JP2016141068A - 積層体の端面保護方法、端面保護装置及び端面が保護された積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体の端面を防水性樹脂で被覆する技術であって、接着剤を使用することなく、しかも、工程数が少なく安定した品質が得られる端面の保護技術を提供する。【解決手段】長尺の積層体１を走行させながら、押出機２によって、積層体１の端面及びこれに隣接する領域の表裏両面に溶融した防水性樹脂５を押出し、圧着装置３１，３２，４によって圧着する端面の保護技術。このため、接着剤を使用することなく、紙粉も発生せず、これに加えて、溶融した防水性樹脂５が積層体１に圧着されるため、不安定な部分の発生がなく、接合部の品質も安定し、積層体１を走行させながら連続的に行うことができ、工程数も少なく、効率的である端面保護技術。【選択図】図１

Description

本発明は、紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体の端面を防水性樹脂で被覆して保護する技術に関する。このように端面を保護した積層体は、例えば、液体内容物を収容する紙製容器の素材として使用できる。

液体内容物を収容する容器として、紙を基材とする素材を使用した容器は周知である。例えば、紙カップの胴部は、紙の両面に防水性の熱可塑性樹脂を積層して積層体とし、この積層体を丸めてその両端を接合することによって形成されている。また、ゲーベルトップ型の液体紙容器においても、同様に、紙の両面に防水性の熱可塑性樹脂を積層した積層体をブランクとして、このブランクを筒状に丸め、その両端を接合して胴部を形成している。

これら積層体においては、紙基材の表裏両面が防水性樹脂によって被覆されており、したがって容器内面側がこの防水性樹脂で被覆されているため、この容器に液体内容物を収容しても、内面側から紙基材に液体内容物が浸透することはない。しかしながら、図３に示すように、両端の接合部においては積層体の端面が容器内部に露出しており、しかも、この端面は防水性樹脂によって被覆されていないため、この端面から紙基材に液体内容物が浸透することがある。

そこで、このような液体用の紙容器にあっては、積層体端面からの液体の浸透を防止するため、接合部端面を防水性皮膜によって保護することが通常である。積層体端面の保護方法としては、さまざまな方法が知られている。

例えば、特許文献１には、積層体の厚みの約半分となるように積層体端部を切削し（図４（ａ）参照）、次に、この端部を折り返し、接着剤を使用してこれら端部を互いに接着することにより、積層体端面を防水性樹脂１２で被覆する技術を記載している（図４（ｂ）参照）。この技術によれば、紙基材１１の端面が防水性樹脂１２で保護されるため、この端面から液体内容物が浸透することを防ぐことができる。

また、特許文献２は、別途用意した防水性テープを接着剤で積層体端面に接着して、端面を保護する技術を記載している（図５参照）。

また、特許文献３には、表裏面の防水性樹脂１２，１３を紙基材１１の端部より延長して延出部とし、これら延出部同士を互いに融着する（図６（ａ）参照）すると共に、こうして融着した延出部を表面側又は裏面側に折り返して接着することにより、積層体端面を防水性樹脂１２で被覆する技術を記載している（図６（ｂ）参照）。この技術によれば、紙基材１１の端面が防水性樹脂１２，１３で保護されるため、この端面から液体内容物が浸透することを防ぐことができる。

特公昭５９−０４７９８３号公報 特開２００５−２６３２７４号公報 特許第４９９８０２２号公報

しかしながら、これらの技術は、それぞれ、固有の欠陥を有していた。

例えば、特許文献１に記載の技術や特許文献２に記載の技術では接着剤を使用するため、その環境負荷が大きいという欠点がある。また、特許文献１に記載の技術では、これに加えて、積層体を切削する必要があることから紙粉が発生し易いなどの欠点がある。

また、特許文献３に記載の技術では、その工程数が多く、コスト高であるにも拘わらず、延出部のフィルムが不安定となるため、積層体を丸めて接合した際の接合部の品質を安定させることが困難であった。

