JP6867151B2

JP6867151B2 - 紙容器、胴材ブランク、および紙容器の製造方法

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Publication number: JP6867151B2
Application number: JP2016243588A
Authority: JP
Inventors: 國廣　一郎; 一郎國廣; 真弘小川; 祥人久富; 太郎門田
Original assignee: Tokan Kogyo Co Ltd; Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Current assignee: Tokan Kogyo Co Ltd; Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2036-12-15
Also published as: WO2018110488A1; JP2018095302A; TW201831378A

Description

本発明は、紙にポリエステル系樹脂をラミネートした積層体から成り、筒状に貼り合わせた胴材とカップ状に成型した底材とを接着して成る紙容器、胴材ブランク、および紙容器の製造方法に関する。

近年、環境負荷の観点から循環型資源としての紙を主体とする紙成形体が注目されており、このような紙成形体として、紙に合成樹脂をラミネートした積層体から成り、筒状に貼り合わせた胴材とカップ状に成型した底材とを接着して成る紙容器が、飲食物用の容器等の用途において広く使用されている。

このような紙容器では、図４に示すように、胴材１２０の周方向の両端部１２２、１２３を重ねて貼り合わせたサイドシール部１２１の側方に段差部が形成されていることから、サイドシール部１２１の側方において、底材１３０の底材側壁１３２と胴材１２０との間には、断面三角形状の隙間領域Ａが生じることになる。

ここで、紙の表面に形成されたラミネート層１２０ｂ、１３０ｂが、融点が１１０℃程度であり加熱時における流動性が高いポリエチレン系樹脂から成る場合には、容器成形時の熱によってラミネート層１２０ｂ、１３０ｂが溶融し、溶融したポリエチレン系樹脂によって隙間領域Ａが塞がるため、このような隙間領域Ａの存在が問題になることは無かった。

ところが、近年、紙容器は、オーブン等で加熱調理されるグラタンやドリア等用の耐熱容器としても使用されるようになってきており、この場合、ラミネート層１２０ｂ、１３０ｂとして、２６０℃程度と融点が高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエステル系樹脂が用いられることがある。

このポリエステル系樹脂は、耐熱性に優れる反面、加熱時における流動性が低いため、ラミネート層１２０ｂ、１３０ｂをポリエステル系樹脂から形成した場合、容器成形時の熱によってラミネート層１２０ｂ、１３０ｂを溶融させて隙間領域Ａを塞ぐという機能を期待することはできない。

そして、隙間領域Ａが塞がっていない場合、紙容器の内容物が隙間領域Ａを伝い漏れする虞があるため、浸透性の高い食品等へ用途展開することが難しいという問題があった。

特開２０１５−２２６８６３号公報特開２０１４−１４１２８２号公報

そこで、上述したような問題を解決する一つの案として、紙とポリエステル系樹脂から成るラミネート層との間に、融点の低い低融点樹脂層を設けることにより、容器成形時の熱によって低融点樹脂層を溶融し、これにより、隙間領域Ａを埋めることが提案されている（特許文献１を参照）。

ところが、この特許文献１に記載の紙容器では、低融点樹脂層を追加で形成する必要があることから、製造コストが増加するばかりでなく、低融点樹脂層がポリエステル系樹脂の内側に形成されていることから、低融点樹脂層の溶融状態にバラツキが生じ易く、その流動を良好に制御することが難しいという問題がある。

また、他の解決方法として、胴材ブランクの周方向の一端縁にスカイブヘミング加工を施すことによって、胴材ブランクの一端縁を尖端形状とし、この尖端形状の胴材ブランクの一端縁の外周傾斜面に沿って底材側壁を接着することにより、隙間領域Ａが形成されることを回避することも提案されている（特許文献２を参照）。

