JP2002225156A

JP2002225156A - 紙製容器の製造方法およびこの方法により製造された紙製容器

Info

Publication number: JP2002225156A
Application number: JP2001021194A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Takasaki; 智明高崎; Yoshiki Ueda; 佳樹植田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-08-14

Abstract

(57)【要約】【課題】凹凸一対のプレス金型でプレス成形された鍔部
を有する紙製容器は、鍔部に皺が発生して段差ができる
ため、容器の密封性を得ることが困難であるという問題
点を解決する。【解決手段】成形加工後の容器鍔部を加熱加圧し、表面
の熱可塑性樹脂を溶融させ、成形により鍔部に生じた皺
の段差を該溶融した熱可塑性樹脂により埋めることで解
消した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、罫線加工を施して
なる枚葉のブランクを、凹凸一対のプレス金型でプレス
成形された鍔部を有する紙製容器において、成形加工後
の容器鍔部を加熱加圧し、表面の熱可塑性樹脂を溶融さ
せ、成形により鍔部に生じた皺の段差を解消させた紙容
器及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来から、罫線加工を施してなる枚葉のブ
ランクを凹凸一対のプレス金型でプレス成形して得られ
る、鍔部を有する紙製容器は存在するが、平坦なブラン
クを立体的に成形するため、容器のコーナー部や鍔部の
角部などに皺が寄り、段差が生じていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような段差を有す
る容器はブランクの内面側に熱可塑性樹脂層を設けて
も、蓋材との間での完全密閉ができず、液体等の内容物
を充填し、流通及び長期間の保存が困難であった。ま
た、紙を主体とした容器であるため、耐水性が不十分で
内容物を充填した容器の熱水殺菌などが不可能であっ
た。また、内容物を充填した容器を冷凍、流通、解凍す
る場合においても容器の耐水性が不足し、結露による容
器の剛性低下が著しかった。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、凹凸一対のプレス金型でプレス成形された鍔部
を有する紙製容器において、鍔部を平滑化することによ
り、液体等の内容物を充填し、流通及び長期間の保存、
熱水殺菌が可能な耐水性、密封性を有する紙製容器、ま
た、内容物を充填した容器を冷凍、流通、解凍する場合
の結露による剛性低下を防止した紙製容器を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するためになされたものである。すなわち本発明の請
求項１に記載された発明は、板紙の少なくとも容器内面
側となる面に熱可塑性樹脂層を設けた積層材を打ち抜
き、罫線加工を施してなる枚葉のブランクを、凹凸一対
のプレス金型でプレス成形してなる、鍔部を有する紙製
容器の製造方法において、成形加工後の容器鍔部を加熱
加圧し、表面の熱可塑性樹脂を溶融させ、成形により鍔
部に生じた皺の段差を該溶融した熱可塑性樹脂により埋
めることで解消したことを特徴とする紙製容器の製造方
法である。

【０００６】請求項２記載の発明は、板紙と貼り合わせ
た容器内面側の熱可塑性樹脂層の厚みが２０μｍ以上で
あることを特徴とする請求項１に記載の紙製容器の製造
方法である。

【０００７】請求項３記載の発明は、積層材中に、酸素
透過抑制層を含むことを特徴とする、請求項１または請
求項２のいずれかに記載の紙製容器の製造方法である。

【０００８】請求項４記載の発明は、酸素透過抑制層
が、無機物の薄膜を形成した延伸樹脂フィルム、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリアミドフ
ィルム、ポリアクリロニトリルフィルムから選ばれるい
ずれかであることを特徴とする、請求項３に記載の紙製
容器の製造方法である。

【０００９】請求項５記載の発明は、積層材の、成形後
の容器において板紙の外側となる位置に、少なくとも一
層の熱可塑性樹脂層を設けたことを特徴とする、請求項
１ないし請求項４のいずれかに記載の紙製容器の製造方
法である。

【００１０】請求項６記載の発明は、紙製容器に用いる
板紙が、イソシアネート樹脂を含むことを特徴とする請
求項１ないし請求項５のいずれかに記載の紙製容器の製
造方法である。