そこで、本発明は、接着剤を使用することなく、しかも、工程数が少なく安定した品質が得られる端面の保護技術を提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載の発明は、紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体の端面を防水性樹脂で被覆する方法であって、
前記端面に溶融した防水性樹脂を押出す押出工程と、この溶融樹脂を圧着する圧着工程とを有することを特徴とする積層体の端面保護方法である。

次に、請求項２に記載の発明は、前記押出工程において、前記端面に加えて、前記積層体の表面又は裏面の一部の領域であって、前記端面に隣接する領域に溶融した防水性樹脂を押出すことを特徴とする請求項１に記載の積層体の端面保護方法である。

また、請求項３に記載の発明は、前記圧着工程において、端面に隣接する前記領域に押出された溶融樹脂を圧着することを特徴とする請求項２に記載の積層体の端面保護方法である。

また、請求項４に記載の発明は、前記積層体が長尺の積層体であり、この積層体を走行させながら、前記押出工程と圧着工程とをこの順に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層体の端面保護方法である。

また、請求項５に記載の発明は、紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体の端面を防水性樹脂で被覆する装置であって、
前記端面に溶融した防水性樹脂を押出す押出機と、この溶融樹脂を圧着する圧着装置とを有することを特徴とする端面保護装置である。

また、請求項６に記載の発明は、前記押出機が、前記端面に加えて、前記積層体の表面又は裏面の一部の領域であって、前記端面に隣接する領域に溶融した防水性樹脂を押出すものであることを特徴とする請求項５に記載の端面保護装置である。

また、請求項７に記載の発明は、前記圧着装置に加えて、端面に隣接する前記領域に押出された溶融樹脂を圧着する表面圧着装置又は裏面圧着装置を有することを特徴とする請求項６に記載の端面保護装置である。

また、請求項８に記載の発明は、紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体であって、その端面に防水性皮膜が熱圧着されていることを特徴とする端面が保護された積層体である。

本発明によれば、前記積層体の走行方向に沿って押出装置と圧着装置とを配置し、積層体を走行させながら押出工程と圧着工程とを実行することにより、積層体の端面を防水性樹脂で保護することができる。このため、接着剤を使用することなく、また、紙粉も発生しない。また、これに加えて、溶融した防水性樹脂が積層体に圧着されるため、不安定な部分の発生がなく、接合部の品質も安定する。しかも、積層体を走行させながら連続的に行うことができるから、工程数も少なく、効率的である。

図１は本発明の端面保護装置を示し、図１（ａ）はその斜視図、図１（ｂ）はその平面図、図１（ｃ）は積層体の走行方法に直交する方向から見た正面図、図１（ｄ）は走行方向に沿った側面図である。 図２は本発明に係り、端面が保護された積層体の要部断面図である。 図３は従来技術に係り、積層体を丸めて両端を接合した状態の要部断面図である。 図４は従来の端面保護技術に係り、図４（ａ）は端面保護の途中を示す要部断面図、図４（ｂ）は端面が保護された積層体の要部断面図である。 図５は従来の端面保護技術に係り、端面が保護された積層体の要部断面図である。 図６は従来の端面保護技術に係り、、図６（ａ）は端面保護の途中を示す要部断面図、図６（ｂ）は端面が保護された積層体の要部断面図である。

本発明の端面保護方法は、紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体の端面を防水性樹脂で被覆して保護する方法である。この積層体は枚葉状であってもよいが、長尺状であることが望ましい。積層体が長尺状である場合には、その巻取ロールから積層体を巻き出し、走行させながら、連続的に端面を保護することができるから、効率的である。

