(57)【要約】【課題】リサイクル性が良く、成形時にガスバリア性が低下せず、内容物が漏れ難いバリア性紙カップを提供することにある。【解決手段】胴部用ブランクと底部用ブランクからなり、サイドシール部を有するバリア性紙カップに於いて、胴部用ブランクと底部用ブランクが紙基材層の片面に最内面樹脂層を積層し、他方の面に接着樹脂層、エチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂又はＰＶＡからなる高分子樹脂とモンモリロナイトと一種以上の金属アルコキシドの加水分解物を含んだものからなるガスバリア性被膜層、最外面樹脂層を積層してなるガスバリア性積層材料からなり、サイドシール部が胴部用ブランクの一方の直線状の端縁を所定厚み切削し、残った紙基材層と最内面樹脂層とを紙基材層が内側になるように折り返し、他方の直線状の端に重ね合わせて熱融着させたものからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扇状の胴部用ブランクと円形状の底部用ブランクからなり、底シール部、サイドシール部及び開口部を有するバリア性紙カップにおいて、該胴部用ブランクと該底部用ブランクが紙基材層の一方の面に最内面樹脂層を積層し、他方の面に接着樹脂層、高分子樹脂と無機層状化合物と一種以上の金属アルコキシドの加水分解物を含んだものからなるガスバリア性被膜層、最外面樹脂層を順次積層してなるガスバリア性積層材料からなると共に、該サイドシール部が胴部用ブランクの一方の直線状の端縁を、最外面樹脂層、ガスバリア性被膜層及び接着樹脂層の全厚みと紙基材層の所定厚みとを所定幅で切削し、残った厚みの紙基材層と最内面樹脂層とを紙基材層が内側になるように折り返し、他方の直線状の端に最内面樹脂層同士が相対するように重ね合わせて所定幅で熱融着させたものからなっていることを特徴とするバリア性紙カップ。
【請求項２】
前記高分子樹脂がエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂若しくはポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項１記載のバリア性紙カップ。
【請求項３】
前記無機層状化合物がモンモリロナイトであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバリア性紙カップ。
【請求項４】
前記金属アルコキシドが、テトラエトキシシランまたはトリイソプロポキシアルミニウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のバリア性紙カップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヨーグルトなどの水分活性の高い食品を充填包装するバリア性紙カップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、優れたガスバリア性を有する紙容器としては、外側から順に、熱可塑性樹脂層、接着剤層、板紙からなる基材層、接着剤層、ガスバリア層、接着剤層、シーラント層を積層した積層材料を用いて成形したものが多く使用されており、前記構成中のガスバリア層としては、アルミニウム箔が多く使用されるが、リサイクル性が悪くなる等の問題があった。これらの問題を改善するべく、ガスバリア性、リサイクル性等の機能を兼ね備えるものとして、前記ガスバリア層として、二軸延伸ポリエステルフィルムの片面に無機酸化物の蒸着薄膜層、ガスバリア性被膜層を積層したガスバリアフィルムを使用した積層材料を用いた紙カップが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１１２７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、前記提案されている積層材料を用いた紙カップは、ガスバリア層として特殊なガスバリアフィルムが使用されている為に非常に高価であり、また成形加工時に蒸着薄膜層に亀裂が発生し、ガスバリア性が低下してしまう等の弊害があった。
【０００４】
本発明の課題は、リサイクル性が良く、成形加工時にガスバリア性が低下せず、かつ、内容物が漏れ難いバリア性紙カップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る発明は、扇状の胴部用ブランクと円形状の底部用ブランクからなり、底シール部、サイドシール部及び開口部を有するバリア性紙カップにおいて、該胴部用ブランクと該底部用ブランクが紙基材層の一方の面に最内面樹脂層を積層し、他方の面に接着樹脂層、高分子樹脂と無機層状化合物と一種以上の金属アルコキシドの加水分解物を含んだものからなるガスバリア性被膜層、最外面樹脂層を順次積層してなるガスバリア性積層材料からなると共に、該サイドシール部が胴部用ブランクの一方の直線状の端縁を、最外面樹脂層、ガスバリア性被膜層及び接着樹脂層の全厚みと紙基材層の所定厚みとを所定幅で切削し、残った厚みの紙基材層と最内面樹脂層とを紙基材層が内側になるように折り返し、他方の直線状の端に最内面樹脂層同士が相対するように重ね合わせて所定幅で熱融着させたものからなっていることを特徴とするバリア性紙カップである。
