JP6740626B2

JP6740626B2 - 液体用紙容器

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Publication number: JP6740626B2
Application number: JP2016022458A
Authority: JP
Inventors: 健太郎村木
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-02-09
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2036-02-09
Also published as: JP2017141038A

Description

本発明は、表面に高い金属光沢を有し、内容物の保存性に優れた液体用紙容器に関する。

近年、内容物の保存性に優れた紙容器が広く用いられている。紙容器は、再生産が可能な木材パルプを主原料としており、使用後も製紙原料としてリサイクルが可能である。このため、紙容器は、地球環境保護に対する意識の高まりに伴い、びん、缶、プラスチック容器等に比較して地球環境に対する負荷が少ない容器として評価されてきている。

しかし反面紙容器は、びん、缶、プラスチック容器等に比較して意匠面において高級感に欠けるという欠点がある。この欠点を補う一つの手段として、表面に金属光沢を付与した紙容器が種々提案されている。

特許文献１に記載された紙容器は、金属酸化物蒸着層を含むガスバリア層とシーラント層を有する内層フィルムと、紙基材と、裏面に遮光層を有し表面に金属蒸着層を有する薄紙とを接着樹脂によって積層してなり、最外層に熱可塑性樹脂層を設けてなる積層シートからなる紙容器である。

特許文献２、特許文献３に記載された紙容器は、金属蒸着フィルム層を紙層の外側に用いることによって、良好な金属光沢を示すようにした紙容器である。

ところで、紙容器に、内容物の長期保存性を付与しようとした場合、紙層の内側に、ガスバリア性を有する層を設ける必要がある。ガスバリア性を有する層としては、少なくとも水蒸気バリア性を備えた層を用いる場合が多い。

紙層は、通常内部に少量の水分を保持している。紙容器を成型する段階で、熱が印加された場合に、紙層内部の水分が蒸発して水蒸気となる。紙層の外側に蒸着層が存在しない場合には、この発生した水蒸気が外側に抜けるため、特に問題は生じない。

しかし、紙層の内面に水蒸気バリア層を設け、外面に蒸着層や、アルミニウム箔層を設けた場合、紙層内部に発生した水蒸気の逃げ場がなくなり、気泡を生じる場合がある。

この現象をバブリングと称するが、バブリングが発生すると、紙容器の外観を著しく損ねるばかりでなく、容器としての保存性能にも支障が生じる。

特開２０１０−５２７６１号公報特開平１１−３３４７５６号公報特開２００２−３７０３０７号公報

本発明の解決しようとする課題は、表面に光輝感の高い光沢層を有し、製造工程においてバブリングが発生しにくい液体用紙容器を提案するものである。

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、アルミニウム箔とＰＥＴフィルムとを貼り合わせた水蒸気バリア層と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂のシーラント層を有する内層フィルムと、厚紙からなる紙基材と、表裏面を貫通するヘアライン
状の傷加工が施され、水蒸気透過性を有する光沢層と、外層に熱可塑性樹脂層と、を有する積層シートが成型されてなり、前記光沢層が、蒸着基材に蒸着された蒸着層である液体用紙容器である。

また、請求項２に記載の発明は、アルミニウム箔とＰＥＴフィルムとを貼り合わせて水蒸気バリア層とし、そのＰＥＴフィルム面に押出機からシーラント層として直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を押し出して一体化して内層フィルムを作成し、
次に、ＰＥＴフィルムにアルミニウム蒸着層を形成した蒸着フィルムのアルミニウム蒸着面を回転する研磨ロールに押し当てて蒸着層を貫通するヘアライン状の傷加工を施し、このアルミニウム蒸着層面に低密度ポリエチレン樹脂を押し出して熱可塑性樹脂層を形成し、さらに前記熱可塑性樹脂層の表面に硝化綿ウレタン系インキを用いて印刷絵柄層を形成し、
次に、前記蒸着フィルムのＰＥＴフィルム面と、紙層としての厚紙の表面とを、押出機より押し出した接着樹脂を用いて貼り合せて貼合わせ紙とし、
次に、前記貼り合せ紙の紙層側と前記内層フィルムの前記水蒸気バリア層側とを、同様に押出機から押し出した同じ接着樹脂を用いて貼り合せて積層シートとし、
前記積層シートを所定の形状に打抜き、口栓を取り付け、成型して液体容器となるべきブランクスを作成し、得られたブランクシートを罫線に沿って折り曲げて、さらにのりしろ部分を加熱接着することにより、液体用紙容器を形成することを特徴とする液体用紙容器の製造方法である。

