(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙容器の基材層とラミネートする紙容器シーラント層が、少なくとも以下の３層からなっており、まず、内容物に接する層として、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Ｓ−ＰＥと記す）であって、メルトインデックス（以下ＭＩと記す）が０．２〜２０、以下単位を略す）、密度（以下Ｄと記す）が０．８９０〜０．９２５（ｇ／ｃｍ3、以下単位は略す）の樹脂であり、また、中間層として、Ｓ−ＰＥであって、ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．８９０〜０．９２５の樹脂とＳ−ＰＥおよび／又はポリエチレン（以下ＰＥと記す）であって、ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．９２６〜０．９６５の樹脂とのブレンド物からなる層であって、さらに、直接前記紙容器の基材層にラミネートする層が、ＭＩを０．２〜２０、Ｄを０．９２６〜０．９６５とするＳ−ＰＥおよび／またはＰＥであることを特徴とする紙容器。
【請求項２】
前記中間層の中で、Ｓ−ＰＥおよび／またはＰＥ（ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．８９０〜０．９２５）の樹脂１００重量％に対して、Ｓ−ＰＥおよび／またはＰＥ（ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．９２６〜０．９６５）の樹脂のブレンド割合が１〜７０重量％であることを特徴とする請求項１記載の紙容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ミネラルウォーター、ジュース、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】
ゲーベルトップ型や、ブリック（煉瓦）型等の紙容器は、容器としての密封性、保存性、剛度或いは強度等を確保するために各種の素材フィルムをラミネートした積層体を用いて形成されるが、その一般的な仕様として、PE/ 紙/PE 、PE/ 紙/PE/AL/PET/PE 、PE/ 紙/PE/ SiOx 蒸着/PET/PE 、等があり、シーラントのPEは、LDPE、MDPEが用いられている。｛略号は、PE: ポリエチレン、LDPE: 高圧法低密度ポリエチレン、MDPE: 中密度ポリエチレン、PET:ポリエステルフィルム、AL: アルミ箔、 SiOx シリカ｝。
前記のシーラントとして、積層体を形成する際の加工性、容器を成型する時ののヒートシール性が良い点等の利点から、最も多く用いられているのが、高圧法低密度ポリエチレンである。しかし、LDPEは、低分子量成分を多く含むので、該低分子量成分の一部の溶出、逆に内容物成分の前記シーラント層への吸着により内容物の味覚を劣化させることがあった。
そのために、前記シーラントとして中密度ポリエチレンを用いるケースもあった。前記中密度ポリエチレンは、LDPEのように低分子量成分は含まないが、製函（前記紙容器の成型）の際のヒートシール温度を前記LDPEより高くする必要があり、高温でシールすると樹脂が酸化し、該酸化臭が内容物に移行し、味覚に悪い影響を及ぼすことがある。
【０００３】
以上に述べたようなシーラントの問題を解決する方法として、本発明者らによって従来のLDPEやMDPEに代えてS-PEをシーラントとして用いる技術が提案されている。前記S-PEは、LDPEのような低分子量成分を含有しないので、樹脂臭の移行がなく、また、内容物成分の吸着も少ない。さらに、低密度のS-PEの低温シール性を利用する場合には、該低密度のS-PEは加熱時の流動性が高く、シール部の厚みが薄くなる（シール痩せ）状態となりやすい。前記シール痩せの程度が進むと、紙容器に落下等の衝撃が加わった場合等にシール部または、シール部の周縁部でシーラントが、剥離したり、裂けたりして、内容物の漏れの原因となることがある。
また、ゲーベルトップ型紙容器においてはセンターシール部の段差の密封をする際の間隙部にトンネル状の細孔を残し易い。すなわち、密封性の点で不安が残る。前記課題に対して、S-PEのより高い密度のグレードを用いることが考えられるが、中密度、高密度のS-PEを用いるとヒートシール温度が高くなるため前記樹脂が酸化して内容物に酸化臭が移行して味覚の劣化の要因となることがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
