JP2012062099A

JP2012062099A - 紙製容器

Info

Publication number: JP2012062099A
Application number: JP2010208876A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ishii; 謙二石井; Hisayoshi Makimoto; 久佳牧本; Yukihiro Takao; 幸博高尾; Takahiro Shimizu; 崇広清水
Original assignee: NIPPON DEKISHI KK; Daiwa Can Co Ltd; Dixie Japan Ltd
Current assignee: NIPPON DEKISHI KK; Daiwa Can Co Ltd; Dixie Japan Ltd
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-09-17
Also published as: JP5680917B2

Abstract

【課題】低融点の接着層を介することなく、紙面に直接ＰＥＴをラミネートさせた原紙を用いて製造された紙製容器を提供する。
【解決手段】胴部材３と底板部材５とからなる紙製容器１であって、胴部材３は紙基材７の一方の表面にＰＥＴ層が押し出しラミネートされており、底板部材５は紙基材７の両面にＰＥＴ層が押し出しラミネートされており、胴部材３は一方の弦と他方の弦を重ね合せて接着して筒状に形成し、一方の弦はスカイブヘミング加工によりカットエッジがＰＥＴ層により被覆され、他方の弦はカットエッジが露出しており、カットエッジがＰＥＴ層により被覆されている側が胴部材３の内壁面側にくるように一方の弦のＰＥＴ層と他方の弦のＰＥＴ層を熱溶着させることにより接着させ、胴部材３と底板部材５とはＰＥＴ層同士を熱溶着させることにより接着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は紙製容器に関する。更に詳細には、容器内面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ラミネート層を有する紙製容器及びその製造方法に関する。

容器内面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ラミネート層を有する紙製容器は例えば、特許文献１に記載されている。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は耐熱性に優れるほか、樹脂自体の臭気が少なく、容器内容物に樹脂臭が転移しないばかりか、容器内容物の臭い又は香りなどもＰＥＴに吸着しないという利点を有する。従って、容器内面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ラミネート層を有する紙製容器は例えば、ジュース類などの清涼飲料用容器若しくはグラタンやケーキなどのようなオーブン又は電子レンジで加熱調理される食品類の充填容器又は包装容器として使用されてきた。

しかし、従来技術では、紙基材の表面にＰＥＴを直接ラミネートするのではなく、特許文献１の図１に示されるように、紙基材の表面に先ず低密度ポリエチレンなどのような低融点フィルムをラミネートし、この低密度ポリエチレンの上面にＰＥＴフィルムをラミネートした積層構造を使用してきた。ＰＥＴ樹脂は比較的結晶化し易く、固まり易いため、汎用ラミネート樹脂に比べると融点が非常に高く、押出しラミネートには適さない。たとえ紙表面に押出しできたとしても、温度差により固まり易いためラミネート時の紙との接着力が不十分となりやすく、剥離してしまう。そのため、一般的には低密度ポリエチレン層を接着層として利用せざるを得なかった。また、低密度ポリエチレン層を接着層とすることで、紙との接着力は上がっても、ポリエチレン層とＰＥＴ樹脂層との接着強度が十分に確保できないことには変わらず、フィルム同士の界面層で剥離してしまうことになる。

特許文献１に記載されるような低密度ポリエチレン接着層を介してＰＥＴフィルムを積層させた紙製容器をオーブン又は電子レンジなどで加熱すると、接着層の低密度ポリエチレンが部分的に溶融し、上面ＰＥＴフィルムの接着性を損なう傾向があった。すなわち、ＰＥＴフィルムの接着力が低下して、部分的な“浮き上がり”を起こすことがあった。

また、低密度ポリエチレン接着層の使用に伴う別の欠点として、容器内に熱水を注いだときに、ポリエチレンの低分子量成分が揮発し、異臭又は独特な臭気を感じることがある。特に、味の薄い飲料物、お茶や紅茶などではその影響度が大きい。

更に、低密度ポリエチレン接着層の使用に伴う他の欠点として、耐熱性の低さが問題になることがある。昨今のファーストフードの進化により、容器に包装されたままの食品を電子レンジ内で直接加熱調理することが提案されている。しかし、低密度ポリエチレン接着層を介してアルミ箔又はＰＥＴフィルムをラミネートした容器は電子レンジで加熱調理すると容器の剛性が低下し、加熱後に素手で容器を掴もうとすると容器が著しく変形し内容物が容器外へ零れてしまうことがあった。

特開２００７−９１３２３号公報

従って、本発明の目的は、融点の低い低密度ポリエチレン接着層を介することなく、紙面に直接ＰＥＴをラミネートさせた原紙を用いて製造された紙製容器を提供することである。

前記課題は、紙の一方の面にＰＥＴを押し出しラミネートした原紙から打ち抜かれた容器胴部材と底板部材とからなり、前記ラミネートＰＥＴ面を内側にして前記容器胴部材と底板部材とを一体化させた紙製容器により解決される。

