JPWO2018034350A1 - 液体用紙容器の製造方法及び液体用紙容器 - Google Patents
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Abstract
製造コストを抑え、歩留まりが向上する液体用紙容器の製造方法、及び耐水性が向上し、成形性が高い液体用紙容器を提供する。本発明の一態様に係る液体用紙容器の製造方法は、基材(1)の一方の面と、バリア性積層フィルム層(3)に備わる蒸着面(3a)とを、バリア性積層フィルム層(3)の蒸着面(3a)にコロナ処理をせずに、第1接着性樹脂層(4)を介して貼り合わせる貼り合せ工程と、バリア性積層フィルム層(3)の蒸着面(3a)とは反対側の面に、少なくとも第2接着性樹脂層(6)を積層する積層工程と、貼り合せ工程の後であり、且つ積層工程の後に、基材(1)と、第1接着性樹脂層(4)と、バリア性積層フィルム層(3)と、第2接着性樹脂層(6)と、を少なくとも備える積層体(10)を函状に成形する成形工程と、を有する。
Description
本発明は、液体用紙容器の製造方法、及びその製造方法によって得られた液体用紙容器に関する。
従来より、果実飲料、お茶、コーヒー、乳飲料、スープ等の液体飲料、日本酒、焼酎等の酒類の容器として液体用紙容器が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この液体用紙容器には、屋根型やレンガ型、あるいは円筒型などの形状の容器がある。例えば、レンガ型液体用紙容器は、紙層の表裏に熱可塑性樹脂層を持たせた包材に、容器用罫線を施し、包材の端部にエッジプロテクトテープを貼り、これを筒状に成形し包材端部どうしを重ねて貼ることで、筒状形状にし、この筒状包材の下端部を横断方向にシールして筒の中に内容物を充填した状態で液中シールして仕切った後、立体形状に成形することで液体用紙容器が製造される。
この液体用紙容器には、屋根型やレンガ型、あるいは円筒型などの形状の容器がある。例えば、レンガ型液体用紙容器は、紙層の表裏に熱可塑性樹脂層を持たせた包材に、容器用罫線を施し、包材の端部にエッジプロテクトテープを貼り、これを筒状に成形し包材端部どうしを重ねて貼ることで、筒状形状にし、この筒状包材の下端部を横断方向にシールして筒の中に内容物を充填した状態で液中シールして仕切った後、立体形状に成形することで液体用紙容器が製造される。
すなわち、この種の液体用紙容器は、図10に示すように、熱可塑性樹脂層1002と、基材1001と、第1接着性樹脂層1004と、バリア性積層フィルム層1003と、アンカーコート層1007と、熱可塑性樹脂層1005と、シーラント層1006とをこの順で有した積層体1010を成形してなる。
この種の液体用紙容器は、前述したように液体飲料を充填するため、アンカーコート層を可能な限り使用しない方が好ましい。また、耐水性が高いレベルで維持されていることが好ましい。
しかしながら、従来の接着性樹脂は、水素結合やファンデルワールス力により基材と接着するため、耐水性に改善の余地があった。よって、高湿度環境下でも接着強度の低下を抑え、アンカーコート層を設けなくとも液体用紙容器としての強度を十分に発揮する液体用紙容器及びその製造方法が求められていた。
しかしながら、従来の接着性樹脂は、水素結合やファンデルワールス力により基材と接着するため、耐水性に改善の余地があった。よって、高湿度環境下でも接着強度の低下を抑え、アンカーコート層を設けなくとも液体用紙容器としての強度を十分に発揮する液体用紙容器及びその製造方法が求められていた。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、工程数減により製造コストを抑え、歩留まりが向上する液体用紙容器の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、酸素や水蒸気などのバリア性を十分発揮するだけでなく、耐水性が向上する液体用紙容器を提供することを目的とする。
本発明は以下の態様を有する。
[1]基材の一方の面と、バリア性積層フィルム層に備わる蒸着面とを、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面にコロナ処理をせずに、第1接着性樹脂層を介して貼り合わせる貼り合せ工程と、
前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面に、少なくとも第2接着性樹脂層を積層する積層工程と、
前記貼り合せ工程の後であり、且つ前記積層工程の後に、前記基材と、前記第1接着性樹脂層と、前記バリア性積層フィルム層と、前記第2接着性樹脂層と、を少なくとも備える積層体を函状に成形する成形工程と、を有する液体用紙容器の製造方法。
[1]基材の一方の面と、バリア性積層フィルム層に備わる蒸着面とを、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面にコロナ処理をせずに、第1接着性樹脂層を介して貼り合わせる貼り合せ工程と、
前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面に、少なくとも第2接着性樹脂層を積層する積層工程と、
前記貼り合せ工程の後であり、且つ前記積層工程の後に、前記基材と、前記第1接着性樹脂層と、前記バリア性積層フィルム層と、前記第2接着性樹脂層と、を少なくとも備える積層体を函状に成形する成形工程と、を有する液体用紙容器の製造方法。
[2]バリア性積層フィルム層に備わる蒸着面にコロナ処理をせずに、第1接着性樹脂層を積層する積層工程と、
前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面と、基材の一方の面とを、第2接着性樹脂層を介して貼り合わせる貼り合せ工程と、
前記積層工程の後であり、且つ前記貼り合せ工程の後に、前記基材と、前記第2接着性樹脂層と、前記バリア性積層フィルム層と、前記第1接着性樹脂層と、を少なくとも備える積層体を函状に成形する成形工程と、を有する液体用紙容器の製造方法。
前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面と、基材の一方の面とを、第2接着性樹脂層を介して貼り合わせる貼り合せ工程と、
前記積層工程の後であり、且つ前記貼り合せ工程の後に、前記基材と、前記第2接着性樹脂層と、前記バリア性積層フィルム層と、前記第1接着性樹脂層と、を少なくとも備える積層体を函状に成形する成形工程と、を有する液体用紙容器の製造方法。
[3]前記成形工程の前に、前記基材の他方の面に熱可塑性樹脂層を設ける工程をさらに有し、
前記積層工程では、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面に、前記第2接着性樹脂層を介してシーラント層を積層する液体用紙容器の製造方法。
前記積層工程では、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面に、前記第2接着性樹脂層を介してシーラント層を積層する液体用紙容器の製造方法。
[4]前記成形工程の前に、前記基材の他方の面に熱可塑性樹脂層を設ける工程をさらに有し、
前記積層工程では、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面に、前記第1接着性樹脂層を介してシーラント層を積層する液体用紙容器の製造方法。
前記積層工程では、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面に、前記第1接着性樹脂層を介してシーラント層を積層する液体用紙容器の製造方法。
[5]バリア性積層フィルム層と、
前記バリア性積層フィルム層の一方の面側に積層された第1接着性樹脂層と、
前記バリア性積層フィルム層の他方の面に積層された第2接着性樹脂層と、
前記第1接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面及び前記第2接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面のいずれか一方に積層された基材と、を少なくとも有する積層体を成形してなり、
前記第1接着性樹脂層は、前記バリア性積層フィルム層の一方の面側に形成された蒸着面を非コロナ処理面として積層された液体用紙容器。
前記バリア性積層フィルム層の一方の面側に積層された第1接着性樹脂層と、
前記バリア性積層フィルム層の他方の面に積層された第2接着性樹脂層と、
前記第1接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面及び前記第2接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面のいずれか一方に積層された基材と、を少なくとも有する積層体を成形してなり、
前記第1接着性樹脂層は、前記バリア性積層フィルム層の一方の面側に形成された蒸着面を非コロナ処理面として積層された液体用紙容器。
[6]前記積層体は、
前記基材の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面に積層された熱可塑性樹脂層と、
前記第1接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面及び前記第2接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面のいずれか他方に積層されたシーラント層と、をさらに有する液体用紙容器。
