JP2023071480A - 紙層を含む積層体、及びチューブ容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】押出チューブ容器の胴部とした場合であっても、チューブ容器に加わる押圧による、チューブ容器の肩部の紙めくれや尻部の破袋を回避することのできる、紙層を含む積層体、及び当該紙層を含む積層体を用いた紙層を含むチューブ容器を提供する。【解決手段】特定の物性を有する紙基材層と、当該紙基材層に積層される外層及び内層をそれぞれ特定のものとし、これらを組み合わせる。具体的には、外層と、紙基材層と、内層と、を含む紙層を含む積層体において、紙基材層を、ASTM D2482-93に準拠したワックスピックテストメソッドによる表面強度が14以上のものとし、外層を、樹脂層を含み、かつ厚みを90μm以上とし、内層を、厚みが60μm以上の樹脂フィルム層を含むものとする。【選択図】なし

Description

本発明は、紙層を含む積層体、及びチューブ容器に関する。
昨今、環境対応として脱プラスチックが求められており、様々な分野にて、プラスチック製から紙製への転換が求められている。歯磨きペースト等に用いられる押出チューブにおいても、その要請が高まっており、紙を用いたチューブの検討が開始されている。
紙を用いた積層押出チューブとして、特許文献1には、天然パルプとポリエチレンパルプとからなる合成紙より形成された紙層の両側に、ポリエチレン層が積層された積層体からなり、積層体の端部をヒートシールしてチューブを作製する際に、両外層のポリエチレン層と、紙層に含まれるポリエチレンパルプとを溶融させて、ヒートシール部の端部をポリエチレン被膜にて被覆したチューブが提案されている。
実公平05-3316号公報
しかしながら、紙層を含む押出チューブは、プラスチックと比較して紙の層間強度が弱いことから、内容物を押し出すための押圧の際に、チューブの肩部における紙めくれや、チューブの尻部のヒートシール部における破袋が生じる場合があった。
これらの現象を、図1~図3を用いて説明する。図1には、紙層を含む押出チューブであるチューブ容器を示す。図1におけるチューブ容器10は、内容物を収容するための胴部1と、内容物を排出するための口部2とからなり、胴部1は紙層を含む積層体からなり、肩部1aと尻部1bとを有する。
従来の紙層を含むチューブ容器10は、内容物を押し出すために外部から圧力をかけると、図2に示すように、肩部1aにおいては、胴部1の材料となる紙層を含む積層体の紙層が内部剥離して、紙めくれが生じる場合があった。あるいは、図3に示すように、胴部1の尻部1bにおいては、内層のエッジ切れと紙層の内部剥離により、破袋が生じる場合があった。
本発明は、上記の背景に鑑みてなされたものであり、押出チューブ容器の胴部とした場合であっても、チューブ容器に加わる押圧による、チューブ容器の肩部の紙めくれや尻部の破袋を回避することのできる、紙層を含む積層体、及び当該紙層を含む積層体を用いたチューブ容器を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った。そして、特定の物性を有する紙基材層と、当該紙基材層に積層される外層及び内層をそれぞれ特定のものとし、これらを組み合わせれば、押出チューブ容器を押圧したときに、チューブ容器の肩部の紙めくれや尻部の破袋を回避することのできることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、以下のとおりである。
《態様1》
外層と、紙基材層と、内層と、を含む紙層を含む積層体であって、
前記紙基材層は、ASTM D2482-93に準拠したワックスピックテストメソッドによる表面強度が14以上であり、
前記外層は、樹脂層を含み、かつ厚みが90μm以上であり、
前記内層は、厚みが60μm以上の樹脂フィルム層を含む、
紙層を含む積層体。
《態様2》
前記紙基材層は、未晒クラフト紙である、態様1に記載の紙層を含む積層体。
《態様3》
前記内層は、厚みが140μm以上である、態様1又は2に記載の紙層を含む積層体。
《態様4》
厚みが350μm以上500μm以下である、態様1~3のいずれか一態様に記載の紙層を含む積層体。
《態様5》
チューブ容器用である、態様1~4のいずれか一態様に記載の紙層を含む積層体。
《態様6》
内容物を排出するための口部と、前記内容物を収納するための胴部と、を備えるチューブ容器であって、
前記胴部は、態様1~5のいずれか一態様に記載の紙層を含む積層体からなり、
前記紙層を含む積層体が前記口部に接合された肩部と、前記紙層を含む積層体同士が接合された尻部とを有する、
チューブ容器。
本発明の紙層を含む積層体は、押出チューブ容器の胴部とした場合であっても、チューブ容器に加わる押圧による、チューブ容器の肩部の紙めくれや尻部の破袋を回避することができる。
一実施形態に係る押出チューブ容器の斜視図である。 押出チューブ容器の肩部における紙めくれを示す図である。 押出チューブ容器の尻部における破袋を示す図である。
《紙層を含む積層体》
本発明の紙層を含む積層体は、外層と、紙基材層と、内層と、を含む積層体である。そして、外層及び内層は、紙基材層の両面にそれぞれ積層されている。
本発明の紙層を含む積層体は、特定の物性を有する紙基材層と、当該紙基材層に積層される外層及び内層を、それぞれ特定のものとして、これらの要件が組み合わさったものである。
