JP4812072B2 - 電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材 - Google Patents

Description

本発明は、安価で成形加工し易いポリスチレンを主体とした電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材に関し、さらに詳しくは、ポリスチレンに耐油性を付与するために耐油性のあるポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、アモルファスポリエチレンテレフタレートフィルム等を積層した電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材に関するものである。

食品を電子レンジで加熱した際、油分の含まない食品は１００℃、油分を少量含むものは１２０℃、油分の多い食品は油分の部分が発熱して１６０℃位になる。したがって、電子レンジで加熱する容器の食品と接触する層は、耐油性と耐熱性が必要となる。

ところで、ポリスチレンシートを主層とした電子レンジ容器は、ポリスチレンに耐油性が無いので、食品との接触層に耐油性のあるポリプロピレンフィルムを用いており、裏印刷したポリプロピレンフィルムにポリスチレンフィルムをドライラミネート加工して積層フィルムを形成し、この積層フィルムのポリスチレンフィルム層と、ポリスチレンシート層とを熱貼合で積層している。

すなわち、従来の電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材の層構成としては、ポリプロピレンフィルム層／インキ層／ドライラミネート接着剤層／ポリスチレンフィルム層／発泡耐熱ポリスチレンシート層であり、このような積層材を真空または真空・圧空成形機で成形し、耐熱・耐油性のある電子レンジ用容器を成形している。

また、主層となるポリスチレンシート層としては、耐熱性を付与するために無水マレイン酸で変性した耐熱ポリスチレン樹脂等が用いられ（特許文献１、２、３参照）、さらにブタンガスや炭酸ガス等で７〜８倍にガス発泡した発泡耐熱ポリスチレンシートが用いられている。また、容器の外側に美粧性を与えるために、裏印刷されたポリスチレンフィルムを発泡耐熱ポリスチレン層に熱貼合している。

特開平６−２２０１４０号公報 特開平１１−１２４１８号公報 特開２００１−２９４７２号公報

しかしながら、従来の積層材の積層構成では、加工工程が長く、余分なフィルムを使用しなければならずコストが高くなる。特に、ポリプロピレンフィルムにドライラミネート加工するポリスチレンフィルムは、主層の耐熱ポリスチレンシートをポリプロピレンフィルムに積層するためにだけに積層しているもので、この工程を省ければ、ドライラミネート材料代、ポリスチレンフィルム代、ドライラミネートの反応硬化に要するエージングのための場所、エネルギー（４０℃〜６０℃）、時間（２〜４日）のコストが削減でき、大巾なコストダウンとなる。

本発明は以上の問題点を解決し、主層である耐熱ポリスチレンシート層を熱貼合するためのポリスチレンフィルムを省いて、ドライラミネート工程を省略することにより、安価で、かつ製造工程が簡単な電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材を提供することを目的とする。

本発明者らは上述した課題を解決すべく鋭意研究した結果、第一の方法として、裏印刷された食品接触層の印刷面に、グラビア印刷機で主層の耐熱ポリスチレンシート層に熱で接着する接着剤をコートし、この食品接触層と耐熱ポリスチレンシート層とを熱貼合することにより、ポリスチレンフィルムを省き、ドライラミート工程を省略出来ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

また、第二の方法として、食品接触層であるポリプロピレンフィルムを製膜する時に、ポリプロピレンフィルムと耐熱ポリスチレン樹脂シートの両方に熱接着出来る接着樹脂を用い、共押出法でポリプロピレンフィルム層／接着樹脂層の２層構成の積層フィルムを製膜し、この積層フィルムに裏印刷を施した後、耐熱ポリスチレンシート層と熱貼合することにより、ポリスチレンフィルムを省き、ドライラミート工程を省略出来ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

第一の発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材は、食品接触層／インキ層／接着剤層／耐熱ポリスチレンシート層からなるとともに、該接着剤層が食品接触層、インキ層及び耐熱ポリスチレンシート層と接着するウレタン系のビヒクルをベースにアクリル系のビヒクルを混合した接着剤からなり、熱貼合により積層されていることを特徴として構成されている。