前記基材の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面に積層された熱可塑性樹脂層と、
前記第1接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面及び前記第2接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面のいずれか他方に積層されたシーラント層と、をさらに有する液体用紙容器。
本発明によれば、製造コストを抑え、歩留まりが向上する液体用紙容器の製造方法、及び耐水性が向上する液体用紙容器を提供することができる。
以下、液体用紙容器の製造方法、及び液体用紙容器の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。ただし、本発明の具体的な構成は下記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、それらは本発明に含まれる。
(液体用紙容器の製造方法)
図1は、本実施形態の液体用紙容器の製造方法を示すフローチャートである。また、図2は、本実施形態の液体用紙容器の製造方法における各工程の厚み方向に沿う断面図である。
図1に示すように、本実施形態の液体用紙容器の製造方法は、第1押出ラミネート工程S1と、第2押出ラミネート工程S2と、第3押出ラミネート工程S3と、スリット工程S4と、成形工程S5とを含む。なお、必要に応じて印刷工程や罫線加工工程が追加されてもよい。
図1は、本実施形態の液体用紙容器の製造方法を示すフローチャートである。また、図2は、本実施形態の液体用紙容器の製造方法における各工程の厚み方向に沿う断面図である。
図1に示すように、本実施形態の液体用紙容器の製造方法は、第1押出ラミネート工程S1と、第2押出ラミネート工程S2と、第3押出ラミネート工程S3と、スリット工程S4と、成形工程S5とを含む。なお、必要に応じて印刷工程や罫線加工工程が追加されてもよい。
<第1押出ラミネート工程>
第1押出ラミネート工程S1は、図2(a)に示す紙からなる基材1を用意し、この基材1の一方の面に、熱可塑性樹脂層2となる低密度ポリエチレンを押出ラミネーションにより設けて図2(b)に示す積層体を形成する工程である。
第1押出ラミネート工程S1は、図2(a)に示す紙からなる基材1を用意し、この基材1の一方の面に、熱可塑性樹脂層2となる低密度ポリエチレンを押出ラミネーションにより設けて図2(b)に示す積層体を形成する工程である。
なお、第1押出ラミネート工程S1の前に、基材1又は熱可塑性樹脂層2の表面をコロナ処理して、このコロナ処理面に印刷インキでグラビア印刷を行い、印刷層を設ける印刷工程を行ってもよい。この印刷は基材1に対して行うことが好ましく、熱可塑性樹脂層2の表面でもよい。さらには、基材1に対して、所定の液体用紙容器のブランクに打ち抜き、同時に折罫を押罫により罫線を形成する罫線加工工程を行ってもよい。
<第2押出ラミネート工程>
第2押出ラミネート工程S2は、図2(c)に示すように、基材1の他方の面と、アルミナ蒸着ポリエステルフィルム等のバリア性積層フィルム層3の蒸着面(コート面)3aとを、溶融押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層4を介して貼り合わせる工程である。このとき、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aは、該コート面を改質させるコロナ処理等の表面処理を行わない。すなわち、第2押出ラミネート工程S2においては、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aを第1接着性樹脂層4との貼合せ面としてアンカー剤を介在させることなく積層すると共に、蒸着面3aにコロナ処理等の表面処理を行わないことが技術的特徴である。このように、第1接着性樹脂層4を介して、蒸着面3aにコロナ処理を行わないバリア性積層フィルム層3と、基材1とを溶融押出ラミネート法で積層することで、工程の省略が可能となるため、段取り時間やアンカーコート工程で発生するロスの低減が可能となり、生産時間の短縮や歩留まりを向上することができる。なお、本発明においては、本工程が「貼り合せ工程」に相当するものである。
第2押出ラミネート工程S2は、図2(c)に示すように、基材1の他方の面と、アルミナ蒸着ポリエステルフィルム等のバリア性積層フィルム層3の蒸着面(コート面)3aとを、溶融押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層4を介して貼り合わせる工程である。このとき、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aは、該コート面を改質させるコロナ処理等の表面処理を行わない。すなわち、第2押出ラミネート工程S2においては、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aを第1接着性樹脂層4との貼合せ面としてアンカー剤を介在させることなく積層すると共に、蒸着面3aにコロナ処理等の表面処理を行わないことが技術的特徴である。このように、第1接着性樹脂層4を介して、蒸着面3aにコロナ処理を行わないバリア性積層フィルム層3と、基材1とを溶融押出ラミネート法で積層することで、工程の省略が可能となるため、段取り時間やアンカーコート工程で発生するロスの低減が可能となり、生産時間の短縮や歩留まりを向上することができる。なお、本発明においては、本工程が「貼り合せ工程」に相当するものである。
<第3押出ラミネート工程>
第3押出ラミネート工程S3は、図2(d)に示すように、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aとは反対側の面に、第2接着性樹脂層6を用いて押出ラミネート法でシーラント層5を積層して、積層体10を作製する工程である。第2接着性樹脂層6は、例えば、熱溶融性樹脂を用いる。用いる熱溶融性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンもしく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、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などの樹脂を使用することができる。
なお、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aとは反対側の面については、必要に応じて表面処理(コロナ放電処理、オゾン処理等)を行ってもよい。
ここで、シーラント層5は、無添加の低密度ポリエチレンをT型ダイスより押出した溶融樹脂を第2接着性樹脂層とともに、バリア性積層フィルム層3に押出ラミネーションにて積層する。
本発明においては、本工程が「積層工程」に相当するものである。
第3押出ラミネート工程S3は、図2(d)に示すように、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aとは反対側の面に、第2接着性樹脂層6を用いて押出ラミネート法でシーラント層5を積層して、積層体10を作製する工程である。第2接着性樹脂層6は、例えば、熱溶融性樹脂を用いる。用いる熱溶融性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンもしく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、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などの樹脂を使用することができる。
なお、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aとは反対側の面については、必要に応じて表面処理(コロナ放電処理、オゾン処理等)を行ってもよい。
ここで、シーラント層5は、無添加の低密度ポリエチレンをT型ダイスより押出した溶融樹脂を第2接着性樹脂層とともに、バリア性積層フィルム層3に押出ラミネーションにて積層する。
本発明においては、本工程が「積層工程」に相当するものである。
<スリット工程>
スリット工程は、広巾で連続的に作製されたシート状の積層体10をスリット加工によってテープ状に加工し、所定の長さに切断する工程である。
スリット工程は、広巾で連続的に作製されたシート状の積層体10をスリット加工によってテープ状に加工し、所定の長さに切断する工程である。
<成形工程>
成形工程は、スリット工程で所定の長さに切断された積層体10を、例えば函状に成形する工程である。
成形工程は、スリット工程で所定の長さに切断された積層体10を、例えば函状に成形する工程である。
(液体用紙容器の構成)
図3は、本実施形態の液体用紙容器の構成を示す厚み方向に沿う断面図である。
図3に示すように、上述した製造方法で得られた本実施形態の液体用紙容器は、熱可塑性樹脂層2と、基材1と、第1接着性樹脂層4と、バリア性積層フィルム層3と、第2接着性樹脂層6と、シーラント層5とをこの順で有した積層体10を成形してなる。なお、積層体10は、少なくともバリア性積層フィルム層3と、バリア性積層フィルム層3のコロナ処理されていない蒸着面3a側に積層された第1接着性樹脂層4とを有する。また、基材1と、熱可塑性樹脂層2と、第1接着性樹脂層4と、バリア性積層フィルム層3とをこの順で積層した積層体10としてもよい。この場合、熱可塑性樹脂層2と、第1接着性樹脂層4とは共押出ラミネートにて作製される。このような層構成とすることで、製造コストを削減できる。
