(57)【要約】【課題】耐熱性を持って、数十℃以上の工程雰囲気温度で高速に包材を搬送して、包材を良好に、容易に、かつ高速に成形することができ、しかも、包装積層体による欠陥などが生じず、低温シール性に優れ、バリア性損傷及びシーリング性欠陥などがない液体食品の包装充填方法、包装紙容器及び紙容器用積層包材を提供することを目的とする。【解決手段】最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層を含む紙容器用積層包材から形成された容器内に内容物を充填してシールする包装充填に関し、積層構成層の少なくとも最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの押出ラミネートによって積層された層であることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含む紙容器用積層包材から形成された容器内に内容物を充填してシールする包装充填方法であって、
前記積層包材を、前記シール前の包装充填工程の少なくとも一部で８５℃以上の温度の雰囲気に置き、
少なくとも前記最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層である、
ことを特徴とする包装充填方法。
【請求項２】
最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含む紙容器用積層包材から形成され、内容物が充填されてシールされた包装紙容器であって、
少なくとも前記最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層である、
ことを特徴とする包装紙容器。
【請求項３】
最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含み、成形して内容物を充填シールする包装紙容器に用いられる紙容器用積層包材であって、
少なくとも前記最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層である、
ことを特徴とする紙容器用積層包材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、液体食品の包装充填方法、包装紙容器及び紙容器用積層包材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
牛乳、ジュースなどの飲料の包装容器は、例えば、紙／プラスチック積層包材を長手方向の縦線シールによりチューブ状に成形し、チューブ状包材内に内容物を充填し、チューブ状包材の横断方向に横線シールし、一定間隔に個々に切断し、折畳んで最終形状に成形される。その最終形状には、ブリック状（平行６面体）及び四面体形状などがある。
【０００３】
ゲーブルトップ状紙製包装容器では、紙製包材を所定の形状に裁断し、容器縦方向にシールしたブランクスを得、ブランクスの底をシールした後に上部開口から牛乳、ジュース又はその他の飲料の内容物を充填し、上部をシールして得られる。
上記包装充填工程において、液体食品が牛乳、ジュース又はその他の飲料などであることからも、ヒートシール工程を除いて、通常、室温若しくは数十℃である。包装充填速度は、従来の１時間に数千個から、近年、数万個／時に飛躍的に速くなっている
【０００４】
紙包装容器製品に用いられている包装積層体は、高圧法による低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）／印刷インキ層／紙（繊維質）基材層／ＬＤＰＥ／アルミ箔（Ａｌ）／ＬＤＰＥ／ＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ／印刷インキ層／紙基材層／ＬＤＰＥ／ＬＤＰＥ、印刷インキ層／ＬＤＰＥ／紙基材層／ＬＤＰＥ／ＬＤＰＥ、また、ＬＤＰＥ／印刷インキ層／紙基材層／ＬＤＰＥ／Ａｌ／ポリエステル（ＰＥＴ）等である。
【０００５】
また、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を最内層に使用する紙容器（特開昭６２−７８０５９号、特開昭６０−９９６４７号公報など）、低温シール性に優れたメタロセン触媒を用いて重合したエチレンーαオレフィン共重合体（ｍＬＬＤＰＥ）を最内層に使用する紙容器（特開平７−１４８８９５号、特開平８−３３７２３７号、特開平９−２９８６８号、特開平９−５２２９９号、特開平９−７６４３５号、特開平９−１４２４５５号、特開平９−８６５３７号、９−７６３７５号公報など）及び、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体と高密度ポリエチレンとのブレンドポリマーのインフレーション法によって製膜したフィルムを最内層に使用する紙容器（特開平９−７６４３５）が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記液体食品の包装充填方法において、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）特にメタロセン触媒を用いて重合した線形低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）を構成層に用いて高速にウェブ状包材を成形する場合、数十℃以上の工程雰囲気温度でウェブ状包装材料を成形することによって、良好な包材成形が容易になる。他方、比較的高温下で高速に取り扱うことによって、包装積層体の表面、特に、線形低密度ポリエチレン層の表面に搬送・取扱いによる引っ掻き傷、凹凸などが生じる。これは、バリア性損傷、シーリング性欠陥及び、外観不良などの原因となる。
