(57)【要約】【課題】本発明は、紙を主要な構成材料とする多層構成の積層体からなる紙容器において、レトルト殺菌処理が可能で、かつ、ガスバリヤー性、水蒸気バリヤー性に優れ、耐熱水性を有し、かつボイル殺菌もしくはレトルト殺菌等の処理時に積層体を構成する紙層が吸収、吸湿した水分が容易に蒸発でき、紙層の層間強度や剛度等の低下を防止して、容器の強度低下を防止できる積層体および紙容器を提供することを目的とする。【解決手段】耐熱水紙を主要な構成材料とする積層体において、前記積層体は、最外面から、ポリオレフィン層、耐熱水紙層、プラスチック樹脂層、バリア層、シーラント層、を順次積層される少なくとも５層構成からなり、該ポリオレフィン層に、この層を貫通する孔が形成されていることを特徴とする積層体およびこの積層体を用いた紙容器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱水紙を主要な構成材料とする積層体において、前記積層体は、最外面から、ポリオレフィン層、耐熱水紙層、プラスチック樹脂層、バリア層、シーラント層、を順次積層される少なくとも５層構成からなり、該ポリオレフィン層に、この層を貫通する孔が形成されていることを特徴とする積層体。
【請求項２】
前記孔が、直径２ｍｍφ以下の孔であって、ポリオレフィン層の１ｃｍ2当たり少なくとも１個以上の孔を有することを特徴とする請求項１記載の積層体。
【請求項３】
請求項１または２記載の積層体を、孔を形成したポリオレフィン層を容器外側となるように成形してなることを特徴とする紙容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイル殺菌もしくはレトルト殺菌処理等が可能で、かつ、ガスバリヤー性、水蒸気バリヤー性に優れた紙層を主体とする積層体およびこの積層体からなる紙容器に関し、さらに詳細には、ボイル殺菌およびレトルト殺菌処理工程で積層体を構成する耐熱水紙層が、吸水もしくは吸湿しても、積層体を構成するポリオレフィン層に設けた孔から容易に水分が蒸発可能な積層体および紙容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題が重要視され容器類および包装材料の易廃棄性が必要とされ、易焼却性、リサイクル性、またはリサイクル材料の需要が高まっている。液体用紙容器も従来のガラス容器や金属容器に替わって、牛乳、乳酸飲料、液体スープなどのチルド流通タイプの液体食品や清酒、めんつゆ、果汁飲料などの長期保存を必要とする常温タイプの液体食品など広い範囲で使用されるようになってきた。しかし、長期保存を必要とする常温タイプの液体用紙容器使用の充填設備が高額であるために液体用紙容器に替わって長期流通可能な食品用容器としてレトルト容器(金属缶、プラスチック容器)又はレトルトパウチ(三方シールパウチ、四方シールパウチ、スタンディングパウチ等)が広い分野で多量に使用されていると同時に、レトルト殺菌できるエコロジー対応の紙製容器のニーズが非常に高まっている。
【０００３】
一方、板紙とガスバリヤー層とを、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の防湿性を有する熱可塑性樹脂層を内外表面層で挟んだ積層シートを用いて、紙製容器を形成することが知られている。しかし、この積層シートにおいては、板紙と水分あるいは湿気との直接接触は回避されるとしても、板紙は必ず数パーセントの水分を含有しているので、この積層シートを用いた包装容器にボイル殺菌もしくはレトルト殺菌等の加熱処理を施すと、板紙中の水分が気化して板紙の層間で発泡現象が起こる。また、ガスバリヤー層は水蒸気の透過を遮断するが、最外面のポリエチレン等の熱可塑性樹脂層が、温度の上昇に伴って水蒸気透過係数も増大し、外気からの吸湿もある。また、板紙の表面はポリエチレン等の樹脂層によって積層されているが端面は露出しているので、熱水処理の際にその端面から吸水してしまう。一度板紙に吸水してしまうと表面をポリエチレン樹脂に覆われているためその水はなかなか蒸発されない。さらに、加熱処理後容器を冷却すると、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂層の水蒸気バリヤー性が復帰し、ボイル殺菌もしくはレトルト殺菌時に吸収した水分が板紙に移行して、板紙の水分率が増大する。