JP2019026335A - Paper resin composite cap and liquid container made of paper using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃棄が容易な紙樹脂複合キャップ及びこれを用いた紙製液体容器に関するものである。 The present invention relates to a paper resin composite cap that can be easily discarded and a paper liquid container using the same.
容器の注ぎ口に用いられるキャップの材質は、金属や樹脂が一般的であり、近年普及している紙製液体容器のキャップもほとんどが樹脂製である。 The material of the cap used for the spout of the container is generally a metal or a resin, and most of the caps for paper liquid containers that have been widely used in recent years are made of resin.
紙製液体容器は各家庭において内容液を消費した後は廃棄物として処分されるが、多くの地方自治体では紙と樹脂とを分別廃棄することを住民に対して要求している。このため消費者は紙製液体容器の容器本体からキャップ及びキャップを取付けるためのスパウトと呼ばれる部分を分離し、それぞれ別の廃棄物収集袋に入れて廃棄する必要がある。 Paper liquid containers are disposed of as waste after consuming the liquid content in each household, but many local governments require residents to separate and dispose of paper and resin. For this reason, the consumer needs to separate the cap and the part called spout for attaching the cap from the container body of the paper liquid container, and put them in separate waste collection bags for disposal.
しかし、紙製液体容器の容器本体とスパウトとは、搬送中に内容液が漏れるおそれのないように強固に接合されているので、容器本体からスパウトを分離することは簡単ではなく、特に手指の力が低下してきた高齢者にとっては非常に困難な作業である。 However, since the container body and spout of the paper liquid container are firmly joined so that the liquid contents do not leak during transportation, it is not easy to separate the spout from the container body, especially with fingers. This is a very difficult task for the elderly who have become weak.
この問題を解決するために、スパウトとキャップとを共に紙製とした紙製液体容器が、特許文献1に開示されている。しかしこのスパウトとキャップは紙基材の内外面に、熱可塑性樹脂層を積層した材質からなるものであるから、金属や樹脂のように自由な形状に成形することができず、円筒形の単純形状とせざるを得なかった。従って、金属製キャップや樹脂製キャップに一般的に採用されているPP機能(ピルファープルーフ機能)を持たせたりすることはできなかった。またデザインの自由度も大幅に限定されていた。
In order to solve this problem,
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、消費後にスパウトやキャップを分別することなく紙として廃棄することができ、しかも自由なキャップ形状とすることができる紙樹脂複合キャップ及びこれを用いた紙製液体容器を提供することである。 Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to dispose of the spout and cap as paper after consumption without disposing of the paper, and to make a free cap shape, and to this It is providing the paper-made liquid container using this.
本発明者は上記の課題を解決するために検討を重ねた結果、紙と樹脂との複合材料は、紙成分の比率が50質量%を超えれば紙として廃棄できること、また樹脂中にセルロース繊維を混錬した複合材料は、樹脂と同様に成形可能であることを確認した。 As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor has found that the composite material of paper and resin can be discarded as paper if the ratio of the paper component exceeds 50% by mass, and the cellulose fiber is contained in the resin. It was confirmed that the kneaded composite material can be molded in the same manner as the resin.
本発明はこのような知見に基づいて完成されたものであって、本発明の紙樹脂複合キャップは、樹脂成分中に、50質量%を超え90質量%未満の紙成分を混錬した紙樹脂複合材料を、キャップ形状に成形したことを特徴とするものである。 The present invention has been completed based on such knowledge, and the paper resin composite cap of the present invention is a paper resin in which a paper component of more than 50% by mass and less than 90% by mass is kneaded in the resin component. The composite material is formed into a cap shape.
なお請求項2のように、紙樹脂複合材料が、さらに分散剤を含むことが好ましい。また請求項3のように、紙成分のセルロース繊維長が30μm以上、300μm未満であることが好ましい。
As in
また本発明の紙製液体容器は、紙製の容器本体に取り付けられたスパウト及びキャップを、樹脂成分中に、50質量%を超え90質量%未満の紙成分を混錬した紙樹脂複合体により成形したことを特徴とするものである。なお請求項5のように、紙樹脂複合材料が、さらに分散剤を含むことが好ましい。 The paper liquid container of the present invention is a paper resin composite in which a spout and a cap attached to a paper container main body are kneaded in a resin component with a paper component of more than 50% by weight and less than 90% by weight. It is characterized by being molded. As in claim 5, it is preferable that the paper resin composite material further contains a dispersant.
本発明の紙樹脂複合キャップ及びこれを用いた紙製液体容器は、50質量%を超え90質量%未満の紙成分を樹脂成分中に混錬したものであるから、紙として廃棄することができる。このため従来のように廃棄する際に容器本体からスパウトを分離する必要はなくなり、高齢者にも廃棄が容易となる。 Since the paper resin composite cap of the present invention and the paper liquid container using the same are obtained by kneading a paper component of more than 50% by mass and less than 90% by mass in the resin component, it can be discarded as paper. . For this reason, it is not necessary to separate the spout from the container main body when it is discarded as in the prior art, and the elderly can easily dispose of it.
