日本包装学会誌 Vol.19 No.5 (2010)

包装アーカイブス
本稿では液体紙容器を大きくチルド流通品

紙複合容器（液体紙容器）と常温流通品に大別した上で、DNP における液体紙容器のこれまでの歴史と、最近の液体はじめに紙容器及び充填包装システムの概況と今後の「液体紙容器」が初めて日本に入ってきた動向について述べる。のは 1950 年代で、牛乳瓶の代替容器として急速に普及し、ジュース等のチルド製品の清涼

１． チルド流通用液体紙容器飲料に拡大していった。その後、バリア性能

1.1 チルド流通容器を付加した容器が開発され、ゲーブルトップ

チルド流通容器の代表は、ゲーブルトップ

容器に注出口が付いた容器や、レンガ型容器型の牛乳容器で、容量は 500ml から 1L が多など、その形状や、包装材料の仕様は、社会

く、内容物は牛乳の他に、果汁飲料、コーヒのニーズや環境の変化に伴って変化を遂げ、ー飲料、乳酸菌飲料等である。DNP がこのゲその市場は広がりを見せてきた。大日本印刷

ーブルトップ型のチルド容器市場に参入した（以下 DNP）が 1970 年代に「液体紙容器」のは 1970 年代半ばである。の開発を 4 名のプロジェクトチームから始め

DNP ではチルド流通のゲーブルトップ容て 35 年ほど経つが、その歴史はまさに包装形器を L カートンと呼んでいるが、この L カー

態、包装材料、充填包装システムの開発の歴トンに 1 ピース注出口を付けて注ぎやすさを史である。それは筆者が DNP に入社して 10付与した容器を 1984 年にヨーグルト飲料で年が経つ今も継続中である。DNP は紙器、軟上市した。その後 1989 年の果汁自由化により包装、プラスチック成型技術の融合によって低果汁から 100％果汁飲料がチルド容器でもBIB、BIC、ゲーブルトップ型、レンガ型など姿を見せ始め、フレッシュ感を保持するため様々な液体用の紙容器、または紙とプラスチのガスバリア性と保香性が必要とされるようックの複合容器を開発してきたが、それらはになった。
そこで DNP は果汁自由化と時を同数十 ml の小容量から ton 単位の大容量まで、じくして、これまで基本的に PE（ポリエチレ充填方法、流通方法もチルド、常温、アセプン）／紙／PE の 3 層構造であったチルド容器ティックと多岐にわたる。に、バリア性を付与する開発を進め、紙とシ液体紙容器および充填システムの品質に関ーラント層（接着層）の間にガスバリア層をするユーザーの要望事項は、言葉は悪いが昔設け、かつ接液する PE 層を薄くして、酸化は「漏れなければ良し」というレベルであっ防止とフレーバーの吸着低減をねらったバリ

たが、近年では、「安心・安全性」、「利便性」、アカートンと、オレンジ果汁に含まれる香気「衛生性」にとどまらず、「機械適性」、「生産成分 d-リモネンの非吸着とビタミンＣの低下効率」、「低コスト」、「意匠性」というようにを 防 ぐ こ と を 目 的 と し た FF シ ー ラ ン ト

高いレベルになってきている。

（Fresh Flavor：ヒートシール可能な PET）

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紙複合容器（液体紙容器）

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カートンをそれぞれ 1991 年、1992 年に上市

Point）の普及と、ESL（賞味期限延長システした。これらはいずれも従来の L カートンよ

ム：Extended

りも d-リモネンの残存率は高く、官能面で良近年大きく変化してきている。これまで以上い評価を得ることができた。に商品の安全・安心を追求することに重点をShelfLife）の導入により、おき、なおかつ賞味期限の延長を考えた充填表１ チルドカートン包材層構成包装システムに移行している。工場内の充填種類

環境もここ数年で飛躍的に整備されて、牛乳スペック① 一般カートン

をはじめとするチルド用液体紙容器の充填機

PE／紙／PE② バリアカートン 1 PE／紙／PE／PVDC／ＰＥ

は ESL 対応の設備が増えている。ESL 対応機③ FF シーラントとは、充填機内に包材の殺菌工程を導入し、PE／紙／PE／FF④ バリアカートン 2 PE／紙／EVOH／ＰＥ