第一の発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材においては、耐熱ポリスチレンシート層が接着剤層を介して食品接触層に積層されているので、食品接触層にポリスチレンフィルムをドライラミネート加工する必要がないものである。

まず、第一の発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材について説明する。

食品接触層は、耐油性を付与するためのもので、耐熱性及び成形加工に追従して伸びることが出来れば、特に限定されない。例えば、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、アモルファスポリエチレンテレフタレートフィルムがあり、ポリエチレンフィルムは１２０℃までの耐熱性があり、ポリプロピレンフィルムとアモルファスポリエチレンテレフタレートフイルムは１６０℃までの耐熱性がある。したがって、ポリエチレンフィルムは油分を含まない食品と油分を少量含む食品に用いることができ、ポリプロピレンフィルムとアモルファスフイルムは油分の多い食品まで全ての食品に用いることができる。

食品接触層の厚みは、１０〜１００μｍが好ましく、１５〜５０μｍがより好ましい。食品接触層の厚みが１０μｍより薄いと、成形加工の際、伸びた部分に極端に薄い部分が出来たり、切れたりする恐れがあり、また、１００μｍより厚いと、コスト的に割高となる。

食品接触層には裏印刷が施されてインキ層が形成されている。印刷は、油性グラビア印刷と水性グラビア印刷のどちらでも良いが、インキ中のビヒクルが、顔料を食品接触層に固着させることが出来るように、食品接触層に接着する必要がある。食品接触層がポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム又はアモルファスポリエチレンテレフタレートフイルムの場合は、ウレタン樹脂系のビヒクルを含むインキを用いる。

インキ層には接着剤層が積層されている。この接着剤層は、インキ層及び食品接触層と耐熱ポリスチレンシート層とを接着積層するためのものである。すなわち、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、アモルファスポリエチレンテレフタレートフィルム等に印刷したフィルムは、インキのビヒクルがウレタン系の樹脂であるので、インキ層の部分がポリスチレンと接着が悪く、また、図柄でインキ層のない部分はポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、アモルファスポリエチレンテレフタレートフイルム等が露出しており、これらのフィルムはポリスチレンとは接着しない。したがって、耐熱ポリスチレンシートを食品接触層に熱貼合出来ない。そこで、熱貼合できるように、グラビア印刷ロール等により、接着剤層を全面に形成するものである。

接着剤層に用いる接着剤は、ポリスチレンシート、インキのビヒクルのウレタン系樹脂、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、アモルファスポリエチレンテレフタレートフィルムに接着する接着剤が選ばれる。例えば、ウレタン系のビヒクルをベースにアクリル系のビヒクルを混合したり、他のポリスチレンに接着する成分を混合したりする。

このような接着剤をグラビアロールで塗布するには、接着剤を、油性グラビア印刷の場合にはメチルエチルケトン、酢酸エチルエステル、トルエン等を混合した油性溶媒に、水性グラビア印刷の場合には水とエタノール等を混合した水性溶媒に溶かし、通常のインキの印刷と同様に行なって塗布する。

耐熱ポリスチレンシート層は、通常の一般的なポリスチレンでは電子レンジ容器としては耐熱性が不足する場合があるので、ポリ（メタ）アクリル・スチレンの共重合体や無水マレイン酸・スチレンの共重合体等の耐熱性が大きい樹脂から成るシートが好ましい。また、ブタンガス等のガス発泡で７〜８倍に発泡させた発泡シートは、断熱性が大きいので電子レンジ容器としては無発泡のシートより好ましい。

耐熱ポリスチレンシート層の厚みは、無発泡シートの場合、０．２〜１．０ｍｍが好ましく、０．３〜０．８ｍｍがより好ましい。シートの厚みが０．２ｍｍ未満では容器としての保形性がなく、１．０ｍｍを超えるとコスト高になる。発泡シートの場合は、０．３ｍｍ〜３．０ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍがより好ましい。０．３ｍｍ未満では容器の保形性が難しく、また断熱性も失なわれてくる。３．０ｍｍを超えるとコスト高になる。

