JP2016020096A - 包装材料及びそれよりなる紙容器 - Google Patents
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Abstract
Description
6〜0.940g/cm3)を使用するケースもある。しかしながら、MDPEは、十分な密着強度を得るために、製函(紙容器の成型)時のヒートシール温度をLDPEより高く設定しなければならない為、安定したシール温度巾が得られない欠点を有する。更に、そのような高温でヒートシールすると、MDPEが酸化し、酸化臭が発生する為、MDPEからなるシーラント層を最内層として有する紙容器は、内容物中に樹脂の酸化臭が移行し易いといった欠点を有する。
び環状ポリオレフィン系樹脂層をこの順に設けた層であり、該補強層は、ポリエチレン樹
脂(PE)からなる層であることを特徴とする包装材料、及びそれよりなる紙容器、特に液体用紙容器が、上記の目的を達成することを見出した。
1.少なくとも、紙基材層、ドライラミネート用接着剤層、及び該ドライラミネート用接着剤層上に隣接して積層されたシーラント層を有する、液体用紙容器に用いる包装材料であって、該シーラント層は、該ドライラミネート用接着剤層と隣接する補強層、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、及び環状ポリオレフィン系樹脂層をこの順に設けた層であり、該補強層は、ポリエチレン樹脂からなる層であることを特徴とする、上記包装材料。
2.前記シーラント層は、補強層、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層及び環状ポリオレフィン系樹脂層をこの順に設けた3層からなるシーラントフィルムの層であることを特徴とする、上記1に記載の包装材料。
3.前記シーラント層は、補強層、第一の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、環状ポリオレフィン系樹脂層、及び第二の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層をこの順に設けた4層からなるシーラントフィルムの層であることを特徴とする、上記1に記載の包装材料。
4.前記シーラント層は、補強層、第一の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、環状ポリオレフィン系樹脂層、第二の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、及び無機系フィラー含有直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層をこの順に設けた5層からなるシーラントフィルムの層であることを特徴とする、上記1に記載の包装材料。
5.前記紙基材層と前記ドライラミネート用接着剤層との間にバリア層を有することを特徴とする、上記1〜4のいずれかに記載の包装材料。
6.前記バリア層が、アルミニウム箔、アルミニウム蒸着フィルム、酸化珪素蒸着フィルム、アルミナ蒸着フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリアミド系樹脂フィルム、ポリ塩化ビニリデン系樹脂フィルム及びポリアクリロニトリル系樹脂フィルムからなる群より選択される少なくとも1種からなる層であることを特徴とする、上記5に記載の包装材料。
7.上記1〜6のいずれかに記載の包装材料を、シーラント層が最内層となるように製函してなる液体用紙容器。
。
また、該補強層は、製函時のヒートシールにより溶融し、紙容器の段差部に生じる空隙を埋めて安定した密封性に寄与し、紙容器への液体の充填を可能にする。
<I>本発明の包装材料を形成する積層体の層構成
図1〜3は、本発明の包装材料の層構成についてその一例を示す概略的断面図である。
LLDPE層(b2)をこの順に設けた4層からなるシーラントフィルムの層である。
二のLLDPE層(b2)、及び無機系フィラー含有LLDPE層(d)をこの順に設け
た5層からなるシーラントフィルムの層である。
ア層とシーラント層3とが、ドライラミネート用接着剤層2を介してドライラミネートされる。バリア層と紙基材層1とは、サンドイッチラミネートやドライラミネート等の任意の方法により積層することができる。
本発明の紙基材層を構成する紙基材としては、適用する紙容器の用途に応じて、種々の賦型性、耐屈曲性、剛性、腰、強度等を有する任意の紙を使用することができ、例えば、主強度材であり、強サイズ性の晒または未晒の紙、あるいは、純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙、ミルク原紙等の各種の紙を使用することができる。
