JP2011184073A - 耐水性バリア紙容器と製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内面及び外面に熱可塑性樹脂層が設けられた、紙を基材とする積層シートから構成されたブランクの、一方の側端縁を他方の側端縁に重ね合わせた胴部貼り合わせ部を有する紙容器において、外面に設けられた前記熱可塑性樹脂層は、2層のシーラント層の間にポリエチレンテレフタレート層またはナイロン層を形成してなるものであることを特徴とする紙容器とその製造方法。
【選択図】図2
Description
いる。このように、紙基材から延出した熱可塑性樹脂層のフィルムは、カップ成形する際に、不規則に成形されてしまい、本来の目的である紙基材の端面を被覆することが十分にできなかった。また、カップ状紙容器としての仕上がりが悪く、外観的に不具合が生じてしまう等の問題があった。のみならず、上記の熱可塑性樹脂層は耐水耐油性というバリア性とともに成型時のヒートシール性というシーラントとしての性質を併せ持つことが要求されるため機械的強度に関しては軽視されがちであった。
ステキヒト・サイズ度が400秒を下回る場合はコップ原紙の耐水度が不足し、積層シート端縁部の端面は、外部に露出しているため、レトルト殺菌処理の加熱蒸気がこの部分からコップ原紙の内部に浸透し、ふやけ現象を発生すると共に、剛性の低下により容器の変形も認められるとされている。
テキヒト・サイズが通常の倍以上の秒数の原紙が必要となり、特殊な紙を使用する必要があるので経済性および加工技術面からの問題もある。
特殊な紙を必要としない方法として、特許文献5には、耐熱性、耐水性、耐摩擦性および耐レトルト性に優れた塗膜物性が得られるα−メチルスチレンとメタクリル酸メチル、およびカルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物を必須成分とする水性アクリル樹脂を紙基材へ塗工して耐久性を付与することが提案されている。
しかしながら、高温高圧でのレトルト殺菌時に紙基材内部に浸透した熱水を蒸発させる過程で内部の水蒸気を外部に蒸散させるための水蒸気透過性が必要であるため、紙基材表面の印刷適性を確保するためのコート層の形成に限界があり美麗な容器とならない場合があった。
しかしながら、紙基材表面に設けられる熱可塑性樹脂層は耐水耐油性というバリア性とともに成型時のヒートシール性というシーラントとしての性質を併せ持つことが要求されるため機械的強度に関しては軽視されがちという特許文献1について指摘した問題点は未だ解決されていない。
通常カップ状紙容器は底部の成型においては、扇形に打ち抜いた胴部材(サイド材)の両側端を重ねて接着して円錐状となし、この底部に円形の底部材(ボトム材)の外周部を起立させたものを嵌め込んで環状脚部を形成することが行われる。
次に胴部材下端部(19)を底部材の起立部(21)を挟み込むように内側へカールさせるボトムインカールの様子を図11の(b)に示した。
この場合にも、胴部材下端部(19)の容器外側の面とローレットもしくはエキスパンション部材が加圧接触するために、胴部材の容器外側の熱可塑性樹脂層等のバリア性の確保に必要な保護層が傷つけられるということが起こる。
せ部を形成する胴部形成工程と、を有することを特徴とする請求項1、2、3、5、6、7のいずれか1項に記載の紙容器の製造方法である。
前記ポリエチレンテレフタレート層またはナイロン層の厚さは6μm未満であると上記の耐久性を確保することが困難になり、30μmよりも大きいと成型時の加工性が悪くなってしまう。
延出する樹脂部は、側端縁の全長に設けることで、フランジ部以外の胴部貼り合わせ部の密封性の優れた紙容器が得られる。
本発明の紙容器は、例えば、内面に熱可塑性樹脂層及び外面に耐熱耐摩耗性樹脂層を含む熱可塑性樹脂層が設けられた、紙を基材とする積層シートから構成されている。
図2には、胴部材に用いる積層シートの層構成例を示した。図2(a)はもっとも単純な層構成を、図2(b)は内面の熱可塑性樹脂層にバリア層を含む構成を示している。
代表的なのは低密度ポリエチレン樹脂であるが、シール加工時の容器内側樹脂層の耐熱性が要求される場合にはポリプロピレン樹脂や中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレンなどの高融点樹脂を組み合わせて使用することも出来る。シーラント層の膜厚は通常10μmから60μmであり、エクストルーダー等の熱溶融押出しによって設けることが一般的である。