押し出し機から溶融ＰＥＴ樹脂を紙の一方の面上に押し出すことにより、紙面に薄いＰＥＴ層を強固に接着させることができることが発見された。これにより、低融点ＰＥ接着層を用いなくてもＰＥＴ層を紙面に直接積層させることができる。ＰＥＴ樹脂は高融点であるが、ＰＥＴ樹脂同士は互いに融着させることができる。従って、ＰＥＴ層を内面に有する紙製容器を製造することができる。

前記課題は、容器胴部材の一方の端部の容器内面側となる面を所定の厚さに切り欠き、残った部分を折り返して前記切り欠き部分に積重させて紙層の露出面をＰＥＴ層で被覆したスカイビング処理部を有する紙製容器によっても解決される。

このような容器胴部材の一端にスカイビング処理部を形成すると、容器内面側に紙の切断面が露出しないので液体内容物の充填に好適であるばかりか、胴部材の端面同士がＰＥＴ層になるので相互に融着可能となる。

本発明の紙製容器の胴部外面には断熱層を配設させることもできる。

これにより、本発明の容器を断熱容器として使用することができる。

本発明の紙製容器は紙面にＰＥＴ層をラミネートさせるために低融点ポリエチレンなどの接着層を使用する必要がないので、異臭問題が無く、高剛性で、しかも耐熱性に優れた紙製容器が得られる。従って、本発明の紙製容器はオーブンや電子レンジによる加熱調理にも十分に堪えることができる。また、低融点ポリエチレンなどの接着層を使用していないので、容器製造コストも安価になる。

本発明の紙製容器の一例の部分切り欠き正面図であり、ＡはＡ部の部分拡大断面図であり、ＢはＢ部の部分拡大断面図であり、Ｃはｃ−ｃ線に沿ったＣ部の部分拡大断面図である。図１におけるｄ−ｄ線に沿った部分拡大断面図である。スカイブヘミング加工を説明する工程図である。低融点ポリエチレンの発泡断熱層を有する本発明の紙製容器の部分断面図である。筒状胴巻を断熱手段として有する本発明の紙製容器の部分断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の紙製容器について更に詳細に説明する。図１は本発明の紙製容器の一実施態様の部分切り欠き断面図である。本発明の紙製容器１は基本的に容器胴部材３と底板部材５とから構成されている。容器胴部材３は部分拡大Ａ図に示されるように、紙基材７の容器内側面にＰＥＴ層９が存在する。ＰＥＴ層９はバリア性が高く、臭い移りなどし難いので、油性又は油脂性食品類の充填又は包装容器の内壁面形成材料として特に優れている。図示されていないが、紙基材７の容器外側面には容器の耐水性や審美性を向上させる目的でポリエチレン、ポリエステル、ナイロンなどの熱可塑性樹脂層を配設させることができる。しかし、本発明の紙製容器１にとって、熱可塑性樹脂層の存在は必須要件ではない。

部分拡大Ｂ図に示されるように、底板部材５は紙基材７の両面にＰＥＴ層９が存在する。下記で詳細に説明するように、ＰＥＴ層９を紙基材７にラミネート接着させることはできるが、紙基材７にラミネートされたＰＥＴ層９を別の紙表面に熱溶着させたりすることはできない。なぜなら、紙基材７にラミネートされたＰＥＴ層自体も再溶融させるためには、相当の熱量が必要となり、固化してしまわないうちに紙基材と接着させなくてはならないため、簡単に紙との接着はできない。押出しの時と同様、溶融している時間が短いため、接着させるために十分な余裕時間はなく、素早く行わなければ固まってしまうからである。このため、底板部材５の紙基材７の両面にＰＥＴ層９をラミネート溶着させておくことにより、胴部材３と底板部材５とを一体化する際、胴部材３の内壁面側のＰＥＴ層９と、底板部材５の外壁面側のＰＥＴ層９とを接触させ、この接触界面を熱溶着させることにより胴部材３と底板部材５とを一体化させることができる。胴部材３の下端の上方向折り曲げ片の内側に底板部材５の下方向折り曲げ片を挿入することにより、胴部材３と底板部材５とを一体化させる。胴部材３と底板部材５との一体化方法としては例えば、ロールアウト（回転圧着）方法又はエキスパンダ方法など当業者に周知慣用の方法を使用できる。

分部拡大Ｃ図はｃ−ｃ線に沿った部分断面図である。胴部材３を丸めて円筒形状にすると、その接合部において、胴部材内壁面側のＰＥＴ層９が胴部材外壁面側の紙基材７の表面にくる。前記のように、ラミネート後のＰＥＴ層９自体は紙表面に熱溶着させることができない。そのため、本発明の容器１では下記で詳細に説明するように、スカイブヘミング加工という方法により、胴部材３の一端を折り曲げ処理してＰＥＴ層９同士が対面するようにし、胴部材３を円筒形状に成形している。