また本発明の紙樹脂複合キャップは、従来のように紙基材の内外面に熱可塑性樹脂層を積層した材質ではなく、樹脂中に紙成分であるセルロース繊維を混錬したものであるから、キャップ形状に成形することが可能であり、PP機能を持たせることもでき、またデザインの自由度も確保することができる。特に紙成分のセルロース繊維長を300μm未満とすれば、成形性が向上する。 In addition, the paper resin composite cap of the present invention is not a material in which a thermoplastic resin layer is laminated on the inner and outer surfaces of a paper base as in the past, but kneaded cellulose fibers that are paper components in the resin, It can be formed into a cap shape, can have a PP function, and can secure a degree of design freedom. In particular, if the cellulose fiber length of the paper component is less than 300 μm, the moldability is improved.
以下に本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の実施形態の紙製液体容器の斜視図であり、1は紙製の容器本体、2はその上部に取り付けられたスパウト、3はこのスパウト2の抽出口4を封止する紙樹脂複合キャップである。紙樹脂複合キャップ3はPP機能のためのリング5を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a perspective view of a paper liquid container according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a paper container body, 2 is a spout attached to the upper part, and 3 is an extraction port 4 of the
紙製の容器本体1は従来と同様、紙基材の内外面に熱可塑性樹脂層を積層した材質からなるものであるが、紙樹脂複合キャップは、50質量%を超え90質量%未満の紙成分を樹脂成分中に混錬した紙樹脂複合材料を、キャップ形状に成形したものであり、スパウト2も同じ紙樹脂複合材料を成形したものである。
The paper container
具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂に、紙成分であるセルロース繊維を混錬したものである。セルロース繊維としては、紙製の容器本体1の製造工程において発生する紙素材の断片を回収したものや、市場から回収された古紙を解離・粉砕したものを用いることができる。
Specifically, a cellulose fiber that is a paper component is kneaded with a thermoplastic resin such as polyethylene or polypropylene. As the cellulose fiber, one obtained by collecting a piece of paper material generated in the manufacturing process of the
セルロース繊維長は、30μm以上、300μm未満とすることが好ましい。セルロース繊維長が300μm以上となると流動性が低下するため、成形性が低下する。逆にセルロース繊維長が30μm以下となるまで粉砕するためには、粉砕コストが嵩むので好ましくない。 The cellulose fiber length is preferably 30 μm or more and less than 300 μm. When the cellulose fiber length is 300 μm or more, the fluidity is lowered and the moldability is lowered. Conversely, in order to pulverize until the cellulose fiber length is 30 μm or less, the pulverization cost increases, which is not preferable.
上記の紙樹脂複合材料は50質量%を超え90質量%未満の紙成分を樹脂成分中に混錬したものである。紙成分が50質量%を超えないと紙として廃棄することができないので、本発明の課題を達成することができない。逆に紙成分が90質量%以上となると相対的に樹脂成分が低下するので流動性が低下し、キャップ形状に成形することが困難となる。 The paper resin composite material is obtained by kneading a paper component of more than 50% by mass and less than 90% by mass in the resin component. Since it cannot be discarded as paper unless the paper component exceeds 50% by mass, the object of the present invention cannot be achieved. On the contrary, when the paper component is 90% by mass or more, the resin component is relatively lowered, so that the fluidity is lowered and it is difficult to mold into a cap shape.
この紙樹脂複合材料には、さらに分散剤を含ませることが好ましい。分散剤は、紙成分であるセルロース繊維を樹脂成分中に均一に分散させるための成分であり、その含有率は5〜20質量%程度とすることが好ましい。 The paper resin composite material preferably further contains a dispersant. The dispersant is a component for uniformly dispersing the cellulose fibers as the paper component in the resin component, and the content is preferably about 5 to 20% by mass.
分散剤としては、例えばステアリン酸を用いることができる。しかし分散剤はステアリン酸に限定されるものではなく、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステル等を用いることもできる。 As the dispersant, for example, stearic acid can be used. However, the dispersant is not limited to stearic acid, and higher fatty acid salts such as zinc stearate and calcium stearate, higher fatty acid esters, and the like can also be used.
成形法は、一般的な射出成形法を採用することができる。上記の紙樹脂複合材料は例えばディスクダイ式ペレタイザーにより溶融混合することなくペレットとし、射出成型機に供給される。成形法としては、圧縮成形法を採用することも可能である。このように射出成形が可能であるから、従来と同様の複雑形状とすることもでき、PP機能を持たせることも可能である。 A general injection molding method can be adopted as the molding method. The paper resin composite material is formed into pellets without being melt-mixed by a disk die type pelletizer, for example, and supplied to an injection molding machine. As the molding method, a compression molding method may be employed. Since injection molding is possible in this way, it can have a complicated shape similar to the conventional one, and can also have a PP function.
なお、内容物との接触面を樹脂成分のみで構成することが好ましく、射出成形や圧縮成形において、表層を樹脂成分にすることができる。また、インサート成形やダブルインジェクション成形、コーティングなどで、確実に内表面を樹脂成分とすることができる。 In addition, it is preferable to comprise a contact surface with the content only with a resin component, and a surface layer can be made into a resin component in injection molding or compression molding. In addition, the inner surface can be reliably used as a resin component by insert molding, double injection molding, coating, or the like.
