JP6111537B2

JP6111537B2 - 紙容器の製造方法

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Publication number: JP6111537B2
Application number: JP2012128679A
Authority: JP
Inventors: 島村　悦夫; 悦夫島村
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: JP2013252875A

Description

本発明は、紙容器に関し、特に密封シール適性が改善されたパウチ形状の紙容器およびその製造方法に関する。

食料品や飲料、トイレタリー用品等を収納する容器としては、さまざまな材質のさまざまな形状の容器が用いられている。近年においては、地球環境保護意識の高まりを背景にして、再生産可能な資源である紙を用いた容器が特に注目されている。

紙容器としては、牛乳パックに代表される箱形の、剛性を持った液体紙容器が最も一般的である。しかし箱形以外の、パウチ状の紙容器は、あまり一般的に用いられていない。

特許文献１に記載されたスパウト付紙パウチは、１枚の帯状紙積層体から形成される、プラスチック製スパウトを備えた特殊な形状の紙パウチである。

一般的に紙層を含む積層体は、紙を含まない積層体に比較して断熱性が高く、熱伝導性が低いため、通常の加熱したシールバーで挟んでシールするようなヒートシールに対しては、ヒートシール適性が劣る。

牛乳用紙パックや、特許文献１に記載されたような液体用紙容器では、初めから紙を用いることが前提となっているため、充填装置もそれなりの加熱機構を備えて、高速充填が可能なように設計されている。具体的には、シールすべき部分を熱風で加熱した上で圧着する機構が一般的に採用されている。

特開２００１−１３０５９７号公報

しかし、紙を含む積層体を用いて、一般的なパウチ形状の包装袋を実現しようとすると、通常紙を用いない、プラスチック材料のみからなる軟包装フィルムを用いたパウチ用に設計された、一般的な充填機では、しばしば熱量不足に起因するシール不良が発生するという問題がある。

また、紙層が存在することによって、通常の紙層が存在しない包装袋におけるような、滑らかな開封適性が得られないという問題もあった。

本発明が解決しようとする課題は、紙容器専用充填機以外の一般的な充填機で充填が可能なパウチ状の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、
紙層と、該紙層の外面側に設けられた熱可塑性樹脂層と、該紙層の内面側に設けられ、シーラント層を最内面に有する積層フィルムと、をそれぞれ有する２枚の積層体の前記シーラント層同士を対向させて、周縁部をヒートシールしてなる紙容器の製造方法であって、
印刷を施した原紙の、紙容器の充填用開口部に相当する部分を打ち抜いて窓孔を穿孔する工程、
原紙の外面側に熱可塑性樹脂層を、また原紙の内面側にシーラント層を最内面に有する積層フィルムを貼り合せ、積層体を形成すると共に前記窓孔部分の前記熱可塑性樹脂層と前記積層フィルムを接着する工程、
２枚の前記積層体のシーラント層同士を対向させると共に、これら２枚の積層体の窓孔同士が対面するように重ねて、周縁部をヒートシールした後、前記窓孔が充填用開口部になるように紙容器形状に打ち抜いて紙容器を作成する工程、
をこの順序で含むことを特徴とする紙容器の製造方法である。

本発明に係る紙容器は、充填用開口部の、充填後にシールする部分に紙層が存在しない構造であるため、内容物を充填後に開口部をヒートシールする際、加熱したシールバーで挟んでシールする通常のシール方法で能率良くシールすることが可能である。従って、紙容器専用の充填機ではなく、通常の包装袋用の充填機を用いても、通常の包装袋と同様の効率で充填することができる。

従って本発明に係る紙容器は、従来紙が用いられていなかったさまざまな形状の包装袋に適用することができる。

本発明に係る紙容器は、従来の紙を用いない包装フィルムからなる包装袋に比較して、積層体の剛性が高い。このため特にスタンディングパウチなどのように、自立性を必要とする用途には、好ましく使用できる。

また、開封時に開封口となるべき部分にも、紙層が存在しない場合には、開封時に、通常の包装フィルムを用いた包装袋と同様の、円滑な開封適性を得ることができる。

また、充填用開口部または開封口以外の部分にも、紙層が存在しない部分がある場合、例えば紙容器本体の一部に窓を形成することにより、内容物を外から見ることができるような機能を付加することができる。

そして、本発明においては、通常の包装袋の製造工程に、印刷を施した原紙の、紙層が不要となる部分を打ち抜いて窓孔を穿孔する工程を付加するだけで、通常の包装袋形状の
紙容器を製造することができる。

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の他の実施態様を示した平面模式図である。図４は、図３のＢ−Ｂ’断面を示した断面模式図である。図５は、本発明に係る紙容器の他の実施態様を示した平面模式図である。図６は、本発明に係る紙容器の製造工程を示した説明図であり、原紙に窓孔を穿孔した状態を示した平面模式図である。図７（１）は、本発明に係る紙容器の製袋工程を示した説明図である。図７（２）は、図７（１）のＣ−Ｃ’断面を示した断面説明図である。

