JP4620193B2

JP4620193B2 - 液体紙容器

Info

Publication number: JP4620193B2
Application number: JP09953699A
Authority: JP
Inventors: 秀彦岡本; 徳之椎名
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: JP2000289164A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体紙容器に関し、特に液体紙容器を形成する積層体の最外層として、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いたことを特徴とする液体紙容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液体紙容器は、内容物の保存性、容器としての強度等を確保するため各種の積層体を用いて形成される。図３は、従来の技術による液体紙容器を形成する積層体の各種の構成例を示す模式断面図である。そしてこの液体紙容器に用いられる積層体１０の層構成は、図３（ａ）に示すように、紙１１の外面および内面に高圧法ポリエチレン１２、１３を積層した３層構造、図３（ｂ）に示すような、バリア層としてアルミニウム箔１４Ｋを含む積層体、さらに図３（ｃ）に示すような、バリア層として、シリカ蒸着したポリエステルフィルムを含む積層体等が知られており、現在も汎用されている。前記各積層体の構成は略号により示すと次のようなものである。
（１）ＰＥ／紙／ＰＥ
（２）ＰＥ／紙／ＰＥ／ＡＬ／ＰＥ
（３）ＰＥ／紙／ＰＥ／ＳｉＯｘ−ＰＥＴ／ＰＥ
｛略号ＰＥ：ポリエチレン、ＡＬ：アルミニウム箔、ＳｉＯｘ−ＰＥＴ：シリカ蒸着したポリエステルフィルム｝
従来、液体紙容器の最内層、及び最外層共に、一般に高圧法（低密度）ポリエチレンが用いられているが、これは、積層等の加工性が容易なためである。また、近年、特開平７−１４８８９５にある様なシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を最内層とすることを特徴とする液体紙容器が開発され、利用され始めている。これはシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を最内層とすることにより、低温シール性に優れ、低い温度帯においても安定したシールが得られるため、特にバリア層として蒸着ＰＥＴを用いた仕様において必須のものとなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、液体紙容器は、前記積層体により形成されているが、それを打ち抜き、胴貼りを行い、スリーブ状にしたものを実際の充填機にかける場合、熱風チャンバーによりトップシール、ボトムシール部の内外面を炙り、内外層のポリエチレン樹脂を溶融、圧着させることにより、シールを可能としている。しかしながら、最内面のシーラントとして、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いた場合、低温シール可能であるが、最外層には依然として、高圧法（低密度）ポリエチレンが用いられているため、前記内面層のシール範囲では外付き（外シール）が悪くなるという問題が発生していた。本発明の課題は、内外面のシールが安定してできる積層体からなる液体紙容器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
液体紙容器を形成する積層体が、少なくとも、最外層、基材となる紙層、バリア層、最内層という構成からなり、シリカ蒸着したポリエステルフィルムを前記バリア層とし、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を前記最外層及び前記最内層の両層とすることにより、前記液体紙容器を密封するトップシール部及びボトムシール部において、前記最内層の前記シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体が前記基材となる紙層による段差部の空隙を埋めると共に前記バリア層によるヒートシールの不均一をなくして密封性が向上されるようにし、且つ前記積層体の最外層の前記シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体が前記積層体の外面同士をヒートシールすることを含む外面シール部のシール可能温度領域を広くして安定したシール強度を得られるようにしたこと、また、前記αオレフィンが、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、デセンから選ばれる一または二以上であることを含むものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
