(57)【要約】【課題】食品容器用の蓋材を効率よく、かつ良好な封止性を有するように容器開口部に熱接着する。【解決手段】紙層１０を有し、該紙層１０の内層側に耐水性プラスチック層１５を積層し、該プラスチック層１５の内層側の最内層に熱接着シーラント層１８を積層し、前記紙層１１の外層側の最外層に耐熱コート層１７を積層する。前記紙層１０と最外層の耐熱コート層１７との間に、望ましくは耐水性プラスチック層１４を積層する。【効果】温度、湿度の変化が大きい環境においても蓋材のカールが防止され、食品容器に正確に設置することができる。熱接着作業も良好な封止性を確保した上で短時間で高速に作業を行うことができ、作業効率が向上する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品容器の開口部に熱接着される蓋材であって、紙層を有し、該紙層の内層側に耐水性プラスチック層が積層され、該プラスチック層の内層側にある最内層に熱接着シーラント層が積層され、前記紙層の外層側にある最外層に耐熱コート層が積層されていることを特徴とする食品容器用蓋材。
【請求項２】
前記紙層と最外層の耐熱コート層との間に、耐水性プラスチック層が積層されていることを特徴とする請求項１記載の食品容器用蓋材。
【請求項３】
前記耐水性プラスチック層が、延伸ポリエステルフィルムからなることを特徴とする請求項１または２に記載の食品容器用蓋材。
【請求項４】
前記耐熱コート層がラジカル重合プラスチックからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の食品容器用蓋材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度湿度変化の激しい雰囲気下で使用される自動包装充填に好適な食品容器用蓋材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヨーグルト容器等の開口部を封止するために用いられる蓋材は、一般的に厚紙（１５０ｇ／ｍ２〜２５０ｇ／ｍ２）をベースに構成されている。この蓋材２０を図７に基づいて説明すると、表面に適宜の絵柄や商品名などの文字を印刷した印刷層２１を有する紙層２２の内層側に、接着剤層２３を介してポリエステル（ＰＥＴ）層２４を積層し、このポリエステル層２４の内層側に熱接着シーラント層２５が積層されている。上記ポリエステル層２４は、容器の内容物の付着等により紙に水分が浸透するのを防止する。また、熱接着シーラント層２５は、食品容器に熱接着させて食品容器を封止するものである。
【０００３】
次に、上記蓋材２０を用いた食品容器での自動充填包装行程を図８に基づいて説明する。
開口部１ａを有する食品容器１をフィーダ等により移送し、移送経路に設置した食品充填装置３からヨーグルト等の食品２を食品容器１内に充填する。この際に、食品容器１は、通常、多数を並列した状態で一度に移送、充填する。食品２を充填した食品容器１は、移送経路に配置した蓋材設置装置４により開口部１ａ上に上記蓋材２０が載置される。その際には、適宜に位置決め装置等により、蓋材２０が正確に開口部１ａのフランジ部１ｂ上に位置するようにする。次いで、上記蓋材２０が設置された食品容器１は、蓋材熱接着行程に供される。この行程では、フランジ部１ｂの形状に合わせた環状の押当て部５ａを有するヒートシール金型５を加熱した状態で蓋材２０上から食品容器１に押し当てる。この際に食品容器１は、フランジ部１ｂを下側から支持する装置６によって保持されている。上記ヒートシール金型５の加熱・押圧により蓋材２０の熱接着シーラント層２５が溶融する。その後、ヒートシール金型５を離脱させると熱接着シーラント層２５が固化し、食品容器１のフランジ部１ｂに蓋材２０が熱接着されて開口部１が封止される。多数の食品容器１は、上記行程を経ることにより自動で食品の充填、包装が行われる。
【０００４】
ところで、食品容器に収容する食品は、種々の理由で加熱された状態にある場合が多く、蓋材の配置に際しても蒸気が発生し、蓋材周辺に放散される。また、移送時に、周辺の温度、湿度が大きく変化する。
蓋材２０は、上記のように紙層２２の内層側にポリエステル層２４を積層しているため内面側からの水分吸収は効果的に防止されるものの、表面側に回り込んだ蒸気や湿気が紙に吸収され、紙層２２、すなわち蓋材２０全体がカールしやすいという問題がある。このように変形した蓋材は、蓋材設置装置で食品容器の開口部に載置する際に、所定の位置に収まらず目標位置からずれてしまうという問題がある。このような蓋材を熱接着すると、封止が十分でなかったり、見た目が悪いなどの理由で商品として利用できず、歩留りが低下するという問題がある。
【０００５】
