JPS6239447A - 紙製容器胴の端面被覆方法および端面被覆組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野ン 本発明は、フンポジット缶等に用いる紙を主体とした容
器胴の端面から水分が容器胴内部組織へ浸透すること、
或いは容器胴組織中の水分が端面から揮発乾燥すること
を防止するための紙製容器胴の端面被覆方法およびそれ
に用いる端面被覆組成物に関する。

（従来の技術） フンポジット缶等に用いる紙製容器胴は、−例として内
側からポリエチレン、アルミニウム。

ポリエチレン、紙のラミネートフィルムの内面紙、つぎ
にクラフトボートを重合した中間層、その外側に紙、ポ
リエチレン、アルミニウムのラミネートフィルムに印刷
を施した表面紙を夫夫接着剤を介して重合した構造とな
っており、材料の主体は紙であるため、例えば容器胴が
多湿の条件に置かれた場合には切断された状態の容器胴
の端面からの吸湿によって紙が膨潤や剥離を起こしたり
、また乾燥した条件に置かれた場合には紙の水分が失わ
れて収縮したり容器胴の端部の柔軟性が失われる結果容
器蓋の巻締めの際、端部に亀裂を生じたりする等の品質
上の問題が発生する恐れがある。

しかし従来これらの容器胴は、前記のような問題が起こ
る可能性があるにも拘わらず端面が切断されたままの状
態で、保管や取り扱いがなされていた。

最近、熱間充填によるジュース缶や窒素ガス充填に用い
るフンポジット缶など、容器胴に高゛品質を要求する需
要が増してきたので、前記した容器胴の品質劣化を防ぐ
ため端面に防湿、耐水性の被膜を怖じた容器胴の必要が
生じている。

そこで容器胴の端面を被覆する方法としては、熱溶融性
合成樹脂材を加熱溶融接着させる方法（熱溶着型〕、或
いは有機溶剤に合成樹脂を溶解した防水剤を塗布する方
法があるが、前者の場合は合成樹脂材の融点、紙への接
着性等からみてこれに適合した合成樹脂材の選択が困難
であり、かつ接着時に糸ひき現象を生じ易いため取り扱
いにくいなどの問題がある。また後者の場合は容器胴を
形成せる紙材に吸収され易いので容器胴の端面に被膜を
形成することが困難であり、端面に被膜を形成させるた
めには多量の防水剤を要し、かつ有機溶剤による有毒性
、揮発引火性が高い等からみて安全性の面でも問題があ
る。

（解決しようとする問題点） 本発明はかかる従来の問題を解消し、取り扱い易く、安
全性が高く容器胴の端面に耐水性と接着性に優れた被膜
を形成する方法と、それに適合する端面被覆組成物を提
供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記問題点を解消するためになされたもので
あって、第１発明は紙製容器胴の端面を被覆する方法と
して、紙製容器胴の端面にエチレン・アクリル酸共重合
体、エチＬン・メタクリル酸共ｊｌ！合体、酢酸ビニル
・エチレン共重合体のいずれか１つを用いた水分散液を
塗布し、加熱乾燥して端面に被膜を形成することを特徴
とする。

第２発明は紙製容器胴の端面を被覆する組成物トシて、
エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル
酸共重合体、　酢酸ビニル・エチレン共重合体のいずれ
か１つを用いた水分散液から成ることを特徴とする。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

紙製容器胴（１）は第１図乃至第３図示のように紙ｔ２
１　、ポリエチレン（３）、アルミニウム（４１、接着
剤等の各種材料で構成されており、その端面（５）には
それらの材料の断面が露出しているため端面（５）に被
覆された被膜（６）はそれらの材料に対して良好に接着
すること、優れた防水性を有すること、また端面（５）
に強靭で連続した被膜（６）を形成すること、更に組成
物中の粒子（７）が紙（２）の繊維間に浸透し投錨効果
により被膜（６）との結着を強化すること、かつ取り扱
い易く、安全性が高いこと等について種々検討した結果
、エチレン・アクリル乍共重合体、エチレン・メタクリ
ル酸共重合体、酢酸ビニル・エチレン共重合体のいずれ
か１つを用いた水分散液が最適であることを知見し、本
発明を完成した。

まずエチレン・アクリル酸共重合体の水分散液について
説明する。

エチレン・アクリル酸共重合体は分子鎖中に極性の大き
いカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有するため、紙、ポ
リエチレン等の合成樹脂、ブリキ、アルミニウム等の金
属等の各種材料に対して優れた接着性を有し、また分子
鎖中のカルホキシル基が隣接する他のカルボキシル基ト
水素結合して網目構造をつくるために形成された被膜は
耐久性および耐水性に優れている。