【０００７】
この発明は、メタロセン触媒による線形低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）を積層構成層に用い、数十℃以上の工程雰囲気温度で高速にウェブ状包材を取扱っても、包材を良好に、容易に、かつ高速に成形することができ、しかも、高温雰囲気下であっても包装積層体の表面に取扱いよる引っ掻き傷、凹凸などが生じず、低温シール性に優れ、バリア性損傷及びシーリング性欠陥などがない液体食品の包装充填方法、包装紙容器及び紙容器用積層包材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明よる包装充填方法、包装紙容器及び紙容器用積層包材は、最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含む紙容器用積層包材から形成された容器内に内容物を充填してシールする包装充填に関し、前記シール前の包装充填工程の少なくとも一部で積層包材が８５℃以上の温度の雰囲気に置かれ、積層構成層の少なくとも最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層であることを特徴とする。
【０００９】
上記構成を有するこの発明によって、メタロセン触媒による線形低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）を積層構成層に用い、数十℃以上の工程雰囲気温度で高速にウェブ状包材を取扱っても、包材を良好に、容易に、かつ高速に成形することができ、しかも、高密度ポリエチレンをブレンドするので、高温雰囲気下であっても包装積層体の表面に取扱いよる引っ掻き傷、凹凸などが生じず、低温シール性に優れ、バリア性損傷及びシーリング性欠陥などがなく、更に、フィルム化する必要も無く直接に押出しラミネートすることができる液体食品の包装充填方法、包装紙容器及び紙容器用積層包材を実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明の包装充填方法は、最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含む紙容器用積層包材から形成された容器内に内容物を充填してシールする包装充填方法であって、前記積層包材を、前記シール前の包装充填工程の少なくとも一部で８５℃以上の温度の雰囲気に置き、少なくとも前記最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層であることを特徴とする。
上記構成によって、高速にウェブ状包材を取扱い／搬送して包材を高速に成形することができると共に、耐熱性を伴って、数十℃以上の工程雰囲気温度でウェブ状包材を取扱い／搬送して包材を良好に成形することができるというの作用を果たす。
【００１１】
請求項２の包装紙容器の発明は、最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含む紙容器用積層包材から形成され、内容物が充填されてシールされた包装紙容器であって、少なくとも前記最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層であることを特徴とする。
上記構成によって、耐熱性を伴って、包装容器の表面及びシール面に、搬送による引っ掻き傷、凹凸などが生じず、容器のバリア性が損傷されず、シーリング性を損なわせないという作用を果たす。
【００１２】
請求項３の包装積層包材の発明は、最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含み、成形して内容物を充填シールする包装紙容器に用いられる紙容器用積層包材であって、少なくとも前記最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層であることを特徴とする。
上記構成によって、高速にウェブ状包材を搬送して包材を高速に成形することができ、数十℃以上の工程雰囲気温度でウェブ状包材を搬送して包材を良好に成形することができ、包装容器の表面及びシール面に、搬送による引っ掻き傷、凹凸などが生じず、容器のバリア性が損傷されず、シーリング性を損なわせなく、更に、フィルム化する必要も無く直接に押出しラミネートすることができて包材製造におけるメリットを享受できるという作用効果を果たす。
【００１３】
この発明の実施形態をより詳細に以下に示す。
この発明よる好ましい態様の紙容器用包材は、最外熱可塑性材料層、紙基材層、接着性熱可塑性材料層、例えばアルミニウムからなるバリア層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含む。
この発明において用いることができる紙基材としては、通常、クラフトパルプから作られ、優れた強度と低吸水性が求められる。その種類として、晒紙（ＦＢＬ）、未晒紙（ＵＢＬ）、晒と未晒との抄き合わせ紙（ＤＵＰＬＥＸ）、クレーコート紙及び多層抄き合わせ紙（ＭＢ）などがある。
【００１４】
