(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙層を基材とし、紙層にガスバリア層、プラスチックフイルム層、シーラント層を積層した積層体において、シーラント層が直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂３０〜５重量％に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂７０〜９５重量％の配合割合でブレンドした混合物樹脂層に、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層を積層したものからなることを特徴とする紙容器用積層材料。
【請求項２】
請求項１記載の紙容器用積層材料であって、前記シーラント層の混合物樹脂層と前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層とが共押出法で積層されていることを特徴とする紙容器用積層材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酒類、飲料、調味料、油類などの内容物を充填する紙容器用の積層材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙容器用積層材料としては、表面から順に熱可塑性樹脂層、紙層、接着性樹脂層、ガスバリア層、プラスチックフイルム層、接着剤層、シーラント層が積層された多層構成のものが多く使用されており、従来、この多層構成のガスバリア層としてはアルミニウム箔やアルミニウムの蒸着薄膜が使用され、積層材料のシーラント層の最内面は低密度ポリエチレン樹脂が主に使用されていた。近年、循環型社会構築の為のリサイクル使用の観点から、ガスバリア層としてアルミニウム箔に替えて酸化アルミニウムや酸化珪素などの無機酸化物の蒸着薄膜が使用されるようになってきたのと同時に、内容物の充填機の高速化に伴い、積層材料のシーラント層の最内面はより低温シール性の熱可塑性樹脂、主に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が使用されるようになってきた。紙容器を作成するには、先ず前記紙容器用積層材料を指定寸法に打ち抜いたブランクをそのままあるいは貼り加工を行ったものを充填包装システムに装填し、システム上で製函及び内容物の充填を実施した後密封する方法が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの紙容器用積層材料を指定寸法に打ち抜いてブランクを作成する方法としては、一般的に平圧式で打ち抜く方法とロータリー式で打ち抜く方法があるが、大量生産するにはロータリー式が適している。ロータリー式にも２種類あり、押し切り方式は積層材料の厚み方向の面をすべて当て切るので、確実に切れるが抜き刃と積層材料等との接触面が多くなるので接触摩擦が大であり、能率が落ちる。一方、クリアランス方式は接触面が少なくなるので抜刃の接触摩耗が少なく、抜き刃の耐久性が良く、繋ぎが入らないので仕上がりがきれいであるなどのメリットがあり多く使用されている。
【０００４】
図５は紙容器用積層材料からロータリー式のクリアランス方式でブランクを打ち抜く方法を示した説明図である。紙容器用積層材料２００を、上方の抜き刃３１１を持つ抜きローラー３１０と下方のアンビルローラー３２０とで打ち抜き加工して、ブランク２１０を作成するものである。この際、図５に示すように、抜きローラー３１０の抜き刃３１１の刃先とアンビルローラー３２０の表面との間に約１０μｍのクリアランスを設けるため、図４に示す従来の紙容器用積層材料２００の場合、図６（ａ）に示す如く、そのシーラント層１０の最内面の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層９の一部が９ａの如く数μｍ前後の厚さでカットされないで残った状態となり、後でこの残った部分９ａを引きちぎりカットしようしても、図６（ｂ）の９ｂに示すように、引きちぎりカットが不十分となり、抜き残りや破れなどのトラブルを発生し易かった。
【０００５】
従来の紙容器用積層材料は、そのシーラント層１０の最内面が低密度ポリエチレン樹脂の場合はブランクを打ち抜く際にカッテイング性は良いが、低温シール性が不足であり、最内面が直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の場合は低温シール性は良好であるが、樹脂自体の強度が強いのでカッティング性が悪いなど、カッティング性と低温シール性の両方を満足させる紙容器用積層材料はなかった。
【０００６】
