JP2022042260A

JP2022042260A - 紙容器

Info

Publication number: JP2022042260A
Application number: JP2020147603A
Authority: JP
Inventors: 直也浦川; Naoya URAKAWA; 俊輔矢島; Shunsuke Yajima; 実川▲崎▼; Minoru Kawasaki
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2022-03-14

Abstract

【課題】本発明の解決しようとする課題は、三次元形状を有する食品用紙容器であって、能率良く生産することができ、しかも簡単な通蒸機構により、電子レンジでそのまま加熱することができる紙容器を提案するものである。【解決手段】坪量が３０ｇ／ｍ２以上７００ｇ／ｍ２以下である紙基材３とライナー材４とからなる積層体２を三次元成形してなるトレー型紙容器１であって、水平な底部５と、底部から立ち上がる側壁部６と、側壁部上端から延設された水平なフランジ部７とを有し、フランジ部には前記ライナー材を貫通し、紙基材に達する１以上の切込み９が設けられており、フランジ部にイージーピール蓋材８を密着することにより開口部が封止されたことを特徴とする紙容器。【選択図】図１

Description

本発明は紙容器に関し、特に紙基材とライナー材とからなる積層体を三次元成形してなるトレー型紙容器であり、食品を収納して、蓋材を密着した包装体は、そのまま電子レンジで加熱することができる紙容器に関する。

化石資源を原料とするプラスチック製の容器が広く用いられているが、廃プラスチックによる海洋汚染問題等、地球環境保護の観点から、再生産可能な資源であり、生分解性を有する木材を原料とする紙を用いた容器が注目されている。特許文献１に記載された紙容器は、予め所定の形状に打ち抜いた紙ベースを真空圧空成形型内に装着し、上からライナーとなるプラスチックシートを被せて真空圧空成形によって一体化した紙容器である。この方法によれば、三次元形状の紙容器が得られるが、生産性が悪いため安価に製造することはできない。また三次元形状とは言っても平面の集合である多面体形状であり、曲面を伴う三次元形状ではない。

特許文献２に記載されたスキンパック梱包体は、台紙とこの台紙に載せた物品と、この物品を覆いつつ前記台紙の上面に貼り付けたフィルムと、からなるスキンパック梱包体である。フィルムは物品の形状に応じて、予め必要な形状に真空成形しておく必要があるが、特許文献１に記載された紙容器と同様に、生産性において問題があるばかりでなく、そもそも食品を収納することを前提として考慮されていない。

紙に能率良く三次元形状を付与する方法としては、プレス機による型押しがある。あまり深い形状は無理であるが、この方法によれば三次元形状の紙容器を能率良く生産することができる。

従来から、パックご飯の容器のように、トレーも蓋材もすべてプラスチックを使用した食品用容器は知られているが、発生する水蒸気を安全に逃がすために、加熱前に予め蓋材を一部開いておく必要があったり、あるいは複雑な通蒸機構を施しておいたりする必要があった。

国際公開第２０１９／１７７６５２号特開２０１９－５１９４４号公報

本発明の解決しようとする課題は、三次元形状を有する食品用紙容器であって、能率良く生産することができ、しかも簡単な通蒸機構により、電子レンジでそのまま加熱することができる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、坪量が３０ｇ／ｍ^２以上７００ｇ／ｍ^２以下である紙基材とライナー材とからなる積層体を三次元成形してなるトレー型紙容器であって、水平な底部と、底部から立ち上がる側壁部と、側壁部上端から延設された水平なフランジ部とを有し、フランジ部には前記ライナー材を貫通し、紙基材に達する１以上の切込みが設けられており、フランジ部にイージーピール蓋材を密着
することにより開口部が封止されたことを特徴とする紙容器である。

本発明に係る紙容器は、適切な紙基材を用いることで三次元成形性を確保すると共に、フランジ部に切込みを設けることにより電子レンジで加熱する際に発生する水蒸気を逃がすことができる。

