JP2020111346A

JP2020111346A - 包装材料及び紙容器

Info

Publication number: JP2020111346A
Application number: JP2019001876A
Authority: JP
Inventors: 雄太大沼; Yuta Onuma; 真央大矢; Mao Oya
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2020-07-27

Abstract

【課題】紙基材を使用した紙容器用の包装材料であって、有機溶剤が残留するおそれがなく、しかも、加熱時に内面フィルムに発泡現象が生じない包装材料とこれを使用して製造した紙容器を提供すること。【解決手段】紙基材１２の片面に、粘土質を含み、塗布量３．０ｇ／ｍ２以上のコート層１３を設け、このコート層が溶融押出樹脂１４に接触するように前記紙基材１２を配置して、前記溶融押出樹脂１４を介して紙基材１１と内面側フィルム１５とを積層する。【選択図】図１

Description

本発明は紙基材を使用して製造した液体用紙容器と、この紙容器を構成する包装材料に関する。

紙基材を使用して製造した液体用紙容器は周知である。このような液体用紙容器としては、例えば、紙カップ、ゲーベルトップ型液体用紙容器、フラットトップ型液体用紙容器、円筒型液体用紙容器等が知られている。

いずれの形式の液体用紙容器においても、紙基材の内面側に液体遮断性のフィルムを積層した包装材料を使用しており、その胴部はこの包装材料を丸めてその両端同士を加熱シールして形成している。また、ゲーベルトップ型液体用紙容器、フラットトップ型液体用紙容器あるいは円筒型液体用紙容器においては、その頂部及び底部に熱風を吹きかけて内面側の樹脂層を溶融し、こうして溶融した樹脂層を圧着することで密封している。

このように紙基材に内面フィルムを積層した包装材料を加熱するときには、紙基材に含まれる水分や空気が膨張し、その結果、内面フィルム表面が発泡することがある。このような発泡現象は、紙容器の品質を不安定にし、内容物の漏れやバリア性の劣化を引き起こすことがある。

そこで、このような発泡現象を防止するため、特許文献１の発明では、紙基材に二液硬化型ウレタン系アンカーコート剤を塗布し、このアンカーコート層面と内面フィルムとを溶融押出樹脂を介して積層している。

特許第４５７７００１号公報

そこで、本発明は、紙基材を使用した紙容器用の包装材料であって、有機溶剤が残留するおそれがなく、しかも、加熱時に内面フィルムに発泡現象が生じない包装材料とこれを使用して製造した紙容器とを提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載の発明は、紙基材に溶融押出樹脂を介してフィルムを積層して構成される包装材料において、
紙基材が、粘土質を含むコート層をその片面に有しており、かつ、その塗布量が３．０ｇ／ｍ^２以上であり、
このコート層が前記溶融押出樹脂に接触するように前記紙基材が配置されていることを特徴とする包装材料である。

次に、請求項２に記載の発明は、前記溶融押出樹脂がポリエチレン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の包装材料である。

次に、請求項３に記載の発明は、前記紙基材が、粘土質を含むコート層をその両面に有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の包装材料である。

次に、請求項４に記載の発明は、前記フィルムがガスバリア性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の包装材料である。

次に、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の包装材料を使用して、かつ、前記フィルムを内面側とする紙容器である。

本発明においては、アンカーコート剤を使用せず、粘土質を含み、塗布量３．０ｇ／ｍ^２以上のコート層を使用するから、後述する実施例から分かるように、加熱時に内面フィルムに発泡現象が生じることがない。

図１は本発明の包装材料の具体例の断面説明図である。図２は本発明の紙容器の第１の具体例の斜視図である。図３は本発明の紙容器の第２の具体例の斜視図である。図４は本発明の紙容器の第３の具体例の斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の具体例を説明する。図１は本発明の包装材料の具体例の断面説明図である。

この包装材料１０は紙を基材１２とするものである。この紙基材１０は、少なくともその片面にコート層１３を有する必要がある。このコート層は、紙基材１０の両面に設けられていてもよい。この例では、コート層１３は基材１２の片面に設けられており、その反対側には外面側樹脂層１１が積層されている。

紙基材１２は、製造する紙容器に応じて選択すればよい。例えば、坪量２５０〜４００ｇ／ｍ^２の紙基材である。

コート層１３は粘土質を含む必要がある。この粘土質としては、例えば、クレー、タルク等が例示できる。これら粘土質は、デンプン等のバインダーに混合して紙基材１２に塗布することができる。また、その塗布量は３．０ｇ／ｍ^２以上である必要がある。塗布量がこれに満たない場合には、後述する比較例１，２から分かるように、包装材料を加熱したときに発泡を生じることがある。これに対し、塗布量が３．０ｇ／ｍ^２以上の場合（実施例１〜６）には、包装材料の加熱時にも発泡現象を生じない。望ましくは、５．０ｇ／ｍ^２以上である。

