レトルトバッグの製品構造分析

●精巧な模様をプリントできます。

●常温で6～12ヶ月と賞味期限が長く、密封・開封も簡単です。

●冷蔵が不要で、冷蔵コストを節約できます

●肉類、水産物、果物、野菜、各種穀類、スープなど、多くの食品の包装に適しています。

●パッケージごと加熱できるので風味が損なわれず、特に野外活動、旅行、軍隊食などに最適です。

完全な調理用バッグ製造には、内容物の種類、製品の構造設計、基材とインク、接着剤の選択、製造プロセス、製品テスト、包装および殺菌プロセス管理などを総合的に理解することが含まれます。調理用バッグは製品の構造設計が中核であるため、幅広い分析が行われ、製品の基材の構成を分析するだけでなく、さまざまな構造の製品の性能、使用、安全衛生、経済性などをさらに分析します。

1. 食品の腐敗と殺菌
人類は微生物に囲まれて生活しており、地球全体の生物圏も無数の微生物が存在し、食品も微生物の繁殖が一定限度を超えると、腐って食べられなくなってしまいます。

食品の腐敗を引き起こす一般的な細菌は、シュードモナス菌、ビブリオ菌で、どちらも耐熱性があり、腸内細菌は60℃、30分の加熱で死滅しますが、乳酸菌の一部の種は65℃、30分の加熱に耐えることができます。バチルス菌は通常、95〜100℃、数分間加熱に耐えることができ、少数のものは120℃、20分の加熱に耐えることができます。細菌に加えて、食品にはトリコデルマ、酵母などを含む多くの真菌も存在します。また、光、酸素、温度、湿度、pH値なども食品の腐敗を引き起こしますが、主な要因は微生物であるため、高温調理を使用して微生物を殺すことは、食品を長期保存するための重要な方法です。

食品の殺菌方法は、72℃低温殺菌、100℃煮沸殺菌、121℃高温調理殺菌、135℃高温調理殺菌、145℃超高温瞬間殺菌に分けられます。また、一部のメーカーでは110℃程度の非標準温度殺菌を採用しています。製品によって殺菌条件は異なりますが、ボツリヌス菌を最も死滅させにくい殺菌条件は表1の通りです。

表1 ボツリヌス菌胞子の死滅時間と温度の関係

温度℃	100	105	110	115	120	125	130	135
死亡時刻（分）	330	100	32	10	4	80年代	30s	10s

2.蒸し器バッグの原材料特性

高温調理用レトルトパウチ袋には以下の特性があります。

長期包装機能、安定保管、細菌増殖防止、高温殺菌耐性など。

インスタント食品の包装に適した非常に優れた複合材料です。

典型的な構造試験 PET/接着剤/アルミホイル/接着剤/ナイロン/RCPP

PET/AL/RCPPの3層構造の高温レトルトバッグ

教材の説明

（１）PETフィルム
BOPETフィルムには、最高の引張強度あらゆるプラスチックフィルムの中でも、高剛性・高硬度で極薄製品のニーズに応えることができます。

耐寒性、耐熱性に優れています。BOPETフィルムの適用温度範囲は70℃～150℃で、広い温度範囲で優れた物理的特性を維持できるため、ほとんどの製品の包装に適しています。

優れたバリア性能。優れた総合的な防水・防臭性能を有し、湿度の影響を大きく受けるナイロンとは異なり、PEと同等の耐水性を持ち、透気係数は極めて小さいため、空気や臭いに対するバリア性が非常に高く、香りを保つ素材の一つです。

耐薬品性があり、油やグリース、ほとんどの溶剤、希酸や希アルカリに耐性があります。

（2）ボパフィルム
BOPAフィルムは優れた強靭性を持っています。引張強度、引裂強度、衝撃強度、破断強度はプラスチック材料の中でも最高レベルです。

優れた柔軟性、ピンホール耐性、内容物が穴を開けにくいことが BOPA の主な特徴であり、優れた柔軟性だけでなく、パッケージの感触も良くします。

バリア性、保香性に優れ、強酸以外の薬品に対しても耐性があり、特に耐油性に優れています。
幅広い動作温度範囲と225℃の融点により、-60℃から130℃の範囲で長期間使用できます。BOPAの機械的特性は低温から高温まで維持されます。

BOPAフィルムの性能は湿度に大きく影響され、寸法安定性とバリア性の両方が湿度の影響を受けます。BOPAフィルムは湿気にさらされると、しわが発生するだけでなく、一般的に水平方向に伸びます。縦方向の短縮、伸び率は最大1%です。

（３）CPPフィルムポリプロピレンフィルム、耐熱性が高く、ヒートシール性に優れています。
CPPフィルムはキャストポリプロピレンフィルムであり、CPP一般調理フィルムはバイナリランダムコポリプロピレン原料を使用し、フィルムバッグは121〜125℃の高温殺菌に30〜60分耐えることができます。
CPP高温調理フィルムはブロックコポリプロピレン原料を使用し、フィルムバッグは135℃、30分の高温殺菌に耐えることができます。

