JP2000128142A - Gas-barrier paper container - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体あるいは固体
を収容するために用いられる紙容器に関するものであ
り、具体的には板紙に断裁、抜き、貼合等の加工を施す
ことにより製造される紙容器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a paper container used for containing a liquid or a solid, and is specifically manufactured by subjecting a paperboard to processing such as cutting, punching and bonding. It concerns paper containers.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、化学的に敏感な材料を収容する容
器としてはガラス瓶が幅広く用いられてきた。ガラス瓶
は、実質的に大気中のガスが浸透しないという利点を有
しているため、結果として製品の長いシェルフライフが
得られている。また、比較的容易にリサイクルすること
も可能である。一方、ガラス瓶の欠点としては重く、割
れやすいことである。近年、軽量でかつ割れづらいプラ
スチックボトルや紙容器がガラス瓶の代替えとして使わ
れ始めている。特に紙容器は、廃棄が容易であり、環境
に優しいことから飲料容器、デザート容器等に幅広く使
用されている。しかし、紙容器にもいくつかの欠点があ
る。その大きな欠点の１つに、比較的高いガス透過性を
もっていることがある。この比較的高いガス透過性によ
り大気中のガスが容器中に進入し、また内容物中の成分
が容器外に放出されてしまう。したがって、これにより
内容物の品質やシェルフライフの低下を引き起こす。紙
容器のガス透過性を低減する方法の１つとして、アルミ
ニウム箔を紙に複合化させる方法がある。この方法は、
たとえば牛乳、乳飲料、コーヒー飲料等を収容する６面
体紙容器や屋根型紙容器等に用いられている。この容器
はアルミニウム箔の持つ優れたガス遮断性により、内容
物のシェルフライフが非常に長いという長所を持ってい
るが、一方そのアルミニウム箔が存在するためにリサイ
クルが困難であるという短所がある。もう一つの方法と
して、ＳｉＯｘやＡｌ2Ｏ3等のセラミック蒸着されたＰ
ＥＴフィルムを紙と複合化させる方法もある。この方法
を用いることにより、牛乳パックのようなアルミニウム
が用いられていない一般的な紙容器同様にリサイクルす
ることが可能となる。しかし、紙容器の折り目（罫線）
部分ではセラミック膜にクラックが入るため、十分なガ
ス遮断性を得ることは困難である。2. Description of the Related Art Conventionally, glass bottles have been widely used as containers for containing chemically sensitive materials. Glass bottles have the advantage of substantially impermeability to atmospheric gases, resulting in a long shelf life of the product. It is also possible to recycle relatively easily. On the other hand, the disadvantages of glass bottles are that they are heavy and fragile. In recent years, lightweight and hard-to-break plastic bottles and paper containers have begun to be used as substitutes for glass bottles. In particular, paper containers are widely used for beverage containers, dessert containers, etc. because they are easy to dispose and are environmentally friendly. However, paper containers also have some disadvantages. One of its major disadvantages is that it has a relatively high gas permeability. Due to this relatively high gas permeability, gas in the atmosphere enters the container, and components in the contents are released outside the container. Therefore, this causes a decrease in the quality of the contents and shelf life. As one of the methods for reducing the gas permeability of a paper container, there is a method of combining aluminum foil with paper. This method
For example, it is used for hexahedral paper containers, roof paper containers, and the like that contain milk, milk drinks, coffee drinks, and the like. This container has the advantage that the shelf life of the contents is very long due to the excellent gas barrier properties of the aluminum foil, but has the disadvantage that it is difficult to recycle because of the presence of the aluminum foil. Alternatively, a ceramic-deposited P such as SiOx or Al 2 O 3 may be used.
There is also a method of combining an ET film with paper. By using this method, it becomes possible to recycle like a general paper container in which aluminum is not used, such as a milk pack. However, creases (ruled lines) in the paper container
In some parts, the ceramic film is cracked, so it is difficult to obtain sufficient gas barrier properties.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れたガス
遮断性を有し、かつ容易にリサイクル可能である紙容器
を提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a paper container having excellent gas barrier properties and being easily recyclable.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明において上記の課
題を達成するために、まず請求項１の発明では、内面ま
たは外面あるいは両面にガスバリア性薄膜を有すること
を特徴とするガスバリア性紙容器としたものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a gas barrier paper container having a gas barrier thin film on an inner surface, an outer surface, or both surfaces. It was done.
