JP6897133B2

JP6897133B2 - 積層体及び包装容器

Info

Publication number: JP6897133B2
Application number: JP2017022435A
Authority: JP
Inventors: 中村　行宏; 行宏中村
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2021-06-30
Anticipated expiration: 2037-02-09
Also published as: JP2018126950A

Description

本発明は、積層体及びこれを用いた包装容器に関する。

紙製の基材層と、熱可塑性樹脂によるシーラント層との間にアルミ箔、アルミ蒸着フィルム、又は無機酸化物蒸着フィルムなどのバリア性のある層を積層した、特許文献１に記載されたような積層体を箱型に折曲げ、端部を重ね合わせてシールすることにより形成される包装容器が知られている。

特許文献２には、外層側から内層側に向かって、熱可塑性樹脂層と、紙基材と、バリア層と、シーラント層とが、順次積層された積層体を用いて形成された筒状の胴部を備える紙容器であって、紙基材及びバリア層の基材フィルムに傷加工を施した紙容器が開示されている。この紙容器は、傷加工部をきっかけにして胴部の側面板を切り破ることができるため、容易に解体することができる。

特開２００３−３３５３６２号公報特開２０１５−１９３４１６号公報

特許文献２の紙容器は、例えば、積層体のシーラント層端部をホットエアー等で溶融した後、積層体を箱型に折曲げ、端部を重ねあわせてシールすることにより形成される。このように形成される紙容器では、シーラント層をホットエアーにより加熱した際に、シーラント層が軟化したり、紙基材に含まれる空気や水蒸気が膨張したりして、紙基材及びバリア層の切込み部（傷加工部）間にピンホールが発生し両者が連通することにより、内容液が切込み部を通って漏出するおそれがあった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、シーラント層を溶融する際の加熱により、紙基材層及びバリア層に設けた切込み部間にピンホールが発生することを抑制できる、積層体およびこれを用いた包装容器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の一局面は、紙基材層と、樹脂層と、バリア層とをこの順に含み、線状の脆弱部を備える積層体であって、脆弱部は、紙基材層に形成された、バリア層側の底部の幅が０ｍｍで開口していない切込み部が断続的に形成されたミシン目と、バリア層に形成された、点状の穴を線状に配列したドット加工線とにより構成され、ミシン目は、平面視において、ドット加工線上に形成され、脆弱部に２００℃のホットエアーを１秒間あてた場合に、切り込み部を連通するピンホールが発生しない、積層体である。

また、本発明の他の局面は、箱型に折曲げられた上述の積層体の端部をシールして形成された、包装容器である。

本発明によれば、シーラント層を溶融する際の加熱により、紙基材層及びバリア層に設けた切込み部間にピンホールが発生することを抑制できる、積層体およびこれを用いた包装容器を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る包装容器の斜視図本発明の一実施形態に係る包装容器のブランクの平面図本発明の一実施形態に係る積層体の積層構造を示す断面図変形例に係る積層体の積層構造を示す断面図参考例に係る積層体の切込み部構造を示す断面図変形例に係る積層体の切込み部構造を示す断面図変形例に係る積層体の積層構造を示す断面図変形例に係る積層体の積層構造を示す断面図

以下では、本発明の一実施形態に係る包装容器及びその変形例を、図面を参照して説明する。なお、変形例において、実施形態と同一または対応する要素については、説明を適宜省略する。

（包装容器）
図１に、本発明の実施形態に係る包装容器１の斜視図を示す。包装容器１は、積層体を打抜き等の方法により加工したブランク１０を箱型に折曲げ、端部を重ね合わせてシールして形成される容器本体１００と、樹脂製の注出具である注出口栓１０４を備える。容器本体１００は、正立時に上部となる頂部１０１と、側面となる胴部１０２と、下部となる底部１０３とを含み、頂部１０１は、２つの屋根板１０６（１０６ａ、１０６ｂ）と、屋根板１０６の間に折込まれる折込み板１０７および折返し板１０８とを含む。屋根板１０６ａには、円形の注出孔１１２が形成される。注出口栓１０４は、スパウト１０４ａと、キャップ１０４ｂとを含み、注出孔１１２に取付けられる。胴部１０２は４つの側面板１０９により構成される。側面板１０９の頂部１０１付近には、容器本体１００を正立させた際の左右方向である幅方向に、破断強度を弱化させた脆弱部１０５が形成される。

