(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも紙を含む基材の一方の側にポリエチレン層、接着調整層、及びホットメルト層とが層順に構成された積層体であって、前記積層体のホットメルト層が容器のヒートシール部と密着する蓋材において、上記の接着調整層が、厚みが１〜１５μｍのエチレンとカルボキシル基を含むオレフィン系共重合体であり、接着調整層とホットメルト層との接着強度が、ホットメルト層の凝集破壊より強く、容器のヒートシール部と接着調整層とのヒートシール強度を上回ることを特徴とする蓋材。
【請求項２】
上記のポリエチレン層が、低密度ポリエチレンの溶融押出しコーテイングにより形成された厚みが１０〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の蓋材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙を含む基材にポリエチレンを積層した紙容器に適用する、紙を基材とし、そしてアルミニウム箔を構成要素に含まない積層体が、ヒートシーラント層であるホットメルト層間における凝集破壊により易開封性をもつ蓋材に関する。そして、充填機に供給する蓋材がカーリングしたり、容器に過剰の温度や圧力によってヒートシール（以下、ＨＳと記載する。）した、蓋材が容器から開封されたときの状態を維持できる塑性変形をもつ容器の蓋材に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、一定の形状に成形した例えばカップ型容器は、固形あるいは液状の各種の食品やヨーグルト、プリン、ゼリーなどのデザート食品や果汁、コーヒー、ココア、乳飲料などの液状物の飲料容器、あるいは即席麺、スナック食品などの固形食品などの食器を兼ねる包装容器として広く利用されていた。
【０００３】
カップ型容器により販売される商品は、内容物を容器（カップ）に充填後、蓋材のホットメルト層側と容器のポリエチレン層側とをＨＳによって密封して、流通・保管・販売後、末端消費者が密封した蓋材を容器からＨＳの部分を開封し、飲食用などに供されている。
そして、カップ容器と蓋材との組合せや構成は、充填機適性と、内容物が保存・流通時に要求する物理的、化学的特性の他に末端で商品を消費する顧客が取扱い易いように便利性を配慮したものとなっている。
また、内容物の形状保持にすぐれたカップ容器などの成形容器は、内容物の油の酸化や、風味の低下などの化学変化を防いで保存期間を長くするための、防湿、酸素、光、香味などの各種バリア性を考慮した材料で作成されている。
【０００４】
従来より上記の各種バリア性得るためには、容器やその蓋材に金属アルミニウム箔を構成することによって大部分の物性は満たされていた。そして、アルミニウム箔は、蓋材のカーリングを極力阻止し、開封したときに形成される蓋材の塑性変形の状態を保持するためには、１５μｍ以上の厚みをもつことが必要で、箔としては厚いものが使用されていた。例えば、蓋材の基本的な構成は、紙とアルミニウム箔、及びホットメルト層とからなる積層体であった。しかしながら、金属アルミニウム箔を含む蓋材で密封された包装体では、電子レンジを使用して加熱・調理することができず、また充填工程中に容器内に誤って混入された金属片を探知するための金属検知器を使用できないという問題点があった。
また、比較的厚いアルミニウム箔を構成する場合は、蓋材をごみとして焼却処理をしても灰分が多いため、その廃棄処理が大変であるというばかりでなく、アルミニウムの精錬に要する電力を含む資源の浪費という問題があった。
【０００５】
また、紙を主体とするカップ容器の最内層は、防湿性とＨＳ性とを備えたポリエチレン層が設けられている。そして、その蓋材は、基材シートと、その一方の面に少なくともＨＳ層が設けられた積層体より構成される。そして、蓋材のＨＳ層には開封が容易な易開封性材料、例えば、凝集破壊ではく離できるホットメルト剤を塗工・形成したホットメルト層が使用されるのが一般的である。ホットメルト層は、容器との密着を均一に安定したり、はく離時に紙が破損することを防止する目的で、紙とホットメルトとの層間に、熱可塑性樹脂である柔らかくクッション効果をもつポリエチレン層やエチレン・酢酸ビニル共重合体を設けてＨＳを完全にすることが行われていた。
