂けやすい為、容器に不用意な力が加わったときに破れてしまう等の問題がある。更に、アルミ箔が高価である点も問題であり、改善の要求が強い。

また、蓋材としてアルミ箔を用いた場合、プラスチックとして分別回収に供することが困難となり、埋め立てや、焼却して処分される。しかしながら、埋め立て処分では、埋め立て用地の確保が難しく、焼却処分では焼却時に炉をいためることが指摘されている。

また、飲料等の容器は意匠性を高める為に印刷が行われ、通常は蓋材にも印刷が行なわれる。蓋材にアルミ箔を用いたものはアルミ箔に印刷が行われるが、アルミ箔への印刷は難度が高く、困難であり、詳細な印刷は不可能であった為意匠性を高めることができなかった。

更に、蓋材にアルミニウム箔が介在すると、内容物が収納された容器中に金属切り粉など金属系の異物の混入を検査する金属探知機の使用を不可能にするという問題があった。

上記問題を解決する方法として、蓋材を容器から取外すことなく、ストロー等を突き刺して内容物を取出すタイプの蓋材において、外面側から一方向性を有する易裂性樹脂フィルム／印刷層／アルミ箔／シーラント層を、接着剤を介してドライラミネーションにより貼り合せたもの（例えば、特許文献１参照）や、坪量が３５〜１００ｇ／ｍ^２の範囲の紙を中間層とし、その片面に、厚さ６〜１０μｍの範囲の２軸延伸ポリプロピレンフィルムが接着され、もう一方の面に、厚さ５〜８μｍの範囲のポリエチレンテレフタレートフィルムが接着されて基材層を形成し、該基材層のいずれか一方の面に、厚さ１０〜３０μｍの範囲のシーラント層が施されていることを特徴とするストロー突き刺し性を有する蓋材（例えば、特許文献２参照）、或いは熱可塑性樹脂フィルムと、アルミニウム箔と、ポリオレフィン系樹脂フィルムとが、この順序で接着層を介して貼合されている積層フィルムであって、前記熱可塑性樹脂フィルムには、アルミニウム箔と接していない方の面に、微細孔が設けられていることを特徴とするストロー突き刺し容易な積層フィルム（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
特開平９−３２３３７７号公報特開２００４−１３６９１８号公報特開平８−１７４７５２

しかしながら、外面側から一方向性を有する易裂性樹脂フィルム／印刷層／アルミ箔／シーラント層を、接着剤を介してドライラミネーションにより貼り合せたものはアルミ箔を用いなければ有効なストロー突刺性を得ることはできず、坪量が３５〜１００ｇ／ｍ^２の範囲の紙を中間層とし、その片面に、厚さ６〜１０μｍの範囲の２軸延伸ポリプロピレンフィルムが接着され、もう一方の面に、厚さ５〜８μｍの範囲のポリエチレンテレフタレートフィルムが接着されて基材層を形成し、該基材層のいずれか一方の面に、厚さ１０〜３０μｍの範囲のシーラント層が施されていることを特徴とするストロー突き刺し性を有する蓋材は構成が複雑であり経済性に劣る。また、紙を構成材として用いるが、紙は吸水性に優れている為、加工時の水分率管理が必要となりロスが大きい。或いは熱可塑性樹脂フィルムと、アルミニウム箔と、ポリオレフィン系樹脂フィルムとが、この順序で接着層を介して貼合されている積層フィルムであって、前記熱可塑性樹脂フィルムには、アルミニウム箔と接していない方の面に、微細孔が設けられていることを特徴とするストロー突き刺し容易な積層フィルムについてもアルミ箔が無ければ突刺性を得ることができず、可塑性樹脂フィルムには、アルミニウム箔と接していない方の面に微細孔を開ける必要がありコスト競争力に劣る。更にこれら全ての方法では透明な蓋材を得ることができず、意匠性が制限されることとなった。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであって、その解決方法は、テトラパックのストロー突刺部分やカップ容器の蓋材に関し、ストローでの突き刺し性に優れ、通常の使用で破れなどが生じることなく、意匠性を高めることができ、且つ低コストで生産できる蓋材を提供するものである。

