(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度０．８９０〜０．９２５、メルトインデックス０．２〜２０の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樹脂に、平均粒径５〜２０μｍの無機系フィラーを２〜１０重量％添加してなる樹脂組成物と、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樹脂からなり、かつ、上記の無機系フィラ−を含まない樹脂組成物とを使用し、これらの樹脂組成物を共押出製膜した共押出多層フィルムからなり、更に、上記の共押出多層フィルムの無機系フィラ−を添加した樹脂からなる層を接液層とする２層の層構成としたことを特徴とする容器の最内層フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清涼飲料水、液体調味料あるいは清酒、焼酎などのアルコール系飲料等を包装する紙容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体が内容物である紙容器としては、密封された容器から液漏れがあってはならない（液体密封性）ことはいうまでもないが、さらに、空気中の酸素によって内容物が変質、変色等の悪影響を受けることがあるので、内容物の長期保存性のためには、前記紙容器への外気進入もあってはならない（気密性）。
図２は、シール性を確認する部位を示す斜視図（２−１）、Ｗ−Ｗ部の段差部ＤＳ（２−２）及びセンターシール部ＣＳ（２−３）のそれぞれの断面部分拡大図である。
紙容器の前記液体密封性及び気密性の点において、ゲーベルトップ型容器を例としてあげれば液漏れ、気密性を損ない易い部位としては、紙容器の構造上、図２に示す貼着板の接合端部である段差部ＤＳおよびゲーベルの中のセンターシール部ＣＳである。図２（２−２）に示すように、前記段差部ＤＳの断面には、パネルＢ１、Ｂ２及びＢ３により形成される空隙部Ｘ、図２（２−３）に示すように、前記センターシール部ＣＳの断面にはパネルＢ１、Ｂ２とサイドパネルの折り込み部ＳＢ１、ＳＢ２の合流点に空隙部Ｙがそれぞれ形成される。紙容器の成形工程において、紙容器成形用積層体の内面樹脂を溶融して前記空隙部ＸおよびＹを確実に密封することが要求される。
このように確実なる密封性を得るために、容器成形時の接合部位置の樹脂を加熱して圧着する工程における加熱条件を強くするケースがあるが、その場合には、接液層の樹脂が酸化し、その際に発生する酸化臭が内容物に移行して味覚の低下となるため、前記シール条件の設定および安定稼働を保つのが難しく、注意深く条件保持をする必要があった。従って良好な機能を有する紙容器を得るための材質としては、作業条件の範囲が広いもの、特にシール温度が低くても密封性の得られる材料が望まれていた。
【０００３】
例えば、前記のゲーベルトップ型やブリック（煉瓦）型のような紙容器の一般的な仕様としては、PE/ 紙/PE （以下シーラントPEを PE(※) と記載する）、PE/ 紙/PE/AL/PET/ PE( ※) 、PE/ 紙/PE/ SiOx PET/ PE(※) 等の仕様であり、PE (※) にはLDPE、LLDPE 、MDPE等が積層されている。〔略号  PE: ポリエチレン、 SiOx : シリカ、AL: アルミニウム箔、PET:ポリエステルフィルム、LDPE: 低密度ポリエチレン、LLDPE:直鎖状低密度ポリエチレン、MDPE: 中密度ポリエチレン] 。
しかし、前記LDPEや LLDPE樹脂は、該樹脂が含有する低分子量分の溶出等により味覚が変化することが多く、また紙容器の前記段差部の空隙部Ｘまたはセンターシール部の空隙部Ｙの密封を完全にするためには、シール温度を高めにすることが必要で、そのため、樹脂の酸化臭も移行する。また、MDPEは、シール可能温度領域は、LDPEやLLDPE よりも高く、紙容器としての密封性を良くするためにさらに高温で加熱する必要があり、LDPEと同じく樹脂臭の移行の問題がある。
また、PE/ 紙/PE/ SiOx PET/PEでは、シール温度が高い場合、PET にピンホールが発生してしまう。
【０００４】
以上のような課題に対し、本発明者らは各種の材料を研究した結果、前記PE (※) として、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( 以下シングルサイト系PEまたはS-PEと記載する) が、低温シール性、味覚の点で良好であることを確認したが、該S-PE面における滑り性がやや悪いことが判明した。
