液体用紙容器
【課題】長距離輸送においても、衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有し、かつ、使用時の開封もし易い液体用紙容器を提供する。
【解決手段】紙を基材２とし、内側に補強層５と接液側となる接液層６とからなるヒートシーラント層４を形成した積層体１からなる液体用紙容器Ｐであって、補強層５が線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなる層であり、接液層６が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層である液体用紙容器Ｐにより、上記課題を解決する。接液層６における低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）との混合割合において、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が２０〜８０質量％であることが好ましい。
【解決手段】紙を基材２とし、内側に補強層５と接液側となる接液層６とからなるヒートシーラント層４を形成した積層体１からなる液体用紙容器Ｐであって、補強層５が線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなる層であり、接液層６が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層である液体用紙容器Ｐにより、上記課題を解決する。接液層６における低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）との混合割合において、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が２０〜８０質量％であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳、乳飲料、ジュース等の液体を包装する液体用紙容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙を基材とするゲーベルトップ型や、ブリック型等の液体用紙容器は、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。液体用紙容器用の積層体は、低温流通タイプから、常温流通かつ長期流通の可能なタイプまで様々であり、その仕様は、内容物およびその滅菌方法、包装方法、賞味期限の設定等によりそれぞれ設計される。従来の牛乳等の低温流通（チルド流通）用として用いられる液体用紙容器の積層体の主となる構成は、低密度ポリエチレン／紙／低密度ポリエチレンである。低密度ポリエチレン（以下、ＬＤＰＥともいう。）は、シーラントとして機能し、積層体を形成する際のラミネート加工性、容器を成形する時のヒートシール性が良いことから、最も多く用いられ、特に、乳製品等には乳等省令に適合する無添加のＬＤＰＥが使用されている。
【０００３】
しかし、牛乳等の低温流通（チルド流通）用に用いられる液体用紙容器は、製品の輸送距離が長くなった場合に衝撃等による破損や漏れが発生する可能性があり、これらに耐えられる材料構成が求められている。これに対し、接液面側の層を線状低密度ポリエチレン（以下、ＬＬＤＰＥともいう。）とする構成の材料を使用し、衝撃等に対する強度を上げた液体用紙容器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、接液面側の層としてＬＬＤＰＥの層を用いると、液体用紙容器を成形する時のトップシールによるシール強度が強くなり過ぎるため、実際に消費者が液体用紙容器を開封して内容物を取り出す際に、開封がし難くなるという不都合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有し、かつ、使用時の開封もし易い液体用紙容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の液体用紙容器は、紙を基材とし、内側に補強層と接液側となる接液層とからなるヒートシーラント層を形成した積層体からなる液体用紙容器であって、前記補強層が線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなる層であり、前記接液層が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層であることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、補強層及び接液層にＬＬＤＰＥが含まれていることにより、これらの層を共押出ラミネーション法等により形成する際の温度を低下させることができる。そのため、材料の酸化や劣化を防いで、補強層及び接液層の破断強度や衝撃強度を向上させることができ、製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有する液体用紙容器を提供できる。また、本発明の液体用紙容器は、接液層がＬＤＰＥとＬＬＤＰＥを混合した樹脂からなる層であるため、ＬＬＤＰＥのみの層に比べて液体用紙容器を成形する時のトップシールによるシール強度が強くなり過ぎることがない。そのため、本発明の液体用紙容器は、消費者が液体用紙容器を使用する際の開封もし易く、実用化に適している。
【０００９】
上記本発明の液体用紙容器において、前記接液層における低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）との混合割合において、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が２０〜８０質量％であることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、接液層におけるＬＤＰＥとＬＬＤＰＥが特に上記範囲内の混合割合であることにより、液体用紙容器の強度がより高くなり、液体用紙容器の開封し易さも向上する。
【００１１】
上記本発明の液体用紙容器において、前記ヒートシーラント層を形成する前記補強層と前記接液層の厚み比率（補強層の厚み／接液層の厚み）が、０．２〜５の範囲内であることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、さらに、補強層と接液層の厚みの比率が上記範囲内であることにより、液体用紙容器の強度がより高くなり、液体用紙容器の開封し易さも向上する。
【００１３】
上記本発明の液体用紙容器において、前記線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）および前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が、添加剤を加えない無添加の樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、接液層や補強層に用いられるＬＬＤＰＥやＬＤＰＥが無添加の樹脂であることにより、乳等省令で規定されている牛乳等の乳製品の低温流通（チルド流通）の液体用紙容器としても、好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液体用紙容器によれば、容器内側の接液層を上述の構成としたことにより、容器に内容物を封入した製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有し、かつ、使用時の開封もし易い液体用紙容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の液体用紙容器の実施例を示す、（ａ）紙容器の斜視図、（ｂ）紙容器を構成する積層体の層構成を説明する断面図である。
【図２】図１の（ａ）ＤＳ部、（ｂ）ＣＳ部を示すＷ−Ｗ部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、本明細書においては、図面を含め、容器の形態の例としてゲーベルトップ型液体用紙容器により記載した。図１は、本発明による液体用紙容器の実施例を示す、（ａ）液体用紙容器の斜視図、（ｂ）液体用紙容器を構成する積層体の層構成を説明する断面図である。図２は、図１のＷ−Ｗ部断面図であって、（ａ）ＤＳ部、（ｂ）ＣＳ部を示す。
【００１８】
主として液体を内容物とするゲーベルトップ型等の液体用紙容器Ｐにおいては、板紙を芯素材として、種々の素材をラミネートした積層体を用いることが一般的である。その積層体１の構成は、本発明においては、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、液体用紙容器Ｐを構成する積層体１として、紙からなる基材２の一方の面（表面）に最外層３を設け、他の面（裏面）にヒートシーラント層４を設ける。このヒートシーラント層４は、補強層５と接液側となる接液層６とからなる。ヒートシーラント層４は、接液面側が内容物に直接接触するため、内容物の物性を変化あるいは劣化させることなく、内容物が液体用紙容器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。また、空気の流通をも遮断する気密性のあることが求められる。
【００１９】
