JP2011126560A

JP2011126560A - 断熱紙容器

Info

Publication number: JP2011126560A
Application number: JP2009285212A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Yoshinaga; 雅信吉永; Takeshi Endo; 豪遠藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: JP5633143B2

Abstract

【課題】紙及び樹脂からなる断熱性の断熱紙容器であって、臭気の発生がなく、内容物の密閉性や耐油性に優れ、かつ、バリア層と紙層との接着性が良好な断熱容器を提供する。
【解決手段】断熱紙容器の側壁部６は、最外面（図２（ａ）の左側）から順に、発泡した樹脂からなる発泡断熱層３と、紙層２と、ポリエチレン層５１と、ガスバリア性を有する樹脂からなるバリア層４と、蓋材８とのシーラントとなるポリエチレン層５２とを有する。断熱紙容器の底部７は、最外面（図２（ｂ）の下面）から順に、紙層２と、ポリエチレン層５１と、バリア層４と、側壁部６とのシーラントとなるポリエチレン層５２とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、即席麺、スープ粉末等の即席食品を密閉包装するために用いられる断熱紙容器に関する。

即席麺等の食品を密封包装するために、カップ容器を蓋材でシールしたものが広く用いられている。即席麺のような食品を食する際には、熱湯が注がれたカップ容器を手で掴む必要がある。従って、このようなカップ容器には、断熱性が要求される。

そのため、カップ容器を構成する材質には、例えばポリスチレンの発泡体が用いられている。しかし、ポリスチレンは耐熱性が低いため、電子レンジで加熱調理するような用途には適さない。更には、カップ容器全体における樹脂比率が高いため、環境への負荷の点からも好ましくない。

特開２００３−２００９８０号公報特開２００４−２３１１９７号公報特許第３５９６６８１号公報

そこで、液体を保持できるように内面をポリエチレンでコーティングした紙製のカップ容器が用いられる場合がある。この場合、紙層の内部に空気層や波状の中芯を設けることや、容器外面に発泡させたポリエチレンを設けることでカップ容器に断熱性を持たせている。

しかし、このようなカップ容器は、空気や水蒸気等の気体を遮断する性質（以下「ガスバリア性」という）に乏しく、密封包装後においても、内容物の風味が外部に放出され、風味を損なってしまう。更に、外部からの湿気や臭気がカップ容器内部に移行し、粉末状の内容物が凝集したり、内容物の風味の変質を招いたりする可能性がある。

そこで、これらの不具合を改善するためにガスバリア性を有する基材（以下「バリア層」という）を接着剤を介して、紙層に積層する方法が用いられることがある。しかし、このようにして作製した断熱紙容器では、接着剤中の成分や、基材中の低分子量成分（溶剤等）が気化し、臭気を発生するという問題がある。

それ故に、本発明では、紙及び樹脂からなる断熱紙容器であって、臭気の発生がなく、内容物の密封性や耐油性に優れ、かつ、バリア層と紙層との接着性が良好な断熱紙容器を提供することを目的とする。

本発明は、側壁部と底部とを有する断熱紙容器であって、側壁部を構成する積層体が少なくとも最外層層から順に、発泡断熱層と、紙層と、第１のポリエチレン層と、バリア層と、シーラント層となる第２のポリエチレン層とからなる。

本発明によると、紙及び樹脂の積層体からなる断熱紙容器に対して、臭気の発生防止効果、内容物の密封性、耐油性およびバリア層と紙層との良好な接着性を付与することができる。

本発明の実施形態に係る断熱紙容器の断面図図１に示す断熱紙容器の層構成を示す断面図他の変形例に係る断熱紙容器の層構成を示す断面図

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る断熱紙容器の断面図である。

断熱紙容器１は、紙と樹脂の積層体から構成され、側壁部６及び底部７を有する。断熱紙容器１は、内部に内容物（図示せず）が充填された後、開口部を蓋材８で封止されて用いられる。

図２は、図１に示す断熱紙容器の層構成を示す断面図であり、より特定的には、（ａ）は、図１のＡ部分（側壁部）の層構成を示す図であり、（ｂ）は、図１のＢ部分（底部）の層構成を示す図である。

