JP2004106919A

JP2004106919A - 紙製注出口栓及びそれを装着した紙容器

Info

Publication number: JP2004106919A
Application number: JP2002275112A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Nozaki; 野崎　達也
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】内容物の液体を注ぎ出しやすく、使用時に液だれのない、分別して廃棄する必要のない環境対応の点で問題のない注出口栓及びそれを使用した紙容器を提供することにある。
【解決手段】本発明は、紙又は紙を主体とする積層体を深絞り成形して形成され、開口部が設けられた天面部と、該天面部から急角度に設けられている側壁部と、該側壁部の外周に延設されて外側に折り曲げられているフランジ部とから構成されていることを特徴とする紙製注出口栓であり、材料である紙又は紙を主体とする積層体の紙の坪量が５０〜４５０ｇ／ｍ^２の範囲で、湿度６５％の環境下での紙の破断伸び率が縦方向で１０％以上、横方向で１０％以上であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙の深絞りにより形成された紙製注出口栓、及びその紙製注出口栓を装着した、液体、粉体、顆粒状物などの内容物を収容する紙容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙容器の代表的なものとして上部を屋根状に形成した所謂ゲーブルトップ型、平面状に形成したフラットトップ型のものがあり、その注出口については、（１）天部熱接着部に抗熱接着剤を塗工して天部熱接着部を開封しやすくし、該天部熱接着部を開封することにより注出口とするもの（ゲーブルトップ型のみ）、（２）成形品からなる注出口栓を取り付けて注出口とするもの、
（３）紙容器に穴をあけて、該穴部を再度密封シートで塞ぎ、該密封シートを剥がすか、あるいは突き破ることにより注出口とするものなどが一般的である（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３２４５５４号公報（第２頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、（１）の注出口は、材料コストは安いが、密封性と開封性の相反する機能を満たさねばならない難しさと開封時の注出口が美観的に好ましくない。また、（２）の注出口は、注出口栓のコストが高くなる上、プラスチックを材料として使用しているため分別して廃棄する必要があるなど環境対応の点で問題がある。さらに、（３）の注出口は、材料コストは安いが、紙容器の平面に直接開口部を設けて注出口としているため、液体を注ぎ出す時に液だれなどを起こしやすく、利便性の点で充分な形状ではないといった問題がある。
【０００５】
そこで本発明の目的は、内容物の液体を注ぎ出しやすく、使用時に液だれのない、分別して廃棄する必要のない環境対応の点で問題のない注出口栓及びそれを装着した紙容器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、紙又は紙を主体とする積層体を深絞り成形して形成され、開口部が設けられた天面部と、該天面部から急角度に設けられている側壁部と、該側壁部の外周に延設されて外側に折り曲げられているフランジ部とから構成されていることを特徴とする紙製注出口栓である。
【０００７】
また、紙製注出口栓では、前記開口部が、貫通した孔で形成されていること、略前記内層のみを残した半切れ形状で形成されていること、そして、あらかじめ貫通した孔を設けた紙層を覆ってプラスチックフィルムが貼合されて形成されていることを特徴とし、その開口部の表側を、プルタブで覆ったことを特徴とするものである。
【０００８】
また、材料である紙又は紙を主体とする積層体の紙の坪量が５０〜４５０ｇ／ｍ^２の範囲で、湿度６５％の環境下での前記紙の破断伸び率が縦方向で１０％以上、横方向で１０％以上であることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、紙または紙を主体とする積層体を深絞り成形して、天面部、側壁部、フランジ部からなる紙製注出口栓を装着することにより、内容物の液体を注ぎ出しやすく、使用時に液だれのない注出口栓を形成することが可能となる、分別して廃棄する必要のない環境対応の点で問題のない紙製注出口栓及びそれを装着した紙容器を提供することができる。
【００１０】
また、本発明の紙製注出口栓では、基材層の主体となる材料として坪量が５０〜４５０ｇ／ｍ^２の範囲で、湿度６５％の環境下での破断伸び率が縦方向で１０％以上、横方向で１０％以上である紙を使用することにより、深絞り成形が容易となることが特長である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記の本発明の実施の形態について以下に実施例をあげて、図面等を用いて説明する。まず、図１は、本発明による紙製注出口栓及びそれを装着した紙容器の一実施例を示す斜視図であり、図２は、本発明による紙製注出口栓の一実施例の拡大断面図及び概略上面図であり、図３は、本発明による紙製注出口栓の別の実施例の拡大断面図であり、図４は、本発明による紙製注出口栓のさらに別の実施例の拡大断面図であり、図５は、本発明による紙製注出口栓のフランジ部の実施例の拡大断面図である。
