JP4903341B2 - 多層熱シール可能包装材料、多層熱シール可能包装材料によってなされる食品包装、および多層熱シール可能包装材料による包装の方法 - Google Patents
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Description
本発明は、とくに食品包装における、多層熱シール可能包装材料に関する。この包装材料は、たとえばボール紙のような繊維性材料の中間層を基材とし、さらに、包装された製品の保存期間を延ばすための1個ないし数個の遮断層を有し、表面に包装を密封するための熱シールポリマーを有する。さらに、本発明は、この包装材料を使用しての包装方法と、熱シールによって密封される食品包装と、たとえば熱シールされた牛乳やジュースの容器のような食品包装へのこの包装材料の使用とに関する。
【0002】
保存性を改善するために、乳製品やジュースのような変質しやすい液状食品の包装に酸素と香気に対する遮断性をもたせる試みが行なわれてきた。従来のやり方は、繊維性包装材料に灰色のアルミホイルを付加することによって、空気中の酸素の侵入と包装された製品の香気の喪失を効果的に防止するというものであった。しかしながら、長く用いられてきたアルミホイルは、コストが高く、環境に害を与えるおそれがあり、また資源の再利用に関する規制のために、現在では使われなくなってきている。アルミニウムは廃棄場で分解されることがなく、またアルミニウムで裏打ちされた包装用ボール紙を再生することは困難である。
【0003】
食品包装において酸素と香気の遮断材として用いられるアルミニウムは、ポリマーに取って代わられつつある。最も重要なポリマーは、エチルビニルアルコール共重合体(ethyl vinyl alcohol copolymer:EVOH)、ポリアミド(PA)、およびポリエチレンテレフタレート(PET)である。これらのポリマーを接合剤および熱シールポリマーと組みあわせることによって、多層ボール紙が形成されてきた。そしてほとんどアルミニウムに比肩しうる密封性をもつものも、なんとか製造されるようになった。
【0004】
材料のコストと厳しくなる環境的規制によって、包装ボール紙のコーティングに用いられるポリマーの量も減らされつつある。フィンランド公開公報第96752号(FI−96752)において、酸素と香気を良く遮断し、同時に、ポリマー性シール層および接合剤層における材料の使用量が少ないポリマーコーティング食品包装用ボール紙が開示されている。この包装用ボール紙の優位性は、実質的には、摂氏約250度という低い熱シール温度にあり、これによって包装を密封する段階でポリマー層に穴が開きガス遮断性が落ちることが防止されている。また、熱シール温度が可能な限り低いので、製品の味や香りが損なわれる危険も減少している。
【0005】
フィンランド公報第96752号(FI−96752)によれば、EVOHシール層のボール紙に対する接着性を改善するために、EVOH層に微小輝片(glimmer)を組み込むことも可能である。また、微小輝片(glimmer)がガス遮断性を高め、紫外線透過性を減少させることも示されている。フィンランド特許出願第980086号(FI−980086)は、さらに、相当量のタルカム(talcum)がガス遮断層のポリマーに添加された多層包装ボール紙について開示している。また、この出願によれば、タルカムに加えてその層の重量の最大5%の染色用顔料が添加されることにより、シール層が紫外線遮断効果をもつようになる。
【0006】
もしも包装用ボール紙とそのポリマー性コーティング層が厚ければ、紫外線と可視光線の双方を相対的に良く遮断するようになる。ポリマーを熱シールするときに用いられる紫外線放射は、ポリエチレンを弱める効果をもち、廃棄場での材料の分解を促進するのでおおむね有利である。しかしながら、包装材料を薄くするのが時流なので、可視光線の透過量が増加する結果となっている。その官能物性(organoleptic property)のために食品包装に最適な材料である漂白硫酸塩パルプが材料中に用いられる場合はとくにそうである。非漂白パルプは効果的に光を吸収するが、匂いや香りを損なうおそれがあるので、食品包装における使用は避けられている。アルミホイルを付加された従来の包装材料は、光や紫外線を透過しない。