本発明のドライラミネート用接着剤層を構成する接着剤としては、例えば、1液、あるいは2液型の硬化ないし非硬化タイプのビニル系、(メタ)アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリウレタン系、エポキシ系、ゴム系、その他などの溶剤型、水性型、あるいは、エマルジョン型などの任意のドライラミネート用接着剤を使用することができる。
また厚すぎると残留溶剤の懸念がある。
なお、上記ドライラミネート用接着剤には、例えば、シランカップリング剤などの接着促進剤を任意に添加することができる。
本発明のシーラント層は、補強層、LLDPE層及び環状ポリオレフィン系樹脂層をこの順に隣接して有する。本発明の包装材料において、該補強層は、シーラント層の表面(貼合面)に位置し、ドライラミネート用接着剤層と隣接する。
本発明の一態様において、シーラント層は、補強層、LLDPE層及び環状ポリオレフ
ィン系樹脂層の3層のみからなるシーラントフィルムの層である。この構成を有するシーラント層は、環状ポリオレフィン系樹脂層が、本発明の包装材料の最表層、すなわち紙容器の最内層となるため、優れた非吸着性を示すことができる。
本発明において、補強層は、シーラント層の表面に位置し、ドライラミネート用接着剤層と隣接する層である。この補強層は、ポリエチレン樹脂(PE)からなり、製函時のヒートシールにより溶融して、層間の接着強度を高め、さらに紙容器の段差部に生じる空隙を埋めて、容器の密封性を高める。
〜10g/10分(190℃)の高圧法低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)を特に好ましく使用することができる。
本発明において、シーラント層中のLLDPE層を構成するLLDPEは、密度0.9
00〜0.940g/cm3の直鎖状ポリエチレンであって、メタロセン触媒等のシングルサイト触媒またはチーグラー・ナッタ触媒等のマルチサイト系触媒を用いて、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとを低温、低圧で共重合させて得られるコポリマーである。
液法、気相法等の重合方法が挙げられる。
、α−オレフィン由来の構造単位は約0.1〜10モル%である。本発明では、構造均一
性に優れる点で、メタロセン触媒で調製されたLLDPEを好適に使用することができる。
本発明において、環状ポリオレフィン系樹脂層を構成する環状ポリオレフィン系樹脂は
、環状オレフィンをメタセシス開環重合反応によって重合した開環メタセシス重合体(COP)、及び、環状オレフィンとα−オレフィン(鎖状オレフィン)との共重合体、すなわち環状オレフィンコポリマー(COC)を包含する。
ンデセン及びその誘導体、テトラシクロ[4.4.0.12.5 .17.10]−3−ドデセン及びその誘導体、ペンタシクロ[6.5.1.13.6 .02.7 .09.13]−4−ペンタデセン及び
その誘導体、ペンタシクロ[7.4.0.12.5 .19.12.08.13]−3−ペンタデセン及び
その誘導体、ペンタシクロ[6.5.1.13.6 .02.7 .09.13]−4,10−ペンタデカ
ジエン及びその誘導体、ペンタシクロ[8.4.0.12.5 .19.12.08.13]−3−ヘキサ
デセン及びその誘導体等が挙げられるが、これらに限定されない。環状オレフィンは、置換基として、エステル基、カルボキシル基、及びカルボン酸無水物基等の極性基を有していてもよい。
本発明において好適に使用される開環メタセシス重合体及び環状オレフィンコポリマーは、いくつか市販されており、例えば日本ゼオン株式会社製の「ZEONOR(R)」やポ
リプラスチック株式会社製の「TOPAS(R)」等が挙げられる。
本発明において、無機系フィラー含有LLDPE層は、LLDPE中に、無機系フィラーをマスターバッチ式のブレンド方法により分散させてなる樹脂組成物からなる層である
。
この樹脂組成物において、好適に使用できるLLDPEとしては、上記LLDPE層について記載したものと同じ樹脂を使用することができる。
き、好ましくは、酸化珪素SiO2のフィラーが用いられる。無機系フィラーの平均粒径
が2μm未満の場合は滑り性の改良に効果がなく、また、前記平均粒径が15μmを超えると、製膜フィルムの表面に突出する無機系フィラーにより容器表面を摩擦し、傷つけることがある。なお、本発明において、平均粒径とは、粒度分布測定より、最も多く存在する粒子の粒径を意味する。粒度分布は、コールターカウンター法により計測できる。
ント層表面上にフィラーが出にくく、滑り不良を改善する効果が少ない。また、5.0w
t%を超えた場合、シーラント層表面において、フィラーが飽和状態になるため、それ以上フィラーを添加しても、かかるコストに見合う効果は得られない。また、飽和状態になることにより、シール阻害が生じ、逆に、シール開始温度を上げる恐れがある。
本発明において、3層構成のシーラントフィルムを製造する方法としては、補強層、LLDPE層及び環状ポリオレフィン系樹脂層の各層を構成する樹脂を用いて、インフレーション法またはキャスト法等の共押出製膜法によって、3層を共押出製膜する。