一般に、紙層を含む積層体の全体厚み(総厚み)には、製造装置が許容する制限があり、外層を厚く設計する場合には、内層を薄く設計する必要がある。すなわち、紙基材層の両面にそれぞれ積層される、外層の厚みと内層の厚みとの間にはトレードオフの関係が存在している。
したがって、紙層を含む積層体を、例えば、押出チューブ容器の胴部に適用する場合に、内容物を押し出すために外部から加えられる圧力による、紙基材層の内部剥離に起因する肩部の紙めくれ、及び内層のエッジ切れと紙層の内部剥離によるチューブ尻部における破袋について、これら両者を抑制するためには、製造装置が許容する総厚みのなかで、外層と内層との厚みをバランスさせて調整する必要がある。
また、昨今の環境対応のためのプラスチック量の削減の観点からは、紙層を含む積層体における紙基材層以外の層の厚みが薄くなるほど、効果が向上する。
本発明は、特定の物性を有する紙基材層と、当該紙基材層に積層される外層及び内層をそれぞれ特定のものとし、これらを組み合わせた紙層を含む積層体とすることで、当該紙層を含む積層体をチューブ容器用として押出チューブ容器を形成したときに、押出チューブ容器を押圧したときに発生する、チューブ容器の肩部の紙めくれや尻部の破袋を回避しつつ、環境対応に貢献することのできる、紙層を含む積層体を実現したものである。
<紙層を含む積層体の総厚み>
紙層を含む積層体の厚みは、特に限定されるものではないが、350μm以上500μm以下であってもよい。厚みは、360μm以上、370μm以上、380μm以上、390μm以上、400μm以上、410μm以上、420μm以上、430μm以上、440μm以上、又は450μm以上であってよく、490μm以下、480μm以下、470μm以下、460μm以下、450μm以下、440μm以下、430μm以下、420μm以下、410μm以下、又は400μm以下であってよい。
紙層を含む積層体の厚みが350μm以上500μm以下であれば、製造装置が許容する制限の範囲内にありつつ、例えば、各種包装材等として用いた場合にも十分な強度を有するものとなる。
<紙基材層>
本発明の紙層を含む積層体を構成する紙基材層は、紙を材料として含む層である。紙基材層は、植物繊維その他の繊維を膠着させて製造したものであればよく、特に限定されるものではない。中では、植物由来のパルプを主成分とするものであれば、環境対応の要請を満足することができる。
紙基材層は、植物由来のパルプを主成分としていればよく、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、ポリエチレンパルプ等の合成樹脂製パルプが挙げられる。
本発明の紙層を含む積層体を構成する紙基材層は、ASTM D2482-93に準拠したワックスピックテストメソッドによる表面強度が14以上である。ASTM D2482-93に準拠したワックスピックテストメソッドによる表面強度は、15以上、又は16以上であってもよい。
本発明の紙基材層に用いられる紙基材が、上記した表面強度を有するものであれば、当該紙基材層に積層される特定の外層及び特定の内層と組み合わさることによって、紙基材層の内部剥離を抑制することができる。その結果、本発明の紙層を含む積層体を押出チューブ容器の胴部に用いた場合であっても、チューブ容器に加わる押圧による、チューブ容器の肩部の紙めくれや尻部の破袋を回避することができる。
本発明の紙基材層に用いられる紙基材の種類としては、上記した表面強度を有するものであれば、特に限定されるものではない。例えば、上質紙、中質紙、微塗工紙、塗工紙、片艶紙、晒クラフト紙、又は未晒クラフト紙等を挙げることができる。中では、未晒クラフト紙は、十分な表面強度を有するため好ましい。
なお、本発明の紙基材層に用いられる紙基材層の坪量は、上記した表面強度を有するものであれば、特に限定されるものではない。
<外層>
本発明の紙層を含む積層体における外層は、紙基材層に対して、内層とは逆の側に配置される層全体を意味する。そして、紙層を含む積層体から構造体を作製した際には、構造体の外表面を構成する層である。本発明の紙層積層体における外層は、樹脂層を必須の層として含む。
(外層の厚み)
本発明の紙層を含む積層体における外層は、厚みが90μm以上である。厚みが90μm以上であれば、単層であっても積層体であってもよい。すなわち、外層が単層である場合には、外層の必須の層である樹脂層の厚みが90μm以上であり、外層が積層体である場合には、外層を構成する層のうち樹脂を材料とする層の合計厚みが90μm以上である。また、外層が積層体である場合には、外層は、樹脂を材料とする層以外の層を含まないことができる。
外層の厚みは、100μm以上、110μm以上、120μm以上、130μm以上、140μm以上、150μm以上、160μm以上、170μm以上、180μm以上、又は190μm以上であってもよい。また、外層の厚みは、250μm以下、240μm以下、230μm以下、220μm以下、210μm以下、200μm以下、190μm以下、180μm以下、170μm以下、又は160μm以下であってよい。
紙層を含む積層体における外層の厚みが90μm以上であれば、紙層を含む積層体を押出チューブ容器の胴部に適用した場合に、内容物を押し出すための外部からの圧力による紙基材層の内部剥離を抑制し、チューブ肩部の紙めくれの発生を抑制することができる。
