JPH0218042A - 密封包装用容器の熱封緘蓋材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、密封包装用容器の熱封緘蓋材に関する。

従来の技術 従来、粉体、液体および粘性体の食品をびん等のガラス
容器に密封包装するには、食品を充填後、容器の口部に
金属製キャップをかしめ止め、あるいは金属製もしくは
合成樹脂製ねじキャップをねじ止め、あるいはまた王冠
を被せ止めることにより密封していた。また従来、蓋材
に熱接着性樹脂を被覆しておき、この蓋材をガラス容器
の口部にヒートシールにより接着することも行われてい
た。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のキャップや王冠は開封が比較的難
しく、かつコストが高くつくという問題があった。また
蓋材に被覆した熱接着性樹脂をガラス容器の口部にヒー
トシールにより接着する場合には、容器内容物が例えば
粉ミルク、インスタントコーヒー等の粉末であれば、容
器口部と蓋材間の接着部の接着力の低下は無いが、内容
物が例えば酒、ジュース、ジャム等の液体もしくは粘性
体であるような場合には、保管中に容器口部と蓋材間の
熱封緘接着部に水が侵入して、接着力が著しく低下し、
ひどいときには蓋材が剥離してしまうという問題があっ
た。

とくに、ガラス容器の口部に蓋材を直接熱接着する場合
には、ガラス容器の口部表面はポーラス（多孔質）で、
比較的極性が弱く、接着性が悪いため、蓋材に施す熱接
着性樹脂として近年、接着性が改善された特殊アイオノ
マーを使用することが開発された（例えば特開昭［１ｌ
−５４５８７号公報参照）。このような熱接着性樹脂は
、確かに非常に短時間でかつ比較的低い温度での熱接着
性にすぐれているものであるが、熱封緘後、接着部へ水
が侵入した場合、接着性が著しく低下し、蓋材が接着界
面より簡単に剥がれてしまうという問題があった。

ところで従来、ガラス容器の口部にシランカップリング
剤をシール材として直接コートすることは既に知られて
いる（例えば特公昭５３−８２７３号公報参照）が、こ
の場合、ガラス容器の口部にシール材をコートする作業
は非常に面倒であるとともに、ガラス容器の口部表面は
ポーラスで凹凸があるため、シール材を均一に塗布する
ことが困難であった。従ってシール材の塗布量が充分で
ない場合は、口部の凹凸、平行度のバラツキなどにより
均一なシールが困難となり、また塗布量が多すぎると、
コスト高になるという問題があった。

また従来、ガラス容器の口部に金属塩、シランカップリ
ング剤等をアンカーコート層とし、この層にさらに熱接
着性樹脂をコートする方法も既に知られている（例えば
特公昭８１−９１８１号公報参照）が、このような従来
法によれば、開封時に容器の口部に蓋材の樹脂の一部が
残り、外観が損なわれる場合があるし、容器の口部に予
め熱可塑性樹脂を被覆するため、それだけ工程が増え、
容器の生産性が悪く、コスト高になるという問題があっ
た。

さらに従来、金属箔の片面に、カルボキシル基含有ポリ
オレフィン系樹脂とシランカップリング剤とを含む熱封
緘材層を具備した熱封緘蓋材（例えば特開昭８０−５８
５４９号公報参照）、並びに金属箔の片面に、アイオノ
マー層を介して塗布されたシランカップリング剤を含む
アイオノマー組成物よりなる熱封緘材層を具備した熱封
緘蓋材（例えば特開昭ｆｉｌ−１０４９７１号公報参照
）は既に知られているが、このように蓋材の熱封緘樹脂
にシランカップリング剤を混入すると、熱封緘材層の表
面にシランカップリング剤がブリードされて、表面側に
拡散されかつ濃縮された状態となり、従って熱封緘材層
の表面におけるシランカップリング剤の存在量が多くな
るが、その存在量は熱封緘時の処理温度等の条件によっ
て、あるいはまた蓋材の放置時間等によって異なるため
、熱封緘すべき面に存在せしめるシランカップリング剤
の量を調整するのが非常に困難であるという問題があっ
た。

