JP7242158B2

JP7242158B2 - アイスクリーム包装材料用撥水性積層体およびアイスクリーム包装材料

Info

Publication number: JP7242158B2
Application number: JP2017032608A
Authority: JP
Inventors: 城翔三結; 田新山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2023-03-20
Anticipated expiration: 2037-02-23
Also published as: JP2018135145A

Description

本発明は、アイスクリーム包装材料用撥水性積層体に関する。より詳細には、アイスクリームの付着防止性が顕著に改善されたアイスクリーム包装材料用撥水性積層体に関する。

食品、飲料、医薬品、および化学品等の多くの商品分野では、それぞれの内容物に応じた包装材料が開発されている。
例えば、個食用のアイスクリームのための包装材料に、アルミニウム蒸着膜等を設け、ガスバリア性および遮光性を向上させることが行われている。

また、アイスクリームのための包装材料は、内包するアイスクリームと直接接触するため、アイスクリームが包装材料内面に付着してしまう傾向にある。この付着したアイスクリームにより、手や衣類を汚してしまったりといった問題や、付着したアイスクリームの廃棄は環境面からも問題となるため、その改善が強く望まれていた。

上記したアイスクリームの包装材料内面への付着は、アイスクリームを直接包装材料に充填する場合に特に問題となる。アイスクリームの包装材料としては、例えば、図３に示す円錐体状の包装材料が挙げられ、この包装材料には、アイスクリームが充填され、冷凍固化される。また、図６に示す底部付き棒を備える包装材料も、開口部よりアイスクリームが充填され、冷凍固化される。
これらアイスクリーム包材を消費者が開封する際、内容物が包装材に付着する。これは、アイスクリームを充填する際、内容物と包装材料内面との接触面積が多く、また、充填に次いで、冷凍固化されるため、アイスクリームと包装材料内面との密着の程度が高まるために引き起こされると考えられる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、極めて高い付着防止性を有し、アイスクリームを充填し、冷凍固化した場合であっても、包装材料内面へのアイスクリームの付着を防止することのできるアイスクリーム包装材料用撥水性積層体を提供することをその目的とする。
また、本発明は、このアイスクリーム包装材料用撥水性積層体を用いて作製される包装材料を提供することをその目的とする。

本発明のアイスクリーム包装材料用撥水性積層体は、基材と、基材上の撥水機能層とを備え、撥水機能層が、熱可塑性樹脂、撥水性微粒子および撥水性微粒子よりも平均粒子径の大きいビーズ粒子を含んでなることを特徴とする。

上記態様においては、撥水性微粒子の平均粒子径が、１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であることが好ましい。

上記態様においては、ビーズ粒子の平均粒子径が、１μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。

上記態様においては、撥水機能層における撥水性微粒子の含有量が、１０質量％以上、６０質量％以下であることが好ましい。

上記態様においては、撥水機能層におけるビーズ粒子の含有量が、５質量％以上、４５質量％以下であることが好ましい。

上記態様においては、撥水機能層の厚さが、０．５ｇ／ｍ^２以上、１０．０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。

上記態様においては、撥水機能層における熱可塑性樹脂の含有量と、撥水性微粒子およびビーズ粒子の含有量との比が、質量基準で、２：１～１：５であることが好ましい。

本発明のアイスクリーム包装材料は、上記積層体からなることを特徴とする。

本発明によれば、極めて高いアイスクリームの付着防止性を有する層をアイスクリーム包装材料用撥水性積層体を提供することができる。

本発明の一実施形態によるアイスクリーム包装材料用撥水性積層体の断面模式図である。本発明の一実施形態によるアイスクリーム包装材料用撥水性積層体からなるブランクの正面図である。図２に表すブランクを用いて作製した包装体の斜視図である。図２に表すブランクを用いて作製した包装体の斜視図である。本発明の一実施形態によるアイスクリーム包装材料用撥水性積層体からなるブランクの正面図である。図５に表すブランクを用いて作製した包装体の斜視図である。図５に表すブランクを用いて作製した包装体の透過正面図である。

＜アイスクリーム包装材料用撥水性積層体＞
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態によるアイスクリーム包装材料用撥水性積層体の断面模式図を示したものである。一実施形態において、アイスクリーム包装材料用撥水性積層体１０は、基材１１と、撥水性微粒子１３および撥水性微粒子１３よりも平均粒子径の大きいビーズ粒子１４を含んでなる撥水機能層１２とを備えてなる。以下、本発明によるアイスクリーム包装材料用撥水性積層体を構成する各層について説明する。

