JPH0483637A - 紙容器用筒状部材の製造方法 - Google Patents

紙容器用筒状部材の製造方法

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JPH0483637A
JPH0483637A JP2198277A JP19827790A JPH0483637A JP H0483637 A JPH0483637 A JP H0483637A JP 2198277 A JP2198277 A JP 2198277A JP 19827790 A JP19827790 A JP 19827790A JP H0483637 A JPH0483637 A JP H0483637A
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layer
face
thermoplastic resin
cylindrical member
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Toru Fukada
徹 深田
Juichi Ishihara
石原　重一
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Dow Mitsui Polychemicals Co Ltd
Original Assignee
Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガスバリヤ−性、フレバーバリヤー性に優れ
た紙容器を作るための筒状部材を製造する方法に関する
。さらに詳しくは紙容器原反から優れたシール面を有す
る筒状部材を高速で製造することのできる方法に関する
。
［従来の技術］ 各種の果実飲料、乳酸菌飲料等の容器として多層の紙容
器が広く使用されている。このような紙容器は、包装に
際しヒートシールを行うところがら、ヒートシール性樹
脂層を紙の内層に積層し使用されている。この際、ガス
バリヤ−性や遮光性を高めるために、紙の内層にアルミ
ニウム箔層を形成させ、さらにその内層にヒートシール
性樹脂層を形成させた多層構造とする場合がある。いず
れにしても、このようなヒートシール性樹脂として、従
来はオレフィン系重合体が主として使用されていた。オ
レフィン系重合体はヒートシール性が優れているのみな
らず柔軟性にも優れており、折り曲げ加工などを行って
もピンホールの発生がないなど優れた特長を有している
。そして、このような紙容器を製造するには、第一段階
として、紙及びヒートシール層を含む積層体から筒状部
材を製造する工程がある。この工程においては、ヒトシ
ール層の融着性及び生産性の点から、ヒートシール層の
樹脂をガス炎等で溶融し、素早く圧着シールする、所謂
フレームシール法が用いられることが多かった。
［発明が解決しようとする課題］ しかしこのようなヒートシール層は同時に、飲食物等の
内容物に直接接触する層となるが、この場合オレフィン
系重合体は香気成分を吸着し易く、被包装物の種類によ
っては味や香りが変化するという欠点を有していた。
このような欠点を改良するには、内層樹脂としてポリエ
ステルやエチレン・ビニルアルコール共重合体を使用す
ることが考えられる。このような内層樹脂層を含む積層
体をラップシールすると、通常紙層の上にコーティング
されているポリエチレンと上記重合体とのシールになり
、フレームシル法で充分な接着強度が得られることが判
った。しかしシール部からのフレーバーリークが避けら
れないため、飲食物等の容器として使用するには問題が
あった。この問題を解決するためには、筒状物の製造に
おいて容器原反の一例端を折り返し、該折り返し端面と
他端面とを重ね合せ内層樹脂同志を融着させる、所謂ヘ
ミング法あるいはスカイブヘミング法を採用することが
有効であった。しかしこの方法で筒状物を製造し、内層
樹脂同志を融着させても、上記ポリエステル等をフレー
ムシール法でシールすると、同一素材同志のシールであ
るにもかかわらず接着強度の高いシールが得られないと
いう大きな欠点が存することが判明した。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上述の如き現状に鑑み、ガスバリヤ−性
、フレパーバリヤー性に優れた紙容器用の筒状部材を製
造する方法について検討を行った。その結果、内層用樹
脂、シール構造及び特定のレーザー光の組合せにより、
所望性状の筒状部材を高いシール強度及び生産性でもっ
て製造しうることを見出すに至った。
本発明は最内層に熱可塑性樹脂層を有する紙容器を製造
するための原反を筒状に成形する方法において、この原
反は少なくとも紙及び容器最内層としての上記熱可塑性
樹脂層を含む積層体から構成され、該熱可塑性樹脂層は
ポリエステル及びエチレン・ビニルアルコール共重合体
の中から選択され、原反の一例端面を折り返し、該折り
返し端面と他側端面の熱可塑性樹脂層とを重ね合せて該
熱可塑性樹脂同志のシールを行い、この際、シルは炭酸
ガスレーザー照射により該熱可塑性樹脂の軟化又は溶融
した後の加圧によって行うことを特徴とする紙容器用筒
状部材の製造方法である。
本発明に使用されろ紙容器用原反は、容器最内層を形成
