JP2004098431A

JP2004098431A - ガスバリア性紙製材料

Info

Publication number: JP2004098431A
Application number: JP2002262583A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yamamoto; 山本　徹郎
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】ストロー穴を向けることが可能なアルミニウム箱を使用しない紙製飲料用のガスバリア性紙製材料と該紙製材料を用いて作製したストロー穴を有するガスバリア性紙製飲料容器を提供すること。
【解決手段】紙層（１１）の片面にポリエチレン樹脂層（１２）を設け、このポリエチレン樹脂層の上に無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層（１３）を設け、さらにその上に第２ポリエチレン樹脂層（１４）を設け、前記紙層（１１）の反対面に第３ポリエチレン樹脂層（１５）を設けた。なお、被覆層（１３）とポリエチレン樹脂層（１２）の間にアンカーコート層（１６）を設けるとさらに良い。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム箔を使用せずに半切れ加工を可能にしたガスバリア性紙製材料と、該ガスバリア性紙製材料を用いたストロー穴を有するガスバリア性紙製飲料容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルミニウム箔を使用しない飲み口部を有する紙製飲料容器用のガスバリア性紙製材料としては、例えば、〔容器外側〕ポリエチレン（ＰＥ）／紙／ＰＥ／ＰＥ／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム／蒸着層・ＰＥＴフィルム／ＰＥ〔容器内側〕のような多層構成の複合シートからなるものであった。
【０００３】
このようにバリア層等にＰＥＴフィルムを使用しているため、ストロー突き刺し性に欠けており、ストロー穴を設けることはできなかった（半切れ加工を行うとバリア性を失う）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、アルミニウム箔を使用しない飲み口部を有する紙製飲料容器用のガスバリア性紙製材料に関する以上のような問題点を解決するためになされたもので、ストロー穴を設けることが可能なアルミニウム箔を使用しない紙製飲料用のガスバリア性紙製材料と該紙製材料を用いて作製したストロー穴を有するガスバリア性紙製飲料容器を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の発明は、紙層の片面にポリエチレン樹脂層を設け、このポリエチレン樹脂層の上に無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層を設け、さらにその上に第２ポリエチレン樹脂層を設け、前記紙層の反対面に第３ポリエチレン樹脂層を設けたことを特徴とするガスバリア性紙製材料である。
【０００６】
このように請求項１記載の発明によれば、紙層の片面にポリエチレン樹脂層を設け、このポリエチレン樹脂層の上に無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層を設け、さらにその上に第２ポリエチレン樹脂層を設け、前記紙層の反対面に第３ポリエチレン樹脂層を設けた構成からなるので、第３ポリエチレン層を貫通し紙層の途中まで、あるいは第３ポリエチレン層と紙層を貫通し第２ポリエチレン層の途中まで半切れ線を入れても被覆層には半切れ線は達してないのでガスバリア性を維持できる。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層とポリエチレン樹脂層の間にイミン系のアンカーコート層を設けたことを特徴とするガスバリア性紙製材料である。
【０００８】
このように請求項２記載の発明によれば、無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層とポリエチレン樹脂層の間にイミン系のアンカーコート層を設けているので、被覆層と第２ポリエチレン樹脂層間の接着強度はより強固なものとなる。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載のガスバリア性紙製材料で構成されたことを特徴とする紙製飲料容器である。
【００１０】
このように請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載のガスバリア性紙製材料を用いて紙製飲料容器を作製することにより、表面側にストロー穴を設けた紙製飲料容器が可能になる。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項３記載の紙製飲料容器の飲み口部を封止するタブ材が請求項１又は２記載のガスバリア性紙製材料からなる紙製飲料容器である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のガスバリア性紙製材料を一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