上記問題点を解決するため、図９に示す蓋材３０が提案されている（特許文献１参照）。すなわち、紙層３１の内外層にそれぞれ接着剤層３２、３３を介してポリエステル層３４、３５を積層し、外層側のポリエステル層３４の内層側直下に印刷層３６を設ける。また、ポリエステル層３５の内層側に上記蓋材２０と同様に熱接着シーラント層３７を積層する。このようにして構成された蓋材３０は、上記で説明したのと同様の行程により食品容器に熱接着され、該容器の開口部を封止する。なお、紙層３１は、内層側のポリエステル層３３だけでなく、外層側にもポリエステル層３４が積層されており、内外層からの水分の吸収が阻害され、温度湿度変化での伸縮も内外層で小さくなる。これより上記行程における蓋材のカールが効果的に防止され、歩留りが向上する効果が得られる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−３００５４４号公報（２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した従来の蓋材２０では、紙層が焦げる直前の温度（例えば２８０℃程度）迄、加熱して熱接着することが可能であり、高温加熱により短時間で熱接着して効率よく食品充填包装作業を行うことができる。
しかし、後者の蓋材３０では、最外層に融点が２５０℃程度のポリエステル層が積層されているため、上記のように高温で加熱すると該層の溶融、熱変形が生じてしまう。このため該蓋材３０では、熱接着時の加熱温度を２５０℃未満（例えば２４０℃程度）にして行っている。しかし、ヒートシール金型を所定の温度に加熱する際には、該金型の温度がある程度（例えば±１５℃程度）変動することは避けられず、２４０℃に設定した場合でも、温度のバラツキにより２５０℃を超える温度で蓋材が加熱される場合がある。このような温度で加熱されると、ポリエステル層が一部溶融等が生じて、見栄えが悪くなったり封止が不完全になって商品として使用することができないものになってしまい、歩留まりを低下させる。一方、温度の変動を考慮して加熱温度を低くすると、熱接着すなわち封止が不完全になりやすく、熱接着シーラント層を十分に溶融させて容器での封止を確実なものにするためにはシール型の押当て等による加熱時間を長くする必要がある。このため、後者の蓋材を用いた場合、蓋材のカールは効果的に防止できるものの、製品歩留まりが悪かったり、作業効率が低下するという問題は避けられない。
【０００８】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、食品容器への充填包装時にカールが防止されるとともに、高温での加熱接着が可能な蓋材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の食品容器用蓋材のうち請求項１記載の発明は、食品容器の開口部に熱接着される蓋材であって、紙層を有し、該紙層の内層側に耐水性プラスチック層が積層され、該プラスチック層の内層側にある最内層に熱接着シーラント層が積層され、前記紙層の外層側にある最外層に耐熱コート層が積層されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の食品容器用蓋材の発明は、請求項１記載の発明において、前記紙層と最外層の耐熱コート層との間に、耐水性プラスチック層が積層されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の食品容器用蓋材の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記耐水性プラスチック層が、延伸ポリエステルフィルムからなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の食品容器用蓋材の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記耐熱コート層がラジカル重合プラスチックからなることを特徴とする。
【００１３】
すなわち本発明によれば、紙層によって剛性が得られ、さらに該紙層の内層側に耐水性のプラスチック層が積層され、外層側に耐熱コート層が積層されることにより、前記紙層への吸水を阻害し、温度、湿度の変化に対し蓋材がカールするのを防止する。なお、さらに望ましくは紙層の外層側にも耐水性のプラスチック層を積層することで紙層への吸水がより確実に防止され、カールの防止効果がより顕著となる。また、容器への熱接着時には、耐熱性コート層により蓋材の耐熱性が向上しており、例えば２５０℃を超えるような高温の加熱に際しても耐水性プラスチックの溶融や熱変形が防止される。このため食品容器の封止を確実に行えるとともに短時間で加熱作業を完了することができ、作業効率が向上する。
【００１４】
なお、本発明の蓋材は、食品を収容した食品容器を熱接着によって封止するものとして使用される。本発明で適用可能な食品容器の形状は特に限定されるものではなく、開口部を有し、該開口部を封止するものとして本発明の蓋材が用いられるものであればよい。また、食品容器に収容される食品としても前述したヨーグルトの他に多種のものを対象とすることができる。また、本発明の蓋材は、容器への熱接着時に、該食品が加熱状態にある場合に好適な作用を発揮するが、加熱状態にない食品を容器に収容して該容器を封止するために用いられるものであってもよい。
