JP3048009B2 - 紙容器乃びその製造に用いられる積層体 - Google Patents

紙容器乃びその製造に用いられる積層体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、香気成分を有する飲料
用に好適な積層紙容器乃びその原反に関する。さらに詳
しくは、保香性、落下強度、ヒートシール性などが良好
な積層紙容器及びその原反に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の果実飲料、乳酸菌飲料等の容器と
して多層の紙容器が広く使用されている。このような紙
容器は、包装に際しヒートシールを行なうところから、
ヒートシール性樹脂層を紙の内層に積層し使用されてい
る。この際、ガスバリヤー性や遮光性を高めるために、
紙の内層にアルミニウム箔層を形成させ、さらにその内
層にヒートシール性樹脂層を形成させる場合がある。い
ずれにしても、このようなヒートシール性樹脂として、
従来はオレフィン系重合体が主として使用されていた。
オレフィン系重合体はヒートシール性が優れているのみ
ならず柔軟性にも優れており、折り曲げ加工などを行っ
てもピンホールの発生がないなど優れた特長を有してい
る。しかしこのようなヒートシール層は同時に、飲食物
等の内容物に直接接触する層となるが、この場合オレフ
ィン系重合体は香気成分を吸着し易く、被包装物の種類
によっては味や香りが変化するという欠点を有してい
た。
【0003】この欠点を改善するために、内層にグリコ
ール変性ポリエチレンテレフタレートを使用する方法が
特開昭62−128752号や特開昭62−29053
4号などにおいて提案されている。後者の提案における
ように、容器外側層となる低密度ポリエチレン保護被膜
を施した紙原反を用い、オーバーラップシールによって
容器を形成すると、低密度ポリエチレンと変性ポリエチ
レンテレフタレート間でシールはされるがシール力が小
さい。このため容器形状が大きくなるにつれてその欠点
が顕在化し、ジュース等を充填した後に落下試験を行う
とシール部分が簡単に破損するため、実用上、大きな問
題となってくる。本発明者らの検討によれば、低密度ポ
リエチレン層をコロナ処理しておいてもそれ程大きな改
善は認められずまた低密度ポリエチレン層に加え、ポリ
エステル層にもコロナ処理を施しても、顕著な改善は認
められなかった。これら公報に開示されているグリコー
ル変性ポリエステルの具体例は、非晶質のPET−Gで
あるが、乾燥が容易で紙へのラミネート操作が簡単な結
晶性を有する共重合ポリエチレンテレフタレートを内層
とすると、上記欠点がより顕著に認められた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、紙外層
として、紙へのラミネート性が良好であり、水分等に対
して充分な保護機能を有する素材を、又、紙内層として
共重合ポリエチレンテレフタレートとする紙容器構成に
ついての検討を行った。そして共重合ポリエチレンテレ
フタレートとして結晶性を有するものを用いても、オー
バーラップシールによって紙容器を製造した場合にも充
分なシール強度が得られるような構成を見出すべく検討
を行った。その結果、後述のような構成を採ることによ
り、その目的が達成できることを知った。従って本発明
の目的は、保香性、落下強度の優れた紙容器及びその原
反を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、容器の基体と
なる紙層の一方の面に、エチレン・不飽和カルボン酸・
不飽和エステル共重合体(以下、単に3元共重合体とい
うことがある)の層を設け、紙層の他方の面に、最外層
が共重合体成分3〜20モル%を含む変性ポリエチレン
テレフタレート(以下、変性PETという)層となるよ
うな層を設けたことを特徴とする紙容器用積層体及びそ
れから形成された紙容器に関する。
【0006】本発明における層構成は、基本的には3元
共重合体/紙/変性PETからなるが、紙と変性PET
層の間に適宜、接着層(以下、T層ということがある)
やガスバリヤー層(以下、B層ということがある)が設
けられていてもよい。すなわち、3元共重合体/紙/変
性PFT、3元共重合体/紙/T/B/T変性PETな
どの層構成を採ることもできる。
【0007】本発明の紙層の一方の面に形成され、紙容
器にした場合の外層を形成する3元共重合体における不
飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸などであり、と
くにアクリル酸又はメタクリル酸が好ましい。また3元
共重合体における不飽和エステルは、上記不飽和カルボ
ン酸のエステル又は酢酸ビニルのようなビニルエステル
などである。前者の具体例としては、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタ
クリル酸メチルなどを例示することができる。不飽和エ
ステルとしては、とくにアクリル酸又はメタクリル酸の
エステルが好適である。
【0008】3元共重合体における各成分の重合比率
は、エチレンが30〜93重量%、好ましくは50〜8
8重量%、不飽和エステルが4〜40重量%、好ましく
は7〜30重量%、不飽和カルボン酸が3〜30重量
%、好ましくは5〜20重量%である。不飽和エステル
及び不飽和カルボン酸の含有量がこのような範囲にある
ことにより、変性PETとのヒートシールを強固に行う
ことができる。また、エチレン含有量が上記範囲より少
なくなると、粘着性が増しブロッキングが起こり易くな
るので、上記のような重合割合とするのが好ましい。3
元共重合体としてはまた190℃、2160g荷重にお
けるメルトフローレートが0.05〜100g/10
分、とくに0.5〜50g/10分のものが好ましい。
【0009】紙の他方の最外層を形成し、容器にした場
合に最内層となる変性PETの層は、変性PETを主成
分とするものであって、その改良のために他の重合体、
例えば耐衝撃性、耐ピンホール性の改良のためにエチレ
ンの重合体もしくは共重合体を少量配合したものであっ
てもよい。またポリエチレンテレフタレートのような他
のポリエステルを少量配合したものであってもよい。
【0010】変性PETは、エチレングリコール単位乃
びテレフタル酸単位の外に、共重合体成分を3〜20モ
ル%、好ましくは5〜15モル%の割合で共重合されて
いるものである。共重合成分としては、イソフタル酸、
フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、p−オキ
シ安息香酸のような芳香族カルボン酸、アジピン酸、セ
バシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸のような脂肪族
又は脂環族カルボン酸、プロピレングリコール、1,4
−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等
のジオール類をあげることができる。これら共重合成分
の中では、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジメ
タノール、ジエチレングリコール等がとくに好適であ
る。これら変性PETとしては、極限粘度が0.60な
いし1.4dl/g、とくに0.65ないし1.0dl
/gのものが好ましい。共重合成分が3モル%より少な
いと、ヒートシール性が悪く、高温充填紙器の内層材と
して用いる充分な、ヒートシール強度の大きいものが得
られない。また共重合成分が20モル%を超えると、組
成物の柔軟性、伸び等が充分でなく、ピンホールや折り
曲げ加工による破損等が生じ易くなる。
【0011】変性PETに配合することのできるエチレ
ン重合体もしくは共重合体としては、低密度ポリエチレ
ン、中・高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレ
ン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレンとアクリ
ル酸又はメタクリル酸のエステルとの共重合体、エチレ
ン・不飽和酸共重合体やエチレン・不飽和カルボン酸・
不飽和エステル共重合体あるいはそれらのナトリウム、
カリウム、マグネシウム、亜鉛などの金属イオンで少な
くとも一部が中和された塩、あるいは、これらの2種以
上である。これらエチレンの重合体もしくは共重合体
は、変性PETの層に40重量%以下、好ましくは30
重量%以下の如き量で配合することができる。
【0012】紙層と変性PET層の間には、接着剤層や
ガスバリヤー層を1層以上設けることができる。長期保
存用容器に使用する場合に設けることが好ましいガスバ
リヤー層としては、アルミニウム、2軸延伸ポリエチレ
ンテレフタレート、エチレンビニルアルコール共重合体
などを例示することができる。また接着剤層としては、
前記したエチレンの重合体もしくは共重合体などを用い
てもよい。一般には、変性PET層の耐ピンホール性を
改善するために、接着層を兼ねてこのようなエチレンの
重合体もしくは共重合体の層を、変性PET層に隣接し
て設けることが好ましい。
【0013】以上の如き積層体を適宜折り曲げ、ヒート
シールなどの各操作を利用して容器状に形成する。容器
状はいかなる形状のものであってもよく、例えば市場に
出廻っている紙容器と同一形状のものであってもよい。
変性PETと3元共重合体との間でシールする場合、好
ましくは3元共重合体層を、より好ましくは3元共重合
体層と変性PET層の両層をコロナ処理してシールする
のがよい。これにより強固なシールを行うことができる
ので、充填容器の落下試験を行ってもシール面が容易に
破損することはない。とくに3元共重合体層と変性PE
T層の両層をコロナ処理してヒートシールした場合に飛
躍的なシール強度の改善が認められる。