このことによって、板紙の層間強度や剛度等が低下して、包装容器の強度低下が起こるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、紙を主要な構成材料とする多層構成の積層体からなる紙容器のボイル殺菌もしくはレトルト殺菌等の加熱処理時における上記のような問題点を解決するためになされたもので、ボイル殺菌もしくはレトルト殺菌処理等が可能で、ガスバリヤー性、水蒸気バリヤー性に優れ、耐熱水性を有し、かつボイル殺菌もしくはレトルト殺菌等の処理時に積層体を構成する耐熱水紙層が吸収、吸湿した水分が容易に蒸発でき、耐熱水紙層の層間強度や剛度等の低下を防止して、容器の強度低下を防止できる紙容器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】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、耐熱水紙を主要な構成材料とする積層体において、前記積層体は、最外面から、ポリオレフィン層、耐熱水紙層、プラスチック樹脂層、バリア層、シーラント層、を順次積層される少なくとも５層構成からなり、該ポリオレフィン層に、この層を貫通する孔が形成されていることを特徴とする積層体である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の積層体において、前記孔が、直径２ｍｍφ以下の孔であって、ポリオレフィン層の１ｃｍ2当たり少なくとも１個以上の孔を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の積層体を、孔を形成したポリオレフィン層を容器外側となるように成形してなることを特徴とする紙容器である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態の一例について詳細に説明する。
図１は、本発明の積層体の構成の一例を示した概略断面図である。図に示すように、本発明の積層体は、最外面からポリオレフィン層２、耐熱水紙層３、プラスチック樹脂層４、バリア層５、シーラント層６、を順次積層された５層構成からなる積層体１の例を示したもので、上記ポリオレフィン層２に、この層を貫通する均一な孔２ａが形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の積層体を構成するポリオレフィン層２を形成する材料としては、ヒートシール性と防汚染性に優れた、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状（直鎖状）低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、その他等の各種のポリエチレン（ＰＥ）系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）系樹脂等のフィルムないしシートを使用することができる。フィルムないしシートの厚さは、特に限定されるものではないが、３０μｍ程度の厚さがものが好ましい。
【００１０】
上記のポリオレフィン層に設けた孔２ａは、ポリオレフィン層を貫通する均一な直径２ｍｍφ以下の孔であって、ポリオレフィン層の１ｃｍ2当たり少なくとも１個以上設ける。この孔を設けることで、本発明の積層体をポリオレフィン層を容器外側になるように成形した紙容器をレトルト殺菌等の処理工程で吸水もしくは吸湿状態で、積層体を構成する耐熱水紙層３が吸水もしくは吸湿した水分を容易に蒸発除去することができるので、レトルト殺菌時に吸収した水分が耐熱水紙層に移行して、耐熱水紙層の水分率が増大することによって、板紙の層間強度や剛度等が低下して、包装容器の強度低下が起こるという問題が解決できるものである。
【００１１】
本発明の積層体を構成する耐熱水紙層３を形成する紙材料としては、耐熱水性に優れた、紙および含浸加工紙が使用される。紙の種類としては１００％バ−ジンパルプからなるもの、１００％再生故紙からなるもの、それらを任意の割合で混合したもの、ＮＢＫＰ材、ＬＢＫＰ材の使用率、木材パルプ以外のケナフ、バンブー等の植物繊維材料、又クレーコート処理された紙など、様々な種類の紙を用いることが可能である。
【００１２】
また、これらを加工原紙として用い、湿潤時の紙力増強剤や耐水化剤、撥水剤を含浸加工するための加工紙として使用することが可能である。これらの紙基材に抄紙段階あるいは抄紙後の二次加工として剛性、耐水性、耐熱水性を付与できる樹脂を含浸加工しても良い。ここで、紙基材はパルプ等からなる繊維材料を全て包含し、いわゆる紙の種類に限定されるものではない。
