JP2022016880A - 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、浸潤性や浸透性の強い内容物に対する耐性が高く、高いバリア性を長期間失わない液体用紙容器を提案するものである。【解決手段】紙層１３を主体とし、表面側に表面熱可塑性樹脂層１２を有し、裏面側にバリアフィルム層１５とシーラント層１６をこの順序に有する積層体１０を成型してなる液体用紙容器１であって、前記バリアフィルム層は、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）層２３とポリプロピレン樹脂層２５とからなる基材フィルム２２のＥＶＯＨ面に金属酸化物を蒸着して形成した無機蒸着層２１を有し、紙層の裏面と前記無機蒸着層とがポリオレフィン系樹脂層１４によって接着されており、前記シーラント層は、前記バリアフィルム層のポリプロピレン樹脂層面に、ポリプロピレン樹脂層３１を押出形成したものであることを特徴とする液体用紙容器である。【選択図】図３

Description

本発明は、飲料、酒類、その他各種液体を収納するための液体用紙容器に関し、特に浸透性の強い液体を収納するのに適した液体用紙容器に関する。

紙を基材とする積層体を成形して熱シールした液体用紙容器は、牛乳、ジュース、スープ等の液体食品や、日本酒、焼酎等の酒類、さらには、非食品の各種液体等を収納する容器として広く用いられている。

紙容器に用いる積層体としては、牛乳パック用積層体のように紙の表裏面にポリオレフィン系樹脂層を設けただけの簡単な構成のものから、酒パック用積層体のように、バリア層を含む複雑な層構成の積層体も知られている。特許文献１に記載されたバリア性フィルムおよびそれを使用した積層材や特許文献２に記載された紙製容器は、いずれもバリア層を用いた紙容器に関するものである。

一方、柑橘類の皮に多く含まれるリモネンを含む液体や、一部パーマ液のように、浸潤性や浸透性の強い液体を収納する紙容器を設計しようとすると、従来のバリア性紙容器では、不十分であることが分かってきた。従来、液体用紙容器に用いるバリア層としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルムや、ナイロン樹脂（Ｎｙ）フィルム、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）樹脂フィルム等のバリア性の十分でないフィルムを支持層として、これにバリア層としてアルミナまたはシリカ、あるいはその両方の蒸着膜を形成する手法が用いられていた。

しかしながら、これらを用いた積層体の場合、支持層とバリア層の間で剥離が生じることが判明した。そこで、バリア層を保護するために、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルムのようなガスバリア性フィルムを積層することが考えられるが、バリアフィルムと支持層の間の接着剤層がアタックされ、剥離が生じる場合があることが分かった。

特開２００１－２６０２６６号公報 特開２００４－２５００２５号公報

本発明の解決しようとする課題は、浸潤性や浸透性の強い内容物に対する耐性が高く、高いバリア性を長期間失わな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、紙層を主体とし、表面側に表面熱可塑性樹脂層を有し、裏面側にバリアフィルム層とシーラント層をこの順序に有する積層体を成型してなる液体用紙容器であって、前記バリアフィルム層は、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）層とポリプロピレン樹脂層とからなる基材フィルムのＥＶＯＨ面に金属酸化物を蒸着して形成した無機蒸着層を有し、紙層の裏面と前記無機蒸着層とがポリオレフィン系樹脂層によって接着されており、前記シーラント層は、前記バリアフィルム層のポリプロピレン樹脂層面に、ポリプロピレン樹脂層を押出形
成したものであ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、バリア層となる無機蒸着層をＥＶＯＨフィルムというバリア性の高いフィルム上に形成し、さらに各層を接着剤によって貼り合わせていないため、浸透性の高い液体に対する耐性が高まった。

