JP2018172162A - 積層体及びその製造方法、容器 - Google Patents

Abstract

【課題】気泡の発生を抑制しつつ、このような金属層のセル状の形成領域を微細化することが可能な積層体を提供する。【解決手段】基材３と表層５の中間にアルミニウム蒸着層４を挟持させた積層体１において、基材３３は、アルミニウムの吸収波長を含むレーザ光が照射されることにより発生するガスを吸収してなり、上記レーザ光が照射されることにより平面視で、かつ透明化された領域により区切られた複数のセルを含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子レンジで加熱する食品に対して焼き目や独自の食感を施す際に使用される積層体及びその製造方法、容器に関するものである。

従来より、アルミニウム等の金属を蒸着させた金属蒸着層を含む積層体が用いられている。この積層体は容器として使用される場合が多く、かかる場合には、例えば酸素の透過を抑制することで食品の長期保存を可能とした酸素バリア容器や、容器に収容された食品を電子レンジにより加熱調理する上で特化した電子レンジ加熱調理容器等に適用される。

このような酸素バリア容器は、金属蒸着層の形成領域と、透明化した非形成領域とを調整することで、酸素バリア機能のコントロールや、印字効果、更には非形成領域からなる窓を介して内容物を外部から視認可能にしたいという要望があった。

電子レンジ加熱調理容器においても同様に、金属蒸着層の形成領域と、透明化した非形成領域とを調整することで、電子レンジにより加熱調理そのものを制御することができる。例えば、金属蒸着層の形成領域のみに焼き目を付ける調理や、カリッとした独自の食感（クリスピー感）を発揮させることで加熱調理を制御することもできる。

このような金属層の配置制御を行うためには、金属層の形成領域と金属層の非形成領域を作りこむための技術が必要となる。従来において、高分子フィルムにより挟持した蒸着金属層をレーザ加工により複数の領域に分離する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の開示技術によれば、蒸着金属層に対してＹＡＧレーザを照射し、蒸着金属層を融解させることにより上述した非形成領域を作るものである。

しかしながら、近年では、酸素バリア容器について外観上のデザインの一部を担った窓の作成、或いは独自の印字効果を発揮させたいという要望がある。また、電子レンジ加熱調理容器において焼き目のデザインのバリエーションの多彩化、微細化が進んできており、またカリッとした食感を発揮させるための領域の微細化を図ることにより、今までとは異なる独自のクリスピー感を出したいという要望もある。かかる場合には、金属層の形成領域と非形成領域とを微細なピッチで形成させ、ひいては金属層のセル状の形成領域を極小化する技術が求められる。金属層のセル状の形成領域を極小化させることにより、単位面積当たりの金属層の形成領域が小さくなり、単位面積あたりの金属層の非形成領域がより増加する。上述した特許文献１の開示技術により金属層の非形成領域を増加させるためには、ＹＡＧレーザの照射領域をその分増やす必要が出てくる。その結果、単位面積当たりのＹＡＧレーザからのエネルギーが増加し、ガスが発生し、高分子フィルムとの間に気泡が発生してしまう虞がある。

特許文献１には、気泡の発生を抑制しつつ、このような金属層のセル状の形成領域を微細化させる技術は特段開示されていない。

また特許文献２には、合成樹脂からなる基材上に形成された金属層からなる中間層に対してレーザ光を照射することによりこれを気化させ、同じく金属層の形成領域と非形成領域を作る技術が開示されている。しかしながら。この特許文献２にも同様に気泡の発生を抑制しつつ、このような金属層のセル状の形成領域を微細化する技術は特段開示されていない。

実開昭５７−４１７３３号公報 特開２００７−２１７０４８号公報

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、電子レンジ加熱調理容器につき電子レンジで加熱する食品に対して焼き目や独自の食感を施したり、酸素バリア容器への独自の印字効果、特徴的な窓を設ける際に使用される積層体及びその製造方法、容器において、気泡の発生を抑制しつつ、このような金属層のセル状の領域を形成することが可能な積層体及びその製造方法、容器を提供することにある。

