JP6318913B2

JP6318913B2 - 紙容器用包装材料の製造方法

Info

Publication number: JP6318913B2
Application number: JP2014132101A
Authority: JP
Inventors: 山口　幸伸; 幸伸山口
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: JP2016010858A

Description

本発明は、紙容器用包装材料の製造方法に関し、更に詳しくは、密封性に優れ、製函時のシール温度を低くすることができるとともに製函時のシール温度領域が広い紙容器用包装材料の製造方法に関するものである。

従来、酒、ジュース、ミネラルウォーター、液体調味料等の液体飲食物を充填包装するために、種々の紙容器用包装材料およびそれよりなる紙容器が開発され、提案されている。
このような紙容器としては、外面熱可塑性樹脂層、紙基材層および内面熱可塑性樹脂層を有する紙容器用包装材料を、図４に示されるゲーブルトップ型や、図５に示されるフラットトップ型等の種々の形状に製函してなるものが用いられている。

これらの紙容器は、内容物の浸透や液漏れを防ぐために、あるいは、内容物の変質等を防ぎ長期保存を可能にするために、極めて高い密封性が要求される。
しかしながら、紙基材はある程度の厚さや剛性を持つため、これを用いる紙容器は一般的に、接合部分に生じる空隙や、折り曲げに対する紙の反発力等により、密封性が損なわれ易い。例えば、ゲーブルトップ型紙容器の場合は、その上部、底部および胴部の接合部、特に上部接合部において、確実な密封性を得ることは困難とされていた。

そこで、接合部の密封性を高めるために、製函時のシール温度を上げて接着強度を高めることが行われている。しかしながら、シール温度が高いと、熱可塑性樹脂が酸化し、その酸化臭が内容物に移行する等の問題がある。特に、蒸着仕様に関しては、接着強度は高まるものの、ピンホールが発生し、その部分で密封性および気密性が損なわれるという問題がある（特許文献１）。
したがって、製函時のシール温度を低く設定しても、高い接着強度および密封性が得られる紙容器用包装材料が求められている。

特開２００１−３１００５号公報

本発明は、上記の問題を解決し、製函時のシール適性に優れ、すなわち、低温シール性に優れるとともに広い温度範囲でシール可能であり、密封性に優れ、特に、容器の接合部分における段差部やセンターシール部の密封性に優れる紙容器用包装材料の製造方法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に鋭意研究し、少なくとも、外面熱可塑性樹脂層、紙基材層、および内面熱可塑性樹脂層の順に積層された紙容器用包装材料の製造方法であって、該内面熱可塑性樹脂層は、紙基材層に近い層から順に、貼合層、１層またはそれ以上の中間層、および接液層からなる３層またはそれ以上の多層構造を有し、貼合層は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）からなり、接液層は線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなり、中間層は、接液層を形成する線状低密度ポリエチレンと密度が同等以上のポリエチレンからなり、該貼合層の厚みは、該内面熱可塑性樹脂層の厚みの半分以下であり、該内面熱可塑性樹脂層を、共押出コーティング法により積層することを特徴とする、上記製造方法を開発した。

なお、本発明において、低密度ポリエチレンとは、高圧法エチレン単独重合体であり、線状低密度ポリエチレンとは、チーグラー触媒に代表されるマルチサイト触媒またはメタロセン触媒に代表されるシングルサイト触媒を使用して重合した、エチレンとα−オレフィンとの共重合体であり、いずれも、密度が０.９３０ｇ／ｃｍ³以下のものを指す。線状低密度ポリエチレンのコモノマーとなるα−オレフィンとしては、炭素数３〜２０のα−オレフィン、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−へキセン、１−オクテン、１−ノネン、４−メチルペンテン等、及びこれらの混合物が挙げられる。

より具体的には、本発明は、以下の点を特徴とする。
（１）少なくとも、外面熱可塑性樹脂層、紙基材層、および内面熱可塑性樹脂層の順に積層された紙容器用包装材料の製造方法であって、該内面熱可塑性樹脂層は、紙基材層に近い層から順に、貼合層、１層またはそれ以上の中間層、および接液層からなる３層またはそれ以上の多層構造を有し、貼合層は低密度ポリエチレンからなり、接液層は線状低密度ポリエチレンからなり、中間層は、接液層を形成する線状低密度ポリエチレンと密度が同等以上のポリエチレンからなり、該貼合層の厚みは、該内面熱可塑性樹脂層の厚みの半分以下であり、該内面熱可塑性樹脂層を、共押出コーティング法により積層することを特徴とする、上記製造方法。
（２）前記中間層を形成するポリエチレンが、線状低密度ポリエチレンであることを特徴とする、上記（１）に記載の紙容器用包装材料の製造方法。
（３）前記内面熱可塑性樹脂層が、紙基材層に近い層から順に、貼合層、中間層および接液層を積層した３層構造を有することを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の紙容器用包装材料の製造方法。
（４）紙基材層と内面熱可塑性樹脂層との間にバリア層を積層したことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の紙容器用包装材料の製造方法。