性能要件は、ビカット軟化点温度が調理温度よりも高く、耐衝撃性が良好で、耐媒体性が良好で、魚眼点および結晶点が可能な限り小さいことです。

121℃、0.15Mpaの圧力調理殺菌に耐え、食品の形状、風味をほぼ維持し、フィルムは割れたり、剥がれたり、接着したりせず、安定性が良好です。ナイロンフィルムやポリエステルフィルムとの複合包装が多く、スープ類の食品のほか、ミートボール、餃子、ご飯などの加工冷凍食品の包装に使用されます。

（4）アルミホイル
アルミホイルはフレキシブル包装材の中で唯一の金属箔です。アルミホイルは金属材料であるため、その防水性、ガス遮断性、遮光性、風味保持性は他の包装材とは比べものになりません。アルミホイルはフレキシブル包装材の中で唯一の金属箔です。121℃、0.15Mpaの圧力調理殺菌に耐えることができ、食品の形状、風味を保ち、フィルムのひび割れ、剥がれ、接着がなく、優れた安定性を備えています。ナイロンフィルムやポリエステルフィルムと複合して、スープ食品、ミートボール、餃子、米飯などの加工冷凍食品を包装することがよくあります。

（5）インク
蒸し器バッグはポリウレタンベースのインクを使用して印刷されますが、残留溶剤が少ない、複合強度が高い、調理後に変色しない、層間剥離やシワがないなどの要件があります。調理温度が 121 ℃ を超える場合は、インクの耐熱性を高めるために一定の割合の硬化剤を追加する必要があります。

インクの衛生管理は極めて重要です。カドミウム、鉛、水銀、クロム、ヒ素などの重金属は、自然環境や人体に深刻な危険をもたらす可能性があります。次に、インク自体が材料の組成であり、インクには様々なリンカー、顔料、染料、消泡剤、帯電防止剤、可塑剤などの添加剤が含まれており、安全上のリスクがあります。様々な重金属顔料、グリコールエーテル、エステル化合物の添加は許可されません。溶剤にはベンゼン、ホルムアルデヒド、メタノール、フェノールが含まれる可能性があり、リンカーには遊離トルエンジイソシアネートが含まれる可能性があり、顔料にはPCB、芳香族アミンなどが含まれる可能性があります。

（6）接着剤
蒸し器レトルトバッグ複合材は、二成分系ポリウレタン接着剤を使用しています。主剤はポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオールの3種類です。硬化剤は芳香族ポリイソシアネートと脂肪族ポリイソシアネートの2種類です。優れた耐熱性蒸し器用接着剤は、以下の特性を備えています。

●高固形分、低粘度、伸びが良い。

●初期接着力が優れ、蒸し加工後の剥離強度の低下がなく、製造時にトンネル化がなく、蒸し加工後にシワになりません。

●粘着剤は衛生上安全で、無毒、無臭です。

●反応速度が速く、熟成時間が短い（プラスチック−プラスチック複合製品の場合48時間以内、アルミ−プラスチック複合製品の場合72時間以内）。

●塗布量が少なく、接着強度、ヒートシール強度が高く、耐熱性が良好です。

●希釈粘度が低く、固形分が多く塗布でき、伸びが良い。

●幅広い用途で、様々なフィルムに適しています。

●耐熱性、耐霜性、耐酸、耐アルカリ性、耐塩性、耐油性、耐辛味性などに優れています。

接着剤の衛生管理は、第一級芳香族アミンPAA（第一級芳香族アミン）の生成から始まります。PAAは、印刷用二液型インクやラミネート接着剤において、芳香族イソシアネートと水との化学反応によって発生します。PAAの生成は芳香族イソシアネートに由来し、脂肪族イソシアネート、アクリル樹脂、エポキシ系接着剤には由来しません。未完成の低分子物質や残留溶剤の存在も、安全上の危険をもたらす可能性があります。

3.調理バッグの主な構造
材料の経済的性質や物理的・化学的性質に応じて、調理用袋には次のような構造が一般的に使用されています。

2層：PET/CPP、BOPA/CPP、GL-PET/CPP。

3層：PET/AL/CPP、BOPA/AL/CPP、PET/BOPA/CPP、
GL-PET/BOPA/CPP、PET/PVDC/CPP、PET/EVOH/CPP、BOPA/EVOH/CPP

4層：PET/PA/AL/CPP、PET/AL/PA/CPP

多階建ての構造。

PET/EVOH共押出フィルム/CPP、PET/PVDC共押出フィルム/CPP、PA/PVDC共押出フィルム/CPP PET/EVOH共押出フィルム、PA/PVDC共押出フィルム