PE層と環状ポリオレフィン系樹脂層とを一緒に製膜することが好ましい。さらに、低温での製膜加工が可能であり、加熱による樹脂臭のトラブルが少なく、また、一層高い層間密着性が得られるため、共押出インフレーション法による製膜が特に好ましい。
本発明の包装材料において、紙基材層1とドライラミネート用接着剤層2との間に、必要に応じて、ガスバリア性を有するバリア層を設けることができる。これにより、外部への内容物のにおい漏れや、外部からの酸素及び水蒸気ガスの浸入を抑え、内容物の変質を防ぐことができる。
このようなバリア層としては、適用する紙容器の用途に応じて任意のガスバリア性フィルムを使用することができる。
また、バリア層は、上記の各種ガスバリア性フィルムの中から2種以上を選択して用いてもよい。
本発明の包装材料は、製函時に最外層となる表面保護層として、任意のポリエチレン樹脂(PE)からなる層を、シーラント層と反対側の表面に有してもよい。
表面保護層は、紙基材層の外部を保護すると共に、包装材料の端の部分においては、シーラント層と加熱により貼り合わせられる。ポリエチレンとしては、LDPE、LLDPE、MDPE、高密度ポリエチレン(HDPE)等が用いられ、特に限定されないが、本
発明の包装材料のシーラント層とのシール性及び加工適性の観点から、LDPE及びLLDPEが好ましく用いられる。
本発明の包装材料は、紙容器、特に内容物の品質保持性が要求される紙容器を形成するために、好適に使用することができる。
本発明の包装材料からの紙容器の製造は、通常、次のようにして行われる。すなわち、本発明の包装材料の表面に、必要に応じて印刷を行った後、打ち抜き、端面をスカイブ・ヘミングして内容物が端面に接触しないようにし、充填機内でボトム部及びトップ部を熱風加熱、火炎加熱等によりヒートシールして紙容器とする。
次に本発明について、実施例を挙げて具体的に説明する。
(1)LLDPE(宇部丸善ポリエチレン(株)製、UM0540F)をベースレジンとして、これにシリカ(平均粒径4.9μ)を全体の10wt%となる量で添加し、マスタ
ーバッチを作成した。該マスターバッチ45wt%、LLDPE(宇部丸善ポリエチレン(株)製、UM0540F)45wt%及びLDPE(日本ポリエチレン(株)製LC520)10wt%をブレンドして、無機系フィラー含有LLDPE層用樹脂組成物を調製した。
分(190℃);密度1.02g/cm3)、及び上記(1)に記載の無機系フィラー含有LLDPE層用樹脂組成物を用いて、共押出インフレーション法により、LDPEからなる補強層20μm/第一のLLDPE層20μm/環状オレフィンコポリマー層5μm/第二のLLDPE層10μm/無機系フィラー含有LLDPE層5μmの5層からなる厚さ60μmのシーラントフィルムを製膜した。得られたシーラントフィルムは、ゲル塊のない、美麗な膜表面を有していた。なお、本願明細書の積層体の記載において、「/」はその左右の層が積層一体化されていることを示す。
ト(PET)フィルムを厚さ6μmのアルミニウム箔にドライラミネーション法により積層して、バリアフィルムを製膜した。このときの接着剤の塗布量は、接着剤の厚さが乾燥皮膜として3g/m2となる量とした。
のLDPE(日本ポリエチレン(株)製LC520)を押出コーティング法により積層し、板紙の他方の表面に、上記(4)で作製したラミネートフィルムのアルミニウム箔の面と対向させ、その間に厚さ20μmのエチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エステル共重合体(三井デュポンポリケミカル株式会社製N0908C)(接着樹脂層)を押出してサンドイッチラミネートし、表面保護層/紙基材層/接着樹脂層/バリア層(アルミニウム箔/ドライラミネート用接着剤層/PETフィルム)/ドライラミネート用接着剤層/シーラント層(補強層/第一のLLDPE層/環状ポリオレフィン系樹脂層/第二のLLDPE層/無機系フィラー含有LLDPE層)の層構成からなる本発明の包装材料を得た。
シーラント層として、LDPEからなる補強層20μm/LLDPE層35μm/環状オレフィンコポリマー層5μmの3層のみからなる厚さ60μmのシーラントフィルムを使用し、補強層側の面がドライラミネート用接着剤層と接するようにラミネートした以外は、実施例1と同様にして、本発明の包装材料を作製した。なお、LDPE、LLDPE及び環状オレフィンコポリマーは、実施例1と同様の樹脂を用いた。また、シーラントフィルムは共押出インフレーション法により製膜した。得られたシーラントフィルムは、ゲル塊のない、美麗な膜表面を有していた。
環状オレフィンコポリマーの代わりにLLDPE(宇部丸善ポリエチレン(株)製、UM0540F)を使用した以外は、実施例1と同様にして包装材料を作製した。
環状オレフィンコポリマーの代わりにLLDPE(宇部丸善ポリエチレン(株)製、UM0540F)を使用した以外は、実施例2と同様にして包装材料を作製した。
実施例1〜2及び比較例1〜2の包装材料を用いて、一辺が70mm角の容量1Lのゲーブルトップタイプの紙容器を作成し、メントール濃度が5μm/mlとなるように調製したメントール−エタノール溶液1lを充填した。