図２は図１におけるｄ−ｄ線に沿った部分断面図である。前記のように、ラミネート後のＰＥＴ層９自体は紙表面に熱溶着させることができない。従って、本発明の紙製容器１の胴部材３を形成する際、スカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層９の端面１１がスカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９の端面１３と“面一致”となるように重ね合わせ、ＰＥＴ層同士を熱溶着させる。スカイブヘミング加工による折曲端部（屈曲面端部）からＰＥＴ層９の端面１１までの距離は５ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは７ｍｍ〜１２ｍｍ程度である。従って、スカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層９とスカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９との重ね合わせ部分（「サイドシーム」とも呼ばれる）の距離は５ｍｍ〜１５ｍｍとなる。しかし、スカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９の端面１３がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層９の端面１１を越えていてもよい。スカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９の端面１３がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層９の端面１１を越えている場合、越えた部分のＰＥＴ層９は紙基材７の表面には接着しないが、容器口縁部のサイドシーム部分の成形性が良くなり、容器開口部の真円性が向上されるという利点がある。容器開口部の真円性が向上すると、開口部の容器口縁部上面に蓋をヒートシールする作業が効率的になるばかりか、容器シール不良などを起こさないので好ましい。スカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９の端面１３がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層９の端面１１を越える長さは数ミリ（例えば、０．１〜３ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）程度である。図２に示されるように、本発明の容器１において、スカイブヘミング加工により折り曲げられた屈曲面のＰＥＴ層９は胴部材３の内壁面側に配置されなければならない。紙基材７の切断面（カットエッジ）１５が容器内壁面側に存在すると、このカットエッジ１５から容器内容物が紙基材７内に浸透し、胴部材３の機械的強度、ひいては容器１全体の機械的強度を劣化させる可能性がある。これに対し、スカイブヘミング加工により折り曲げられた屈曲面のＰＥＴ層９が胴部材３の内壁面側に配置されれば、容器内容物が紙基材７に浸透することは完全に防止され、容器１の機械的強度が損なわれることも無い。従って、本明細書における、「露出カットエッジ部のＰＥＴ樹脂ラミネート層端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ樹脂ラミネート層の端面以上の位置」とは、スカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層９の端面１１がスカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９の端面１３と“面一致”となる位置及びスカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９の端面１３がスカイブヘミング加工により折り曲げられた端部のＰＥＴ層９の端面１１を越えた位置を意味する。

図３は本発明の紙製容器の胴部材を製造する方法の一例の工程図である。ステップ（Ａ）に示されるように、胴部材用のブランク１７の一方の弦部分の紙基材７の表面を所定の深さ及び幅に従って、例えば、回転刃１９などで削り取る。回転刃の他、やすり又はグラインダーなどの剥離手段も使用できる。この削り取り処理は「スカイブ」と呼ばれている。ステップ（Ｂ）において、削り取られた処理面の略中央部付近に折り返しを容易にするための窪み２１を設けると共に、削り取られた処理面の最奥部分を垂直に整形する。ステップ（Ｃ）において、窪み２１を中心にして削り取り処理面が内側になるように折り曲げる。この折り曲げ処理は「ヘミング」と呼ばれている。折り曲げ処理に先だって、削り取り処理面に公知慣用の接着剤を塗布することもできる。このようにして得られたブランク１７を丸め、ブランクの弦部分同士を重ね合わせて接着することにより図２に示される胴部材３が完成される。

前記のように、本発明の紙製容器１は内壁面側に耐熱性に優れたＰＥＴ層９を有するので、高温液体などの充填に特に適する。この場合、容器１を把持する消費者の指などに高熱が伝わるのを防ぐために、紙製容器１の外壁面上に断熱層を形成することが好ましい。例えば、図４に示されるような、胴部材の外壁面上に熱可塑性合成樹脂フィルムの発泡断熱層２３を有する紙製容器１Ａである。胴部材の外壁面上に熱可塑性合成樹脂フィルムの発泡断熱層２３を形成させるには、例えば、胴部材の外壁面側にポリエチレンなどの比較的低融点の熱可塑性合成樹脂フィルムをラミネートしておき、胴部材３と底板部材５とを一体化して容器に成型した後、この容器を所定の温度にまで加熱すると、紙基材７の中の水分が蒸発し、この蒸発した水分によりポリエチレンフィルムが発泡され、断熱層２３を形成することができる。胴部材３の外壁面側にラミネートされる熱可塑性合成樹脂フィルムは内壁面側にラミネートされているＰＥＴ層よりも融点の低いものを選択しなければならない。ＰＥＴ層よりも融点の高い熱可塑性合成樹脂フィルムを胴部材の外壁面側にラミネートした場合、この熱可塑性合成樹脂フィルムを紙中水分で発泡させることはできない。このような低融点熱可塑性合成樹脂フィルムを紙中水分により発泡させて断熱層を形成する具体的方法は本願出願人が保有する特許第３０１４６２９号公報に詳述されている。

