JPS6013636A - 紙製耐圧容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は紙の両面にプラスチックフィルムが積層された
胴体および蓋体が強固に接合してなる紙製耐圧容器に関
するものである。

近時、素材及び加工方法の進歩により、飲料品用の容器
としては、従来の硝子瓶あるいはスチール缶の一部はア
ルミニウム、プラスチック、紙等を素材とする容器に転
換されて来ている。飲料品用容器の多くは使い捨て容器
として扱われ、消費者ての用済み後の空容器は材質とし
ては再生使用可能なスチール缶やアルミ缶でも回収・再
使用はなされていない。その理由は、回収及び選別の労
力・輸送費、仮置のスペース、回収容器洗浄水の排水処
理費用等のため回収・再生加工の費用が大きいためであ
る。しかしながら、スチール缶、アルミ缶、プラスチッ
クセトル等は使い捨てられた場合でも容積が嵩張シ、塵
芥として廃棄しても焼却処理（ｄ出来ず、埋立に使用し
ても空洞部を生じて埋立後地の利用に問題を残す。

このような理由から、使用後の処理の容易な紙製容器へ
の転換が要望され、一部の飲料例えば牛乳やジュース等
については既に紙製容器に置き替ったものも少なくない
。しかしながらこれらの飲料はいずれも炭酸ガスを含ま
ず、常温での容器内圧力は殆んど大気圧に等しいものば
かりであシ、ビールや炭酸飲料などを対象にしだ紙製耐
圧容器は殆んど見られない。このように紙製耐圧容器の
開発が遅れている理由は、第１Ｋビールや炭酸飲料など
の容器として要求される耐圧力の仕様が可成り高いこと
（ビールの内圧は常温で２〜２．５Ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、５
０℃で約５に画２Ｇ１炭酸飲料の内圧は常温で３〜３　
、５　Ｋ１７ｃｍ２Ｇ、５０℃約７　Ｋｇ／ｃｍ’　Ｇ
　）及び紙の折曲げ加工性不良によシ胴体と蓋体との接
合部を金属缶の如き巻締めによってシールすることがで
きないことの２点から生じるシール方法に関する技術的
困難性、第２に既に上布されているアルミ缶やスチール
缶は可成シ安価であるので、紙製耐圧容器も上記第１の
困難性の解決手段を含めて低価格で製造し得る構造でな
ければならないという経済的要請から生じる困難性であ
る。

本発明者は、上述の多くの障害にもかかわらず、紙製耐
圧容器の有する多くの効用性に着目し、その実現を図っ
て種々検討を重ねた結果次の知見を得だ。すなわち、例
えば・ξルプ繊維が長くて引張破断強度が大きい紙にプ
ラスチックフィルムをラミネートしたものを複数層に巻
いて熱処理したものを胴体とし、まだ例えばパルプ繊維
にプラスチックを繊維状または粉末状で混合してスカー
ト部を有する球かく状に加熱成形したものにプラスチッ
ク層を形成させたものを蓋体として使用することなどＫ
より、ビールや炭酸飲料用の仕様に充分堪える耐圧性と
防水性とを有する胴体及び蓋体のそれぞれを得ることが
出来だ。

このようにして得られた胴体及び蓋体を組合せて胴体の
端部に蓋体を上蓋まだは底蓋として接合する方法として
、接着剤で接着する方法は工業的な規模での生産に適さ
ず、また接着剤の種類によっては飲料品を充填する目的
からも好ましくない。

本発明者は、以上の状況に鑑みて種々の検討を行なって
、紙を基材とする胴体および蓋よりなる紙製耐圧容器を
発明した。すなわち、本発明は、紙の両面にプラスチッ
クフィルムが積層された筒形の胴体の端部の内周と、紙
の両１苗にプラスチックフィルムが積層された蓋体のス
カート部の外周が胴体の軸方向に対し１１５ｏないし１
／１ｏ　の勾配を以て超音波溶接状態にあｐｌかつ＠記
の蒋接頭域において少なくとも胴体の内層側のプラスチ
ックフィルムおよび蓋体の内層側のプラスチックフィル
ムがそれぞれ胴体の紙および蓋体の紙にアンカー状態に
あることを特徴とする紙製耐圧容器である。