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。また、図２は、図１のＡ−Ａ’断面を示した断面模式図である。

本発明に係る紙容器（１）は、紙層（１２）と、紙層（１２）の外面側に設けられた熱可塑性樹脂層（１１）と、紙層（１２）の内面側に設けられ、シーラント層（１４）を最内面に有する積層フィルム（１５）とをそれぞれ有する２枚の積層体（１０）のシーラント層（１４）同士を対向させて、周縁部をヒートシールしてなる紙容器である。図１の例では、ボトムシール部（４）と両側のサイドシール部（２）がヒートシールされている。

本発明に係る紙容器（１）は、内容物を充填するための充填用開口部（７）の、充填後にシールする部分すなわち、この例では、トップシール予定部（３）に、紙層（１２）が存在しないことを特徴とする。

本発明に係る紙容器（１）は、トップシール予定部（３）に紙層（１２）が存在しないため、通常の軟包装フィルムからなる包装袋と同様に、シールバーによる密封シールが可能である。このため、従来の軟包装袋用の充填包装機を用いて、装置に何等の改造を加えることなく、紙容器を用いた包装体を生産できる。

図１に示した実施態様においては、トップシール予定部（３）の他に、開封予定部（６）にも紙層（１２）が存在しない構造となっている。このことにより、開封時において、通常の軟包装袋と同様の滑らかな開封適性を得ることができる。

図１に示した実施態様においては、開封のきっかけとなる開封ノッチ（５）として、Ｖノッチが、両側のサイドシール部（２）に設けられている。ノッチとしては、Ｉノッチ、Ｕノッチなどでも良い。

図１、図２に示した例では、積層体（１０）の構成として、容器の内側から順にシーラント層（１４）、中間層（１３）、紙層（１２）、熱可塑性樹脂層（１１）が積層されている。シーラント層（１４）と中間層（１３）が積層フィルム（１５）を構成している。

紙層（１２）としては、特に紙容器用の紙に限定されず、広い種類の紙が使用可能である。具体的には、坪量１６０ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２程度のカートン原紙、カップ原紙、白ボール紙、コートボール紙、アイボリー紙、等の紙が使用できる。

シーラント層（１４）としては、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、また特に低吸着性を要求される場合には、無延伸ポリエチレンテレフタレート（ＣＰＥＴ）等が使用される。

中間層（１３）は、紙容器（１）にガスバリア性などの機能を付加する目的で用いられる。ガスバリア層としては、ポリ塩化ビニリデンフィルム（ＰＶＤＣ）、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコール共重合体フィルム、ガスバリア性ナイロンフィルム（ＮＹ）、ガスバリア性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のガスバリア性フィルムや、ＰＥＴフィルム等にアルミニウム等の金属を蒸着した金属蒸着フィルムや、ＰＥＴフィルムに酸化アルミニウムや酸化珪素等の無機酸化物を蒸着させた無機酸化物蒸着フィルム、あるいは、ポリ塩化ビニリデンコーティング、水溶性樹脂と無機層状化合物を含有する被膜や金属アルコキシドあるいはその加水分解物とイソシアネート化合物を反応させた被膜からなる樹脂層などのガスバリアコーティング層、あるいはアルミニウム箔等の金属箔などを用いることができる。

紙容器（１）の最外面となる熱可塑性樹脂層（１１）としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）樹脂、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリオレフィン系エラストマー等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂等のポリエステル系樹脂、セロハン、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）樹脂等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、エチレン−酢酸ビニル系共重合樹脂（ＥＶＡ）、アイオノマー樹脂、ポリブテン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂等の合成樹脂フィルムが使用できる。

これらの各層を貼り合せる方法としては、接着剤を用いたドライラミネート法や、ポリエチレン樹脂等を押出して貼り合せる押出しラミネート法を用いることができる。

図３は、本発明に係る紙容器（１）の他の実施態様を示した平面模式図である。また、図４は、図３のＢ−Ｂ’断面を示した断面模式図である。図３、４に示した実施態様においては、シーラント層（１４）同士を対向させて配置した２枚の積層体（１０）の間に、同じ層構成の底テープ（１６）を、シーラント層が外側になるように２つ折にして挿入し、ボトムシール部（４）を形成して、広い底面を持った、スタンディングパウチ形状の紙容器となっている。

この実施態様においても、図１、図２に示した例と同様に、内容物を充填するための充填用開口部（７）の、充填後にシールする部分すなわち、トップシール予定部（３）に、紙層（１２）が存在しない。

また、トップシール予定部（３）の他に、開封予定部（６）にも紙層（１２）が存在しない構造となっている。

なお底テープ（１６）は、内容物の充填時に、しなやかに広がる性質が要求される場合
があるので、紙層（１２）を全く含まない構成であるか、または、本体よりも薄い紙を用いた構成でもよい。

図５は、本発明に係る紙容器（１）の他の実施態様を示した平面模式図である。
図５に示した実施態様においては、図３に示した例において、紙層の存在する部分（８）の領域中に、一部紙層の存在しない部分である窓孔（９）が設けてある。