本発明に係る液体用紙容器は、シーラント層を無延伸ポリプロピレン樹脂フィルムとすることもできる。

表面熱可塑性樹脂層の材質としては、ポリプロピレン樹脂とするか、エチレン－酢酸ビニル共重合体とすることができる。

また、バリアフィルムを構成するエチレン－ビニルアルコール共重合体層の厚さは、１０μｍ未満としても良い。

本発明に係る液体用紙容器は、紙層を主体とし、紙層表面にポリプロピレン樹脂かまたはエチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂からなる表面熱可塑性樹脂層を有し、バリアフィルム層とポリプロピレン樹脂シーラント層を有する積層体を用いるので、通常の熱シールによる成型が可能である。

バリアフィルム層として、バリア性の高いエチレン－ビニルアルコール共重合体フィルムを基材フィルムとして使用したことにより、バリア層である無機蒸着層が浸透性の高い成分によって侵されることを抑制することができた。

本発明に係る液体用紙容器に使用する積層体には、各層の貼り合わせに通常のドライラミネート用接着剤が用いられていないため、接着剤層が浸透性の高い成分によって侵されることに起因する層間剥離が生じない。

請求項５に記載の発明のように、バリアフィルムを構成するエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）層の厚さを、１０μｍ未満とした場合には、積層体の折り曲げ耐性が高まり、罫線部分からの劣化が防止される。

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ブランクシートを示した平面模式図である。 図３は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体の層構成の一例を示した断面模式図である。 図４は、本発明に係る液体用紙容器を構成するバリアフィルム層の層構成を示した断面模式図である。 図５は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層体の層構成の他の例を示した断面模式図である。 図６は、従来の液体用紙容器を構成する積層体の層構成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は、本発明に係る液体用紙容器１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１のブランクシート２を示した平面模式図である。この例は、一般的なゲーブルトップ型紙容器であり、上部に注出用の口栓３が取り付けられている。

図３は、本発明に係る液体用紙容器１を構成する積層体１０の層構成の一例を示した断面模式図である。また図４は、本発明に係る液体用紙容器１を構成するバリアフィルム層１５の層構成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を構成する積層体１０は、紙層１３を主体とし、表面側に表面熱可塑性樹脂層１２を有し、裏面側にバリアフィルム層１５とシーラント層１６をこの順序に有する。この例では、表面熱可塑性樹脂層１２の表面に印刷によってインキ層１１が形成されている。表面熱可塑性樹脂層１２としては、ポリプロピレン樹脂または、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂を用いることができる。

図４に示したように、バリアフィルム層１５は、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）層２３とポリプロピレン樹脂層２５とからなる基材フィルム２２のＥＶＯＨ面に金属酸化物を蒸着して形成した無機蒸着層２１を有する。

紙層１３の裏面とバリアフィルム層１５の無機蒸着層２１とがポリオレフィン系樹脂層１４によって接着されており、シーラント層１６は、この例ではバリアフィルム層１５のポリプロピレン樹脂層２５面に、ポリプロピレン樹脂層を押出形成した押出ポリプロピレン樹脂層３１であることを特徴とする。ポリオレフィン系樹脂層１４としては、一般的な押出ポリエチレン樹脂を用いることができる。

図５は、本発明に係る液体用紙容器１を構成する積層体１０の層構成の他の例を示した断面模式図である。この例では、シーラント層１６が、バリアフィルム層１５のポリプロピレン樹脂層２５面に、押出ポリプロピレン樹脂層３１を介して無延伸ポリプロピレン樹脂フィルム３２を貼り合わせたものであることを特徴とする。

図６は、従来の液体用紙容器を構成する積層体１０の層構成の一例を示した断面模式図である。従来一般的に用いられている例では、表面熱可塑性樹脂層としてポリエチレン樹脂層１７が用いられており、バリアフィルム層１５としても、一般的なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルムに、無機蒸着層を形成したものが使用されている。またシーラント層としてもポリエチレン樹脂層１７が用いられている。またさらに、バリアフィルム層１５とシーラント層であるポリエチレン樹脂層１７との間は、ドライラミネート接着剤層１８によって接着されている。

このような層構成の積層体を用いた液体用紙容器に、浸透性の強い内容物を充填すると、バリアフィルム層のＰＥＴと無機蒸着層との間に剥離が生じたり、接着剤層が侵されて、剥離を生じたりする場合があった。