別法として、図５に示されるような、胴部材の外壁面側に胴巻２５を配設し、胴部材３と胴巻２５との間に断熱空間２７を断熱層として設けた紙製容器１Ｂも可能である。この胴巻２５の特徴は、下端のカール部に熱交換用の穴２９が設けられていることである。穴２９が存在するので、使用者が胴巻を指で押したり離したりすることにより断熱空間２７内の熱気が外部の冷気と入れ替わることができる。このような断熱用胴巻は本願出願人が保有する特許第３９５３９９２号公報に記載されている。

紙基材７へＰＥＴ層９をラミネートさせる方法は、例えば、紙基材７の一方の表面にＰＥＴ樹脂をエクストルーダーから押し出すことにより行われる。本発明において、紙基材７に直接押し出しラミネートするために必要なＰＥＴ樹脂の特性としては、融点が２３０℃以下で、共重合成分比率が１０モル％〜４０モル％、ＩＶ(Intrinsic Viscosity)値（ｄｌ／ｇ）が０．６〜１．０の範囲内であることが好ましい。共重合成分比率が１０モル％未満では、ＰＥＴの結晶化が早く、また融点も２３０℃〜２５５℃と高いため、溶融時には３００℃以上の温度に樹脂温を上げなければならず、紙へのラミネートが十分ではなくなる。また、そのような高温では樹脂の熱劣化が起きやすいという点でも好ましくない。一方、共重合成分比率が４０モル％超では、殆ど結晶化しないために通常のＤＳＣ（下記参照）では融点を見出すことができない。紙にラミネートしたときの共重合ＰＥＴ樹脂はおそらく結晶化していないと考えられる。また、ＩＶ値が０．６未満では、樹脂を溶融押出しする際に、溶融粘度が低く、安定した成膜ができないなどの欠点があり、好ましくない。一方、ＩＶ値が１．０超では、溶融時の樹脂剪断発熱が大きくなり、樹脂温度の制御が困難となり溶融粘性が下がってしまうなどの欠点があり、好ましくない。本発明で使用するＰＥＴ樹脂の融点は示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry, DSC) 法により測定した。ＤＳＣ法は測定試料と基準物質との間の熱量の差を計測することで、融点やガラス転移点などを測定する熱分析手法である。ＤＳＣ測定の結果は、縦軸に熱流(Heat Flow/mW)、横軸に温度や時間をとった曲線となる。融点は吸熱ピークとして現れるが、明確な鋭いピークを示さず、広いピークとなることもある。前記共重合成分比率の測定は、核磁気共鳴装置（ブルカー社製、４００ＭＨｚ）で測定した。ＩＶ値は、樹脂をフェノール／テトラクロロエタン＝６０／４０（質量比）の混合溶液に溶かし、自動粘度測定装置（柴山科学製、ＳＳ−２７０ＬＣ）を用いて２０℃で測定した値である。本発明で使用されるＰＥＴ樹脂は、テレフタル酸、イソフタル酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジカルボキシルジフェニールアジピン酸、セバシン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、又はこれらのアルキルエステル誘導体からなる群から選択される少なくとも一種類の酸成分と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物からなる群から選択される少なくとも一種類のグリコール成分との共重合により得られるポリエステル樹脂である。本発明で使用されるＰＥＴ樹脂は、テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分からなり、共重合される酸成分としてイソフタル酸を、また共重合されるグリコール成分としてはネオペンチルグリコール又はシクロヘキサンジメタノールを使用することが好ましい。例えば、本発明で使用されるＰＥＴ樹脂は、テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分からなり、これに所定量のネオペンチルグリコールを共重合させたポリエステル樹脂などである。ネオペンチルグリコールの代わりにシクロヘキサンジメタノールを共重合成分とすることもできる。更に、テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分からなり、これに所定量のイソフタル酸を共重合させたポリエステル樹脂及びテレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分からなり、これに所定量のイソフタル酸と所定量のネオペンチルグリコール又はシクロヘキサンジメタノールを共重合させたポリエステル樹脂も本発明のＰＥＴ樹脂として使用できる。前記のように、共重合させる成分の種類及び共重合成分の比率を変化させることにより、紙に直接ラミネート可能な特性を有するＰＥＴ樹脂が得られる。

紙基材７の一方の表面に押し出しラミネートされるＰＥＴ層９の膜厚は一般的に１０μｍ〜１００μｍの範囲内である。ＰＥＴ層９の膜厚が１０μｍ未満の場合、ＰＥＴ層９にピンホールが発生したり、耐熱性が不十分になることがある。一方、ＰＥＴ層９の膜厚が１００μｍ超の場合、ＰＥＴ層９の使用効果が飽和し、不経済となるばかりか、容器の組立に支障が生じる可能性がある。

