(57)【要約】【課題】紙を基材としてガスバリアフィルムを含む積層体であって、罫線加工において、ガスバリアフィルムの無機化合物蒸着層にクラックの発生がなく、ガスバリア性の低下を起こすことのない積層体、及びそれを用いた液体用紙容器を提供することを課題とする。【解決手段】紙層を基材とする積層体であって、積層体には、プラスチックフィルム表面に無機化合物層を有するガスバリアフィルムを含んでおり、紙層は、密度０．７ｇ／ｃｍ３以下で，少なくとも針葉樹パルプを５０％以上含み、厚さは０．４ｍｍ以上であることを特徴とする積層体である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙層を基材とする積層体であって、
積層体には、プラスチックフィルム表面に無機化合物層を有するガスバリアフィルムを含んでおり、
紙層は、密度０．７ｇ／ｃｍ３以下で，少なくとも針葉樹パルプを５０％以上含み、厚さは０．４ｍｍ以上であることを特徴とする積層体。
【請求項２】
前記積層体の表側最外層、及び裏側最外層には、ヒートシール可能な熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
請求項１、または請求項２に記載の積層体で箱型に組み立てられた液体用紙容器であって、無機化合物層にクラックを生じることなく、前記紙層に罫線加工が施されていることを特徴とする液体用紙容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体及びそれを用いた液体用紙容機に関するものである。とくに紙を基材として、ガスバリア層として無機化合物の透明蒸着フィルムを用いた積層体からなる、液体用紙容機において、罫線部分の無機化合物の透明蒸着層のクラックによる、ガスバリア性の低下を起こすことのない、積層体及びそれを用いた液体用紙容機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体用紙容器は、一般に紙を基材とする積層体からなる。また液体用紙容器は、例えば牛乳をはじめとして、様々な飲料容器、また醤油やだし汁などの液体調味料の容器、酒類のための液体容器など、現代の日常生活に不可欠なものとして定着している。
【０００３】
液体用紙容器の形状は、胴部が円筒形のものがあり、また箱型の形状のものについては、積層体に罫線を入れて曲げ加工を行ない、箱型の形状にすることが一般的である。しかしながら、罫線を形成するためのプレスにおいて、積層体全体が影響を受けて、ガスバリアフィルムの、無機化合物の透明蒸着層にクラックが発生する結果、ガスバリア性の低下を招くおそれがあった。
【０００４】
これに対し、特許文献１には透明蒸着フィルムの蒸着層を、積層体の厚みのほぼ中間に位置させるという提案がなされているが、ここに提案された方法においても、積層体の屈曲時には、ガスバリア層である蒸着層の、クラックをなくすことに対しては充分であるとはいえなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平７−２１５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、紙を基材としてガスバリアフィルムを含む積層体であって、罫線加工において、ガスバリアフィルムの無機化合物蒸着層にクラックの発生がなく、ガスバリア性の低下を起こすことのない積層体、及びそれを用いた液体用紙容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、
紙層を基材とする積層体であって、
積層体には、プラスチックフィルム表面に無機化合物層を有するガスバリアフィルムを含んでおり、
紙層は、密度０．７ｇ／ｃｍ３以下で，少なくとも針葉樹パルプを５０％以上含み、厚さは０．４ｍｍ以上であることを特徴とする積層体である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記積層体の表側最外層、及び裏側最外層には、ヒートシール可能な熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記載の積層体である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１、または請求項２に記載の積層体で箱型に組
み立てられた液体用紙容器であって、無機化合物層にクラックを生じることなく、前記紙層に罫線加工が施されていることを特徴とする液体用紙容器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、紙を基材としてガスバリアフィルムを含む積層体であって、罫線加工において、ガスバリアフィルムの無機化合物蒸着層にクラックの発生がなく、ガスバリア性の低下を起こすことのない積層体、及びそれを用いた液体用紙容器を提供することが可能である。
【００１１】