【００１１】請求項７記載の発明は、板紙が含有するイ
ソシアネート樹脂が、マイクロカプセルに封入され水に
分散され、板紙の抄紙工程で添加されて成ることを特徴
とする、請求項６に記載の紙製容器の製造方法である。

【００１２】請求項８記載の発明は、板紙が含有するイ
ソシアネート樹脂が、溶剤に分散され、板紙の抄紙後に
板紙に対して含浸加工されてなることを特徴とする請求
項６に記載の紙製容器の製造方法である。

【００１３】請求項９記載の発明は、請求項１ないし請
求項８のいずれかに記載の方法により製造されたことを
特徴とする、紙製容器である。

【００１４】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
紙製容器に内容物を収納し、開口部を蓋材で密封したこ
とを特徴とする紙製容器包装体である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例として実施
の形態を説明する。

【００１６】本発明の紙容器は、板紙の少なくとも容器
内面側となる面に熱可塑性樹脂層を設けた積層材を打ち
抜き、罫線加工を施してなる枚葉のブランクを、凹凸一
対のプレス金型でプレス成形して、鍔部を有する紙製容
器の製造方法において、成形加工後の容器鍔部を加熱加
圧し、表面の熱可塑性樹脂を溶融させ、鍔部に生じた皺
による段差を解消したものである。

【００１７】本発明に用いる枚葉のブランクの構成は、
容器の外側より板紙／少なくとも１層の熱可塑性樹脂層
を有していれば良く、容器の外側にも熱可塑性樹脂層を
設けることができる。

【００１８】板紙としては、カップ用紙、カード紙、絞
り用紙、コートボール紙、中芯原紙、その他容器として
実用可能な程度の強度を有する板紙であれば限定される
ものではないが、坪量が１５０ｇ／ｍ²以上、密度が１
ｇ／ｃｍ³以下であれば使用が可能であり、プレス成形
後の段差吸収性を考慮すると、密度が０．６ｇ／ｃｍ³
以下、引っ張り破断強度が４７Ｎ／１５ｍｍ（４．８ｋ
ｇｆ／１５ｍｍ）以上、引っ張り破断伸びが１．５％以
上であるものが好ましい。

【００１９】板紙と貼り合わせる容器内面側の熱可塑性
樹脂層としては、内容物と接する面が熱可塑性を有して
いれば良く、例えばポリプロピレン樹脂あるいはポリエ
チレン樹脂に代表されるポリオレフィン樹脂や微生物分
解性樹脂が使用できる。また、蓋との接着性を向上する
ためにはエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリオレ
フィン樹脂の酸変性物が好ましく使用でき、内容物への
樹脂臭気移行を低減させる場合はポリエチレンテレフタ
レート樹脂に代表されるポリエステル樹脂が好ましく使
用できる。また、樹脂に対してストレスクラッキング性
が高い内容物を収納する場合はエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリロニト
リル等を用いることができる。

【００２０】これらの樹脂層は、プレス成形された容器
鍔部を加熱加圧し、皺による段差の解消を図る上で各樹
脂共に未延伸、あるいはそれに近い状態が好ましい。こ
れは、本発明が加熱加圧により熱可塑性樹脂を溶融させ
段差を埋めるというものであるからである。

【００２１】また、板紙と容器内面側の内容物と接する
熱可塑性樹脂層との間には、内容物の保存性を高め、長
期保存を目的として、酸素透過を抑制する層を設けるこ
ともできる。

【００２２】この酸素透過抑制層の構成、材質として
は、無機物すなわちガラス、アルミナ、アルミニウム、
その他金属の薄膜を、物理蒸着や化学蒸着などの公知の
方法により設けた延伸樹脂フィルム、あるいはエチレン
−ビニルアルコール共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リアクリロニトリル等の酸素バリア性を有する材料を、
要求品質に応じて１層あるいは複数層組み合わせて設け
ることができる。例えば、成形された容器の酸素透過量
が、容器１個・１日あたり０．１ｃｍ³以下（０．１ｃ
ｍ³／ｐｋｇ／ｄａｙ以下）となるようにすることがで
きる。

