JP6171338B2

JP6171338B2 - 深絞り容器用底材

Info

Publication number: JP6171338B2
Application number: JP2012285365A
Authority: JP
Inventors: 貴裕下野
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014124911A

Description

本発明は、深絞り用包装材料に関するものであり、更に詳しくは、ハム、ソーセージ、それらのスライス製品、チ−ズ等の乳加工製品、半生菓子、ケ−キ類、サラダ、野菜等の農産物、水産物、その他の食品等を充填包装するのに適する深絞り容器用底材に関するものである。

従来、上記分野における深絞り容器の積層フィルム包装材料は、台紙代わりとなる蓋材の方に印刷がなされ、成形、充填される底材の方は無地が多く、底材側に文字や絵柄が要求される場合は、ラベル貼りで済ますケースが多かった。
底材の深絞り成形、充填、蓋材とのシールは、深絞り充填シール機によって、インラインで行われるが、これまで底材には印刷の無いものが多く、底材に関しては印刷見当を配慮する必要がなく、テンションコントロール機構のない深絞り充填シール機が使用されており、底材を一定のピッチ長さだけ流れ方向に間歇的に送るだけでよかったので、深絞り容器用の底材には、無延伸ポリプロピレン、無延伸ナイロン等から成る真空圧空成形性の良い積層フィルムが使用されてきた。

最近になって、店頭で製品の正面になる容器の底材側にも印刷が要求されるようになると、底材と蓋材の印刷見当、底材の印刷と成形型、底材の印刷とヒートシール型との見当が問題になってきた。そこで、この問題を従来の深絞り充填シール機をそのまま使用して解決しようとすると、少なくとも底材の文字や図柄の印刷ピッチ寸法精度が充分に確保されていることが前提条件となってくる。
しかるに、前述の成形性の良好な無延伸ポリプロピレンフィルムを印刷基材とする積層材では、印刷ピッチ寸法安定性が悪く、底材として必要な印刷ピッチ寸法精度が得られない。そこで、印刷ピッチ寸法安定性の良い１６μｍ以上のポリエチレンテレフタレートフィルムを印刷基材として採用すると、見当問題は解決するが、こんどは成形性が悪くなり、浅絞りしかできず、容器中央部で、たとえば１５ｍｍを越える深さの深絞り成形品を得るのは難しいと言う問題があった。

これに対して、特許文献１および特許文献２においては、従来の深絞り充填シール機を使用して、深絞り成形が可能で、かつ、深絞り成形容器の前記各部の見当精度が確保できる底材が提案されている。
この提案では、深絞り容器底材に用いる積層体の最外層に、融点が２１０〜２２４℃の範囲にあり、かつ印刷ピッチ寸法精度が±０．１％の範囲にある変性ポリエステル系樹脂フィルム層を積層してなり、印刷ピッチ寸法精度が±０．１％の範囲の印刷ピッチ寸法安定性と真空圧空成形による深絞り成形性を同時に満足することを特徴とする深絞り容器底材によって上記の問題が解決するとされているが、通常の延伸ＰＥＴフィルムよりも低融点の特殊な変性ポリエステル系樹脂フィルムを用いることにより材料単価が高くなり、絞り適性がやや劣るものとなっていた。
さらに保型性を改良した特許文献３の提案においては上記の欠点がより顕著なものとなっている。

特許第３１５０２３０号公報特許第３１９１１５５号公報特許第２８０８２６２号公報

本発明の目的は、従来の深絞り充填シール機を使用して深絞り成形が可能で、かつ、深絞り成形容器の各部の見当精度が確保できる安価なポリエステル系樹脂フィルムを使用した深絞り容器用底材を提供することである。

最外層の印刷基材として、これまでにも寸法安定性のよいポリエチレンテレフタレートフィルムを使用する試みもなされてきたが、融点が汎用性プラスチックの中でも２５０〜２６５℃と特に高く、これが真空圧空成形性を阻害していた。そこで、ポリエチレンテレフタレートに代わって融点が４０〜５０℃低いテレフタール酸、イソフタール酸とエチレングリコールの共重合体である変性ポリエステル系樹脂フィルムを印刷基材とすることによってこの問題を解決しようとしたが、高価な変性ポリエステル系樹脂フィルムの使用がコスト上の問題になっていた。

