JP7369490B1 - 紙製チューブ容器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両面に熱可塑性樹脂がラミネート加工された紙材で、従来の合成樹脂製のチューブ容器と同等の防水力と接合力を有する紙製チューブ容器を提供する。【解決手段】円筒状の胴部１の端部にショルダー２を射出成形したチューブ容器を形成する。ショルダー２は、胴部１の一端部に接合される肩部３を備える。胴部１は、両面に熱可塑性樹脂がラミネートされた紙材を使用する。胴部１の内側の熱可塑性樹脂から外側の熱可塑性樹脂の端部まで接合溶着する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ラミネート加工された紙材をチューブ容器の胴部に使用した紙製チューブ容器及びその製造方法に関する。

ラミネート加工された紙材で胴部を形成したチューブ容器は、化石燃料の使用量を大幅に削減する環境保護の観点から注目されている。

紙の使用比率の高い液体用紙容器が特許文献１に記載されている。この紙容器の本体胴部2を形成する積層体20は、紙層21の裏面側に、接着層24、バリア層25、接着剤層26、シーラント層27の順に積層されている。一方、紙層21の表面側に、表面樹脂層22とインキ層23とが形成されている。

そして、本体胴部2の一端を口栓7の肩シール部13や熱融着部7bに熱シールする際に積層体20のシーラント層27を、口栓7に接着した肩シール部14や口栓7の熱融着部7bに熱シールする構成である。そのため、積層体20の紙層21端部はいわば露出した状態のままで紙層21より内側のシーラント層27のみが口栓7に接合される構造である。

一方、特許文献２に記載のチューブ状容器も積層シート10の中央部に紙層20を有するもので、胴部100を構成する積層シート10を注出口部50に熱融着する際に、胴部100の端部が露出した状態で注出口部50に熱融着する構造である。

また、このチューブ状容器では、胴部100を構成する積層シート10の内側に第１のシーラント層12を配置し、この第１のシーラント層12を、チューブ状容器300の注出口部50に熱融着する構造である。

したがって、積層シート10（ブランクス200）の紙層20端部は、注出口部50に熱融着されず、露出状態のまま胴部100が注出口部50の閉塞部51に熱融着されている。

特開２０１２－２５４７１号公報 特開２０２２－２６７３８号公報

ところが、両面に熱可塑性樹脂がラミネートされた紙材は、両面の防水力は高くても、紙材の端部は露出した状態になっている。そのため、紙材の端部から内部に水分等が染み込む可能性がある。

したがって、両面がラミネートされた紙材をチューブ容器の胴部に使用した従来の紙製チューブ容器は、露出状態になっている紙層の端部から水分等が浸透するおそれがあり、紙製チューブ容器の防水力は極めて脆弱であった。

しかも、いずれの紙製容器も、胴部の片面のシーラント層のみが口部に接合される構造のため、紙材を使用しない合成樹脂製のチューブ容器に比べると、胴部と口部との接合強度も劣る課題もあった。

そこで、本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、ラミネート加工された紙材で胴部を形成した紙製チューブ容器において、従来の合成樹脂製のチューブ容器と同等の防水力と接合強度を有する紙製チューブ容器及びその製造方法の提供を目的とするものである。

上述の目的を達成すべく本発明における第１の手段は、両面に熱可塑性樹脂がラミネート加工された紙材で形成された胴部１と、胴部１の一端部に肩部３と口頸部４とを備えた熱可塑性樹脂製のショルダー２が形成された紙製チューブ容器であって、前記胴部１は、内側から順に内溶着層１１、接着層１２、バリア層１３、接着層１２、補助溶着層１４、接着層１２、紙材層１５、接着層１２、補助溶着層１４、外溶着層１６を有する積層シート１０とし、胴部１と肩部３との接合部は、胴部１の内側の熱可塑性樹脂から外側の熱可塑性樹脂の端部までが肩部３に溶着されたことにある。

第２の手段の前記紙材は、木材又は竹を原料とするパルプからなるクラフト紙とし前記熱可塑性樹脂はポリエチレンとするものである。

第３の手段は、両面に熱可塑性樹脂がラミネート加工された紙材で形成された胴部１と、胴部１の一端部に肩部３と口頸部４とを備えた熱可塑性樹脂製のショルダー２が形成された紙製チューブ容器の製造方法において、前記胴部１は、内側から順に内溶着層１１、接着層１２、バリア層１３、接着層１２、補助溶着層１４、接着層１２、紙材層１５、接着層１２、補助溶着層１４、外溶着層１６を有する積層シート１０とし、前記紙製チューブ容器の前記胴部１を射出成形用のマンドリルＰに外嵌する外嵌工程１００と、マンドリルＰの上部で前記胴部１の接合端部の外側に前記ショルダー２を形成するキャビ型Ｑを装着固定する型締め工程２００と、キャビ型Ｑ内に熱可塑性樹脂を射出してショルダー２を形成する際に前記胴部１の内側の熱可塑性樹脂から外側の熱可塑性樹脂の端部に至るまで接合溶着する射出成形工程３００と、前記ショルダー２固化後に前記肩部３に接合した前記胴部１を前記ショルダー２と共に取り出す取出し工程４００と、を備えた製造方法にある。