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、特定のポリエステル系フィルムとシーラント層からなる積層フィルムを蓋材に用いることで上記課題が容易に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、少なくともポリエステル樹脂層（Ａ）と、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点より１５℃以上低い融点を有するポリエステル樹脂層（Ｂ）からなるポリエステル樹脂積層フィルムと、接着剤層を介して積層されたシーラント層からなる積層構成を有する積層体に於いて、ポリエステル樹脂フィルム側からの突刺強度が２Ｎ以上、１０Ｎ以下であることを特徴とする蓋材用積層フィルムである。

この場合に於いて、前記ポリエステル樹脂フィルムとシーラント層との間に無機蒸着膜を有することが好適である。

またこの場合に於いて、前記ポリエステル樹脂フィルムとシーラント層との間に二軸延伸ポリプロピレンフィルム層を有することが好適である。

さらにまた、この場合に於いて、前記ポリエステル樹脂フィルムとシーラント層の接着強度が１Ｎ／１５ｍｍ以上であることが好適である。

本発明による蓋材用積層フィルムは、テトラパックのストロー突刺部分やカップ容器の蓋材に関し、ストローでの突き刺し性に優れ、通常の使用で破れなどが生じることなく、意匠性を高めることができ、且つ低コストで生産できる蓋材を提供できるという利点を有する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に於ける積層フィルムのうち、基材を形成するポリエステル樹脂フィルムはポリエステル樹脂層（Ａ）と、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点より１５℃以上低い融点を有するポリエステル樹脂層（Ｂ）からなるポリエステル樹脂積層フィルムである。

本願発明に用いられるポリエステル樹脂層（Ａ）としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、あるいはそれらの構成成分を主成分とする共重合体等が用いることができ、好ましくはテレフタル酸を主なる酸成分とし、エチレングリコールを主たるアルコール成分とするポリエステルであり、さらに好ましくは、テレフタル酸が９５ｍｏｌ％以上、エチレングリコールが９５ｍｏｌ％以上からなるポリエステルである。

本発明に於いて、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点は２４５℃以上であることが好ましい。ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点が２４５℃未満の場合、基材フィルムとして用いたときの耐熱性が不足し、印刷やラミネート工程でシワや収縮、ピッチズレの原因となったりして好ましくない。

本発明に於いてポリエステル樹脂層（Ａ）の融点より１５℃以上低い融点を有するポリエステル樹脂層（Ｂ）は、例えばテレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−エチレングリコール−ネオペンチルグリコール共重合体等のテレフタル酸およびエチレングリコールを主成分とし、他の酸成分および／または他のグリコール成分を共重合成分として含有するポリエステルが好ましい。他の酸成分としては、脂肪族の二塩基酸（例えば、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸）や芳香族の二塩基酸（例えば、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、５−第３ブチルイソフタル酸、２，２，６，６−テトラメチルビフェニル−４，４−ジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，１，３−トリメチル−３-フェニルインデン−４，５−ジカルボン酸）が用いられる。グリコール成分としては、脂肪族ジオール（例えば、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール）、脂環族ジオール（例えば、１，４−シクロヘキサンジメタノール）または芳香族ジオール（例えば、キシリレングリコール、ビス（４−β−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，２−（４−ヒドロキシフェニル）プロパン誘導体）が用いられる。

本発明に於いては、これら低融点ポリエステル樹脂のうち、テレフタル酸−イソフタル酸−エチレングリコール共重合体、テレフタル酸−エチレングリコール−ネオペンチルグリコール共重合体或いはテレフタル酸−エチレングリコール−１，４シクロヘキサンジメタノール共重合体を用いることが好ましい。

なお、上記ポリエステルの固有粘度は、好ましくは０．５５〜１．３dl／ｇであり、さらに好ましくは０．６０〜０．８０dl／ｇであり、ポリエステル樹脂層（Ａ）及びポリエステル樹脂層（Ｂ）がこれらの範囲内より選ばれることが好ましい。