そこでまず、印刷ピッチ寸法精度が±０．１％の範囲にあり、融点が２４０℃〜２６５℃の範囲にあるポリエステル系樹脂フィルムについて深絞り容器用底材の積層体最外層に配置するフィルムとしての適性について、深絞り適性と関連の深い加熱収縮率の評価をおこなった。
サンプルとしてはポリエステル系樹脂フィルム１（東洋紡：ＥＴ５１０：１４μｍ）およびポリエステル系樹脂フィルム２（東洋紡：ＤＥ０１２：１８μｍ）、比較対照としては、変性ポリエステル系樹脂フィルム（東レフィルム加工：Ｆ８６５：１６μｍ）を用いた。処理温度は８０℃〜１４０℃、処理時間は１０分とした。結果は表１に示した。

この結果、ポリエステル系樹脂フィルム１では変性ポリエステル系樹脂フィルムとほぼ同等の熱収縮率が、ポリエステル系樹脂フィルム２では変性ポリエステル系樹脂フィルムをはるかに上回る熱収縮率が得られた。
一般的な延伸ＰＥＴフィルム１２μｍ（東洋紡：Ｅ５１００）の加熱収縮率は１５０℃３０分で流れ方向に１．４％、幅方向に０．２％であるから、深絞り適性に関しては（優）ポリエステル系樹脂フィルム２＞＞変性ポリエステル系樹脂フィルム≧ポリエステル系樹脂フィルム１＞＞一般的な延伸ＰＥＴフィルム（劣）のような関係が期待できる。このような考えに基づいて検討を進めた結果、本発明の深絞り容器用底材に到達した。

上記課題を解決するための本発明の請求項１に係る深絞り容器用底材は、最外層から順にポリエステル系樹脂フィルム層、印刷層、酸素バリア層、耐ピンホール性と強度を付与する強度層、シーラント層を積層した積層体からなる深絞り容器用底材であって、
前記ポリエステル系樹脂フィルム層の融点が２４０〜２６５℃の範囲であり、１２０℃、１０分間の条件で加熱したときの収縮率がフィルムの流れ方向で１％以上、幅方向で０．５％以上であり、前記積層体の印刷ピッチ寸法精度が±０．１％の範囲にあることを特徴とする深絞り容器用底材である。

本発明の深絞り容器用底材は、深絞り容器の底材側にも各部の見当精度の良好な多色印刷を可能とし、印刷スペースが増えたことで、商品のデザイン効果は高まり、商品のイメ
ージアップ、店頭における訴求効果も良くなり、更に、内容表示量を増やす事で消費者により的確な情報提供が可能となる等の効果を発揮するものである。
さらに本発明の深絞り容器底材は従来の深絞り充填シール機を用いて上記の効果を有する深絞り容器を高価な材料をなるべく使用しないで安価に製造することを可能にしたものである。

深絞り容器上面図（Ａ）およびそのＡ−Ａ’線断面略図（Ｂ）。本発明に係る深絞り容器用底材の一例の積層構成図。深絞り容器用底材面付図の一例。深絞り充填シール機の工程図。

本発明に係る深絞り容器を必要に応じて図面を参照してさらに詳しく説明する。
本発明の深絞り容器用底材を用いた深絞り容器の一例の外観は図１（Ａ）に示されるように中央部に内容物を充填する成形部（５）を有し、周辺の斜線部（３）において、蓋材（１）と底材（２）がヒートシールされ、上部にハンガー陳列用のパンチホール（６）を
有している。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面であり、点線（７）は底材の深絞り成形が充分でない状態を示している。

印刷ピッチ寸法安定性と深絞り成形性を同時に満足させる安価な底材用の積層材を得ることが本発明の要旨であり、以下本発明による深絞り容器底材の積層構成と素材について順次説明する。
図２で示されるように、本発明による深絞り容器底材の積層構成は外面から、ポリエステル系樹脂フィルム層（８）／印刷層（９）／接着剤層（１０）／酸素バリアー層（１１）／強度層（１２）／シーラント層（１３）となっている。なお、酸素バリアー層と強度層の順を入れ換えてもよい。