この発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、ガ
ラス容器等の口部のようなポーラスでかつ比較的極性が
弱い被着面に対しても非常にすぐれた接着性を有してお
り、蓋材を短時間で密封包装用容器の口部に熱封緘する
ことができるばかりか、熱封緘材層の表面に存在せしめ
るべきシランカップリング剤の量を容易に調整すること
ができて、接着力を確実に増大することができ、このた
め熱封緘材層とガラス容器の口部との接着力が大幅に強
化され、容器内容物が例えば酒、ジュース、ジャム等の
液体もしくは粘性体であるような場合にも、熱封緘接着
部への水の侵入を確実に阻止することができて、熱封緘
接着部の耐水性が大幅に増大し、水環境下における接着
力の低下が少なく、良好な接着状態を長期間維持するこ
とができ、密封性にすぐれている、密封包装用容器の熱
封緘蓋材を提供しようとするにある。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために、この発明による密封包装
用容器の熱封緘蓋材は、金属箔の片面に、モノオレフィ
ン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂ないしその金属塩を
含む熱封緘材層が設けられ、熱封緘材層の表面にシラン
カップリング剤よりなるコーティング層が設けられてい
ることを特徴とするものである。

上記金属箔は、通常アルミニウム箔を使用するが、その
他の金属箔であってもよい。アルミニウム箔の場合は、
その厚さは５〜２００　／ｆｆ、好ましくは２０〜６０
ｐである。熱封緘材の基材として金属箔を使用すると、
バリヤー性にすぐれていて、デザート類や調理済み食品
等の内容物の保存を長期間有効に果すことができる。

上記熱封緘材としては、アイオノマー（例えば特公昭６
１−５４５８７号公報参照）を使用する。

このアイオノマーは、モノオレフィン−不飽和カルボン
酸共重合体樹脂ないしその金属塩よりなるものである。

ここで、モノオレフィン−不飽和カルボン酸共重合体樹
脂は、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブチン
、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプ
テンのようなα−モノオレフィンと、アクリル酸、メタ
アクリル酸、エタアクリル酸、クロトン酸のようなα、
β−不飽和カルボン酸とを共重合させて得られた樹脂を
ベースとするものであり、その代表例としては、エチレ
ン−アクリル酸共重合体樹脂、エチレン−メタアクリル
酸共重合体樹脂があげられる。このような共重合体樹脂
の分子量は１０００〜２０００００であり、共重合体樹
脂中の不飽和カルボン酸含有量は１〜３０重量％、好ま
しくは２〜２０重量％である。

またモノオレフィン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂の
金属塩の例としては、上記共重合体樹脂のカルボキシル
基を、ナトリウム、カリウムのようなアルカリ金属イオ
ンまたは亜鉛、マグネシウムのようなアルカリ土類金属
イオンで中和して得られるイオン架橋樹脂すなわちアイ
オノマー樹脂があげられる。金属イオンによる中和度は
、例えば０．５〜４０％である。特にエチレン−メタア
クリル酸共重合体樹脂の亜鉛塩よりなるアイオノマー樹
脂を使用するのが好ましい。アイオノマー樹脂のカルボ
ン酸含有量は５〜１８％であり、イオン化度は数％〜９
０％である。

なお、熱封緘材には、いわゆるブロッキングを防止する
ために、場合によっては上記の樹脂以外の合成樹脂をブ
レンドしてもよい。

また上記シランカップリング剤としては、一般化学構造
式、　ＹＲ８ＩＸａ　　で表わされるものを使用する。

式中、Ｒはアルキル基、Ｘは珪素原子に結合している加
水分解性の基を示し、例えば塩素、アルコキシ基、アセ
トキシ基などであり、Ｙは有機ポリマーと結合する有機
反応基を示し、例えばメルカプト、アミノ、エポキシ、
ビニル、メタクリルなどである。

シランカップリング剤としては、上記一般式を有するメ
ルカプトシラン、アミノシラン、エポキシシラン、ビニ
ルシランおよびメタクリルシランよりなる群の中から選
ばれた少なくとも１つのシラン化合物を使用する。

シランカップリング剤の具体例としては、γ−メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシランなどがあげられ
る。

上記熱封緘材層の厚みは、通常５〜３００切、好ましく
は２０〜１００切であり、シランカップリング剤よりな
るコーティング層の厚みは、通常０゜０１〜１０／Ｉｆ
ｆ、好ましくは０．１〜５ｐである。