本発明の端面保護方法は、積層体の端面に溶融した防水性樹脂を押出す押出工程と、この溶融樹脂を圧着する圧着工程とを必須の工程として有する必要がある。防水性樹脂は、積層体の端面のみに押出してもよいが、押出し位置のずれを考慮して、この端面に加えて、隣接する表面又は裏面に押出すことが望ましい。端面に加えて隣接する表面に押出す場合には、この押出し樹脂の断面形状はＬ字状である。また、端面に加えて隣接する裏面に押出す場合にも、押出し樹脂の断面形状はＬ字状である。また、端面に加えて、隣接する表面と裏面の両面に押出す場合には、この押出し樹脂の断面形状はＵ字状である。

なお、積層体の端面のみに防水性樹脂を押出す場合には、この樹脂を積層体端面のみに圧着すればよいが、端面に加えて、隣接する表面又は裏面に押出す場合には、対応する表面又は裏面に圧着することが望ましい。

以下、図面を参照して、本発明の具体例を説明する。この例は、積層体として長尺状の積層体を使用し、しかも、端面と表裏両面にＵ字状の防水性樹脂を押出し、かつ、これら端面と表裏両面に圧着する例である。

図面の図１は本発明の端面保護方法に利用する端面保護装置の具体例を示すもので、図１（ａ）はその斜視図である。なお、この図１（ａ）においては、説明の便宜のため、押出装置については、押出ヘッドのみを図示しており、その他の部位の図示を省略している。また、図１（ｂ）はその平面図、図１（ｃ）は積層体の走行方法に直交する方向から見た正面図、図１（ｄ）は走行方向に沿った側面図で、これら図１（ａ），（ｂ），（ｄ）において、矢印は積層体１の走行方向を示している。

これら各図から分かるように、端面保護装置は、積層体１の走行方向に沿って、押出装置２、端面圧着装置４の順で並んでいる。また、この走行方向に沿って端面圧着装置４と同じ位置に、表面圧着装置３１、裏面圧着装置３２が配置されている。

押出装置２は、防水性樹脂５を溶融して、積層体１の走行方向に沿って、断面Ｕ字状に押出す装置である。この断面Ｕ字状の防水性樹脂５は、そのＵ字形の底辺に相当する位置が積層体１の端面に対応する。また、底辺に隣接する２辺は、それぞれ、積層体の表面及び裏面に相当する。このため、押出装置２は走行する積層体１の端面に近接して配置されており、これから押出された防水性樹脂５は積層体１の端面と共に、表面の一部の領域であって端面に隣接する領域と、裏面の一部の領域であって端面に隣接する領域の双方を被覆する。

次に、端面圧着装置４は、積層体１の端面と略同一厚みのロールから構成されており、積層体１端面に向かって付勢されている。このため、溶融状態の防水性樹脂５を積層体１端面に向かって圧着することができる。

また、表面圧着装置３１は、溶融状態の防水性樹脂５を積層体１の表面に圧着するものである。この表面圧着装置３１は、互いに径の異なる２つのロールを張り合わせた形状を有しており、小さい径のロール３１ａは前記防水性樹脂５を積層体１の表面に圧着するものである。また、大きい径のロール３１ｂは、前記防水性樹脂５が塗布されなかった部位、すなわち、積層体１の端面から離れた部位を押圧するもので、大きい径のロール３１ｂの径は小さい径のロール３１ａの径より、前記防水性樹脂５の厚みに対応して大きく形成されている。

裏面圧着装置３２は表面圧着装置３１と同一形状を有するものであり、小さい径のロール３２ａと大きい径のロール３２ｂとを貼り合わせた形状を有している。そして、表面圧着装置３１と裏面圧着装置３２とは、積層体１を挟んで対称の位置に配置されており、これら両圧着装置３１，３２の間で積層体１を押圧する。すなわち、防水性樹脂５で被覆された前記一部領域は、小さい径のロール３１ａ，３２ａによって表裏面から押圧され、防水性樹脂５で被覆されていない領域は大きい径のロール３２ａ，３２ｂによって表裏面から押圧される。防水性樹脂５で被覆された一部領域と被覆されていない領域との間には、防水性樹脂５の厚みに対応した段差があるが、前述のように、大きい径のロール３２ａ，３２ｂは小さい径のロール３１ａ，３２ａよりこの段差の分だけ大きく構成されているから、防水性樹脂５で被覆された一部領域と被覆されていない領域とを均一な圧力で押圧することができる。そして、このため、厚みむらのない防水性樹脂５が表裏面に設けられるのである。

