JP2011121628A

JP2011121628A - 液体用紙容器

Info

Publication number: JP2011121628A
Application number: JP2009282646A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nakamura; 行宏中村
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2011-06-23

Abstract

【課題】従来の口栓接着用フィルムに係る問題を解決し、ポリエチレン製の口栓を使用した場合であっても、安定した生産が可能であり、低吸着性の容器本体に対して口栓が強固に溶着した口栓付き液体用紙容器を提案するものである。
【解決手段】ポリエチレン樹脂製の口栓が溶着された液体用紙容器であって、紙容器本体内面のシーラント層は、接液面が少なくとも環状オレフィン樹脂または環状オレフィン樹脂と他のオレフィン樹脂とのブレンド樹脂であり、前記口栓のフランジ部分と前記シーラント層の間には、環状オレフィン樹脂層と熱可塑性樹脂延伸フィルム層とポリエチレン樹脂層が積層された口栓溶着用フィルムが、同種の樹脂同士が相対するように挿入されていることを特徴とする液体用紙容器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種の液体を収納する為の紙製容器に関し、さらに詳しくは口栓を装着した液体用紙容器に関するものである。

近年、ジュース、各種飲料、清酒、調味料などの包装容器として、内容物を取り出しやすくする為に口栓を装着した口栓付き液体用紙容器が大量に用いられている。これらの口栓付き液体用紙容器の紙容器本体は一般的に、外側から熱可塑性樹脂層／紙層／熱可塑性樹脂層（接液側）構成の積層材料、あるいは、熱可塑性樹脂層／紙層／接着層／ガスバリア層／接着層／熱可塑性樹脂層（接液側）構成の積層材料を所定形状に打ち抜いたブランクを用いて製函されており、シーラント層である接液側の熱可塑性樹脂層には主としてシール適性の面から、一般的に厚さ６０μｍ程度のＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン樹脂）やＬＤＰ（低密度ポリエチレン樹脂）が使用されている。

しかし上記材質のシーラント層には、保存期間中に内容物由来の香味成分などが吸着されやすく、その結果内容物の初期の風味を損なってしまうなどの問題があった。これらの問題を改善する為に、出願人は、先に接液側の熱可塑性樹脂層に吸着性の低い環状オレフィン樹脂を使用した口栓付き液体用紙容器を提案した（特許文献１）。

特許文献１に記載された口栓付き液体紙容器は、中間に紙層を有し、一方の最外側に外面樹脂層を有し、他方の最外側にシーラント層を有する積層材料からなる液体用紙容器本体にキャップとスパウトからなる口栓を装着してなる口栓付き液体用紙容器であり、シーラント層が環状オレフィン樹脂単体又は内容物に接する側が環状オレフィン樹脂層で且つ反対側の最外側がポリエチレン樹脂層である多層共押出樹脂からなり、スパウトが少なくとも、中空管状部の液体用紙容器本体側の下端に外周から外側に突出するシール部を連設し、上方に外周から外側に突出する雄ねじ部を連設したものからなると共に前記シール部の雄ねじ部側表面と液体用紙容器本体の内面とが接着用フィルムを介して熱融着されていることを特徴とする口栓付き液体用紙容器である。またさらに、前記スパウトがポリエチレン樹脂からなり、前記接着用フィルムが一方の最外側がポリエチレン樹脂層で、他方の最外側が環状オレフィン樹脂層である多層共押出フィルムからなると共に該ポリエチレン樹脂層とスパウトのシール部とが熱融着され且つ該環状オレフィン樹脂層と液体用紙容器本体の内面とが熱融着されていることを特徴とする液体紙容器である。

液体紙容器用の口栓としては、コストや性能の面でポリエチレン樹脂製の口栓が一般的に使用されている。紙容器本体のシーラント層が同じポリエチレン樹脂である場合には、口栓を熱融着によって取り付ける上で何ら問題がないが、シーラント層として吸着性の少ない環状オレフィン樹脂を使用した場合には、そのままでは十分な熱融着強度を得ることができない。

