(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂Ａを５０〜９９ｗｔ％と、この熱可塑性樹脂Ａに非相溶系もしくは部分相溶系の熱可塑性樹脂Ｂを１〜５０ｗｔ％含むポリマーブレンドしたポリマーをシーラント層とした蓋材において、このシーラント層のベースとなる熱可塑性樹脂Ａ中に分散する熱可塑性樹脂Ｂのドメイン径比ｌ／ｓ（ｌ：ドメインの長径、ｓ：ドメインの短径）が１．５≦ｌ／ｓ≦１０の範囲であることを特徴とする蓋材。
【請求項２】
請求項１記載の蓋材において、熱可塑性樹脂ＡのＪＩＳ．Ｋ７１１３における引張破断強度が５〜２０ＭＰａでかつ、引張破断伸びが６００％以下であることを特徴とする蓋材。
【請求項３】
請求項１又は２記載の蓋材において、上記熱可塑性樹脂Ａが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレンーαオレフィン共重合体、これらオレフィン系樹脂の酸変性物、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーα、β不飽和カルボン酸あるいはそのエステル化物かイオン架橋物、共重合ポリエステルの単体、およびこれらを主成分とするブレンドした樹脂もしくは共重合物の中から選ばれた１種であることを特徴とする蓋材。
【請求項４】
請求項１、２、又は３記載の蓋材において、蓋材とこの蓋材と接着する容器との剥離が、シーラント層の凝集剥離によって行われ、その剥離強度が１〜１５Ｎ／１５ｍｍであることを特徴とする蓋材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙を主体とした紙カップ用の蓋材に関するものであり、さらに詳細には、易開封性を有しながらも、開封時の糸引きを改善させる事が可能な蓋材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食品包装分野において、インスタントラーメン、ゼリー、ヨーグルトなどカップもしくはトレーに内容物を充填した包装形態が増加してきた。これらのカップもしくはトレーは一般的にポリスチレン、発泡ポリスチレン、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂を射出成形、真空圧縮成形などの製法を利用して製造されているが、近年、省資源化、ごみの減容積化、リサイクル性などを考慮して、紙にポリエチレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂を積層させた紙カップなどが開発されており、内容物としてインスタントラーメンに限らず、飲料なども充填されるようになってきた。
【０００３】
これらのカップ容器における蓋材の要求品質としては、内容物を保護するため蓋材最内層のシーラント層と被着材であるカップなどの容器が強接着である事が望まれるのに対し、開封時にはできるだけ易開封であることという相反する要求が求められる。
【０００４】
このような要求を満たすため、様々な機能が蓋材に付与されてきた。その一つが、易開封機構の設計であり、それらの例として、層間剥離機構、凝集剥離機構が挙げられる。このうち、凝集剥離機構は非相溶系あるいは部分相溶系の熱可塑性樹脂をブレンドすることで設計され、その剥離原理としては、非相溶系あるいは部分相溶系の熱可塑性樹脂ブレンド層の凝集力の小さいことを利用し、開封時は蓋材最内シーラントと被着材との界面ではなく、このような非相溶系あるいは部分相溶系のブレンド層の凝集破壊を利用することが挙げられる。
【０００５】
この凝集剥離型の易開封機構の問題点としては、開封時の糸引きが挙げられる。この問題は易開封層（ブレンド層）の層厚を極力薄くすること、あるいは、これらの易開封層は一般的には微細な球状ドメイン相がマトリックス相に分散した海島構造を形成するが、これらのドメイン相の分散径を極力小さくするなどのモルフォロジー設計をする必要がある。しかしながら、ドメイン相の微細分散化は、両者の界面接着性を著しく向上させる事から、開封強度が強くなり、易開封性を附与させる事が困難である。