密封された液体用紙容器Ｐにおいては、いかなる部位からも液漏れがあってはならない。例えば、ゲーベルトップ型液体用紙容器の場合、容器の構造上、漏れ易い、気密性を損ないやすい部位としては、図２に示すように、貼着板の接合端部である段差部ＤＳにおける空隙Ｘ、及び、図２（ｂ）に示すようにゲーベルトップ（屋根）の中のセンターシール部ＣＳにおける空隙Ｙである。この段差部ＤＳおよびセンターシール部ＣＳに形成される空隙Ｘ、Ｙは、溶融樹脂により確実に密封する際に特に注意すべき部位である。液体用紙容器Ｐの上部の部位について説明したが、その底部にも同様の漏れやすい、あるいは、気密性を損ない易い部位が存在する。液体を封入した液体用紙容器Ｐの輸送時に、これらの部位が衝撃等により破損し、液漏れを起こさせることがあり、特に長距離輸送の場合にその危険性が高くなっている。このような状況に対応し、本発明は、破断強度や衝撃強度の高い本発明の液体用紙容器Ｐを提供するものである。
【００２０】
本発明の液体用紙容器Ｐの積層体１を構成する基材２、補強層５と接液層６とを含むヒートシーラント層４及び任意に設けられる最外層３について、以下に説明する。
【００２１】
基材２は紙からなり、この紙は、液体用紙容器Ｐを構成する基本素材となることから賦型性、耐屈曲性、剛性、腰、強度等を有するものを使用することができる。紙としては、例えば、主強度材であり、強サイズ性の晒または未晒の紙基材、あるいは、純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙、ミルク原紙等の各種の紙基材を使用することができる。基材２は、これらの紙を複数層重ねたものであってもよい。また、紙は、通常、坪量１０〜６００ｇ／ｍ２程度のものが用いられ、容器としての剛性が要求される場合には、一般に板紙と言われる坪量１００〜５００ｇ／ｍ２程度のものが好適に用いられる。紙の厚さは、通常、１１０〜８６０μｍ程度、好ましくは１４０〜６４０μｍ程度である。
【００２２】
ヒートシーラント層４は、基材２側の補強層５と内容物である液体に接する側の接液層６とからなる。補強層５は線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなり、接液層６は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層である。ヒートシーラント層４をこのように２層構成とすることによって、液体用紙容器として要求される性能や機能、例えば、ヒートシール性（密封性）、開封性、耐衝撃性等を付与することができる。ヒートシーラント層４は、特にヒートシールによる密封性が高く、液体用紙容器Ｐを成形する際のヒートシール部における段差部ＤＳやセンターシール部ＣＳの空隙部Ｘ、Ｙに溶融樹脂を充填することが可能となる。
【００２３】
補強層５及び接液層６の少なくともいずれかに用いられるＬＬＤＰＥ及びＬＤＰＥについて、その材質等を説明する。
【００２４】
補強層５及び接液層６に用いられるＬＬＤＰＥは、エチレンとα−オレフィンとの共重合体を指す。α−オレフィンとしては、直鎖または分岐鎖状の炭素数３〜２０のオレフィンが好ましく、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン等を挙げることができる。特に、接液層６に用いるα−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチルペンテンといった炭素数６以下を用いるのが好ましい。また、補強層５に用いるα−オレフィンとしては、直鎖または分岐鎖状の炭素数６〜２０のオレフィンであり、例えば、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン等が好ましい。オレフィンの直鎖または分岐鎖状の炭素数が３未満の場合、共重合体の強度が弱くなり、炭素数が２０を超えた場合、製造での経済性の点で好ましくない。また、それらを２種類以上組み合わせて使用しても良い。これら共重合体の中でも、エチレン・１−ヘキセン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体が強度と経済性の観点から好適である。
【００２５】
また、メタロセン触媒で重合したＬＬＤＰＥは、チーグラーナッタ触媒で重合したＬＬＤＰＥに比べて、引張り強度・引き裂き強度・突き刺し強度等の機械的特性に優れており好適に使用できる。また、メタロセン触媒で重合したＬＬＤＰＥを液体用紙容器Ｐに用いた場合には、内容物にポリエチレン臭がつきにくく内容物のフレーバーを保持しやすい。ここで、シングルサイト触媒（メタロセン触媒、いわゆるカミンスキー触媒を含む）は、活性点が均一（シングルサイト）であるという特徴を持つ。このシングルサイト触媒は、メタロセン系遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒であり、無機物に担持されて使用されることもある。
【００２６】
ここで、メタロセン系遷移金属化合物としては、例えば、ＩＶＢ族から選ばれる遷移金属［チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）］に、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、テトラヒドロインデニル基、置換テトラヒドロインデニル基、フルオニル基または置換フルオニル基が１乃至２結合しているか、あるいは、これらのうちの二つの基が共有結合で架橋したものが結合しており、他に水素原子、酸素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アセチルアセトナート基、カルボニル基、窒素分子、酸素分子、ルイス塩基、ケイ素原子を含む置換基、不飽和炭化水素等の配位子を有するものが挙げられる。
【００２７】
また、有機アルミニウム化合物としては、アルキルアルミニウム、または鎖状あるいは環状アルミノキサン等が挙げられる。ここで、アルキルアルミニウムとしては、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジメチルアルミニウフルオリド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、エチルアルミニウムセスキクロリド等が挙げられる。
【００２８】
また、鎖状あるいは環状アルミノキサンは、アルキルアルミニウムと水を接触させて生成される。例えば、重合時にアルキルアルミニウムを加えておき、後に水を添加するか、あるいは、錯塩の結晶水または有機・無機化合物の吸着水とアルキルアルミニウムとを反応させることで得られる。
【００２９】
また、本発明に使用可能なＬＬＤＰＥは、密度が０．９００〜０．９４５ｇ／ｃｍ3の範囲のものが好ましく、さらに好ましくは０．９０５〜９２０ｇ／ｃｍ3の範囲にあるものである。なお、この密度は、ＩＳＯ １８７２−２（ＪＩＳ Ｋ６９２２−２）に準拠して測定された値である。ＬＬＤＰＥの密度が０．９００ｇ／ｃｍ3未満であると、トップシールして液体用紙容器に成形した後、シール強度が強くなりすぎ開封不良を起こし易くなる。一方、ＬＬＤＰＥの密度が０．９４５ｇ／ｃｍ3を超えた場合、液体用紙容器を形成する時のシール性が不十分となり漏れの原因となる恐れがある。
【００３０】
補強層５のＭ．Ｉ（メルトフローインデックス）は３〜１５が好ましく、５〜１０がより好ましい。この範囲にすることにより安定した強度を確保することができる。また、接液層６のＭ．Ｉ（メルトフローインデックス）は５〜２０が好ましく、７〜１５がより好ましい。この範囲にすることにより安定した開封性を得ることができる。
【００３１】
さらに、乳製品用としては、乳等省令に適合する無添加ＬＬＤＰＥを使用するが、この無添加ＬＬＤＰＥは、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、難燃化剤、顔料、染料、無機および有機充填剤等の各種添加剤を含まない樹脂である。
【００３２】
すなわち、ＬＬＤＰＥの場合、イオン重合のため必ず反応触媒が使用され、一般的には、四塩化塩素を含有した塩素系触媒がされ、塩素には腐食性があるため、中和するためにステアリン酸カルシウム等を使用することになり、このことにより塩化カルシウム、ステアリン酸等が生成され、無添加のＬＬＤＰＥとならなくなる。本発明で使用するＬＬＤＰＥは、重合時に使用する触媒が非塩素系タイプであるため、中和剤を添加する必要がなく無添加のＬＬＤＰＥとすることができる。
【００３３】
接液層６に用いられるＬＤＰＥとしては、一般に５００〜７０００気圧の高圧下でラジカル重合開始剤の存在下で重合することで得られ、多くの長鎖分岐を有することを特徴の１つとしている。その長鎖分岐を有する構造のために優れた押出特性を持っていることが知られており、押出ラミネート法には特に好適に用いられる。
【００３４】
さらに、乳製品用としては、乳等省令に適合する無添加ＬＤＰＥを使用するが、この無添加ＬＤＰＥは、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、難燃化剤、顔料、染料、無機および有機充填剤等の各種添加剤を含まない樹脂である。
【００３５】
