JP4099864B2

JP4099864B2 - 耐圧性紙容器

Info

Publication number: JP4099864B2
Application number: JP17938998A
Authority: JP
Inventors: 克之大野; 敏明掛村; 英夫福島
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-06-25
Also published as: JP2000006944A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭酸を含む飲料などの内容物や加熱殺菌を必要とする内容物に使用したときに、容器内の内圧の増大や減少に耐え、密封性が良好な耐圧性紙容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ジュース、清涼飲料などのワンウェイ容器としては、種々の構成の容器が知られているが、一般的には、紙カップなどの紙容器が広く使用されていた。この紙容器は、内容物を充填後に、容器の開口部を蓋材で密封するものであるが、開口部に、紙素材を重ね合わせた継ぎ目部分が残っており、段差を生じているため、密封性のよいシールが困難であった。
【０００３】
そこで、蓋材のシールによる密封性を改良するために、予め成形されたプラスチックリング部材を、紙容器の開口部に、超音波などの手段によって接着した紙容器が提案され、実用化されていた。更には、内容物の浸透などを防ぐ目的で、紙容器に直接、溶融プラスチックを射出し、容器胴部の重合部に保護部を、胴部の開口部にプラスチックリング部を一体成形した紙容器が提案され、これらのプラスチックリング付き紙容器は、開口部に強度があり、蓋材とのシール部分に段差がないので、密封性の優れたシールができるばかりでなく、開封性も考慮した構成とすることもでき、液体内容物を充填するのに適した容器であった。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】
しかしながら、上述の従来の紙容器は、紙シート、積層フィルム、熱可塑性樹脂などの蓋材を、熱融着法によってプラスチックリング部の上面に接着させた容器であるため、容器本体に内容物を充填し、蓋材で密封した容器が、流通過程において、例えば、発泡性内容物の場合には、内圧上昇により、蓋材や容器本体が著しく変形したり、蓋材と容器本体との融着部が剥離して液漏れを発生するなどの問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述の従来の紙容器の問題点を解決したものであり、容器内の内圧の増大や減少などの変化により、蓋材や容器本体が著しく変形したり、融着部に剥離を生じることがなく、容器の密封性が良好な耐圧性紙容器を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、図１に示すように、紙を主体層とし、少なくとも容器内面側にプラスチック層を設けた胴部（１１１）及び底部（１１２）とからなる紙容器（１１０）を、射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融プラスチックを射出して、胴部上端の開口部に蓋材と係合する周壁（１２１）と接着部（１２３）とをもつプラスチックリング部（１２０）を設け、胴部の容器内面側の重合部上に柱状保護部を（１３０）を設け、胴部と底部との結合部上に環状保護部（１４０）を設けた容器本体（１００）を、バリア層を含む積層フィルムからなる天板（２１０）を射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融プラスチックを射出して、前記天板の外周に容器本体との係合部（２２２）と接着部（２２３）とをもつ環状保護部（２２０）を設けた蓋材（２００）で、図２に示すように、前記容器本体（１００）のプラスチックリング部（１２０）に前記蓋材（２００）の環状保護部（２２０）を係合し、かつ本体及び蓋材と同材質あるいは融着可能なフィルム（３００）を介して熱融着して密封したことを特徴する耐圧性紙容器（１０）である。
【０００７】
次に、本発明の第２の発明は、図１に示すように、前記容器本体（１００）の底部（１１２）及び前記蓋材（２００）の天板（２１０）の容器内面側に、格子状又は環状の補強リブ（１４１、２２４）を設けたことを特徴とする第１の発明に記載の耐圧性紙容器（１０）である。
【０００８】
次に、本発明の第３の発明は、図１に示すように、前記蓋材（２００）の天板（２１０）又は前記容器本体（１００）の底部（１１２）に開封可能な注出孔（２１１）を設けたことを特徴とする第１の発明又は第２の発明に記載の耐圧性紙容器（１０）である。
【０００９】
次に、本発明の第４の発明は、図１及び図２に示すように、前記注出孔（２１１）を封止フィルム（２３０）で開封可能に封止したことを特徴とする第３の発明に記載の耐圧性紙容器（１０）である。