図3は、本実施形態の液体用紙容器の構成を示す厚み方向に沿う断面図である。
図3に示すように、上述した製造方法で得られた本実施形態の液体用紙容器は、熱可塑性樹脂層2と、基材1と、第1接着性樹脂層4と、バリア性積層フィルム層3と、第2接着性樹脂層6と、シーラント層5とをこの順で有した積層体10を成形してなる。なお、積層体10は、少なくともバリア性積層フィルム層3と、バリア性積層フィルム層3のコロナ処理されていない蒸着面3a側に積層された第1接着性樹脂層4とを有する。また、基材1と、熱可塑性樹脂層2と、第1接着性樹脂層4と、バリア性積層フィルム層3とをこの順で積層した積層体10としてもよい。この場合、熱可塑性樹脂層2と、第1接着性樹脂層4とは共押出ラミネートにて作製される。このような層構成とすることで、製造コストを削減できる。
<基材>
基材1に用いる紙は、液体用紙容器の成形性、保型性、強度などを保持できれば特に制限はなく、目的に応じて液体用紙容器の形状や容量など適宜選択される。具体的には、坪量50〜600g/m2程度の板紙が好ましく、坪量200〜600g/m2程度の板紙がより好ましい。坪量が小さいと十分な容器性能が得られず、坪量が大きいと成形性が悪くなる。
基材1に用いる紙は、液体用紙容器の成形性、保型性、強度などを保持できれば特に制限はなく、目的に応じて液体用紙容器の形状や容量など適宜選択される。具体的には、坪量50〜600g/m2程度の板紙が好ましく、坪量200〜600g/m2程度の板紙がより好ましい。坪量が小さいと十分な容器性能が得られず、坪量が大きいと成形性が悪くなる。
<熱可塑性樹脂層>
積層体10の「外側」に設けられる熱可塑性樹脂層2には、例えば、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)、中密度ポリエチレン樹脂(MDPE)、高密度ポリエチレン樹脂(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L−LDPE)、エチレン−α−オレフィン共重合体などエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン樹脂、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の選択が可能であり、また、これらのオレフィン系樹脂をグラフト重合などにより酸変性した変性ポリオレフィン樹脂も使用可能である。すなわち、熱可塑性樹脂層2は、シール性を有するポリオレフィンであれば特に制限はない。熱可塑性樹脂層2の材料としては、例えば、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」が挙げられる。また、熱可塑性樹脂層2の厚みは、5〜200μm位が好ましく、10〜50μm位がより好ましい。
積層体10の「外側」に設けられる熱可塑性樹脂層2には、例えば、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)、中密度ポリエチレン樹脂(MDPE)、高密度ポリエチレン樹脂(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(L−LDPE)、エチレン−α−オレフィン共重合体などエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン樹脂、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の選択が可能であり、また、これらのオレフィン系樹脂をグラフト重合などにより酸変性した変性ポリオレフィン樹脂も使用可能である。すなわち、熱可塑性樹脂層2は、シール性を有するポリオレフィンであれば特に制限はない。熱可塑性樹脂層2の材料としては、例えば、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」が挙げられる。また、熱可塑性樹脂層2の厚みは、5〜200μm位が好ましく、10〜50μm位がより好ましい。
ここで、図示しないが、基材1又は熱可塑性樹脂層2の外側に印刷インキによる印刷層を設けてもよい。このとき、基材1又は熱可塑性樹脂層2の表面にコロナ処理をして、印刷インキとの密着性を向上させることができる。
上記印刷インキには、例えば、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ、オフセットインキが使用でき、それぞれの印刷方式で印刷層を設ければよい。グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキは、着色料(有機顔料、無機顔料、染料など)と、ビヒクル(合成樹脂からなるバインダーをアルコール、エステル、ケトン、アルコール誘導体、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素などの有機溶剤に溶解したもの)と助剤(安定剤、スリップ剤など)から構成されている。
また、上記オフセットインキは、着色料(有機顔料、無機顔料)と、ビヒクル(合成樹脂、乾性油、有機溶剤)と助剤(粘度調整剤、乾燥調整剤など)から構成されている。
上記印刷インキには、例えば、グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキ、オフセットインキが使用でき、それぞれの印刷方式で印刷層を設ければよい。グラビアインキ、フレキソインキ、シルクスクリーンインキは、着色料(有機顔料、無機顔料、染料など)と、ビヒクル(合成樹脂からなるバインダーをアルコール、エステル、ケトン、アルコール誘導体、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素などの有機溶剤に溶解したもの)と助剤(安定剤、スリップ剤など)から構成されている。
また、上記オフセットインキは、着色料(有機顔料、無機顔料)と、ビヒクル(合成樹脂、乾性油、有機溶剤)と助剤(粘度調整剤、乾燥調整剤など)から構成されている。
<第1接着性樹脂層>
第1接着性樹脂層4は、基材1とバリア性積層フィルム層3を押出ラミネートで貼り合わせるときには、熱溶融性樹脂を用いる。用いる熱溶融性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンもしく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、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などの樹脂を使用することができる。
第1接着性樹脂層4は、基材1とバリア性積層フィルム層3を押出ラミネートで貼り合わせるときには、熱溶融性樹脂を用いる。用いる熱溶融性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンもしく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、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などの樹脂を使用することができる。
これらの中でも、第1接着性樹脂層4としては、三井化学株式会社製 アドマーSE810(無水マレイン酸でグラフト共重合したポリエチレン)が特に好ましい。
また、第1接着性樹脂層4の溶融押出温度は、295〜305℃が好ましい。この温度が低温だと接着力不足となり、高温だと樹脂が分解してしまう。
第1接着性樹脂層4の厚さは、本発明の目的を阻害しない範囲で用途によって適宜決められるが、10〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。第1接着性樹脂層4の厚さが5μm以下だと、十分な接着強度が発現しないことがある。
また、第1接着性樹脂層4の溶融押出温度は、295〜305℃が好ましい。この温度が低温だと接着力不足となり、高温だと樹脂が分解してしまう。
第1接着性樹脂層4の厚さは、本発明の目的を阻害しない範囲で用途によって適宜決められるが、10〜100μmが好ましく、10〜50μmがより好ましい。第1接着性樹脂層4の厚さが5μm以下だと、十分な接着強度が発現しないことがある。
また、基材1側の面及び蒸着面3a側のいずれも、表面処理(コロナ放電処理、オゾン処理等)は行わない。表面処理を行うと、初期接着強度は未処理のものより高いが、高湿度環境下では強度低下が著しい。なお、基材1側の面については、必要に応じて基材1の表面にアンカーコート剤等の処理を行ってもよい。
また、基材1とバリア性積層フィルム層3とをドライラミネーションで貼り合わせてもよい。この場合の第1接着性樹脂層4には、ドライラミネーション用の接着剤を用いる。ドライラミネーション用の接着剤としては、適宜選択すればよいが、例えば、主剤にポリエステルポリオールあるいはポリエステルポリウレタンポリオールを用いて、硬化剤にイソシアネート系の硬化剤を用いたウレタン系の接着剤が好ましく用いられる。ドライラミネーション用の接着剤の塗布量としては、乾燥硬化後で1〜6g/m2が好ましい。