本発明者らは、上述した課題を解決するために、基材と表層の中間にアルミニウム蒸着層を挟持させた積層体において、上記基材は、アルミニウムの吸収波長を含むレーザ光が照射されることにより発生するガスを吸収し、又は透過させることを特徴とする積層体を発明した。

第１発明に係る積層体は、基材と表層の中間にアルミニウム蒸着層を挟持させた積層体において、上記基材は、アルミニウムの吸収波長を含むレーザ光が照射されることにより発生するガスを吸収し、又は透過させることを特徴とする。

第２発明に係る積層体は、第１発明において、上記アルミニウム蒸着層は、上記レーザ光が照射されることにより透明化された領域を含むことを特徴とする。

第３発明に係る積層体は、第２発明において、上記透明化された領域には、酸化アルミニウムが存在していることを特徴とする。

第４発明に係る積層体は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、上記基材により上記ガスを吸収し、又は透過させることにより、上記アルミニウム蒸着層と上記基材又は上記表層との間において気泡の発生が抑制されていることを特徴とする。

第５発明に係る積層体は、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、上記基材は、紙、不織布、多孔質体、多孔質材料を含有する樹脂の何れかで構成されていることを特徴とする。

第６発明に係る容器は、収容部を備え、上記収容部には、第１発明〜第５発明の何れかに記載の積層体が設けられていることを特徴とする。

第７発明に係る積層体の製造方法は、基材と表層の中間にアルミニウム蒸着層を挟持させた積層体の製造方法において、アルミニウムの吸収波長を含むレーザ光を上記アルミニウム蒸着層に対して照射し、上記照射したレーザ光により発生するガスを上記基材により吸収させ、又は上記基材を透過させことを特徴とする。

第８発明に係る積層体の製造方法は、第７発明において、紙、不織布、多孔質体、多孔質材料を含有する樹脂の何れかで構成されている上記基材により上記ガスを吸収させ、又は透過させることを特徴とする。

上述した構成からなる本発明によれば、特に電子レンジ加熱調理容器に適用する場合には、金属層の形成領域を微細化させることで、これを利用して電子レンジで食品を加熱調理することにより、特に焼き目のデザインのバリエーションの多彩化、微細化を実現することができ、またカリッとした食感を発揮させるための領域を形成することも可能となる。その結果、加熱調理する食品につき、今までとは異なる独自のクリスピー感を出すことも可能となる。また、本発明によれば、酸素バリア容器へ適用する場合には、金属層の形成領域又は非形成領域を介して独自の印字効果を発揮させることができ、また透明な非形成領域の形状や位置を制御することで特徴的な形状の窓を形成させることが可能となる。

本発明では、これと共に、照射したレーザ光により発生するガスを基材により吸収させ、又は透過させることができ、アルミニウム蒸着層と基材又は表層との間において、気泡の発生を抑制することが可能となる。この気泡の発生が抑制されることで、目視で確認した場合に視覚的な美観が損なわれるのを防止できる。

本発明を適用した積層体の積層構造を示す斜視図である。 本発明を適用した積層体の積層構造を示す他の斜視図である。 本発明を適用した積層体の製造方法について説明するための図である。 アルミニウム蒸着層に対してレーザ光を照射する例について説明するための図である。 レーザ光による照射領域を拡大した状態を示す図である。 非照射領域を互いに連続した形状で構成する例を示す図である。 レーザ光が照射された積層体の断面構成図である。 本発明を適用した積層体を容器に適用した例を示す斜視図である。 図８に示す容器に対して食品を収容し、電子レンジで加熱する態様について説明するための図である。

以下、本発明を適用した積層体について、図面を参照しながら詳細に説明をする。

本発明を適用した積層体１は、図１に示すように基材２と、この基材２上に積層されたアルミニウム蒸着層３と、アルミニウム蒸着層上に積層された表層４とを備えている。アルミニウム蒸着層３は、基材２と表層４との中間に挟持された状態となっている。

