JP2008222274A

JP2008222274A - 紙製フタ材

Info

Publication number: JP2008222274A
Application number: JP2007063414A
Authority: JP
Inventors: Hideharu Yamagishi; 秀春山岸
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】紙製容器のフタ材であり、フタ材を構成する紙基材層の紙ムケ等の発生がなく、使用後の分別回収時に紙分類として廃棄することができ、かつ、「乳等省令」の規格および基準を満足する構成である紙製フタ材を提供する。
【解決手段】本発明は、紙製容器を密封し易開封性の機能を有し、紙基材層に、未延伸耐熱樹脂層、ヒートシール層を順次積層してなる積層体からなり、前記未延伸耐熱樹脂層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が２００℃以上の熱可塑性樹脂からなり、前記ヒートシール層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が１３０℃以下の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする紙製フタ材であり、ヒートシール層には、低密度ポリエチレン単体、もしくはポリブテン樹脂と低密度ポリエチレン樹脂のブレンド物を使用したことを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヨーグルト、乳製品、果汁、ゼリー等を充填する紙製容器のフタ材に関するものであり、詳しくは、開封時に紙ムケ等の発生がなく、使用後の分別回収時に紙分類として廃棄される紙製フタ材に関するものである。

従来より、紙製容器は、ヨーグルト、プリン、ゼリーなどのデザート食品とか果汁、コーヒー、ココア、乳飲料などの液体飲料、あるいは、即席麺、スナック食品などの分野を中心に広く使用されてきた。そして、これらのフタ材は、内容物の保存性とか衛生面の点でヒートシールにより密封されるものが殆んどであり、また、使用時の便利性の点からイージーピール性を有することが不可欠となっている。

従って、フタ材の重要な機能の一つとして、フタ材の紙製容器本体へのシール強度が充分あり、商品の流通段階ではフタ材が紙製容器本体から剥がれることなく、かつ、使用に際しては容易にフタ材を剥がして開封できるよう、シール強度が弱すぎず、かつ、強すぎることのないバランスのとれたフタ材が要望されている。

また、紙製容器では内面のヒートシール層には低密度ポリエチレン（以後ＬＤＰＥと記す）が広く使用されており、その紙製容器に対応するフタ材の構成として、通常、紙基材層／中間層／ヒートシール層といった構成がとられていた。そして、中間層には、紙製容器の内面のポリエチレンとのヒートシールにより密封されている部分を、開封の際に紙基材層が剥離して紙ムケを発生させないようにするために、アルミニウム（以後ＡＬと記す）、もしくはポリエチレンテレフタレート（以後ＰＥＴと記す）、ナイロン等の２軸延伸フィルムが使用されていた。つまり２軸延伸フィルムなどの破断強度の強さを利用して、充填後ヒートシール時の負荷を抑えるように設計されていた。

紙製容器以外、たとえばポリスチレン等の合成樹脂製容器に対しては、凝集剥離タイプのフタ材の構成をとったものが知られるが（例えば、特許文献１参照。）
特開平８−１６９４４１号公報

しかしながら、上記のような紙基材層／中間層／ヒートシール層といった構成のフタ材では、材料が高価であるため、コスト高になること、また分別回収時に紙とＡＬ（もしくはＰＥＴ、ナイロン等の２軸延伸フィルム）とは異種材料であるため、特にＡＬは焼却時にも残渣を発生するため、決して好ましい材料ではなく、リサイクル性の点においても、代替材料が望まれている。

また、内容物が乳製品等である容器として紙製容器を使用する場合、フタ材をヒートシールする紙製容器の内面のヒートシール層がポリエチレンの場合には、昭和２６年１２月２７日厚生省令第５２号告示「乳及び乳製品の成分規格等に関する省令」（以下「乳等省令」と記す）を満足するような封かん強度が１３．３ｋｐａ・１０ｓｅｃ以上で、かつ、ヒートシール層からの凝集剥離となる形態のフタ材となるものが実在していないという問題があった。なお、「乳等省令」の別表四．乳等の器具若しくは容器包装又はこれらの原材料の規格及び製造方法の基準、（二）乳等の容器包装又はこれらの原材料の規格及び製造方法の基準、ｂ合成樹脂製容器包装及び合成樹脂加工紙製容器包装では、
「ホ封かん強度として、
・密栓した容器包装の側面又は底面の中央に直径〇・五ｃｍから一・〇ｃｍの穴をあけ（内容物があるものにあつては、これを除去する。）、送気用ノズルを装着し、図のように圧縮機及び圧力計を接続する。
・次に、圧縮機を作動して、一〇秒間で一三・三ｋｐａまで加圧を行うとき、容器包装の破損又は空気漏れがないものでなければならない。」
としている。