【０００５】また請求項２の発明では、上記薄膜がプラ
ズマ助成式ＣＶＤ（化学的気層蒸着）法により形成され
たガスバリア性薄膜であることを特徴とする請求項１記
載のガスバリア性紙容器としたものである。According to the invention of claim 2, the thin film is a gas barrier thin film formed by a plasma-assisted CVD (chemical vapor deposition) method. It was done.
【０００６】また請求項３の発明では、上記薄膜が珪素
酸化物を主成分とする薄膜であることを特徴とする請求
項１又は２記載のガスバリア性紙容器としたものであ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided the gas barrier paper container according to the first or second aspect, wherein the thin film is a thin film containing silicon oxide as a main component.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の基本的な特徴は、紙容器
の内面または外面、あるいは両面にガスバリア性薄膜が
形成されていることにある。ここで言うガスバリア性薄
膜とは、たとえばＳｉＯｘ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3等の金属
酸化物を主成分とする薄膜、あるいはダイヤモンド状炭
素等の炭素膜等である。膜の厚さは任意に設定すること
が可能であるが、膜の柔軟性、バリア性の面から１０ｎ
ｍ〜２００ｎｍが望ましい。上記薄膜を形成させる方法
として蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学的気層
蒸着）法等がある。薄膜の物性及び加工コストの面でＣ
ＶＤ法が好ましいが、特に上記方法に限定されるもので
はない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A basic feature of the present invention is that a gas barrier thin film is formed on the inner surface, outer surface, or both surfaces of a paper container. The gas barrier thin film referred to herein is, for example, a thin film containing a metal oxide such as SiOx, MgO, or Al 2 O 3 as a main component, or a carbon film such as diamond-like carbon. Although the thickness of the film can be set arbitrarily, it is 10n in view of the flexibility and barrier properties of the film.
m to 200 nm is desirable. Examples of the method for forming the thin film include a vapor deposition method, a sputtering method, and a CVD (chemical vapor deposition) method. In terms of physical properties of the thin film and processing cost, C
The VD method is preferable, but is not particularly limited to the above method.
【０００８】一例として図１に示すような円筒形の紙容
器内面へのプラズマ助成式ＣＶＤにより薄膜を形成させ
る方法を図２に示す。まず、図２のに示すように、紙
容器１を覆うような外部電極２内に、その紙容器１をセ
ットする。外部電極２はＲＦ電源につながっており、さ
らにアースとなるガス導入管４が円筒形容器の開口部に
挿入され、排気管５が設置されている。次に、図２の
に示すように、真空ポンプ（図示せず）を用いて紙容器
１の内部及び外部の空気を排気管５を通して脱気し、圧
力を下げる。さらに、図２のに示すように、ガス導入
管４からモノマーガスを紙容器１内部に導入し、外部電
極２に高周波電力を印加することにより紙容器１内部に
プラズマを発生させ製膜を行う。最後に、図２のに示
すように、紙容器１を外部電極２から取り出す。このよ
うな方法により紙容器の内表面にガスバリア性薄膜を形
成させることができるが、この方法に限定されるもので
はない。As an example, FIG. 2 shows a method of forming a thin film on the inner surface of a cylindrical paper container as shown in FIG. 1 by plasma-assisted CVD. First, as shown in FIG. 2, the paper container 1 is set in the external electrode 2 that covers the paper container 1. The external electrode 2 is connected to an RF power source, and a gas introduction pipe 4 serving as a ground is inserted into the opening of the cylindrical container, and an exhaust pipe 5 is provided. Next, as shown in FIG. 2, air inside and outside the paper container 1 is evacuated through the exhaust pipe 5 using a vacuum pump (not shown), and the pressure is reduced. Further, as shown in FIG. 2, a monomer gas is introduced into the paper container 1 from the gas introduction pipe 4, and a high-frequency power is applied to the external electrode 2 to generate plasma inside the paper container 1 to form a film. . Finally, as shown in FIG. 2, the paper container 1 is taken out from the external electrode 2. The gas barrier thin film can be formed on the inner surface of the paper container by such a method, but the method is not limited to this method.
