JPH0225316A - 積層体からなる容器素材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野り 本発明は、樹脂材料の積層体からなる容器およびその製
造方法に関する。とくに本発駄は、ガスバリヤ−性を有
する容器およびその製造方法に関する。

〔従来技術〕

食品の容器は、食品を収容した状態で、常温のままの流
通および長期間の保存に際しても内部の食品に悪影響が
なく、かつ食品を容器に収容したままで加熱調理および
電子レンジによる調理が可能であることが望まれる。ま
た、レトルト食品用の容器は、食品充填後のレトルト殺
菌の際の高温多湿の条件にも支障なく耐え得るものでな
ければならない。さらに、容器材料としては、価格およ
び容器製造の容易さから樹脂材料が望ましい。

従来、樹脂製の食品用容器の製造方法として、シート材
料からの加熱成形、パリソンからのブロー成形、溶融樹
脂の射出成形などが採用されている。食品用の容器は、
内部に収容される食品に対する無害性、内部の液体やガ
ス体の外部への流出または外部からのガスの浸透などを
阻止するバリヤー性、容器形状を保つ形状保持性などの
緒特性が要求されるところから、それぞれの特性に適合
した複数の材料の層を積層して構成することが望ましい
。そして、この積層材料の容器の製造にはシート材料か
らの加熱成形方法が適している。

従来広く使用されている方法としては、ポリスチレン樹
脂やＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂のシートの加熱成
形方法があるが、充分なガスバリヤ−性が得られないた
め用途が限定される。ガスバリヤ−性を付与する方法と
して金属箔の両側にポリプロピレン樹脂を積層したシー
トを形成し、該シートを成形する方法があるが、金属箔
を使用するため浅い絞りのトレーに限られ、カップ、ボ
ール状の深絞りは不可能である。又、電子レンジ調理が
不可能である。ポリ塩化ビニリデン系共重合、エチレン
ビニルアルコール共重合などのポリマー材料は、延伸状
態でガスバリヤ−性が向上することが知られており、こ
の種の樹脂材料の層を上述の金属箔に代えてガスバリヤ
−層として使用する試みもなされている。この材料を容
器の製造に使用する場合、延伸状態を維持するためには
成形を該樹脂材料の軟化状態で行わなければならない。

しかし、このように成形を樹脂材料の軟化状態で行うと
、両側の樹脂層も同様に軟化状態で成形されることにな
るため、成形後の形状維持のために設けられる両側の樹
脂層の高温下での形状維持特性が悪くなり、食品の熱間
充填やレトルト殺菌に際して熱のために容器が変形する
、という問題が生じる。したがって従来は、成形を樹脂
材料の溶融状態で行う方法が採用されてきたが、この方
法ではバリヤー層の材料の延伸状態が維持できず、材料
の特性を利用したガスバリヤ−性を十分に利用できなく
なる。

〔発明が解決しようとする問題点９ 本発すは、延伸状態でガスバリヤ−性が向上する特性を
備えたポリマー材料を容器のバリヤー層として使用する
場合に、延伸状態を容器成形後も維持するために成形を
該樹脂材料の軟化状態で行うと、容器が後に高温に曝さ
れた時に変形を生しる、という上述の問題を解決するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明の方法においては、
熱可塑性樹脂材料により形成された内層および外層の間
に、延伸によりガスバリヤ−性が高められる性質の樹脂
材料により構成されたバリヤー層を挟んだ積層体をドラ
イラミネート法により形成し、この積層体の外層の外側
に、熱可塑性樹脂材料と無機材料との混合物からなる剛
性層と熱可塑性樹脂材料からなる表面層とを、剛性層が
積層体の外層に面するように共押し出しして接合するこ
とにより、容器素材を形成し、この容器素材を前記積層
体の内層および外層の溶融温度よりは高く前記バリヤー
層の溶融温度よりは低い温度に加熱して前記積層体を所
要形状に成形することからなる。

内層および外層とバリヤー層をほぼ同一温度にして積層
体の成形を行う場合には、バリヤー層の樹脂材料として
は、溶融温度が内層及び外層を構成する樹脂材料の溶融
温度よりも高いものを選ぶことが必要である。積層体の
内層および外層の外側から急激な加熱を行うことにより
加熱工程を実施する場合には、バリヤー層を構成する樹
脂材料の溶融温度は内層および外層を構成する樹脂材料
の溶融温度とほぼ同程度であっても、内層および外層に
生じる温度勾配により、バリヤー層に延伸を生じる条件
を達成できる。

