二軸延伸ナイロンフィルムを含む冷間成形用プレススルーパック包材
【課題】高い防湿性やバリア性、遮光性、耐突刺性、および耐ピンホール性が要求されるプレススルーパックに用いられる冷間成形用包材において、あらゆる金型形状や成形深さの冷間成形加工時においてもバリア層であるアルミニウム箔の破断やピンホール等の発生が無く、安定した成形性を確保することを目的としている。
【解決手段】
静摩擦係数、および動摩擦係数ともに０．３０以下に、かつ一軸引張試験における４方向すべての破断強度を２７０ＭＰａ以上、５０％モジュラス値を１４０ＭＰａ以上に調整した二軸延伸ナイロンフィルムを冷間成形用プレススルーパック包材の主要基材として用いることを特徴としている。
【解決手段】
静摩擦係数、および動摩擦係数ともに０．３０以下に、かつ一軸引張試験における４方向すべての破断強度を２７０ＭＰａ以上、５０％モジュラス値を１４０ＭＰａ以上に調整した二軸延伸ナイロンフィルムを冷間成形用プレススルーパック包材の主要基材として用いることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面の滑り性が良好で、かつ機械的強度特性に優れた二軸延伸ナイロンフィルムを含む冷間成形用プレス
スルーパック包材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレススルーパックとは、塩化ビニルやポリプロピレンなどのプラスチックシートに熱間真空成形、熱間圧空成形、熱間真空圧空成形等により凹部を形成させた底材に、当該凹部に錠剤等の食品ないしは医薬品を充填後、アルミニウム箔、薄いリジッドプラスチックシート或いはフレキシブルフィルム等の蓋材でシールしたものである。この内容物を充填した凸部方向から指で押し、アルミニウム箔等のシール材を破って内容物が容易に取り出せるため、従来から、食品、サプリメントや医薬品の錠剤及びカプセルの包装に多く使用されている。
【０００３】
内容物によっては外部からの湿気や紫外線を極端に嫌うもの、あるいは揮発性成分を含むものなどがあり、その場合は、底材にアルミニウム箔を用いる場合がある。但し、アルミニウム箔自体は成形性が乏しく破れやすいため、通常二軸延伸ポリエステルフィルムや二軸延伸ナイロンフィルム（以下、ＯＮｙフィルム）等の基材をラミネートしたラミネートフィルムが用いられる。このアルミニウム箔を含むラミネートフィルムは、プレス機を用いて任意の形状に冷間（常温）成形され、内容物を充填した後、アルミニウム箔を含む蓋材を被せてヒートシールすることにより包装体が得られる。
【０００４】
特にＯＮｙフィルムが基材としてラミネートされたアルミニウム箔は非常に優れた冷間成形性が得られるため、大きな錠剤やカプセルを充填剤とする場合に好適に用いられている。しかしながら、この場合においても充填剤の形状や成形条件によってはアルミニウム箔のピンホールやクラックが生じ易いという問題があり、シャープな形状で深く安定して成形するという成形安定性の点において改善の余地があった。
【０００５】
以上、アルミニウム箔を底材とするプレススルーパックに用いられる基材層、バリア層、シーラント層からなる冷間成形用包材の主たる品質的な課題、すなわち優れた冷間成形性の確保に関して、これまで種々の提案がなされている。例えば特許文献１は、基材層としてＭＤ、ＴＤにおける熱水収縮率の比（ＭＤ／ＴＤ比）をある範囲に限定したＯＮｙフィルムを用いて成形性を向上させる方法、特許文献２は、基材表面に脂肪酸アマイド系の滑り性付与成分をコーティングし、成形時に金型内への滑り込みを良くして成形性を改善する方法、また特許文献３、特許文献４、特許文献５、および特許文献６はナイロンフィルム等の基材層の強度物性に着目し、異方性が少なく、かつ高強度あるいは高伸度等の性質を有する基材を使用してアルミニウム箔を補強する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９８３１３１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１６７１４号公報
【特許文献３】特許第３５６７２３０号公報
【特許文献４】特開２００６−２３６９３８号公報
【特許文献５】特開２００８−４４２０９号公報
【特許文献６】特開２００５−２２３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＯＮｙフィルムのＭＤ、ＴＤにおける熱水収縮率の比をある範囲に限定する方法は、冷間成形性にある程度の効果は見られるものの、本質的な成形性の向上には至っていない。また基材層の表面に滑り性付与成分をコーティングする方法は、コーティングする工程を設けなければならず、生産性が低下するという問題があった。また、ヒートシール加工時に滑り性付与成分が蒸発して、この蒸発成分が加工設備に付着するため、これらを除去する清掃作業が必要になることから、さらに生産性が低下するという問題があった。また、高引張強度、あるいは高伸度の基材を使用してアルミニウム箔を補強する方法は、基材表面の滑り性に関して特に記載が無く、基材表面の状態によっては、引張強度あるいは伸度アップの効果が小さくなり、成形性の向上が不十分になる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、冷間成形用のプレススルーパック包材に関して、基材層として引張破断強度、および摩擦係数をある範囲に限定したＯＮｙフィルムを用いることにより、主たる品質的な課題であった優れた冷間成形性の確保を達成出来ることを見い出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の手段を提供する。
【０００９】