【００１３】
耐水紙が紙をはじめとする繊維材料基材に樹脂を含浸した構成の場合、含浸する樹脂として、乾燥強度および耐水性、湿潤強度を付与する場合は、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリルアミド、でんぷん等が、また、湿潤時紙力増強剤としては尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホムルアルデヒド樹脂、でんぷん、ポリアミドアミン、そのエピクロルヒドリン変性体、さらには各種ラテックス、例えば天然ゴムラテックス、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ポリクロロプレン等の合成ゴムラテックス、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンもしくはこれらの共重合体の樹脂ラテックスなどが用いられる。
【００１４】
また、耐熱水性まで付与する場合、含浸する樹脂としては、シラン系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、イソシアネート系樹脂、などの熱硬化性樹脂の他に、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂なども要求される耐熱水温度により選択使用することが可能である。また、付加機能として高い撥水性などが要求される場合においても、必要な耐熱水性を損なわない限り、要求機能レベルに応じて上記の樹脂材料を複合もしくは混合して使用することも可能である
【００１５】
一方、耐水紙として使用する紙としては、紙の片面、あるいは紙の両面に樹脂層を有する用紙を使用することも可能であり、耐水紙にポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂がラミネートされた構成のものが好ましく用いられる。
【００１６】
耐水紙となる繊維基材として、抄紙工程もしくは抄紙後の二次加工の工程において含浸（内添もしくは外添）することにより、紙部材の厚み方向全体にわたり均等に前述の樹脂を配することができる。また、抄紙段階で樹脂を含浸するため、本発明の紙容器として所望する紙基材の機能レベルに応じて、含浸紙の密度や厚み、内添する樹脂量など任意に決定することができる。
【００１７】
これらの紙基材に抄紙段階あるいは抄紙後の二次加工として剛性、耐水性、耐熱水性を付与できる樹脂を含浸するものである。この外添による含浸方法としては、繊維基材を含浸剤中に浸し、過剰量の含浸剤を一時的に付与できるディッピング法や、好ましくは、含浸剤を一定量だけ塗工または含浸させるグラビアコーティング法やロールコーティング法などがあり、基材繊維構造物の表裏から含浸材を含浸することも可能である。
【００１８】
さらに、２ユニット以上あるグラビア含浸方法では、はじめに紙基材内部に含浸させる含浸材を片面もしくは両面より施し、基材内部にまで含浸材を浸透させる。その後の最後のユニットで紙基材の表面にコーティング被膜層の形成等が可能となる。そこで得られた含浸紙は、例えば含浸紙の内部全体にわたり湿潤紙力増強剤などが含浸され高い湿潤強度を有し、含浸紙表層には撥水剤等を配することにより高い撥水効果を有することができる。すなわち、紙基材に含浸材を供給できる方法であれば、使用される紙基材や含浸材の種類にもよるが、それらに応じて、いずれの方法を任意に選択することができる。さらには、これらの加工は二次加工的に行われるため、抄紙工程に比較すると少量の加工が安価に行うことができる。
【００１９】
本発明の積層体を構成する中間層としてのプラスチック樹脂層４を形成する材料としては、ブロックタイプもしくはランダムタイプの未延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等のフィルムが用いられる。フィルムの厚さは、特に限定されないが、４０μｍ程度の厚さがものが好ましい。
【００２０】
