JP2010069767A

JP2010069767A - 紙容器

Info

Publication number: JP2010069767A
Application number: JP2008240879A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ueki; 貴之植木; Satoshi Osone; 聡大曽根; Kozo Mita; 浩三三田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: JP5321798B2

Abstract

【課題】石油資源の枯渇の問題に対処し、しかも環境上のメリット（ＣＯ₂の削減）があり、酸素ガス、水蒸気等の透過を阻止するバリア性に優れ、更に、ピンホールの発生を皆無とし、又、シール不良、液漏れ等を回避し、内容物の変質等を防止すると共に保存性、貯蔵性等に優れた紙容器を提供する。
【解決手段】紙容器は、紙基材層１の外側にポリ乳酸樹脂層２ａが積層され、紙基材層１の内側にポリ乳酸樹脂層２ｂ、ポリグリコール樹脂よりなるバリア層３及びポリ乳酸樹脂層２ｃを共押出してなるバリア性シーラント４が積層されている複合材Ａからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は紙容器に関し、更に詳しくは、酸素ガス、水蒸気等の透過を阻止するバリア性に優れ、更に、ピンホールの発生を皆無とし、又、シール不良、液漏れ等を回避し、内容物の変質等を防止すると共に保存性、貯蔵性等に優れた紙容器に関する。

従来、酒、ジュース、ミネラルウォーター、液体調味料その他の液体飲食物を充填包装するために、種々の形態からなる液体紙容器が、開発され、提案されている。
これまで、紙基材の外側にヒートシール性ポリオレフィン系樹脂層が設けられ、紙基材の内側に芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミドと脂肪族ポリアミドの混合物又はナイロンＭＸＤ６等の樹脂と、粘度系鉱物とを含む樹脂組成物のコーティング膜からなるバリア性膜とヒートシール性ポリオレフィン系樹脂からなる最内層が順次積層された積層材を製函してなる液体紙容器が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、近年の市場においては、化石原料を主原料としたポリオレフィン等のプラスチックを用いると、ＣＯ₂の増加につながるため、分別、リサイクルの対策及び検討だけでは、環境負荷の軽減には、不十分であると考えられている。
特開２００４−１７９９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点、即ち、石油資源の枯渇の問題に対処し、しかも環境上のメリット（ＣＯ₂の削減）があり、酸素ガス、水蒸気等の透過を阻止するバリア性に優れ、更に、ピンホールの発生を皆無とし、又、シール不良、液漏れ等を回避し、内容物の変質等を防止すると共に保存性、貯蔵性等に優れた紙容器を提供することである。

請求項１に記載の発明は、上記の課題を解決するもので、紙基材層の外側にポリ乳酸樹脂層が積層され、紙基材層の内側にポリ乳酸樹脂層、ポリグリコール樹脂よりなるバリア層及びポリ乳酸樹脂層を共押出してなるバリア性シーラントが積層されている複合材からなることを特徴とするバリア性を有する紙容器を要旨とする。

ポリ乳酸樹脂は、ポリオレフィン系樹脂に比べて製造時の化石資源の使用量が少ない（“ＰａｔｒｉｃｋＲＧｒｕｂｅｒ，ＣａｒｇｉｌｌＤｏｗＬＬＣ，ＩｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＲ＆ＤｉｎｔｈｅＣｈｅｍｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣａｒｂｏｎＭｅｎａｇｅｍｅｎｔ，ＮａｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ，２００１，Ｃｈａｐｔｅｒ１１”参照）。このポリ乳酸樹脂をヒートシール性樹脂として用い、ポリグリコール酸樹脂よりなるバリア層の両側にポリ乳酸樹脂を積層することにより、バリア性シーラントを構成することができる。このバリア性シーラントにはピンホールがなく、しかも保香性及び酸素バリア性に優れ、紙基材と組み合わせることにより、ピンホールの発生は皆無であり、保香性及び酸素バリア性に優れる複合材を構成することができる。この複合材を用いて、ピンホールの発生がなく、保香性及び酸素バリア性に優れ、且つ内容物を変質させずに貯蔵することができる優れた貯蔵保存性を有するバリア性紙容器を製造することができる。
本発明においては、バリア層がポリグリコール酸樹脂よりなるので、湿度に依存しない酸素バリア性が奏せられ、又、バリア性シーラント全体が生分解性を有する。