【００１０】
【作用】
本発明の耐圧性紙容器は、容器本体がインサート射出成形によって、紙容器の開口部にプラスチックリング部を設け、胴部の重合部上にプラスチックの柱状保護部を設け、胴部と底部の結合部上にプラスチックの環状保護部を設けて、強度が補強されており、この容器本体の開口部のプラスチックリング部に、蓋材が嵌合と熱溶着との併用でしっかりと装着している。このため、内容物によって容器の内圧が変動（増大又は減少）しても、容器本体と蓋材との封止状態が破損されることがなく、容器の密封性が良好である。
【００１１】
容器本体と蓋材との熱融着において、プラスチックフィルムを利用してこれを超音波シール時に溶着して接合させるため、射出成形でエネルギーダイレクターを設ける必要がなくなり成形金型の構造が容易となる。プラスチックフィルムの材質は、容器本体と蓋材とに接着可能な樹脂であればよく、これにより通常の超音波シール法に比べ、容器本体と蓋材が同材質に限定しなくてすみ、材質選定の巾が広がる。
【００１２】
また、容器本体の底部及び蓋材の天板の容器内面側に、格子状又は環状の補強リブを設けた本発明の耐圧性紙容器は、補強リブの剛性により、容器内の内圧変動に対し、容器が変形しにくい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の耐圧性紙容器は、容器本体とこの容器本体の開口部に係合すると共に、環状フィルムを介して熱融着により装着する蓋材とから構成される。容器本体は、まず、紙層を主体層とし、少なくとも容器内面側にポリエチレンなどのプラスチック層を設けた、例えば、ポリエチレン層／紙層／ポリエチレン層構成、ポリエチレン層／紙層／ポリエチレン層／アルミニウム箔層／接着剤層／ポリエチレンテレフタレート層／接着剤層／ポリエチレン層構成、ポリエチレン層／紙層／エチレン−アクリル酸共重合体層／ポリエチレンテレフタレート層／酸化珪素蒸着層／接着剤層／ポリエチレン層構成などの積層材料を用いて、胴部の下方内周縁部に底部の周縁部を加熱状態で巻締めして一体化した紙容器を作製し、次に、この紙容器を射出成形金型内に載置し、型締めした後、ポリエチレンなどの溶融プラスチックを金型のキャビティ（雌型と雄型の間の空間）内に射出して、紙容器の開口部に蓋材と係合する周壁と、接着する接着部をもつプラスチックリング部を、胴部の重合部上に柱状保護部を、胴部と底部の結合部状に環状保護部を形成させて作製するものである。
【００１４】
蓋材は、バリア層を含み少なくとも容器内面側にポリエチレンなどのプラスチック層を設けた、例えば、ポリエチレン層／アルミニウム箔層／ポリエチレン層構成、ポリエチレン層／紙層／ポリエチレン層／アルミニウム箔層／接着剤層／ポリエチレンテレフタレート層／接着剤層／ポリエチレン層構成、ポリエチレン層／紙層／エチレン−アクリル酸共重合体層／ポリエチレンテレフタレート層／酸化珪素蒸着層／接着剤層／ポリエチレン層構成などの積層材料を用いて作製した板状の天板であるインサート部材を、射出成形金型内に載置し、型締めした後、ポリエチレンなどの溶融プラスチックを金型のキャビティ内に射出して、インサート部材の外周縁部に、プラスチックリング部の周壁に係合する係合部と、プラスチックリング部の接着部と熱融着する接着部を持つ周壁からなる環状保護部を形成させた蓋材を作製するものである。
【００１５】
そして、容器本体に内容物を充填したのち、容器本体のプラスチックリング部の接着部上に容器本体と蓋材との同一材料あるいは、何れにも接着可能な環状フィルムをのせておき、容器本体のプラスチックリング部の係合部に蓋材の周壁の係合部を嵌着して蓋材を装着する。次に容器本体のプラスチックリング部の接着部と蓋材の接着部とを超音波加工してサンドイッチされているフィルムを熱融着して、容器を封止するものである。
【００１６】
また、本発明では容器本体と蓋材の係合部を嵌着しているが、これに限定されることなく螺合や圧入による方式でも差し障りがない。
【００１７】
本発明の耐圧性容器は、さらに、容器の強度を増すために、蓋材の天板の容器内面側に、格子状又は環状などの補強リブを設けてもよく、また、同様に容器本体の底部の容器内面側にも格子状又は環状などの補強リブを設けてもよい。この補強リブの形状は、特に限定するものではないが、断面形状が長方形、凸字状、Ｌ字状のものが好ましい。
【００１８】
また、内容物の注出時の使用しやすさを考慮して、蓋材の天板に、開封可能な注出孔を設けてもよく、また、容器本体の底部にも同様に開封可能な注出孔を設けてもよい。通常では、この注出孔は、封止フィルムを容器外面側に剥離可能に貼着して封止するものである。
【００１９】
