JP5399951B2 - 紙容器 - Google Patents

Description

この発明は、胴ピースと底ピースとを接着して作製される紙容器およびその紙容器に食品を収納した食品包装体に関する。
またこの発明は、２ピースの紙材同士を接着する紙の接着方法に関する。

紙コップに代表される紙容器として、上下に開口する円筒形の胴ピースの下側開口を、円板形の底ピースで塞いだ２ピース形式のものがよく知られている。
この種の紙容器は、収納した飲料等の水分が紙素材に浸み込まないように、たとえば胴ピースおよび底ピースの両面全面に、ポリエチレン（ＰＥ）などの合成樹脂によりラミネートが施されている。

ところで、紙容器の胴ピースと底ピースの接着部の詳細は、図４のようになっている。すなわち、従来の紙容器２では、底ピース２０は本体２１の周縁が折り下げられて垂下部２２となっており、この垂下部２２は胴ピース１０の本体１１の内面に接触している。一方、胴ピース１０は底ピース２０の垂下部２２の内面に沿って接触するようにその本体の下端が内向きに折り返されて起立部１３となっている（特許文献１の図１参照）。
こうして組み合わされた状態で、胴ピース１０と底ピース２０のラミネート面１４、２３の合成樹脂は、加熱加圧により当該接触箇所が溶融することで接着剤として機能し、両者は接着されている。

しかし、胴ピース１０と底ピース２０の接着時には、加熱により紙素材から蒸気が発生する。両面ラミネートの場合にはこの蒸気が外部へ逃げられなくなる。このため、蒸気により内圧がかかって紙素材からラミネートが剥がれたり浮き上がったりし、胴部と底部が破断してしまうことがある。
これを一般にデラミネーション（delamination 層間剥離）と称し、デラミネーションが発生すると見栄えが悪く、また紙素材への水浸みや破損等の問題が生じる。そのため、紙容器としての商品価値が著しく低下してしまう。

ところで、紙容器の内面のみをラミネート面とすることもあり、この場合は非ラミネート面の方から紙素材の蒸気が逃げるため、デラミネーションが生じることはない。
しかし、接着剤として機能するラミネート素材が片面にしかないため、両面ラミネートに比べて接着が悪く、底ピースが胴ピースから外れやすくなる結果、紙容器の底抜け等が生じる問題がある。

特に近年は、紙容器を、喫食に際し加熱が必要となる冷凍食品等の容器として用いることが増えているが、この場合、直接電子レンジで加熱できるように、接着剤として機能するラミネート素材に耐熱性の高いものが好ましく選択されている。しかしポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの耐熱性に優れる素材は、従来用いられてきたＰＥなどに比べて一般に接着力が劣るため、ただでさえ接着の悪い前掲のような片面ラミネートの方式では採用が困難であった。

特開２００４−２９１５６６号公報

そこでこの発明の解決すべき課題は、ラミネートが施された胴ピースと底ピースからなる紙容器について、デラミネーションの発生を防止しつつ、胴ピースと底ピースの接着を強化することである。

上記課題を解決するため、この発明の紙容器では、胴ピースについて本体の内面から起立部の外面にかけては全面ラミネート面とするが、他面については非ラミネート面としたのである。またこの発明の紙容器では、底ピースについて本体の上面から垂下部の外面にかけては全面ラミネート面とするが、他面については合成樹脂のドットが等分布に点在するドット面としたのである。
このように構成すると、胴ピースと底ピースを接着した際にも、胴ピースの非ラミネート面および底ピースのドット面のドットの間から蒸気が逃げるため、デラミネーションは防止される。
そのうえ、胴ピースと底ピースの接着時には、底ピースの垂下部のドットが溶融して接着剤として機能することで、胴ピースとの接着が強化されている。

より具体的には、筒形の本体および本体の下端内側から起立する起立部を有する紙製の胴ピースと、板形の本体および本体の周縁から垂下する垂下部を有する紙製の底ピースと、からなる発明にかかる紙容器においては、前記胴ピースは、本体の内面から起立部の外面にかけて全面に合成樹脂のラミネートが施されたラミネート面を有し、前記底ピースは、本体の上面から垂下部の外面にかけて全面に合成樹脂のラミネートが施されたラミネート面を有し、かつ本体の下面から垂下部の内面にかけて全面に合成樹脂のドットが等分布で施されたドット面を有し、胴ピースの本体内面下部と底ピースの垂下部外面、および底ピースの垂下部内面と胴ピースの起立部外面が、前記ラミネート面およびドット面の合成樹脂により接着している構成を採用した。