また、基材1とバリア性積層フィルム層3とをドライラミネーションで貼り合わせてもよい。この場合の第1接着性樹脂層4には、ドライラミネーション用の接着剤を用いる。ドライラミネーション用の接着剤としては、適宜選択すればよいが、例えば、主剤にポリエステルポリオールあるいはポリエステルポリウレタンポリオールを用いて、硬化剤にイソシアネート系の硬化剤を用いたウレタン系の接着剤が好ましく用いられる。ドライラミネーション用の接着剤の塗布量としては、乾燥硬化後で1〜6g/m2が好ましい。
<バリア性積層フィルム層>
バリア性積層フィルム層3としては、廃棄のしやすさの観点で、バリア性樹脂フィルムや基材フィルムにバリア層を設けたバリア性積層フィルムが好ましい。
バリア性積層フィルム層3としては、廃棄のしやすさの観点で、バリア性樹脂フィルムや基材フィルムにバリア層を設けたバリア性積層フィルムが好ましい。
[バリア性樹脂フィルム]
上記バリア性樹脂フィルムは、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム(EVOH)、ポリビニルアルコールフィルム(PVA)、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートや2軸延伸ナイロンフィルムとエチレン−ビニルアルコール共重合体の積層フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)ケン化物などのフィルム、またこれらのフィルムの1種、または2種以上を組み合わせた積層フィルムを用いてもよい。
上記バリア性樹脂フィルムは、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム(EVOH)、ポリビニルアルコールフィルム(PVA)、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートや2軸延伸ナイロンフィルムとエチレン−ビニルアルコール共重合体の積層フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)ケン化物などのフィルム、またこれらのフィルムの1種、または2種以上を組み合わせた積層フィルムを用いてもよい。
上記バリア性積層フィルムには、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)などのフィルムにポリ塩化ビニリデンを塗工した塗工フィルムや、アルミニウム箔をラミネートしたアルミ箔ラミネートフィルムや、アルミニウム金属、無機酸化物(酸化珪素、酸化アルミニウムなど)の蒸着薄膜層を真空蒸着法、スパッタリング法などにより、設けたアルミ蒸着フィルムや無機酸化物蒸着フィルム、またこれらフィルムの1種、または2種以上を組み合わせた積層フィルムなどを用いることができる。
ここで、上記蒸着層(蒸着膜)は2層以上でもよい。また、必要に応じて任意の基材(ナイロン等、一般的な食品包装樹脂層やフィルム)と組み合わせてもよい。
ここで、上記蒸着層(蒸着膜)は2層以上でもよい。また、必要に応じて任意の基材(ナイロン等、一般的な食品包装樹脂層やフィルム)と組み合わせてもよい。
なお、上記バリア性積層フィルムに用いる基材フィルムには、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレ−ト(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)などのポリオレフィン、ナイロン−6、ナイロン−66などのポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリイミド(PI)などの無延伸あるいは延伸フィルムが使用できる。
さらに、基材フィルムと蒸着薄膜層との間にプライマーコート層を設け、又はプライマー処理を行い、基材フィルムと蒸着薄膜層との間の密着性を高めたガスバリア性樹脂フィルムとしてもよい。プライマーコート層の材料としては、例えば、溶剤溶解性または水溶性のポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂またはアルキルチタネート等から選択されることが好ましい。これらは単独または2種類以上組み合わせて使用することができる。プライマー処理の形成にはコロナ処理、RIE(リアクティブイオンエッチング)処理などの放電処理を利用することができる。プラズマ中に発生したラジカルやイオンにより、基材フィルムの表面に官能基を付与することができ、密着性を向上させる化学効果が得られる。
ここで、バリア性積層フィルム層(バリア性積層フィルム)3においては、第1接着性樹脂層4が積層される面(蒸着面)側にはコロナ処理がされない。
ここで、バリア性積層フィルム層(バリア性積層フィルム)3においては、第1接着性樹脂層4が積層される面(蒸着面)側にはコロナ処理がされない。
バリア性積層フィルム層3としては、例えば、基材フィルムをPETとし、コート層として、蒸着薄膜層上にガスバリア性被覆層を設けた構成が特に好ましい。
ガスバリア性被覆層は、蒸着薄膜層の二次的な各種損傷を防止すると共に、高いバリア性を付与するために設けられるものである。このガスバリア性被覆層は、優れたバリア性を得る観点から、水酸基含有高分子化合物、金属アルコキシド、金属アルコキシド加水分解物及び金属アルコキシド重合物からなる群より選択される少なくとも1種を成分として含有していることが好ましい。
水酸基含有高分子化合物としては、具体的には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン等の水溶性高分子が挙げられるが、特にポリビニルアルコールを用いた場合にバリア性が特に優れる。
ガスバリア性被覆層は、蒸着薄膜層の二次的な各種損傷を防止すると共に、高いバリア性を付与するために設けられるものである。このガスバリア性被覆層は、優れたバリア性を得る観点から、水酸基含有高分子化合物、金属アルコキシド、金属アルコキシド加水分解物及び金属アルコキシド重合物からなる群より選択される少なくとも1種を成分として含有していることが好ましい。
水酸基含有高分子化合物としては、具体的には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン等の水溶性高分子が挙げられるが、特にポリビニルアルコールを用いた場合にバリア性が特に優れる。
金属アルコキシドは、一般式:M(OR)n(MはSi、Ti、Al、Zr等の金属原子を示し、Rは−CH3、−C2H5等のアルキル基を示し、nはMの価数に対応した整数を示す)で表される化合物である。具体的には、テトラエトキシシラン〔Si(OC2H5)4〕、トリイソプロポキシアルミニウム〔Al(O−iso−C3H7)3〕などが挙げられる。テトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウムは、加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であるので好ましい。また、金属アルコキシドの加水分解物及び重合物としては、例えば、テトラエトキシシランの加水分解物や重合物としてケイ酸(Si(OH)4)などが、トリプロポキシアルミニウムの加水分解物や重合物として水酸化アルミニウム(Al(OH)3)などが挙げられる。
<シーラント層>
シーラント層5を設けるには、T型ダイスより押出した溶融樹脂を、第2接着性樹脂層6を介して、バリア性積層フィルム層3に積層する押出ラミネーションや、T型ダイスより押出した溶融樹脂を製膜したキャストフィルムで、樹脂フィルムを設ける。
また、200℃以下の押出温度で製膜できるインフレーション法による樹脂フィルムを用いて、第2接着性樹脂層6を介して、バリア性積層フィルム層3に積層するか、あるいは、T型ダイスより300℃未満の押出温度で製膜し、インラインで第2接着性樹脂層6を介して、バリア性積層フィルム層3に貼り合わせるニーラム法で、樹脂フィルムを設けてもよい。
シーラント層5を設けるには、T型ダイスより押出した溶融樹脂を、第2接着性樹脂層6を介して、バリア性積層フィルム層3に積層する押出ラミネーションや、T型ダイスより押出した溶融樹脂を製膜したキャストフィルムで、樹脂フィルムを設ける。
また、200℃以下の押出温度で製膜できるインフレーション法による樹脂フィルムを用いて、第2接着性樹脂層6を介して、バリア性積層フィルム層3に積層するか、あるいは、T型ダイスより300℃未満の押出温度で製膜し、インラインで第2接着性樹脂層6を介して、バリア性積層フィルム層3に貼り合わせるニーラム法で、樹脂フィルムを設けてもよい。
シーラント層5のインフレーション法による樹脂フィルム、あるいは、ニーラム法で設ける樹脂フィルムに用いる熱溶融性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンもしく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、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などの樹脂を使用することができる。厚さは好ましくは20〜70μm程度である。
ここで、シーラント層5としては、特に低密度ポリエチレン(LDPE)を用いることが好ましく、無添加低密度ポリエチレンを用いるのがより好ましい。この無添加低密度ポリエチレンは、スリップ剤や、アンチブロッキング剤、酸化防止剤などの添加剤が添加されていない樹脂である。
