JP2021160759A - 成形容器用の金属ラミネート包材、成形容器、包装体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は金属ラミネート包材(10)の一態様であり、ポリプロピレンを含む熱融着性樹脂層(10a)、着色剤を含む被着色接着剤層(10b)、バリア層(10c)、接着剤層(10d)及び保護樹脂層(10e)を順次積層した複合シートである。但し接着剤層(10d)は任意である。
熱融着性樹脂層(10a)は、単層又は多層であってよい。多層の場合、層数は通常2〜5、好ましくは2〜3であればよく、同一種のポリプロピレンよりなるフィルム又はシートを複数積層したものであってよいし、異種のポリプロピレンフィルム乃至シートを積層したものであってもよい。また、一又は二以上のポリプロピレンフィルム乃至シートと、一又は二以上の他のポリオレフィン(低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等)よりなるフィルム乃至シートとを任意の順序で組み合わせたものであってよい。また、熱融着性樹脂層(10a)が多層の場合において、最表層をホモポリプロピレンで構成すると、内容物(3)として後述の食品のうち例えばカレールーやコンビーフのように強く着色した油脂含有食品が接触しても成形容器(1)の内面に色移りが生じ難い。
熱融着性樹脂層(10a)の厚みは特に限定されず、金属ラミネート包材(10)の成型性や成形容器(1)の強度等を考慮すると、全体の厚みが通常200μm〜500μm、好ましくは200μm〜300μmであればよい。
接着剤としては、ポリウレタン樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ポリオレフィン樹脂系接着剤及びエラストマー系接着剤等が挙げられ、コストや金属ラミネート包材(10)の成形性等を考慮するとポリウレタン樹脂系接着剤が好ましく、特に二液硬化型ポリエーテル-ウレタン樹脂系接着剤及び/又は二液硬化型ポリエステル-ウレタン樹脂系接着剤が好ましい。硬化剤としては、例えば多官能イソシアネートや多官能エポキシ化合物、多官能オキサゾリン化合物、ケチミン化合物等が挙げられる。
着色剤としては、顔料及び/又は染料が挙げられる。顔料としては、二酸化チタン、亜鉛華、グロスホワイト、パライト、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、沈降性シリカ、エアロジル、タルク、アルミナホワイト、マイカ、合成ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、カーボンブラック、マグネタイト、ベンガラ等の有機系若しくは無機系の顔料を例示できる。また、染料としては、アントラキノン系染料、アゾ系染料及びキノリン系染料等を例示できる。これらの中でも、被着色接着剤層(10b)の遮光性を考慮すると顔料が好ましく、コストを加味すると無機顔料がより好ましい。また、成形容器(1)の内面における後述の検査光(26a)の均一な拡散反射に配慮すると二酸化チタンが一層好ましい。被着色接着剤層(10b)における着色剤の含有量と大きさ(平均一次粒子径)は特に限定されず、順に通常0.5〜40重量%、通常0.1〜5μmであるが、被着色接着剤層(10b)の遮光性や、ポリプロピレン層(10a)とバリア層(10c)との接着性等を考慮すると、好ましくは順に2〜10重量%、0.5〜3μmである。
被着色接着剤層(10b)の厚みは特に限定されず、通常0.5〜10μm、好ましくは1〜6μmである。
バリア層(10c)の片面又は両面には、下記(i)、(ii)及び(iii)よりなる群より選ばれる一種の化成処理液を、クロム付着量(片面当たり)が通常0.1〜50mg/m2、好ましくは2〜20mg/m2となるよう塗工して、下地層を形成してもよい。
(i)リン酸と、クロム酸及びクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物と、フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物とを含む水-アルコール溶液