本発明の紙製容器を製造するのに使用される紙基材７は１００ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２の範囲内の坪量のものが好ましい。また、この紙基材７は約３〜１０％の範囲内の含水率を有するものであることが好ましい。紙基材７はバージンパルプのみから構成されていてもよいが、バージンパルプと再生パルプとの混合物から構成されていてもよい。

図４に示されるような発泡断熱層２３を有する紙製容器１Ａを製造する場合、内壁面側にＰＥＴ層９を有し、外壁面側に例えば、ポリエチレンフィルム層を有する胴部材３と、内壁面側及び外壁面側にＰＥＴ層９を有する底板部材５とから容器を組立、この容器を、約１１０℃〜約２００℃の温度で加熱する。加熱時間は約２０秒間〜約７分間である。加熱手段は熱風，電熱，電子線など任意の手段を使用できる。コンベヤによる搬送手段を備えたトンネル内で熱風または電熱などによって加熱すれば、安価に大量生産することができる。この加熱により紙中水分が蒸発し、ポリエチレンフィルム層を発泡させて、発泡断熱層２３が胴部材３の外壁面上に形成される。発泡断熱層２３を有する紙製容器１Ａを製造する方法は、本願出願人が保有する特許第３０１４６２９号公報に詳述されている。

本発明の紙製容器を製造するためのラミネート材料として、胴部用のコップ原紙及び底部用のコップ原紙を別々に用意し、更にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を所望の厚さが取れるだけの必要量を用意し、一般的なラミネート押出し機を用いて前記原紙にＰＥＴを押出ラミネートした。
テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分とからなり、更にグリコール成分としてネオペンチルグリコールを３０モル％共重合させることにより製造された、融点が１８０℃〜１９０℃、ＩＶ値０．７８のＰＥＴ樹脂を用意した。原紙として坪量２８０ｇ／ｍ^２のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより２８０℃でＰＥＴ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、その原紙上にＰＥＴ樹脂を膜厚４０μｍでラミネートした。その反対面にもタンデム方式で同時に前記と同じＰＥＴ樹脂を膜厚４０μｍでラミネートした。得られた両面ラミネート原紙を胴部用として使用し、この原紙から胴部材用ブランクを打ち抜いた。
次ぎに、テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分とからなり、更にグリコール成分としてネオペンチルグリコールを２５モル％共重合させることにより製造された、融点が２００℃、ＩＶ値０．７８のＰＥＴ樹脂を用意した。原紙として坪量２２０ｇ／ｍ^２のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより２８０℃でＰＥＴ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、その原紙上にＰＥＴ樹脂を膜厚３０μｍでラミネートした。その反対面にもタンデム方式で同時に前記と同じＰＥＴ樹脂を膜厚３０μｍでラミネートした。得られた両面ラミネート原紙を底部用として使用し、この原紙から底板部材用ブランクを打ち抜いた。
前記のようにして得られた胴部材用ブランクを所定のスカイブ加工機に掛け、胴部シール面のみ約１４ｍｍだけスカイブ加工を行い、スカイブ加工した部分をヘミング加工（折り曲げ加工）した。ヘミング加工による屈曲面端部からＰＥＴ層の端面１１（図２参照）までの距離は約７ｍｍであった。スカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層の端面１１がスカイブヘミング加工されていない胴部材用ブランクの他端のＰＥＴ層の端面１３（図２参照）と“面一致”となるように重ね合わせ、所望の胴部材を成形し、底板部材用ブランクと共に常用のカップ成型機により、胴部にはホットエアーヒータで４００℃の加熱と、底板部にはホットエアーヒータで４８０℃の加熱を行い、各々ヒートシール及び加圧してカップを作製した。

本発明の紙製容器を製造するためのラミネート材料として、胴部用のコップ原紙及び底板部用のコップ原紙を別々に用意し、更にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を所望の厚さが取れるだけの必要量を用意し、一般的なラミネート押出し機を用いて前記原紙にＰＥＴを押出ラミネートした。
テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分とからなり、更にグリコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを３０モル％共重合させることにより製造された、融点が１８０℃〜１９０℃、ＩＶ値０．７８のＰＥＴ樹脂を用意した。原紙として坪量２８０ｇ／ｍ^２のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより２７０℃でＰＥＴ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、その原紙上にＰＥＴ樹脂を膜厚５０μｍでラミネートした。得られた片面ラミネート原紙を胴部用として使用し、この原紙から胴部材用ブランクを打ち抜いた。
次ぎに、テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分とからなり、更にグリコール成分としてシクロヘキサンジメタノールを３０モル％共重合させることにより製造された、融点が１８０℃〜１９０℃、ＩＶ値０．７８のＰＥＴ樹脂を用意した。原紙として坪量２２０ｇ／ｍ^２のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより２７０℃でＰＥＴ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、その原紙上にＰＥＴ樹脂を膜厚３０μｍでラミネートした。その反対面にもタンデム方式で同時に前記と同じＰＥＴ樹脂を膜厚３０μｍでラミネートした。得られた両面ラミネート原紙を底板部用として使用し、この原紙から底板部材用ブランクを打ち抜いた。
前記のようにして得られた胴部材用ブランクを所定のスカイブ加工機に掛け、胴部シール面のみヘミング・スカイブ加工を行い、胴部シール面のみ約１８ｍｍだけスカイブ加工を行い、スカイブ加工した部分をヘミング加工（折り曲げ加工）した。ヘミング加工による屈曲面端部からＰＥＴ層の端面までの距離は約９ｍｍであった。スカイブヘミング加工されていない胴部材用ブランクの他端のＰＥＴ層の端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層の端面よりも約１．５ｍｍ越えるように重ね合わせ、所望の胴部材を成形し、底板部材用ブランクと共に常用のカップ成型機により、胴部にはホットエアーヒータで４００℃の加熱と、底部にはホットエアーヒータで４８０℃の加熱を行い、各々ヒートシール及び加圧してカップを作製した。

