JP6331669B2

JP6331669B2 - 液体用紙容器

Info

Publication number: JP6331669B2
Application number: JP2014098503A
Authority: JP
Inventors: 友之長谷川
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-05-12
Also published as: JP2015214093A

Description

この発明は、浸透性が強い内容物の液体などの用途に対応するための液体用紙容器に関する。

従来より牛乳や酒類をはじめとした飲料用の液体用容器として、ビンや缶に代わって紙容器が実用化され用いられてきた。お茶、ジュース、コーヒー、スープ、そばつゆ、などが角型や円筒形の紙容器に詰められて、スーパーマーケットなどさまざまな流通経路を通じて販売されている。

液体用紙容器は、工場においての充填適性も優れており、輸送や保管においてもスペースを節約でき、使用された後もリサイクル適性がある。このような利点を有するため液体用紙容器は現代社会において日常生活に不可欠なものとなっている。

しかし飲料用においてもアルコール飲料などのように浸透性の強いものに対しては、輸送や長期保管などに耐えられるよう紙容器の材料設計および層構成、製造方法は内容物に対応したものとなっている。

特開２０１３−９５５０１号公報

近年では液体用紙容器の非食品分野での用途開発が進められてきているが、非食品の用途においては内容物に浸透性の強いものもある。液体入浴剤や香辛料の中には浸透性が強いため、紙容器に用いる積層体の接着剤にヘキサメチレンジイソシアネートあるいはキシリレンジイソシアネートを用いる例などが前記特許文献には記載されている。

しかしながら、美容院などで使われている頭髪用の還元剤、いわゆるカーリング剤などの場合にはシステアミンを７％以上含むものもあって、前記特許文献に記載されている方法を用いたとしても、不具合が発生することがあって液体用紙容器を用いることができなかった。不具合は例えばシーラント層の剥離や紙容器からの液漏れ、口栓の陥没などである。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、システアミンを７％以上含む内容物を収容することのできる液体用紙容器を提供しようとするものである。

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、システアミンを含む内容物を収容する液体用紙容器であって、少なくとも表樹脂層、紙層、シリカまたはアルミナの蒸着層からなるバリア層、テトラエトキシシランおよびポリビニールアルコールからなる該バリア層のコート層、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンの何れかからなるシーラント層がこの順番で積層されてなる包装材料から構成され、コート層とシーラント層の間の接着剤がＸＤＩビウレットを含むことを特徴とする液体用紙容器である。

ＸＤＩビウレットの接着剤は固形分粘度が高いため、接着直後の初期密着力が高く、塗布量を均一に加工しやすく、また自己凝集力が高いため密着力を上げることができる。こ
のため本発明によれば、システアミンを７％以上含む内容物を収容することのできる液体用紙容器を提供することが可能になる。

図１は本発明に係る液体用紙容器の一実施形態の部分断面図である。

以下本発明を実施するための形態について図１を参照しながら詳細に説明を加える。

本発明の液体用紙容器は、表樹脂層、紙層、バリア層、シーラント層を積層した包装材料から構成されることを必須とするものであって、図１に示す包装材料は、外側から順に、印刷インキ（８）が施された表樹脂層（１）、紙層（２）、接着層（３）、バリア層（４）、接着剤（５）、接着層（６）、シーラント層（７）が積層された積層体（１０）から構成されている。接着層（３）は紙層（２）とバリア層（４）とを接着するものであり、接着剤（５）は、押し出し機によって押し出された接着層（６）とともに、シーラント層（７）とバリア層（４）とを接着するものである。

表樹脂層（１）には低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）または直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いることができる。これらを押し出し機を用いて紙層（２）表面にコートすることができる。印刷インキ（８）によって表面に印刷を施す際には、密着をあげるために表樹脂層（１）表面にコロナ処理を行ってもよい。

紙層（２）は坪量２００ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２、密度０．６ｇ／ｃｍ^３〜１．１ｇ／ｃｍ^３の範囲から選択することができる。