前記底ピースのドット面における各ドットの径は０．３〜１．３ｍｍであり、隣接するドットの中心間距離は０．５〜２．０ｍｍとすると、デラミネーションの防止および接着の強化の観点から特に好ましい。

底ピースのドット面により接着が強化されているため、発明にかかる紙容器を冷凍食品などの食品を収納するのに好適な、底が浅く広い形状にすることが可能となる。
すなわち、前記胴ピースの本体の高さをＨ、前記底ピースの本体の面積をＳとしたとき、０．００５≦Ｈ／Ｓ≦０．４６を満足する寸法関係とすることが可能となる。

底ピースのドット面により接着が強化されているため、前記ラミネートの合成樹脂として、接着力に劣るが耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を採用することができる。
接着剤として機能するラミネート面に、耐熱性に優れるＰＥＴを採用することで、紙容器のまま電子レンジにかけて冷凍食品をはじめとする収納食品を直接加熱することができる。

この発明の特徴部分を方法的に考察すると、片面全面にのみ合成樹脂のラミネートが施された紙製の第１ピース（胴ピースに相当）、および一面全面に合成樹脂のラミネートが施され他面全面に合成樹脂のドットが等分布で施された紙製の第２ピース（底ピースに相当）を準備する工程と、前記第１ピースを折り曲げて前記第２ピースの両面に沿わせ、前記ラミネートおよびドットの合成樹脂を溶融させて第１ピースと第２ピースを接着する工程と、を含む接着力が高くデラミネーションの生じない紙の接着方法であることが理解される。

発明にかかる紙容器を以上のように構成したので、デラミネーションの発生を防止しつつ、胴ピースと底ピースの接着を強化することが可能となった。

実施形態の紙容器の（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図 実施形態の紙容器の要部拡大縦断面図 底ピースのドット面の平面図 従来の紙容器の要部拡大縦断面図

以下、図面を参照しつつこの発明の実施形態について説明する。
図１に示す実施形態の紙容器１は、冷凍食品などの食品の収納に好適に用いられ、紙容器１ごと食品を電子レンジにより加熱できるようになっている。
実施形態の紙容器１は、飲料を収納する一般的な紙コップとは異なり、固形食品の収納に用いるのに好適なように、底が浅くかつ広く形成されている。このような形状としては、その底面積をＳ、高さをＨとしたとき、０．００５≦Ｈ／Ｓ≦０．４６を満足するものが好ましい。
この紙容器１は、略円筒形の胴ピース１０の開放された下端を、略円板形の底ピース２０により閉塞することで作製されており、底ピース２０が容器の底壁を、胴ピース１０が容器の周壁をそれぞれ構成している。

詳しくは、図１および図２のように、紙製の胴ピース１０は、上下に開口する円筒形の本体１１と、本体１１の上端部に形成された縁巻き部１２と、本体１１の下端部から起立する円筒形の起立部１３と、を有する。本体１１は、上側開口が下側開口よりも若干大きくなるようにテーパが付けられている。
胴ピース１０の本体１１は、原紙から短冊形に打ち抜かれた紙片を、その長手方向に沿って円筒形に巻き両端部同士を接着することで形成されている。さらに、縁巻き部１２は、本体１１の上端部を外向きにカールさせることで形成され、起立部１３は、本体１１の下端部を内向きに折り返して形成されている。
ここで、短冊形の紙片の片面全面には合成樹脂によるラミネートが施されており、もう一方の面は何ら処理が施されず紙素材が露出している。胴ピース１０の本体１１の形成時には、このラミネートされた面が円筒の内面となるように巻かれることで、本体１１の内面全面および起立部１３の外面全面がラミネート面１４となっている。

また、紙製の底ピース２０は、図１および図２のように、円板形の本体２１と、本体２１の周縁から垂下する円筒形の垂下部２２と、を有する。
底ピース２０は、原紙から円板形に打ち抜かれた紙片の周縁を折り下げることで、周縁以外が本体２１として、周縁が垂下部２２として、それぞれ形成されている。
なお、底ピース２０の本体２１の径は、胴ピース１０の本体１１の下側開口の径とほぼ等しく、底ピース２０の垂下部２２の垂下長さは、胴ピース１０の起立部１３の起立長さとほぼ等しくなっている。
また、円板形の紙片の一面全面には合成樹脂によるラミネートが施されており、図３のように、他面全面には多数の合成樹脂のドット２４ａが等分布となるように、所定の径ｒおよび所定の中心間距離ｄでアンカーコートされている。
そして底ピース２０の形成時には、ラミネートされた面を上面にドットが施された面を下面にして周縁を折り下げることで、本体２１においては上面がラミネート面２３に下面がドット面２４になり、垂下部２２においては外面がラミネート面２３に内面がドット面２４になっている。