とくに請求項２に記載の発明によれば、紙を基材としてガスバリアフィルムを含む積層体であって、罫線加工において、ガスバリアフィルムの無機化合物蒸着層にクラックの発生がなく、ガスバリア性の低下を起こすことがなく、液体用紙容器に適用可能な、積層体を提供することが可能である。
【００１２】
とくに請求項３に記載の発明によれば、紙を基材としてガスバリアフィルムを含む積層体を用いて、罫線加工において、ガスバリアフィルムの無機化合物蒸着層にクラックの発生がなく、ガスバリア性の低下を起こすことのない、液体用紙容器を提供することが可能である。
【００１３】
これは、積層体の紙層が密度０．７ｇ／ｃｍ３以下で，少なくとも針葉樹パルプを５０％以上含み、厚さは０．４ｍｍ以上であることによって、ガスバリアフィルム、とくに無機化合物蒸着層に影響を与えることなく罫線加工が可能であるために、実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明に係る、積層体の一実施態様を説明するための、部分断面模式図である。
【図２】図２は本発明に係る、積層体に罫線を入れるための方法を説明するための、部分断面模式図である。
【図３】図３は実施例のうち、従来の積層体の構成を説明するための、積層体の部分断面模式図である。
【図４】図４は、従来の積層体において、罫線深さ及び罫線高さを説明するための、部分断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を図を参照しながら、更に詳しい説明を加える。ただし本発明は、ここに示す例にのみ限定されるものではない。本発明は、請求項によってのみ限定されるものである。
【００１６】
図１は、本発明に係る、積層体の一実施態様を説明するための、部分断面模式図である。ここで示す例においては、積層体（１０）に罫線加工して、罫線（７）を設けた例である。
【００１７】
本発明による積層体（１０）は、紙を基材とする積層体であって、紙層（１）を有する。また積層体（１）にはプラスチックフィルム表面に、無機化合物層を有してガスバリア性を有する、ガスバリアフィルム（２）を含む。
【００１８】
また本発明による積層体（１０）において、紙層（１）は、密度０．７ｇ／ｃｍ３以下で、少なくとも針葉樹パルプを５０％以上含み、厚さは０．４ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１９】
我々は、鋭意検討を重ねた結果、紙層（１）に関して、下記のことを見出した。
密度は、０．７ｇ／ｃｍ３を超える場合には、罫線（７）を入れる際に、罫線（７）が十分に入らない。
また、厚さは０．４ｍｍ以上ないとこれも罫線（７）が十分に入らない。
また、針葉樹パルプが５０％未満である場合には、罫線（７）を設けようとした際に、罫線割れを起こす。
【００２０】
本発明において、内容物の保存性を向上させることなどを目的として、積層体（１０）中にガスバリアフィルム層（２）を設ける。
【００２１】
一般にガスバリア層には、たとえばアルミニウム箔などの金属箔、あるいはプラスチックフィルムに金属蒸着したフィルムを用いることができる。しかし本発明において、プラスチックフィルム表面に無機化合物の層を設けて、ガスバリアフィルム層（２）として用いることができる。
【００２２】
一般にガスバリアフィルムは、ガスバリア性能として、たとえば酸素透過度が１．０ｃｃ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下、水蒸気透過度が１．０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下のものが好適に用いられる。
【００２３】
ガスバリアフィルムの場合、ガスバリアフィルム層（２）は無機化合物の蒸着層、及びコーティング層で構成することができ、基材フィルムにアンカーコート層を設けた後、蒸着層、コーティング層を順次設ける。
【００２４】
ガスバリアフィルム層（２）のアンカーコート層には、例えばウレタンアクリレートを用いることができる。アンカーコート層の形成には、樹脂を溶媒に溶解した塗料をグラビアコーティングなど印刷手法を応用したコーティング方法を用いるほか、一般に知られているコーティング方法を用いて塗膜を形成することができる。
【００２５】
蒸着層を形成する方法としては，ＳｉＯやＡｌＯなどの無機化合物を真空蒸着法を用いて、アンカーコート層を設けた基材フィルム上に真空蒸着法による無機化合物層を形成することができる。蒸着層の厚みは１５ｎｍ〜３０ｎｍが良い。続いてコーティング法による無機化合物のコーティング層を重ねて設けることができる。
【００２６】
コーティング法によるコーティング層を形成する方法としては、水溶性高分子と、（ａ）一種以上のアルコキシドまたはその加水分解物、または両者、あるいは（ｂ）塩化錫の、少なくともいずれかひとつを含む水溶液あるいは水／アルコール混合水溶液を主剤とするコーティング剤をフィルム上に塗布し、加熱乾燥してコーティング法による無機化合物層を形成しコーティング層とすることができる。