本発明の紙容器用包装材料の製造方法は、特定の樹脂からなる多層構造の内面熱可塑性樹脂層を、共押出コーティング法により積層することを特徴とするものである。
この多層構造において、紙基材層に最も近い場所に位置する貼合層は低密度ポリエチレンからなり、紙基材層から最も離れた場所に位置する層、すなわち、紙容器の最内層となる接液層は線状低密度ポリエチレンからなり、中間層は、該接液層を形成する線状低密度ポリエチレンと密度が同等以上のポリエチレンからなり、該貼合層の厚みは、該内面熱可塑性樹脂層の厚みの半分以下である。

上記構成により、本発明の製造方法により得られる紙容器用包装材料は、製函時のシール温度を低くすることが可能であるとともに、製函時のシール温度領域を広く取ることができる。
また、貼合層は低密度ポリエチレンからなるため、シール時に好適な低粘性を示し、紙容器の接合部分の段差部やセンターシール部に流れ込んでその空隙を埋めて、容器の密封性を高め、内容物の漏れを防ぐことができる。
またさらに、本発明の製造方法によれば、３層またはそれ以上の多層構造からなる内面熱可塑性樹脂層を一度に形成することができるため、包装材料の生産性に優れる。

本発明の製造方法により製造される紙容器用包装材料の層構成について、一例を示す概略的断面図である。本発明の製造方法により製造される紙容器用包装材料の層構成について、一例を示す概略的断面図である。ゲーブルトップ型紙容器のブランク板の一例を示す平面図である。ゲーブルトップ型紙容器の一例を示す斜視図である。フラットトップ型紙容器の一例を示す斜視図である。ゲーブルトップ型紙容器の一例を示す斜視図である。図６の（ａ）ＤＳ部、（ｂ）ＣＳ部を示すＷ−Ｗ部断面図である。密封性試験の評価基準を示す参考図である。密封性試験において、浸透液が容器上部に形成されたビスまで到達している状態を示す参考写真である。

上記の本発明について以下に更に詳しく説明する。以下、本発明において使用される樹脂名は、業界において慣用されるものが用いられる。
＜１＞本発明の製造方法により製造される紙容器用包装材料の層構成および紙容器の形状
図１〜２は、本発明の製造方法により製造される紙容器用包装材料の層構成の一例を示す概略的断面図である。
本発明の製造方法により製造される紙容器用包装材料は、図１に示すように、外面熱可塑性樹脂層（１）、紙基材層（２）および内面熱可塑性樹脂層（３）を基本の構成とする。ここで、内面熱可塑性樹脂層（３）は、３層またはそれ以上の多層構造を有し、少なくとも、紙基材層に最も近い場所に位置する層（貼合層）（３ａ）、中間層（３ｂ）、および、紙基材層から最も離れた場所に位置する層（接液層）（３ｃ）を有する。外面熱可塑性樹脂層（１）は、紙容器の外面を形成し、内面熱可塑性樹脂層（３）の接液層（３ｃ）は、紙容器の最内層となる。外面熱可塑性樹脂層（１）と紙基材層（２）との間に、印刷層等を任意に設けることができる。また、外面熱可塑性樹脂層（１）のさらに表面に印刷層を設けることもできる。

また、図２に示すように、紙基材層（２）と内面熱可塑性樹脂層（３）との間に、接着層（４）を介してバリア層（５）を設けてもよい。または、紙容器の包装目的、充填包装する内容物、その使用目的、用途等に応じて、更なる層を任意に積層してもよい。

さらに、上記紙容器用包装材料を、所定の形状に打ち抜き、図３に示すような糊代部を有するブランク板を製造する。この端面を、スカイブ・ヘミング等によって処理し、フレーム処理やホットエアー処理により糊代部の内面及び外面熱可塑性樹脂層を溶融し、シールを行い、筒状のスリーブを製造する。次いで、内容物充填機内で同様にシールを行い、底部及び上部を形成して紙容器とする。