本発明のごとく、両面に熱可塑性樹脂がラミネート加工された紙材で形成された胴部１において、胴部１の内側の熱可塑性樹脂から外側の熱可塑性樹脂の端部まで肩部３に接合溶着したことにより、従来の合成樹脂製のチューブ容器と同等の防水力と接合力を有する効果がある。

紙材層１４の表裏面に隣接して層を成す補助溶着層１４の端部が肩部３に接合溶着することで、紙材層１４の端部が完全に密封された状態になる。この結果、防水力に優れた胴部１を形成することができる。

二層の補助溶着層１４と共に、胴部１内側の内溶着層１１と、外側の外溶着層１６とが肩部３に接合溶着するので強力な接合力が得られる。

胴部１を形成する紙材は、木材又は竹を原料とするパルプからなるクラフト紙とすることで、安価で強度に優れた胴部１を形成することができる。

本発明の一実施例を示す要部縦断面図である。 本発明の胴部と肩部とを接合溶着した状態を示す断面図である。 図２に示す「イ」の範囲を示す拡大断面図である。 本発明の胴部を構成する積層シートの拡大断面図である。 本発明の外嵌工程を示す正面図である。 （イ）はキャビ型をセットする工程、（ロ）は射出成形工程を示す概略断面図である。 本発明の製造工程を示すフロー図である。

本発明チューブ容器は、略円筒状の胴部１と、胴部１の端部に接合している肩部３及び口頸部４からなるショルダー２とで構成する（図１参照）。胴部１は紙材の両面に熱可塑性樹脂をラミネート加工した胴部１を使用する。

ショルダー２は、肩部３と口頸部４とを備える熱可塑性樹脂製で、胴部１の一端部に射出成形して形成する。このとき、胴部１の端部に肩部３の端部が接合溶着される（図１参照）。これら胴部１と肩部３との接合部は、胴部１の内側の熱可塑性樹脂から端部の熱可塑性樹脂が肩部３の熱可塑性樹脂に溶着したものである。

図示例では、肩部３と胴部１との接合部において、肩部３に接合面３Ａを形成している（図２参照）。そして、胴部１の端部に接合面３Ａを接合する構成により、胴部１端部の全ての熱可塑性樹脂を肩部３に確実に溶着することができる（図３参照）。

ショルダー２を形成する熱可塑性樹脂及び胴部１に使用する熱可塑性樹脂は、射出成型時の安定性等からポリエチレンの使用が望ましい。

たとえば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどである。また、この熱可塑性樹脂は、この他ポリプロピレンやポリエステルなど任意に変更することが可能である。

図示の胴部１は、内側から順に内溶着層１１、接着層１２、バリア層１３、接着層１２、補助溶着層１４、接着層１２、紙材層１５、接着層１２、補助溶着層１４、外溶着層１６を有する積層シート１０にて構成したものである（図４参照）。そして、内溶着層１１と補助溶着層１４と外溶着層１６とに、ショルダー２と同じ熱可塑性樹脂を使用することで、胴部１とショルダー２との接合溶着を確実にしている。

胴部１を構成する紙材層１５の紙材は、木材又は竹を原料とするパルプからなるクラフト紙を使用すると、強度、コストにおいて好ましい。また、他の原料のパルプを利用することも可能である。

また、積層シート１０の各層を接着する接着層１２の材質は、ドライラミネート構造の場合、例えば、ポリエステル系やポリエーテル系などの接着剤があり、有機溶剤で適当な粘度に希釈して使用する。更に、耐熱性や耐薬品性などの機能を追加するために必要な接着剤を選定することができる。また、押出しラミネート構造の場合、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂などが接着材として使用される。このように、接着層１２の材質も任意の変更が可能である。

積層シート１０のバリア層１３は、胴部１にガスバリア機能を備えるための層で、エチレン－ビニルアルコール共重合体フィルムなどが使用される。また、蒸着フィルムや金属箔等を用いたバリア層を形成するなど、バリア層１３の材質も任意に変更することができる。