本発明に係る液体用紙容器は、紙基材の内面側に水蒸気バリア層を有するため、保存性に優れている。また紙基材の外側に水蒸気透過性を有する光沢層を設けたことにより、光輝感の高い金属光沢を発現すると共に製造工程におけるバブリングの発生を未然に防ぐことができる。

また、前記水蒸気透過性を有する光沢層が、蒸着基材に蒸着された蒸着層である場合には、傷加工が格段に容易となる。

図１は、本発明に係る液体用紙容器の一実施態様を示した斜視図である。図２は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層シートの一実施態様を示した断面説明図である。図３は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層シートの一実施態様を示した断面説明図である。図４は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層シートの一実施態様を示した断面説明図である。

図面に従って、本発明に係る液体用紙容器について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る液体用紙容器１の一実施態様を示す斜視図である。本発明に係る液体用紙容器１の形状については、図１に一例を示したような口栓付きのいわゆるゲーブルトップ型紙容器に限らず、ブロック形状や、円筒形の紙缶形状、あるいはカップ形状等任意である。

図２は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層シート２の断面説明図である。
本発明に係る液体用紙容器１を構成する積層シート２は、水蒸気バリア層１０とシーラント層１１を有する内層フィルム１２と、紙基材８と、表裏面を貫通する傷加工６が施された、光沢層５とが、この実施態様においては、接着樹脂７、９によって積層されてなり、外層に熱可塑性樹脂層３を有する。

光沢層５としては、アルミニウム箔や、アルミニウム蒸着層、あるいはホログラム箔等の金属光沢あるいは光の干渉に基づく光輝感を有する蒸着層等がいずれも使用できる。

光沢層５が、蒸着層である場合には、フィルムや、紙等、何等かの蒸着基材５ｂを必要とする。蒸着基材用のフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）フィルムや、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）フィルム等が一般的に用いられる。紙の場合には、蒸着アンカー層を設けた薄紙等が用いられる。

光沢層５に、表裏面を貫通する傷加工６を施す方法としては、特に図示しないが、カッターロールや、針ロールによる物理的な孔加工や、レーザーを用いた孔加工等が用いられる。この場合、孔の形状や配列を工夫することにより、孔自体を一つの意匠とすることもできる。

光沢層５が蒸着層５ａである場合には、蒸着面を微細な凹凸を設けた研磨ロールに接触させたり、蒸着基材ごとエンボスロールを通過させて蒸着層５ａに微細なクラックを生じさせる方法もある。

光沢層５が蒸着層５ａである場合には、光沢層５がアルミニウム箔単体であるような場合に比較して、傷加工は容易に、従って安価にできる。

なお図２に示した実施態様においては、熱可塑性樹脂層３の下に印刷絵柄層４が設けられているが、印刷絵柄層は、熱可塑性樹脂層３の上に設けてもよい。

紙基材８としては、一般的に紙パック原紙が用いられるが、紙強度や衛生性の点で、坪量が２５０〜４５０ｇ／ｍ^２程度のバージンパルプ１００％の紙パック原紙が好ましい。通常紙箱に使用される厚紙を用いることもできる。また、後述する実施例に記載したように、紙基材８として表面にアルミニウム蒸着層を設けた厚紙を用いてもよい。この場合には、蒸着基材５ｂが省略された形となる。