（基材）
基材として、コート紙、印刷用紙、上質紙及びクラフト紙などの紙材を使用することができる。
また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート－イソフタレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、ナイロン－６、ナイロン－６，６などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメチルメタアクリレートなどの（メタ）アクリル系樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアラミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルファイトなどのエンジニアリング樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、高衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）及びアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）などのスチレン系樹脂、セロファン、セルロースアセテート、ニトロセルロースなどのセルロース系樹脂等の樹脂を含むフィルムを使用することができる。

。
また、上記した２以上の基材からなる積層体を基材として使用しても良い。この積層は、特に限定されず、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ヒートラミネート法等、従来公知の方法により行うことができる。

一実施形態において、基材は、アルミニウムや酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの無機酸化物からなる蒸着膜を一方又は両面に備えていても良い。これにより、太陽光等の光を遮光することができると共に、水蒸気等に対するガスバリア性を向上させることができる。また、蒸着膜に代え、アルミニウム箔等を基材の一方又は両面に接着させてもよい。

また、基材の撥水機能層積層面には、所望に怖じて、コロナ放電処理、薬品処理、オゾン処理などの表面処理を施すことができる。

基材には、従来公知の印刷インキを用いた印刷が施されていてもよい。印刷の方式も特に限定されるものではなく、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷などの従来公知の方式を用いることができる。

基材の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、５μｍ以上、２００μｍ以下とすることができる。

（撥水機能層）
本発明の撥水機能層は、内包されるアイスクリームと接する層であり、熱可塑性樹脂、撥水性微粒子および撥水性微粒子よりも平均粒子径の大きいビーズ粒子を含んでなる。
このように撥水機能層に大きさの異なる２種類の粒子を含有させることにより、撥水機能層の表面に特有の凹凸構造が形成され、アイスクリームの付着防止性を顕著に向上させることができる。また、擦過によるこれら粒子の滑落を防止することができる。

撥水機能層に含まれる熱可塑性樹脂としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリ（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマー樹脂、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－アクリル酸エチル共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－メタクリル酸エチル共重合体、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体などのビニル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、撥水機能層の凝集力向上という観点からポリエステル樹脂および塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。

撥水機能層における熱可塑性樹脂の含有量は、２０質量％以上、８０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上、７０質量％以下であることがより好ましい。

撥水機能層に含まれる撥水性微粒子としては、疎水化表面処理を施した酸化物微粒子、例えば、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３およびＭｇＯなどを使用することができる。また、ＣａＣＯ_３、タルク、マイカなどを撥水性微粒子として使用することもできる。
これらの中でも、コストの面および付着防止機能の向上という観点からＳｉＯ_２が好ましい。
撥水機能層は、２種以上の撥水性微粒子を含んでいてもよい。
疎水化表面処理の方法としては、例えば、乾式法（ＣＶＤ法、プラズマ法）を用いても、湿式法を用いてもよい。

撥水性微粒子の平均粒子径は、１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることがより好ましく、１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。撥水性微粒子の平均粒子径を上記数値範囲とすることにより、アイスクリームの付着防止性をより向上させることができる。
撥水性微粒子の平均粒子径は、走査電子顕微鏡により測定することができる。

撥水機能層における撥水性微粒子の含有量は、１０質量％以上、６０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上、５０質量％以下であることがより好ましい。撥水性微粒子の含有量を上記数値範囲とすることにより、アイスクリームの付着防止性をより向上させることができる。

撥水機能層に含まれるビーズ粒子としては、有機樹脂ビーズまたは無機ビーズなどが挙げられる。有機樹脂ビーズとしては、アクリル樹脂ビーズ、ポリエチレン樹脂ビーズ、ポリスチレン樹脂ビーズ、スチレン－アクリル共重合体ビーズ、ポリカーボネート樹脂ビーズ、ポリ塩化ビニルビーズ、メラミン樹脂ビーズ、ベンゾグアナミン－ホルムアルデヒド縮合体ビーズ、メラミン－ホルムアルデヒド縮合体ビーズ、ベンゾグアナミン－メラミン－ホルムアルデヒド縮合体ビーズおよびベンゾグアナミン－メラミン縮合体ビーズなどが挙げられる。また、無機ビーズとしては、ガラスビーズ、シリカビーズ、アルミナシリケート、タルク、マイカなどが挙げられる。その中でも安定性、コストなどの点から、シリカビーズであることがより好ましい。
撥水機能層は、２種以上のビーズ粒子を含んでいてもよい。

ビーズ粒子の平均粒子径は、１μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上、３０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上、２０μｍ以下であることがさらに好ましい。ビーズ粒子の平均粒子径を上記数値範囲とすることにより、アイスクリームの付着防止性をより向上させることができる。また、撥水性微粒子およびビーズ粒子の滑落をより防止することができる。

撥水機能層におけるビーズ粒子の含有量は、５質量％以上、４５質量％以下であることが好ましく、１５質量％以上、３５質量％以下であることがより好ましい。ビーズ粒子の含有量を上記数値範囲とすることにより、アイスクリームの付着防止性をより向上させることができる。また、撥水性微粒子およびビーズ粒子の滑落をより防止することができる。