図２（ａ）に示すように、側壁部６は、最外面（図２（ａ）の左側）から順に、発泡した樹脂からなる発泡断熱層３と、紙層２と、ポリエチレン層５１と、バリア層４と、カップ成型時のシーラントとなるポリエチレン層５２とを有する。紙層２は、例えば秤量１５０〜４００ｇ／ｃｍ²の紙よりなる。発泡断熱層３は、例えばポリエチレンよりなる。バリア層４は、ガスバリア性を有する樹脂からなる。

ポリエチレン層５１は、厚み５〜３０μｍで形成することが好ましい。ポリエチレン層５２は、厚み２０〜５０μｍで形成することが好ましい。また、ポリエチレン層５１の密度は、耐熱性、紙層２やバリア層４との密着性、耐油性を考慮すると、０．９２５〜０．９４０ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。

バリア層４には、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、延伸ナイロン（ＯＮＹ）樹脂、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）樹脂、或いは、金属又は金属酸化物からなる蒸着層を形成したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又は延伸ナイロン（ＯＮＹ）樹脂又は合成高分子ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）樹脂、或いは、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）をコートしたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又は延伸ナイロン（ＯＮＹ）樹脂又は延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）樹脂、或いは、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）樹脂、合成高分子ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系樹脂のいずれかを利用できる。特に、バリア層４が金属又は金属酸化物からなる蒸着層を形成したＰＥＴフィルム等からなる場合、優れたガスバリア性を発揮することができる。蒸着層は、アルミニウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等からなる。また、水蒸気に対するバリア性が要求される場合は、延伸ナイロン樹脂も適している。バリア層４の材質は、用途に応じて適宜選択することができる。

図２（ｂ）に示すように、底部７は、最外面（図２（ｂ）の下面）から順に、紙層２と、ポリエチレン層５１と、バリア層４と、側壁部６とのシーラントとなるポリエチレン層５２とを有する。紙層２は、例えば秤量１５０〜４００ｇ／ｃｍ²の紙よりなる。尚、底部７は、発泡断熱層３を備えていないが、側壁部６と同じ層構成であっても構わない。

断熱紙容器１を作製するには、まず、側壁部６及び底部７を構成するシートを作製する。側壁部６用のシートを作製するには、例えば、バリア層４となるガスバリアフィルムの一方面に、ポリエチレン層５２となるポリエチレンを溶融押出により厚み２０〜５０μｍで積層し、他方面に厚み５〜３０μｍで溶融押出したポリエチレン（後のポリエチレン層５１）を介して紙層２を積層し、紙層２の上に後の発泡断熱層３となるポリエチレンを積層する。底部７用のシートを作製するには、例えば、バリア層４となるガスバリアフィルムの一方面に、ポリエチレン層５２となるポリエチレンを溶融押出により厚み２０〜５０μｍで積層し、他方面に厚み５〜３０μｍで溶融押出したポリエチレン（後のポリエチレン層５１）を介して紙層２を積層する。この時、紙層２及びバリア層４の貼着面の各々にコロナ放電処理やオゾン処理を行うことで、紙層２とバリア層４との接着性を更に向上させることができる。次に、作製したシートを金型で打ち抜き加工することにより、側壁部６を形成する扇状ブランクス及び底部７を形成する円形状ブランクスを作製する。そして、カップ成形機を用いて、各ブランクスから断熱紙容器を成形する。最後に成形した断熱紙容器を加熱炉等で加熱して、外側のポリエチレン層を溶融させた状態で紙層２内部の水分を蒸発させることで、ポリエチレンを発泡させて発泡断熱層３を形成する。