紙基材は、引張破断伸びが、ＭＤ方向（流れ方向、抄紙方向）２％以上１２％以下、ＴＤ方向（垂直方向、幅方向）０．５％以上１５％以下であり、引張強さが、ＭＤ方向５０Ｎ／１５ｍｍ以上５００Ｎ／１５ｍｍ以下、ＴＤ方向３０Ｎ／１５ｍｍ以上４００Ｎ／１５ｍｍ以下であっても良い。

紙基材の坪量は、１００ｇ／ｍ^２以上４００ｇ／ｍ^２以下とすることがより望ましい。また、紙基材の引張破断伸びについては、ＭＤ方向３％以上１１％以下、ＴＤ方向１％以上１４％以下であることがより望ましい。また、紙基材の引張強さについては、ＭＤ方向で１００Ｎ／１５ｍｍ以上４００Ｎ／１５ｍｍ以下、ＴＤ方向で８０Ｎ／１５ｍｍ以上３００Ｎ／１５ｍｍ以下であることがより望ましい。

本発明に係る紙容器は、成形性の良好な紙基材とライナー材とからなる積層体を三次元成形してなるトレー型紙容器であって、水平な底部と、底部から立ち上がる側壁部と、側壁部上端から延設された水平なフランジ部とを有するトレー形状であるため、プレス機を用いた絞り成形による生産が可能である。このため、生産の能率が良く、従って安価に生産できる。

紙基材の坪量、ＭＤ方向、ＴＤ方向の引張破断伸び、引張強さを適切に選択することにより、より高い成形性を確保することができる。

フランジ部に切込みを設けることにより、イージーピール蓋材を剥がすことなく、そのまま電子レンジで加熱しても、発生した水蒸気がこの切込みを経由して容器外に放出されるので、容器が破裂することがない。

図１は、本発明に係る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のＡ－Ａ´断面を示した断面模式図である。図３は、本発明に係る紙容器における切込みの状態を示した断面説明図である。図４は、本発明に係る紙容器を電子レンジで加熱した際に水蒸気が抜ける様子を示した断面説明図である。図５は、本発明に係る紙容器における、切込みの配置の他の例を示した平面模式図である。図６は、本発明に係る紙容器における、切込みの配置の他の例を示した平面模式図である。図７は、本発明に係る紙容器における、切込みの配置の他の例を示した平面模式図である。図８は、本発明に係る紙容器における、切込みの配置の他の例を示した平面模式図である。図９は、本発明に係る紙容器における、切込みの配置の他の例を示した平面模式図である。図１０は、本発明に係る紙容器における、切込みの配置の他の例を示した平面模式図である。

以下図面を参照しながら、本発明に係る紙容器について詳細に説明する。図１は、本発明に係る紙容器１の一実施態様を示した平面模式図である。図２は、図１のＡ－Ａ´断面を示した断面模式図である。また図３は、本発明に係る紙容器１における切込み９の状態を示した断面説明図である。また図４は、本発明に係る紙容器１を電子レンジで加熱した際に水蒸気が抜ける様子を示した断面説明図である。

本発明に係る紙容器１は、紙基材３とライナー材４とからなる積層体２を三次元成形してなるトレー型紙容器である。水平な底部５と、底部５から立ち上がる側壁部６と、側壁部６の上端から延設された水平なフランジ部７とを有する。

フランジ部７にはライナー材４を貫通し、紙基材３に達する１以上の切込み９が設けられており、フランジ部７にイージーピール蓋材８を密着することにより開口部が封止される。本発明の紙容器１に内容物を収納し、開口部をイージーピール蓋材８で密封した包装体を電子レンジで加熱すると、図４に示したように、発生した水蒸気１１が切込み９から紙基材３の紙層を通過して容器外に排出される。

紙基材３の坪量は、３０ｇ／ｍ^２以上７００ｇ／ｍ^２以下であることが必要であるが、さらに好ましくは、１００ｇ／ｍ^２以上４００ｇ／ｍ^２以下である。３０ｇ／ｍ^２未満であるとライナー材との貼り合わせ加工が困難となり、７００ｇ／ｍ^２を超える場合には、紙が頑丈になり過ぎてトレイ形状に成形するのが困難となる。

