JP2012086856A - 液体用紙容器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の解決しようとする課題は、内容物に含まれる成分の吸着性が低く、また内容物に移行する物質量が少なく、さらにバリア性に優れ、生産に当たっての成形性にも優れており、使用後の廃棄に当っては、紙容器として廃棄ないしはリサイクルすることが可能な液体用紙容器を提案するものである。
【解決手段】表面に少なくとも熱可塑性樹脂層を有し、裏面に少なくともガスバリア層とシーラント層を有する、紙を基材とする積層体を成形してなる液体用紙容器であって、該積層体は、前記紙基材とガスバリア層、およびガスバリア層とシーラント層を、接着性熱可塑性樹脂を用いた溶融押出ラミネート法によってアンカー剤を介在することなく積層したものであり、前記シーラント層は、少なくとも内容物が接する面に環状オレフィン系樹脂層を有す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、液体用紙容器に関し、特に清酒や焼酎のようにごく微量の香気成分を含み、これが失われると風味を損なうような内容物や、逆にミネラルウォーターのように容器から少しでも臭気が移行すると風味を損なうような内容物を収納するための、低吸着性と低移行性を兼ね備えた液体用紙容器に関する。

従来、液体用紙容器としては、牛乳パックのように紙の表裏面に熱可塑性樹脂層を設けただけの簡単な構造の紙容器から、内面にガスバリア層を設けてさらに内部を滅菌し、常温長期保存性を確保した口栓付き紙容器まで、さまざまな液体用紙容器が実用化されている。

一般的に液体用紙容器は、紙を主体とする積層体を罫線に沿って折り曲げ、熱融着して成形するものであるため、積層体の最外面と最内面には、熱融着可能な熱可塑性樹脂層を必要とする。これらの熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）が最も一般的に用いられ、中でも低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）が広く用いられている。

しかしポリエチレン樹脂を最内面のシーラント層に使用した場合、ポリエチレン樹脂は、内容物に含まれる成分を吸着したり、透過する性質があるため、例えば高級な清酒や本格焼酎などのように、ごく微量の香気成分の有無が風味を左右するような内容物を充填した場合、風味が損なわれるという問題があった。

また逆に、ポリエチレン樹脂をラミネートするために用いられた接着剤やアンカーコート剤に含まれる成分が内容物に移行して、内容物の風味を損ねるという問題もあった。

またポリエチレン樹脂は、成形時の加熱によって酸化されやすいため、ミネラルウォーターなどを充填した場合、酸化臭が内容物に移行して、風味を損なうという問題もあった。

内面にガスバリア層を有する紙容器においては、長期保存を前提としたものであるために、この吸着と移行の問題は一層深刻である。

この吸着性と移行性の問題を解決するために、最内層の熱可塑性樹脂層として、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）を使用する方法があるが、ＰＥＴは低温での熱融着性が悪いため、紙容器の成形性に劣り、低コスト品の大量生産には不向きである。

出願人の出願になる特許文献１に記載された紙容器用ブランクは、この問題を解決するために提案されたものであり、紙容器ブランクの内面で、内容物が接触する箇所にはＰＥＴのような低吸着樹脂層が形成され、内面同士がヒートシールされる箇所にはポリエチレン樹脂層が形成されていることを特徴とする紙容器用ブランクである。

特許文献１に記載された紙容器用ブランクによれば、上記の吸着性の問題と成形性の問題は同時に解決するが、一枚のブランクの内面に２種類の樹脂層を形成するためには非常に手間のかかる面倒な工程を必要とするため、実用性の面では問題があった。

同じく出願人の出願になる特許文献２に記載された口栓付き液体用紙容器は、積層材料
の内面であるシーラント層に環状オレフィン樹脂を用いることによって、吸着性の問題と成形性の問題を解決したものである。環状オレフィン系樹脂は、吸着性が低い一方で、シール性についてもＰＥＴに比較して良好な成形性を発揮する。