また、シーラント層5としてインフレーション法による樹脂フィルムを用いる場合、押出ラミネートで貼り合わせることができる。このときは、第2接着性樹脂層6として熱溶融性樹脂を用いる。用いる熱溶融性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMMA)、エチレン−プロピレン共重合体(EPM)、メチルペンテンポリマー、ポリエチレンもしく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、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂などの樹脂を使用することができる。
シーラント層5の厚さは、用途によって適宜決められるが、3〜70μm程度が好ましい。
また、シーラント層5は、インフレーション法による樹脂フィルムを用いて、ドライラミネーションで貼り合わせても良い。ドライラミネーションで貼り合わせる場合は、第2接着性樹脂層6には、ドライラミネーション用の接着剤を用いる。ドライラミネーション用の接着剤としては、適宜選択すればよいが、例えば、主剤にポリエステルポリオールあるいはポリエステルポリウレタンポリオールを用いて、硬化剤にイソシアネート系の硬化剤を用いたウレタン系の接着剤が好ましく用いられる。ドライラミネーション用の接着剤の塗布量としては、乾燥硬化後で1〜6g/m2が好ましい。
また、シーラント層5は、インフレーション法による樹脂フィルムを用いて、ドライラミネーションで貼り合わせても良い。ドライラミネーションで貼り合わせる場合は、第2接着性樹脂層6には、ドライラミネーション用の接着剤を用いる。ドライラミネーション用の接着剤としては、適宜選択すればよいが、例えば、主剤にポリエステルポリオールあるいはポリエステルポリウレタンポリオールを用いて、硬化剤にイソシアネート系の硬化剤を用いたウレタン系の接着剤が好ましく用いられる。ドライラミネーション用の接着剤の塗布量としては、乾燥硬化後で1〜6g/m2が好ましい。
シーラント層5として、T型ダイスより300℃未満の押出温度で製膜し、インラインでバリア性積層フィルム層3に貼り合わせるときに介在させる第2接着性樹脂層6としては、ドライラミネーション用の接着剤を用いる。ドライラミネーション用の接着剤としては、適宜選択すればよいが、例えば、主剤にポリエステルポリオールあるいはポリエステルポリウレタンポリオールを用いて、硬化剤にイソシアネート系の硬化剤を用いたウレタン系の接着剤を用いることが好ましい。ドライラミネーション用の接着剤の塗布量としては、乾燥硬化後で1〜6g/m2が好ましい。
「シーラント層」としては、シール性を有するポリオレフィンであれば特に制限はなく、LLDPEが好ましい。「シーラント層」の膜厚は、8〜300μm位が好ましく、20〜60μm位がより好ましい。また、必要に応じて添加物を加えてもよい。
また、第2接着性樹脂層の材料としては、「ニュクレルAN4228C(「三井・デュポンポリケミカル社製)」や「アドマーSE810(三井化学株式会社製)」が好ましい。
また、第2接着性樹脂層の材料としては、「ニュクレルAN4228C(「三井・デュポンポリケミカル社製)」や「アドマーSE810(三井化学株式会社製)」が好ましい。
以上のようにして形成された積層体10を用い製函して、液体用紙容器を得ることができる。
液体用紙容器の形状としては、例えば、角柱形の胴部と平らな底部からなり、天部がゲーベルトップ型(屋根型)の液体用紙容器、あるいは、天部も平らなブリック型(レンガ型)の液体用紙容器(図3(b)参照)、また、天部の前方が傾斜部で後方が平らな液体用紙容器などが挙げられる。
液体用紙容器の形状としては、例えば、角柱形の胴部と平らな底部からなり、天部がゲーベルトップ型(屋根型)の液体用紙容器、あるいは、天部も平らなブリック型(レンガ型)の液体用紙容器(図3(b)参照)、また、天部の前方が傾斜部で後方が平らな液体用紙容器などが挙げられる。
以下に、液体用紙容器及びその製造方法の実施例について図1〜9を参照して説明する。
(サンプル1)
まず、「第1押出ラミネート工程」として、紙からなる基材1(350g/m2、密度0.78g/cm3)を用意し(図2(a))、この基材1の一方の面に、熱可塑性樹脂層2となる低密度ポリエチレンを押出ラミネートにより設けて図2(b)に示す積層体を形成した。熱可塑性樹脂層2の材料としては、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」を用いた。熱可塑性樹脂層2の厚みは30μmとした。
(サンプル1)
まず、「第1押出ラミネート工程」として、紙からなる基材1(350g/m2、密度0.78g/cm3)を用意し(図2(a))、この基材1の一方の面に、熱可塑性樹脂層2となる低密度ポリエチレンを押出ラミネートにより設けて図2(b)に示す積層体を形成した。熱可塑性樹脂層2の材料としては、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」を用いた。熱可塑性樹脂層2の厚みは30μmとした。
具体的には、エクストルーダーラミネート機を用いて、以下の条件で図2(b)に示す積層体を形成した。
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材1の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材1の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
次に、「第2押出ラミネート工程」として、基材1の他方の面と、バリア性積層フィルム層3の蒸着面(コート面)3aとを、押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層4の低密度ポリエチレンを介して貼り合わせた。バリア性積層フィルム層3としては、12μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の表面にリアクティブイオンエッチングによる処理を施し、酸化アルミニウム蒸着層、ポリビニルアルコール及びテトラエトキシシランの加水分解物を含む塗液を塗布乾燥させてなるガスバリア性被覆層を順に積層したフィルムを用いた。バリア性積層フィルム層3の厚みは12μmとした。また、第1接着性樹脂層4の材料としては、「アドマーSE810(三井化学株式会社製)」を用いた。第1接着性樹脂層4の厚みは20μmとした。なお、基材1の他方の面、及びバリア性積層フィルム層3の両表面とも表面処理を行わなかった。
具体的には、以下の条件で図2(c)に示す積層体を形成した。
・押出温度:300℃
・表面処理:処理無し
・押出温度:300℃
・表面処理:処理無し
次に、「第3押出ラミネート工程」として、バリア性積層フィルム層3の蒸着面3aとは反対側の面に、第2接着性樹脂層6を用いて共押出ラミネート法でシーラント層5を積層して図2(d)に示す積層体10を形成した。第2接着性樹脂層6には「ニュクレルAN4228C(三井・デュポンポリケミカル株式会社製)」を用いた。第2接着性樹脂層6の厚みは20μmとした。また、シーラント層5の材料としては、「エボリューSP1071C(株式会社プライムポリマー製)」を用いた。シーラント層5の厚みは30μmとした。
具体的には、以下の条件で図2(d)に示す積層体10を形成した。
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:バリア性積層フィルム層のシーラント層側の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:バリア性積層フィルム層のシーラント層側の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
このようにして作製されたシート状の積層体10に対して、「スリット工程」として、テープ状に加工し、所定の長さに切断し、「成形工程」として、スリット工程で所定の長さに切断された積層体10を函状に成形した。すなわち、矩形に折り曲げて端部を重ね合わせ、底部を形成して、天部に口栓を取り付け、サンプル1の液体用紙容器を作製した。
(サンプル2)
上述のサンプル1における基材1の他方の面、及びバリア性積層フィルム層3の蒸着面にコロナ処理を行った以外は、サンプル1と同様にしてサンプル2の液体用紙容器を作製した。ここで、基材1の他方の面とは、基材1において第1接着性樹脂層4を介してバリア性積層フィルム層3が設けられる側の面である。すなわち、サンプル2では、基材1の両表面、及びバリア性積層フィルム層3の両表面にコロナ処理(50Wh/m2)を行った。サンプル2では、図4に示すように、第1押出ラミネート工程S101と、第2押出ラミネート工程S102と、第3押出ラミネート工程S103と、スリット工程S104と、成形工程S105とを含む。
上述のサンプル1における基材1の他方の面、及びバリア性積層フィルム層3の蒸着面にコロナ処理を行った以外は、サンプル1と同様にしてサンプル2の液体用紙容器を作製した。ここで、基材1の他方の面とは、基材1において第1接着性樹脂層4を介してバリア性積層フィルム層3が設けられる側の面である。すなわち、サンプル2では、基材1の両表面、及びバリア性積層フィルム層3の両表面にコロナ処理(50Wh/m2)を行った。サンプル2では、図4に示すように、第1押出ラミネート工程S101と、第2押出ラミネート工程S102と、第3押出ラミネート工程S103と、スリット工程S104と、成形工程S105とを含む。