4. 調理バッグの構造特性の分析
調理袋の基本構造は、表面層/中間層/ヒートシール層で構成されています。表面層は一般的にPETやBOPAで作られ、強度サポート、耐熱性、良好な印刷の役割を果たします。中間層はAl、PVDC、EVOH、BOPAで作られ、主にバリア、遮光、両面複合などの役割を果たします。ヒートシール層は、CPP、EVOH、BOPAなど、さまざまな種類で作られています。ヒートシール層は、CPP、EVOH、BOPAなど、さまざまな種類から選択できます。調理中のヒートシール層には、CPP、共押出PP、PVDC、EVOH共押出フィルムなど、さまざまな種類があり、110℃以下で調理する場合は、LLDPEフィルムを選択する必要があります。これは、主にヒートシール、耐パンク性、耐薬品性、そして材料の吸着性が低いため、衛生性に優れています。

4.1 PET/接着剤/PE
この構造は、PA/糊/PEに変更可能です。PEはHDPE、LLDPE、MPEに変更可能です。また、少数の特殊HDPEフィルムも使用できます。PEは耐熱性に優れているため、一般的に100～110℃程度の滅菌袋に使用されます。糊は一般的なポリウレタン糊と煮沸糊から選択できますが、肉類の包装には適していません。バリア性が悪く、蒸し加工後に袋にシワができ、フィルムの内層同士がくっつくこともあります。本質的には、この構造は煮沸袋または低温殺菌袋です。

4.2 PET/接着剤/CPP
この構造は典型的な透明調理袋構造で、ほとんどの調理製品を包装できます。製品の可視性が高く、内容物を直接見ることができますが、製品の光を避ける必要がある包装ではありません。製品は手触りが硬く、角を丸くする必要があることがよくあります。この構造の製品は、通常121℃殺菌され、一般的な高温調理接着剤、一般グレードの調理用CPPを使用できます。ただし、接着剤は収縮率が小さいグレードを選択する必要があります。そうでないと、接着剤層の収縮によってインクが移動し、蒸した後に層間剥離が発生する可能性があります。

4.3 BOPA/接着剤/CPP
121℃の調理殺菌に用いられる一般的な透明調理袋です。透明性が高く、手触りが柔らかく、耐穿刺性に優れています。また、軽量の製品包装を避ける必要がある場合にもご使用いただけます。

BOPAは透湿性が高いため、印刷製品によっては蒸気を当てると色透現象が発生しやすく、特に赤色系のインクは表面に浸透するため、インク製造時に硬化剤を添加して防止する必要があります。また、BOPAにインクが付着すると粘着力が低下するため、特に高湿度環境では粘着防止現象が発生しやすくなります。加工中の半製品や完成品は、密封・包装する必要があります。

4.4 KPET/CPP、KBOPA/CPP
この構造は一般的には使用されていません。製品の透明性は良好で、バリア性も高いですが、115℃以下の殺菌にしか使用できず、耐熱性もやや劣り、健康や安全性にも疑問があります。

4.5 PET/BOPA/CPP
この構造の製品は強度が高く、透明性、耐穿刺性に優れており、PET と BOPA の収縮率の差が大きいため、一般的に 121 ℃ 以下の製品包装に使用されます。

この構造の製品を選択した場合、アルミニウム含有構造を使用するよりも、パッケージの内容物がより酸性またはアルカリ性になります。

外層の糊は煮糊を選択できるので、コストを適切に削減できます。

4.6 PET/アルミニウム/CPP
これは最も一般的な非透明調理袋の構造であり、さまざまなインク、接着剤、CPPに応じて、この構造では121〜135℃の調理温度を使用できます。

PET/一成分インク/高温接着剤/Al7µm/高温接着剤/CPP60µm構造は121℃の調理要件に達することができます。

PET/2成分インク/高温接着剤/Al9µm/高温接着剤/高温CPP70µm構造は、121℃以上の調理温度に耐えることができ、バリア性が向上し、保存期間が1年以上に延長されます。

4.7 BOPA/Al/CPP
この構造は上記の4.6構造と似ていますが、BOPAの吸水率と収縮率が大きいため、121℃以上の高温調理には適していませんが、耐穿刺性がより優れており、121℃調理の要件を満たすことができます。

4.8 PET/PVDC/CPP、BOPA/PVDC/CPP
この製品のバリア構造は非常に優れており、121℃以下の温度での調理殺菌に適しており、製品に対する酸素バリア要求は高いです。

上記構造のPVDCは、同様に高いバリア性を持つEVOHに置き換えることができますが、高温で滅菌するとバリア性が明らかに低下します。また、BOPAを表面層に使用すると、温度の上昇とともにバリア性が急激に低下します。

4.9 PET/アルミニウム/BOPA/CPP
ほぼあらゆる調理製品を包装でき、121 ～ 135 度の調理温度にも耐えられる高性能構造の調理用パウチです。