(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カ−トンの上部中心部のセンタ−シ−ル部を有するゲ−ベルトップタイプの紙容器の材料である、基材とシ−ラントＰＥ層とを熱溶融樹脂でラミネ−トする紙容器積層材において、上記の基材が、ポリエチレン層／紙層／ポリエチレン層／アルミニウム箔／ポリエステル層の積層構成、または、ポリエチレン層／紙層／ポリエチレン層／シリカ蒸着ポリエステル層の積層構成からなり、また、上記のシ−ラントＰＥ層が、ポリエチレンフィルムからなり、更に、上記の熱溶融樹脂のメルトインデックスを５．０以上、２０以下のポリエチレンとすることによって、樹脂の流動性が良くなり、紙容器の密封性が良好となるとともに、内容物への異臭の付着も少なく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】
紙容器は、例えば、日本酒、焼酎、ミネラルウォーター、ワイン、ジュース、牛乳などの飲料、醤油、味醂（みりん）、ドレッシング、めんつゆなどの調味料、洗剤、オイル、ワックス、塗料、接着剤などの化学製品用の紙容器として最近広く普及してきている。
前記紙容器の中でも、ゲーベルトップ型の紙容器はその用途の多様性、使用量においても他の紙容器を凌いでいるが、その理由は、その材質および形態から容器として剛度があり、又、店頭での陳列性、家庭の冷蔵庫ポケットへの収納性のよさ等がその普及の要因といえる。
【０００２】
紙容器は、一般的に、 200〜500g/m2 程度の板紙の表裏に合成樹脂、金属箔等を積層した積層材を用いて、ヒートシール技法により組み立てられるているが、容器を組み立てにおいて、前記板紙が段差部を形成し、溶融合成樹脂により、該段差部を埋めることによって密封させることを前提に容器成形される。本紙容器に包装される内容物としては液体が主たる内容物であることから、密封された容器のいかなる部位からも液漏れがあってはならないことはいうまでもないが、さらに、内容物の長期保存性のためには、空気の流通もあってはならない。即ち、気密性も要求される。その点において、本紙容器の構造上、洩れ、気密性を損ない易い部位としては、前記段差部、即ち、貼着板の接合端部及びゲーベル（屋根）の中のセンターシール部である。いずれも、容器を形成している素材の折り曲げ段差部を溶融樹脂により確実に密封する際に特に注意すべき箇所といえる。
【０００３】
また、密封性の完璧を期すために、シール時の加熱を過度にすると、接液層樹脂の酸化等により内容物に対し、悪い影響を及ぼすこともあるので、紙容器の製函時には、常に細心の注意をもって生産しているが、その作業範囲を広くして、液漏れのない、内容物に影響を与えない材質に関する技術が求められている。
【０００４】
【従来の技術】
図３はゲーベルトップ型紙容器（注出口付き）の斜視図、図４はその平面図である。
前記ゲーベルトップ型紙容器（以下、紙容器という）において、段差部を形成する部位としては、貼着板１８が前板天シール板４０と接着する段差シール部ＳＤ（以下、段差シール部という）、そして、側板上斜め板２２，２６が斜め罫ｍおよびその合流点から天シール板４２，４６の端部まで垂直に設けられた折り罫Ｐによって形成されるサイドガゼットの合流点であり、かつ、各天シール板の集まるセンター部ＳＣ（以下、センターシール部という）である。更に底部においても上部ガゼットと略同じ段差を形成しているが、詳細な説明は省略する。
【０００５】
紙容器の一般的な材質構成として、例えば、
PE/ 紙/PE/Al/PET/PE/PEフィルム、
がある。｛略号 PE:ポリエチレン、Al: アルミ箔  PET:ポリエステル｝
この場合、PEフィルムが接液層となる。紙とPET 及びPET とPEフィルムとの間のPEはサンドポリと略称される接着のために用いられるポリエチレン樹脂であり、前記仕様例におけるPET とPEフィルムとの間のPEはメルトインデックス（以下、MIという) が 1.0〜5.0 のものである。前記MIが低いと、ヒートシール時の樹脂の流れが悪くなり、センターシール部ＳＣの空隙のシール効果などが不十分になることがあり、液体内容物の場合には、容器を倒した時や、倒立した状態では、液の漏出となり、液体以外の内容物においても、空気の流通があり、食品の保存期間中に、酸化あるいは吸湿等の影響を及ぼすことが考えられる。