本発明の紙製容器を製造するためのラミネート材料として、胴部用のコップ原紙及び底板部用のコップ原紙を別々に用意し、更にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を所望の厚さが取れるだけの必要量を用意し、一般的なラミネート押出し機を用いて前記原紙にＰＥＴを押出ラミネートした。
テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分とからなり、更に酸成分としてイソフタル酸を２５モル％共重合させることにより製造された、融点が２００℃、ＩＶ値０．７８のＰＥＴ樹脂を用意した。原紙として坪量２８０ｇ／ｍ^２のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより２８０℃でＰＥＴ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、その原紙上にＰＥＴ樹脂を膜厚５０μｍでラミネートした。得られた片面ラミネート原紙を胴部用として使用し、この原紙から胴部材用ブランクを打ち抜いた。
次ぎに、テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分とからなり、更に酸成分としてイソフタル酸を２５モル％共重合させることにより製造された、融点が２００℃、ＩＶ値０．７８のＰＥＴ樹脂を用意した。原紙として坪量２２０ｇ／ｍ^２のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより２８０℃でＰＥＴ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、その原紙上にＰＥＴ樹脂を膜厚３０μｍでラミネートした。その反対面にもタンデム方式で同時に前記と同じＰＥＴ樹脂を膜厚３０μｍでラミネートした。得られた両面ラミネート原紙を底板部用として使用し、この原紙から底板部材用ブランクを打ち抜いた。
前記のようにして得られた胴部材用ブランクを所定のスカイブ加工機に掛け、胴部シール面のみヘミング・スカイブ加工を行い、胴部シール面のみ約１８ｍｍだけスカイブ加工を行い、スカイブ加工した部分をヘミング加工（折り曲げ加工）した。ヘミング加工による屈曲面端部からＰＥＴ層の端面までの距離は約９ｍｍであった。スカイブヘミング加工されていない胴部材用ブランクの他端のＰＥＴ層の端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層の端面よりも約１．５ｍｍ越えるように重ね合わせ、所望の胴部材を成形し、底板部材用ブランクと共に常用のカップ成型機により、胴部にはホットエアーヒータで４００℃の加熱と、底部にはホットエアーヒータで４８０℃の加熱を行い、各々ヒートシール及び加圧してカップを作製した。

比較例として、ポリエチレンラミネート原紙を用いて容器を製造した。ポリエチレン樹脂として、密度０．９２、ＭＦＲ３．０の、特に低臭グレードであるドローダウン性に富んだネックインの少ない低密度ＰＥ（ＬＤＰＥ）樹脂を用意した。原紙として坪量２８０ｇ／ｍ^２のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより３１０℃でＬＤＰＥ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら、およそ１００ｍ／分のラインスピードで２０μｍの層厚を確保しながらＬＤＰＥラミ原紙を作製した。その反対面にもタンデム方式で同時に前記と同じＬＤＰＥ樹脂を膜厚２０μｍでラミネートした。得られた両面ラミネート原紙から容器胴部材用ブランク及び底板部材用ブランクの両方を打ち抜いた。前記のようにして得られた胴部材用ブランクを所定のスカイブ加工機に掛け、胴部シール面のみヘミング・スカイブ加工を行い、所望のブランク形状とし、底板部材用ブランクと共に常用のカップ成型機により、胴部にはホットエアーヒータで４００℃の加熱と、底部にはホットエアーヒータで４３０℃の加熱を行い、各々ヒートシール及び加圧してカップを作製した。

