JPH06545B2

JPH06545B2 - フレキシブル小出しチューブ

Info

Publication number: JPH06545B2
Application number: JP2099457A
Authority: JP
Inventors: ジョーン・ピー・エクスタイン
Original assignee: American National Can Co
Current assignee: Rexam Beverage Can Co
Priority date: 1981-09-29
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPH03647A; IN162003B; IL67151A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、フレキシブル小出しチューブ、とくに、ペー
スト型製品の包装に一般的に使用される、多層フレキシ
ブルシート材料製のフレキシブルチューブに関する。

（従来技術）単層で厚い金属箔がペースト型製品を包装し小出しする
のに既に長い間使用されてきている。しかしながら、金
属チューブにははっきりとした欠点、即ち、他のチュー
ブ構造に較べて、非常に高価であり、しかもくぼみがで
きやすく、中程度の曲げによっても割れが発生する傾向
がある。

比較的最近、チューブ市場シェアの大きな部分が多層ポ
リマーを有するフレキシブルシート材料によって占めら
れるようになってきた。普通のチューブは、内側のヒー
トシール可能な層、外側のヒートシール可能な層、およ
びそれらの間のバリヤー層を有している。他の性質もし
くは品質を付与するために、従来のシート材料ではさら
に別の層を使用することもある。

これらのシート材料には非ポリマー層例えば紙や薄い金
属箔をはさみ込んで特殊な性能を与えることもできる。

例えば、周知のように、高品質のバリヤー層として薄い
アルミニウム箔の層を用いることができる。箔を使用す
る場合、これを隣接する層に接着させるために強い接着
力を有するポリマーを使用するのが普通である。

やはり、周知のように、紙の層が使用されることもあ
る。これによって、寸法の安定性を与え、また白いバッ
クグラウンドにより美的に好ましくかつ無菌で清浄な感
じのする外観を与えることができる。

（発明が解決しようとする問題点）既知のシート材料は市販市場では成功をおさめている
が、既存のチューブ構造にはある種の問題がある。例え
ば、ある種の製品は硬すぎてポリマーチューブ構造を包
装用に用いることができない。

チューブ破壊という大きな問題は、包装されている製品
のアルミニウム箔を有するチューブに対する化学的な活
性である。箔と製品との間のポリマーには、製品の化学
的攻撃により、応力クラックといわれる小さなクラック
が発生する。すると、製品は応力クラックからポリマー
に侵入し、箔を攻撃し、したがって箔とこれに隣接する
層との間の接着力を弱める。あるいは、製品はポリマー
層間の界面結合を攻撃して、これらのポリマー層間の接
着力を弱める。どちらの場合にも、結合の破壊により、
チューブの早期破壊がもたらされる。

応力クラックの問題の解決するために、エチレンアクリ
ル酸（ＥＡＡ）の厚い層を製品接触面として使用するこ
とが知られている。ＥＡＡは応力クラックに対してかな
り大きな抵抗を持つが、比較的に高価であり、より安価
な代替材料を捜すのが非常に望ましいことである。ま
た、チューブ加工の間に、加工装置によって、表面から
小さなＥＡＡの粒子がこすりとられる。

これらの粒子はポリダスト（Polydust）と呼ばれ、チュ
ーブに付着することがあり、またチューブ内に閉じ込め
られることさえある。衛生製品と接触させて使用する材
料は、製品との接触を許容しうるものであることが好ま
しく、製品内にどんな型の汚染包含物もないようにする
ことが非常に望ましい。

したがって、応力クラック抵抗が高く、また加工装置に
おいてポリダストを発生させないような材料を見つけ出
すことが望ましい。

チューブ構造におけるこの問題を解決するために包装工
業において数多くの試みがなされ、また特にポリエチレ
ンのようなある種のポリマーが応力クラック抵抗を改善
するものとして包装工業に対して提供されてきたが、そ
れでも応力クラック抵抗に関する問題は未解決のままで
ある。したがって、改良されたシート構造材料でチュー
ブを作るようにし、多くの代替構造に関する広範な試験
を実施することによって、この問題を解決することが発
明者に残されていることがらである。

本発明者は、この応力クラッキングの問題を、チューブ
を、改良されたシート構造物から作ることで解決した。
従来技術は、ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）外
層をもつシートからチューブを作ることを知らなかっ
た。

幾多の実験ののち、本発明者は、外層としてＬＬＤＰＥ
をもつことで、他の外層材を有するものにくらべ、極め
て優れた応力クラック抵抗が得られるというおどろくべ
き知見を得た。