紙基材の引張破断伸びは、ＭＤ方向（流れ方向）２％以上１２％以下、ＴＤ方向（垂直方向）０．５％以上１５％以下であり、引張強さは、ＭＤ方向５０Ｎ／１５ｍｍ以上５００Ｎ／１５ｍｍ以下、ＴＤ方向３０Ｎ／１５ｍｍ以上４００Ｎ／１５ｍｍ以下であることが望ましい。

このように、紙基材３の坪量、引張破断伸び、引張強さをそれぞれＭＤ方向（Machine Direction＝流れ方向、抄紙方向）とＴＤ方向（Transverse Direction＝垂直方向、幅方向）それぞれの値の範囲を規定することにより、三次元成形性が確保される。

紙基材３の引張破断伸びは、ＭＤ方向（流れ方向）２％以上１２％以下、ＴＤ方向（垂直方向）０．５％以上１５％以下であることが望ましいが、さらに好ましくは、ＭＤ方向３％以上１１％以下、ＴＤ方向１％以上１４％以下である。ＭＤ方向が２％未満、ＴＤ方向が０．５％未満であると成形時に伸びが足りずに破けてしまうことがある。ＭＤ方向１２％、ＴＤ方向１５％を超えるような紙は製造するのが困難であり、現実的でない。

紙基材３の引張強さについては、ＭＤ方向５０Ｎ／１５ｍｍ以上５００Ｎ／１５ｍｍ以下、ＴＤ方向３０Ｎ／１５ｍｍ以上４００Ｎ／１５ｍｍ以下であることが望ましいが、さらに好ましくは、ＭＤ方向で１００Ｎ／１５ｍｍ以上４００Ｎ／１５ｍｍ以下、ＴＤ方向
で８０Ｎ／１５ｍｍ以上３００Ｎ／１５ｍｍ以下である。ＭＤ方向５０Ｎ／１５ｍｍ未満、ＴＤ方向３０Ｎ／１５ｍｍ未満であると、強度が足りず成形時に破れてしまうことがある。また、ＭＤ方向５００Ｎ／１５ｍｍ、ＴＤ方向４００Ｎ／１５ｍｍを超えるような紙は固すぎて成形加工が困難であり、現実的でない。

紙容器の形状については、図１の例に限定されることはなく、円形、楕円形、正方形、長方形、星型など成形できるものであれば任意である。フランジ部、底部、側壁部等にしわが入らない形状であることが必要である。

図５～図１０は、本発明に係る紙容器１における、切込み９の形状や配置の例を示した平面模式図である。図１に示した例では、紙容器１の長辺のフランジ部７の中央部に直線状の切込み９が一つ、フランジ部７の長手方向に平行に設けられている。図５の例では、紙容器１の長辺のフランジ部７の中央部に直線状の切込み９が一つ、フランジ部７の長手方向に直角に設けられている。

図６に示した例では、紙容器１の長辺のフランジ部７の中央部に円形の切込み９が一つ、設けられている。図７に示した例では、紙容器１の長辺のフランジ部７に直線状の切込み９が３つ、フランジ部７の長手方向に平行に設けられている。また、図８に示した例では、紙容器１の長辺のフランジ部７に直線状の切込み９が３つ、フランジ部７の長手方向に直角に設けられている。図９に示した例では、紙容器１の長辺のフランジ部７に円形の切込み９が３つ、設けられている。図１０に示した例では、紙容器１の長辺のフランジ部７の中央部に直線状の切込み９が一つ、フランジ部７の長手方向に平行に設けられており、さらに短辺のフランジ部７の中央部に直線状の切込み９が一つ、フランジ部７の長手方向に平行に設けられている。

このように、切込み９の形状や数、配置については、特段の定めはなく、内容物１０の種類や量によって、発生する水蒸気量も異なるので、これに合わせて決定すれば良い。紙容器１の形状に応じて、水蒸気が発生した時に、蓋材に最も力が掛かる部位に設けることが好ましい。

切込み９に関して重要な点は、必ずライナー材４を貫通して紙基材３に到達する深さが必要な点であって、ライナー材４の途中で終わっているような切込みでは効果がない。また、切込み９は、紙基材３の中間まで到達していても構わない。