よりクリーンな環境下で、充填できるように⑤ L-MX カートン設計開発された充填機である。さらに充填タ

PE／紙／PE／MXNY／PE

ンクや配管はもちろんのこと、充填機内の自内容物の保護やシール性の向上を目的に動洗浄を可能にしたり、蒸気で充填配管の滅1999 年に開発した L－MX カートンは、バリ菌をしたり進化を続けている。今後はより無ア層に MX ナイロンを用い、貼り合わせ部分菌充填機に近づくと予想している。の端面処理方法にもスカイブヘミングを採用することで、紙の端面が接液しない構造にな２． 常温流通用液体紙容器っている。
この商品は現在の DNP チルド流通

2.1 常温流通用容器容器の主流商品となっている。

常温流通用容器で最も一般的で消費者になじみの深い容器は、500ml 以下の小型容器では、ブリック容器（レンガ型容器）であり、500ml 以上の大型容器では、ゲーブルトップ容器である。前者は無菌充填方式、後者はホット、常温、無菌充填方式がとられている。
常温流通用容器のほとんどが、高いバリア性能を持った長期保存可能なスペックを有して

図１ L-MX カートンいる。その使用用途を、別途表２に記載する。
DNP がこの常温流通のゲーブルトップ紙容器の市場に参入したのは 1970 年代後半で

1.2 チルド流通商品の充填システム
乳業メーカーを主体に、チルド製品の製造ある。当初の商品としては、食用油、清酒、工場は、食品衛生管理システムの一つである乙類焼酎であった。DNP はその後、各市場にHACCP（Hazardおいて急速にシェアを伸ばすことができたが、Analysis

CriticalControl－ 400 －日本包装学会誌 Vol.19 No.5 (2010)

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表２ 常温流通用バリアカートン使用例
分類
清涼飲料
酒類
調味料
その他

材面では酒質の向上（官能）、充填機適性向上

内容物
果汁飲料、コーヒー・紅茶、茶、健康飲料
清酒、合成酒、焼酎、ワイン、リキュール類
各種つゆ、各種たれ、醤油、ソース、食酢
洗剤、ワックス、シリコン、パーマ液（ヒートシール性および耐ピンホール）などである。官能面において素人である我々にとっては、酒質評価はユーザーに頼るところが大きく、接液面に使用する PE や、各層間のラミネート方法などによりその評価結果は大きく異なるもので、難題の一つであったが、粘り強く改良を続けることで、納得いただける仕様を確立できた。またこれまでの 5 層構

それを牽引したのは紙化率が急速に伸びて成の PE／紙／PE／AL／PE のカートンでは、いった清酒、焼酎市場であった。当時清酒はいくら PE、紙、アルミを厚くしても防げなか底角寸法 95mm×95mm（95 角）の 1.8L が主った、ヒートシール時のピンホール、アルミ流であったが、1980 年に清酒大手であるＯ酒割れによる漏れが、AL／PE（接液面）の層間造（現Ｇ社）に採用された 85mm×85mm（85に PET フィルムを貼り合わせることにより角）の DNP 製のスリム型（当時）容器は、持激減した。その結果 PE／紙／PE／AL／PET

ちやすさ、冷蔵庫などに入る収納性、また意／PE という 6 層構成がその後のスタンダー

匠性が好評で、その後清酒、焼酎においてスドとなった。これらの改善のために、膨大なタンダードな形状になった。

労力と時間と費用を費やした当時の包材研究、当時普及の注出口の取り付け部は、接液部カートン製造、充填機開発に携わった諸先輩と印刷面にメンブレンがヒートシールされて方に対し、その地盤の上に立って仕事をしており、注出口の装着は、充填機の外で別装置いる筆者ら比較的若い世代の技術者は感謝しにてヒートシールする外付け方式であった。

なければならないとつくづく感じるのである。

そこで、DNP は充填ラインのメリットを出す

さてここ数年の素材面でのカートンの変化ため、充填機内でカートンの内側から注出口は、特に酒用のゲーブルトップ容器においてを挿入し、超音波シールにより溶着する内付顕著である。水蒸気バリア性能、酸素バリアけ方式を開発した。これにより、メンブレン性能ともナンバー１であり、これまで常温流シールが不要で、充填機内で確実に装着でき通容器として盤石の地位を誇っていた、ALるため、包材コストダウンと充填ラインの後／PET をバリア層としてきた６層構成の PE工程の簡素化が可能になったのである。

／紙／PE／AL／PET／PE（DNP では L アル

しかしながら品質面の安定性にはまだまだミカートン）において、このバリア層のアル問題があり、改善点すべき点が多くあった。

ミの使用量を低減（もしくは使用しない）す

充填機自体の精度向上は言うまでもなく、包るために、アルミ蒸着 PET に置き換えたり、シリカ蒸着 PET に置き換えた容器が広く普－ 401 －紙複合容器（液体紙容器）