(ii)リン酸と、クロム酸及びクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物と、アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂とを含む水-アルコール溶液
(iii)リン酸と、アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂と、クロム酸及びクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物と、フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物とを含む水-アルコール溶液
バリア層(10c)の厚さ(下地層の厚みを除く。)は特に限定されず、バリア性と成形性を考慮すると、通常40〜300μm、好ましくは80〜200μmである。
図2に、成形容器(1)の一態様の断面図と、CCDカメラ方式の画像検査装置(2)による検査システムの平面図とを示す。
前記成形加工手段としては、張り出し成形及び深絞り成形等のプレス成形が挙げられる。深絞りで図2の成形容器(1)を作製する場合には、例えば、成形容器(1)の開口(11)と同形の開口を有するしわ抑え台と、該成形容器(1)の収容部と同形の凹部を有する可動雌型と、該成形容器(1)の収容部と同形の凸部を有する可動雄型とを有する成形装置において、所定寸法にカットした金属ラミネート包材(10)を前記しわ抑え台の上面に、その中心が可動雄型(ダイ)中心線に在るようにセットし、同包材(10)の上方から可動雌型を降下させることによって同包材(10)を挟持するとともに、可動雄型を下方から上昇させて深絞りを行う。次いで、可動雌型を上昇させるとともに可動雄型を下降させ、成形容器を取り出し、その開口外周部をトリミングすることによって、所望形状の成形容器(1)が得られる。
成形容器(1)の形状は図2のものに限定されず、用途やデザインに応じ適宜設定できる。例えば開口(11)は円形、楕円形及び多角形等であってよいし、フランジ部(12)は円環状、楕円環状及び多角環状等であってよいし、側壁(13)は円柱状や多角柱状であったり、テーパー状であったり、エンボス加工が施されていたりしてもよいし、底壁(14)は開口(11)と同様に円形、楕円形及び多角形等であってよい。段差(15)は省略できる。また、成形容器(1)の寸法も特に限定されず、図2のそれの場合には、例えばフランジ部(12)の幅が通常3〜10mm、開口(11)の直径(R)と容器深さ(D)との比(D/H)が通常0.2〜0.8である。また、成形容器(1)の全体形状は、図2のようなカップ状に限られず、例えばトレイ状であってもよい。
内容物(3)としては、食品又は非食品が挙げられる。食品としては、例えばカレールー、パスタソース、シチュー、デミグラソース、魚加工食品(鮪、鯖、秋刀魚及び鰯等の油漬けや煮物等)、ピーナツバター、肉加工品(コンビーフ、スパム等)などの動植物油を含む油脂含有食品が挙げられ、半固形状又は固形状であってよい。油脂含有食品以外の食品として、例えばゼリー、ジャム、ヨーグルト、チーズ、飲料等の液状又は半固形状の加工食品を例示できる。非食品としては、例えば接着剤や化粧品等が挙げられる。
蓋(4)は、内容物(3)を収容した成形容器(1)の開口(11)周縁に熱融着させられる部材であり、所定のラミネート包材(40)で構成される。
ラミネート包材(40)は、例えば、所定の保護樹脂層(40a)、金属箔層(40b)、強化層(40c)、及び熱融着性樹脂層(40d)をこの順番で積層したものである(図示略)。ただし、金属箔層(40b)と強化層(40c)はいずれも任意であり、省略できる。
保護樹脂層(40a)は、蓋(4)の最外面を形成する層であり、各種公知の合成樹脂を特に制限なく使用できる。具体的には、例えば、延伸ポリエチレンテレフタレート、延伸ポリアミド及び延伸ポリプロピレン等の延伸フィルムが挙げられる。保護樹脂層(40a)は、同一又は異なる合成樹脂を任意の順序で一又は二以上組み合わせた複層あってもよい。保護樹脂層(40a)は前記オーバーコート剤で構成してもよい。保護樹脂層(40a)の厚みは特に制限されず、包装体(5)の耐久性や耐衝撃性、耐候性等の観点より、通常1〜30μm、好ましくは2〜25μmである。