そこで、特許文献１に記載の口栓付き紙容器においては、口栓とシーラント層の間に、ポリエチレン樹脂層と環状オレフィン樹脂層を有する共押出フィルムからなる接着用フィルムを用いることによって、この問題を解決したものである。

特開2008-265820号公報

特許文献１に記載の口栓付き紙容器においては、口栓とシーラント層の間に、ポリエチレン樹脂層と環状オレフィン樹脂層を有する共押出フィルムからなる接着用フィルムを用いたので、紙容器本体と口栓の熱融着が完全に行なわれるため、液漏れ等のない低吸着性の紙容器が得られたものであるが、この接着用フィルムにおいて、別の問題が発生することが判明した。

口栓接着用フィルムは、帯状に断裁した共押出フィルムから、中央部に口栓の入る孔のあいた円形のパッキン状の形状に打抜いて作成するのであるが、この工程において、フィルムの強度が弱い為に、抜けカスのフィルムが切断しやすく、しばしば工程トラブルを発生することが分った。

また、この口栓接着用フィルムを用いて、紙容器を作製する段階で、口栓を紙容器本体の孔に押し込む際、口栓接着用フィルム自体の強度が弱いために層間で剥離しやすいという問題もあることが分った。

一方、口栓の材質として環状オレフィン樹脂を使用した場合には、口栓接着用フィルムは不要となるが、この場合には熱融着部等に割れが発生する場合があることも分った。

本発明の解決しようとする課題は、口栓接着用フィルムに係るこれらの問題を解決し、ポリエチレン製の口栓を使用した場合であっても、安定した生産が可能であり、低吸着性の容器本体に対して口栓が強固に溶着した口栓付き液体用紙容器を提案するものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ポリエチレン樹脂製の口栓が溶着された液体用紙容器であって、紙容器本体内面のシーラント層は、接液面が少なくとも環状オレフィン樹脂または環状オレフィン樹脂と他のオレフィン樹脂とのブレンド樹脂であり、前記口栓のフランジ部分と前記シーラント層の間には、環状オレフィン樹脂層と熱可塑性樹脂延伸フィルム層とポリエチレン樹脂層が積層された口栓溶着用フィルムが、同種の樹脂同士が相対するように挿入されていることを特徴とする液体用紙容器である。

また、請求項２に記載の発明は、前記シーラント層と紙層の間に、ガスバリア層を有することを特徴とする請求項１に記載の液体用紙容器である。

本発明に係る液体用紙容器は、紙容器本体内面のシーラント層として、接液面を少なくとも環状オレフィン樹脂または環状オレフィン樹脂と他のオレフィン樹脂とのブレンド樹脂としたので、内容物に含まれる芳香成分等の吸着量が少なく、内容物の風味を損なうことがない。

また口栓として、最も安定した材質であるポリエチレン樹脂製の口栓を用いたので、コスト面で有利であるばかりでなく、口栓溶着時に割れが発生することもなく、安定した品質の液体用紙容器が得られる。

また、口栓のフランジ部分と前記シーラント層の間には、環状オレフィン樹脂層と熱可塑性樹脂延伸フィルム層とポリエチレン樹脂層が積層された口栓溶着用フィルムを、同種の樹脂同士が相対するように挿入したので、口栓溶着用フィルムのポリエチレン樹脂層と口栓のフランジとが、また環状オレフィン樹脂層とシーラント層とがそれぞれ溶着する結
果、口栓が容器本体に強固に溶着される。

口栓溶着フィルムを環状オレフィン樹脂層と熱可塑性樹脂延伸フィルム層とポリエチレン樹脂層の３層が積層されたフィルムとしたので、口栓溶着フィルム自身の強度が十分であり、口栓溶着時に層間が剥離したり、折れ曲がったりすることがない。またテープから口栓溶着フィルムを打抜いた際の抜けカスも十分な強度を有する為、途中で切断してライントラブルとなることを防止できる。