本発明に用いられるシーラント層としては、ＰＰ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＥＶＡ、ＥＶＯＨ等ポリオレフィン系樹脂の未延伸フィルムを用いることが好ましい。

該ポリオレフィン樹脂はヒートシール性を有すると共に軽度のバリア性や保香性を有しており蓋材として有益である。

これらシーラント層を製造する方法としては、例えばＴダイ法、インフレーション法によりシーラントフィルムを得た後接着剤を用いてポリエステル樹脂層と背着する方法や、押出しラミネーション法により溶融状態のポリオレフィン系樹脂をポリエステル樹脂層の上に形成する方法があげられる。

本発明におけるポリエステル樹脂積層フィルムとシーラント層を介する接着剤層としては、接着強度が１Ｎ／１５ｍｍ以上得られれば良く、通常用いられているポリエステル−ウレタン系、ポリエーテル−ウレタン系等の接着剤を用いることができる。

本発明に於いて、接着強度が１Ｎ／１５ｍｍ未満の場合、ストロー等により突き刺した際にポリエステル樹脂フィルム層とシーラント層の間で剥離が生じシーラント層を突き破ることが困難になる恐れがある。接着強度は好ましくは１．５Ｎ／１５ｍｍ以上である。

本発明によるポリエステル樹脂フィルム層とシーラント層の接着方法はドライラミネート法、押出しラミネート法が好ましい。

こうして得られた蓋材の突刺強度は２Ｎ以上１０Ｎ以下であることが好ましく、更に好ましくは３Ｎ以上７Ｎ以下である。突刺強度が１０Ｎを越える場合、蓋材の強度が強くなり、容易にストローを突き刺すことができず、ストローが折れ曲がったりして好ましくない。

本発明に於いて、ポリエステル樹脂フィルム層の厚みは一般的に９μｍから２０μｍが好ましいが、特に限定されるものではなく、内容物の容積や重量、蓋材の面積に応じて厚みを選択する事ができる。

また、シーラント層の厚みとしては２５μｍから７０μｍ程度であるが、一般的には３０μｍから５０μｍ程度が好ましく、内容物の容積や重量、蓋材の面積に応じて厚みを選択する事ができる。

本発明のポリエステル樹脂フィルム層、及びシーラント層は、本発明の効果を阻害しない範囲で、公知の各種添加材、例えば、滑材、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤等が添加されていてもよい。

また、本発明に於いて特に防湿性、酸素バリア性等のバリア性が必要とされる場合に於いては無機蒸着膜を設けることが好ましい。

無機蒸着層を設ける場合、無機蒸着層は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムやこれらの混合物等を含有するものである。なお、本発明でいう酸化珪素とはＳｉＯやＳｉＯ_２等の各種珪素酸化物の混合物からなり、酸化アルミニウムとはＡｌＯやＡｌ₂Ｏ₃等の各種アルミニウム酸化物の混合物からなり、酸化マグネシウムとはＭｇＯ等の各種マグネシウム酸化物の混合物からなるものである。各酸化物中の酸素の結合量はそれぞれの作製条件によって異なってくる。

特に、酸化アルミニウムと酸化珪素の混合物を含有する無機蒸着層は、透明でゲルボ試験（耐屈曲性試験）にも耐え得る、優れたガスバリア性を付与できることから、本発明に於けるバリア層として特に好ましい。この場合、無機蒸着層中の酸化アルミニウムの含有率は、好ましくは２０重量％以上９０重量％以下、より好ましくは２５重量％以上８０重量％以下、特に好ましくは３０重量％以上７５重量％以下である。酸化アルミニウム量含有率が２０重量％未満の場合、無機蒸着層中に格子欠陥が生じて十分なバリア性が得られないおそれがあり、逆に９０重量％を超えると、無機蒸着層の柔軟性が低下し、印刷やラミネートの際に無機蒸着層の破壊（割れや剥離）が生じ易くなってバリア性が低下する恐れがあり、好ましくない。