また、ブレンド層を薄く製膜する事は、膜厚制御の点から非常に困難な技術であり、加工性を低下させる恐れもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上記の実状を考慮したものであり、易開封性を低下させる事なく、かつ開封時の糸引きを発生する事のない蓋材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を克服するために考え出されたものであり、請求項１記載の発明は、熱可塑性樹脂Ａを５０〜９９ｗｔ％と、この熱可塑性樹脂Ａに非相溶系もしくは部分相溶系の熱可塑性樹脂Ｂを１〜５０ｗｔ％含むポリマーブレンドしたポリマーをシーラント層とした蓋材において、このシーラント層のベースとなる熱可塑性樹脂Ａ中に分散する熱可塑性樹脂Ｂのドメイン径比ｌ／ｓ（ｌ：ドメインの長径、ｓ：ドメインの短径）が１．５≦ｌ／ｓ≦１０の範囲であることを特徴とする蓋材、としたものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の蓋材において、熱可塑性樹脂ＡのＪＩＳ．Ｋ７１１３における引張破断強度が５〜２０ＭＰａでかつ、引張破断伸びが６００％以下であることを特徴とする蓋材、としたものである。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の蓋材において、上記熱可塑性樹脂Ａが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレンーαオレフィン共重合体、これらオレフィン系樹脂の酸変性物、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーα、β不飽和カルボン酸あるいはそのエステル化物かイオン架橋物、共重合ポリエステルの単体、およびこれらを主成分とするブレンドした樹脂もしくは共重合物の中から選ばれた１種であることを特徴とする蓋材、としたものである。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１、２、又は３記載の蓋材において、蓋材とこの蓋材と接着する容器との剥離が、シーラント層の凝集剥離によって行われ、その剥離強度が１〜１５Ｎ／１５ｍｍであることを特徴とする蓋材、としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の蓋材は、非相溶系あるいは部分相溶系である熱可塑性樹脂Ａ（５０〜９９ｗｔ％）と熱可塑性樹脂Ｂ（１〜５０ｗｔ％）を含むポリマーブレンドしたポリマーをシーラント層とした蓋材であり、この時の蓋材の構成を例としてあげると、
例１：熱可塑性樹脂（最外層）／熱可塑性樹脂（中間層）／熱可塑性樹脂（シーラント層）
例２：紙／熱可塑性樹脂（中間層１）／金属箔／熱可塑性樹脂（中間層２）／熱可塑性樹脂層（シーラント層）
例３：熱可塑性樹脂（最外層）／紙／熱可塑性樹脂（シーラント層）
など様々である。この時、層構成は上記構成に限らず何層でも構わず、必要に応じてバリア性樹脂層、接着性樹脂層などを積層させても構わない。また、紙を積層した構成において、紙の材質も特に限定されるものではない。また、バリア性を付与させるために無機化合物を蒸着などの手法により積層させたフィルムも使用可能である。上記例２に示す構成の蓋材を図１に示す。
【００１２】
蓋材のシーラント層を構成する熱可塑性樹脂Ａは、容器の材質に応じて様々な樹脂を使用することが可能である。例を挙げると、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレンープロピレン共重合体、エチレンーαオレフィン共重合体、エチレンーアクリル酸共重合体、エチレンーメタクリル酸共重合体、エチレンーメタクリル酸エステル共重合体、エチレンーアクリル酸エステル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレンー酢酸ビニル共重合体、共重合ポリエステル等が挙げられる。
【００１３】
また、これらの樹脂は前記の樹脂単体、または前記の樹脂をブレンドした樹脂を使用しても構わない。さらに、前記樹脂に低分子量の石油樹脂、例えば脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、脂環族系石油樹脂樹脂や、ロジン、重合ロジン、水素添加ロジン、ロジングリセリンエステル、およびその水添物または重合物、ロジンペンタエリストールおよびその水添物または重合物のようなロジン類を粘着付与剤として上記樹脂に適量を配合しても構わない。