［１］基材層、バリア層、シーラント層からなる冷間成形用プレススルーパック包材において、基材層として、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての破断強度が２７０ＭＰａ以上で、かつ静摩擦係数、および動摩擦係数（２３℃×５０％ＲＨ、フィルム対フィルム）がいずれも０．３０以下である二軸延伸ナイロンフィルムを用いることを特徴とする冷間成形用プレススルーパック包材。
【００１０】
［２］前記二軸延伸ナイロンフィルムが、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ以上のものであることを特徴とする前項１に記載の冷間成形用プレススルーパック包材。
【００１１】
［３］前項１〜２いずれか一項に記載の冷間成形用プレススルーパック包材を使用し、シーラント層が内面になる
ように張り出し成形、または深絞り成形して凹部分を形成した容器。
【００１２】
［４］前項３に記載の容器の凹部分に内容物を収納し、密封されたことを特徴とするプレススルーパック。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、静摩擦係数、および動摩擦係数ともに０．３０以下に、かつ異方性が少なく、引張強度が大きい二軸延伸ナイロンフィルムを冷間成形用包材、特にプレススルーパック用包材の主要基材として用いることにより、あらゆる金型形状や成形深さの冷間成形加工時においてもアルミニウム箔の破断やピンホール等の発生が無く、安定した成形性を確保することが可能となった。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（二軸延伸ナイロンフィルムの原料） 本発明の二軸延伸ナイロンフィルム（以後、「ＯＮｙフィルム」）の原料は、ポリアミド系樹脂であれば特に限定されるものでは無い。例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン６，６６，１２共重合体、その他ポリアミド系共重合体、ナイロンＭＸＤ６、アラミド、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリマレイミドアミン（ＰＭＩＡ）、ポリアミノビスマレイミド（ＰＡＢＭ）などが挙げられるが、生産性や冷間成形性、強度物性を主としたフィルム物性の観点からナイロン６がもっとも好ましい。また、ナイロン６原料において、数平均分子量は１００００〜３００００が好ましく、特に好ましくは２２０００〜２４０００である。数平均分子量が１００００未満の場合、得られたＯＮｙフィルムの衝撃強度や引張強度が不十分である。また数平均分子量が３００００より大きい場合、分子鎖の絡み合いが著しく、延伸加工により過度なひずみが生じるため、延伸加工時に破断やパンクが頻繁に発生し、安定的に生産出来ない。
【００１５】
（ＯＮｙフィルムの製造方法） 本発明のＯＮｙフィルムは、前記ポリアミド系原料のいずれかから構成される未延伸原反フィルムに対して、ＭＤ、およびＴＤそれぞれ延伸倍率が２．８〜４．０倍となる条件で二軸延伸加工を施した後、１５０℃以上、２００℃以下の温度条件で熱処理することにより得られる。延伸倍率は、ＭＤ、およびＴＤそれぞれ２．８〜４．０倍の範囲であることが好ましく、特に好ましくは３．０〜３．４倍の範囲である。延伸倍率が２．８倍未満である場合、得られたＯＮｙフィルムの衝撃強度や引張強度が不十分である。また４．０倍以上の場合、延伸により過度な分子鎖のひずみが発生するため、延伸加工時に破断やパンクが頻繁に発生し、安定的に生産出来ない。二軸延伸方式としては、例えばチューブラー方式やテンター方式による同時二軸延伸、あるいは逐次二軸延伸が挙げられるが、縦横の強度バランスの点で、チューブラー法による同時二軸延伸が好ましい。このように二軸延伸加工を施すことにより、特に強度物性が飛躍的に向上し、冷間成形性に優れたＯＮｙフィルムを得ることが出来る。
【００１６】
得られた延伸フィルムを熱ロール方式またはテンター方式、あるいはそれらを組み合わせた熱処理設備に任意の時間投入し、１５０℃以上、２００℃以下で熱処理を行うことにより、本発明のＯＮｙフィルムを得ることができる。熱処理温度が２００℃よりも高い場合は、ボーイング現象が大きくなり過ぎて幅方向での異方性が増加する、または結晶化度が高くなり過ぎるため強度物性が低下してしまう。一方、熱処理温度が１５０℃よりも低い場合は、ＯＮｙフィルム表面の滑り性が低下するため成形性が悪くなる。また、フィルムの熱寸法安定性も大きく低下するため、ラミネート加工時にフィルムが縮み易くなり、実用上問題が生じる。
【００１７】
ＯＮｙフィルムの厚みは、５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍであることが好ましい。厚みが５μｍよりも小さい場合は、ラミネート包材の耐衝撃性が低くなり、冷間成形性が不十分となる。一方、５０μｍを超えると形状維持の強度は向上するものの、特に破断防止や成形性の向上への効果は小さく、体積エネルギー密度を低下させるだけである。
【００１８】
ＯＮｙフィルムの４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）における一軸引張破断強度、および５０％モジュラス値は、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、標点間距離５０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ）により得られた応力−ひずみ曲線から求める。この応力−ひずみ曲線において、４方向における引張破断強度は、いずれも２７０ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、一般的に成形しにくいとされる成形深さが大きい金型形状の場合においても、冷間成形時にＯＮｙフィルム、およびアルミニウム箔が破断し難くなり、安定して優れた成形性を確保することが出来る。４方向のうち、いずれか一方向でも引張破断強が２７０ＭＰａ未満の場合、冷間成形時にＯＮｙフィルムが容易に破断するようになり、特に高伸度時の引張強度が要求される成形深さが大きい金型形状を成形する場合に、安定した成形性が得られない。さらに、応力−ひずみ曲線において、４方向における５０％モジュラス値は、いずれも１４０ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、特に成形深さが比較的小さい金型形状を成形する場合において、安定した成形性を確保出来る。４方向のうち、いずれか一方向でも５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ以上未満の場合、冷間成形時にＯＮｙフィルムが容易に破断するようになり、安定した成形性は得られない。