【０００９】紙容器の材質構成としては、紙単体はもち
ろん、紙とプラスチックやその他の材料との複合物とし
ても良い。たとえば、牛乳パックに使われるような紙の
両面にポリエチレン樹脂を貼り合わせたもの、内面にポ
リエチレンテレフタレート樹脂を用いたもの、さらに他
のバリア性フィルム、たとえはエチレン酢酸ビニル共重
合体のけん化物フィルム、ナイロンフィルム、セラミッ
ク蒸着フィルム等を貼合わせて用いることもできる。ま
た、紙容器の形態には特に制限はなく、図１に示したよ
うな円筒形の容器、４角柱型の容器、また牛乳パックの
ような屋根付きの容器であっても良く、さらにそれらの
改良品でもよい。The material composition of the paper container may be not only paper alone but also a composite of paper and plastic or other materials. For example, a paper that is used for milk packs, a polyethylene resin bonded to both sides of the paper, a polyethylene terephthalate resin used on the inner surface, and other barrier films, such as saponified ethylene vinyl acetate copolymer films, A nylon film, a ceramic vapor-deposited film, or the like can also be used by laminating. The form of the paper container is not particularly limited, and may be a cylindrical container as shown in FIG. 1, a quadrangular prism-shaped container, or a covered container such as a milk pack. Goods.
【００１０】さらに、ＣＶＤ法を用い珪素酸化物を主成
分とする薄膜を形成させることにより無色透明な薄膜を
得ることができる。珪素酸化物を主成分とする薄膜を構
成する元素として、珪素及び酸素の他にも炭素、窒素、
水素等を含んでいても良い。ＣＶＤ法による製膜に用い
るモノマーとしては、１，１，３，３−テトラメチルジ
シロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメ
チルシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチル
ジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチル
シラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシ
シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等の中か
ら選択することができ、特に１，１，３，３−テトラメ
チルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタ
メチルシクロテトラシロキサンが好ましい。ただし、こ
れらに限定されるものではなくアミノシラン、シラザン
等も用いることができる。Further, a colorless and transparent thin film can be obtained by forming a thin film containing silicon oxide as a main component by the CVD method. As an element constituting the thin film containing silicon oxide as a main component, carbon, nitrogen, in addition to silicon and oxygen,
It may contain hydrogen and the like. Monomers used for film formation by the CVD method include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, It can be selected from among diethylsilane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane, etc. Among them, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane and octamethylcyclotetrasiloxane are particularly preferable. However, the present invention is not limited to these, and aminosilane, silazane, or the like can be used.
【００１１】いずれも液体である上記有機珪素化合物を
気化させ、酸素もしくは酸化力を有するガス（例えばＮ
2Ｏ、ＣＯ2等）と混合したガス、又は、上記混合ガスに
不活性ガスであるヘリウム及び／又はアルゴンを混合し
たガス、もしくはこれに窒素、弗化炭素等を適宜加え、
紙容器が設置されているプラズマ助成式ＣＶＤ機に導入
して珪素酸化物を主成分とする薄膜を形成する。The organic silicon compound, which is a liquid, is vaporized, and oxygen or a gas having an oxidizing power (eg, N 2
2 O, CO 2 etc.), or a mixed gas of the above mixed gas with helium and / or argon which is an inert gas, or nitrogen, carbon fluoride or the like as appropriate,
It is introduced into a plasma-assisted CVD machine in which a paper container is installed to form a thin film containing silicon oxide as a main component.
【００１２】[0012]
【実施例】本発明のガスバリア性紙容器の実施例を、そ
れに対する比較例を挙げて、詳細に説明する。EXAMPLES Examples of the gas barrier paper container of the present invention will be described in detail with reference to comparative examples.