紙容器としての密封性がよく、内容物の味覚に悪い影響を与えることなく、フィルムとして滑り性がよく、ラミネート工程、フレームシールまたはヒートシール適性、充填包装機の適性として問題のない紙容器を提供する。
【０００５】
【課題を解決する手段】
紙容器の基材層とラミネートする紙容器シーラント層が、少なくとも以下の３層からなっており、まず、内容物に接する層として、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Ｓ−ＰＥと記す）であって、メルトインデックス（以下ＭＩと記す）が０．２〜２０（ｇ／１０分、以下単位を略す）、密度（以下Ｄと記す）が０．８９０〜０．９２５（ｇ／ｃｍ、以下単位は略す）の樹脂であり、また、中間層として、Ｓ−ＰＥであって、ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．８９０〜０．９２５の樹脂とＳ−ＰＥおよび／又はポリエチレン（以下ＰＥと記す）であって、ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．９２６〜０．９６５の樹脂とのブレンド物からなる層であって、さらに、直接前記紙容器の基材層にラミネートする層が、ＭＩを０．２〜２０、Ｄを０．９２６〜０．９６５とするＳ−ＰＥおよび／またはＰＥであり、前記中間層の中で、Ｓ−ＰＥおよび／またはＰＥ（ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．８９０〜０．９２５）の樹脂１００重量％に対して、Ｓ−ＰＥおよび／またはＰＥ（ＭＩが０．２〜２０、Ｄが０．９２６〜０．９６５）の樹脂のブレンド割合を１〜７０重量％とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による紙容器の実施例を示す斜視図（１−１）および容器を構成する積層体の構成例を示す断面図（１−２）であり、図２は、密封性のレベルを確認する方法についての説明図である。
ゲーベルトップ型等の紙容器Ｐにおいては、板紙１を芯素材として、種々の素材をラミネートした積層体を用いて容器の成形をするのが一般的であり、その積層体の構成は、本発明においては、紙容器基材層ＢＦと紙容器シーラント層ＳＦとをラミネートすることによって、紙容器成形用の積層体としている。
前記シーラントは内容物に直接に接触する材料であり、内容物の物性を変化あるいは劣化させることなく、内容物が前記紙容器Ｐから漏れないようにする密封機能性のあるものでなくてはならない。
密封された紙容器Ｐ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。すなわち、気密性も要求される。
たとえば、ゲーベルトップ紙容器の場合、容器の構造上、漏れ、気密性を損ないやすい部位としては、貼着板の接合端部（以下段差シール部という）SD及びゲーベル（屋根）の中のセンターシール部SCである。
いずれも、容器を形成している積層体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。
【０００７】
本発明においては、紙容器Ｐのシーラント層ＳＦを３層構成のフィルムとすることによって、紙容器として要求される性能、機能を付与することができた。
すなわち、前記シーラント層の３層構成は、内容物に接する面から、溶解度指数（MI）が 0.2〜20、密度が 0.890〜0.925 のS-PE（最内層）、MI 0.2〜20密度、 0.890〜0.925 のS-PEとMI 0.2〜20、0.926 〜0.965 のS-PEおよび／またはPEとのブレンドPE（中間層）、MI 0.2〜20、密度 0.926〜0.965 のS-PEおよび／またはPE（最外層）の順に積層された紙容器とする。
紙容器の基材層ＢＦとのラミネートは前記最外層８となる。
【０００８】
本発明の紙容器のシーラント層ＳＦとしての３層の構成は、シール性（密封性）あるいは、内容物の味覚の劣化防止等複数の課題に対する解決を目的とした発明であり、結果として満足すべきシーラント層ＳＦを得ることができた。
シールの密封性は、前述のように、紙容器成形の際のヒートシール部における段差シール部SDやセンターシール部SCに溶融樹脂を充填することが重要であり、また、ヒートシールはできるだけ低温度でシールできることが、前記内容物の味覚の劣化防止の面から望ましい。低密度のS-PEは、低温シール性に優れ、低分子量成分が少ないために、内容物の味覚保持の点で望ましいシーラントである。