【0007】
本発明は、部分的には、フィンランド公報第96752号(FI−96752)による多層包装ボール紙や各々の最近の包装ボール紙が、入射する可視光線を10%も透過させてしまうという観察に、また部分的には、酸素と同様に光も包装された食品の保存性と品質に有害な影響を及ぼすという観察に基づく。実施された測定によれば、包装材料を透過した光は、5週間という保存期間ののちに、ジュース中のアスコルビン酸を分解して約3分の1に減少させる。光の影響が排除された同様の他の保存テストにおいては、テスト終了時に約75%のアスコルビン酸が残留していた。
【0008】
上述の驚くべき観察結果から、本発明の目的は、包装材料を透過する有害な光を遮断するための解決法を提供することにある。そこで本発明は、繊維性材料の中間層に加えて、包装された製品を保護する少なくとも1つのガス遮断性ポリマー性シール層と、材料の表面層として少なくとも1つのポリマー性熱シール層を含む熱シール可能包装材料からなり、本発明は、熱シール層が可視光線から製品を守るために光を吸収する顔料を含むということによって特徴づけられる。
【0009】
このように、本発明は、熱シールポリマーに混合された顔料が用いられ、その顔料が400〜700nmの波長領域の可視光線を吸収することを要する。もっとも効果的な顔料は、たとえばカーボンブラックのように、該波長範囲全体の光を吸収し、毒性がなく食品包装に適した黒色顔料である。カーボンブラックは、包装を透過する紫外線に対しても効果的な遮断作用を有する。
【0010】
顔料を熱シール層に組み込むのは、何よりもまず、多層ボール紙において熱シール層が通常他のポリマー性コーティング層よりもかなり厚いからである。顔料は、層の外観を損なうような線を生じることなく、ポリマー性層中になめらかに重ねられる。第二に、酸素遮断層(oxygen barrier layer)におけるポリマーの密封性は、しばしば、その純度に依存し、それゆえ、異物質の添加が避けられる傾向があるからである。顔料は、熱シールポリマーとして典型的に用いられるポリオレフィンとよく混合し、ここで用いられる濃度においてはポリマーの成型性と熱シール可能性を妨げない。
【0011】
本発明による食品包装材料の熱シール層がとくに優れている点は、黒色顔料と白色顔料を適切に混ぜることによって、灰色にできることである。白色顔料は、材料の表面からの光を反射して材料の光透過性を減少させる。しかしながら、より重要なのは、灰色に着色された材料の外観である。つまり、灰色の表面層は従来食品包装に用いられたアルミホイルに似ており、消費者はそれに慣れている。この事実は、この素材が市場で認められるためには非常に重要である。黒色顔料は、本来、材料の表面をなんとも言えず黒っぽく美学的には疑問の生ずるようにし、その材料が、技術的な見地からはあらゆる方向から見て機能的であっても、市場では嫌われるようにするだろう。
【0012】
実際、熱シールポリマーにほんの少量の黒色顔料を加えることによって、可視領域の光の透過をほとんどゼロに近くすることができる。熱シール層の顔料の量は、約0.05〜0.5重量%、好ましくは約0.10〜0.30重量%であり、最も好ましくは0.10〜0.20重量%でありうる。0.2重量%が1つの境界であり、これを超えると実際上吸収量は改善されないが、灰色の色調を適したものにするためにはこれを超えることも許される。灰色の色調を適したものにすることを考慮すると、白色顔料の量は、たとえば熱シール層の重量に対して約5〜25%、好ましくは約10〜20%、最も好ましくは約10〜15%というように、黒色顔料よりも相当に多くなければならない。0.15重量%のカーボンブラックと12重量%の二酸化チタンを低密度ポリエチレン(PE−LD)に混合することによって、ボール紙上に一見アルミホイルであるかのように見える最適な熱シール混合物が得られる。
【0013】
熱シール層中の低密度ポリエチレンの密度は912〜935kg/m3とすることができ、好ましくは915〜930kg/m3であり、溶融粘度(MFR2)は0.5〜20g/10minとすることができ、好ましくは3〜10g/10minである。顔料に加えて、脱臭剤として、たとえば珪酸アルミニウムナトリウムのような分子ふるい(molecular sieve)が最大で0.5%、熱シール層にブレンドされうる。