またシーラント層と紙層の間に、ガスバリア層を有する場合には、長期保存の可能な液体用紙容器とすることが可能となる。

本発明に係る液体用紙容器の口栓部分の構造を示した断面模式図である。本発明に係る液体用紙容器の外観を示した模式図である。本発明に係る液体用紙容器の一実施態様における容器本体の断面模式図である。（ａ）は本発明に係る液体用紙容器に用いる口栓溶着用フィルムの平面模式図であり、（ｂ）は、その断面模式図である。口栓溶着用フィルムの作成方法を示した模式図である。

以下図面に従い、本発明に係る液体用紙容器の実施形態について説明する。
図２に示したように、本発明に係る液体用紙容器は、紙容器本体１にスパウト１１とフランジ部１３を有する口栓１０を取り付けた構造となっている。スパウト１１には、キャップ１２が嵌合する。口栓１０は、フランジ部１３の部分が紙容器本体１の内面のシーラント層に熱融着されて容器としての密封性を保証している。本発明に係る液体用紙容器の形状は、図２のように上部が屋根型になったいわゆるゲーベルトップ型に限らず、ブリック状、円筒状などさまざまな形状とすることが可能である。

図１は、本発明に係る液体用紙容器の口栓部分の構造を示した断面模式図である。
本発明に係る液体用紙容器は、ポリエチレン樹脂製の口栓１０が溶着された液体用紙容器であって、紙容器本体１の内面のシーラント層６は、接液面（内容物である液体に接する面）が少なくとも環状オレフィン樹脂または環状オレフィン樹脂と他のオレフィン樹脂とのブレンド樹脂である環状オレフィン樹脂層５であり、口栓１０のフランジ部１３とシーラント層６の間には、環状オレフィン樹脂層２１と熱可塑性樹脂延伸フィルム層２２とポリエチレン樹脂層２３が積層された口栓溶着用フィルム２０が、同種の樹脂同士が相対するように挿入されていることを特徴とする。

図１では、紙容器本体１の層構成として、紙層３の容器外側面にポリエチレン樹脂層２が設けられており、紙層３の容器内側面には、ポリエチレン樹脂層４と環状オレフィン樹脂層５とからなるシーラント層６が設けられている。シーラント層の接液面は、低吸着性をもった環状オレフィン樹脂層５であり、このため保存中に内容物に含まれる芳香成分等がシーラント層６に吸着されて、初期の風味が損なわれるようなことがない。

図１に示したシーラント層６は、ポリエチレン樹脂層４と環状オレフィン樹脂層５を共押出法によって成形したフィルムを用いている。ポリエチレン樹脂層４としては、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン樹脂）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン樹脂）等のポリエチレン系樹脂の他、ＥＭＡＡ（ＥＭＡ）（エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂）、ＥＡＡ（エチレン−アクリル酸共重合体樹脂）、アイオノマー樹脂等が使用できる。厚さは３〜７０μｍ程度が好ましい。

環状オレフィン樹脂層５としては、ポリプラスチックス社製のＴＯＰＡＳ（商品名）や、三井化学社製のアペル（商品名）、日本ゼオン社製のゼオノア、ゼオネックス等の環状オレフィン樹脂を単体または、他のポリオレフィン樹脂例えばポリエチレン樹脂とブレンドして使用することができる。環状オレフィン樹脂層５の厚さは、ポリエチレン樹脂層４の２倍程度が好ましい。

シーラント層６としては、共押出法に限らず、例えば環状オレフィン樹脂単層フィルムとポリエチレンフィルムをドライラミネート法によって貼り合わせたり、あるいは環状オレフィン樹脂単層フィルムにポリエチレン樹脂を押出ラミネート法によって貼り合わせたりしてもよい。

紙層３としては、坪量が３５０〜４００ｇ／ｍ^２程度の、カップ原紙が一般的に使用されるが、カップ原紙以外の紙も使用可能である。坪量としては、２００ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２程度の紙が使用可能である。

