JP5109313B2

JP5109313B2 - 容器の蓋材

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Publication number: JP5109313B2
Application number: JP2006252203A
Authority: JP
Inventors: 哲哉長; 康晴杉山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2026-09-19
Also published as: JP2008074410A

Description

本発明は容器の蓋材に関するものである。

食品用の容器として、フランジ部を有した紙製の容器と、当該容器のフランジ部に熱融着された紙製の中蓋と、中蓋をさらに覆うプラスチック製の外蓋と、からなる容器が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この紙製の容器は、通常、防水等のためにポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等で覆われており、フランジ部の中蓋と接する表面にも樹脂が形成されている。容器の中蓋としては、紙基材における容器のフランジ部と接する面に、容器のフランジ部上面と接着できる材質、例えばポリプロピレンフィルムが形成されたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−１３７５号公報特開平３−６６５号公報

容器のフランジ部における、容器の紙基材の両端が重なっている部分には、微小な段差が生じる。上述の中蓋を容器のフランジ部に熱融着し、当該容器に圧力をかけた場合には、この段差部分における容器の紙基材と容器のポリエチレン樹脂等とが分離されやすくなり、内容物の漏れの原因にもなる。

そこで、本発明は、容器との密着性を向上させ、容器の基材の重なり部分においても剥がれにくい中蓋用の蓋材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の容器の蓋材は、紙の両面にポリエチレン系樹脂を積層した加工紙からなる容器にヒートシールされる蓋材であって、少なくとも紙からなる基材層、中間層、シーラント層が順次積層され、前記シーラント層が少なくとも二種類のポリエチレン樹脂からなる二層以上で構成されており、前記中間層に隣接する第１シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の融点が、前記容器と接する第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の融点よりも４℃以上高く、前記シーラント層は、前記第１シーラント層の層厚と、前記第２シーラント層の層厚と、の比が４：１〜１：１の範囲内であり、かつ、前記シーラント層全体の層厚が３０〜７０μｍであり、前記第１シーラント層を形成するポリエチレン樹脂のＭＦＲが７ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、かつ、前記第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂のＭＦＲが９〜４５ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にあり、さらに、前記第１シーラント層及び前記第２シーラント層を含む前記シーラント層が共押出ラミネーションにより前記中間層上に積層されることを特徴とする。

これによれば、融点の低い第２シーラント層は容器とのヒートシール時に早く溶融し、容器の段差部に流動して密封性を高める機能を有する。一方、第１シーラント層は容器とのヒートシール時にやや遅れて溶融するため、シーラントの過剰な流動を抑止し、いわゆるシール痩せによる封緘強度の低下を防止する。そのため、本発明の蓋材は、容器との密着性を向上させ、容器の基材の重なり部分においても剥がれにくくすることができる。

これによれば、蓋材のシーラント層をこのような層厚、層厚比とすることにより、容器の段差部分に接する部分における密封性・封緘性に優れ、容器との易開封性も得られる。

これによれば、蓋材のシーラント層の材料におけるＭＦＲを上記範囲内とすることにより、密封性・封緘性に優れ、蓋材を製造する際の加工適性も良好となる。
また、前記第１シーラント層及び前記第２シーラント層を含む前記シーラント層を共押出ラミネーションにより前記中間層上に積層することにより、他の各種方法に比べて蓋材の製造費用を削減することができる。

上記本発明の容器の蓋材において、前記第１シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の引張破壊応力が１２ＭＰａ以上であり、前記第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の引張破壊応力が１１ＭＰａ以下であり、かつ、前記蓋材の被着材となる紙容器に積層されたポリエチレン系樹脂の引張破壊応力よりも前記第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の引張破壊応力が低いことを特徴とする。

これによれば、蓋材やこれに接する容器におけるポリエチレン樹脂の引張破壊応力を上記範囲内とすることにより、容器から蓋材を剥がす際の易開封性が実現される。

本発明の容器の蓋材によれば、容器との密着性を向上させ、容器の基材の重なり部分においても剥がれにくくすることができる。

以下、本発明の容器の蓋材の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の容器の蓋材及びこれが設けられる容器の例を示す斜視図であり、図２は、容器のフランジ部における微小な段差を説明する側面図であり、図３は、本発明の容器の蓋材の断面図である。