紙容器の形状は、用途・目的等に応じて適宜決定すればよく、図４および図６に示すゲーブルトップ型や、図５に示すフラットトップ型の他にも、任意の形状であってよい。また、この紙容器の注出口には、たとえばポリエチレン製のキャップ、プルタブ型の開封機構等を適宜に設けてもよい。
紙容器の一態様として、ゲーブルトップ型紙容器を例に、その接合部分の段差部やセンターシール部における密封性について説明する。

図３および図４に示されるとおり、紙容器は、上部（１０）、胴部（３０）および底部（５０）の各面を形成するパネルを、糊代（９０）を介してシールし、筒状のスリーブを製造する。次いで、底面パネル（５１、５２、５３、５４）により底部（５０）を製造する。さらに、内容物を充填後、傾斜パネル（１１ａ）の傾斜パネル糊代（１１ｂ）および折込パネル（１３ａ）の折込パネル糊代（１３ｂ）を介してシールして上部接合部（１５）を形成し、傾斜部（１１）および折込部（１３）を含む上部（１０）を製造する。また、図４に示すように、紙容器は、注出口（７１）を備えていてもよく、さらにキャップ（
７２）を備えていてもよい。

図６は、紙容器について、ゲーブルトップ型の別の一例を示す斜視図である。図７は、図６のＷ−Ｗ部断面図であって、図７（ａ）は段差部ＤＳを、図７（ｂ）はセンターシール部ＣＳを示す。

密封された紙容器Ｐにおいては、特に内容物が液体である場合、いかなる部位からも液漏れがあってはならないことは言うまでもない。たとえば、ゲーベルトップ型紙容器の場合、容器の構造上、漏れ易い、気密性を損ないやすい部位としては、図７（ａ）に示すように、上部接合部（１５）の段差部ＤＳにおける空隙Ｘ、及び、図７（ｂ）に示すように上部接合部（１５）のセンターシール部ＣＳにおける空隙Ｙである。この段差部ＤＳおよびセンターシール部ＣＳに形成される空隙Ｘ、Ｙに、溶融樹脂により確実に密封する際に、特に注意すべき部位である。

また、上記のような容器の構造において、特に、上部の傾斜パネルおよび折込パネルの糊代の接合部分である上部接合部（１５）において、折込パネルの折込に対する反発力等により、面シール性が損なわれ、シール不良が生じ易い。さらに、上部接合部１５のセンターシール部ＣＳは、シール部の厚みが薄くなるシール痩せ状態となり易い。なお、面シール性とは、傾斜パネル糊代（１１ｂ）同士のシール性および折込パネル糊代（１３ｂ）同士のシール性を指す。

紙容器Ｐの上部の部位にて、説明したが、その底部にも同様の漏れやすい、あるいは、気密性を損ない易い部位が存在する。輸送時に、これらの部位が衝撃等により破損し、液漏れを起こさせることがある。特に、長距離輸送の場合に、その危険性が高くなっている。

これらの漏れが生じやすい接合部分には、通常のシールに加え、さらにビスを設けることが行われている。具体的には、段差部やセンターシール部において、部分的に余分に加圧することにより、より高い接着強度で接着された部分（ビス）を設ける。しかしながら、従来の紙容器では、内容物が空隙を伝い、ビスを超えて漏れだすことが知られている。これに対し、本願発明は、このような問題を解消し得るものである。

＜２＞外面熱可塑性樹脂層
本発明において、外面熱可塑性樹脂層は、紙基材層の一方の面に積層され、内面熱可塑性樹脂層の接液層との接着性を有する任意の熱可塑性樹脂からなってよい。
このような熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテンポリマー、ポリエチレンまたはポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の樹脂を、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。接液層を形成する線状低密度ポリエチレンと特に良好な接着性を示すことから、低密度ポリエチレン、または線状低密度ポリエチレンを用いることが特に好ましい。

外面熱可塑性樹脂層は、紙容器の表面となる層であるが、そのさらに表面に印刷層を設けることもでき、この場合には、印刷層に用いられる印刷インキの密着性の向上を図るために表面に例えば、コロナ処理等の表面処理を施すことが好ましい。