日本実開昭56-32054号公報は、低又は中密度ポリエチレ
ン（ＬＤＰＥ又はＭＤＰＥ）フィルム、アルミ箔及び延
伸高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）なる積層構造をもっ
たシートから作られた清涼飲料用パウチを開示する。こ
のシートは、清涼飲料用パウチとしては満足すべき強度
をもつが、ペースト状物を小出しするチューブにおける
環境応力クラックという問題を解決することはできな
い。外層としてＨＤＰＥをもつ構造では、応力クラック
の問題は克服できないのである。

又、日本特開昭53-113684号公報は、ポリエチレン樹脂
の外層をもつ容器胴部の製法を開示する。外層に高又は
低密度ポリエチレンをもつシートから作られるチューブ
は既に存在するが、このような構造は、環境応力クラッ
クにもろいことも知られているところである。これは、
本発明が解決しようとする問題に他ならない。

さらに又、日本特開昭52-94288号公報は、押出しチュー
ブとその製法を開示する。このチューブは、電着溶融さ
れた合成樹脂でボンドされた紙とアルミ箔とをもつシー
ト構造物から作られる。これは合成樹脂の外層をもつ積
層構造として既知の構造に類似するものであり、応力ク
ラックに弱いのである。

結局、これら３つの先行文献は応力クラックという問題
解決のために、ＬＬＤＰＥ外層を使用するということを
示唆するものではないのである。

（問題点を解決するための手段）一体構造を形成するように複数の層が、ＬＬＤＰＥ層、
第１の接着層、バリヤー層、第２の接着層、第１のポリ
エチレン層、紙層、第２のポリエチレン層及びヒートシ
ール可能なポリマー層の順に、お互いにしっかりと接着
してある多層シート材料で作られるチューブによって、
大きな改善を達成しうることがわかった。

第１のポリエチレン層の厚さは約18から76μ（約0.7か
ら3.0ミル）である。又、該ヒートシール可能な層はＬ
ＬＤＰＥである。本明細書では、ＬＬＤＰＥは、線状低
密度ポリエチレンのホモポリマーおよびコポリマーの両
方をまとめて表わすものとする。好ましくは、ＬＬＤＰ
Ｅ層の厚さは、18から76μ（0.7から3.0ミル）であり、
バリヤーの厚さは、8.9から51μ（0.35から2.0ミル）で
あり、第１のポリエチレン層の厚さは、18から76μ（0.
7から3.0ミル）であり、第２のポリエチレン層の厚さと
外側の層の厚さとの和は約51から127μ（約2.0から5.0
ミル）である。

最も好ましいシート材料では、ＬＬＤＰＥ層の厚さが約
30.5μ（約1.2ミル）であり、箔の厚さが8.9μ（0.35ミ
ル）である。また、この好ましいシート材料において、
ＬＬＤＰＥ層の厚さと第１の接着層の厚さとの和は51か
ら127μ（2.0から5.0ミル）である。

他の好ましい構造では、ヒートシール可能ポリマーはポ
リエチレンである。

さらに他の好ましい構造では、このヒートシール可能ポ
リマー層と第２ポリエチレン層との間に、付加的ポリマ
ー層が含まれる。

第１および第２の接着層は箔と第１のポリエチレン層お
よびＬＬＤＰＥ層とを接着するのに効果的であり、また
各層の厚さは前記のシート材料と同程度である。実施態
様によっては、第２の接着層と第１のポリエチレン層と
が、ブレンド成分として１００％までのエチレンメチル
アクリレート（ＥＭＡ）コポリマーを含めることができ
る。

（作用）第１図において、数字10は多層シート材料の全断面を示
す。層12,14,18は低密度のポリエチレン（ＬＤＰＥ）で
ある。層16は紙である。層32はＬＬＤＰＥ（線状低密度
ポリエチレン）である。

層26と30はＥＡＡである。層28はアルミニウム箔であ
る。

多層シート材料10の表面の方から考えると、第１の層12
はＬＤＰＥであり、第２の層14は着色顔料をブレンドし
たＬＤＰＥであり、第３の層16は紙であり、第４の層18
はＬＤＰＥである。ＥＡＡコポリマー接着層26は層18を
次の金属箔28好ましくはアルミニウム箔に接着させる。
層30はＥＡＡであって、ＬＬＤＰＥ層32を箔28に効果的
に接着させる。