図１に示すように、本発明の蓋材１２は、紙の両面にポリエチレン系樹脂を積層した加工紙からなる容器１１にヒートシールされる蓋材１２である。蓋材１２は容器１１におけるフランジ部１１ａに接着される。また、本発明の蓋材１２は、図１に示すように中蓋として好適に用いられ、さらに外蓋１３を設けることができる。なお、本発明の蓋材１２は、外蓋としても用いることができる。

図１における円く囲んだ部分の拡大側面図を図２に示すように、容器１１のフランジ部１１ａにおける、容器１１の紙基材の両端が重なっている部分には、微小な段差１１ｂが生じる。この段差部分１１ｂにおいては、通常、容器１１の紙基材と容器のポリエチレン系樹脂とが分離されやすくなり、内容物の漏れの原因にもなっている。これに対し、例えば、蓋材１２における容器１１と接するシーラント層を厚くすることにより段差部分１１ｂにおける密封性は向上するが、シール強度が強くなるため易開封性が著しく損なわれる。また、蓋材１２のシーラント層におけるポリエチレンの溶融流動性（ＭＦＲ）を高めることにより、段差部分１１ｂにおける密封性は向上するが、容器１１とのヒートシール時にシーラント層の樹脂が段差部分１１ｂ以外では過剰に流動するため、いわゆるシール痩せ現象を生じ封緘強度が低下する。

これらに対し、本発明のシーラント層２３における溶融温度を規定した蓋材１２を用いることにより、容器１１との密着性を向上させ、容器１１の基材の段差部分１１ｂにおいても剥がれにくくすることができる。

図３に蓋材１２の断面図を示すように、本発明の蓋材１２は、少なくとも紙からなる基材層２１、中間層２２、シーラント層２３が順次積層されている。各層について順に説明する。

まず、基材層２１は紙からなり、この紙は、蓋材を構成する基本素材となることから賦型性、耐屈曲性、剛性、腰、強度等を有するものを使用することができる。紙としては、例えば、主強度材であり、強サイズ性の晒または未晒の紙基材、あるいは、耐酸紙、純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙、ミルク原紙等の各種の紙基材を使用することができる。基材層２１は、これらの紙を複数層重ねたものであってもよい。また、紙は、坪量８０〜６００ｇ／ｍ^２程度、好ましくは坪量１００〜４５０ｇ／ｍ^２程度であり、厚さ１１０〜８６０μｍ程度、好ましくは１４０〜６４０μｍ程度のものを使用することができる。なお、紙基材には、例えば、文字、図形、記号、その他の所望の絵柄を通常の印刷方式にて任意に形成することができる。

中間層２２は、紙の基材層２１の強度を補強するものであり、開封時に蓋が破れたり、紙間剥離によるいわゆる膜残りを防止するために積層される。中間層２２は、通常、ポリエチレン系樹脂、ＰＥＴ等からなる。具体的に、中間層２２は、基材層２１側にありポリエチレン系樹脂からなる中間層２２１と、シーラント層２３側にありＰＥＴ等からなる中間層２２２と、からなる。中間層２２１の材料としては、後述する第１シーラント層２３１と同様の材料が用いられる。中間層２２２の材料としては、上記の機能を有するものであれば特に限定されないが、ＰＥＴ、ＯＰＰ、ＨＤＰＥ、ＥＶＯＨ等のフィルムが用いられる。また、バリア性を付与するためにアルミ箔、アルミ蒸着フィルム、シリカ蒸着フィルム等を用いることも可能である。

中間層２２全体の厚さも、特に限定されないが、通常、１６〜８０μｍ程度である。また、中間層２２１の厚さは、通常、１０〜６０μｍ程度であり、中間層２２２の厚さは、通常、６〜２０μｍ程度である。