上記の場合、特性を損なわない範囲で、酸化アルミニウムと酸化珪素以外に他の酸化物等を微量（せいぜい３重量％まで）含んでいても構わない。

上記無機蒸着層の膜厚は、通常１〜５００ｎｍ、好ましくは５〜２００ｎｍである。膜厚が１ｎｍ未満では満足のいくバリア性が得られ難く、また５００ｎｍを超えて過度に厚くしても、それに相当するバリア性向上効果は得られず、耐屈曲性や製造コストの点で却って不利となる。

無機蒸着層の作製には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法、あるいはＣＶＤ等の化学蒸着法等が適宜用いられる。

本発明で得られた蓋材は、ストロー突刺部分やカップ容器の蓋材として好適に使用できるが、印刷工程、包装工程条件等に関しては何ら制限されるものではなく、公知の方法が採用できる。

次に、本発明フィルムの製造方法の一例を説明する。

ポリエステル樹脂層（Ａ）及び低い融点を有するポリエステル樹脂層（Ｂ）に用いる樹脂をそれぞれ調製し、それぞれを別の２台の押出機に供給し、それぞれの融点以上の温度で溶融押し出しし、複合アダプターを通過させ、２種３層（Ａ／Ｂ／Ａ）として口金より押し出し冷却固化させて未延伸積層フィルムを成形する。

ここでいう未延伸積層フィルムとは、共押出し法により積層した状態でダイス出口より押出して未延伸フィルムを成形する方法が挙げられる。別の方法としては、複数の押出機の中で、融点以上の温度で別々に溶融し、ダイス出口から押し出して成形した未延伸フィルム同士を加温状態でラミネートする方法がある。

このように得られた未延伸積層フィルムをポリエステル樹脂層（Ａ）のガラス転移温度以上、ポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点以下の温度でニ軸延伸を行なう。この際の延伸倍率は延伸面積で２〜３０倍、好ましくは９〜１６倍である。また延伸方式は逐次ニ軸延伸でも同時ニ軸延伸でもよい。

このように得られた積層フィルムをポリエステル樹脂層（Ｂ）の融点−５℃以上、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点未満の温度で熱固定を行なう。この熱処理では、必要に応じて弛緩処理を行ってもよいことは言うまでもない。

シーラント層としてＬＬＤＰＥ樹脂を用い、押出機に供給し、融点以上の温度で溶融押し出しし、口金より押し出し冷却固化させて未延伸フィルムを成形する。

得られたポリエステル樹脂積層フィルムとＬＬＤＰＥ未延伸フィルムをドライラミネート法を用いて接着する。接着剤にはポリエステル−ウレタン系接着剤を用いる。

こうして得られる蓋材用積層フィルムの突刺強度を４Ｎ以上、１０Ｎ以下とすることで、ストロー突刺性に優れ、且つフィルム強度を有する、蓋材として好適なフィルムが得られる。

次に実施例、及び比較例を用いて本発明を具体的に説明する。実施例および比較例における評価の方法については（１）〜（２）の方法で行った。
（１）蓋材としての評価
森永乳業製ブリック２００ｍｌ牛乳に付属のストローを用い、突刺性を確認した。
○：突き刺せる
×：ストローの先が曲がってしまい付き刺せない

（２）突刺強度
厚生省告示第２０号に準拠し測定した。フィルムを固定し、先端が直径１ｍｍの半円形である金属棒の針を速度５０ｍｍ／分で突き刺し、針が貫通するまでの最大荷重を測定した。

（実施例１）
ポリエステル樹脂層（Ａ）として融点が２５５℃のポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．６３ｄｌ／ｇ）をポリエステル樹脂層（Ｂ）として融点が２３０℃のポリエチレンテレフタレート−イソフタレート（固有粘度０．６３ｄｌ／ｇ）をおのおの２８５℃の温度で別々の押出機により溶融し、この溶融体を複合アダプターで合流させた後にＴダイより押し出し、冷却ドラムで急冷して（Ａ／Ｂ／Ａ）構成の３層の未延伸積層フィルムを得た。