層12と14は一緒になってヒートシール層として働き、チ
ューブ側壁上に接合部を形成する。この接合部では、層
12の表面の一部が層32の表面の一部に対してシールされ
て、ラツプシールを形成する。同様に、層30はシート材
料のヒートシール側でヒートシールの一部として効果的
に使用され、層30と32が必要に応じて協同して働いてヒ
ートシールを形成する。層30はまた箔28と製品37との間
のバリヤーとしても働き、製品による箔への化学的攻撃
を防ぐ。紙の層16はシート材料に寸法安定性を与える周
知の機能のために使用される。アルミニウム箔28は、気
体と層14と16を透過する光との透過を防ぐバリヤーとし
て使用される。また、このアルミニウム箔28は紙の層16
とともに、このシート材料に寸法的安定性を与える働き
もする。

第２図に示す本発明のもう一つの実施型では、接着層11
8と126は、エチレンメチルアクリレートコポリマー（Ｅ
ＭＡ）を０〜100％でブレンドすることで、第１図の層1
8と26から改質したものである。（100％ブレンドの場合
は純粋のＥＭＡであるが、配合物の説明のためにここで
はこの場合をも含めるものとする。）このＥＭＡブレン
ドは隣接する二層を効果的に接着する。

本発明によるチューブは第１図および２図のようなシー
ト材料から容易に、従来の装置で従来の方法を用いて、
チューブに加工され、充填され、かつシールされること
ができる。後で示す試験データからわかるように、第１
図の構造物から作ったチューブは、253μ（10ミル）の
厚さのものが、第３図に示す330μ（13.0ミル）の先行
技術による構造と較べて、かなりすぐれた衝撃抵抗を有
している。後者はさらに第１表に先行技術構造Ａとして
示してある。本発明においては、箔の厚さが8.9μ（0.3
5ミル）だけ大きく減少し、ＬＤＰＥ層の厚さも8.9μ
（0.35ミル）減少し、またＥＡＡ層の厚さは58μ（2.3
ミル）だけ減少している。したがって、全体としての材
料節約はかなりのものである。

本発明により提供される最大の改良においては、第１図
の層32および第２図の対応する層132は、ＬＬＤＰＥで
作られる。この改良は、箔28の保護に関連しており、ま
た層30との界面における箔28の接着力に関連している。
また、層30と32との間の界面接着力の増強にも関連して
いる。

第３図における先行技術のように、通常、51μ（2.0ミ
ル）のＥＡＡと30.5μ（1.2ミル）のＬＤＰＥが使用さ
れる。そのような構造はチューブに含まれ得べきある種
の化学製品により攻撃されやすく、応力クラッキングと
して知られている破壊により製品の包装ができなくな
る。この場合、物理的応力とある種の化学製品の存在と
により、ＬＤＰＥ層に微小なクラックが発生する。この
クラックのため化学製品がＬＤＰＥ層に効果的に侵入
し、そのためその製品のために層330と332との間の接着
力が効果的に弱められることがある。この化学製品はま
たＥＡＡ層を透過することもある。ＥＡＡ層を製品が透
過すると、ＥＡＡ層と箔との間の層間接着に対する攻撃
が促進される。典型的な結果は、箔とＥＡＡ層との界面
における接着の弱まりであり、また場合によっては箔に
目に見える腐食を生じる。一旦、接着が弱まると、多層
構造の一体性が破壊され、この構造はその機能を正しく
果すことができなくなる。

応力クラック抵抗を改善する試みとして、先行技術にお
いては層332としてＬＤＰＥの代りにＥＡＡを使用して
いる。この置換は部分的に成功しているが、高価なＥＡ
Ａを使用するためかなりコスト高になる。しかしなが
ら、機能的には、ＥＡＡ表面はすりきずがつきやすいの
で非常に注意深く取扱う必要があり、これは工業的な製
造作業においては望ましくない。驚くべきことに、安価
なＬＬＤＰＥでＬＤＰＥを置換えることにより、応力ク
ラック抵抗はかなり改善され、少くともＥＡＡと同程度
になる。

容易にわかるように、チューブの外側層例えば第１図の
層12および14は層30および32と同様の材料から選択する
ことができる。許容しうる材料の例は、ＬＤＰＥ，ＬＬ
ＤＰＥ，ＥＡＡ，ＥＭＡ、中密度ポリエチレン（ＭＤＰ
Ｅ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、およびエチレ
ン酢酸ビニル（ＥＹＡ）である。

