JP2017095142A - 蓋材 - Google Patents
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Abstract
Description
(B)粘着付与剤 8〜80質量部;
(C)ワックス 85〜230質量部;及び
(D)タルク 15〜200質量部。
図1に示すように、本発明の蓋材10は、基材層1、アンカーコート層2、応力緩和層3、及びホットメルト接着剤層4がこの順で積層されている構造を有する。この蓋材10は、容器本体の開口部をシールにより密閉するための材料である。そのような容器本体の構成材料としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル等のプラスチック、これらのプラスチックをライニングした複合積層体、金属、ポリエチレンラミネート紙、ガラス等が挙げられる。
基材層1は、蓋材に初期の機械的強度を付与する主たる層であり、従来の蓋材の基材層と同じ構成とすることができる。例えば、鉄、ステンレス、銅、アルミニウム、金等の金属乃至合金の薄膜、窒化ケイ素等のセラミックスの薄膜、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂のフィルム、抄紙紙、それらを積層させた複合材料等の中から使用目的に応じて選択することができる。特に、蓋材10に高周波誘導加熱特性を付与するために、基材層1として、高周波が印加された際に、それ自体に渦電流が誘導されて発熱する金属薄膜を使用することが好ましい。中でも、成形性、高周波加熱適性、経済性の点からアルミニウム箔を好ましく挙げることができる。
アンカーコート層2は、基材層1と応力緩和層3とを密着させる層であり、それらの材質に合わせて選択することができる。
応力緩和層3は、蓋材の機械的強度を補強し、高周波加熱の際の応力を緩和し、また、ホットメルト接着剤層4へ過度の熱量が付加されるのを抑制し、ホットメルト接着剤層4を蓋材裏面に強固に接着させる層としても機能している。このような応力緩和層3としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系熱可塑性樹脂から形成される樹脂層、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系熱可塑性樹脂から形成される樹脂層を適用することができる。高周波シール強度の安定性等を考慮するとポリエチレン層、特に無延伸ポリエチレン層を好ましく適用することができる。
ホットメルト接着剤層4は、基材層1から伝導してきた熱により、容器本体の開口部に接着する層であるとともに、容器本体に収容されている内容物に接触する層である。
(B)粘着付与剤
(C)ワックス
(D)タルク
成分(A)のエチレン−酢酸ビニル共重合体は、ホットメルト接着剤の主成分として機能するものであり、これを使用する理由は、金属、樹脂、ガラスなどに対して、接着させ易く、また、ワックスなどと相溶させ易いからである。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含量は、好ましくは14〜41質量%、より好ましくは19〜33質量%である。この範囲であれば、シール強度を低下させず、また、溶剤溶出量を抑制することができる。酢酸ビニル含量の測定は、JIS K6924−2に準じて行うことができる。
エチレン−酢酸ビニル共重合体のMFR値(JIS K7210)は、好ましくは5〜400g/10分、より好ましくは5〜150g/10分である。この範囲であれば、ホットメルト接着剤の塗工性を害さず、また、溶剤溶出量を抑制することができる。MFR値の測定は、JIS K7210に準じて行うことができる。
エチレン−酢酸ビニル共重合体の軟化点は、好ましくは25〜75℃、より好ましくは30〜65℃である。この範囲であれば、溶剤溶出量を抑制し、また、シール強度の低下を抑制することができる。軟化点の測定は、JIS K7206に準じて行うことができる。
特性(a2):MFR値 150g/10分
特性(a3):ビカット軟化点 42℃
成分(B)の粘着性付与剤は、ホットメルト接着剤に粘着性を付与する成分である。
ロジン系樹脂を始めとする粘着性付与剤の軟化点は、好ましくは80〜150℃、より好ましくは85〜130℃である。この範囲であれば、溶剤溶出量の増大を抑制し、また、シール強度の低下を抑制することができる。軟化点の測定は、環球法により行うことができる。
成分(C)のワックスは、ホットメルト接着剤の粘度を低下させ、濡れ性を付与する成分である。
ポリエチレンワックス等を始めとするワックスの融点は、好ましくは80〜130℃、より好ましくは85〜120℃である。この範囲であれば、溶剤溶出量を抑制し、また、低温でのシール性の低下を抑制することができる。軟化点の測定は、DSC法により行うことができる。