なお、本発明の紙層を含む積層体における外層の厚みは、厚みが90μm以上の範囲で、紙層積層体を適用する用途に応じて適宜設定すればよい。一般に、外層の厚みが厚くなるほど、紙基材層を補強する効果は向上し、紙基材層の内部剥離に起因する肩部の紙めくれは抑制される。
しかしながら、紙層を含む積層体の全体厚み(総厚み)には、製造装置が許容する制限があり、外層の厚みと内層の厚みとの間にはトレードオフの関係がある。このため、製造装置が許容する総厚みのなかで、外層の厚みと内層の厚みとをバランスさせる必要がある。
また、環境対応を目的とするプラスチック量の削減の観点からは、紙層を含む積層体における外層及び内層の厚みは薄くなるほど、効果が向上する。
したがって、本発明の紙層を含む積層体の外層は、厚み90μm以上で、後記する内層の作用を発揮できる内層の厚みを確保しつつ、できる限り薄い厚みを選択することが望ましい。
(樹脂層)
外層の必須の層である樹脂層は、外層が単層である場合には、外層の最外層となる。このため、外層が単層である場合には、樹脂層は、保護層となり、印刷が可能となる樹脂からなる層であってよい。外層に含まれる樹脂層のためには、一般的に用いられている樹脂を用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレ-ト(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)等のポリオレフィン、ナイロン-6、ナイロン-66等のポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)等が挙げられる。
上記の樹脂は、1種のみならず、2種以上がブレンドされていてもよく、必要に応じて、機能性等を付与するための添加剤等が配合されていてもよい。
本発明の紙層を含む積層体において、外層に含まれる樹脂層としては、押出ラミネート加工適正の観点から、ポリエチレン(PE)であってもよく、更には、シール強度または耐衝撃性の観点から、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)であってもよい。
なお、本発明の紙層を含む積層体において、外層に含まれる樹脂層には、予め成形されたフィルムを適用してもよい。外層に含まれる樹脂層となるフィルムは、上記の樹脂等から形成されたフィルムであればよく、未延伸であっても、一軸又は二軸延伸が施されていてもよい。中では、二軸延伸フィルムであることが好ましい。
外層が積層体である場合には、外層を構成する層のうち樹脂を材料とする層の合計厚みが、90μm以上となるようにする。積層体の構成としては、例えば、上記した材料からなる樹脂層、バリア性を付与するためのバリア層、強度を補強するための補強層、あるいは、層と層との間を接着するための接着層等が挙げられる。外層が積層体である場合には、樹脂層、バリア層、補強層、接着層等は、それぞれ1層のみならず2層以上が存在していてもよく、それぞれが積層体となっていてもよい。
(バリア層)
バリア層は、得られる紙層を含む積層体にバリア性を付与するための層である。
バリア層としては、例えば、酸素や水蒸気等のガスを遮断する機能を発現する、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ナイロン(NY)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、又はポリアクリロニトリル(PAN)からなる層等が挙げられる。
なお、上記の樹脂は、1種のみならず、2種以上がブレンドされていてもよく、必要に応じて、機能性等を付与するための添加剤等が配合されていてもよい。
あるいは、上記した樹脂層に対して、無機物蒸着層や有機物コート層を形成して、バリア層としてもよい。
また、金属箔をバリア層として存在させていてもよい。バリア層となる金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、銅箔、チタン箔等の金属箔や、アルミニウム合金箔、ステンレス箔等の合金箔等を挙げることができる。
バリア層として無機物蒸着膜又は有機物コート層を存在させる場合には、バリア層の厚さは、100nm以上、200nm以上、300nm以上、500nm以上、700nm以上、又は1μm以上であることが、強度及びバリア性を確保する観点から好ましく、5μm以下、4μm以下、3μm以下、又は2μm以下であることが、紙層を含む積層体から構造体を作製する際の取り扱い性を向上させる観点から好ましい。
バリア層として金属箔を存在させる場合には、バリア層の厚さは、3μm以上、5μm以上、7μm以上、10μm以上、又は15μm以上であることが、強度及びバリア性を確保する観点から好ましい。また、100μm以下、80μm以下、60μm以下、55μm以下、50μm以下、45μm以下、40μm以下、又は35μm以下であることが、紙層を含む積層体から構造体を作製する際の取り扱い性を向上させる観点から好ましい。
(補強層)
補強層は、強度を補強するための層である。補強層の材料としては、例えば、紙、合成紙、不織布等が挙げられる。なお、外層に含まれる補強層は、本発明の紙層を含む積層体の紙基材層とは別の層である。
(接着層)
接着層は、層と層との間を接着するための層となる。接着層としては、例えば、エチレン-アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン-メタクリル酸共重合体(EMAA)、アイオノマーからなる層等が挙げられる。