まず、「第1押出ラミネート工程」として、紙からなる基材101(350g/m2、密度0.78g/cm3)を用意し(図5(a))、この基材101の一方の面に、熱可塑性樹脂層102となる低密度ポリエチレンを押出ラミネートにより設けて図5(b)に示す積層体を形成した。熱可塑性樹脂層102の材料としては、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」を用いた。熱可塑性樹脂層102の厚みは30μmとした。
具体的には、エクストルーダーラミネート機を用いて、以下の条件で図5(b)に示す積層体を形成した。
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材101の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材101の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
次に、「第2押出ラミネート工程」として、基材101の他方の面と、バリア性積層フィルム層103の蒸着面(コート面)103aとを、押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層104の低密度ポリエチレンを介して貼り合わせた。バリア性積層フィルム層103としては、12μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の表面にリアクティブイオンエッチングによる処理を施し、酸化アルミニウム蒸着層、ポリビニルアルコール及びテトラエトキシシランの加水分解物を含む塗液を塗布乾燥させてなるガスバリア性被覆層を順に積層したフィルムを用いた。バリア性積層フィルム層103の厚みは12μmとした。また、第1接着性樹脂層104の材料としては、「アドマーSE810(三井化学株式会社製)」を用いた。第1接着性樹脂層104の厚みは20μmとした。
具体的には、以下の条件で、図5(c)に示す積層体を形成した。
・押出温度:300℃
・表面処理:基材101の他方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
:バリア性積層フィルム層103の蒸着面103a側に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:300℃
・表面処理:基材101の他方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
:バリア性積層フィルム層103の蒸着面103a側に対してコロナ処理(50Wh/m2)
次に、「第3押出ラミネート工程」として、バリア性積層フィルム層103の蒸着面103aとは反対側の面に、第2接着性樹脂層106を用いて共押出ラミネート法でシーラント層105を積層して図5(d)に示す積層体110を形成した。第2接着性樹脂層106には「ニュクレルAN4228C(三井・デュポンポリケミカル株式会社製)」を用いた。第2接着性樹脂層106の厚みは20μmとした。また、シーラント層105の材料としては、「エボリューSP1071C(株式会社プライムポリマー製)」を用いた。シーラント層105の厚みは30μmとした。
具体的には、以下の条件で、図5(d)に示す積層体110を形成した。
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:バリア性積層フィルム層103のシーラント層105側の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:バリア性積層フィルム層103のシーラント層105側の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
このようにして作製されたシート状の積層体110に対して、「スリット工程」として、テープ状に加工し、所定の長さに切断し、「成形工程」として、スリット工程で所定の長さに切断された積層体110を函状に成形した。すなわち、矩形に折り曲げて端部を重ね合わせ、底部を形成して、天部に口栓を取り付け、サンプル2の液体用紙容器を作製した。
(サンプル3)
上述のサンプル1において、「第2押出ラミネート工程」として基材の他方の面と、バリア性積層フィルム層の蒸着面とは反対側の面とを、押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層の低密度ポリエチレンを介して貼り合わせ、「第3押出ラミネート工程」としてバリア性積層フィルム層の蒸着面を、第2接着性樹脂層を用いて共押出ラミネート法でシーラント層を積層する以外は、サンプル1と同様にしてサンプル3の液体用紙容器を作製した。サンプル3では、図6に示すように、第1押出ラミネート工程S201と、第2押出ラミネート工程S202と、第3押出ラミネート工程S203と、スリット工程S204と、成形工程S205とを含む。
上述のサンプル1において、「第2押出ラミネート工程」として基材の他方の面と、バリア性積層フィルム層の蒸着面とは反対側の面とを、押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層の低密度ポリエチレンを介して貼り合わせ、「第3押出ラミネート工程」としてバリア性積層フィルム層の蒸着面を、第2接着性樹脂層を用いて共押出ラミネート法でシーラント層を積層する以外は、サンプル1と同様にしてサンプル3の液体用紙容器を作製した。サンプル3では、図6に示すように、第1押出ラミネート工程S201と、第2押出ラミネート工程S202と、第3押出ラミネート工程S203と、スリット工程S204と、成形工程S205とを含む。
まず、「第1押出ラミネート工程」として、紙からなる基材201(350g/m2、密度0.78g/cm3)を用意し(図7(a))、この基材201の一方の面に、熱可塑性樹脂層202となる低密度ポリエチレンを押出ラミネートにより設けて図7(b)に示す積層体を形成した。熱可塑性樹脂層202の材料としては、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」を用いた。熱可塑性樹脂層202の厚みは30μmとした。
具体的には、エクストルーダーラミネート機を用いて、以下の条件で図7(b)に示す積層体を形成した。
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材201の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材201の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
次に、「第2押出ラミネート工程」として、基材201の他方の面と、バリア性積層フィルム層203の蒸着面(コート面)203aの反対側の面とを、押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層204の低密度ポリエチレンを介して貼り合わせた。バリア性積層フィルム層203としては、12μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの一方の表面にリアクティブイオンエッチングによる処理を施し、酸化アルミニウム蒸着層、ポリビニルアルコール及びテトラエトキシシランの加水分解物を含む塗液を塗布乾燥させてなるガスバリア性被覆層を順に積層したフィルムを用いた。バリア性積層フィルム層203の厚みは12μmとした。また、第1接着性樹脂層204の材料としては、「アドマーSE810(三井化学株式会社製)」を用いた。第1接着性樹脂層204の厚みは20μmとした。
具体的には、以下の条件で、図7(c)に示す積層体を形成した。
・押出温度:300℃
・表面処理:基材201の他方の面に対して処理無し
:バリア性積層フィルム層203の蒸着面(コート面)203aの反対側の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:300℃
・表面処理:基材201の他方の面に対して処理無し
:バリア性積層フィルム層203の蒸着面(コート面)203aの反対側の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
次に、「第3押出ラミネート工程」として、バリア性積層フィルム層203の蒸着面203aに、第2接着性樹脂層206を用いて共押出ラミネート法でシーラント層205を積層して図7(d)に示す積層体210を形成した。第2接着性樹脂層206には「ニュクレルAN4228C(三井・デュポンポリケミカル株式会社製)」を用いた。第2接着性樹脂層206の厚みは20μmとした。また、シーラント層205の材料としては、「エボリューSP1071C(株式会社プライムポリマー製)」を用いた。シーラント層205の厚みは30μmとした。
具体的には、以下の条件で、図7(d)に示す積層体210を形成した。
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:処理無し
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:処理無し
このようにして作製されたシート状の積層体210に対して、「スリット工程」として、テープ状に加工し、所定の長さに切断し、「成形工程」として、スリット工程で所定の長さに切断された積層体210を函状に成形した。すなわち、矩形に折り曲げて端部を重ね合わせ、底部を形成して、天部に口栓を取り付け、サンプル3の液体用紙容器を作製した。
(サンプル4)