ポリエチレン樹脂層２としては、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ等のポリエチレン系樹脂の他、ＥＭＡＡ（ＥＭＡ）、ＥＡＡ、アイオノマー樹脂等が使用できる。厚さは３〜４０μｍ程度とする。ポリエチレン樹脂層２の表面には、図では省略しているが、印刷が施されることが多い。

口栓１０は、少なくともスパウト１１とこれと一体に成形されたフランジ部１３がポリエチレン樹脂製であることが必要である。ポリエチレン樹脂は、価格、成形性、諸物性において、口栓用の材料として最も適している。なおポリエチレン樹脂としては、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥが使用できる。キャップ１２には、ポリエチレン樹脂以外の樹脂、例えばポリプロピレン樹脂等を用いても良い。

口栓１０は、図１では示されていないが、スパウト１１の上部に容器を密封するために開封用の把手付きのシール部を備えていてもよい。またキャップ１２の下部には、不正開封を防止するためにタンパーエビデントシールバンド等を具えていてもよい。またキャップ１２には、シール性を高める目的で、図１に見られるようにインナーリングを備えたり、別部品のパッキンを備えたりしてもよい。またスパウト１１とキャップ１２は、ねじで螺合する構造が最も一般的であるが、単におすめす状に嵌合する構造であってもよい。

図３は、本発明に係る液体用紙容器の一実施態様における容器本体１の断面模式図である。この実施態様においては、紙層３を中心として、紙容器の外側面（図では上方）にポリエチレン樹脂層２が設けられており、ポリエチレン樹脂層２の表面には印刷絵柄層８が形成されている。一方紙層３の紙容器の内側面（図では下方）には、ポリエチレン樹脂層４を介してガスバリア層７が設けられており、さらにポリエチレン樹脂層４、環状オレフィン樹脂層５からなるシーラント層６が設けられている。

ガスバリア層７としては、アルミニウム箔や、アルミニウム蒸着フィルム、アルミナ蒸着フィルム、シリカ蒸着フィルム等公知のガスバリア性材料が使用できる。アルミニウム箔としては、厚さ５〜２５μｍのアルミニウムまたはアルミニウム合金箔が使用できる。アルミニウム箔は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）フィルムや、ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン樹脂）フィルム、ＯＮＹ（延伸ポリアミド樹脂）フィルム等と貼り合わせて使用してもよい。この場合のフィルムの厚さとしては、９〜２５μｍ程度が適当である。蒸着フィルムのベースフィルムとしては、同様にＰＥＴフィルムの他、ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン樹脂）フィルム、ＯＮＹ（延伸ポリアミド樹脂）フィルム等が使用できる。

これらの層の貼り合わせには、必要に応じて、接着剤を用いたドライラミネート法や、ポリエチレン樹脂や接着性樹脂による押出ラミネート法を用いることができる。また接着性を向上させるために、接着面に対してコロナ処理、オゾン処理等の表面処理を行なうことが好ましい。なお図３では、接着層が省略されている。

図４（ａ）は本発明に係る液体用紙容器に用いる口栓溶着用フィルムの平面模式図であり、（ｂ）は、その断面模式図である。口栓溶着用フィルム２０は、紙容器本体内面のシーラント層６と口栓１０のフランジ部１３とを熱溶着する際に、両者の溶着を完全なものとする目的で挿入される。

口栓溶着用フィルム２０は、中心に口栓１０のスパウト１１が通る孔があいたドーナツ状の形状をしている。口栓溶着用フィルム２０は、環状オレフィン樹脂層２１と熱可塑性樹脂延伸フィルム層２２とポリエチレン樹脂層２３が積層された構成となっている。これらの層は、接着剤層２４によって貼り合わされている。

環状オレフィン樹脂層２１としては、紙容器本体のシーラント層に用いた環状オレフィン樹脂層５と同様の材質の単層フィルムとしても良いし、シーラント層と同様に多層フィルムとしても良い。厚さは４０μｍ程度が好ましい。