【００１５】
〈紙層〉
本発明では、剛性を確保する基部として紙層を備えている。該紙層を構成する紙の材質は本発明としては特に限定されるものではなく、例えば食品衛生上問題のない紙であることなどを考慮して材質を選定することができる。また、該紙層の厚さも特に限定されるものではないが、例えば、坪量３０ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２となる厚さで構成することができる。望ましくは、坪量７０ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２となる厚さで構成できる。この厚さは小さすぎると適度な剛性を得ることができず、また厚すぎると熱伝導性が低下して熱接着時の封止性が損なわれる。
【００１６】
〈耐水性プラスチック層〉
通常のプラスチック材料では、水との親和性が低く、撥水作用により耐水性を有している。したがって、本願発明では、特別に耐水性を付与することがなくても、少なくともプラスチック一般が備える耐水性を備えるものであればよい。該材料としては、例えば、適度な強度と耐熱性を有するポリエステルフィルムが好適であり、さらに２軸延伸フィルム等の延伸フィルムであれば一層高い強度を得ることができる。該耐水性プラスチック層の厚さも本発明としては特に限定されるものではないが、好適には４〜５０μｍを挙げることができる。この厚さは小さすぎると耐水性が十分に得られず、一方、厚さが大きすぎると、熱伝導効率が悪くなり、シール不良を起こす。
【００１７】
本願発明では、耐水性プラスチック層は少なくとも紙層の内層側に設けられるが、紙層の外層側に設けて紙層を耐水性プラスチック層で挟むようにするのが望ましい。なお、内層側の耐水性プラスチック層と外層側の耐水性プラスチック層とは、互いに厚さが異なるものであってもよく、また、材質が異なるものであってもよく、厚さ、材質ともに同一であってもよい。紙層と耐水性プラスチック層とは、両者が強固に積層されているものであればよく、積層方法は特に限定されないが、両者間に接着剤層を設けて各層を強固に積層することもできる。
【００１８】
〈接着剤層〉
上記接着剤層に用いられる接着剤としては、接着剤として、良好な接着力を有し、望ましくは安全性、衛生性等の機能が損なわれない樹脂であれば種々の樹脂を採択することができる。ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等が例示される。
【００１９】
〈耐熱コート層〉
本願発明では、最外層に耐熱コート層が形成される。該耐熱コート層は、上記耐水性プラスチック層に用いられる材料よりも耐熱性に優れた材料が用いられる。具体的には、耐熱コート層に用いられる材料は、耐水性プラスチック層に用いられる材料よりも融点が高いものを用いる。該材料としては種々の材料の採択が可能であるが、その一種としてラジカル重合した材料を用いることができる。このような材料として、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリオールアクリレート等のアクリレート系のプラスチックが例示される。ただし、本発明としては耐熱コート層を構成する材料がこれらのものに限定されるものではなく、耐熱性を有する材料であればよく、さらに透明性を有する材料が望ましい。なお、該耐熱コート層に用いる材料の耐熱性としては、紙層の着火点（２８０℃程度）よりも高い融点を有していても材料費が嵩むばかりとなるので、２５０℃〜２８０℃の融点を有するものが望ましく、さらに融点２６０〜２７０℃のものが一層望ましい。
【００２０】
該耐熱コート層の厚さも本発明としては特に限定されるものではないが、例えば１〜１０μｍの厚さを例示することができる。該厚さが小さいと十分な耐熱性が得られず、耐水性プラスチック層の熱変形等の不具合が生じやすくなる。一方、厚さが大きいと無駄でコストが嵩むだけでなく、熱伝導性が損なわれて熱接着に悪影響が生じるおそれがある。
【００２１】
該耐熱コート層は、透明な材質として、その内層側直下に印刷層を設けることができる。これにより印刷層の絵柄、文字が良好に視認される。印刷層の形成方法は、本発明としては特に限定されるものではなく、その内層の耐水性プラスチック層の外層面に形成するものであってもよく、また、耐熱コート層の内層側に印刷層を形成したものを積層したものであってもよく、さらには、印刷層と耐熱コート層とを同時に形成しつつ積層するものであってもよい。
【００２２】
〈熱接着シーラント層〉
