食品産業におけるPPの応用
PP(ポリプロピレン)は、食品業界で広く使用されている熱可塑性ポリマーです。優れた化学的安定性、耐高温性、良好な加工性、そして安全性と環境保護特性を備えているため、食品接触材料の重要な選択肢となっています。その用途は、食品包装、家電製品製造、補助機器など多岐にわたり、世界各国・地域の食品接触安全基準(中国GB 4806.7、欧州連合 いいえ. 10/2011、米国FDAなど)を満たしています。ビスフェノールA(BPA)などの有害物質を含まず、その安全性は長年にわたって検証されています。
1、コアとなる強み:食品業界の主要な特性に適応
PPは、食品の保管、加工、輸送のニーズに非常に適合する特性があるため、食品業界で普及する可能性があります。
優れた耐熱性:PPの融点は約160~170℃で、100~120℃の高温環境にも耐えることができます。温かい食品(炊きたてのご飯や温かいスープなど)を直接入れたり、食品加工における低温殺菌や蒸気消毒にも適応できます。電子レンジでの加熱も可能です(改質PPへの可塑剤添加を避けるため、「電子レンジ対応」と表示されているPP製品をお選びください)。これにより、多くのプラスチックが熱にさらされると変形し、有害物質を放出するという問題を解決します。
優れた化学安定性:PPは酸、アルカリ、塩、そしてほとんどの有機溶剤(食用油、酢、醤油などの一般的な食品調味料を含む)に対して優れた耐性を持ち、食品成分と化学反応を起こさず、油やソースとの接触による小分子物質の溶解や放出もありません。食品の風味と品質を長期間維持することができ、特に油分や酸性食品の包装・保管に適しています。
高い加工柔軟性:PPは、射出成形、ブロー成形、押出成形、熱成形といった様々な加工プロセスを経て、フィルムや容器からパイプや板材まで、様々な形状の製品に製造できます。成形後の製品は優れた靭性、強い耐衝撃性を備え、破損しにくいという特徴があります(例えば、PP製の弁当箱は落下しても割れにくく、脆いPS(ポリスチレン)製の弁当箱よりも優れています)。
環境に優しくリサイクル可能:PPはリサイクル可能なプラスチック(リサイクルマークは5番")に属し、リサイクル後に食品グレードまたは非食品グレードの製品に再加工できます(例えば、リサイクルされたPPは食品回転箱の製造に使用できます)。これは、食品業界におけるプラスチックと二酸化炭素排出量の削減という現在の環境動向に沿ったものです。一部のバイオベースPP(植物性デンプンから製造)は、化石資源への依存をさらに低減できます。
2、主な適用シナリオ:包装から器具までのフルチェーンカバレッジ
(1)食品包装:最も高い割合を占めるコア用途分野
食品包装における PP の用途は多岐にわたり、一次生鮮食品から高度に加工された食品までの保管および販売ニーズをカバーします。
フィルム包装:押出技術で製造されるPPフィルム(CPPキャストポリプロピレンフィルム、BOPP二軸延伸ポリプロピレンフィルムなど)は、透明性とバリア性を兼ね備えています。その中でも、BOPPフィルムは強度が高く、延伸後の光沢性に優れているため、ビスケット、ポテトチップス、チョコレートなどの外包装層によく使用されています。体育(ポリエチレン)フィルムの内層と組み合わせることで、密封性を高め、食品の賞味期限を延ばします。CPPフィルムは柔らかく耐熱性があり、食品に直接接触するのに適しています。例えば、パンや調理済み食品の包装フィルムとして使用したり、アルミホイルと複合して蒸し袋(雑穀や作り置きの料理の包装に使用し、直接煮沸加熱することができます)にしたりします。
ハード容器:射出成形やブロー成形で製造されたPP容器は、食品の保管・販売において広く利用されています。例えば、スーパーマーケットでよく見かける食品保存箱(電子レンジ加熱が可能で、家庭での食べ残しや果物の保存に適しています)、ソースボトル(豆板醤やサラダドレッシングなどの広口ボトルで、ソースの腐食に強く、注ぎやすい)、食用油ドラム(5~20L容器のPPドラムで、従来のPETドラムよりも耐熱性が高く、冬場でも脆くなりにくい)、使い捨てのヨーグルトカップやゼリーカップ(軽量で低コスト、大量生産に適しています)などが挙げられます。
ターンオーバー・輸送包装:PP製の食品ターンオーバーボックスとトレイは、靭性が強く、耐衝撃性があり、耐寒性(-20℃の環境でも使用可能)があるため、生鮮食品と冷凍食品のコールドチェーン輸送に適しています。繰り返し再利用でき、破損しにくいです。また、PP織り袋(PEフィルムで覆われている)は、米、小麦粉、雑穀などのバルク食品の包装に使用され、従来の布製バッグよりも耐湿性に優れ、軽量で輸送も簡単です。