本発明で使用するホットメルト接着剤は、成分(D)としてタルクを含有する。タルクは、他の樹脂成分への分散性に優れ、しかもホットメルト接着剤の凝集力を高めることができ、更に、基材層1からホットメルト接着剤層4への熱の移動を過度に拡散せずに伝達させるための成分である。
タルクの粒子径(D50)(メディアン径)は、好ましくは0.1〜50μm、より好ましくは0.5〜25μmである。この範囲であれば、粒子の嵩の増大を抑制して塗料調製を容易化し、また、熱伝導性の低下を抑制してヒートシール性の低下を抑制することができる。粒子径(D50)の測定は、レーザー回折法で行うことができる。
タルクの見かけ密度は、好ましくは0.05〜0.7g/mL、より好ましくは0.08〜0.6g/mLである。この範囲であれば、粒子の嵩の増大を抑制して塗料調製を容易化し、また、熱伝導性の低下を抑制してヒートシール性の低下を抑制することができる。見かけ密度の測定は、JIS K5101に準じて行うことができる。
タルクの比表面積は、好ましくは1.5〜100m2/g、より好ましくは2.5〜40m2/gである。この範囲であれば、熱伝導性の低下を抑制し、シール強度の低下を抑制し、また、塗料調製を容易化することができる。比表面積の測定は、BET法により行うことができる。
本発明の蓋材には、基材層1表面に公知の手法で形成可能な印刷層を設けることができる。さらには透明保護層を設けることもできる。また、蓋材の基材層1側の外表面に必要に応じてエンボス加工を施すこともできる。ホットメルト接着剤層を加工する面にも必要に応じて印刷層を設けることができ、基材層に印刷層を設けることも可能である。
本発明の蓋材は、以上説明したような構成を有するため、熱板加熱、高周波誘導加熱、超音波加熱等によりシール処理した場合に、良好なシール特性(強度)を示す。例えば、熱板加熱を採用する場合、シール条件としては、シール温度80〜240℃、シール時間0.5〜3秒、シール圧力0.1〜0.5Mpaが挙げられる。高周波誘導加熱を採用する場合、シール条件としては、仕事率110〜170W、シール時間0.5〜1.5秒、シール圧力0.1〜0.3Mpaが挙げられる。
本発明の蓋材は、容器の内容物に接触するホットメルト接着剤層4を、エチレン−酢酸ビニル共重合体と粘着付与剤とワックスとを特定範囲量で混合したものに特定量のタルクを配合させたホットメルト接着剤から形成する。このため、シール性を低下させないようにできるため、ホットメルト接着剤を構成する材料としてより高分子量のものを選択した場合であっても、蓋材の対有機溶剤溶出量を低下させることができる。特に、本発明の蓋材は、食品衛生法の規格基準(昭和34年厚生省告示第370号)の器具及び容器包装の規格試験に規定される蒸発残留物試験法(溶出液n−ヘプタン)の油性食品溶出試験に基づき、残留物(対ヘプタン溶出量)を30μg/mL以下とすることができる。
10cm四方の大きさに切り取った試料を、中華人民共和国国家標準「食品包装用ポリエチレン,ポリスチロール,ポリプロピレンの成型品の衛生標準についての分析方法」(GB/T5009.60−2003)に従って200mLのn−ヘキサンに25℃で2時間、全面浸漬することにより試験溶液を調製する。この試験溶液をナス型フラスコに移し、残留量が数mLとなるまで減圧濃縮する。得られた濃縮液に、減圧濃縮に使用したフラスコの内壁を、それぞれ5mLのn−ヘキサンで2回洗浄して得た洗液を加え、あらかじめ105℃で乾燥した重量既知の蒸発皿に採り、蒸発乾固させる。ついで105℃で2時間乾燥した後、デシケーター中で放冷する。放冷後、秤量して蒸発皿の試験前後の質量差を求め、試験溶液1Lあたりの蒸発残留物の量(mg)を算出する。
既に説明したとおり、本発明の蓋材は、公知の手法を利用して、基材層1にアンカコート層2を形成し、更に応力緩和層3を設け、更にホットメルト接着剤層4を設けることにより製造することができる。
本発明の蓋材は、フランジ部が形成された開口部を有する食品容器と、その中に収容された液状乃至固形食品と、該食品容器の開口部に形成されたフランジ部に接着して蓋材とから構成される容器入り食品の当該蓋材として好ましく適用することできる。この場合、蓋材は、接着剤層側から開口部のフランジ部に適用され高周波誘導加熱により熱接着される。このようにして得られる「容器入り食品」も本発明の一態様である。食品容器としては、ポリスチレン製の公知の食品容器等を挙げることができる。
(AL箔/アンカーコート層/LDPE/ホットメルト接着剤層)