前記未延伸積層フィルムをまず縦方向に９０℃で３．９倍、次いで横方向に１１０℃で４．１倍に延伸した後、２．５％の弛緩を行ないつつ２３０℃の温度で熱処理を行いフィルムの片方の面にコロナ放電処理を行い１４μｍのポリエステル樹脂積層フィルムを得た。このフィルムのＡ／Ｂ／Ａ各層の厚み比率はそれぞれ１．７μm／１０．６μm／１．７μmの比率であった。

得られたポリエステル樹脂積層フィルムにポリエステル系接着剤（東洋インキ社製ＥＬ５３０Ａ／Ｂ）を乾燥後０．２ｇ／ｍ^２なるように塗布した後、融点１２０℃、ＭＦＲ７．０のＬＤＰＥ（住友化学社製Ｌ７０５）を押し出しラミネート法にて３０μｍの厚さにて積層して蓋材を得た。

かくして得られた蓋材のストロー突刺性を評価したところ、ストロー突刺性は良好であった。

（実施例２）
実施例１と同じ原料、方法でＬＤＰＥの厚みを５５μｍにして蓋材を得た。かくして得られた蓋材は易開封性に優れており、加工性も良好であった。フィルムの特性と評価結果を表に示す。

（比較例１）
Ａ／Ｂ／Ａ各層の厚み比率のみ４．５／５．０／４．５μｍに変更した１４μｍのフィルムを作成し、実施例１と同様にラミネートを行い蓋材を得た。かくして得られた蓋材はストローの突刺性に劣っていた。フィルムの特性と評価結果を表に示す。

（比較例２）
実施例１と同じ原料、方法でＬＤＰＥの厚みを８０μｍにして蓋材を得た。かくして得られた蓋材はストローの突刺性に劣っていた。

（比較例３）
全ての層にポリエステル樹脂（Ａ）のみを用いた（Ａ／Ａ／Ａ）以外は全て実施例１と同じ方法、条件、厚み比率で１６μｍのフィルムを作成し、実施例１と同様にして蓋材用積層フィルムを得た。かくして得られた蓋材用積層フィルムはストローの突刺性に劣っていた。

（実施例３）
シーラント層として、密度０．９１８ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ４．０ｇ／１０分のＬＬＤＰＥを２６５℃の温度で押出機により溶融し、この溶融体をダイより押し出し、冷却ドラムで急冷して得た厚さ３０μｍの未延伸フィルムを用い、実施例１で用いたポリエステル樹脂積層フィルムとエステル系接着剤（東洋インキ社製ＴＭ５９０、ＣＡＴ５６硬化剤）を用いてドライラミネートを行い蓋材用積層フィルムを得た。尚、接着剤は乾燥後３．０ｇ／ｍ^２となるように塗布した。かくして得られた蓋材用積層フィルムはストローの突刺性に優れていた。

上記結果を表１に示す。

本発明により、ストローでの突き刺し性に優れ、通常の使用で破れなどが生じることなく、意匠性を高めることができることからも、産業界に大きく寄与することが期待される。

突刺強度の測定方法を示し、筒状の冶具にフィルムを両面テープにて固定し、突刺棒にてフィルムを突き刺す様子である。

Claims

少なくともポリエステル樹脂層（Ａ）と、ポリエステル樹脂層（Ａ）の融点より１５℃以上低い融点を有するポリエステル樹脂層（Ｂ）からなるポリエステル樹脂積層フィルムと、接着剤層を介して積層されたシーラント層からなる積層構成を有する積層体に於いて、ポリエステル樹脂フィルム側からの突刺強度が２Ｎ以上、１０Ｎ以下であることを特徴とする蓋材用積層フィルム。
請求項１に記載の蓋材用積層フィルムに於いて、ポリエステル樹脂フィルムとシーラント層との間に無機蒸着膜を有することを特徴とする蓋材用積層フィルム。
請求項１又は２に記載の蓋材用積層フィルムに於いて、ポリエステル樹脂フィルムとシーラント層との間に二軸延伸ポリプロピレンフィルム層を有することを特徴とする蓋材用積層フィルム。
請求項１、２又は３に記載の蓋材用積層フィルムに於いて、ポリエステル樹脂フィルムとシーラント層の接着強度が１Ｎ／１５ｍｍ以上であることを特徴とする蓋材用積層フィルム。