【００１９】
ＯＮｙフィルムの２０℃×５０％ＲＨにおけるフィルム対フィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数はいずれも０．３０以下が好ましい。ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、または動摩擦係数のいずれか一方が０．３０より大きくなると、成形時にＯＮｙフィルムの金型内への滑り込みが悪くなり、応力集中によりアルミニウム箔の破断やピンホールが発生し易くなるため好ましくない。
【００２０】
摩擦係数を制御するためにはＯＮｙフィルムを作製するにあたり、ポリアミド系樹脂の中に予めスリップ剤ないしはフィラー等を添加することにより達成できる。スリップ剤としては、酸アミドや飽和又は不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩、ヒドロキシ飽和又は不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩等が挙げられる。これらの滑剤はフィルム表面にブリードして表面エネルギーを低下させる作用を持つ。フィラーとしては、ナイロン系樹脂に対して均一に分散し、表面に微細な突起を形成させるものであれば特に限定されず、有機系ないしは無機系フィラーがある。フィラー形状は特に制限されず、粉末状、粒子状、フレーク状、板状、繊維状、針状、クロス状、マット状、その他如何なる形状のものであってもよいが、粒子状、板状のものが好ましい。フィラー粒子の平均粒径は、０．５〜８μｍであることが好ましい。８μｍ以上の粒径を有する粒子を実質的に含まないことが望ましい。８μｍ以上の粒径の粒子は、ゲルが発生しフィルム外観を損ねるばかりかフィルム製膜工程でのフィルム切れを起こしやすく、操業性を低下させる原因となる。一方、平均粒径が０．５μｍ未満であると、フィルム表面に有効な突起が形成されにくく本発明の摩擦係数を達成できない。フィラー粒子の具体例として、有機系では、ＰＭＭＡ、Ｎｙ、ＰＴＦＥ、スチレン系、セルロース等、無機系ではシリカ、カオリン、ゼオライト等あるが特に限定されるものではなく、またこれらを２種あるいはそれ以上使用しても構わない。
【００２１】
（ラミネート包材の構成、ラミネート方法） 本ラミネート包材の構成は、バリア層を中間層とし、バリア層の一方面に基材層を、バリア層の他方面にシーラント層を積層することが好ましい。基材層としては前記したＯＮｙフィルムを少なくとも１層含み、バリア層としては純アルミニウム箔またはアルミニウム−鉄系合金の軟質材からなるアルミニウム箔を用いることが好ましく、またシーラント層としては、密封性や耐薬品性を付与するためのポリエチレン、ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリエチレン、エチレン―アクリレート共重合体、アイオノマー樹脂、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。基材層、バリア層、シーラント層の各層の積層は公知の方法によって積層することができる。例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエステルウレタン系等の接着剤を用いたドライラミネート法によって積層することができる。
【００２２】
アルミニウム箔、およびＯＮｙフィルムを含むラミネート基材の総厚みは２００μｍ以下であることが好ましい。厚みが２００μｍを超える場合、冷間成形によるコーナー部の成形が困難となり、シャープな形状の成形品が得られない場合がある。
【００２３】
アルミニウム箔層の厚みは２０〜１００μｍであることが好ましい。これにより、成形品の形状を良好に保持することが可能となり、また酸素や水分等が包材内へ侵入することを防止できる。アルミニウム箔層の厚みが２０μｍ未満である場合、ラミネート包材の冷間成形時にアルミニウム箔層の破断が生じ易く、また、破断しない場合でもピンホール等が発生し易くなるため、包材中に酸素や水分等が侵入してしまう場合がある。一方、アルミニウム箔層の厚みが１００μｍを超える場合、冷間成形時の破断やピンホール発生防止の効果も大きく改善されるわけではなく、総厚みが厚くなるだけで好ましくない。
【実施例】
【００２４】
以下に実施例および比較例を用いて、本発明を具体的に説明する。
実施例１ （二軸延伸ナイロンフィルムの製造）エチレンビスステアリン酸ナトリウム７００ｐｐｍと２μｍのシリカ微粒子を９００ｐｐｍ含んだナイロン６ペレット（相対粘度３．４８）を押出機中、２５５℃で溶融混練した後、溶融物をダイスから円筒状のフィルムとして押出し、引き続き水で急冷して原反フィルムを作製した。次に、図１に示したように、この原反フィルムを一対の低速ニップロール１間に挿通した後、中に空気を圧入しながらヒーター２、およびヒーター３で加熱すると共に、延伸終了点にエアーリング４よりエアーを吹き付けることにより、チューブラー法によるＭＤ、およびＴＤ同時二軸延伸フィルム５を得た。延伸倍率は、ＭＤが３．０倍、ＴＤが３．２倍であった。次に、この延伸フィルム５を熱ロール式、およびテンター式熱処理設備にそれぞれ投入し、１８０℃で熱処理を施すことによりＯＮｙフィルムを得た。なお、ＯＮｙフィルムの厚みは２５μｍであった。