厚さ30μmのアルミニウム箔(JIS H4160に規定される合金番号:1N30)の片面に、2液硬化型押出しラミネート用アンカーコート剤(イソシアネート系)をグラビアコーターで塗布し、乾燥することにより0.35μm厚のアンカーコート層を形成し、そのアンカーコート層上に、厚さ30μmの低密度ポリエチレン(MFR=7)を押出しラミネートし、更に、以下の処方のホットメルト接着剤を、グラビアコーターにて塗布量12.7g/m2となるように点状に塗布し、蓋材を得た。
ホットメルト接着剤にタルクを添加せず、且つホットメルト接着剤の塗布量を12.1g/m2とすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
タルクに代えて炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム、粒径2.0×0.4μm)を使用し、且つホットメルト接着剤の塗布量を14.4g/m2とすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
タルクに代えてルチル型酸化チタン(平均粒径0.25μm、比重4.1、吸油量19g/100g)を使用し、且つホットメルト接着剤の塗布量を14.6g/m2とすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
タルクに代えてアナターゼ型酸化チタン(平均粒径0.25μm、吸油量25g/100g)を使用し、且つホットメルト接着剤の塗布量を14.0g/m2とすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
タルクに代えてカオリンクレー(平均粒径0.4μm、吸油量43g/100g)を使用し、且つホットメルト接着剤の塗布量を12.2g/m2とすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
タルクに代えてシリカ(平均粒径3.5〜4.3μm、吸油量300〜350mL/100g(アマニ油))10質量部を使用し、且つホットメルト接着剤の塗布量を11.8g/m2とすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
「熱板加熱によるシール強度」
実施例1及び比較例1〜6で得られた蓋材を、それぞれ長さ10cm、幅15mmの短冊に切り出し試験片とした。この試験片の端部20mmをポリスチレンプレートに表2のシール温度、シール時間1秒、シール圧力0.2MPaでシールを行った。ポリスチレンプレートに端部がシールされた試験片の他端部を引張試験機(オートグラフ(登録商標)AGS−500NJ、(株)島津製作所)にセットし、剥離速度300mm/分で180°剥離試験をそれぞれ5回行った。得られた5回のシール強度の平均を表2と図2に示す。今回のシール条件下では、実用上、シール強度がシール温度140℃のときに10N/15mm巾以上であることが好ましい。更に、シール温度100℃のときに5N/15mm巾以上であるとより好ましい。
実施例1及び比較例1〜6で得られた蓋材を、外径38mmの円状にカットし、開口部外径24mm、開口部内径20mmで瓶型の形状をした容積65mLのポリスチレン製容器に装着し、仕事率110〜170W、シール圧力0.05MPa、シール時間1.4秒で密封した。密閉後、蓋材の端部を300mm/分の速度で蓋材を密封した容器表面に対して45度方向で剥離し、剥離時の最大値をシール強度とした。剥離試験は5回行いその平均値を使用した。実用上、仕事率125Wで7N以上のシール強度を保持することが好ましい。得られた結果を表3と図3とに示す。
タルクの添加量を30質量部から5質量部(実施例2)、10質量部(実施例3)、20質量部(実施例4)、50質量部(実施例5)又は70質量部(実施例6)に変更し、且つホットメルト接着剤の塗布量を12.7g/m2からそれぞれ12.5g/m2、14.5g/m2、14.0g/m2、14.2g/m2又は14.8g/m2にすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
実施例2〜6の蓋材について、実施例1と同様に「熱板加熱によるシール強度」と「高周波誘導加熱によるシール強度」とを試験した。得られた結果を、実施例1と比較例1の結果と共に、前者については表4と図4に、後者については表5と図5とに示す。
平均粒子径(D50)16μmのタルク(実施例1)を、平均粒子径(D50)8μmのタルク(見かけ密度0.25g/mL、比表面積7.0m2/g)(実施例7)、又は平均粒子径(D50)25μmのタルク(見かけ密度0.55g/mL、比表面積2.5m2/g)(実施例8)に変更し、且つホットメルト接着剤の塗布量を12.7g/m2からそれぞれ12.4g/m2又は12.8g/m2にすること以外、実施例1と同様にホットメルト接着剤を調製し、更に蓋材を作製した。
