(57)【要約】【課題】一段階工程で金属調を有する印刷された紙包装材が製造できる方法を提供する。【解決手段】低減圧度−高減圧度−低減圧度の多室の金属蒸着装置に紙材及び熱若しくは電子線硬化性接着剤を供給する工程、加熱若しくは電子線照射して該接着剤を硬化する工程、該金属蒸着装置内で硬化した接着剤の上に金属層を形成する工程並びに該金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる製造方法。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低減圧度室−高減圧度室−低減圧度室の多室構造からなる金属蒸着装置に紙材及び熱若しくは電子線硬化性接着剤を供給する工程、加熱若しくは電子線照射により該接着剤を硬化する工程、該金属蒸着装置内で硬化若しくは未硬化の該接着剤の上に金属層を形成する工程並びに該金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法。
【請求項２】
離型材が循環する低減圧度室−高減圧度室−低減圧度室の多室構造からなる金属蒸着装置内で該離型材の外面に金属層を形成する工程、紙材及び熱若しくは電子線硬化性接着剤を供給して該金属層と合体する工程、加熱若しくは電子線照射により該接着剤を硬化する工程、該金属層を該離型材から剥離する工程並びに該金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法。
【請求項３】
上記紙材が、その表面が無機物又は有機物で被覆されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法。
【請求項４】
上記紙材が、巻取機を介さないで供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法。
【請求項５】
上記金属蒸着層の金属がアルミニウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、牛乳、ジュース、コーヒー、茶、酒類等の液体食品を充填する容器を作製する包装材として、紙を主体とし、この紙や内部充填物を保護するために、紙とポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等のプラスチックフィルム等の材料を積層したものが用いられている。この液体食品用紙包装材を用いて製造した内部充填物を充填した容器の見栄えを良くするために、包装材の紙層の外部にアルミニウム等の金属を蒸着したフィルムが設けられたものが多く用いられている。この金属蒸着フィルムを有する紙包装材は、通常印刷が施される。
【０００３】
このような金属調を有する印刷された紙包装材は、従来、次の三段階からなる工程で製造されている。
第１段：金属蒸着フィルムの製造
第２段：金属蒸着フィルムと紙材との接着剤による接合
第２段：金属蒸着フィルムを接合した紙材の上に印刷
しかし、従来の紙包装材の製造法は、上記のようにバッチワイズに行われることから複雑であり、製造コストも高く、更に製造までのリード時間が非常に長いという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、一段階工程で連続して金属調を有する印刷された紙包装材が製造できる方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点を改善すべく鋭意検討した結果、減圧度が異なる多室構造からなる金属蒸着装置を用い、これと接合工程及び印刷工程を組み合わせることにより、本発明の目的を達成し得ることを見出だし、本発明に到達した。
【０００６】
すなわち、本発明は、低減圧度室−高減圧度室−低減圧度室の多室構造からなる金属蒸着装置に紙材及び熱若しくは電子線硬化性接着剤を供給する工程、加熱若しくは電子線照射により該接着剤を硬化する工程、該金属蒸着装置内で硬化若しくは未硬化の該接着剤の上に金属層を形成する工程並びに該金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法（第１発明）を要旨とする。
【０００７】
更に、本発明は、離型材が循環する低減圧度室−高減圧度室−低減圧度室の多室構造からなる金属蒸着装置内で該離型材の片面に金属層を形成する工程、紙材及び熱若しくは電子線硬化性接着剤を供給して該金属層と合体する工程、加熱若しくは電子線照射により該接着剤を硬化する工程、該金属層を該離型材から剥離する工程並びに該金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法（第２発明）を要旨とする。
【０００８】
又、本発明の紙包装材の製造方法は、上記紙材が、その表面が無機物又は有機物で被覆されたものであることを特徴とする。
又、本発明の紙包装材の製造方法は、上記紙材が、巻取機を介さないで供給されることを特徴とする。