成形されたスパウト2及び紙樹脂複合キャップ3は、従来と同様に紙製の容器本体1に取り付けられ、紙製液体容器となる。その内部に充填される液体がしみ出すことを防止するため、スパウト2及び紙樹脂複合キャップ3は内容物との接触面を樹脂成分のみで構成した構造とすることが好ましい。通常の射出成形を行えば、流動性に優れた樹脂成分がモールド内面に接触して凝固するため、内容物との接触面を樹脂成分のみで構成することができるが、確実性を増すために樹脂フィルムを内容物との接触面に配置することも可能である。
The molded
このようにして得られた紙樹脂複合キャップ及びこれを用いた紙製液体容器は、50質量%を超え90質量%未満の紙成分を樹脂成分中に混錬したものであるから、紙製の容器本体1からスパウト2及び紙樹脂複合キャップ3を分離する必要がなく、紙としてそのまま廃棄することができる。また任意形状に成形することができるので、デザインの自由度が制限されることもない。
The paper resin composite cap thus obtained and the paper liquid container using the same are made by kneading a paper component of more than 50% by mass and less than 90% by mass in the resin component. There is no need to separate the
なお、紙製の容器本体1や紙樹脂複合キャップ3の形状は図1に示した形状に限定されることなく、図2から図7に示す他の実施形態のような形状としてもよい。また紙樹脂複合キャップ3の取付け位置も、限定されるものではない。
The shape of the paper container
牛乳用紙カートンの素材となるブランクの切断工程で発生したカートン屑を回収し、表面の樹脂層を残したまま粉砕して繊維長が30μm以上、300μm未満の範囲内にある紙成分を得た。これを乾燥させたうえで、樹脂成分であるポリプロピレンに混合した。また分散剤としてのステアリン酸を加え、ディスクダイ式ペレタイザーにより溶融混合することなくペレットとした。 Carton scrap generated in the blank cutting process, which is the raw material for the milk paper carton, was collected and pulverized while leaving the resin layer on the surface to obtain a paper component having a fiber length in the range of 30 μm to less than 300 μm. This was dried and then mixed with polypropylene as a resin component. Further, stearic acid as a dispersant was added, and pelletized without being melt mixed by a disk die type pelletizer.
各成分の比率を表1に示すように変化させ、成形性を×△○◎の4段階で目視評価した。成形性×は成形不能を意味するものである。また、紙としてそのまま廃棄できるものを廃棄性○とした。なお、各成分の数値は質量%である。 The ratio of each component was changed as shown in Table 1, and the moldability was visually evaluated in 4 stages of × Δ ○. Formability x means that molding is impossible. Also, paper that can be discarded as it is is defined as discardability. In addition, the numerical value of each component is mass%.
本発明の範囲内にあるナンバー1〜5は何れも成形性が◎〜△であり、紙としてそのまま廃棄できるので廃棄性も○であった。紙成分が90質量%以上のナンバー6は、樹脂成分が不足するため成形不良となった。紙成分を40質量%としたナンバー7は、成形性は◎であったが、紙としてそのまま廃棄できないので,廃棄性が×であった。
次に、繊維長と成形性との関係を評価する成形テストを行った。上記ナンバー1の組成(紙成分51%、樹脂成分40%、分散剤9%)に固定し、セルロース繊維長のみを表2のように変化させてキャップを射出成形し、ねじ山などの成形性を目視評価した。 Next, a molding test for evaluating the relationship between the fiber length and the moldability was performed. Fixed to the composition of No. 1 above (paper component 51%, resin component 40%, dispersant 9%), only the cellulose fiber length is changed as shown in Table 2, and caps are injection molded, and formability such as threads Was visually evaluated.
いずれの繊維長でもキャップを成形することは可能であったが、繊維長が300μmを超えるとねじ山の一部にごく微細な「引け」が観察された。繊維長が400μmを超えると流動性に影響が出始め、成形温度の変更と射出時間の調整が必要となった。さらに繊維長が1000μmとなるとキャップの密封性に影響はないものの、容易に目視可能な「引け」が観察された。 Caps could be molded with any fiber length, but when the fiber length exceeded 300 μm, very fine “squeezing” was observed in part of the thread. When the fiber length exceeded 400 μm, fluidity began to be affected, and it was necessary to change the molding temperature and adjust the injection time. Furthermore, when the fiber length was 1000 μm, the sealability of the cap was not affected, but “shrinkage” that was easily visible was observed.
以上に説明したように、本発明は、分別することなく紙として廃棄することができ、しかも自由なキャップ形状とすることができる紙樹脂複合キャップ及びこれを用いた紙製液体容器を提供するものである。 As described above, the present invention provides a paper resin composite cap that can be discarded as paper without being separated and can be formed into a free cap shape, and a paper-made liquid container using the same. It is.
1 紙製の容器本体
2 スパウト
3 紙樹脂複合キャップ
4 抽出口
5 リング
1
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