【００１２】
まず、本発明にかかる紙製注出口栓Ｃを装着した紙容器Ａは、図１に示すように、紙製注出口栓Ｃをフランジ部１３で熱接着などにより紙容器本体Ｂの頂部の注出口栓装着孔Ｄに装着して構成されている。一般的な紙容器と同様にして、紙製注出口栓Ｃの開口部Ｕより内容物を注ぎ出すことができるものである。
【００１３】
つぎに、上記の図１に示す紙容器Ａに装着している紙製注出口栓Ｃの部分について詳述する。本発明にかかる紙製注出口栓Ｃは、基本的には、図２−ａに示すように、紙または紙を主体とする積層体を深絞りして形成され、天面部１１と、この天面部１１から急角度で立上がる側壁部１２と、この側壁部１２の外周に延設して外側に折り曲げられたフランジ部１３とから構成されており、天面部１１には、図２−ｂ、ｃに示すように、開口部Ｕが設けられ、紙容器本体Ｂの頂部に設けられた注出口栓装着孔Ｄに、紙製注出口栓Ｃのフランジ部１３を介して熱接着などにより装着される形状である。
【００１４】
天面部１１は、凸状に膨らんだ面であってもよいが、平面状とすることが好ましい。形状としては、円形、長円形、楕円形、馬蹄形などとすることができる。また、天面部１１には、開口部Ｕを設けるが、その形状は、円形、長円形、楕円形、馬蹄形など、特に、限定されるものではない。
【００１５】
また、変形した形状として、図３−ａに示すように、天面部１１に段差を設けた形状、あるいは、図３−ｂに示すように、天面部１１の周縁部分を外側にカールした形状などとすることができる。また、開口部Ｕは、貫通した孔としないで、図３−ｃに示すように、略内層のみを残して表面側から半切れ形状ｕとすることもできる。この半切れ形状ｕとする方法としては、半切れ刃による打ち抜き加工あるいはプレス加工で設ける方法、レーザーを使用したレーザー加工による方法などがある。
【００１６】
さらに、開口部Ｕを保護し、かつ、開封しやすくした形態について、具体例をあげて説明する。
【００１７】
天面部１１の表側においては、図４−ａに示すように、プルタブＶがその摘み部分ｖを適宜残して開口部Ｕを覆ってシールされている。このプルタブＶの材料は、アルミニウム箔を積層した積層体などを使用することができる。また、天面部１１の裏側においては、図４−ａに示すように、その天面部１１に設けた開口部Ｕを覆ってポリエチレンフィルムなどのメンコＷを全面シールすることもできる。さらに、開口部Ｕを内層のみを残した表面側からの半切れ形状ｕとした場合には、図４−ｂに示すように、メンコＷは必要とせずに、プルタブＶのみでもよい。
【００１８】
また、上記以外の方法として、図４−ｃに示すように、あらかじめ貫通した孔を設けた紙層の表面または（および）裏面にプラスチックフィルムを貼合して開口部Ｕを形成した積層体を材料として、紙製注出口栓を作製し、その開口部Ｕを覆ってプルタブＶをシールすることもできる。さらに、再封及びリクローズ性を必要とする場合には、図４−ｄに示すように、プラスチックの成形品からなる注出具Ｘを取り付けることもできる。
【００１９】
側壁部１２は、天面部１１から急角度で立上がって形成されるが、その角度Ｑは、９０〜１２０度の範囲とし、好ましくは９０〜１０５度の範囲とする。
【００２０】
フランジ部１３は、紙容器本体Ｂの頂部の注出口栓装着孔Ｄに熱接着などにより装着する部分であり、側壁部１２の外周に延設して外側に折り曲げて平面状に形成されている。また、このフランジ部１３は、図５−ａに示すように、折り返して端面が紙容器Ａ内で露出しない形状とすることができる。さらに、一般的な紙カップの形状と同様に、側壁部１２の下端部を外側にカールして、図５−ｂに示すようなカール部を形成して、紙容器本体Ｂの頂部の注出口栓装着孔Ｄに熱接着などにより装着する時に潰れた形状としてもよい。
【００２１】
本発明にかかる紙製注出口栓Ｃの基本的な形状は、天面部１１とフランジ部１３が円形で、上方に行くに従って狭くなる側壁部１２がテーパー状の円筒形状であり、天面部１１の直径は、５〜４０ｍｍの範囲であることが好ましく、紙製注出口栓Ｃの高さは、２〜２０ｍｍの範囲が好ましいが、紙容器本体Ｂの大きさ、あるいは形状に対応して適宜設定することができる。
【００２２】
また、本発明にかかる紙製注出口栓Ｃに使用する材料は、紙単体でもよいが、紙を主体とする積層体とすることができる。その積層体は、内面または内外両面に熱可塑性樹脂層を設けることを基本としている。
【００２３】
最内層及び最外層に使用する熱可塑性樹脂は、内容物の保護、あるいは、外側からの汚染などを防ぐ機能を持っている必要がある。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、エチレンビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。厚さとしては、１５〜６０μｍの範囲が好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、押し出し加工あるいはラミネート加工によって、最内層及び最外層に形成される。