そして、この包装材料１０においては、紙基材１２と内面側フィルム１５とが、その間に溶融押出樹脂１４を介して積層されている。紙基材１２は、前記コート層１３に溶融押出樹脂１４に直接接触するように配置することができる。また、前記コート層１３にアンカーコート層を設け、このアンカーコート層を介して溶融押出樹脂１４を配置することも可能である。紙基材１２が前記コート層を有する場合であっても、このコート層が、溶融押出樹脂１４に接触せず、外面側樹脂層１１に接触する向きに配置されている場合（比較例３〜６）には、包装材料を加熱したときに発泡を生じることがある。

内面側フィルム１５は内面を構成するフィルムである。単層構造と多層構造のいずれであってもよいが、その最内面はヒートシール性を有することが望ましい。また、収容する内容物に応じて、ガスバリア性とすることが望ましい。

ガスバリア性の内面側フィルム１５としては、その層構成の一部にガスバリア層を含む多層構造のフィルムを使用することができる。例えば、樹脂フィルム、ガスバリア層、ヒートシール性樹脂層をこの順に積層した多層構造のフィルムである。

ガスバリア層としては、例えば、金属箔、金属蒸着層を有する金属蒸着フィルム、ガスバリア性無機蒸着層を有する無機蒸着フィルムを使用することができる。これらはいずれも周知であるが、金属箔としてはアルミニウム箔を例示できる。また、金属蒸着フィルムとしては、その代表例として、ポリエステルフィルムやポリアミドフィルムを蒸着基材として、アルミニウムを蒸着したフィルムを例示できる。また、無機蒸着フィルムとしては、ポリエステルフィルムやポリアミドフィルムを蒸着基材として、酸化ケイ素又は酸化アルミニウムを蒸着したフィルムを例示できる。

ヒートシール性樹脂も周知である。例を挙げると、低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂を例示できる。

次に、溶融押出樹脂１４は、この樹脂を加熱溶融し、紙基材１２と内面側フィルム１５との間に押出して圧着することにより、これら紙基材１２と内面側フィルム１５とを接着するものである。前述のように、溶融押出樹脂１４は、紙基材１２のコート層１３上に直接配置してもよいし、アンカーコート層を介して配置してもよい。また、内面側フィルム１５は、ヒートシール性樹脂が溶融押出樹脂１４の反対側に位置するように配置することが望ましい。

溶融押出樹脂１４は、これらコート層１３及び内面側フィルム１５の両者と強固に接着するものであれば任意の樹脂が使用できる。好適にはポリエチレン樹脂である。なお、溶融押出樹脂１４と接触する内面側フィルム１５の表面もポリエチレン樹脂で構成されていることが望ましい。

なお、外面側樹脂層１１は紙容器の外面を構成して紙容器を汚染や損傷から防ぐものである。また、紙容器製造の際に、外面側樹脂層１１と内面側フィルム１５とを互いにシールすることもあるから、この場合には、外面側樹脂層１１もヒートシール可能な樹脂で構成することが望ましい。例えば、前述のポリオレフィン樹脂である。

この包装材料１０は、例えば、紙基材１２にコート層１３を設け、溶融押出樹脂１４を介して内面側フィルム１５を積層した後、外面側樹脂層１１を形成することで製造することができる。

この包装材料１０は、紙カップ、ゲーベルトップ型液体用紙容器、フラットトップ型液体用紙容器、円筒型液体用紙容器等の紙容器の素材として使用できる。図２は円筒型液体用紙容器Ａの例を示す斜視図、図３はゲーベルトップ型液体用紙容器Ｂの例を示す斜視図、図４は紙カップＣの例を示す斜視図で、これらはいずれも公知の方法で製造することが可能である。

（実施例１）
紙基材として、日本製紙（株）製ＮＣＡＮ−Ｇ３２０（カップ原紙，坪量３２０ｇ／ｍ^２）を使用した。そして、その片面に粘土質を含むコート層を形成した。その塗布量は５．０ｇ／ｍ^２である。また、その反対側にポリエチレン樹脂を積層して外面側樹脂層を形成した。

また、内面側フィルムとして、紙容器外面側から、ポリエチレン樹脂層、ポリエステルフィルム、無機蒸着フィルム、ポリエチレン樹脂層をこの順に積層した多層構造のフィルムを使用した。なお、無機蒸着フィルムは、ポリエステルフィルムを蒸着基材として、酸化アルミニウムを蒸着したフィルムである。

次に、ポリエチレン樹脂を溶融押出成型機に投入し、この樹脂を溶融して、前記紙基材と内面側フィルムとの間に押出し、圧着することにより、全体を一体に接着積層した。なお、紙基材の向きは、前記コート層が溶融押出ポリエチレン樹脂に接触する向きに配置した。また、内面側フィルムの向きは、溶融押出ポリエチレン樹脂から順に、ポリエチレン樹脂層、ポリエステルフィルム、無機蒸着フィルム、ポリエチレン樹脂層となる向きである。