（ブランク）
図２に、容器本体１００の素材となるブランクの一例であるブランク１０の平面図を示す。ブランク１０は、頂部１０１を構成する屋根板１０６ａ、１０６ｂ、折込み板１０７および折返し板１０８と、胴部１０２を構成する４つの側面板１０９と、底部１０３を構成する底面板１１０と、端部に形成されたシール部１１１とを有する。容器本体１００は、ブランク１０を図２の一点鎖線にしたがって折曲げ、ホットエアー等で後述するシーラント層２０６を溶融したシール部１１１を、これと反対側の端部にシールすることで形成される。屋根板１０６ａの中央付近には、注出口栓１０４を挿入して固定する注出孔１１２が形成される。側面板１０９の頂部１０１付近には、容器本体１００を正立させた際の左右方向である幅方向にわたって略全周に線状の脆弱部１０５が形成される。脆弱部１０５は、後述するように、ブランク１０に用いられる積層体２０に形成されたミシン目２０７ａ及びドット加工線２０７ｂにより構成される。

（積層体）
図３に、本発明の一実施形態に係る積層体２０の積層構造を模式的に表す断面図を示す。図３に示すように、積層体２０は、包装容器１の外方から内方に向かって順に、熱可塑性樹脂層２０１／紙基材層２０２／接着樹脂層２０３／バリア層２０４／接着層２０５／シーラント層２０６が積層されている。また、積層体２０は、紙基材層２０２に形成されたミシン目２０７ａと、バリア層２０４に形成されたドット加工線２０７ｂとにより構成される脆弱部１０５を備える。

＜積層構造＞
熱可塑性樹脂層２０１は、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）や直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）等を用いて、押出しラミネーション等により紙基材層２０２上に層形成することができる。熱可塑性樹脂層２０１の外方には、図示しない印刷層を設けて絵柄や商品情報を表示してもよい。印刷層は、周知のインキを用いてグラビア印刷やオフセット印刷等の方法により形成することができる。熱可塑性樹脂層２０１にコロナ処理等の易接着処理を行って、印刷層との密着性を高めることができる。印刷層の外方に耐摩耗性向上または表面加飾性向上のためにオーバーコート層を設けても良い。

紙基材層２０２には、ミルクカートン原紙等の板紙を用いることができる。坪量及び密度は、容器の容量やデザインにより適宜選択可能である。例えば、坪量２００ｇ／ｍ^２以上５００ｇ／ｍ^２以下、密度０．６ｇ／ｃｍ^３以上１．１ｇ／ｃｍ^３以下のものを用いることができる。

接着樹脂層２０３は、紙基材層２０２とバリア層２０４とを接着する機能を有するポリオレフィン系樹脂からなる層である。具体的には、高密度ポリエチレン樹脂（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、エチレン・メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン・アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、アイオノマー、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いることができる。接着強度を高めるために、紙基材層２０２やバリア層２０４の表面に、コロナ処理、オゾン処理、アンカーコート等を行ってもよい。または、接着樹脂層２０３に替えて、ドライラミネート接着剤等を用いた接着層としても良い。厚さは、１０μｍ以上６０μｍ以下が好ましい。１０μｍ以上とすることで、十分な接着強度を得ることができる。

バリア層２０４は、基材フィルム２０４ａと、基材フィルム２０４ａの包装容器１の内方側となる面に設けられた蒸着層２０４ｂとで構成される蒸着フィルムである。基材フィルム２０４ａには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ＰＰ等の樹脂フィルムを用いることができる。特に、ＰＥＴの２軸延伸フィルムは、蒸着加工時や貼り合せ加工時に、伸縮が少ないため好適である。蒸着層２０４ｂは、基材フィルム２０４ａにアルミニウム等の金属、シリカ、アルミナ等を蒸着することにより形成される。

