JP2014005002A - 口栓付き紙容器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、口栓部分の溶着性に優れたパウチ状の口栓付き紙容器を提案するものである。
【解決手段】紙層と、該紙層の外面側に設けられた熱可塑性樹脂層と、該紙層の内面側に設けられ、シーラント層を最内面に有する積層フィルムと、をそれぞれ有する２枚の積層体の前記シーラント層同士を対向させて、上辺を除く周縁部をヒートシールし、上辺の開口部に口栓を挟むようにヒートシールしてなる口栓付き紙容器であって、前記積層体の、口栓を取付けてシールする部分に、紙層が存在しないことを特徴とする口栓付き紙容器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙容器に関し、特に口栓取付部分の密封シール性が改善されたパウチ形状の口栓付き紙容器およびその製造方法に関する。

食料品や飲料、トイレタリー用品等を収納する容器としては、さまざまな材質のさまざまな形状の容器が用いられている。近年においては、地球環境保護意識の高まりを背景にして、再生産可能な資源である紙を用いた容器が特に注目されている。

紙容器としては、牛乳パックや酒パックに代表される、箱形の、剛性を持った液体紙容器が最も一般的である。また酒パックの場合は、口栓付き紙容器が多く用いられている。

このような紙容器における口栓の構造としては、紙容器の平面部分に丸孔を開け、ここに円形のフランジ付き口栓を溶着した形式の口栓構造が一般的に採用されている。

一般的に紙層を含む積層体は、紙を含まない積層体に比較して断熱性が高く、熱伝導性が低いため、加熱したシールバーで挟んで外側から加熱してシールするようなヒートシールに対しては、ヒートシール適性が劣る。

牛乳用紙パックや、酒パック等の液体用紙容器では、初めから紙を用いることが前提となっているため、製函装置もそれなりの加熱機構を備えて、完全な密着シールが可能なように設計されている。具体的には、シールすべき部分を熱風で加熱した上で圧着する機構が一般的に採用されている。口栓の溶着も、平面同士であるため、安定した溶着が可能である。

特許文献１に記載されたスパウト付紙パウチは、１枚の帯状紙積層体から形成される、プラスチック製スパウトを備えた特殊な形状の紙パウチである。この紙パウチにおいては、円筒状の口栓が合掌シール部に挟まれるように取付けられている。

特開２００１−１３０５９７号公報

特許文献１に記載されたスパウト付紙パウチは、紙同士のシール部分は、前記のような手法を用いて密着シールが可能であるが、口栓シール部においては、紙を用いない一般の軟包装フィルムに比較して、積層体の柔軟性が不足していることが原因となって、口栓の溶着時において、しばしば熱量不足と密着性不足に起因するシール不良が発生する可能性があった。

本発明が解決しようとする課題は、口栓部分の溶着性に優れたパウチ状の口栓付き紙容器を提案するものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、紙層と、該紙層の外面側に設けられた熱可塑性樹脂層と、該紙層の内面側に設けられ、シーラント層を最内面
に有する積層フィルムと、をそれぞれ有する２枚の積層体の前記シーラント層同士を対向させて、上辺を除く周縁部をヒートシールし、上辺の開口部に口栓を挟むようにヒートシールしてなる口栓付き紙容器であって、前記積層体の、口栓を取付けてシールする部分に、紙層が存在しないことを特徴とする口栓付き紙容器である。

本発明に係る口栓付き紙容器は、口栓をヒートシールして取付ける部分に紙層が存在しない構造であるため、口栓の取付けを安定して行うことができ、シール不良による液漏れや密封不良が生じ難い。

また、請求項２に記載の発明は、前記積層体の口栓取付部以外の部分にも、紙層が存在しない部分があることを特徴とする請求項１に記載の口栓付き紙容器である。

また、請求項３に記載の発明は、印刷を施した原紙の、紙層が不要となる部分を打ち抜いて窓孔を穿孔する工程、原紙の外面側に熱可塑性樹脂層を、また原紙の内面側にシーラント層を最内面に有する積層フィルムを貼り合せ、積層体を形成すると共に前記窓孔部分の前記熱可塑性樹脂層と前記積層フィルムを接着する工程、前記積層体のシーラント層同士を対向させて、周縁部をヒートシールした後、上辺が開口部となった所定の形状に打ち抜く工程、上辺の開口部に、口栓をヒートシールする工程、
をこの順序で含むことを特徴とする請求項１または２に記載の口栓付き紙容器の製造方法である。

本発明に係る紙容器は、積層体の、口栓を取付けてシールする部分に紙層が存在しない構造であるため、開口部に口栓をヒートシールする際、加熱した治具で挟んでシールする通常のシール方法で能率良くシールすることが可能である。従って、従来、通常の包装袋に口栓を取付けていた装置を用いて、通常の包装袋と同様の効率で口栓付き紙容器を製造することができる。

