JP2010143128A

JP2010143128A - 液体紙容器の製造方法

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Publication number: JP2010143128A
Application number: JP2008323946A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Watanabe; 光一郎渡辺
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP5581587B2

Abstract

【課題】スカイブ加工やヘミング加工時のバラつきを軽減させ、スカイブヘミング加工精度を向上させることにより、それぞれの容器に形成する時の貼り合せ精度を向上させることができる液体紙容器の製造方法を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明は、少なくとも最内層が熱可塑性樹脂からなる積層体のブランクを筒状の胴部に形成し、該胴部の筒状に貼り合せた貼合部の内面部にスカイブヘミング加工した液体紙容器の製造方法であって、巻き取りから引き出した状態（ウェブ状）の積層体の一方又は両方の端縁に連続的にスカイブヘミング加工を施こし、つぎの打ち抜き工程で所定の形状に打ち抜いて一側縁にスカイブヘミング加工が施されたブランクを作成し、該ブランクを筒状に貼り合せて胴部を形成することを特徴とする液体紙容器の製造方法である。
【選択図】図３

Description

本発明は、ゲーベルトップ型を代表とする液体用紙容器、種々の紙カップ、筒状の紙容器などの胴貼りの貼合部を有する液体紙容器の製造方法に関するものである。

従来、ゲーベルトップ型を代表とする液体用紙容器、種々の紙カップ、筒状の紙容器など材料として、紙、アルミニウム、プラスチックフィルム等を積層した積層体が用いられている。この積層体の最内層および最外層には熱接着性に優れたポリオレフィン樹脂（主にポリエチレン樹脂）などの熱可塑性樹脂が使用されている。上記積層体を使用して、ブランクから液体紙容器、紙カップなどに成形する場合、積層体からなるブランクの両側縁を貼り合わせて筒状の胴部を形成するが、その際、図８に示すように、接合部４で貼り合せた貼合部１の内面部２において、積層体の断面が内容物に接することにより、内容物を汚染したり、積層体の紙層を伝わって内容成分が浸透して、積層体の強度低下、層間剥離、密封性の不良等が生じたりするという問題がある。

その問題を解消するために、従来から行われている代表的な方法が、図９に示すように、紙容器の内面において、積層体の断面が内容物に接触しないようにするために、貼合部１の内面部２の端部を折り曲げて断面を保護して胴貼りにより筒状の胴部を形成するスカイブヘミング方式である。このスカイブヘミング方式は、先ず、胴部を形成するための積層体からなるブランクの一側縁、つまり、貼合部１の内面部２の端部を図１０−ａに示すように、機械で切除して（スカイブして）折り込み部２ａを形成し、この折り込み部２ａに接着剤を塗布して折り曲げ（ヘミングして）、図１０−ｂに示すように、折り曲げて貼合部１の内面部２を形成して、紙容器の内面において、積層体の断面を内容物に接触しないように保護する。つぎに、図１０−ｃに示すように、ブランクのもう一方の側縁を接合部４で重ね合せて貼合部１を形成して筒状にする。従来より、このスカイブヘミング加工の工程は、所定の形状のブランクの状態で行われていた（例えば、特許文献１に参照。）。

特開平５−２６９８９１公報

しかしながら、従来のブランクの状態で行うスカイブヘミング加工は、それぞれの容器に対応した形状に打ち抜かれたブランクを搬送させながら加工するために、削り始める時のスカイブ（削り）刃がブランクに接触する時に用紙の撓みが生じやすく、削りの厚みのバラツキにつながっていた。また、同様に、ヘミング（折り曲げ）加工では、ヘミングガイドやローラーとブランクが接触する時に用紙の撓みが生じやすく、折り曲げ不良を生じやすいという問題があった。