撥水機能層における熱可塑性樹脂の含有量と、撥水性微粒子およびビーズ粒子の含有量との比が、質量基準で、２：１～１：５であることが好ましく、１．５：１～１：３であることがより好ましい。これにより、アイスクリームの付着防止性をより向上させることができかつ、撥水層の密着性を担保できる。

撥水機能層の厚さは、０．５ｇ／ｍ^２以上、１０．０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、１．０ｇ／ｍ^２以上、５．０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。撥水機能層の厚さを上記数値範囲とすることにより、アイスクリームの付着防止性をより良好なものとすることができるとともに、撥水微粒子およびビーズ粒子の滑落をさらに防止することができる。

撥水機能層は、その特性を損なわない範囲において、熱可塑性樹脂以外の樹脂を含んでいてもよい。例えば、フェノール系樹脂、尿素系樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラニン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられる。

また、撥水機能層は、その特使得を損なわない範囲において、各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、スリップ剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤、分散剤、紫外線吸収剤および顔料や染料等の着色剤等が挙げられる。

撥水機能層は、基材上に上記した材料を含んでなる撥水機能層用塗工液をバーコート法など、公知の方法により塗布、乾燥することにより形成させることができる。
撥水機能層用塗工液の乾燥後塗布量は、０．５ｇ／ｍ^２以上、１０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、１．０ｇ／ｍ^２以上、７ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましい。撥水機能層の乾燥後塗布量が上記数値範囲内であれば、付着防止性をより向上させることができる。

＜アイスクリーム包装材料＞
アイスクリーム包装材料の形状は、特に限定されるものではないが、例えば、図２に示される扇状のブランク２０を上記した積層体を用いて作製し、この両端をヒートシールすることにより、円錐体状の包装材料２１とすることができる（図３参照）。
この場合、開口部２２から、コーン、アイスクリームが充填された後、開口部２２をヒートシールし、シール部２３を形成させることができる（図４参照）。

他の実施形態において、アイスクリーム包装体は、図５に示される扇状のブランク２４を上記積層体を用いて作製し、この両端をヒートシールすることにより、円柱状の包装材料２１を形成させることができる（図６参照）。
この場合、ブランク２４の上端部および下端部に巻き代部２５および２６を設けておき、包装材料とした時にカールさせ、カール部２５’および２６’を形成させてもよい（図６および７参照）。
本実施形態においては、下端部のカール部２６’に、アイスクリームを保持する底部付き棒２７が嵌着され、開口部からアイスクリームが充填された後、開口部に蓋２８が嵌着される（図７参照）。また、蓋２８は、本発明の積層体から形成されるものであることが好ましい。
本発明の包装材料の形状は、上記した２つの実施形態に限定されるものではなく、カップ状やピロー状の容器等とすることもできる。

一実施形態において、本発明のアイスクリーム包装材料は、図３等に示すように、１本以上の易開封用切れ目２９を有していてもよい。この易開封用切れ目２９は、ハーフカットであることが好ましい。易開封用切れ目２９は、トムソン抜き機、プレス機、ロータリーダイ、レーザー等の従来公知の方法により形成することができる。

一実施形態において、本発明のアイスクリーム包装材料は、図３等に示すように、摘まみ部３０を有していてもよい。さらに、ノッチ３１を有していてもよい。

本発明について実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明がこれら実施例によって限定されるものではない。

（実施例１）
基材の作製
印刷用紙（王子エフテックス株式会社製、商品名：コップ原紙、１４０ｇ／ｍ^２）の一方の面に印刷インキ（ＤＩＣグラフィックス社製、商品名：ＮＴ－ＰＣＬ）を用いて、グラビア印刷により柄を施した。
印刷用紙の柄を施した面とは反対の面に、アンカーコートを施した後、エクストルージョンコーティングによりポリエチレン（日本ポリエチレン社製、商品名：ＬＣ５２０、）を積層した。最後に積層したポリエチレンにコロナ処理を施し、基材とした。

アイスクリーム包装材料用撥水性積層体の作製
櫻宮化学製のインキＷＲＤ－５ＴＵ（熱可塑性樹脂として塩酢ビ樹脂、ポリエステル系樹脂、撥水性微粒子として疎水性ＳｉＯ_２（平均粒子径１～１００ｎｍ）、ビーズ粒子としてウレタン粒子（平均粒子径１～３０μｍ）含有）を用意した。このインキの組成は、樹脂：ビーズ粒子：撥水性微粒子＝７：４：５．５であった。これを上記基材のポリエチレン側に、バーコート法により、乾燥後の固形量が２ｇ/ｍ^２となるように塗工し、乾燥炉で１００℃、１０秒で乾燥させ、アイスクリーム包装材料用撥水性積層体を得た。