熱可塑性樹脂延伸フィルム層２２としては、延伸ＰＥＴフィルム、延伸ポリアミドフィルム（ＯＮＹ）、延伸ＰＰフィルム（ＯＰＰ）等の熱可塑性樹脂延伸フィルムが使用できる。厚さは、９〜２５μｍ程度が好ましい。

ポリエチレン樹脂層２３としては、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ等のポリエチレン系樹脂の他、ＥＭＡＡ（ＥＭＡ）、ＥＡＡ、アイオノマー樹脂等が使用できる。厚さは２０〜８０μｍ程度が適当である。ポリエチレン樹脂層２３は、フィルムを接着剤で貼り合わせてもよいし、押出ラミネート法によって熱可塑性樹脂延伸フィルム層２２の上に直接形成してもよい。

これら３層を貼り合わせる方法としては、接着剤を用いたドライラミネート法が最も一般的であるが、押出ラミネート法を用いても可能である。

口栓溶着用フィルム２０は、口栓１０のフランジ部１３と紙容器本体のシーラント層６との間に、同種の樹脂同士が相対するように挿入される。すなわち図１に示したように、シーラント層６の接液面である環状オレフィン樹脂層５に対しては、環状オレフィン樹脂層２１が相対し、ポリエチレン樹脂製のフランジ部１３に対しては、ポリエチレン樹脂層２３が相対するように挿入される。このようにすることによって、口栓１０のフランジ部１３を紙容器本体のシーラント層６に熱溶着した場合に、口栓１０が強固にシーラント層に溶着する。

図５は、口栓溶着用フィルム２０の作成方法を示した模式図である。
環状オレフィン樹脂層と熱可塑性樹脂延伸フィルム層とポリエチレン樹脂層の３層が積層されたベースフィルムを必要な巾にスリットし、図の左から右に搬送しながら、打抜き工程において、抜き型によって口栓溶着用フィルム２０を打抜いていく。この時、抜けカス２５は、引張方向２７に巻き取られるが、巾が狭くなっている、切れやすい箇所２６において、時に張力によって切断することがある。抜けカスフィルムが切断するとライン停止トラブルとなり、生産性を著しく損なう結果となる。

従来用いられていた環状オレフィン樹脂層とポリエチレン樹脂層の２層からなる共押出フィルムでは、この抜けカスフィルム切断の問題がしばしば発生していたが、中間に熱可
塑性樹脂延伸フィルム層を挿入することによって、この問題は解消された。
以下実施例に基づいて、本発明に係る液体用紙容器についてさらに具体的に説明する。

シーラント層として、環状オレフィン樹脂（ポリプラスチックス社製ＴＯＰＡＳ９５０６）とＬＬＤＰＥ（プライムポリマー社製エボリューＳＰ２０４０）をＴダイによる共押出法により、６０μｍの厚さに製膜し、環状オレフィン共押フィルムを得た。厚さの比率は、環状オレフィン樹脂／ＬＬＤＰＥ＝２／１とした。

ガスバリア層としてアルミニウム箔を用い、ドライラミネート法により、先に製膜したシーラント層と貼り合わせて内装フィルムとした。内装フィルムの構成は、アルミニウム箔（９μｍ）／接着剤／ＰＥＴフィルム（１２μｍ）／接着剤／環状オレフィン共押フィルムとした。ここで環状オレフィン共押フィルムは、ＬＬＤＰＥ面をラミネート面とした。接着剤としては、ＤＩＣ社製ドライラミネート用接着剤（ディックドライＬＸ７０３Ａ／硬化剤ＫＲ９０）を使用した。塗布量は３ｇ／ｍ^２とした。