図３に示した例でも、図５に示した例でも、従来各層の貼り合わせに一般的に用いられていたドライラミネート接着剤が用いられていないため、この接着剤層が内容物の浸透性の強い成分によって侵されることがない。これは、バリアフィルム層１５として、エチレン－ビニルアルコール共重合体とポリプロピレン（ＰＰ）樹脂の複合フィルムを基材フィルム２２として用いたことにより、このＰＰ面に接着剤を用いることなく、ＰＰ樹脂系のシーラント層を形成することができたことによる。

また、バリアフィルム層１５についても、本来バリア性の高いエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム２３面に無機蒸着層２１を設けたので、浸透による剥離が生じ難くなったのである。以下実施例および比較例に基づいて、本発明に係る液体用紙容器の優位性を明らかにする。

＜実施例１＞
紙層として坪量３８０ｇ／ｍ^２の液体紙容器用紙を用い、表面にポリプロピレン樹脂層を厚さ２０μｍとなるように形成した。一方、厚さ１８μｍのポリプロピレン（ＰＰ）樹脂フィルムの表面に厚さ０．０５μｍのエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）樹脂層を形成したものを基材フィルムとして用い、この基材フィルムのＥＶＯＨ面に酸化ケイ素（シリカ）を蒸着した無機蒸着フィルムをバリアフィルム層として使用した。バリアフィルム層のＰＰ面に、ＰＰ樹脂を厚さ６０μｍとなるように押し出して、シーラント層とした。また紙層の裏面とバリアフィルム層のシリカ蒸着面とを厚さ３０μｍとなるポリエチレン樹脂による押出ラミネートによって接着して積層体とした。

この積層体を用いて、図１に示したような形状の紙容器を作製した。紙容器のサイズとしては、容量１．０Ｌ、１．５Ｌ、１．８Ｌ、２．０Ｌの各サイズの紙容器を作製した。

内容物に対する耐性を確認するため、紙容器に、市販のオレンジオイル入り洗剤を充填し、４０℃、３ヶ月保管後のラミネート強度を測定した。この時、剥離の際の剥離面を確認した。

また、バリア性の評価として、紙容器に水を充填し、温度３０℃湿度６０％の恒温槽に１年間保管して重量変化を測定した。

紙容器の落下耐性を評価するため、前記各サイズの紙容器に水を充填し、８０ｃｍの高さより底面から落下させ、１回で破袋した際の内容量を確認した。

＜実施例２＞
ＥＶＯＨ樹脂層の厚さを１μｍとした以外は、実施例１と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜実施例３＞
ＥＶＯＨ樹脂層の厚さを５μｍとした以外は、実施例１と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜実施例４＞
ＥＶＯＨ樹脂層の厚さを１μｍとし、シーラント層として厚さ６０μｍの無延伸ポリプロピレン樹脂（ＣＰＰ）フィルムを厚さ２０μｍとなる押出ＰＰ樹脂によってバリアフィルムのＰＰ面に貼り合わせた以外は、実施例１と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜実施例５＞
ＣＰＰフィルムの厚さを７０μｍとした以外は、実施例４と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜実施例６＞
ＣＰＰフィルムの厚さを８０μｍとした以外は、実施例４と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜実施例７＞
表面熱可塑性樹脂層を厚さ２０μｍのエチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂とし、無機蒸着層の材質を酸化アルミニウムとした以外は、実施例２と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜実施例８＞
ＥＶＯＨ樹脂層の厚さを１０μｍとした以外は、実施例２と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜比較例１＞
バリアフィルム層として、厚さ２０μｍの延伸ポリプロピレン樹脂（ＯＰＰ）フィルムに酸化ケイ素（シリカ）を蒸着した無機蒸着フィルムを使用した以外は、実施例１と同様にして積層体を作製し、同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜比較例２＞
バリアフィルム層として、比較例１と同様に厚さ２０μｍの延伸ポリプロピレン樹脂（ＯＰＰ）フィルムに酸化ケイ素（シリカ）を蒸着した無機蒸着フィルムを使用し、このＯＰＰ面に、厚さ１５μｍのＥＶＯＨフィルムを接着剤を用いてドライラミネートし、さらにシーラント層として、厚さ６０μｍのＣＰＰフィルムを同様に接着剤を用いてドライラミネートして、積層体を作製した。以下同様に紙容器を作製して同様に評価した。