ゲーベルトップ型液体カートンにおいては、前記センターシール部において、最も漏出を起こしやすい。その特殊なシール部構造  即ち、ガゼット折りした２枚のパネルを別のフラツトな２枚のパネルでサンドイッチする構造のためである。即ち、それぞれのシール面を加熱した状態で加圧して、熱融着させ、かつ、前記４枚のパネルの集合点の空隙を樹脂により充填させた状態にして、密封を完成させるのであるが、前記ガゼット折りした２枚のパネルの反発力が強いため、前記空隙に樹脂を充足するのが難しい。
又、漏出までに到らなくとも、微小な孔を残す危険がある。このセンターシールを完全にしないと、仮に液は洩れなくとも、外気中の酸素等が容器内に入り、内容物の酸化反応等を促進し、保存期間中に、内容物に好ましくない影響を及ぼすことがある。
又、密封性を完全にするために、ヒートシールの為の加熱を強くすると、樹脂が酸化し、該酸化臭が内容物に移行することがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ゲーベルトップタイプの紙容器において、ピンホールの発生しやすい、カートンの上部中心部のシール（センターシール部）をはじめ、その他のシール部の密封を完全にして気密容器とするために、従来は、高温に加熱のうえ、強い圧力をかけて段差部を埋める、言わば高温シールにしていた。その為、過熱された樹脂から酸化臭が発生し、内容物に移臭することがあった。本発明の目的は、紙容器の密封性がよく、内容物への影響の少ない（特に、異臭の付着の少ない）包材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、種々の研究の結果、本発明者らは、カートンの上部中心部のセンターシール部を有するゲーベルトップタイプの紙容器の材料である、基材とシーラントPE層を熱溶融樹脂でラミネートする紙容器積層材において、熱溶融樹脂のMIが５．０以上、２０以下の樹脂を使用することにより、センターシール部の気密シールを安定して行うことができ、内容物への移臭のない紙容器を得ることができた。
【０００８】
本発明者らは、紙容器のセンターシール部の密封性について、材質、製函条件（加熱条件、プレスパッドを内臓したプレス盤の圧力等）等を子細に観察研究の結果、前記センターシールの密封性は、材質構成において基材とシーラントを接着させるために用いられるポリエチレンの溶融特性によって影響されることを掴み、本発明を完成するに到った。溶融状態にあるポリマーの流動性は、一般に、メルトインデックス(MI)で示され、その測定法はASTM D-1238 、JIS  K-6760 等に定められており、本発明においても、前記規格に基づいて測定されたMIの値を採用した。
【０００９】
図１は本発明による紙容器の実施例のウェブの構成を示す断面図である。
紙容器の典型的な構成として次のような構成がある。
PE30/ 紙400g/EMAA20/Al9/Dl/PET12/PE 20/PE フィルム40    （１）
上記の構成の各素材の右肩の数字は、前記各素材の厚さをμｍで示したものである。実際には、各素材の厚さはこの前後の厚さであり、素材の種類、厚さ共に内容物の種類或いは内容量その他により最も適した構成及び厚さとする。（前記構成の中で、紙についてはｇ／ｍ2 で示している。）｛略号  EMAA :エチレン- メタクリル酸共重合体｝
【００１０】
本発明においては、基材（Ｂ）と接液層（Ｓ）とその両層を接合するための熱溶融樹脂層（Ａ）により構成される。
基材（Ｂ）としては、紙容器の内容物及び流通形態により、２つの群に大別される。その２つとは、
（１）群    PE／紙
PE／紙／PE
（２）群    PE／紙／PE／Al／PET
PE／紙／PE／シリカ蒸着PET
の様な仕様構成による群別である。そして、（１）群の基材による積層材を用いるのは、牛乳に代表されるチルド流通商品であり、流通期間は短期間であるのに対し、（２）群の基材による積層材を用いるのは、ミネラルウォーター、清酒、焼酎等の常温流通商品であり、流通期間も長く、密封シール性の完全なことが必須条件である。本発明が対象とする基材は前記（２）群である。
接液層（Ｓ）は、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン或いは直鎖状低密度ポリエチレン或いはシングルサイト触媒を用いて重合したポリエチレン等である。