ここで、シランカップリング剤よりなるコーティング層
の厚みが０．０１７ｆｆ未満であれば、薄すぎて、熱封
緘接合部に十分な耐水性が付与されず、水環境下におい
て接着性が低下するので、好ましくない。

また逆に、シランカップリング剤よりなるコーティング
層の厚みが１ＯＪｙＩを越えるときは、水環境下におい
て接着性がさほど変らないばかりか、コスト高となるた
め、好ましくない。

熱封緘材層の表面にシランカップリング剤よりなるコー
ティング層を設けるには、例えばスプレー法、あるいは
ロールコート法等により行なえばよい。

また上記熱封緘材層には、低温シール性を確保するため
に、かつプレスによる打抜き加工のさいブロッキングを
防止するために、無機化合物を充填するのが好ましい。

ここで、無機化合物としては、例えばマグネシウム、カ
ルシウム、アルミニウム、チタンおよびケイ素の酸化物
、水酸化物、炭酸塩並びに硫酸塩、あるいはタルク、ク
レー、長石粉、マイカ、パライトなどがあるが、特に好
ましくはカルシウムの炭酸塩、タルクが使用する。

これら無機化合物の平均粒径０，１〜５０／ｆｆｌ、好
ましくは０．５〜３０切であり、モノオレフィン−不飽
和カルボン酸共重合体樹脂ないしその金属塩よりなる樹
脂１００重量部に対して、上記無機化合物を３０重量部
以下、通常０．１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量
部混合する。

上記共重合体樹脂ないしその金属塩と無機化合物との混
合は、例えば単軸押出機、２軸押出機、バンバリーミキ
サ−およびニーダ−等を用いて、通常１５〜２００℃の
温度条件下で行なう。

また乾燥時間は、乾燥温度によって異なるが、例えば１
００℃では約３０秒である。

なお、金属箔の片面に熱封緘材層を設けるには、上記の
ような熱封緘材を予めフィルム状に加工しておき、この
゛フィルムを金属箔の片面に例えばポリエステル・イソ
シアネート系２液反応型接着剤等の接着剤を介して接合
するか、または金属箔の片面に押出機を用いて熱封緘材
の溶融物を押し出すことにより、これを直接接合するよ
うにすればよい。

また必要に応じて、熱封緘材層と金属箔との間にポリエ
チレン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムよりなる中間
層を介在させてもよい。これによりヒートシール時のク
ツション性が向上するとともに、ドレッシングやマスタ
ード等の内容物による金属箔の腐食を防止することがで
きる。

なお、金属箔の他面には通常必要な印刷が施され、さら
にこれの表面に防食コート層が設けられる。

シランカップリング剤よりなるコーティング層を有する
上記の蓋材は、ガラス製容器の口部を披う形状および大
きさに連続的に打抜き成形される。

この発明による熱封緘蓋材によって密封せられる密封包
装用容器は、例えばガラス、金属、セラミックまたは陶
器によりつくられたものである。

第１図と第２図は、この発明による熱封緘蓋材の具体例
を示すものである。まず第１図に示す蓋材は、アルミニ
ウム箔（１）の片面に、モノオレフィン−不飽和カルボ
ン酸共重合体樹脂ないしその金属塩を含む熱封緘材層（
２）が接着剤層（３）を介して設けられ、この熱封緘材
層（２）の表面にシランカップリング剤のコーティング
層（５）が設けられているものである。アルミニウム箔
（１）の他面には、防食コート層（４）が施されている
。

第２図に示す熱封緘蓋材は、第１図の蓋材の構成とほぼ
同様であるが、内容物によるアルミニウム箔（１）の腐
食を防止するためにアルミニウム箔（１）の片面にポリ
エチレンフィルムよりなる中間層（７）が設けられ、こ
の中間層（７）に接着剤層（３）を介して熱封緘材層（
２）が設けられ、この熱封緘材層（２）の表面にシラン
カップリング剤のコーティング層（５）が設けられ、ま
たアルミニウム箔（１）の他面に印刷層（６）が設けら
れ、さらにその表面に防食コート層（４）が設けられて
いるものである。