従来例としては、ポリエチレン系フィルムを構成するポリエチレン系樹脂組成物に、架橋したアクリル系樹脂粉末または架橋したシリコーン樹脂粉末0.05〜 2.0重量部を添加させることによる滑り性を改良する方法が知られている（特開平  7-179679）。しかし、これらの添加剤は、滑り性の改良には効果を示すけれども、S-PE樹脂中に前記のような有機系添加剤を添加すると味覚が低下することがある。
また、一般的なフィルムの滑り性を向上させる方法として行われる製膜工程においてフィルム表面にエンボス加工を施すと、滑り性、味覚の保持等に良い性質を示すけれども、エンボス工程の設備が必要であり、また、滑り性に効果を示すエンボス形状を賦与するためには、ウェブスピードを低くする必要があるので、その結果製膜効率が落ちる等の問題があった。
また、エンボス加工フィルムを紙容器の最内面に積層した場合、紙容器の製造加工において、高速でスカイブヘミング、あるいはフレームシールするために積載した紙容器ブランクを下から引出し、前記スカイブヘミング、あるいはフレームシールするための機械に供給するが、紙容器ブランクを積み上げすぎると、エンボスがつぶれ滑りが悪くなることによりインキ部を含むブランクの表面を削りとる等の不都合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ゲーベルトップ型やブリック型の紙容器等の最内層フィルムとして、製膜、基材との積層、容器成形の各工程における加工適性がよく、また、味覚など、内容物の物性の保持機能に優れた容器の最内層フィルムを提供する。
【０００６】
【課題を解決する手段】
上記のような課題に対して、鋭意研究の結果、本発明者は、次のようなフィルム構成にすることによって、安定した作業性及び内容物の品質保持性を有する容器を得ることができた。そのフィルムとは、密度0.890 〜0.925 、メルトインデックス0.2 〜20のS-PE樹脂に、平均粒径 5〜20μｍの無機系フィラーを 2〜10重量％添加して製膜するものであり、また、共押出し製膜法により、前記無機系フィラーを添加した樹脂からなる層を接液層とする２層以上の層構成とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の容器の最内層フィルムの材質構成を説明する単層（１−１）及び２層（１−２）、基材と積層後のそれぞれの断面図であり、図２はシール性を確認する部位を示す斜視図（２−１）、Ｗ−Ｗ部の段差部ＤＳ（２−２）及びセンターシール部ＣＳ（２−３）のそれぞれの断面部分拡大図
本発明は、容器Ａ、例えば、ゲーベルトップ型、ブリック型等の最内層フィルム１として、シール性（液体密封性）や内容物の品質保持性に優れたシングルサイト系PEを選定した。該シングルサイト系PEを、容器Ａの最内層フィルムとした場合、特に問題となる滑り性の向上のための研究を重ねて本発明を得た。なお、本明細書においては、図面を含め、前記容器の形態の例としてゲーベルトップ型紙容器により記載した。
【０００８】
前記S-PEの滑りが悪いと、該フィルムの製膜から紙容器Ａの材料として積層工程、紙容器Ａの成形工程等において不都合な現象を発生する。
例えば、フィルムの製膜の際に、滑りが悪いと、フィルムとして巻き取られたときに、皺がそのまま折り込まれて最終的な不良品になる要因となる。積層工程においては、ガイドロールあるいは基材との滑り不良による皺（ラミジワ）を発生しやすい。さらに、紙容器成形の際、ゲーベルトップ型容器の場合のように個々に打ち抜きされたブランクを積み上げ、スカイブヘミング加工（エッジ被覆加工）、サイド貼り（フレームシール）などにおいて、一般に前記ブランクをこれらの加工機に高速でインサートするが、前記積み上げられたブランクの下から引き出す際に、当該ブランクと次のブランクとの間の滑りが悪いと、ブランクの前記各加工機への供給が円滑に行われなくなり、作業性の大幅な低下となる。
【０００９】