【００２５】
（ＯＮｙフィルムの一軸引張破断強度、５０％モジュラス値評価方法） ＯＮｙフィルムの一軸引張破断強度、５０％モジュラス値の評価方法は、オリエンテック製―テンシロン（ＲＴＣ−１２１０−Ａ）を使用し、試料幅１５ｍｍ、チャック間１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて実施した。ＯＮｙフィルムは、２３℃×５０％の環境下で２時間調湿後、０°（ＭＤ）方向／４５°方向／９０°（ＴＤ）方向／１３５°方向の４方向についてそれぞれ測定を行った。得られた応力−ひずみ曲線に基づいて、各方向での破断破断強度、および５０％モジュラス値を求めた。
【００２６】
（ＯＮｙフィルムの摩擦係数評価方法） ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数は、東洋精機製-摩擦測定機（ＴＲ−２）を使用し、ＪＩＳＫ７１２５（プラスチック−フィルム及びシート−摩擦係数試験方法）に基づき、スレッド質量２００ｇ（接触面積３８ｃｍ２）、スレッド移動速度１５０ｍｍ／ｍｉｎ．にて実施した。ＯＮｙフィルムは、２３℃×５０％の環境下で２時間調湿後、フィルム対フィルムについて測定し、静摩擦係数、および動摩擦係数をそれぞれ求めた。
【００２７】
（冷間成形性評価方法） アルミニウム箔およびＯＮｙフィルムを含むラミネート包材の冷間成形性を評価した。具体的には、まず得られたＯＮｙフィルムを基材層とし、アルミニウム箔（厚み４０μｍ）、および未延伸ポリプロピレンフィルム〔パイレンフィルムＣＴ−Ｐ１１２８（商品名）、東洋紡績製、厚み３０μｍ〕をそれぞれドライラミネート（ドライ塗布量４．０ｇ／ｍ２）することによりラミネート包材を得た。なお、ドライラミネート用の接着剤としては、東洋モートン（株）ＴＭ−Ｋ５５／東洋モートン（株）ＣＡＴ−１０（配合比１００／８）を用いた。また、ドライラミネート後のラミネート包材は、６０℃で７２時間エージングを行った。このようにして得られたラミネート包材は、２３℃×５０％の環境下で２時間調湿後、圧縮用金型（３８ｍｍ×３８ｍｍ）を用いて、未延伸ポリプロピレンフィルム側から最大荷重１０ＭＰａで冷間（常温）にて成形し、ピンホールやクラックなどの欠陥が発生しない最高成形深さを０．５ｍｍピッチで評価した。
【００２８】
比較例１ 実施例１において、延伸フィルムを熱ロール、およびテンター式熱処理設備に入れ、２１０℃で熱処理した以外は実施例１と同様に行った。
【００２９】
比較例２ 実施例１において、延伸フィルムを熱ロール、およびテンター式熱処理設備に入れ、２２０℃で熱処理した以外は実施例１と同様に行った。
【００３０】
比較例３ 実施例１において、ＯＮｙフィルムとして東洋紡績製二軸延伸ナイロンフィルム（ハーデンフィルム―Ｎ１１０２、厚み２５μｍ）を使用した以外は実施例１と同様に行った。
【００３１】
比較例４ 実施例１において、延伸フィルムを熱ロール、およびテンター式熱処理設備に入れ、１４０℃で熱処理した以外は実施例１と同様に行った。
【００３２】
表１に示すように、ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数ともに０．３０以下に、かつ一軸引張試験における４方向すべての破断強度を２７０ＭＰａ以上、５０％モジュラス値を１４０ＭＰａ以上に調整した実施例１においては、優れた成形性を確保することが出来た。一方、ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数のいずれか一方が０．３０より大きい、あるいは４方向いずれかの破断強度が２７０ＭＰａ未満、５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ未満の場合は成形性の低下が見られた。よって、比較例１〜比較例４はいずれも優れた成形性を確保することが出来なかった。なお、冷間成形性の指標である最高成形高さの数値は、金型の形状等の条件によって異なってくるが、同じ条件で成形し測定した場合は、０．５ｍｍの差でも実際の有用性に差が出てくる。
【００３３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のラミネート包材は、高い防湿性やバリア性、遮光性、耐突刺性、および耐ピンホール性が要求されるプレススルーパック用包材として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】前記実施形態におけるＯＮｙフィルムを製造するチューブラー延伸装置の工程図。
【符号の説明】
【００３６】
１ チューブラー延伸装置のニップロール
２ チューブラー延伸装置の予熱ヒーター
３ チューブラー延伸装置の主熱ヒーター
４ チューブラー延伸装置の冷却エアーリング
５ チューブラー延伸時のフィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面の滑り性が良好で、かつ機械的強度特性に優れた二軸延伸ナイロンフィルムを含む冷間成形用プレス
スルーパック包材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレススルーパックとは、塩化ビニルやポリプロピレンなどのプラスチックシートに熱間真空成形、熱間圧空成形、熱間真空圧空成形等により凹部を形成させた底材に、当該凹部に錠剤等の食品ないしは医薬品を充填後、アルミニウム箔、薄いリジッドプラスチックシート或いはフレキシブルフィルム等の蓋材でシールしたものである。この内容物を充填した凸部方向から指で押し、アルミニウム箔等のシール材を破って内容物が容易に取り出せるため、従来から、食品、サプリメントや医薬品の錠剤及びカプセルの包装に多く使用されている。
【０００３】