水蒸気バリア層１０としては、アルミニウム箔、エチレンビニルアルコール共重合体層、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム、ナイロンフィルムの他、二酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機物をポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）フィルム等の表面に蒸着したガスバリアフィルムが好ましく用いられる。ガスバリアフィルムに用いる無機物としては、珪素、アルミニウム、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、錫などの酸化物であり、特に酸化アルミニウムや酸化珪素や酸化マグネシウムなどが好ましい。

水蒸気バリア層１０としてアルミニウム箔を選択した場合、十分なガスバリア性に加えて十分な遮光性も得られるため、長期保存性において優れている。しかし、容器ごと電子レンジで加熱することはできない。

一方、水蒸気バリア層１０として金属酸化物蒸着層を含むガスバリアフィルムを選択し、さらに光沢層５としてアルミニウム箔のような金属箔単体を用いない場合には、容器ごと電子レンジに入れて加熱することができる。

シーラント層１１としては、ポリオレフィン系樹脂が一般的に使用され、具体的には、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、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・αオレフィン共重合体などのエチレン系樹脂や、ホモポリプロピレン、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・αオレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂などが使用される。

図３は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層シートの一実施態様を示した断面説明図である。本発明においては、水蒸気透過性を有する光沢層５が、基材フィルム５ｂに蒸着された金属光沢を有する蒸着層５ａであり、蒸着層５ａを貫通する傷加工６が施されていることを特徴とする。

蒸着層５ａに傷加工６を施すことにより、水蒸気透過性が向上するため、成型加工時のバブリング発生が抑制される。

蒸着層５ａに傷加工６を施す方法については、前述の通り、特に限定されないが、例えば回転する研磨ロールに通過させてヘアライン調の傷をつけたり、雄雌のエンボスロールで圧締して蒸着層に無数の微細なクラックを生じさせたりする方法等がある。

いずれの方法においても、傷加工６の深さはごく浅いもので済むため、シート全厚に亘って傷加工を施す場合に比較して、容易に行うことができ、従ってコスト的にも有利である。

なお傷加工６の深さについては、蒸着層５ａを貫通していればよく、さらに基材フィルム５ｂにまで到達していても差し支えない。

蒸着基材５ｂについては、フィルムの場合には厚さが４〜２５マイクロメーター程度のＰＥＴフィルムや、ＰＰフィルムが最も一般的に使用される。この表面に形成する蒸着層５ａとしては、アルミニウム蒸着層が最も一般的であるが、特に限定されない。例えば、金属酸化物を複数層形成した虹彩箔や、表面に微細な凹凸を形成したホログラム箔等を使用してもよい。

蒸着層５ａを形成するのに先立って、基材フィルム５ｂの表面に蒸着アンカーコート層を設けてもよい。こうすることにより、蒸着層の金属光沢度が向上すると共に、蒸着層のフィルムに対する密着性が向上する。なお蒸着基材５ｂが紙である場合には、図面では特に図示していないが、蒸着アンカーコート層は、必須である。

図３に示した実施態様においては、蒸着基材５ｂの上面すなわち、紙容器の外側面に蒸着層５ａが形成されているが、蒸着基材５ｂが透明なフィルムである場合には、蒸着層５ａを蒸着基材５ｂの下面すなわち、紙容器の内側面に形成しても良い。

図４は、本発明に係る液体用紙容器を構成する積層シート２の一実施態様を示した断面説明図である。この実施態様においては、光沢層５が、紙基材８の表面に形成された蒸着層５ａであることを特徴とする。

図４に示した実施態様においては、図３に示した実施態様におけるような蒸着基材５ｂが不要となり、層構成が簡略化される。但し、厚紙に蒸着層を直接設けることは、蒸着工程の効率上好ましくないので、通常は薄いフィルムに形成した蒸着層を接着剤等を介して厚紙に転写する方法が採られる。

