JP2007106462A - カップ型食品包装蓋材 - Google Patents

Abstract

【課題】アルミニウム箔を含まない積層体からなるカップ型の食品包装の蓋材であり、金属検知器によって内容物の異物等の検査を行うことが可能であり、デッドホールド性に優れるカップ型の食品包装の蓋材を提供する。
【解決手段】縦および横の引張破断強度が１４０ＭＰａ以下である二軸延伸ポリエステルフィルム層の一方の面に金属酸化物からなる蒸着薄膜層を有し、もう一方の面に紙層を有することを特徴とするカップ型食品包装蓋材。
【選択図】図４

Description

本発明は、金属箔を使用しないデッドホールド性に優れた即席麺、即席スープ等のカップ型食品包装の蓋材に関するものである。

従来、即席麺や即席スープ等を収容するカップ食品包装で、上部に開口部を有した上部周縁にフランジ部を有するカップ本体とフランジ部とを接着する蓋材として、最外層を紙層または保護フィルムと紙の積層体、内層をアルミニウム箔、最内層をカップ接着層とする積層体が広く知られている。

しかし、アルミニウム箔を用いたカップ型食品包装の蓋材は金属探知器による異物チェックが困難であり、金属片混入等の製品安全確認ができない問題を抱えている。さらに、アルミニウム箔を用いたカップ型食品包装の蓋材は燃焼させたときの燃焼熱が高く、灰分が多く残るため、焼却炉を痛める問題も有する。しかし、市販されているカップ型食品蓋材は、紙層とアルミニウム箔層が積層され剥離することができないため、一般的には燃焼ゴミとして扱われてきた。

これら、紙層とアルミニウム箔層の積層シートが多用される理由としては、当該積層シートがガスバリヤー性、デッドホールド性の両方の性能を持つためである。ここで言うデッドホールド性とは、カップ型食品蓋材開封時に半開き状態を維持する機能および再閉封しフランジ部に折りたたみ固定できる機能であり、前者は内容物（スープ袋、かやく袋等）を取り出しやすく、熱湯を注ぎやすくすることができ、後者は熱湯を注いだ後に食品を蒸らしやすくする性質のことをいう。

このため、カップ型食品包装の蓋材として、アルミニウム箔を用いず、ガスバリヤー性、デッドホールド性に優れ、金属探知器による内容物の異物検査が可能であり、燃焼ゴミとして扱えて廃棄が容易である包装材料が求められている。

ガスバリヤー性改良に関しては、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリアミドフィルムにアルミニウムを蒸着し、積層する技術が開示されている（特許文献１）。しかし、ガスバリヤー性に関しては金属蒸着することにより十分な性能付与は可能であるが、依然として金属蒸着では金属探知器が使用できないうえ、カップ型食品蓋材としてデッドホールド性に関しても十分な検討がなされていない。さらに、特許文献２において、多層蓋材が提案されているが、開封時の内容物（スープ袋、かやく袋等）の取り出しやすさや、熱湯を注ぎやすくするデッドホールド性は考慮されているものの、熱湯を注いだ後に再密封し、フランジ部に折りたたみ固定し維持する機能が全く考慮されていない。また、特許文献３において、無延伸のポリブチレンテレフタレートの蓋材が提案されている。しかしながら、無延伸のポリブチレンテレフタレートを基材とするシートでは、偏肉や温度変化による伸縮が大きく寸法安定性に劣るという問題が残り、実用的なものではない。

特開昭５５−１２６０５７号公報 特開平２００２−３７３１２号公報 特開平２００３−２６７４２９号公報

本発明は、上記の問題点を解決しようとするものであり、アルミニウム箔を含まない積層体で、金属検知器による内容物の異物検査が可能であり、デッドホールド性に優れるカップ型食品包装の蓋材を提供することを解決課題とするものである。

本発明者は、上記の解決課題について、鋭意検討した結果、蓋材の構成と、蓋材を構成する二軸延伸ポリエステルフィルムの物性を規定することにより、上記課題を容易に解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は、縦および横の引張破断強度が１４０ＭＰａ以下である二軸延伸ポリエステルフィルム層の一方の面に金属酸化物からなる蒸着薄膜層を有し、もう一方の面に紙層を有することを特徴とするカップ型食品包装蓋材に存する。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の蓋材は、紙層、二軸延伸ポリエステルフィルム層、金属酸化物からなる蒸着薄膜層を順次積層したシートからなる蓋材である。