そこで、最外層にもシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いることにより、内面側と同じ低いシール温度帯においても安定した外付き（外シール）を維持できるようにした。図１は、本発明の液体紙容器の実施例を示す、（ａ）液体紙容器の斜視図。（ｂ）液体紙容器のスリーブ（筒貼り体）を起函した状態の斜視図。（ｃ）液体紙容器を形成する積層体の層構成を示す模式断面図。（ｄ）Ｙ１部拡大図である。図２は、本発明の液体紙容器の別の実施例を示す層構成を示す模式断面図である。
【０００６】
従来、液体紙容器を形成する積層体の最内層としては、一般的に高圧法（低密度）ポリエチレンが用いられている。これはヒートシールし易く、加工も容易なためであるが、前記高圧法ポリエチレンには低分子量物が含まれ、該低分子量物に起因する臭いが内容物に移行することがある。水や酒のようにポリエチレン臭が移行すると、その商品価値に影響する場合には、最内層に高圧法ポリエチレンを用いることには問題がある。そこで、このような内容物を充填する液体紙容器を形成する積層体の最内層の材質として、低分子量物の含有量が少ない、チーグラー触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いることがある。しかし、前記チーグラー触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体はシール温度が高く、加工性に問題がある。そしてこの加工性を良くするためにフィルムの密度を低くすると、低分子量物が多くなり、この結果、フィルムの滑性が悪く、加工上支障がある。その対策として、フィルムの滑性を良くするために滑剤を添加すると、滑剤が内容物に移行し、内容物の味覚を劣化させるという問題がある。
【０００７】
そこで、最近では、前記の各樹脂の他、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を前記積層体の最内層に用いることがある。前記積層体の最内層に、前記エチレン−α・オレフィン共重合体を用いることにより、内容物の味覚を阻害することなく、かつ、液体紙容器の構造上の課題で有る紙層に起因する段差部の空隙を埋めて容器としての密封性をよくすることができる。また、前記積層体の構成にアルミニウム箔層を含まずに、バリア層としてシリカ等の蒸着フィルムを積層した積層体においては、最内層が高圧法ポリエチレンであると液体紙容器の成形の際の加熱による接着が不均一になり易く、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体とすることによって、前記接着が安定する。
【０００８】
液体紙容器を形成する積層体の最内層に用いる樹脂は多様化しても、前記積層体の最外層に用いる樹脂は、高圧法ポリエチレンが一般的であった。前記最内層樹脂の密封性、内容物との関係の問題に対し、最外層の樹脂は、直接に内容物と接しないため、加工性がよいこと、また、紙層より内側の層構成に関わらず、同一の仕様とすることによる生産の効率等の理由から、高圧法ポリエチレンが用いられていた。
【０００９】
液体紙容器はその構造上、液体紙容器を形成する積層体の外面同士のヒートシール性の良さも求められる。しかし、最外層の樹脂を高圧法ポリエチレンとした場合に、前記、最内面の樹脂の種類により最適な加熱条件を設定しても、内面、外面を同時に加熱するために、外面シールのために適した加熱とならずに、外面シール不良を起すことがあった。因みに、ゲーベルトップ型紙容器の場合には、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、液体紙容器における外面シール部Ｈは、トップシール部Ｔｓ、ボトムシール部Ｔｂのそれぞれのサイドパネル面同士の接着、また、底面における折り返し部の接着などである。
【００１０】
以上説明したような、液体紙容器を形成する積層体の、特に内面樹脂の種類の違いに外面シールを安定化させる方法について検討し、実験の結果、本発明は、例えば図１（ｃ）及び（ｄ）に示す積層体の層構成において、液体紙容器を形成する積層体の最外層３に用いる樹脂としてシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いた構成とすることにより、前記課題を解決できることを見出した。液体紙容器を形成する積層体１の最外層樹脂としてシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いることにより、外面シール部のシール可能温度領域が広くなって安定したシール強度が得られることになった。
【００１１】
従来、長期保存性の液体紙容器を形成する積層体の構造としては、例えば、図２に示すように、バリア層としてアルミニウム箔４Ｋを用いることが一般的であり、この場合には、最内層樹脂として高圧法ポリエチレンでも密封性等問題はなかったが、、味覚の問題は存在した。特に、前述のように、内面樹脂によりその味覚が損なわれやすい内容物を包装する場合、また、積層体のバリア層としてアルミニウム箔の替わりに、酸化シリカ蒸着ポリエステルフィルム等を用いる場合、液体紙容器の最内層に、低分子量物を含まないシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いるケースが多くなってきたが、このような場合に前記液体紙容器の積層体の最外層に高圧法ポリエチレンを用いた場合等に、内面樹脂による密封性を確保する加熱条件にすると、液体紙容器の外面同士のシールを含む外面シール部の接着不良となることがあった。