【００１４】
凝集剥離を開封機構として採用する場合、シーラント層に配合する熱可塑性樹脂Ｂは、熱可塑性樹脂Ａと完全非相溶あるいは部分相溶する樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂Ａによって熱可塑性樹脂Ｂの選択は様々であるが、熱可塑性樹脂Ｂの例を挙げると、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、エチレンーαオレフィン共重合体、ポリブテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレンープロピレン共重合体などのオレフィン系樹脂の単体やこれらの共重合物、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エチレンーアクリル酸共重合体やエチレンーメタクリル酸共重合体のような酸共重合物やそのエステル化物、エチレンー酢酸ビニル共重合体あるいはその鹸化物、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などが使用可能であり、特に上述した樹脂以外にも、酸変性物など様々な樹脂の使用が可能である。これらの樹脂は熱可塑性樹脂Ａと同様に単体でも、複数の樹脂をブレンドした樹脂でも構わない。
【００１５】
本発明において、この蓋材で蓋をするカップなどの被着体がポリエチレン樹脂の場合、熱可塑性樹脂Ａ／熱可塑性樹脂Ｂの組合せとして、ポリエチレン樹脂／ポリブデン樹脂、ポリエチレン樹脂／ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂／ポリプロピレン樹脂の組合せが好ましい。
被着体がポリプロピレン樹脂の場合、熱可塑性樹脂Ａ／熱可塑性樹脂Ｂの組合せとして、ポリプロピレン樹脂／ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂／ポリエチレン樹脂の組合せが好ましい。
また、被着体がポリスチレン樹脂の場合、熱可塑性樹脂Ａ／熱可塑性樹脂Ｂの組合せとして、エチレン−酢酸ビニル共重合体／ポリブデン樹脂、ポリエチレン＋エラストマー＋石油樹脂／ポリブデン樹脂の組合せが好ましい。
【００１６】
シーラント層を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂Ａとこの熱可塑性樹脂Ａに非相溶系もしくは部分相溶系の熱可塑性樹脂Ｂを含み、その配合比は、熱可塑性樹脂Ａを５０〜９９ｗｔ％、熱可塑性樹脂Ｂを１〜５０ｗｔ％の範囲とする。熱可塑性樹脂Ｂは、熱可塑性樹脂Ａに配合することで、熱可塑性樹脂Ａの凝集力を低下させ、易開封性を附与させるものであるため、上記配合比とする。
【００１７】
シーラント層のモルフォロジーとしては、ベースとなる熱可塑性樹脂Ａ中に分散する熱可塑性樹脂Ｂはドメイン径比ｌ／ｓ（ｌ：ドメインの長径、ｓ：ドメインの短径）が１．５≦ｌ／ｓ≦１０の範囲である。熱可塑性樹脂Ｂが前記ドメイン径比の範囲の樹脂Ｂ全体の５０％以上含まれてれば、本発明の目的は達成できる。
熱可塑性樹脂Ｂの、ドメイン径比ｌ／ｓが上記範囲で収まるような楕円形状あるいは偏平状に分散される事で、完全に球状状態で分散（ｌ／ｓ＝１）しているより、開封時にマトリックス相を破断する面積を小さくする事が可能であり、開封時の強度を抑制する事が可能である（図２−１、２−２参照）。ｌ／ｓ＞１０の場合には、蓋材開封時に熱可塑性樹脂Ｂが引きのばされ、糸引きの原因となる恐れがある。熱可塑性樹脂Ｂのドメイン径比ｌ／ｓが１．５≦ｌ／ｓ≦１０で、さらに好ましくは、以下にも述べるが、熱可塑性樹脂Ａの樹脂物性を、ＪＩＳ．Ｋ７１１３における引張破断強度で５〜２０ＭＰａでかつ、引張破断伸びが６００％以下にすることで、破断面積を小さくさせる効果と相乗して、糸引き解消の効果を発揮する事も可能である。
【００１８】