前記の実施例１〜実施例３及び比較例で得られた各紙製容器について、(1)原紙とラミネートフィルムとの密着性、(2)カップ剛度、(3)ラミネートフィルム臭気評価、(4)耐フレーバー性及び(5)耐ピンホール性についてそれぞれ試験した。
(1)原紙とラミネートフィルムとの密着性の単位はＮ／１５ｍｍで表示される。試験方法は、ラミネートフィルムの一端を把持して原紙から剥離させ、そのときの引っ張り強度を測定する。ラミネートフィルムの密着性が高いと、原紙から剥離されず、紙層破壊が生じる。
(2)カップ剛度の単位はＮで表示される。試験方法は、９５℃及び８０℃の各々の温度の熱水を容器内に注ぎ込み、温度が低下しないうちに熱水を入れたままで、容器を座屈させたときの強度を測定した。
(3)ラミネートフィルム臭気評価は、９５℃の熱水を容器内に注ぎ込み、その後、パネラー２名により容器内部の臭気を官能テストにより評価した。
(4)耐フレーバー性は８０℃のお茶を容器内に注ぎ込み、その後、パネラー２名により容器内部のお茶への臭気移行の有無を官能テストにより評価した。
(5)耐ピンホール性は、それぞれの紙カップの内側にメチレンブルーの５％アルコール液を入れ、１５分間放置した状態で内面の着色状態からラミネートフィルムの切れやピンホールなどの状態を評価した。
測定結果を下記の表１に要約して示す。

表１に示された結果から明かなように、ＰＥもＰＥＴも原紙との密着性は大差無いが、ＰＥのガラス転移点が−４０℃であるため、比較例の容器に熱湯などを注ぐと、フィルムの臭気が検出され、カップ剛度は低く、耐フレーバー性及び耐ピンホール性も不良となる。これに対して、耐熱性に優れたＰＥＴを原紙に直接ラミネートした容器は熱湯を注がれてもカップ剛度が高く、フィルムの臭気は検出されず、耐フレーバー性及び耐ピンホール性も全く問題が無い。従って、ＰＥなどの低融点フィルムを介すること無く、原紙にＰＥＴを直接ラミネートした紙製容器は、熱湯を注ぎ込んで使用する用途の他、電子レンジなどで直接加熱調理する食品包装容器としても使用できる。
また、実施例１で得られた紙製容器に比べて、実施例２及び実施例３で得られた紙製容器は、スカイブヘミング加工されていない胴部材用ブランクの他端のＰＥＴ層の端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層の端面よりも約１．５ｍｍ越えるように重ね合わされているため、実施例２及び実施例３で得られた紙製容器の開口部の真円性は実施例１で得られた紙製容器の開口部の真円性よりも良好であった。

テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分とからなり、更にグリコール成分としてネオペンチルグリコールを２５モル％共重合させることにより製造された、融点が２００℃、ＩＶ値０．７８のＰＥＴ樹脂を用意した。原紙として坪量２８０ｇ／ｍ^２、紙中水分７．６％のイミンコート処理を行ったコップ原紙を用意した。コロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより２８０℃でＰＥＴ樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、６０ｍ／分のラインスピードで、その原紙上にＰＥＴ樹脂を膜厚４０μｍでラミネートした。その反対面にもタンデム方式で同時にコロナ放電処理を行いながら押出しラミネート機のＴダイより、３００℃で密度０．９２、ＭＦＲ３．０の低密度ポリエチレン樹脂を押出し、チルロールで冷却しながら加圧し、６０ｍ／分のラインスピードで、その原紙上にＬＤＰＥ樹脂を膜厚７０μｍでラミネートした。得られた両面ラミネート原紙を胴部材用原紙として使用した。この原紙から常法により容器胴部材用ブランクを打ち抜いた。
底部材用原紙として、前記と同じポリエチレンテレフタレート樹脂層（４０μｍ厚）／原紙層（コップ原紙坪量２２０ｇ／ｍ^２）／ポリエチレンテレフタレート樹脂層（３０μｍ厚）からなる層構成の両面ラミネート原紙を使用した。この原紙から常法により容器底部材用ブランクを打ち抜いた。
胴部材用ブランクを所定のスカイブ加工機に掛け、胴部シール面のみ約１８ｍｍだけスカイブ加工を行い、スカイブ加工した部分をヘミング加工（折り曲げ加工）した。ヘミング加工による屈曲面端部からＰＥＴ層の端面までの距離は約９ｍｍであった。スカイブヘミング加工されていない胴部材用ブランクの他端のＰＥＴ層の端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層の端面よりも約２．０ｍｍ越えるように重ね合わせ、所望の胴部材を成形し、底部材用ブランクと共に常用のカップ成型機により、胴部にはホットエアーヒータで４００℃の加熱と、底部にはホットエアーヒータで４８０℃の加熱を行い、各々ヒートシール及び加圧してカップを作製した。
これらの所望のカップ成型機で得られた紙カップを温度１２５℃の加熱オーブンに入れ、加熱時間を変化させて、容器胴部外壁面のＬＤＰＥ層のみを発泡させた。得られた発泡層の厚みをマイクロスコープで観察しながら測定したところ、加熱時間５分間で０．８０ｍｍと断熱性に適切な厚みが得られた。
比較のために、特許第３０１４６２９号公報に記載された方法により製造された紙カップのデータも併せて示す。特許第３０１４６２９号公報に記載された方法により製造された紙カップも加熱時間５分間で０．８０ｍｍ厚の発泡断熱層が形成された。