外面熱可塑性樹脂層の層厚は、紙容器を形成するのに十分なシール強度が得られる厚さであればよく、当業者が適宜に設定することができるが、例えば、１０〜５０μｍ、特に好ましくは１５〜３０μｍの範囲である。

外面熱可塑性樹脂層は、紙基材層の一方の面上に、コロナ処理・フレーム処理や場合によりアンカーコート剤層等を介して、溶融した熱可塑性樹脂を押出しコーティングすることによって、または、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを任意の方法によりラミネートすることによって積層することができる。

＜３＞紙基材層
本発明において、紙基材層としては、適用する紙容器の用途に応じて、種々の賦型性、耐屈曲性、剛性、腰、強度等を有する任意の紙を使用することができ、例えば、主強度材であり、強サイズ性の晒または未晒の紙、あるいは、純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙、ミルク原紙等の各種の紙を使用することができる。紙基材層は、これらの紙を複数層重ねてラミネートしたものであってもよい。任意の厚さのものを使用することができるが、例えば、坪量８０〜６００ｇ／ｍ²、好ましくは坪量１００〜５００ｇ／ｍ²であり、厚さ１１０〜８６０μｍ、好ましくは１４０〜６４０μｍの範囲である。なお、紙基材には、例えば、文字、図形、記号、その他の所望の絵柄を通常の印刷方式にて任意に形成することができる。

＜４＞内面熱可塑性樹脂層
本発明において、内面熱可塑性樹脂層は、３層以上の熱可塑性樹脂からなる多層構造を有し、この多層構造において、中間層を形成する熱可塑性樹脂の密度が、接液層を形成する熱可塑性樹脂の密度と同等以上であり、該貼合層の厚みは、該内面熱可塑性樹脂層の厚みの半分以下である。

この構成により、製函時のシール温度を低くすることが可能になるとともに、製函時のシール温度領域を広く取ることができる。
また、貼合層を形成する低密度ポリエチレンは、シール時に、紙容器の接合部分の段差部やセンターシール部に流れ込んでその空隙を埋めることにより、容器の密封性を高め、内容物の漏れを防ぐ。

接液層を形成する熱可塑性樹脂は、中間層を形成する樹脂と密度が同等以下で、かつ、線状低密度ポリエチレンである。この構成により、良好なシール性が発揮される。したがって、本発明の紙容器用包装材料は、低温でもシールが可能であり、高速包装が可能であり、多種多様な用途に適用することができる。接液層を形成する線状低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは０.８９０〜０.９０９ｇ／ｃｍ^３である。０.８９０ｇ／ｃｍ^３より小さいと、表面の滑り性が劣ったり、カートンの製造適性が悪くなったりするため、好ましくない。

また、上記線状低密度ポリエチレンとしては、メタロセン触媒に代表されるシングルサイト触媒を使用して重合した線状低密度ポリエチレンを用いることが特に好ましい。メタロセン触媒で重合した線状低密度ポリエチレンは、チーグラーナッタ触媒に代表されるマルチサイト触媒を使用して重合したものに比べて、引張り強度、引裂き強度、突き刺し強度等の機械的特性に優れており、特に好適に使用することができる。ここで、シングルサイト触媒（メタロセン触媒、いわゆるカミンスキー触媒を含む）は、活性点が均一（シングルサイト）であるという特徴を持つ。このシングルサイト触媒は、メタロセン系遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒であり、無機物に担持されて使用されることもある。

ここで、メタロセン系遷移金属化合物としては、例えば、ＩＶＢ族から選ばれる遷移金属［チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）］に、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、テトラヒドロインデニル基、置換テトラヒドロインデニル基、フルオニル基または置換フルオニル基が１乃至２結合しているか、あるいは、これらのうちの二つの基が共有結合で架橋したものが結合しており、他に水素原子、酸素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アセチルアセトナート基、カルボニル基、窒素分子、酸素分子、ルイス塩基、ケイ素原子を含む置換基、不飽和炭化水素等の配位子を有するものが挙げられる。

また、有機アルミニウム化合物としては、アルキルアルミニウム、または鎖状あるいは環状アルミノキサン等が挙げられる。ここで、アルキルアルミニウムとしては、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジメチルアルミニウフルオリド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、エチルアルミニウムセスキクロリド等が挙げられる。

また、鎖状あるいは環状アルミノキサンは、アルキルアルミニウムと水を接触させて生成される。例えば、重合時にアルキルアルミニウムを加えておき、後に水を添加するか、あるいは、錯塩の結晶水または有機・無機化合物の吸着水とアルキルアルミニウムとを反応させることで得られる。