ここで、接液層６の混合樹脂について説明する。混合樹脂におけるＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとの混合割合は、特に限定されないが、混合樹脂におけるＬＬＤＰＥの割合が２０〜８０質量％であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０質量％である。混合樹脂の混合割合をこのような範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができるとともに安定した開封性を得ることができる。一方、混合樹脂におけるＬＬＤＰＥの割合が２０質量％未満であると、耐衝撃性を強化することができず、漏れが発生しやすくなるという問題があり、８０質量％を超えると、開封性が悪くなるという問題がある。
【００３６】
接液層６の混合樹脂の密度は、特に限定されず、混合する各樹脂の密度や割合にもよるが、例えば、０．９０５〜０．９２５ｇ／ｃｍ３程度である。接液層６の混合樹脂密度をこの範囲とすることにより、安定した開封性を得ることができる。
【００３７】
ヒートシーラント層４の厚みは、２５〜６０μｍ、より好ましくは２５〜４０μｍである。ヒートシーラント層４の厚みが２５μｍ未満の場合、ヒートシール部の段差にピンホールが発生しやすくなる。一方、ヒートシーラント層４の厚みが６０μｍを超えるとヒートシールに時間がかかり、液体用紙容器Ｐを成形する効率が低下する。
【００３８】
補強層５であるＬＬＤＰＥの層の厚みは、１０〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。補強層５の厚みをこの範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができる。一方、補強層５の厚みが１０μｍ未満の場合には、耐衝撃性を強化する効果が見られなくなり、５０μｍを超えた場合には、シール強度が強くなりすぎ、使用時の開封性が低下する。
【００３９】
接液層６であるＬＤＰＥとＬＬＤＰＥの混合樹脂層の厚みは、１０〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。接液層６の厚みをこの範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができ、安定した開封性を得ることができる。一方、接液層６の厚みが１０μｍ未満の場合には、耐衝撃性を強化することができない場合があり、５０μｍを超えた場合には、シール強度が強くなりすぎ、使用時の開封性が悪くなるという問題がある。
【００４０】
ヒートシーラント層４における補強層５と接液層６の厚み比率（補強層５の厚み／接液層６の厚み）は、０．２〜５の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、１〜４の範囲内である。厚み比率をこの範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができ、安定した開封性を得ることができる。一方、補強層５と接液層６の厚み比率が０．２未満の場合には、耐衝撃性を強化することができず、漏れが発生しやすくなるという問題があり、厚み比率が５を超えた場合には、シール強度が強くなりすぎ、使用時の開封性が悪くなるという問題がある。
【００４１】
ヒートシーラント層４の形成方法は、特に限定されないが、例えば、補強層５としてのＬＬＤＰＥと、接液層６としてのＬＤＰＥ及びＬＬＤＰＥの混合樹脂と、の２種類を、共押出しによるフィルム成形法を用いて形成してもよく、フィルムラミネーション成形法を用いて形成してもよい。共押出しによるフィルム成形法としては、具体的に、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等が挙げられ、フィルムラミネーション成形法としては、具体的にドライラミネーション法が挙げられる。
【００４２】
これらの成形法のうち、共押出によるフィルム成形法が好ましく、共押出ラミネーション法が特に好ましく用いられる。この共押出成形法では、フィルムラミネーション法のように、加工時に使用される接着剤中の溶剤を乾燥させる必要がなく、溶媒乾燥工程が不要であり、フィルムラミネーション法と比較して生産性に優れる。インフレーション法あるいはＴダイ法によってフィルム化して層を構成することもできるが、その場合は、その製膜工程と紙にラミネートする工程との２工程となる。従って、共押出装置を搭載したラミネーターを用いて、紙面に直接共押出しラミネーションして積層体とする方法が好ましく、その結果、一度の加工工程で積層体１とすることが可能である。なお、補強層５と接液層６とを一層ずつ形成することも可能であり、各層について押出ラミネーションやフィルムラミネーション等が用いられる。
【００４３】
上記各手法を用いたヒートシーラント層４を形成する際の温度は、特に限定されないが、２７０〜３１０℃程度、好ましくは２８０〜３００℃程度に低くすることができる。すなわち、補強層５と接液層６にＬＬＤＰＥが含まれていることにより、これらの層の形成温度を低下させることができる。そのため、材料の酸化や劣化を防いで、補強層５及び接液層６の破断強度や衝撃強度を向上させることができ、製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有する液体用紙容器Ｐを提供できる。
【００４４】
さらに、ヒートシーラント層４を形成する際に、基材２である紙面と補強層５であるＬＬＤＰＥとの接着を高めるために、接合面にコロナ処理、オゾン処理、フレーム処理、低温プラズマ処理、電子線照射処理、紫外線照射処理など各種の前処理を施こすことが好ましい。この中では比較的簡便で効果の高いフレーム処理が好適に用いられる。
【００４５】
最外層３は、積層体１に任意に設けられる層であり、基材２の外部を保護し、積層体１の端の部分においては、加熱されてヒートシーラント層４と貼り合わせるために設けられる。そのため、最外層３の材料としては、通常、ポリエチレン（ＰＥ）、特に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が用いられ、裏面側のヒートシーラント層４とのヒートシール性が良好となるように、ヒートシーラント層４の接液層６に含まれるＬＤＰＥと同様のＬＤＰＥを用いることが好ましい。このＬＬＤＰＥの密度は、通常、低密度ポリエチレンといわれる範囲であれば特に限定されないが、０．９１〜０．９４ｇ／ｃｍ３程度であり、そのメルトインデックスＭ．Ｉ．も、特に限定されないが、通常、１〜２０程度である。
【００４６】
最外層３の形成方法は、特に限定されないが、例えば、基材２の一方の面に押出コート、押出ラミネーション等をすることにより形成される。最外層３の厚さは、特に限定されないが、通常、１０〜２５μｍ程度である。
【００４７】
本発明の液体用紙容器Ｐの積層体１には、上述した各層が設けられていれば、他の構成は特に限定されず、例えば、基材２と最外層３との間に文字、図形、記号、その他の所望の絵柄等を示す印刷層等が設けられていてもよいし、基材２とヒートシーラント層４との間にバリア層等が設けられていてもよい。また、最外層３のさらに表面に印刷層を設けることもでき、この場合には、印刷層に用いられる印刷インキの密着性の向上を図るために表面に例えばコロナ処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００４８】
積層体１を用いた液体用紙容器Ｐの製造方法は、特に限定されないが、通常、前述の層構成からなる積層体１のシートを作製した後、所定の形状に打ち抜き、端面をスカイブ・ヘミングして内容物が端面に接触しないようにし、液体の充填装置内で底部及びトップ部を熱風加熱、火炎加熱等によりヒートシールして液体用紙容器Ｐとする。
【００４９】
この液体用紙容器Ｐの形状については、用途・目的等に応じて適宜決定すればよく、図１に示すゲーベルトップ型や、その他にブリック型、フラットトップ型等が挙げられる。また、この紙容器の注出口には、たとえばポリエチレン製のキャップ、プルタブ型の開封機構等を適宜に設けてもよい。
【００５０】
液体用紙容器Ｐの内容物も、特に限定されず、牛乳、ジュース、ミネラルウォーター、緑茶、紅茶、ウーロン茶、日本酒、焼酎等の飲料や、食用油、醤油、みりん、食酢、固形物の入った調味料等の食品、シャンプー、リンス、機械油等の非食品等、様々な液体を内容物とすることができる。
【実施例】
【００５１】
本発明を実施例により説明する。以下からの実施例と比較例の積層体を作製し、液体用紙容器を成形、内容物を充填して、それぞれの項目について評価した。
【００５２】
（実施例１）