【００２７】
このときコーティング剤にはシランモノマーを添加しておくことによって、アンカーコート層との密着の向上を図ることができる。
【００２８】
無機化合物層は真空蒸着法による層のみでもガスバリア性を有するが、コーティング法による無機化合物層であるコーティング層を、真空蒸着法による無機化合物層である蒸着層に重ねて形成し、ガスバリア層とすることができる。
【００２９】
これら２層の複合により、真空蒸着法による無機化合物層とコーティング法による無機化合物層との界面に両層の反応層を生じるか、或いはコーティング法による無機化合物層が真空蒸着法による無機化合物層に生じるピンホール、クラック、粒界などの欠陥あるい
は微細孔を充填、補強することで、緻密構造が形成されるため、高いガスバリア性、耐湿性、耐水性を実現するとともに、変形に耐えられる可撓性を有するため、一定の範囲で曲げに対する適性も具備することができる。
【００３０】
無機化合物を蒸着、コーティングしたガスバリアフィルム層の場合には、金属を用いていないことから、金属探知機などの検査に対する適性もあり、積層体を液体容器に用いた場合には、容器を外側から押して使用した際などの、容器形状の復元性などにも利点を有する。
【００３１】
ガスバリアフィルムに用いるプラスチックフィルムは、高分子樹脂組成物からなるフィルムであって、たとえばポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロンー６、ナイロンー６６等）、ポリイミドなどが使用でき、用途に応じて適宜選択される。特にポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートを基材フィルムとする場合は、フィルム強度と価格においてより好ましい。
【００３２】
積層体（１０）を構成する各層を積層する際には、接着層を介して積層することができるが、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂を用いて、押し出し機によって層形成してラミネートすることができる。
【００３３】
たとえば、図１に示す例においては、基材である紙層（１）と、ガスバリアフィルム（２）との間は、ポリオレフィン系樹脂層による接着層（３）を設けて、積層した例である。
【００３４】
また、接着層（３）の材質として、特段の限定を加えるものではないが、たとえばＥＭＭＡ、ＥＭＡＡ、ＥＡＡ、ポリエチレン、環状ポリオレフィン、アイオノマー、ポリプロピレンなどを使用することができる。
【００３５】
接着層（３）の厚さとしては、１５μｍ〜５０μｍの範囲が好ましい。１５μｍより薄い場合には、十分な接着効果が得られず、反対に５０μｍを超える場合には、コスト面で不利である。
【００３６】
また、十分な接着強度を得るために、ガスバリアフィルムのフィルム側にアンカーコート層を設けてもよく、あるいはコロナ放電処理を行なっても良い。
【００３７】
積層体（１０）の、表側最外層、及び裏側最外層には、ヒートシール可能な熱可塑性樹脂層を設けることができる。表面最外層の熱可塑性樹脂層（５）は、積層体（１０）を液体用紙容器として用いた場合においては、外部からの耐水性を向上させる効果があり、また積層体（１０）を液体容器に用いる場合に、内容物に接する面の熱可塑性樹脂層はシーラント層（４）と呼ばれ、ヒートシールによって、液体用紙容器を組立、形成することができる。
【００３８】
シーラント層（４）の材質としては、熱可塑性樹脂のうち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樹脂（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−メタアクリル酸樹脂共重合体などのエチレン系樹脂や、ポリエチレンとポリブテンのブレンド樹脂や、ホモポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、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、あるいはポリエステルシーラント等を使用することができる。
【００３９】
シーラント層（４）の形成には、押出機を用いる方法や、あらかじめ製膜されたフィルムを積層する方法などがある。
【００４０】
積層体（１０）の、液体用紙容器にした際の外側となる面には熱可塑性樹脂層（５）を設けることができる。用いる樹脂には、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）のほか、アイオノマーや変性ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂に、表面処理を施して使用することができる。これにより、ヒートシール適性がよりよいものとなる。
【００４１】