するためのポリエステル及びエチレン・ビニルアルコー
ル共重合体の中から選択される熱可塑性樹脂の層と紙層
な含む限り、他の熱可塑性樹脂層、金属箔層、接着層な
どを備えていてもよい、このような積層体原反の例とし
ては、ポリエステル及びエチレン・ビニルアルコール共
重合体の中から選択される熱可塑性樹脂の層を（Ｔ）で
表示すると、紙／　（Ｔ）、紙／エチレン重合体／（Ｔ
）、紙／エチレン重合体／アルミ／エチレン重合体／　
（Ｔ）、紙／エチレン重合体／アルミ／（Ｔ）などを例
示することができる１紙の上にはさらにエチレン重合体
層などが外層として形成されていてもよいことは勿論で
ある。
本発明で使用されるポリエステルは、テレフタル酸及び
エチレングリコールを主重合成分とするものが好ましく
、とりわけヒートシール性の面から考慮して上記主重合
成分以外に、共重合成分を３〜２０モル％、好ましくは
５〜１５モル％を含有するポリエステル共重合体が好ま
しい。共重合成分としては、イソフタル酸、フタル酸、
２．６−ナフタレンジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸
のような芳香族カルボン酸、アジピン酸、七ノ＼シン酸
、シクロヘキサンジカルボン酸のような脂肪族又は脂環
族カルボン酸、プロピレングリコール、１．４−ブタン
ジオール、１．４−シクロヘキサンジメタツール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール等のジオー
ル類をあげることができる。これら共重合成分の中では
、イソフタル酸、１．４−シクロヘキサンジメタツール
、ジエチレングリコール等がとくに好適である。これら
ポリエステルとしては極限粘度が０．５０ないし１．４
ｄｌ／ｇ、とくに０７ないし１．Ｏｄｌ／ｇのものが好
ましい。
また本発明で使用できるエチレン・ビニルアルコール共
重合体は、ビニルアルコール含有量が４０ないし８５モ
ル％、特に５０ないし７０モル％の割合で含有するもの
が好適であり、また１０モル％以下程度の割合であれば
、他の単量体が共重合成分として含有されていてもよい
、かかる共重合体を製造する最適の方法は、酢酸ビニル
含有量が４０ないし９５モル％程度のエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体を９０ないし１００％のケン化度となるよ
うなケン化を行う方法である。
このような熱可塑性樹脂層には、ヒートシール性、その
他の特性を改良する目的で他の熱可塑性樹脂や添加剤が
配合されていてもよい。このような例として各種エチレ
ン重合体や酸化防止剤などを例示することができる。こ
のようなエチレン重合体あるいは先に述べた積層体の構
成成分となりうるエチレン重合体の例としては、低富度
ポリエチレン、エチレン・ａ−オレフィン共重合体、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・不飽和カルボ
ン酸共重合体又はその金属塩、エチレン・不飽和カルボ
ン酸エステル共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸・
不飽和カルボン酸エステル共重合体これら共重合体の不
飽和カルボン酸もしくはその無水物のクラフト物などを
挙げることができる。
積層体における各層の厚みは任意であるが、容器強度、
バリヤー性能、シール強度等を勘案すると、紙層が１０
０〜１０００μｍ程度、またシール層が５〜２００μｍ
程度の範囲にあるのが望ましい。
原反から筒状部材を製造するには、原反の一側端面を折
り返し、該折り返し端面と他端面の熱可塑性樹脂層とを
重ね合せ、紙容器の内層を形成する樹脂同志を融着させ
ることによって行われる所謂ヘミンク法、あるいは折り
返しの際に内側となる紙層な一部削り取って薄くし、薄
＜シた部分を折り返すスカイブヘミング法が採用される
。第１Ｖは紙／ＰＥ／ＡＩ／変性ＰＥ／ポリエステルの
５層からなる積層体からスカイブヘミング法によって作
られた原反の断面図である。このようなシル法を採用す
ることによって、良好なフレバーバリヤー性が維持でき
る。筒状部材は、横断面形状が正方形、長方形、楕円形
、円形など種々の形状であってよい。
シールの方法は、シールされる樹脂側の層に、波長が約
ｌ０１６μｍの炭酸ガスレーザーを照射することによっ
て、樹脂の軟化もしくは溶融を行い、これらの面同志を
重ね合せ加圧することによって行われる。
紙容器の管状部材の製法においてレーザー光を用いてシ
ールする方法については、特開昭６０１５７８４２号公
報に開示されているが、この提案においてはポリエチレ
ンを内層とする紙容器において、ポリエチレン層を炭酸
ガスレーザーを用いてシールしているが、ポリエチレン
がレーザー光非吸収性であるため、入射レーザー光線の
殆どはボッエチレン層を透過し、紙層で吸収され、目的
とするコーティング層の加熱は紙面からの伝熱という間
接的な手段によって行なわれており、非効率的であるの
みならず、レーザー光により紙が損傷するという欠点が
あった。
またこの提案においては、ガスバリヤ−性、フレバーバ
リヤー性に優れた紙容器用製造における前記した問題点
及びその解決方法について何も認識していない。