接着層は、層同士を、ドライラミネート又はホットメルトラミネートする際に使用する、接着剤からなる層であってもよい。例えば、ドライラミネート接着剤、ホットメルト接着剤、水溶性接着剤、エマルション接着剤、ノンソルベントラミネート接着剤、及び押出ラミネート用の熱可塑性樹脂等であってよい。
本発明の紙層を含む積層体における外層が積層体である場合には、押出ラミネート加工適正の観点から、各層がポリエチレン(PE)からなる積層体であってもよく、更には、シール強度または耐衝撃性の観点から、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)からなる層を含む積層体であってよく、特には、全ての層が直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)からなる積層体であってもよい。また、少なくとも一層として、予め成形されたポリエチレン(PE)フィルムを適用してもよい。
<内層>
本発明の紙層を含む積層体における内層は、紙基材層に対して、外層とは逆の側に積層される層全体を意味する。そして、紙層を含む積層体から構造体を作製した際には、構造体の内面を構成する層であり、構造体の内側に内容物を充填する場合には、内層の最外層は、当該内容物に接触する層となる。
(樹脂フィルム層)
本発明の紙層を含む積層体における内層は、厚みが60μm以上の樹脂フィルム層を含む。ここで、樹脂フィルム層は、予め成形された樹脂フィルムを適用した層である。樹脂フィルム層となる樹脂フィルムは、未延伸であっても、一軸又は二軸延伸が施されていてもよい。中では、二軸延伸フィルムであることが好ましい。
樹脂フィルム層の厚みは、例えば、65μm以上、70μm以上、75μm以上、80μm以上、85μm以上、90μm以上、95μm以上、又は100μm以上であってもよい。また、樹脂フィルムの厚みは、150μm以下、140μm以下、130μm以下、120μm以下、110μm以下、又は100μm以下であってよい。
内層における樹脂フィルム層の厚みが60μm以上であれば、紙層を含む積層体を押出チューブ容器の胴部に適用した場合に、内容物を押し出すための外部からの圧力による内層のエッジ切れを抑制することができ、その結果、続いて起こる紙基材層の内部剥離による、チューブ尻部の破袋の発生を抑制することができる。
樹脂フィルム層の原料となる樹脂は、上記した外層を構成する樹脂層に用いられる樹脂と同様であってよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレ-ト(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)等のポリオレフィン、ナイロン-6、ナイロン-66等のポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)等が挙げられる。
上記の樹脂は、1種のみならず、2種以上がブレンドされていてもよく、必要に応じて、機能性等を付与するための添加剤等が配合されていてもよい。
本発明の紙層を含む積層体における内層に含まれる樹脂フィルム層は、押出ラミネート加工適正の観点から、ポリエチレン(PE)フィルム層であってもよく、更には、シール強度または耐衝撃性の観点から、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム層であってもよい。
(内層の厚み)
本発明の紙層を含む積層体における内層は、厚みが140μm以上であってもよい。内層の厚みは、150μm以上、160μm以上、170μm以上、180μm以上、190μm以上、又は200μm以上であってもよい。また、内層の厚みは、250μm以下、240μm以下、230μm以下、220μm以下、210μm以下、又は200μm以下であってよい。
紙層を含む積層体における内層の厚みが140μm以上であれば、紙層を含む積層体を押出チューブ容器の胴部に適用した場合に、内容物を押し出すための外部からの圧力による内層のエッジ切れを抑制し、その結果、続いて起こる紙基材層の内部剥離による、チューブ尻部の破袋の発生を抑制することができる。
なお、本発明の紙層を含む積層体における内層の厚みは、紙層積層体を適用する用途に応じて適宜設定すればよい。一般に、内層の厚みが厚くなるほど、内層のエッジ切れ抑制の効果は向上し、チューブ尻部の破袋は抑制される。
しかしながら、紙層を含む積層体の全体厚み(総厚み)には、製造装置が許容する制限があり、外層の厚みと内層の厚みとの間にはトレードオフの関係がある。このため、製造装置が許容する総厚みのなかで、外層の厚みと内層の厚みとをバランスさせる必要がある。
また、環境対応を目的とするプラスチック量の削減の観点からは、紙層を含む積層体における外層及び内層の厚みは薄くなるほど、効果が向上する。
したがって、本発明の紙層を含む積層体の内層は、例えば、上記した外層の厚みを確保しつつ、チューブ尻部の破袋が抑制できるなかで、できる限り薄い厚みを選択することが望ましい。
本発明の紙層を含む積層体における内層は、厚みが60μm以上の樹脂フィルム層を含んでいれば、単層であっても積層体であってもよい。
内層が単層である場合には、内層は樹脂フィルム層のみとなる。この場合には、樹脂フィルム層となる材料を、加熱等により隣接する紙基材層に積層でき、かつ構造体を形成するためにヒートシール性を有するものとすることが好ましい。例えば、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを含む混合樹脂による樹脂フィルム等が挙げられる。