基材層２１に中間層２２を積層する方法は、特に限定されないが、ＥＣ（エクストルージョンコーティング）によるポリサンドラミネーションや、ドライラミネーション、ウェットラミネーション等が用いられる。

シーラント層２３は、少なくとも二種類のポリエチレン系樹脂からなる二層以上で構成されている。図３に示すように、中間層２２に隣接する層を第１シーラント層２３１とし、容器１１と接する層を第２シーラント層２３２とする。

シーラント層２３に用いられるポリエチレン系樹脂としては、ポリエチレンの他にエチレン共重合体が用いられ、特に限定されないが、例えば以下に説明する材料が用いられる。第１シーラント層２３１のポリエチレン系樹脂としてはＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＥＭＡＡ等を用いることができる。第２シーラント層２３２のポリエチレン系樹脂としては、ＬＬＤＰＥ等が用いられ、後述する引張破壊応力の物性を満たすためには高圧法ＬＤＰＥが好適に用いられる。

本発明においては、第１シーラント層２３１を形成するポリエチレン樹脂の融点が、第２シーラント層２３２を形成するポリエチレン樹脂の融点よりも４℃以上高いことを特徴とする。各ポリエチレン樹脂の融点の差は、４℃以上であれば特に限定されないが、通常、上限値は２０℃程度であり、１０５〜１２５℃程度であることが好ましい。このポリエチレン樹脂の融点の測定方法としては、ＩＳＯ規格１１３５７−３に規定されるＤＳＣ法が用いられる。このように二つの層において融点の差があることにより、融点の低い第２シーラント層２３２は容器１１とのヒートシール時に早く溶融し、容器１１の段差部１１ｂに流動して密封性を高め、かつ、第１シーラント層２３１は容器１１とのヒートシール時にやや遅れて溶融するため、シーラントの過剰な流動を抑止し、いわゆるシール痩せによる封緘強度の低下を防止できる。なお、シーラント層２３は、二層以上であればよく、三層以上の場合には、第１シーラント層２３１側から第２シーラント層２３２側になるにつれて形成するポリエチレン樹脂の融点が低くなることが好ましい。

シーラント層２３の層厚は、全体の層厚が３０〜７０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは４０〜６０μｍ程度である。シーラント層２３の全体の層厚が３０μｍ未満であると密封性・封緘性が劣り、７０μｍを超えると易開封性が損なわれる。また、第１シーラント層２３１の層厚と、第２シーラント層２３２の層厚と、の比が４：１〜１：１の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは２：１〜４：３である。第１シーラント層２３１の層厚比が上記比よりも小さいとシール痩せにより封緘強度が低下し、第１シーラント層２３１の層厚比が上記比よりも大きいとカップ段差部１１ｂの密封性が期待できない。このときの第１シーラント層２３１のみの層厚は、１８〜５６μｍであり、第２シーラント層２３２のみの層厚は、６〜２８μｍである。

シーラント層２３のポリエチレン系樹脂におけるＭＦＲは、以下の範囲とすることが好ましい。第１シーラント層２３１を形成するポリエチレン系樹脂のＭＦＲは、７ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、下限値は特に限定されないが、通常、１ｇ／１０ｍｉｎ程度である。さらに、第１シーラント層２３１を形成するポリエチレン系樹脂のＭＦＲは、１〜７ｇ／１０ｍｉｎ程度が好ましい。また、第２シーラント層２３２を形成するポリエチレン系樹脂のＭＦＲが９〜４５ｇ／１０ｍｉｎの範囲内であり、１２〜２０ｇ／１０ｍｉｎ程度が好ましい。このポリエチレン系樹脂のＭＦＲの測定方法としては、ＪＩＳ規格Ｋ７２１０が用いられる。

第１シーラント層２３１のＭＦＲが７ｇ／１０ｍｉｎを超えると、樹脂流動性が高いため、容器１１とのヒートシール時にシール痩せを生じ封緘強度が低下するおそれがある。また、第２シーラント層２３２のＭＦＲが９ｇ／１０ｍｉｎ未満では十分な密封性が得られず、４５ｇ／１０ｍｉｎを超えると製膜、積層加工が困難となる。なお、第１シーラント層２３１と第２シーラント層２３２では、その材料のＭＦＲの差が５〜１９ｇ／１０ｍｉｎ程度あることが好ましい。