内容物によっては外部からの湿気や紫外線を極端に嫌うもの、あるいは揮発性成分を含むものなどがあり、その場合は、底材にアルミニウム箔を用いる場合がある。但し、アルミニウム箔自体は成形性が乏しく破れやすいため、通常二軸延伸ポリエステルフィルムや二軸延伸ナイロンフィルム（以下、ＯＮｙフィルム）等の基材をラミネートしたラミネートフィルムが用いられる。このアルミニウム箔を含むラミネートフィルムは、プレス機を用いて任意の形状に冷間（常温）成形され、内容物を充填した後、アルミニウム箔を含む蓋材を被せてヒートシールすることにより包装体が得られる。
【０００４】
特にＯＮｙフィルムが基材としてラミネートされたアルミニウム箔は非常に優れた冷間成形性が得られるため、大きな錠剤やカプセルを充填剤とする場合に好適に用いられている。しかしながら、この場合においても充填剤の形状や成形条件によってはアルミニウム箔のピンホールやクラックが生じ易いという問題があり、シャープな形状で深く安定して成形するという成形安定性の点において改善の余地があった。
【０００５】
以上、アルミニウム箔を底材とするプレススルーパックに用いられる基材層、バリア層、シーラント層からなる冷間成形用包材の主たる品質的な課題、すなわち優れた冷間成形性の確保に関して、これまで種々の提案がなされている。例えば特許文献１は、基材層としてＭＤ、ＴＤにおける熱水収縮率の比（ＭＤ／ＴＤ比）をある範囲に限定したＯＮｙフィルムを用いて成形性を向上させる方法、特許文献２は、基材表面に脂肪酸アマイド系の滑り性付与成分をコーティングし、成形時に金型内への滑り込みを良くして成形性を改善する方法、また特許文献３、特許文献４、特許文献５、および特許文献６はナイロンフィルム等の基材層の強度物性に着目し、異方性が少なく、かつ高強度あるいは高伸度等の性質を有する基材を使用してアルミニウム箔を補強する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９８３１３１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１６７１４号公報
【特許文献３】特許第３５６７２３０号公報
【特許文献４】特開２００６−２３６９３８号公報
【特許文献５】特開２００８−４４２０９号公報
【特許文献６】特開２００５−２２３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＯＮｙフィルムのＭＤ、ＴＤにおける熱水収縮率の比をある範囲に限定する方法は、冷間成形性にある程度の効果は見られるものの、本質的な成形性の向上には至っていない。また基材層の表面に滑り性付与成分をコーティングする方法は、コーティングする工程を設けなければならず、生産性が低下するという問題があった。また、ヒートシール加工時に滑り性付与成分が蒸発して、この蒸発成分が加工設備に付着するため、これらを除去する清掃作業が必要になることから、さらに生産性が低下するという問題があった。また、高引張強度、あるいは高伸度の基材を使用してアルミニウム箔を補強する方法は、基材表面の滑り性に関して特に記載が無く、基材表面の状態によっては、引張強度あるいは伸度アップの効果が小さくなり、成形性の向上が不十分になる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、冷間成形用のプレススルーパック包材に関して、基材層として引張破断強度、および摩擦係数をある範囲に限定したＯＮｙフィルムを用いることにより、主たる品質的な課題であった優れた冷間成形性の確保を達成出来ることを見い出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の手段を提供する。
【０００９】
［１］基材層、バリア層、シーラント層からなる冷間成形用プレススルーパック包材において、基材層として、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての破断強度が２７０ＭＰａ以上で、かつ静摩擦係数、および動摩擦係数（２３℃×５０％ＲＨ、フィルム対フィルム）がいずれも０．３０以下である二軸延伸ナイロンフィルムを用いることを特徴とする冷間成形用プレススルーパック包材。
【００１０】
［２］前記二軸延伸ナイロンフィルムが、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ以上のものであることを特徴とする前項１に記載の冷間成形用プレススルーパック包材。
【００１１】
［３］前項１〜２いずれか一項に記載の冷間成形用プレススルーパック包材を使用し、シーラント層が内面になる
ように張り出し成形、または深絞り成形して凹部分を形成した容器。
【００１２】
［４］前項３に記載の容器の凹部分に内容物を収納し、密封されたことを特徴とするプレススルーパック。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、静摩擦係数、および動摩擦係数ともに０．３０以下に、かつ異方性が少なく、引張強度が大きい二軸延伸ナイロンフィルムを冷間成形用包材、特にプレススルーパック用包材の主要基材として用いることにより、あらゆる金型形状や成形深さの冷間成形加工時においてもアルミニウム箔の破断やピンホール等の発生が無く、安定した成形性を確保することが可能となった。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（二軸延伸ナイロンフィルムの原料） 本発明の二軸延伸ナイロンフィルム（以後、「ＯＮｙフィルム」）の原料は、ポリアミド系樹脂であれば特に限定されるものでは無い。例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン６，６６，１２共重合体、その他ポリアミド系共重合体、ナイロンＭＸＤ６、アラミド、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリマレイミドアミン（ＰＭＩＡ）、ポリアミノビスマレイミド（ＰＡＢＭ）などが挙げられるが、生産性や冷間成形性、強度物性を主としたフィルム物性の観点からナイロン６がもっとも好ましい。また、ナイロン６原料において、数平均分子量は１００００〜３００００が好ましく、特に好ましくは２２０００〜２４０００である。数平均分子量が１００００未満の場合、得られたＯＮｙフィルムの衝撃強度や引張強度が不十分である。また数平均分子量が３００００より大きい場合、分子鎖の絡み合いが著しく、延伸加工により過度なひずみが生じるため、延伸加工時に破断やパンクが頻繁に発生し、安定的に生産出来ない。