こうして得られた包装材料を使用して、図２に示す円筒型液体用紙容器を製造した。すなわち、まず、前記包装材料を丸め、その両端を重ねてヒートシールすることにより、円筒状胴部を形成した。次に、その頂部及び底部に、それぞれ、別途準備した蓋材及び底材を適用し、これらを加熱して筒状胴部に接合した。

（実施例２）
コート層の塗布量を１０．０ｇ／ｍ^２とした外は、実施例１と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（実施例３）
コート層の塗布量を２０．０ｇ／ｍ^２とした外は、実施例１と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（比較例１）
コート層の塗布量を２．０ｇ／ｍ^２とした外は、実施例１と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（実施例４）
紙基材の両面に粘土質を含むコート層を形成した外は、実施例１と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。なお、コート層の塗布量は、両面共５．０ｇ／ｍ^２である。

（実施例５）
両面のコート層の塗布量をいずれも１０．０ｇ／ｍ^２とした外は、実施例４と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（実施例６）
両面のコート層の塗布量をいずれも２０．０ｇ／ｍ^２とした外は、実施例４と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（比較例２）
両面のコート層の塗布量をいずれも２．０ｇ／ｍ^２とした外は、実施例４と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（比較例３）
コート層が溶融押出樹脂に接触せず、外面側樹脂層に接触する向きに紙基材を配置した外は、実施例１と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。なお、コート層の塗布量は５．０ｇ／ｍ^２である。

（比較例４）
コート層の塗布量を１０．０ｇ／ｍ^２とした外は、比較例３と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（比較例５）
コート層の塗布量を２０．０ｇ／ｍ^２とした外は、比較例３と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（比較例６）
コート層の塗布量を２．０ｇ／ｍ^２とした外は、比較例３と同様に包装材料を製造し、また、円筒型液体用紙容器を製造した。

（評価）
これら実施例１〜３、比較例１〜６の円筒型液体用紙容器について、２つの観点から評価した。

すなわち、まず、発泡現象の有無を評価した。この評価は、各紙容器を肉眼観察することにより行った。そして、発泡現象が見られなかった場合を「○」、発泡現象が観察された場合を「×」と評価した。

次に、これら各紙容器にテレピン油を収容し、３０分以上放置して、漏れが生じるか否かを観察した。この漏れの有無については、各紙容器について１０００個試験を行い、漏れの生じた紙容器の数を数えた。

この結果を表１に示す。

（考察）
この結果から分かるように、粘土質を含むコート層が溶融押出樹脂に接触するように紙基材を配置して、この溶融押出樹脂を介して紙基材と内面側フィルムとを積層した場合（実施例１〜３）には、この包装材料を加熱したときにも、発泡現象を防ぐことができ、内容物の漏れも発生しない。もっとも、コート層の塗布量が３．０ｇ／ｍ^２に満たない場合（比較例１）には、わずかではあるが、発泡現象を生じることがある。

この結果は、粘土質を含むコート層を紙基材の両面に設けた場合でも同様である。すなわち、紙基材の両面に設けたコート層の塗布量が３．０ｇ／ｍ^２以上の場合（実施例４〜６）には、この包装材料を加熱したときにも、発泡現象を防ぐことができ、内容物の漏れも発生しない。これに対して、塗布量が３．０ｇ／ｍ^２に満たない場合（比較例２）には、発泡現象を生じることがある。

また、紙基材にコート層を設けた場合であっても、コート層が溶融押出樹脂に接触せず、外面側樹脂層に接触する向きに紙基材を配置した場合（比較例３〜６）には、発泡防止効果は見られず、剥離（デラミネーション）を生じて内容物の漏れも発生し易い。

以上の結果から、粘土質を含み、塗布量３．０ｇ／ｍ^２以上のコート層を紙基材に設けて、このコート層が溶融押出樹脂に接触するように紙基材を配置して、前記溶融押出樹脂を介して紙基材と内面側フィルムとを積層すると、こうして得られた包装材料を加熱しても発泡が生じないことが確認できる。

１０：包装材料１１：外面側樹脂層１２：紙基材１３：粘土質を含むコート層１４：溶融押出樹脂１５：内面側フィルム
Ａ：円筒型液体用紙容器Ｂ：ゲーベルトップ型液体用紙容器Ｃ：紙カップ

Claims

紙基材に溶融押出樹脂を介してフィルムを積層して構成される包装材料において、
紙基材が、粘土質を含むコート層をその片面に有しており、かつ、その塗布量が３．０ｇ／ｍ^２以上であり、
このコート層が前記溶融押出樹脂に接触するように前記紙基材が配置されていることを特徴とする包装材料。
前記溶融押出樹脂がポリエチレン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の包装材料。
前記紙基材が、粘土質を含むコート層をその両面に有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の包装材料。
前記フィルムがガスバリア性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の包装材料。
請求項１〜４のいずれかに記載の包装材料を使用して、かつ、前記フィルムを内面側とする紙容器。