熱可塑性樹脂層（５）に、たとえばポリエチレン樹脂を用いて、その表面にコロナ放電処理を行なうことができる。これは、コロナ放電が生ずる電界内にポリエチレン樹脂フィルムもしくはポリエチレン樹脂を積層した積層体（１０）を通過させ、樹脂表面の分子の改質により、濡れ性や接着性が改善し、ヒートシール適性も向上する効果がある。
【００４２】
あるいは熱可塑性樹脂層（５）に、たとえばポリエチレン樹脂を用いて、その表面にフレーム処理を行なうこともできる。これは表面を炎で炙ることによって、樹脂表面の分子の改質を図ることにより濡れ性や接着性が改善し、ヒートシール適性も向上する効果がある。
【００４３】
あるいは熱可塑性樹脂層（５）に、たとえばポリエチレン樹脂を用いて、その積層をエクストルーダー装置を用いて行なうと同時にその表面にオゾン処理を行なうこともできる。この方法によっても樹脂表面の分子の改質を図ることにより濡れ性や接着性が改善し、ヒートシール適性も向上する効果がある。
【００４４】
熱可塑性樹脂層（５）の形成は、前記の熱可塑性樹脂を用いて、たとえば積層体（１０）を液体容器にした際の、最外面になる面に押出しラミネーションにより設けることができる。あるいは、熱可塑性樹脂層（５）の形成方法として、あらかじめ製膜されたフィルムを用いて積層することも可能である。
【００４５】
印刷層（６）は、は商品としてのイメージアップや、内容物についての必要な情報を液体用容器外側から見える層に印刷によって設けることができる。
【００４６】
印刷方法及び印刷インキには特に制約を設けるものではないが、既知の印刷方法の中から被印刷面への印刷適性、色調などの意匠性、密着性、食品用の液体用容器としての安全性などを考慮すれば適宜選択すればよい。
【００４７】
たとえばグラビア印刷法、オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。中でもグラビア印刷法は生産性や絵柄の高精細度において好ましく用いることができる。また印刷層（６）には絵柄印刷層のほか、下地となるベタ印刷層を設けることもできる。
【００４８】
図２は本発明に係る、積層体に罫線を入れるための方法を説明するための、部分断面模式図である。
【００４９】
本発明による積層体（１０）は、組み立てて液体用紙容器とすることができる。その際には、積層体に対して、フラットな面版と押罫刃による罫線加工を施し、積層体の表裏に設けられた熱可塑性樹脂層、及びシーラント層をヒートシールして、箱型に組立てることができる。
【００５０】
図２に示す例のように、積層体（１０）をフラットな面版（９）と押罫刃（８）との間に入れ、押罫刃（８）が図中の矢印の方向に積層体（８）を押圧することにより、罫線（７）の凹みを形成することができる。
【００５１】
本発明による積層体（１０）は、前述の紙層（１）を基材としてなる。すなわち紙層（１）は、密度０．７ｇ／ｃｍ３以下で、少なくとも針葉樹パルプを５０％以上含み、厚さは０．４ｍｍ以上である。
【００５２】
そのため、図２に示す方法で、最外層から紙層（１）までの部分に、押罫刃（８）による罫線（７）の凹みを形成することができ、紙層（１）より下の層には、凹みの影響を与えることがない。したがって、ガスバリア層である無機化合物層のクラックなどの欠陥の発生を防止することが可能である。
【００５３】
図３は実施例のうち、従来の積層体の構成を説明するための、積層体の部分断面模式図である。
【００５４】
本発明によらない従来の積層体（１０）の構成では、紙層（１）の組成が異なるために、罫線加工によって、紙層（１）より下の層にも押罫刃（８）の押圧の影響が及び、とくに無機化合物から成るガスバリア層には、クラック（１１）が発生するおそれがある。クラック（１１）などの欠陥が発生する場合には、ガスバリア性能の低下を引き起こすことになり、内容物の保存性などに影響を与える。
【００５５】
このように本発明によれば、紙を基材としてガスバリアフィルムを含む積層体であって、罫線加工において、ガスバリアフィルムの無機化合物蒸着層にクラックの発生がなく、ガスバリア性の低下を起こすことのない積層体、及びそれを用いた液体用紙容器を提供することが可能である。
【実施例】
【００５６】
以下本発明を、実施例及び比較例によって更に具体的な説明を加える。ただし本発明は、ここに示す例にのみ限定されるものではない。本発明は、請求項によって限定されるものである。
【００５７】
本発明による積層体、及び従来構成の積層体を作成し、それぞれに罫線加工を施した後、口栓つきの液体用紙容器を組立て、評価を行なった。
【００５８】
評価項目は以下のとおりである。
（液体用紙容器のガスバリア性）
各液体用紙容器に内容物を充填していない状態で、酸素透過度を測定した。
測定条件：２０℃、６０％ＲＨとした。
【００５９】
（重量変化）
各液体用紙容器に水を充填して、下記保存条件で恒温恒湿槽に保管して、経時による重量の変化量を測定した。
保存条件：４０℃、３０％ＲＨとした。
【００６０】
＜実施例＞