内層が積層体である場合には、その構成としては、例えば、上記した樹脂フィルム層、樹脂フィルムを用いない樹脂層、バリア性を付与するためのバリア層、強度を補強するための補強層、層と層との間を接着するための接着層あるいは、紙層を含む積層体同士、又は他の材料と紙層を含む積層体とをヒートシールするためのシーラント層等が挙げられる。内層が積層体である場合には、樹脂フィルム層、樹脂層、バリア層、補強層、接着層等は、それぞれ1層のみならず2層以上が存在していてもよく、それぞれが積層体となっていてもよい。
(樹脂フィルム層以外の樹脂層)
内層において、樹脂フィルム層以外の樹脂層を構成する材料としては、上記した外層を構成する樹脂層、又は内層における樹脂フィルム層に用いられる樹脂と同様であってよい。
樹脂層の材料となる樹脂は、1種のみならず、2種以上がブレンドされていてもよく、必要に応じて、機能性等を付与するための添加剤等が配合されていてもよい。
本発明の紙層を含む積層体の内層における、樹脂フィルム層以外の樹脂層としては、押出ラミネート加工適正の観点から、ポリエチレン(PE)であってもよく、更には、シール強度または耐衝撃性の観点から、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)であってもよい。
(バリア層)
バリア層は、上記の外層に用いられるものと同様であってよい。
(補強層)
補強層は、本発明の紙層を含む積層体の紙基材層とは別の層であり、上記の外層に用いられるものと同様であってよい。
(接着層)
接着層は、上記の外層に用いられるものと同様であってよい。
(シーラント層)
シーラント層は、本発明の紙層を含む積層体を用いて構造体を形成する際に、ヒートシールに用いられる層となる。このため、シーラント層を備える場合には、紙層を含む積層体の内層の最外層となるように配置する。
シーラント層を構成する材料としては、熱接着が可能であり、成形された構造体に十分なシール強度を付与できるものであれば、特に限定されるものではない。公知の材料を適用することができ、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレEAA)、エチレン-メタクリル酸共重合体(EMAA)、アイオノマー樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)等が挙げられる。
中では、熱接着が可能であり、形成された構造体に十分なシール強度を付与できることから、シーラント層は、ポリオレフィン樹脂を含むことが好ましい。
更に、シーラント層は、紙層を含む積層体から構造体を形成したときに、内容物を充填するための空間を形成する層ともなる。このため、構造体に耐内容物性を付与したい場合には、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)等を用いてシーラント層を形成することが好ましい。
シーラント層は、予め成形されたフィルムを用いて形成してもよいし、対象となる積層体の表面に、シーラント層を形成するための材料を溶融して押出し、冷却固化させて形成してもよい。
なお、シーラント層を構成する材料は、1種のみならず、2種以上がブレンドされていてもよい。また、シーラント層には、必要に応じて、機能性等を付与するための添加剤等が配合されていてもよい。
更に、シーラント層は、単層であっても、複層からなる層であってもよい。
本発明の紙層を含む積層体における内層が積層体である場合には、押出ラミネート加工適正の観点から、各層がポリエチレン(PE)からなる積層体であってもよく、更には、シール強度または耐衝撃性の観点から、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)からなる層を含む積層体であってよく、特には、全ての層が直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)からなる積層体であってもよい。
《紙層を含む積層体の製造方法》
本発明の紙層を含む積層体の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。例えば、ドライラミネーション法、ホットメルトラミネーション法、エクストルージョンラミネーション法、及びサンドイッチラミネーション方法等が挙げられる。
《紙層を含む積層体の用途》
本発明の紙層を含む積層体の用途は、特に限定されるものではない。例えば、包装材として用いることができ、紙層を含む包装材であることから、環境への要請を満足させることができる。
また、本発明の紙層を含む積層体を用いて、チューブ容器を作製することもでき、紙層を含む積層体を押出チューブ容器の胴部とした場合には、チューブ容器に加わる押圧による、チューブ容器の肩部の紙めくれや尻部の破袋を回避することができる。
《チューブ容器》
別の本発明は、内容物を排出するための口部と、内容物を収納するための胴部と、を備えるチューブ容器である。そして、チューブ容器の胴部は、上記した本発明の紙層を含む積層体からなり、チューブ容器は、紙層を含む積層体が口部に接合された肩部と、紙層を含む積層体同士が接合された尻部とを有する。