こうして得られた積層体は、図２に示すように、その端面に防水性皮膜５が熱圧着されたもので、接着剤を使用しておらず、もちろん接着剤の溶剤も使用していないから、環境に対する影響が小さい。また、積層体１を切削する必要もないから、紙粉も発生しない。

なお、こうして端面を保護した積層体を丸め、両端を重ねて熱融着して接合する場合には、熱融着の際の熱により、防水性樹脂５が溶融して段差を埋めることができる。また、こうして丸めた積層体を胴部として紙カップを製造する場合にも、底部をこの胴部に接合する工程と、蓋材を紙カップにシールする工程のいずれの工程においても、防水性樹脂５が溶融して段差を埋め、隙間が生じることを防止することができる。

本発明に係る積層材料は、紙１１を基材として、その表裏両面に防水性皮膜１２，１３を有するものである。この他に別の層を有するものであってもよいが、防水性皮膜１２，１３は積層体１の表面及び裏面に露出していることが望ましい。防水性皮膜１２，１３と
しては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂等が例示できる。ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を代表的な例として例示できる。なお、前述の別の層としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、金属箔、蒸着層を形成した各種プラスチックフィルムを挙げることができる。このような積層体１の例を挙げると、例えば、外側表面から順に、ポリエチレン樹脂層、紙、無機酸化物を蒸着したポリエステルフィルム、直鎖状低密度ポリエチレンを積層したものである。

また、防水性樹脂５は、押出し機２によって押出すことができ、かつ、その皮膜が防水性を有するものであれば任意の樹脂が使用できる。望ましくは、防水性皮膜１２，１３との接着力に優れた樹脂である。例えば、防水性皮膜１２，１３がポリエチレン樹脂から構成される場合には、防水性樹脂５として同種のポリエチレン樹脂を選択することが望ましい。

１：積層体 １１：紙 １２：防水性皮膜 １３：防水性皮膜
２：押出し機
３１：表面圧着装置 ３２：裏面圧着装置
４：端面圧着装置
５：防水性樹脂

Claims (8)

1. 紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体の端面を防水性樹脂で被覆する方法であって、
   前記端面に溶融した防水性樹脂を押出す押出工程と、この溶融樹脂を圧着する圧着工程とを有することを特徴とする積層体の端面保護方法。
2. 前記押出工程において、前記端面に加えて、前記積層体の表面又は裏面の一部の領域であって、前記端面に隣接する領域に溶融した防水性樹脂を押出すことを特徴とする請求項１に記載の積層体の端面保護方法。
3. 前記圧着工程において、端面に隣接する前記領域に押出された溶融樹脂を圧着することを特徴とする請求項２に記載の積層体の端面保護方法。
4. 前記積層体が長尺の積層体であり、この積層体を走行させながら、前記押出工程と圧着工程とをこの順に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層体の端面保護方法。
5. 紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体の端面を防水性樹脂で被覆する装置であって、
   前記端面に溶融した防水性樹脂を押出す押出機と、この溶融樹脂を圧着する圧着装置とを有することを特徴とする端面保護装置。
6. 前記押出機が、前記端面に加えて、前記積層体の表面又は裏面の一部の領域であって、前記端面に隣接する領域に溶融した防水性樹脂を押出すものであることを特徴とする請求項５に記載の端面保護装置。
7. 前記圧着装置に加えて、端面に隣接する前記領域に押出された溶融樹脂を圧着する表面圧着装置又は裏面圧着装置を有することを特徴とする請求項６に記載の端面保護装置。
8. 紙の表裏両面に防水性皮膜を有する積層体であって、その端面に防水性皮膜が熱圧着されていることを特徴とする端面が保護された積層体。