JP2017217814A - 円筒形紙容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒形紙容器において、ダンボールを材料に用いていながら、紙粉を発生させることのない、円筒形紙容器の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】天面部、底部、胴部からなる円筒形紙容器の製造方法であって、胴部部材を構成するダンボールの流れ方向に沿って、該ダンボールの上下の端部を押しつぶして胴部部材とし、該ダンボールを円筒状に巻いた後、天面部および底部と組み合わせるとともに、該上下の端部をかしめ加工して成形することを特徴とする、円筒形紙容器の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は紙容器の製造方法に関するものである。とくに、円筒形の紙容器で、液体の収納が可能で、保温性を有し、また容器の機械的強度にも優れる、円筒形紙容器の製造方法に関するものである。

紙容器は、さまざまな利点を有するがゆえに、さまざまな分野でさまざまな商品の容器として広く用いられている。その理由のひとつは材料が紙であることから、他の容器である瓶や缶に比べて、材料に関しての価格メリットがある点である。

また、重量も軽量なため、商品の流通においても有利であり、環境適合材料としても利点を有する。そのような利点を生かした用途として、牛乳や酒など液体用容器としても広く用いられている。あるいは円筒形の紙管容器などの形態で液体用容器として用いられている。

更に紙を用いる利点の一つとして、加工性に優れる点が挙げられる。とくに印刷を考えるとき、紙は印刷基材としての適性に優れており、紙を容器とする飲料などの商品においては、内容物のイメージや内容物に関する情報、またバーコードなど在庫、流通に関しての情報源などを目的として印刷が行なわれるのが常である。

一方で、紙は本来耐水性に乏しくまた、一般に厚さが薄いという点から保温、保冷の性能が必要な場合には、別途断熱の仕組みを考慮の必要があった。また容器にしたときの耐衝撃性や機械的強度にも限界があり、用途によっては他の素材に頼らざるを得ないこともあった。

あるいは紙そのものは耐水性に乏しいため、紙容器を液体用容器として用いる際には、紙を基材として表裏にプラスチックフィルムや樹脂層を配して耐水性を付与したり、またシーラント層を配してヒートシールして紙と水との接触を遮断するなど、容器構造においての工夫が必要である上、基本的には一枚の材料であるために、横方向から加えられる力に対しては極端に弱いものであった。

特許文献１には、そのような紙の欠点を補う方法として、ダンボールを用いて紙容器を構成する提案がなされているが、容器の組立や部材の接続において、ダンボールの片側のライナーや中芯を一部切除して用いるために、その際の紙くずや紙粉が発生することが避けられず、たとえば飲料や食品の容器としては異物混入のおそれがあるため、用いることは困難であった。

実用新案平４−９３００号公報

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、円筒形紙容器において、ダンボールを材料に用いていながら、紙粉を発生させることのない、円筒形紙容器の製造方法を提供することを課題とする。

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、天面部、底部、胴部からなる円筒形紙容器の製造方法であって、
胴部部材を構成するダンボールの流れ方向に沿って、該ダンボールの上下の端部を押しつぶして胴部部材とし、
該ダンボールを円筒状に巻いた後、天面部および底部と組み合わせるとともに、
該上下の端部をかしめ加工して成形することを特徴とする、円筒形紙容器の製造方法である。

また請求項２に記載の発明は、前記胴部部材を構成するダンボールの、上下の端部に加えて流れ方向に直行する一方の側端部も押しつぶして、胴部部材とすることを特徴とする、請求項１に記載の円筒形容器の製造方法である。

本発明によれば、円筒形紙容器において、ダンボールを材料に用いていながら、紙粉を発生させることのない、円筒形紙容器の製造方法を提供することが可能である。

これは本発明による円筒形紙容器の製造方法が、断ボールの片側ライナーおよび中芯を切除することなく、押しつぶしによって厚みを薄くし、かしめ加工性を付与する方法であるために、可能となる。

とくに請求項２に記載の発明によれば、円筒形紙容器において、ダンボールを材料に用いていながら、胴部側面のつなぎ目の段差が少なく、紙粉を発生させることのない、円筒形紙容器の製造方法を提供することが可能である。

図１は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法を説明するための、円筒形紙容器の斜視模式図である。 図２は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうちダンボールの押しつぶしを説明するための、平面模式図である。 図３は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうちダンボールの胴部部材側端部の押しつぶしの一例を説明するための、部分断面模式図である。 図４は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうちダンボールの胴部部材側端部の押しつぶしの他の例を説明するための、部分断面模式図である。 図５は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうち、ダンボールの胴部部材の上下の端部の押しつぶし方法を説明するための、部分断面模式図である。

以下、本発明を図１〜図５を参照しながら、更に詳しい説明を加える。ただし本発明は、ここに示す例にのみ限定されるものではない。本発明は、請求項によって限定されるものである。