本発明においては、従来のポリエチレン及びS-PEともにその密度を区別し、概ね次のように表現する。
低密度    0.890 〜0.925
中密度    0.926 〜0.940
高密度    0.941 〜0.965
S-PEは分子量分布が狭く、低分子量成分が少ないため、移臭が少ない。また、低温ヒートシール性が優れている。
【０００９】
最内層の樹脂としては、内容物の味覚の保持のために、低分子量成分の少ないS-PEを用いる。前記のS-PEは低温シール性を確保し、内容物に悪影響を及ぼさないシール樹脂である。該S-PEは、溶解度指数が 0.2〜20、密度が0.890 〜0.925 の範囲のものとした。MIを 0.2〜20としたのは、製膜時の加工適性、すなわち、MIが0.2 以下のS-PEでは、製膜機械の押し出しがしにくく、また、MIが20以上になると、押し出しの際の溶融膜が不安定となり、均一な層となり難いためである。また、密度を 0.890〜0.925 としたのは、低密度のS-PEの低温シール性を利用するためであり、0.890 以下の密度のものは上市されておらず、0.926 以上のS-PEでは、シール温度が高くなり、内容物の味覚に影響する。
シーラント層を前記低密度のS-PE単体とすることが考えられるが、その場合には、ヒートシールの際に加熱圧着する部分の熱融着部が薄くなる現象（シール痩せ）が現れ、紙容器として内容物が充填された状態で、落下などによる衝撃で、前記シール痩せ部分において、亀裂または破れとなり、滲み出し、漏れ事故となることがある。
【００１０】
本発明者は、前記紙容器の段差部に生ずる空隙を埋める溶融樹脂としてはその溶融粘度が密封に密接に関係することを見いだした。すなわち、前記段差シール部やセンターシール部の空隙を埋めるのには・溶融した樹脂の粘度が、低すぎないことが重要であり、本発明のシーラントの３層の密度勾配は、この点を考慮したものである。
前記３層シーラントの中間層を、前記S-PEと同じMIが 0.2〜20、密度が0.890 〜0.925 のS-PEと少なくとも前記最内層に用いたS-PEよりも高い密度を持つS-PEおよび／またはPE樹脂をブレンドした樹脂からなる層とする。
すなわち、前記中間層の樹脂としては、MI 0.2〜20、密度が0.890 〜0.925 のS-PEに対して、MI 0.2〜20、密度が0.926 〜0.965 のS-PEおよび／またはPEを1 〜70重量％の範囲でブレンドする。前記ブレンドの割合が1 重量％未満であると、粘度調整の効果が期待できず、逆にそのブレンド割合が70重量％を超えると、前記溶融粘度が高くなり、密封のための流動性がなくなる。
中間層として、最内層に用いたものと同じMIおよび密度範囲を有するS-PEと、前記S-PEよりも密度の高いS-PEおよび／またはPEをブレンドした樹脂を積層することにより、最内層のS-PEの加熱時の溶融粘度を高めて、段差部及びセンターシール部にある空隙部を溶融した樹脂により充満し、微小な隙間をも形成しない容器としての密封が容易となるのである。
【００１１】
前記低密度のS-PEにブレンドする前記密度の高いS-PEおよび／またはPEは、前記ヒートシール時のシーラントとしての溶融粘度をコントロールするのが目的であり、MIを0.2 〜20、密度を0.925 〜0.965 のS-PEとするのは、前記溶融粘度を適性な範囲とするためであり、ブレンドする密度の高いS-PEおよび／またはPEの密度が0.925 以下であると前記溶融粘度は密封効果を示すほどの上昇を示さず、密度が0.966 以上とすると、前記空隙を埋めるほどの流動性は得られない。
前記MIは、製膜の可能範囲であり、0.2 以下のMIでは、製膜時に押し出し難く、また、20以上のMIを有する樹脂であると、溶融膜が不安定となり、加工性が極端に悪くなる。
【００１２】
そして最外層には、MI 0.2〜20、密度 0.926〜0.965 のS-PEおよび／またはPE、すなわち、中密度〜高密度のS-PEおよび／またはPEとする。
最外層に中〜高密度のS-PEおよび／またはPEとするのは、シーラントフィルムとして３層共押出により製膜する際に、フィルムを巻き取る( ロール状に) が、例えば、製膜時の余熱により、前記フィルムの表裏が熱融着を起こすのを防止する効果( 耐熱性) あるいは3 層フィルムとして剛性が高くなるので、シワの発生がなくなり、ラミネート加工性がよくなる。
最外層がS-PEであれば、より低臭のシーラントとなるがPEとのブレンド物でも可能である。