又、本発明の紙包装材の製造方法は、上記金属蒸着層の金属がアルミニウムであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の態様】
本発明の第１発明は、低減圧度室−高減圧度室−低減圧度室の多室構造からなる金属蒸着装置に紙材及び熱若しくは電子線硬化性接着剤を供給する工程、加熱若しくは電子線照射により該接着剤を硬化する工程、該金属蒸着装置内で硬化若しくは未硬化の該接着剤の上に金属層を形成する工程並びに該金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法である。
【００１０】
本発明の第１発明の一具体例を図面により説明すると、その概念図である図１に示すように、金属蒸着装置４に、紙材１と膜状にした接着剤２を供給する。紙材１は、巻取機を介さずに供給されるのが好ましい。金属蒸着装置４は、低減圧度室４１、高減圧度室４２及び低減圧度室４３の多室構造からなっている。低減圧度室４１及び低減圧度室４３は、大気圧に近い減圧度に維持されており、高減圧度室４２は１０〜１００ｍＰａ程度の真空度に維持されている。なお、低減圧度室４１と高減圧度室４２との間や高減圧度室４２と低減圧度室４３との間に、それらの中間の減圧度の単数又は複数の減圧室を、必要に応じて設けることができる。
【００１１】
紙材１としては、坪量が５０〜３５０ｇ／ｍ２　の通常のものが使用できる。上記紙材は、その表面が無機物又は有機物で被覆されたものが特に好ましい。上記無機物としては、クレー、炭酸カルシウム及び酸化チタンから選ばれるものである。クレーとしては、カオリン、モンモリロナイト、雲母等が挙げられる。上記無機物の中でも、クレー、特にカオリンが好ましい。これら無機物は、その平均粒径が２μｍ以下の超微細なものが好ましい。紙層の表面を上記無機物で被覆する方法としては、該無機物の懸濁液を紙層の表面にスプレーコートした後、キャスティグする方法（カレンダーリング法）等が挙げられる。無機物による被覆層の厚さは、通常１０μｍ以下である。
【００１２】
又、紙材の表面を被覆する上記有機物としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム等が挙げられるが、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性樹脂及びゴムが好ましい。これら熱可塑性樹脂の中でもポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１等が挙げられるが、特にポリエチレンが好適である。ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン触媒を用いることにより製造される直鎖状低密度ポリエチレン（以下、ｍＬＬＤＰＥという。）等が挙げられるが、特に低密度ポリエチレン及びｍＬＬＤＰＥが好ましい。
【００１３】
ｍＬＬＤＰＥは、メタロセン触媒の存在下、エチレン及びコモノマーの炭素数が４〜８個のα−オレフィン、好ましくは１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン等の炭素数が６個以上のα−オレフィンを共重合することによって製造したものが望ましい。又、ゴムとしては、天然ゴムでも合成ゴムでも良く、特にそれらをラテックス状にして用いるのが好適である。
【００１４】
紙材の表面を上記熱可塑性樹脂で被覆する場合、熱可塑性樹脂の押出しコーティング法、熱可塑性樹脂製フィルムを張り合わせる方法等で行うのが好ましい。有機物による被覆層の厚さは、通常５〜１５μｍである。
【００１５】
更に、紙材は必要に応じて、その表面を後記の接着剤を塗布する前か、後記の金属蒸着の前に金属蒸着装置４において、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理又はその他の処理を行っても良い。
【００１６】
接着剤は、熱又は電子線により硬化する性質のものであり、塗布器５の接着剤容器５１に入れられており、膜状の接着剤２が、回転する塗布ロール５２、５３及び５４により形成される。この際用いられる熱若しくは電子線硬化性の接着剤としては、特にアクリレート又はメタクリレートが好ましい。膜状の接着剤２は、硬化後の厚さが５μｍ以下になるようするのが好ましい。
【００１７】
アクリレート及びメタクリレートは、広範囲のアクリレート及びメタクリレートが使用可能であるが、本発明の紙包装材は、特に液体食品等の内部充填物を包装するのに適しているので、例えば、ＦＤＡ等によって使用が規制されていないアクリレート及びメタクリレートから選ばれるのが望ましい。それらアクリレート及びメタクリレートとしては、アクリル酸又はメタクリル酸とモノアルコール及び／又はポリオールとのエステルが挙げられるが、ポリオールとの高沸点エステルが特に好ましい。モノアルコールとしては、エタノール、ブタノール、ヘキサノール等が、ポリオールとしてはペンタエリトリトール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ソルビトール等が挙げられる。