実際の製造の手順としては、胴ピース１０と底ピース２０とは、起立部形成前の胴ピース１０に、その上側開口から底ピース２０を落とし込み、その垂下部２２を胴ピース１０の下側開口に近い内面に接触させる。ついで胴ピース１０の下端部を底ピース２０の垂下部２２の内面に沿うように折り返して起立部１３とすることで組み合わされる。垂下部２２について見れば、胴ピース１０を折り曲げて垂下部２２の両面に沿わせることになる。
そしてこの状態において、垂下部２２の部分を胴ピース１０の外側からと内側から加熱加圧せしめ、ラミネート面１４、２３およびドット面２４の合成樹脂が溶融することで、胴ピース１０の本体１１の内面下部と底ピース２０の垂下部２２の外面、および底ピース２０の垂下部２２の内面と胴ピース１０の起立部１３の外面が接着している。なお、図２は接合部を模式的に示したものであり、実際には胴ピース１０と底ピース２０とは密着している。
ここで、加熱や加圧の温度や圧力は特に限定されないが、たとえば〜５００℃、３．０×１０⁶〜８．０×１０⁶Ｎ／ｍ²である。

ここで、ラミネート面１４、２３に用いられる合成樹脂の種類は特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が例示される。
またラミネート面１４、２３の合成樹脂として、ＰＥＴを選択した場合には、耐熱性に優れるため、紙容器１ごと食品を電子レンジで加熱するのに好適となる。
ラミネートの方式は特に限定されず、押し出しラミネート、ドライラミネートが例示できるが、押し出しラミネートの場合には、紙面にコロナ処理等を施して密着性を高めることが好ましい。
ラミネート面１４、２３の厚みも特に限定されないが、２０μｍ〜５０μｍが例示できる。

ドット面２４に用いられる合成樹脂の種類も特に限定されないが、ポリエステル系、ＥＶＡ系、ＥＶＡ・塩素化ＰＰ系が例示される。ラミネート面１４、２３の合成樹脂にＰＥＴを選択した場合には、ドット面２４の合成樹脂にはポリエステル系もしくはＥＶＡ系を選択するのが好ましい。
ドット２４ａの形成の方式は特に限定されず、グラビア印刷、オフセット印刷が例示できる。
ドット面２４の各ドット２４ａの径ｒおよび隣接するドット２４ａの中心間距離ｄは特に限定されないが、図３のように、径ｒは０．３ｍｍ〜１．３ｍｍ、中心間距離ｄは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。
ドット２４ａの径が小さすぎるとばらつきなく形成することが容易でなくなり、大きすぎると接着ムラが生じる虞がある。
また、中心間距離が近すぎるとドット２４ａの間から蒸気が抜けにくくなり、離れすぎると接着強化の程度が小さくなる虞がある。
これをドット面２４の開口率に換算すると、３０％〜８０％くらいとなる。

原紙の種類も特に限定されず、単層で抄いたもの、多層で抄いたもの、のいずれも用いることができるが、紙容器や紙コップに汎用されているいわゆるカップ原紙が好適である。また、胴ピース１０の外面にグラビア印刷やオフセット印刷等により印刷を施したりできる。さらに、胴ピース１０の内面と底ピース２０の上面にアルミニウム箔等を介在させたバリア層を有するものとしたりすることができる。印刷を施す場合には、印刷面にクレーコートを塗布しておくことが望ましい。
紙の坪量も特に限定されないが、２００ｇ〜３５０ｇが例示できる。

実施形態の紙容器１の構成は以上のようであり、この場合、胴ピース１０と底ピース２０を加圧加熱して接着する際に紙から生じる蒸気は、胴ピース１０の非ラミネート側の面および底ピース２０のドット面２４のドットの間から外部へと逃げるため、デラミネーションは防止されている。
また、底ピース２０の垂下部２２のドットが溶融して接着剤として機能することで、胴ピース１０との接着が簡単な構成で強化されている。