また、貼合層を形成する熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレンである。これにより、貼合層が、紙容器のシール部の段差に移動してその空隙部を埋めるため、容器の密封性、すなわち、上部や底部における段差部やセンターシール部の密封性を高め、内容物の漏れを防ぐことができる。貼合層を形成する低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは０.９１０〜０.９３０ｇ／ｃｍ^３である。０.９３０ｇ／ｃｍ^３より大きいと、密封性が悪くなるため、好ましくない。

さらに、貼合層と接液層との間に位置する中間層はポリエチレンであり、単層構造であるか、または２層以上の多層構造であってよい。特に、該ポリエチレンが、線状低密度ポリエチレンからなることが好ましく、さらに好ましくは、メタロセン触媒に代表されるシングルサイト触媒を使用して重合した線状低密度ポリエチレンである。これにより、シール性を一層高めることができる。

中間層を形成するポリエチレンの密度は、接液層を形成する線状低密度ポリエチレンの密度と同じかそれ以上の値であって、好ましくは０.９００〜０.９２５ｇ／ｃｍ^３である。０.９００ｇ／ｃｍ^３より小さいと、十分な耐ピンホール性が得られない。また０.９２５ｇ／ｃｍ^３より大きいと、十分な低温シール性が得られない。

また、中間層を形成するポリエチレンの密度が、接液層を形成する線状低密度ポリエチレンの密度より大きい場合は、製函時に紙容器用包装材料をホットエアーで炙ると、表面の接液層がシール性・接着性を発揮するのに十分な程度で溶融・軟化した時点で、その内部に位置する中間層は、接着強度の向上に寄与する程度に溶融・軟化しながらも、紙基材層から発生する水蒸気圧に耐え、発泡や破膜を防ぐ程度の強度を保持する。したがって、炙りピンホールの発生を抑制することができる。

内面熱可塑性樹脂層の総厚みは、当業者が適宜に設定することができるが、３０〜１００μｍとすることが好ましく、４０〜８０μｍとすることがより好ましい。４０μ以上とすることで、優れた密封性および低温シール性が発揮される。また、本発明の内面熱可塑
性樹脂層は、１００μｍ以下で十分な接着強度を示すため、成形性に優れる。

各層の厚みは、当業者が適宜に設定することができるが、例えば、貼合層の厚みは１５〜２５μｍであり、且つ、内面熱可塑性樹脂層の厚みの半分以下である。中間層の総厚みは１５〜３０μｍであり、接液層の厚みは１０〜２５μｍとすることができる。貼合層および中間層が厚過ぎると、低温シール性が損なわれる。逆に、貼合層が薄過ぎると、十分な密封性が得られない。接液層が薄過ぎると、低温シール性が損なわれるため、好ましくない。また、中間層の厚みは、接液層の厚みよりも大きいことが好ましい。この構成により、耐ピンホール性を一層高めることができる。

内面熱可塑性樹脂層は、紙基材層または後述のバリア層上に、アンカーコート剤層等を介して、溶融した熱可塑性樹脂を貼合層／中間層／接液層の共押出コーティングによって積層される。本発明の方法によれば、生産性に優れ、低コストで製造可能である。
アンカーコート剤を用いる場合は、ウレタン系接着剤等を使用することができ、その塗布量は０.０１〜１.０ｇ／ｍ²程度であることができる。

＜５＞バリア層
本発明において、紙基材層と内面熱可塑性樹脂層との間に、バリア層を設けてもよい。バリア層は、酸素及び水蒸気に対するバリア性を示す任意のバリアフィルム等であってよい。具体的には、アルミニウム箔等の金属箔、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等からなるフィルムに、アルミニウム等の金属や酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物を蒸着した蒸着フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクロニトリル等のガスバリア性を示す樹脂により形成された層が挙げられる。これらの２種以上を積層してもよい。

バリア層は、紙基材層上に、接着性樹脂を介してサンドイッチラミネーション法により積層することができる。接着性樹脂としては、熱によって溶融し相互に融着し得る任意の熱可塑性樹脂を使用することができるが、例えば、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−マレイン酸共重合体、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、アイオノマー樹脂、ポリエチレンをアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂、無水マレイン酸などが挙げられる。この接着性樹脂層の厚みとしては、貼り合わせるバリアフィルムの種類等に応じて、当業者が適宜に設定することができるが、例えば、１５〜６０μｍ、好適には２０〜３０μｍであってよい。６０μｍより厚いと、コストアップになり好ましくない。