本発明の方法の好ましい態様においては、ポリプロピレ
ンフィルムからなる内層と、同じくポリプロピレンフィ
ルムからなる外層との間に、ポリ塩化ビニリデン系共重
合フィルムからなる中間層を配置した積層体を構成し、
該積層体の外層の外側に無機質材料を含む剛性層と熱可
塑性の表面層を形成して容器素材とした後、この容器素
材を前記内層および外層の溶融温度より高く前記バリヤ
ー層の溶融温度より低い温度に加熱して所要形状に成形
することにより、前記バリヤー層のポリ塩化ビニリデン
系共重合フィルムを延伸状態にする。

この場合において、バリヤー層として延伸状態、たとえ
ば２軸延伸状態のポリ塩化ビニリデン系共重合フィルム
を使用すると、成形によりさらに延伸率が高められ、ガ
スバリヤ−性が一層向上する。

〔作　用〕 本発明の容器においては、熱可塑性樹脂材料により形成
された内層および外層間に、延伸によりガスバリヤ−性
が高められる性質の樹脂材料により構成されたバリヤー
層が延伸状態で配置されている。バリヤー層は、これを
構成する樹脂材料が延伸状態であるため、ガスバリヤ−
性が向上している。この延伸状態にあるバリヤー層は、
容器成形後にたとえば容器が内容物のレトルト殺菌処理
のために高温多湿の条件のもとに置かれた場合、熱によ
って収縮しようとするが、このバリヤー層を挟む内層お
よび外層は延伸されていないため、形状変化を生じない
。したがって、バリヤー層の収縮は阻止され、延伸率が
高められる。その結果、バリヤー層のガスバリヤ−性が
一層向上する。また、容器の熱による変形も防止される
。

本発明による容器の製造方法においては、熱可塑性樹脂
材料により形成された内層および外層の間に、延伸によ
りガスバリヤ−性が高められる性質の樹脂材料により構
成されたノ＼リヤー層を挟んだ積層体がトライラミネー
ト法により形成され、この積層体の外層の外側に剛性層
と熱可塑性樹脂材料の表面層が共押し出しにより形成さ
れる。積層体がトライラミネート法により形成される理
由は、内層および外層とバリヤー層の材料が異なるため
、この積層体を共押し出しにより形成するとその後のレ
トルト殺菌の際に多質状態での高温に曝されたとき、あ
るいは電子レンジ等による調理時に、これらの層間に剥
離を生じるからである。

また、積層体を共押し出しにより形成すると、共押し出
しの温度が高いために樹脂に酸化による劣化を生じたり
、分解による異臭や異味を生じるので、食品と接触する
積層体の形成には好ましくない。また、共押し出しては
、延伸樹脂フィルムをガスバリヤ−層として使用できな
い。剛性層と表面層を共押し出しにより形成する理由は
、剛性層が厚いのでドライラミネートには不適当てあり
、かつ共押し出しにより工程が簡略化できるからである
。

容器素材を前記内層および外層がその溶融温度よりは高
く前記バリヤー層がその溶融温度よりは低い温度に加熱
した状態で成形が行われる。したがって、この成形工程
において、バリヤー層には成形による伸びのために２倍
ないし１０倍程度の延伸が生じ、バリヤー層の物性が向
上する。バリヤー層を予め延伸した樹脂材料により構成
しておけば、成形によりさらに延伸率が高められ、バリ
ヤー性は一層向上することになる。

積層体の外層の外側に設けられる剛性層は、価格の低廉
な無機質材料により構成でき、外層のみにより容器の剛
性を確保する場合に比して経済的である。また、剛性層
をポリプロピレンに炭酸カルシウム、タルク、シリカ、
マイカなどの材料の混合物により構成すれば、レトルト
殺菌の熱で収縮しない容器が構成でき、かつ容器の廃棄
に際して焼却が容易である。さらに、容器成形の前の材
籾数りにおいて生じたスクラップの再使用も簡単で、こ
れらスクラップを破砕してポリプロピレンと無機材料の
混合物！ご加えるたけてよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は、本発明の方法により形成された食品容器の一
例を示すもので、この容器１は、板材から深絞りされた
容器本体部１ａと該容器本体部１ａの上端部に形成され
たフランジ１ｂとからなり、食品を充填した後に、該フ
ランジの上面に蓋（図示せず）を載せ、溶着等により密
封結合する。第２図は、容器１を構成する積層体の一部
を断面で示すもので、この積層体は、容器１の内部に面
する側に配置される内層２と該内層２の外側に隣接して
配置されるバリヤー層３と該バリヤー層３の外側に隣接
して配置される外層４、および該外層４の外側に配置さ
れる剛性層５と該剛性層５の外側に配置される表面層９
により構成される。内層２はポリプロピレンフィルムに
より構成され、３０ないし２００μの厚さを有する。内
層２の好ましい厚さは５０ないし１５０μである。バリ
ヤー層３は延伸状態のポリ塩化ビニリデン系共重合フィ
ルムにより構成され、厚さは１０ないし１５０μ、好ま
しくは１５ないし１００μとする。