本発明のガスバリア性紙製材料（１０）は、例えば、図１に示すように、紙層（１１）の片面にポリエチレン樹脂層（１２）を設け、このポリエチレン樹脂層（１２）の上に無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層（１３）を設け、さらにその上に第２ポリエチレン樹脂層（１４）を設け、前記紙の反対面に第３ポリエチレン樹脂層（１５）を設け、該第３ポリエチレン樹脂層（１５）を貫通し紙層（１１）の途中まで貫通する半抜き線（ａ）を設けた構成から成る。
【００１３】
紙層（１１）は、基材であって容器にした際の保形性を維持する層である。剛性容器として必要な一般的な特性のほかに飲料容器として使用する場合には、耐水性、耐油性等の特殊な特性が必要となる。
通常は、白板紙、ミルクカートン原紙、カップ原紙等が使用できる。
【００１４】
ポリエチレン樹脂層（１２）は、後記する被覆層（１３）を紙層（１１）に設ける際に、被覆層を形成する成分が紙層（１１）に浸透するのを防止するとともに、被覆層（１３）を強固に密着させ、ガスバリア性を発揮できるようにする。ポリエチレン樹脂層（１２）は、フィルム状のものをラミネートするよりも溶融状態のポリエチレン樹脂を紙層（１１）に押し出しコートして設ける方法が好ましい。
【００１５】
被覆層（１３）は、ガスバリア性を付与する層で、基本的に無機層状化合物と樹脂とからなる。
ここで、無機層状化合物は、カオリナイト族、スメクタイト族及びマイカ族等の粘土鉱物等であって、層状構造を有する結晶性の無機化合物である。これら無機層状化合物の種類、粒径及びアスペクト比等は、適宜選択され、特に限定されるものではない。
この中で、モンモリロナイト、ヘクトライト及びサポナイト等のスメクタイト族が好適で、無機層状化合物の層間に樹脂を取り込み、複合体を形成し易い。
特に、この族の中でも、モンモリロナイトは溶融状態での安定性、塗工性が最も優れている。
【００１６】
また、使用される樹脂は、前述の無機層状化合物の層間に取り込まれ易いものであれば特に限定されないが、水溶性高分子を用いることが好ましい。
水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン、澱粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アクリル樹脂及びアルギン酸ナトリウム等が挙げられる。特にＰＶＡはガスバリア性が最も優れる。
ここでいうＰＶＡは、一般にポリ酢酸ビニルをけん化して得られるもので、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分けん化ＰＶＡから、酢酸基が数％しか残存していない完全けん化ＰＶＡまでを含み、特に限定されるものではない。
【００１７】
また、被覆層（１３）は、さらに金属アルコキシドの加水分解・重縮合生成物を含有した組成としても良い。この金属アルコキシドは、Ｍを金属、Ｒをアルキル基、及びｎをアルコキシ基の配位数とした場合、下記一般式、
Ｍ（ＯＲ）_ｎ
で示される化合物である。Ｍが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｒ及びＺｒからなる群より選ばれ、Ｒが、メチル基、エチル基から選ばれることが好ましい。特に、テトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４〕、トリイソプロキシアルミニウム〔Ａｌ（Ｏ−２’−Ｃ_３Ｈ_７）_３〕などを用いると、アルコキシドの加水分解生成物が、水系の溶媒中で比較的安定に存在するために好ましい。
【００１８】
上述した各成分を単独またはいくつかを組み合わせて被覆層を形成するコーティング剤に加えることができ、さらにコーティング剤のバリア性を損なわない範囲で、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、あるいは分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤など公知の添加剤を加えることができる。
【００１９】
例えば、コーティング剤に加えられるイソシアネート化合物は、その分子中に２個以上のイソシアネート基（ＮＣＯ基）を有するものであり、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート（ＴＴＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などのモノマー類と、これらの重合体、誘導体などがある。
【００２０】
コーティング剤の塗布方法には、通常用いられる、ディッピング法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、スプレー法など従来公知の手段が用いられる。被覆層の厚さは、コーティング剤の種類によって異なるが、乾燥後の厚さが約０．０１〜１００μｍの範囲であれば良いが、５０μｍ以上では、膜にクラックが生じ易くなるため０．０１〜５０μｍとすることが望ましい。