本発明は、上記のような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、紙製容器のフタ材であり、フタ材を構成する紙基材層の紙ムケ等の発生がなく、使用後の分別回収時に紙分類として廃棄することができ、かつ、「乳等省令」の規格および基準を満足する構成である紙製フタ材を提供するものである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、紙製容器を密封し易開封性の機能を有し、紙基材層に、未延伸耐熱樹脂層、ヒートシール層を順次積層してなる積層体からなり、前記未延伸耐熱樹脂層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が２００℃以上の熱可塑性樹脂からなり、前記ヒートシール層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が１３０℃以下の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする紙製フタ材である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、ヒートシール層には、低密度ポリエチレン単体、もしくはポリブテン樹脂と低密度ポリエチレン樹脂のブレンド物を使用したことを特徴とする紙製フタ材である。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明において、ブレンド物において、ポリブテンと低密度ポリエチレンのブレンド比（ポリブテン／低密度ポリエチレン）を２／８〜８／２の範囲としたことを特徴とする紙製フタ材である。

また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明において、未延伸耐熱樹脂層を押し出しラミネート法により形成したことを特徴とする紙製フタ材である。

また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の発明において、ヒートシール層を未延伸耐熱樹脂層面にコロナ放電処理又はプラズマ放電処理後にウレタン系アンカーコート剤を塗布した後に押し出しラミネート法により形成したことを特徴とする紙製フタ材である。

また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の発明において、総重量のうち、紙基材層の重量を５１％以上としたことを特徴とする紙製フタ材である。

請求項１の発明の紙製フタ材は、紙製容器を密封し易開封性の機能を有し、紙基材層に、未延伸耐熱樹脂層、ヒートシール層を順次積層してなる積層体からなり、前記未延伸耐熱樹脂層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が２００℃以上の熱可塑性樹脂からなり、前記ヒートシール層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が１３０℃以下の熱可塑性樹脂からなる構成からなり、紙製容器から紙製フタ材を開封する際に、容易に紙製フタ材を剥がして開封でき、また、開封した後、紙製容器のフランジ部や紙製フタ材の紙ムケ等による見苦しさや、食品の付着汚れといったことがないという効果を有するものである。すなわち、本発明の紙製フタ材のヒートシール層および紙製容器の内面のヒートシール層の樹脂に関しては、ＬＤＰＥ等の融点が１２０℃以下の熱可塑性樹脂が使用され、その熱シール時のシール内面温度は１３０〜１８０℃の範囲となるため、中間層に形成される未延伸耐熱樹脂層の融点（ＪＩＳＫ７１２１による）を２００℃以上とすることで、熱シール温度によっても未延伸耐熱樹脂層は再溶融しないで安定した封かん強度が得られ、紙基材の破断防止になるという効果を有している。

また、請求項２の発明の紙製フタ材では、ヒートシール層には、低密度ポリエチレン、もしくはポリブテン樹脂と低密度ポリエチレン樹脂のブレンド物を使用したことにより、請求項１の効果に加えて、より容易に紙製フタ材を剥がして開封することができることに加えて、「乳等省令」の規定に適応するということを考慮している。

そして、請求項３の発明の紙製フタ材では、ポリブテンと低密度ポリエチレンのブレンド比（ポリブテン／低密度ポリエチレン）を２／８〜８／２の範囲としたことにより、請求項１、２の効果に加えて、より容易に紙製フタ材を剥がして開封することができると同時に、ヒートシール時の熱によるシールヤセを生じることなく、すなわち、樹脂逃げにより、オーバーシールすることなく、開封が安定するという効果を有している。

また、請求項４の発明の紙製フタ材では、未延伸耐熱樹脂層を押し出しラミネート法により形成したことにより、請求項１〜３の効果に加えて、実用的かつ経済的であるという効果を有している。

また、請求項５の発明の紙製フタ材では、ヒートシール層を未延伸耐熱樹脂層面にコロナ放電処理又はプラズマ放電処理後にウレタン系アンカーコート剤を塗布した後に押し出しラミネート法により形成したことにより、請求項１〜４の効果に加えて、未延伸耐熱樹脂層とヒートシール層の接着を安定化させることができる。