従って本発明に係る紙容器は、従来紙が用いられていなかったさまざまな形状の口栓付き包装袋に適用することができる。

本発明に係る口栓付き紙容器は、従来の紙を用いない包装フィルムからなる包装袋に比較して、積層体の剛性が高い。このため特にスタンディングパウチなどのように、自立性を必要とする用途には、好ましく使用できる。

請求項２に記載の発明のように、口栓取付部以外の部分にも、紙層が存在しない部分がある場合、例えば紙容器本体の一部に窓を形成することにより、内容物を外から見ることができるような機能を付加することができる。

請求項３に記載の発明においては、通常の口栓付き包装袋の製造工程に、印刷を施した原紙の、紙層が不要となる部分を打ち抜いて窓孔を穿孔する工程を付加するだけで、通常の包装袋形状の口栓付き紙容器を製造することができる。

図１は、本発明に係る口栓付き紙容器の一実施態様を示した平面模式図である。 図２は、図１に示した口栓付き紙容器を上から見た状態を示した模式図である。 図３は、図１のＡ−Ａ’断面を示した断面模式図である。 図４は、図１のＢ−Ｂ’断面を示した断面模式図である。 図５は、口栓の例を示した図であり、図５（１）は、正面から見た状態を、図５（２）は、断面を、図５（３）は、下から見た状態をそれぞれ示した模式図である。 図６は、本発明に係る口栓付き紙容器の他の実施態様を示した平面模式図である。 図７は、本発明に係る口栓付き紙容器の製造工程を示した説明図であり、原紙に窓孔を穿孔した状態を示した平面模式図である。 図８（１）は、本発明に係る紙容器の製袋工程を示した説明図である。図８（２）は、図８（１）のＣ−Ｃ’断面を示した断面説明図である。

以下図面を参照しながら、本発明に係る口栓付き紙容器について詳細に説明する。
図１は、本発明に係る口栓付き紙容器（１）の一実施態様を示した平面模式図である。また、図２は、図１に示した口栓付き紙容器を上から見た状態を示した模式図である。図３は、図１のＡ−Ａ’断面を示した断面模式図である。図４は、図１のＢ−Ｂ’断面を示した断面模式図である。なお、図３、図４では、積層体の厚さ方向が拡大されて表現されている。

本発明に係る口栓付き紙容器（１）は、紙層（１２）と、紙層（１２）の外面側に設けられた熱可塑性樹脂層（１１）と、紙層（１２）の内面側に設けられ、シーラント層（１４）を最内面に有する積層フィルム（１５）とをそれぞれ有する２枚の積層体（１０）のシーラント層（１４）同士を対向させて、上辺を除く周縁部をヒートシールし、上辺の開口部に口栓（２）を挟むようにヒートシールしてなる口栓付き紙容器である。

図１の例では、ボトムシール部（５）と両側のサイドシール部（３）がヒートシールされ、トップシール部（４）の中央部の口栓シール部（６）に口栓（２）がヒートシールされている。

本発明に係る口栓付き紙容器（１）は、積層体（１０）の、口栓（２）を取付けてシールする部分（口栓シール部（６））に、紙層（１２）が存在しないことを特徴とする。

本発明に係る口栓付き紙容器（１）は、口栓シール部（６）に紙層（１２）が存在しないため、通常の軟包装フィルムからなる包装袋と同様に、外側から加熱治具で挟んでシールする方法で、口栓を取付けることが可能である。このため、従来の軟包装袋用の口栓取付け装置を用いて、装置に何等の改造を加えることなく、口栓付き紙容器を生産できる。

図１〜４に示した例では、積層体（１０）の構成として、容器の内側から順にシーラント層（１４）、中間層（１３）、紙層（１２）、熱可塑性樹脂層（１１）が積層されている。シーラント層（１４）と中間層（１３）が積層フィルム（１５）を構成している。

紙層（１２）としては、特に紙容器用の紙に限定されず、広い種類の紙が使用可能である。具体的には、坪量１６０ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２程度のカートン原紙、カップ原紙、白ボール紙、コートボール紙、アイボリー紙、等の紙が使用できる。

シーラント層（１４）としては、ポリオレフィン系樹脂が一般的に使用され、具体的には、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、直鎖
状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−メタアクリル酸樹脂共重合体などのエチレン系樹脂や、ポリエチレンとポリブテンのブレンド樹脂や、ホモポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂、また特に低吸着性を要求される場合には、無延伸ポリエチレンテレフタレート（ＣＰＥＴ）等が使用される。