上述のサンプル1におけるバリア性積層フィルム層の内側(バリア性積層フィルム層3を基準として基材側とは反対側)の面に形成された蒸着面にアンカーコート層を形成すると共に、バリア性積層フィルム層の外側(バリア性積層フィルム層の蒸着面とは反対側)の面にコロナ処理を行った以外は、サンプル1と同様にしてサンプル4の液体用紙容器を作製した。サンプル4では、図8に示すように、第1押出ラミネート工程S301と、第2押出ラミネート工程S302と、第3押出ラミネート工程S303と、第4押出ラミネート工程S304と、スリット工程S305と、成形工程S306とを含む。
上述のサンプル1におけるバリア性積層フィルム層の内側(バリア性積層フィルム層3を基準として基材側とは反対側)の面に形成された蒸着面にアンカーコート層を形成すると共に、バリア性積層フィルム層の外側(バリア性積層フィルム層の蒸着面とは反対側)の面にコロナ処理を行った以外は、サンプル1と同様にしてサンプル4の液体用紙容器を作製した。サンプル4では、図8に示すように、第1押出ラミネート工程S301と、第2押出ラミネート工程S302と、第3押出ラミネート工程S303と、第4押出ラミネート工程S304と、スリット工程S305と、成形工程S306とを含む。
「第1押出ラミネート工程」として、紙からなる基材301(350g/m2、密度0.78g/cm3)を用意した(図9(a))。一方、バリア性積層フィルム層303の蒸着面303aに、アンカーコート層307を形成し、押出ラミネート法でアンカーコート層307上に熱可塑性樹脂層305を積層して図9(b)に示す積層体を形成した。バリア性積層フィルム層303の材料としては、サンプル1におけるバリア性積層フィルム層3と同じ材料を使用した。バリア性積層フィルム層303の厚みは12μmとした。熱可塑性樹脂層305の材料としては、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」を用いた。熱可塑性樹脂層305の厚みは20μmとした。
具体的には、エクストルーダーラミネート機を用いて、以下の条件で図9(b)に示す積層体を形成した。
・押出温度:290℃以下
・表面処理:処理無し
・アンカーコート剤として、二液硬化型の脂肪族エステル系ウレタン樹脂を用いた。
・押出温度:290℃以下
・表面処理:処理無し
・アンカーコート剤として、二液硬化型の脂肪族エステル系ウレタン樹脂を用いた。
次に、「第2押出ラミネート工程」として、熱可塑性樹脂層305上に押出ラミネート法でシーラント層306を積層して図9(c)に示す積層体を形成した。シーラント層306の材料としては、「エボリューSP1071C(株式会社プライムポリマー製)」を用いた。シーラント層306の厚みは30μmとした。
具体的には、以下の条件で図9(c)に示す積層体を形成した。
・押出温度:290℃以下
・表面処理:処理無し
・押出温度:290℃以下
・表面処理:処理無し
次に、「第3押出ラミネート工程」として、基材301の一方の面と、バリア性積層フィルム層303の蒸着面303aとは反対側の面とを、押出ラミネート法によって、第1接着性樹脂層304の低密度ポリエチレンを介して貼り合わせて図9(d)に示す積層体を形成した。第1接着性樹脂層304の材料としては、「ニュクレルAN4228C(三井・デュポンポリケミカル株式会社製)」を用いた。第1接着性樹脂層304の厚みは20μmとした。
具体的には、以下の条件で図9(d)に示す積層体を形成した。
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:基材301の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:310〜320℃
・表面処理:基材301の一方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
次に、「第4押出ラミネート工程」として、基材301の他方の面に、熱可塑性樹脂層302となる低密度ポリエチレンを押出ラミネート法により設けて図9(e)に示す積層体を形成した。熱可塑性樹脂層302の材料としては、「ノバテックLC600A(日本ポリエチレン株式会社製)」を用いた。熱可塑性樹脂層302の厚みは30μmとした。具体的には、以下の条件で図9(e)に示す積層体310を形成した。
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材301の他方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
・押出温度:320℃以上
・表面処理:基材301の他方の面に対してコロナ処理(50Wh/m2)
このようにして作製されたシート状の積層体310に対して、「スリット工程」として、テープ状に加工し、所定の長さに切断し、「成形工程」として、スリット工程で所定の長さに切断された積層体310を函状に成形した。すなわち、矩形に折り曲げて端部を重ね合わせ、底部を形成して、天部に口栓を取り付け、サンプル4の液体用紙容器を作製した。
<評価>
作製されたサンプル1、2、3、4のそれぞれの液体用紙容器について、以下の条件で耐水性試験をし、評価した。
[耐水性試験の概要]
高湿環境化保存後ラミネート強度評価
・測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)
・サンプル寸法 15mm巾
・引張速度 300mm/min
作製されたサンプル1、2、3、4のそれぞれの液体用紙容器について、以下の条件で耐水性試験をし、評価した。
[耐水性試験の概要]
高湿環境化保存後ラミネート強度評価
・測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)
・サンプル寸法 15mm巾
・引張速度 300mm/min
<コロナ処理の有無によるラミネート強度>
表1に示すように、バリア性積層フィルム層の蒸着面にコロナ処理をしなかったサンプル1のシート状の積層体と、上記蒸着面にコロナ処理をしたサンプル2のシート状の積層体とをそれぞれ、測定サンプルとした。各サンプルについて、40℃90%環境下、水に浸漬させて1週間保存した。保存後のサンプルを15mm巾に調整したもののラミネート強度を測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)にて測定した。測定値は平均値である。測定結果を表1に示す。なお、表1において、ラミネート強度の単位は、[N/15mm]である。
表1に示すように、バリア性積層フィルム層の蒸着面にコロナ処理をしなかったサンプル1のシート状の積層体と、上記蒸着面にコロナ処理をしたサンプル2のシート状の積層体とをそれぞれ、測定サンプルとした。各サンプルについて、40℃90%環境下、水に浸漬させて1週間保存した。保存後のサンプルを15mm巾に調整したもののラミネート強度を測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)にて測定した。測定値は平均値である。測定結果を表1に示す。なお、表1において、ラミネート強度の単位は、[N/15mm]である。
[耐水性試験の評価]
この耐水性試験においては、ラミネート強度が2.0[N/15mm]以上である場合を「液体用紙容器の耐水性が優れている」として評価した。表1におけるサンプル2のラミネート強度は「0.2以下」と示しているが、これは、引張試験機の検出限界以下だったことを示す。
表1に示すように、サンプル1の液体用紙容器がサンプル2の液体用紙容器よりも高湿度環境下で保存後のラミネート強度評価の点で優れていることがわかった。
この耐水性試験においては、ラミネート強度が2.0[N/15mm]以上である場合を「液体用紙容器の耐水性が優れている」として評価した。表1におけるサンプル2のラミネート強度は「0.2以下」と示しているが、これは、引張試験機の検出限界以下だったことを示す。
表1に示すように、サンプル1の液体用紙容器がサンプル2の液体用紙容器よりも高湿度環境下で保存後のラミネート強度評価の点で優れていることがわかった。
また、サンプル1の液体用紙容器は、高湿度環境下でも接着強度を維持し、内容物の品質及び容器の外観を保つバリア性積層フィルム層に接着性樹脂アドマーSE810を表面処理なしで接着し、バリア性積層フィルム層の蒸着薄膜層上を容器の外側になるように成形することで、40℃90%環境下で1ヶ月保存後も容器として十分な強度を保つことができることがわかった。
<バリア性積層フィルム層の蒸着面の向きによるラミネート強度>
一方、バリア性積層フィルム層の蒸着面の向きとラミネート強度との関係についても測定した。
表2に示すようにバリア性積層フィルム層の蒸着面の向き、及びラミネート側を設定したサンプル1及びサンプル3の積層体を函状に成形して測定サンプルを作製し、40℃90%環境下(株式会社奥野技研研究所製:高温多湿槽)に1ヶ月保存した。保存後のサンプルを15mm巾に調整したもののラミネート強度を測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)にて測定した。測定結果を表2に示す。なお、表2において、ラミネート強度の単位は、[N/15mm]である。
一方、バリア性積層フィルム層の蒸着面の向きとラミネート強度との関係についても測定した。
表2に示すようにバリア性積層フィルム層の蒸着面の向き、及びラミネート側を設定したサンプル1及びサンプル3の積層体を函状に成形して測定サンプルを作製し、40℃90%環境下(株式会社奥野技研研究所製:高温多湿槽)に1ヶ月保存した。保存後のサンプルを15mm巾に調整したもののラミネート強度を測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)にて測定した。測定結果を表2に示す。なお、表2において、ラミネート強度の単位は、[N/15mm]である。
