JP5363785B2 - 多層シート、熱成形容器および易開封性包装体 - Google Patents
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Description
特許文献1には、ポリオレフィン系樹脂およびエチレン・アクリル酸エステル・無水マレイン酸共重合体系樹脂からなるA層と、ポリオレフィン系樹脂からなるB層とを備えた多層シートが開示されている。また、多層シートを熱成形してなる熱成形容器も開示されている。
特許文献2には、ポリオレフィン系樹脂およびスチレン系ブロックポリマーを含有する表面層と、スチレン系樹脂およびスチレン系ブロックポリマーを含有する基材層との2層からなる蓋材用易剥離複合シートが開示されている。
また、A層を構成する原料の中に融点が低いものを使用している。そのため、熱成形時の加熱ゾーンが加熱板の接触加熱の場合、加熱板へシートが付着し、安定した容器成形を阻害する場合がある。さらに、内容物の充填・殺菌・保存工程で高温雰囲気に置かれた際、A層が融けたり、崩れやすくなったりする場合がある。さらに、ヒートシール条件を高く設定した際にA層が排斥されやすく、密封性が阻害される原因となる場合がある。
また、特許文献2に記載のものは、層間剥離により開封するものであり、シート成形時、容器熱成形時の加熱条件などの変化により、剥離強度が変化しやすく開封感触が悪くなる場合がある。
また、包装体へ内容物を充填し密封する場合、内容物の漏れを防ぐためにヒートシール条件を高く設定する場合がある。しかし、この場合、密封性を高めたことにより開封後の外観や開封感が犠牲になっている場合がある。
また、本発明の多層シートは、表面層と、この表面層に隣接して積層された基材層とを含んで構成された多層シートであって、前記表面層の厚み寸法は、1μm〜200μmであり、前記表面層は、ポリプロピレン、プロピレンエチレンブテン1ターポリマー、ポリエチレン系樹脂、およびスチレン系ポリマーを含んで構成され、これらポリプロピレン、プロピレンエチレンブテン1ターポリマー、ポリエチレン系樹脂およびスチレン系ポリマーの含有率は、それぞれ60wt%以上80wt%以下、1wt%以上10wt%以下、8wt%以上28wt%以下、4wt%以上14wt%以下であり、前記基材層はポリエチレン系樹脂を含有し、このポリエチレン系樹脂の含有率は、5wt%以上50wt%以下であることを特徴とする。
ここで、本発明の多層シートにおいて、前記表面層に分散剤が含有されたことが好ましい。
また、本発明では、スチレン系ポリマーは、スチレンエチレンブテンスチレンブロックコポリマーであることが好ましい。
本発明の熱成形容器は、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の多層シートを熱成形することで得られ、開口部を有する熱成形容器であって、前記開口部の周辺にフランジ部が形成されたことを特徴とする。
本発明の易開封性包装体は、請求項5に記載の容器と、前記容器の開口部を塞ぐ状態に融着された蓋材と、を備えたことを特徴とする。
ここで、本発明の易開封性包装体は、前記フランジ部の開口部側近傍に樹脂溜まり部が形成されていることが好ましい。
図1は、本発明における実施形態の多層シートを示す断面図である。
基材層23は、第1の基材層23Eと、第1の接着層23Dと、ガスバリア層23Cと、第2の接着層23Bと、第2の基材層23Aとが順に積層された構成である。
第1および第2の接着層23D、23Bには、例えば、ポリ塩化ビニリデン系樹脂を使用できるが、不飽和カルボン酸またはその誘導体変性ポリオレフィン樹脂を使用してもよい。
ガスバリア層23Cとしては、ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、エチレン−ビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニリデン等の材料を使用することが好ましいが、中でもエチレン−ビニルアルコール系樹脂を使用することが好ましい。
また、表下層22には、ポリプロピレン系樹脂が含有されていてもよく、例えば、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレンである。
ポリプロピレンの含有量は、60wt%以上80wt%以下であり、好ましくは65wt%以上75wt%以下である。
ポリプロピレン系樹脂の含有量は、1wt%以上10wt%以下であり、好ましくは2wt%以上5wt%以下である。ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレンエチレンブテン1ターポリマーが使用できる。