任意の金属箔層(40b)は、成形容器(1)に収容する内容物(3)を、ガス、水蒸気及び光等から保護するためのバリア層として機能する。金属箔としては前記したものや、アルミニウム硬質箔(H18材)を使用できる。金属箔層(40b)の片面又は両面には前記下地層を形成してもよい。金属箔層(40b)の厚みは特に制限されず、水分、ガス及び光のバリア性やシール性の観点より、通常5〜40μmである。
任意の強化層(40c)は、各種公知の合成樹脂で構成されており、金属箔層(40b)と熱融着性樹脂層(40d)との間に介在させることで、蓋(4)の強度を向上できる。該合成樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン及び二軸延伸ナイロン等が挙げられる。強化層(40c)の厚みは特に制限されず、包装体(5)の耐久性や耐衝撃性等の観点より通常5〜30μmである。
熱融着性樹脂層(40d)は、成形容器(1)のフランジ部(12)の上面を構成する被着色熱融着性樹脂層(10a)にヒートシールさせられる層であり、各種公知の熱可塑性樹脂で構成できる。具体的には、例えば、ホモポリプロピレン、ポリ(エチレン-プロピレン)ランダム共重合体、ポリエチレン-ポリプロピレンブロック共重合体、酸変性ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリビニルアルコール、アイオノマー樹脂及びアクリル系共重合樹脂が挙げられる。熱融着性樹脂層(40d)の厚みは特に制限されず、通常10〜100μmである。
ラミネート包材(40)は、例えばドライラミネート法や押し出しラミネート法、ヒートラミネート法などで作製できる。ドライラミネート法の場合には前記接着剤を使用できる。ラミネート包材(40)を所望の形状に加工することにより蓋(4)が得られる。蓋(4)の形状は特に限定されず、例えば、成形容器(1)のフランジ部(12)と同形又は相似形であればよい。
蓋(4)には、任意に開封用タブ(41)を設けてよい。開封用タブ(41)の大きさや形状は特に限定されず、例えば半円形や三角形、四角形であってよい。
図4は包装体(5)の一態様の斜視図であり、蓋(4)の一部が仮想的に剥離されており、内容物(3)を看取できる。包装体(5)の製造法は特に限定されず、例えば、所定形状の成形容器(1)に内容物(3)を所定量収容した後、フランジ部(12)の上面に所定形状の蓋(4)を重ね、所定温度に加熱した環状ヒートシーラーを所定位置に所定圧力で所定時間押し当て熱封緘することにより、所望の包装体(5)が得られる。熱封緘により、蓋(4)下面と、成形容器(1)のフランジ部(12)の上面との間には環状の熱融着帯(X)が形成される。
実施例1
120μm厚のアルミニウム箔(JIS H4160のA8079-O材)の両面に、リン酸、ポリアクリル酸、クロム(III)塩化合物、水及びエタノールよりなる化成処理液を、クロム付着量が片面当たり10mg/m2となるよう塗工し、150℃で30秒間乾燥させることによって、下地層を有する処理アルミニウム箔を作製した。次に、処理アルミニウム箔の片面に、着色剤を含まない二液硬化型ポリエステル-ポリウレタン系接着剤(硬化剤:多官能イソシアネート)を3μm厚で塗工した後、4.5μm厚のランダムポリ(エチレン-プロピレン)フィルム、21μm厚のブロック(ポリエチレン-ポリプロピレン) フィルム及び4.5μm厚のランダムポリ(エチレン-プロピレン)フィルムよりなる合計30μm厚の無着色無延伸ポリオレフィン複合フィルムを貼り合わせた。次に、処理アルミニウム箔のもう一方の面に、二液硬化型ポリエステル-ポリウレタン系接着剤(硬化剤:多官能イソシアネート)に平均一次粒子径1μmの二酸化チタンを含有量が5重量%となるよう分散させた白色接着剤を3μm厚で塗工した後、着色剤を含有しない300μm厚の無着色ホモポリプロピレンフィルムを貼り合わせ、40℃で8日間ヒートエージングすることにより、アルミラミネート包材Aを作製した。