前記（２）群の基材を用いる材質構成において、センターシール部並びに段差シール部の密封性が問題となりやすい。（２）群の基材を用いる材質構成の場合に、特に接液層即ちシール層の合成樹脂を加熱加圧する際に、（１）群の基材による積層材に比較して反発力がつよく、特にセンターシール部にピンホールを形成することが多い。
該ピンホールの出現に、熱融着接合層（Ａ）本例ではPE20にいかなるPEを用いるかによって、紙容器としての密封性に有為差が出ることが判明した。
種々の確認テストを繰り返した結果、該PE（Ａ）としてM1が 5.0以上のPEを用いると、低温で密封が可能となり、センターシール部にピンホールを形成することなく密封できる作業条件の巾が広くなると共に、内容物の味覚への影響も少ないので、微妙な味覚を大切にする商品の包装として極めて安定した構成の包装材料である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に前記仕様の場合の、紙容器の製造法について述べる。図１は、本発明の実施例のウェブの材質構成の断面を示す。
PE30/ 紙400g/EMAA20/Al9/Dl/PET12/PE 20/PE フィルム40
前記構成例においては、積層の層数として，接着剤層を別にすれば７層である。積層の順序としては特に定まった方式はないが、少なくとも、印刷面は表PE面２であり、従って第一の工程としては紙１に表PE層２を設けることで、該表PE面に印刷８を施す。
【００１２】
別に、ポリエステルフィルム（PET)とアルミ箔( Al箔) とを、ポリウレタン系接着剤により、ドライラミネート(Dl)して、前記印刷されたPE30/ 紙400gの紙面と、前記Al9/Dl/PET12のアルミ面とを、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂によりサンドイッチラミネートする。
又、接液層のフィルムは、低密度ポリエチレンの低臭グレードを選択し、インフレーション製膜した。
前記積層した基材層の PET面と前記接液層とを、メルトインデックス 6.Oの低密度ポリエチレンにより、サンドイッチラミネーションをする。
【００１３】
以上説明した積層材の製造方法は一つの例であり、本発明における積層の順序、および前記基材層と接液層とのサンドイッチラミネーション以外の積層方法は、前記方法に限定されるものではない。
【００１４】
得られた積層材から、所定のサイズと形状とに対応した罫入れと打ち抜きにより、ブランクを作成し、端面処理として、スカイブ＆ヘミング加工或いはテープ貼り等を行い、フレームシーラーによりスリーブを作成する。
【００１５】
充填包装機により内容物を充填密封包装をする工程において、先ず前記スリーブから容器底部を形成し、場合により注出口を取り付け、内溶物を充填し、天部シールにより密封するが、前記底部の形成及び天部シールの加熱条件は、なるべく低温度にて接着することが求められている。即ち、接液層を高温度に加熱することにより、接液層の樹脂面が酸化し、該酸化臭が内容物に移行する危険があるためである。
【００１６】
前記積層材を形成する際の、基材と接液層とをサンドイッチラミネートするポリエチレンのMIを、従来5.0 以下のものを用いていたが、基材と接液層との間のポリエチレン溶融粘度が高いため、樹脂の流動性が悪くカートンのセンターシール部の樹脂の埋まりが特に低温シール時において悪かった。本発明においては該ポリエチレンのMIが 5.0以上、20以下のものを用いることにより、前記製函時のセンターシール部ＳＣでの流動性がよくなり、そのため、従来のMIが 5.0以下のポリエチレンを用いた積層材の場合よりも、約20℃低い温度で密封可能であった。
その結果、内容物に対する味覚の劣化も大幅に改善された。
【００１７】
【実施例】
本実施例においては、
PE30/ 紙400g/EMAA20/Al9/Dl/PET12/PE20/PEフィルム40
という仕様においてPET とPEフィルムとの間のPEのMIを数段階のMIを有するＰＥを選択し、包装材料を作成した。そのＰＥは以下の通りである。
実験例１：『スミカセン L211 （住友化学工業株式会社製  商品名）』
MI 2.0