シーラント層２３における材料の引張破壊応力は、以下の範囲とすることが好ましい。第１シーラント層２３１のポリエチレン系樹脂の引張破壊応力は１２ＭＰａ以上である。この上限値は特に限定されないが、通常、１５ＭＰａ程度である。また、この引張破壊応力は、１２〜１５ＭＰａ程度であることが好ましい。第２シーラント層２３２のポリエチレン系樹脂の引張破壊応力が１１ＭＰａ以下である。この下限値は特に限定されないが、通常、９ＭＰａ程度である。また、この引張破壊応力は、９〜１１ＭＰａ程度であることが好ましい。さらに、蓋材１２の被着材となる紙容器１１に積層されたポリエチレン系樹脂の引張破壊応力よりも第２シーラント層２３２を形成するポリエチレン系樹脂の引張破壊応力が低くする。このポリエチレン系樹脂の引張破壊応力の測定方法としては、ＪＩＳ規格Ｋ７１６１、Ｋ７１６２が用いられる。

容器１１と直接ヒートシールされる第１シーラント層２３１におけるポリエチレン系樹脂の引張破壊応力を上記範囲内とすることにより、開封時に第２シーラント層２３２が容易に凝集破壊し、易開封性が実現される。また、第１シーラント層２３１及び被着体である容器１１におけるポリエチレン系樹脂の引張破壊応力をこれらに挟まれる第２シーラント層２３２よりも強くすることで、開封時の力が第２シーラント層２３２に集中するため、易開封性がより安定的に発現する。

シーラント層２３の形成方法は、特に限定されないが、多層インフレーション製膜等の公知の方法が用いられる。中間層２２上にシーラント層２３を積層する方法も、特に限定されないが、共押出ラミネーション、ドライラミネーション、タンデム押出ラミネーション等用いられる。特に、シーラント層２３の積層のために共押出ラミネーションを用いることは、蓋材１２の製造費用を削減することができ、好ましい。

ここで、蓋材１２には上述の各層以外の層を設けることも可能である。例えば、中間層２２２の代替として、アルミニウム蒸着ＰＥＴ、シリカ蒸着ＰＥＴ、ＯＰＰ等の材料に変更することができる。他の層を設ける場合にも、各種ラミネーション等の積層方法又は塗布方法が適用できる。また、各層を形成する前に、アンカーコートやコロナ処理等を行ってもよい。

蓋材１２の全体の層厚は特に限定されないが、上述の各層の厚さの範囲内で設定されることが好ましい。上記した蓋材１２は、紙からなる基材層２１の大きさに合わせて作製し、シート裁ち、打抜き加工して、容器に用いられる大きさにする。蓋材１２は、容器１１のフランジ部１１ａにヒートシールされて、容器１１を密封する。このヒートシール温度は、特に限定されないが、通常、２３０〜２６０℃程度である。

本発明の蓋材１２が設けられる容器１１は、特に限定されないが、略円柱形や図１に示すような略直方体形のカップ型等の形状が挙げられる。容器１１の内容物も、特に限定されず、乳製品、スナック菓子、ラーメン等の食品等を内容物とすることができる。