また、表面層21のポリエチレン系樹脂の含有量は、8wt%以上28wt%以下であり、好ましくは13wt%以上23wt%以下である。
スチレン系ポリマーの含有量は、4wt%以上14wt%以下であり、好ましくは6wt%以上12wt%以下である。
本実施形態で使用されるスチレン系ポリマーとは、スチレンや、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、エチルスチレン、ジメチルスチレンなどの芳香族ビニル炭化水素とブタジエン、イソプレン、ペンタジエンなどのジエン化合物とのブロックコポリマーである。その構造としては、ポリスチレン−ポリブタジエン(SB)およびポリスチレン−ポリイソプレン(SI)などの2元系ブロックコポリマー、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン(SBS)およびポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン(SIS)などの3元系ブロックコポリマーである。また、これらのブロックコポリマーを水素添加したスチレン−エチレンブテン−スチレン(SEBS)、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン(SEPS)などの飽和型PS系BPが挙げられる。SB系BPには、スチレンエチレンブテンスチレンブロックコポリマーを使用することが好ましい。
表面層21の厚さは、1μm以上200μm以下であり、好ましくは、10μm以上100μm以下である。
[第1実施形態]
(I)包装体1の構成:
図2は、本発明の包装体1の一態様(第1実施形態)を示した概略図であり、図2(A)は蓋材3で密封された状態、図2(B)は開封開始部4から蓋材3を開封した状態をそれぞれ示している。また、図3は、図2の開封開始部4の断面図である。
一方、密封状態の包装体1を開封するには、図2(B)に示すように(及び後記する図7及び図8にも示すように)、包装体1の隅角に設けられた開封開始部4において蓋材3を上部(図2(B)の矢印方向)に引き上げるようにすれば、包装体1が簡便に開封される。
図2及び図3に示される包装体1は、容器2を備え、この容器2は、表面層21、表下層22、基材層23の3層からなる積層体である。
また、当該容器2は、所定の深さを有する略長方形のトレー形状であって、略長方形状の開口部24を有し、当該開口部24の周縁には、外側に張り出すようにフランジ部25が配設されている。
蓋材3は、本実施形態にあっては、包装体1の外部に現れる外層33と、容器2の表面層21とヒートシールされるシール層31と、これらシール層31および外層33間に介在された中間層32からなる積層体である。
容器2の表面層21とヒートシールされる蓋材3のシール層31は、容器2の表面層21が凝集破壊して剥離する開封態様である。
本実施形態の包装体1は、図3に示すように、フランジ部25上に有るシール部の内周縁近傍(図3のXの位置)に、容器2の表下層22、表面層21及び蓋材3のシール層31が、容器2の開口部24方向に押し出されるようにして、瘤(こぶ)状の樹脂溜まり部6が形成されている。
図3に示すように、樹脂溜まり部6は、容器2の表面層21の樹脂溜まり61、表下層22の樹脂溜まり62、及び蓋材3のシール層31の樹脂溜まり63が集まって形成されているが、容器2の表面層21が凝集剥離される開封形態の包装体1にこのような樹脂溜まり部6を形成させることにより、包装容器として高い密封性を備えた上で、凝集剥離による開封形態を採用して易開封性を良好な状態で維持するとともに、当該樹脂溜まり部6における蓋材3と容器2のフランジ部25との切断が簡便に行われるとともに、内圧による応力がかかる向きと凝集破壊による開封しやすい向きを異ならせることにより、密封性の向上を実現することとなる。
また、容器2の表面層21のポリプロピレン系樹脂の含有量が1wt%未満であると、蓋材3との接着が弱く、密着性が悪化したり、耐熱性も悪化する場合がある。一方、ポリプロピレン系樹脂の含有量が10wt%を超えると、蓋材3との密着性が強くなりすぎ、開封性が悪化したり、コストが高くなる場合がある。
そして、表面層21のポリエチレン系樹脂の含有量が8wt%未満であると、蓋材3との密着性が強くなりすぎ、開封性が悪化する場合がある。一方、ポリエチレン系樹脂の含有量が28wt%を超えると、コストが高くなる場合がある。
さらに、表面層21のスチレン系ポリマーの含有量が4wt%未満であると、分散性が悪くなる場合がある。一方、スチレン系ポリマーの含有量が14wt%を超えると、耐熱性が悪化するとともに、コストが高くなる場合がある。