上述した食品接触層／インキ層／接着剤層からなる積層フィルムと、耐熱ポリスチレンシートとを熱貼合により積層して、食品接触層／インキ層／接着剤層／耐熱ポリスチレンシート層からなる電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材を作製する。熱貼合の方法は、特に限定されず、従来使用されている方法を採用することができる。

また、容器の外側に美粧性を与えたい場合には、通常の一般的なポリスチレンフィルムにアクリル系のビヒクルを用いたインキで裏印刷し、その印刷面を耐熱ポリスチレンシート層に熱貼合することができる。

次に、第二の発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材について説明する。

ポリプロピレンフィルム層は、耐油性を付与するためのもので、耐熱性及び成形加工に追従して伸びることが出来るものである。このポリプロピレンフィルム層に接着樹脂層が積層されており、接着樹脂層は、ポリプロピレンフィルムと耐熱ポリスチレンシートとを接着積層するためのものである。接着樹脂層は、Ｔダイ法又はインフレーション法による共押出法、若しくはポリプロピレンフィルムに接着樹脂をＴダイによって押し出す押出ラミネート法により形成することができる。

このような接着樹脂としては、ポリプロピレンとポリスチレンの両方に接着することが必要で、ポリオレフィン樹脂に接着のために特殊な官能基を導入した樹脂が用いられ、共押し出し用としては、商品名「アドマー」（三井化学製）や「モデイックＡＰ」（三菱化学製）が上げられ、Ｔダイによる押出ラミネート用としては、商品名「ＣＭＰＳ」（三井デュポンケミカル製）や「メルセンＭ」（東ソー製）や「デイツクサーム」（大日本インキ化学工業製）が挙げられる。

ポリプロピレンフィルム層の厚みは、上述した食品接触層の場合と同様に、１０〜１００μｍが好ましく、１５〜５０μｍがより好ましい。

接着樹脂層の厚みは、接着の機能を果せばコスト面から薄い方が良いが、５μｍ以下の場合、共押出法では均一に製膜することが難しく、また、押出ラミネート法でも膜切れが起って全体的にラミネート出来ない恐れがある。したがって、薄くとも５μｍ以上であることが好ましい。

接着樹脂層に印刷が施されてインキ層が形成されている。印刷は、油性グラビア印刷と水性グラビア印刷のどちらでも良いが、インキ中のビヒクルが、ポリスチレンと接着できるようにアクリル系のビヒクルであることが好ましい。

なお、耐熱ポリスチレンシート層は、上述した第一の発明の場合と同様である。

以上のように、ポリプロピレンフィルム層／接着樹脂層／インキ層からなる積層フィルムは、インキ層及び図柄でインキ層の無い部分は接着樹脂層が露出しているが、両層ともポリスチレンと接着するので、熱貼合により接着積層することができる。したがって、ポリプロピレンフィルム層／接着樹脂層／インキ層からなる積層フィルムと、耐熱ポリスチレンシート層とを熱貼合により積層して、ポリプロピレンフィルム層／接着樹脂層／インキ層／耐熱ポリスチレンシート層からなる電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材を作製する。

［実施例１］
食品接触層としてのポリプロピレンフイルム（厚み：３０μｍ）にコロナ放電処理を行なって濡れ指数を４２ｄｙｎｅ／ｃｍ以上とした。このポリプロピレンフィルムのコロナ放電処理を行った面に、サカタインクス（株）製油性グラビア印刷インキ「ラミオールマークIIIＲグレード」（ウレタン系ビヒクル、ラミオール硬化剤３％添加）により多色印刷を行ないインキ層を形成した。

