JP5990950B2 - 蓋材及び蓋材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蓋材に関するものである。特に食品類の包装用容器にヒートシールにより適用される蓋材、更に具体的には、ヨーグルト、ゼリー、プリン、ジャム、ムースなどの包装用のカップ容器に適用させる内容物付着防止効果を備えた蓋材に関するものである。

カップ状容器に適用させる蓋材は、外側から基材、バリア層、シーラント層からなっている。ヨーグルトなどの内容物を充填した容器の上面開口に被せて、周縁部を容器の上縁フランジ部にシールすることによって、密封された容器を形成する。

このような蓋材には、ヒートシール性、密封性、開封時の易剥離性が求められる。また、同時に内容物の非付着性、即ち蓋材の裏面に内容物が付着し難いものが望まれる。蓋材の裏面に内容物が付着すると、蓋材に付着した内容物の棄損による無駄が生じたり、付着部を取り除くのに手間が掛かったりするなどの問題がある。また、開封時に付着物が手や指、衣類あるいは周辺を汚す恐れがあるなどの問題がある。

これらの問題を解決するために、下記特許文献１〜３に示されるようなさまざまな提案がされている。

特許文献１では最内面のヒートシール層を、付着防止効果を有する脂肪酸エステル、脂肪酸アミドなどの疎水性添加物を添加したポリオレフィンとするものであるが、このような添加剤は、エージング条件により表面析出量が大きく変動し安定性にかけることが知られており、また所望の性能が十分に得られていない。

特許文献２では、ヒートシール層に添加するのではなく、更にその上（最内面）に別途付着防止層を形成するものであり、疎水性粒子で三次元網目構造のポーラス構造を作ることで非常に優れた付着防止効果を示すというものである。

しかし、この付着防止層はまだ耐熱性の面では劣っており、高温環境や乾燥時間が長くなると、疎水性粒子がヒートシール層であるホットメルトに沈み込んでしまうことで、付着防止効果が消滅してしまう問題があった。内容物充填工程、特にシール工程においてこれらの阻害要因は取り扱いの面で非常に厄介な問題となる。

特許文献３では、特許文献２と同様、シーラント層の上に付着防止層として設けるものである。付着防止層に、平均粒径の大きい湿式シリカ粒子を用いることにより、湿式シリカの沈み込みが少なくなり、高温環境や塗布時の乾燥温度が長くなっても付着防止機能を維持できるというものである。しかし、粒子径が大きいために、付着防止層から脱落してしまう問題がある。

公知文献を以下に示す。

特開２００２−３７３１０号公報 特許第４３４８４０１号公報 特許第４６６８３５２号公報

本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、内容物の付着防止性を有した蓋材を提供することを課題としている。

本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意検討を行い、本発明を完成するに至った。

本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも、基材層、シーラント層と付着防止層からなる積層された蓋材であって、
前記付着防止層は、シーラント層表面に点在して設けられた接着層と、点在する該接着層を介して、前記シーラント層上に接着しているビーズからなり、
この接着層は２００μｍ以内の間隔で点在して配置されており、
該ビーズは、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの無機系または樹脂系のビーズで、該ビーズの平均半径の１／３の高さ以下で接着層に接着していることを特徴とする蓋材である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記付着防止層には、表面に疎水性粒子を含有する撥水層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓋材である。

本発明の請求項３に係る発明は、前記疎水性粒子の表面は、アルキルシリル基好ましくはトリメチルシリル基で疎水処理を施してあることを特徴とする請求項２に記載の蓋材である。

本発明の請求項４に係る発明は、少なくとも、基材層、シーラント層と付着防止層からなる積層された蓋材の製造方法であって、
前記付着防止層は、シーラント層表面に点在して設けられた接着層と、点在する該接着層を介して、前記シーラント層上に接着しているビーズからなり、
この接着層は２００μｍ以内の間隔で点在して配置されており、
該ビーズは、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの無機系または樹脂系のビーズで、該ビーズの半径の１／３の高さ以下で接着層に接着しており、
前記点在するビーズを、前記シーラント層上に点在するように前記接着層を設け、水系溶剤に分散させた前記ビーズをスプレー塗工させ、エアナイフで前記接着層のない部分の前記ビーズを取り去ることで設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の蓋材の製造方法である。