【０００６】
本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明に於いて、前記高分子樹脂がエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂若しくはポリビニルアルコールであることを特徴とするバリア性紙カップである。
【０００７】
本発明の請求項３に係る発明は、上記請求項１又は請求項２に係る発明に於いて、前記無機層状化合物がモンモリロナイトであることを特徴とするバリア性紙カップである。
【０００８】
本発明の請求項４に係る発明は、上記請求項１乃至請求項３のいずれか１項に係る発明に於いて、前記金属アルコキシドが、テトラエトキシシランまたはトリイソプロポキシアルミニウムあるいはそれらの混合物であることを特徴とするバリア性紙カップである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバリア性紙カップは、扇状の胴部用ブランクと円形状の底部用ブランクからなり、底シール部、サイドシール部及び開口部を有するバリア性紙カップにおいて、該胴部用ブランクと該底部用ブランクが紙基材層の一方の面に最内面樹脂層を積層し、他方の面に接着樹脂層、高分子樹脂と無機層状化合物と一種以上の金属アルコキシドの加水分解物を含んだものからなるガスバリア性被膜層、最外面樹脂層を順次積層してなるガスバリア性積層材料からなると共に、該サイドシール部が胴部用ブランクの一方の直線状の端縁を、最外面樹脂層、ガスバリア性被膜層及び接着樹脂層の全厚みと紙基材層の所定厚みとを所定幅で切削し、残った厚みの紙基材層と最内面樹脂層とを紙基材層が内側になるように折り返し、他方の直線状の端に最内面樹脂層同士が相対するように重ね合わせて所定幅で熱融着させたものからなっており、前記高分子樹脂としてエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂若しくはポリビニルアルコールを使用し、前記無機層状化合物としてモンモリロナイトを使用することにより、成形加工時のガスバリア性の低下も無く、優れたガスバリア性を保持する。また、特にサイドシール部が使用した胴部用ブランクの側端面が内容物に直接触れないような形状でシールされているので、保存時にバリア性紙カップが層間剥離することも無く、内容物が外側に漏れることが無い。従って、水分活性の高い内容物を長期保存する用途で広く使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のバリア性紙カップを実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。
【００１１】
図４は本発明のバリア性紙カップの胴部用ブランク及び底部用ブランクに使用するガスバリア性積層材料の一実施形態を示す側断面図であり、ガスバリア性積層材料（１０）は、外側から厚み方向に順に、最外面樹脂層（１４）、ガスバリア性被膜層（１５）、接着樹脂層（１３）、紙基材層（１１）、最内面樹脂層（１２）を積層した構成である。
【００１２】
前記紙基材層（１１）は、坪量２００〜４５０ｇ／ｍ2 の板紙からなっている。
【００１３】
前記最内面樹脂層（１２）はシール性があり、臭気等が少ない樹脂であれば特に限定されないが、低温シール性などの点から低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂等が好ましい。厚みは２０μｍ〜８０μｍの範囲のものが好ましい。
【００１４】
前記最外面樹脂層（１４）は、耐水性、スベリ性、耐汚れ性を付与する為に積層するもので、使用する樹脂はポリオレフィン系樹脂が好ましく、特に価格、物性面から厚さ１０μｍ〜５０μｍの低密度ポリエチレン樹脂が好ましい。
【００１５】
前記接着樹脂層（１３）は、接着性を有する樹脂であれば特に限定されないが、厚さ５μｍ〜３０μｍの低密度ポリエチレン樹脂が好ましい。
【００１６】
前記ガスバリア性被膜層（１５）は、高いガスバリア性を付与するために積層するものであり、高分子樹脂と無機層状化合物と１種以上の金属アルコキシドの加水分解物を含むコーティング剤を塗布して形成する。前記高分子樹脂としては、エチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂や、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム等の水溶性樹脂が使用される。特にエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂若しくはポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡとする）を用いれば優れたガスバリア性が得られる。ここでいうＰＶＡは、一般にポリ酢酸ビニルを鹸化して得られるもので、酢酸基が数十％残存している、いわゆる部分鹸化ＰＶＡから酢酸基が数％しか残存していない完全鹸化ＰＶＡまでを含み、特に限定されない。
【００１７】