接着層（３）は押し出し機によって押し出され、紙層（２）とバリア層（４）との接着を行う。材質は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンメタクリル酸（ＥＭＡＡ）、エチレンーアクリル酸エチル共重合体（ＥＡＡ）、アイオノマー、ポリプロピレン（ＰＰ）などを用いることができる。厚みは１０μｍ〜６０μｍの範囲がよく、１０μｍ以下では十分な接着強度が得られない。さらに接着強度アップのために、紙層（２）やバリア層（４）にコロナ処理、オゾン処理、アンカーコートを行うこともできる。

バリア層（４）にはアルミナ蒸着、またはシリカ蒸着、あるいはアルミニウム蒸着を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを用いる。フィルム厚みは６μｍ〜２５μｍ、蒸着厚みは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲がよい。蒸着面はシーラント面に向いていても紙層（２）側に向いていてもかまわない。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの蒸着面に積層してコート層を設けてバリア層（４）が完成する。コート層については少なくとも一種類以上の金属アルコキシドとポリビニルアルコール（ＰＶＡ）またはエチレン・ビニルアルコール（ＥＶＡ）共重合体を含有するものとし、シランカップリング剤あるいはシランモノマーを含んでもよい。またコート層はゾルゲル法によって重縮合して得られるガスバリア性組成物による塗膜とする。このコート層を設けることにより、バリア性が上がるとともに、接着剤（５）との密着力がさらに高まり液漏れなどの不具合を防止することができる。

接着剤（５）にはイソシアネート基を有するモノマーあるいはその誘導体であるイソシアネート基化合物を用いる。本発明で用いるイソシアネート基化合物は、ＸＤＩビウレットを主として用いる。これによってシーラント層（７）とバリア層（４）との接着強度を
大幅に上げることが可能になり、システアミンに対しての耐性を増すことが可能になる。

接着強度をさらに補強することを目的として、バリア層（４）の表面にアンカーコート、オゾン処理、コロナ処理などを施してもよい。ＸＤＩビウレットはバリア層（４）に塗布、乾燥して使用し、押し出し加工による接着層（６）とバリア層（４）の間に位置して接着層（６）とともに、バリア層（４）とシーラント層（７）との接着を行なって、液体用紙容器積層体（１０）を形成する。バリアフィルム（４）に塗布するに際しては、固形分は３％〜１５％、塗布量は０．５ｇ／ｍ^２〜３．０ｇ／ｍ^２の範囲がよい。

接着層（６）は押し出し機によって押し出され、バリア層（４）とシーラント層（７）の間にあって、接着剤（５）とともにバリア層（４）とシーラント層（７）との接着を行う。材質は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレンメタクリル酸（ＥＭＡＡ）、エチレンーアクリル酸エチル共重合体（ＥＡＡ）、アイオノマー、ポリプロピレン（ＰＰ）などを用いることができる。厚みは１０μｍ〜６０μｍの範囲がよく、１０μｍ以下では十分な接着強度が得られない。さらに接着強度アップのために、接着層（６）の表面にコロナ処理、オゾン処理、アンカーコートを行うこともできる。

シーラント層（７）には高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が使用できる。中でも直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）がより好ましく、密度０．９２５以下、メルトインデックス（ＭＩ）は４以上がよい。シーラント層（７）の厚みは、３０μｍ〜１００μｍで、Ｔダイまたはインフレーション法によって製膜する。シーラント層（７）は液体用紙容器の容器内側（１２）になるよう用いられる。

図１の構成で液体用紙容器積層体（１０）を実施例１〜６および比較例１〜２の構成で試作し、液体用紙容器を作成し内容物を入れて評価した。

＜実施例１＞
接着剤（５）にはＸＤＩビウレットを用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはシリカを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）を設けた後、押し出し機による接着層（６）によってシーラント層（７）をエクストルーダーラミネートした。

＜実施例２＞
接着剤（５）にはＸＤＩビウレットを用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはシリカを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）にシランカップリング剤を加えて用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）を設けた後、押し出し機による接着層（６）によってシーラント層（７）をエクストルーダーラミネートした。