表２に示された結果から、本発明の紙製容器は従来技術の特許第３０１４６２９号公報に記載された断熱性紙製容器に匹敵する優れた断熱性を示すことが予想される。

以上、本発明の紙製容器について好ましい実施態様を挙げて具体的に説明してきたが、本発明の紙製容器は例示された実施態様に限定されない。例えば、断熱層を形成する場合、例示された特許公報に開示された方法に限らず、紙製容器の断熱化のために当業者に使用されている又は当業者に公知の全ての方法又は手段を使用することができる。
また、本発明の紙製容器は口縁部に蓋を施蓋し、密閉容器とすることもできる。この場合、容器内壁面にハイガスバリア性のＰＥＴ層９が使用されているので、蓋形成材料にもハイガスバリア性材料を使用することが好ましい。このような容器は油脂性食品を充填したときに油の酸敗を防止することができ、油脂性食品の長期保存に特に適する。
本発明の紙製容器は固体及び液体の他、流動性のある半固体状食品の充填包装に使用できる。

１，１Ａ，１Ｂ本発明の紙製容器
３胴部材
５底板部材
７紙基材
９ＰＥＴ層
１１スカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ層９の端面
１３スカイブヘミング加工されていない胴部材３の他端のＰＥＴ層９の端面
１５紙基材７のカットエッジ
１７胴部材ブランク
１９回転刃
２１窪み
２３発泡断熱層
２５胴巻
２７断熱空間
２９穴

Claims

少なくとも胴部材と底板部材とからなる紙製容器であって、
前記胴部材は紙基材の一方の表面にＰＥＴ樹脂が押し出しラミネートされており、前記底板部材は紙基材の両面にＰＥＴ樹脂が押し出しラミネートされており、
前記胴部材は、一方の弦と他方の弦を重ね合わせて接着することにより筒状に形成されており、前記一方の弦はスカイブヘミング加工により折り曲げられて紙基材のカットエッジがＰＥＴ層により被覆されており、他方の弦は紙基材のカットエッジが露出しており、
露出カットエッジ部のＰＥＴ樹脂ラミネート層端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ樹脂ラミネート層の端面以上の位置で、かつ、スカイブヘミング加工により折り曲げられて紙基材のカットエッジがＰＥＴ樹脂ラミネート層により被覆されている側が胴部材の内壁面側にくるように、前記一方の弦のＰＥＴ樹脂ラミネート層と他方の弦のＰＥＴ樹脂ラミネート層を熱溶着させることにより接着させ、
前記胴部材と前記底板部材とはＰＥＴ樹脂ラミネート層同士を熱溶着させることにより接着されていることを特徴とする紙製容器。
前記ＰＥＴ樹脂は、融点が２３０℃以下、共重合成分比率が１０モル％〜４０モル％、ＩＶ(Intrinsic Viscosity)値（ｄｌ／ｇ）が０．６〜１．０の範囲内である請求項１に記載の紙製容器。
前記ＰＥＴ樹脂は、テレフタル酸を主成分とする酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分からなり、更にイソフタル酸、ネオペンチルグリコール及びシクロヘキサンジメタノールからなる群から選択される少なくとも一種類の成分との共重合により得られるポリエステル樹脂である請求項１又は２に記載の紙製容器。
スカイブヘミング加工による屈曲面端部からＰＥＴ樹脂ラミネート層端面までの距離が５ｍｍ〜１５ｍｍであり、露出カットエッジ部のＰＥＴ樹脂ラミネート層端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ樹脂ラミネート層の端面を０．１ｍｍ〜３ｍｍの範囲内の距離だけ超えている請求項１〜３の何れかに記載の紙製容器
スカイブヘミング加工による屈曲面端部からＰＥＴ樹脂ラミネート層端面までの距離が７ｍｍ〜１２ｍｍであり、露出カットエッジ部のＰＥＴ樹脂ラミネート層端面がスカイブヘミング加工により折り曲げられたＰＥＴ樹脂ラミネート層の端面を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内の距離だけ超えている請求項４記載の紙製容器
前記胴部材の外壁面上に断熱手段が更に配設されている請求項１記載の紙製容器。
前記断熱手段は、胴部材外壁面上にラミネートされた低融点熱可塑性合成樹脂フィルムの発泡断熱層である請求項６記載の紙製容器。
前記断熱手段は、胴部材外壁面上に配設された筒状胴巻であり、前記胴部材外壁面と筒状胴巻との間に断熱空間が形成されている請求項６記載の紙製容器。