実施例及び比較例を示して本発明をさらに具体的に説明する。

（実施例１）
坪量２１０ｇ／ｍ^２の耐酸紙の一方の面に、厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムを対抗させ、インラインコロナ処理を施しながら、その層間を低密度ポリエチレン樹脂（Ａ）（密度０．９２３、メルトインデックス（ＭＦＲ）３．６）を使用し、厚さ１５μm押出しコートし、上記の耐酸紙（基材層）とバリア性を有する中間層を貼り合わせた。さらに、上記の耐酸紙と貼り合わせたＰＥＴ面側にＡＣ（アンカーコート）剤を施し、その面に上記と同様の低密度ポリエチレン樹脂（Ａ）（密度０．９２３、メルトインデックス（ＭＦＲ）３．６、融点１１１℃、引張破壊応力１３．３ＭＰａ）とそれよりも低融点、高ＭＦＲである低密度ポリエチレン樹脂（Ｂ）（密度０．９１８、メルトインデックス（ＭＦＲ）１４、融点１０６℃、引張破壊応力１０．０ＭＰａ）の樹脂を共押しし、積層体を作製した。低密度ポリエチレン樹脂の厚さ比は（Ａ）３５μm：（Ｂ）２０μmであった。以上の層構成を以下に示す。ＰＥ（Ｂ）が容器に接する面となる。
紙２１０ｇ／ｍ^２／（Ａ）ＰＥ１５μｍ／ＰＥＴ１２μｍ／（（Ａ）ＰＥ３５μｍ／（Ｂ）ＰＥ２０μｍ（低融点、ＭＦＲ＝１４））
製造した積層体を使用し、シート裁ち、打抜き加工し、蓋材を作製した。

また、容器本体について、以下の層構成の紙基材に、底紙を加えて胴貼りし、フランジプレス工程を経てカップ型に成形した。（Ａ）ＰＥは、上述の蓋材における（Ａ）ＰＥと同様の材料を用いている。
（Ａ）ＰＥ２０ｇ／ｍ^２／紙３００ｇ／ｍ^２／（Ａ）ＰＥ４０μｍ（内面）

（比較例１）
実施例１におけるシーラント層に（Ａ）ＰＥ一層のみを用い４５μｍとした他は、実施例１と同様にして比較例１の蓋材を作製した。この蓋材の層構成を以下に示す。
紙２１０ｇ／ｍ^２／（Ａ）ＰＥ１５μｍ／ＰＥＴ１２μｍ／（Ａ）ＰＥ４５μｍ

（評価方法及び評価結果）
実施例及び比較例の蓋材について、封緘強度試験、ピール強度試験を行なった。

各試験について、発酵乳を充填した容器本体に、シールヘッドを用いて蓋材をヒートシールした。その時の条件は、以下の通りである。この条件における容器フランジ巾、容器外径・内径サイズ、シールヘッド巾、シールヘッド外径・内径サイズを図４の容器の概略図に示す。図４の容器１１は、蓋材１２がヒートシールされた状態であり、蓋材１２における破線部分が容器１１の内径である。

シールヘッド圧力：３ｋｇ／ｃｍ^２
時間：１．０秒（×２回）
容器フランジ巾：４ｍｍ
容器外径サイズ（高さ省略）：１０７×８０ｍｍ（内径９９×７２ｍｍ）
シールヘッド巾：２ｍｍ
シールヘッド外径サイズ：１０３×７７ｍｍ（内径９９×７３ｍｍ）
蓋材サイズ：１０６×７９ｍｍ
Ｒ（蓋材、容器本体、シールヘッド）：２６

封緘強度試験は、蓋材がヒートシールされた容器を水没させて、容器と蓋材の間から空気漏れが発生した際の強度を測定した。各ヒートシール温度における測定結果を表１に示すように、実施例１は比較例１に比べて封緘強度が増しており、幅広い温度巾において封緘強度が高く、かつ、安定していた。また、実施例１の各例においてはフランジ部における不特定の位置で容器・蓋材間が破裂したように軽く音を立てて空気漏れが発生した。これに対し、比較例１の各例においてはフランジ部における段差部分から静かに空気が漏れた。なお、空気漏れが発生する際には、通常、容器におけるポリエチレン層直下の紙において剥離する。

ピール強度試験は、図４の蓋材１２の左下に示すように、蓋材１２にタブを設けた形状で容器１１にヒートシールし、当該タブを４５°上方に開封する際の力をプッシュプールゲージにて測定した。各ヒートシール温度における測定結果を表２に示すように、実施例１は比較例１に比べて接着力は弱く、開封が容易である。