【００２４】
例えば、具体的な材料の構成としては、表面側から紙層／ポリエチレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層、発泡ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層、紙層／ポリプロピレン樹脂層、ポリプロピレン樹脂層／紙層／ポリプロピレン樹脂層、紙層／ポリエステル樹脂層、ポリエステル樹脂層／紙層／ポリエステル樹脂層、紙層／ナイロン樹脂層、ナイロン樹脂層／紙層／ナイロン層などが挙げられる。
【００２５】
また、本発明の紙製注出口栓Ｃを形成する時、変形しやすく、かつ、ひび割れやピンホールが生じない材料を使用することができる。すなわち、坪量が５０〜４５０ｇ／ｍ^２の範囲で、湿度６５％の環境下での破断伸びが縦方向で１０％以上、横方向で１０％以上、好ましくは縦方向で１５％以上、横方向で１５％以上である紙を主体としている積層体を使用する。なお、坪量は、形状で異なるが５０〜３００ｇ／ｍ^２の範囲が成形しやすく、好ましい。また、湿度６５％の環境下での破断伸びは、縦方向で１５％以上、横方向で１５％以上である紙を主体としている積層体を使用することが好ましい。この条件の紙を主体としている積層体をして成形することにより、雄型と雌型で構成されたプレス成形機により容易に紙製注出口栓Ｃを急角度の凹凸形状に成形することができ、かつ、絞り皺や亀裂がなく成形することができる。この紙の坪量が５０ｇ／ｍ^２未満であると、剛性が不足するとともに、ピンホールが発生しやすくなり好ましくない。また、この紙の坪量が４５０ｇ／ｍ^２を超えると、プレス成形機の成形負荷が大きくなり好ましくない。また、破断伸びが縦方向で１０％未満、横方向で１０％未満の場合には、紙製注出口栓Ｃの側壁部１２を急角度に成形することができないばかりか、成形時に亀裂などの不具合が発生し、好ましくない。
【００２６】
本発明の紙容器本体Ｂに使用する材料は、少なくとも紙からなる基材層、熱接着性樹脂層からなる積層体であり、具体的には、紙の内面に熱接着性樹脂層を積層した積層体、紙の外面に熱接着性樹脂層を積層した積層体、あるいは紙の内面及び外面の両面に熱接着性樹脂層を積層した積層体である。そして、紙と熱接着樹脂層との間にバリアー層などを積層することもできる。
【００２７】
また、積層体の熱接着性樹脂層に使用する熱可塑性樹脂は、内容物の保護、特に液状の物質を入れても洩れない機能、また、熱シールにより貼り合わせ紙容器の組み立てを可能にする機能を持っている必要がある。具体的には、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状（線状）低密度ポリエチレン、メタロセン触媒を使用して重合したエチレン−α・オレフィン共重合体、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマ−樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマ−、ポリブテンポリマ−、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ−ル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸で変性した酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステウ樹脂、ナイロン樹脂などの樹脂を使用することができる。なかでも、メタロセン触媒を使用して重合したエチレン−α・オレフィン共重合体は、伸縮性があり、凹凸部を成形する際に、ひび割れ、ピンホールが発生しにくく、好適に使用することができる。上記の熱可塑性樹脂層を用いて、例えば、押出機等を使用し、紙とバリア性層との層間に、上記のような樹脂の１種ないし２種以上を単層ないし多層に押し出して溶融押し出し樹脂膜等を形成し、その溶融押し出し樹脂層を介して、上記の紙とバリア性層とを積層することができるものである。
【００２８】
なお、本発明において、上記の接着性樹脂層の膜厚は、２５μｍ〜２００μｍの範囲とし、好ましくは、２５μｍ〜１００μｍの範囲とする。上記において、膜厚が、２５μｍ未満であると、炙りピンホ−ルが発生し易い傾向にあることから好ましくなく、また、膜厚が、２００μｍを越えると、底部及びトップ部の成形性が非常に悪くなることから好ましくない。
【００２９】
また、本発明の紙容器を構成するバリアー層として、機械的、物理的、化学的、その他において優れた性質を有し、特に、強度を有して強靱であり、かつ、耐熱性を有する樹脂のフィルムないしシ−トを使用することができる。具体的には、例えば、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリルル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリ−ルフタレ−ト系樹脂、シリコ−ン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエ−テルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタ−ル系樹脂、セルロ−ス系樹脂、その他等の各種の樹脂のフィルムないしシ−トを使用することができる。さらに、これらのフィルムに金属蒸着膜あるいは無機酸化膜を設けたフィルム、金属箔などを使用することもできる。