特開2007-168861号公報 特開2008-265820号公報

特許文献２に記載された液体用紙容器は、吸着性については、十分な性能を持っているが、ガスバリア層とシーラント層の貼り合わせに当ってドライラミネート法を採用したため、ドライラミネート用接着剤に起因する低分子量の化学物質が内容物に移行し、移行性においては、十分満足のいくものではなかった。

本発明の解決しようとする課題は、内容物に含まれる成分の吸着性が低く、また内容物に移行する物質量が少なく、さらにバリア性に優れ、生産に当たっての成形性にも優れており、使用後の廃棄に当っては、紙容器として廃棄ないしはリサイクルすることが可能な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、表面に少なくとも熱可塑性樹脂層を有し、裏面に少なくともガスバリア層とシーラント層を有する、紙を基材とする積層体を成形してなる液体用紙容器であって、該積層体は、前記紙基材とガスバリア層、およびガスバリア層とシーラント層を、接着性熱可塑性樹脂を用いた溶融押出ラミネート法によってアンカー剤を介在することなく積層したものであり、前記シーラント層は、少なくとも内容物が接する面に環状オレフィン系樹脂層を有す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、前記ガスバリア層が、無機酸化物蒸着フィルムであ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。

また、請求項３に記載の発明は、前記シーラント層が、ポリエチレン樹脂層と環状オレフィン系樹脂層との共押出フィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載の液体用紙容器である。

また、請求項４に記載の発明は、前記ガスバリア層の裏面に、接着性熱可塑性樹脂層と環状オレフィン系樹脂層とを共押出法によって積層したことを特徴とする請求項２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、表面に少なくとも熱可塑性樹脂層を有し、裏面に少なくともガスバリア層とシーラント層を有する、紙を基材とする積層体を成形してなる液体用紙容器であるから、再生産可能な紙を主原料としており、地球環境に対する負荷が少ない。また使用後の廃棄ないしはリサイクルに当っては紙容器として取り扱われるため、プラスチック容器に比較して法制上のメリットが大きい。

本発明に係る液体用紙容器は、シーラント層の少なくとも内容物が接する面に環状オレフィン系樹脂層を配置したので、内容物に含まれる微量成分の紙容器への吸着を抑制し
、また接着性熱可塑性樹脂からの溶出成分を遮蔽するので、内容物の風味を損なう怖れが少ない。またＰＥＴをシーラント層に用いた場合に比較して、紙容器の成形適性においても優れている。

本発明に係る液体用紙容器は、ガスバリア層を有するので、内容物の保存性が高い。また各層の積層に当っては、接着性熱可塑性樹脂を用いた溶融押出ラミネート法によってアンカー剤を介在することなく積層したものであり、積層する際に接着剤やアンカー剤を使用しないので、これらに起因する比較的低分子量の物質の内容液への移行がなく、わずかな異物の移行を嫌う用途にも安心して使用することができる。

ガスバリア層が、無機酸化物蒸着フィルムである場合には、ガスバリア層としてアルミニウム箔を使用する場合に比較し、バリア性においては、アルミニウム箔に匹敵するガスバリア性を持ちながら、使用後のリサイクルがし易い紙容器とすることが可能となる。

またシーラント層として、ポリエチレン樹脂層と環状オレフィン系樹脂層との共押出フィルムを用いた場合には、環状オレフィン系樹脂を単層として用いた場合に比較して、環状オレフィン系樹脂の量を削減することが可能であり、コストダウンに繋がる。

またガスバリア層の裏面に、接着性熱可塑性樹脂層と環状オレフィン系樹脂層とを共押出法によって積層した場合には、加工工程が短縮され、環状オレフィン系樹脂の量も削減することができる。

本発明に係る液体用紙容器の一実施態様を示した斜視図である。 本発明に係る液体用紙容器の他の実施態様を示した斜視図である。 本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体の一実施態様を示した断面模式図である。 本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体の他の実施態様を示した断面模式図である。 本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体の他の実施態様を示した断面模式図である。 従来の液体用紙容器を構成する積層体の一例を示した断面模式図である。