そこで、本発明はシングルサイト系PEから製膜されるフィルムに対し、内容物の味覚に影響を与えずにその滑り性を改良する技術を提供するものである。シングルサイト系PEは分子量分布が狭く、低分子量物が少ない為、内容物への溶出成分が少ないので移臭が殆どない。また、低温でヒートシールが可能であるので、紙容器Ａの成型時の過熱による樹脂の酸化が少なく、従来使用されていたLDPEやMDPEと比較して酸化臭が低減化できる。これらの、シングルサイト系PEの特性を維持しつつ、滑り性を向上させるために、無機系フィラーＦを前記S-PEの特性を損なわないように添加し、紙容器成形等の工程に必要な滑り性を付与するものである。
【００１０】
滑り性の向上を目的として、添加剤を加える技法は、前述のフィルム表面への凹凸エンボス加工をするよりも、添加剤を加えることにより滑り性を向上させることができれば、従来の設備で効率よく製膜できる。内容物の味覚を損なわないで、前記フィルムの滑り性が確保されれば、生産性、品質の両面で有用な積層素材となり得る。
【００１１】
添加剤の種類としては、滑り性を発現する量と粒径、粒形状等を添加したS-PEのフィルムを作成し、紙等の基材と積層した後、紙容器Ａを形成、内容物を充填して内容物の味覚に関する影響を確認したところ、無機系フィラーＦを用いたものが良好な結果を示し、さらに具体的には、S-PE樹脂中に添加する無機系フィラーＦは、その粒径が5 〜20μｍの範囲のものである。前記無機系フィラーＦの粒径が 5μｍ未満の場合は、滑り性の改良に効果がなく、また、前記粒径が  20μｍを超えると、表面に突出する無機フィラーにより、容器表面を摩擦し、傷つけることがある。
また、前記無機フィラーの添加量は、 2〜10重量％の範囲のものである。その添加量が、 2重量％未満であると、滑り性の効果がなく、また、10重量％を超えると、表面に突出する無機フィラーにより、容器表面を摩擦し、傷つけることがある。
【００１２】
また、フィラーの粒径が大きかったり、添加量が多すぎると、シール部において、層の内部の例えば PETフィルムや SiOx  PETフィルムなどのバリア層を傷つけ、その結果、バリア性の低下を来すことがある。このような現象は、シール層を構成する樹脂のメルトインデックス(MI)が比較的大きい（例えば 8.0以上) 場合に起こりやすい。
【００１３】
本発明の容器Ａの最内層フィルム１は、単層で製膜してもよく、更に好ましくは、密度0.890 〜0.925 、メルトインデックス0.2 〜20の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に、平均粒径 5〜20μｍの無機系フィラーＦを 2〜10％添加した樹脂層と他の樹脂層との２層以上を共押出し法により製膜できる。
特に、滑り性を改良するために無機フィラーを添加するが、滑り性はフィルムの表面のみでよい。従って、容器Ａの最内層フィルム１としてのフィルムを２層以上の共押出多層フィルムとし、接液層のみに無機フィラーを添加すれば良く、その方が、使用する無機フィラーの量は少なくて済む。
また、本発明の容器Ａの最内層フィルム１は、単層であれ、共押出し法による多層であれ、その製膜の方法はとくに限定されないがインフレーション法、Ｔダイ法のいずれの方法によっても、課題を解決しうる物性を有したフィルムを得ることができる。
【００１４】
以上説明した構成の樹脂組成物により製膜したフィルムを、容器Ａの最内層フィルムとして用いる場合、例えば図１（１−３）に示すように各種の素材とラミネートするのが普通である。すなわち、板紙６に接着層５を介してバリア層４、さらに接着層３を介して本発明の最内層フィルム１を積層し、前記板紙６の表側には表面樹脂層７そして印刷インキ層Ｐを設ける。
容器Ａの最内層フィルム１が前記共押出し多層フィルムである場合には、無機フィラーを含有する層を接液層として積層する。
【００１５】
本発明の容器Ａの最内層フィルム１は、前記ゲーベルトップ型やブリック型の紙容器の最内層フィルム１としても用いられるが、その他、バッグインボックス、ラミネートチューブ、紙カップあるいは紙を積層した丸筒容器等の液体や粘稠体を内容物とする容器にも適用できるものであり、これら容器の成形におけるブランク同士の滑り性、成形機のマンドレル等との接触時の滑り性として有効な特性である。
【００１６】
【実施例】
ゲーベルトップ型の紙容器用に次のような仕様の積層材料を作成した。
＜仕様：PE30/ 紙400 /PE30/ SiOx -VMPET/PE20/PE (※) フィルム40＞
(材質略号の後の数値は厚みの単位で、紙の場合はg/m2、その他はμｍ) 。[ 略号  SiO x -VMPET：シリカ蒸着ポリエステルフィルム〕。