実施例1のアルミラミネート包材Aにおいて、前記300μm厚の無着色ホモポリプロピレンフィルムに代えて、着色剤を含有しない250μm厚の無着色ホモポリプロピレンフィルム及び50μm厚のランダムポリ(エチレン-プロピレン)フィルムよりなる合計300μm厚の複合フィルムを用いた他は同様にして、アルミラミネート包材Bを作製した。
実施例1において、前記白色接着剤を、着色剤を含まない二液硬化型ポリエステル-ポリウレタン系接着剤(硬化剤:多官能イソシアネート)に変更した他は同様にして、アルミラミネート包材Cを作製した。
実施例1において、前記300μm厚の無着色ホモポリプロピレンフィルムを300μm厚の低密度ポリエチレンフィルムに置換するとともに、前記白色接着剤を、着色剤を含まない二液硬化型ポリエステル-ポリウレタン系接着剤(硬化剤:多官能イソシアネート)に変更した他は同様にして、アルミラミネート包材Dを作製した。
アルミラミネート包材Aを、着色ホモポリプロピレンフィルムが内面となるように市販のプレス金型機にセットし、絞り成形を行い、フランジ部をトリミングすることによって、口径66mmφ、底径57mmφ、高さ26mm及びフランジ幅7mmのカップ状成形容器Aを作製した。アルミラミネート包材B〜Dについても同様にして、同寸法のカップ状成形容器B〜Dを作製した。
成形容器A〜Dの形状合否判定を、図2で示すCCDカメラ方式の市販画像検査装置(オムロン(株)製、画像処理システムFZシリーズ)を用い、以下の手順で行った。結果を表1に示した。
(1)成形容器Aに、ドーム状の照明器具を被せた。該器具の頂点付近には、CCDカメラ挿入孔において、CCDカメラが装着されていた。
(2)照明器具底部のフランジ部上面のLED素子より発せられ、該照明器具内面で反射させられた検査光(白色光)を、成形容器Aの開口上方より照射させた。
(3)成形容器A内面からの再反射光を、CCDカメラで受光し、画像作成装置で受光画像データを作成した。
(4)受光画像データの平均L値(明度)が75以上であれば合格(○)であり、それ未満であれば不合格(×)とした。尚、「L値」とは、L*a*b*色差(CIE1976)における明度指数である。
(5)図3(a)に成形容器Aの出力画像を、図3(b)に成形容器Cの出力画像を示した。後者画像は、フランジ部、側壁部及び底壁部における陰影差が著しいため、リファレンスとなる成形容器との形状照合が困難と考えられた。尚、成形容器Bの出力画像は図3(a)と同様であり、成形容器Dの出力画像は図3(b)と同様であった。
成形容器Aに、市販のレトルトカレールー(ハウス食品(株)製 プロクオリティビーフカレー(登録商標) 中辛)から具材を除いたものを、容器開口付近に達するまで注入し、蓋をして、2週間常温で放置した後、カレールーを除去し、水で軽く洗浄して内面を拭いてから、色移りの状態を、着色なし(○)、やや着色あり(△)、強く着色(×)の三段階で目視評価した。成形容器B〜Dについても同様の評価を行った。結果を表1に示した。
(1)成形容器、(11)開口、(12)フランジ部、(13)側壁、(14)底壁、(15)段差
(2)画像検査装置
(2a)照明装置、(21a)反射フード、(22a)CCDカメラ挿入孔、(23a)投光用開口、(24a)フランジ部、(25a)LED光源、(26a)検査光
(2b)画像処理システム、(21b)レンズ、(22b)CCDカメラ、(23b)画像処理装置
(3)内容物
(4)蓋材、(41)開封用タブ
(5)包装体
(X):熱融着帯
Claims (4)
- 成形容器用の金属ラミネート包材であって、
前記成形容器の内面を構成するポリプロピレンを含む熱融着性樹脂層と、
着色剤を含む被着色接着剤層と、
金属箔よりなるバリア層と、
合成樹脂よりなる保護樹脂層とを順次積層してなる、
金属ラミネート包材。 - 前記熱融着性樹脂層が多層構成であって、その最表層がホモポリプロピレン層である、請求項1の金属ラミネート包材。
- 請求項1又は2の金属ラミネート包材を、前記熱融着性樹脂層が内面となるように成形してなる、カップ状の成形容器。
- 請求項3の成形容器に内容物を収容し、その開口周縁に、下面が熱融着性樹脂よりなる蓋材を熱融着させてなる、包装体。
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