図1に示すように、胴部材(18)を、両側端縁上部にそれぞれ切欠き部(31)(32)を設けた胴部材ブランク(10)の、一方の端縁(11)をもう一方の端縁(12)に重ね合わせて胴部貼り合わせ部(15)を形成させて円筒形状とする。
また、底部材(20)は、円形状で、下向きに起立させた周縁部(21)を有する。そして、前記胴部材(18)の下部内面に、底部材(20)の周縁部(21)の外面を接合
させる。
もしくは、図示していないが樹脂部(4d)は、樹脂部(4c)を基材(1)の内面側に折り返した構成とすることも可能である。
そして、前記樹脂部(4a)を、前述のように紙基材の端縁から外方に延出した構成でなく、紙基材の外面側に折り返した折り返し樹脂部(4b)の構成とするとともに、前記樹脂部(4c)を、紙基材の端縁から外方に延出して熱圧着する構成かまたは、紙基材の外面側もしくは内面側に折り返した折り返し樹脂部(4d)の構成とする。
また、前記樹脂部(4c)を、紙基材の端縁から紙基材の外面側に折り返した折り返し樹脂部(4d)の構成とすることによって、胴部貼り合わせ部の段差が、前記折り返し樹脂部(4d)で埋まり、段差のない構成とすることができるうえ、紙基材(1)とさらに前記樹脂部の端面が紙容器外部に露出しない構成とすることができる。
部(31)(32)を設けた胴部材ブランク(10)を用いることによって、胴部材の上部周縁を外方に1周以上巻き込んで、少なくとも3重構成のフランジ部を形成した際、貼り合わせ部においても、基材が、前記貼り合せ部以外の部分と同様の3重構成の巻き込み状態となる。
また、前記熱可塑性樹脂層(40)が、耐熱耐摩耗性の優れたポリエチレンテレフタレート層またはナイロン層(41b)を含む構成であるから成型時に傷ついて孔が開くようなことがなく、外側から熱水等の液体が付着してもその浸透によって紙基材の剛性が弱くなることがないので熱水式レトルト処理も可能な耐水性に優れたカップ状紙容器とすることができる。
状紙容器であってもよく、貼り合わせ部のエッジプロテクトと表面の機械的耐久性の必要な紙容器に用いることが出来る。
同時に、不必要部分が切り取られた積層シートから、印刷された複数個の扇形状の胴部材ブランク(10)を打ち抜き、樹脂部(4a)、(4c)を形成させた一枚ずつの胴部材ブランク(10)を作製する(図7(a),(b)参照)〜第2打ち抜き工程。
図8は樹脂部を紙基材の片面側に折り曲げ仮接着させる機構の一例を示す説明図である。
図9は樹脂部を紙基材の片面側に折り曲げ仮接着させる工程を示す説明図である。
貼り合わせ部(15)の外側となる紙基材(1)の場合も必要であれば同様にして折返し樹脂部(4d)を形成することが出来る。
また、折返しを必要としない場合に、単なる圧着によって、紙基材端面の封止をこの装置を用いて行うことももちろん可能である。
このような方法により作製した胴部材ブランク(10)を用いてカップ状紙容器を成形する成形方法の例についてはすでに説明したのでここでは省略する(図1参照)。
または、成形された紙容器の胴部の表面に、印刷、金属蒸着により装飾層を施したプラスチックフィルムを被覆することも出来る。
紙基材(坪量260g/m2)からなるシートに長窓を形成した。
次に、前記シートの紙基材の表面にポリプロピレン層(30μm)/ポリエチレンテレフタレート層(12μm)/ポリプロピレン層(30μm)からなる積層シートを、裏面にポリプロピレン層(30μm)/無機酸化物蒸着バリアフィルム(12μm)/ポリプロピレン層(30μm)からなる積層シートをポリプロピレン樹脂層を媒介として積層して、前記長窓の位置で内面を接合一体化した。
なお、両方の側端縁に設けた樹脂部は、5mm幅で設け、折り返した、2.5mm延出する折り返し樹脂部を有する胴部ブランクを形成した。
次に、前記胴部の下部内面に、円形状で、下向きに起立させた周縁部(21)を有する底部材の周縁部(21)の外面を接合させた。
前記、カップ状紙容器は、フランジ部の上面を平坦にしたにもかかわらず、フランジ部の上面の胴部貼り合わせ部に位置する部分に段差がなく成形された。
さらに内容物として水を入れて蓋材でシールしたのち30分間熱湯中で煮沸したが取り出した容器には外観上異常は見られなかった。
ポリプロピレン層に代えて直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)層を用いた他は実施例1と同様にしてカップ状紙容器を作成した。
このカップ状紙容器は、フランジ部の上面を平坦にしたにもかかわらず、フランジ部の上面の胴部貼り合わせ部に位置する部分に段差がなく成形された。内容物として水を入れて蓋材でシールしたのち30分間熱湯中で煮沸したが取り出した容器には外観上異常は見られなかった。