バリア層はまた、任意の接着剤を介してドライラミネーション法等により積層してもよい。接着剤としては、ウレタン系接着剤、ビニル系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤等の熱硬化性樹脂を用いることができる。

＜６＞製造方法
本発明の製造方法は、紙基材層の一方の面上に外面熱可塑性樹脂層を積層し、反対側の面上に、場合によりバリア層を積層し、さらに内面熱可塑性樹脂層を積層する。あるいは、一方の面上に外面熱可塑性樹脂層を積層した紙基材層と、一方の面上に内面熱可塑性樹脂層を積層したバリア層とを、貼り合わせることによって製造してもよい。

いずれの場合においても、内面熱可塑性樹脂層は、溶融押出機を使用して、共押出コーティング法により紙基材層やバリア層等の上に直接積層される。
本発明の製造方法によれば、高い生産性で安価に、密封性および低温シール性に優れた紙容器用包装材料を製造することができる。

具体的には、例えば、Ｔダイ製膜機等を使用して、接液層、中間層および貼合層の各層を形成する熱可塑性樹脂をそれぞれ溶融・混練し、紙基材層またはバリア層を一定の速度にて移動させながら、その一方の面に、溶融した熱可塑性樹脂を共押出コーティングにより積層し、多層構造を有する内面熱可塑性樹脂層を形成し、紙容器用包装材料を得る。
なお、バリア層に加えて、またはバリア層の代わりに、任意の機能層を設ける場合は、該機能層上に直接、共押出コーティング法により内面熱可塑性樹脂層を形成すればよい。

＜７＞紙容器
本発明の製造方法により製造される紙容器法包装材料からなる紙容器は、例えば、各種の飲食品、接着剤、粘着剤等の化学品、化粧品、医薬品等の雑貨品等の種々の物品を充填包装することができるものである。特に、例えば、酒、果汁飲料等のジュース、ミネラルウォーター、醤油、ソース、スープ等の液体調味料、あるいは、カレー、シチュー、スープ等の種々の液体飲食物を充填包装する液体用紙容器として有用なものである。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を制限するものではない。

＜実施例１＞
坪量４００ｇ／ｍ²のミルクカートン原紙の表面側に、低密度ポリエチレン（ＬＣ５２０、日本ポリエチレン（株）製）を厚さ２０μｍになるように押出しコーティングした。次いで、ミルクカートン原紙の裏面側に、エチレン−メタクリル酸共重合体（Ｎ０９０８Ｃ、三井デュポンポリケミカル（株）製）を厚さ２０μｍになるように押し出しながら、サンドイッチラミネーション法を用いて、蒸着膜が設けられた厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを貼り合わせた。最後に、蒸着膜が設けられた厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにウレタン系接着剤（ＥＬ−５４０（主剤）／ＣＡＴ−ＲＴ３２（硬化剤）、東洋モートン（株）製）を乾燥後の塗布量が０.１ｇ／ｍ²となるように塗工した後、低密度ポリエチレン（貼合層、ＬＣ５２０、密度０.９２３ｇ／ｍ³、日本ポリエチレン（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（中間層、ＦＶ４０３、密度０.９１８ｇ／ｍ³、住友化学（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（接液層、０５７ＦＡ、密度０.９０２ｇ／ｍ³、宇部丸善ポリエチレン（株）製）とを、厚さがそれぞれ２０μｍ、２５μｍ、１０μｍになるように共押出コーティングし、本発明の紙容器用包装材料を作製した。

＜実施例２＞
接液層を形成する樹脂として、線状低密度ポリエチレン（０５７ＦＡ、密度０.９０２ｇ／ｍ³、宇部丸善ポリエチレン（株）製）の代わりに、線状低密度ポリエチレン（ＦＶ４０１、密度０.９０４ｇ／ｍ³、住友化学（株）製）を用いた以外は、実施例１と同様にして、本発明の紙容器用包装材料を作製した。