本発明の製造方法は、外嵌工程１００、型締め工程２００、射出成形工程３００、取出し工程４００を備えている（図７参照）。

外嵌工程１００は、マンドリルＰに胴部１を外嵌する外嵌工程である（図５参照）。このマンドリルＰは、筒状の胴部１を保持する円柱の上部に、ショルダー２の内側形状を象った金型である（図６参照）。そして、マンドリルＰに筒状の胴部１を外嵌すると、胴部１の端部がマンドリルＰの上部に立設した状態になる（図５参照）。

更に、このマンドリルＰの上部にキャビ型Ｑをセットする（図６（イ）参照）。このキャビ型Ｑは、熱可塑性樹脂を充填する空洞が形成される雌型となり、この空洞でショルダー２が形成される（図６（ロ）参照）。このとき、胴部１の端部に肩部３を確実に接合するため、胴部１の接合端面に当接する接合面３Ａを肩部３に形成している（図２参照）。

型締め工程２００は、マンドリルＰの上部にセットしたキャビ型Ｑを固定する工程である（図６（ロ）参照）。この工程において、キャビ型Ｑを胴部１の端部の外側に接触した状態で固定し、マンドリルＰと胴部１との間に熱可塑性樹脂を充填するようにセットする。

射出成形工程３００は、キャビ型Ｑ内に熱可塑性樹脂を射出してショルダー２を形成する工程である（図６（ロ）参照）。このとき、肩部３を形成する熱可塑性樹脂が、胴部１の内側の熱可塑性樹脂から外側の熱可塑性樹脂の端部に接合溶着する（図２参照）。

この結果、胴部１の接合端面は、射出成形された肩部３の接合面３Ａに接合し、胴部１を構成する積層シート１０の紙材層１５を挟む二層の補助溶着層１４と、外溶着層１６との各端部が肩部３の接合面３Ａに接合溶着される（図３参照）。この結果、胴部１を構成する紙材の端部は、胴部１の熱可塑性樹脂と肩部３の熱可塑性樹脂とに囲まれて完全に密閉された状態になる。

更に、積層シート１０の内溶着層１１が肩部３の外側に広く面状に接合溶着されているので、胴部１の接合部は、端面から内側にかけて広く溶着されて肩部３と一体化した状態になる（図２参照）。

取出し工程４００は、射出した熱可塑性樹脂が固化した後、キャビ型Ｑを外し、マンドリルＰからショルダー２を取り出す工程である。このとき、ショルダー２の肩部３に胴部１が接合した状態のチューブ容器が取り出される（図１参照）。

尚、本発明の各部の形状やサイズ、材質等は実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において自由に変更できるものである。

Ｐ マンドリル
Ｑ キャビ型
１ 胴部
２ ショルダー
３ 肩部
３Ａ 接合面
４ 口頸部
１０ 積層シート
１１ 内溶着層
１２ 接着層
１３ バリア層
１４ 補助溶着層
１５ 紙材層
１６ 外溶着層
１００ 外嵌工程
２００ 型締め工程
３００ 射出成形工程
４００ 取出し工程

Claims (3)

1. 両面に熱可塑性樹脂がラミネート加工された紙材で形成された胴部と、胴部の一端部に肩部と口頸部とを備えた熱可塑性樹脂製のショルダーが形成された紙製チューブ容器であって、前記胴部は、内側から順に内溶着層、接着層、バリア層、接着層、補助溶着層、接着層、紙材層、接着層、補助溶着層、外溶着層を有する積層シートとし、胴部と肩部との接合部は、胴部の内側の熱可塑性樹脂から外側の熱可塑性樹脂の端部までが肩部に溶着されたことを特徴とする紙製チューブ容器。
2. 前記紙材は、木材又は竹を原料とするパルプからなるクラフト紙とし、前記熱可塑性樹脂はポリエチレンとする請求項１記載の紙製チューブ容器。
3. 両面に熱可塑性樹脂がラミネート加工された紙材で形成された胴部と、胴部の一端部に肩部と口頸部とを備えた熱可塑性樹脂製のショルダーが形成された紙製チューブ容器の製造方法において、
   前記胴部は、内側から順に内溶着層、接着層、バリア層、接着層、補助溶着層、接着層、紙材層、接着層、補助溶着層、外溶着層を有する積層シートとし、
   前記胴部を射出成形用マンドリルに外嵌する外嵌工程と、
   マンドリルの上部で前記胴部の接合端部の外側に前記ショルダーを形成するキャビ型を装着固定する型締め工程と、
   キャビ型内に熱可塑性樹脂を射出して前記ショルダーを形成する際に前記胴部の内側の熱可塑性樹脂から外側の熱可塑性樹脂の端部に至るまで接合溶着する射出成形工程と、
   前記ショルダー固化後に前記肩部に接合した前記胴部を前記ショルダーと共に取り出す取出し工程と、を備えたことを特徴とする紙製チューブ容器の製造方法。