ところが、特許文献２に記載の紙容器では、胴材ブランクの一端縁に加工難易度の高いスカイブヘミング加工を施すことから、製造コストが増加するばかりでなく、胴材ブランクの一端縁の形状にバラツキが生じ易く、隙間領域Ａの形成を良好に回避することは難しいという問題がある。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成かつ低コストで、隙間領域を通じた内容物の伝い漏れを確実に防止する紙容器、胴材ブランク、および紙容器の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の紙容器は、紙にポリエステル系樹脂をラミネートした積層体から成り、筒状に貼り合わせた胴材とカップ状に成型した底材とを接着して成る紙容器であって、前記胴材は、サイドシール部において前記底材の底材側壁に近い側に配置される第１胴材端部と、遠い側に配置される第２胴材端部とを有し、前記底材側壁と前記第１胴材端部と前記第２胴材端部との間には、隙間領域が形成され、前記隙間領域の延在方向における少なくとも一箇所において断面視した場合に、前記隙間領域には、前記積層体とは別体の樹脂肉盛が充満されていることにより、前記課題を解決するものである。
本発明の胴材ブランクは、紙にポリエステル系樹脂をラミネートした積層体から成る紙容器用の胴材ブランクであって、前記胴材ブランクは、サイドシール部において底材側壁に近い側に配置される第１胴材端部と、遠い側に配置される第２胴材端部とを有し、前記底材側壁に接着される位置において、前記底材側壁側に面して配置される前記第２胴材端部の内面上であって、前記第１胴材端部に重ねられる部分と前記第１胴材端部に重ねられない部分との間の境界部を跨ぐ位置に、樹脂肉盛を有することにより、前記課題を解決するものである。
本発明の紙容器の製造方法は、胴材ブランクと、前記底材側壁を備えたカップ状の底材とを用意し、前記第１胴材端部と前記第２胴材端部との間に前記樹脂肉盛の一部が挟まるように、前記第１胴材端部の一部と前記第２胴材端部の一部とを重ねて圧着することで、前記サイドシール部を形成して、前記胴材ブランクを筒状に成形し、筒状の胴材の下方に前記底材を装着し、前記胴材および前記底材を加熱した後、前記胴材に前記底材を圧着することにより、前記底材側壁と前記第１胴材端部と前記第２胴材端部との間に形成された隙間領域の延在方向における少なくとも一箇所において断面視した場合に、前記隙間領域に樹脂肉盛が充満されるとともに、前記樹脂肉盛の一部が前記第１胴材端部および前記第２胴材端部の対向面間に介在し、前記樹脂肉盛が前記底材および前記第１胴材端部の対向面間には介在していない紙容器を形成することにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１、２に係る発明によれば、胴材は、サイドシール部において底材の底材側壁に近い側に配置される第１胴材端部と、遠い側に配置される第２胴材端部とを有し、底材側壁と第１胴材端部と第２胴材端部との間には、隙間領域が形成され、隙間領域の延在方向における少なくとも一箇所において断面視した場合に、隙間領域には樹脂肉盛が充満されていることにより、簡素な構成かつ低コストで、紙容器の内容物が隙間領域から伝い漏れすることを確実に防止できる。
また、樹脂肉盛が、底材側壁側に面して配置される第２胴材端部の内面上に設けられた溶射形成部である場合、胴材を筒状に成形する前の胴材ブランクの状態で、第２胴材端部の内面の所定箇所に樹脂肉盛を予め溶射しておき、その後、筒状に成形した胴材の下側に底材を装着し、胴材および底材に熱を加えた後に、胴材および底材を圧着するという通常の成形工程を経ることで、樹脂肉盛を溶融させ、隙間領域を樹脂肉盛によって塞ぐことができる。これにより、胴材ブランクの端縁への加工等の、加工難易度が高く製造コストの増加に繋がる加工を必要とせず、また、第２胴材端部の内面に設けられる樹脂肉盛の量や範囲や材料等を自由に設計することが可能であるため、確実かつ低コストで隙間領域を塞ぐことができる。

