JP2007320582A - 圧力弁機能を有する蓋材及びこれを用いた容器 - Google Patents

Abstract

【課題】安定したガス抜き性を備えた圧力弁機能を備えた蓋材及びこれを用いた容器を低コストで提供する。
【解決手段】表面層１と、ポリオレフィンと環状オレフィンコポリマーとを所定の比率で配合した混合離樹脂層３に接して積層されたポリエステル系フィルム層２と、最下部に位置するシーラント層５とを有し、ポリエステル系フィルム層２と混合離樹脂層３との界面が剥離面となる積層体で構成され、開口の内側となる領域には、シーラント層５側から切り込まれた裏ハーフカット３０が少なくとも一つ設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体を収容する容器の開口部を封止するための蓋材及びこれを用いた容器に関し、特に、容器の内圧が高まると容器内のガスを容器外へ排出する圧力弁機能を備えた蓋材及びこれを用いた容器に関する。

物体を収容する容器やその開口部を塞ぐ蓋材には密封性を要求される場合がある。例えば、食品を収容する場合には、保存性の観点から密封性が要求されることが多い。

その一方で、食品のように水分を含んだ物体を収容し密封した容器を電子レンジなどで加熱すると、物体に含まれる水分が水蒸気となるため、容器の内圧が高くなってしまう。この場合、内圧が容器や蓋材の強度を超えると、破裂して加熱された内容物が飛び散る恐れがある。

このため、水分を含む物体を収容し密封した容器を加熱する際には、加熱前に蓋材を部分的に剥がすなどして容器を開封する必要があるが、これは煩雑な作業でありユーザの利便性を損なうこととなっている。

また、蓋材の一部に切れ込みを設け、これをシールなどで塞いで密封性を維持し、加熱に伴う内圧上昇でシールを剥離させて容器内のガスを排出する蓋材もあり、これならばユーザの利便性を損なうことはない。しかし、既存の積層体にシールを貼付したりしなければならず、製造工程の増加やそれに伴うコスト高が問題となる。

このような問題を解決することを目的とした従来技術として、特許文献１に開示される「蓋材および軟包装体」がある。特許文献１に開示される発明は、ガス発生に伴う内圧上昇によってシーラント層が破断し、シーラント層とその直上に設けたポリオレフィン系樹脂（又はポリオレフィン係共重合体）層との間からガスを排出するものである。
特開２００２−１０４４７４号公報

特許文献１に開示される発明は、加温によってシーラント層の強度を低下させ、内圧によって破断させるとともに、直上のポリオレフィン系樹脂層との界面剥離を生じさせるものである。
このような構成とした場合、容器内の水蒸気を安定して排出することは難しい。例えば、蓋材の温度が高くなってシーラント層の軟化が始まったとたんに容器内の水蒸気が一気に容器外へ噴出する恐れもある。

本発明は、安定したガス抜き性を備えた圧力弁機能を備えた蓋材及びこれを用いた容器を低コストで提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、容器本体の開口の周縁部にヒートシールされて該開口を塞ぐ蓋材であって、表面層と、ポリオレフィンと環状オレフィンコポリマーとを所定の比率で配合した混合樹脂層に接して積層されたポリエステル系フィルム層と、最下部に位置するシーラント層とを有し、ポリエステル系フィルム層と混合樹脂層との界面が剥離面となる積層体で構成され、開口の内側となる領域には、シーラント層側から切り込まれた裏ハーフカットが少なくとも一つ設けられていることを特徴とする圧力弁機能を備えた蓋材を提供するものである。以上の構成においては、ポリエステル系フィルム層がＰＥＴフィルムで形成されていることが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様のいずれかの構成にかかる蓋材によって開口がヒートシールされたことを特徴とする容器を提供するものである。

本発明によれば、安定したガス抜き性を備えた圧力弁機能を備えた蓋材及びこれを用いた容器を低コストで提供できる。

〔積層構造材料の構成〕
図１（ａ）に、本発明において蓋材の材料として用いる積層構造材料の構成を示す。
蓋材は、表層側（容器外側）から順に、表面層１、ポリエステル系フィルム層２、混合樹脂層３、中間層４及びシーラント層５が積層された積層材料を用いて構成される。なお、以下の説明においては、容器外側となる方向を上、容器内側となる方向を下と定義する。なお、図１（ｂ）に示すようにポリエステル系フィルム層２と混合樹脂層３とを入れ替えた層構成であっても同様の効果が得られるが、以下の説明は図１（ａ）に示す層構成に基づいて行う。ポリエステル系フィルム層２及び混合樹脂層３のどちらが上であるかに関わらず、混合樹脂層３のポリエステル系フィルム層２とは反対側には、必要に応じて接着層６が設けられる。