表面層21の厚さが1μm未満または200μmを超えると、凝集破壊が起こりにくくなる場合がある。
容器2のフランジ部25と蓋材3とのヒートシールは、図4に示すように、容器2のフランジ部25に蓋材3を重ね合わせ、当該蓋材3の上部から、加熱状態の環状シール盤7を図4の矢印方向に押圧することにより実施され、これにより、容器2のフランジ部25に現れた表面層21と蓋材3のシール層31が融着される。
本実施形態の包装体1を製造するために使用される環状シール盤7は、フランジ部上面に対して、内周縁にR加工が施され、外周縁が環状シール盤7の先端(図6の先端73)より遅れて蓋材3に当たるようにされた形状の環状シール盤7であり、具体的には、境界A(環状シール盤7の先端73でもある)を介して、外周縁側には、断面が傾斜状となる傾斜面部71が、また、内周縁側には、R加工されて断面が曲面状の曲面部72が連続して形成されている。
この傾斜面部71の角度が2°より小さいと、ヒートシール時に押圧した場合であっても、前記した図3に示すような樹脂溜まり部6が、シール部26の外周縁近傍にも形成され易くなり、得られた容器1の開封時におけるシール部26外側で抵抗が大きくなり、包装体1の開封を円滑に行うことが困難となる。一方、傾斜面部71の角度が20°を超えると、境界Aの周辺がなだらかでなく尖ってしまい、シール時若しくは開封時に蓋材3が切断されてしまう場合があり、易開封性が損なわれるおそれがある。
図7は、本実施形態の包装体1が初期開封された状態を示した断面図であり、図8は、当該包装体1が完全に開封された状態を示した断面図である。
なお、ここでいう「初期開封された状態」とは、凝集剥離された剥離面が樹脂溜まり部6まで達していない状態を指す。
また、この凝集剥離が樹脂溜まり部6に達したところにおいては、表面層21の凝集剥離は、当該表面層21と隣接する表下層22に形成された樹脂溜まり62の形状に沿って進行されることになる。
本実施形態の容器2を構成した多層シート20において、表面層21の厚みと、表面層に含有されるポリプロピレン、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、およびスチレン系ポリマーのそれぞれの含有率とを特定した。さらに、表下層22のポリエチレン系樹脂の含有率も特定した。
そのため、表面層21内部の凝集破壊による剥離面を安定化させることができ、易開封性と開封感触を確保できる。また、凝集剥離位置がずれないので凝集部分の混入を防止することができ、きれいな開封外観を達成できる。
また、高温雰囲気下における耐熱性を向上させることができ、熱成形時の加熱板接触時にシートの加熱板への付着を防止することができる。したがって、熱成形機の加熱方法を選ばない耐熱性から得られる安定した生産性を実現できる。
さらに、油分の多い内容物や高温での充填、再加熱時のシート溶解を防止でき、内容物や保存方法、調理方法を選ばずに容器2を使用することができる。
なお、表下層22が含まれず表面層21の1層のみを含む多層シート20に蓋材3をヒートシールした場合では、開封時に外観不良が発生したり開封感の安定しない場合がある。
この包装体1は、易開封性および開封感触が安定し、耐熱性および開封面の外観が良好となる。
そのため、凝集剥離が樹脂溜まり部6が介在するところまで進行すると、樹脂溜まり部6の介在により剥離する応力が蓋材3を容器2から引き離す方向に作用することとなり、蓋材3と容器2のフランジ部25との切断が良好に行われることとなり、良好な開封性を備えた包装体1となる。
前記した第1実施形態の包装体1は、容器2と蓋材3が開封するに際し、容器2の表面層21が凝集剥離して開封される態様を示すものであった。
これに対して、第2実施形態の包装体1aは、図9及び図10に示すように、容器2と蓋材3が開封するに際して、蓋材3のシール層31が凝集剥離するという点において、第1実施形態と相違する。
なお、本実施形態においては、前記した第1実施形態と同一構造及び同一部材については、同一符号を付すとともに、その説明は省略又は簡略化している。
図9及び図10に示すように、包装体1aを構成する蓋材3のシール層31が凝集破壊して、蓋材3が剥離するようにするには、シール層31を構成する材料として、上述の表面層21と同様の構成を採用し、中間層32として、上述の表下層22と同様の構成を採用する。
この場合、容器2の表面層21としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂やこれらのブレンド系を使用すればよい。