中間層（１３）は、紙容器（１）にガスバリア性などの機能を付加する目的で用いられる。ガスバリア層としては、ポリ塩化ビニリデンフィルム（ＰＶＤＣ）、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコール共重合体フィルム、ガスバリア性ナイロンフィルム（ＮＹ）、ガスバリア性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のガスバリア性フィルムや、ＰＥＴフィルム等にアルミニウム等の金属を蒸着した金属蒸着フィルムや、ＰＥＴフィルムに酸化アルミニウムや酸化珪素等の無機酸化物を蒸着させた無機酸化物蒸着フィルム、あるいは、ポリ塩化ビニリデンコーティング、水溶性樹脂と無機層状化合物を含有する被膜や金属アルコキシドあるいはその加水分解物とイソシアネート化合物を反応させた被膜からなる樹脂層などのガスバリアコーティング層、あるいはアルミニウム箔等の金属箔などを用いることができる。

紙容器（１）の最外面となる熱可塑性樹脂層（１１）としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）樹脂、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリオレフィン系エラストマー等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂等のポリエステル系樹脂、セロハン、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）樹脂等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂等の合成樹脂フィルムが使用できる。

これらの各層を貼り合せる方法としては、接着剤を用いたドライラミネート法や、ポリエチレン樹脂等を押出して貼り合せる押出しラミネート法を用いることができる。

図１〜４に示した実施態様においては、シーラント層（１４）同士を対向させて配置した２枚の積層体（１０）の間に、同じ層構成の底テープ（１６）を、シーラント層が外側になるように２つ折にして挿入し、ボトムシール部（４）を形成して、広い底面を持った、スタンディングパウチ形状の口栓付き紙容器（１）を構成している。

なお底テープ（１６）は、内容物の充填時に、しなやかに広がる性質が要求される場合があるので、紙層（１２）を全く含まない構成であるか、または、本体よりも薄い紙を用いた構成でもよい。

図５は、口栓（２）の例を示した図であり、図５（１）は、正面から見た状態を、図５（２）は、断面を、図５（３）は、下から見た状態をそれぞれ示した模式図である。

この例では、口栓（２）は、口栓本体（２ｂ）とキャップ（２ｃ）とからなり、口栓本体（２ｂ）の下端部には、容器本体の口栓シール部（６）をシールするための口栓溶着部（２ｓ）が設けられている。

口栓溶着部（２ｓ）は、図５（３）に示したように口栓シール部（６）が滑らかに密着
するように、曲線状となっている。口栓溶着部（２ｓ）の形状には、菱形も一般的に用いられる。

口栓溶着部（２ｓ）の表面には、口栓シール部（６）との密着性を高めるために、溶着リブ（２ｒ）が設けられている。

口栓（２）には、この他、不正開封防止のための、タンパーエビデントシール等を備えていても良い。

口栓本体（２ｂ）の材質は、シール性を高める意味でシーラント層（１４）と同じ材質とすることが多く、ポリエチレン樹脂が最も一般的に用いられる。

キャップ（２ｃ）の材質は、口栓本体（２ｂ）と同じか、それよりも硬い樹脂が用いられる。ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴが一般的である。

図６は、本発明に係る口栓付き紙容器（１）の他の実施態様を示した平面模式図である。図６に示した実施態様においては、図１に示した例において、紙層の存在する部分（８）の領域中に、一部紙層の存在しない部分である窓孔（９）が設けてある。

窓孔（９）の部分には、紙層（１２）は存在しないが、積層体（１０）のそれ以外の要素であるシーラント層や、中間層、熱可塑性樹脂層は、存在するので、容器としての密封性等については、何ら問題はない。この部分は、紙層（１２）が存在しないことにより、例えば内容物の種類や残量を確認するための窓として利用することができる。

次に本発明に係る口栓付き紙容器（１）の製造方法について説明する。図７は、本発明に係る口栓付き紙容器（１）の製造工程を示した説明図であり、原紙（１７）に窓孔（９）を穿孔した状態を示した平面模式図である。また、図８（１）は、本発明に係る口栓付き紙容器（１）の製袋工程を示した説明図である。図８（２）は、図８（１）のＣ−Ｃ’断面を示した断面説明図である。

本発明に係る口栓付き紙容器（１）を製造するには、まず印刷を施した原紙（１７）の、紙層が不要となる部分を打ち抜いて窓孔（９）を穿孔する。通常は、絵柄を印刷する時にレジスターマークを印刷しておき、このマークを利用して、印刷絵柄と、窓孔（９）の位置を合わせる。

図７の例では、破線で示した中央線に対して左右対称の位置に、窓孔９が開けられている。

次に、窓孔（９）の開けられた原紙の表面側（印刷面側）に熱可塑性樹脂層（１１）を、また裏面側にシーラント層（１４）を含む積層フィルム（１５）を貼り合せて、積層体（１０）とする。図は省略するが、外観的には図７の状態と変わらない。