基材２は、例えば紙、不織布、ゼオライト、タルク、活性炭等を始めとした多孔質材料、多孔質材料を含有する樹脂、ガス透過性フィルム等で構成されている。基材２は、同一材料による単層で構成されていてもよいが、互いに異なる材料が２層以上に亘り積層されていてもよい。かかる場合には、図２に示すように、基材２の上層２１を上述した紙やゼオライト等で構成し、基材２の下層２２をポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料で構成するようにしてもよい。基材２の上層２１と下層２２は、押出しラミネート法によって下層２２を上層２１に積層してもよいし、接着剤を介して上層２１と下層２２を積層してもよい。

アルミニウム蒸着層３は、電子レンジ加熱調理容器に適用する場合において、電子レンジ内でマイクロ波を照射した場合に渦電流を流し、ジュール熱を発生させる役割を担い、食品に対して焼き目や独自の食感を施す。またアルミニウム蒸着層３は、酸素バリア容器に適用する場合において、外部からの視覚的な遮蔽効果を発揮する。このアルミニウム蒸着層３は、アルミ箔、アルミ合金等の金属箔等で構成されていてもよい。

このようなアルミニウム蒸着層３は、外部からＹＡＧ（イットリウムアルミニウムガーネット）レーザ光やＹＶＯ₄（バナジン酸イットリウム）レーザ光が照射された場合に透明を呈する酸化アルミニウムに変化する性質を持つことが判明した。

このアルミニウム蒸着層３の膜厚は、例えば１〜５００ｎｍであり、望ましくは５〜２００ｎｍで構成されていてもよい。

表層４は、例えばナイロン等のＰＡ樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂等からなり、単層、もしくはその複合多層により構成されている。表層４は、強度を補強する役割を担わせる場合には、一軸方向又は二軸方向に延伸された延伸フィルムにより構成してもよい。

次に、上述した構成からなる本発明を適用した積層体１の製造方法について説明をする。

先ず図３（ａ）に示すように、表層４にアルミニウム蒸着層３を蒸着させる。この蒸着はいかなる方法に基づくものであってもよいが、一例としては真空蒸着により積層させる方法を適用するものであってもよい。次に図３（ｂ）に示すように、この表層４に積層させたアルミニウム蒸着層３に対して基材２を接着剤５を介して接着する。この接着剤５としては、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリエステル、エポキシ樹脂等が使用される。また基材２を上層２１と下層２２で構成する場合には、上層２１としての紙や多孔質材料の底面から下層２２としてのＰＥＴ、ＰＥ等を形成させる。

次に、図４（ａ）に示すようにアルミニウム蒸着層３に対してレーザ光を照射する。この照射するレーザ光は、例えばＹＡＧレーザ光やＹＶＯ₄レーザ光等であり、少なくともアルミニウムの吸収波長帯域を含むことが前提となる。レーザ光の照射は、レーザ照射装置１０から出射されるレーザ光を積層体１に対して照射することにより行う。レーザ照射装置１０から出射されるレーザ光は、積層体１における表層４を透過してアルミニウム蒸着層３に照射させる場合を例に挙げて説明をする。かかる場合においても同様に基材２を透過したレーザ光がアルミニウム蒸着層３に到達することとなる。即ち、レーザ照射装置１０からのレーザ光の照射はアルミニウム蒸着層３に到達するものであれば、基材２の下側、或いは表層４の上側の何れかから透過させるようにしてもよい。

アルミニウム蒸着層３に対してレーザ光が照射された場合に、当該レーザ光はアルミニウムの吸収波長帯域を含むものであることから、アルミニウム蒸着層３自体がレーザ光を吸収する。その結果、アルミニウム蒸着層３は、隣接している接着層５中に存在している酸素と結合し、酸化アルミニウムに変化する。このとき、レーザ光の照射領域においては、アルミニウム蒸着層３が全て酸化アルミニウムに変化している場合や、アルミニウム蒸着層３の一部は酸化アルミニウムへ変化し、残りはアルミニウムが昇華してガス化している場合がある。ちなみに、この酸化アルミニウムは、透明を呈する。このため、レーザ光の照射領域はアルミニウム蒸着層３を酸化アルミニウムへと変化させることで透明化することが可能となる。換言すれば、レーザ光の照射領域を予め調整しておくことにより、アルミニウム蒸着層３を酸化アルミニウムに変化させて透明化する領域と、レーザ光を照射しないことによりアルミニウム蒸着層３をそのまま残存させる領域とを自在に割り当てることが可能となる。