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及してきた。具体的にそれらの層構成を表３

消費サイクルや包装資材のバリア性能のアッに示す。

プにより、今後このような動きは、他の商品のゲーブルトップ容器においても広がってく

表３ ＤＮＰ常温流通容器の包材層構成品種るものと予想される。

スペック

PE／紙／PE／AL／① アルミカートン（L-Alumi）
PET／PEアルミ蒸着カートン
PE ／ 紙 ／ PE ／ VM ・②（L-VM）
PET／PE
シリカ蒸着カートン
PE ／ 紙 ／ PE ／ SiOx ・③（L-Barrier）
PET／PE※品種（ ）内は DNP 呼称※スペックは左側が外面、右側が接液面
図 2 常温流通液体紙容器

各々簡単に説明すると、アルミ箔を使用したカートン（表３①）はバリア性能が非常に高く、遮光性にも優れており、内容物保護の最近では、ユーザーニーズの変化により容観点から完璧な容器として長年使用されてい器の形状や容量の多様化も進んでおり、現在る。アルミ蒸着 PET をバリア層に使用したカでは 40 角 120ml～140 角 4L の容器が上市さートン（表３②）のアルミ蒸着層は 500Å(オれている。ゲ―ブルトップ以外の形状では、ングストローム)でアルミの使用量がアルミフラットトップ型、ブリック型も提供してい箔容器の 140 分の 1 で、遮光性はアルミ箔容る。

器と同等の性能を有している。
これらに対しアルミ箔を使用せず、その性能に近づけた液体紙容器に、PET 樹脂にガラ

2.2 常温流通商品の充填システム
2.2.1 無菌充填システム

ス質を蒸着させたフィルムを使用した容器が液体紙容器の無菌包装システムは、清涼飲ある。バリア層には SiOx（シリカ：表３②）

料で広く使用されているストロー付のブリッや AL２O３（酸化アルミ）等が用いられていク型小型容器に代表される。この容器の無菌る。ただしこの容器は先の２つの容器に比べ充填機はロール紙を供給してブリック型容器て、バリア性能が若干劣る以外に、遮光性もに成型充填するシステムで、包材仕様はアル低いことが今後の課題として挙げられる。

ミ箔仕様である。一方ゲーブルトップ型容器

現在、酒類においてはアルミ箔を用いた容の無菌充填機は、ブリック型と同様にアルミ器よりもアルミ蒸着 PET やシリカ蒸着 PET

箔仕様のため、チルド流通品と比較して包装を用いた容器の方が多くなっている。商品の資材価格が高く、ココア、乳入りのコーヒー・紅茶、スープ等の限られた商品で展開されて－ 402 －

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包装アーカイブスいる。また無菌性確認に時間を要することや考慮したプレス金具のエンボス、段差加工精生産前プレ殺菌、生産前後の CIP 洗浄等に時度および、カートンとプレス金具のシール位間を掛けなければならず、型替や品種切替え置精度が重要である。の少ない連続長時間充填体制か高付加価値商

DNP の充填システムは、充填機専門メーカ品の充填に限定されている。DNP のゲーブルーと二人三脚で協力して開発を行い、製造、トップ型の無菌充填システム DN-AL シリー販売をしている。1985 年より能力 1000～2000ズ（能力 4000～5000 本／H）は、1985 年に清本／H の全自動型充填機の販売を開始し、酒メーカーに始めて納入したが、現在は主に1989 年には低速充填機を希望されるユーザ

乳飲料メーカーにて稼働中である。

ー向けに能力 300～600 本／H の半自動型充填機の販売を開始した。DNP の充填システム

2.2.2 ホット充填システム

が広く世に知られるようになったのは、1994

ホット充填システムは清涼飲料、特にコー

年に販売を開始したロータリー型角数兼用充ヒー・紅茶や酒類の注出口つきのゲーブルト

填機 DR-10 である。
この充填機のポイントは、ップ紙容器のシステムに代表される。そして機械のコンパクトさと、1 台で 60 角、70 角、その工程は次の通りであり、①カートン供給