この方法によると、材料費や工程費用が高くつくので、大量生産には不向きであるが、小ロットの生産には、有利となる場合もある。

次に、以上の各層を積層シート２として貼り合せる工程について説明する。図２に示した例としては、まず押出機からシーラント層１１となる樹脂を押し出して、水蒸気バリア層１０のシートと一体化し、内層フィルム１２を作成する。次に別の押出機から接着樹脂層７を押し出して、紙基材８と、水蒸気透過性を有する光沢層５とを貼り合せる。この時使用する接着樹脂としては、いわゆるポリサンド用樹脂が使用可能であり、具体的にはＥＭＡＡ（エチレン−メタクリル酸共重合体）、ＥＡＡ（エチレン−アクリル酸共重合体）等を添加した低密度ポリエチレン樹脂が好適に用いられる。

次に紙基材８と、光沢層５とを貼り合せたものと、内層フィルム１２とを同様にして押出機から接着樹脂層９を押し出して貼り合せ、一体化して積層シート２とする。この時同時に光沢層５の表面にポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を押し出して熱可塑性樹脂層３を形成することができる。

光沢層５には、予め印刷絵柄層４を形成しておくことにより、紙容器として必要な情報を表示すると共に意匠性の高い紙容器とすることができる。

以上のようにして得られた積層シート２を所定のブランク形状に打ち抜き、罫線に沿って折り曲げて、さらにのりしろ部分を加熱接着することにより、液体用紙容器１が成型される。

のりしろ部分を加熱する際に、紙基材８に含まれていた水分が蒸発して水蒸気となる。紙容器の内面側には、水蒸気バリア層１０が存在するので、紙基材から発生した水蒸気は透過することが出来ない。

一方、紙容器の外面側には、傷加工６によって水蒸気透過性を有する光沢層５が存在する。光沢層５は、水蒸気透過性を有するので、バブリングを発生させる恐れが少なくなる。

＜実施例１＞
以下実施例に基づき、本発明に係る液体用紙容器について具体的に説明する。
水蒸気バリア層として、厚さ６マイクロメーターのアルミニウム箔と、支持層として厚さ１２マイクロメーターのＰＥＴフィルムとを貼り合わせたシートを使用した。このシートのＰＥＴフィルム面に押出機からシーラント層として直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）を６０マイクロメーターの厚さに押し出して一体化し、内層フィルムを作成した。

次に厚さ１２マイクロメーターのＰＥＴフィルムにアルミニウム蒸着層を形成した蒸着フィルムを用意し、蒸着面を回転する研磨ロールに押し当てて蒸着層を貫通するヘアライン状の傷加工を施した。この蒸着面に低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）を厚さ１８マイクロメーターとなるように押し出して熱可塑性樹脂層を形成し、さらにこの表面に硝化綿ウレタン系インキを用いて印刷絵柄層を形成した。

蒸着フィルムの裏面（ＰＥＴ面）と、紙層として坪量３８０ｇ／ｍ^２の厚紙（ノーコートアイボリー）の表面とを、押出機より押し出した接着樹脂（ＬＤＰＥにＥＭＡＡ、ＥＡＡを添加）を用いて貼り合せた。次にこうして得られた貼り合せ紙と先に作成した内層フィルムとを、同様に押出機から押し出した同じ接着樹脂を用いて貼り合せた。

以上により得られた積層シートを所定の形状に打抜き、口栓を取り付け、成型して図１に示した形状の液体容器となるべきブランクスを作成した。成型時のヒートシール条件は、温度２５０℃、圧力０．２ＭＰａ、圧締時間１秒とした。成型工程において、バブリングの発生は認められなかった。また得られた紙容器の外観は、高い光輝感をもった金属光沢を有するものであった。

＜実施例２＞
光沢層として、予め表裏面を貫通する針孔加工を施した厚さ６マイクロメーターのアルミニウム箔を用いた。また表面の熱可塑性樹脂層として厚さ２５マイクロメーターのＬＬＤＰＥを用いた以外は、実施例１と同様にして液体用紙容器を作成した。成型工程において、バブリングの発生は認められなかった。また得られた紙容器の外観は、高い光輝感をもった金属光沢を有すると伴に、針孔加工に基づく独特の意匠性を有するものであった。