次に、サカタインクス（株）製接着剤「ＸＧＬ−３７００ＯＰコート剤改」（ウレタン系ビヒクルとアクリル系ビヒクルの混合）を、サカタインクス（株）製希釈溶剤「ＸＧＬ‐３７００」で希釈し、所定の粘度（ザーンカップＮｏ．３：１６秒）に調整して接着剤を調製した。この接着剤を、ポリプロピレンフィルムのインキ層面に、グラビアロール（１７５線、版深３０μｍ）で塗布し接着剤層を形成した。

これらのポリプロピレンフィルム層、インキ層及び接着剤層からなる積層フィルムと、ブタンガスで７倍に発泡させた耐熱発泡ポリスチレンシート（厚み：０．７ｍｍ）とを熱貼合により積層させた。

すなわち、実施例１は、図１に示すように、ポリプロピレンフィルム層（食品接触層）１、インキ層２、接着剤層３及び耐熱発泡ポリスチレンシート層４からなる層構成となっている。

熱貼合には図４に示す熱貼合装置を用いた。図４において１１は耐熱発泡ポリスチレンシートロール、１２はポリプロピレンフィルム層１、インキ層２及び接着剤層３からなる積層フィルムロール、１３はヒータ、１４は加熱ロール、１５はニップロール、１６は電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材ロールである。このような熱貼合装置において、耐熱発泡ポリスチレンシートロール１１より耐熱発泡ポリスチレンシートを繰り出すとともに、積層フィルムロール１２より積層フィルムを繰り出し、耐熱発泡ポリスチレンシートはヒータ１３で加熱された後加熱ロール１４に送られ、積層フィルムと重ねられて熱貼合され、電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材が形成される。形成された電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材は電子レンジ雪成形用ポリスチレン積層材ロール１６に巻き取られる。

加工速度：４０ｍ／ｍｉｎ
耐熱発泡ポリスチレンシートの予備加熱：９０℃（表面温度）
加熱ロールの温度：１２０℃
積層フィルムの熱ロール接触距離：５０ｃｍ（０．７５秒接触）
ニップ圧：６ｋｇ−ｃｍ

［実施例２］
食品接触層としてのアモルファスポリエチレンテレフタレートフイルム（厚み：３０μｍ）にコロナ放電処理を行なってぬれ指数を４２ｄｙｎｅ／ｃｍ以上とした。このアモルファスポリエチレンテレフタレートフィルムのコロナ放電処理を行った面に、サカタインクス（株）製油性グラビア印刷インキ「ラミオールマークIIIＲグレード」（ウレタン系ビヒクル、ラミオール硬化剤３％添加）により多色印刷を行ないインキ層を形成した。

次に、サカタインクス（株）製接着剤「ＸＧＳ−１７００ＲＥ−２」（ウレタン系ビヒクルとアクリル系ビヒクルの混合）を、サカタインクス（株）製希釈溶剤「Ｌ溶剤２」で希釈し、所定の粘度（ザーンカップＮｏ．３：１６秒）に調整して接着剤を調製した。この接着剤を、アモルファスポリエチレンテレフタレートフィルムのインキ層面に、グラビアロール（１７５線、版深３０μｍ）で塗布し接着剤層を形成した。

これらのアモルファスポリエチレンテレフタレートフィルム、インキ層及び接着剤層からなる積層フィルムと、ブタンガスで７倍に発泡させた耐熱発泡ポリスチレンシート（厚み：０．７ｍｍ）とを熱貼合により積層させた。

すなわち、実施例２は、図２に示すように、アモルファスポリエチレンテレフタレートフィルム層（食品接触層）５、インキ層２、接着剤層３及び耐熱発泡ポリスチレンシート層４からなる層構成となっている。
なお、熱貼合装置及び条件は、実施例１と同様である。

［ラミネート強度］
実施例１の電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材におけるポリプロピレンフィルムと耐熱性発泡ポリスチレンシート間のラミネート強度、実施例２の電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材におけるアモルファスポリエチレンテレフタレートフィルムと耐熱性発泡ポリスチレンシート間のラミネート強度を試験した。結果を表１に示す。