そこで、本発明の課題は紙容器用積層材料からブランクを打ち抜き加工する際の良好なカッティング性と、製函時や内容物充填後の熱封緘時の低温シール性との両方を満足出来るシーラント層を有する紙容器用積層材料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、紙層を基材とし、紙層にガスバリア層、プラスチックフイルム層、シーラント層を積層した積層体において、シーラント層が直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂３０〜５重量％に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂７０〜９５重量％の配合割合でブレンドした混合物樹脂層に、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層を積層したものからなることを特徴とする紙容器用積層材料である。
【０００８】
次に、請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明において、前記シーラント層の混合物樹脂層と前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層とが共押出法で積層されていることを特徴とする紙容器用積層材料である。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、紙容器用積層材料のシーラント層のプラスチックフイルム側に、低密度ポリエチレン樹脂に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をブレンドした混合物樹脂層が設けられており、その混合物樹脂層の上に低密度ポリエチレン樹脂層が積層されているので、製函時や内容物の充填後の熱封緘時などに基材側から加えられた熱により混合物樹脂層が容易に溶融することにより、シーラント層全体として溶融し易くなり、低温シール性を有し、かつ、積層層材料のシーラント層の最内面に低密度ポリエチレン樹脂層が設けられているので、積層材料からロータリー式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き後、引きちぎりカットする際に容易に分離できる良好なカッティング性を有している。さらに、シーラント層の混合物樹脂層と低密度ポリエチレン樹脂層とが共押出法で積層されているので両層間の密着強度が強固であり、かつ、積層材料製造時の効率も良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の紙容器用積層材料１００の側断面図を図１に示す。表面から内面に向け厚み方向に順に、熱可塑性樹脂層１、紙層２、接着性樹脂層３、ガスバリア層４、プラスチックフイルム層５、接着剤層６，シーラント層１０の構成になっており、前記シーラント層１０はプラスチックフイルム層５側に低密度ポリエチレン樹脂に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂をブレンドした混合物樹脂層７を設け、その上に低密度ポリエチレン樹脂層８を積層した構成になっている。
【００１１】
前記シーラント層１０は、本発明では低密度ポリエチレン樹脂３０〜５重量％に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂７０〜９５重量％の配合割合でブレンドした混合物樹脂層７と、低密度ポリエチレン樹脂層８とが共押出ラミネート機のダイスの中で前もって高温で積層された後、プラスチックフイルム層５上に接着剤層６を介して同時に押し出される共押出法で積層されていることが必要である。
【００１２】
前記シーラント層１０は、図１に示す如くプラスチックフイルム層５側に低密度ポリエチレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂とをブレンドした混合物樹脂層７を設けているので、製函時や内容物を充填し熱封緘する時に基材側から加えられた熱で混合物樹脂層７が容易に溶融し、シーラント層１０全体を溶融し易くすることにより低温シール性を有すると共に、積層材料１００の最内面にシーラント層１０の低密度ポリエチレン樹脂層８を設けているので、図２の方法で紙容器用積層材料１００から上方の抜き刃３１１を持つ抜きローラー３１０と下方のアンビルローラー３２０とで打ち抜き加工して、図３（ａ）の如く低密度ポリエチレン樹脂層８の数μｍの厚さの未カット部８ａを残してブランクを打ち抜き、図３（ｂ）に示すように積層材料１００からブランク１１０を引きちぎりカットする際、容易に分離できる良好なカッティング性を有する。さらに、混合物樹脂層７と低密度ポリエチレン樹脂層８が共押出法で積層されているので両層間の密着強度も強固であり、従来のポリエチレンサンド方式などの積層方法に比べても製造効率が良い。
【００１３】
前記シーラント層１０の厚みは一般的に６０μｍ程度のものが多く使用され、その場合の混合物樹脂層７と低密度ポリエチレン樹脂層８の厚み比は、樹脂層７：樹脂層８＝２０〜４０μｍ：４０〜２０μｍが多く用いられる。本発明では特に限定しない。
【００１４】
さらに、本発明の紙容器用積層材料のその他の層構成について説明を加える。
【００１５】
前記熱可塑性樹脂層１としては、一般的にポリオレフィン系樹脂が使用されるが、より好ましいのは低密度ポリエチレン樹脂である。厚みは１０〜２０μｍのものが良く使用される。
【００１６】
前記紙層２としては、一般的に坪量３５０〜４５０ｇ／ｍ2 の板紙が使用される。