【００１２】
そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、図１（ｃ）または（ｄ）に示すように、液体紙容器Ｐを形成する積層体１の最外層３の材質としてシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体にして、同条件のシール条件により容器形成をすると、密封性とともに外面同士のシールを含む外面シールが極めて安定してできることを見出したのである。液体紙容器Ｐを形成する積層体１の最外層３を前記エチレン−α・オレフィン共重合体とすることにより、前述したように、液体紙容器の内面樹脂が高圧法ポリエチレン、チーグラー触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体、またはシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体であっても、これらの内面樹脂に適した密封条件の加熱においても、得られる液体紙容器の外面同士のシールを含む外面シールは安定したものとなった。特に液体紙容器の最内層５および最外層３のいずれにもシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いた場合には、液体紙容器としての密封性、内容物の味覚保持においても良好な結果を示し、さらに外面同士のシールを含む外面のシールも安定した液体紙容器とすることができる。
【００１３】
本発明の液体紙容器Ｐを形成する積層体１の最外層３及び最内層５において用いる前記シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体は、前記αオレフィンが、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、デセンから選ばれる一または二以上であるものを用いる。また、前記エチレン−α・オレフィン共重合体層には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤、無機又は有機充填剤、染料、顔料、などを適宜添加してもよい。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の液体紙容器について、実施例によりさらに詳細に説明する。
［実施例１］基材となる紙に坪量３５０ｇ／ｍ²のミルクボードを用い、最外層にシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体｛密度Ｄ＝０．９０８、メルトインデックスＭＩ＝４．２｝を厚さ１５μｍで押出しラミネーションし、さらに紙基材の内面側にはシリカ蒸着ＰＥＴ（厚さ１２μｍ）が高圧法ポリエチレン｛密度Ｄ＝０．９１０、ＭＩ＝４．２、厚さ２０μｍ｝を用いサンドイッチラミネーション法により接着され、更に、同様の方法で、接着剤として二液硬化型のアンカーコート剤を用い、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体｛密度Ｄ＝０．９０８、メルトインデックスＭＩ＝４．２、厚さ４０μｍ｝のフィルムをラミネートした。得られた積層体に印刷を施し、ブランクシートを打ち抜き、胴貼りシールすることによりスリーブ状ブランクを得た。最終的なスリーブ状ブランクの層構成は略号で示すと（外）Ｓ−ＰＥ１５／紙３５０／ＬＤＰＥ２０／ＳｉＯｘＰＥＴ１２／ＡＣ／ＬＤＰＥ２０／Ｓ−ＰＥ４０（内）
となった。
｛略号Ｓ−ＰＥ：シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体、略号の後の数字は層の厚さ（単位μｍ）、ただし、紙の単位はｇ／ｍ²｝此のスリーブを充填機にセットし、成形し内容物として水を充填した後、トップシールして密封した。充填機の温度条件としては、トップシール温度が２８０℃、ボトムシール温度は２８５℃とした。シール状況としては、表１に示す通りであるが、内面シールにも関わらず、特にボトムシール部の外付きについても問題なくシールされていた。
【００１５】
〔実施例２〕
基材となる紙に坪量350 g/m²のミルクボードを用い、最外層にシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレンーα・オレフィン共重合体｛密度D ＝0.908 、メルトインデックスMI=4.2｝を厚さ15μｍで押出しラミネーションし、さらに紙基材の内面側にはシリカ蒸着PET （厚さ12μｍ）が高圧法ポリエチレン｛密度D=0.923 、メルトインデックスMI=3.7｝を用い厚さ20μｍとしてサンドイッチラミネーション法により接着され、更に、同様の方法で、二液硬化型のアンカーコート剤を塗布して、高圧法( 低密度) ポリエチレン｛密度D ＝0.923 、メルトインデックスMI=4.5、厚さ40μｍ｝のフィルムがラミネーションされた構成のブランクシートを打ち抜き、胴貼りシールすることによりスリーブ状ブランクを得た。