本発明の積層体を構成するバリア層５を形成する材料としては、具体的には、例えば、バリア性を有するアルミニウム箔またはその蒸着膜を有する樹脂のフィルム、バリア性を有する酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物の蒸着膜を有する樹脂のフィルム、水蒸気、水等のバリア性を有する低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂のフィルムないしシート、酸素ガスバリア性を有するポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ナイロン系樹脂（ポリアミド系樹脂）、アクリロニトリル系樹脂、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、その他等の樹脂のフィルムないしシート等を使用することができる。これらの材料は、一種ないしそれ以上を組み合わせて使用することができる。上記のフィルムないしシートの厚さとしては、任意であるが、通常、６μｍないし１００μｍ位、更には、７μｍないし３０μｍ位が望ましい。更に、上記において、アルミニウム箔としては、６μｍないし５０μｍ位の厚さのもの、また、アルミニウムまたは無機酸化物の蒸着膜としては、厚さ１００Åないし２０００Å位のものを使用することができる。また、上記の蒸着膜を支持する樹脂のフィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物フィルム、その他等を使用することができる。
【００２１】
ポリオレフィン層を積層する側の耐熱水紙層表面に印刷層を設けることもできる。印刷層としては、例えば、通常のグラビアインキ組成物、オフセットインキ組成物、あるいは、スクリーンインキ組成物等を使用し、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、スクリーン印刷方式、あるいは、転写印刷方式等を利用して、例えば、文字、図形、記号、絵柄、その他等の任意の印刷模様を印刷して形成することができる。
【００２２】
本発明の積層体を構成するシーラント層６を形成する材料としては、ブロックタイプの未延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等のフィルムが用いられる。ＣＰＰフィルムは、低分子量物質の抽出される量が少なく、そのために、内容物がボイル殺菌もしくはレトルト殺菌処理等による味覚に及ぼす影響が少ないブロックタイプのものが好適に使用される。フィルムの厚さは、特に限定されないが、５０μｍ程度の厚さがものが好ましい。
【００２３】
本発明の積層体は、下記のようにして容易に製造できる。
印刷層を設けた耐熱水紙の印刷層を形成した面に押し出しラミネーション等によりポリオレフィン層を形成した後、ポリオレフィン層を貫通する孔を形成する。孔の形成方法は、特に限定されないが、物理的に針穴を形成する方法、レーザー加工する方法、また、ポリオレフィン層を積層した耐熱水紙層に含有する水分を加熱により蒸発させて、積層されたポリオレフィン層を発泡させて孔を形成する方法等を例示することができる。
上記の印刷層を設けた耐熱水紙層の印刷面に、孔を有するポリオレフィン層を積層した耐熱水紙層とプラスチック樹脂層、プラスチック樹脂層とバリア層、バリア層とシーラント層の各々層間に、接着剤として、耐熱性を有するポリウレタン樹脂やアクリル酸エステル（メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等）と種々のコモノマー（アクリル酸エステル、メタクリル酸、酢酸ビニル等）との共重合樹脂等のレトルト用接着剤等を用いてドライラミネーションにより容易に本発明の積層体を製造できる。
例えば、本発明の積層体の具体的な構成として、ポリオレフィン層[有孔ＬＬＤＰＥ層（３０μｍ）]／印刷層／耐熱水紙層（１８０ｇ／ｍ2）／プラスチック樹脂層[ＣＰＰ層（３０μｍ）]／バリア層[アルミニウム箔（９μｍ）]／シーラント層[ＣＰＰ層（５０μｍ）]の構成を一例として挙げることができる。もちろん、本発明の積層体は、上記の構成に限定されるものではない。
【００２４】
本発明の積層体を用いて、孔を形成したポリオレフィン層を容器外側となるように成形して紙容器とすることができる。紙容器の形態について特に限定されるものではない。図２、３は、本発明の積層体を用いたブリック型紙容器の一例を示した概略斜視図である。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の積層体を用いた紙容器底部の組み立てである。図２（ａ）に示すように、底板１５部の延長上の帯状の糊代片１６のシーラント層をホットエアあるいは高周波もしくは超音波でシールした後、帯状の糊代片１６外面に施された接着部材１７ａをホットエアで溶融し帯状の糊代片１６の接着部材１７ａ表面が底板１５表面に粘着され、次に図２（ｂ）に示す両端に突き出す三角状耳板１３上の帯状の糊代片１６表面に施された粘着部材を上方に折、図２(c)に示すように、底板１５表面と帯状の糊代片１６および三角状耳板１３が粘着される。