【００１５】
（ＯＮｙフィルムの製造方法） 本発明のＯＮｙフィルムは、前記ポリアミド系原料のいずれかから構成される未延伸原反フィルムに対して、ＭＤ、およびＴＤそれぞれ延伸倍率が２．８〜４．０倍となる条件で二軸延伸加工を施した後、１５０℃以上、２００℃以下の温度条件で熱処理することにより得られる。延伸倍率は、ＭＤ、およびＴＤそれぞれ２．８〜４．０倍の範囲であることが好ましく、特に好ましくは３．０〜３．４倍の範囲である。延伸倍率が２．８倍未満である場合、得られたＯＮｙフィルムの衝撃強度や引張強度が不十分である。また４．０倍以上の場合、延伸により過度な分子鎖のひずみが発生するため、延伸加工時に破断やパンクが頻繁に発生し、安定的に生産出来ない。二軸延伸方式としては、例えばチューブラー方式やテンター方式による同時二軸延伸、あるいは逐次二軸延伸が挙げられるが、縦横の強度バランスの点で、チューブラー法による同時二軸延伸が好ましい。このように二軸延伸加工を施すことにより、特に強度物性が飛躍的に向上し、冷間成形性に優れたＯＮｙフィルムを得ることが出来る。
【００１６】
得られた延伸フィルムを熱ロール方式またはテンター方式、あるいはそれらを組み合わせた熱処理設備に任意の時間投入し、１５０℃以上、２００℃以下で熱処理を行うことにより、本発明のＯＮｙフィルムを得ることができる。熱処理温度が２００℃よりも高い場合は、ボーイング現象が大きくなり過ぎて幅方向での異方性が増加する、または結晶化度が高くなり過ぎるため強度物性が低下してしまう。一方、熱処理温度が１５０℃よりも低い場合は、ＯＮｙフィルム表面の滑り性が低下するため成形性が悪くなる。また、フィルムの熱寸法安定性も大きく低下するため、ラミネート加工時にフィルムが縮み易くなり、実用上問題が生じる。
【００１７】
ＯＮｙフィルムの厚みは、５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍであることが好ましい。厚みが５μｍよりも小さい場合は、ラミネート包材の耐衝撃性が低くなり、冷間成形性が不十分となる。一方、５０μｍを超えると形状維持の強度は向上するものの、特に破断防止や成形性の向上への効果は小さく、体積エネルギー密度を低下させるだけである。
【００１８】
ＯＮｙフィルムの４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）における一軸引張破断強度、および５０％モジュラス値は、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、標点間距離５０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ）により得られた応力−ひずみ曲線から求める。この応力−ひずみ曲線において、４方向における引張破断強度は、いずれも２７０ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、一般的に成形しにくいとされる成形深さが大きい金型形状の場合においても、冷間成形時にＯＮｙフィルム、およびアルミニウム箔が破断し難くなり、安定して優れた成形性を確保することが出来る。４方向のうち、いずれか一方向でも引張破断強が２７０ＭＰａ未満の場合、冷間成形時にＯＮｙフィルムが容易に破断するようになり、特に高伸度時の引張強度が要求される成形深さが大きい金型形状を成形する場合に、安定した成形性が得られない。さらに、応力−ひずみ曲線において、４方向における５０％モジュラス値は、いずれも１４０ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、特に成形深さが比較的小さい金型形状を成形する場合において、安定した成形性を確保出来る。４方向のうち、いずれか一方向でも５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ以上未満の場合、冷間成形時にＯＮｙフィルムが容易に破断するようになり、安定した成形性は得られない。
【００１９】
ＯＮｙフィルムの２０℃×５０％ＲＨにおけるフィルム対フィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数はいずれも０．３０以下が好ましい。ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、または動摩擦係数のいずれか一方が０．３０より大きくなると、成形時にＯＮｙフィルムの金型内への滑り込みが悪くなり、応力集中によりアルミニウム箔の破断やピンホールが発生し易くなるため好ましくない。
【００２０】