【００１８】
好ましいアクリレート及びメタクリレートの具体例としては、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ・ヘキサアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート等が挙げられる。又、接着剤は、後記の金属蒸着装置４における金属蒸着を行う直前の金属蒸着装置４に供給しても良い。この場合、接着剤は気化し、紙材１の上に塗布され、通常の場合硬化する。
【００１９】
次いで、金属蒸着装置４の内の高減圧度室４２で、供給された接着剤２の上に金属層が形成される。金属蒸着層の金属としては、アルミニウム及びチタンが挙げられるが、特にアルミニウムが望ましい。金属蒸着の方法としては、特に真空蒸着法が好ましく、例えば、高純度のアルミニウム金属を、高周波誘導加熱、直接通電加熱、エレクトロンビーム加熱等により、通常１，３００〜１，４５０℃に加熱蒸発させ、高減圧度室４２の減圧度である１０〜１００ｍＰａ程度の真空度で行われる。蒸着により形成されるアルミニウム金属膜の厚さは、５０〜６００オングストローム（５〜６０ｎｍ）、特に２０〜４０ｎｍとするのが好ましい。
【００２０】
次いで、金属層が形成された接着剤２の上から、図１の符号９で示すように、熱風等によって加熱するか電子線を照射して、接着剤２の硬化と、紙材１と金属層３の接合を行う。又、この加熱するか電子線の照射による接着剤２の硬化は、上記の金属蒸着装置４における金属蒸着の直前に行うことができる接着剤の供給によって気化し、未硬化の接着剤に、特に電子線照射により、施すことができる。
【００２１】
本発明の第１発明は、更に金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる。上記金属層を有する紙材への印刷方法は、図示されていないが（印刷する工程への矢印は示されている。）、金属層の上に、通常のインクを用い、通常の方法で印刷すれば良い。
【００２２】
本発明の第２発明は、離型材が循環する低減圧度室−高減圧度室−低減圧度室の多室構造からなる金属蒸着装置内で該離型材の外面に金属層を形成する工程、紙材及び熱若しくは電子線硬化性接着剤を供給して該金属層と合体する工程、加熱若しくは電子線照射により該接着剤を硬化する工程、該金属層を該離型材から剥離する工程並びに該金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる金属調を有する印刷された紙包装材の製造方法である。
【００２３】
本発明の第２発明の一具体例を図面により説明すると、その概念図である図２に示すように、低減圧度室４１、高減圧度室４２及び低減圧度室４３の多室構造からなる金属蒸着装置４の内部に離型材６が循環している。低減圧度室４１、高減圧度室４２及び低減圧度室４３の減圧度は、第１発明の場合と同じで良い。
【００２４】
離型材６は、プラスチック製のフィルム若しくはシート、ステンレス鋼製等の金属製のベルト等であり、その上に成形される金属層が容易に剥離されるように、その表面にシリコーン樹脂や弗素樹脂等が被覆されているものが好適である。
【００２５】
この金属蒸着装置４の高減圧度室４２において、離型材６の外側に第１発明の場合と同様にして、金属層３が形成される。金属の種類、その厚さも、第１発明の場合と同じで良い。
【００２６】
一方、紙材１及び第１発明の場合と同様にして形成された膜状の接着剤２を供給する。これらの紙材１と接着剤２は、金属蒸着装置４で形成された金属層３と一対のニップロール７に押圧されて合体される。紙材１は、第１発明の場合と同様に、その表面が無機物又は有機物で被覆されたものが特に好ましく、その表面に接着剤２が塗布される前に、コロナ放電処理、プラズマ処理又はその他の処理を行うことができる。
【００２７】
接着剤２、金属層３及び紙材１の合体されたものに対して、図２の符号９で示すように、熱風等によって加熱するか電子線を照射して、接着剤２の硬化と、紙材１と金属層３の接合を行う。合体されたときは離型材６に接合している金属層３は、一対の離型材剥離ロール８により強制的に離型材６から剥離される。
【００２８】
本発明の第２発明は、更に金属層を有する紙材に印刷する工程を有することからなる。上記金属層を有する紙材への印刷方法は、図示されていないが（印刷する工程への矢印は示されている。）、第１発明の場合と同様に、通常のインクを用い、通常の方法で印刷すれば良い。
【００２９】