【0014】
熱シール可能包装の包装材料は、通常、ポリマー性熱シール層を両面にもつ。包装の内面になる熱シール層のみが本発明によって色づけされる。包装の外面の熱シール層は、ボール紙上の印刷を覆わないように色づけしないまま残される。
【0015】
本発明の包装材料の酸素遮断層に関して、とくにフィンランド公開公報第96752号(FI−96752)が参照される。該公報においては、酸素遮断ポリマーとしては、EVOH、PET、またはPAが可能で、後者はEVOHとブレンドされている。これらに加えて、PAそのもの、別々のEVOH層とPA層とを接着したもの、たとえばタルカム(talcum)のような鉱物を混ぜたシールポリマーも考えられる。すべての場合において、本発明に従えば、同じ包装材料中において酸素および香気の遮断と可視光線の遮断がなされている。
【0016】
本発明はさらに、繊維性中間層に加えて少なくとも1つのポリマーを主成分とする保護層を有する熱シール可能包装材料を含む。ポリマーを主成分とする保護層は、たとえばカーボンブラックのような吸光性の黒色顔料とたとえば二酸化チタンのような白色顔料をブレンドすることによって灰色に色づけられ、黒色顔料が包装された製品を可視光線から保護し、同時に、灰色の保護層は該材料のための熱シール層として機能する。保護層における顔料の調合割合は前述したとおりでありうる。本材料は、保存中は遮光されなければならない被包装製品にとりわけ適している。
【0017】
食品を可視光線から遮断するために吸光性顔料が熱シール層にブレンドされているということが、包装用の容器またはケースがボール紙の中間層と少なくとも1つのガス遮断ポリマー性シール層と少なくとも1つのポリマー性熱シール層を有する包装材料から曲げられ、食品がその中に熱シールにより密封される食品包装のための本発明の方法の特徴である。熱シール層は、前述したように、顔料を用いて好ましく灰色に着色される。本発明において用いられるカーボンブラックと二酸化チタン顔料は包装の熱シールの妨害とならないので、熱シール温度は約250℃で充分である。このように、フィンランド公報第96752号(FI−96752)より知られる技術は、本来的に、該公報において言及されるいかなる優位性をも失うことなしに、本発明において利用されることができる。
【0018】
本発明により完成される食品包装と本発明による包装材料の利用に関して、添付の特許請求の範囲、とくに請求項13〜18が参照される。
【0019】
本発明は、つぎに実施例としてより詳細に説明され、そこでは添付の図面が参照される。
【0020】
図1〜5は、本発明による異なった5種類の積層包装材料を図示する。
【0021】
図6および図7は、本発明による包装材料と既知の技術を代表する包装材料の光の透過量を、波長の関数として表わしている。
【0022】
図1〜5は、本発明による多層熱シール可能包装材料の主に食品包装のための例である。包装材料1は、いずれの例でも、完成し密封された包装の外側表面を形成する低密度ポリエチレン(PE−LD)よりなる熱シール可能表面層2を含む。これに続いてたとえば漂白硫酸塩パルプからなるボール紙のような繊維性材料からなる中間層3がある。つぎに、図1〜3には、ポリマーの酸素と香気の遮断層4があり、その材料はエチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、あるいはエチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)とポリアミド(PA)の混合物である。図4および図5の包装材料は、互いに接着された2つのシール層4と5を含み、その材料はEVOHとPAであり、図4では、PAがボール紙に接して置かれ、EVOHはPAに接着されており、図5では、EVOHがボール紙に接し、PAがEVOHに接着されている。シール層4あるいはシール層4と5に続いて接合剤層6があり、これはたとえば無水マレイン酸で修飾された低密度ポリエチレンであり、その目的は、シール層を包装の内側表面を形成する低密度ポリエチレン(PE−LD)の熱シール層7に結合させることである。
【0023】