本請求項３、５に係る発明によれば、樹脂肉盛が、ポリエステル系樹脂、または、ポリエステル系樹脂を含んだ樹脂から成ることにより、サイドシール部の形成時や胴材に対する底材の接着時に掛かる熱によって、樹脂肉盛の樹脂が溶け落ちたり、樹脂肉盛の位置が変化することを抑制できるため、所望する位置において隙間領域を確実に塞ぐことができる。
本請求項４に係る発明によれば、樹脂肉盛が、紙にラミネートされたポリエステル系樹脂よりも、低い融点または同じ融点のポリエステル系樹脂から成ることにより、胴材に対する底材の接着時に掛かる熱によって樹脂肉盛を確実に溶融させ、隙間領域を隙間無く塞ぐことができる。
本請求項６に係る発明によれば、樹脂肉盛の一部が、第１胴材端部および第２胴材端部の対向面間に介在していることにより、要求される製造精度を低く抑えることができる。すなわち、第２胴材端部の内面のうち、サイドシール部の形成時に第１胴材端部および第２胴材端部の間に挟まれる位置にも樹脂肉盛を設けておくことにより、第１胴材端部および第２胴材端部を重ね合わせる時に、第１胴材端部および第２胴材端部の周方向における位置関係に多少のズレが生じた場合であっても、隙間領域を樹脂肉盛によって確実に塞ぐことができるため、要求される製造精度を低く抑えることができる。
本請求項７に係る発明によれば、樹脂肉盛が、底材側壁の外周側において隙間領域に設けられていることにより、紙容器の内容物用の収容部側に面した隙間領域の入り口付近で、隙間領域を塞ぐことが可能であるため、隙間領域への内容物の染み込みを確実に防止することができる。
本請求項８に係る発明によれば、胴材ブランクが、サイドシール部において底材側壁に近い側に配置される第１胴材端部と、遠い側に配置される第２胴材端部とを有し、底材側壁に接着される位置において、底材側壁側に面して配置される第２胴材端部の内面上に、樹脂肉盛を有することにより、筒状に成形した胴材の下側に底材を装着し、胴材および底材に熱を加えた後に、胴材および底材を圧着するという通常の成形工程を経ることで、樹脂肉盛を溶融させ、隙間領域を樹脂肉盛によって塞ぐことができる。これにより、胴材ブランクの端縁への加工等の、加工難易度が高く製造コストの増加に繋がる加工を必要とせず、また、第２胴材端部の内面に設けられる樹脂肉盛の量や範囲や材料等を自由に設計することが可能であるため、確実かつ低コストで隙間領域を塞ぐことができる。

本発明の一実施形態に係る紙容器を示す断面図。図１のＩＩ−ＩＩ線位置で矢印方向に断面視して示す説明図。胴材ブランクを示す平面図。従来の紙容器のサイドシール部の近傍を断面視して示す説明図。

以下に、本発明の一実施形態に係る紙容器１０について、図面に基づいて説明する。

まず、紙容器１０は、図１に示すように、筒状の胴材２０の下側に、カップ状に成型された底材３０を接着することで構成されたものである。

胴材２０および底材３０は、図２に示すように、紙から成る基材層２０ａ、３０ａの表面に、ポリエステル系樹脂から成るラミネート層２０ｂ、３０ｂを設けた積層体から、それぞれ形成されている。各ラミネート層２０ｂ、３０ｂは、紙容器１０の内容物用の収容部１０ａ側に面する各基材層２０ａ、３０ａの一面に形成されている。

胴材２０は、図１や図２に示すように、その周方向の両端を貼り合わせたサイドシール部２１と、サイドシール部２１において底材側壁３２に近い側に配置される第１胴材端部２２と、サイドシール部２１において底材側壁３２に遠い側に配置される第２胴材端部２３とを有し、図２に示すように、第１胴材端部２２の一部（先端部）と第２胴材端部２３の一部（先端部）とを熱接着することで、筒状に成形されている。