本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであり、本発明ではスカイブ加工やヘミング加工時のバラつきを軽減させ、スカイブヘミング加工精度を向上させることにより、それぞれの容器に形成する時の貼り合せ精度を向上させることができる液体紙容器の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明の液体紙容器の製造方法は、少なくとも最内層が熱可塑性樹脂からなる積層体のブランクを筒状の胴部に形成し、該胴部の筒状に貼り合せた貼合部の内面部にスカイブヘミング加工した液体紙容器の製造方法であって、巻き取りから引き出した状態（ウェブ状）の積層体の一方又は両方の端縁に連続的にスカイブヘミング加工を施こし、つぎの打ち抜き工程で所定の形状に打ち抜いて一側縁にスカイブヘミング加工が施されたブランクを作成し、該ブランクを筒状に貼り合せて胴部を形成することを特徴とする液体紙容器の製造方法。

本発明の液体紙容器の製造方法によれば、ブランク状態でのスカイブヘミング加工と比較して巻き取りから引き出した状態（ウェブ状）でのスカイブヘミング加工はテンションや搬送速度を一定に保ちやすく、スカイブヘミング加工精度が向上するという効果を有している。その結果、後工程である貼り合せ工程での貼り曲がりを抑制することができ、液体紙容器の品質向上につなげることができるという効果を奏するものである。

以下、本発明の紙容器について実施の形態について説明する。図１は、本発明の液体紙容器の製造方法による液体紙容器の例を示す斜視図であり、図２は、本発明の液体紙容器の製造方法による液体紙容器の胴部の材料の構成の一例を示す断面図であり、図３は、本発明の液体紙容器の製造方法におけるスカイブヘミング加工の概略図であり、図４は、本発明の液体紙容器の製造方法におけるスカイブヘミング加工の巻き取り原反の一部を示す上面図であり、図５は、本発明の液体紙容器の製造方法におけるスカイブヘミング加工の部分概略図であり、図６は、本発明の液体紙容器の製造方法における打ち抜き加工の概略を示す上面図であり、図７は、本発明の液体紙容器の製造方法における打ち抜き加工の集積部の概略を示す図である。さらに、図８は、従来の紙容器の貼合部の断面図であり、図９は、従来の紙容器のスカイブヘミング加工を施した貼合部の一例を示す断面図であり、そして、図１０は、スカイブヘミング加工の手順の一例を示す説明図である。

本発明の液体紙容器の製造方法は、図１に示すように、胴部を熱融着により貼合部で貼り合せて胴部を筒状に形成するゲーベルトップ型液体紙容器Ａを始めとする種々の液体紙容器の製造方法であって、容器内面側の用紙端面から内容物の浸透を防止するために用紙端面が露出しないように、胴部の貼合部となるブランクの一側縁の表層を削り、その後削られた用紙部分を折り曲げる加工いわゆるスカイブヘミング加工を施したブランクを貼り合せて胴部を形成する液体紙容器の製造方法である。本発明の液体紙容器の製造方法では、このスカイブヘミング加工を所定の形状に打ち抜いたブランクの状態で行なうのではなく、ブランクに打ち抜く前の巻き取りから引き出した状態の積層体の原反で行うことが特徴である。

本発明の液体紙容器の製造方法で使用する原反は、紙を主体とする積層体を材料とし、巻き取り状の材料を使用する。この積層体２０は、図２−ａに示すように、基材層２１を紙とし、最内層２２と最外層２３を熱可塑性樹脂とする構成になっている。

主強度材となる基材層２１の紙としては、本発明の液体紙容器の製造方法における液体紙容器を構成する基本素材となることから、機械的、物理的、化学的、その他等において優れた性質を有する各種の紙基材等を使用することができ、例えば、液体紙容器用原紙、カップ原紙、合成紙、模造紙、薄葉紙、クレイコート紙、クラフト紙、その他、各種の板紙、加工紙等の紙基材を使用することができる。紙の坪量は、特に、限定されないが、７０〜４５０ｇ／ｍ²の範囲ものを使用することができる。この紙容器の基材層２１に使用する紙は、特に、限定されるものではなく、それぞれの紙容器に対応した紙を適宜選定することができる。

最内層２２および最外層２３に使用する熱可塑性樹脂は、内容物の保護、特に液状の物質を入れても洩れない機能、また、熱融着により胴部１１を貼り合わせるための接着を可能にする機能を持っている必要がある。