本発明において、紙製とは、ノξルプ繊維以外にプラス
チックなどの繊維、粉末、シート等が併用されていても
、純紙製品と大差のなり易圧潰性や燃焼性などの物性を
有する物を主要部とするものである。プラスチックフィ
ルムとは、ポリエチレンなど超音波印加によって発熱し
て溶着する樹脂のフィルム（概ね２００μ未満）やシー
ト（概ね２００μ以上）であり、更にノ々リヤー性フィ
ルムが好ましく、・々リヤー性すなわち酸素、炭酸ガス
まだは他のガスについて、約２００以下の透過度（透過
度とは、安定状態に到達した後の、１気圧、温度２３℃
、相対湿度５０％下で２４時間中に、■ミルの厚さにお
いて１ｍ”当り透過するガスのｅｅ数で表わされる数値
を意味する）を有するフィルムであって、例えば「サラ
ン」の商品名で販売されているポリ塩化ビニリデン、ポ
リアミド、？リエステル、二軸延伸ポリノロピレン、ポ
リ塩化ビニル、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、
ポリビニルアルコール、「エパール」の商品名テ販売さ
れてｂるエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化樹脂、セ
ロファンおよび「ノ々レックス」の商品名で販売されて
いるニトリル系樹脂等からなるフィルムが包含される。

紙の両面に炭酸ガス／？　ＩＪキャーフィルムを積層し
たものは、それらのフィルムの合計厚さに相当する厚さ
の単一フィルムを用いたものに比べて、炭酸ガスバリヤ
−効果が大きい。

まだフィルムは単一層または２種以上の積層体であって
もよい。また、・リヤー性フィルムの片面あるいは両面
に、非ノ々リヤー性フィルムをラミネートしたフィルム
も使用できる。この種のラミネートフィルムには、例え
ば「サラネックス」の商品名で販売されているポリエチ
レン／ポリ塩化ビニリデン／ポリエチレンラミネートフ
ィルムがある。この場合、ポリエチレンはヒートシール
を　゛促進し、ガスの透過度には大きく影響しない。ま
た、フィルム表面に・々リヤー性材料を被覆したフィル
ムも使用できる。この種のフィルムとして、例えば［サ
ランコートフィルムＪあるいは「Ｋコートフィルム」と
称されるポリ塩化ビニリデン樹脂をコーティングしたフ
ィルムがある。

筒形とは、筒の横断面に実質的に直線部分がなく、外側
に凸な断面形状たとえば円、楕円、卵形などである。

超音波溶接状態とは、たとえば、いわゆる超音波溶接法
によってプラスチックを接合した状態、すなわち、２０
キロヘルツ前後の超音波振動を接合すべきプラスチック
部材に付与し、プラスチック部材に発生する摩擦熱によ
ってそれらの接合面ツクの性質が実質的に均質になって
いる状態である。

アンカー状態とは、紙に積層されているプラスチックフ
ィルムの積層面が部分的に溶融して紙の繊維間に浸み込
んだ状態、いわばプラスチックフィルムに無数の根が紙
の繊維間゛に食い込んでアンカー効果を生じてプラスチ
ックフィルムが紙に強固に結合している状態である。

次に図面により本発明を説明する。第１図において、胴
体１は、板状の厚い紙２とその両面に積層される内層側
プラスチックフィルム３ａおよび外層側プラスチックフ
ィルム３ｂとよりなる積層体が内径７０閣の筒形に形成
されている。紙２は紙厚３００−μｍ１比重量２３０　
ｙ／ｌｎ２、縦方向の引張破断強度４６０　Ｋｇ／ｃｎ
ｆ　、横方向の引張破断強度２８０　Ｋｇ／ｃｍ’の板
紙であり、内外のプラスチックフィルム３は厚さ３５μ
ｍの）々レックスフィルム（商品名ＢＡＲＥＸ米国ビス
トロン社製のアクリル系樹脂）である。蓋体４ば、紙５
とその両面に積層される内層側プラスチックフィルム６
ａおよび外層側プラスチックフィルム６ｂとよりなる積
層体よシ構成されている。積層される内外のプラスチッ
クフィルム６は前記と同じ厚さ３５μｍのノ々レックス
フィルムである。紙５は、低密度ポリエチレンを繊維に
したものを２５重量係の割合で通常の・ξルプ繊維に乾
式エアレイ法で混合してマット状にした不織布マットで
、周辺部分が厚肉かつ勾配をつけである。プラスチック
フィルム６および紙５の積層体は、ホットプレスで成形
され、周辺部分以外の厚さ１．５ｍｍ、外方に約１０ｍ
ｍ凸形に球かく状をなし、周辺部に高さ約１０ｍの台形
状のスカート部７を存する蓋体４として形成されている
。スカート部７の外周は蓋体５の中心軸（Ｘ＋１ｖＩ）
に対し１１５ｏないし１／１ｏの勾配を以て先端に向っ
て拡がっている。スカート部の外周は蓋体５の中心軸（
Ｘ軸）に対し２ｏないし４０度の勾配を以て先端に向っ
て拡がっている。胴体１の端部の内層側プラスチックフ
ィルム３ａとｌｆｉ体４のスカート部７の内層側プラス
チックフィルム６ａ７５Ｅ超音波溶接状態で接合されて
いる。接合部分ではスカート部の外周、プラスチックフ
ィルム３ａ。