図４（ｂ）の例では、レーザ光を平面視で格子状となるように照射している。これにより、アルミニウム蒸着層３上にレーザ光が照射された格子状の照射領域１１のみが酸化アルミニウムに変化して透明化し、照射領域１１を除く非照射領域については酸化アルミニウムに変化することなくそのままアルミニウム蒸着層３が残存することとなる。

図５は、このようなレーザ光による照射領域１１を拡大した状態を示している。透明を呈する酸化アルミニウムからなる照射領域１１が格子状とされていることから、周囲が照射領域１１に囲まれる非照射領域１２は、平面視で略矩形状からなる、アルミニウム蒸着層３が残存したセル状で構成される。具体的には、非照射領域１２において、セルの端部に向かうに従い、照射領域１１との境界がはっきりしないセル形状、換言すると端部周辺がグラデーション化しているセル形状で構成されている。図中の破線はグラデーション化していることを表している。即ち、アルミニウム蒸着層３は、このようなセル状の非照射領域１２が複数箇所に亘り形成された状態で仕上がることとなる。このようにレーザ光の照射領域を微細にコントロールすることにより、アルミニウム蒸着層３のセル状の非照射領域１２、又は照射領域１１を微細に調整することが可能となる。

なお、上述した実施の形態においては、非照射領域１２の形状を平面視で矩形状のセルで構成する場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではない。この非照射領域１２のセルの平面視の形状は、他の多角形、円形、楕円形等、いかなる規則的、又は不規則的な形状とされていてもよい。実際に非照射領域１２のセルの形状をコントロールするためには、照射領域１１をレーザ照射装置１０側において調整する必要がある。

また非照射領域１２は、周囲が照射領域１１に囲まれたセル状とされている場合に限定されるものではなく、図６に示すように互いに連続した形状とされていてもよい。図中の破線はグラデーション化していることを表している。

図７は、このようなレーザ光が照射された積層体１の断面構成図である。レーザ光の照射領域１１の近辺は、レーザ光の照射によりアルミニウム蒸着層３が酸化アルミニウムに変化するときに発生するエネルギーによって、例えばその近傍にある接着剤５が気化してガスが発生していると推察される。また、アルミニウム蒸着層３がレーザ光の照射により、アルミニウム自身が昇華してガスが発生しているとも考えられる。この発生したガスは、接着層５を通過して基材２に吸収される。これは、接着層５自体はガス透過性の素材からなっているため、発生したガスを透過している、もしくは、接着層５が気化することで層に亀裂が発生し、この亀裂をガスが通過していると推察される。基材２は紙や多孔質材料で構成されていることから発生したガスを内部に取り込んでこれを担持することができる。その結果、基材２は、この発生したガスを吸収させた吸収領域が内部に形成されることとなる。或いは、この発生したガスは、基材２を透過して外部に浸出する場合もある。更に、レーザ光を照射された領域において、表層４とアルミニウム蒸着層３とは、疑似接着状態となっている。

このようにして、発生したガスが何れも基材２により吸収され、又は基材２を透過する結果、アルミニウム蒸着層３と基材２又は表層４との間において、気泡の発生を抑制することが可能となる。換言すると、アルミニウム蒸着層３と基材２又は表層４との間に、気泡が無い積層体を得ることが可能となる。気泡の発生が抑制されることで、目視で確認した場合に視覚的な美観を損なうことがなくなる。

このようにして作製された積層体１は、いかなる用途に適用されるものであってもよいが、例えば図８に示すような容器７に適用されるものであってもよい。

容器７は、食品を収容するための収容部７１を備えている。この収容部７１における食品の収容面側に積層体１が形成されている。図８では、収容部７１における底面に積層体１を形成させた例を示している。収容部７１の底面において照射領域１１に囲まれた矩形状のセルとしての複数の非照射領域１２が点在している。