本発明で用いられる二軸延伸ポリエステルフィルムの引張破断強度は１４０ＭＰａ以下、好ましくは１００ＭＰａ以下である。引張破断強度が１４０ＭＰａを超えると紙層と積層したときに、デッドホールド性を得ることができなくなる。

本発明で用いられる二軸延伸ポリエステルフィルムの厚みは特に限定されるものではないが、加工適性や良好なデッドホールド性を考えると１２〜１００μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは１６〜５０μｍの範囲である。

本発明で用いられる二軸延伸ポリエステルフィルムの熱収縮率は、積層シートのデッドホールド性を考えると１０％以下が好ましく、さらに好ましくは５％以下である。熱収縮率が大きいと紙層との積層体にしたとき積層シートがカールし、デッドホールド性に支障をきたす場合がある。

本発明で用いられる二軸延伸ポリエステルフィルムの種類は特に限定されるものではないが、機械的特性、耐熱性、耐水性、作業性、デッドホールド性から、共重合ポリエステルまたは非晶性ポリエステル層を有する積層構造のフィルムが好ましい。

上記二軸延伸ポリエステルフィルムの共重合ポリエステルとは、酸成分がテレフタル酸およびイソフタル酸、グリコール成分がエチレングリコールからなるポリエステルで代表される。また、さらに他の共重合成分を共重合させてもよい。

他の共重合成分として酸成分としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、アンスラセンジカルボン酸等の芳香族カルボン酸等を例示することができる。またアルコール成分としてはジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール等を例示することができる。これらは単独あるいは２種以上を使用することができる。

本発明でいう非晶性ポリエステルとは、実質的に結晶性を示さないポリエステル樹脂のことを示す。具体的には、ガラス転移温度から融点までの温度領域においてその樹脂を放置した際に、結晶化度が５％以下のポリエステルのことをいう。このような非晶性ポリエステルとして例えばポリエチレンテレフタレートを酸変性、および／またはジオール変性した非晶性共重合ポリエステルが好ましい。共重合に用いられる酸変性成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等を、ジオール変性成分としては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等をそれぞれ例示することができる。このような非晶性ポリエステル樹脂の中でも、耐熱性、力学的特性、透明性などの観点から、テレフタル酸を主とする二塩基酸成分と１，４−シクロヘキサンジメタノールを１０〜７０モル％含むジオール成分からとなるポリエステル樹脂が好ましい。

上述の非晶性共重合ポリエステル層とともに積層構造のフィルムを構成するポリエステル層は、ジカルボン酸と、ジオールとからあるいはヒドロキシカルボン酸とから重縮合によって得られるエステル基を含むポリマーからなることが好ましい。ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等を、ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール等を、ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等をそれぞれ例示することができる。その製法としては、例えば、芳香族ジカルボン酸の低級アルキルエステルとグリコールとの間でエステル交換反応をさせるか、あるいは芳香族ジカルボン酸とグリコールとを直接エステル化させるかして、実質的に芳香族ジカルボン酸のビスグリコールエステル、またはその低重合体を形成させ、次いでこれを減圧下、加熱して 重縮合させる方法が採用される。ポリエステル層の融点は、上記非晶性共重合ポリエステル層より高いことが好ましく、具体的には１０℃以上高い融点にするとよい。

本発明における二軸延伸ポリエステルフィルムには、微粒子を含有させることが、フィルムの巻上げ工程、塗工工程、蒸着工程等での作業性を向上させる上で望ましい。この微粒子としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、フッ化リチウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、カオリン等の無機粒子やアクリル樹脂、グアナミン樹脂等の有機粒子や触媒残差を粒子化させた析出粒子を挙げる事ができるが、これらに限定されるものではない。これら粒子の粒径や量は目的に応じ適宜決めることができる。含有させる微粒子は、単成分でもよく、また、２成分以上を同時に用いてもよい。

原料ポリエステルに対する前記各粒子の配合方法は、特に限定されないが、例えばポリエステルの重合工程に各粒子を添加する方法または原料ポリエステルと各粒子を溶融混練する方法などが好適である。また、適宜、各種安定剤、潤滑剤、帯電防止剤等を加えることもできる。