坪量３５０ｇ／ｍ^２のカップ原紙と先に得られた内装フィルムをＥＭＡＡ樹脂（三井・デュポンポリケミカル社製ＮＣ１１０８Ｃ、厚さ１５μｍ）を用いて押出しラミネート法により貼り合わせ、紙の反対面にエクストルーダー加工によりＬＤＰＥ樹脂（日本ポリエチレン社製ＬＣ６００Ａ）を２０μｍの厚さに製膜し、さらにこの表面にコロナ処理を施した。

前記コロナ処理面にグラビア印刷法により印刷絵柄層を形成した後、印刷絵柄に合せてブランクス形状に抜き加工を行なった。この時、口栓を挿入する孔も同時に形成した。ブランクス形状は、容量２リットルのゲーベルトップ型液体紙容器用とした。

口栓溶着フィルムとして、厚さ４０μｍのＬＤＰＥ樹脂フィルムと厚さ１２μｍのＰＥＴ樹脂フィルムと、厚さ４０μｍの環状オレフィン樹脂フィルムをドライラミネート法により貼り合わせた。使用した接着剤は、ガスバリア層に用いたものと同様である。この３層フィルムを３０ｍｍの巾にスリットし、抜き加工により口栓溶着フィルムを作成した。

前記ブランクスの口栓取り付け孔に口栓溶着フィルムを熱溶着した後、ブランクスを背貼りした。次いでブランクスの底面を成形し、ポリエチレン樹脂の射出成形によって所定の形状に作成した口栓を超音波溶着した。

試験用内容物として、リモネン２リットルを充填し、紙容器のトップシールを行なって、評価用試験体とした。

紙容器本体のシーラント層として、実施例１のシーラント層に用いたものと同じ環状オレフィン樹脂とＬＬＤＰＥ樹脂のブレンド樹脂を用いた以外は、実施例１と同様にして、評価用試験体を作成した。
＜比較例１＞

紙容器本体のシーラント層としてＬＤＰＥ樹脂単層フィルムを使用し、口栓溶着フィルムを使用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして評価用試験体を作成した。
＜比較例２＞

口栓溶着フィルムを使用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして評価用試験体を作成した。
＜比較例３＞

口栓として、環状オレフィン樹脂を使用して射出成形したものを使用し、口栓溶着フィルムを使用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして評価用試験体を作成した。

以上によって得られた各試験体について、リモネンの吸着量を測定した。また口栓の超音波溶着適性と、味覚に関する官能評価を行なった。評価方法を表１に示す。また評価結果を表２に示す。

以上の結果が示すように、本発明に係る液体用紙容器は、シーラント層の接液面に環状オレフィン樹脂を使用したため、リモネンの吸着量が少なく、味覚の面でも優れている。またポリエチレン樹脂製口栓の溶着性も良好であることが分る。

１・・・紙容器本体
２・・・ポリエチレン樹脂層
３・・・紙層
４・・・ポリエチレン樹脂層
５・・・環状オレフィン樹脂層
６・・・シーラント層
７・・・ガスバリア層
８・・・印刷絵柄層
１０・・・口栓
１１・・・スパウト
１２・・・キャップ
１３・・・フランジ部
２０・・・口栓溶着用フィルム
２１・・・環状オレフィン樹脂層
２２・・・熱可塑性樹脂延伸フィルム層
２３・・・ポリエチレン樹脂層
２４・・・接着剤層
２５・・・抜けカス
２６・・・切れやすい箇所
２７・・・引張方向

Claims

ポリエチレン樹脂製の口栓が溶着された液体用紙容器であって、紙容器本体内面のシーラント層は、接液面が少なくとも環状オレフィン樹脂または環状オレフィン樹脂と他のオレフィン樹脂とのブレンド樹脂であり、前記口栓のフランジ部分と前記シーラント層の間には、環状オレフィン樹脂層と熱可塑性樹脂延伸フィルム層とポリエチレン樹脂層が積層された口栓溶着用フィルムが、同種の樹脂同士が相対するように挿入されていることを特徴とする液体用紙容器。
前記シーラント層と紙層の間に、ガスバリア層を有することを特徴とする請求項１に記載の液体用紙容器。