例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテンポリマー、酸変性ポリオレフィン樹脂等の樹脂のフィルム、あるいは各種のワックス類等を使用することができる。

特に、電子レンジ用、レトルト用などの耐熱性が要求される用途では、耐熱性を有するフィルム、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどのフィルムを使用することが好ましい。

上記の樹脂のフィルムの厚さとしては、１０〜３００μｍの範囲、好ましくは、２０〜１００μｍの範囲が望ましい。

本発明の液体紙容器の製造方法において、ゲーベルトップ型液体紙容器Ａの胴部１１に使用する積層体２０では、最内層２２と最外層２３の熱可塑性樹脂が同一の種類であっても、異なった種類のものであってもよい。

また、最内層２２と最外層２３の間には、図２−ｂに示すように、バリアー層２４を設けることができ、このバリアー層２４としては、水蒸気、水、ガス等を透過しない性質等を有する材料を使用することができ、これは、単体の基材でもよく、あるいは二種以上の基材を組み合わせてなる複合基材であってもよい。

例えば、遮光性とバリアー性を有するアルミニウム箔、アルミニウムなどの金属蒸着膜を有する樹脂のフィルム、バリアー性を有する酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物の蒸着膜を有する樹脂のフィルム、水蒸気、水等のバリアー性を有する低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂のフィルムないしシート、ガスバリアー性を有するポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等の樹脂のフィルム等を使用することができる。これらの材料は、一種ないしそれ以上を組み合わせて使用することができる。上記のフィルムの厚さとしては、任意であるが、通常、５〜３００μｍの範囲、さらには、１０〜１００μｍの範囲が望ましい。さらに、上記において、アルミニウム箔としては、５〜３０μｍの範囲の厚さのもの、また、アルミニウムまたは無機酸化物の蒸着膜としては、厚さ１００〜２０００Åの範囲のものを使用することができる。また、上記の蒸着膜を支持する樹脂のフィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物フィルム等を使用することができる。

また、本発明の液体紙容器の製造方法において、上記のような材料の他に、例えば、耐薬品性、耐溶剤性、耐衛生性等の性質を充足するその他の材料を任意に使用することができ、具体的には、上記に挙げた樹脂のフィルム、あるいはそれ以外の樹脂のフィルム、セロハン等のフィルム等をその包装目的に応じて任意に選択して使用することができる。

つぎに、本発明の液体紙容器の製造方法において、上記のような材料を使用して、紙の基材層２１を主体として、熱可塑性樹脂からなる最内層２２および最外層２３、あるいは、バリアー層２４を積層した積層体を製造する方法について説明すると、かかる方法としては、通常の包装材料をラミネートする方法を使用することができる。

例えば、ウエットラミネーション法、ドライラミネーション法、無溶剤型ドライラミネーション法、押し出しラミネーション法、Ｔダイ共押し出し成形法、共押し出しラミネーション法等で行うことができる。

また、本発明の液体紙容器の製造方法においては、上記の積層を行う際に、必要ならば、例えば、コロナ処理、オゾン処理等の前処理をフィルムに施すことができ、また、例えば、イソシアネート系（ウレタン系）、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系、有機チタン系等のアンカーコーティング剤、あるいはポリウレタン系、ポリアクリレート系等のラミネート用接着剤等の公知のアンカーコート剤、接着剤等を使用することができる。

つぎに、本発明の液体紙容器の製造方法では、巻き取り状の原反に絵柄、表示等の印刷を輪転印刷で施す。この印刷は、オフセット輪転機またはグラビア輪転機で行うことができ、特に、印刷方法は限定されるものではない。ただ、絵柄は、つぎのスカイブヘミング加工を考慮して、図３−ａに示すように、ブランクＲの一側縁である貼合部１が巻き取りから引き出した状態の原反Ｐの端縁となるように設ける必要がある。２列の場合、原反Ｐの両端縁にブランクＲの一側縁である貼合部１がくるように、図３−ｂに示すように、絵柄方向は左右の列で逆向きに割り付ける。