実施例１本発明の多層シート構造物からのチューブの製造におい
て、51μ（２ミル）の着色ＬＤＰＥを41μ（1.6ミル）
の紙に押出し被覆した。その紙の未被覆表面に、18μ
（0.7ミル）のＬＤＰＥラミナントを押出し被覆し、被
覆ずみの側には、29μ（1.15ミル）のＬＤＰＥを重ねて
押出し被覆した。このＬＤＰＥラミナント層は、8.9μ
（0.35ミル）アルミニウム箔の第１の表面に、ラミナン
トとして25μ（1.0ミル）のＥＡＡを用いて押出しはり
合わされた。最後に、箔の第２の表面を51μ（2.0ミ
ル）のＥＡＡおよび30.5μ（1.2ミル）のＬＬＤＰＥと
ともに同時押出しして被覆した。このＥＡＡは箔に隣接
している。このようにして製造した多層構造チューブ壁
は厚さが、250μ（10.0ミル）で第１図に示すようなも
のである。

実施例２押出しラミナントが、第２図の層118と126におけると同
様、ＥＭＡを含有している点を除いて、実施例１と同じ
シートからチューブを作った。層118は１００％ＥＭＡ
であり、層126は７５％ＥＭＡと２５％ＥＡＡとのブレ
ンドである。この30.5μ（1.2ミル）の表層は、第２図
に示されるＬＬＤＰＥ構造物である。

実施例３ 41μ（1.6ミル）の紙116の上に51μ（２ミル）の着色Ｌ
ＤＰＥ114を押出し被覆した（第２図）。紙の未被覆表
面を18μ（0.7ミル）のＬＤＰＥ118を用いて押出し被覆
した。それから、紙の着色ＬＤＰＥ被覆表面を押出し被
覆により38μ（1.5ミル）のＬＤＰＥ112でさらに被覆し
た。18μ（0.7ミル）のアルミニウム箔128を、84μ（3.
3ミル）のＥＡＡ124を用いて、18μ（0.7ミル）のＬＤ
ＰＥに押出し被覆した。最後に、51μ（2.0ミル）のＥ
ＡＡ130と30μ（1.2ミル）のＬＬＤＰＥ132とを露出し
ている箔表面上に同時押出し被覆した。この場合、ＥＡ
Ａ130は箔に隣接している。このようにして製造した厚
さ330μ（13.0ミル）のシート材料で第４図に示すよう
なチューブを製造した。

実施例４〜９その他の製造のチューブについても、実施例１〜３とと
もに第１表に示す。

上記実施例のシート材料を周知の方法によって小出しチ
ューブに加工した。すなわち、ヒートシール技術によっ
て長さ方向にラップシームを形成することによって、直
径3.4cm（１¹¹／₃₂インチ）のチューブを作った。それ
から、このチューブを適当な長さに切断し、従来のイン
サートを使用して、一端にヘッドを射出成形し、キャッ
プをつけた。チューブに製品を詰めてから両端をシール
した。それから、この充填チューブを強度検査のために
試験した。この試験は、製造直後とあらかじめ定めた期
間の老化後に実施した。

応力クラック試験応力クラック抵抗を評価するにあたって、実施例の構造
を先行技術Ａによる構造および先行技術ＢとＣによる別
の構造と比較した。

一つの応力クラック試験においては、実施例２のシート
材料で作ったチューブ４ケと先行技術Ａによるシート材
料で作ったチューブ４ケにミネラルスピリットを充填し
た。各２個のチューブをそれぞれ49℃（120゜F）および6
0℃（140゜F）で貯蔵した。５日後に先行技術Ａチューブ
の両方の組に、応力クラック破壊が発生したが、実施例
２のチューブは１月後でも破壊を起さなかった。実施例
２と先行技術Ａの構造のもう一つの応力クラック試験で
は、チューブを練歯みがきで充填してから49℃（120゜
F）で貯蔵した。１か月後に、絞り出しを行ってシール
の完全性を比較したところ、先行技術Ａによるチューブ
の方が実施例２のチューブよりも低い絞り出し圧力で破
壊した。

さらにもう一つの応力クラック試験では、先行技術Ａ，
ＢおよびＣと実施例２とを比較した。チューブにはミネ
ラルスピリットを充填してから水平に貯蔵した。各積層
シートから作ったチューブ２組をそれぞれ49℃（120゜
F）と60℃（140゜F）で貯蔵した。先行技術ＡおよびＣの
場合、１週間以内に応力クラックが発生した。先行技術
Ｂまたは実施例２の場合には、発生しなかった。残りの
チューブにつき絞り出し試験を行った。実施例２と先行
技術Ｃは同じであると判定された。先行技術Ｂはこれよ
りも良く、先行技術Ａは最悪であった。