以下図面を参照しながら、本発明に係る液体用紙容器について詳細に説明する。
図１、図２は、本発明に係る液体用紙容器１の実施態様の例を示した斜視図である。図１は、一般的にゲーベルトップ型と称される紙容器であり、図２は、一般的にブリック型と称される紙容器である。いずれも紙を主体とする積層体を成形してなる容器本体２の上部に口栓３が装着されている。なお口栓３は、必須ではない。

図３は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体１０の一実施態様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、表面に少なくとも熱可塑性樹脂層１２を有し、裏面に少なくともガスバリア層１５とシーラント層１７を有する、紙１３を基材とする積層体１０を成形してなる液体用紙容器である。

図３に示した実施態様においては、紙１３の表面側に熱可塑性樹脂層１２と、その表面に印刷されたインキ１１が存在する。紙１３の裏面側には、ガスバリア層１５が、接着性
熱可塑性樹脂層１４によって積層されており、さらにガスバリア層１５とシーラント層１７が接着性熱可塑性樹脂層１６によって積層されている。

本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体１０は、紙基材１３とガスバリア層１５、およびガスバリア層１５とシーラント層１７を、接着性熱可塑性樹脂を用いた溶融押出ラミネート法によってアンカー剤を介在することなく積層したものであり、シーラント層１７が、少なくとも内容物が接する面に環状オレフィン系樹脂層１７ａを有することを特徴とする。図３に示した実施態様においては、シーラント層１７が環状オレフィン系樹脂フィルム単体からなっている。

次に実際に図３に示した積層体１０を作製する手順について説明する。
まずガスバリア層１５として、無機酸化物蒸着フィルムのＰＥＴ面側に、シーラント層１７としての環状オレフィン系樹脂フィルム１７ａを、接着性熱可塑性樹脂層１６を用いた押出ラミネート法によってラミネートし、次いで無機酸化物蒸着フィルムの蒸着面側と紙基材１３とを、接着性熱可塑性樹脂層１４を用いた押出ラミネート法によってラミネートし、紙の反対面である表面側には、熱可塑性樹脂層１２として低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）を押出ラミネートする。なおこの場合、無機酸化物蒸着フィルムは表裏面を逆にしてもかまわない。

このようにして得られた積層体の表面にグラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等の公知の印刷法により、インキ１１を印刷することにより、図３に示したような層構成の積層体１０が得られる。

このように、積層体１０を製造する過程においては、通常用いられるアンカーコートやドライラミネート用接着剤等を一切使用しないことが重要である。通常これらに用いられる材料としてはイソシアネート系化合物、ポリエチレンイミン、変性ポリブタジエン、有機チタネート系化合物等が挙げられるが、これらは、メタノールや酢酸エチル等の有機溶剤に希釈されて使用される。これらの接着剤類を使用しないことにより、これらに通常含まれるモノマーやオリゴマー、可塑剤、溶剤等、比較的低分子量の有機物質がわずかながらシーラント層１７を通過して内容物に移行するのを防止することができる。

なおこの場合、貼り合わせようとする面に、オゾン処理、コロナ処理などの表面活性化処理を施すことは、何ら差し支えない。

基材となる紙１３としては、紙容器のサイズに応じて坪量が２００〜５００ｇ／ｍ^２、密度０．６〜１．１ｇ／ｃｍ^３の範囲内のものを選択して使用することが好ましい。坪量が２００ｇ／ｍ^２未満の場合は、容器として十分な腰や強度が得られないおそれがある。また５００ｇ／ｍ^２を超える場合は、容器に成形する際の加工適性が劣り、また経済的にも好ましいものではない。

紙１３の表面に設ける熱可塑性樹脂層１２としては、ＬＤＰＥ、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）、ＬＬＤＰＥ、エチレン−αオレフィン共重合体、ホモポリプロピレン樹脂、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂や、これらオレフィン系樹脂をグラフト重合などにより酸変性した変性ポリオレフィン樹脂が使用可能である。