内層２とバリヤー層３との間にはポリウレタン系の接着
材層６を配置する。外層４は内層２き同様な材料により
形成され、厚さは１０ないし２００μ、好ましくは２０
ないし１００μとする。バリヤー層３と外層４との間に
は、接着材層６と同様なポリウレタン系の接着材層７を
設ける。これら内層２とバリヤー層３および外層４は、
接着剤層６．７を間に挟んでドライラミネート法により
互いに接合され、積層体８を構成する。剛性層５は、ポ
リプロピレン樹脂と、たとえば炭酸カルシウムやタルク
、シリカ、マイカ等の無機質材料の混合物により構成し
、厚さは２００ないし２０００μ程度、好ましくは３０
０ないし１５００μ程度とする。表面層９は、剛性層５
の表面を被覆して外観を良くするとともに印刷性を改善
するもので、ポリプロピレン樹脂により２０ないし１０
０μ、好ましくは３０ないし５０μの厚さに形成する。

製造に際しては、先ず内層２とバリヤー層３および外層
４の積層体８を上述したようにドライラミネート法によ
り形成し、次いで該積層体８の外層４の側に剛性層５を
形成するポリプロピレン樹脂と無機材料の混合物と表面
層９を形成するポリプロピレン樹脂を溶融状態で共押出
しして該剛性層５と表面層９を形成する。次いて、この
ようにして得られた容器素材を成形型内に配置し、内層
２と外層４を構成する樹脂材料の溶融温度より高く、バ
リヤー層３を構成する樹脂材料の溶融温度より低い温度
にして、成形を行う。この成形により、バリヤー層３を
構成するポリ塩化ビニリデン系共重合フィルムには伸び
を生じ、フィルムは延伸される。この成形による延伸率
は、２倍ないし１００倍程である。この延伸によりバリ
ヤー層３のガスバリヤ−性は向上するが、さらに高いガ
スバリヤ−性が求められる場合には、積層時にバリヤー
層３としてすでに延伸済のフィルムを使用すればよい。

たとえば、延伸率が５倍程度の２軸延伸フイルムをバリ
ヤー層に使用すれば、形成時にさらに延伸率が高められ
てガスバリヤ−性が一層向上する。

ポリプロピレンの融点は１４０ないし１６０℃であり、
ポリ塩化ビニリデン系共重合樹脂の融点は延伸のない状
態で１６０℃であるから、バリヤー層３に無延伸のポリ
塩化ビニリデン系共重合フィルムを使用する場合には、
融点の低いポリプロピレンを選ぶことが必要である。ポ
リ塩化ビニリデン系共重合樹脂は延伸状態では融点が１
７０℃程度になるので、常にポリプロピレンより高い融
点を示す。

このようにして形成された容器１は、延伸フィルムによ
り構成されたバリヤー層３を有するので優れたガスバリ
ヤ−特性を持ち、内容物の長期間の保存に適したものと
なる。また、バリヤー層３の内側および外側には無延伸
の樹脂層が形成されているので、容器成形後の熱によっ
て容器に変形を生じる恐れがない。したがって、この容
器ｌに食品を充填し、密封後にレトルト殺菌を行う場合
にも、殺菌処理時の熱により容器に変形を生じることが
なく、かつバリヤー層３の延伸状態はそのまま保持でき
る。容器の形状を保持する目的からは、外層４を十分に
厚く構成すれば剛性層５は不要であるが、材料の経済性
を考慮すれば、外層４はできる限り薄くして、剛性層５
により容器形状を維持することが好ましい。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、この実施例
においては、容器を構成する積層体は、内層１２がポリ
オレフィンフィルムからなり、該内層１２の外側のバリ
ヤー層は、内層１２に隣接して配置された第１バリヤー
層１３および該第１バリヤー層１３の外側に配置された
第２バリヤー層１３ａからなる。第１バリヤー層１３は
延伸状態のポリ塩化ビニリデン系共重合フィルムにより
構成され、第２バリヤー層１３ａは延伸状態のエチレン
ビニルアルコール共重合フィルムにより構成される。第
１バリヤー層１３および第２バリヤー層１３ａは、とも
に延伸状態のフィルムを積層して使用し、成形時にさら
に延伸率を増加させることにより形成してもよく、また
未延伸のフィルムを使用して、成形時に延伸を加えるよ
うにしてもよい。外層１４はポリオレフィンフィルムに
より構成され、剛性層１５はポリオレフィンと無機材料
の混合物により形成される。剛性層１５の外側にはポリ
オレフィンからなる表面層１９が形成される。ポリオレ
フィンとしてポリプロピレンを使用する場合には、上述
したとうり融点は１４０ないし１６０℃であり、ポリエ
チレンを使用するときは、融点は１２０ないし１３０℃
である。