積層体２を構成する紙基材３の材質については、特に制約は無く、目的とする形状に対する成形性があれば良い。例を挙げれば、マニラボール、白ボール等の白板紙や、黄・チップボール、色板紙、段ボール原紙、アート紙、コート紙、カード原紙、クラフト紙等である。

ライナー材４の材質としては、成形可能な合成樹脂フィルムを単体または複合して用いることができる。一例を挙げれば、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、無延伸ポリプロピレン樹脂（ＣＰＰ）、ヒートシーラブルポリエチレンテレフタレート樹脂（ＨＳ－ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリアクリロニトリル樹脂（ＰＡＮ）、各種生分解性樹脂が使用できる。生分解性樹脂の例としては、ポリブチレンサクシネート樹脂（ＰＢＳ）、ポリ乳酸樹脂（ＰＬＡ）、ポリヒドロキシアルカン酸樹脂（ＰＨＡ）、ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）樹脂（ＰＢＡＴ）、ポリカプロラクトン樹脂（ＰＣＬ）、ポリ（ヒドロキシブチレート／ヒドロキシヘキサノエート）樹脂（ＰＨＢＨ（登録商標））等が挙げられる。

ライナー材４として、紙基材／接着樹脂／バリアシーラントのように、最内層にバリア性のあるシーラントを用いても良い。バリアシーラントとしては、ダイヤミロンＭＦ（三菱ケミカル社製）、マルチトロンＺＥＸ（タマポリ社製）等が挙げられる。

またライナー材４としては、例えばＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥのように２層以上を共押出して製膜された多層フィルムを用いることもできる。

蓋材８の構成としては、凝集剥離、界面剥離あるいは層間剥離できるイージーピールフィルムが好ましい。またトレイ側にもイージーピール層があっても良い。イージーピールフィルムの例としては、ＣＦフィルム（東レ社製）９５０１Ａ、同９５０１Ｆ、ＳＭＸ（ジェイフィルム社製）等が挙げられる。以下実施例および比較例に基づいて本発明に係る紙容器１について具体的に説明する。

＜実施例１＞
坪量３００ｇ／ｍ^２の紙を紙基材として使用し、ライナー材として厚さ９０μｍの多層バリアフィルム（タマポリ社製マルチトロンＺＥＸ１０１）を使用した。ライナー材の層構成は、ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥである。両者を貼り合わせて積層体とした。この積層体を用いて、成形加工を施し、図１のような形状の紙容器（トレイ）を作製した。トレイサイズは、１２７ｍｍ×２００ｍｍであり深さは２５ｍｍである。フランジ部は平坦であり、側壁部や底部にもシワや折り目は認められなかった。

フランジ部（長辺）に図１と同様の直線状の切込みを設けた。切込みの深さは、ライナー材を貫通し、紙基材まで侵入する深さである。

イージーピール蓋材として厚さ６０μｍのイージーピールフィルム（三菱ケミカル社製ダイアミロンＶ４４１）を用いた。イージーピール蓋材の層構成は、ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＮＹ／ＰＥである。（ＮＹは、ナイロンの略）

得られた紙容器について、液漏れ、耐衝撃性、蒸気抜きの評価を行った。なお、液漏れおよび耐衝撃性は、容器としての基本的な要求品質項目である。
＜液漏れ＞：浸透液を入れて１ヶ月経時保存（温度４０℃、湿度７５％）し、液漏れが生じなかったものを〇とした。
＜耐衝撃性＞：ＪＩＳＺ０２００に準拠し、２００ｇの内容物を封入した後、落下、振動試験を実施し、ライナー材と紙基材が分離しなければ〇とした。
＜蒸気抜き＞：５００Ｗで１２０秒間電子レンジで加熱し、水蒸気が切込みを通過し、紙層から抜けたものと、ライナー材／紙基材の界面から抜けたものを〇とした。ライナー材／蓋材の界面から水蒸気が抜けたものを△とした。水蒸気が抜けず、容器が破裂したものを×とした。

＜実施例２＞
ライナー材として厚さ５０μｍのポリエチレンフィルムを用い、切込みの形状を図６に示したような円形とした以外は、実施例１と同様に紙容器を作製し、同様に評価した。