ガスバリア層１５としては、ガスバリア性樹脂フィルムや、基材フィルムにガスバリア層を形成したガスバリア性積層フィルム、あるいはアルミニウム箔などの金属箔を使用することができる。

ガスバリア性樹脂フィルムとしては、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム（ＥＶＯＨ）、ポリビニルアルコールフィルム（ＰＶＡ）、二軸延伸ＰＥＴや二軸延伸ナイロンフィルムとＥＶＯＨの積層フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）ケン化物、ポリ塩化ビニリデンフィルム等がある。

ガスバリア性積層フィルムとしては、前記ガスバリア性フィルムの２種以上を組み合わせた積層フィルムや、基材フィルムに酸化アルミニウム、酸化珪素などの無機酸化物を蒸着した無機酸化物蒸着フィルムや、アルミニウム蒸着フィルム、あるいは基材フィルムにポリ塩化ビニリデンを塗工した塗工フィルム、アルミニウム箔をラミネートしたアルミ箔ラミネートフィルムなどがある。

ガスバリア性積層フィルムの基材フィルムとしては、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル系フィルム、ＰＰ、ナイロン−６、ナイロン−６６などのポリアミド系フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）などの無延伸あるいは延伸フィルムが用いられる。

紙１３とガスバリア層１５とを貼り合わせるために使用する接着性熱可塑性樹脂層１４および、ガスバリア層１５とシーラント層１７を積層するための接着性熱可塑性樹脂層１６としては、エポキシ化植物油含有ポリエチレン樹脂等の所謂ノーアンカーコート仕様のポリエチレン樹脂や、エチレン・アクリル酸共重合体樹脂（ＥＡＡ）、エチレン・メタクリル酸共重合体樹脂（ＥＭＡＡ）等の酸コポリマー、酸無水物グラフト変性ポリエチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン・エチルアクリレート共重合体樹脂、、エチレン・メタクリル酸・メタクリル酸エステル三元共重合体樹脂、アイオノマー樹脂などが使用できる。これらの樹脂を溶融させ、押出ラミネーション法によって紙１３とガスバリア層１５を貼り合わせる。樹脂層の厚さとしては１０〜５０μｍの範囲が適当である。

エチレン・メタクリル酸共重合体樹脂を使用する場合、メタクリル酸含有率が７％以上であるものが好ましい。またエチレン・メタクリル酸・メタクリル酸エステル三元共重合体樹脂を使用する場合には、メタクリル酸含有率が３％以上、メタクリル酸エステル含有率が５％以上であるものが好ましい。

シーラント層１７としては、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）または、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）等の環状オレフィン系樹脂を用いる。環状オレフィン系樹脂の具体例としては、ポリプラスチックス社製ＴＯＰＡＳ（商品名）、三井化学社製アペル（商品名）、日本ゼオン社製ゼオノア、ゼオネックス（いずれも商品名）等が挙げられる。

シーラント層１７としては、環状オレフィン系樹脂単体フィルムを使用してもよいが、ＬＬＤＰＥのようなポリエチレン樹脂と環状オレフィン系樹脂との共押出フィルムを用いることもできる。共押出フィルムの場合、環状オレフィン系樹脂層の厚さとしては１０μｍ以上、ポリエチレン樹脂層の厚さとしては２０μｍ以上必要であり、シーラント層全体では厚さ４０μｍ以上であることが好ましい。

図４は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体の他の実施態様を示した断面模式図である。この実施態様においては、シーラント層１７が環状オレフィン系樹脂層１７ａとポリエチレン樹脂層１７ｂとの共押出フィルムであり、環状オレフィン系樹脂層１７ａが容器の最内層となる。

図５は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体の他の実施態様を示した断面模式図である。この実施態様においては、シーラント層１７である環状オレフィン系樹脂層１７ａと接着性熱可塑性樹脂層１６とが共押出法によってガスバリア層１５に直接ラミネートされている。