基材として、坪量３２０ｇ／ｍ2のミルクカートン原紙を用い、その表面側に、最外層として、無添加のＬＤＰＥ（ＬＣ５２０（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９２３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ３．８）を厚さ１７μｍで３１０℃にて押出コーティングした。基材の裏面側に、ヒートシーラント層を２９０℃にて共押出コーティングした。ヒートシーラント層は、基材側の補強層と接液側の接液層とからなり、補強層は無添加のＬＬＤＰＥ（ＮＨ７４５Ｎ（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９１３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ８）、厚さ２０μｍであった。接液層は無添加のＬＤＰＥ（ＬＣ５２０（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９２３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ３．８）と無添加のＬＬＤＰＥ（ＮＨ７４５Ｎ（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９１３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ８）との混合樹脂（密度０．９２１ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ４．５）である。接液層におけるＬＬＤＰＥの割合が２０質量％であり、ＬＤＰＥの割合が８０質量％である。接液層の厚さは２０μｍであった。このようにして、下記の構成の実施例１の積層体を作製した。
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ2／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ＋ＬＬＤＰＥ）２０μｍ
【００５３】
次に、この積層体を使用して、公知の方法で容量１０００ｍｌのゲーブルトップ型の紙容器を作製し、中に内容物として緑茶を充填して密封して実施例１の液体用紙容器とした。
【００５４】
（実施例２）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を４０質量％、ＬＤＰＥの割合を６０質量％とした他は、実施例１と同様にして、実施例２の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５５】
（実施例３）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を６０質量％、ＬＤＰＥの割合を４０質量％とした他は、実施例１と同様にして、実施例３の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５６】
（実施例４）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を８０質量％、ＬＤＰＥの割合を２０質量％とした他は、実施例１と同様にして、実施例４の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５７】
なお、上記実施例１〜４の接液層におけるＬＬＤＰＥとＬＤＰＥの配合比に対するＭ．Ｉは以下の表の通りである。
【表１】
【００５８】
（比較例１）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を０質量％、すなわち、接液層をＬＤＰＥからなる層とし、ヒートシーラント層の共押出ラミネーション温度を３２０℃とした他は、実施例１と同様にして、比較例１の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５９】
（比較例２）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を１００質量％、すなわち、補強層と接液層を合わせてＬＬＤＰＥからなる厚さ４０μｍの層とし、ヒートシーラント層の共押出ラミネーション温度を２９０℃とした他は、実施例１と同様にして、比較例２の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００６０】
上記実施例１〜４および比較例１〜２の各項性をまとめると以下の通りである。
実施例１：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ８０％＋ＬＬＤＰＥ２０％）２０μｍ（接液面側））
実施例２：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ６０％＋ＬＬＤＰＥ４０％）２０μｍ（接液面側）
実施例３：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ４０％＋ＬＬＤＰＥ６０％）２０μｍ（接液面側）
実施例４：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ２０％＋ＬＬＤＰＥ８０％）２０μｍ（接液面側）
比較例１：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／ＬＤＰＥ２０μｍ（接液面側）
比較例２：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／ＬＬＤＰＥ２０μｍ（接液面側）
【００６１】
（評価方法）
上記実施例１〜４、比較例１、２の液体用紙容器について、下記の項目の各試験を行った。その評価結果を表１に示す。
【００６２】
（１）フィルム強度比較
ヒートシーラント層のフィルムの破断強度と伸度の比較をした。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００６３】
（試験条件）
サンプル：１５ｍｍ巾
引張りスピード：３００ｍｍ／ｍｉｎ
【００６４】
（結果）
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることにより破断強度が強くなっていることが確認できた。また、伸度についても破断強度同様ＬＬＤＰＥをブレンドすることによって伸び易いことが確認できた。
【００６７】
（２）振動試験
サンプルを１２本入りのクレートに入れ、３ケースを１５分単位で６０分まで縦方向のみの振動を加えた時の洩れを比較した。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００６８】
（試験条件）
振動数：０．８Ｈｚ、
振幅：５．５ｍｍ
【００６９】
（結果）
【表４】
【００７０】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることにより振動による洩れに対し優れていることが確認できた。
【００７１】
特にＬＬＤＰＥのブレンドを４０％以上にすることにより効果があることが確認できた。
【００７２】
（３）落下試験
高さ６０ｃｍからコンクリート面への底面単体落下を行い洩れるまでの落下回数を比較した。その結果は以下の通りである。
【００７３】
（結果）
【表５】
【００７４】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることにより落下による洩れに対し優れていることが確認できた。
【００７５】
（４）シール性試験
（株）中部機械製作所製（能力：１５００本／Ｈ）の充填機にてシール性の比較をした。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００７６】
（試験条件）
適性シール温度：４６０℃
【００７７】
（結果）
【表６】
【００７８】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることによりシール性が良好で、耐ピンホール性も良好であることが確認できた。
【００７９】
（５）開封性試験
上記シール性試験でトップシール温度を変化させたサンプルについて開封性を比較した。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００８０】
（試験条件）
適性シール温度：４６０℃
【００８１】
（結果）
【表７】
【００８２】
（評価）
開封性については、比較例２以外は実用レベルであることが確認できた。
【００８３】
（６）滑り性試験
内面（接液面）の滑り性について比較をした。その結果は以下の通りである。
【００８４】
（結果）
【表８】
【００８５】
（評価）
滑り性については、比較例２以外は実用レベルであることが確認できた。
【００８６】
（総合評価）
以上の各試験結果より、ＬＬＤＰＥとＬＤＰＥの混合樹脂からなる補強層を有する本願実施例１〜４の液体用紙容器は、破断強度、衝撃強度が高く、開封性もよいものであった。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、容器の成形性、密封性等に優れた、牛乳、乳飲料、ジュース等を包装する液体用紙容器に広く利用可能である。特に、長距離輸送が行われるチルド流通用に用いられる乳製品を内容物とする液体用紙容器に好適に適用できるものである。
【符号の説明】
【００８８】
１ 積層体
２ 基材
３ 最外層
４ ヒートシーラント層
５ 補強層
６ 接液層
Ｐ 液体用紙容器
Ｘ、Ｙ 空隙
ＤＳ 段差部
ＣＳ センターシール部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳、乳飲料、ジュース等の液体を包装する液体用紙容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙を基材とするゲーベルトップ型や、ブリック型等の液体用紙容器は、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。液体用紙容器用の積層体は、低温流通タイプから、常温流通かつ長期流通の可能なタイプまで様々であり、その仕様は、内容物およびその滅菌方法、包装方法、賞味期限の設定等によりそれぞれ設計される。従来の牛乳等の低温流通（チルド流通）用として用いられる液体用紙容器の積層体の主となる構成は、低密度ポリエチレン／紙／低密度ポリエチレンである。低密度ポリエチレン（以下、ＬＤＰＥともいう。）は、シーラントとして機能し、積層体を形成する際のラミネート加工性、容器を成形する時のヒートシール性が良いことから、最も多く用いられ、特に、乳製品等には乳等省令に適合する無添加のＬＤＰＥが使用されている。