ポリエチレンテレフタレート層に代えてナイロン層を用いた他は実施例1と同様にしてカップ状紙容器を作成した。
内容物として水を入れて蓋材でシールしたのち30分間熱湯中で煮沸したが取り出した容器には外観上異常は見られなかった。
また、紙容器表面の耐磨耗性が向上したことにより輸送適性も向上した。
2a‥‥バリア層
3‥‥‥積層シート
40‥‥熱可塑性樹脂層(内側)
40a‥‥シーラント層
40c‥‥シーラント層
41‥‥熱可塑性樹脂層(外側)
41a‥‥シーラント層
41b‥‥耐熱耐磨耗性樹脂層
41c‥‥シーラント層
4‥‥‥樹脂部
4a‥‥外延樹脂部
4b‥‥折り返し樹脂部
4c‥‥外延樹脂部
4d‥‥折り返し樹脂部
10‥‥胴部材ブランク
11‥‥樹脂部を有する側端縁
12‥‥樹脂部を有する側端縁
13‥‥長窓
14‥‥長窓
15‥‥貼り合わせ部
16‥‥フランジ部
18‥‥胴部材(サイド材)
19‥‥胴部材下端部
20‥‥底部材(ボトム材)
21‥‥周縁部(起立部)
22‥‥環状脚部
31‥‥切欠き部
32‥‥切欠き部
C1‥‥円錐台状金型
C2‥‥ボトムインカール金型
C3‥‥ローレット
C4‥‥エキスパンション
D1‥‥第1部材
D11‥押さえ突起
D12‥間隙
D2‥‥第2部材
D21‥押さえ突起
D3‥‥第3部材
D31‥押さえ突起
Claims (9)
- 内面及び外面に熱可塑性樹脂層が設けられた、紙を基材とする積層シートから構成されたブランクの、一方の側端縁を他方の側端縁に重ね合わせた胴部貼り合わせ部を有する紙容器において、外面に設けられた前記熱可塑性樹脂層は、2層のシーラント層の間にポリエチレンテレフタレート層またはナイロン層を形成してなるものであることを特徴とする紙容器。
- 前記ポリエチレンテレフタレート層またはナイロン層の厚さは6μm以上30μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の紙容器。
- 前記ブランクの重ね合わせ部の内側に位置する側端縁は、前記基材の側端縁から延出する樹脂部を、基材の外面側に折り返した折り返し樹脂部を有し、前記ブランクの重ね合わせ部の外側に位置する側端縁は、前記基材の側端縁から延出する樹脂部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の紙容器。
- 前記ブランクの重ね合わせ部の外側に位置する側端縁から延出する樹脂部が、基材の外面側または内面側に折り返した折り返し樹脂部を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の紙容器。
- 前記ブランクの重ね合わせ部の外側に位置する側端縁から延出する樹脂部が、前記重ね合わせ部の内側のブランクに沿って密着していることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の紙容器。
- 少なくとも前記内面の熱可塑性樹脂層は、ガスバリア性層を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の紙容器。
- 前記内側及びまたは外側に位置する側端縁から延出する樹脂部は、側端縁の全長に設けたことを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の紙容器。
- 紙を基材とする積層シートを所定の形状に打ち抜きブランクを形成する打ち抜き工程と、前記ブランクの、両方の側端縁に外方に延出する樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、前記ブランクの、樹脂部を折り返す樹脂部折り返し工程と、前記ブランクの樹脂部を形成した両方の側端縁を重ね合わせ密着する胴部貼り合わせ部を形成する胴部形成工程と、を有することを特徴とする請求項1、2、3、4、6、7のいずれか1項に記載の紙容器の製造方法。
- 紙を基材とする積層シートを所定の形状に打ち抜きブランクを形成する打ち抜き工程と、前記ブランクの、両方の側端縁に外方に延出する樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、前記ブランクの、一方の側端縁の樹脂部を折り返す樹脂部折り返し工程と、前記ブランクの樹脂部を折り返した側端縁を、他方の側端縁の内側となるように重ね合わせ密着する胴部貼り合わせ部を形成する胴部形成工程と、を有することを特徴とする請求項1、2、3、5、6、7のいずれか1項に記載の紙容器の製造方法。
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