【００２３】板紙と貼り合わせる容器内面側の熱可塑性
樹脂層の厚みは、２０μｍ以上、望ましくは次の式で求
められた厚み以上である。

【００２４】まず、紙単体をプレスした際の鍔部最大
（皺、段差部）厚み（μｍ）：Ｔ’は、

【数１】Ｔ：紙の厚み ρ１：パルプ密度（本発明では１．５ｇ／ｃｍ３とす
る） ρ２：紙の密度紙の重なり枚数：通常は３枚で求めることができる。また、内面熱可塑性樹脂層（μ
ｍ）：Ｔ”は、

【数２】で求めることができる。

【００２５】本発明では、容器に光沢等の美粧性、滑り
性、耐水、耐油性を付与する為に、必要に応じて板紙の
容器外面側に樹脂層を設けることも可能である。樹脂の
材質は、前記要求性能を満足するもので有れば特に限定
されるものではないが、ポリプロピレン樹脂及びポリエ
チレン樹脂に代表されるポリオレフィン樹脂、微生物分
解性樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂に代表され
るポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が比較的安価で汎
用的である。尚、前記熱可塑性樹脂層は前述の要求品質
により、未延伸、延伸いずれのものも選択して用いるこ
とができる。

【００２６】本発明の紙容器における熱可塑性樹脂とそ
の他の添加物の総使用量は、紙容器として流通、廃棄さ
れる為、対紙比で５０ｗｔ％未満であることが好まし
い。

【００２７】紙製容器に耐水、耐熱水性を付与する場合
には、ブランクに、イソシアネート樹脂を含んだ板紙を
用いることができる。板紙へイソシアネート樹脂を添加
する方法としては、有機溶剤にて希釈したイソシアネー
ト樹脂を、グラビア、ディップ、コンマ、ロール、ブレ
ード、エアナイフ等の周知のコーター、グラビア印刷機
で板紙全体に塗工、含浸する方法や、カプセル等にイソ
シアネート樹脂を封入し、水に分散させたブロックイソ
シアネート樹脂を板紙の抄紙時に添加する方法があげら
れる。

【００２８】用いるイソシアネート樹脂としては、周知
のものであって良いが、例えばフェニレンジイソシアネ
ート（ＰＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、４，
４’ジイソシアネートジフェニルメタン（ＭＤＩ）等の
芳香族イソシアネート、キシリレンジイソシアネート
（ＸＤＩ）等の芳香族脂肪族イソシアネート、水添ＴＤ
Ｉ、水添ＸＤＩ、水添ＭＤＩ、ヘキサメチレンジイソシ
アネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート
（ＩＰＤＩ）等の脂肪族もしくは脂環族ジイソシアネー
ト及びこれらの誘導体であるポリオール付加物、ビュレ
ット体、３量体である３官能以上のポリイソシアネー
ト、リジントリイソシアネート（ＬＴＩ）等の３官能イ
ソシアネートの他、イソシアネートを含む各種のオリゴ
マー、ポリマーを使用することができる。

【００２９】板紙に添加されたイソシアネート樹脂は、
パルプの表面に被膜を形成し、パルプの繊維間強度を向
上すると共に、紙中の水酸基や水分、あるいは大気中の
水分と反応し尿素化合物を生成する。生成された尿素化
合物は耐水性、耐熱性に優れるため、イソシアネート樹
脂を添加した板紙は高い乾燥強度、湿潤強度、耐熱水性
を有する。

【００３０】また、ブランクには必要に応じて印刷を施
すことができる。印刷は、容器外側に印刷を設ける場合
は板紙の容器外側表面あるいは板紙の容器外側に貼合す
る樹脂層の表裏いずれかに、容器内面に印刷を設ける場
合は板紙の容器内側表面あるいは板紙の容器内側に貼合
する樹脂層、または酸素透過を抑制する層の表裏いずれ
かに、いずれも周知の印刷方法で行うことができる。