この発明の積層包材を積層するために用いることができる接着性樹脂層は、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンを少なくとの含有するＬＬＤＰＥ、メタロセン触媒を用いて重合した線形低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）と高密度ポリエチレンとのブレンドポリマーの押出ラミネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びアイオノマーなどから選ばれたものからなる。この接着性樹脂層の使用により、高温で押し出しても最内熱可塑性材料層を種々のバリア層と良好に接合させることができる。
押出しラミネート加工法により金属と接着性を有するエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）や、エチレン−メタクリル酸ビニル共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー（ＩＯ）の合成樹脂を用いて、これらの製膜層を接着層として積層することもできる。
【００１５】
この発明による紙容器用包材は、最外樹脂層がまだ積層されていないセミマテリアルの外側表面に設けられた印刷インキ層若しくは、シール性を有する外側樹脂層の外側表面に形成されたインキ層を少なくとも含むことができる。インキは、フレキソ印刷用水性若しくは油性のインキ、グラビア印刷用の油性インキ、オフセット印刷用の硬化性インキなどがあり、この発明の好ましい紙容器用包材の態様において、インキ層が、このインキ層と接着するアンカー剤層に含まれる成分と一部共通の成分（例えば、イミン系など）を含む。
【００１６】
この発明の紙容器用包材において、包材外側表面に積層された熱可塑性材料層を含む。この材料樹脂層は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン系共重合体などのポリオレフィン系樹脂であり、従来から用いられていた低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の他に、内容物に対する耐性（耐油性、耐酸性、耐浸透性など）に優れた線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレンやポリエチレンを含む共押出しフィルム、メタロセン触媒を用いて重合した線形低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）と高密度ポリエチレンとのブレンドポリマーの押出ラミネート、などである。
【００１７】
この発明の紙容器用包材の好ましい態様において、包材にバリア層を有する。バリア層としては、アルミ箔、金属／無機酸化物薄膜、エチレンビニルアルコール共重合体層（ＥＶＯＨ層）、ナイロン層、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニリデンコートフィルムから選ばれた少なくとも１つからなる。ここで、バリヤー層としての無機酸化物の蒸着フィルムとしては、例えば、ポリオレフィン、ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等の厚さ１０〜３０μ程度の熱可塑性樹脂フィルムに対して、酸化珪素、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジュウム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機酸化物による厚さ１００〜５０００Å好ましくは２００〜１０００Å程度の薄膜層を、真空蒸着，スパッタリング，化学蒸着、プラズマ化学蒸着（ＰＣＶＤ）等によって形成したものが利用される。
【００１８】
この発明において用いることができるバリア層としては、また、バリア−性フィルムがある。これを構成する樹脂のフィルムとしては、ＥＶＯＨやポリビニルアルコールなどのバリア樹脂層、無機酸化物の蒸着膜、あるいはアルミニウムの蒸着膜等を形成し得る樹脂のフィルムであばよく、例えば、ポリエチレンテレフタレ−トフィルム、ポリブチレンテレフタレ−トフィルム等のポリエステル系樹脂のフィルム、６ナイロンフィルム、６６ナイロンフィルム、６１０ナイロンフィルム、６１２ナイロンフィルム、１１ナイロンフィルム、１２ナイロンフィルム、メタキシレンジアミンと２塩基酸との縮合によるポリアミドフィルム等のポリアミド系樹脂フィルム、ポリカ−ボネ−ト系樹脂フィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリビニ−ルアルコ−ル系樹脂フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリ塩化ビニル系樹脂フィルム、ポリ塩化ビニリデン系樹脂フィルム、ポリスチレン系樹脂フィルム、ポリ（メタ）アクリル系樹脂フィルム、ポリアクリルニトリル系樹脂フィルム、ポリアセタ−ル系樹脂フィルム、フッ素系樹脂フィルム、その他の樹脂フィルムを使用することができる。
【００１９】
本発明の紙容器用包材において、最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層である。上記の狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとのブレンド比率は、用途などに応じて適時変更選択することができ、例えば、９９〜５０：１〜５０である。