また、請求項６の発明の紙製フタ材では、紙基材層を主体とし、この紙基材層が総重量の５１％以上となる構成の紙製フタ材であるため、請求項１〜５の効果に加えて、紙製容器と本発明の紙製フタ材を組合わせた場合、紙製容器のフタ材分別回収時に、紙製容器とフタ材をそれぞれ分別廃棄する必要がなく紙分類として廃棄することができ、廃棄性に優れているという効果を有している。

さらに、本発明の紙製フタ材を乳製品等を収納する紙製容器に使用する場合、「乳等省令」を満足するような封かん強度１３．３ｋｐａ・１０ｓｅｃ以上とすることができるという効果を有している。

本発明の紙製フタ材１０は、図１に示すように、紙基材層１１、未延伸耐熱樹脂層１２、ヒートシール層１３を順次積層した構成よりなり、図２−ａに示すように、紙製容器２０のフランジ部２１とヒートシールすることにより密封し、すなわち、フランジ部２１において、紙製容器２０の内面のヒートシール層と本発明の紙製フタ材１０のヒートシール層１３をヒートシールすることにより紙製容器２０を密封することができる。そして、紙製容器２０から開封する場合には、図２−ｂに示すように、紙製容器２０から紙製フタ材１０を剥がし取ることができる。

本発明の紙製フタ材１０では、紙製フタ材１０のヒートシール層１３と紙製容器２０の内面のヒートシール層の樹脂を同種樹脂として、シール強度の安定性を持たせ、かつ、紙製フタ材１０の中間層に未延伸耐熱樹脂層１２を設けることで、紙製フタ材１０の層内強度を安定化させ、開封の際に、紙ヤブレ、破断のない構成としたことが特長である。

本発明の紙製フタ材１０を構成する紙基材層１１は、紙製フタ材１０の主要構成材料であり、カップ原紙、コートボール、ミルクカートン原紙、段ボール、マイクロフルート等いわゆる公知の（再生紙を含む）板紙を使用することができる。また、本発明の紙製フタ材１０を構成する紙基材層１１の斤量としては、１００〜５００ｇ／ｍ²の範囲が好ましい。

つぎに、本発明の紙製フタ材１０を構成する未延伸耐熱樹脂層１２は、フタ材としてのクッション性、紙基材層１１の開封時の剥離による紙ムケを保護するために設けられ、使用する樹脂としては、融点（ＪＩＳＫ７１２１）が２００℃以上とする。その根拠は、本発明の紙製フタ材１０のヒートシール層１３および紙製容器２０の内面のヒートシール層の樹脂に関しては、ＬＤＰＥ等の融点が１２０℃以下の熱可塑性樹脂が使用され、その熱シール時のシール内面温度は１３０〜１８０℃の範囲となるため、中間層に形成される未延伸耐熱樹脂層１２の融点（ＪＩＳＫ７１２１による）を２００℃以上とすることで、熱シール温度によっても未延伸耐熱樹脂層１２は再溶融しないで安定した封かん強度が得られ、紙基材の破断防止になるというものである。具体的に使用できる樹脂は、ポリメチルペンテン（以下ＴＰＸと記す）等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ビニロン、アセテート、ポリカーボネート等の融点２００℃以上の未延伸樹脂である。これらの樹脂は、紙製容器２０の内面のヒートシール層の樹脂とは、熱接着性を持たないため、万一シールした際に加熱溶融され、シール圧力によって内面のヒートシール層に逃げが生じたとしても、必要以上に封かん強度が上昇したりすることはない。また紙製フタ材１０に紙ムケを発生させることもない。

また、本発明の紙製フタ材１０を構成する未延伸耐熱樹脂層１２の厚さは、１０〜５０μｍの範囲が好ましく、押し出しラミネート法により形成される。未延伸耐熱樹脂層１２の厚さが１０μｍ未満の場合は、押し出しラミネート時に安定した製膜厚みが保持できず、ピンポールといった弊害によりシール不良を生じ、安定した封緘強度が得られにくくなり、厚さが５０μｍを超えた場合は、所望の封緘強度を得るが材料コストが増し実用的でなかったり、シール封緘時の温度、圧力の分布にムラを生じやすくなりやすくなる。

つぎに、本発明の紙製フタ材１０を構成するヒートシール層１３は、紙製容器２０の内面のヒートシール層とヒートシールする層であり、紙製容器２０の内面のヒートシール層とヒートシールできる樹脂で、融点（ＪＩＳＫ７１２１）が１３０℃以下、ビカット軟化点（ＪＩＳＫ６７６０）が１２０℃以下のＬＤＰＥ単体、あるいはポリブテン樹脂とＬＤＰＥ樹脂のブレンド物を使用する。このように、ヒートシール層１３をＬＤＰＥに限定する理由は、「乳等省令」の規定に適応する容器の使用制限を考慮しているためである。