基材フィルム２０４ａとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いる場合は、厚さは６μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。また、蒸着層２０４ｂの厚さは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。後述するように、レーザー光によりドット加工線２０７ｂを形成する場合には、形成のしやすさを考慮して基材フィルム２０４ａの厚さは１２μｍ程度とすることが好ましい。

基材フィルム層２０４ａとして、ポリエチレンテレフタレートフィルムにバリアコーティングを施したバリアコーティングポリエチレンテレフタレートフィルムや、ＥＶＯＨなどのバリア材料からなるバリア性フィルムを用いてもよい。

また、バリア層２０４は、基材フィルム２０４ａと、基材フィルム２０４ａの包装容器１の外方側となる面に設けられた金属箔２０４ｃとで構成される積層フィルムとしてもよい。図４に、バリア層２０４として積層フィルムを用いた、積層体２０の変形例に係る積層体２１の積層構造を模式的に表す断面図を示す。

バリア層２０４を基材フィルムとした場合、基材フィルム２０４ａには、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＰ等の樹脂フィルムを用いることができる。また、金属箔２０４ｃには、アルミニウム箔等を用いることができる。基材フィルム２０４ａにＰＥＴフィルムを用い、金属箔２０４ｃにアルミニウム箔を用いてバリア層２０４を形成する場合は、アルミニウム箔の厚さは５μｍ以上１５μｍ以下、ＰＥＴフィルムの厚さは６μｍ以上２５μｍ以下が好適である。レーザー光によるドット加工線２０７ｂの形成のしやすさを考慮すると、ＰＥＴフィルムの厚さは１２μｍ程度とすることが好ましい。

接着層２０５には、ドライラミネート用接着剤やノンソルベントラミネート用接着剤を用いてもよいし、押出し加工によりポリオレフィン系樹脂により接着してもよい。塗布量は０．５ｇ／ｍ^２以上７．０ｇ／ｍ^２以下が好ましい。

シーラント層２０６には、ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ等が使用できる。また、一部ポリブテンを含む層があってもよい。上述の材質の中でも、特に、ＬＬＤＰＥが好適である。とりわけ密度０．９２５ｇ／ｃｍ^３以下、ＭＩ（メルトインデックス）４以上のものが好ましい。シーラント層２６は、Ｔダイ法やインフレーション法で製膜された無延伸フィルムが好ましく用いられる。

＜脆弱部＞
積層体２０は、紙基材層２０２に形成された、開口していない第１の切込み部２０８ａが断続的に形成されたミシン目２０７ａと、バリア層２０４に形成された点状の穴である第２の切込み部２０８ｂを線状に配列したドット加工線２０７ｂとにより構成される脆弱部１０５を備える。図３に示すように、ミシン目２０７ａは、平面視において、ドット加工線２０７ｂ上に重なって形成されている。

ミシン目２０７ａは、紙基材層２０２に、開口していない第１の切込み部２０８ａを断続的に設けることで形成される。第１の切込み部２０８ａが開口していないとは、紙基材層２０２の第１の切り込み部２０８ａが貫通していない、または、加工時に貫通したがその後切断面どうしが接触して、紙基材層２０２をどちらかの一方の面から見たときに、第１の切込み部２０８ａを通して、他方の面に積層された層が視認できない状態をいう。

図５に、参考例として開口している第１の切込み部９０８ａを有する紙基材層９０２と接着樹脂層９０３とを含む、積層体を示す。また、図６に、開口していない第１の切込み部２０８ａを有する紙基材層２０２と接着樹脂層２０３とを含む、積層体２０の変形例に係る積層体を示す。なお、図５及び図６では、便宜上、紙基材層９０２、２０２及び接着樹脂層９０３、２０３以外の層は省略する。