ラミネート強度の試験方法：
電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材を１５ｍｍ幅に切断し、接着部分を手で剥離し、剥離した部分の双方を定速引張り試験機の上下のチャックに固定する。初期チャック間を５０ｍｍとし、３００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で未剥離部分を水平に保ちながらＴ型剥離を行った。

［容器成形試験］
実施例１及び実施例２の電子レンジ容器整形用ポリスチレン積層材を用い、口径１６ｃｍ巾、深さ５ｃｍのどんぶり状容器を成形した。成形にはスピーマー（株）製直空成形機「１６００Ｄ型」を用いて下記の条件で行なった。

ヒータ温度（片面）：２５０℃
シート温度：１３０℃
加熱時間：８秒
金型温度：８０℃

実施例１と実施例２を用いて得られた容器は、どちらの容器も光沢があり、印刷のゆがみや浮き、またデラミによる剥れ等もなく美粧性に優れたものであった。このように両実施例の電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材は、容器成形に充分耐えられる優れたものである。

［実施例３］
耐熱ポリプロピレン樹脂層／ポリプロピレン樹脂層／接着樹脂層の三層から構成されたサントックス（株）製、「サントックス‐ＭＰＤＬ０１」（厚み：２５μｍ）の接着樹脂層面に、サカタインクス（株）製油性グラビア用インキ「ＸＧＳ−３０００」（アクリル系ビヒクル）を用いて多色印刷を行ないインキ層を形成した。

これらの耐熱ポリプロピレンフィルム層、ポリプロピレンフィルム層、接着樹脂層及びインキ層からなる積層フィルムと、ブタンガスで７倍に発泡させた耐熱発泡ポリスチレンシート（厚み：０．７ｍｍ）とを熱貼合により積層させた。

すなわち、実施例３は、図３に示すように、耐熱ポリプロピレンフィルム層６、ポリプロピレンフィルム層７、接着樹脂層８、インキ層２及び耐熱発泡ポリスチレンシート層４からなる層構成となっている。
なお、熱貼合装置及び条件は、実施例１と同様である。

［ラミネート強度］
実施例３の電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材におけるポリプロピレンフィルムと耐熱性発泡ポリスチレンシート間のラミネート強度を測定したところ、４１０ｇ／１５ｍｍ巾であり、充分なラミネート強度を有することが確認された。ラミネート強度の試験方法は実施例１と同様である。

［容器成形試験］
実施例３の電子レンジ容器整形用ポリスチレン積層材を用い、口径１６ｃｍ巾、深さ５ｃｍのどんぶり状容器を成形した。成形装置及び成形条件は、実施例１と同一である。

得られた容器は光沢があり印刷のゆがみや浮き、またデラミによる剥れ等もなく美粧性に優れたものであった。このように実施例３の電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材は、容器成形に充分耐えられる優れたものである。

本発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材の一実施形態の層構成を示す部分断面図 本発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材の一実施形態の層構成を示す部分断面図 本発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材の一実施形態の層構成を示す部分断面図 本発明による電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材を製造する熱貼合装置の概略図

符号の説明

１…ポリプロピレンフィルム層
２…インキ層
３…接着剤層
４…耐熱ポリスチレンシート層
５…アモルファスポリエチレンテレフタレートフィルム層
６…耐熱ポリプロピレンフィルム層
７…ポリプロピレンフィルム層
８…接着樹脂層

Claims (2)

1. 食品接触層／インキ層／接着剤層／耐熱ポリスチレンシート層からなるとともに、該接着剤層が食品接触層、インキ層及び耐熱ポリスチレンシート層と接着するウレタン系のビヒクルをベースにアクリル系のビヒクルを混合した接着剤からなり、熱貼合により積層されていることを特徴とする電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材。
2. 前記食品接触層が、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム又はアモルファスポリエチレンテレフタレートフイルムであることを特徴とする請求項１記載の電子レンジ容器成形用ポリスチレン積層材。

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