深絞り容器底材の積層法については、前記ポリエステル系樹脂フィルムに裏刷りを行い、一方で、酸素バリアー層、強度層、シーラント層を共押出し法でラミネートして３層からなる積層体を構成し、該積層体の酸素バリアー層側で該ポリエステル系樹脂フィルムの印刷面とドライラミする。なお、前記３層共押出しにおいて、酸素バリアー層を中間層としてもよい。また、該ポリエステル系樹脂フィルムの印刷面とドライラミする積層体は既製の多層フィルムを用いてもよい。

最外層には印刷基材として、これまでに寸法安定性のよいポリエチレンテレフタレートフィルムを使用する試みもなされてきたが、融点が汎用性プラスチックの中でも２５０〜２６５℃と特に高く、かつ、加熱収縮率が小さいために、これが真空圧空成形性を阻害していた。そこで、ポリエチレンテレフタレートに代わって融点が４０〜５０℃低いテレフタール酸、イソフタール酸とエチレングリコールの共重合体である変性ポリエステル系樹脂を印刷基材とするによって加熱収縮率をある程度大きくすることが出来て成形性も改良されてきていた。

さらに本発明の深絞り容器底材においては高融点でも加熱収縮率の大きなポリエステル系樹脂フィルムを用いることによって成形性の改良効果をより安価な材料で達成することに成功した。
このポリエステル系樹脂フィルム（８）は、融点が２４０〜２６５℃の範囲にあり、１２０℃、１０分間の条件で加熱したときの収縮率がフィルムの流れ方向で１％以上、幅方向で０．５％以上で、かつ、印刷ピッチ寸法精度が±０．１％の範囲にあるポリエステル系樹脂フィルムである。

印刷層（９）は前記印刷基材（ポリエステル系樹脂フィルム）の裏面にグラビア印刷等によって設けられるもので、印刷基材への接着性、後工程、すなわちドライラミネーション適性も考慮して、ポリアミド系、アクリル系、ポリウレタン系等の中から最適なものを使用することができる。

接着剤層（１０）は前記印刷されたポリエステル系樹脂フィルム（８）の印刷面と別途用意されている酸素バリアー層（１１）、強度層（１２）、シーラント層（１３）からなる３層フィルムの酸素バリアー層面を接着するもので、一般にウレタン系２液反応型接着材が使用される。すなわち、ポリエステル類、一部ウレタン変性ポリエステル類、ポリエーテル類、変性エーテル型ポリエステル類などの主剤成分に対して、硬化剤として、プロピレントルイレンジイソシアナート、プロピレンヘキサメチレンジイソシアナート等のイソシアナート類が混合されて使用される。

酸素バリアー層（１１）は食品包装には不可欠なもので、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリルが一般的に使用されるが、特にエチレンビニルアルコール共重合体は酸素バリアー効果にすぐれ、深絞り成形性もよく、焼却時有害ガスを発生しないことから、好適に使用される。

強度層（１２）は積層材に引っ張り強度、引き裂き強度のほか、突き刺し強度を与え、さらに成形によって薄肉化された部分のピンホールの発生を防ぐ為に使用され、また深絞り成形性にも優れている必要性から無延伸ナイロンが好適に使用される。

シーラント層（１３）は蓋材との良好な熱接着を行う為のものであり、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、アイオノマー、エチレン酢酸ビニル共重合体等が使用されるが、低温シール性、深絞り成形性があり、さらに積層材にソフトな感触を与えるものとして、エチレン酢酸ビニル共重合体が好適に使用される。

以上のような個々の素材によって底材の積層体は構成されているが、該底材に印刷ピッチ寸法安定性を与えているのは、最外面の前記ポリエステル系樹脂フィルム（８）である。
このフィルムの裏面には、図３に示すような多面付けのレイアウトで多色グラビア印刷が行われ、該フィルム両端にはレジスターマーク（１４）が同時に印刷され、多色刷りの見当合わせと、ピッチ寸法管理に使用される。
成形、ヒートシールは一般にワンショット６面付でなされるため、底材は流れ方向に製品２個分だけ送られるので、このピッチ寸法Ｐを作業管理基準としている。これまでの経験あるいは実績からいってＰ寸法精度は前述の目標精度である±０．１％の範囲に納まることが必要である。