これに反し、本発明でシール層として用いられているポ
リエステル及びエチレン・ビニルアルコール共重合体は
、炭酸ガスレーザー吸収性であり、レーザー光線はシー
ル層において直接熱エネルギーに変換し、熱による紙の
損傷を最小限にして、シール層を容易に、かつ効率的に
溶融もしくは軟化させることが可能である。このように
本発明においては、ポリエステル及びエチレン・ビニル
アルコール共重合体のシールに炭酸ガスレーザを適用し
たために炭酸ガスレーザーの長所が遺憾なく発揮され、
フレームシールを行う場合に比較して大巾に接着強度を
高めることが可能となつた。
レーザー照射に際し適切なシール強度を得るためには適
度なシール中、例えば２〜２５ｍｍ程度のシール中を有
することが好ましく、そのためにはデフォーカスしたレ
ーザー光を用いればよい。
またレーザー光による加熱は局部的であるのでシール樹
脂層は冷却固化し易い。したがって照射と加圧接着の工
程をできるだけ間を置かずに行うことが望ましい０例え
ば−側端面に折り返し部を設けたシート状原反の所定個
所にレーザー照射し、次いで筒状にしてシール部を重ね
合せ押圧する方法、あるいはシール状原反を所望形状の
筒状に近い状態まで成形した後、近接されたシール部に
レーザー照射しシール部の重ね合せを完了させ押圧する
方法などを採用することができる。又ヘミング或いはス
カイブヘミング処理された試料の場合、折り返されたポ
リエステル層を越えて、すなわち紙或いはＰＥ層にレー
ザーが照射される事は紙のダメージを防ぐために避けな
ければならない。
更に本紙器に酒、ジュース等を充填した時の容器として
の強度保持の為、ヘミング或いはスカイブヘミング処理
されていない側のポリエステル層端部は処理された部分
、すなわち折り返されたポリエステル層を越えて紙或い
はＰＥ層と充分に接着された方が好ましいが、レーザー
光照射により、充分にポリエステル層が軟化、溶融され
ておれば前記の紙或いはＰＥ層と強固に接着する事が可
能である。
レーザー照射条件は、出力、照射中、照射時間、シール
層の吸収係数などの関数であり、計算によって近似的に
適切な条件を設定することができ、また実験的に容易に
適切な条件を求めることができる０例えば出力は１０〜
３０００ワツト、処理速度１０〜４０（１ｍ／ｗｉｎの
如き条件を採用することができる。
［発明の効果１ 本発明によれば、シール強度が優れ、ガスバリヤ−性、
フレバーバリヤー性に優れた紙容器用の筒状部材が製造
できる。と（に短時間の照射によって高いシール強度が
得られるので高速でシールすることが可能である。本発
明で得られる筒状部材は、ジュース、牛乳、酒などの飲
料容器用として好適である。
［実施例］ 以下に本発明を実施例により具体的に説明する。
尚、実施例、比較例における成形加工及び評価法は以下
に記す条件、方法で行った。
レーザー発振器。
ＣＯ２レーザー、シングルビームモード最大出力１６０
０ｋｗ レーザー叩射システム： スカイブ・ヘミング処理された試料の 両端をビームスプリッタ−を通りかっ デフォーカスされた波長１０．６μｍのレザー光で照射
する。
筒状部材の製造および融着強度の測定。
上記したレーザー照射システムにより 照射された試料を素早（、連続的に４ ｋｇ／ｃｍ”圧で圧着する。得られた筒状物をオートグ
ラフによりＴ型はく離試験 を行い融着強度とした。
引張中”１５ｍｍ。
引張速度＝　３００ｍｍ／ｍｉｎ。
測定温度＝２３℃ 積層体の構成および原料樹脂 実施例、比較例に用いた積層体原反の 構成を表１に示す。
表１ 但し、表１に用いた各樹脂の内容は表２に示すとおりで
ある。
表２ 試料１．２．３の各積層体原反をいずれも第１図に示し
たように片側スカイブ・ヘミング処理し、折り返し端面
と他端面のシール層にそれぞれ表３に示した照射条件で
炭酸ガスレーザーを照射し、叩射された試料を圧着して
筒状体を製造し、融着強度を測定した。結果を表３に示
す。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明における紙容器製造のための一側端面を
折り返した原反の断面図の１例を示す図である。 ｌ・・紙層 ２・・ポリエチレン層 ３・・アルミニウム層 ４・・変性ポリエチレン層 ５・・ポリエステル層 特許出願人　三井・デュポンポリケミカル表３ 以下余白 図面の浄書 平成２年１１月１ｔＩ−日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）最内層に熱可塑性樹脂層を有する紙容器を製造す
    るための原反を筒状に成形する方法において、この原反
    は少なくとも紙及び容器最内層としての上記熱可塑性樹
    脂層を含む積層体から構成され、該熱可塑性樹脂層はポ
    リエステル及びエチレン・ビニルアルコール共重合体の
    中から選択され、原反の一側端面を折り返し、該折り返
    し端面と他側端面の熱可塑性樹脂層とを重ね合せて該熱
    可塑性樹脂同志のシールを行い、この際、シールは炭酸
    ガスレーザー照射により該熱可塑性樹脂の軟化又は溶融
    した後の加圧によって行うことを特徴とする紙容器用筒
    状部材の製造方法。
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