（シーラント層のＭＦＲ比較における評価）
（比較例２〜６）
実施例１におけるシーラント層に（Ｂ）ＰＥ一層のみを用い４５μｍとした他は、実施例１と同様にして比較例２の蓋材を作製した。

実施例１におけるシーラント層に（Ｂ）ＰＥ一層のみを用い５５μｍとした他は、実施例１と同様にして比較例３の蓋材を作製した。

実施例１におけるシーラント層に低密度ポリエチレン樹脂（Ｃ）（密度０．９１８、メルトインデックス（ＭＦＲ）７、融点１０６℃、引張破壊応力１１ＭＰａ）一層のみを用い４５μｍとした他は、実施例１と同様にして比較例４の蓋材を作製した。

実施例１におけるシーラント層に（Ｃ）ＰＥ一層のみを用い５５μｍとした他は、実施例１と同様にして比較例５の蓋材を作製した。

実施例１におけるシーラント層に（Ａ）ＰＥ２８μｍ／（Ｃ）ＰＥ１７μｍ（比５：３）を用いた他は、実施例１と同様にして比較例６の蓋材を作製した。

（評価結果）
実施例１及び比較例１〜６について、上述の封緘強度試験と同様に封緘強度を測定した結果を表３に示す。実施例１は比較例１〜６に比べて封緘強度が増しており、幅広い温度巾において封緘強度が高く、かつ、安定していた。下線を引いた比較例２〜４のヒートシール温度２４０℃〜２６０℃においては、樹脂が流れすぎ、シール痩せが始まり、封緘強度が低下した。また、比較例１〜６においては、容器のフランジ部の段差部分から空気漏れが発生した。

（シーラント層の層厚比較における評価）
（実施例２）
実施例１におけるシーラント層に（Ａ）ＰＥ４０μｍ／（Ｂ）ＰＥ１５μｍ（比８：３）を用いた他は、実施例１と同様にして実施例２の蓋材を作製した。

（評価結果）
実施例１、２について、上述の封緘強度試験と同様に封緘強度を測定した結果を表４に示す。実施例１、２は幅広い温度巾において封緘強度が高く安定していた。

本発明の容器の蓋材及びこれが設けられる容器の例を示す斜視図である。容器のフランジ部における微小な段差を説明する側面図である。本発明の容器の蓋材の断面図である。実施例の評価方法を説明する容器及び蓋材の概略図である。

符号の説明

１０容器全体
１１容器
１１ａ容器のフランジ部
１１ｂ容器の段差部分
１２蓋材（中蓋）
１３蓋材（外蓋）
２１基材層
２２中間層
２３シーラント層
２３１第１シーラント層
２３２第２シーラント層

Claims

紙の両面にポリエチレン系樹脂を積層した加工紙からなる容器にヒートシールされる蓋材であって、
少なくとも紙からなる基材層、中間層、シーラント層が順次積層され、
前記シーラント層が少なくとも二種類のポリエチレン樹脂からなる二層以上で構成されており、
前記中間層に隣接する第１シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の融点が、前記容器と接する第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の融点よりも４℃以上高く、
前記シーラント層は、前記第１シーラント層の層厚と、前記第２シーラント層の層厚と、の比が４：１〜１：１の範囲内であり、かつ、前記シーラント層全体の層厚が３０〜７０μｍであり、
前記第１シーラント層を形成するポリエチレン樹脂のＭＦＲが７ｇ／１０ｍｉｎ以下であり、かつ、前記第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂のＭＦＲが９〜４５ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にあり、
さらに、前記第１シーラント層及び前記第２シーラント層を含む前記シーラント層が共押出ラミネーションにより前記中間層上に積層されることを特徴とする蓋材。
前記第１シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の引張破壊応力が１２ＭＰａ以上であり、前記第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の引張破壊応力が１１ＭＰａ以下であり、かつ、前記蓋材の被着材となる紙容器に積層されたポリエチレン樹脂の引張破壊応力よりも前記第２シーラント層を形成するポリエチレン樹脂の引張破壊応力が低いことを特徴とする請求項１に記載の蓋材。