摩擦係数を制御するためにはＯＮｙフィルムを作製するにあたり、ポリアミド系樹脂の中に予めスリップ剤ないしはフィラー等を添加することにより達成できる。スリップ剤としては、酸アミドや飽和又は不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩、ヒドロキシ飽和又は不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩等が挙げられる。これらの滑剤はフィルム表面にブリードして表面エネルギーを低下させる作用を持つ。フィラーとしては、ナイロン系樹脂に対して均一に分散し、表面に微細な突起を形成させるものであれば特に限定されず、有機系ないしは無機系フィラーがある。フィラー形状は特に制限されず、粉末状、粒子状、フレーク状、板状、繊維状、針状、クロス状、マット状、その他如何なる形状のものであってもよいが、粒子状、板状のものが好ましい。フィラー粒子の平均粒径は、０．５〜８μｍであることが好ましい。８μｍ以上の粒径を有する粒子を実質的に含まないことが望ましい。８μｍ以上の粒径の粒子は、ゲルが発生しフィルム外観を損ねるばかりかフィルム製膜工程でのフィルム切れを起こしやすく、操業性を低下させる原因となる。一方、平均粒径が０．５μｍ未満であると、フィルム表面に有効な突起が形成されにくく本発明の摩擦係数を達成できない。フィラー粒子の具体例として、有機系では、ＰＭＭＡ、Ｎｙ、ＰＴＦＥ、スチレン系、セルロース等、無機系ではシリカ、カオリン、ゼオライト等あるが特に限定されるものではなく、またこれらを２種あるいはそれ以上使用しても構わない。
【００２１】
（ラミネート包材の構成、ラミネート方法） 本ラミネート包材の構成は、バリア層を中間層とし、バリア層の一方面に基材層を、バリア層の他方面にシーラント層を積層することが好ましい。基材層としては前記したＯＮｙフィルムを少なくとも１層含み、バリア層としては純アルミニウム箔またはアルミニウム−鉄系合金の軟質材からなるアルミニウム箔を用いることが好ましく、またシーラント層としては、密封性や耐薬品性を付与するためのポリエチレン、ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリエチレン、エチレン―アクリレート共重合体、アイオノマー樹脂、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。基材層、バリア層、シーラント層の各層の積層は公知の方法によって積層することができる。例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエステルウレタン系等の接着剤を用いたドライラミネート法によって積層することができる。
【００２２】
アルミニウム箔、およびＯＮｙフィルムを含むラミネート基材の総厚みは２００μｍ以下であることが好ましい。厚みが２００μｍを超える場合、冷間成形によるコーナー部の成形が困難となり、シャープな形状の成形品が得られない場合がある。
【００２３】
アルミニウム箔層の厚みは２０〜１００μｍであることが好ましい。これにより、成形品の形状を良好に保持することが可能となり、また酸素や水分等が包材内へ侵入することを防止できる。アルミニウム箔層の厚みが２０μｍ未満である場合、ラミネート包材の冷間成形時にアルミニウム箔層の破断が生じ易く、また、破断しない場合でもピンホール等が発生し易くなるため、包材中に酸素や水分等が侵入してしまう場合がある。一方、アルミニウム箔層の厚みが１００μｍを超える場合、冷間成形時の破断やピンホール発生防止の効果も大きく改善されるわけではなく、総厚みが厚くなるだけで好ましくない。
【実施例】
【００２４】
以下に実施例および比較例を用いて、本発明を具体的に説明する。
実施例１ （二軸延伸ナイロンフィルムの製造）エチレンビスステアリン酸ナトリウム７００ｐｐｍと２μｍのシリカ微粒子を９００ｐｐｍ含んだナイロン６ペレット（相対粘度３．４８）を押出機中、２５５℃で溶融混練した後、溶融物をダイスから円筒状のフィルムとして押出し、引き続き水で急冷して原反フィルムを作製した。次に、図１に示したように、この原反フィルムを一対の低速ニップロール１間に挿通した後、中に空気を圧入しながらヒーター２、およびヒーター３で加熱すると共に、延伸終了点にエアーリング４よりエアーを吹き付けることにより、チューブラー法によるＭＤ、およびＴＤ同時二軸延伸フィルム５を得た。延伸倍率は、ＭＤが３．０倍、ＴＤが３．２倍であった。次に、この延伸フィルム５を熱ロール式、およびテンター式熱処理設備にそれぞれ投入し、１８０℃で熱処理を施すことによりＯＮｙフィルムを得た。なお、ＯＮｙフィルムの厚みは２５μｍであった。
【００２５】
（ＯＮｙフィルムの一軸引張破断強度、５０％モジュラス値評価方法） ＯＮｙフィルムの一軸引張破断強度、５０％モジュラス値の評価方法は、オリエンテック製―テンシロン（ＲＴＣ−１２１０−Ａ）を使用し、試料幅１５ｍｍ、チャック間１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて実施した。ＯＮｙフィルムは、２３℃×５０％の環境下で２時間調湿後、０°（ＭＤ）方向／４５°方向／９０°（ＴＤ）方向／１３５°方向の４方向についてそれぞれ測定を行った。得られた応力−ひずみ曲線に基づいて、各方向での破断破断強度、および５０％モジュラス値を求めた。
【００２６】
（ＯＮｙフィルムの摩擦係数評価方法） ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数は、東洋精機製-摩擦測定機（ＴＲ−２）を使用し、ＪＩＳＫ７１２５（プラスチック−フィルム及びシート−摩擦係数試験方法）に基づき、スレッド質量２００ｇ（接触面積３８ｃｍ２）、スレッド移動速度１５０ｍｍ／ｍｉｎ．にて実施した。ＯＮｙフィルムは、２３℃×５０％の環境下で２時間調湿後、フィルム対フィルムについて測定し、静摩擦係数、および動摩擦係数をそれぞれ求めた。
【００２７】
（冷間成形性評価方法） アルミニウム箔およびＯＮｙフィルムを含むラミネート包材の冷間成形性を評価した。具体的には、まず得られたＯＮｙフィルムを基材層とし、アルミニウム箔（厚み４０μｍ）、および未延伸ポリプロピレンフィルム〔パイレンフィルムＣＴ−Ｐ１１２８（商品名）、東洋紡績製、厚み３０μｍ〕をそれぞれドライラミネート（ドライ塗布量４．０ｇ／ｍ２）することによりラミネート包材を得た。なお、ドライラミネート用の接着剤としては、東洋モートン（株）ＴＭ−Ｋ５５／東洋モートン（株）ＣＡＴ−１０（配合比１００／８）を用いた。また、ドライラミネート後のラミネート包材は、６０℃で７２時間エージングを行った。このようにして得られたラミネート包材は、２３℃×５０％の環境下で２時間調湿後、圧縮用金型（３８ｍｍ×３８ｍｍ）を用いて、未延伸ポリプロピレンフィルム側から最大荷重１０ＭＰａで冷間（常温）にて成形し、ピンホールやクラックなどの欠陥が発生しない最高成形深さを０．５ｍｍピッチで評価した。