【００２１】
第２ポリエチレン層（１４）は、シーランント層で、一般的には後記する第３ポリエチレン層（１５）と容器に成形する際、熱封緘性を補強する。
熱封緘適性に優れた一般的に公知の低密度ポリエチレン樹脂を溶融状態にして被覆層の上に押し出しコートして形成させれば良い。
【００２２】
なお、溶融押し出しコート法により第２ポリエチレン層（１４）を形成させる際、イミン系のアンカーコート層（１６）を介して被覆層（１３）と接着させると被覆層（１３）とシーラント層である第２ポリエチレン層（１４）との接着性や耐内容物性がより向上する。
【００２３】
紙層（１１）の反対面に形成される第３ポリエチレン層（１５）は、被覆層（１３）に耐水性付与等の保護層的に塗布されるとともに、容器に成形する際、第２ポリエチレン層の熱封緘性を補強する。
一般的には第２ポリエチレン層（１４）と同一のポリエチレン樹脂を溶融状態にして紙層に押し出しコートして形成させる。
【００２４】
このような構成からなる本発明のガスバリア性紙製材料は、容器に成形した際容器の表側（外側）となる第３ポリエチレン樹脂層を貫通し紙層の途中まで達する半切れ線（ａ）を設けても、ポリエチレン樹脂層、被覆層あるいは第２ポリエチレン樹脂層には何らの影響も与えていないので、ガスバリア性には影響がない（図２参照）。
なお、半切れ線（ａ）は、第３ポリエチレン樹脂層と紙層を貫通し、その内側のポリエチレン樹脂層の途中まで達するように形成してもガスバリア性に影響を与えることはない。
また、使用している樹脂層はポリエチレン樹脂層のみで未延伸状態にあり、ストロー突き刺し適性は十分ある。
【００２５】
また、このような構成からなる本発明のガスバリア性紙製材料は、ガスバリア性が格段に優れているわけではないので、容器本体にも使用可能であるが、使用面積の少ない容器の蓋材等として好適に使用できる。
【００２６】
半切れ線（ａ）は、紙製飲料容器に成形する際、ストロー穴（２１、３１）の形成として充填成形機で容器の成形、内容物の充填と同時に入れることができる。
【００２７】
ストロー穴（２１、３１）の上からストロー穴を覆うタブ材（図示せず）を熱融着等の方法で封止しても良い。
【００２８】
より具体的に記すと、このガスバリア性紙製材料から所定の形状のスリーブを形成し、あるいは、所定寸法の巻き取りロールを作製し、一般的に公知の成形充填機に取り付け、例えば、図３、図４に示すような、紙製飲料容器（２０、３０）を作製することができる。
ストロー穴（２１、３１）の形成は、充填成形機の容器に成形する前、あるいは、成形後に、容器の成形、内容物の充填、容器密封と同時に行うことが一般的である。
【００２９】
本発明のガスバリア性紙製材料を蓋材（４１、５１）に使用することにより、蓋材にストロー穴（４２、５２）が形成された図５、図６に示すようなカップ状容器（４０、５０）に成形することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
上記のように、本発明のガスバリア性紙製材料を使用することで、従来不可能であったバリア性飲料容器にストロー穴を設けることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスバリア性紙製材料の一実施例を示す、断面説明図である。
【図２】本発明のガスバリア性紙製材料に半切れ加工を施した状態の一実施例を示す、断面説明図である。
【図３】本発明のガスバリア性紙製材料からなる紙製飲料容器の一実施例を示す、斜視説明図である。
【図４】本発明のガスバリア性紙製材料からなる紙製飲料容器の別の実施例を示す、斜視説明図である。
【図５】本発明のガスバリア性紙製材料を用いた紙製飲料容器の一実施例を示す、斜視説明図である。
【図６】本発明のガスバリア性紙製材料を用いた紙製飲料容器の別の実施例を示す、斜視説明図である。
【符号の説明】
１０‥‥ガスバリア性紙製材料
１１‥‥紙層
１２‥‥ポリエチレン樹脂層
１３‥‥被覆層
１４‥‥第２ポリエチレン樹脂層
１５‥‥第３ポリエチレン樹脂層
１６‥‥アンカーコート層
２０‥‥紙製飲料容器
２１‥‥ストロー穴
３０‥‥紙製飲料容器
３１‥‥ストロー穴
４０‥‥紙製飲料容器
４１‥‥蓋材
４２‥‥ストロー穴
５０‥‥紙製飲料容器
５１‥‥蓋材
５２‥‥ストロー穴
ａ‥‥半切れ線

Claims

紙層の片面にポリエチレン樹脂層を設け、このポリエチレン樹脂層の上に無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層を設け、さらにその上に第２ポリエチレン樹脂層を設け、前記紙層の反対面に第３ポリエチレン樹脂層を設けたことを特徴とするガスバリア性紙製材料。
前記無機層状化合物と樹脂とからなる被覆層とポリエチレン樹脂層の間にイミン系のアンカーコート層を設けたことを特徴とする請求項１記載のガスバリア性紙製材料。
請求項１又は２記載のガスバリア性紙製材料で構成されたことを特徴とする紙製飲料容器。
請求項３記載の紙製飲料容器の飲み口部を封止するタブ材が請求項１又は２記載のガスバリア性紙製材料からなる紙製飲料容器。