本発明者は、紙容器の成形時において、シーラントの溶融粘度が密封に関係することを見いだした。すなわち、前記段差シール部やセンターシール部の空隙を埋めるのには・溶融した樹脂の粘度が、極端に低すぎないことが重要であり、本発明のシーラントの３層の密度勾配は、この点を考慮したものである。
シーラント層の中間層に低密度S-PEと中高密度のS-PEおよび／またはPEとブレンドしたPE層を設けることにより、ゲーベルトップのセンターシール部の段差部を埋めるのに適した溶融粘度を示し、前記段差部にトンネル状の細かい孔が発生することもなくセンター部のシール埋まりがより低温で安定する。
さらにシーラント層の中間層に低密度S-PEと中高密度のS-PEおよび／またはPEとブレンドしたPE層を設けることにより、低密度S-PE単層のシーラントの紙容器において見られるシール痩せを改善することができる。前記シール痩せの改善も、前記低密度S-PEの加熱時の溶融粘度が低くなるために現れる現象であり、本発明による中密度または高密度のS-PEまたはPEをブレンドすることにより、シール痩せの程度が減ってシール性に安定度を増す。
【００１３】
以上詳細に説明したように、本発明のシーラントを最内面の樹脂を低密度のS-PEとし、最外層の紙容器基材とラミネートする面の樹脂を中〜高密度のS-PEまたはPEとし、中間層は前記最内層に使用する樹脂と同じ範囲のMIと密度を有するS-PEと、MI 0.2〜20、 0.925〜0.965 のS-PEおよび／またはPEとのブレンド樹脂とすることにより、内容物の味覚の劣化を防止し、包装容器として密封性を良くし、低密度S-PE単層のシーラントと比較してシール痩せを防止する。これは前記タイプの中間層が低密度S-PEの加熱時の過剰な流動性を制御する効果によるためである。  さらに、ゲーベルトップ型紙容器等におけるセンターシール部の段差の密封効果も前記低密度の加熱時の過剰流動性の制御効果によって、安定した密封性を有する紙容器となる。
【００１４】
最外層に中密度のS-PEおよび／またはPEを用いることにより、シーラントとして製膜する工程で製膜時の余熱によりまたはフィルム巻取の温度変化により表裏が融着するいわゆるブロッキングによるトラブルを防止し、かつ、内面の低密度のS-PE面との滑りを良くして、加工の各工程におけるシワの発生を防止するためである。
【００１５】
本発明に用いる３層構成のシーラントを製膜する方法としては、紙容器の基材に、前記最外層樹脂、中間層樹脂、最内層樹脂の順に溶融押出コート（イクストルージョンコート法）してもよいが、インフレーション法または、キャスト法による共押出製膜法によって前記３層フィルムとして製膜した後、紙容器の基材とラミネートすることが好ましい。共押出法により製膜したほうが、各層毎に積層する工程よりも工程数が少なくて経済的に有利であるだけでなく、シーラント層としても安定した品質が得られる。前記安定した品質とは、共押出による製膜法は、押し出し法による積層法よりも低温で加工できるため、樹脂の劣化も少なく、又、シーラント層としての厚さも均一なものが得られる。
【００１６】
本発明において使用するシーラントフィルムを３層共押出による製膜法によって製膜する場合、製膜時にスリッターして発生するフィルムの両側に発生する耳屑は、前記３層の中間層に再度混入してもよく、使用原料において無駄のない製膜が可能であり、無駄のない製膜法といえる。
【００１７】
【実施例】
本発明による材質構成例と比較例とを次のような仕様により作成し、種々の評価をした。すなわち、
PE30/ 紙400g/ EMAA10-40/AL9/ DL/PET12/ PE10-30/ PEフィルム40  という仕様において、最内層の PE フィルム40のみを代えて、以下の実施例、比較例とした。
▲３▼  実施例１    S-PE (密度0.925 以上)/S-PE (密度0.925 以下)[層厚さ比1:                  1]
▲４▼  実施例２    S-PE (密度0.925 以上と0.925 以下のブレンド) / S-PE( 密度 0.925以下)[層厚さ比1:1]
▲１▼比較例１ LDPE
▲２▼比較例２ MDPE
注) ▲３▼及び▲４▼は共押出し多層フィルム、▲４▼の中間層のブレンドは、
密度0.926 以上：密度0.925 以下は１：１とした。
使用材料グレード
LDPE  住友化学  スミカセン F200(MI 2.0  D 0.923)
MDPE  三菱化学  ユカロン   MK90(MI 4.0  D 0.931)
S-PE (密度0.925 以下) ダウケミカル AFFINITY PF1140(MI 1.6  D 0.895)