しかしながら、充填工程に於ける蓋材の密封は完全に行うように作業されるために、熱・圧を強くする傾向がある。その熱・圧で溶融したホットメルトが容器のフランジ端部に押し出されて蓋材のポリエチレン又はエチレン・酢酸ビニル共重合体と、容器のＨＳ部を形成するフランジのポリエチレンとが直接ＨＳされ、強固なＨＳ部を形成することがある。このような場合、蓋材を開封するときにホットメルト層の凝集破壊ではなく、紙の層間はく離により紙の引き裂かれてフランジ部に残り開封ができなかったり、はく離ができず蓋材を引裂いたりするという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＨＳ部のフランジがポリエチレンで構成された包装容器をＨＳで密封するシート供給の少なくとも紙を含む蓋材において、カーリングがなく、内容物保存性があり、電子レンジを用いて加熱・調理ができ、充填工程中に容器内に誤って混入された金属片を探知して除くための金属検知器を使用できるばかりでなく、容器を開封するときホットメルト層の凝集破壊で易はく離でき、そして、はく離した蓋材の形状を折曲げ状態で維持できる塑性変形をもつ蓋材の提供を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明は、少なくとも紙を含む基材の一方の側にポリエチレン層、接着調整層、及びホットメルト層とが層順に構成された積層体であって、上記接着調整層は、厚みが１〜１５μｍのエチレンとカルボキシル基を含むオレフィン系共重合体からなる蓋材である。
また、上記のポリエチレン層が低密度ポリエチレンの溶融押出しコーテイングにより厚みが１０〜２０μｍに形成された蓋材である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の蓋材は、図１に示すように、少なくとも紙を含む基材の一方の側にポリエチレン層、接着調整層、及びホットメルト層とが層順に構成された積層体であって、前記積層体のホットメルト層が容器のヒートシール部と密着する蓋材において、上記の接着調整層が、厚みが１〜１５μｍのエチレンとカルボキシル基を含むオレフィン系共重合体であり、接着調整層とホットメルト層との接着強度が、ホットメルト層の凝集破壊より強く、容器のヒートシール部と接着調整層とのヒートシール強度を上回ることを特徴とする蓋材１０である。また、上記のポリエチレン層２が、低密度ポリエチレンの溶融押出しコーテイングにより厚みが１０〜２０μｍに形成された蓋材１０である。
【０００９】
本発明の蓋材は、図２に示すように基材１を、塗工紙を含む紙１１及び／又はプラスチックフィルム４に無機化合物の蒸着７や、バリア剤を塗工で設けたバリアフィルム４７や、他の水蒸気やガスバリア性をもつ延伸又は無延伸の単層あるいは多層のフィルムを構成要素としたりすることもできる。
【００１０】
本発明に使用する紙は、蓋材に剛性を与えるとともに印刷基材となるものである。セルロースを主体とする紙は、吸・脱湿によって寸法変化が少なく、且つ内容物を隠蔽する白色性をもつとともに表面の印刷適性や逆面に対するラミネート適性（印刷インキの良好な転移や、ポリエチレン層を設けるときの接着性、他のフィルム紙とドライラミネーション時における接着剤の均一な付着性）をもつことが必要である。そして、引裂き強度、引っ張り強度などの機械適性や均一な厚みをもち、食品容器の材料に要求される、有害重金属、蛍光染料、環境汚染源となる塩素化合物などを含まないものであれば特にその種類を限定するものではない。例えば、片ツヤクラフト紙、晒しクラフト紙、模造紙、片面あるいは両面コート紙がある。そして、白色の隠蔽性を与えるために、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛など白色あるいは体質顔料を紙に抄き込んだり、これらを含む塗工材を用いたコート紙を使用することができる。
紙の坪量は、３０ｇ／ｍ2 〜１５０ｇ／ｍ2 、特殊な用途によっては３５０ｇ／ｍ2 程度の厚いものでも使用できる。
【００１１】
上記の紙は、１〜２層の延伸あるいは無延伸のプラスチックフィルムと積層して、紙に強度を与えたり、各種のバリア性を与えたりすることができる。これらのプラスチックには、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、６ナイロン、６，６ナイロン、ポリスチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンなどがある。
特に、延伸ポリスチレンフィルムは、上記の紙と積層した場合に塑性を保持できる材料として好ましいものである。延伸ポリスチレンフィルムに酸化ケイ素や、酸化アルミニウムなどを蒸着で設けたフィルムは、水蒸気や酸素ガスのバリアフィルムとして好ましい材料である。
【００１２】
無機酸化物の蒸着膜は、蓋材に防湿性をもたせるために付与するものであり、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化ジルコニウムなどから適宜選択して使用することができる。