断熱紙容器１の側壁部６の外面には、発泡断熱層３が設けられることにより、断熱効果が付与される。これにより、例えば熱湯が注がれた断熱紙容器１を手で掴むことが容易となる。また、断熱紙容器１の内面に形成されるバリア層４により、蓋材８で封止された後の断熱紙容器１は、空気や水蒸気等の気体に対するガスバリア機能が付与される。これによって、密封された内容物の風味が損なわれることや、外部の臭気や湿気が内容物に移ることが効果的に抑制される。更に、断熱紙容器１は、アルミニウム箔を含まず、紙及び樹脂から構成されている。そのため、省資源化や分別廃棄の容易性において優れている。

また、紙層２とバリア層４とは、接着剤を用いずに、ポリエチレン層５１を介して積層されているため、接着剤の低分子成分に起因する臭気の発生を避けることが出来る。また、ポリエチレン層５１の密度を適切な値（０．９２５〜０．９４０ｇ／ｃｍ³）にすることで、発泡断熱層３の発泡時に、ポリエチレン層５１が発泡や剥離を引き起こすことなく、発泡後においても紙層２とバリア層４との接着強度を保つことができる。更には、油分を含む食品を断熱紙容器１に入れた場合においても、油分が断熱紙容器１の表面にしみ出すことがない。

また、図１に示すように、側壁部６は、扇状ブランクスを筒状にまるめて部分的に重ね合わせて形成されるため、シートの端面９が断熱紙容器１の内側に露出している。本実施形態では、紙層２とバリア層４とをポリエチレン層５１を介して接着し、接着剤を使用していない。したがって、本実施形態に係る断熱紙容器１には、使用時に接着剤の溶出がないという利点がある。

（他の変形例）
図３は、他の変形例に係る断熱紙容器の層構成を示す断面図であり、図３（ａ）は、図１に示したＡ部分に対応し、図３（ｂ）は、図１に示したＢ部分に対応する。

図３に示した断熱紙容器は、側壁部及び底部において、ポリエチレン層５２とバリア層４との間に、更にポリエチレン層５３を備えている。このポリエチレン層５３は、ポリエチレン層５２とバリア層４との接着性を確保するためのものである。バリア層ポリエチレン層５３の密度は、ポリエチレン層５１と同様に、耐熱性、密着性及び耐油性を考慮すると、０．９２５以上０．９４０ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましい。ポリエチレン層５１及び５３の密度が０．９４０ｇ／ｃｍ³を超えると、ポリエチレン層５１及び５３の耐油性が低下してしまう。逆に、密度が０．９２５ｇ／ｃｍ³未満になると、発泡断熱層３の発泡時に紙層３から発生する水蒸気がポリエチレン層５１に侵入してポリエチレン層５１が発泡してしまい、紙層２とバリア層４とが剥離したり、バリア層４に水分が移行することで、バリア層４を形成する樹脂の低分子量物質の溶出が発生するため好ましくない。ポリエチレン層５１及び５３は、上記した物性の他に、要求される耐熱性を確保するために、例えば、エポキシ化植物油、綿実油、桐油、ひまし油、やし油、サフラワー油のいずれかを含有しても良い。

尚、上記の実施形態では、底部は紙層／ポリエチレン層／バリア層／ポリエチレン層または紙層／ポリエチレン層／バリア層／ポリエチレン層／ポリエチレン層からなる構成を採用しているが、内容物を密封できるものであれば特に限定されない。例えば上記構成から紙層を省略しても良い。

以下、本発明を具体的に実施した実施例について説明する。実施例１〜８及び比較例１〜８は、図３に示した積層構造を有するシート材を用いて作製した断熱紙容器であり、それぞれ、バリア層の材質及びポリエチレンの密度のみが異なっている。

側壁部用のシートは、バリア層４の一方面に、コロナ放電処理を行いつつポリエチレン層５３及びポリエチレン層５２となるポリエチレンを溶融押出により積層し、バリア層４の他方面に、コロナ放電処理を行いつつ溶融押出したポリエチレン層５１となるポリエチレンを介して紙層２を積層し、紙層２の上に後の発泡断熱層３となるポリエチレンを積層し、更に、発泡断熱層３となるポリエチレンの上にコロナ放電処理した後に印刷を施すことによって作製した。ポリエチレン層５１及び５３には、発泡断熱層３のポリエチレンを発泡する時に一緒に発泡しないこと、耐熱性及び密着性に優れることを考慮して、エポキシ化植物油含有のポリエチレンを用いた。