加工試験においては、ポリダスト生成に対する感受性を
見るために、工業的なサイドシーミング装置における普
通の圧下圧力よりも高い圧力を先行技術Ｂと実施例２と
のチューブに加えた。先行技術Ｂのチューブの試験中に
はポリマーの微粉が蓄積され、ポリダストの問題がある
ことを示した。実施例２によるチューブには、同様の比
較試験の間、ポリダストは観察されなかった。

先行技術のチューブに対する実施例２のチューブの上記
試験から、シーラント層としてＬＬＤＰＥを使用するこ
とにより、ＬＤＰＥの使用（先行技術Ａ）よりも応力ク
ラック抵抗が改善され、またＬＬＤＰＥの応力クラック
抵抗はＥＡＡ（先行技術ＢとＣ）に等しく、さらにＬＬ
ＤＰＥは加工装置においてＥＡＡよりもポリダストを生
成しにくい（先行技術Ｂチューブの加工試験）、という
ことが結論される。

以上説明したように、本発明は多層シート材料で作った
チューブに係り、これはいくつかの先行技術によるもの
よりもすぐれた応力クラック抵抗を有し、またある先行
技術に対しては同程度の応力クラック抵抗とよりすぐれ
たポリダスト生成に対する抵抗とを有していることが判
る。

（発明の効果）本発明は、これまでに知られている幾多のチューブにみ
られた応力クラッキングという問題を解決する。従来技
術も、内容製品と対面する側に厚いエチレンアクリル酸
（ＥＡＡ）層を使うことで、部分的には、この問題を解
決させていた。

しかし、完全な解決には程遠いものであった。何故な
ら、ＥＡＡは高価に過ぎ、経済性の点で劣るからであ
る。

従って、本発明者は、安価でしかも満足すべき応力クラ
ック抵抗力をもつ素材を求めて研究を重ね、その結果、
チューブ内容製品と対面する側をＬＬＤＰＥ層とするこ
とで、所期の目的を達したのである。そのことは、上述
した応力クラックテストからも明らかである。本発明
は、ＬＤＰＥ層をもつ従来チューブにくらべて卓越した
応力クラック抵抗力をもつと共に、ＥＡＡ層をもつ従来
チューブに比べれば、はるかに安価に満足のゆくチュー
ブを得せしめるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する多層シート材料の一つの実施
例の断面であり、第２図は同じく多層シート材料のもう
一つの実施例の断面であり、第３図は先行技術のシート
材料の断面であり、第４図は本発明のシート材料で作っ
た製品包装用フレキシブル小出しチューブの部分断面図
である。図中、10は多層シート材料、12,14,112,114はヒートシ
ール可能な層（ＬＤＰＥ，ＬＬＤＰＥその他）、16,116
は紙の層、18,118は接着層（ＬＤＰＥ，ＬＬＤＰＥその
他）、32,132はＬＬＤＰＥ、26,126,30,130は接着層
（ＥＡＡその他）、28,128はバリヤー層（金属箔、特に
アルミニウム箔層）、34はフレキシブル小出しチュー
ブ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の複数の層が下記の順に互いに緊密に
接着されて一体構造を形成している多層シート材料から
成るフレキシブル小出しチューブ。 (イ)ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）層、 (ロ)第１の接着層、 (ハ)バリヤー、 (ニ)第２の接着層、 (ホ)第１のポリエチレン層、 (ヘ)紙の層、 (ト)第２のポリエチレン層、及び (チ)ヒートシール可能ポリマー層。
【請求項２】該バリヤー層が金属箔である請求項(1)記
載のチューブ。
【請求項３】該ヒートシール可能ポリマー層がポリエチ
レンである請求項(1)記載のチューブ。
【請求項４】該ヒートシール可能ポリマー層と該第２の
ポリエチレン層との間に、付加的な重合体層を含む、請
求項(1)記載のチューブ。
【請求項５】該ＬＬＤＰＥ層厚が18〜76μ（0.7〜3.0ミ
ル）であり、該バリヤー層厚が8.9〜51μ（0.35〜2.0ミ
ル）である、請求項(1)記載のチューブ。
【請求項６】該２つの接着層が、ブレンド成分として10
0％までのエチレンメチルアクリレートコポリマーを含
む、請求項(1)記載のチューブ。