(2)食品接触機器:家庭用から業務用まであらゆるシーンに対応
PPは耐熱性と洗浄のしやすさから、食品加工や消費の際に使用される器具の製造に広く使用されています。
家電製品:一般的な電子レンジ用弁当箱、炊飯器の内袋(PPコーティング)、鮮度保持カバー、キッチンの浄水器、箸などは、すべてPPを原料として作られています。中でも、電子レンジ用PP弁当箱は、高温安定性を向上させ、加熱中の変形を防ぐため、ランダム共重合改質処理を施す必要があります。PP箸は、カビが生えにくく(木製の箸よりも優れている)、お手入れが簡単なため、家庭でよく使われる選択肢となっています。
業務用機器:飲食業界における使い捨てPP製ミールボックス、スープボウル、ストロー(従来のPS製ストローの代替品。耐熱性が高く、変形しにくい)、食品加工工場におけるPP製搬送パイプ、貯蔵タンク、フィルタースクリーンなど。例えば、PP製搬送パイプは、ジュースやソースなどの液体食品の輸送に使用でき、長期間の接触による食品への汚染を防ぎます。PP製フィルタースクリーンは、小麦粉や砂糖粉のふるい分けに使用でき、耐摩耗性と洗浄性に優れています。
乳幼児用食器:PPは安全性の高さから、乳幼児用食器や哺乳瓶の付属品(哺乳瓶のストローや乳首のベースなど)の中核素材としても使用されています。また、一部の改質PP(耐衝撃性PPなど)は、落下に強く有害物質を含まない乳幼児用食器にも使用されており、乳幼児用製品の厳しい安全基準を満たしています。
(3)その他の特殊用途:食品加工の細分化されたニーズに合わせて適応
食品加工段階では、PP はいくつかの補助装置や材料にも使用されます。
食品グレードのシールとガスケット: PP 製のシーリング ガスケットは、食品の漏れや湿気を防ぐために食品貯蔵タンクやボトル キャップを密閉するために使用できます。缶や瓶などのパッケージでは、PP ガスケットは滅菌プロセス中の高温に耐え、密閉性能を維持できます。
3Dプリント食品用金型:一部の食品グレードPP素材は、3Dプリントによりカスタマイズされた金型を製作できます。製パン業界では、ビスケット型やチョコレート型などに使用されています。加工は柔軟で、小ロットのカスタマイズニーズにも対応できます。また、オーブンの中低温(約150℃以下)にも耐えることができます。
3、現在の課題と開発動向
(1)主な課題
低温靭性が不十分:一般的なPPは低温環境(例えば-10℃以下)で脆くなりやすく、コールドチェーン輸送におけるターンオーバーボックスやコンテナの耐用年数に影響を与える可能性があります。低温性能を向上させるには、強化剤(例えばEPDM三元エチレンプロピレンゴム)を添加して改質する必要があります。
バリア性の限界:PPは、ペット(ポリエチレンテレフタレート)やEVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)に比べて、酸素と二酸化炭素に対するバリア性が低い。鮮度の高い食品(生鮮肉や魚介類など)にPPを単独で使用する場合は、アルミ箔やEVOH薄膜などの他の高バリア性材料と複合する必要があり、生産コストが上昇する。
リサイクル純度管理:リサイクルPPは、食品接触分野での再利用を確実にするために、不純物含有量(他のプラスチックとの混入や油汚れの付着を避けるなど)を厳格に管理する必要があります。現在、リサイクルPPの食品グレードにおける世界的なリサイクル率は依然として向上の余地があります。
(2)開発動向
高性能改質PPの研究開発:ナノ粒子(モンモリロナイトなど)やバイオベースの材料を添加することで、高バリアPPや超低温耐性PPが開発され、複合包装への依存を低減します。同時に、生分解性PP(デンプン、PBATなどの分解成分の添加など)の研究開発により、環境への影響をさらに低減できます。
統合パッケージングソリューション: PP の加工柔軟性を組み合わせて、電子レンジで直接加熱できる PP 包装済み野菜などの加熱包装統合製品を開発し、包装層を減らして消費者の利便性を向上させます。
リサイクルPPの高価値利用:環境政策の強化に伴い、食品会社は、廃棄PP食品包装をリサイクル・精製して食品グレードの容器(リサイクルPP鮮度保持箱など)に再生し、資源のリサイクルを実現する「閉ループリサイクル」モデルを推進しています。
まとめると、PPは安全性、耐熱性、加工容易性といった中核的な利点により、食品業界に欠かせない素材となっています。材料改質技術と環境保護のニーズに伴い、その応用範囲は拡大し続けています。今後、安全性、機能性、環境への配慮というトレンドの中で、PPは食品業界における重要な地位をさらに強化していくでしょう。