本発明における二軸延伸ポリエステルフィルムは上記したポリエステル原料をエクストルーダーに代表される周知の溶融押出装置に供給し、当該ポリマーの融点以上の温度に加熱し溶融する。次いでスリット状のダイより溶融ポリマーを押出しながら、回転冷却ドラム状でガラス転移温度以下の温度になるよう急冷固化し、実質的に非晶状態の未配向シートを得る。このシートを２軸方向に延伸してフィルム化し、熱固定を施すことで得られる。この場合、延伸方法は逐次２軸延伸でも同時２軸延伸でもよい。また、必要に応じ、熱固定を施す前または後に再度縦および／または横方向に延伸してもよい。本発明においては、包装材料として十分な寸法安定性、腰を得るため延伸倍率を面積倍率として９倍以上、好ましくは１２倍以上であることが好ましい。また、延伸後の熱固定温度は非晶性共重合ポリエステル層の融解開始温度以上、さらには融点以上であることが好ましい。

本発明において上記二軸延伸ポリエステルフィルムは金属酸化物からなる蒸着薄膜層と紙層を積層した積層フィルムとして使用される。このため、蒸着薄膜層や接着剤などとの密着性を向上させるために、フィルム表面に化学的、または物理的処理が施されてもよい。

本発明はカップ型食品包装シートの十分なガスバリヤー性を持たせるために、二軸延伸ポリエステル層の内面に、金属酸化物からなる蒸着薄膜層を積層する必要がある。蒸着層を施す方法として特に制限はないが、真空蒸着、ＥＢ蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマＣＶＤ等の公知の方法を用いることができる。二軸延伸ポリエステル層と無機酸化物または金属酸化物からなる蒸着被膜との密着性を向上させるために、フィルムの表面をあらかじめコロナ放電処理やアンカーコート剤を塗布するなどの方法により前処理しておくことが好ましい。二軸延伸ポリエステル層に蒸着させる金属酸化物としては、酸化珪素、酸化アルミニウム等が挙げられ、得られる蒸着層の膜厚としては１０〜１００ｎｍであることが好ましい。膜厚が１０ｎｍ以上であると均一な蒸着膜厚が得られやすく、また１００ｎｍ以下であるとクラック等蒸着層に欠陥が発生しにくく、さらなるガスバリヤー性向上が望めるからである。

本発明で用いる紙シートは、秤量が４０〜１６０ｇ／ｍ^２の範囲が好ましく、さらに好ましくは６０〜１００ｇ／ｍ^２の範囲である。秤量が４０ｇ／ｍ^２より低いと十分な強度が発現せず、また十分なデッドホールド性を付与することが難しくなる傾向がある。一方、秤量が１６０ｇ／ｍ^２を超えると逆に弾性変形性を示す傾向にある。

本発明で用いられるカップ型食品包装蓋材の一部もしくは全面に、本発明の効果を損なわない範囲で他の熱可塑性樹脂シートをラミネートしてもよい。また、本発明で用いられるカップ型食品包装シートに、本発明の効果を損なわない範囲で印刷層を積層してもよい。さらに、本発明で用いられるカップ型食品包装蓋材には、本発明の効果を損なわない範囲で商品ラベル層またはカップ型食品密着用の接着層を積層または部分積層してもよい。

本発明において積層フィルムを構成する各層は本発明の作用を阻害しない範囲で可塑剤等の他の成分を含有していてもよい。また、積層シートは、本発明の作用を阻害しない範囲で上記各層の他の層を有していてもよく、積層フィルムの総厚みは特に限定されない。

本発明でいうカップ型食品とは、カップ型容器（紙積層、樹枝シート積層、紙および樹脂シート複合積層、発泡樹脂）に乾麺、半生麺、スープ、具材等が収納され、熱湯を注ぎ食する食品を言う。本発明のカップ型食品包装蓋材は、上記カップ型容器に乾麺、半生麺、スープ、具材等を収納し、フランジ部で接着密封して使用される。

以上の構成から得られたカップ型食品包装用蓋材は、金属箔を使用しないため、金属探知器で内容物の異物検査が可能であり、バリアー性、デッドホールド性に優れるためカップ型食品包装に好適であり、本発明の工業的価値は高い。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例における評価方法やサンプルの処理方法は下記のとおりである。また、実施例及び比較例中の「部」は「重量部」を示す。