【００１３】＜実施例１＞図２に示すプラズマ助成式Ｃ
ＶＤ法を用いて、図１のような円筒形状をした紙容器の
内面に酸化珪素を主成分とする薄膜を形成させた。用い
た原料ガスは、ヘキサメチルジシロキサン、酸素の混合
ガスであり、その混合比は１：１０である。外部電極２
内を０．０１ｔｏｒｒまで減圧した後、上記混合ガスを
１００ｓｃｃｍの流量でガス導入管４より導入し、外部
電極に１３．５６ＭＨｚの高周波電力３００ｗを１０秒
間印加して紙容器内面に薄膜を形成させた。また、紙容
器の材質は３２０ｇ／ｍ2の紙の内外面にポリエチレン
樹脂がコーティングされた牛乳原紙であった。<Embodiment 1> Plasma-assisted type C shown in FIG.
Using a VD method, a thin film containing silicon oxide as a main component was formed on the inner surface of a paper container having a cylindrical shape as shown in FIG. The raw material gas used was a mixed gas of hexamethyldisiloxane and oxygen, and the mixing ratio was 1:10. External electrode 2
After reducing the pressure to 0.01 torr, the above mixed gas was introduced at a flow rate of 100 sccm from the gas introduction pipe 4, and 13.56 MHz high frequency power 300 w was applied to the external electrode for 10 seconds to form a thin film on the inner surface of the paper container. Was. The material of the paper container was a raw milk paper in which the inner and outer surfaces of a 320 g / m 2 paper were coated with a polyethylene resin.
【００１４】得られたガスバリア膜は無色透明であり外
観上問題のないものであった。膜厚、酸素バリア性のデ
ータを下記の表１に示す。膜厚は透過型電子顕微鏡によ
り、酸素バリア性はＭＯＣＯＮ社製のＯＸＴＲＡＮによ
りそれぞれ測定した。The obtained gas barrier film was colorless and transparent and had no problem in appearance. The data of film thickness and oxygen barrier properties are shown in Table 1 below. The film thickness was measured by a transmission electron microscope, and the oxygen barrier property was measured by OXTRAN manufactured by MOCON.
【００１５】＜実施例２＞原料ガスとして、１，１，
３，３−テトラメチルジシロキサン、酸素の混合ガスで
を用いた以外は実施例１と同様の方法で紙容器の内面に
酸化珪素を主成分とする薄膜を形成させた。各ガスの混
合比は１：１０であった。<Example 2> 1,1, 1,
A thin film containing silicon oxide as a main component was formed on the inner surface of the paper container in the same manner as in Example 1 except that a mixed gas of 3,3-tetramethyldisiloxane and oxygen was used. The mixing ratio of each gas was 1:10.
【００１６】得られたガスバリア膜は無色透明であり外
観上問題のないものであった。膜厚、酸素バリア性のデ
ータを下記の表１に示す。それらの測定方法は、実施例
１と同じである。The obtained gas barrier film was colorless and transparent and had no problem in appearance. The data of film thickness and oxygen barrier properties are shown in Table 1 below. The measuring method is the same as in the first embodiment.
【００１７】＜比較例１＞実施例１で用いた牛乳原紙の
代わりに、PE20μ／紙240g/m2／EMAA25μ／アルミ箔7μ
／PET12μ／PE60μの構成の紙を用い、実施例１と同じ
円筒形状の容器を作成した。酸素バリア性のデータを下
記の表１に示す。その測定方法は実施例１と同じであ
る。酸素バリア性は非常に良好であったが、この容器は
リサイクルが不可能である。<Comparative Example 1> Instead of the milk base paper used in Example 1, PE 20μ / paper 240g / m 2 / EMAA25μ / aluminum foil 7μ
The same cylindrical container as in Example 1 was prepared using paper having the composition of / PET12μ / PE60μ. The data of the oxygen barrier properties are shown in Table 1 below. The measuring method is the same as in the first embodiment. Although the oxygen barrier properties were very good, this container is not recyclable.