図１は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法を説明するための、円筒形紙容器の斜視模式図である。本発明による円筒形紙容器（１００）の製造方法は、胴部部材（４）を構成するダンボールの胴部部材（４）の流れ方向に沿って、該ダンボールの上下の端部を押しつぶして胴部部材（４）とする。このとき流れ方向は円筒形の円周方向とする。

ここに示す例では、円筒形紙容器（１００）は、天面部（１）、胴部（２）、底部（３）からなり、胴部部材（４）にはダンボールを用いる。上下の端部を押しつぶしたダンボールを円筒形に丸め胴部を形成し、天板（５）および底板と、かしめ加工によって接合することにより、円筒形紙容器（１００）を製造することができる。かしめ加工部（７）は天面部（１）および底部（３）の円周に沿って設けてある。

天面部（１）は、円形の天板（５）からなり、天板（５）には開口部（６）が設けてあり、円筒形紙容器（１００）に収納した内容物を充填、あるいは取り出すことを可能にする。

内容物の取り出しは、開口部（６）から直接取り出すことも可能であり、内容物が飲料などの場合には、開口部（６）からストローなどを挿入して吸い出すことも可能である。開口部（６）は、内容物の充填後、たとえばシーラント層を有するタブ材（８）で開口部（６）をヒートシールして閉じ、円筒形紙容器（１００）を密封することができる。

また開封の際には、タブ材（８）を手指などを用いて開口部（６）から引き剥がして、開口部（６）を露出させることができる。

一般にダンボールは、表裏のライナーと中芯から構成されるため厚みがあり、そのままでは天板、底板との接合を、かしめ加工によって行なうことは困難である。そのため本発明による製造方法において、ダンボールの流れ方向に沿って、該ダンボールの上下の端部を押しつぶして胴部部材（４）とすることによって、かしめ加工を行なうことが可能となる。

かしめ加工は、円形の天板（５）の周囲縁辺部を折りたてた部分に、外側から胴部部材（４）の上の端部をくるみこむようにして接続してなされるが、この胴部部材（４）の上の端部に押しつぶし加工を施してあることによって、ダンボールの厚さが減じられ、かしめ加工を容易にする。

底板の場合も同様であって、円形の底板の周囲縁辺部を折りたてた部分に、外側から胴部部材（４）の下の端部をくるみこむようにして接続してなされるが、この胴部部材（４）の下の端部に押しつぶし加工を施してあることによって、ダンボールの厚さが減じられ、かしめ加工を容易にする。

また、胴部部材（４）を構成するダンボールの上下端部に加えて、ダンボールの流れ方向に直交する一方の側端部も押しつぶして、胴部部材（４）とすることによって、胴部（２）に設けられた、つなぎ目（９）の段差も小さくすることができる。

図２は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうち、ダンボールの押しつぶしを説明するための、平面模式図である。ダンボール（１０）にはその製造時の流れ方向があり、ここに示す例では、矢印の方向がダンボールの流れ方向（１１）である。

ダンボールの流れ方向（１１）は、ダンボールの中芯の、波状の凹凸が繰り返される方向が、ダンボールの流れ方向（１１）である。円筒形紙容器においては、胴部の円周方向とダンボールの流れ方向（１１）を一致させて用いる。

本発明に係る円筒形紙容器（１００）の、押しつぶし加工は、上押しつぶし部分（１２）、および下押しつぶし部分（１３）に施される。また胴部部材（４）を構成するダンボールの上下端部に加えて、ダンボールの流れ方向（１１）に直交する一方の側端部も押しつぶして、つなぎ部分（１４）を形成して、胴部部材（４）とすることができる。

すなわち、上押しつぶし部分（１２）形成することによって、天板との接続のための、かしめ加工を容易にすることができ、下押しつぶし部分（１３）を形成することによって
、底板との接続のための、かしめ加工を容易にすることができる。

また、ダンボールの流れ方向（１１）に直交する一方の側端部も押しつぶして、つなぎ部分（１４）を形成することによって、胴部を円筒形に成形して、つなぎ目（９）を形成した際に、その段差を小さく、かつ加工を容易にすることが可能である。

図３は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうちダンボールの胴部部材側端部の押しつぶしの一例を説明するための、部分断面模式図である。

また図４は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうちダンボールの胴部部材側端部の押しつぶしの他の例を説明するための、部分断面模式図である。これらに示す押しつぶしの部分断面模式図は、流れ方向に直交する一方の側端部、すなわち胴部部材（４）のつなぎ部分（１４）を表したものである。

一般にダンボールは、波板加工された中芯を中心にして表裏両面にライナーを配置して構成される。すなわち図３に示す例において、上面ライナー（１５）、中芯（１７）、下面ライナー（１６）である。また本発明において、ダンボールは（１０）一部に押しつぶし加工して使用するために、押しつぶし部を設ける。