無機酸化物の蒸着膜の形成は、イオンビーム法、電子ビーム法などの真空蒸着法の他にスパッタリング法、又は有機物を原料として含む材料のプラズマ化学蒸着法（ＣＶＤ法）などから任意の方法で形成する。
【００１３】
本発明に必要な無機酸化物の蒸着膜の厚みは、１００〜２０００Åの厚みが好ましく、これにより３ｇ／ｍ2 ・２４ｈｒｓ以下の透湿度にできる。
無機酸化物の厚みが２０００Å、特に３０００Åを超えると被蒸着フィルムの剛性と厚みによっては、無機酸化物の蒸着膜にクラックを発生して透湿度を悪化する危険性があるとともに、蒸着時間が長くなり加工コスト、材料コストが高くなり省資源的見地という点からも好ましくない。
無機酸化物の厚みが２００Å以下、更には１００μｍ以下になると、所望の防湿効果を安定して奏することが困難になり好ましくない。
また、無機酸化物の蒸着膜と、二軸延伸プラスチックフィルムとの接着はできるかぎり強固にすることにより、安定した防湿効果を奏することができる。
そのために、被蒸着フィルムに、コロナ放電処理を施したり、プライマー処理を施したり、あるいは両方の処理を行う事が好ましい。
【００１４】
紙と蒸着フィルムとの積層は、原則として、二軸延伸フィルムに施した蒸着膜と紙とを相対して行う。このようにすることにより、比較的脆い蒸着膜が接着調整層を設ける後工程などで外部と直接接触することがないため、蒸着膜が損傷されることがなく初期のバリア性を維持することができる。
紙とバリアフィルムとの積層は、従来より公知のウエットラミネーション、硬化型接着剤によるドライラミネーション（接着剤の成分を溶剤に溶解して塗工するラッカーラミネーション、揮発成分を含まない接着剤を塗工するノンソルラミ）、非硬化型接着剤層であるホットメルトを接着剤層とするワックスラミネーション、粘着剤を接着剤層とする一種のドライラミネーション、そして、溶融押出ししたポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を接着性樹脂層とするサンドイッチラミネーションがある。
【００１５】
本発明の蓋材の基材が、紙とプラスチックなどの積層体であるときは、積層体のカーリングを防止するために、紙のプラスチックフィルムとは反対の側に保水層を設けることが好ましい。すなわち、カーリングを防止する保水層は、基材のプラスチックフィルムとの反対側に水、又は水とアルコールとに溶解した樹脂を塗工して設けるものである。保水層に使用する水溶性の樹脂などは、デンプン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸又はポリメタアクリル酸のアンモニウム塩、ポリエチレンイミン、メラミン、メチルセルロース、エチルセルロースやグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、しょ糖脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、トリメチロールプロパン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステルなどがある。
【００１６】
保水層は、上記の樹脂などから１種あるいは３種程度を水、又は水とアルコール（メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール）とに希釈した塗工液を紙のホットメルト層とは反対の面に塗工するものである。そして塗工の厚みは、紙の厚みの１／１０〜８／１０になるように塗工液を含まない部分を形成することが好ましい。このように塗工した紙を乾燥すると、紙の塗工面が収縮して塗工面を凹としたカーリングを生ずる。
一方、紙の保水層とは反対の側にポリエチレン層と、エチレンとカルボキシル基とからなるオレフィン系共重合体の接着調整層や、ホットメルト層を塗工・形成すると、接着調整層や、ホットメルト層が冷却・固化するときに生ずる収縮によってホットメルト層側を凹とするカーリングをしようとする力が発生する。以上のように紙の保水層側を凹とするカーリングと、紙のホットメルト層側を凹とするカーリングの力が相殺されるために、結果として積層体である蓋材がカーリングのない平らな蓋材を構成するものである。
【００１７】
本発明のポリエチレン層は、蓋材と容器との密着を完全な形成して液漏れなどの空隔を防ぐクッション材の作用や、蓋材をはく離するときの紙剥け防止する紙面の強化層としての作用をもつものである。単なるクッション層としては、既成のポリエチレンフィルムをドライラミネーションしたり、溶融ポリエチレンなどの接着樹脂層を設けたサンドイッチラミネーションしたりしてポリエチレン層を形成できる。ポリエチレン層は、厚みが１０〜２５μｍである無延伸の低密度ポリエチレンを紙に直接溶融押出しコーテイングで急冷・形成するものが好ましい。これによって、ポリエチレンを１５〜２５μｍ薄膜で単独成膜したものと比較して成膜後の収縮も少なく、カーリングの少ない積層体を形成できる。