図７の破線で示した中央線で切断して、２条の積層体（１０）を得る。次に図８に示したように、この２条の積層体（１０）のシーラント層（１４）同士を対向させ、間に底テープ（１６）を挿入する。底テープ（１６）は、シーラント層を外側にして二つ折にした状態で、左右から２条挿入する。

図８（１）では、中央の窓孔（９）に対して、左右対称に２つづつ紙容器が配置されることになる。

ボトムシール部およびサイドシール部をシールした後、打ち抜き予定位置（１８）で打ち抜くと、図８（１）の右側に示したような、トップシール部が未シール状態の紙容器ができる。

紙層（１２）が存在しない口栓シール部（６）に口栓（２）を取付けることにより、図１に示したような、スタンディングパウチ形状の口栓付き紙容器（１）が完成する。なおシール条件は、通常の紙を含まない包装フィルムを用いる場合に比較して、圧締時間を長くするか、シール面を予熱する等の工夫が必要である。

このように、口栓付き紙容器（１）の開口部は、窓孔（９）によって予め紙層（１２）が除去されているので、紙層（１２）が存在しない状態となる。このため、通常の口栓取付装置によって、口栓を取付けることができる。
以下、実施例に基づいて、本発明に係る口栓付き紙容器についてさらに具体的に説明する。

坪量３２０ｇ／ｍ^２の紙の表面に、印刷を施した後、図７に示したような窓孔を穿孔した。裏面に、ポリエチレン樹脂による押出しラミネート法により、（ポリエチレン１２μｍ／シリカ蒸着ＰＥＴ１２μｍ／低密度ポリエチレン６０μｍ）の積層フィルムを接着した後、再度押出機を用いて、表面に厚さ２０μｍの中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）層を形成した。低密度ポリエチレン６０μｍは、シーラント層に相当する。

図７（１）の状態から、中央の破線部分でスリットして２条の積層体を得た。この２条の積層体のシーラント層同士を対向させ、この間に、底テープを挿入した。底テープの層構成は、印刷がない以外は本体と同様である。

図１の形状に打ち抜き、通常の口栓取付装置を用いて、口栓シール部に口栓をシールして、口栓付き紙容器が完成した。

本発明に係る口栓付き紙容器は、紙層を有するため断熱性に優れ、例えば冷凍商品においても、保冷性が高く、手に持っても冷たさを緩和する効果がある。また紙の剛性により、立ち姿のよい容器を提供することが可能となる。また当然のことながら、紙の持つ印象や環境適性をアピールする商品設計が可能となる。

１・・・口栓付き紙容器
２・・・口栓
２ｂ・・・口栓本体 ２ｃ・・・キャップ
２ｓ・・・口栓溶着部 ２ｒ・・・溶着リブ
３・・・サイドシール部
４・・・トップシール部
５・・・ボトムシール部
６・・・口栓シール部
７・・・紙層の存在しない部分
８・・・紙層の存在する部分
９・・・窓孔
１０・・・積層体
１１・・・熱可塑性樹脂層
１２・・・紙層
１３・・・中間層
１４・・・シーラント層
１５・・・積層フィルム
１６・・・底テープ
１７・・・原紙
１８・・・打ち抜き予定位置

Claims (3)

1. 紙層と、
   該紙層の外面側に設けられた熱可塑性樹脂層と、
   該紙層の内面側に設けられ、シーラント層を最内面に有する積層フィルムと、
   をそれぞれ有する２枚の積層体の前記シーラント層同士を対向させて、
   上辺を除く周縁部をヒートシールし、上辺の開口部に口栓を挟むようにヒートシールしてなる口栓付き紙容器であって、
   前記積層体の、口栓を取付けてシールする部分に、紙層が存在しないことを特徴とする口栓付き紙容器。
2. 前記積層体の口栓取付部以外の部分にも、紙層が存在しない部分があることを特徴とする請求項１に記載の口栓付き紙容器。
3. 印刷を施した原紙の、紙層が不要となる部分を打ち抜いて窓孔を穿孔する工程、
   原紙の外面側に熱可塑性樹脂層を、また原紙の内面側にシーラント層を最内面に有する積層フィルムを貼り合せ、積層体を形成すると共に前記窓孔部分の前記熱可塑性樹脂層と前記積層フィルムを接着する工程、
   前記積層体のシーラント層同士を対向させて、周縁部をヒートシールした後、上辺が開口部となった所定の形状に打ち抜く工程、
   上辺の開口部に、口栓をヒートシールする工程、
   をこの順序で含むことを特徴とする請求項１または２に記載の口栓付き紙容器の製造方法。