図３に示す、押しつぶし部（１８）においては、押しつぶし加工は、両方のライナーから、その中心部に向かって均等に押しつぶし加工を行なうが、図４に示す例のように、片側のライナーのみを押しつぶして押しつぶし部（１９）とするのでも良い。

押しつぶし加工によって、ダンボール（１０）は厚さが減じるとともに、紙の繊維がほぐされ柔らかくなるために、天面部、底部のかしめ加工が容易になり、胴部のつなぎ目を段差も小さく、かつ加工を容易にすることができる。

また、一方のライナーと中芯を削除して厚さを減じることも可能ではあるが、この場合には削りかすや、紙粉の発生を伴う。

しかしながら、本発明による円筒形紙容器の製造方法によれば、削りかすも紙粉も発生させることなく、ダンボールを押しつぶす方法であるため、容器内部への異物混入を避けることができる。また切削よる部分的削除によって厚さを減じる場合に比べて、押しつぶし加工は、より容易かつ、より精度よく行なうことができる。

図５は本発明に係る円筒形紙容器の製造方法のうち、ダンボールの胴部部材の上下の端部の押しつぶし方法を説明するための、部分断面模式図である。押しつぶし加工は、ダンボール（１０）に圧力をかけて押しつぶす方法を取ることが可能である。

たとえば圧力ローラー（２０）の間を連続的に通して加工することによって、ダンボール（１０）からなる胴部部材（４）の上下端部を押しつぶすことが可能である。また押しつぶし加工は、圧力ローラーを上下端部にそれぞれ備えることにより、上下端部を同時に加工することが可能である。

このように、本発明による円筒形紙容器の製造方法によれば、ダンボールを胴部部材に用いることが可能になるため、円筒形紙容器において、ダンボールを材料に用いていながら、紙粉を発生させることのない、円筒形紙容器の製造方法を提供することを可能にし、保温、保冷の性能に優れ、機械的強度も強靭な紙容器を得ることが可能である。

本発明による円筒形紙容器の製造方法において、用いるダンボールの構成は、中芯およ
び表裏両側のライナーのライナー表面に、シーラント層を設け、また天板、底板もその表裏両方の表面に、シーラント層を設けることによって、ヒートシールによる胴部の円筒形の成形、および天面部、底部との、かしめ加工の際のヒートシールによる接続が可能になる。

シーラント層の材質としては、熱可塑性樹脂のうち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等を使用することができる。

シーラント層の形成には、押出機などを用いて溶融した樹脂を製膜して、ライナー上に層形成することができる。あるいは、あらかじめフィルムの状態に製膜してある材料を、ラミネートによって積層することによって、ライナーの表面にシーラント層を形成することも可能である。

また、内容物によっては保存性を向上させることなどを目的として、必要な場合には、紙容器を構成する部材の中にガスバリア層を設けることができる。紙容器を構成する、天面部、胴部、底部の部材は、ダンボールあるいは板紙を基材として、表裏両側の最外層にシーラント層を有するため、ガスバリア層は、それら紙層とシーラント層の間に設ける。

ガスバリア層として、プラスチックフィルムの表面に無機化合物のガスバリア層を設けてなるガスバリアフィルムを用いることもできる。またガスバリア層として、プラスチックフィルム表面にアルミニウムなどの金属を蒸着したものや、アルミニウム箔などの金属箔を配置することもできる。

ガスバリアフィルムの場合、ガスバリア層は無機化合物の蒸着層、コーティング層で構成することができ、プラスチックフィルムにアンカーコートを設けた後、蒸着層、コーティング層を順次設ける。

ガスバリアフィルムのアンカーコート層には、例えばウレタンアクリレートを用いることができる。アンカーコート層の形成には、樹脂を溶媒に溶解した塗料をグラビアコーティングなど印刷手法を応用したコーティング方法を用いるほか、一般に知られているコーティング方法を用いて塗膜を形成することができる。

蒸着層を形成する方法としては，ＳｉＯやＡｌＯなどの無機化合物を真空蒸着法を用いて、アンカーコート層を設けた基材フィルム上にコーティングし、真空蒸着法による無機化合物層を形成することができる。蒸着層の厚みは１５ｎｍ〜３０ｎｍが良い。

コーティング層を形成する方法としては、水溶性高分子と、（ａ）一種以上のアルコキシドまたはその加水分解物、または両者、あるいは（ｂ）塩化錫の、少なくともいずれかひとつを含む水溶液あるいは水／アルコール混合水溶液を主剤とするコーティング剤をフィルム上に塗布し、加熱乾燥してコーティング法による無機化合物層を形成しコーティング層とすることができる。このときコーティング剤にはシランモノマーを添加しておくことによってアンカーコート層との密着の向上を図ることができる。