上述したモルフォロジーを形成させるためには、熱可塑性樹脂Ａおよび熱可塑性樹脂ＢのＪＩＳ．Ｋ７２１０に準ずる１９０℃、２１．１６８ＮにおけるＭＩ比、あるいは、実際の加工温度およびせん断速度域での溶融粘度比を調整する必要があるが、一般的に、成形加工温度およびせん断速度下で、熱可塑性樹脂Ａの粘度よりも熱可塑性樹脂Ｂの粘度の方が高ければ、上記モルフォロジーを形成させる事が可能である。そのため、製膜条件における熱可塑性樹脂ＡとＢの溶融粘度がＡ＜Ｂの関係を有していれば問題は無い。特に、熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂの溶融粘度の差が離れていれば離れているほど、熱可塑性樹脂Ｂが楕円形状あるいは偏平状に分散するので好ましい。
【００１９】
上述したように、熱可塑性樹脂ＡはＪＩＳ．Ｋ７１１３における引張破断強度で５〜２０ＭＰａでかつ、引張破断伸びが６００％以下であることが好ましい。ここで、ＪＩＳ．Ｋ７１１３における引張破断強度、引張破断伸びの測定試験片および測定条件は、ＪＩＳ．Ｋ７１１３に記載されている内容に従う。例えば、測定する樹脂が低密度ポリエチレン樹脂であれば、２号試験片で厚さ２．０±０．２ｍｍ、試験速度２００ｍｍ／ｍｉｎ．など、各樹脂に応じた試験を行う。
【００２０】
引張り破断強度が５ＭＰａより小さいと、樹脂としての強度が低くなりすぎ、シール強度が得られない可能性がある。また、引張り破断強度が２０ＭＰａより超え、かつ破断伸びが６００％を超えると、開封時に糸引きを発生する恐れがある。このような意味から、引張破断強度で５〜２０ＭＰａでかつ、引張破断伸びが６００％以下であることが好ましい。
【００２１】
本蓋材の容器との開封強度は、易開封性を考えると１〜１５Ｎ／１５ｍｍである方が好ましい。１Ｎ／１５ｍｍよりも弱いと接着強度に劣り、１５Ｎ／１５ｍｍ以上であると易開封性に劣る。また、凝集剥離の場合は、その凝集剥離層の層厚によっても強度が著しく変化するため、ブレンド層の含有量など様々な要因を考慮して設定しても構わなく、層厚に特に制限はない。
【００２２】
本発明の蓋材の作成方法は、様々な方法を取ることができるが、基本的にはあらかじめドライラミネート、押出ラミネートなどの手法で積層させた積層体を基材として、上記内容の熱可塑性樹脂を押出ラミネートする方法がとられる。熱可塑性樹脂のＭＩが非常に高い（溶融粘度が非常に低い）場合には、加工性を考慮して共押出手法により積層させても構わない。これらの蓋材に関する製造方法には制約はない。
【００２３】
また、シーラント材の加工性、熱安定性などを考慮して、必要に応じて酸化防止剤、安定剤、滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防雲剤、粘着調整剤、充填剤、着色剤などの添加剤を加えることも可能である。
【００２４】
本発明の蓋材の被着材となる容器は、上述してきた紙カップだけでなく、蓋材のシーラント層の選定によっては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（特に結晶化ＰＥＴ：Ｃ−ＰＥＴ）、ポリスチレン樹脂などから構成される射出成形や真空圧縮成形で得られたカップ、トレーなどにも展開が可能である。また、ブリスターパックのような容器の蓋材にも使用が可能である。
【００２５】
以下に本発明の実施例を示す。
＜実施例１＞
ポリエチレンテレフタレートの二軸延伸フィルム（２５μｍ）上に低密度ポリエチレンを厚さ２０μｍで押出ラミネートにより積層させたものを基材として使用した。
蓋材最内シーラント層として、ＪＩＳ．Ｋ７１１３における引張破断強度が９ＭＰａ、引張破断伸びが４５０％、そしてＪＩＳ．Ｋ７２１０に準ずる１９０℃、２１．１６８ＮにおけるＭＩが７０の低密度ポリエチレン樹脂(熱可塑性樹脂Ａ）を用い、さらに易開封性を付与させるためＭＩが１．８のポリブテン樹脂（熱可塑性樹脂Ｂ）を３０ｗｔ％添加させた。
【００２６】
また、このシーラント層は流動性が高いため、ＭＩが５の低密度ポリエチレン樹脂との共押出により、押出温度２８０℃で基材上に積層した（ＭＩ＝５低密度ポリエチレン樹脂層３０μｍ、シーラント層３０μｍ）。その後、この積層体を上述した基材の低密度ポリエチレン面とヒートシールし、１３０〜１６０℃のヒートシール強度を測定した。その時のシール圧は０．１５ＭＰａでシール時間は１秒である。
このヒートシール物を幅１５ｍｍの短冊状にサンプリングし、９０度剥離試験を行った。その時の接着強度を表１に示す。
【００２７】
蓋材としての構成は、基材として紙（坪量８０ｇ／ｃｍ２）にアルミ箔を積層させたものを基材と使用した。シーラントの構成は上述したブレンド品を用い、アルミ箔と接着性を有するエチレンーアクリル酸共重合体との共押出により蓋材を作成した。