表面層１としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート等のプラスチックフィルム又はシート、アルミニウム、鉄、銅、これらを主成分とする合金等の金属箔又は金属板、セロファン、紙、織布、不織布等が用いることができ、これらを単層、もしくは一種又は複数を選択して積層してもよい。また、寸法安定性、耐熱性、機械的強度、印刷適正などを考慮した場合、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ナイロン（Ｎｙ）を使用するのが好ましい。
なお、蓋材を電子レンジで加熱する容器の開口部を封止するために用いる場合には、表面層１は非金属材料のみで構成する必要がある。

ポリエステル系フィルム層２は、公知のポリエステル系フィルムを用いることができるが、ＰＥＴフィルムを材料として形成することが好ましい。ポリエステル系フィルム層２は、表面濡れ張力が３．５×１０^-2Ｎ／ｍ（３５dyn/cm）以上６．０×１０^-2Ｎ／ｍ（６０dyn/cm）以下であることが好ましく、表面濡れ張力が４.０×１０^-2Ｎ／ｍ（４０dyn/cm）以上５．０×１０^-2Ｎ／ｍ（５０dyn/cm）以下であることが特に望ましい。この理由は、表面濡れ張力が３．５Ｎ／ｍ未満であると接着力が低下してしまい、また、６．０Ｎ／ｍを超えると接着力が向上してしまうので、混合樹脂層３との剥離強度調整が難しくなるためである。
なお、必要に応じて混合樹脂層３との界面となる側に表面粗さを変化させる表面処理（例えばコロナ処理）を施すことによって、混合樹脂層３との界面剥離強度を調整可能である。

混合樹脂層３は、表面層１及びポリエステル系フィルム層２と、中間層４とを押出しサンドラミネートする際に、これらの間に流し込まれる樹脂である。混合樹脂層３の厚さは、安定したピール性を得るために１０μｍ〜３０μｍが好ましい。

本実施形態において混合樹脂層３は、ポリオレフィンに環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）を所定の比率で混合した樹脂である。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられるが、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いるのが好ましい。ここで、ＣＯＣとは、α−オレフィンと環状オレフィンとを、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶媒中、いわゆるチーグラー触媒やメタロセン触媒等の触媒を調合することにより得ることができる共重合体であり、このような共重合体としては、三井化学社製の商品名「アペル」などがある。また、ＬＤＰＥとしては旭化成ケミカルズ株式会社製の商品名「サンテック」などがある。
なお、ポリオレフィンのＭＦＲ（Melt Flow Rate）は、１〜５０［g/min］のものが好ましく、さらに好ましくは、１〜１０［g/min］のものがよい。また、ポリオレフィンの密度は、０．８９〜０．９４０［g/cm³］のものが好ましい。また、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）のＭＦＲは、１〜４０［g/min］のものが好ましく、さらに好ましくは、５〜２５［g/min］のものがよい。

混合樹脂層３は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）との混合比率を変えることによりポリエステル系フィルム層２との界面剥離強度をコントロールできるので、界面剥離強度を所望の値に調整することが可能である。

なお、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）の含有量は、１〜２４重量％が好ましく、特に好ましくは、５〜２０重量％である。この理由は、含有量が１％未満であると、界面剥離強度が強くなってしまい、また、２４％より多いと、剥離強度のコントロールができなくなるためである。

中間層４は、蓋材の強度を向上させることを目的として設けられる層であり、アルミ箔、ＰＥＴ、ＰＥ、紙などを単層又は複層で用いることが可能である。なお、中間層４がなくとも蓋材５０の強度を所望の強度とすることができるのであれば、中間層４は設けなくても良い。なお、蓋材を電子レンジで加熱する容器の開口部を封止するために用いる場合には、中間層４は非金属材料のみで構成する必要がある。

シーラント層５は、蓋材を容器本体に接着（ヒートシール）するための層であり、従来の蓋材と同じ材質のものを適用できる。なお、シーラント材の種類は、中間層４の最下層の材料と容器本体９０の材料に応じて選択する。