図1は、一実施形態に係る本発明のチューブ容器の斜視図である。図1におけるチューブ容器10は、内容物を収容するための胴部1と、内容物を排出するための口部2とからなり、胴部1は本発明の紙層を含む積層体からなる。
図1において、肩部1aは、紙層を含む積層体と、口部2を形成する材料との連結部であり、尻部1bは、紙層を含む積層体における内層の最外層同士がヒートシールされて形成されたヒートシール部である。
<口部>
チューブ容器における口部は、内容物を排出するためのものである。その形状は、図2に記載されたチューブ容器10の拡大図における口部2に示されるように、外表面に螺旋状の溝が形成された円筒形の凸部と、該凸部の片端に連結されたチューブ上面部と、からなる。
凸部が備える外表面の螺旋状の溝は、チューブ容器の蓋(図示せず)が内表面に備える溝を嵌合することで、チューブ容器が閉栓される。チューブ容器の胴部に押圧を加えることで、凸部が備える開口を通して、チューブ容器の内容物が排出される。
凸部の片端に連結されたチューブ上面部は、チューブ容器の尻側に向かうにつれて外周が広がる錐台筒状の形状となっている。図2に記載されたチューブ容器10においては、円錐台となっている。錐台の角度は、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設計してよい。例えば、水平に対して30度以下であってもよく、場合によっては、0℃であっても問題ない。
口部におけるチューブ上面部の錐台において、凸部と連結していないもう一方の片端は、胴部1に連結している。
本発明のチューブ容器の口部の材料は、胴部1となる本発明の紙層を含む積層体の内層における最外層を形成する材料との接着性が高く、チューブ容器の内容物に接触しても、その品質や衛生面に問題とならないものであればよい。
例えば、熱可塑性樹脂であれば、口部を成形するための樹脂の溶融時に、紙層を含む積層体との接着が可能となる。口部の材料としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン樹脂、オレフィンと、ビニル系モノマー、アクリル系モノマー、不飽和カルボン酸等の共重合性モノマーとの共重合体であるオレフィン系共重合体、又はこれらの混合物であるポリオレフィン系樹脂組成物、並びにこれらが高密度ポリエチレン(HDPE)にブレンドされた樹脂組成物等が挙げられる。
中では、耐熱性や加工性の観点からは、口部の材料としては、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)に高密度ポリエチレン(HDPE)がブレンドされたポリエチレン系樹脂組成物であってもよい。更に、酸素等の気体の透過を防止するために、口部には、バリア性を有する材料が積層されていてもよい。
<胴部>
本発明のチューブ容器における胴部は、本発明の紙層を含む積層体からなる。本発明の紙層を含む積層体の内層の最外層同士、又は内層の最外層と外層の最外層とがヒートシールされて形成されたサイドシールと、対向する内層同士がヒートシールされて形成された尻部とを有する。尻部とは逆の端は、口部におけるチューブ上面部の端部に接合し、これにより、内容物を収納するための空間が形成されている。
<チューブ容器の製造方法>
本発明のチューブ容器の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、以下のような方法で作製することができる。
先ず、本発明の紙層を含む積層体から略長方形に材料を切り抜き、紙層を含む積層体の内層の最外層の端部同士、又は内層の最外層と外層の最外層とを重ね合わせて、その重ね合せ部分をヒートシールしてチューブ容器の胴部のサイドシールを形成し、紙層を含む積層体からなる筒状体を作製する。
ヒートシールする方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、バーシール、回転ロールシール、ベルトシール、インパルスシール、高周波シール、超音波シール、火炎シール等の従来公知の方法で行うことができる。
続いて、作製した筒状体を金型内に装着し、筒状体の一端の開口に連結するように、チューブ容器の口部を形成する。口部の成形方法は、特に限定されるものではなく、例えば、圧縮成形、射出成形等が挙げられる。
続いて、筒状体の開口から内容物を充填し、最後に、対向する内層同士をヒートシールすることで尻部を形成して、内容物を封入する。
<内容物>
本発明のチューブ容器に適用される内容物は、チューブ容器の胴部に押圧を加えることで排出できるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、医薬品、医薬部外品、化粧品、洗剤、食品、塗料等が挙げられる。
具体的には、例えば、ハンドクリーム、日焼け止め、ヘアスタイリング剤、歯磨き粉等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例等により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<材料>
実施例及び比較例においては、層を構成する材料として、以下を準備した。
(1)紙基材層
・未晒クラフト紙(両更クラフトK、日本製紙株式会社、秤量:50g/m、厚み:75μm)
ASTM D2482-93に準拠したワックスピックテストメソッドによる表面強度:16
・一般コート紙(オーロラS、日本製紙株式会社、秤量:48g/m、厚み:40μm)
ASTM D2482-93に準拠したワックスピックテストメソッドによる表面強度:9