＜実施例３＞
表面の熱可塑性樹脂層の材質を厚さ２０マイクロメーターのポリプロピレン樹脂（ＣＰＰ）とした。また光沢層として、坪量２３グラム／ｍ^２の薄紙に蒸着アンカーコート層を介してアルミニウム蒸着を施した蒸着紙を用い、この表裏面に貫通する針孔加工を施したものを用いた。それ以外は、実施例１と同様にして液体用紙容器を作成した。成型工程において、バブリングの発生は認められなかった。また得られた紙容器の外観は、蒸着紙特有の光輝感をもった金属光沢と、独特の意匠性を有するものであった。

＜実施例４＞
紙層として、表面に蒸着層を設けた坪量８０ｇ／ｍ^２の蒸着厚紙を用い、表面にエンボス加工を施して蒸着層に微細なクラックを生じせしめた。この表面に厚さ１８マイクロメーターのＬＤＰＥ層を形成し、同様に硝化綿ウレタン系インキを用いて、印刷絵柄層を形成した。実施例１と同様に作成した内層フィルムと貼り合わせ、積層シートとし、同様にして液体用紙容器を作成した。成型工程において、バブリングの発生は認められなかった。また得られた紙容器の外観は、高い光輝感をもった金属光沢を有すると伴に、エンボス加工に基づく独特の意匠性を有するものであった。

＜比較例１＞
蒸着フィルムに傷加工を施さなかった以外は、実施例１と同様にして、液体用紙容器を作成した。得られた紙容器の外観は、高い光輝感をもった金属光沢を有するものであったが、成型工程において、バブリングの発生が認められた。
以上の結果をまとめたものを表１に示す。

表１に示されたように、光沢層に傷加工を施した、本発明に係る液体用紙容器は、良好なバブリング耐性と高い金属光沢を伴った外観を有する。

１・・・液体用紙容器
２・・・積層シート
３・・・熱可塑性樹脂
４・・・印刷絵柄層
５・・・光沢層
５ａ・・・蒸着層
５ｂ・・・蒸着基材
６・・・傷加工
７・・・接着樹脂層
８・・・紙基材
９・・・接着樹脂層
１０・・・水蒸気バリア層
１１・・・シーラント層
１２・・・内層フィルム

Claims

アルミニウム箔とＰＥＴフィルムとを貼り合わせた水蒸気バリア層と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂のシーラント層を有する内層フィルムと、厚紙からなる紙基材と、表裏面を貫通するヘアライン状の傷加工が施され、水蒸気透過性を有する光沢層と、外層に熱可塑性樹脂層と、を有する積層シートが成型されてなり、前記光沢層が、蒸着基材に蒸着された蒸着層である液体用紙容器。
アルミニウム箔とＰＥＴフィルムとを貼り合わせて水蒸気バリア層とし、そのＰＥＴフィルム面に押出機からシーラント層として直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を押し出して一体化して内層フィルムを作成し、
次に、ＰＥＴフィルムにアルミニウム蒸着層を形成した蒸着フィルムのアルミニウム蒸着面を回転する研磨ロールに押し当てて蒸着層を貫通するヘアライン状の傷加工を施し、このアルミニウム蒸着層面に低密度ポリエチレン樹脂を押し出して熱可塑性樹脂層を形成し、さらに前記熱可塑性樹脂層の表面に硝化綿ウレタン系インキを用いて印刷絵柄層を形成し、
次に、前記蒸着フィルムのＰＥＴフィルム面と、紙層としての厚紙の表面とを、押出機より押し出した接着樹脂を用いて貼り合せて貼合わせ紙とし、
次に、前記貼り合せ紙の紙層側と前記内層フィルムの前記水蒸気バリア層側とを、同様に押出機から押し出した同じ接着樹脂を用いて貼り合せて積層シートとし、
前記積層シートを所定の形状に打抜き、口栓を取り付け、成型して液体容器となるべきブランクスを作成し、得られたブランクシートを罫線に沿って折り曲げて、さらにのりしろ部分を加熱接着することにより、液体用紙容器を形成することを特徴とする液体用紙容器の製造方法。