＜実施例３＞
ライナー材として、厚さ１００μｍのＨＳ－ＰＥＴを用いた以外は、実施例１と同様に紙容器を作製し、同様に評価した。

＜実施例４＞
ライナー材として厚さ１００μｍのＰＢＳフィルムを用いた以外は、実施例１と同様に紙容器を作製し、同様に評価した。

＜実施例５＞
切込みの深さをライナー材を貫通し、紙基材に侵入しない深さとした以外は、実施例１と同様に紙容器を作製し、同様に評価した。

＜実施例６＞
切込みの深さをライナー材を貫通し、紙基材に侵入しない深さとした以外は、実施例２と同様に紙容器を作製し、同様に評価した。

＜実施例７＞
切込みの配置を図１０のようにフランジ部の短辺と長辺に直線状の切込みを一つづつ配置し、切込みの深さをライナー材を貫通し、紙基材に侵入しない深さとした以外は、実施例１と同様に紙容器を作製し、同様に評価した。

＜比較例１＞
切込みの位置と形状を図６のようにし、切込みの深さをライナー材の途中までにした以外は、実施例１と同様にして紙容器を作製し、同様に評価した。

＜比較例２＞
切込みの深さをライナー材の途中までにした以外は、実施例２と同様にして紙容器を作製し、同様に評価した。

＜比較例３＞
切込みの位置と形状を、図１０の短辺側のみとし、切込みの深さをライナー材の途中までにした以外は、実施例２と同様にして紙容器を作製し、同様に評価した。

＜比較例４＞
切込みの位置と形状を、図１０と同様にし、切込みの深さをライナー材の途中までにした以外は、実施例１と同様にして紙容器を作製し、同様に評価した。

＜比較例５＞
切込みを設けなかった以外は、実施例１と同様にして紙容器を作製し、同様に評価した。

＜比較例６＞
切込みを設けなかった以外は、実施例２と同様にして紙容器を作製し、同様に評価した。

＜比較例７＞
切込みを設けなかった以外は、実施例４と同様にして紙容器を作製し、同様に評価した。以上実施例１～７、比較例１～７について評価した結果を表１にまとめた。

切込みの深さがライナー材を貫通している実施例１～７では蒸気抜きが安全に行われている。切込みがライナー材を貫通していない比較例１～４か、または切込みが存在しない比較例５～７では、蓋材が破裂したり、本来目標とする位置以外から水蒸気が噴出する傾向が見られる。

１・・・紙容器
２・・・積層体
３・・・紙基材
４・・・ライナー材
５・・・底部
６・・・側壁部
７・・・フランジ部
８・・・イージーピール蓋材
９・・・切込み
１０・・・内容物
１１・・・水蒸気

Claims

坪量が３０ｇ／ｍ^２以上７００ｇ／ｍ^２以下である紙基材とライナー材とからなる積層体を三次元成形してなるトレー型紙容器であって、水平な底部と、底部から立ち上がる側壁部と、側壁部上端から延設された水平なフランジ部とを有し、フランジ部には前記ライナー材を貫通し、紙基材に達する１以上の切込みが設けられており、フランジ部にイージーピール蓋材を密着することにより開口部が封止されたことを特徴とする紙容器。
前記紙基材は、引張破断伸びが、ＭＤ方向（流れ方向）２％以上１２％以下、ＴＤ方向（垂直方向）０．５％以上１５％以下であり、引張強さが、ＭＤ方向５０Ｎ／１５ｍｍ以上５００Ｎ／１５ｍｍ以下、ＴＤ方向３０Ｎ／１５ｍｍ以上４００Ｎ／１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の紙容器。
紙基材の坪量が、１００ｇ／ｍ^２以上４００ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙容器。
紙基材の引張破断伸びが、ＭＤ方向３％以上１１％以下、ＴＤ方向１％以上１４％以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の紙容器。
紙基材の引張強さが、ＭＤ方向で１００Ｎ／１５ｍｍ以上４００Ｎ／１５ｍｍ以下、ＴＤ方向で８０Ｎ／１５ｍｍ以上３００Ｎ／１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の紙容器。