(2)樹脂フィルム層
・直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム(厚み:30μm)
・直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム(厚み:50μm)
・直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム(厚み:80μm)
・直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム(厚み:100μm)
(3)樹脂層
・直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)
(4)アルミニウム層
・アルミニウム箔(厚み:9μm)
(5)接着層
・エチレン-メタクリル酸共重合体(EMAA)
(6)口部成形用樹脂
・高密度ポリエチレン(HDPE)
<実施例1>
(紙層を含む積層体の作製)
1.未晒クラフト紙(両更クラフトK、日本製紙株式会社)と、アルミニウム箔との間に、接着層となるエチレン-メタクリル酸共重合体(EMAA)を挟み込んでサンドラミネーションを行い、(紙基材層/EMAA層/アルミニウム層)の積層体を作製した。EMAA層の厚みは、30μmとなるようにした。
2.上記で得られた(紙基材層/EMAA層/アルミニウム層)の積層体のアルミニウム層の裏側に、接着層となるエチレン-メタクリル酸共重合体(EMAA)のバックラミネーションを行い、(紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層)の積層体を作製した。EMAA層の厚みは、30μmとなるようにした。
3.上記で得られた(紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層)の積層体の紙基材層と、厚み50μmの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルムとの間に、樹脂層となる、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を挟み込んでサンドラミネーションを行い、(LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層)の積層体を作製した。LLDPE樹脂層の厚みは、40μmとなるようにした。
4.上記で得られた(LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層)の積層体のLLDPEフィルム層の裏側に、樹脂層となる直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)のバックラミネーションを行い、(LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層)の積層体を作製した。LLDPE樹脂層の厚みは、30μmとなるようにした。
5.上記で得られた(LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層)の最外層となっているEMAA層と、厚み80μmの直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルムとの間に、樹脂層となる、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を挟み込んでサンドラミネーションを行い、(LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層/LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(80μm))の積層体を作製した。LLDPE樹脂層の厚みは、20μmとなるようにした。
6.上記で得られた(LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層/LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(80μm))の積層体のLLDPEフィルム層(80μm)の裏側に、樹脂層となる直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)のバックラミネーションを行い、(LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層/LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(80μm)/LLDPE樹脂層)の積層体を作製した。LLDPE樹脂層の厚みは、20μmとなるようにした。
得られた実施例1の紙層を含む積層体である(LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層/紙基材層/EMAA層/アルミニウム層/EMAA層/LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(80μm)/LLDPE樹脂層)の総厚みは、384μmであった。