図示の包装材料1において、本発明に従って包装の内側表面を形成する熱シール層7に1種ないし数種の顔料がブレンドされており、その意図は光が包装された製品に害となりうる場合に、包装内に可視光線が透過することを防ぐことにある。本発明によれば、用いられる顔料として好ましいのはカーボンブラックであり、それは低い濃度においてもほとんど完全に光を遮断する。本発明によれば、二酸化チタンのような白色顔料も熱シール層7に加えられることができ、それは光の遮断にも幾分の効果を有するが、何よりも熱シール層7に審美的に心地よいアルミホイルに似た外観を与える。
【0024】
図示の包装材料1において、ボール紙の中間層3の重量は、少なくとも170g/m2、好ましくは200〜400g/m2である。重ね合わせられたポリマー性層4〜7は共押し出しにより一工程でボール紙に設けられうる。シール層4、5および接合剤層6の材料量は、層あたり1〜10g/m2、好ましくは2〜5g/m2である。熱シール層1および7の材料量はいずれも、5〜60g/m2、好ましくは20〜50g/m2、最も好ましくは30〜40g/m2である。包装の内側表面を形成する熱シール層7中のカーボンブラックの割合(share)は、0.05〜0.5重量%、好ましくは約0.15重量%であり、二酸化チタンの割合は、5〜25重量%、好ましくは約12重量%である。
【0025】
連続した巻き紙(web)として製造された本発明の包装材料は、型で打ち抜いて半完成品(blank)とすることができ、それは密封された食品包装を形成するために再び曲げられ熱シールされることができる。熱シール温度は、せいぜい約250℃である。包装された製品はとくに、たとえばジュースや、牛乳やクリームやサワーミルク(sour milk)やヨーグルトやアイスクリームなどの乳製品などの、液状食品であることができる。同様に、小麦粉、粉末、フレーク、シリアル食品、動物のエサなどの乾燥した食品のための箱状包装も可能である。さらに、調理済食品の密封皿も提供されることができ、そこでは皿とふたの双方が本発明の光非透過性包装材料によってつくられる。
【0026】
図6および図7において、本発明と従来技術による多層包装材料の可視光線に対応する波長400〜700nmの範囲の光透過性曲線が示される。図6において、曲線8は、20g/m2の透明で顔料が入っていないポリエチレン(PE−LD)のコーティングを有する240g/m2の重さの漂白パルプ製ボール紙から得られた:曲線9は同様にコーティングされた300g/m2の漂白パルプ製ボール紙から得られた:曲線10は、同様にコーティングされた重さ239g/m2の非漂白パルプ製ボール紙から得られた;曲線11は本発明を示しており、0.12%のカーボンブラックと7.5%の二酸化チタンによって灰色に着色された20g/m2のポリエチレン(PE−LD)によってコーティングされた240g/m2の重さの漂白パルプ製ボール紙から得られた。
【0027】
図6の曲線8と曲線9を比較することにより、漂白された原料(mass)から製造されるボール紙を薄くしていった結果として生ずる光透過性の増加が観察できる。曲線10はさらに、もしボール紙が非漂白パルプから作成されれば、光透過性の問題はほとんど存在しないことを示す。黒色および白色顔料によって灰色に着色された本発明のポリマー性コーティング層によって、ほぼ一致する曲線11の光不透過性が達成された。
【0028】
図7は、図6におけるのと同様に測定された光透過性を内容とし、二酸化チタンとカーボンブラックの量の光吸収に対する効果を示す。従来技術を示す曲線9と本発明を示す曲線11は、図6におけるそれらに類似する。曲線12は、7.5%の二酸化チタンを含む20g/m2のポリエチレン(PE−LD)によってコーティングされた300g/mの重さの漂白パルプ製のボール紙から得られた。曲線13は、同じボール紙に、前述の白くした17g/m2のポリエチレンに、前述の顔料をブレンドされて灰色に着色されたポリエチレン3g/m2をブレンドしたものをコーティングして得られた。図7における曲線を比較すると、二酸化チタンは、光透過性の減少に関して比較的小さな効果しかもたず、また、カーボンブラックは、0.018%という低い濃度においてすら、材料を透過する光を顔料を加えない場合の3分の1以下に減少させることがわかる。
【0029】
