JP2019112090A

JP2019112090A - 液体用紙容器

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Publication number: JP2019112090A
Application number: JP2017246232A
Authority: JP
Inventors: 中村　行宏; Yukihiro Nakamura; 行宏中村
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-11

Abstract

【課題】本発明の解決しようとする課題は、紙を基材とする積層体を用いた液体用紙容器において、安価な材料を用いながら、高い光沢感と高級感とを備えた外観を有する意匠性の高い液体用紙容器を提案するものである。【解決手段】紙を基材とする積層体１０を成形し、熱融着してなる液体用紙容器１であって、前記積層体は、最内層である接液面にポリオレフィン系樹脂層１８を有し、最外層に延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂層１１を有し、前記最内層のポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であり、最内層と最外層とが熱融着される部分の最内層表面に、コロナ放電処理7が施されており、かつ積層体の最内層と最外層とが熱融着される部分、及び最外層同士が熱融着される部分の最外層表面に、レーザー照射処理６が施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、清酒、焼酎などの液体を充填するための液体用紙容器に関し、特に容器の外表面が高い光沢感を有し、意匠性に優れた液体用紙容器に関する。

液体用紙容器は、牛乳、清酒、甘酒等の液体食品や、洗剤、バッテリー液等の各種液体を充填して販売する目的で、広く用いられている。中でも高級な清酒や焼酎など比較的高価な内容物を収納する紙容器には、それなりの高い意匠性が求められるが、従来の液体用紙容器は、この要求に十分応えられるものではなかった。

特許文献１に記載されたブリック型紙容器は、角筒状の胴部の上下にそれぞれ水平な上部閉鎖部及び底部閉鎖部とを備えるとともに天面の一部に注出口の取付け孔が設けられたブリック型の紙容器本体と、この取付け孔に取り付けられたプラスチック製の注出口とからなることを特徴とするブリック型紙容器である。

特許文献１に記載された紙容器に用いられる積層体としては、ポリエチレン／板紙／ポリエチレン／アルミ箔／ポリエチレンをこの順で積層した包装材が例示されている。

また特許文献２には、液体紙容器に用いる積層体として、オレフィン系樹脂からなる最外層と、紙基材層と、接着調整層と、接着樹脂層と、バリア層と、樹脂フィルム層と、オレフィン系樹脂を含む最内層とを有する積層体を用いて、ゲーベルトップ型紙容器を作成することが記載されている。最外層および最内層に用いるオレフィン系樹脂としては、低温シール性、透明性、加工適性という観点から、高圧法低密度ポリエチレン、チーグラー系低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレンを用いることが好ましいと記載されている。

実際、液体紙容器を作成するためには、当然、積層体の最内層同士を熱融着する必要があるが、部分的には最内層と最外層、さらには最外層同士をも熱融着することが必要となる部分が存在する。このため、従来、積層体の最内層と最外層には、同じポリエチレン系樹脂を用いるのが、一般的であった。

しかしポリエチレン系樹脂は、加工性には優れるものの表面の光沢が低いため、最外層にポリエチレン系樹脂を用いた紙容器は、外観的に高級感に欠け、意匠面において満足できるものとは言えなかった。これは、紙容器の製造工程において、紙基材の表面にポリエチレン樹脂を押出しラミネートする際に、ポリエチレン樹脂表面に冷却ロールのマット面が賦型されることも一因となっていた。

またさらに、通常印刷工程は、このポリエチレン樹脂表面に対して行われるため、印刷の再現性においても、十分なものではなかった。

表面光沢の高い包装材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルムが知られているが、一般的に包装材料として用いられる安価なＰＥＴフィルムは、延伸タイプのフィルムであり、熱融着適性に欠けるものであるため、積層体の最外層としては用いることが出来なかった。

特開平７−８９５３５号公報特開２０１２−１６６７９６号公報

本発明の解決しようとする課題は、紙を基材とする積層体を用いた液体用紙容器において、安価な材料を用いながら、高い光沢感と高級感とを備えた外観を有する意匠性の高い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、紙を基材とする積層体を成形し、熱融着してなる液体用紙容器であって、前記積層体は、最内層である接液面にポリオレフィン系樹脂層を有し、最外層に延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂層を有し、前記最内層のポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であり、最内層と最外層とが熱融着される部分の最内層表面に、コロナ放電処理が施されており、かつ積層体の最内層と最外層とが熱融着される部分、及び最外層同士が熱融着される部分の最外層表面に、レーザー照射処理が施されていることを特徴とする液体用紙容器である。

本発明に係る液体用紙容器は、最外面に延伸ＰＥＴ樹脂層を設けたことにより、高い表面光沢を有するものとなり、さらに熱融着がなされる部分のＰＥＴ表面にレーザー照射処理が施され、かつ最内面のポリオレフィン系樹脂層にコロナ放電処理が施されたことにより、熱融着性が確保された。