そして、ポリエチレン層は、絵柄を設けた基材に絵柄とは反対の側に施してもよく、またポリエチレン層を設けた基材のポリエチレン層とは反対の側に、絵柄及び保水層を印刷で設けるなどいずれの方法をも採用できる。
【００１８】
接着調整層は、容器に蓋材を圧着するとき前述のポリエチレン層と同様にクッション効果によって両者の密着を均一にする効果を奏するものである。また、蓋材のホットメルト層が、過加熱によって溶出して容器フランジのＨＳ部であるポリエチレンと上記のポリエチレン層とが直接に接触して形成されたＨＳ部が強固になることを防ぐ作用をもつものである。また、接着調整層とホットメルト層との接着強度は、ホットメルト層の凝集破壊強度より強く、上記容器のポリエチレンと接着調整層とのＨＳ強度を上回ることが好ましい。このような作用を奏するポリエチレンとのＨＳ強度を調整する材料としては、７０〜９５モル％エチレンと、３０〜５モル％のカルボキシル基を含むオレフィン系共重合体が好ましく使用することができる。例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタアクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・メタアクリル酸エステル共重合体、アイオノマーなどがある。
【００１９】
上記のオレフィン系共重合体は、図１又は図２に示すとおりの蓋材のポリエチレン層に溶融押出しコーテイングあるいは共重合体のディスパージョンを塗工することにより形成できる。そして、接着調整層とポリエチレンとの接着をより強固に安定させるためには、ポリエチレン層がコロナ放電処理を施した面であることが好ましい。コロナ放電処理は、ポリエチレン層を溶融押出しコーテイングした直後、あるいは接着調整層を施す直前に行ってもよい。そして、接着調整層の厚みは１〜１５μｍが好ましく、１μｍ以下の場合は、接着調整層としての膜を安定して形成できず、１５μｍ以上ではカーリングの原因となったり、本発明の特徴である塑性を損なったり、高価格資源の浪費となる。
【００２０】
本発明のホットメルト層は、凝集破壊で易はく離性をもつホットメルトで構成する。ホットメルトは、通常の酢酸ビニルが１０〜４０重量％含むエチレン・酢酸ビニル共重合体を３０〜５０重量％と、ワックス又はマイクロクリスタリンワックスが３０〜４０重量％と、粘着付与剤を１５〜３０重量％とを主成分とし、その他必要に応じて滑剤、ブロッキング防止剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤などを適宜加えて構成するものである。
粘着付与剤は、水素添加ロジン又はそのグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンとのエステル（エステルガム）や、クマロン・インデン・スチレン系樹脂などのなかから選定する。好ましくは熱的に安定化した水素添加ロジン又はそのグリセリン、ペンタエリスリトールとのエステルである。
ホットメルト層は加熱溶融した材料を、押出しコーテイングしたり、ロールコーテイングや、グラビアコーテイングで塗工形成する。押出しコーテイングによる方法は、高粘度の材料には適するが、安定した塗工量でホットメルト層を形成できるのはグラビアコーテイングによる方法である。
また、上記のホットメルトの溶融粘度が高く、通常のホットメルトコータの適用範囲である８０°〜１５０℃で塗工困難なときは、揮発性の溶剤を加えて加熱溶解して塗工するホットラッカーを使用することもできる。
塗工量は、１０〜４０ｇ／ｍ2 、好ましくは２５〜３０ｇ／ｍ2 である。
【００２１】
紙と蒸着を施したバリアフィルムとの積層は、図２に示すとおりの、非吸収フィルムであるバリアフィルム４７の蒸着７に接着剤６を設けて紙１１とドライラミネーションしたり、図示はしないが非吸収フィルムにプライマー層を設けて熱可塑性樹脂を接着性樹脂層としてサンドイッチラミネーションしたりして基材１を作成する。
【００２２】
ドライラミネーションの接着剤層は通常のポリエステル・ポリイソシアネート、ポリエーテル・ポリイソシアネートやポリエステル、エポキシ系接着剤などを溶剤に溶解したラッカー型の接着剤や、溶剤を含まないいわゆるノンソル型接着剤を２〜１０ｇ／ｍ2 （乾燥したときの塗工量、以下同様に記載する。）を蒸着フィルムに塗工して積層する。