接着層６は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ＥＭＡＡ（エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂）等のポリオレフィンを材料とし、混合樹脂層３と接着層６とを強固に接着して、意図しない層間での剥離を防止するための層である。なお、材料としては、混合樹脂層３の原料である押出しサンドラミネート用樹脂との接着強度を確保するため、押出しサンドラミネートに使用する樹脂と同じ系統のものがよい。具体的には押出しサンドラミネート用樹脂として環状オレフィンコポリマーとポリエチレン系樹脂を混合する場合は、ポリエチレン系樹脂を用い、押出しサンドラミネート用樹脂として環状オレフィンコポリマーとポリプロピレン系樹脂とを混合する場合は、ポリプロピレン系樹脂を用いるとよい。また、接着層６の役割としては、前述したことに加え、混合樹脂層３に含まれる環状オレフィンコポリマーが有する縦裂き性を低減して、混合樹脂層３から剥離する際の縦裂きを防止する役割を有する。
接着層６は、フィルム状のものを表面層１（又は中間層４）とラミネート（ウェットラミネート、ノンソルベントラミネート、ドライラミネート、押出ラミネート等）しても良いし、押し出しなどの方法で中間層４（又は表面層１）の一方の面に形成しても良い。フィルム状のものを用いる場合は、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＣＰＰ、ＥＭＡＡ、（混合樹脂層３側にアンカーコート処理を施した）ＰＥＴなどを適用できる。押し出し樹脂の場合は、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＰＰ、ＥＭＡＡなどを適用できる。なお、中間層４の最上層（又は表面層１の最下層）がこれらの材料で形成され、その層自体が接着層としての機能を有する場合には、接着層６は実質的には不要となる。

次に、上記積層構造材料に形成する裏ハーフカットについて説明する。裏ハーフカットは、少なくとも混合樹脂層３まで達するように切り込まれることが理想ではあるが、ハーフカットの精度を考慮し、蓋材しての機能が低下しないように原反にあわせて適宜施せば良い。
図１（ａ）に示すようにポリエステル系フィルム層２が上にある場合、裏ハーフカット３０は、最下層であるシーラント層５から設けられ少なくとも混合樹脂層３まで到達する。ただし、裏ハーフカット３０はポリエステル系フィルム層２の略中央部にまで達していても構わない。
図１（ｂ）に示すように混合樹脂層３が上にある場合、裏ハーフカット３０は、最下層であるシーラント層５から設けられ少なくとも混合樹脂層３まで到達する。裏ハーフカット３０は、ロータリーダイカッター、ハイデル、レーザ等を用いた公知の方法で形成可能である。

以下、図１（ａ）に示す積層構造材料を用いた本発明の好適な実施の形態について説明する。

本発明を好適に実施した圧力弁機能を備えた蓋材について説明する。
図２に本実施形態において蓋材５０の材料となる積層構造体１００の構造を示す。本実施形態においては、表面層１が二層構造の積層構造材料を使用して蓋材を形成する。図２に示す各層の厚さは構成の一例であってこの数値に限定されることはない。
表面層１は、最上層からＰＥＴ層１１及びナイロン層１２の順に積層された構造である。ＰＥＴ層１１は模様や柄を印刷するため及び表面層１の強度を向上させるための層である。ナイロン層１２は表面層１の機械的な強度を向上させるために設けた層である。
ポリエステル系フィルム層２はＰＥＴフィルムを材料として形成されており、必要に応じて混合樹脂層３と接する面はコロナ処理によって表面粗さが所望の粗さに調整されている。
混合樹脂層３は、ＬＤＰＥと環状オレフィンコポリマーとを原料として形成されており、これらの比率はＬＤＰＥが８５％、環状オレフィンコポリマーが１５％である。
中間層４は、ＰＥＴフィルムを用いて形成されている。

積層構造体１００の製造方法について説明する。
まず、ＰＥＴ層１１となるＰＥＴフィルムとナイロン層１２となるナイロンフィルムとポリエステル系フィルム層２となるＰＥＴフィルムとをドライラミネートする。また、中間層４となるＰＥＴフィルムとシーラント層５となるシーラントフィルムと接着層６となるＰＥフィルムとをドライラミネートする。
その後、ポリエステル系フィルム層２と中間層４との間にＬＤＰＥと環状オレフィンコポリマーとの混合樹脂（ＬＤＰＥ８５％＋環状オレフィンコポリマー１５％）を押し出しながらこれらをサンドラミネートして積層構造体１００が完成する。

以下、上記構成の積層構造体１００を材料として用いるものとして、本実施形態にかかる蓋材について詳細に説明する。

図３に、本実施形態にかかる食品用容器の蓋材５０を示す。また、図４に、蓋材５０により開口が封止された容器本体９０を示す。蓋材５０は、その周縁部が容器本体９０にヒートシールされている。蓋材５０の周縁部には、開封用タブ５０ｑが設けられている。また、容器開口部の内側となる領域には裏ハーフカット３０が形成されている。裏ハーフカット３０を設ける位置は容器開口部の内側であれば任意であるが、蓋材膨張による応力集中を考慮すると開口中心付近に設けることが好ましい。なお、図３では直線状の裏ハーフカット３０を示しているが、Ｖ字状や半円状など任意の形でも構わない。また、必ずしも連続している必要はなく、断続的に（換言すると、ミシン目状に）形成されていても良い。