被着体となる容器は、紙に低密度ポリエチレン樹脂をラミネートした原反から作成した紙カップを実際使用した。この容器と蓋材とのヒートシールにはカップシーラーを使用し、シール温度１３０〜１６０℃、シール圧力０．１５ＭＰａ、シール時間１秒でシールした。この時の層厚は、上述した構成と同様であり、この際にはエチレンーアクリル酸共重合体の層厚を３０μｍとした。
【００２８】
この蓋材をシールした紙カップを用いて開封感および糸引き状態を評価した。シーラント層中のドメイン相の分散状態は、液体窒素により凍結させた上記蓋材の一部を破断後、その破断面を白金蒸着を施したサンプルを走査型電子顕微鏡により観察する事によりドメイン径比（ｌ／ｓ）を求めた。
【００２９】
＜実施例２＞
シーラント層のベースとなる熱可塑性樹脂Ａとしての引張破断強度を９ＭＰａ、引張破断伸びを１００％、そしてＭＩを５０の低密度ポリエチレンを用いた以外は実施例１と同じ構成の蓋材を用い、実施例１と同様のテストを行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
＜実施例３＞
シーラント層のベースとなる熱可塑性樹脂Ａとしての引張破断強度を１０ＭＰａ、引張破断伸びを１００％、そしてＭＩを３５の低密度ポリエチレンを用いた以外は実施例１と同じ構成の蓋材を用い、実施例１と同様のテストを行った。その結果を表１に示す。
【００３１】
＜実施例４＞
シーラント層のベースとなる熱可塑性樹脂Ａとしての引張破断強度を９ＭＰａ、引張破断伸びを３５０％、そしてＭＩを５０の低密度ポリエチレンを用い、熱可塑性樹脂ＢとしてＭＩ＝２０のポリブテン樹脂を用いた以外は実施例１と同じ構成の蓋材を用い、実施例１と同様のテストを行った。その結果を表１に示す。
【００３２】
＜実施例５＞
シーラント層のベースとなる熱可塑性樹脂Ａとしての引張破断強度を１８ＭＰａ、引張破断伸びが５００％、そして１９０℃におけるＭＩが３０の低密度ポリエチレンを用い、熱可塑性樹脂ＢとしてＭＩ＝１１のポリスチレン樹脂を用いた以外は実施例１と同じ構成の蓋材を用い、実施例１と同様のテストを行った。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
0003835039.tif 000002
【００３４】
【発明の効果】
以上の様に、熱可塑性樹脂Ａ（５０〜９９ｗｔ％）と、この熱可塑性樹脂Ａに非相溶系若しくは部分相溶系の熱可塑性樹脂Ｂ（１〜５０ｗｔ％）を含むポリマーブレンドしたポリマーをシーラント層とした蓋材において、このシーラント層のベースとなる熱可塑性樹脂Ａ中に分散する熱可塑性樹脂Ｂのドメイン径比ｌ／ｓ（ｌ：ドメインの長径、ｓ：ドメインの短径）が１．５≦ｌ／ｓ≦１０の範囲の関係を有し、又必要に応じて蓋材のシーラント層を構成する熱可塑性樹脂ＡのＪＩＳ．Ｋ７１１３における引張破断強度を５〜２０ＭＰａに、かつ、引張破断伸びが６００％以下に設定することで、開封強度が１〜１５Ｎ／１５ｍｍで凝集剥離型の易開封性を有する蓋材を得ることが可能である。この蓋材は、開封時にも糸引きの発生も起きず、開封状態も良好である。
【００３５】
従来まで、開封性および易開封性を制御するためには、膜厚制御や詳細なモルフォロジー制御が必要であったが、今まで述べてきたような構造設計および樹脂の選択を行う事で、従来法よりもはるかに容易に、易開封かつ糸引きを解消させる事が可能なシーラント層を有する蓋材を得る事が可能である。またこの蓋材は、今回の実施例では熱可塑性樹脂Ａとしてポリエチレンについて説明しているが、これに限定されるものではなく、シーラント層の種類により、ポリプロピレンやポリエステルを積層させた紙トレーなどの蓋材にも展開は可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】蓋材の構成の一例を示す断面図。
【図２】図２−１は、ドメインが球状の分散状態、図２−２は、ドメインが楕円形上あるいは偏平状の分散状態を示す説明図。
【符号の説明】
ａ‥‥紙層
ｂ‥‥熱可塑性樹脂層（中間層１）
ｃ‥‥金属箔層
ｄ‥‥熱可塑性樹脂層（中間層２）
ｅ‥‥熱可塑性樹脂Ａ
ｆ‥‥熱可塑性樹脂Ｂ
【図１】
0003835039.tif 000003
【図２】
0003835039.tif 000004