本発明において、紙基材層は、坪量１００〜６００ｇ／ｍ²、好ましくは坪量１５０〜４５０ｇ／ｍ²を有する純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙又は硫酸紙からなる。

本発明において、ポリ乳酸樹脂層は、密度＝１．２０〜１．３０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝１〜２０ｇ／１０分を有するポリ乳酸樹脂からなる。ポリ乳酸樹脂は硬く耐衝撃性に欠けるので、ポリ乳酸樹脂にはシーラント層としての機能を損なわない程度に柔軟化改質剤を添加するのが好ましい。柔軟化改質剤０．１〜４９％添加することができる。
柔軟化改質剤として、ポリブチレンサクシネート、アジピン酸エステル及びエステル系エラストマーの何れか又はそれらの複合体を利用することができる。ポリ乳酸樹脂に柔軟改質剤を添加することにより、紙容器の耐衝撃性及びシール適性が向上する。

本発明において、前記複合材は５ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ（２３℃−９０％ＲＨ）以下の酸素透過度を有する。

本発明によれば、石油資源の枯渇の問題に対応し、しかも環境上のメリット（ＣＯ₂の削減）があり、酸素ガス、水蒸気等の透過を阻止するバリア性に優れ、更に、ピンホールの発生を皆無とし、又、シール不良、液漏れ等を回避し、内容物の変質等を防止すると共に保存性、貯蔵性等に優れた紙容器を提供することができる。

図１は、本発明の紙容器を構成する複合材の断面図を示す。

本発明の紙容器を構成する複合材Ａは、紙基材層１の外側にポリ乳酸樹脂層２ａが積層され、紙基材層１の内側に、ポリ乳酸樹脂層２ｂ、ポリグリコール酸樹脂よりなるバリア層３及びポリ乳酸樹脂層２ｃからなるバリア性シーラント４が積層されたものである。

紙基材層１は、坪量１００〜６００ｇ／ｍ²、好ましくは坪量１５０〜４５０ｇ／ｍ²を有する純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙又は硫酸紙からなる。紙基材層１は、密封容器、液体紙容器、カップ容器等の包装形態及び用途により異なり、坪量及びグレードが異なる。又、主として、坪量３００ｇ／ｍ²台の板紙が使用されるが、包装の必要物性及び環境負荷を考慮に入れて坪量１００ｇ／ｍ²台の板紙も使用される。又、グレードは、用途により異なり、例えばヨーグルト等の容器には、「耐酸紙」が用いられる。又、ジュース用のカップなどには、リサイクル古紙を使わない「カップ原紙」が使われる。紙基材層１には、例えば、文字、図形、絵柄、記号その他の所望の印刷絵柄を形成することができる。

ポリ乳酸樹脂層２ａ、２ｂ、２ｃは、密度＝１．２０〜１．３０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝１〜２０ｇ／１０分を有するポリ乳酸樹脂からなる。ポリ乳酸樹脂は硬く耐衝撃性に欠けるので、ポリ乳酸樹脂にはシーラント層としての機能を損なわない程度に柔軟化改質剤を添加するのが好ましい。柔軟化改質剤は０．１〜４９％添加することができる。
柔軟化改質剤として、ポリブチレンサクシネート、アジピン酸エステル及びエステル系エラストマーの何れか又はそれらの複合体を利用することができる。ポリ乳酸樹脂への柔軟化改質剤の添加によって、耐衝撃性が向上せしめられ、又、ピンホールの発生が抑えられる。

ポリグリコール酸樹脂は加水分解が激しいが、その両面を共押出しにより積層されたポリ乳酸樹脂によって被覆することにより、ポリグリコール酸樹脂の加水分解は回避される。このポリグリコール酸樹脂よりなるバリア層３の厚みは、２μｍ〜２０μｍが適当である。

複合材Ａの加工方法に関しては、紙基材層１の片面にポリ乳酸樹脂を押出コートし、紙基材層１の他面にコロナ処理を施し、その上にポリ乳酸樹脂／ポリグリコール酸樹脂よりなるバリア性樹脂／ポリ乳酸樹脂の酸を共押出して、紙基材２と強固な接着を得る方法が好ましい。
又、予めポリ乳酸樹脂／ポリグリコール酸樹脂よりなるバリア性樹脂／ポリ乳酸樹脂の三層のバリア性シーラントフィルム４を作製し、その後紙基材層１とバリア性シーラントフィルム４の間にポリ乳酸樹脂を押出ラミネートする方法も可能である。