本発明はさらに、保存温度9℃および23℃における5週間の長期保存試験の期間中に、包装したりんご果汁中のアスコルビン酸濃度の変化を追うことによって試験された。包装は熱シールによって密封された容器であり、そこにおいては本発明による包装ボール紙が用いられ、その重さは240g/m2であり、そしてそれは5g/m2のエチレンビニルアルコール共重合体と、6g/m2の接合剤と、層を灰色に着色する0.12%のカーボンブラックと7.5%の二酸化チタンをブレンドされた45g/m2のポリエチレン(PE−LD)のコーティングを施されていた。対照材料は同様にポリマーによってコーティングされているが、最外の熱シール層に顔料を加えていない包装ボール紙である。
【0030】
アスコルビン酸濃度は、果汁を密封した時と、2週間および5週間の保存期間の後に測定された。結果はつぎの表に示される。
【0031】
【表1】
【0032】
試験結果は、密封された果汁のアスコルビン酸の保存における、本発明によって達成された、かなりの改善を示す。
【0033】
当業者にとって、本発明の種々の実施例は上記の例に限定されないことは明らかであり、添付の特許請求の範囲の射程内で様々でありうる。ボール紙の代わりに、包装材料の中間層として紙を用いることもでき、それは乾燥物の包装の実施に適している。加えて、熱シール層は包装材料の片側だけにコーティングすることもできる。材料の反対側、とくに乾燥物の包装の外側には、熱シール可能なラッカーを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による多層包装材料の例である。
【図2】 本発明による多層包装材料の例である。
【図3】 本発明による多層包装材料の例である。
【図4】 本発明による多層包装材料の例である。
【図5】 本発明による多層包装材料の例である。
【図6】 本発明による包装材料と既知の技術を代表する包装材料の光の透過量を、波長の関数として表わしている。
【図7】 二酸化チタンの量およびカーボンブラックの量と光の透過量との関係を、波長の関数として表わしている。
Claims (25)
- 繊維性材料よりなる本体層(3)、包装された製品を保護するための少なくとも1つのガス遮断ポリマー性バリア層(4、5)、および材料の表面層としての少なくとも1つのポリマー性熱シール層(2、7)からなる食品包装のための多層熱シール可能包装材料(1)であって、熱シールポリマーにポリマーの0.05〜0.20%の黒色顔料およびポリマーの5〜25%の白色顔料を含んでなる熱シール層(7)からなり、前記吸光性の黒色顔料が製品を可視光線から保護し、前記黒色顔料および白色顔料が一緒に、前記熱シール層に灰色の色を与えることを特徴とする多層熱シール可能包装材料。
- 前記黒色顔料が、カーボンブラックであり、前記白色顔料が二酸化チタンであることを特徴とする請求項1記載の包装材料。
- 熱シール層(7)が、ポリマーの0.10〜0.20%の黒色顔料を含むことを特徴とする請求項1または2記載の包装材料。
- 熱シール層(7)が、ポリマーの10〜20%の白色顔料を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の包装材料。
- 熱シール層(7)が、ポリマーの10〜15%の白色顔料を含むことを特徴とする請求項4記載の包装材料。
- 熱シール層(7)が、ポリマーの0.15%のカーボンブラック顔料およびポリマーの12%の白色二酸化チタン顔料を含むことを特徴とする請求項1記載の包装材料。
- 熱シール層(7)におけるポリマーが、ポリオレフィンであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の包装材料。
- 熱シール層(7)におけるポリマーが、低密度ポリエチレン(PE−LD)であることを特徴とする請求項7記載の包装材料。
- 材料の両側にポリマー性熱シール層(2、7)を有し、包装の内側表面層(7)に黒色顔料および白色顔料が与えられていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の包装材料。