上記のように第１発明及び第２発明で得られた金属調を有する印刷された紙包装材は、必要に応じてその金属蒸着層を保護するために、金属蒸着層の外側にトップコート層を有することができる。トップコート層の厚さは、５μｍ以下が好ましい。トップコート層としては、特にアクリレート若しくはメタクリレートの硬化物が好ましい。アクリレート及びメタクリレートは、上記接着剤として用いることができるものが好適である。トップコート層は上記金属蒸着の直後に設けても良く、上記の印刷工程の前に設けても良い。金属蒸着の直後に設ける場合は、上記真空蒸着装置において行うのが好適であり、印刷工程の前に設ける場合は、大気圧下で行うのが好適である。真空蒸着装置において行う場合は、該真空蒸着装置内に加熱気化した上記アクリレート若しくはメタクリレートを硬化後の厚さが５μｍ以下になるように導入し、熱風を吹き付けるか紫外線若しくは電子線を照射して乾燥・硬化させる方法等が、大気圧下で行う場合は、大気圧下、金属蒸着層の表面に上記アクリレート若しくはメタクリレート又はそれらの溶液を硬化後の厚さが、５μｍ以下になるようにグラビアロール等のアンカーコーターを使用して塗布した後、熱風を吹き付けるか紫外線若しくは電子線を照射して乾燥・硬化させる方法等が挙げられる。
【００３０】
更に、上記金属蒸着層或いはトップコート層の外側に、それらの層を保護するために、必要に応じてポリオレフィン層を設けることができる。ポリオレフィン層のポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１等が挙げられが、特にポリエチレンが好適である。ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ｍＬＬＤＰＥが使用できる。ポリオレフィン層の厚さは、５〜１５μｍが好ましい。
【００３１】
又、本発明の方法で得られた包装材は、その紙材の内側に、必要に応じて保護層を設けることができる。保護層としては、ポリオレフィン層、ポリアミド層、金属層等が挙げられる。ポリオレフィン層のポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−１等が挙げられが、特にポリエチレンが好適である。ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ｍＬＬＤＰＥが使用できる。ポリオレフィン層の厚さは、５〜３０μｍが好ましい。ポリアミド層のポリアミドしては、ポリアミド４−６、ポリアミド６、ポリアミド６−６、ポリアミド６−１０、ポリアミド６−１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２等の脂肪族ポリアミド樹脂等、ポリアミドＭＸＤ６、ポリヘキサメチレンジアミンテレフタレート（ポリアミド６Ｔ）、ポリヘキサメチレンジアミンイソフタルアミド、キシレン基含有ポリアミド等の芳香族ポリアミド樹脂が挙げられる。ポリアミド層の厚さは、５〜１５μｍが好ましい。更に、金属層としてはアルミニウム箔が望ましい。金属層の厚さは、５〜１０μｍが好ましい。これらの保護層は、２層以上用いることができる。
【００３２】
上記必要に応じて設けることができるポリオレフィン層又は保護層とそれらと接合する金属蒸着層若しくはトップコート層や紙材との接合方法は、設けることができるそれらの層が熱溶融が可能でない層の場合は、直接若しくは接着剤を用いて接合すればよく、設けることができるそれらの層が熱溶融が可能な層の場合は、直接若しくは接着剤を用いて貼り合わせる以外に、それらの層を熱溶融してそれと接する層と貼り合わせる方法等を採用することができる。
【００３３】
上記の方法で製造された紙包装材からは、ブリック型等の直方体、１ｌ牛乳入り容器に代表される屋根付き直方体、立方体、円筒形、平行８角柱体、胴部中央部が平行８角柱で頂部及び底部が４角形の所謂プリズマ型、パウチ等、従来公知の任意の形態の包装容器等を成形することができる。
【００３４】
【発明の効果】
従来、金属調を有する印刷された紙包装材の製造には、少なくとも３段階の工程を組み合わせる必要であったが、本発明の方法を採用することにより、１段工程で連続的に上記紙包装材を製造することができることから、必然的に製造法が簡略化し、製造するリードタイムも短くなるので製造コストも低減する。更に、本発明の方法により製造された紙包装材は、従来法で製造された紙包装材に比べて、金属調の品位が優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の方法の一具体例を示す概念図である。
【図２】
本発明の方法の一具体例を示す概念図である。
【符号の説明】
１　紙材
２　接着剤
３　金属蒸着層
４　金属蒸着装置
４１　低減圧度室
４２　高減圧度室
４３　低減圧度室
５　塗布器
５１　接着剤容器
５２　塗布ロール
５３　塗布ロール
６　離型材
７　ニップロール
８　離型材剥離ロール
９　加熱又は電子線照射
【図１】
2004050490.tif 000002
【図２】
2004050490.tif 000003