この蒸着面の向きとラミネート強度との関係については、ラミネート強度が2.0[N/15mm]以上である場合を「液体用紙容器の耐水性が優れている」として評価した。
表2に示すように、函状に成形して液体用紙容器としたときに、バリア性積層フィルム層の蒸着面を外側としたサンプル1及びバリア性積層フィルム層の蒸着面を内側としたサンプル3の各液体用紙容器は、共に耐水性が優れていることがわかった。
表2に示すように、函状に成形して液体用紙容器としたときに、バリア性積層フィルム層の蒸着面を外側としたサンプル1及びバリア性積層フィルム層の蒸着面を内側としたサンプル3の各液体用紙容器は、共に耐水性が優れていることがわかった。
<アンカーコート層の有無によるラミネート強度>
さらに、アンカーコート層の有無とラミネート強度との関係についても測定した。
表3に示すように、アンカーコート層を設けないサンプル1の積層体、及びアンカーコート層を設けたサンプル4の積層体を、それぞれ函状に成形して測定サンプルとした。そして、各サンプルについて、40℃90%環境下、水に浸漬させて1週間保存した。保存後のサンプルを15mm巾に調整したもののラミネート強度を測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)にて測定した。測定値は平均値である。測定結果を表3に示す。なお、表3において、ラミネート強度の単位は、[N/15mm]である。
さらに、アンカーコート層の有無とラミネート強度との関係についても測定した。
表3に示すように、アンカーコート層を設けないサンプル1の積層体、及びアンカーコート層を設けたサンプル4の積層体を、それぞれ函状に成形して測定サンプルとした。そして、各サンプルについて、40℃90%環境下、水に浸漬させて1週間保存した。保存後のサンプルを15mm巾に調整したもののラミネート強度を測定機(株式会社島津製作所製:小型卓上試験機EZ−TESTL)にて測定した。測定値は平均値である。測定結果を表3に示す。なお、表3において、ラミネート強度の単位は、[N/15mm]である。
表3に示すように、サンプル1の液体用紙容器は、サンプル4の液体用紙容器と比較して、耐水性において同様に優れている。しかし、サンプル1の液体用紙容器の製造方法は、生産速度の律速になるアンカーコート層を形成していないので、サンプル4の液体用紙容器の製造方法と比較して、工程・生産ロスを低減でき、歩留まりが向上する。
[液体用紙容器の成形性の評価]
液体用紙容器の成形性の評価として、サンプル1のシート状の積層体10及びサンプル4で得られたシート状の積層体310のそれぞれについて、アンカーコート層の有無による、罫線折り部の降伏角及び降伏値を測定した。この結果を表4に示す。
ここで、降伏角(°)とそのときの降伏値(N)は、折剛さ測定機(株式会社片山抜型製作所製、BST−150)を用いて測定した。具体的には、縦方向(MD)の罫線、及び横方向(TD)の罫線のそれぞれに対して90°折り試験をおこない、折り曲げ応力に対して、包材が弾性変形から塑性変形へと挙動が変化する点の折り角と、その最大応力を降伏角及び降伏値とし、測定した。それぞれの値は平均値である。
この成形性の評価では、縦罫は降伏角(°)が45(°)以下であり、かつ降伏値(N)が、1.50(N)以下、横罫は降伏角(°)が30(°)以下であり、かつ降伏値(N)が、2.00(N)以下であれば図3(b)に示すような態様の液体用紙容器における成形性が優れているとした。
液体用紙容器の成形性の評価として、サンプル1のシート状の積層体10及びサンプル4で得られたシート状の積層体310のそれぞれについて、アンカーコート層の有無による、罫線折り部の降伏角及び降伏値を測定した。この結果を表4に示す。
ここで、降伏角(°)とそのときの降伏値(N)は、折剛さ測定機(株式会社片山抜型製作所製、BST−150)を用いて測定した。具体的には、縦方向(MD)の罫線、及び横方向(TD)の罫線のそれぞれに対して90°折り試験をおこない、折り曲げ応力に対して、包材が弾性変形から塑性変形へと挙動が変化する点の折り角と、その最大応力を降伏角及び降伏値とし、測定した。それぞれの値は平均値である。
この成形性の評価では、縦罫は降伏角(°)が45(°)以下であり、かつ降伏値(N)が、1.50(N)以下、横罫は降伏角(°)が30(°)以下であり、かつ降伏値(N)が、2.00(N)以下であれば図3(b)に示すような態様の液体用紙容器における成形性が優れているとした。
表4に示すように、サンプル1の液体用紙容器は、サンプル4の液体用紙容器と比較して、アンカーコート層がないため、図3(b)に示すような態様の液体用紙容器の成形性が高いことがわかった。
また、サンプル1の液体用紙容器は、サンプル4の液体用紙容器と比較して、アンカーコート層がないため、容器のデッドホールド性(折り曲げた形状を保持する性質)が良好となるので、成形性が向上する。
また、サンプル1の液体用紙容器は、サンプル4の液体用紙容器と比較して、アンカーコート層がないため、容器のデッドホールド性(折り曲げた形状を保持する性質)が良好となるので、成形性が向上する。
本発明の液体用紙容器の製造方法及び液体用紙容器は、耐水性及び成形性が高く、包装用フィルムとして必要とされるデッドホールド性、透明性、寸法安定性、剛性、及び、印刷性のすべての特性をバランスよく兼ね備えた積層体を用いる。したがって、液体飲料及び食品用途、特にボイルやレトルト殺菌用途の液体用紙容器に好適に利用が期待される。なお、本発明の液体用紙容器の製造方法及び液体用紙容器は、これに限られるものではない。
10 積層体
1 基材
2 熱可塑性樹脂層
3 バリア性積層フィルム層
3a 蒸着面(バリア性積層フィルム層の蒸着層側の面)
4 第1接着性樹脂層
5 シーラント層
6 第2接着性樹脂層
1 基材
2 熱可塑性樹脂層
3 バリア性積層フィルム層
3a 蒸着面(バリア性積層フィルム層の蒸着層側の面)
4 第1接着性樹脂層
5 シーラント層
6 第2接着性樹脂層
Claims (6)
- 基材の一方の面と、バリア性積層フィルム層に備わる蒸着面とを、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面にコロナ処理をせずに、第1接着性樹脂層を介して貼り合わせる貼り合せ工程と、
前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面に、少なくとも第2接着性樹脂層を積層する積層工程と、
前記貼り合せ工程の後であり、且つ前記積層工程の後に、前記基材と、前記第1接着性樹脂層と、前記バリア性積層フィルム層と、前記第2接着性樹脂層と、を少なくとも備える積層体を函状に成形する成形工程と、を有することを特徴とする液体用紙容器の製造方法。 - バリア性積層フィルム層に備わる蒸着面にコロナ処理をせずに、第1接着性樹脂層を積層する積層工程と、
前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面と、基材の一方の面とを、第2接着性樹脂層を介して貼り合わせる貼り合せ工程と、
前記積層工程の後であり、且つ前記貼り合せ工程の後に、前記基材と、前記第2接着性樹脂層と、前記バリア性積層フィルム層と、前記第1接着性樹脂層と、を少なくとも備える積層体を函状に成形する成形工程と、を有することを特徴とする液体用紙容器の製造方法。 - 前記成形工程の前に、前記基材の他方の面に熱可塑性樹脂層を設ける工程をさらに有し、
前記積層工程では、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面とは反対側の面に、前記第2接着性樹脂層を介してシーラント層を積層することを特徴とする請求項1に記載の液体用紙容器の製造方法。 - 前記成形工程の前に、前記基材の他方の面に熱可塑性樹脂層を設ける工程をさらに有し、
前記積層工程では、前記バリア性積層フィルム層の前記蒸着面に、前記第1接着性樹脂層を介してシーラント層を積層することを特徴とする請求項2に記載の液体用紙容器の製造方法。 - バリア性積層フィルム層と、
前記バリア性積層フィルム層の一方の面側に積層された第1接着性樹脂層と、
前記バリア性積層フィルム層の他方の面に積層された第2接着性樹脂層と、
前記第1接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面及び前記第2接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面のいずれか一方に積層された基材と、を少なくとも有する積層体を成形してなり、
前記第1接着性樹脂層は、前記バリア性積層フィルム層の一方の面側に形成された蒸着面を非コロナ処理面として積層されたことを特徴とする液体用紙容器。 - 前記積層体は、
前記基材の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面に積層された熱可塑性樹脂層と、
前記第1接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面及び前記第2接着性樹脂層の前記バリア性積層フィルム層側とは反対側の面のいずれか他方に積層されたシーラント層と、をさらに有することを特徴とする請求項5に記載の液体用紙容器。
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