そして、ポリブテン樹脂とＬＤＰＥ樹脂のブレンド物の場合、ポリブテン樹脂とＬＤＰＥ樹脂のブレンド比（ポリブテン／低密度ポリエチレン）は、２／８〜８／２の範囲であり、好ましくは３／７〜７／３の範囲である。ポリブテンとＬＤＰＥのブレンド比（ポリブテン／低密度ポリエチレン）が２／８未満の場合は、ブレンドした樹脂がＬＤＰＥ樹脂に近い性能となり、紙製容器の内面のヒートシール層と強く熱接着しまい易開封とはならない。ブレンド比（ポリブテン／低密度ポリエチレン）が８／２を超えた場合は、ポリブテンによる溶融粘弾性が増すためヒートシール時の熱によるシールヤセを生じやすくなる。すなわち、樹脂逃げにより、オーバーシールとなり、開封が安定しない。

また、未延伸耐熱樹脂層１２とヒートシール層１３の接着を安定化させるため、未延伸耐熱樹脂層１２を形成後表面処理としてコロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、オゾン酸化処理、アンカーコート（以下ＡＣと記す）処理を施したのち、ヒートシール層１３を形成させることが好ましい。特に、ヒートシール層１３を未延伸耐熱樹脂層１２面にコロナ放電処理又はプラズマ放電処理後にウレタン系アンカーコート剤を塗布した後に押し出しラミネート法により形成することが好ましい。

また、本発明の紙製フタ材１０を構成するヒートシール層１３の厚みは５〜３０μｍの範囲が好ましい。その厚さが、５μｍ未満の場合、シール封緘時の圧力により、いわゆるヒートシール層が逃げによるシールやせを生じ、安定した封緘強度が得られにくくなり、３０μｍを超えた場合、所望の封緘強度を得るが材料コストが増し実用的でなかったり、シール封緘時の温度、圧力の分布にムラを生じやすくなりやすくなる。

未延伸耐熱樹脂層１２とヒートシール層１３とを共押し出しラミネート法により形成することが好ましい。その理由は、未延伸耐熱樹脂層１２が高価であることから、未延伸耐熱樹脂層１２は必要最小限の厚さとすることが好ましく、そのために、ヒートシール層１３をキャリアーにして加工する方法、つまり、未延伸耐熱樹脂層１２とヒートシール層１３とを共押し出しする方法が実用的かつ経済的であるという効果を有するものである。

本発明の紙製フタ材１０では、総重量のうち、紙基材層１１の重量が紙製フタ材１０全体の５１％以上とすることが好ましい。紙基材層１１の重量を紙製フタ材１０全体の重量の５１％以上とすることによって、使用後の分別回収時に紙分類として廃棄することができる。その理由は、平成７年６月に制定された「容器包装に係る分別収集及び再商品化の促進等に関する法律（容器包装リサイクル法）」では、分別サイクルを目的として容器包装の識別表示が義務付けられ、複数素材からなる容器包装の判別法として、容器包装を構成する素材のうち最も重いもの（重量ベースで最も比率が高いもの）に分類するという内容が明記されていることを根拠としている。

つぎに、本発明の紙製フタ材について実施例を挙げて、さらに具体的に説明する。

本発明の紙製フタ材の実施例として、紙基材層としてカップ原紙３００ｇ／ｍ²（富士製紙株式会社製）を使用し、カップ原紙の裏面に６ＫＷでコロナ処理をした後、エキストルージョンラミネート法により、未延伸耐熱樹脂層として、融点２３８℃のＴＰＸ３０μｍ（三井化学株式会社製）を積層し、ラミネート後にＴＰＸ面に６ＫＷでコロナ処理をし、つぎに、ウレタン系ＡＣ剤ＡＤ５４０／ＣＡＴ１０（東洋モートン株式会社製）をグラビアコートした後、ヒートシール層として、融点１０７℃のＬＤＰＥ２０μｍ（Ｌ２３４０；旭化成株式会社製）を押し出しラミネートして積層して下記の構成の紙製フタ材を得た。