この発明の熱封緘蓋材によれば、モノオレフィン−不飽
和カルボン酸共重合体樹脂ないしその金属塩を含む熱封
緘材層（２）の表面にシランカップリング剤のコーティ
ング層（５）が設けられているため、水環境下において
接着性の低下が少なく、良好な接着性を長期間維持する
ことができて、密封性にすぐれているものであるが、こ
れはつぎのような理由によるものと考えられる。

すなわち、例えばガラス容器の蓋材に施される熱封緘材
には、ガラス容器の口部上面がポーラスで、比較的極性
が弱く、接着性が悪いことから、−ＯＨ基および−ＣＯ
ＯＨ基等の官能基を多く含む樹脂、例えばモノオレフィ
ンに−〇Ｈ基あるいは−ＣＯＯＨ基を導入したエチレン
−酢酸ビニル共重合体ケン化物のカルボキシル変性体、
およびアイオノマー系樹脂等が用いられて、接着性の向
上が図られているが、このような樹脂を用いても、熱封
緘の処理時間が非常に短いため、熱封緘樹脂中の官能基
がガラス容器の口部上面のガラス成分と作用して水素結
合を形成するに至らず、該樹脂はガラス表面に主として
ファンデルワールス力により接着しているものと考えら
れる。とくに熱封緘直後は、熱封緘樹脂の分子セグメン
トが熱運動して、その配向が乱れており、従って水素結
合は生じにくく、主としてファンデルワールス力により
接着している。そして、熱封緘後、経時的に、上記官能
基がガラス表面に徐々に配列し、ガラス表面のシラノー
ル基と水素結合を形成し、接着力は次第に増大する。

ところが、ガラス容器の内容物が液体または粘性体であ
ると、容器口部のガラス表面は親水性であるため水分子
のヌレが生じ易く、水分子の多分子層が形成されるため
、熱封緘接着部のファンデルワールス力が弱められ、か
つ水素結合も切られて、接着性が著しく低下する。

これに対し、この発明の熱封緘蓋材によれば、モノオレ
フィン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂ないしその金属
塩を含む熱封緘材層の表面に、シランカップリング剤よ
りなるコーティング層が設けられているから、蓋材の熱
封緘樹脂とガラス容器の口部表面との接着力が非常に強
固となり、従って接着界面への水の侵入を確実に阻ＩＦ
することができて、熱封緘接着部の耐水性が大幅に増大
するものである。

実　　施　　例 つぎに、この発明の実施例を、比較例と共に説明する。

実施例１ 第１図に示すように、片面に防食コート層（４）を有す
る厚さ５０μｍのアルミニウム箔（１）の他面に、特殊
アイオノマーすなわちモノオレフィン−不飽和カルボン
酸共重合体樹脂の金属塩であってかつ平均粒径約１ｍの
炭酸カルシウム５重量％を均一に分散混合した熱封緘材
フィルム（商品名ハイミシン１フ０２三井デュポンポリ
ケミカル社製、メルトインデックス１４ｇ／１０分、亜
鉛イオンタイプ）よりなる厚さ５０ＪｙＩの熱封緘材層
（２）を、接着剤層（３）を介してドライラミネートに
より設けたのち、熱封緘材層（２）の表面にアミノ系シ
ランカップリング剤（商品名Ａ１１００、日本ユニカー
株式会社製）を、ロールコート法によりを塗布し、１０
０℃で５分間乾燥させることにより、各種の厚さを有す
るシランカップリング剤コーティング層（５）を形成し
、蓋材（試料Ｎ（Ｌ　ｌ〜５）をつくった。

このようにして得られた各種蓋材を打抜きプレスにより
ガラス容器の口部（１Ｇ）に対応する所定の形状および
大きさに打ち抜いた。

ついで、ガラス容器に４０℃の水を充填し、この容器の
口部に上記蓋材を温度２００℃および圧力１６０ｋｇｆ
’／個の条件下に２秒間加熱、加圧し、熱封緘によりこ
れらの蓋材をガラス容器の口部（１０）に直接接合して
容器を密封した。そして、熱封緘直後の蓋材の剥離強度
と、密封ガラス容器を４０℃で３０日間倒立状態に放置
した後の蓋材の剥離強度とをそれぞれ測定し、下表に示
した。