また、請求項２に記載の発明は、紙を基材とする積層体を成形し、熱融着してなる液体用紙容器であって、前記積層体は、最内層である接液面にポリオレフィン系樹脂層を有し、最外層に延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂層を有し、前記最内層のポリオレフィン系樹脂が、極性基を含有するエチレン系共重合体樹脂であり、積層体の最内層と最外層とが熱融着される部分、及び最外層同士が熱融着される部分の最外層表面に、レーザー照射処理が施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３に記載の発明は、紙容器の外面に部分的にレーザー照射処理が施されてい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。

本発明に係る液体用紙容器は、紙容器を構成する積層体の最外層に延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂層を有するため、表面光沢が高く、高い意匠性と、高級感を発揮するものとなった。

一方、積層体の最内層と最外層とが熱融着される部分、及び最外層同士が熱融着される部分の最外層表面に、レーザー照射処理を施したことにより、熱融着性が確保され、安定して製造することが可能となった。

最外面に一般的で安価なＰＥＴフィルムを用いたことにより、従来艶出しの目的で用いられていた高価な紫外線硬化型塗料等を用いる必要がなくなり、品質、コスト面において優れたものとなった。

最外面に配置されたＰＥＴフィルムは、平滑で印刷適性が優れているため、印刷再現性が良好であり、意匠性の向上に寄与するところが大きい。また、透明性にも優れているため、裏面に印刷することにより、表面の耐久性も向上する。

積層体の最内層のポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であり、最内層と最外層とが熱融着される部分の最内層表面に、コロナ放電処理が施されている場合、あるいは請求項２に記載の発明のように、最内層のポリオレフィン系樹脂が、極性基を含有するエチレン系共重合体樹脂である場合には、いずれも最外面のレーザー照射処理されたＰＥＴ樹脂面との間に十分な接着強度が得られる。

請求項３に記載の発明のように、紙容器の外面に部分的にレーザー照射処理が施されている場合には、処理面が艶消状態となるため、未処理面との間に艶の差が生じ、さらに優れた意匠性が発揮される。

図１は、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。図２は、図１に示した液体用紙容器の横断面を示した断面説明図である。図３は、図２のサイドシール部（３）を拡大して示した拡大断面説明図である。図４は、本発明に係る液体用紙容器に用いる積層体の断面構成の一例を示した断面模式図である。図５は、図１に示した液体用紙容器のブランク（外面側）を示した平面模式図である。図６は、図１に示した液体用紙容器のブランク（内面側）を示した平面模式図である。図７は、本発明に係る液体用紙容器の他の実施態様におけるブランク（外面側）を示した平面模式図である。

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は、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。紙容器の形状については、特に限定されず、図１に示したような口栓付きのゲーベルトップ型を始めとして、特に図示しないが、ブリック型や角柱型など任意である。

図４は、本発明に係る液体用紙容器に用いる積層体の断面構成の一例を示した断面模式図である。本発明に係る液体用紙容器１は、紙層１４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って、積層体１０は、最内層である接液面にポリオレフィン系樹脂層１８を有し、最外層に延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂層１１を有する。この例では、最外層であるＰＥＴ樹脂層１１の裏面にインキ層１２が設けられており、紙１４とＰＥＴ樹脂層１１が接着層１３によって接着されている。

また、最内層であるポリオレフィン系樹脂層１８と紙層１４の間にバリア層１６が設けられており、紙層１４とバリア層を接着するためにポリエチレン樹脂層１５が、またバリア層１６とポリオレフィン系樹脂層１８とを接着するために接着層１７が設けられている。

図５は、図１に示した液体用紙容器のブランクの、外面側を示した平面模式図である。本発明に係る液体用紙容器は、積層体１０の最内層と最外層とが熱融着される部分、及び最外層同士が熱融着される部分の最外層表面に、レーザー照射処理が施されていることを特徴とする。図５において、網掛部分がレーザー照射処理部分６である。

図２は、図１に示した液体用紙容器の横断面を示した断面説明図であり、図３は、図２のサイドシール部（３）を拡大して示した拡大断面説明図である。サイドシール部３においては、紙層１４の端面が内容物に接触しないように、内側となる積層体の先端を外側に折り返した上で、外側となる積層体と熱融着する必要がある。

これは、紙層の端面が内容物に露出していると、内容物である液体が端面から浸み込んで、場合によっては容器の外に滲み出す場合があるためであり、特に内容物が日本酒や焼酎のように、アルコールを含む液体の場合には、その恐れが大である。