底部用のシートは、バリア層４の一方面に、コロナ放電処理を行いつつポリエチレン層５３及びポリエチレン層５２となるポリエチレンを溶融押出により積層し、バリア層４の他方面に、コロナ放電処理を行いつつポリエチレン層５１となる溶融押出ポリエチレンを介して紙層２を積層することによって作製した。ポリエチレン層５１及び５３には、密着性を考慮して、エポキシ化植物油含有のポリエチレンを用いた。

以下、表１の上から下へと順に、各比較例及び各実施例の特徴を説明する。

（比較例１）
側壁部及び底部のバリア層４にはポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９４１ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例１）
側壁部及び底部のバリア層４にはポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９３５ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例２）
側壁部及び底部のバリア層４にはポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９２８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（比較例２）
側壁部及び底部のバリア層４にはポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９１８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（比較例３）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ナイロンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９４１ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例３）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ナイロンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９３５ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例４）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ナイロンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９２８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（比較例４）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ナイロンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９１８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（比較例５）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ポリプロピレンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９４１ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例５）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ポリプロピレンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９３５ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例６）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ポリプロピレンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９２８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（比較例６）
側壁部及び底部のバリア層４には延伸ポリプロピレンフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９１８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（比較例７）
側壁部及び底部のバリア層４にはアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９４１ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例７）
側壁部及び底部のバリア層４にはアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９３５ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（実施例８）
側壁部及び底部のバリア層４にはアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９２８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

（比較例８）
側壁部及び底部のバリア層にはアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。また、ポリエチレン層５１及び５３には、樹脂密度が０．９１８ｇ／ｃｍ³のものを用いた。

断熱性紙容器１の作成方法は次の通りである。まず、作製したシート材を金型で打ち抜き加工することにより、側壁部６を形成する扇状ブランクスと底部７を形成する円形状ブランクスを作製する。そして、カップ成形機を用いて、各ブランクスから逆円錐台系の断熱紙容器１を成形する。成形した断熱紙容器１を加熱炉（オーブン）等で１２０℃程度で加熱して、外側のポリエチレン樹脂層を溶融させた状態で紙層２内部の水分を蒸発させることにより、ポリエチレン樹脂が発泡し発泡断熱層３を形成する。なお、断熱紙容器１の形状は円筒形状でも良く、その場合のブランクスは矩形状となる。

実施例１〜８及び比較例１〜８に係るシート材を用いて作製した断熱紙容器１を用いて、以下の評価試験を実施した。表１は評価試験の結果をまとめたものである。尚、実施例７及び８、比較例７及び８では、アルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルムの一方面にアルミナを蒸着したもの）の表裏を逆にした２種類の断熱紙容器、すなわち、ポリエチレンテレフタレート面を紙層に接着させた断熱紙容器と、アルミナ蒸着面を紙層に接着させた断熱紙容器とを作製した。

[接着強度]
バリア層と、紙層との接着強度を、「○：接着強度が５０ｇ／１５ｍｍ以上である、×：接着強度が５０ｇ／１５ｍｍ未満である」により評価した。尚、試験方法はＪＩＳＫ６８５４に準拠したものである。

[発泡性]
断熱紙容器を加熱炉にて、所定の温度で加熱した際に、発泡断熱層のポリエチレンが発泡するか否かについて目視観察し、「○：発泡した、×：発泡しなかった」により評価した。

[耐油性]
断熱紙容器の内部に油分を含有する食品を入れ、断熱紙容器の外側への浸透による油のしみ出しの発生を目視観察し、「○：発生しなかった、×：発生した」により評価した。

[防湿性]
断熱紙容器に、塩化カルシウムを入れ、アルミ箔層を含む積層シートからなる蓋材をヒートシールして密封した。その後、４０℃湿度９０％の環境下にて１０日間放置し、その後の断熱紙容器の重量変化量を測定し、「◎：変化なし、○：ほぼ変化無し、△：わずかに変化有り、×：変化有り」により評価した。