以下、実施例および比較例を挙げてこの発明の特徴を一層明確にする。

（実施例）
カップ原紙２３０ｇの一面にＰＥＴにより厚さ３０μｍのラミネートを施し、他面に版深４０μｍでもって径が０．８ｍｍ中心間距離が１．１９ｍｍのドットをアンカーコートした。ドットには、三菱化学社製のＢＫ−２１８０を用いた。
これを１５ｍｍ幅の試験片に切断して実施例を準備した。
（比較例１）
カップ原紙２３０ｇの一面にＰＥＴにより厚さ３０μｍのラミネートを施し、他面には何も処理を施さなかった。
これを１５ｍｍ幅の試験片に切断して比較例１を準備した。
（比較例２）
カップ原紙２３０ｇの両面にＰＥＴにより厚さ３０μｍのラミネートを施したものを、１５ｍｍ幅の試験片に切断して比較例２を準備した。

（接着強度試験）
実施例および比較例１、２の試験片をそれぞれ同じ向きに２枚重ねにし、時間、圧力、および温度を変化させて熱シールし、３分経過後、引張試験機にて剥離強度（ピーク値のみ、Ｎ）を測定した。
結果を、表１に示す。表から、時間、圧力、温度を変化させたいずれの場合においても、比較例１よりも実施例のほうが剥離強度（接着強度）が高いことが確認され、且つ、比較例２とほぼ同等の剥離強度が得られた。

（デラミネーション発生試験）
実施例ならびに比較例１および２の試験片を、オーブンで焼成したときのデラミネーションの発生の有無を目視により観察した。オーブンは、シャープ社製のＲＥ−ＭＡ１−Ｎを用いた。なお、一般の調理における容器の仕様としては、２２０℃までの焼成温度において、デラミネーションが発生しないことが要求される。
結果を、表２に示す。表中○はデラミネーションが発生しないことを、×はデラミネーションが発生することを示す。表から比較例２の試験片では、２２０℃のオーブン設定温度でデラミネーションが発生し、実施例の試験片ではテストした何れの設定温度でもデラミネーションが発生しないことが確認された。

１ 実施形態の紙容器
２ 従来の紙容器
１０ 胴ピース
１１ 本体
１２ 縁巻き部
１３ 起立部
１４ ラミネート面
２０ 底ピース
２１ 本体
２２ 垂下部
２３ ラミネート面
２４ ドット面
２４ａ ドット
ｒ ドットの径
ｄ ドットの中心間距離

Claims (6)

1. 筒形の本体および本体の下端内側から起立する起立部を有する紙製の胴ピースと、
   板形の本体および本体の周縁から垂下する垂下部を有する紙製の底ピースと、からなる紙容器であって、
   前記胴ピースは、本体の内面から起立部の外面にかけて全面に合成樹脂のラミネートが施されたラミネート面を有し、
   前記底ピースは、本体の上面から垂下部の外面にかけて全面に合成樹脂のラミネートが施されたラミネート面を有し、かつ本体の下面から垂下部の内面にかけて全面に合成樹脂のドットが等分布で施されたドット面を有し、
   胴ピースの本体内面下部と底ピースの垂下部外面、および底ピースの垂下部内面と胴ピースの起立部外面が、前記ラミネート面およびドット面の合成樹脂により接着している紙容器。
2. 前記底ピースのドットの径は、０．３ｍｍ〜１．３ｍｍであり、
   隣接するドットの中心間距離は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである請求項１に記載の紙容器。
3. 前記胴ピースの本体の高さをＨ、前記底ピースの本体の面積をＳとしたとき、０．００５≦Ｈ／Ｓ≦０．４６を満足する請求項１または２に記載の紙容器。
4. 前記ラミネートの合成樹脂は、ポリエチレンテレフタレートである請求項１から３のいずれかに記載の紙容器。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の紙容器と、
   この紙容器に収納された食品と、からなる食品包装体。
6. 片面全面にのみ合成樹脂のラミネートが施された紙製の第１ピース、および一面全面に合成樹脂のラミネートが施され他面全面に合成樹脂のドットが等分布で施された紙製の第２ピースを準備する工程と、
   前記第１ピースを折り曲げて前記第２ピースの両面に沿わせ、前記ラミネートおよびドットの合成樹脂を溶融させて第１ピースと第２ピースを接着する工程と、を含む紙の接着方法。

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