次に、本発明に係るよる深絞り容器用底材を用いた成形、充填、シール工程を、図４を用いて説明する。
先ず、底材（２）は底材供給ロール（１５）より巻き取り状で供給され、加熱部（１６）で加熱され、直ちに成形金型（１７）で真空圧空成形が行われる。次に充填部（１８）にて、内容物を充填後、真空・シール部（２０）で、蓋材供給ロール（１９）から供給される蓋材フィルム（１）と合体し、脱気とシールが殆ど同時に行われ、最後にカッター（２１）により製品サイズにカットされる。以上の工程で、底材（２）は機械的に流れ方向に定められた印刷ピッチ寸法に合わせて、一定の長さだけ間欠的に送られる。

この場合、もし底材の印刷ピッチ寸法にバラツキがあれば底材（２）の印刷パターンは正確な成形及びシール位置に停止することが困難となり、結果として印刷と成形位置、印
刷とシール位置の見当は狂いが生じてくる。また蓋材印刷との見当も合わせにくくなる。
尚、蓋材と底材の印刷見当は特に目に付きやすく、大きく狂ってくると見苦しい製品となる。従って、蓋材側には、テンションコントロール機構を備えている。
蓋材の印刷ピッチ寸法は底材よりやや少なく設定されていて、光電管２２で底材が正位置にきたことをキャッチしたら、底材は静止し、直ちに蓋材に約１００Ｋｇのテンションをかけて蓋材ピッチを伸ばして底材ピッチに合わせてからシールする自動見当合わせ方式がとられている。

次の積層構成からなる深絞り容器用底材を製造し深絞り充填シール機を用いた成形、充填、シールをおこなった。

＜実施例１＞
ポリエステル系樹脂フィルム１４μｍの裏面に図３で示すような６面付けのレイアウトでポリウレタンインキによる多色グラビア印刷を行い基材１を作成した。図３におけるＰ寸法は６００ｍｍとした。
この印刷面に２液性ポリウレタン接着剤を用いて基材２として多層フィルム８０μｍ（住友ベークライト：ＣＥＬ−Ｄ４５４８）を積層して深絞り容器用底材を製造した。
最外層のポリエステル系樹脂フィルムには、東洋紡のポリエステル系樹脂フィルムＥＴ５１０を使用した（表２）。
印刷ピッチ寸法精度の指標として６００ｍｍピッチに対する印刷流れ方向変化（ｍｍ）および、深絞り成形性の指標として成形金型中心での絞り深さ（ｍｍ）を測定した。結果は表３に記載した。

＜実施例２＞
ポリエステル系樹脂フィルム１８μｍの裏面に図３で示すような６面付けのレイアウトでポリウレタンインキによる多色グラビア印刷を行い基材１を作成した。図３におけるＰ寸法は６００ｍｍとした。
この印刷面に２液性ポリウレタン接着剤を用いて基材２として多層フィルム８０μｍ（住友ベークライト：ＣＥＬ−Ｄ４５４８）を積層して深絞り容器用底材を製造した。
最外層のポリエステル系樹脂フィルムには、東洋紡のポリエステル系樹脂フィルムＤＥ０１２を使用した（表２）。
印刷ピッチ寸法精度の指標として６００ｍｍピッチに対する印刷流れ方向変化（ｍｍ）および、深絞り成形性の指標として成形金型中心での絞り深さ（ｍｍ）を測定した。結果は表３に記載した。

＜比較例１＞
変性ポリエステル系樹脂フィルム１６μｍの裏面に図３で示すような６面付けのレイアウトでポリウレタンインキによる多色グラビア印刷を行い基材１を作成した。図３におけるＰ寸法は６００ｍｍとした。
この印刷面に２液性ポリウレタン接着剤を用いて基材２として多層フィルム８０μｍ（住友ベークライト：ＣＥＬ−Ｄ４５４８）を積層して深絞り容器用底材を製造した。
最外層のポリエステル系樹脂フィルムには、東レフィルム加工の変性ポリエステル樹脂フィルムＦ８６５（融点２１０〜２２４℃）を使用した（表２）。
印刷ピッチ寸法精度の指標として６００ｍｍピッチに対する印刷流れ方向変化（ｍｍ）および、深絞り成形性の指標として成形金型中心での絞り深さ（ｍｍ）を測定した。結果は表３に記載した。