85 角、95 角の容器製造を可能とし（型替えユ→②ボトム加熱→③ボトムくせ折り→④ボトニットが必要）、さらに日本で初めて充填駆動

ムプレス→⑤注出口挿入→⑥注出口シール→にサーボモーターを採用し充填内容物に最適⑦トップ１次くせ折り→⑧充填→⑨トップ２

な充填データを 50 種類格納可能とした点が次くせ折り→⑩トップ加熱→⑪トッププレス

市場に高く評価され爆発的なヒット商品とな→⑫トップ冷却刻印→⑬容器排出となっていった。同型の高能力機 DR-15（1500 本／H）、る。この中で加熱からプレスの工程が最も重DR-20（2000 本／H）を含めて、現在稼動し要で、改良改善が繰り返されてきた部分であている充填機の中で一番台数の多い全自動充る。加熱に関してはボトム、トップとも熱源填機である。

直後で 300～400℃前後の熱風をカートンの近年ではこれまでの低速ロータリー型充填内面および外面 PE に吹きつける。この時い機システムの見直しを検討し、2007 年からはかに均一に PE を溶融するかが重要である。

直 線 搬 送 型 の DLA-15M （ 1500 本 ／ H ）、均一な炙りを得るためには、大きさ、形状、DLA-20M（2000 本／H）を開発、販売してい分布密度の異なる微細な孔加工を施したチャる。これらは充填駆動のみならず、容器のキンバーによる選択加熱方式が有効である。次ャリア搬送駆動にもサーボモーターを採用し、にエンボス加工を施したシール金具で加圧シキャリアの型替、位相微調整が容易となってールをするが、バリア層が割れや切れを起こいる。

さず、溶融 PE が折り畳まれた隙間に溜りや1994 年に角数専用の２列直線搬送型の能すいように、カートン紙厚および重なり方を力 5500 本／H の高速充填機 DLA-55KS を開－ 403 －紙複合容器（液体紙容器）

包装アーカイブス発 。 1998 年 よ り 角 数 兼 用 可 能 に し た等が求められるとともに、安全・安心のためDLA-55M を開発した。翌年の 1999 年からは、の各種検査装置の充実や、洗浄性、清浄性の現在の DNP 最高速である能力 6000 本／H の向上等が今まで以上に早いスピードで求めら

直線搬送型角数兼用充填機 DLA-60 シリーズれると予想される。

（片列 3000 本／H）の販売を始めた。DNP

最後に、液体紙容器はリサイクルの観点やの主力高速機である本機は、安定した駆動、LCA の観点からも優良な容器である。これま成型シール性はもとより「安全性」、「利便性」

で紙容器はビンや缶など他の素材と比較して、などのユーザーニーズを常に念頭に改善改良

軽くて割れない、輸送コストが低減できるとを重ね、進化をつづけており、高速充填機のいう利点に加え、減容化可能、廃棄処理が簡分野でも納入実績は No.1 である。またユーザ

単、回収の手間が不要など様々な点で環境負ーニーズに合わせた能力 2500～3000 本／Ｈ

荷が少ないということで、需要を伸ばしてきの１列直線搬送型の角数兼用充填機た。このような中、2000 年 4 月 1 日から、既DLA-30M シリーズや、の 180～270ml のブリに施工されていた「容器包装リサイクル法」

ック型容器用のロール紙供給タイプ充填機、の対象として紙製容器包装（段ボールを主とLR（エルロール、能力 7000 本／Ｈ）シリーするものとアルミ不使用の飲料用紙容器を除ズも販売している。

く）が加えられ、液体紙容器の内でアルミ箔入りのものも法律の対象となったことを機会に、本容器の減容化、分別収集、リサイクルの促進が更に進められている。
現在、再生化可能な製紙工場まで分別収集されたアルミ箔入り紙容器に関しては、ティッシュペーパーなどへ再利用が行われている。

図４

DR-10（左）DLA-60M（中）LR-Ⅲ（右）今後の液体紙容器の発展のためには、我々紙製容器包装の製造メーカー、中身となる商品

今後、液体紙容器は形状やサイズの多様化、を製造する各メーカー、また市町村と協力、すなわち既存形状容器との差別化が求められ連携をしながら、リサイクルネットワーク、る。また内容物も食品、非食品を問わず、さ分別回収ルートを増やし、紙容器のリサイクらに単なる液体ではなく、固形分、粉末を含ル率を高めていくことが大きな課題といえる。

んだもの、粘性の高いものなど多様化し、それらの充填方法の開発や、内容物保護のため

大日本印刷株式会社 包装事業部の包装資材の改良等が求められている。また

開発本部関西開発部 宮瀬 大祐

充填システムの面では、更なる能力アップと、省力化、省人化を見据えた資材供給の自動化－ 404 －日本包装学会誌 Vol.18 No.6（2009）

包装基礎講座- 405 -