前記無機層状化合物は、カオリナイト族、スメクタイト族、及びマイカ族が挙げられる。この中で、モンモリロナイト、ヘクトライト、及びサポナイトなどのスメクタイト族が好適で、無機層状化合物の層間に樹脂を取り込み、複合体を形成し易い。特に、この族の中でも、モンモリロナイト（Ｒ0.33Ａｌ4（Ｓｉ7.33Ａｌ0.67）Ｏ20(ＯＨ）4・ｎＨ2Ｏ）を選定することにより、さらに高い酸素ガスバリア性を付与することができる。
【００１８】
前記金属アルコキシドは、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−Ｃ3Ｈ7）3〕などの一般式、Ｍ（ＯＲ）n  （Ｍ：Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｒ等の金属、Ｒ：ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5等のアルキル基）で表せるものである。中でも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が加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であるので好ましい。
【００１９】
前記ガスバリア性被膜層（１５）の積層方法は、通常用いられるディッピング法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、スプレー法などの公知の手段を用いることができる。乾燥後の被膜厚さは０．１μｍ以上あればよいが、厚さが５０μｍを超えると膜にクラックが生じ易くなるため、０．１〜５０μｍの範囲が好ましい。
【００２０】
図３（ａ）は本発明のバリア性紙カップに使用する胴部用ブランクの一実施形態を示す平面図であり、胴部用ブランク（２０）は前記ガスバリア性積層材料（１０）を扇形状に打ち抜いたものからなっており、一方の直線状の端に所定幅の切削部（２１）を有しており、（ｂ）は本発明のバリア性紙カップに使用する底部用ブランクの一実施形態を示す平面図であり、底部用ブランク（３０）は前記ガスバリア性積層材料（１０）を円形状に打ち抜いたものからなっている。
【００２１】
図１は本発明のバリア性紙カップの一実施形態を示す斜視図であり、バリア性紙カップ（１）は、ガスバリア性積層材料（１０）を扇形状に打ち抜いた胴部用ブランク（２０）と円形状に打ち抜いた底部用ブランク（３０）を用いて成形したもので、底シール部（２）、サイドシール部（３）、開口部（４）を有している。
【００２２】
図２（ａ）は図１のサイドシール部の形状を示す説明図であり、サイドシール部（３）は、扇形状の胴部用ブランク（２０）の一方の端の切削部（２１）の最外面樹脂層（１４）、ガスバリア性被膜層（１５）及び接着樹脂層（１３）の全厚みと紙基材層（１１）の所定厚みとを切削し、残った厚みの紙基材層と最内面樹脂層（１２）とを紙基材層が内側になるように折り返し、他方の直線状の端に最内面樹脂層（１２）同士が相対するように重ね合わせて所定幅で熱融着させた形状のものからなっている。
【００２３】
図２（ｂ）は図１の底シール部の形状を示す説明図であり、底シール部（２）は胴部用ブランク（２０）を筒状にしたものの小さい開口部を有する下端に底部用ブランク（３０）の成形されたものが熱融着されている。
【００２４】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、胴部用ブランク（２０）及び底部用ブランク（３０）のそれぞれの両側の直線状の端面が内容物に直接触れないようになっているので、内容物が各ブランク（２０、３０）の端面から外側に滲み出したりすることがなく、浸透性の強い成分を含む内容物の場合は特に好ましく、ガスバリア性も向上する。
【００２５】
本発明のバリア性紙カップは、上記記載の如く、胴部及び底部共にガスバリア性積層材料からなっており、特に胴部のサイドシール部が特殊の形状でシールされているので、内容物が外側に漏れることも無く、長期の品質保存性を有している。
【００２６】
本発明のバリア性紙カップを具体的な実施例を挙げて以下に説明する。
〈ガスバリア性被膜層（１５）の塗布液の作成〉
エチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂（（株）クラレ製）の固形分３重量％の水分散液に、無機層状化合物としてモンモリロナイト（クニミネ工業（株）製、商品名「クニピフＦ」）の固形分３重量％の水分散液を混合し、さらにテトラエトキシシラン加水分解物を配合して、これらの混合溶液中の最終的なエチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂、モンモリロナイト、テトラエトキシシラン加水分解物の固形分配合比率が重量％比で３０／３０／４０になるように調整して、塗布液を作成した。
【実施例１】
【００２７】