最終的なスリーブ状ブランクの層構成は略号で示すと
（外）S-PE15/ 紙350 /LDPE20/ SiO_XPET12/AC/LDPE20/LDPE40（内）
となった。
此のスリーブを充填機にセットし、成形し内容物として水を充填した後、トップシールをして密封した。
充填機の温度条件としては、トップシール温度は280 ℃、ボトムシール温度は285 ℃とした。
シール状況としては、表１に示す通りであるが、内面シールにも関わらず、特にボトムシール部の外付きについても問題なくシールされていた。
【００１６】
〔比較例１〕
基材となる紙に坪量350 g/m²のミルクボードを用い、最外層に高圧法( 低密度) ポリエチレン｛密度D=0.923 、メルトインデックスMI=3.7｝を厚さ15μｍで押出しラミネーションし、さらに紙基材の内面側にはシリカ蒸着PET(厚さ12μｍ) が高圧法ポリエチレン｛密度D=0.923 、メルトインデックスMI=3.7、厚さT=20μｍ) を用いエクストルージョンコーティング法(EC 法) により接着され、更に同様の方法で、接着剤として二液硬化型のアンカーコート剤を用いシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレンーα・オレフィン共重合体｛密度D=0.908 、メルトインデックスMI=4.2、厚さ40μｍ｝のフィルムがラミネーションされた構成のブランクスリーブ状ブランクの層構成を略号により示すと、
（外）LDPE15/ 紙350/LDPE20/ SiO _XPET12/AC/LDPE20/S-PE40（内）
となる。
このスリーブを充填機にセットし、内容物として水を充填し、成形した。その際、トップシール温度は280 ℃で、ボトムシール温度は285 ℃であった。シール状況としては、表に示す通りであるが、内面シールは良好であるが、特にボトムシール部の外付きについては全くシールされておらず、成形不良となった。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【発明の効果】
以上に記述した通り、液体紙容器を形成する積層体の最外層にシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いることにより、最内層にシングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を用いた場合でも安定した外付きシールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体紙容器の実施例を示す、（ａ）液体紙容器の斜視図、（ｂ）液体紙容器のスリーブ（筒貼り体）を起函した状態の斜視図、（ｃ）液体紙容器を形成する積層体の層構成を示す模式断面図、（ｄ）Ｙ１部拡大図である。
【図２】本発明の液体紙容器の別の実施例を示す層構成を示す模式断面図である。
【図３】従来の技術による液体紙容器を形成する積層体の各種の構成例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
Ｐ液体紙容器
Ｔｓトップシール部
Ｔｂボトムシール部
Ｈ外面シール部
ｗ注出口
１積層体
２紙層
３最外層
４バリア層
４Ｋアルミニウム箔
４Ｂ蒸着基材層
４ＶＭ蒸着層
５最内層
６補強層
７接着層
１０従来の積層体
１１紙
１２最外層高圧法ポリエチレン
１３最内層高圧法ポリエチレン
１４Ｋアルミニウム箔
１５ＶＭシリカ蒸着層
１５Ｂポリエステルフィルム
１６接着剤または接着性樹脂

Claims

液体紙容器を形成する積層体が、少なくとも、最外層、基材となる紙層、バリア層、最内層という構成からなり、シリカ蒸着したポリエステルフィルムを前記バリア層とし、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を前記最外層及び前記最内層の両層とすることにより、前記液体紙容器を密封するトップシール部及びボトムシール部において、前記最内層の前記シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体が前記基材となる紙層による段差部の空隙を埋めると共に前記バリア層によるヒートシールの不均一をなくして密封性が向上されるようにし、且つ前記積層体の最外層の前記シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体が前記積層体の外面同士をヒートシールすることを含む外面シール部のシール可能温度領域を広くして安定したシール強度を得られるようにしたことを特徴とする液体紙容器。
αオレフィンが、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、デセンから選ばれる一または二以上であることを特徴とする請求項１記載の液体紙容器。