＜実施例３＞
実施例１と同様にして、ミルクカートン原紙の表面側に低密度ポリエチレンを押出しコーティングし、裏面側に蒸着フィルムを貼り合わせ、この蒸着フィルム上にウレタン系接着剤を塗工した。その後、低密度ポリエチレン（貼合層、ＬＣ５２０、密度０.９２３ｇ／ｍ³、日本ポリエチレン（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（中間層、０２２ＧＳ、密度０.９０４ｇ／ｍ³、宇部丸善ポリエチレン（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（ＦＶ４０１、密度０.９０４ｇ／ｍ³、住友化学（株）製）とを、厚さがそれぞれ２０μｍ、２０μｍ、１５μｍになるように共押出コーティングし、本発明の紙容器用包装材料を作製した。

＜比較例１＞
実施例１と同様にして、ミルクカートン原紙の表面側に低密度ポリエチレンを押出しコーティングし、裏面側に蒸着フィルムを貼り合わせ、この蒸着フィルム上にウレタン系接着剤を塗工した。その後、低密度ポリエチレン（貼合層、ＬＣ５２０、密度０.９２３ｇ／ｍ³、日本ポリエチレン（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（中間層、０５７ＦＡ、密度０.９０２ｇ／ｍ³、宇部丸善ポリエチレン（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（接液層、ＦＶ４０３、密度０.９１８ｇ／ｍ³、住友化学（株）製）とを、厚さがそれぞれ２０μｍ、２５μｍ、１０μｍになるように共押出コーティングし、紙容器用包装材料を作製した。

＜比較例２＞
実施例１と同様にして、ミルクカートン原紙の表面側に低密度ポリエチレンを押出しコーティングし、裏面側に蒸着フィルムを貼り合わせ、この蒸着フィルム上にウレタン系接着剤を塗工した。その後、低密度ポリエチレン（貼合層、ＬＣ５２０、密度０.９２３ｇ／ｍ³、日本ポリエチレン（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（中間層、０５７ＦＡ、密度０.９０２ｇ／ｍ³、宇部丸善ポリエチレン（株）製）と、線状低密度ポリエチレン（接液層、０５７ＦＡ、密度０.９０２ｇ／ｍ³、宇部丸善ポリエチレン（株）製）とを、厚さがそれぞれ３５μｍ、１０μｍ、１０μｍになるように共押出コーティングし、紙容器用包装材料を作製した。

＜評価基準＞
（耐ピンホール性試験）
実施例１〜３および比較例１〜２で作製した紙容器用包装材料を用いて、シール温度（エアー温度）を２８０〜３６０℃の間で１０℃おきに変化させて、ヒーターを通過後にカートンをサンプリングし、紙容器用包装材料の内面に浸透液を塗布して、５分後にふき取り、目視によりピンホールを確認した。

次いで、この紙容器用包装材料をミルクカートン原紙の部分で凝集剥離させて２枚に分離し、平板状態になったそれぞれのミルクカートン原紙の面を観察し、浸透液がミルクカートン原紙まで浸透しているか否かを目視により確認した。

（密封性試験・シール性試験）
実施例１〜３および比較例１〜２で作製した紙容器用包装材料を用いて、シール温度（エアー温度）を２８０〜３６０℃の間で１０℃おきに変化させて、中に内容物として水を充填した容量１８００ｍｌのゲーブルトップ型紙容器のサンプルを作製した。上部の傾斜パネルの糊代は幅１７ｍｍとし、折込パネルの糊代と重ね合せてシールを行い、上部接合部１５を設けた。ここで、段差部においては、折れ線（非糊代部との境界線）から２ｍｍより上の位置にビスを設け、センターシール部においては、折れ線（非糊代部との境界線）から２.５ｍｍより上の位置にビスを設けた。底部においても同様に底部接合部を設けるとともに、底部接合部にビスを設けた。

得られたゲーベルトップ型紙容器に水を充填後、ゲーブルトップ型紙容器の中の水を廃棄し、容器の上部および底部を切り取って、その内部に浸透液を塗布し、３０分後に加熱により接合箇所を剥がして平板状態にした後、目視により上部接合部１５の段差部およびセンターシール部における浸透液の浸透度合いから、密封性を評価するとともに、上部接合部１５の段差部以外の部分およびセンターシール部以外の部分における浸透液の浸透度合いから、シール性を評価した。図３のブランク板において、折り込みパネル糊代１３ｂと糊代９０との連設部近傍を確認することにより、上部接合部１５の段差部の密封性を評価した。また、図３のブランク板において、傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂの中央部近傍を確認することにより、上部接合部１５のセンターシール部の密封性を評価した。