【００１７】
前記接着性樹脂層３としては、ポリエチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン・エチルアクリレート共重合体樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体樹脂、エチレン・メタクリル酸共重合体樹脂、アイオノマー樹脂などのいずれかが用いられる。本発明では特に限定しない。
【００１８】
前記ガスバリア層４としては、アルミニウム箔あるいは厚さ５〜３００×１０-3μｍのアルミニウム又は酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化マグネシウムなどの無機酸化物蒸着薄膜などが使用されるが、より好ましくは酸化アルミニウム若しくは酸化珪素の蒸着薄膜である。
なお、無機酸化物蒸着薄膜を形成する方法としては、通常の真空蒸着法が生産性を考慮すれば優れている。
【００１９】
前記プラスチックフイルム層５としては、厚さ２０〜３０μｍの二軸延伸ポリプロピレンフイルム、厚さ１５〜２５μｍの二軸延伸ナイロンフイルム、厚さ６〜１２μｍの二軸延伸ポリエステルフイルムなどが使用できるが、より好ましくは二軸延伸ポリエステルフイルムである。
【００２０】
前記接着剤層６としては、一般的に二液硬化型のポリウレタン系接着剤が使用される。
【００２１】
なお、その他の各層の積層方法は以下のとおりである。
【００２２】
熱可塑性樹脂層１は公知の溶融押出コーティング法で紙層２に積層される。この際、紙層２の表面はコロナ処理法などで表面処理されていた方が接着強度が強く、より好ましい。この紙層２とガスバリア層４は溶融押出された接着性樹脂層３を介してサンドラミネーション法で積層される。ガスバリア層４とプラスチックフイルム層５はガスバリア層４がアルミニウム箔の場合は公知のドライラミネート法で積層され、ガスバリア層４が無機酸化物薄膜などの場合は蒸着法で積層される。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明の紙容器用積層材料を、以下に具体的な実施例に従って説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２４】
＜実施例１＞
熱可塑性樹脂層１として密度０．９２０ｇ／ｃｍ3 のポリエチレン樹脂を、紙層２として坪量４００ｇ／ｍ2 の板紙を、接着性樹脂層３としてエチレン・エチルアクリレート樹脂を、ガスバリアー層４及びプラスチックフイルム層５として厚さ４０×１０-3μｍの酸化珪素を蒸着した厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフイルムを準備した。
まず、前記ポリエチレン樹脂を前記板紙の上に厚さ２０μｍで公知の方法で押出コーティングし、その反対面の紙面にエチレン・エチルアクリレート樹脂を押出ラミネート機で厚さ３０μｍで押出し、前記酸化珪素を蒸着した二軸延伸ポリエステルフイルムの蒸着面とサンドラミネーションし、積層シートを得た。
つぎに、前記積層シートのポリエステルフイルム５面に、シーラント層１０として、低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９１０ｇ／ｃｍ3 ）を９０重量％ブレンドした厚さ２０μｍの混合物樹脂からなる混合物樹脂層７と、厚さ４０μｍの低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）からなる低密度ポリエチレン樹脂層８を、ポリウレタン系の接着剤層６を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層し、本発明の紙容器用積層材料１００を得た。
【００２５】
＜実施例２＞
実施例１において、シーラント層１０として、低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９１０ｇ／ｃｍ3 ）を７０重量％ブレンドした厚さ２０μｍの混合物樹脂からなる混合物樹脂層７と、厚さ４０μｍの低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）からなる低密度ポリエチレン樹脂層８を、ポリウレタン系の接着剤層６を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層した以外は、同様にして本発明の紙容器用積層材料１００を得た。
【００２６】
＜比較例１＞
実施例１において、シーラント層１０として、低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９１０ｇ／ｃｍ3 ）を６０重量％ブレンドした厚さ２０μｍの混合物樹脂からなる混合物樹脂層７と、厚さ４０μｍの低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）からなる低密度ポリエチレン樹脂層８を、ポリウレタン系の接着剤層６を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層した以外は、同様にして比較用の紙容器用積層材料を得た。