＜比較例３＞
表面熱可塑性樹脂層として、厚さ２０μｍのポリエチレン樹脂を使用し、バリアフィルム層として、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルムに酸化ケイ素（シリカ）を蒸着した無機蒸着フィルムを使用し、シーラント層として厚さ６０μｍのポリエチレン樹脂フィルムを使用し、バリアフィルム層とシーラント層とを接着剤を用いたドライラミネート法によって貼り合わせたものを積層体とした。以下同様に紙容器を作製して同様に評価した。これは、従来の液体用紙容器に相当する。

以上の評価結果を表１にまとめた。

実施例１～７においては、ラミネート強度の低下がほぼ見られず、良好なバリア性を保持していた。実施例８においては、重量変化が大きく、バリア性の低下が見られた。これはＥＶＯＨの厚さが厚いことにより、柔軟性が失われ、屈曲時のバリア性低下が大きくなったものと考えられる。

比較例１では、内容物の影響により、ラミネート強度が低下していた。剥離面も蒸着膜とＯＰＰとの間に変化していた。これは、ＥＶＯＨ層を用いていないためと考えられる。比較例２、３では、接着剤層が内容物の攻撃を受け、ラミネート強度が低下した。

１・・・液体用紙容器
２・・・ブランクシート
３・・・口栓
１０・・・積層体
１１・・・インキ層
１２・・・表面熱可塑性樹脂層
１３・・・紙層
１４・・・ポリオレフィン系樹脂層
１５・・・バリアフィルム層
１６・・・シーラント層
１７・・・ポリエチレン樹脂層
１８・・・接着剤層
２１・・・無機蒸着層
２２・・・基材フィルム
２３・・・エチレン－ビニルアルコール共重合体層
２４・・・接着剤層
２５・・・ポリプロピレン樹脂層
３１・・・押出ポリプロピレン樹脂層
３２・・・無延伸ポリプロピレン樹脂フィルム

Claims (5)

1. 紙層を主体とし、表面側に表面熱可塑性樹脂層を有し、裏面側にバリアフィルム層とシーラント層をこの順序に有する積層体を成型してなる液体用紙容器であって、
   前記バリアフィルム層は、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）層とポリプロピレン樹脂層とからなる基材フィルムのＥＶＯＨ面に金属酸化物を蒸着して形成した無機蒸着層を有し、
   紙層の裏面と前記無機蒸着層とがポリオレフィン系樹脂層によって接着されており、
   前記シーラント層は、前記バリアフィルム層のポリプロピレン樹脂層面に、ポリプロピレン樹脂層を押出形成したものであることを特徴とする液体用紙容器。
2. 紙層を主体とし、表面側に表面熱可塑性樹脂層を有し、裏面側にバリアフィルム層とシーラント層をこの順序に有する積層体を成型してなる液体用紙容器であって、
   前記バリアフィルム層は、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）層とポリプロピレン樹脂層とからなる基材フィルムのＥＶＯＨ面に金属酸化物を蒸着して形成した無機蒸着層を有し、
   紙層の裏面と前記無機蒸着層とがポリオレフィン系樹脂層によって接着されており、
   前記シーラント層は、前記バリアフィルム層のポリプロピレン樹脂層面に、押出ポリプロピレン樹脂層を介して無延伸ポリプロピレン樹脂フィルムを貼り合わせたものであることを特徴とする液体用紙容器。
3. 前記表面熱可塑性樹脂層が、ポリプロピレン樹脂層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. 前記表面熱可塑性樹脂層が、エチレン－酢酸ビニル共重合体樹脂層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。
5. 前記バリアフィルムを構成するエチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）層の厚さが、１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の液体用紙容器。

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