積層構造体１００は非金属材料のみで形成されているため、容器本体９０も非金属材料で形成されているのであれば、電子レンジでの使用が可能である。

容器本体９０には水分を含んだ物体が収容されているものとする。
容器本体９０を加熱すると、内容物に含まれる水分が水蒸気に変わって容器の内圧が上昇し、図５に示すように蓋材５０全体が膨張する。

容器の内圧がさらに高まると、図６に示すように容器内のガスは裏ハーフカット３０に侵入する。すると、図７に示すように裏ハーフカット３０に侵入したガスによって、ポリエステル系フィルム層２と混合樹脂層３との間で界面剥離が生じ、表面層１及びポリエステル系フィルム層２のみが膨張し、混合樹脂層３、中間層４及びシーラント層５の膨張は停止する。

図８に示すように、ポリエステル系フィルム層２と混合樹脂層３との間に侵入したガスは、これらの界面剥離をリングシール部（容器本体９０のフランジの部分）まで進展させていく。

ポリエステル系フィルム層２と混合樹脂層３との界面剥離がリングシール部に達すると、リングシール部に応力集中が生じ、図９に示すようにリングシール部のいずれかの位置においてポリエステル系フィルム層２と混合樹脂層３との界面剥離が発生する。これにより、容器内のガスがポリエステル系フィルム層２と混合樹脂層３との隙間を通って容器外へ排出される。

このように、本実施形態にかかる蓋材は、加熱前に特別な操作を行わなくともスムーズなガス抜きを行える。しかも、ポリエステル系フィルム層２と混合樹脂層３との界面剥離強度は侵入するガスの応力で徐々に剥がれる程度に調整することができ、容器内のガスが一気に容器外へ噴出するおそれがないため、安定してガス抜きがなされる。

なお、ここでは内容物に含まれる水分が加熱に伴って水蒸気となることによって容器の内圧が高くなる場合を例としたが、これ以外の原因で容器の内圧が高くなる場合でも安定したガス抜きが可能であることは言うまでもない。
例えば、発酵食品を密封する場合や、炭酸ガスを溶解した液体を含んだ食品を密封する場合にも、容器で発生したガスによって内圧が所定の圧力よりも高くなるとガス抜きがなされることは明らかである。

上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることはない。
例えば、上記実施形態では器状の容器と蓋材との組み合わせた構成を例としたが、蓋材とは別の積層構造体を用いて袋状にして内容物を密封しても構わない。
また、蓋材となる積層構造体を積層させる工程は、上記実施形態において示した例に限定されることはない。
さらには、蓋材の基となる積層構造体そのものを折り返した上でシーラント層同士をシールし、袋状にして内容物を密封しても構わない。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

本発明にかかる蓋材の原料となる積層構造体の層構成を示す図である。 本発明の好適な実施の形態にかかる蓋材の材料となる積層構造体の層構成を示す図である。 本発明の好適な実施の形態にかかる蓋材の構成を示す図である。 本発明の好適な実施の形態にかかる蓋材を用いた容器の構成を示す図である。 加熱により蓋材全体が膨張した状態を示す図である。 裏ハーフカットに蒸気が侵入した状態を示す図である。 裏ハーフカットに侵入した蒸気によって表面層及びポリエステル系フィルム層のみが膨張した状態を示す図である。 ポリエステル系フィルム層と混合樹脂層との界面剥離がリングシール部まで進行した状態を示す図である。 リングシール部においてポリエステル系フィルム層と混合樹脂層との界面剥離が生じ、容器内の蒸気が容器外へ排出された状態を示す図である。

符号の説明

１ 表面層
２ ポリエステル系フィルム層
３ 混合樹脂層
４ 中間層
５ シーラント層
６ 接着層
１１ ＰＥＴフィルム
１２ ナイロンフィルム
３０ 裏ハーフカット
５０ 蓋材
５０ｑ 開封用タブ
９０ 容器本体

Claims (3)

1. 容器本体の開口の周縁部にヒートシールされて該開口を塞ぐ蓋材であって、
   表面層と、ポリオレフィンと環状オレフィンコポリマーとを所定の比率で配合した混合樹脂層に接して積層されたポリエステル系フィルム層と、最下部に位置するシーラント層とを有し、前記ポリエステル系フィルム層と前記混合樹脂層との界面が剥離面となる積層体で構成され、
   前記開口の内側となる領域には、シーラント層側から切り込まれた裏ハーフカットが少なくとも一つ設けられていることを特徴とする圧力弁機能を備えた蓋材。
2. 前記ポリエステル系フィルム層がＰＥＴフィルムによって形成されたことを特徴とする請求項１記載の圧力弁機能を備えた蓋材。
3. 請求項１又は２記載の蓋材によって開口がヒートシールされたことを特徴とする容器。

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