【0014】
【実施例】次に実施例により本発明を説明する。実施例1 密度200g/mを有する板紙(B層)に、エチレン
/イソブチルアクリレート/メタクリル酸(E/IBA
/MAA)からなる3元共重合体(E/IBA/MAA
=80/10/10重量%、MFR=10)を樹脂温3
00℃、ライン引取速度80m/minで押出コーティ
ングし、厚み25μmの塗布膜をA層として形成させ
た。次に上記積層体と厚み7μmのAl箔(D層)の間
に、エチレン/メタクリル酸(E/MAA)からなる共
重合体(E/MAA=90/10重量%、MFR=8)
を樹脂温300℃、ライン引取速度80/minで押出
して、サンドイッチラミネーションを行ない、共重合体
膜20μmを形成して、3元共重合体/紙/共重合体/
Al(A/B/C/D層)構成からなる積層体を得た。
この積層体のAl面に上記3元共重合体を樹脂温300
℃、ライン引取速度80m/minで押出コーティング
し、厚み20μmの塗布膜をE層として形成させた。次
に、この3元共重合体(以下、ターポリマーとよぶこと
がある)塗布膜層(E層)をコロナ処理した後、このタ
ーポリマー層上にF層として変性ポリエチレンテレフタ
レート(以下、変性PETとよぶ。共重合組成は、イソ
フタル酸/テレフタル酸/エチレングリコール=10/
40/50モル%である。以下同じ)ダイ下樹脂温30
0℃、ライン引取速度80m/minで押出コーティン
グし、厚み20μmの塗布膜を形成し、多層包装材料を
得た。この多層包装材料のターポリマー層(A層)にラ
イン速度100m/minでコロナ処理を行なった後の
ターポリマー層(A層)面と変性PET層(F層)面と
のヒートシール性を評価した結果を表1に示す。シール
強度は実用上充分な値を示している。
【0015】実施例2 実施例1における多層包装材料のターポリマー層(A
層)面乃び変性PET層(F層)面に、ライン速度10
0m/minでコロナ処理を行なった後のターポリマー
層(A層)面と変性PET層(F層)面との間のヒート
シール性を評価した結果を表1に示す。変性PET層を
コロナ処理しない場合に較べ飛躍的にシール強度が改善
されている。
【0016】比較例1 A層用の材料として、低密度ポリエチレン(LDPE,
MFR=10)を用いた以外は実施例1と同構成(LD
PE/紙/共重合体/Al/3元共重合体/変性ポリエ
チレンテレフタレート)の多層包装材料を得た。この多
層包装材料のLDPE面をライン速度100m/min
でコロナ処理を行なった後のLDPE面と変性PET面
との間のヒートシール性を評価した結果を表1に示す。
シール強度が弱く、容器にした時、落下等の衝撃により
シール面が容易に破損し、実用上不充分である。
【0017】比較例2 比較例1における多層包装材料のLDPE面乃び変性P
ET層面に、ライン速度100m/minでコロナ処理
を行なった後のLDPE面と変性PET面との間のヒー
トシール性を評価した結果を表1に示す。変性PET層
をコロナ処理しない場合に較べ、シール強度は改善され
てはいるが、実用上充分な強度ではない。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、保香性、落下強度の大
きい紙容器を提供できる。とくに比較的小容量の容器か
ら1l又はそれ以上の如き大容量の容器に至るまで巾広
く適用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B65D 5/00 - 5/76 B65D 65/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器の基体となる紙層の一方の面に
    エチレン・不飽和カルボン酸・不飽和エステル共重合体
    の層を設け、紙層の他方の面に最外層が共重合成分3〜
    20モル%を含む変性ポリエチレンテレフタレート層と
    なるような層を設けたことを特徴とする紙容器用積層
    体。
  2. 【請求項2】 紙層と変性ポリエチレンテレフタレ
    ート層の間にガスバリヤー層を含む層が設けられている
    ことを特徴とする請求項1の積層体。
  3. 【請求項3】 エチレン・不飽和カルボン酸・不飽
    和エステル共重合体層表面の少なくとも一部がコロナ処
    理されていることを特徴とする請求項1又は2の積層
    体。
  4. 【請求項4】 変性ポリエチレンテレフタレート層
    表面の少なくとも一部がコロナ処理されていることを特
    徴とする請求項3に記載の積層体。
  5. 【請求項5】 エチレン・不飽和カルボン酸・不飽
    和エステル共重合体層と変性ポリエチレンテレフタレー
    ト層とのシール面を有する請求項1ないし4のいずれか
    に記載の積層体から形成された紙容器。
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