本発明の蓋材は、高い付着防止機能を有し、特に内容物が脂肪分を含むようなものに対して、高い付着防止機能を有する。更に、耐熱性についてもより高温長時間保持を可能にしたものである。

内容物については、水のような油分を含まないものや、ヨーグルトのように油分を含むものがあるが、ヨーグルトのような油分を含むものは水に比べ凝集力が小さく、蓋材に付着防止機能を持たせることは非常に困難である。シリコーンやフッ素を含有するような撥水剤をシーラント層にコートするだけでは、ヨーグルト付着防止機能を実現させることは出来ない。付着防止機能を上げるためには、微細な凹凸を形成するのが効果的である。

内容物の付着性は、凸部分の内容物との付着面積に大きく左右される。そこで本発明では、ビーズの真球状の面を極力覆うことなく基材に固着させる方法を見出した。また、本発明ではシーラント層の制約を受けないため、高温保持可能なシーラントを選択することが出来る。

本発明の蓋材の一例の層構成を示す断面図である。 本発明の蓋材の一例の付着防止層を断面で示した説明図である。

以下本発明を実施するための形態につき説明する。

図１は、本発明の蓋材の一例の層構成を示す断面図である。
蓋材１０は、外層側から基材層１、バリア層２、シーラント層３が積層され、最内層に内容物の付着を防止する付着防止層４が形成されている。

図２は、本発明の蓋材の一例の付着防止層を断面で示した説明図である。
付着防止層４は、球状のビーズ６の一部を接着層５で固着している。付着防止層４の表面には、疎水性粒子を含有する撥水層７が形成されている。

更に本発明を詳しく説明する。

基材層１としては、蓋材１０の表側に配置されるもので、紙、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、セルロースアセテート、セロハンなどの単層、または、これらの積層体などが使用できる。また、蓋材１０の表側であるために、通常適宜印刷が施されて意匠性が付与される。

バリア層２としては、ガスバリア性を付与する目的で用いられ、主としてシリカやアルミナなどの無機酸化物を蒸着した蒸着フィルムを使用する。このときのフィルムには、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、セルロースアセテート、セロハンなどを使用できる。またさらに、意匠性をも付与する目的で金属を蒸着した蒸着フィルムなどを用いることもできる。さらには、金属箔を使用することができる。

シーラント層３としては、容器などの被着体とのシール性とイージーピール性が要求される。特にシール性とイージーピール性が良好であれば、その材料に限定することはないが、一般的にはラッカータイプの接着剤を用いる。

ラッカータイプの接着剤の成分としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体などを用いることができる。

ビーズ６は、その材料に限定することはないが、アクリルビーズ、メタクリルビーズ、スチレンビーズ、またそれら共重合ビーズなどの樹脂系のビーズ、あるいは、シリコーン、シリカ、アルミナ、チタニアなどの無機系のビーズを用いることが出来る。

ビーズの平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径で、１μｍ〜１００μｍが好ましく用いることができる。より好ましくは、１０μｍ〜３０μmの平均粒径のビーズが用いられる。

接着層５は、２００μm以内の間隔で点在するように、ミクロン単位のピッチにてパターンを付けたいため、印刷ロールなどを使用する。材料に関しては、非水系溶剤に溶解された樹脂タイプが好ましく、シーラント３で用いた材料を使用してもよい。溶剤が揮発する前に、水系溶剤に分散させたビーズ６をスプレーコートし接着させたのちに、非水系及び水系溶媒を揮発乾燥させる。更に、接着剤５の塗布されていない部分に乗ったビーズ６をエアナイフで削除することで、ビーズ６で凹凸のできた蓋材１０用の積層材を得ることが出来る。

撥水層７に含有されている疎水性粒子には、例えば粒子状のシリカ、アルミナ、チタニアなどの少なくとも一種を用いることができる。中でも疎水性シリカ粒子が好適に使用できる。

また、表面にトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、ブチルジフェニルシリル基を有する疎水性シリカ粒子などを使用できるが、とりわけ、より優れた付着防止性が得られる点で、トリメチルシリル基を有した疎水性シリカ粒子が好ましい。