窓孔（９）の部分には、紙層（１２）は存在しないが、積層体（１０）のそれ以外の要素であるシーラント層や、中間層、熱可塑性樹脂層は、存在するので、容器としての密封性等については、何ら問題はない。この部分は、紙層（１２）が存在しないことにより、例えば内容物の種類を確認するための窓として利用することができる。

次に本発明に係る紙容器（１）の製造方法について説明する。図６は、本発明に係る紙容器（１）の製造工程を示した説明図であり、原紙（１７）に窓孔（９）を穿孔した状態を示した平面模式図である。また、図７（１）は、本発明に係る紙容器（１）の製袋工程を示した説明図である。図７（２）は、図７（１）のＣ−Ｃ’断面を示した断面説明図である。

本発明に係る紙容器（１）を製造するには、まず印刷を施した原紙（１７）の、紙層が不要となる部分を打ち抜いて窓孔（９）を穿孔する。通常は、絵柄を印刷する時にレジスターマークを印刷しておき、このマークを利用して、印刷絵柄と、窓孔（９）の位置を合わせる。

図６の例では、破線で示した中央線に対して左右対称の位置に、窓孔９が開けられている。

次に、窓孔（９）の開けられた原紙の表面側（印刷面側）に熱可塑性樹脂層（１１）を、また裏面側にシーラント層（１４）を含む積層フィルム（１５）を貼り合せて、積層体（１０）とする。図は省略するが、外観的には図６の状態と変わらない。

図６の破線で示した中央線で切断して、２条の積層体（１０）を得る。次に図７に示したように、この２条の積層体（１０）のシーラント層（１４）同士を対向させ、間に底テープ（１６）を挿入する。底テープ（１６）は、シーラント層を外側にして二つ折にした状態で、左右から２条挿入する。

図７（１）では、中央の窓孔（９）に対して、左右対称に２つづつ紙容器が配置されることになる。

ボトムシール部およびサイドシール部をシールした後、打ち抜き予定位置（１８）で打ち抜くと、図３に示したような、スタンディングパウチ形状の紙容器（１）が完成する。なおシール条件は、通常の紙を含まない包装フィルムを用いる場合に比較して、圧締時間を長くするか、シール面を予熱する等の工夫が必要である。

このように、紙容器（１）の開口部は、窓孔（９）によって予め紙層（１２）が除去されているので、紙層（１２）が存在しない状態となる。
以下、実施例に基づいて、本発明に係る紙容器についてさらに具体的に説明する。

坪量３２０ｇ／ｍ^２の紙の表面に、印刷を施した後、図６に示したような窓孔を穿孔した。裏面に、ポリエチレン樹脂による押出しラミネート法により、（ポリエチレン１２μ
ｍ／シリカ蒸着ＰＥＴ１２μｍ／低密度ポリエチレン６０μｍ）の積層フィルムを接着した後、再度押出機を用いて、表面に厚さ２０μｍの中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）層を形成した。低密度ポリエチレン６０μｍは、シーラント層に相当する。

図６（１）の状態から、中央の破線部分でスリットして２条の積層体を得た。この２条の積層体のシーラント層同士を対向させ、この間に、底テープを挿入した。底テープの層構成は、印刷がない以外は本体と同様である。

図３の形状に打ち抜き、開封ノッチを刻設して紙容器が完成した。得られた紙容器は、通常の充填ラインで通常の包装フィルム製の包装袋と同様に充填、シールすることができた。

１・・・紙容器
２・・・サイドシール部
３・・・トップシール予定部
４・・・ボトムシール部
５・・・開封ノッチ
６・・・開封予定部
７・・・充填用開口部
８・・・紙層の存在する部分
９・・・窓孔
１０・・・積層体
１１・・・熱可塑性樹脂層
１２・・・紙層
１３・・・中間層
１４・・・シーラント層
１５・・・積層フィルム
１６・・・底テープ
１７・・・原紙
１８・・・打ち抜き予定位置

Claims

紙層と、該紙層の外面側に設けられた熱可塑性樹脂層と、該紙層の内面側に設けられ、シーラント層を最内面に有する積層フィルムと、をそれぞれ有する２枚の積層体の前記シーラント層同士を対向させて、周縁部をヒートシールしてなる紙容器の製造方法であって、
印刷を施した原紙の、紙容器の充填用開口部に相当する部分を打ち抜いて窓孔を穿孔する工程、
原紙の外面側に熱可塑性樹脂層を、また原紙の内面側にシーラント層を最内面に有する積層フィルムを貼り合せ、積層体を形成すると共に前記窓孔部分の前記熱可塑性樹脂層と前記積層フィルムを接着する工程、
２枚の前記積層体のシーラント層同士を対向させると共に、これら２枚の積層体の窓孔同士が対面するように重ねて、周縁部をヒートシールした後、前記窓孔が充填用開口部になるように紙容器形状に打ち抜いて紙容器を作成する工程、
をこの順序で含むことを特徴とする紙容器の製造方法。