実施例5、6の蓋材について、実施例1と同様に「熱板加熱によるシール強度」と「高周波誘導加熱によるシール強度」とを試験した。得られた結果を、実施例1の結果と共に、前者については表6と図6に、後者については表7と図7とに示す。
比較例1(タルク無し)、実施例1(タルク30質量部)、実施例5(タルク50質量部)及び実施例6(タルク70質量部)の蓋材を、それぞれ10cm四方の大きさに切り取り、試料片とした。この試料片を、中華人民共和国国家標準「食品包装用ポリエチレン,ポリスチロール,ポリプロピレンの成型品の衛生標準についての分析方法」(GB/T5009.60−2003)に従って200mLのn−ヘキサンに25℃で2時間、全面浸漬することにより試験溶液を調製した。得られた試験溶液をそれぞれナス型フラスコに移し、残留量が数mLとなるまで減圧濃縮した。得られた濃縮液に、減圧濃縮に使用したフラスコの内壁を、それぞれ5mLのn−ヘキサンで2回洗浄して得た洗液を加え、あらかじめ105℃で乾燥した重量既知の蒸発皿に採り、蒸発乾固させた。ついで105℃で2時間乾燥した後、デシケーター中で放冷した。放冷後、秤量して蒸発皿の試験前後の質量差を求め、試験溶液1Lあたりの蒸発残留物の量(mg)を算出した。得られた結果を表8に示す。
表2(図2)及び表3(図3)の結果から、種々のフィラーの中でもタルクが、熱板加熱や高周波誘導加熱によるシール強度を向上させることができることが分かる。特に、タルクを使用した実施例1の場合、熱板加熱では、140℃で15.2N/15mmのシール強度が得られており、他のフィラーを使用した比較例2〜6の場合に比べて優れたシール強度を保持していることが分かる。高周波誘導加熱においても、他のフィラーに比べて優れたシール強度を保持している。
2 アンカーコート層
3 応力緩和層
4 ホットメルト接着剤層
10 蓋材
Claims (14)
- 基材層、アンカーコート層、応力緩和層及びホットメルト接着剤層を少なくとも有し、これらがこの順で積層されてなる蓋材であって、ホットメルト接着剤層を構成するホットメルト接着剤が、成分(A)としてエチレン−酢酸ビニル共重合体を20〜50質量%含有し、更に以下の成分(B)〜(D)を成分(A)100質量部に対し以下の質量部で含有する蓋材:
(A)エチレン−酢酸ビニル共重合体 100質量部;
(B)粘着付与剤 8〜80質量部;
(C)ワックス 85〜230質量部;及び
(D)タルク 15〜200質量部。 - 成分(D)のタルクが以下の特性(d1)〜(d3):
(d1)粒子径(D50) 0.1〜50μm;
(d2)見かけ密度 0.05〜0.7g/mL;及び
(d3)比表面積 1.5〜100m2/g;
を有する請求項1記載の蓋材。 - 成分(A)のエチレン-酢酸ビニル共重合体が以下の特性(a1)〜(a3):
(a1)酢酸ビニル含量 14〜41質量%;
(a2)MFR値 5〜400g/10分;及び
(a3)ビカット軟化点 25〜75℃;
を有する請求項1又は2記載の蓋材。 - 成分(B)の粘着付与剤が以下の特性(b1):
(b1)軟化点 80〜150℃;
を有する請求項1〜3のいずれかに記載の蓋材。 - 成分(B)の粘着付与剤がロジン系樹脂である請求項4記載の蓋材。
- 成分(C)のワックスが以下の特性(c1):
(c1)融点 80〜130℃;
を有する請求項1〜5のいずれかに記載の蓋材。 - 成分(C)のワックスが、合成ワックスである請求項1〜6のいずれかに記載の蓋材。
- 合成ワックスが、フィッシャートロプシュワックスである請求項7記載の蓋材。
- 基材層の層厚が5〜300μmであり、アンカーコート層の層厚が0.1〜6.0μmであり、応力緩和層の層厚が6〜60μmであり、ホットメルト接着剤層の付着量が3〜40g/m2である請求項1〜8のいずれかに記載の蓋材。
- 基材層が、金属乃至合金薄膜もしくは樹脂フィルムであり、
アンカーコート層が、変性ポリオレフィン系アンカーコート剤層、ポリエステル系アンカーコート剤層又はポリウレタン系アンカーコート剤層であり、
応力緩和層が、ポリオレフィン系又はポリエステル系熱可塑性樹脂層である請求項1〜9のいずれかに記載の蓋材。 - 基材層が、5〜50μm厚のアルミニウム箔である請求項9又は10記載の蓋材。
- 応力緩和層が、10〜50μm厚の無延伸ポリエチレン層である請求項9又は10記載の蓋材。
- 基材層の外表面に印刷層が形成されている請求項1〜12のいずれかに記載の蓋材。
- フランジ部が形成された開口部を有する食品容器と、その中に収容された液状乃至固形食品と、該食品容器の開口部に形成されたフランジ部に接着した蓋材とから構成される容器入り食品であって、該蓋材が請求項1〜12のいずれかに記載の蓋材であり、その蓋材が、ホットメルト接着剤層側から開口部のフランジ部に接着されていることを特徴とする容器入り食品。
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