疎水性シリカ粒子の粒径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径で、一次粒子平均粒径３〜１００ｎｍがよい。好ましくは５〜２０ｎｍがよい。また、一次粒子やその凝集体（二次粒子）が含まれていてもよい。

撥水層７は、上記のシリカ、アルミナ、チタニアなどの少なくとも一種の疎水性粒子、中でも疎水性シリカ粒子を含有し、これらを成膜するためにバインダーを用いることができる。

バインダーとしては、１種類以上の金属アルコキシドおよびその加水分解物の１以上と、水とアルコールの混合溶媒とを主剤とする水系溶液を用いることができる。金属アルコキシドは、テトラエトキシシランまたはトリイソプロポキシアルミニウムあるいはその混合物を用いるのが好ましい。

撥水層７を塗布する手法としては、例えば、グラビアコーティング、ロールコーティング、ドクターブレードコーティング、ダイコーティング、バーコート、スプレーコーティングなど、公知の方法を用いることができる。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
基材層１として模造紙（坪量５２．３ｇ／ｍ^２）を用い、この基材層１に、バリア層２のアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム１６μmをドライラミネートして貼り合わせた。このアルミ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム面に、ポリエステル樹脂とイソシアネート硬化剤によるプライマー層をコートしたのち、ポリアクリレートを主成分とするラッカータイプのシーラント層３を形成した。

付着防止層４として、ポリアクリレートを主成分とする樹脂を、酢酸エチルを主成分とする溶剤に溶解させ、塗布層が１００μm間隔に点在するようなパターンで、また、ビーズ６がその平均半径の１／３の高さで接着するような版深にしたグラビア版を用いて、グラビアコートし接着層５を設けた。

次に、接着層５の溶剤分の揮発前に、エタノールに分散させた平均粒子２０μｍのビーズ６の、架橋ポリメタクリル酸メチルビーズをスプレーコートし、溶剤分を揮発させるために８０℃１０ｓｅｃの乾燥条件下に置き、その後エアナイフにて、シーラント層３面に点在する接着層５に、接着していない余分なビーズを削除した。

撥水層７には、トリメチルシリル基を有する疎水性シリカ微粒子（日本アエロジル製アエロジル（登録商標）Ｒ８１２Ｓ）と、テトラエトキシシラン［Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４］
加水分解液との混合液をコート、その後１００℃１０ｓｅｃで乾燥させ、撥水層７を設け、付着防止層４を形成し、実施例１の蓋材を作成した。

＜実施例２＞
接着層５を設けるグラビア版に、塗布層が２００μm間隔に点在するようなパターンにしたグラビア版を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の蓋材を作成した。

以下に、本発明の比較例について説明する。

＜比較例１＞
接着層５を設けるグラビア版に、塗布層が３００μm間隔に点在するようなパターンにしたグラビア版を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１の蓋材を作成した。

＜比較例２＞
接着層５を設けるグラビア版に、塗布層が５００μm間隔に点在するようなパターンにしたグラビア版を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例２の蓋材を作成した。

＜比較例３＞
接着層５を設けるグラビア版に、塗布層が１００μm間隔に点在するようなパターンにし、また、ビーズ６がその半径の１／２の高さで接着するような版深にしたグラビア版を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例３の蓋材を作成した。

＜比較例４＞
接着層５を設けるグラビア版に、塗布層が１００μm間隔に点在するようなパターンにし、また、ビーズ６がその半径の２／３の高さで接着するような版深にしたグラビア版を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例４の蓋材を作成した。

＜比較例５＞
付着防止層４として、ポリアクリレートを主成分とする樹脂を、酢酸エチルを主成分とする溶剤に溶解させ、それにビーズ６の、平均粒子２０μｍの架橋ポリメタクリル酸メチルビーズを混合した塗布液を、シーラント層３面にバーコートで塗布し、更に、撥水層７を設けた以外は、実施例１と同様にして、比較例５の蓋材を作成した。

＜試験方法＞
実施例と比較例の蓋材を下記の方法で試験し、比較評価した。

＜ビーズの接着している高さ＞
蓋材を断面が出るように、ミクロトームでカットし、顕微鏡にて断面を観察し、ビーズ６が接着層５に埋まっている高さを測り、ビーズ６の平均半径との比を求め、ビーズ６の接着している高さとした。その結果を表１にまとめた。