実施例1の紙層を含む積層体においては、紙基材層の片面に積層された(LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(50μm)/LLDPE樹脂層)が該層となり、もう一方の面に積層された(EMAA層/アルミニウム層/EMAA層/LLDPE樹脂層/LLDPEフィルム層(80μm)/LLDPE樹脂層)が内層となる。実施例1の紙層を含む積層体は、外層の厚みが120μm、内層の厚みが189μmであり、内層は厚み80μmのLLDPEフィルム層を含んでいる。
<比較例1>
(紙層を含む積層体の作製)
表1に記載した厚みの樹脂フィルムに変更し、各層の厚みを表1に記載したように変更した以外は、実施例1と同様にして、紙層を含む積層体を作製した。
比較例1の紙層を含む積層体は、外層の厚みが80μm、内層の厚みが229μm、総厚みが384μmであり、内層は厚み50μmのLLDPEフィルム層を含んでいる。
<比較例2>
(紙層を含む積層体の作製)
表1に記載したように、外層を直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)のバックラミネーションによる樹脂層のみとし、内層にLLDPEフィルム層を備えさせない態様とし、各層の厚みを表1に記載したように変更した紙層を含む積層体を作製した。
比較例2の紙層を含む積層体は、外層の厚みが165μm、内層の厚みが144μm、総厚みが384μmである。
<比較例3>
(紙層を含む積層体の作製)
表1に記載したように、紙基材層として一般コート紙(オーロラS、日本製紙株式会社)を用い、樹脂フィルムの厚みを変更し、内層にLLDPEフィルム層を備えさせない態様として、各層の厚みを表1に記載したように変更した紙層を含む積層体を作製した。
比較例3の紙層を含む積層体は、外層の厚みが210μm、内層の厚みが144μm、総厚みが394μmである。
<比較例4>
(紙層を含む積層体の作製)
表1に記載したように、外層を直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)のバックラミネーションによる樹脂層のみの態様とし、各層の厚みを表1に記載したように変更した紙層を含む積層体を作製した。
比較例4の紙層を含む積層体は、外層の厚みが80μm、外層の厚みが234μm、総厚みが389μmであり、内層は厚み80μmのLLDPEフィルム層を含んでいる。
<比較例5>
(紙層を含む積層体の作製)
表1に記載したように、内層に厚み50μmのLLDPEフィルム層を備えさせた態様とし、各層の厚みを表1に記載したように変更した紙層を含む積層体を作製した。
比較例5の紙層を含む積層体は、外層の厚みが120μm、外層の厚みが189μm、総厚みが384μmであり、内層は厚み50μmのLLDPEフィルム層を含んでいる。
<評価>
[肩部の紙めくれ]
得られた紙層を含む積層体を切り抜き、最内層と最外層とを重ね合わせてヒートシールし、外層が表層となる筒状体を作製した。作製した筒状体をショルダー成形機にセットし、押出温度220℃で口部の材料となる高密度ポリエチレン(HDPE)を押し出して、紙層を含む積層体の筒状物の端部と、口部の端部とが連結した成形体を作製した。
得られた成形体の肩部を手で圧し潰し、紙めくれが発生するか否かの確認を行った。結果を表1に示す。
[尻部の破袋]
得られた紙層を含む積層体を12mm×12mmの試験片を切り抜き、半分に折って最内層同士を対向させて、2方をヒートシールした。
ヒートシールされていない開口から、日焼け止めクリーム25gを充填し、開口を、インパルスシーラー(FI-200-10W、富士インパルス株式会社)を用いて、シール温度180℃、シール時間1.0秒、冷却時間1.0秒の条件でヒートシールして、内容物が収容された3方シール袋を作製した。
得られた3方シール袋について、引張試験機(型番:VE10D、東洋製罐株式会社)を用いて、圧縮速度50m/minにて圧縮試験を行い、3方シール袋が破袋するときの最大強度を測定した。結果を表1に示す。
Figure 2023071480000001
10 チューブ容器
1 胴部
1a 肩部
1b 尻部
2 口部

Claims (6)

  1. 外層と、紙基材層と、内層と、を含む紙層を含む積層体であって、
    前記紙基材層は、ASTM D2482-93に準拠したワックスピックテストメソッドによる表面強度が14以上であり、
    前記外層は、樹脂層を含み、かつ厚みが90μm以上であり、
    前記内層は、厚みが60μm以上の樹脂フィルム層を含む、
    紙層を含む積層体。
  2. 前記紙基材層は、未晒クラフト紙である、請求項1に記載の紙層を含む積層体。
  3. 前記内層は、厚みが140μm以上である、請求項1又は2に記載の紙層を含む積層体。
  4. 厚みが350μm以上500μm以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の紙層を含む積層体。
  5. チューブ容器用である、請求項1~4のいずれか一項に記載の紙層を含む積層体。
  6. 内容物を排出するための口部と、前記内容物を収納するための胴部と、を備えるチューブ容器であって、
    前記胴部は、請求項1~5のいずれか一項に記載の紙層を含む積層体からなり、
    前記紙層を含む積層体が前記口部に接合された肩部と、前記紙層を含む積層体同士が接合された尻部とを有する、
    チューブ容器。
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