【００２７】
＜比較例２＞
実施例１において、シーラント層１０として、厚さ６０μｍの低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）からなる低密度ポリエチレン樹脂層8だけを、ポリウレタン系の接着剤層６を介して、単層押出ラミネート機で積層した以外は、同様にして比較用の紙容器用積層材料を得た。
【００２８】
＜比較例３＞
実施例１において、シーラント層１０として、厚さ２０μｍの低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９２０ｇ／ｃｍ3 ）からなる樹脂層７と、厚さ４０μｍの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（密度＝０．９１０ｇ／ｃｍ3 ）からなる樹脂層８を、ポリウレタン系の接着剤層６を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層した以外は、同様にして比較用の紙容器用積層材料を得た。
【００２９】
＜評価＞
実施例１〜２及び比較例１〜３で作成した紙容器用積層材料を用いて、図２又は図５の方法で、そのカッティング性を評価すると共に、充填包装システムで製函及び熱封緘時の低温シール性を評価した。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
0004774601.tif 000002
【００３１】
表１から実施例１〜２の紙容器用積層材料はカッティング性及び低温シール性共に良好であった。比較例１及び比較例２はカッティング性は良好であったが、低温シール性は不良であった。比較例３は低温シール性は良好であったが、カッティング性が不良であった。
上述の如く本発明の紙容器用積層材料は、ブランクを打ち抜く時のカッティング性と製函や内容物充填後の熱封緘時の低温シールの両方を満足していることがわかった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の紙容器用積層材料は、シーラント層のポリエステルフイルム側に低密度ポリエチレン樹脂３０〜５重量％に対し直鎖状低密度ポリエチレン樹脂７０〜９５重量％の配合割合でブレンドした混合物樹脂層を設けているので、製函時や内容物の充填後の熱封緘時に基材側から加えられた熱により混合物樹脂層が容易に溶融し、シーラント層全体を溶融し易くすることにより、低温シール性を有すると共に、積層材料の最内面にシーラント層の低密度ポリエチレン樹脂層を設けているので、この紙容器用積層材料からロータリー式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き、ひきちぎりカットする際に容易に分離出来る良好なカッティング性を有する。さらに、シーラント層の混合物樹脂層と低密度ポリエチレン樹脂層とが共押出法で積層されているので、積層材料製造時の作業効率も良く、両層間の密着強度も強固であるので、紙容器を作成し内容物を充填した場合の保存性も優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紙容器用積層材料の側断面図である。
【図２】本発明の紙容器用積層材料からロータリ式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き加工する状態を示す説明図である。
【図３】（ａ）は、本発明の紙容器用積層材料からブランクを打ち抜く際、抜きローラーの抜き刃が切り込んだ状態を示す説明図であり、（ｂ）は、その積層材料からブランクを引きちぎって分離した状態を示す説明図である。
【図４】従来の紙容器用積層材料の側断面図である。
【図５】従来の紙容器用積層材料からロータリ式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き加工する状態を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、従来の紙容器用積層材料からブランクを打ち抜く際、抜きローラーの抜き刃が切り込んだ状態を示す説明図であり、（ｂ）は、その積層材料からブランクを引きちぎっても分離し得ない状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…熱可塑性樹脂層
２…紙層
３…接着性樹脂層
４…ガスバリア層
５…プラスチックフイルム層
６…接着剤層
７…混合物樹脂層
８…低密度ポリエチレン樹脂層
８ａ…未カット部
９…直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層
９ａ…未カット部
９ｂ…引きちぎりカット不良部
１０…シーラント層
１００、２００…紙容器用積層材料
１１０，２１０…ブランク
３１０…抜きローラー
３１１…抜き刃
３２０…アンビルローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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