S-PE (密度0.925 以上) ダウケミカル AFFINITY HF1030(MI 2.5  D 0.935)
【００１８】
［味覚試験］
内容物：酒、65℃充填、20℃、暗所に保存後、15名のパネルにより、官能試験を行い、味覚の変化を3 段階として、それぞれ段階に評価した人数を示した。
結果は表−１の通りである。
0003765879.tif 000002
「結果」
実施例１  味覚変化無し
実施例２  味覚変化無し
比較例１  味覚変化大  （LDPE)
比較例２  味覚変化無し
［密封性試験］
図２はゲーベルトップ型容器の天部における密封性のレベルを確認する方法についての説明図である。密封性はシーチェック液による密封性のテスト方法によった。即ち、味覚試験に使用したものと同じ仕様の紙容器の成形とともに、80℃に加熱したミネラルウォーターを充填し、密封シールをした。24時間後、紙容器をその胴部にて水平に切断し、充填されたミネラルウォーターを捨て、カートン上部の天地を逆にして、中にシーチェック液を入れて、漏れまたは滲み込みの程度をセンターシール部SC及び段差シール部SDについてチェックした。シールチェック液が、センターシール部SCの先端C-3 まで滲み込んだ場合は、密封性としては不完全であり、Ｃ-1で止まり、それ以上滲み込まなければ完全なシールである。
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）
判別レベルの表示はつぎの通りである。
×─────殆ど密封されているが、数％の確率でシールチェック液が滲み出す程度の漏れがある。
△─────静的なテスト、すなわち、シールチェック液での漏れはないがシール部の断面確認で、密封度に心配がある。（劣悪な輸送条件や強度の衝撃により漏れの危険が予想される）。
○─────略完全なシールであり、余程のアクシデントが無い限り漏れる事は無い。
◎─────完全な密封が成されている。漏れはない。
得られた結果は、表−２の通りである。
（以下余白）
0003765879.tif 000003
「結果」
▲１▼  上記のシール性の評価に際し、このLDPE仕様を基準とする。
▲２▼  シール温度    安定せず
▲３▼  シール温度 LDPE 仕様−60℃でセンターシール部安定
シール温度 LDPE 仕様−60℃で段差部安定
▲４▼  シール温度 LDPE 仕様−60℃でセンターシール部、段差部ともに安定
「シール痩せ測定方法」
その他S-PE３層▲４▼はS-PE２層▲３▼に比べてシール痩せがしにくく、圧が強い場合でも良好である。上下とも金属のシールバーで180 ℃、20Kg/m2 、１秒シールで２層▲３▼は５％、３層▲４▼は２％厚み減少。
0003765879.tif 000004
注）シール痩せが起こるとカートンを落下させた時に液漏れがしたり、また充填時に液漏れが発生したりする。
【００１９】
【発明の効果】
本発明による紙容器とすることによって、微妙な風味を重視する内容物の味覚を劣化させることなく保存が可能で、紙容器として漏れが生じやすい、段差シール部やセンターシール部の密封が安定してできるようになった。さらに、シーラントフィルムとして製膜する工程、紙容器の基材とのラミネート工程のいずれの工程においても、フィルムとして加工し易く、成形充填機でも、シール痩せ等がなく、輸送時にも安定した紙容器となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による紙容器の実施例の斜視図と容器を形成するための積層体の断面図
【図２】密封性のレベルを確認する方法についての説明図
【符号の説明】
１  紙
２  表面PE
３  サンドイッチラミネーション層
４  アルミ箔
５，７  ドライラミネート層
６  ポリエステルフィルム
７  ドライラミネート層
８  MI 0.2〜20、密度 0.926〜0.965 、のS-PE層および／またはPE層
９  MI 0.2〜20、密度 0.890〜0.925 のS-PEと、MI 0.2〜20、密度0.
926 〜0.965 のS-PEおよび／またはPEとのブレンド樹脂からなる層
１０  0.2 〜20、密度が 0.890〜0.925 のS-PE
ＢＦ  基材層
ＳＦ  紙容器シーラント層
Ｐ  紙容器
Ｘ  注出口
ＴＳ  トップシール部
ＳＣ  センタシール部
ＳＤ  段差シール部
Ｂ  プレスパッドによる押圧跡
Ｃ−１〜Ｃ−３  シールチェック液の滲み程度の目安
Ｋ  印刷
【図１】
0003765879.tif 000005
【図２】
0003765879.tif 000006