また、胴材２０は、図１に示すように、その下側に、底材側壁３２に接着される底側接着部２４を有し、この底側接着部２４は、底材側壁３２の外周側に配置される外周側環状部２４ａと、外周側環状部２４ａの下端に連続して形成され、底材側壁３２の内周側に配置される内周側環状部２４ｂとを有している。

底材３０は、図１に示すように、円盤状の底面壁３１と、底面壁３１の周縁部から垂下した環状の底材側壁３２とを有している。

次に、本発明の特徴部である樹脂肉盛４０について、以下に説明する。

まず、樹脂肉盛４０は、ポリエステル系樹脂から成り、図２に示すように、底材側壁３２の外周側において、底材側壁３２と第１胴材端部２２と第２胴材端部２３とで囲まれた、断面略三角形状の隙間領域Ａを塞ぐものである。

具体的に説明すると、まず、隙間領域Ａは、底材側壁３２の外周側および内周側に亘って上下方向に沿って連続して延在している。そして、図２に示すように、隙間領域Ａの延在方向（上下方向）における少なくとも一箇所において断面視した場合に、隙間領域Ａに樹脂肉盛４０が充満され、本実施形態では、底材側壁３２の外周側かつ底材側壁３２の上端付近の位置において、樹脂肉盛４０が隙間領域Ａを塞ぐように充満されている。

なお、図２に示す説明図においては、底材側壁３２の内周側の図示を省略し、すなわち、底材側壁３２の内周側に配置された胴材２０の内周側環状部２４ｂの図示を省略している。

また、樹脂肉盛４０の一部は、図２に示すように、第１胴材端部２２および第２胴材端部２３の対向面間に介在している。

また、樹脂肉盛４０は、詳しくは後述するように、胴材ブランク２５の状態で、底材側壁３２側に面して配置される第２胴材端部２３の内面（更に具体的には、第２胴材端部２３の内面側のラミネート層２０ｂ）上に、粉末状の合成樹脂（ポリエステル系樹脂）を溶射を施すことで設けられた溶射形成部として形成されている。

次に、本実施形態の紙容器１０の製造方法を以下に説明する。

まず、図３に示すように、胴材ブランク２５の状態で、底材側壁３２側に面して配置される第２胴材端部２３の内面に、粉末状の合成樹脂（ポリエステル系樹脂）を溶射することにより、樹脂肉盛４０を局所的に形成する。

なお、樹脂肉盛４０の形成方法について更に具体的に説明すると、本実施形態では、樹脂肉盛４０が形成される第２胴材端部２３の内面のラミネート層２０ｂを融点近傍まで予備加熱した後に、粉末状の合成樹脂を加圧ガスにより圧送し、加熱ガス（熱風）に合流させて、間欠的又は連続的に溶射する。
また、樹脂肉盛４０の形成位置について更に具体的に説明すると、図３に示すように、樹脂肉盛４０は、第２胴材端部２３の内面のうち、第１胴材端部２２に重ねられる部分と第１胴材端部２２に重ねられない部分との間の境界部を跨ぐ位置に形成される。

次に、第２胴材端部２３を加熱して第２胴材端部２３のラミネート層２０ｂを溶かした後、第１胴材端部２２の一部（先端部）と第２胴材端部２３の一部（先端部）とを重ねて圧着することにより、サイドシール部２１を形成し、胴材ブランク２５を筒状に成形する。