なお、この封止フィルムは、蓋材接触層に蓋材との熱融着層を有する単体又は積層フィルムを用いればよく、バリア性を必要とする場合には、熱融着層の外側層に金属箔層、金属又は酸化珪素等の無機物を蒸着した熱可塑性樹脂フィルム又は紙よりなる層、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂層、ポリアミド樹脂層、ポリ塩化ビニリデン樹脂層の少なくともいずれか一層を有する積層フィルムを用いるものである。
【００２０】
【実施例】
次に本発明の実施例を具体的に説明する。
〈実施例１〉
まず、ポリエチレン層（２０μｍ）／紙層（３２０ｇ／ｍ²）／ポリエチレン層（２０μｍ）／ポリエチレン層（１５μｍ）／ポリエチレンテレフタレート層（１２μｍ）／酸化珪素蒸着膜（５００Å）／ポリエチレン層（６０μｍ）構成からなる積層材料を用いて、胴部の下方内周縁部に底部の周縁部を加熱状態で巻締めして一体化して外径φ６６、高さ１２０ｍｍの紙容器を作製した。
【００２１】
次に、この紙容器を射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融ポリエチレンを金型のキャビティ内に射出して、図１に示すように、紙容器（１１０）の開口部に蓋材と係合する周壁（１２１）と、接着する接着部（１２３）をもつプラスチックリング部（１２０）を、胴部（１１１）の重合部上に柱状保護部（１３０）を、胴部と底部（１１２）の結合部上に環状保護部（１４０）を形成させた容器本体（１００）を作製した。
【００２２】
また、これとは別個に、図１に示すように、ポリエチレン層（２０μｍ）／紙層（３２０ｇ／ｍ²）／ポリエチレン（３５μｍ）／ポリエチレンテレフタレート層（１２μｍ）／酸化珪素蒸着膜（５００Å）／ポリエチレン層（６０μｍ）構成の積層材料からなり、注出孔にアルミニウム箔層（５０μｍ）／ポリエチレンテレフタレート（１２μｍ）／積層フィルム（４５μｍ）（ポリエチレン層／ポリ塩化ビニリデン層／ポリエチレン層）構成の封止フィルム（２３０）を開封可能に熱融着した天板（２１０）を射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融ポリエチレンを金型のキャビティ内に射出して、天板の外周に容器本体の周壁と咬合する係合部（２２２）と、容器本体の接着部と熱融着する接着部（２２３）とをもつ環状保護部（２２０）を設けた蓋材（２００）を作製した。
【００２３】
次に、充填機で炭酸水を容器本体に充填したのち、図２に示すように、容器本体（１００）の開口部に、厚み１００μｍの環状のポリエチレンフィルム（３００）を介して蓋材（２００）を装着した。このとき容器本体のプラスチックリング部（１２０）の周壁（１２１）と蓋材の環状保護部（２２０）の係合部（２２２）とは嵌合され、これを超音波シール法で、中間にある環状のポリエチレンフィルム（３００）を溶着して容器本体のプラスチックリング部の接着部（１２３）と蓋材の環状保護部の接着部（２２３）と接着して密封し、内容量３５０ｍｌの本実施例の耐圧性紙容器（１０）を作製した。
【００２４】
そして、上述の本実施例の耐圧性紙容器を、４０℃の雰囲気に１週間保存したのち、容器の外観を観察したところ、外観性を損なうほどの著しい容器の変形は見られず、また、液漏れを発生したものは、確認されなかった。
【００２５】
〈実施例２〉
まず、実施例１と同様にして、紙容器を射出成形金型内に載置し、溶融ポリエチレンを射出して、紙容器の開口部に蓋材と咬合する周壁と接着部をもつプラスチックリング部を、胴部の重合部上に柱状保護部を、胴部と底部の結合部上に環状保護部を形成させた容器本体を作製した。
【００２６】
次に、これとは別個に、ポリプロピレン層（５０μｍ）／ポリエチレンテレフタレート層（９μｍ）／紙層（２９５ｇ／ｍ²）／ポリエチレンテレフタレート層（１２μｍ）／酸化珪素蒸着膜（５００Å）／ポリプロピレン層（５０μｍ）構成の積層材料からなり、注出孔にアルミニウム箔層（５０μｍ）／ポリエチレンテレフタレート（１２μｍ）／積層フィルム（４５μｍ）（ポリエチレン層／ポリ塩化ビニリデン層／ポリプロピレン層）構成の封止フィルムを開封可能に熱融着した天板を射出成形金型内に載置し、溶融ポリプロピレンを射出して、天板の外周に容器本体のプラスチックリング部と咬合する係合部と、接着する接着部とをもつ環状保護部を設けた蓋材を作製した。
【００２７】
そして、充填機で炭酸水を容器本体に充填したのち、容器本体の開口部に、厚み５０μｍエチレンビニルアセテートフィルムを介して蓋材を装着した。このとき容器本体のプラスチックリング部の周壁と蓋材の環状保護部の係合部とは嵌合され、これを超音波シール法で、エチレンビニルアセテートフィルムを溶着して容器本体と蓋材とを密封した。
【００２８】
〈比較例１〉
まず、実施例１と同様にして、紙容器を射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融ポリエチレンを射出して、開口部に蓋材と咬合する周壁をもつプラスチックリング部を設け、胴部の容器内面側の重合部上に柱状保護部を設け、胴部と底部との結合部上に環状保護部を設けた容器本体を作製した。