実験例２：『スミカセン L405 （住友化学工業株式会社製  商品名）』
MI 3.7
実験例３：『レクスロン L4901（日本石油化学株式会社製  商品名）』
MI 6.0
実験例４：『ミラソン 10P (三井石油化学工業株式会社製  商品名』
MI  9.5
以上４種のポリエチレンを、サンドポリエチレンとして積層し、紙容器のスリーブを作成し、充填包装機として、『汎用型リクローズキャップ付・ゲーベルトップ充填機  ＤＲ−１０  （株式会社ディーエヌ・ケー製  商品名）』を用い、シール性の評価用サンプルおよび官能評価用サンプルを作成した。
『シール性評価の方法』
図２は、本発明による紙容器のトップシール部の拡大模式図である。
サンプル作成は前記の充填機を用いて、各実験例の紙容器(1.8リットル容量) を各5 ケずつ成形しミネラルウォーターを充填した。シール条件としては、シール部の加熱温度を300 〜 360℃の範囲で15℃間隔に設定してサンプルとした。
ミネラルウォーターを充填したカートンを、水平に断裁し、ミルラルウォーターを捨てて、ゲーベル部を下にして、中にシールチェック液を入れて、天シール部のセンターシール部ＳＣおよび段差シール部ＳＤのシール性を確認した。
シールチェック液：『エージレスチェック液（三菱瓦斯化学株式会社製  商品名）』
シール性のレベルの判定結果表示は、シールチェック液が到達した位置（図２）により、第１表の通りである。
第１表
0004027999.tif 000002
各条件におけるシール性の結果を第２表に示す。
（以下余白）
第２表
0004027999.tif 000003
（結果）
センターシール部においては、MIが2.0 又は3.7 に比べ、6.0 及び 9.5の仕様の方が、密封シール適性温度域が20℃低く、安定した作業ができることを確認した。
【００１８】
『味覚評価の方法』
前記シール性評価用に作成した同一材質を用い、シール部加熱温度条件も、300 〜360 ℃の温度範囲にして、内容物としては日本酒を充填し、20℃にて１ケ月保存後、日本酒の利き酒の方法に従って評価した。
１５人のパネラーによる官能評価で、味覚の劣化が、大、小、無の３段階評価の人数で示した。
味覚評価の結果を第３表に示す。
第３表
0004027999.tif 000004
MIが５以下のサンドＰＥを使用した場合には、密封のために、接液層を高温に加熱し、樹脂が酸化して、その樹脂の酸化臭が内容物（日本酒）の味覚劣化となったものと推察できる。MIが５以上のＰＥを用いたものは、必要な密封をするための熱（温度）は、前記MI５以下のＰＥを使用した場合よりもおおよそ２０℃低くしても可能である。樹脂面温度として、 330℃前後での加熱温度としての20℃は、樹脂の酸化の開始、進行の変化領域といわれ、本実施例の味覚劣化の評価とよく符合する。
【００１９】
【発明の効果】
溶融粘度が低いため樹脂の流動性が良く、センターシール部の密封性等が低温においても良好であり、従って加熱条件としての幅が広くなり、工程の安定化の効果を示すと共に、接液層に過剰な熱によるダメージ（樹脂の酸化等）を与えることがなくなるので、内容物に前記酸化臭が移行することが無くなった。
また、本発明の紙容器の用途は液体用のものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による紙容器材質の層構成断面図。
【図２】紙容器トップシール部の拡大模式図。
【図３】ゲーベルトップ型紙容器の斜視図。
【図４】ゲーベルトップ型紙容器のブランクの平面図
【符号の説明】
１  紙
２  表PE
３  EMAA
４  アルミ箔
５  PET
６  サンドイッチラミネートのPE
７  接液層
８  印刷インキ
１０  前板
１２，１６  側板
１４  後板
１８  貼着板
２０，２４  前板，後板上部斜め板
２２，２６  側板上部斜め板
３０〜３８  底部形成の各板
４０〜４８  天シール板
Ｔ１０〜Ｔ４０  端面処理部
ｍ，ｐ  折り罫
Ｃ  注出口
Ｘ  注出口用抜き孔
ｂ  押さえビス
ＳＣ  センターシール部
ＳＤ  段差シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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