該層に用いられる材料は、熱接着によりシーラントとしての機能が得られるものであれば種々のプラスチックを用いることができる。封かん性、開封性、安全性、衛生性等の機能を有するものが望ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ（エチレンサクサンビニル共重合体）、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等が例示される。該層の厚さも本発明としては特に限定されないが、例えば３〜１００μｍを示すことができる。この厚さは小さすぎると封止が不十分になるおそれがあり、また厚さが大きすぎると加熱による溶融に時間がかかり作業性が低下する。封止性を重視する場合には、食品容器と同系の単独材料で構成するのが望ましい。例えばポリエチレン製の食品容器に対し、ポリエチレン樹脂を用いる。また、封止性を重視しない場合には、材料を組み合わせて用いることもできる。
該接着シーラント層は、耐水性プラスチック層にそのまま積層してもよく、より強固に固着するために接着剤層を介装させてもよい。
【００２３】
本発明の蓋材は、公知のラミネータ装置等を用いて常法により各層を積層することができ、特別な製造方法を必要としない。また、前述したように印刷層の形成方法も特に限定されるものではなく、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等を採用することができる。
また、本発明の蓋材は、上記各層を必須とする他に、各層間に中間層を有するものであってもよく、該中間層の材質も必須となる上記各層の機能を損なわない限り特に限定されるものではない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の蓋材の一実施形態を添付図に基づき説明する。
図１に示すように、蓋材１０は、ベースとなる紙層１１を有しており、この実施形態では、晒（サラシ）クラフト紙を１００ｇ／ｍ２の厚さにして紙層１１が構成されている。該紙層１１の内外層にはそれぞれ接着剤層１２、１３が積層されている。該接着剤層１２の外層、接着剤層１３の内層にはポリエステルフィルムからなる耐水性プラスチック層１４、１５が１２μｍ厚で積層されている。耐水性プラスチック層１４の外層側には、適宜の絵柄等からなる印刷層１６が設けられており、該印刷層の外層、すなわち最外層に、アクリレート系樹脂からなる耐熱性コート層１７が２μｍ厚で積層されている。また、耐水性プラスチック層１５の内層側、すなわち最内層にはポリエチレン樹脂からなる熱接着シーラント層が６０μｍ厚で積層されている。
【００２５】
上記蓋材１０は、例えば、ラミネータで移送されるフィルム状の各層材料間に溶解した接着剤を供給しつつ張り合わせ、これに熱接着シーラント層および耐熱性コート層を張り合わせて製造する。
【００２６】
上記蓋材１０は、図８に示す行程と同様の行程により、ポリエチレン製の食品容器１の開口部１ａに設置し、位置決めする。この際に、蓋材１０のカールは殆どなく、正確に位置付けすることができる。該蓋材１０は、良好な位置状態を維持したままでヒートシール金型５による加熱押圧により食品容器１の開口部１ａに熱接着される。この際に、ヒートシール金型５の加熱温度は、２６０〜２７０℃程度とし、シーラント層１８の溶融に必要な最小限の時間で押し当てを終了する。該加熱接着では、従来の蓋材２０を用いた場合と同程度の時間で熱接着することができ、良好な封止性が得られる。
【００２７】
【実施例】
以下に本発明の実施例を比較例と対比しつつ説明する。
本発明材として、上記実施形態に示した蓋材１０を発明材として用意し、従来の蓋材２０に相当するものを比較材１、蓋材３０に相当するものを比較材２として用意した。なお、各蓋材では、いずれも、耐水性プラスチック層である延伸ポリエステルフィルムは１２μｍ厚、熱接着シーラント層は６０μｍ厚とし、紙層は、発明材では上記実施形態に示すように１００ｇ／ｍ２、比較材１では１７０ｇ／ｍ２、比較材２では１００ｇ／ｍ２の秤量の厚さとした。
【００２８】
先ず、上記蓋材のうち、発明材と比較材１に関し、カール性を評価する試験を行った。具体的には、図２に示すように、温度５０℃の内容物を収容した容器の開口部に蓋材を設置し、時間経過に伴うカール量を測定した。カール量は、容器のフランジからの蓋材の浮き上がり量で測定した。また、図３に示すように、上記容器の上方２０ｍｍの位置に、２４０℃に加熱したヒートシール金型を配置し、直下の蓋材のカール量を同じく時間経過とともに測定した。上記カール量測定は、試験開始から５秒後、２０秒後、１、３、１０分後にそれぞれ測定した。これらの結果を図２、３に示す。図から明らかなように、比較材１では、５秒後において相当のカールが発生しており、時間の経過に伴ってカール量が増加している。一方、発明材は、通常放置では、１０分経過後においてもカール量は０であり、シール金型直下に配置したものでも、３分経過まではカール量は０で、１０分経過後において、１ｍｍのカールが見られたにすぎない。すなわち、本発明材は、大きな温度、湿度変化に対しても優れた耐カール性を備えていることが明らかになっている。