図５に示す積層体のように、第１の切込み部９０８ａが紙基材層９０２を貫通しており、第１の切込み部９０８ａを挟む紙基材層９０２の切断面どうしが接する部分がない場合は、紙基材層９０２を図５の紙面上方面から見た際に、第１の切込み部９０８ａを通して、接着樹脂層９０３が視認できる。したがって、図５に示す場合には、第１の切込み部９０８ａは開口していると言える。

また、例えば、図６に示す積層体のように、第１の切込み部２０８ａが紙基材層２０２を貫通していても、第１の切込み部２０８ａを挟む紙基材層２０２の切断面どうしが接する部分がある場合は、紙基材層２０２を図６の紙面上方から見た際に、第１の切込み部２０８ａを通して、接着樹脂層２０３が視認できない。したがって、図６に示す場合には、第１の切込み部２０８ａは開口していないと言える。

第１の切込み部２０８ａは、開口していなければ、紙基材層２０２が包装容器１の強度を確保できる深さ、形状で形成することができる。ミシン目２０７ａの形成方法には、刃型を用いた半抜き加工や全抜き加工などを用いることができる。刃型により形成される第１の切込み部２０８ａの幅は、刃の形状、切り込み深さにより調整することができる。

ドット加工線２０７ｂは、バリア層２０４に、点状の穴である第２の切込み部２０８ｂを線状に、断続的に設けることで形成される。第２の切込み部２０８ｂは、バリア層２０４において、積層体２０のように開口していてもよいし、積層体２１のように開口していなくてもよい。

ドット加工線２０７ｂは、バリア層２０４を貼り合せた後であればレーザー光による加工により形成することができるが、バリア層２０４を貼り合わせる前に形成する場合には刃型による半抜き加工、全抜き加工により形成することができる。バリア層２０４を貼り合わせる前にレーザー加工によりドット加工線２０７ｂを形成しても良い。

なお、第１の切込み部２０８ａは、少なくとも紙基材層２０２に形成すればよく、例えば、熱可塑性樹脂層２０１と紙基材層２０２とに形成してもよい。図７及び図８に、第１の切込み部２０８ａを熱可塑性樹脂層２０１及び紙基材層２０２に形成した、積層体２０の変形例に係る積層体２２及び積層体２３を示す。積層体２２はバリア層２０４に蒸着フィルムを用いている。積層板２３はバリア層２０４に積層フィルムを用いている。その他の構成は、積層体２０と同様であるため、説明は省略する。

（第１及び第２の切込み部の作用）
ミシン目２０７ａを構成する第１の切込み部２０８ａは開口していない。このため、積層体２０は、接着樹脂層２０３が紙基材層２０２で保護され、ホットエアー等で加熱しても接着樹脂層２０３にピンホールが発生しにくく、第１の切込み部２０８ａと第２の切込み部２０８ｂとの連通が抑制される。

また、ミシン目２０７ａは、平面視において、ドット加工線２０７ｂ上に形成されている。このため、包装容器１の使用者はミシン目２０７ａ及びドット加工線２０７ｂにより構成される脆弱部１０５をきっかけとして包装容器１の胴部１０２を容易に切り破り、積層体２０を用いた包装容器１を解体することができる。

実施例１−１〜１−４、２−１〜２−４及び比較例１−１〜１−４、２−１〜２−４、３−１〜３−４に係る積層体を製造し、これらを用いてピンホールの発生及び解体の可否についての評価を行った。

評価に用いた積層体は、表１に示すように、脆弱部の有無、第１の切込み部の底部の幅、切込み部における開口の有無、熱可塑性樹脂層における切込み部の有無、バリア層が蒸着フィルムまたは積層フィルムであるものの組み合わせにより作製した。第１の切込み部の底部の幅は、第１の切込み部の底部を形成する際に刃型により拡げられた紙基材層の幅であり、開口が無い場合（比較例）では０ｍｍとなる。なお、実施例１−１及び２−１は積層体２０に、実施例１−２及び２−２は積層体２１に、実施例１−３及び２−３は積層体２２に、実施例１−４及び２−４は積層体２３に対応する。