更にエチレン・アクリル酸共重合体は例えば水酸化アン
モニウムのようなアルカリ水溶液を用い、次に示す反応
によって乳化剤なしに水分散液を製造することが出来る
。

−Ｎｉｌ− エチμ／・アクリル酸共重合体　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　コロイド°分散液即チ、エチレン・ア
クリル酸共重合体はアルカリ中和（こより自己分散性が
与えられるブこめ、乳化剤を使用することなしに水に分
散させることが出来、かつ乳化剤によっては実現が困難
な粒子径が０１μ以下の分散液を製造出来る。

また得られた水分散液を容器胴の端面に塗布し、加熱乾
燥することにより、次の反応のようにエチレン・アクリ
ル酸共重合体の水分散に要した中和側としてのアンモニ
アが水と共に蒸発、揮散して元の酢の形となって親水性
が失われる結果、極めて耐水性に優れた被膜を端面に形
成することが出来る。

・（ＣＨ，・（！＋（、ｌ　ｘ・（ＣＪＩ、・（！ｌ（
ｌ　ｙ・（ＣＭ、・ＣＩ（、ｌｘ・（Ｃ）ｔ、・ＣＨＩ
　ｙ　・１・ＮＨ，１＋　Ｋ、Ｑ　＋）−・　　　　　
　（＝・ Ｑ−１１１１，＋　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＣＨ特に前記のように乳化剤等を用いずに加熱乾燥によ
って蒸発、揮散する水酸化アンモニウムを用いてカルボ
キシル基を中和し、自己乳化性を与えた水分散液はエチ
レン・アクリル酸共重合体の粒子表面に界面活性剤等の
異種物質が存在しないため、通常の水性ポリマー分散液
に比して被膜の形成性、接着性および耐水性に擾れてイ
ル。またエチレン・アクリル酸共重合体はアルカリ水溶
液として水酸化アンモニウムの代りに水酸化ナトリウム
、水酸化カリウムのようなアルカリ金属の水酸化物を用
いて水に分散させることが出来るが、アルカリ金属の水
酸化物は非揮発性のため塗布後に加熱乾燥しても揮発せ
ず、被膜はカルボキシル基がアルカリ金属などの金属イ
オンで架橋されたアイオノマー型樹脂となる。このアイ
オノマー型樹脂は金属イオンの架橋効果により、得られ
た被膜は耐油脂性及び強靭性に優れるが、親水基（塩）
の存在によって水酸化アンモニウムを用いた場合に比し
て被膜の耐水性が低下する傾向があり、またカルボキシ
ル基が金属イオンによって中和され水素結合が出来なく
なるため水酸化アンモニウムを用いた場合に比して被膜
の接着性が低下する傾向がある。従って被膜に耐水性が
要求される場合Ｇこは水酸化アンモニウムを用いた水分
散液の方が適しており、被膜に耐油脂性が要求される場
合にはアルカリ金属の水酸化物を用いた水分散液の方が
適している。

次にエチレン・メタクリル酸共重体の水分散液について
説明する。

エチレン・メタクリル酸共重合体は次の分子構造を有し
ている。

ムＨ エチレン・メタクリル酸共重合体ハエチレン・アクリル
酸共重合体と同様にカルボキシル基を有するため、ブリ
キ、アルミニウム等の金属に対して良好な接着性を有し
、また隣接したカルボキシル基同士が水素結合して網目
構造をつくるため、得られる被膜は強度的に優れている
カベポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂に対す
る接着性は低い傾向を有する。

エチレン・メタクリル酸共重合体の水分散液を製造する
には、エチレン・モノマーとメタクリル酸フモノマーと
を乳化重合し、生成したラテックスに一定量のアルカリ
水溶液を加えて加熱、中和してカルボキシル基の一部を
解離させることによって乳化剤を使用せずに微細粒子状
に水分散させることができる。

アルカリ中和剤としては水酸化アンモニウムやアルカリ
金属の水酸化物を用いることができるが揮発性である水
酸化アンモニウムを用いた場合には前記のエチレン・ア
クリル酸共重合体と同様に水分散液を塗布後加熱乾燥さ
せることによってアンモニアが水と共に蒸発、揮散して
元の酸の形となり、耐水性に優れた被膜を形成子る。ま
た不揮発性であるアルカリ金属の水酸化物を用いた場合
には加熱乾燥しても中和剤が揮発せず、次に示すように
、カルボキシル基が一部金属イオンで架橋したアイオノ
マー樹脂となる。