次に複合材Ａを用いて液体紙容器を製造する例について説明する。

図２に示すように、複合材Ａに、液体紙容器の形状に合わせて、縦或いは横又は斜めの折罫１１を刻設すると共に打抜き加工して、糊代部１２を有するブランク板Ｂを製造する。

次に、ブランク板Ｂの端面に、例えばスカイブ・へミング処理等の端面処理を行なった後、糊代部１２の面に、ブランク板の端部１３に沿った面を対向させる。次いで糊代部１２と端部１３に沿った面の間に、例えばフレーム処理或いはホットエア処理等を施し、糊代部１２の面及びそれに対向する端部１３に沿った面のポリ乳酸樹脂層２ａ、２ｃを溶融し、その溶融面を介して、フレームシール或いはホットエアシール等を行なうことにより、胴貼りシール部１４を形成して、図３に示すように、筒状のスリーブＣを形成する。

次に、図４に示すように、筒状のスリーブＣのボトムをホットエアにより炙り、ポリ乳酸樹脂層２ａ、２ｃを溶融させ、プレスシールを行って底シール部１５を形成し、上方に開口部１６を有する液体紙容器Ｄを製造する。

しかる後、図５に示すように、開口部１６から牛乳、ジュース等の内容物１７を充填包装し、トップシール部１８をシールした液体内容物入り包装品Ｅを製造する。

本発明の複合材Ａを用いて、その他に、各種形状のブリックタイプの包装容器、フラットタイプの包装容器、密封容器、カップ容器等も製造することができる。

紙基材として、坪量３４０ｇ／ｍ²の板紙を使用し、その片面にポリ乳酸樹脂（三井化学（株）製ＬＡＣＥＡＨ−４００：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．７ｇ／１０分、融点＝１６６℃）１００．０重量部を押出機により押出コートして、厚さ２０μｍのポリ乳酸樹脂層を形成した。
次いで紙基材の他面にコロナ処理を施し、そのコロナ処理面上に下記の三層からなるバリア性シール層６０μｍを押出コートにより成形した。

（１）第一層の材料として、ポリ乳酸（三井化学（株）製ＬＡＣＥＡＨ−４００：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．７ｇ／１０分、融点＝１６６℃）１００．０重量部を調製した。
（２）第二層の材料として、ポリグリコール酸（ガラス転移点＝６０℃、融点＝２２０℃）１００．０重量部からなる樹脂組成物を調製した。
（３）第三層の材料として、ポリ乳酸（三井化学（株）製ＬＡＣＥＡＨ−４００：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．７ｇ／１０分、融点＝１６６℃）１００．０重量部を調製した。

３種３層の押出コート機を用いて、（１）の樹脂組成物層２５μｍ／（２）の樹脂組成物層１０μｍ／（３）の樹脂組成物層２５μｍの３層からなる総厚６０μｍのバリア性シーラントを積層して複合材を得た。

この複合材を用いて、ゲーブルトップ型の液体紙容器の形状に合わせて、折罫を刻設すると共に打抜き加工してブランク板を形成し、内容物の浸透、液漏れを防止するために端面処理を行った。ホットエア処理で糊代部のポリ乳酸樹脂を溶融させ、ゲーブルトップ型の液体紙容器を成形した。

上記液体紙容器の開口部から５００ｍｌのオレンジジュースを充填した後、トップをプレスシールすることで、液体内容物入り包装品を製造した。

上記のゲーブルトップ型液体紙容器は、ピンホール及び内容物の変質は認められず、保香性及び酸素バリア性に優れ、市場流通に耐え、且つ貯蔵保存に優れるものであった。

紙基材として、坪量３４０ｇ／ｍ²の板紙を使用し、その片面にポリ乳酸樹脂（三井化学（株）製ＬＡＣＥＡＨ−４００：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．７ｇ／１０分、融点＝１６６℃）１００．０重量部を押出機により押出コートして、厚さ２０μｍのポリ乳酸樹脂層を形成した。
次いで紙基材の他面にコロナ処理を施し、そのコロナ処理面上に下記の五層からなるバリア性シール層６０μｍを押出コートにより成形した。