積層体１０の側端面を折り返すに当たっては、段差が生じないようにするために積層体の厚さを半分程削って折り返すことが行われる。これはスカイブ／ヘミング加工と呼ばれる方法である。しかしサイドシール部３においては、ごく一部ではあるが、最内層と最外層とが溶着されなければならない部分９が存在する。

従来、最外層が延伸ＰＥＴ樹脂であると、そのままでは最内層であるポリオレフィン系樹脂層１８と熱融着することができなかったが、発明者は、ＰＥＴ樹脂層にレーザー照射処理を施すことにより、接着性が発現することを見出したのである。

最外層のＰＥＴ樹脂層１１にレーザー照射処理を行ったとしても、最内層のポリオレフィン系樹脂層１７が、一般的な低密度ポリエチレン樹脂や直鎖状低密度ポリエチレン樹脂である場合には、十分な接着力が得られない場合がある。この場合、最内層の、最外層と熱融着される部分の表面に、コロナ放電処理を施すことにより、十分な接着力が得られることが分かった。

また、最内層のポリオレフィン系樹脂層が、エステル基やカルボキシル基等の極性基を含有するエチレン系共重合体樹脂である場合には、特にコロナ放電処理を施さなくても十分な接着力が得られることが分かった。

このようなポリオレフィン系樹脂としては、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）、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体樹脂（ＥＭＡ）、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体樹脂（ＥＭＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体樹脂（ＥＥＡ）、エチレン−アクリル酸ブチル共重合体樹脂（ＥＢＡ）、無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂、アイオノマー等を用いることができる。

最内層に用いるポリオレフィン系樹脂層１８は、単層フィルムに限らず、多層フィルムでも良い。但し多層の場合、内容物に触れる接液面は、上記の材質とする必要がある。

以下図４に示した積層体１０の層構成について詳しく述べる。この例において、インキ層１２は、最外層である延伸ＰＥＴ樹脂層１１の裏面に印刷されている。延伸ＰＥＴフィルムは、印刷適性が良好であり、透明性にも優れているので、ＰＥＴフィルムの裏面に印刷することにより、良好な印刷効果が得られる他、インキ層が表面の摩擦などから保護される。延伸ＰＥＴ樹脂層１１としては、厚さ６μｍ〜２５μｍ程度の一般的な２軸延伸ＰＥＴフィルムを用いることができる。

紙層１４としては、紙容器の容量に応じて適当な坪量の紙を用いる。例えば図１に示したようなゲーベルトップ型紙容器の場合で、内容量が１リットルであれば２８０ｇ／ｍ^２〜３８０ｇ／ｍ^２程度、内容量が２リットルであれば、３５０ｇ／ｍ^２〜４５０ｇ／ｍ^２程度の坪量の紙が適当である。

延伸ＰＥＴ樹脂層１１と紙層１４とは、接着層１３によって貼合される。接着層１３としては、接着剤を用いたドライラミネートでも良いし、ポリエチレン樹脂等を用いた押し出しラミネートでも良い。
ドライラミネートの場合であれば、ウレタン系の２液硬化型接着剤を１〜５ｇ／ｍ^２程度の塗布量で用いる。押し出しラミネートの場合であれば、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）の他、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）等の接着性樹脂を用いることもできる。この場合の厚さとしては、１０μｍ〜４０μｍが適当である。インキ層１２と押し出しラミネート樹脂層との間には、アンカー層を設けても良い。

バリア層１６は、内容物を劣化させる水蒸気や酸素等の気体を遮断したり、可視光線や紫外線等の光線を遮断する目的で用いられる。バリア層１６として一般的に用いられるものとしては、アルミ箔や、アルミ蒸着フィルム、アルミナやシリカ等の無機酸化物を蒸着した無機酸化物蒸着フィルム等が挙げられる。厚さとしては、６μｍ〜２５μｍ程度が適当である。バリア層１６としては、アルミ箔とＰＥＴフィルムを予めラミネートしたフィルムを用いることもできる。

紙層１４とバリア層１６を貼り合せるために、この例ではポリエチレン樹脂層１５が用いられている。ポリエチレン樹脂層１５としては、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）の他、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）等の接着性樹脂を用いることもできる。この場合の厚さとしては、１０μｍ〜４０μｍが適当である。

最内層のポリオレフィン系樹脂層１８については、既に説明したが、バリア層１６とポリオレフィン系樹脂層１８の貼り合せについては、既に説明したようなドライラミネートか押し出しラミネートを用いることができる。

図７は、本発明に係る液体用紙容器の他の実施態様におけるブランク（外面側）を示した平面模式図である。この例では、紙容器の外面に部分的にレーザー照射処理が施されている部分が存在する。レーザー照射処理部分は、ＰＥＴ本来の艶が消えて艶消状となるので、このようにすることで、光沢のある部分と艶消の部分とが生じ、意匠的に変化に富んだ紙容器とすることができる。

