JP4774602B2 - 紙容器用積層材料 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、酒類、飲料、調味料、油類などの内容物を充填する紙容器用の積層材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
紙容器用積層材料としては、表面から順に熱可塑性樹脂層、紙層、接着性樹脂層、ガスバリア層、プラスチックフイルム層、接着剤層、シーラント層が積層された多層構成のものが多く使用されており、従来、この多層構成のガスバリア層としてはアルミニウム箔やアルミニウムの蒸着薄膜が使用され、シーラント層としては低密度ポリエチレン樹脂が主に使用されていた。近年、循環型社会構築の為のリサイクル使用の観点から、ガスバリア層としてアルミニウム箔に替えて酸化アルミニウムや酸化珪素などの無機酸化物の蒸着薄膜が使用されるようになってきたのと同時に、内容物の充填機の高速化に伴い、積層材料のシーラント層の最内面は、より低温シール性の熱可塑性樹脂、主に直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が使用されるようになってきた。紙容器を作成するには、先ず前記紙容器用積層材料を指定寸法に打ち抜いたブランクをそのままあるいは貼り加工を行ったものを充填包装システムに装填し、システム上で製函及び内容物の充填を実施した後密封する方法が一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
これらの紙容器用積層材料を指定寸法に打ち抜いてブランクを作成する方法としては、一般的に平圧式で打ち抜く方法とロータリー式で打ち抜く方法があるが、大量生産するにはロータリー式が適している。ロータリー式にも2種類あり、押し切り方式は積層材料の厚み方向の面をすべて当て切るので、確実に切れるが抜き刃と積層材料等との接触面が多くなるので接触摩擦が大であり、能率が落ちる。一方、クリアランス方式は接触面が少なくなるので抜刃の接触摩耗が少なく、抜き刃の耐久性が良く、繋ぎが入らないので仕上がりがきれいであるなどのメリットがあり多く使用されている。
【0004】
図5は紙容器用積層材料からロータリー式のクリアランス方式でブランクを打ち抜く方法を示した説明図である。紙容器用積層材料200を、上方の抜き刃311を持つ抜きローラー310と下方のアンビルローラー320とで打ち抜き加工して、ブランク210を作成するものである。この際、図5に示すように、抜きローラー310の抜き刃311の刃先とアンビルローラー320の表面との間に約10μmのクリアランスを設けるため、図4に示す従来の紙容器用積層材料200の場合、図6(a)に示す如く、そのシーラント層10の最内面の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層9の一部が9aの如く数μm前後の厚さでカットされないで残った状態となり、後でこの残った部分9aを引きちぎりカットしようしても、図6(b)の9bに示すように、引きちぎりカットが不十分となり、抜き残りや破れなどのトラブルを発生し易かった。
【0005】
従来の紙容器用積層材料は、そのシーラント層10の最内面が低密度ポリエチレン樹脂の場合はブランクを打ち抜く際にカッテイング性は良いが、低温シール性が不足であり、最内面が直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の場合は低温シール性は良好であるが、樹脂自体の強度が強いのでカッティングが悪いなど、カッティング性と低温シール性の両方を満足させる紙容器用積層材料はなかった。
【0006】
そこで、本発明の課題は紙容器用積層材料からブランクを打ち抜き加工する際の良好なカッティング性と、製函時や内容物充填後の熱封緘時の低温シール性との両方を満足出来るシーラント層を有する紙容器用積層材料を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る発明は、紙層を基材とし、紙層にガスバリア層、プラスチックフイルム層、シーラント層を積層した構成であり、前記シーラント層が、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層と厚さ25μm以下の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層からなり、前記プラスチックフイルム層上に接着剤層を介して同時に押し出される共押出法で積層されていることを特徴とする紙容器用積層材料である。
【0008】
次に、請求項2に係る発明は、上記紙容器用積層材料であって、表面から内面に向け厚み方向に順に、熱可塑性樹脂層、前記紙層、接着性樹脂層、前記ガスバリア層、前記プラスチックフイルム層、前記接着剤層、厚さ40μm以上60μm以下の前記シーラント層を積層した構成であり、前記シーラント層が、前記プラスチックフイルム層側から、前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層と厚さ5μm以上20μm以下の前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層からなることを特徴とする紙容器用積層材料である。
【0009】
【作用】
本発明によれば、紙容器用積層材料のシーラント層の最内面が厚さ25μm以下の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなっているので、この積層材料からロータリー式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き後、引きちぎりカットする際容易に分離できるカッティング性と、製函及び内容物の充填封緘時の低温シール性の両方を兼ね備えている。さらに、シーラント層の低密度ポリエチレン樹脂層と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層とが共押出法で積層されているので、両層間の密着強度が強固であり、かつ、積層材料製造時の効率も良い。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の紙容器用積層材料100の側断面図を図1に示す。表面から内面に向け厚み方向に順に、熱可塑性樹脂層1、紙層2、接着性樹脂層3、ガスバリア層4、プラスチックフイルム層5、接着剤層6,シーラント層10の構成になっており、前記シーラント層10はプラスチックフイルム層5側に低密度ポリエチレン樹脂層7を設け、その上に厚さ25μm以下の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層8を積層した構成になっている。