（１）第一層の材料として、ポリ乳酸（三井化学（株）製ＬＡＣＥＡＨ−４００：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．７ｇ／１０分、融点＝１６６℃）７０．０重量部と、ポリブチレンサクシネート（三菱化学（株）製ＧＳＰｌａＡＺ９１Ｔ：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝４．５ｇ／１０分、融点＝１１０℃）３０．０重量部からなる樹脂組成物を調製した。
（２）第二層の材料として、ポリグリコール酸（ガラス転移点＝６０℃、融点＝２２０℃）１００．０重量部からなる樹脂組成物を調製した。
（３）第三層の材料として、ポリ乳酸（三井化学（株）製ＬＡＣＥＡＨ−４００：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．７ｇ／１０分、融点＝１６６℃）７０．０重量部と、ポリブチレンサクシネート（三菱化学（株）製ＧＳＰｌａＡＺ９１Ｔ：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝４．５ｇ／１０分、融点＝１１０℃）３０．０重量部からなる樹脂組成物を調製した。

紙基材として、坪量２７０ｇ／ｍ²の板紙を使用し、その片面にポリ乳酸樹脂（三井化学（株）製ＬＡＣＥＡＨ−４００：密度＝１．２６ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝２．７ｇ／１０分、融点＝１６６℃）１００．０重量部を押出機により押出コートして、厚さ２０μｍのポリ乳酸樹脂層を形成した。
次いで紙基材の他面にコロナ処理を施し、そのコロナ処理面上に下記の五層からなるバリア性シール層６０μｍを押出コートにより成形した。

この複合材を用いて、カップ型の液体紙容器の形状に合わせて、折罫を刻設すると共に打抜き加工してブランク板を形成し、内容物の浸透、液漏れを防止するために端面処理を行った。ホットエア処理で糊代部のポリ乳酸樹脂を溶融させ、カップ容器を成形した。

上記カップの開口部から５０ｇの米菓子を充填した後、開口部をアルミ蒸着蓋でシールしてカップ容器を使用した包装品を製造した。

上記のカップ容器は、ピンホール及び内容物の変質は認められず、保香性及び酸素バリア性に優れ、市場流通に耐え、且つ貯蔵保存に優れるものであった。

本発明の紙容器は、石油資源の枯渇の問題に対応し、しかも環境上のメリット（ＣＯ₂の削減）があり、酸素ガス、水蒸気等の透過を阻止するバリア性に優れ、更に、ピンホールの発生を皆無とし、又、シール不良、液漏れ等を回避し、内容物の変質等を防止すると共に保存性、貯蔵性等に優れた紙容器であり、例えば牛、酒、果汁飲料等のジュース、ミネラルウォーター、醤油、ソース、スープ等の液体調味料、或いは、カレー、シチュー、スープ等の液体飲料物、ジャム、マーガリン、米菓子等の包装容器として利用することができる。

本発明の紙容器を構成する複合材の断面図である。図１に示す複合材からなるブランク板の展開図である。図２に示すブランク板からなるスリーブの側面図である。図３のスリーブのボトムをシールした状態の斜視図である。液体内容物を充填した本発明の紙容器の斜視図である。

符号の説明

Ａ複合材
１紙基材層
２ａポリ乳酸樹脂層
２ｂポリ乳酸樹脂層
２ｃポリ乳酸樹脂層
３ポリグリコール酸樹脂層
４バリア性シーラント
１１折罫
１２糊代部
１３端部
１４胴貼りシール部
１５底シール部
１６開口部
１７内容物
１８トップシール部

Claims

紙基材層の外側にポリ乳酸樹脂層が積層され、紙基材層の内側にポリ乳酸樹脂層、ポリグリコール樹脂よりなるバリア層及びポリ乳酸樹脂層を共押出してなるバリア性シーラントが積層されている複合材からなることを特徴とするバリア性を有する紙容器。
紙基材層が、坪量１００〜６００ｇ／ｍ²、好ましくは坪量１５０〜４５０ｇ／ｍ²を有することを特徴とする請求項１に記載の紙容器。
ポリ乳酸樹脂層が、密度＝１．２０〜１．３０ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ＝１〜２０ｇ／１０分を有し、且つ柔軟化改質剤を０．１〜４９％の含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙容器。
柔軟化改質剤は、ポリブチレンサクシネート、アジピン酸エステル、エステル系エラストマーの何れか或いはそれらの複合体であることを特徴とする請求項３に記載の紙容器。
複合材が５ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ（２３℃−９０％ＲＨ）以下の酸素透過度を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の紙容器。