＜点在するビーズの間隔＞
蓋材の付着防止層４面を顕微鏡にて撮影し、点在するビーズ６の隣接するビーズ６どうしの間の距離を測定し、点在するビーズ６の間隔とした。その結果を表１にまとめた。

＜付着防止性＞
蓋材の付着防止層４面を上にして平らに置いて、その付着防止層４面にヨーグルトを０．５ｍｌ滴下し、蓋材を傾けて行き、ヨーグルトの液滴が転がり始める角度を測定した。液滴が転がりはじめる時の角度が３０度以下を○とし、液滴が転がりはじめる時の角度が３０度より大きく、９０度以下を△とし、角度が９０度になっても転がらなかったものを×
とした。その結果を表１にまとめた。

＜ビーズ密着性＞
蓋材の付着防止層４面にセロテープ（登録商標）を貼り、剥がしたときにセロテープ（登録商標）に、ビーズ６の付着があるかどうかを目視で検査した。付着が認められなかったものを○とし、付着が認められたものを×とした。その結果を表１にまとめた。

＜ヒートシール性＞
付着防止層４面どうしを対向させて、ヒートシール条件２１０℃×０．２ＭＰａ×３．０ｓｅｃでヒートシールし、そのヒートシール強度を、付着防止層４を塗工していないものと比較し、付着防止層４を塗工していない場合のヒートシール強度の９０％以上のものを○とし、９０％未満のものを×とした。その結果を表１にまとめた。

以下に、実施例と比較例との比較結果について説明する。

＜比較結果＞
実施例１と実施例２は、付着防止性、ビーズ密着性、ヒートシール性がいずれも良好であり、蓋材として、良好な内容物の付着防止性を有し、付着防止層のビーズが脱落する恐れもなく、ヒートシール性も良好であった。

一方、比較例１と比較例３は、実施例１と実施例２に比べ、付着防止性が劣り、また、比較例２と比較例４と比較例５は、付着防止性が不良となった。

このことから、ビーズが２００μm以内の間隔で点在して接着されて設けられ、ビーズの半径の１／３の高さ以下で接着層に接着している蓋材が、良好であることがわかる。

本発明の付着防止層は、蓋材以外に、ピロー袋、スタンディングパウチなどの包装袋、カップ、トレーなどの成型容器、インジョクション、チューブなどの成型容器などへ利用することができる。

１・・・基材層
２・・・バリア層
３・・・シーラント層
４・・・付着防止層
５・・・接着層
６・・・ビーズ
７・・・撥水層
１０・・・蓋材

Claims (4)

1. 少なくとも、基材層、シーラント層と付着防止層からなる積層された蓋材であって、
   前記付着防止層は、シーラント層表面に点在して設けられた接着層と、点在する該接着層を介して、前記シーラント層上に接着しているビーズからなり、
   この接着層は２００μｍ以内の間隔で点在して配置されており、
   該ビーズは、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの無機系または樹脂系のビーズで、該ビーズの平均半径の１／３の高さ以下で接着層に接着していることを特徴とする蓋材。
2. 前記付着防止層には、表面に疎水性粒子を含有する撥水層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓋材。
3. 前記疎水性粒子の表面は、アルキルシリル基好ましくはトリメチルシリル基で疎水処理を施してあることを特徴とする請求項２に記載の蓋材。
4. 少なくとも、基材層、シーラント層と付着防止層からなる積層された蓋材の製造方法であって、
   前記付着防止層は、シーラント層表面に点在して設けられた接着層と、点在する該接着層を介して、前記シーラント層上に接着しているビーズからなり、
   この接着層は２００μｍ以内の間隔で点在して配置されており、
   該ビーズは、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの無機系または樹脂系のビーズで、該ビーズの半径の１／３の高さ以下で接着層に接着しており、
   前記点在するビーズを、前記シーラント層上に点在するように前記接着層を設け、水系溶剤に分散させた前記ビーズをスプレー塗工させ、エアナイフで前記接着層のない部分の前記ビーズを取り去ることで設けることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の蓋材の製造方法。