【0011】
前記シーラント層10は、本発明では低密度ポリエチレン樹脂層7と厚さ25μm以下の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層8とが、共押出ラミネート機のダイスの中で前もって高温で積層された後、プラスチックフイルム5上に接着剤層6を介して同時に押し出される共押出法で積層されていることが必要である。
【0012】
前記シーラント層10の最内面の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層8の厚みは25μm以下である必要があり、好ましくは5〜25μmの範囲であり、より好ましくは5〜20μmの範囲である。厚さ5μm前後の樹脂層を積層する場合は一般のシングルの押出コーティング方法では困難であり、前述の如く共押出機のダイスの中で前もって他の樹脂層と高温で積層し、その積層した樹脂層を同時に押出コーティングする必要がある為、本発明では共押出法で積層している。
【0013】
本発明では前記シーラント層10の最内面の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層8の厚みを好ましくは5〜20μmにすることにより、図2に示す方法で本発明の紙容器用積層材料100から図3(a)の如く直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層8の数μm前後の厚さの未カット部8aを残してブランクを打ち抜き、図3(b)に示す如く積層材料100からブランク110を引きちぎりカットする際、容易に分離できる良好なカッティング性を有する。さらに、最内面が直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であるため、製函及び内容物の充填後の熱封緘時の低温シール性を兼ね備えている。
さらに、低密度ポリエチレン樹脂層7と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層8とが共押出法で積層されているので、両層間の密着強度も強固であり、積層材料製造時の作業効率も良い。
【0014】
前記シーラント層10の厚みは一般的に40〜60μmのものが多く使用される。
【0015】
さらに、本発明の紙容器用積層材料のその他の層構成について説明を加える。
【0016】
前記熱可塑性樹脂層1としては、一般的にポリオレフィン系樹脂が使用されるが、より好ましいのは低密度ポリエチレン樹脂である。厚みは10〜20μmのものが良く使用される。
【0017】
前記紙層2としては、一般的に坪量350〜450g/m2 の板紙が使用される。
【0018】
前記接着性樹脂層3としては、ポリエチレン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン・エチルアクリレート共重合体樹脂、エチレン・アクリル酸共重合体樹脂、エチレン・メタクリル酸共重合体樹脂、アイオノマー樹脂などのいずれかが用いられる。本発明では特に限定しない。
【0019】
前記ガスバリア層4としては、アルミニウム箔あるいは厚さ5〜300×10-3μmのアルミニウム又は酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化マグネシウムなどの無機酸化物蒸着薄膜などが使用されるが、より好ましくは酸化アルミニウム若しくは酸化珪素の蒸着薄膜である。
なお、無機酸化物蒸着薄膜を形成する方法としては、通常の真空蒸着法が生産性を考慮すれば優れている。
【0020】
前記プラスチックフイルム層5としては、厚さ20〜30μmの二軸延伸ポリプロピレンフイルム、厚さ15〜25μmの二軸延伸ナイロンフイルム、厚さ6〜12μmの二軸延伸ポリエステルフイルムなどが使用できるが、より好ましくは二軸延伸ポリエステルフイルムである。
【0021】
前記接着剤層6としては、一般的に二液硬化型のポリウレタン系接着剤が使用される。
【0022】
なお、その他の各層の積層方法は以下のとおりである。
【0023】
熱可塑性樹脂層1は公知の溶融押出コーティング法で紙層2に積層される。この際、紙層2の表面はコロナ処理法などで表面処理されていた方が接着強度が強く、より好ましい。この紙層2とガスバリア層4は溶融押出された接着性樹脂層3を介してサンドラミネーション法で積層される。ガスバリア層4とプラスチックフイルム層5はガスバリア層4がアルミニウム箔の場合は公知のドライラミネート法で積層され、ガスバリア層4が無機酸化物薄膜などの場合は蒸着法で積層される。
【0024】
【実施例】
次に、本発明の紙容器用積層材料を、以下に具体的な実施例に従って説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【0025】
<実施例1>
熱可塑性樹脂層1として密度0.920g/cm3 のポリエチレン樹脂を、紙層2として坪量400g/m2 の板紙を、接着性樹脂層3としてエチレン・エチルアクリレート樹脂を、ガスバリアー層4及びプラスチックフイルム層5として厚さ40×10-3μmの酸化珪素を蒸着した厚さ12μmの二軸延伸ポリエステルフイルムを準備した。
まず、前記ポリエチレン樹脂を前記板紙の上に厚さ20μmで公知の方法で押出コーティングし、その反対面の紙面にエチレン・エチルアクリレート樹脂を押出ラミネート機で厚さ30μmで押出し、前記酸化珪素を蒸着した二軸延伸ポリエステルフイルムの蒸着面とサンドラミネーションし、積層シートを得た。
つぎに、前記積層シートのポリエステルフイルム面に、シーラント層10として、厚さ50μmの低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.920g/cm3 )と厚さ10μmの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.910g/cm3 )を共押出機のダイスの中で前もって積層した2層樹脂を、ポリウレンタン系の接着剤層6を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層し、本発明の紙容器用積層材料100を得た。
【0026】
<実施例2>
実施例1において、シーラント層10として、厚さ40μmの低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.920g/cm3 )と厚さ20μmの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.910g/cm3 )を共押出機のダイスの中で前もって積層した2層樹脂を、ポリウレンタン系の接着剤層6を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層した以外は、同様にして本発明の紙容器用積層材料100を得た。