エチレンビニルアルコール共重合樹脂は融点が１７０な
いし１９０℃であるから、問題なく使用できる。

第２バリヤー層１３ａを構成する延伸状態のエチレンビ
ニルアルコール共重合樹脂は、ガスバリヤ−性を有する
が、レトルト殺菌のように高温多湿の環境に置かれると
ガスバリヤ−性が低下する。

しかし、−旦ガスバリャー性が低下した延伸エチレンビ
ニルアルコール共重合フィルムも乾燥すると再びガスバ
リヤ−性が回復する。したがって、この延伸エチレンビ
ニルアルコール共重合フィルムのバリヤー層は、レトル
ト殺菌処理後に乾燥し易くするために、第１バリヤー層
１３よりも外側に配置する。これに対して、延伸ポリ塩
化ビニリデン系共重合フィルムは、高温多湿の条件下で
もガスバリヤ−性の低下がなく、乾燥が進行し難い内側
に配置しても差し支えない。

本例においても、内層１２、第１バリヤー層１３、第２
バリヤー層１３ａおよび外層１４から。

なる積層体１８は、間に接着剤層１６．１６ａ１１７を
介してドライラミネート法により接合することにより形
成される。剛性層１５と表面層１９は共押し出しにより
形成される。

第４図は、典型的なポリプロピレン樹脂の温度特性を示
す図表である。実線で示す特性の点Ａはビカット軟化点
、Ｂは融点すなわち溶融温度である。延伸を与える成形
は、ビカット軟化点Ａと融点Ｂとの間の斜線を付した温
度領域Ｃにおいて行うことが好ましい。また、延伸を与
えない成形は、融点Ｂより高い温度領域りにおいて行う
ことが好ましい。内層および外層を構成する樹脂材料の
溶融温度とバリヤー層を構成する樹脂材料の溶融温度が
ほぼ同一の場合には、内層および外層とバリヤー層との
境界部が溶融温度より僅かに低くなるように加熱を行う
と内層と外層の大部分は溶融状態に、バリヤー層は軟化
状態になるので、バリヤー層に十分な延伸が与えられる
。バリヤー層を内層および外層より溶融温度が高い樹脂
材料により構成すると、バリヤー層の樹脂材料の温度特
性は、内層および外層の樹脂材料の温度特性に対して第
４図に一点鎖線で示すようになり、加熱の際の温度制御
がより容易になることが分かる。いずれの場合でも、単
位時間あたりの加熱量および総加熱量の制御は、積層体
の各層の厚さと、各層を構成する樹脂材料の熱伝導特性
を考慮して所要の温度勾配が得られるように制御する。

〔実験例〕

融点１５０℃、軟化点１２０℃のポリプロピレンフィル
ム７０μと融点１７０℃、軟化点１３０℃の２軸延伸ポ
リ塩化ビニリデンアクリル酸ニスチルフィルム５０μを
、間にポリウレタン接着剤を介在させてドライラミネー
ト法により積層し、この積層物の２軸延伸ポリ塩化ビニ
リデンアクリル酸エステルフイルム側に、融点１５０℃
、軟化点１００℃のポリプロピレンフィルム３０μを、
ポリウレタン接着剤を介在させてドライラミネート法に
より積層して積層体を形成した。接着剤の塗布量は４　
ｇ　／　ｍ’であった。さらに、融点１５０℃、軟化点
１００℃のポリプロピレン樹脂７０％、タルク３０％か
らなる混合物のペレットとこの混合物を含むスクラップ
のペレットを９：１の混合比で混合したものを、１００
０μ、融点１５０℃、軟化点１００℃のポリプロピレン
樹脂を５０μ、共押し出しして、剛性層と表面層とから
なるシートを形成した。この共押し出しは、前述の積層
体の厚さ３０μのポリプロピレンフィルム上に行われ、
共押し出しの熱により厚さ３０μのポリプロピレンフィ
ルムの外面と前述のシートの混合物層とがヒートラミネ
ートされ、容器素材が形成された。