ドライラミネーション法は、サンドイッチラミネーションと比較して、蒸着フィルムの附加される温度も低く、溶融押出しコーテイングで形成される接着性樹脂層の収縮により促進されるカーリングが少なく好ましい方法である。
【００２３】
サンドイッチラミネーションに使用するフィルムのプライマー層は、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、有機チタン化合物、イソシアネート、ポリウレタンなどの溶液を０．１〜２ｇ／ｍ2 の塗工量で設けてプライマー処理を行う。また、積層に使用するフィルムをコロナ放電処理したり、押出しコートする接着性樹脂をオゾン処理をして紙と、接着性樹脂及びバリアフィルムとの接着を強固なものとできる。
【００２４】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
（実施例  １）
図１に示すとおり、両面コート紙（坪量１００ｇ／ｍ2 ：基材１）の一方の側に、厚み２０μｍの低密度ポリエチレンを溶融押出しコーテイングしてポリエチレン層２を形成した。次いで、基材１のポリエチレン層２を形成していない面に所定の絵柄８をグラビア輪転印刷で設けた。そして、エチレン・酢酸ビニル共重合体のディスパージョンをポリエチレン層に３ｇ／ｍ2 塗工・乾燥し接着調整層３を設けた。次いで、前記の接着調整層３に、酢酸ビニルを２０重量％含むエチレン・酢酸ビニル共重合体と、ロジンのペンタエリスリトール及びマイクロクリスタリンワックスを主成分とするホットメルト剤を溶融グラビアコーテイングで３０ｇ／ｍ2 塗工しホットメルト層５を形成して、本発明の実施例１の蓋材１０を作成した。
【００２５】
（実施例  ２）
実施例１と同様にして基材１にポリエチレン層２を設け、次いで、図３に示すように基材１のポリエチレン層２を形成していない面に所定の絵柄８及びポリエチレンイミンを含むアルコールに溶解したワニスからなるオーバープリント９を版深３０μｍのグラビア版を用いて全面にグラビア輪転印刷で施した。そして、エチレン・メタアクリル酸共重合体のディスパージョンをポリエチレン層２に３ｇ／ｍ2 塗工・乾燥し接着調整層３を設けた。次いで、前記の接着調整層３に、実施例１と同様のホットメルト剤を溶融グラビアコーテイングで３０ｇ／ｍ2 塗工したホットメルト層５を形成し、本発明の実施例２の蓋材１０を作成した。
【００２６】
（比較例  １）
実施例１と同様にポリエチレン層を２５μｍの厚みで設けた面に直接ホットメルト層を形成した以外は実施例１と同様にして比較例１の蓋材を作成した。
【００２７】
（評価結果）
実施例１、２及び比較例１の各蓋材を直径１００ｍｍの円形で、外周の一部につまみ片を設けた容器の蓋材の形状で打ち抜いて枚葉の蓋材を作成し、その物性について評価した結果を表１に示す。
・カーリング：
各試料を２０枚サンプリングし、一枚ずつ水平なガラス板上に蓋材の紙側を上にして静置し、そのカーリングが最も高い部分を測定した。
・易開封性：
各試料を、内面に厚み２０μｍの低密度ポリエチレンが積層された紙カップ（容器）のフランジにリングシーラーで、圧力を２ｋｇ／ｍ2 、ＨＳ時間１秒、温度を１４０℃及び１６０℃で各１０個ＨＳして、２４時間経過後、蓋材をはく離して、そのはく離強度及びはく離部の状況を評価した。
【００２８】
【表１】
0004372920.tif 000002
【００２９】
【発明の効果】
紙を含む基材に、低密度ポリエチレンの溶融押出しコーテイングにより形成されたポリエチレン層２、厚みが１〜１５μｍのエチレンとカルボキシル基を含むオレフィン系共重合体からなる接着調整層３、及びホットメルト層５とからなる積層体からなる蓋材は、カーリングがなく、アルミニウム箔を構成要素としないものである。したがって、包装体を電子レンジで加熱・調理できるばかりでなく異物として混入した金属を検知器を使用して除去できる。そして、容器から蓋材を開封するときホットメルト層の凝集破壊で安定した易はく離ができ、また、はく離した蓋材が折曲げ状態の形状をそのままで維持できる塑性変形もつ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的構成の断面を表す概念図である。
【図２】本発明の他の構成を表す断面概略図である。
【図３】実施例の構成を説明するための断面概略図である。
【符号の説明】
１  基材
２  ポリエチレン層
３  接着調整層
４  フィルム
５  ホットメルト層
６  接着剤
７  蒸着
８  絵柄
９  オーバープリント
１０  蓋材
１１  紙
４７  バリアフィルム
【図１】
0004372920.tif 000003
【図２】
0004372920.tif 000004
【図３】
0004372920.tif 000005