【0027】
<実施例3>
実施例1において、シーラント層10として、厚さ35μmの低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.920g/cm3 )と厚さ25μmの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.910g/cm3 )を共押出機のダイスの中で前もって積層した2層樹脂を、ポリウレンタン系の接着剤層6を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層した以外は、同様にして本発明の紙容器用積層材料100を得た。
【0028】
<比較例1>
実施例1において、シーラント層10として、厚さ30μmの低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.920g/cm3 )と厚さ30μmの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.910g/cm3 )を共押出機のダイスの中で前もって積層した2層樹脂を、ポリウレンタン系の接着剤層6を介して、共押出ラミネート機で同時に共押出して積層した以外は、同様にして比較用の紙容器用積層材料を得た。
【0029】
<比較例2>
実施例1において、シーラント層10として、厚さ60μmの低密度ポリエチレン樹脂(密度=0.920g/cm3 )を積層した以外は、同様にして比較用の紙容器用積層材料を得た。
【0030】
<評価>
実施例1〜3及び比較例1〜2で作成した紙容器用積層材料を用いて、図2又は図5の方法で、そのカッティング性を評価すると共に、充填包装システムで製函及び熱封緘時の低温シール性を評価した。その結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】
表1から実施例1の紙容器用積層材料はカッティング性及び低温シール性共に良好であった。実施例2〜3の紙容器用積層材料は低温シールは良好であったが、カッティング性は実施例1に比べて劣っていたが十分に使用できると考えられる。比較例1はカッティング性は良好であったが、低温シール性は不良であった。比較例2は低温シール性は良好であったが、カッティング性が不良であった。
【0033】
【発明の効果】
本発明の紙容器用積層材料は、シーラント層のプラスチックフイルム側に低密度ポリエチレン樹脂層を設け、積層材料の最内面側に25μm以下の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層を設けているので、この紙容器用積層材料からロータリー式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き、引きちぎりカットする際に容易に分離出来る良好なカッテイング性を有すると共に、製函時や内容物の充填封緘時の低温シール性も兼ね備えているで、近年の充填機の高速化にも十分に対応できる。また、低密度ポリエチレン樹脂層と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層が共押出法で積層されているので、両層間の密着強度が強固であるばかりでなく、積層材料製造時の効率も良いなど多くの特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の紙容器用積層材料の側断面図である。
【図2】本発明の紙容器用積層材料からロータリ式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き加工する状態を示す説明図である。
【図3】(a)は、本発明の紙容器用積層材料からブランクを打ち抜く際、抜きローラーの抜き刃が切り込んだ状態を示す説明図であり、(b)は、その積層材料からブランクを引きちぎって分離した状態を示す説明図である。
【図4】従来の紙容器用積層材料の側断面図である。
【図5】従来の紙容器用積層材料からロータリ式のクリアランス方式でブランクを打ち抜き加工する状態を示す説明図である。
【図6】(a)は、従来の紙容器用積層材料からブランクを打ち抜く際、抜きローラーの抜き刃が切り込んだ状態を示す説明図であり、(b)は、その積層材料からブランクを引きちぎっても分離し得ない状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1…熱可塑性樹脂層
2…紙層
3…接着性樹脂層
4…ガスバリア層
5…プラスチックフイルム層
6…接着剤層
7…低密度ポリエチレン樹脂層
8…直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層
8a…未カット部
9…直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層
9a…未カット部
9b…引きちぎりカット不良部
10…シーラント層
100、200…紙容器用積層材料
110,210…ブランク
310…抜きローラー
311…抜き刃
320…アンビルローラー
Claims (2)
- 紙層を基材とし、紙層にガスバリア層、プラスチックフイルム層、シーラント層を積層した構成であり、前記シーラント層が、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層と厚さ25μm以下の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層からなり、前記プラスチックフイルム層上に接着剤層を介して同時に押し出される共押出法で積層されていることを特徴とする紙容器用積層材料。
- 請求項1記載の紙容器用積層材料であって、表面から内面に向け厚み方向に順に、熱可塑性樹脂層、前記紙層、接着性樹脂層、前記ガスバリア層、前記プラスチックフイルム層、前記接着剤層、厚さ40μm以上60μm以下の前記シーラント層を積層した構成であり、前記シーラント層が、前記プラスチックフイルム層側から、前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含まない低密度ポリエチレン樹脂層と厚さ5μm以上20μm以下の前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂層からなることを特徴とする紙容器用積層材料。
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