実施例２ この実施例においては、第１図に示すように、アルミニ
ウム箔（１）の片面に接着剤層（３）を介して上記実施
例１の場合と同じ熱封緘材層（２）をドライラミネート
により設けたのち、熱封緘材層（２）の表面にエポキシ
系シランカップリング剤（商品名Ａ−１８７、日本ユニ
カー株式会社製）をロールコート法により塗布し、１０
０℃で５分間乾燥させることにより、厚さ０．４切のシ
ランカップリング剤コーティング層（５）を形成し、蓋
材（試料Ｎｏ、６）をつくった。

このようにして得られた蓋材について密封包装試験を実
施例１の場合と同様に行ない、得られた結果を下表にあ
わせて示した。

比較例 比較のために、アルミニウム箔（１）の片面に接着剤層
（３）を介して上記実施例１の場合と同じ熱封緘材層（
２）がドライラミネートにより設けられているが、シラ
ンカップリング剤のコーティング層（５）が設けられて
いない蓋材をくり、これらの蓋材について密封包装試験
を実施例１の場合と同様に行ない、得られた結果を下表
にあわせて示した。

（以下余白） 上記表から明らかなように、この発明の蓋材によれば、
モノオレフィン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂ないし
その金属塩を含む熱封緘材層の表面にシランカップリン
グ剤よりなるコーティング層が設けられているので、ガ
ラス容器の口部表面に対する接着力が非常にすぐれてお
り、水を封入したガラス容器を倒立状態で長時間保存し
た後にも蓋材の接着力が低下せず、耐水性が良好で、密
封性がすぐれている。

これに対し、シランカップリング剤を使用しない熱封緘
材を用いた比較例の蓋材によれば、ガラス容器を倒立状
態で長時間保存すると、蓋材が剥れてしまい、耐水性に
劣るものであった。

発明の効果 この発明による密封包装用容器の熱封緘蓋材は、上述の
ように、金属箔の片面に、モノオレフィン−不飽和カル
ボン酸共重合体樹脂ないしその金属塩を含む熱封緘材層
が設けられ、熱封緘材層の表面にシランカップリング剤
よりなるコーティング層が設けられているものであるか
ら、ガラス容器等の口部のようなポーラスでかつ比較的
極性が弱い被着面に対しても非常にすぐれた接着性を有
しており、蓋材を短時間で密封包装用容器の口部に熱封
緘することができるばかりか、熱封緘材層の表面に存在
せしめるべきシランカップリング剤の瓜を容易に調整す
ることができて、接着力を確実に増大することができ、
このため熱封緘材層とガラス容器の口部との接着力が大
幅に強化され、従って一般にガラス容器の口部は親水性
を有するものであり、加えて容器の内容物が例えば酒、
ジュース、ジャム等の液体もしくは粘性体であるような
場合にも、熱封緘接着部への水の侵入を確実に阻止する
ことができて、熱封緘接着部の耐水性が大幅に増大し、
水環境下における接着力の低下が少なく、良好な接着状
態を長期間維持することができ、密封性にすぐれている
。

またこの発明の熱封緘蓋材によれば、従来のように食品
を充填後、容器の口部に金属製キャップをかしめ止めた
り、あるいは金属製もしくは合成樹脂製ねじキャップを
ねじ止めたり、王冠を被せ止めたりしないので、開封が
容易であるとともに、キャップや王冠を使用しないだけ
密封包装用容器のシールコストが安くつく。

そのうえ、開封時に容器口部に樹脂が残るようなことが
なく、従って開封後の容器口部の外観がきれいであるし
、比較的低い温度でヒートシールすることができるため
、充填シール装置の設備費、運転費が安くつき、充填お
よびシールの作業性が向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品の具体例を示す部分拡大断面図、第２
図はいま１つの具体例を示す部分拡大断面図である。 （１）・・・アルミニウム箔、（２）・・・熱封緘材層
、（３〉・・・接着剤層、（４）・・・防食コート層、
（５）・・・シランカップリング剤コーティング層。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属箔の片面に、モノオレフィン−不飽和カルボン酸共
   重合体樹脂ないしその金属塩を含む熱封緘材層が設けら
   れ、熱封緘材層の表面にシランカップリング剤よりなる
   コーティング層が設けられていることを特徴とする、密
   封包装用容器の熱封緘蓋材。