したがって得られた被膜は耐油脂性には優れるが、親水
基（塩）の存在により耐水性が低下する傾向がある。ま
たエチレン・メタクリル酸共重合体は合成樹脂に対して
は接着性は低いが、紙および金属に対する接着や被膜強
度がすぐれているので紙製容器胴の端面に対する防湿被
膜としては実用上問題はない。

尚、エチレン・メタクリル酸共重合体の水分散液の最低
成膜温度は９０°Ｃ前後であるのに対して、エチレン・
アクリル酸共重合体の水分散液のそれは４８°Ｃ前後で
あるので、耐熱性が弱い基材から成る容器胴の端面を被
覆する場合には成膜温度が低いエチレン・アクリル酸共
を合体の水分散液を用いた方が良い。

酢酸ビニル・エチレン共重合体の水分散液について説明
する。

酢酸ビニル・エチレン共重合体は次の構造を有する。

−（ＣＨ，−ＯＨ）　ｘ　−（ＣＨ２−ＣＨ２）　ｙ＝
Ｃ＝０ ムヨ この共重合体は紙、アルミニウム等に対しては、良好な
接着性を有しているが、極性のないポリエチレン等の合
成樹脂に対する接着性は低い。

酢酸ビニル・エチレン共重合体の水分散液は乳化剤とし
ては、ポリビニルアルコール等ノ保護コロイドを単独ま
たは主としてノニオン系の界面活性剤との併用によって
製造する。乳化剤として保護コロイドを用いた場合は、
酢酸ビニル・エチレン共重合体の粒子に保護コロイドが
グラフト共重合して安定した分散性が得られる。

上述のように酢酸ビニル・エチレン共重合体の水分散液
はポリエチレンなどの非極性プラスチックに対する接着
性が低いが、紙、板紙、アルミ箔などには極めてよく接
着するので、容器胴を水中に浸漬するような厳しい耐水
性が要求される場合以外、即ち紙製容器胴の端面に対す
る防湿被膜として使用する場合は実用上問題がない。

尚酢酸ビニル・エチレン共重合体の水分散液の最低成膜
温度は酢酸ビニル含有率８０〜８５％の共重合体で０°
Ｃ前後であり、低温で被膜を形成させることが出来る。

下記のポリマー分散液およびろ紙を用いた毛細管無によ
り、粒子径および濃度が紙への粒子の吸着や浸透ならび
に水分の浸透に与える影響を調べた結果を第４図に示す
。

１、　試験片二幅１０ｍｍに切ったろ紙（孔の大きさが
１μおよび５μ）の細片 Ｚ　分散液： 第４図に示すように、ｐ紙の孔の大きさにより差はある
が、粒子径が大きくなるにつれて、ｐ紙への水の浸透が
増加する傾向があり、また粒子径が０．５μ以下Ｇこな
ると、水の浸透は極めて少なく、０１μでは水の浸透は
殆どみられない。

一定の濃度Ｏこおいては、粒子径が小さくなると、粒子
間の距離が短くなるため、分散液を基材に塗布した際、
乾燥により分散液が濃縮されやすく、この濃縮層が紙へ
の水分浸透を防ぐため、紙に余分な水分を与えずに被膜
を形成するには、粒子径の小さい分散液が有効である。

また、一定の粒子径においては、濃度が高くなると、粒
子間の距離が短縮されるため、分散液を塗布した際、紙
に対する水分浸透を少くして被膜を形成するには、比較
的粒子径が小さく、かつ濃度の高い分散液が適している
。

さらに、微粒子径の分散液を紙に塗布した場合には、毛
細側用により粒子が紙の繊維の間隙に入り込み投錨効果
により、形成された被膜の接着を強固にする。

また通常、容器胴に使用される紙の組織はおよそ４０〜
６０％空隙率を有し　かつ空隙は半径１μ〜１０μの毛
細管構造となっているため、第４図示の粒子径と紙への
粒子と分離した水分の浸透との関係の結果からみて、水
分散液中のポリマーの粒子径を０．０３μ〜０．５μと
することによって投錨効果を発揮させることができる。