【００３１】凹凸一対のプレス型でプレスする方法とし
ては、従来から広く用いられているプレス装置を用いる
ことができ、また、プレス時にブランクを加熱する方法
としては、加熱空気、火炎、他の熱源を利用して直接ブ
ランクを加熱することも可能であるが、望ましくはプレ
ス機の上下あるいは左右一対のプレス板のそれぞれに、
凹形状、凸形状の加熱可能なプレス型を取り付け、その
間にブランクを載置し、プレス型を型閉め、加圧する方
法が採用できる。なお、前記ブランクは、所望形状に打
ち抜き罫線加工を施した板紙の容器内面側に熱可塑性樹
脂層を設けた紙を主体としたものである。

【００３２】本発明は、プレス成形加工後の容器鍔部を
加熱加圧し、表面の熱可塑性樹脂を溶融させ、成形によ
り鍔部に生じた皺の段差を解消させることを特徴とする
ものである。

【００３３】この鍔部の加熱加圧方法としては、プレ
ス成形された容器鍔部を熱板で加熱と同時に加圧する方
法、容器鍔部を加熱空気、火炎、または他の熱源で加
熱し熱可塑性樹脂層を溶融させた後、鍔部を加圧する方
法、容器鍔部に超音波ウエルダーを当て、超音波振動
により熱可塑性樹脂層を溶融しつつ鍔部を加圧する方法
があるが、いずれも容器内面側から延長された容器鍔部
の熱可塑性樹脂層を樹脂の融点以上に加熱、完全に溶融
させ加圧する事が必要である。

【００３４】この為、熱板で直接加熱加圧する場合は、
溶融した熱可塑性樹脂層が熱板に付着しないように熱板
表面に、テフロン（登録商標）等の熱硬化性樹脂、ある
いは前記熱可塑性樹脂層の融点よりも高い融点を有する
樹脂による被膜などの部材を配する必要がある。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３６】＜実施例１＞ブランクの構成として、・板紙：密度が０．４６ｇ／ｃｍ³ 、厚みが４５０μ
ｍ、引っ張り破断強度（ＣＤ方向、すなわち反抄紙方
向）が７７Ｎ／１５ｍｍの板紙・熱可塑性樹脂層：メルトフローレート（ＭＦＲ）（Ｊ
ＩＳＫ６７５８）が１０ｇ／１０分、融点が１５５
℃、厚みが９５μｍの未延伸ポリプロピレンフィルムを用い、容器外側より板紙８、熱可塑性樹脂層９の順と
なるように、板紙８と熱可塑性樹脂層９とをポリエステ
ルウレタン系接着剤を用いてドライラミネーションにて
貼合後、打ち抜き、罫線加工を施し、図１に示す形状
の、成形用罫線３、５を有する枚葉のブランク１を得
た。

【００３７】このブランク１を、図５に示すようにプレ
ス機に取り付け１５０℃に加熱された凹凸一対のプレス
型（１０ａ、１０ｂ）にてプレスし、図２に示す形状
の、１１０ｍｍ×１４０ｍｍ×３０ｍｍ（縦×横×高
さ、縦横共に鍔部の寸法を含む）の大きさの紙製容器２
を成形した。なお、成形後の容器鍔部６の図２にＡ−
Ａ'線で示す部分は図３に示す断面形状を有していた。

【００３８】次に、プレス成形された紙製容器２を超音
波ウエルダーに移載し、超音波振動により鍔部６の熱可
塑性樹脂層９の溶融加圧を行い、紙製容器鍔部６の平滑
化を行った。その結果、鍔部６は図４に示す断面形状と
なり、鍔部６の容器内面側は完全に平滑化されていた。

【００３９】得られた紙製容器に蒸留水を充填し、未延
伸ポリプロピレンフィルム５０μｍのシール層と２軸延
伸ポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍの積層
体より成る蓋材をヒートシールにより鍔部に接着して紙
製容器を封止したところ、内容物の液漏れはなく、十分
な密封性を得ることができた。