【０００３】
しかし、牛乳等の低温流通（チルド流通）用に用いられる液体用紙容器は、製品の輸送距離が長くなった場合に衝撃等による破損や漏れが発生する可能性があり、これらに耐えられる材料構成が求められている。これに対し、接液面側の層を線状低密度ポリエチレン（以下、ＬＬＤＰＥともいう。）とする構成の材料を使用し、衝撃等に対する強度を上げた液体用紙容器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、接液面側の層としてＬＬＤＰＥの層を用いると、液体用紙容器を成形する時のトップシールによるシール強度が強くなり過ぎるため、実際に消費者が液体用紙容器を開封して内容物を取り出す際に、開封がし難くなるという不都合があった。
【０００６】
そこで、本発明は、製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有し、かつ、使用時の開封もし易い液体用紙容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の液体用紙容器は、紙を基材とし、内側に補強層と接液側となる接液層とからなるヒートシーラント層を形成した積層体からなる液体用紙容器であって、前記補強層が線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなる層であり、前記接液層が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層であることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、補強層及び接液層にＬＬＤＰＥが含まれていることにより、これらの層を共押出ラミネーション法等により形成する際の温度を低下させることができる。そのため、材料の酸化や劣化を防いで、補強層及び接液層の破断強度や衝撃強度を向上させることができ、製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有する液体用紙容器を提供できる。また、本発明の液体用紙容器は、接液層がＬＤＰＥとＬＬＤＰＥを混合した樹脂からなる層であるため、ＬＬＤＰＥのみの層に比べて液体用紙容器を成形する時のトップシールによるシール強度が強くなり過ぎることがない。そのため、本発明の液体用紙容器は、消費者が液体用紙容器を使用する際の開封もし易く、実用化に適している。
【０００９】
上記本発明の液体用紙容器において、前記接液層における低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）との混合割合において、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が２０〜８０質量％であることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、接液層におけるＬＤＰＥとＬＬＤＰＥが特に上記範囲内の混合割合であることにより、液体用紙容器の強度がより高くなり、液体用紙容器の開封し易さも向上する。
【００１１】
上記本発明の液体用紙容器において、前記ヒートシーラント層を形成する前記補強層と前記接液層の厚み比率（補強層の厚み／接液層の厚み）が、０．２〜５の範囲内であることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、さらに、補強層と接液層の厚みの比率が上記範囲内であることにより、液体用紙容器の強度がより高くなり、液体用紙容器の開封し易さも向上する。
【００１３】
上記本発明の液体用紙容器において、前記線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）および前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が、添加剤を加えない無添加の樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、接液層や補強層に用いられるＬＬＤＰＥやＬＤＰＥが無添加の樹脂であることにより、乳等省令で規定されている牛乳等の乳製品の低温流通（チルド流通）の液体用紙容器としても、好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液体用紙容器によれば、容器内側の接液層を上述の構成としたことにより、容器に内容物を封入した製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有し、かつ、使用時の開封もし易い液体用紙容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の液体用紙容器の実施例を示す、（ａ）紙容器の斜視図、（ｂ）紙容器を構成する積層体の層構成を説明する断面図である。
【図２】図１の（ａ）ＤＳ部、（ｂ）ＣＳ部を示すＷ−Ｗ部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、本明細書においては、図面を含め、容器の形態の例としてゲーベルトップ型液体用紙容器により記載した。図１は、本発明による液体用紙容器の実施例を示す、（ａ）液体用紙容器の斜視図、（ｂ）液体用紙容器を構成する積層体の層構成を説明する断面図である。図２は、図１のＷ−Ｗ部断面図であって、（ａ）ＤＳ部、（ｂ）ＣＳ部を示す。
【００１８】
主として液体を内容物とするゲーベルトップ型等の液体用紙容器Ｐにおいては、板紙を芯素材として、種々の素材をラミネートした積層体を用いることが一般的である。その積層体１の構成は、本発明においては、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、液体用紙容器Ｐを構成する積層体１として、紙からなる基材２の一方の面（表面）に最外層３を設け、他の面（裏面）にヒートシーラント層４を設ける。このヒートシーラント層４は、補強層５と接液側となる接液層６とからなる。ヒートシーラント層４は、接液面側が内容物に直接接触するため、内容物の物性を変化あるいは劣化させることなく、内容物が液体用紙容器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。また、空気の流通をも遮断する気密性のあることが求められる。
【００１９】
密封された液体用紙容器Ｐにおいては、いかなる部位からも液漏れがあってはならない。例えば、ゲーベルトップ型液体用紙容器の場合、容器の構造上、漏れ易い、気密性を損ないやすい部位としては、図２に示すように、貼着板の接合端部である段差部ＤＳにおける空隙Ｘ、及び、図２（ｂ）に示すようにゲーベルトップ（屋根）の中のセンターシール部ＣＳにおける空隙Ｙである。この段差部ＤＳおよびセンターシール部ＣＳに形成される空隙Ｘ、Ｙは、溶融樹脂により確実に密封する際に特に注意すべき部位である。液体用紙容器Ｐの上部の部位について説明したが、その底部にも同様の漏れやすい、あるいは、気密性を損ない易い部位が存在する。液体を封入した液体用紙容器Ｐの輸送時に、これらの部位が衝撃等により破損し、液漏れを起こさせることがあり、特に長距離輸送の場合にその危険性が高くなっている。このような状況に対応し、本発明は、破断強度や衝撃強度の高い本発明の液体用紙容器Ｐを提供するものである。
【００２０】
本発明の液体用紙容器Ｐの積層体１を構成する基材２、補強層５と接液層６とを含むヒートシーラント層４及び任意に設けられる最外層３について、以下に説明する。
【００２１】
基材２は紙からなり、この紙は、液体用紙容器Ｐを構成する基本素材となることから賦型性、耐屈曲性、剛性、腰、強度等を有するものを使用することができる。紙としては、例えば、主強度材であり、強サイズ性の晒または未晒の紙基材、あるいは、純白ロール紙、クラフト紙、板紙、加工紙、ミルク原紙等の各種の紙基材を使用することができる。基材２は、これらの紙を複数層重ねたものであってもよい。また、紙は、通常、坪量１０〜６００ｇ／ｍ２程度のものが用いられ、容器としての剛性が要求される場合には、一般に板紙と言われる坪量１００〜５００ｇ／ｍ２程度のものが好適に用いられる。紙の厚さは、通常、１１０〜８６０μｍ程度、好ましくは１４０〜６４０μｍ程度である。
【００２２】
ヒートシーラント層４は、基材２側の補強層５と内容物である液体に接する側の接液層６とからなる。補強層５は線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなり、接液層６は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層である。ヒートシーラント層４をこのように２層構成とすることによって、液体用紙容器として要求される性能や機能、例えば、ヒートシール性（密封性）、開封性、耐衝撃性等を付与することができる。ヒートシーラント層４は、特にヒートシールによる密封性が高く、液体用紙容器Ｐを成形する際のヒートシール部における段差部ＤＳやセンターシール部ＣＳの空隙部Ｘ、Ｙに溶融樹脂を充填することが可能となる。