50℃の雰囲気下で2週間保存した後、溶液中のメントール含有量をGC/MS法により測定した。測定値と保存前のメントール含有量との差から、紙容器の内壁1cm2当た
りのメントール吸着量を求めた。結果を以下の表1に示す。
また、2週間保存後の紙容器から、試験片(15mm巾)を切り出し、バリア層とシーラント層との間のラミネート状態を調べた。実施例1〜2の包装材料からなる紙容器のいずれにおいても、層間の剥離は見られず、良好なラミネート強度を保持していた。
実施例1〜2及び比較例1〜2の包装材料を用いて、その表面保護層の面にオフセット印刷法により所望の絵柄・表示等の印刷を行った後、所定の形状に打ち抜くと同時に必要箇所に罫線を設けてブランクシートとした。次いで、フレームシール法により胴部を貼り合わせて筒状スリーブとし、この筒状スリーブを充填機(株式会社ディー・エヌ・ケー製、DR−10)に供給した。充填機のホットエアーによりボトム部をヒートシールし、次いで内容物(ミネラルウォーター)を充填し、最後にトップ部をヒートシールして、ゲーブルトップタイプの紙容器(1.8リットル容量)を作製した。
各実施例及び比較例の包装材料のボトム部及びトップ部のヒートシールに際し、充填機のホットエアー温度を10℃おきに変化させて、内容物が漏れることなくしっかりと接着したホットエアー温度の範囲を測定した。結果を以下の表2に示す。
2:ドライラミネート用接着剤層
3:シーラント層
a:補強層
b:直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層
b1:第一の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層
b2:第二の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層
c:環状ポリオレフィン系樹脂層
d:無機系フィラー含有直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層
Claims (7)
- 少なくとも、紙基材層、ドライラミネート用接着剤層、及び該ドライラミネート用接着剤層上に隣接して積層されたシーラント層を有する、液体用紙容器に用いる包装材料であって、
該シーラント層は、該ドライラミネート用接着剤層と隣接する補強層、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、及び環状ポリオレフィン系樹脂層をこの順に設けた層であり、
該補強層は、ポリエチレン樹脂からなる層であることを特徴とする、上記包装材料。 - 前記シーラント層は、補強層、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層及び環状ポリオレフィン系樹脂層をこの順に設けた3層からなるシーラントフィルムの層であることを特徴とする、請求項1に記載の包装材料。
- 前記シーラント層は、補強層、第一の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、環状ポリオレフィン系樹脂層、及び第二の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層をこの順に設けた4層からなるシーラントフィルムの層であることを特徴とする、請求項1に記載の包装材料。
- 前記シーラント層は、補強層、第一の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、環状ポリオレフィン系樹脂層、第二の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層、及び無機系フィラー含有直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層をこの順に設けた5層からなるシーラントフィルムの層であることを特徴とする、請求項1に記載の包装材料。
- 前記紙基材層と前記ドライラミネート用接着剤層との間にバリア層を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の包装材料。
- 前記バリア層が、アルミニウム箔、アルミニウム蒸着フィルム、酸化珪素蒸着フィルム、アルミナ蒸着フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリアミド系樹脂フィルム、ポリ塩化ビニリデン系樹脂フィルム及びポリアクリロニトリル系樹脂フィルムからなる群より選択される少なくとも1種からなることを特徴とする、請求項5に記載の包装材料。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の包装材料を、シーラント層が最内層となるように製函してなる液体用紙容器。
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