つぎに、印刷等が施された巻き取り状の原反Ｐから、図４に示すように、スカイブヘミング加工と打ち抜き加工のインライン装置を用いて、一側縁にスカイブヘミング加工が施されたブランクＲを作製する。図１０−ａ、図１０−ｂに示すように、胴部１１の貼合部１の内面部２にスカイブヘミング加工を施すが、本発明の液体紙容器の製造方法では、巻き取りから引き出した状態の原反Ｐの一方の端縁あるいは両方の端縁に連続的にスカイブヘミング加工を行うことが要点である。

スカイブ（削り）用のカッターＳとヘミング（折り込み）用のガイドＨは巻き取り原反Ｐの両端に設置し、スカイブ用のカッターＳ、及びヘミング用のガイドＨは、図５−ａに示すように、巾方向に移動可能とし、図５−ｂに示すように、加工停止時は原反Ｐの外側に退避できるようにしておく。この移動は、原反Ｐの進行方向と垂直に設置されたスライドレールやボールネジ軸等の支持軸にスカイブ用のカッターＳやヘミング用のガイドＨのユニットを固定し、位置制御モーターやエアシリンダ等のアクチュエーターを用いて行う。

つぎに、スカイブヘミング加工後の原反Ｐは打ち抜き加工により所定の形状のブランクＲに打ち抜かれる。この打ち抜き加工はロータリーダイカッターで行うことが好ましい。この時、巻き取り原反Ｐの両端縁はスカイブヘミング加工にて厚みが０．０５〜０．２０mm程度厚くなっているため、クリーズロールＫで罫線を加工する際に両端部の圧力が大きくかかり過ぎて、図６−ａに示すように、中央部の圧力が抜けてしまう傾向にある。その対策として、図６−ｂに示すように、クリーズロールＫの下ロールの両端部罫線を低くすることが好ましい。または、図６−ｃに示すように、下ロールのアンビルロールを段付きにすることでブランクＲ全面に渡って適正な圧力で打抜けるようにすることが好ましい。また、カッターロールＬによる打抜き時では、厚みのあるスカイブヘミング部の打抜き圧力が大きくなるため、切断刃やアンビルの硬度を上げて対応する。

打ち抜き加工後のブランクＲは集積装置にて集積されるが、前述の通り、ブランクＲの端面のスカイブヘミング部は厚みがあるため、集積数が多くなると斜めに集積され、ブランクＲの山が崩れてしまう。集積時にブランクＲを受ける板（パレット）Ｔはフラットなものでも良いが、図７に示すように、その上部をブランクＲの山の傾斜に合せて三角状にしておくと集積し易い。また、集積部では１００〜２００枚を1区切りとし、集積方向を入れ替え、ブランクＲの端面の紙厚が厚い方が交互になるようにすることが好ましい。

このように、貼り合せた時に貼合部１の内面部２となる一側縁では、表面側からスカイブヘミング加工が施され、ブランクＲの両側縁を重ねて貼り合せた貼合部１において、内容物が貼合部１の内面部２の断面に接しないように保護し、充分な接着強度を有することに加えて、外面部３の断面からも水分などが浸透することを防いでいる貼合部１を形成することができる。

なお、本発明の液体紙容器の製造方法における液体紙容器は、筒状に貼り合せた貼合部を有する形状の紙容器であればよく、ゲーベルトップ型液体紙容器Ａ以外にも、図１−ｂに示すような、カップ形状の液体紙容器Ｂ、図１−ｃに示すような角筒形状の液体紙容器Ｃ、図１−ｄに示すような円筒形状の液体紙容器Ｄなどにも適応できるものである。

以下に、実施例を参照にしながら本発明を詳細に説明する。

＜実施例１＞
まず、基材層の紙（３２０ｇ／ｍ²）の両面に押し出しラミネーションによりポリエチレン樹脂（以下ＰＥと略す）をコートして、下記の構成の巻き取り原反を製作した。
ＰＥ２０μｍ／紙３２０ｇ／ｍ²／ＰＥ４０μｍ
厚みは層構成にもよるが、概ね０．５mm程度のものを使用した。
つぎに、上記巻き取り原反の表面に絵柄、表示等の印刷を行った。この印刷はオフセット輪転機を用いて実施した。図３−ｂに示すように、絵柄は用紙巾に対して2列取りとし、ブランクの一側縁の貼合部を用紙の両端縁にくるようにするため、絵柄方向は左右の列で逆向きに割り付けた。