蓋材3のシール層31の凝集剥離がシール部の内周縁近傍(切断位置にもなる)Xにまで達した後は、シール層31の樹脂溜まり63が切断されることにより、包装体1における容器2と蓋材3との開封が容易に行われることになる。
なお、以上説明した態様は、本発明の一態様を示したものであって、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を備え、目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状等は、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。本発明は前記した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良は、本発明に含まれるものである。
例えば、基材層を設けず、表面層21、表下層22の二層にて構成されていてもよい。つまり、表下層22が基材層となる構成でもよい。
また、本実施形態の多層シート20および容器2の基材層23は、第1の基材層23E、第1の接着層23D、ガスバリア層23C、第2の接着層23B、第2の基材層23Aを備えた構成を示したが、これに限られない。
例えば、図11に示すように、基材層23は、第1の基材層23Eのみから構成されていてもよい。
つまり、多層シート20および容器2は、表面層21および表下層22が少なくとも含まれた二層以上の多層構成であればよい。
その他、本発明の実施における具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
図12は、実施例および比較例において実施した開封強度およびシール強度の測定位置を示す模式図である。
(1)容器の製造:
共押出成形により、次の表面層/表面下層/基材層からなる、厚さが600μmの積層体を成形した。
表面層および表下層は、表1、2に記載のものを使用した。
第2の基材層(厚み):ポリプロピレン(150μm)
第2の接着層(厚み):接着性樹脂(5μm)
ガスバリア層(厚み):エチレンビニルアルコール(EVOH)(30μm)
第1の接着層(厚み):接着性樹脂(5μm)
第1の基材層(厚み):ポリプロピレン(300μm)
次に、この積層体を用いて、プラグアシスト真空成形により、130mm×150mm×30mmのフランジ付の容器を成形した。なお、この容器は、開口部に対して巾15mmのフランジ部を有し、略長方形のトレイ状となるように形成されている。
このようにして得られた容器の開口部周縁のフランジ部に対して、下記構成からなる多層フィルムを蓋材として載置して、下記のシール条件を用い、また、シール盤として、図4に示した、傾斜面部と曲面部が全周に形成された環状シール盤(シールリング)を使用して、蓋材を容器のフランジに対してヒートシールして、本発明の包装体を製造した。
なお、この構成の容器と蓋材を使用すると、開封時は、容器の表面層の凝集破壊により剥離が進行する凝集剥離が行われる。
(蓋材の構成)
外層:ポリエチレンテレフタレート(PET)(12μm)
中間層:ポリアミド(ナイロン、Ny)(15μm)
シール層:ポリエチレン(PE)(60μm)又はポリプロピレン(PP)(60μm)
外層、中間層、シール層の順は、PET/Ny/PEまたはPET/Ny/PPである。
(シール条件)
シール温度: 200℃
シール圧力: 100kg/個
時間: 1.0秒
ヒートシールの回数: 1回
(環状シール盤の仕様)
シール巾: 3mm
傾斜角度θ(傾斜面部71): 6°
R加工(曲面部72): 1.0mmR
[実施例5、比較例5−1、5−2の製造条件]
(シール条件)
シール温度: 200℃
シール圧力: 200kg/個
時間: 2.0秒
ヒートシールの回数: 1回
(環状シール盤の仕様)
シール巾: 3mm
傾斜角度θ(傾斜面部71): 6°
R加工(曲面部72): 1.0mmR
前記のようにして得られた実施例1−1〜5−2および比較例1−1〜5の接着(密封)性、剥離強度、開封感、外観、耐熱性を下記の基準にて比較・評価した。結果は表1、2に示した。
図12Bに示すように、包装体1の側辺部を15mm巾に切断して試験サンプルとし、当該サンプルを、フランジ部の内側(容器本体の開口部側)から外側(フランジ部の外周縁側)(図10Bの矢印方向)へオートグラフ引張試験機を用いて、180°剥離で300mm/minの条件で測定した。試験は、n=8で行った。
図12Aに示すように、包装体1の隅角(開封開始部)を15mm巾に切断して試験サンプルとし、当該サンプルを、フランジ部の外側(フランジ部の外周縁側)から内側(容器本体の開口部側)(図12Aの矢印方向)へオートグラフ引張試験機を用いて、135°剥離で300mm/minの条件で測定した。試験は、n=6で行った。