６ａおよび紙２は胴体１の中心軸（Ｘ軸）に対して１１
５ｏないし１／１ｏの勾配を以て先端に向って拡がって
いる。

胴体１の内層側プラスチックフィルム３ａは紙２に積層
されている積層面よりプラスチックが紙の繊維間に浸み
込んで前記のアンカー状態になっている。同様に、蓋体
４の内層側プラスチックフィルム６ａも紙５に対してア
ンカー状態になっている。

底蓋部分（図示されない）も前記と同様に構成されてい
る。

次に本発明の紙製耐圧容器の製造方法態様を説明する。

前記のように、紙の両面にプラスチックフィルムを積層
した胴体１および蓋体４をそれぞれ別個に調製する。蓋
体４のスカート部７を胴体１の端部に嵌合し、圧入する
。胴体１０紙２が多少伸び、全体として嵌合面はＸ軸に
対して１１５゜ないし１／１ｏ　の勾配になる。第２図
に示される超音波印加水−ン８は先端部分が蓋体４のス
カート部７の内周の勾配に等しくＸ軸に対して２０ない
し４０度の勾配が設けられている。第３図のように、Ｘ
軸に対して１／　ないし１／１ｏの勾配の孔が０ あけられている支持腕９に胴体ｌを嵌め、超音波印加ホ
ーン８を蓋体４に当接し、Ｘ軸方向に蓋体４を１８０　
Ｋ９の力で押しながら、１５キロヘルツの超音波振動を
印加する。超音波印加ホーン８と蓋体４の当接面でくさ
び作用が発生し、蓋体４と胴体１は強固に押しつけられ
ながら超音波振動を付与され、両者の内層側プラスチッ
クフィルム３ａおよび６ａが溶融して均質に接合する。

更に内層側プラスチックフィルム３ａおよび６ａと胴体
Ｉの紙２および蓋体４の紙５との間にそれぞれ摩擦熱が
発生し、プラスチックが紙の繊維間に浸み込んでアンカ
ー状態になる。この場合、同様に外層側プラスチックフ
ィルム３ａおよび６ａと紙２および４もアンカー状態に
なる。印加時間を０．８．１．１．５秒にした場合につ
いて、水圧テストした結果を第１表に示す。

（以下余色） 第　１　表 尚、水圧テストにおいて容器が破壊する状態とは蓋体と
胴体が溶着しだ層に隣接する胴体の紙材が縦方向に破断
し、ノ々ンという音と共に蓋体が外れる現象であって溶
着部は紙材と強固に一体化し、溶着部の剥離まだは破断
は生じなかった。

本発明の紙製耐圧容器は、紙層の剛性による強度、紙の
両面にプラスチックフィルムが積層されていることから
して特に炭酸ガスの・々リヤー性が同一厚さの単一プラ
スチックフィルムに比べて極めて優れ、蓋体と胴体の接
合部分が超音波溶接状態にあり、しかもプラスチックフ
ィルムが紙に対してアンカー状態にあって、蓋体と胴体
が極めて強固に接合しているので、ビールのようにかな
り高圧力の炭酸ガスを含有する飲料などの充填容器とし
て、ガスノコリヤー性および強度の点から、適性が高く
、更に使用後、易圧壊性および易焼却性、自然崩壊性な
ので、公害を及ぼすこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の上端附近を示す断面図、第
２図は超音波溶接機の超音波印加ホーンの一部断面外形
図、第３図は超音波印加ホーンを蓋体に当接した状況を
示す断面図である。 １・・・胴体、２・・・紙、３・・・プラスチックフィ
ルム、４・・・蓋体、５・・・紙、６・・・プラスチッ
クフィルム、７・・・スカート部、８・・・超音波印加
ホーン、９・・・支持腕。 特許出願人　旭化成工業株式会社 −９，Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 紙の両面にプラスチックフィルムが積層された筒形の胴
   体１の端部の内周と、紙の両面にプラスチックフィルム
   が積層された蓋体４のスカート部７の外周が胴体１の軸
   方向に対し１１５ｏないし１／１゜の勾配を以て超音波
   溶接状態にあり、かつ前記の溶接領域において少なくと
   も胴体１の内層側のプラスチックフィルム３ａおよび蓋
   体４の内層側のプラスチックフィルム６ａがそれぞれ胴
   体１の紙２および謔体４の紙５にアンカー状態にあるこ
   とを特徴とする紙製耐圧容器