この際、図２に示すように、第１胴材端部２２と第２胴材端部２３との間に、樹脂肉盛４０の一部が挟まるように、第１胴材端部２２と第２胴材端部２３とを重ねる。

次に、図１に示すように、筒状の胴材２０の下方にカップ状の底材３０を装着し、胴材２０および底材３０を加熱した後、胴材２０に底材３０を圧着する。

この際、胴材２０に底材３０を圧着する際の熱によって、樹脂肉盛４０が溶融し、図２に示すように、当該底材側壁３２の上端付近において断面視した場合に、隙間領域Ａに樹脂肉盛４０が充満する。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、ラミネート層２０ｂ、３０ｂを構成するポリエステル系樹脂の具体的種類としては、紙に対する易接着性や耐熱性を有するものであれば如何なるものでもよく、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が挙げられる。

また、上述した実施形態では、樹脂肉盛４０が、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエステル系樹脂から成るものとして説明したが、樹脂肉盛４０の具体的な材料はこれに限定されず、例えば、ポリエステル系樹脂を含んだ樹脂から樹脂肉盛４０を形成してもよい。
また、樹脂肉盛４０は、ラミネート層２０ｂ、３０ｂを構成するポリエステル系樹脂よりも、低い融点または同じ融点のポリエステル系樹脂を材料として形成するのが好ましい。

また、上述した実施形態では、胴材ブランク２５の状態で、第２胴材端部２３の内面に、粉末状の合成樹脂を溶射することにより、樹脂肉盛４０を形成するものとして説明したが、樹脂肉盛４０の形成方法は上記に限定されず、例えば、ホットメルトガン、ホットランナーユニット、射出ユニット、３Ｄプリンタ等によって、第２胴材端部２３の内面に樹脂肉盛４０を形成してもよい。また、所定の形状に切り抜いた合成樹脂製のフィルムや成形部材を熱圧着したりインサート成形したりすることにより、樹脂肉盛４０を形成してもよい。

なお、粉末状の合成樹脂を溶射することで樹脂肉盛４０を形成する場合、溶射する合成樹脂の粉末は、固相重合前または固相重合後の合成樹脂のいずれでもよいが、より結晶化度が低い固相重合前の合成樹脂を溶射するほうが好ましい。

また、上述した実施形態では、樹脂肉盛４０が、底材側壁３２の外周側および内周側に亘って上下方向に沿って連続する隙間領域Ａのうち、底材側壁３２の外周側かつ底材側壁３２の上端付近に局所的に設けられているものとして説明した。しかしながら、樹脂肉盛４０の形成位置および範囲については、上記に限定されず、例えば、隙間領域Ａのうち底材側壁３２の内周側の一部分に樹脂肉盛４０を設けてよく、また、隙間領域Ａの全域に亘って樹脂肉盛４０を設けてもよい。

また、上述した実施形態では、樹脂肉盛４０の一部が、第１胴材端部２２および第２胴材端部２３の対向面間に介在している、すなわち、サイドシール部２１を形成する際に、第１胴材端部２２と第２胴材端部２３との間に樹脂肉盛４０の一部を挟んだ状態で、第１胴材端部２２と第２胴材端部２３とを重ねて熱接着するものとして説明したが、樹脂肉盛４０の一部を第１胴材端部２２および第２胴材端部２３の対向面間に介在させることは必須の構成ではない。すなわち、胴材ブランク２５の状態で、第２胴材端部２３の内面のうち、第１胴材端部２２に重ねられる部分に隣接するとともに第１胴材端部２２に重ねられない部分のみに、樹脂肉盛４０を形成してもよい。

また、上述した実施形態では、胴材２０および底材３０が、基材層２０ａ、３０ａにラミネート層２０ｂ、３０ｂを設けた積層体から形成されているものとして説明したが、胴材２０および底材３０を構成する積層体の具体的態様は、上記に限定されず、例えば、ラミネート層２０ｂ、３０ｂとは反対側の基材層２０ａ、３０ａの一面に、印字層や同様のラミネート層等を形成してもよい。

また、上述した実施形態では、胴材２０の底側接着部２４が、外周側環状部２４ａおよび内周側環状部２４ｂを有しているものとして説明したが、内周側環状部２４ｂを形成せず、底側接着部２４を外周側環状部２４ａのみから構成してもよい。