図６は、従来の液体用紙容器を構成する積層体の一例を示した断面模式図である。ガスバリア層１５とシーラント層１７（通常はＬＬＤＰＥなどのポリエチレン系樹脂）とをドライラミネート接着剤層１８によって積層している。
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。

図４に示した層構成に従い、紙１３として坪量４００ｇ／ｍ^２のミルク原紙を使用し、ガスバリア層１５として厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムに酸化アルミニウム蒸着層を形成した無機酸化物蒸着フィルムを使用した。蒸着フィルムと紙を貼り合わせる接着性熱可塑性樹脂層１４としては、厚さ１５μｍのエチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）を使用した。またシーラント層１７として厚さ４０μｍの環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）と厚さ２０μｍのＬＬＤＰＥとの共押出フィルムを使用し、シーラント層１７と蒸着フィルムを貼り合わせる接着性熱可塑性樹脂層１６としては厚さ２０μｍのエポキシ化植物油を含有したＬＤＰＥであるノーアンカーコート仕様のポリエチレン樹脂を使用した。またミルク原紙の表面には、厚さ２０μｍのＬＤＰＥを押出ラミネートした。
＜比較例１＞

実施例１に使用した酸化アルミニウム蒸着フィルムにウレタン系ドライラミネート接着剤（塗布量３ｇ／ｍ^２）を用いたドライラミネート方式によってシーラント層である厚さ６０μｍのＬＤＰＥフィルムを貼り合わせ、それ以外は、実施例１と同様にして積層体を作製した。

実施例１および比較例１の積層体を使用して、図１に示した液体用紙容器を作製した。これらの紙容器それぞれに芋焼酎を充填し、６０℃の雰囲気中で３ヶ月保存して、保存後の内容物成分吸着性評価と味覚官能評価を行った。芋焼酎は市販の瓶入り品を使用した。

評価結果を表１に示す。なお吸着性については、保存後の芋焼酎に含まれるカプリル酸エチルとパルミチン酸エチルの含有量を内容液のヘッドスペースガス量として質量分析ガスクロマトグラフィーを用いて測定した。数値は、瓶入り品を１とした時の比で示した。また味覚官能評価は、順位法による。

表１の結果から、ＬＤＰＥをドライラミネート方式によって貼り合わせた比較例１の従来の紙容器に比較して、本発明に係る紙容器は、吸着性が低く、味覚官能評価においても優れていることが分かる。

１・・・液体用紙容器
２・・・容器本体
３・・・口栓
１０・・・積層体
１１・・・インキ
１２・・・熱可塑性樹脂層
１３・・・紙
１４、１６・・・接着性熱可塑性樹脂層
１５・・・ガスバリア層
１７・・・シーラント層
１７ａ・・・環状オレフィン系樹脂層
１７ｂ・・・ポリエチレン樹脂層
１８・・・ドライラミネート接着剤層

Claims (4)

1. 表面に少なくとも熱可塑性樹脂層を有し、裏面に少なくともガスバリア層とシーラント層を有する、紙を基材とする積層体を成形してなる液体用紙容器であって、該積層体は、前記紙基材とガスバリア層、およびガスバリア層とシーラント層を、接着性熱可塑性樹脂を用いた溶融押出ラミネート法によってアンカー剤を介在することなく積層したものであり、前記シーラント層は、少なくとも内容物が接する面に環状オレフィン系樹脂層を有することを特徴とする液体用紙容器。
2. 前記ガスバリア層は、無機酸化物蒸着フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の液体用紙容器。
3. 前記シーラント層は、ポリエチレン樹脂層と環状オレフィン系樹脂層との共押出フィルムであることを特徴とする請求項１または２に記載の液体用紙容器。
4. 前記ガスバリア層の裏面に、接着性熱可塑性樹脂層と環状オレフィン系樹脂層とを共押出法によって積層したことを特徴とする請求項２に記載の液体用紙容器。