このようにして形成した容器素材を表面温度が１７０℃
になるように加熱して容器を成形した。

容器の成形過程で層間の剥離等は生じなかった。

さらにこの容器に温水を充填し、蓋をヒートシールした
後、１２５℃で３０分間のレトルト殺菌処理を行った。

外観の観察では、容器に変形はなく層間の剥離も見られ
なかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法により製造される食品容器の一
例を示す斜視図、第２図は、容器の壁の構成の一実施例
を示す断面図、第３図は、他の実施例を示す断面図、第
４図は、樹脂材料の温度特性を示す図表である。 ２．１２・・・・・・内層、 ３．１３・・・・・・バリヤー層、 ４．１４・・・・・・外層、 ５．１５・・・・・・剛性層、 ９．１９・・・・・・表面層。 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂材料により形成された内層および外
   層と、前記内層および外層の間に配置され、かつ延伸状
   態でこの延伸によりガスバリヤー性が高められた樹脂材
   料からなるバリヤー層とを、間に接着剤を介してドライ
   ラミネート法により積層して積層体を形成し、前記積層
   体の前記外層の外側に熱可塑性樹脂材料と無機材料との
   混合物からなる剛性層と熱可塑性樹脂材料からなる表面
   層を前記剛性層が前記外層に面するように共押し出しし
   て前記積層体に接合することにより容器素材を形成し、
   前記容器素材を前記積層体の前記内層および前記外層が
   ほぼ溶融状態になり、前記バリヤー層が軟化状態になる
   ように加熱して容器形状に成形することからなる容器の
   製造方法。
2. （２）請求項（１）に記載されたた容器の製造方法にお
   いて、前記内層および外層は、ポリプロピレン樹脂、高
   密度ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
   脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂の
   中から選ばれた１種類又は２種類により構成され、前記
   バリヤー層は、延伸状態のポリ塩化ビニリデン系共重合
   樹脂またはエチレンビニルアルコール共重合樹脂、アク
   リルニトリル系共重合樹脂、ポリブチレンテレフタレー
   ト樹脂、ナイロン−６樹脂、メタキシリレンジアミンア
   ジピン酸縮重合ポリアミド樹脂の中から選ばれた１種類
   又は２種類によって構成されることを特徴とする容器の
   製造方法。
3. （３）請求項（１）または（２）に記載されたた容器に
   おいて、前記バリヤー層は延伸状態のポリ塩化ビニリデ
   ン系共重合樹脂により構成された第１バリヤー層と延伸
   状態のエチレンビニルアルコール共重合樹脂により構成
   された第２バリヤー層との積層体からなり、前記第１バ
   リヤー層は前記内層に隣接する側に配置されることを特
   徴とする容器の製造方法。
4. （４）熱可塑性樹脂材料により形成された内層および外
   層の間に、これら内層および外層を構成する樹脂材料よ
   り低くない溶融温度を持ち、かつ延伸によりガスバリヤ
   ー性が高められる性質の樹脂材料により構成されたバリ
   ヤー層を挟みドライラミネート法により接合して積層体
   を形成し、前記積層体の前記外層の外側に熱可塑性樹脂
   材料と無機材料との混合物からなる剛性層と熱可塑性樹
   脂材料からなる表面層とを、前記剛性層が前記外層に面
   するように共押し出しして前記外層に接合することによ
   り容器素材を形成し、この容器素材を前記積層体の前記
   内層および外層の溶融温度よりは高く前記バリヤー層の
   溶融温度よりは低い温度に加熱した状態で前記積層体を
   所要形状に成形することを特徴とする容器の製造方法。
5. （５）熱可塑性樹脂材料により形成された内層および外
   層と、前記内層および外層の間に配置され、かつ延伸状
   態でこの延伸によりガスバリヤー性が高められた樹脂材
   料からなるバリヤー層とを、間に接着剤を介してドライ
   ラミネート法により積層して積層体を形成し、前記積層
   体の前記外層の外側に熱可塑性樹脂材料と無機材料との
   混合物からなる剛性層と熱可塑性樹脂材料からなる表面
   層を前記剛性層が前記外層に面するように共押し出しし
   て前記積層体に接合することにより容器素材を形成する
   方法。