このような容器７を電子レンジ加熱調理容器に適用する場合には、図９に示すように食品８を収容し、電子レンジで加熱する。その結果、食品８に対して電子レンジからマイクロ波が照射され、食品８を構成する分子間に生じる摩擦熱を通じて加熱することが可能となる。

これと同時にマイクロ波がアルミニウム蒸着層３を透過する過程で過電流が流れ、ジュール熱が発生する。このアルミニウム蒸着層３は、セル状の非照射領域１２において蒸着アルミニウムが残存していることから、当該非照射領域１２から局所的にジュール熱が発生する。その結果、食品８における非照射領域１２の近接領域には、当該非照射領域１２から発せられたジュール熱が作用することとなり、集中的に加熱されるので、食品８にブラウニングと呼ばれる焼き目を与えたり、カリッとした独自の食感（クリスピー感）を与えることが可能となる。特に食品８に対してデザイン性に優れたブラウニングを施すことにより、意匠性にこだわった食品８に仕上げることができる。また、あえて局所領域にクリスピー感を発現させることにより、独自の歯ごたえを感じることができ、できあがる食品８の独自性、差別化を図ることが可能となる。

照射領域１１に囲まれた矩形状のセルとしての複数の非照射領域１２は、収容部７１の底面以外に形成されていてもよく、例えば収容部７１の内側面に形成されていてもよい。

また容器７を酸素バリア容器へ適用する場合には、照射領域１１又は非照射領域１２を介して独自の印字効果を発揮させることができ、また透明な照射領域１１の形状や位置を制御することで特徴的な形状の窓を形成させることが可能となる。

なお、容器７は食品、飲料を収容する以外のいかなる用途に適用してもよいことは勿論である。

本発明では、表層４としてＰＥＴを用いたが、アルミニウム蒸着層３を加熱できる程度の出力で照射したレーザ光を透過させることができるのであれば、他の樹脂素材を用いても良く、また別の樹脂層を積層した多層構造としても良い。

１ 積層体
２ 基材
３ アルミニウム蒸着層
４ 表層
５ 接着剤
７ 容器
８ 食品
１０ レーザ照射装置
１１ 照射領域
１２ 非照射領域
２１ 上層
２２ 下層
７１ 収容部

Claims (8)

1. 基材と表層の中間にアルミニウム蒸着層を挟持させた積層体において、
   上記基材は、アルミニウムの吸収波長を含むレーザ光が照射されることにより発生するガスを吸収し、又は透過させること
   を特徴とする積層体。
2. 上記アルミニウム蒸着層は、上記レーザ光が照射されることにより透明化された領域を含むこと
   を特徴とする請求項１記載の積層体。
3. 上記透明化された領域には、酸化アルミニウムが存在していること
   を特徴とする請求項２記載の積層体。
4. 上記基材により上記ガスを吸収し、又は透過させることにより、上記アルミニウム蒸着層と上記基材又は上記表層との間において気泡の発生が抑制されていること
   を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の積層体。
5. 上記基材は、紙、不織布、多孔質体、多孔質材料を含有する樹脂の何れかで構成されていること
   を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載の積層体。
6. 収容部を備え、
   上記収容部には、請求項１〜５の何れか１項に記載の積層体が設けられていること
   を特徴とする容器。
7. 基材と表層の中間にアルミニウム蒸着層を挟持させた積層体の製造方法において、
   アルミニウムの吸収波長を含むレーザ光を上記アルミニウム蒸着層に対して照射し、
   上記照射したレーザ光により発生するガスを上記基材により吸収させ、又は上記基材を透過させこと
   を特徴とする積層体の製造方法。
8. 紙、不織布、多孔質体、多孔質材料を含有する樹脂の何れかで構成されている上記基材により上記ガスを吸収させ、又は透過させること
   を特徴とする請求項７記載の積層体の製造方法。

Images