＜比較例２＞
一般ポリエステル樹脂フィルム１２μｍの裏面に図３で示すような６面付けのレイアウ
トでポリウレタンインキによる多色グラビア印刷を行い基材１を作成した。図３におけるＰ寸法は６００ｍｍとした。
この印刷面に２液性ポリウレタン接着剤を用いて基材２として多層フィルム８０μｍ（住友ベークライト：ＣＥＬ−Ｄ４５４８）を積層して深絞り容器用底材を製造した。
最外層の一般ポリエステル樹脂フィルムには、東洋紡の延伸ポリエステル樹脂フィルムＥ５１００を使用した（表２）。
印刷ピッチ寸法精度の指標として６００ｍｍピッチに対する印刷流れ方向変化（ｍｍ）および、深絞り成形性の指標として成形金型中心での絞り深さ（ｍｍ）を測定した。結果は表３に記載した。
印刷流れ方向変化の許容幅は±０．６ｍｍ（±０．１％）、成形金型中心での絞り深さの目標値は１３ｍｍ以上である。

表３の結果によれば、実施例１、２および比較例１、２のいずれの層構成の深絞り容器底材もその印刷ピッチの流れ方向の変化は６００ｍｍピッチに対して０．６ｍｍ以下であり許容範囲の±０．１％以内にある。また、深絞り成形性の指標となる成形深さは実施例１、２および比較例１では成形金型中心部での深さ１３ｍｍ以上あり深絞り成形性をも備えていることを示している。これに対して一般的な延伸ＰＥＴフィルムを用いた比較例２においては成形金型中心部での深さが４ｍｍしかなく深絞り成形性がほとんどないことを示している。
比較例１の底材は深絞り成形性と印刷ピッチ寸法精度は満たしているが、成形性を向上させるために材料に変性ポリエステル樹脂を使用することによって製造コストの上昇を招いてしまう側面があり低融点であることの物性的な耐性範囲の不安と相俟って改良が期待されていたものである。
以上の比較テストで明らかなように、本発明は深絞り容器底材の印刷ピッチ寸法安定性と深絞り成形性を同時に満足させる安価な底材の供給を可能としたものである。

本発明に係る深絞り成形容器用底材によれば、底材の印刷ピッチ寸法精度は、±０．１％以内に入り、結果として、成形、充填、シール時の各部分の見当精度不良によるトラブルはなくなり、各部の見当のあった良好な深絞り成形品が得られた。一方、深絞り成形性も大幅に改善され、これまでと同一成形条件で、目標値である成形中央部での型の深さ以上の絞り深さをクリアーできただけでなく、金型キャビティーに近い形状に成形することもできるようになった。

本発明の深絞り容器用底材は，スライスハム、ソーセージのポーションパック等の食品の包装の他に薄型製品、部材の包装に利用できるものである。

１…蓋材
２…底材
３…ヒートシール部
４…底材成形部の印刷
５…成形部
６…パンチホール
７…不十分な成形
８…最表面のポリエステル系樹脂フィルム層
９… 印刷層
１０…接着剤層
１１…酸素バリアー層
１２…強度層
１３…シーラント層
１４…レジスターマーク
１５…底材供給ロール
１６…加熱部
１７…成形部
１８…充填部
１９…蓋材供給ロール
２０…脱気・シール部
２１…カッター
２２…光電管
Ｐ…印刷ピッチ管理用寸法

Claims

最外層から順にポリエステル系樹脂フィルム層、印刷層、酸素バリア層、耐ピンホール性と強度を付与する強度層、シーラント層を積層した積層体からなる深絞り容器用底材であって、
前記ポリエステル系樹脂フィルム層の融点が２４０〜２６５℃の範囲であり、１２０℃、１０分間の条件で加熱したときの収縮率がフィルムの流れ方向で１％以上、幅方向で０．５％以上であり、前記積層体の印刷ピッチ寸法精度が±０．１％の範囲にあることを特徴とする深絞り容器用底材。