その最内熱可塑性材料層としては、メタロセン触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体と、例えば、０．９３０〜０．９６５ｇ／ｃｍ３の高密度ポリエチレンのブレンドポリマーの押出しラミネートがある。この発明の別の態様におては、その他の相溶性を有するポリマー（例えば、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン系共重合体などのポリオレフィン系樹脂など）を更に含む。また、紙容器の最内層以外の層については特に制限されるものではない。
【００２０】
この発明よる紙容器用包材の製造において、通常の包装材料をラミネ−トする方法、例えば、ウエットラミネ−ション法、ドライラミネ−ション法、無溶剤型ドライラミネ−ション法、押し出しラミネ−ション法、Ｔダイ共押し出し成形法、共押し出しラミネ−ション法、インフレ−ション法、その他等で行うことができる。本発明においては、上記の積層を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理等の前処理をフィルムに施すことができ、また、例えば、イソシアネ−ト系（ウレタン系）、ポリエチレンイミン系、ポリブタジェン系、有機チタン系等のアンカ−コ−ティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリ酢酸ビニル系、セルロ−ス系、その他等のラミネ−ト用接着剤等の公知のアンカ−コ−ト剤、接着剤等を使用することができる。
【００２１】
この発明の包装充填方法の一の態様においては、最外熱可塑性材料層、紙基材層、バリア層、最内熱可塑性材料層の各構成層を少なくとも含むウェブ状紙容器用積層包材を、チューブ状に成形し、チューブ状積層包材を長手方向に縦線シールして、チューブ状に成形され縦線シールされた該包材内に内容物を充填し、チューブ状包材の横断方向に横線シールし、一次形状に成形し、一定間隔に個々に切断し、折畳んで最終形状に成形する包装充填方法である。この態様において、前記積層包材を、前記シール前の前記工程の少なくとも一部で８５℃以上の温度の雰囲気で、ローラで搬送し、最外熱可塑性材料層及び／又は最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層である。
【００２２】
本発明にかかる充填包装を使用する充填機例の概要を示す。この例に示す充填機では、最内層に熱可塑性材料層を有しロール状に巻かれた包装材料ウェブを巻き出し、ローラにより充填機内を搬送し、ストリップテープをストリップテープアプリケータにより、包装材料ウェブの一端に接合し、滅菌剤槽内を包装材料ウェブが通過して滅菌し、エアーナイフにより滅菌剤を除去し、８５℃以上の温度の雰囲気で成形ローラによりチューブ状に成形し、そのチューブ内に充填パイプから液体食品を充填し、縦線シールエレメントによりチューブ縦方向にシールし、このチューブを包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送りながら、ヒートシール装置のシールジョー及び対向ジョーにより挟持し、横断方向にヒートシールし、同時に枕状充填包装容器に連続的に成形し、引き続きその下流で繋がった枕状包装充填容器のシール帯域の切断予定部を切断し、個々の包装充填容器にナイフなどにより切り離し、切り離された枕状容器の上下のフラップを折り曲げ、ファイナルホルダーにより最終形態の包装充填容器に成形する。
【００２３】
本発明にかかる包装用容器は、最外熱可塑性材料層、紙基材層、最内熱可塑性材料層の構成層を少なくとも含む紙容器用積層包材から形成され、内容物が充填されてシールされた包装紙容器である。その最内熱可塑性材料層が、狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを少なくとも含有する樹脂を押出ラミネートによって積層された層である。
その包装紙容器。例えば、牛乳、乳酸菌飲料、液体ス−プ、果汁飲料、麦茶、緑茶、ウ−ロン茶、酒類その他等の液体食品を充填包装に適用することができる。
【００２４】
この発明による下記層構成の紙容器用積層包材の具体例を示す。
ＰＥ／紙層／ＰＥ／Ａｌ／Ａｄ／ｍＬＬＤＰＥ＋ＨＤＰＥ
ＰＥ／紙層／ＰＥ／ｍＬＬＤＰＥ
ｍＬＬＤＰＥ＋ＨＤＰＥ／紙層／ＰＥ／Ａｌ／Ａｄ／ｍＬＬＤＰＥ＋ＨＤＰＥ
ｍＬＬＤＰＥ＋ＨＤＰＥ／紙層／ｍＬＬＤＰＥ＋ＨＤＰＥ／Ａｌ／Ａｄ／ｍＬＬＤＰＥ＋ＨＤＰＥ
ここで、ｍＬＬＤＰＥ＋ＨＤＰＥ：狭い分子量分布を有する線形低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを含有するブレンドぽりまーの押出ラミネート、ＰＥ：低密度ポリエチレン、Ａｌ：アルミ箔、Ａｄ；接着性樹脂などを示す。
【００２５】
【発明の効果】
この発明により、以下の効果を奏する。
高速に積層包材を取扱い／搬送して包材を高速に成形することができ、耐熱性を持って、数十℃以上の工程雰囲気温度で積層包材を取扱い／搬送して包材を良好に成形することができる。
包装容器の表面及びシール面に、取扱い／搬送による引っ掻き傷、凹凸などが生じず、容器のバリア性が損傷されず、シーリング性を損なわせない。
高速に包材を取扱い／搬送して包材を高速に成形することができ、耐熱性を持って、数十℃以上の工程雰囲気温度で包材を搬送して包材を良好に成形することができる。
更に、フィルム化する必要も無く直接に押出しラミネートすることができて包材製造におけるメリットを享受できる。