【００２９】
次に、これとは別個に、実施例１と同様にして、封止フィルムを熱融着した天板を、射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融ポリエチレンを射出して、天板の外周に容器本体のプラスチックリング部と咬合する係合部をもつ環状保護部を設けた蓋材を作製した。
【００３０】
そして、充填機で炭酸水を容器本体に充填したのち、容器本体の開口部に、蓋材を装着し、容器本体のプラスチックリング部の係合部と蓋材の環状保護部の係合部とを嵌合させて密封し、内容量３５０ｍｌの本比較例の耐圧性紙容器を作製した。
【００３１】
〈比較例２〉
まず、実施例１と同様にして、紙容器を射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融ポリエチレンを射出して、開口部に蓋材との接着部をもつプラスチックリング部を設け、胴部の容器内面側の重合部上に柱状保護部を設け、胴部と底部との結合部上に環状保護部を設けた容器本体を作製した。
【００３２】
次に、これとは別個に、実施例１と同様にして、封止フィルムを熱融着した天板を、射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融ポリエチレンを射出して、天板の外周に容器本体のプラスチックリング部と接着する接着部をもつ環状保護部を設けた蓋材を作製した。
【００３３】
次に、充填機で炭酸水を容器本体に充填したのち、容器本体の開口部に蓋材を装着した。これを超音波シール法で溶着して容器本体のプラスチックリング部の接着部と蓋材の環状保護部の接着部とを接着して密封し、内容量３５０ｍｌの本比較例の耐圧性紙容器を作製した。
【００３４】
上述した炭酸水を充填した実施例１及び２と比較例１及び２の耐圧性紙容器を比較評価のために、各１０本ずつの容器を４０℃の雰囲気に１週間保存したのち、容器の外観、液漏れ、破損状態を調べた。その結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
各容器の評価結果では、表１に示すように、２種類の実施例の耐圧性紙容器では、外観を損なう変形、液漏れ、破損が認められなかったが、２種類の比較例の容器には、係合部の異常、液漏れ、破損が認められた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の耐圧性紙容器は、炭酸を含む飲料などの内容物や加熱殺菌を必要とする内容物に使用しても、容器内の内圧の変動（増大又は減少）に耐え、外観を損なうほどの著しい変形もなく、変形による容器本体と蓋材との封止状態が破損されることがなく、容器の密封性が良好である。
【００３８】
また、蓋材の天板又は容器本体の底部に開封可能な注出孔を設けることもでき、新規の紙容器といっても過言ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の耐圧性紙容器の容器本体と蓋材の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１の耐圧性紙容器の容器本体に蓋材を装着したときの状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０‥‥耐圧性紙容器
１００‥‥容器本体
１１０‥‥紙容器
１１１‥‥胴部
１１２‥‥底部
１２０‥‥プラスチックリング部
１２１‥‥周壁
１２３、２２３‥‥接着部
１３０‥‥柱状保護部
１４０、２２０‥‥環状保護部
１４１、２２４‥‥補強リブ
２００‥‥蓋材
２１０‥‥天板
２１１‥‥注出孔
２２２‥‥係合部
２３０‥‥封止フィルム
３００‥‥環状フィルム

Claims

紙を主体層とし、少なくとも容器内面側にプラスチック層を設けた胴部及び底部とからなる紙容器を、射出成形金型内に載置し、型締めした後、溶融プラスチックを射出して、胴部上端の開口部に、蓋材と係合する周壁と接着部とをもつプラスチックリング部を設け、胴部の容器内面側の重合部上に柱状保護部を設け、胴部と底部との結合部上に環状保護部を設けた容器本体を、バリア層を含む積層フィルムからなる天板を射出成形金型に載置し、型締めした後、溶融プラスチックを射出して、天板の外周に容器本体との係合部と接着部とをもつ環状保護部を設けた蓋材で、前記容器本体のプラスチックリング部に前記蓋材の環状保護部を係合し、かつ環状フィルムを介して熱融着して密封したことを特徴する耐圧性紙容器。
前記容器本体の底部及び前記蓋材の天板の容器内面側に、格子状又は環状の補強リブを設けたことを特徴とする請求項１記載の耐圧性紙容器。
前記蓋材の天板又は前記容器本体の底部に開封可能な注出孔を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の耐圧性紙容器。
前記注出孔を封止フィルムで開封可能に封止したことを特徴とする請求項３記載の耐圧性紙容器。