【００２８】
比較例１ 実施例１において、延伸フィルムを熱ロール、およびテンター式熱処理設備に入れ、２１０℃で熱処理した以外は実施例１と同様に行った。
【００２９】
比較例２ 実施例１において、延伸フィルムを熱ロール、およびテンター式熱処理設備に入れ、２２０℃で熱処理した以外は実施例１と同様に行った。
【００３０】
比較例３ 実施例１において、ＯＮｙフィルムとして東洋紡績製二軸延伸ナイロンフィルム（ハーデンフィルム―Ｎ１１０２、厚み２５μｍ）を使用した以外は実施例１と同様に行った。
【００３１】
比較例４ 実施例１において、延伸フィルムを熱ロール、およびテンター式熱処理設備に入れ、１４０℃で熱処理した以外は実施例１と同様に行った。
【００３２】
表１に示すように、ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数ともに０．３０以下に、かつ一軸引張試験における４方向すべての破断強度を２７０ＭＰａ以上、５０％モジュラス値を１４０ＭＰａ以上に調整した実施例１においては、優れた成形性を確保することが出来た。一方、ＯＮｙフィルムの静摩擦係数、および動摩擦係数のいずれか一方が０．３０より大きい、あるいは４方向いずれかの破断強度が２７０ＭＰａ未満、５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ未満の場合は成形性の低下が見られた。よって、比較例１〜比較例４はいずれも優れた成形性を確保することが出来なかった。なお、冷間成形性の指標である最高成形高さの数値は、金型の形状等の条件によって異なってくるが、同じ条件で成形し測定した場合は、０．５ｍｍの差でも実際の有用性に差が出てくる。
【００３３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のラミネート包材は、高い防湿性やバリア性、遮光性、耐突刺性、および耐ピンホール性が要求されるプレススルーパック用包材として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】前記実施形態におけるＯＮｙフィルムを製造するチューブラー延伸装置の工程図。
【符号の説明】
【００３６】
１ チューブラー延伸装置のニップロール
２ チューブラー延伸装置の予熱ヒーター
３ チューブラー延伸装置の主熱ヒーター
４ チューブラー延伸装置の冷却エアーリング
５ チューブラー延伸時のフィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層、バリア層、シーラント層からなる冷間成形用プレススルーパック包材において、基材層として、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての破断強度が２７０ＭＰａ以上で、かつ静摩擦係数、および動摩擦係数（２３℃×５０％ＲＨ、フィルム対フィルム）がいずれも０．３０以下である二軸延伸ナイロンフィルムを用いることを特徴とする冷間成形用プレススルーパック包材。
【請求項２】
前記二軸延伸ナイロンフィルムが、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ以上のものであることを特徴とする請求項１に記載の冷間成形用プレススルーパック包材。
【請求項３】
請求項１〜２いずれか一項に記載の冷間成形用プレススルーパック包材を使用し、シーラント層が内面になるよう
に張り出し成形、または深絞り成形して凹部分を形成した容器。
【請求項４】
請求項３に記載の容器の凹部分に内容物を収納し、密封されたことを特徴とするプレススルーパック。
【請求項１】
基材層、バリア層、シーラント層からなる冷間成形用プレススルーパック包材において、基材層として、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての破断強度が２７０ＭＰａ以上で、かつ静摩擦係数、および動摩擦係数（２３℃×５０％ＲＨ、フィルム対フィルム）がいずれも０．３０以下である二軸延伸ナイロンフィルムを用いることを特徴とする冷間成形用プレススルーパック包材。
【請求項２】
前記二軸延伸ナイロンフィルムが、一軸引張試験（試料幅１５ｍｍ、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°（ＭＤ）、４５°、９０°（ＴＤ）、１３５°）すべての５０％モジュラス値が１４０ＭＰａ以上のものであることを特徴とする請求項１に記載の冷間成形用プレススルーパック包材。
【請求項３】
請求項１〜２いずれか一項に記載の冷間成形用プレススルーパック包材を使用し、シーラント層が内面になるよう
に張り出し成形、または深絞り成形して凹部分を形成した容器。
【請求項４】
請求項３に記載の容器の凹部分に内容物を収納し、密封されたことを特徴とするプレススルーパック。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２５５９３１（Ｐ２０１１−２５５９３１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３２０９２（Ｐ２０１０−１３２０９２）
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（０００１４２２５２）株式会社興人 (182)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（０００１４２２５２）株式会社興人 (182)
【Ｆターム（参考）】
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