前記の構成の中のPE( ※) 相当部分に下記の１２種のフィルムを積層して、実施例および比較例の評価用試料とした。
0003984316.tif 000002
S-PE系PEは(*1)(*2)ともフィラー無添加で、 (D 0.910  MI 2.0)。のものを用いた。上記S-PEの添加剤の記載において、かっこ内の粒径は平均粒径、％はAB剤の添加量の重量％をいう。
また、上記に用いたPE (※) フィルムはいずれもインフレーション法により製膜し、実施例１〜実施例４および比較例１〜比較例７は共押出し製膜法により作成した２層フィルムであり、その層厚比は１／１である。
前記の各フィルムの製膜時の適性及び紙容器の最内層に積層して、１．８Ｌゲーベルトップ型紙容器を作成するまでの工程における滑り性を始めとする紙容器成形加工適性を確認し、充填機にてミネラルウォーター及び清酒を充填し、各種の評価に供した。その結果は第１表の通りである。
【００１７】
各物性の評価は、次の通りである。
［シール性］
ゲーベルトップの段差部、センターシール部の空隙部（ＸあるいはＹ）を密封するレベルを評価した。
〔加工適性〕
板紙６を含む基材と前記各フィルムとを積層して、印刷及びブランク板を得、スカイブ＆ヘミング工程、及びフレームシーラーにインサートする際に、外面にあるインキまたは表面樹脂層との滑り性による安定供給と、積み上げブランクから引き出す際に表面に傷が発生するか否かの判別をした。
〔味覚〕
味覚の評価用には、ミネラルウォーター及び清酒を充填した。その充填条件は、ミネラルウォーターは80℃、清酒は65℃のホット充填、冷却は15℃冷却水のシャワー、最後に風乾により、容器表面に付着した水分を除去乾燥した。
保存は20℃の暗所に１ケ月間静置し、味覚テスト（パネル１０名による官能テスト）を実施した。評価の結果は第１表および第２表の通りであった。
0003984316.tif 000003
0003984316.tif 000004
【００１８】
総合的な評価としてシール性は、シングルサイト系PE／シングルサイト系PEが良好であり、LDPE樹脂フィルムよりも、約50℃低いシール温度で安定したシールができた。また、MDPEのシール適性としては温度範囲が高くて狭い。
添加する滑り剤としては無機系のフィラーが一定の使用量以下であれば、味覚の劣化が少なくて良好であった。
前記味覚の劣化がなく、滑り性の向上の観点からは、滑り剤の種類、粒径、添加量により異なり、シリカ系滑り剤の平均粒径 5〜20μｍのものを、樹脂に対して 2〜10重量％添加した場合に良好な結果が得られた。
アクリル系及びシリコン系滑り剤ともに、味覚の劣化が大きかった。また、MDPEは、液体密封性を確実にする温度において、僅かではあるが、味覚の劣化がみられた。
【００１９】
【発明の効果】
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であるために、安定した液体密封性あるいは気密性を得ることができる。
滑り性を改良する目的で添加する物質を無機系フィラーとし、かつ、適性範囲内の量で使用することによって、移臭が少なく、また、加工工程等における滑り性がよくなり、容器Ａを構成する積層体の表面樹脂を削りとる等のトラブルを解消することができた。
また、本発明の容器Ａの最内層フィルム１を共押出し法により製膜することにより、接液側の層にのみ、滑り剤を添加すれば、必要な物性を得ることができるので、添加する滑り剤の総量を減らすことができ安価に製膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の容器の最内層フィルムの材質構成を説明する単層（１−１）及び２層（１−２）、基材と積層後（１−３）のそれぞれの断面図。
【図２】シール性を確認する部位を示す斜視図（２−１）、Ｗ−Ｗ部の段差部ＤＳ（２−２）及びセンターシール部ＣＳ（２−３）のそれぞれの断面部分拡大図
【符号の説明】
Ａ  容器
Ｆ  無機フィラー
Ｐ  印刷インキ
１  最内層フィルム
２  共押出しの際の相手側の層
３  接着層１
４  バリア層
５  接着層２
６  板紙
７  表面樹脂層
Ｂ  積層材表裏パネル
ＳＢ  積層材サイドパネル
ＤＳ  段差部
ＣＳ  センターシール部
Ｘ  段差空隙部
Ｙ  センターシール空隙部
【図１】
0003984316.tif 000005
【図２】
0003984316.tif 000006