【００１８】＜比較例２＞紙をPE20μ／紙240g/m2／PE2
5μ／PET12μ／SiOx0.05μ／PE60μの構成とした以外は
比較例１と同様の方法で円筒形状の容器を作成した。酸
素バリア性のデータを下記の表１に示す。その測定方法
は実施例１と同じである。この容器はリサイクルが可能
であるが、酸素透過度は容器作成時にＳｉＯｘ層にクラ
ックが入ったため、比較的大きな値を示した。<Comparative Example 2> The paper was made of PE 20μ / paper 240 g / m 2 / PE 2
A cylindrical container was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the composition was 5 μ / PET 12 μ / SiOx 0.05 μ / PE 60 μ. The data of the oxygen barrier properties are shown in Table 1 below. The measuring method is the same as in the first embodiment. Although this container is recyclable, the oxygen permeability showed a relatively large value due to cracks in the SiOx layer when the container was prepared.
【００１９】[0019]
【表１】 [Table 1]
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明に係わる内面または外面あるいは
両面にガスバリア性の薄膜を有するガスバリア性紙容器
は、優れたガスバリア性を得ることができるため、食品
等を長期間保存する容器として好適であり、またアルミ
ニウム箔を用いていないため、リサイクルすることが可
能であり、環境に優しい容器を提供することができると
いう効果がある。また、ガスバリア性薄膜をプラズマ助
成式ＣＶＤ法により形成する場合には、安価に柔軟性の
あるガスバリア性薄膜が得られるという効果がある。さ
らに、ガスバリア性薄膜が珪素酸化物を主成分とする薄
膜とした場合には、透明な膜が得られるという効果があ
る。The gas-barrier paper container according to the present invention having a gas-barrier thin film on the inner surface, outer surface, or both surfaces can obtain excellent gas barrier properties, and is therefore suitable as a container for storing foods and the like for a long period of time. In addition, since aluminum foil is not used, it is possible to recycle and provide an environment-friendly container. Further, when the gas barrier thin film is formed by the plasma assisted CVD method, there is an effect that a flexible gas barrier thin film can be obtained at low cost. Further, when the gas barrier thin film is a thin film containing silicon oxide as a main component, there is an effect that a transparent film can be obtained.
【図１】円筒形の紙容器の形態を説明する図。FIG. 1 illustrates a form of a cylindrical paper container.
【図２】プラズマ助成式ＣＶＤ法を用いて図１の紙容器
に薄膜を形成する方法を説明する図。FIG. 2 is a view for explaining a method of forming a thin film on the paper container of FIG. 1 using a plasma-assisted CVD method.
１…紙容器 ２…外部電極 ３…ＲＦ電源 ４…ガス導入管 ５…排気管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Paper container 2 ... External electrode 3 ... RF power supply 4 ... Gas introduction pipe 5 ... Exhaust pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 恭市 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 白井 励 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 3E060 BC01 BC04 BC08 DA20 DA25 EA03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kyoichi Yamamoto 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Inside Toppan Printing Co., Ltd. (72) Inventor Toshi Shirai 1-1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo F Term in Toppan Printing Co., Ltd. (reference) 3E060 BC01 BC04 BC08 DA20 DA25 EA03
Claims (3)
性薄膜を有することを特徴とするガスバリア性紙容器。1. A gas barrier paper container having a gas barrier thin film on its inner surface, outer surface, or both surfaces.
気層蒸着）法により形成されたガスバリア性薄膜である
ことを特徴とする請求項１記載のガスバリア性紙容器。2. The gas barrier paper container according to claim 1, wherein said thin film is a gas barrier thin film formed by a plasma-assisted CVD (chemical vapor deposition) method.
であることを特徴とする請求項１又は２記載のガスバリ
ア性紙容器。3. The gas barrier paper container according to claim 1, wherein the thin film is a thin film containing silicon oxide as a main component.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29834598A JP2000128142A (en) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Gas-barrier paper container |
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| JP29834598A JP2000128142A (en) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Gas-barrier paper container |
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| JP2000128142A true JP2000128142A (en) | 2000-05-09 |
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| JP29834598A Pending JP2000128142A (en) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | Gas-barrier paper container |
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| JP (1) | JP2000128142A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002200694A (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-16 | Nihon Tetra Pak Kk | Barrier type laminated packaging material and paper vessel for liquid |
| JP2002363899A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-18 | Toppan Printing Co Ltd | Pulp mold base and gas barrier container using the same |
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-
1998
- 1998-10-20 JP JP29834598A patent/JP2000128142A/en active Pending
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