- ガス遮断バリア層(4、5)におけるポリマーが、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリアミド(PA)、またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の包装材料。
- 本体層(3)が漂白硫酸塩パルプを含有するボール紙であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の包装材料。
- 繊維性材料よりなる本体層(3)と包装された製品を保護するための少なくとも1つの灰色の保護層(7)からなる、食品包装のための多層熱シール可能包装材料(1)であって、保護層(7)が、ポリマーの0.05〜0.20%の吸光性黒色顔料とポリマーの5〜25%の白色顔料をブレンドすることによって灰色に着色されたポリマーを含有することによって、黒色顔料が製品を可視光線から保護し、該灰色に着色されたポリマー性保護層が同時に熱シール層としても機能することを特徴とする食品包装のための多層熱シール可能包装材料。
- 前記吸光性黒色顔料が、カーボンブラックであり、前記白色顔料が二酸化チタンであることを特徴とする請求項12記載の包装材料。
- ボール紙製の本体層(3)、少なくとも1つのガス遮断ポリマー性バリア層(4、5)、および少なくとも1つのポリマー性熱シール層(2、7)からなる包装用材料(1)で作られた容器またはケースに、食品が熱シールによって密封される食品包装の方法であって、食品を可視光線から保護し、熱シール層(7)に灰色を与えるため、ポリマーの0.05〜0.20%の黒色顔料およびポリマーの5〜25%の白色顔料が熱シールポリマーにブレンドされていることを特徴とする食品包装の方法。
- 熱シール層(7)が、熱シールポリマーに、ポリマーの0.10〜0.20%の吸光性黒色顔料と、ポリマーの10〜15%の白色顔料をブレンドすることによって灰色に着色されていることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記黒色顔料が、カーボンブラックであり、前記白色顔料が二酸化チタンであることを特徴とする請求項14または15記載の方法。
- 包装用の容器またはケースが250℃以下の熱シール温度において熱シールされることを特徴とする請求項14〜16のいずれかに記載の方法。
- ボール紙製の本体層と少なくとも1つのガス遮断ポリマー性バリア層と少なくとも1つのポリマー性熱シール層からなる包装材料を曲げ、熱シールすることによって形成された包装用の容器またはケースへ密封された変質しやすい食品を含む食品包装であって、前記包装材料が、熱シールポリマーにブレンドされたポリマーの0.05〜0.20%の黒色顔料およびポリマーの5〜25%の白色顔料を含んだ熱シール層からなり、前記吸光性の黒色顔料が、包装された食品を可視光線から保護し、前記黒色顔料および白色顔料が一緒に、前記熱シール層に灰色の色を与えることを特徴とする食品包装。
- 熱シールポリマーに、ポリマーの0.10〜0.20%の吸光性黒色顔料と、ポリマーの10〜20%の白色顔料をブレンドすることによって、熱シール層が灰色に着色されていることを特徴とする請求項18記載の食品包装。
- 前記黒色顔料が、カーボンブラックであり、前記白色顔料が二酸化チタンであることを特徴とする請求項18または19記載の食品包装。
- 熱シールポリマーがポリオレフィンであることを特徴とする請求項18〜20のいずれかに記載の食品包装。
- 熱シールポリマーが低密度ポリエチレン(PE−LD)であることを特徴とする請求項21記載の食品包装。
- 遮断層と着色された熱シール層が本体層の内側に置かれ、無色のポリマー性熱シール層が本体層の外側の包装の表面に置かれることを特徴とする請求項18〜22のいずれかに記載の食品包装。
- 繊維性材料の本体層(3)と、少なくとも1つのガス遮断ポリマー性バリア層(4、5)と、熱シールポリマーにブレンドされたポリマーの0.05〜0.20%の黒色顔料およびポリマーの5〜25%の白色顔料を含んだ少なくとも1つの吸光性ポリマー性熱シール層(7)からなる多層包装材料(1)の光感受性食品の熱シール製品包装における使用。
- 液体状の食品のための包装における、請求項24記載の多層包装材料(1)の使用。
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