なお、上部接合部１５の密封性が評価基準を満たせば、底部接合部の密封性も評価基準を満たすことがわかっているため、ここでは、上部接合部１５の密封性およびシール性を評価した結果のみを説明する。
結果を以下の表２に示す。

上記の表２において、「ピンホール」の欄は、ピンホールの発生状況を表し、表中、○は、ピンホールが無く、浸透液が紙まで浸透していない状態を表し、△は、ピンホールが傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂの中（傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂと、側面パネル３１、３２、３３、３４との折れ線より上）に発生している状態を表し、×は、ピンホールによる漏れが発生している状態を表す。

また、「密封」の欄において、○は、図８のＯＫ例に示されるように、浸透液が傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂに形成されたビスの下端に到達していない状態を表し、△は、図８のＮＧ例および図９に示されるように、浸透液が傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂに形成されたビスの下端を越して浸透している状態を表し、×は、傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂから浸透液の漏れが発生している状態を表す。

また、「シール」の欄において、○は、浸透液が傾斜パネル糊代１１ｂと折込パネル糊代１３ｂに浸透していない状態を表し、△は、浸透液が傾斜パネル糊代１１ｂと折込パネル糊代１３ｂの中（傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂと、側面パネル３１、３２、３３、３４との折れ線より上）に浸透している状態を表し、×は、傾斜パネル糊代１１ｂおよび折込パネル糊代１３ｂから浸透液の漏れが発生している状態を表す。

表２に表す評価結果から明らかなように、実施例１〜３の紙容器用包装材料は、３００℃の低温でも良好なシール性および密封性を示し、３２５℃±２５℃という広範囲のヒートシール温度領域で製函可能なものであった。また、実施例１〜２の紙容器用包装材料は、３５０℃もの高温でのシールによっても、ピンホールの発生は確認されなかった。

これに対し、比較例１〜２は、３４０℃でシールすることによってピンホールが発生し、３６０℃ではピンホールによる漏れが発生した。また、比較例１は、３１０℃でシール不良が発生し、浸透液が上部接合部１５に浸透していた。また、比較例２は、３００℃でのシール不良に加え、３１０℃で密封性不良が発生し、浸透液がビスを越えて浸透していた。

１．外面熱可塑性樹脂層
２．紙基材層
３．内面熱可塑性樹脂層
３ａ．紙基材層に最も近い場所に位置する層（貼合層）
３ｂ．中間層
３ｃ．紙基材層から最も離れた場所に位置する層（接液層）
４．接着層
５．バリア層
１０．上部
１１．傾斜部
１１ａ．傾斜パネル
１１ｂ．傾斜パネル糊代
１３．折込部
１３ａ．折込パネル
１３ｂ．折込パネル糊代
１５．上部接合部
３０．胴部
３１、３２、３３、３４．側面パネル
５０．底部
５１、５２、５３、５４．底面パネル
５２ｂ、５３ｂ、５４ｂ．底面パネル糊代
７０．把持タブ
７１．注出口
７２．キャップ
９０．糊代
Ｌ１、Ｌ２．折れ線
Ｐ．紙容器
ＤＳ．段差部
ＣＳ．センターシール部
Ｘ、Ｙ．空隙

Claims

少なくとも、外面熱可塑性樹脂層、紙基材層、および内面熱可塑性樹脂層の順に積層された紙容器用包装材料の製造方法であって、
該内面熱可塑性樹脂層は、紙基材層に近い層から順に、貼合層、１層またはそれ以上の中間層、および接液層からなる３層またはそれ以上の多層構造を有し、
貼合層は低密度ポリエチレンからなり、
接液層は線状低密度ポリエチレンからなり、
中間層は、接液層を形成する線状低密度ポリエチレンと密度が同等以上のポリエチレンからなり、
該貼合層の厚みは、該内面熱可塑性樹脂層の厚みの半分以下であり、
該内面熱可塑性樹脂層を、共押出コーティング法により積層することを特徴とする、上記製造方法。
前記中間層を形成するポリエチレンが、線状低密度ポリエチレンであることを特徴とする、請求項１に記載の紙容器用包装材料の製造方法。
前記内面熱可塑性樹脂層が、紙基材層に近い層から順に、貼合層、中間層および接液層を積層した３層構造を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の紙容器用包装材料の製造方法。
紙基材層と内面熱可塑性樹脂層との間にバリア層を積層したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の紙容器用包装材料の製造方法。