【００４０】＜実施例２＞ブランクの構成として、・板紙：密度が０．４６ｇ／ｃｍ³、厚みが４５０μ
ｍ、引っ張り破断強度（反抄紙方向）が７７Ｎ／１５ｍ
ｍの原紙に、イソシアネート樹脂として、イソホロンジ
イソシアネート（ＩＰＤＩ）樹脂の有機溶剤希釈液をグ
ラビアコーターを用いて含浸し、ＩＰＤＩ樹脂が乾燥重
量で１０ｇ／ｍ²含浸された含浸紙・酸素透過抑制層：厚さが１２μｍの２軸延伸ポリエチ
レンテレフタレート樹脂フィルム上に酸化珪素（ＳｉＯ
ｘ）を５０ｎｍの厚さに蒸着した蒸着フィルム・内層熱可塑性樹脂層：ＭＦＲが１０ｇ／１０分（実施
例１に同じ）、融点が１５５℃、厚みが１００μ
ｍの未延伸ポリプロピレンフィルムを用い、以下実施例１と同様にして、本発明の紙製容器
を得た。

【００４１】得られた紙製容器に蒸留水を満充填し、未
延伸ポリプロピレンフィルム５０μｍのシール層と２軸
延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍの積
層体より成る蓋材で密閉し、１２１℃×３０分間熱水殺
菌を行った。その後紙製容器の外面を乾燥した後、外観
を観察したところ、内容物の液漏れ、紙製容器の破損は
なく、紙製容器は形状を保持していた。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、凹凸一対
のプレス金型でプレス成形された鍔部を有する紙製容器
において、鍔部を平滑化し、液体等の内容物を充填し、
流通及び長期間の保存、熱水殺菌が可能な耐水性、密封
性を有する紙製容器や、内容物を充填した容器を冷凍、
流通、解凍する場合の結露による剛性低下を防止した紙
製容器を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の枚葉のブランクを示す平面図。

【図２】本発明の紙製容器を示す斜視図。

【図３】本発明の紙製容器鍔部のプレス成形直後の断面
図。

【図４】本発明の紙製容器鍔部の加熱加圧後の断面図。

【図５】本発明のプレス工程概念図。

【符号の説明】

５…罫線６…紙製容器鍔部７…鍔部に生じた皺８…板紙９…容器内面側熱可塑性樹脂層１０ａ…プレス型（凸型）１０ｂ…プレス型（凹型）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板紙の少なくとも容器内面側となる面に熱
可塑性樹脂層を設けた積層材を打ち抜き、罫線加工を施
してなる枚葉のブランクを、凹凸一対のプレス金型でプ
レス成形してなる、鍔部を有する紙製容器の製造方法に
おいて、成形加工後の容器鍔部を加熱加圧し、表面の熱
可塑性樹脂を溶融させ、成形により鍔部に生じた皺の段
差を該溶融した熱可塑性樹脂により埋めることで解消し
たことを特徴とする紙製容器の製造方法。
【請求項２】板紙と貼り合わせた容器内面側の熱可塑性
樹脂層の厚みが２０μｍ以上であることを特徴とする請
求項１に記載の紙製容器の製造方法。
【請求項３】積層材中に、酸素透過抑制層を含むことを
特徴とする、請求項１または請求項２のいずれかに記載
の紙製容器の製造方法。
【請求項４】酸素透過抑制層が、無機物の薄膜を形成し
た延伸樹脂フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重
合体フィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニト
リルフィルムから選ばれるいずれかであることを特徴と
する、請求項３に記載の紙製容器の製造方法。
【請求項５】積層材の、成形後の容器において板紙の外
側となる位置に、少なくとも一層の熱可塑性樹脂層を設
けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいず
れかに記載の紙製容器の製造方法。
【請求項６】紙製容器に用いる板紙が、イソシアネート
樹脂を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項５の
いずれかに記載の紙製容器の製造方法。
【請求項７】板紙が含有するイソシアネート樹脂が、マ
イクロカプセルに封入され水に分散され、板紙の抄紙工
程で添加されて成ることを特徴とする、請求項６に記載
の紙製容器の製造方法。
【請求項８】板紙が含有するイソシアネート樹脂が、溶
剤に分散され、板紙の抄紙後に板紙に対して含浸加工さ
れてなることを特徴とする請求項６に記載の紙製容器の
製造方法。
【請求項９】請求項１ないし請求項８のいずれかに記載
の方法により製造されたことを特徴とする、紙製容器。
【請求項１０】請求項９記載の紙製容器に内容物を収納
し、開口部を蓋材で密封したことを特徴とする紙製容器
包装体。