（１）フィルム厚みの測定方法
フィルムを１０枚重ねてマイクロメータ法にて厚さを測定し１０で除して平均値を求めフィルム厚みとした。

（２）積層ポリエステル層の厚みの測定方法
フィルム小片をエポキシ樹脂にて固定成形した後、ミクロトームで切断し、フィルムの断面を透過型電子顕微鏡写真にて観察した。その断面のうちフィルム表面とほぼ平行に２本、明暗によって界面が観察される。その２本の界面とフィルム表面までの距離を１０枚の写真から測定し、平均値を積層厚さとした。

（３）融解開始温度、融点の測定方法
融解開始温度（Ｔiｍ）融点（Ｔpｍ）の測定はパーキンエルマー性示差走査カロリーメーターＤＳＣ７型を用いて測定した。ＤＳＣ測定条件は以下のとおりである。すなわち、試料フィルム６ｍｇをＤＳＣ装置にセットし、３００℃の温度で５分間溶融保持した後、液体窒素にて急冷した。急冷試料を０℃より１０℃／分の速度で昇温し、ＪＩＳ Ｋ７１２１のＤＳＣ曲線の読み方に従い融点を検知した。

（４）引張破断強度の測定方法
（株）インテスコ社製引張り試験機モデル２００１型を用いて、温度２３℃、湿度５０％ＲＨに調節された室内において長さ（チャック間）５０ｍｍ、幅１５ｍｍの試料サンプルを２００ｍｍ／分の歪み速度で引張り、フィルム破断時の荷重を測定し、下記式により引張破断強度を求めた。
引張破断強度（ＭＰａ）＝切断時の荷重（Ｎ）／試料フィルムの断面積（ｍｍ^２）

（５）熱収縮率の測定方法
フィルムを長さ方向および幅方向に３５ｍｍ幅×１０００ｍｍ長の短冊状にサンプルを切り出し、無張力状態にて１２０℃に設定されたオーブン（タバイエスペック（株）製：熱風循環炉）の中に３分間熱処理を行い、熱処理前後の長さを直尺により測定し、下記式にて熱収縮率を求めた。
熱収縮率（％）＝[（ａ−ｂ）／ａ]×１００
（上記式中、ａは熱処理前のサンプルの長さ（ｍｍ）、ｂは熱処理後のサンプルの長さ（ｍｍ）を表す）

（６）デッドホールド性の評価方法（開封時）
積層シートから直径１００ｍｍ、一部に１０ｍｍの出っ張りを部分開封用タブとして設けた蓋材を作成した（図１）。市販カップ麺空き容器を用い、部分開封用タブから遠い半周部を接着剤で固定した。そして部分用開封用タブを摘んで、折り目をつけずに１８０度ひねって（ひねった時の状態を図２に示す）、手を離した。この時の蓋材の状態（図３）を以下のように分類し、評価した。

○：熱湯を注ぐのに十分な開封口が保持されている
×：熱湯を注ぐのに十分な開封口が保持されない

（７）デッドホールド性の評価方法（部分開封用タブ部）
積層シートから直径１００ｍｍ、一部に１０ｍｍの出っ張りを部分開封用タブとして設けた図１に示したような蓋材を作成した。市販カップ麺空き容器を用い、図２に示したように部分開封用タブから遠い半周部を接着剤で固定した部分開封タブをフランジ形状に沿わせて折り込みクリップで固定した。５分放置後のシートの状態を以下のように分類し、評価した。
○：折り込み状態を維持している
×：折り込み状態が外れる

以下の実施例および比較例にて使うポリエステル原料は次の方法にて製造した。
＜ポリエステル１の製造法＞
ジカルボン酸成分としてイソフタル酸およびテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールをそれぞれ使用し、常法の溶融縮重合法で製造した。ジカルボン酸成分中のイソフタル酸含量は１５モル％であった。このポリエステル原料の極限粘度（[η]）＝０．６９ｄｌ／ｇで、この原料から得られるポリエステルフィルムの融解開始温度(Ｔｉｍ)は１９８℃、融点(Ｔｐｍ)は２２０℃であった。

＜ポリエステル２＞
ＰＥＴＧ（イーストマンケミカル社製 ＥＡＳＴＡＲ ６７６３）を使用した。このポリエステル原料は極限粘度（[η]）＝０．７５ｄｌ／ｇ、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）の含有量は３２モル％であった。