【００２６】
図３（ａ）〜（ｂ)は、本発明の紙容器の蓋板１４、１２部の組み立てである。図３（ａ）に示すように、蓋板１４、１２は内容物を充填後帯状の糊代片１６のシーラント層をホットエア、高周波もしくは超音波等でシール後、帯状の糊代片１６に施された接着部材１７ａをホットエアで溶融し帯状の糊代片１６表面を蓋板１２表面と粘着と同時に両端に突き出す三角状耳板１３を下方におり、図３（ｂ）に示すように、帯状の糊代片１６と共に側板８、１０表面に接着部材１７ａが粘着される。また帯状の糊代片１６に施された接着部材１７ａだけではブランク板の厚さが厚く三角状耳板１３の反発が強い場合等は、あらかじめ接着部材１７ｂを側板の三角状耳板１３と接着する領域周縁部に施すと良い。
【００２７】
上記で得られた本発明の紙容器は、容器表面に設けたポリオレフィン層が、この層を貫通する孔を有するので、ボイル殺菌もしくはレトルト殺菌処理等の工程で、容器を構成する耐熱水紙層が、吸水もしくは吸湿しても、積層体を構成するポリオレフィン層に設けた孔から容易に水分が蒸発可能であって、耐熱水紙層の層間強度や剛度等が低下を防止できるので、容器の強度低下が起こることのないボイル殺菌もしくはレトルト殺菌等の処理が可能な紙容器を提供することができる。
本発明の紙容器は、牛乳、乳酸飲料、液体スープなどのチルド流通タイプの液体食品や清酒、めんつゆ、果汁飲料などの長期保存を必要とする常温タイプの液体食品など広い範囲で使用される。また、本発明の紙容器は、紙を主要な構成材料からなる積層体を用いるので、易廃棄性、易焼却性、リサイクル性等のエコロジー対応の紙容器を提供できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、耐熱水紙を主要な構成材料とする多層構成の積層体の最外面となるポリオレフィン層に、この層を貫通する孔を設けたことで、この積層体を用いて、孔を有するポリオレフィン層を最外面となように成形された紙容器は、ボイル殺菌もしくはレトルト殺菌時に吸収した水分が容易に蒸発可能であって、耐熱水紙層の層間強度や剛度等が低下を防止して、包装容器の強度低下が起こることのない、ボイル殺菌もしくはレトルト殺菌等の処理が可能で、かつガスバリヤー性、水蒸気バリヤー性に優れた紙容器を提供できる。
また、上記のポリオレフィン層は、ヒートシール性および防汚染性に優れるために、汚れが付着し難く、美粧性に優れた紙容器を提供できる。
また、ヒートシールによる容器加工が可能であり、充填成型機適性や高速加工適性に優れ、安価に加工できる。
さらに、本発明の紙容器は、牛乳、乳酸飲料、液体スープなどのチルド流通タイプの液体食品や清酒、めんつゆ、果汁飲料などの長期保存を必要とする常温タイプの液体食品など広い範囲で使用され、紙を主要な構成材料からなる積層体を用いるので、易廃棄性、易焼却性、リサイクル性等のエコロジー対応の紙容器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層体の構成の一例を示した概略断面図である。
【図２】本発明の積層体を用いたブリック型紙容器の一例を示したもので、
（ａ）は、本発明の紙容器の底板部が合掌シールされた斜視図である。
（ｂ）は、上記底板部が合掌シール後合掌シール表面が底板表面と粘着された斜視図である。
（ｃ）は、本発明の紙容器の底板部の斜視図である。
【図３】本発明の積層体を用いたブリック型紙容器の一例を示したもので、
（ａ）は、本発明の紙容器の天板部が合掌シールされた斜視図である。
（ｂ）は、本発明の紙容器の天板部の斜視図である。
【符号の説明】
１・・・積層体
２・・・ポリオレフィン層
２ａ・・・孔
３・・・耐熱水紙層
４・・・プラスチック樹脂層
５・・・バリア層
６・・・シーラント層
７、１１・・・後板
８、１０・・・側板
９・・・前板
１２、１４・・・蓋板
１３・・・耳板
１５・・・底板
１６・・・糊代片
１７ａ、１７ｂ・・・接着部材
【図１】
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【図２】
2005219207.tif 000004
【図３】
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