評価内容は、開封後目立った毛羽立ちや蓋材の破れが発生していない場合を「○」、開封後の毛羽立ちや蓋材の破れが発生した場合を「×」とした2段階で評価した。
評価内容は、容器成形時の熱板接触加熱方式を想定した170℃の加熱板に付着しない場合を「○」、155℃の加熱板に付着しないが170℃の加熱板に付着する場合を「△」、155℃の加熱板に付着する場合を「×」とした3段階で評価した。
*2:蓋材との接着が弱く、密封性なし。
*3:蓋材との接着が弱く、密封性なし。耐熱性悪化。
*4:性能良好だが、耐熱性悪化。
*5:開封面が安定せず凝集破壊面が乱れ毛羽立ちが発生。
*6:表面層および表下層の層間と凝集破壊面とにより毛羽立ち発生。
*7:性能良好だが耐熱性悪化。
一方、比較例1−1〜5−2では、表2に示すように、シール強度、剥離強度、開封外観、耐熱性のうち少なくともいずれかについて、評価が「×」であった。
したがって、表面層に含有されたPP、PP系樹脂、PE系樹脂およびスチレン系ポリマーの含有量を特定するとともに、表下層のPEの含有量を特定し、さらに、表面層の厚みを特定することにより、接着(密封)性、剥離強度、開封感、外観、耐熱性が良好になることがわかった。
2 容器
3 蓋材
4 開封開始部
6 樹脂溜まり部
7 環状シール盤
7a 他の環状シール盤
20 多層シート
21 表面層
22 表下層
23 基材層
23A 第2の基材層
23B 第2の接着層
23C ガスバリア層
23D 第1の接着層
23E 第1の基材層
24 開口部
25 フランジ部
26 シール部
261 7で形成されるシール部
262 7aで形成されるシール部
31 シール層
32 中間層
33 外層
61 21の樹脂溜り
62 22の樹脂溜り
63 31の樹脂溜り
71 傾斜面部
72 曲面部
73、A 先端(境界)
X シール部の内周縁近傍
Claims (7)
- 表面層と、この表面層に隣接して積層された表下層とを含んで構成された多層シートであって、
前記表面層の厚み寸法は、1μm〜200μmであり、
前記表面層は、ポリプロピレン、プロピレンエチレンブテン1ターポリマー、ポリエチレン系樹脂、およびスチレン系ポリマーを含んで構成され、
これらポリプロピレン、プロピレンエチレンブテン1ターポリマー、ポリエチレン系樹脂およびスチレン系ポリマーの含有率は、それぞれ60wt%以上80wt%以下、1wt%以上10wt%以下、8wt%以上28wt%以下、4wt%以上14wt%以下であり、
前記表下層はポリエチレン系樹脂を含有し、このポリエチレン系樹脂の含有率は、5wt%以上50wt%以下である
ことを特徴とした多層シート。 - 表面層と、この表面層に隣接して積層された基材層とを含んで構成された多層シートであって、
前記表面層の厚み寸法は、1μm〜200μmであり、
前記表面層は、ポリプロピレン、プロピレンエチレンブテン1ターポリマー、ポリエチレン系樹脂、およびスチレン系ポリマーを含んで構成され、
これらポリプロピレン、プロピレンエチレンブテン1ターポリマー、ポリエチレン系樹脂およびスチレン系ポリマーの含有率は、それぞれ60wt%以上80wt%以下、1wt%以上10wt%以下、8wt%以上28wt%以下、4wt%以上14wt%以下であり、
前記基材層はポリエチレン系樹脂を含有し、このポリエチレン系樹脂の含有率は、5wt%以上50wt%以下である
ことを特徴とした多層シート。 - 請求項1または請求項2に記載の多層シートであって、
前記表面層に分散剤が含有された
ことを特徴とした多層シート。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の多層シートであって、
前記スチレン系ポリマーは、スチレンエチレンブテンスチレンブロックコポリマーである
ことを特徴とした多層シート。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の多層シートを熱成形することで得られ開口部を有する熱成形容器であって、
前記開口部の周辺にフランジ部が形成された
ことを特徴とした熱成形容器。 - 請求項5に記載の容器と、
前記容器の開口部を塞ぐ状態に融着された蓋材と、
を備えたことを特徴とした易開封性包装体。 - 請求項6の易開封性包装体であって、
前記フランジ部の開口部側近傍に樹脂溜まり部が形成されている
ことを特徴とした易開封性包装体。
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