積層体（１０）の構成は図１を参照。
ガスバリアフィルム（２）として、シリカ蒸着フィルム（厚さ１２μｍ）に、ドライラミネート接着剤により、シーラント層（４）として、ＬＬＤＰＥフィルム（厚さ６０μｍ）をラミネートして、内装フィルムとした。
【００６１】
紙層（１）の構成は以下のとおりである。
厚さ：０．５ｍｍ
密度：０．５５ｇ／ｃｍ３
針葉樹パルプ：６０％
坪量：２７５ｇ／ｍ２である。
【００６２】
前述の内装フィルムと、紙層（１）とを、接着層（３）としてＥＭＭＡ（厚さ３０μｍ）で、押し出しによるサンドイッチラミネートで積層した。
【００６３】
紙層の外側の面には、熱可塑性樹脂層（５）として、ＬＤＰＥ（厚さ２０μｍ）の押しだしによる層形成を行ない、表面にコロナ放電処理を行なう。
このコロナ放電処理面には、印刷層（６）を形成した。
【００６４】
印刷の絵柄にあわせた、罫線加工を行ない、罫線（７）を設ける。
罫線（７）の深さは、２００μｍとした。
続いてブランクス抜きを行なった。
【００６５】
加熱溶着により、スリーブ加工を行ない、液体用紙容器を形成する。
また口栓も溶着しつつ、充填成形を行なった。
液体用紙容器のサイズは、２リットル入り、８５ｍｍ角とした。
【００６６】
＜比較例＞
積層体（１０）の構成は図３を参照。また、図４は、従来の積層体において、罫線深さ及び罫線高さを説明するための、部分断面模式図である。
【００６７】
ガスバリアフィルム（２）として、シリカ蒸着フィルム（厚さ１２μｍ）に、ドライラミネート接着剤により、シーラント層（４）として、ＬＬＤＰＥフィルム（厚さ６０μｍ）をラミネートして、内装フィルムとした。
【００６８】
紙層（１）の構成は、以下のとおりである。
通常の液体用紙容器に用いられる、板紙を用いた。
坪量：４００ｇ／ｍ２である。
【００６９】
前述の内装フィルムのシリカ蒸着面に、易接着のための、ポリエチレンイミン系のアンカーコートを行ないながら、紙層（１）と、接着層（３）としてＥＭＡＡ（厚さ３０μｍ）で、押し出しによるサンドイッチラミネートで積層した。
【００７０】
紙層の外側の面には、熱可塑性樹脂層（５）として、ＬＤＰＥ（厚さ２０μｍ）の押しだしによる層形成を行ない、表面にコロナ放電処理を行なう。
このコロナ放電処理面には、印刷層（６）を形成すると同時に印刷の絵柄にあわせた、罫線加工を行ない、罫線（７）を設け、ブランクス抜きを行なった。
罫線加工は、図４に示す断面形状で、罫線深さ（１２）、及び罫線高さ（１３）は、いずれも２００μｍとした。
【００７１】
加熱溶着により、スリーブ加工を行ない、液体用紙容器を形成する。
また口栓も溶着しつつ、充填成形を行なった。
液体用紙容器のサイズは、２リットル入り、８５ｍｍ角とした。
【００７２】
評価結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
ガスバリア性の比較においては、本発明による実施例では、酸素透過度の値が、０．０５ｃｃ／ｐａｋ・ｄａｙであるのに対し、従来の液体用紙容器である比較例では、酸素透過度の値が、０．１２ｃｃ／ｐａｋ・ｄａｙであり、ガスバリア性能が低下していることがわかる。
【００７５】
これは、罫線加工によって、ガスバリアフィルムの無機化合物によるガスバリア層が、クラックなどの損傷を受け、ガスバリア性能の低下を引き起こしていると考えられる。
【００７６】
重量変化については、本発明による実施例では、内容物の減少が、１０ｇ／ｐａｋ・ｙｅａｒであるのに対し、従来の液体用紙容器である比較例では、内容物の減少が、３０ｇ／ｐａｋ・ｙｅａｒであり、内容物である水が減っていることがわかる。
これは、罫線加工によって、ガスバリアフィルムの無機化合物によるガスバリア層が、クラックなどの損傷を受け、ガスバリア性能の低下を引き起こし、内容物である水がより多く減っていると考えられる。
【００７７】
これらの評価結果から明らかなように、本発明による実施例はガスバリア性、重量変化のいずれにおいても、比較例に比べて優れた値を示している。
【００７８】
このように、紙を基材としてガスバリアフィルムを含む積層体において、罫線加工において、ガスバリアフィルムの無機化合物蒸着層にクラックの発生がなく、ガスバリア性の低下を起こすことのない積層体、及びそれを用いた液体用紙容器を提供することが可能であることを検証することができた。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・紙層
２・・・ガスバリアフィルム層
３・・・接着層
４・・・シーラント層
５・・・熱可塑性樹脂層
６・・・印刷層
７・・・罫線加工部
８・・・押罫刃
９・・・面版
１０・・・積層体
１１・・・クラック
１２・・・罫線深さ
１３・・・罫線高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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