＜ポリエステル３の製造法＞
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、多価アルコール成分としてエチレングリコールをそれぞれ使用し、常法の溶融縮重合法にて、平均粒径２．５μmの非晶質シリカを０．１８部含有する極限粘度（[η]）＝０．７０ｄｌ／ｇのポリエステルチップを得た。この原料から得られるポリエステルフィルムの融解開始温度(Ｔｉｍ)は２４２℃、融点(Ｔｐｍ)は２５４℃であった。

実施例１：
ポリエステル３とポリエステル１のペレットをそれぞれ別の押出機に溶融させて、積層ダイを用い、ポリエステル３（Ｂ層）／ポリエステル１（Ａ層）／ポリエステル３（Ｂ層）の構成の２種３層積層ポリエステル樹脂を表面温度３０℃の冷却ドラムに押出して、急冷し厚さ約３５０μｍの未延伸フィルムを得た。次いで、７５℃にて縦方向に３．５倍延伸した後、テンター内で予熱工程を経て８５℃で４．０倍の横延伸、２３０℃で５秒間の熱処理を行い、厚さ２５μｍのポリエステルフィルムを得た。Ｂ層／Ａ層／Ｂ層の厚み構成は２μｍ／２１μｍ／２μｍだった。このフィルムの片面に真空蒸着法にて酸化アルミニウムを５０ｎｍの厚さに蒸着し、さらに蒸着面の反対面にポリエステル系接着剤を均一に塗布し、秤量８０ｇ／ｍ^２のコート紙をドライラミネートし、積層シートを作成した。このポリエステルフィルムの特性と積層シートのデッドホールド性を下記表１に示す。

実施例２：
ポリエステルフィルムのＡ層にポリエステル２を使用した以外は実施例１と同じ方法でポリエステルフィルムを作成し、積層シートを作成した。このポリエステルフィルムの特性と積層シートのデッドホールド性を表１に示す。

実施例３：
ポリエステルフィルムのＢ層／Ａ層／Ｂ層の厚み構成を５μｍ／１０μｍ／５μｍとした以外は実施例１と同じ方法で積層シートを作成した。このポリエステルフィルムの特性と積層シートのデッドホールド性を表１に示す。

実施例４：
ポリエステル１を５０部、ポリエステル２を５０部ブレンドした後、押出機に溶融させ単層ダイを用い、テンター内にて１９０℃で熱処理した以外は実施例１と同じ方法でポリエステルフィルムを作成し、積層シートを作成した。このポリエステルフィルムの特性と積層シートのデッドホールド性を表１に示す。

実施例５：
酸化珪素を５０ｎｍの厚さで蒸着した以外は実施例１と同じ方法で積層シートを作成した。このポリエステルフィルムの特性と積層シートのデッドホールド性を下記表２に示す。

比較例１：
ポリエステルフィルムのＢ層／Ａ層／Ｂ層の厚み構成を８μｍ／９μｍ／８μｍとした以外は実施例１と同じ方法で積層シートを作成した。このポリエステルフィルムの特性と積層シートのデッドホールド性を表２に示す。

比較例２：
ポリエステル１を押出機に溶融させ単層ダイを用いて作成した以外は実施例１と同じ方法でポリエステルフィルムを作成し、積層シートを作成した。このポリエステルフィルムの特性と積層シートのデッドホールド性を表２に示す。

上記表中、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレート、ＩＰＡはイソフタル酸をそれぞれ意味する。

上記表中、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレート、ＩＰＡはイソフタル酸をそれぞれ意味する。

本発明の蓋材によれば、例えば、アルミニウム箔を含まない積層体で、金属検知器による内容物の異物検査が可能であり、デッドホールド性に優れるカップ型食品包装の蓋材として利用することができる。

本発明の食品包装蓋材の一実施形態例を示す上面図である。 本発明の食品包装蓋材を使用したカップ容器の側面図である。 蓋材を１８０度ひねった状態を示す側面図である。 実施例における蓋材を１８０度ひねって、手を離した時の状態を示す側面図である。

符号の説明

１：蓋材
２：部分開封用タブ
３：カップ容器
４：カップ容器のフランジ

Claims (1)

1. 縦および横の引張破断強度が１４０ＭＰａ以下である二軸延伸ポリエステルフィルム層の一方の面に金属酸化物からなる蒸着薄膜層を有し、もう一方の面に紙層を有することを特徴とするカップ型食品包装蓋材。
   
   
   

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