積層体の積層構造は、包装容器の外方から内方に向かって順に、ＬＤＰＥ（１８μｍ）／紙基材層（４００ｇ／ｍ^２）／ＥＭＡＡ（３０μｍ）／バリア層（１２μｍ）／ＬＬＤＰＥ（６０μｍ）を積層した積層体を作製した。バリア層は、蒸着フィルム（ＰＥＴフィルムにアルミナを蒸着）を用いたものと、積層フィルム（ＰＥＴフィルムにアルミニウム箔をドライラミネート）を用いたものとをそれぞれ作製した。紙基材層への第１の切込み部の形成には刃型を用いた。第１の切込み部の底部の幅は刃型の切込み深さにより調整した。また、第２の切込み部は紙基材層にＥＭＡＡを用いてバリア層を貼り合せた後に、レーザー加工により形成した。

作製した積層体を図２に示すブランク形状に切断して、容量が２０００ｍｌとなるゲーブルトップ型包装容器のブランクを作成した。その後、作成したブランクを用いて包装容器を１００個ずつ組立てた。包装容器の組立の際に、ドライヤーにより、脆弱部を含むシール部に２００℃のホットエアーを１秒間あて、紙基材層及びバリア層に形成した切込み部を連通するピンホールの発生の有無を確認した。最後に、組立てた包装容器の脆弱部をきっかけにした解体の可否を評価した。

表１に評価結果を示す。表１において、「ピンホールの発生」については、評価をした１００個の積層体の中でピンホールの発生したものの数を示した。また、「解体の可否」については、解体ができたものは「＋」で示し、解体ができなかったものは「−」で示した。また、「総合評価」として、ピンホールが発生せず、かつ解体が可能であったものを「＋」で示し、それ以外のものは「−」で示した。

以上の評価結果から、紙基材層に形成された、開口していない切込み部が断続的に形成されたミシン目と、バリア層に形成された、点状の穴を線状に配列したドット加工線とにより構成される脆弱部を備え、ミシン目は、平面視において、ドット加工線上に形成されている積層体により、紙基材層及びバリア層に形成した切込み部間にピンホールが発生することを抑制できるとともに、これを用いて解体の容易な包装容器を製造できることが確認できた。

本発明は、上述の実施形態に限らず、多様に実施可能である。たとえば、層構成は上述の例に限らず、紙基材層と、樹脂層と、バリア層とをこの順に含む積層体であれば本発明が適用できる。また、包装容器は、積層体を箱型に折曲げて形成されるものであれば形状は限定されず、注出口栓を備えなくてもよい。

本発明は、液体等を収容する紙製包装容器等に有用である。

１包装容器
１０ブランク
１００容器本体
１０１頂部
１０２胴部
１０３底部
１０４注出口栓
１０４ａスパウト
１０４ｂキャップ
１０５脆弱部
１０６屋根板
１０７折込み板
１０８折返し板
１０９側面板
１１０底面板
１１１シール部
１１２注出孔
１１３切断開始部
２０〜２３積層体
２０１熱可塑性樹脂層
２０２、９０２紙基材層
２０３、９０３接着樹脂層
２０４バリア層
２０４ａ基材フィルム
２０４ｂ蒸着層
２０４ｃ金属箔
２０５接着層
２０６シーラント層
２０７ａミシン目
２０７ｂドット加工線
２０８ａ、９０８ａ第１の切込み部
２０８ｂ第２の切込み部

Claims

紙基材層と、樹脂層と、バリア層とをこの順に含み、線状の脆弱部を備える積層体であって、
前記脆弱部は、
前記紙基材層に形成された、前記バリア層側の底部の幅が０ｍｍで開口していない切込み部が断続的に形成されたミシン目と、
前記バリア層に形成された、点状の穴を線状に配列したドット加工線とにより構成され、
前記ミシン目は、平面視において、前記ドット加工線上に形成され、
前記脆弱部に２００℃のホットエアーを１秒間あてた場合に、前記切り込み部を連通するピンホールが発生しない、積層体。
箱型に折曲げられた請求項１に記載の積層体の端部をシールして形成された、包装容器。