紙基材層（１１）として坪量２６０ｇ／ｍ2 の板紙を準備し、最内面樹脂層（１２）、接着樹脂層（１３）及び最外面樹脂層（１４）の樹脂として密度０．９１５ｇ／ｃｍ3 の低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）を準備し、これらの諸材料と前記作成したガスバリア性被膜層（１５）の塗布液を用いて、（外面）ＬＤＰＥ、２０μｍ／ガスバリア性被膜層、０．５μｍ／ＬＤＰＥ、１５μｍ／板紙／ＬＤＰＥ、５０μｍ（内面）構成のガスバリア性積層材料（１０）を作成し、そのガスバリア性積層材料（１０）を扇状に打ち抜いて胴部用ブランク（２０）及び円形状に打ち抜いて底部用ブランク（３０）を作成し、その胴部用ブランク（２０）及び底部用ブランク（３０）を用いて、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すような形状の本発明のバリア性紙カップを作成した。
【００２８】
以下に本発明の比較用の実施例について説明する。
【実施例２】
【００２９】
ガスバリア性被膜層、接着樹脂層を積層しなかった積層材料を用いた以外は、実施例１と同様にして比較用のバリア性紙カップを作成した。
【実施例３】
【００３０】
紙基材層として坪量２６０ｇ／ｍ2 の板紙を準備し、最内面樹脂層及び最外面樹脂層の樹脂として密度０．９１５ｇ／ｃｍ3 の低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）を準備し、厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（ＰＥＴフィルム）を準備し、さらにポリウレタン系接着剤を準備して、これらの諸材料を用いて、（外面）ＬＤＰＥ、２０μｍ／板紙／ポリウレタン系接着剤／ＰＥＴフィルム、１２μｍ／ＬＤＰＥ、５０μｍ（内面）構成のガスバリア性積層材料を作成し、そのガスバリア性積層材料を用いた以外は、実施例１と同様にして比較用のバリア性紙カップを作成した。
【実施例４】
【００３１】
ガスバリア性積層材料として、（外面）ＬＤＰＥ、２０μｍ／板紙、坪量２６０ｇ／ｍ2／ＬＤＰＥ、１５μｍ／ガスバリア性被膜層、０．５μｍ／ＬＤＰＥ、５０μｍ（内面）構成のものを使用し、サイドシール部は胴部用ブランクの直線状の両端部を重ね合わせてシールした形式にした以外は、実施例１と同様にして比較用のバリア性紙カップを作成した。
【００３２】
〈評価〉
実施例１の本発明のバリア性紙カップ及び実施例２〜４の比較用のバリア性紙カップを用いて、以下の試験方法で酸素バリア性及び耐内容物性を評価した。その結果を表１に示す。
（１）酸素バリア性の試験方法
試作した各バリア性紙カップに、メチレンブルーを添加した寒天を満杯充填後にアルミニウム箔／ＬＤＰＥ構成の蓋材で密封した検体を作成した。その検体を室温で４０日間保存し、保存後の検体の青色に変色した寒天の距離を測定し、その測定結果から酸素バリア
性の優劣を評価した。
（２）耐内容物性の試験方法
試作した各バリア性紙カップに、水を満杯充填後にアルミニウム箔／ＬＤＰＥ構成の蓋材で密封した検体を作成した。その検体を室温で７日間保存し、保存後に使用したバリア性紙カップの層間剥離の有無を目視で観察し、耐内容物性の優劣を評価した。
【００３３】
【表１】
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表１に示すように、実施例１の本発明のバリア性紙カップを使用したものは、室温４０日間保存後青色に変色した寒天の距離は小さく、酸素バリア性に優れており、室温７日間保存後もバリア性紙カップの層間剥離は無かった。一方、実施例２〜３の比較用のバリア性紙カップを使用したものは、室温４０日間保存後の青色に変色した寒天の距離は大きく、酸素バリア性が劣っており、実施例４の比較用のバリア性紙カップを使用したものは、室温７日間保存後にガスバリア性被膜層と他の層との層間が剥離していた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のバリア性紙カップの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のバリア性紙カップのサイドシール部を示す説明図であり、（ｂ）は図１のバリア性紙カップの底シール部を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明のバリア性紙カップに使用する胴部用ブランクの一実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は本発明のバリア性紙カップに使用する底部用ブランクの一実施形態を示す平面図である。
【図４】本発明のバリア性紙カップの胴部用ブランク及び底部用ブランクに使用するガスバリア性積層材料の一実施形態を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…バリア性紙カップ
２…底シール部
３…サイドシール部
４…開口部
１０…ガスバリア性積層材料
１１…紙基材層
１２…最内面樹脂層
１３…接着樹脂層
１４…最外面樹脂層
１５…ガスバリア性被膜層
２０…胴部用ブランク
２１…切削部
３０…底部用ブランク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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