【００２３】
補強層５及び接液層６の少なくともいずれかに用いられるＬＬＤＰＥ及びＬＤＰＥについて、その材質等を説明する。
【００２４】
補強層５及び接液層６に用いられるＬＬＤＰＥは、エチレンとα−オレフィンとの共重合体を指す。α−オレフィンとしては、直鎖または分岐鎖状の炭素数３〜２０のオレフィンが好ましく、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン等を挙げることができる。特に、接液層６に用いるα−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチルペンテンといった炭素数６以下を用いるのが好ましい。また、補強層５に用いるα−オレフィンとしては、直鎖または分岐鎖状の炭素数６〜２０のオレフィンであり、例えば、１−ヘキセン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン等が好ましい。オレフィンの直鎖または分岐鎖状の炭素数が３未満の場合、共重合体の強度が弱くなり、炭素数が２０を超えた場合、製造での経済性の点で好ましくない。また、それらを２種類以上組み合わせて使用しても良い。これら共重合体の中でも、エチレン・１−ヘキセン共重合体、エチレン・４−メチル−１−ペンテン共重合体、エチレン・１−オクテン共重合体が強度と経済性の観点から好適である。
【００２５】
また、メタロセン触媒で重合したＬＬＤＰＥは、チーグラーナッタ触媒で重合したＬＬＤＰＥに比べて、引張り強度・引き裂き強度・突き刺し強度等の機械的特性に優れており好適に使用できる。また、メタロセン触媒で重合したＬＬＤＰＥを液体用紙容器Ｐに用いた場合には、内容物にポリエチレン臭がつきにくく内容物のフレーバーを保持しやすい。ここで、シングルサイト触媒（メタロセン触媒、いわゆるカミンスキー触媒を含む）は、活性点が均一（シングルサイト）であるという特徴を持つ。このシングルサイト触媒は、メタロセン系遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒であり、無機物に担持されて使用されることもある。
【００２６】
ここで、メタロセン系遷移金属化合物としては、例えば、ＩＶＢ族から選ばれる遷移金属［チタニウム（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）］に、シクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、テトラヒドロインデニル基、置換テトラヒドロインデニル基、フルオニル基または置換フルオニル基が１乃至２結合しているか、あるいは、これらのうちの二つの基が共有結合で架橋したものが結合しており、他に水素原子、酸素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アセチルアセトナート基、カルボニル基、窒素分子、酸素分子、ルイス塩基、ケイ素原子を含む置換基、不飽和炭化水素等の配位子を有するものが挙げられる。
【００２７】
また、有機アルミニウム化合物としては、アルキルアルミニウム、または鎖状あるいは環状アルミノキサン等が挙げられる。ここで、アルキルアルミニウムとしては、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジメチルアルミニウフルオリド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、エチルアルミニウムセスキクロリド等が挙げられる。
【００２８】
また、鎖状あるいは環状アルミノキサンは、アルキルアルミニウムと水を接触させて生成される。例えば、重合時にアルキルアルミニウムを加えておき、後に水を添加するか、あるいは、錯塩の結晶水または有機・無機化合物の吸着水とアルキルアルミニウムとを反応させることで得られる。
【００２９】
また、本発明に使用可能なＬＬＤＰＥは、密度が０．９００〜０．９４５ｇ／ｃｍ3の範囲のものが好ましく、さらに好ましくは０．９０５〜９２０ｇ／ｃｍ3の範囲にあるものである。なお、この密度は、ＩＳＯ １８７２−２（ＪＩＳ Ｋ６９２２−２）に準拠して測定された値である。ＬＬＤＰＥの密度が０．９００ｇ／ｃｍ3未満であると、トップシールして液体用紙容器に成形した後、シール強度が強くなりすぎ開封不良を起こし易くなる。一方、ＬＬＤＰＥの密度が０．９４５ｇ／ｃｍ3を超えた場合、液体用紙容器を形成する時のシール性が不十分となり漏れの原因となる恐れがある。
【００３０】
補強層５のＭ．Ｉ（メルトフローインデックス）は３〜１５が好ましく、５〜１０がより好ましい。この範囲にすることにより安定した強度を確保することができる。また、接液層６のＭ．Ｉ（メルトフローインデックス）は５〜２０が好ましく、７〜１５がより好ましい。この範囲にすることにより安定した開封性を得ることができる。
【００３１】
さらに、乳製品用としては、乳等省令に適合する無添加ＬＬＤＰＥを使用するが、この無添加ＬＬＤＰＥは、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、難燃化剤、顔料、染料、無機および有機充填剤等の各種添加剤を含まない樹脂である。
【００３２】
すなわち、ＬＬＤＰＥの場合、イオン重合のため必ず反応触媒が使用され、一般的には、四塩化塩素を含有した塩素系触媒がされ、塩素には腐食性があるため、中和するためにステアリン酸カルシウム等を使用することになり、このことにより塩化カルシウム、ステアリン酸等が生成され、無添加のＬＬＤＰＥとならなくなる。本発明で使用するＬＬＤＰＥは、重合時に使用する触媒が非塩素系タイプであるため、中和剤を添加する必要がなく無添加のＬＬＤＰＥとすることができる。
【００３３】
接液層６に用いられるＬＤＰＥとしては、一般に５００〜７０００気圧の高圧下でラジカル重合開始剤の存在下で重合することで得られ、多くの長鎖分岐を有することを特徴の１つとしている。その長鎖分岐を有する構造のために優れた押出特性を持っていることが知られており、押出ラミネート法には特に好適に用いられる。
【００３４】
さらに、乳製品用としては、乳等省令に適合する無添加ＬＤＰＥを使用するが、この無添加ＬＤＰＥは、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤、難燃化剤、顔料、染料、無機および有機充填剤等の各種添加剤を含まない樹脂である。
【００３５】
ここで、接液層６の混合樹脂について説明する。混合樹脂におけるＬＤＰＥとＬＬＤＰＥとの混合割合は、特に限定されないが、混合樹脂におけるＬＬＤＰＥの割合が２０〜８０質量％であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０質量％である。混合樹脂の混合割合をこのような範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができるとともに安定した開封性を得ることができる。一方、混合樹脂におけるＬＬＤＰＥの割合が２０質量％未満であると、耐衝撃性を強化することができず、漏れが発生しやすくなるという問題があり、８０質量％を超えると、開封性が悪くなるという問題がある。
【００３６】
接液層６の混合樹脂の密度は、特に限定されず、混合する各樹脂の密度や割合にもよるが、例えば、０．９０５〜０．９２５ｇ／ｃｍ３程度である。接液層６の混合樹脂密度をこの範囲とすることにより、安定した開封性を得ることができる。
【００３７】
ヒートシーラント層４の厚みは、２５〜６０μｍ、より好ましくは２５〜４０μｍである。ヒートシーラント層４の厚みが２５μｍ未満の場合、ヒートシール部の段差にピンホールが発生しやすくなる。一方、ヒートシーラント層４の厚みが６０μｍを超えるとヒートシールに時間がかかり、液体用紙容器Ｐを成形する効率が低下する。
【００３８】
補強層５であるＬＬＤＰＥの層の厚みは、１０〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。補強層５の厚みをこの範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができる。一方、補強層５の厚みが１０μｍ未満の場合には、耐衝撃性を強化する効果が見られなくなり、５０μｍを超えた場合には、シール強度が強くなりすぎ、使用時の開封性が低下する。
【００３９】
接液層６であるＬＤＰＥとＬＬＤＰＥの混合樹脂層の厚みは、１０〜５０μｍ、より好ましくは２０〜４０μｍである。接液層６の厚みをこの範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができ、安定した開封性を得ることができる。一方、接液層６の厚みが１０μｍ未満の場合には、耐衝撃性を強化することができない場合があり、５０μｍを超えた場合には、シール強度が強くなりすぎ、使用時の開封性が悪くなるという問題がある。
【００４０】