１０・・・紙容器
１０ａ・・・収容部
２０・・・胴材
２０ａ・・・基材層（紙）
２０ｂ・・・ラミネート層（ポリエステル系樹脂）
２１・・・サイドシール部
２２・・・第１胴材端部
２３・・・第２胴材端部
２４・・・底側接着部
２４ａ・・・外周側環状部
２４ｂ・・・内周側環状部
２５・・・胴材ブランク
３０・・・底材
３０ａ・・・基材層（紙）
３０ｂ・・・ラミネート層（ポリエステル系樹脂）
３１・・・底面壁
３２・・・底材側壁
４０・・・樹脂肉盛
Ａ・・・隙間領域

Claims

紙にポリエステル系樹脂をラミネートした積層体から成り、筒状に貼り合わせた胴材とカップ状に成型した底材とを接着して成る紙容器であって、
前記胴材は、サイドシール部において前記底材の底材側壁に近い側に配置される第１胴材端部と、遠い側に配置される第２胴材端部とを有し、
前記底材側壁と前記第１胴材端部と前記第２胴材端部との間には、隙間領域が形成され、
前記隙間領域の延在方向における少なくとも一箇所において断面視した場合に、前記隙間領域には、前記積層体とは別体の樹脂肉盛が充満されていることを特徴とする紙容器。
前記樹脂肉盛は、前記底材側壁側に面して配置される前記第２胴材端部の内面上に設けられた溶射形成部であることを特徴とする請求項１に記載の紙容器。
前記樹脂肉盛が、ポリエステル系樹脂から成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紙容器。
前記樹脂肉盛が、前記紙にラミネートされたポリエステル系樹脂よりも、低い融点または同じ融点のポリエステル系樹脂から成ることを特徴とする請求項３に記載の紙容器。
前記樹脂肉盛が、ポリエステル系樹脂を含んだ樹脂から成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紙容器。
前記樹脂肉盛の一部は、前記第１胴材端部および前記第２胴材端部の対向面間に介在し、
前記樹脂肉盛は、前記底材および前記第１胴材端部の対向面間には介在していないことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の紙容器。
前記樹脂肉盛は、前記底材側壁の外周側において、前記隙間領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の紙容器。
紙にポリエステル系樹脂をラミネートした積層体から成る紙容器用の胴材ブランクであって、
前記胴材ブランクは、サイドシール部において底材側壁に近い側に配置される第１胴材端部と、遠い側に配置される第２胴材端部とを有し、
前記底材側壁に接着される位置において、前記底材側壁側に面して配置される前記第２胴材端部の内面上であって、前記第１胴材端部に重ねられる部分と前記第１胴材端部に重ねられない部分との間の境界部を跨ぐ位置に、樹脂肉盛を有することを特徴とする胴材ブランク。
紙容器の製造方法であって、
請求項８に記載の胴材ブランクと、前記底材側壁を備えたカップ状の底材とを用意し、
前記第１胴材端部と前記第２胴材端部との間に前記樹脂肉盛の一部が挟まるように、前記第１胴材端部の一部と前記第２胴材端部の一部とを重ねて圧着することで、前記サイドシール部を形成して、前記胴材ブランクを筒状に成形し、
筒状の胴材の下方に前記底材を装着し、前記胴材および前記底材を加熱した後、前記胴材に前記底材を圧着することにより、
前記底材側壁と前記第１胴材端部と前記第２胴材端部との間に形成された隙間領域の延在方向における少なくとも一箇所において断面視した場合に、前記隙間領域に樹脂肉盛が充満されるとともに、前記樹脂肉盛の一部が前記第１胴材端部および前記第２胴材端部の対向面間に介在し、前記樹脂肉盛が前記底材および前記第１胴材端部の対向面間には介在していない紙容器を形成することを特徴とする紙容器の製造方法。