【００２９】
次に、上記蓋材のうち、発明材と比較材２について封止強度を評価した。具体的には、食品容器に蓋材を設置し、ヒートシール金型を所定時間押し付けて蓋材を容器のフランジに熱接着した。評価試験では、加熱温度を変えた金型による押し付けを４ｋｇ／ｃｍ２の押圧力でベタシールと線シールとを同時間を行った。押し付け時間は、ベタシール：０．７秒＋線シール：０．７秒またはベタシール：１．０秒＋線シール：１．０秒で行った。
【００３０】
なお、封止強度の評価では、蓋材のタブを引き上げる際に、開封に至る最大強度を開封強度とし、封止した容器の内側に針状ノズルによって内圧を付与し、蓋材の一部剥離に至る最大圧力を封緘強度とした。また、シール時に内容物がかみこまれた場合を想定して食品容器のフランジ状にヨーグルトの固まりを載せ、そのまま蓋材を熱接着した場合の封緘強度を液かみ封緘強度として評価した。
【００３１】
これらの試験結果を表１、２に示し、該結果の一部を図４〜図６に示した。なお、比較材２では、金型温度２５０℃で延伸ポリエステルフィルムの一部溶融が発生しており、金型温度の上限は２４５℃程度であった。
上記試験結果から明らかなように、発明材および比較材２では、２３０〜２４５℃では、（０．７＋０．７）秒、（１．０＋１．０）秒のいずれの加熱時間でも良好な封止強度が得られており、（０．７＋０．７）秒の加熱時間では２３０℃が液かみ封緘強度として所定の規格値（１５０ｍｍＨｇ以上）を満たすための最低加熱温度であることが示されている。
ただし、実機では、前記したようにヒートシール金型の加熱温度の変動（±１５℃程度）を考慮すると、液かみ封緘強度が歩留まりよく規格値を満たすためには２４５℃程度の加熱温度が必要である。しかし、金型の加熱温度が高温側に変動すると、比較材２では、上限温度（２４５℃）を超えて２６０℃に達する可能性があり一部溶融が生じてしまうことが避けられない。一方、発明材では、溶融や熱変形が生じることなく、２８０℃の加熱温度においても良好な封止がなされていることが分かる。
これにより発明材では、さらに高温での加熱が可能になる。発明材において、ベタシール：０．５秒＋線シール：０．５秒で２５０℃で加熱した場合にも、液かみ封緘強度は１５０ｍｍＨｇ以上となっており、さらに短時間加熱により蓋材の封止が可能であることも明らかとなった。
【００３２】
【表１】
2004106858.tif 000003
【００３３】
【表２】
2004106858.tif 000004
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の食品容器用蓋材によれば、食品容器の開口部に熱接着される蓋材であって、紙層の内層側に耐水性プラスチック層が積層され、該プラスチック層の内層側にある最内層に熱接着シーラント層が積層され、前記紙層の外層側にある最外層に耐熱コート層が積層されているので、温度、湿度の変化が大きい環境においても蓋材のカールが防止され、食品容器への熱接着作業に際し位置ずれすることなく正確な位置に設置することができ、熱接着作業も良好な封止性を確保した上で短時間で高速に作業を行うことができ、作業効率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に蓋材の拡大断面図である。
【図２】本発明の実施例におけるカール評価試験の試験方法および試験結果を示す図である。
【図３】同じく実施例におけるカール評価試験の試験方法および試験結果を示す図である。
【図４】同じく実施例における封止強度（開封強度）の試験結果を示す図である。
【図５】同じく実施例における封止強度（封緘強度）の試験結果を示す図である。
【図６】同じく実施例における封止強度（液かみ封緘強度）の試験結果を示す図である。
【図７】従来の蓋材の構造を示す拡大断面図である。
【図８】蓋材を用いた食品容器の充填包装行程を示す図である。
【図９】従来の他の蓋材の構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１　　食品容器
１ａ　開口部
１ｂ　フランジ
２　　食品
３　　食品充填装置
４　　蓋材設置装置
５　　ヒートシール金型
１０　　蓋材
１１　　紙層
１２　　接着剤層
１３　　接着剤層
１４　　耐水性プラスチック層
１５　　耐水性プラスチック層
１６　　印刷層
１７　　耐熱性コート層
１８　　熱接着シーラント層
【図１】
2004106858.tif 000005
【図２】
2004106858.tif 000006
【図３】
2004106858.tif 000007
【図４】
2004106858.tif 000008
【図５】
2004106858.tif 000009
【図６】
2004106858.tif 000010
【図７】
2004106858.tif 000011
【図８】
2004106858.tif 000012
【図９】
2004106858.tif 000013