ヒートシーラント層４における補強層５と接液層６の厚み比率（補強層５の厚み／接液層６の厚み）は、０．２〜５の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、１〜４の範囲内である。厚み比率をこの範囲内とすることにより、安定した耐衝撃性を強化することができ、安定した開封性を得ることができる。一方、補強層５と接液層６の厚み比率が０．２未満の場合には、耐衝撃性を強化することができず、漏れが発生しやすくなるという問題があり、厚み比率が５を超えた場合には、シール強度が強くなりすぎ、使用時の開封性が悪くなるという問題がある。
【００４１】
ヒートシーラント層４の形成方法は、特に限定されないが、例えば、補強層５としてのＬＬＤＰＥと、接液層６としてのＬＤＰＥ及びＬＬＤＰＥの混合樹脂と、の２種類を、共押出しによるフィルム成形法を用いて形成してもよく、フィルムラミネーション成形法を用いて形成してもよい。共押出しによるフィルム成形法としては、具体的に、共押出Ｔダイ法、共押出インフレーション法、共押出ラミネーション法等が挙げられ、フィルムラミネーション成形法としては、具体的にドライラミネーション法が挙げられる。
【００４２】
これらの成形法のうち、共押出によるフィルム成形法が好ましく、共押出ラミネーション法が特に好ましく用いられる。この共押出成形法では、フィルムラミネーション法のように、加工時に使用される接着剤中の溶剤を乾燥させる必要がなく、溶媒乾燥工程が不要であり、フィルムラミネーション法と比較して生産性に優れる。インフレーション法あるいはＴダイ法によってフィルム化して層を構成することもできるが、その場合は、その製膜工程と紙にラミネートする工程との２工程となる。従って、共押出装置を搭載したラミネーターを用いて、紙面に直接共押出しラミネーションして積層体とする方法が好ましく、その結果、一度の加工工程で積層体１とすることが可能である。なお、補強層５と接液層６とを一層ずつ形成することも可能であり、各層について押出ラミネーションやフィルムラミネーション等が用いられる。
【００４３】
上記各手法を用いたヒートシーラント層４を形成する際の温度は、特に限定されないが、２７０〜３１０℃程度、好ましくは２８０〜３００℃程度に低くすることができる。すなわち、補強層５と接液層６にＬＬＤＰＥが含まれていることにより、これらの層の形成温度を低下させることができる。そのため、材料の酸化や劣化を防いで、補強層５及び接液層６の破断強度や衝撃強度を向上させることができ、製品の長距離輸送においても衝撃等による破損や漏れが発生することのない強度を有する液体用紙容器Ｐを提供できる。
【００４４】
さらに、ヒートシーラント層４を形成する際に、基材２である紙面と補強層５であるＬＬＤＰＥとの接着を高めるために、接合面にコロナ処理、オゾン処理、フレーム処理、低温プラズマ処理、電子線照射処理、紫外線照射処理など各種の前処理を施こすことが好ましい。この中では比較的簡便で効果の高いフレーム処理が好適に用いられる。
【００４５】
最外層３は、積層体１に任意に設けられる層であり、基材２の外部を保護し、積層体１の端の部分においては、加熱されてヒートシーラント層４と貼り合わせるために設けられる。そのため、最外層３の材料としては、通常、ポリエチレン（ＰＥ）、特に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が用いられ、裏面側のヒートシーラント層４とのヒートシール性が良好となるように、ヒートシーラント層４の接液層６に含まれるＬＤＰＥと同様のＬＤＰＥを用いることが好ましい。このＬＬＤＰＥの密度は、通常、低密度ポリエチレンといわれる範囲であれば特に限定されないが、０．９１〜０．９４ｇ／ｃｍ３程度であり、そのメルトインデックスＭ．Ｉ．も、特に限定されないが、通常、１〜２０程度である。
【００４６】
最外層３の形成方法は、特に限定されないが、例えば、基材２の一方の面に押出コート、押出ラミネーション等をすることにより形成される。最外層３の厚さは、特に限定されないが、通常、１０〜２５μｍ程度である。
【００４７】
本発明の液体用紙容器Ｐの積層体１には、上述した各層が設けられていれば、他の構成は特に限定されず、例えば、基材２と最外層３との間に文字、図形、記号、その他の所望の絵柄等を示す印刷層等が設けられていてもよいし、基材２とヒートシーラント層４との間にバリア層等が設けられていてもよい。また、最外層３のさらに表面に印刷層を設けることもでき、この場合には、印刷層に用いられる印刷インキの密着性の向上を図るために表面に例えばコロナ処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００４８】
積層体１を用いた液体用紙容器Ｐの製造方法は、特に限定されないが、通常、前述の層構成からなる積層体１のシートを作製した後、所定の形状に打ち抜き、端面をスカイブ・ヘミングして内容物が端面に接触しないようにし、液体の充填装置内で底部及びトップ部を熱風加熱、火炎加熱等によりヒートシールして液体用紙容器Ｐとする。
【００４９】
この液体用紙容器Ｐの形状については、用途・目的等に応じて適宜決定すればよく、図１に示すゲーベルトップ型や、その他にブリック型、フラットトップ型等が挙げられる。また、この紙容器の注出口には、たとえばポリエチレン製のキャップ、プルタブ型の開封機構等を適宜に設けてもよい。
【００５０】
液体用紙容器Ｐの内容物も、特に限定されず、牛乳、ジュース、ミネラルウォーター、緑茶、紅茶、ウーロン茶、日本酒、焼酎等の飲料や、食用油、醤油、みりん、食酢、固形物の入った調味料等の食品、シャンプー、リンス、機械油等の非食品等、様々な液体を内容物とすることができる。
【実施例】
【００５１】
本発明を実施例により説明する。以下からの実施例と比較例の積層体を作製し、液体用紙容器を成形、内容物を充填して、それぞれの項目について評価した。
【００５２】
（実施例１）
基材として、坪量３２０ｇ／ｍ2のミルクカートン原紙を用い、その表面側に、最外層として、無添加のＬＤＰＥ（ＬＣ５２０（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９２３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ３．８）を厚さ１７μｍで３１０℃にて押出コーティングした。基材の裏面側に、ヒートシーラント層を２９０℃にて共押出コーティングした。ヒートシーラント層は、基材側の補強層と接液側の接液層とからなり、補強層は無添加のＬＬＤＰＥ（ＮＨ７４５Ｎ（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９１３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ８）、厚さ２０μｍであった。接液層は無添加のＬＤＰＥ（ＬＣ５２０（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９２３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ３．８）と無添加のＬＬＤＰＥ（ＮＨ７４５Ｎ（日本ポリエチレン株式会社製）、密度０．９１３ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ８）との混合樹脂（密度０．９２１ｇ／ｃｍ３、Ｍ．Ｉ４．５）である。接液層におけるＬＬＤＰＥの割合が２０質量％であり、ＬＤＰＥの割合が８０質量％である。接液層の厚さは２０μｍであった。このようにして、下記の構成の実施例１の積層体を作製した。
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ2／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ＋ＬＬＤＰＥ）２０μｍ
【００５３】
次に、この積層体を使用して、公知の方法で容量１０００ｍｌのゲーブルトップ型の紙容器を作製し、中に内容物として緑茶を充填して密封して実施例１の液体用紙容器とした。
【００５４】
（実施例２）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を４０質量％、ＬＤＰＥの割合を６０質量％とした他は、実施例１と同様にして、実施例２の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５５】
（実施例３）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を６０質量％、ＬＤＰＥの割合を４０質量％とした他は、実施例１と同様にして、実施例３の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５６】
（実施例４）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を８０質量％、ＬＤＰＥの割合を２０質量％とした他は、実施例１と同様にして、実施例４の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５７】
なお、上記実施例１〜４の接液層におけるＬＬＤＰＥとＬＤＰＥの配合比に対するＭ．Ｉは以下の表の通りである。
【表１】
【００５８】
（比較例１）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を０質量％、すなわち、接液層をＬＤＰＥからなる層とし、ヒートシーラント層の共押出ラミネーション温度を３２０℃とした他は、実施例１と同様にして、比較例１の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００５９】