＜実施例３＞
接着剤（５）にはＸＤＩビウレットを用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはアルミナを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）を設けた後、押し出し機による接着層（６）によってシーラント層（７）をエクストルーダーラミネートした。

＜実施例４＞
接着剤（５）にはＸＤＩビウレットに加えてＨＤＩビウレットを用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはシリカを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）を設けた後、押し出し機による接着層（６）によってシーラント層（７）をエクストルーダーラミネートした。

＜実施例５＞
接着剤（５）にはＸＤＩビウレットに加えてイソホロンジイソシアネートのヌレートタイプを用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはシリカを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）を設けた後、押し出し機による接着層（６）によってシーラント層（７）をエクストルーダーラミネートした。

＜実施例６＞
接着剤（５）にはＸＤＩビウレットに加えてイソホロンジイソシアネートのアダクトタイプを用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはシリカを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）を設けた後、押し出し機による接着層（６）によってシーラント層（７）をエクストルーダーラミネートした。

＜比較例１＞
接着剤（５）にはＨＤＩビウレットを用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはシリカを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）を設けた後、押し出し機による接着層（６）によってシーラント層（７）をエクストルーダーラミネートした。

＜比較例２＞
接着剤（５）にはウレタン系２液型を用いる。
バリア層（４）の蒸着層にはシリカを用いた。
バリア層（４）のコート層にはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）およびポリビニールアルコール（ＰＶＡ）を用いた。
バリア層（４）とシーラント層（７）のラミネート方法はバリア層（４）に接着剤（５）
を設け、接着層（６）とシーラント層（７）の積層体をドライラミネートした。

上記実施例１〜６、比較例１〜２をまとめたものを表１に示す。

＜評価１＞
試作した液体用紙容器にカーリング剤（強浸透性：システアミン含有率７％）を入れ、６０℃・３０％ＲＨの環境下で１．５ヶ月保存（促進試験）後、バリア層とシーラント間のラミネート強度を引っ張り試験機を用いて測定した。引っ張り速度は３００ｍｍ／分とした。

＜結果＞
試験結果を表２に示す。単位はＮ／１５ｍｍであり、評価結果を○×で表示した。

実施例１〜６に比べ、比較例１〜２は促進試験後、強度低下が著しく液体紙容器としての要求品質を満たすことができない。

＜評価２＞
液体用紙容器充填機において、充填シール温度を標準の生産条件対して−３０℃〜＋３０℃のシール温度に水準をとり、液体紙容器のボトム部の液漏れ有無を確認した。

＜結果＞
試験結果を表３に示す。なお表中の５／１００とは１００個確認のうち５個に液漏れが発生したことを表す。評価結果を○×で表示した。

実施例１〜６は標準の生産条件＋３０℃〜−３０℃の幅広い温度レンジで液漏れの発生が無く、充填適性は良好である。これに比べ比較例１〜２では液漏れの発生がみられ充填適性は不十分である。

以上の結果により、バリア層とシーラント層の間の接着剤がＸＤＩビウレットを含むことにより、システアミンを７％以上含む内容物を収容することのできる液体用紙容器を提供することが可能になることを検証することができた。

１・・・表樹脂層
２・・・紙層
３・・・接着層
４・・・バリア層
５・・・接着剤
６・・・接着層
７・・・シーラント層
８・・・印刷インキ
１０・・・液体用紙容器積層体
１２・・・容器内側

Claims

システアミンを含む内容物を収容する液体用紙容器であって、少なくとも表樹脂層、紙層、シリカまたはアルミナの蒸着層からなるバリア層、テトラエトキシシランおよびポリビニールアルコールからなる該バリア層のコート層、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンの何れかからなるシーラント層がこの順番で積層されてなる包装材料から構成され、コート層とシーラント層の間の接着剤がＸＤＩビウレットを含むことを特徴とする液体用紙容器。