また、粒子径が小さくても、低濃度の分散液の場合には
塗布後の被膜形成過程において、紙への水分の浸透が大
きくなるため、このような低濃度の分散液を用いて容器
胴の端面被覆を行なった場合には、容器胴の端面が水分
の浸透により膨潤するなど品質上好ましくない結果を生
ずる恐れがある。このため、微粒子径の分散液であって
も、濃度はできるだけ高い方がよく、したがって容器胴
の端面被覆に用いる分散液の濃度は、２５〜４０％にす
ることが望ましい。

更に、紙などの繊維は水中では負に帯電する性質があり
、一方、エチレン・アクリル酸共重体あるいは、エチレ
ン・メタクリル酸共重合体をアルカリ水溶液中に分散さ
せた分散液においては解離したカルボキシル基が対イオ
ンにより中和され、通常、電気的にほぼ中性か僅かに負
の電荷を帯びることによって粒子が紙の繊維に吸着され
ずに水と相伴って紙の中に浸透し投錨効果によって紙の
表面に形成される被膜との結着を強化することができる
。

前述のように、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレ
ン・メタクリル酸共重合体および酢酸ビニル・エチレン
共重合体のいずれか１つを分散質とした水分散液は、水
性であるために安全かつ取扱いやすく、熱溶融型コーテ
ィング剤にありがちな糸引き現象を生じない。更に微粒
子径で、かつ比較的濃度の高い分散液を用いて、紙に塗
布した場合には、紙に余分な水分を与えないで、容器胴
の端面に耐水性および接着性に優れた被膜を形成できる
。

（発明の効果） このように本発明によるときは、第１発明の紙製容器胴
の端面被覆方法は、紙製容器胴の端面にエチレン・アク
リル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、酢
酸ビニル・エチレン共重合体のいずれか１つを用いた水
分散液を塗布し、加熱乾燥して端面に被膜を形成するよ
うにした。従って水分散液であるため溶剤溶液や熱溶融
型に比べて高濃度で低粘度の液が得やすいので端面への
作業性が極めて良く塗布が容易であり、加熱乾燥するこ
とにより端面に優れた防水性および接着性を有する被膜
を容器胴の端面に形成することが出来る効果がある。

また第２発明の紙製容器胴の端面被覆組成物は、エチレ
ン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重
合体、酢酸ビニル・エチレン共重合体のいずれか１つを
用いた水分散液から成るものである。従って水分散液で
あるため溶剤溶液や熱溶融型に比べて高濃度で低粘度の
液が得られ易いので塗布が容易で、また熱溶着型でない
ため塗布中に糸引き現象を生じないので取り扱い易く、
かつ有機溶剤を用いていないので安全性が高く、塗布後
の加熱乾燥によって優れた防水性および接着性を有する
被膜を形成することが出来る組成物を提供出来る等の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１必は容器胴の斜視図、第２図は第１図■−Ｉｒ線に
おける端面に被膜を形成した状態の１例を示す載断面図
、第３図は第１図■−■線における端面に被膜を形成し
た状態の１例を示す載断面図、第４図は粒子径と紙への
粒子と分離した水の浸透性との関係を示す図である。 （１）・・・容器胴　　（５）・・・端　面　　（６）
・・・被　膜−π ＊３ｒｆｙ！ 第４図 手続補正書 Ｐ３　ｆｆｌ　”９．１”　、Ｐｆｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紙製容器胴の端面にエチレン・アクリル酸共重合体
   、エチレン・メタクリル酸共重合体、酢酸ビニル・エチ
   レン共重合体のいずれか１つを用いた水分散液を塗布し
   、加熱乾燥して端面に被膜を形成することを特徴とする
   紙製容器胴の端面被覆方法。 ２、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタク
   リル酸共重合体、酢酸ビニル・エチレン共重合体のいず
   れか１つを用いた水分散液から成ることを特徴とする紙
   製容器胴の端面被覆組成物。 ３、アルカリ水溶液を用いてカルボキシル基を中和した
   エチレン・アクリル酸共重合体の水分散液またはエチレ
   ン・メタクリル酸共重合体の水分散液であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の紙製容器胴の端面
   被覆組成物。 ４、高分子保護コロイドを乳化剤として用いた酢酸ビニ
   ル・エチレン共重合体の水分散液であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載の紙製容器胴の端面被覆
   組成物。 ５、アルカリ水溶液が水酸化アンモニウムであることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の紙製容器胴の
   端面被覆組成物。 ６、エチレン・アクリル酸共重合体の粒子径が０．０３
   〜０．５μであることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項に記載の紙製容器胴の端面被覆組成物。 ７、エチレン・アクリル酸共重合体の濃度が２５〜４０
   ％であることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載
   の紙製容器胴の端面被覆組成物。