つぎに、巻き取り状で印刷した後、巻き取り状で原反の両端縁をスカイブヘミング加工した。

スカイブヘミング加工した後、連続して同一工程で巻き取り状の原反をロータリーダイカッターでゲーベルトップ型の液体紙容器のブランクに打ち抜いた。この時、原反の両端面はスカイブヘミング加工にて厚みが０．０５〜０．２０ｍｍ程度厚くなっているため、クリーズロールＫで罫線を加工する際に両端部の圧力が大きくかかり過ぎることにより中央部の圧力が抜けてしまうことを防ぐため、クリーズロールＫの両端部罫線を低くした。

上記のような工程で作製したブランクを使用して、貼り合せ機で両側縁を重ね合わせて貼合部１を形成して角筒状を折り畳んだ状態に成形した。この貼合部１は、ホットエアーによる熱融着により、充分な接着強度を有する接着ができた。このようにして、ゲーベルトップ型紙容器Ａを製造した。

この貼り合せ加工により作製した折り畳んだ状態の紙容器を内容物を充填する工程において、起こして角筒状とし、底部を閉鎖して中に内容物である飲料等を充填してから、頂部を閉鎖することにより図１−ａに示すようなゲーベルトップ型液体紙容器Ａを製造した。

本発明の液体紙容器の製造方法による液体紙容器の例を示す斜視図である。本発明の液体紙容器の製造方法による液体紙容器の胴部の材料の構成の一例を示す断面図である。本発明の液体紙容器の製造方法におけるスカイブヘミング加工の概略図である。本発明の液体紙容器の製造方法におけるスカイブヘミング加工の巻き取り原反の一部を示す上面図である。本発明の液体紙容器の製造方法におけるスカイブヘミング加工の部分概略図である。本発明の液体紙容器の製造方法における打ち抜き加工の概略を示す上面図である。本発明の液体紙容器の製造方法における打ち抜き加工の集積部の概略を示す図である。従来の液体紙容器の貼合部の断面図である。液体紙容器のスカイブヘミング加工を施した貼合部の一例を示す断面図である。スカイブヘミング加工の手順の一例を示す説明図である。

符号の説明

Ａ液体紙容器（ゲーベルトップ型）
Ｂ液体紙容器（カップ形状）
Ｃ液体紙容器（フラットトップ型）
Ｄ液体紙容器（円筒形状）
１貼合部
２内面部
２ａ折り込み部
３外面部
４接合部
１０ブランク（ゲーベルトップ型の紙容器）
１１胴部
１２底部
２０積層体
２１基材層
２２最内層
２３最外層
２４バリア層
Ｋクリーズロール
Ｌカッターロール
Ｐ原反
Ｒブランク
Ｔ板（パレット）
Ｓカッター（スカイブ用）
Ｈガイド（ヘミング用）

Claims

少なくとも最内層が熱可塑性樹脂からなる積層体のブランクを筒状の胴部に形成し、該胴部の筒状に貼り合せた貼合部の内面部にスカイブヘミング加工した液体紙容器の製造方法であって、
巻き取りから引き出した状態（ウェブ状）の積層体の一方又は両方の端縁に連続的にスカイブヘミング加工を施こし、つぎの打ち抜き工程で所定の形状に打ち抜いて一側縁にスカイブヘミング加工が施されたブランクを作成し、該ブランクを筒状に貼り合せて胴部を形成することを特徴とする液体紙容器の製造方法。
前記打ち抜き工程は、前記スカイブヘミング加工と同一工程のロータリーダイカットで所定の形状のブランクに打ち抜くことを特徴とする請求項１に記載の液体紙容器の製造方法。