（比較例２）
接液層におけるＬＬＤＰＥの割合を１００質量％、すなわち、補強層と接液層を合わせてＬＬＤＰＥからなる厚さ４０μｍの層とし、ヒートシーラント層の共押出ラミネーション温度を２９０℃とした他は、実施例１と同様にして、比較例２の積層体及び液体用紙容器を作製した。
【００６０】
上記実施例１〜４および比較例１〜２の各項性をまとめると以下の通りである。
実施例１：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ８０％＋ＬＬＤＰＥ２０％）２０μｍ（接液面側））
実施例２：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ６０％＋ＬＬＤＰＥ４０％）２０μｍ（接液面側）
実施例３：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ４０％＋ＬＬＤＰＥ６０％）２０μｍ（接液面側）
実施例４：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／（ＬＤＰＥ２０％＋ＬＬＤＰＥ８０％）２０μｍ（接液面側）
比較例１：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／ＬＤＰＥ２０μｍ（接液面側）
比較例２：
ＬＤＰＥ１７μｍ／紙３２０ｇ／ｍ２／ＬＬＤＰＥ２０μｍ／ＬＬＤＰＥ２０μｍ（接液面側）
【００６１】
（評価方法）
上記実施例１〜４、比較例１、２の液体用紙容器について、下記の項目の各試験を行った。その評価結果を表１に示す。
【００６２】
（１）フィルム強度比較
ヒートシーラント層のフィルムの破断強度と伸度の比較をした。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００６３】
（試験条件）
サンプル：１５ｍｍ巾
引張りスピード：３００ｍｍ／ｍｉｎ
【００６４】
（結果）
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることにより破断強度が強くなっていることが確認できた。また、伸度についても破断強度同様ＬＬＤＰＥをブレンドすることによって伸び易いことが確認できた。
【００６７】
（２）振動試験
サンプルを１２本入りのクレートに入れ、３ケースを１５分単位で６０分まで縦方向のみの振動を加えた時の洩れを比較した。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００６８】
（試験条件）
振動数：０．８Ｈｚ、
振幅：５．５ｍｍ
【００６９】
（結果）
【表４】
【００７０】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることにより振動による洩れに対し優れていることが確認できた。
【００７１】
特にＬＬＤＰＥのブレンドを４０％以上にすることにより効果があることが確認できた。
【００７２】
（３）落下試験
高さ６０ｃｍからコンクリート面への底面単体落下を行い洩れるまでの落下回数を比較した。その結果は以下の通りである。
【００７３】
（結果）
【表５】
【００７４】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることにより落下による洩れに対し優れていることが確認できた。
【００７５】
（４）シール性試験
（株）中部機械製作所製（能力：１５００本／Ｈ）の充填機にてシール性の比較をした。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００７６】
（試験条件）
適性シール温度：４６０℃
【００７７】
（結果）
【表６】
【００７８】
（評価）
比較例１に比べ接液層にＬＬＤＰＥをブレンドすることによりシール性が良好で、耐ピンホール性も良好であることが確認できた。
【００７９】
（５）開封性試験
上記シール性試験でトップシール温度を変化させたサンプルについて開封性を比較した。試験条件およびその結果は以下の通りである。
【００８０】
（試験条件）
適性シール温度：４６０℃
【００８１】
（結果）
【表７】
【００８２】
（評価）
開封性については、比較例２以外は実用レベルであることが確認できた。
【００８３】
（６）滑り性試験
内面（接液面）の滑り性について比較をした。その結果は以下の通りである。
【００８４】
（結果）
【表８】
【００８５】
（評価）
滑り性については、比較例２以外は実用レベルであることが確認できた。
【００８６】
（総合評価）
以上の各試験結果より、ＬＬＤＰＥとＬＤＰＥの混合樹脂からなる補強層を有する本願実施例１〜４の液体用紙容器は、破断強度、衝撃強度が高く、開封性もよいものであった。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、容器の成形性、密封性等に優れた、牛乳、乳飲料、ジュース等を包装する液体用紙容器に広く利用可能である。特に、長距離輸送が行われるチルド流通用に用いられる乳製品を内容物とする液体用紙容器に好適に適用できるものである。
【符号の説明】
【００８８】
１ 積層体
２ 基材
３ 最外層
４ ヒートシーラント層
５ 補強層
６ 接液層
Ｐ 液体用紙容器
Ｘ、Ｙ 空隙
ＤＳ 段差部
ＣＳ センターシール部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙を基材とし、内側に補強層と接液側となる接液層とからなるヒートシーラント層を形成した積層体からなる液体用紙容器であって、
前記補強層が線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなる層であり、
前記接液層が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層であることを特徴とする液体用紙容器。
【請求項２】
前記接液層における低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）との混合割合において、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が２０〜８０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の液体用紙容器。
【請求項３】
前記ヒートシーラント層を形成する前記補強層と前記接液層の厚み比率（補強層の厚み／接液層の厚み）が、０．２〜５の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体用紙容器。
【請求項４】
前記線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）および前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が、添加剤を加えない無添加の樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体用紙容器。
【請求項１】
紙を基材とし、内側に補強層と接液側となる接液層とからなるヒートシーラント層を形成した積層体からなる液体用紙容器であって、
前記補強層が線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）からなる層であり、
前記接液層が低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを混合した樹脂からなる層であることを特徴とする液体用紙容器。
【請求項２】
前記接液層における低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）との混合割合において、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が２０〜８０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の液体用紙容器。
【請求項３】
前記ヒートシーラント層を形成する前記補強層と前記接液層の厚み比率（補強層の厚み／接液層の厚み）が、０．２〜５の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体用紙容器。
【請求項４】
前記線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）および前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が、添加剤を加えない無添加の樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体用紙容器。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２０７０５（Ｐ２０１１−２０７０５Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６７１５３（Ｐ２００９−１６７１５３）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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