カップ原紙３００ｇ／ｍ²／ＴＰＸ３０μｍ／ＡＣ剤／ＬＤＰＥ２０μｍ

＜比較例１＞
紙基材層としてカップ原紙３００ｇ／ｍ²（富士製紙株式会社製）を使用し、カップ原紙の裏面に６ＫＷでコロナ処理をした後、ウレタン系ＡＣ剤ＡＤ５４０／ＣＡＴ１０（東洋モートン株式会社製）をグラビアコートしたのちエキストルージョンラミネート法により、ＬＤＰＥ３０μｍ（Ｌ２３４０；旭化成株式会社製）、ＬＤＰＥ２０μｍ（Ｌ２３４０；旭化成株式会社製）を順次積層して下記の構成の紙製フタ材を得た。

カップ原紙３００ｇ／ｍ²／ＬＤＰＥ３０μｍ／ＡＣ剤／ＬＤＰＥ２０μｍ

＜比較例２＞
紙基材層としてカップ原紙３００ｇ／ｍ²（富士製紙株式会社製）を使用し、カップ原紙の裏面に６ＫＷでコロナ処理をした後、融点１３２℃のＨＤＰＥ３０μ（ＨＪ３６０日本ポリエチレン株式会社製）をラミネート後、そのＨＤＰＥ面に６ＫＷコロナ処理したのちウレタン系ＡＣ剤ＡＤ５４０／ＣＡＴ１０（東洋モートン株式会社製）をグラビアコートしたのち融点１０７℃のＬＤＰＥ２０μ（Ｌ２３４０；旭化成株式会社製）を順次ラミネートして下記の構成の紙製フタ材を得た。

カップ原紙３００ｇ／ｍ²／ＨＤＰＥ３０μｍ／ＡＣ剤／ＬＤＰＥ２０μ

実施例、比較例１、比較例２の紙製フタ材をそれぞれ（外面側）ＬＤＰＥ１５μｍ／カップ原紙紙３００ｇ／ｍ²／ＬＤＰＥ４０μｍ（内面側）の構成からなる紙製容器のフランジ部とヒートシールし、開封状態を評価した。
（ヒートシール条件）
１．シール温度；２４０℃、シール圧；２０ｋｐａ、シール時間；１ｓｅｃ

＜結果＞
結果は、「表１」に示したように、比較例１では、両方のヒートシール条件において、紙製フタ材の紙ムケ、ヤブレが生じた。また、封かん強度が「乳等省令」の規格外であった。

比較例２では、紙製フタ材のシールやせ、ポリ溜りの発生があった。また、封かん強度が「乳等省令」の規格外であった。

本発明の実施例では、ヒートシール条件において、剥離状態がＰＥ−ＰＥの凝集剥離であり、紙製容器およびフタ材の紙ムケは生じていなかった。また、封かん強度が１５．０〜１８．０ｋｐａ・１０ｓｅｃであり、「乳等省令」で規定する１３．３ｋｐａ・１０ｓｅｃ以上となるものであり、規格内であった。

本発明の紙製フタ材は、主にヨーグルト、乳製品、果汁、ゼリー等を充填する紙製容器のフタ材として好適に使用することができ、使用後の分別回収時に紙分類として廃棄することができ、かつ、「乳等省令」の規格を満足する構成である紙製フタ材に利用可能なものである。

本発明の紙製フタ材の実施の形態の一実施例を示す構成図である。本発明の紙製フタ材を開封する状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０紙製フタ材
１１紙基材層
１２未延伸耐熱樹脂層
１３ヒートシール層
２０紙製容器
２１フランジ部

Claims

紙製容器を密封し易開封性の機能を有し、紙基材層に、未延伸耐熱樹脂層、ヒートシール層を順次積層してなる積層体からなり、前記未延伸耐熱樹脂層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が２００℃以上の熱可塑性樹脂からなり、前記ヒートシール層が融点（ＪＩＳＫ７１２１）が１３０℃以下の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする紙製フタ材。
前記ヒートシール層には、低密度ポリエチレン単体、もしくはポリブテン樹脂と低密度ポリエチレン樹脂のブレンド物を使用したことを特徴とする請求項１に記載の紙製フタ材。
前記ブレンド物において、前記ポリブテンと前記低密度ポリエチレンのブレンド比（ポリブテン／低密度ポリエチレン）を２／８〜８／２の範囲としたことを特徴とする請求項２に記載の紙製フタ材。
前記未延伸耐熱樹脂層を押し出しラミネート法により形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紙製フタ材。
前記ヒートシール層を前記未延伸耐熱樹脂層面にコロナ放電処理又はプラズマ放電処理後にウレタン系アンカーコート剤を塗布した後に押し出しラミネート法により形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の紙製フタ材。
総重量のうち、前記紙基材層の重量を５１％以上としたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の紙製フタ材。