無機化合物層は真空蒸着法による塗膜のみでもガスバリア性を有するが、コーティング
法による無機化合物層であるコーティング層を真空蒸着法による無機化合物層である蒸着層に重ねて形成し、ガスバリア層とすることができる。

これら２層の複合により、真空蒸着法による無機化合物層とコーティング法による無機化合物層との界面に両層の反応層を生じるか、或いはコーティング法による無機化合物層が真空蒸着法による無機化合物層に生じるピンホール、クラック、粒界などの欠陥あるいは微細孔を充填、補強することで、緻密構造が形成されるため、高いガスバリア性、耐湿性、耐水性を実現することができる。

またガスバリア層として金属箔を用いない場合には、たとえば必要とされる場合には、電子レンジによる加熱に対する適性のほか、製品に対する金属探知機の使用に際しても支障をきたすことがない利点を有する。また、使用後の紙容器の廃棄に際してもより環境適合的である。

ガスバリアフィルムに用いられるプラスチックフィルムは、高分子樹脂組成物からなるフィルムであって、たとえばポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロンー６、ナイロンー６６等）、ポリイミドなどが使用でき、用途に応じて適宜選択される。特にポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートをプラスチックフィルムとする場合は、フィルム強度と価格においてより好ましい。

また、必要に応じて商品としてのイメージアップや、内容物についての情報、あるいはバーコードなど流通や在庫に必要な情報を、紙容器外側から見える層に、印刷によって設けることができる。

たとえば、層構成において、プラスチックフィルムに印刷層を設けて積層することができ、あるいはライナーに直接印刷して印刷層とすることができる。ここで印刷層を形成するための、印刷方法、および印刷用インキには、とくに制約を設けるものではないが、既知の印刷方法、印刷用インキの中から、被印刷基材への印刷適性、色調などの意匠性、密着性、内容物への影響、容器としての安全性、あるいは要求される物理的、化学的耐性などを考慮すれば、適宜選択してよい。

印刷方法は、たとえばグラビア印刷法、オフセット印刷法、グラビアオフセット印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。中でもグラビア印刷法やオフセット印刷法は、生産性や絵柄の高精細度において好ましく用いることができる。

紙容器を構成する、天面部、胴部、底部の部材、およびタブ材は、その層構成はとくに限定するものではないが、たとえば下記のような層構成とすることができる。構成は、内容物の種類、それに伴う紙容器への要求特性、などを考慮して適宜材料および層構成を選択、設計することができる。

（胴部部材）
紙容器外側から、：シーラント層（ポリエチレン樹脂）厚さ５０μｍ／印刷層／ダンボール／ポリエチレン樹脂／ガスバリアフィルム／シーラント層（ポリエチレン樹脂）厚さ６０μｍ。

（天面部および底部部材）
紙容器外側から、：シーラント層（ポリエチレン樹脂）厚さ５０μｍ／印刷層／板紙（坪量２００ｇ）／ポリエチレン樹脂／ガスバリアフィルム／シーラント層（ポリエチレン樹
脂）厚さ６０μｍ。

（タブ材）
紙容器外側から、：ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）／印刷層／板紙（坪量２００ｇ）／ガスバリアフィルム／無延伸ポリプロピレンフィルム厚さ３５μｍ。

このように、本発明によれば、円筒形紙容器において、ダンボールを材料に用いていながら、紙粉を発生させることのない、円筒形紙容器の製造方法を提供することが可能である。

１・・・天面部
２・・・胴部
３・・・底部
４・・・胴部部材
５・・・天板
６・・・開口部
７・・・かしめ加工部
８・・・タブ材
９・・・つなぎ目
１０・・・ダンボール
１１・・・ダンボールの流れ方向
１２・・・上押しつぶし部
１３・・・下押しつぶし部
１４・・・つなぎ部分
１５・・・上面ライナー
１６・・・下面ライナー
１７・・・中芯
１８・・・押しつぶし部
１９・・・押しつぶし部
２０・・・圧力ローラー
１００・・・円筒形紙容器

Claims (2)

1. 天面部、底部、胴部からなる円筒形紙容器の製造方法であって、
   胴部部材を構成するダンボールの流れ方向に沿って、該ダンボールの上下の端部を押しつぶして胴部部材とし、
   該ダンボールを円筒状に巻いた後、天面部および底部と組み合わせるとともに、
   該上下の端部をかしめ加工して成形することを特徴とする、円筒形紙容器の製造方法。
2. 前記胴部部材を構成するダンボールの上下の端部に加えて、流れ方向に直交する一方の側端部も押しつぶして、胴部部材とすることを特徴とする、請求項１に記載の円筒形容器の製造方法。