ＰＥＴ面に対するレーザー照射処理としては、例えば出力２０ワットの炭酸ガスレーザーを用いて３０００ｍｍ／秒程度の描画速度で行うことができる。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具体的に説明する。

＜実施例１＞
以下の層構成の積層体を用いて、図１に示したような形状で、１辺が８５ｍｍ、容量が２リットルの口栓付き液体紙容器を作成した。
積層体の層構成：２軸延伸ＰＥＴ（１２μｍ）／ドライラミネート／紙（４００ｇ／ｍ^２）／ＥＭＡＡ（２０μｍ）／アルミナ蒸着ＰＥＴ（１２μｍ）／ドライラミネート／ＬＬＤＰＥ（６０μｍ）
積層体の内面側には、図６に示した位置にコロナ放電処理を施した。また、積層体の外面側には、図５に示した位置にレーザー照射処理を施した。処理条件は、出力２０ワットの炭酸ガスレーザーを用いて、描画速度３０００ｍｍ／秒とした。

＜実施例２＞
次に示した層構成の積層体を用いた以外は、実施例１と同様にして液体用紙容器を作成
した。
積層体の層構成：２軸延伸ＰＥＴ（１２μｍ）／押し出しラミネートＬＤＰＥ（２０μｍ）／紙（４００ｇ／ｍ^２）／ＥＭＡＡ（２０μｍ）／シリカ蒸着ＰＥＴ（１２μｍ）／押し出しラミネートＬＤＰＥ（４０μｍ）／ＥＶＡ（２０μｍ）（酢酸ビニル量８％）

＜実施例３＞
積層体外面側におけるレーザー照射処理パターンを図７のようにした以外は、実施例１と同様にして液体用紙容器を作成した。

＜比較例１＞
次の層構成の積層体を用いて、実施例と同型の液体用紙容器を作成した。これは、従来の液体用紙容器に相当する。
積層体の層構成：ＬＤＰＥ（２０μｍ）／紙（４００ｇ／ｍ^２）／ＥＭＡＡ（２０μｍ）／シリカ蒸着ＰＥＴ（１２μｍ）／ドライラミネート／ＬＬＤＰＥ（６０μｍ）

＜比較例２＞
積層体外面にレーザー照射処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして液体用紙容器を作成した。

＜比較例３＞
積層体内面にコロナ放電処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして液体用紙容器を作成した。

以上によって得られた各液体用紙容器について、以下の評価を実施した。

＜シール強度＞
外層と内層のシール強度を測定した。（１５ｍｍ幅、引張速度３００ｍｍ／分）
＜落下試験＞
紙容器に水を充填して、落下試験を実施した。（高さ８０ｃｍ、液漏れが生じるまでの回数）
＜光沢度＞
光沢度計を用いて６０°鏡面反射率を測定。

以上の結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明に係る液体用紙容器は、表面の光沢度において従来品に比較して大幅に優れており、シール強度についても実用上問題がないことが分かる。

１・・・液体用紙容器
Ｂ１・・・ブランク（外側面）
Ｂ２・・・ブランク（内側面）
２・・・トップシール部
３・・・サイドシール部
４・・・ボトムシール部
５・・・折り返し部
６・・・レーザー照射処理部分
７・・・コロナ放電処理部分
８・・・内層／内層溶着部分
９・・・内層／外層溶着部分
１０・・・積層体
１１・・・延伸ＰＥＴ樹脂層
１２・・・インキ層
１３・・・接着層
１４・・・紙層
１５・・・ポリエチレン樹脂層
１６・・・バリア層
１７・・・接着層
１８・・・ポリオレフィン系樹脂層

Claims

紙を基材とする積層体を成形し、熱融着してなる液体用紙容器であって、前記積層体は、最内層である接液面にポリオレフィン系樹脂層を有し、最外層に延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂層を有し、前記最内層のポリオレフィン系樹脂が、低密度ポリエチレン樹脂または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であり、最内層と最外層とが熱融着される部分の最内層表面に、コロナ放電処理が施されており、かつ積層体の最内層と最外層とが熱融着される部分、及び最外層同士が熱融着される部分の最外層表面に、レーザー照射処理が施されていることを特徴とする液体用紙容器。
紙を基材とする積層体を成形し、熱融着してなる液体用紙容器であって、前記積層体は、最内層である接液面にポリオレフィン系樹脂層を有し、最外層に延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂層を有し、前記最内層のポリオレフィン系樹脂が、極性基を含有するエチレン系共重合体樹脂であり、積層体の最内層と最外層とが熱融着される部分、及び最外層同士が熱融着される部分の最外層表面に、レーザー照射処理が施されていることを特徴とする液体用紙容器。
紙容器の外面に部分的にレーザー照射処理が施されてい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。