[移香性]
断熱紙容器に、パラジクロロベンゼンまたはナフタレンを入れ、防湿性試験で用いたものと同様の蓋材をヒートシールして密封した。その後、断熱紙容器周囲を、アルミ箔層を含む積層シートからなるパウチで包装し、４０℃の環境下にて１０日間放置した。その後、断熱紙容器内部からパウチ内部に移行した臭気を、実際に匂いを嗅いで、「◎：匂いなし、○：ほぼ匂い無し、△：若干匂い有り、×：匂い有り」により評価した。尚、バリア層にアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートを用いたものは、紙層側にアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートのポリエチレンテレフタレート面を向けて積層した断熱紙容器を用いた結果である。

接着強度及び耐油性については、バリア層４の種類に応じて若干の差異があるが、いずれのバリア層４を用いた場合においても、ポリエチレン層５１及び５３の樹脂密度が０．９３５ｇ／ｃｍ³以下であれば問題の無い結果が得られた。一方、発泡性については、ポリエチレン層５１及び５３の樹脂密度が０．９２５ｇ／ｃｍ³以上であれば、バリア層４が設けられている場合でも、発泡断熱層３となるポリエチレンが問題なく発泡できることがわかった。従って、接着強度、耐熱性及び発泡性を考慮すると、ポリエチレン層５１及び５３の樹脂密度が、０．９２５〜０．９３５ｇ／ｃｍ³であれば良いことがわかった。

また、接着強度・発泡性・耐油性の全てを兼ね備えた実施例１〜８（ポリエチレン層５１及び５３の樹脂密度が０．９２８または０．９３５ｇ／ｃｍ³）では、断熱紙容器が十分な防湿性を発揮することが確認された。特に、延伸ポリプロピレンフィルムまたはアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートを用いると高い効果が得られることがわかった。更に、実施例１〜８では、断熱紙容器内外での臭気の移動を抑制することができた。特に、アルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレートを用いた実施例７及び８は、湿気や臭気の強い物質の透過を効果的に抑制できた。

本発明は、即席麺、スープ粉末等の即席食品を密閉包装するための、断熱紙容器に用いることができる。

１断熱紙容器
２紙層
３発泡断熱層
４バリア層
５１、５２、５３ポリエチレン層

Claims

側壁部と底部とを有する断熱紙容器であって、
前記側壁部を構成する積層体が少なくとも最外層から順に、発泡断熱層と、紙層と、第１のポリエチレン層と、バリア層と、シーラント層となる第２のポリエチレン層とからなる、断熱紙容器。
前記底部を構成する積層体が少なくとも最外層から順に、紙層と、第１のポリエチレン層と、バリア層としてポリエチレンテレフタレート樹脂層と、シーラント層となる第２のポリエチレン層とからなる、請求項１に記載の断熱紙容器。
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂層と前記第２のポリエチレン層との間に第３のポリエチレン層を設けてなることを特徴とする、請求項１または２に記載の断熱紙容器。
前記第１のポリエチレン層及び第３のポリエチレン層の密度が０．９２５ｇ／ｃｍ³以上、かつ０．９４０ｇ／ｃｍ³以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の断熱紙容器。
前記第１のポリエチレン層及び第３のポリエチレン層は、エポキシ化植物油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断熱紙容器。
前記発泡断熱層は、ポリエチレン樹脂層を前記紙層に含有される水分の加熱蒸発により発泡させて形成されることを特徴とする、請求項１に記載の断熱紙容器。
前記バリア層が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、延伸ナイロン（ＯＮＹ）樹脂、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）樹脂、或いは、金属又は金属酸化物からなる蒸着層を形成したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又は延伸ナイロン（ＯＮＹ）樹脂又は合成高分子ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）樹脂、或いは、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）をコートしたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂又は延伸ナイロン（ＯＮＹ）樹脂又は延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）樹脂、或いは、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）樹脂、合成高分子ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系樹脂のいずれかであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の断熱紙容器。