（実施例２）
材料の組成比が、樹脂：ビーズ粒子：撥水性微粒子＝７：２：５．５となるように変更した以外は実施例１と同様にしてアイスクリーム包装体用撥水性積層体を作製した。

（実施例３）
乾燥後の固形量を１．０ｇ/ｍ^２となるように塗工量を変更した以外は実施例１と同様にしてアイスクリーム包装体用撥水性積層体を作製した。

（実施例４）
乾燥後の固形量を３．０ｇ/ｍ^２となるように塗工量を変更した以外は実施例１と同様にしてアイスクリーム包装体用撥水性積層体を作製した。

（比較例１）
材料の組成比が、樹脂：ビーズ粒子：撥水性微粒子＝７：０：５．５となるように変更した以外は実施例１と同様にしてアイスクリーム包装体用撥水性積層体を作製した。

（比較例２）
材料の組成比が、樹脂：ビーズ粒子：撥水性微粒子＝７：４：０となるよう変更した以外は実施例１と同様にしてアイスクリーム包装体用撥水性積層体を作製した。

（比較例３）
乾燥後の固形量を１ｇ/ｍ^２となるように塗工量を変更した以外は比較例１と同様にしてアイスクリーム包装体用撥水性積層体を作製した。

＜アイスクリーム包装材料用撥水性積層体の性能評価＞
付着防止性試験
上記実施例および比較例において得られた積層体を、図５に示されるような扇状のブランクとした後、底部付き棒を使用し、図６に示す包装材料を作製した。包装材料の開口部より、アイスクリーム１００ｇを充填し、－３０℃で５時間冷凍固化させた。冷凍固化後、包装材料を、易開封用切れ目より剥離除去した。
剥離除去した包装材料の内面のアイスクリームの付着程度を目視により、以下の評価基準に従い、評価した。
（評価基準）
◎：アイスクリームの付着が全くみられなかった。
○：アイスクリームの付着がほとんど見られなかった。
△：包装材料内面の１０％程度にアイスクリームの付着が見られた。
×：包装材料内面の全体に付着が見られた。

耐擦過性試験
実施例および比較例において得られた積層体の撥水機能層側の表面を、手動型テープ圧着ロール（テスター産業株式会社製）を使用して、セロテープを撥水層表面に貼り付け、テープ剥離を実施した。
その後、付着防止性試験と同様に包装材料を作製し、アイスクリームを充填、－３０℃で５時間冷凍固化した。冷凍固化後、包装材料を、易開封用切れ目より剥離除去した。
剥離除去した包装材料の内面のアイスクリームの付着程度を目視により、以下の評価基準に従い、評価した。
（評価基準）
○：撥水性微粒子およびビーズ粒子の滑落がなく、アイスクリームの付着が全くみられなかった。
△：撥水性微粒子およびビーズ粒子の滑落が若干あったが、アイスクリームの付着がほとんどみられなかった。
×：撥水性微粒子およびビーズ粒子の滑落が見られ、アイスクリームの付着があった。

１０：アイスクリーム包装材料用撥水性積層体
１１：基材
１２：撥水機能層
１３：撥水性微粒子
１４：ビーズ粒子
２０：ブランク
２１：包装体
２２：開口部
２３：シール部
２４：ブランク
２５および２６：巻き代部
２５’および２６’：カール部
２７：底部付き棒
２８：蓋
２９：易開封用切れ目
３０：摘まみ部
３１：ノッチ

Claims

基材と、基材上の撥水機能層とを備え、
前記撥水機能層が、熱可塑性樹脂、平均粒子径が１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である撥水性微粒子、および平均粒子径が１μｍ以上、３０μｍ以下であるビーズ粒子を含んでなり、
前記撥水機能層が、前記熱可塑性樹脂として、少なくともポリエステル樹脂および塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体を含み、
前記ビーズ粒子が、有機樹脂ビーズ粒子であり、
前記撥水機能層における前記熱可塑性樹脂の含有量と、前記撥水性微粒子および前記ビーズ粒子の含有量との比が、質量基準で、２：１～１：５であり、
前記撥水機能層における前記ビーズ粒子の含有量が、（２／１４．５×１００）質量％以上、４５質量％以下である
ことを特徴とする、アイスクリーム包装材料用撥水性積層体。
前記撥水機能層における撥水性微粒子の含有量が、（５．５／１６．５×１００）質量％以上、６０質量％以下である、請求項１に記載の積層体。
前記撥水機能層の乾燥後固形量が、１．０ｇ／ｍ^２以上、５．０ｇ／ｍ^２以下である、請求項１または２に記載の積層体。
請求項１～３のいずれか一項に記載の積層体からなるアイスクリーム包装材料。