【００３０】
具体的な材料の構成としては、表面側からポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層、発泡ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層、ポリプロピレン樹脂層／紙層／ポリプロピレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエステル樹脂層、ポリエステル樹脂層／紙層／ポリエステル樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／エチレン・アクリル酸共重合体層／アルミニウム箔／ポリエチレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン層／ポリエステル層／ポリエチレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン層／ポリエステル層／ポリエチレン樹脂層（フィルム）、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン層／アルミニウム箔／二軸延伸ポリエステル層／ポリエチレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン層／蒸着アルミ層／ポリエステル層／ポリエチレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層／シリカ蒸着層／ポリエステル層／ポリエチレン樹脂層（フィルム）などがあげられる。
【００３１】
なお、上記の例では、紙容器の形状がゲーブルトップ（屋根）型をあげて説明しているが、本発明の紙製注出口栓は、ゲーブルトップ型以外にも、ブリック（煉瓦）型などに装着することもでき、特に、紙容器本体は限定されるものではない。また、紙製注出口栓を装着する位置も、特に限定されるものではない。
【００３２】
つぎに、本発明の紙製注出口栓Ｃ及びそれを装着した紙容器Ａを製造する方法について説明する。
【００３３】
まず、紙容器本体Ｂを組み立てる前のブランクを前述の材料を使用して作製する。このブランクの形状は、従来の紙容器のブランクと同形であり、公知の紙容器用の製函機で一般的な紙容器と同様に製函して、折り畳まれた状態の紙容器本体Ｂとすることができる。
【００３４】
つぎに、本発明の紙製注出口栓Ｃを作製する。材料として、坪量が５０〜４５０ｇ／ｍ^２の範囲で、湿度６５％の環境下での破断伸びが縦方向で１０％以上、横方向で１０％以上である紙または紙を主体とする積層体を使用して、一枚のブランクから深絞りにより、天面部１１、側壁部１２、フランジ部１３から構成される紙製注出口栓Ｃを成形する。この工程は、雄型と雌型で構成されたプレス成形機による成形加工であり、熱を加えることにより、さらに、成形性を良くすることができる。また、この工程あるいは別工程において、開口部Ｕの加工、表側のプルタブＶを貼付する加工、あるいは裏側のメンコＷを貼付する加工を行うことができる。
【００３５】
さらに、内容物の充填メーカーにおいて、この折り畳まれた状態の紙容器を起こして液体用充填機で内容物を充填する工程において、紙製注出口栓Ｃを紙容器本体Ｂの頂部の注出口栓装着孔Ｄに、フランジ部１３を介して熱接着などにより装着し、本発明の紙容器Ａを作製することができる。
【００３６】
本発明の紙製注出口栓が装着された紙容器の用途は、牛乳、ジュース、酒など液体用、健康食品、菓子など顆粒状物などの紙容器として広く使用することができる。
【００３７】
【実施例】
つぎに、本発明の紙製注出口栓及びそれを装着した紙容器について実施例をあげて、さらに具体的に説明する。なお、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００３８】
まず、紙製注出口栓Ｃの材料として、表面から低密度ポリエチレン樹脂２５μｍ／特殊成形紙（商品名：ＮＰｉモールドペーパーグレード「ＭＰ２７５」（日本製紙（株）製））２７５ｇ／ｍ^２／低密度ポリエチレン樹脂４０μｍの構成の材料を使用し、打ち抜き加工によって、円形のブランクを作製した。
【００３９】
つぎに、作製した円形のブランクを、雄型と雌型で構成されたプレス成形機により、熱圧して、天面部１１、急角度の側壁部１２、フランジ部１３から構成される紙製注出口栓Ｃの基本形を形成し、そして、その天面部１１に開口部Ｕを設け、開口部Ｕを覆って内側にはメンコＶを、外側にはプルタブＷをシールして紙製注出口栓Ｃを作製した。材料として、破断伸びが縦方向で２２．５％、横方向で１３．２％の特殊成形紙を使用したことによって、急角度の側壁部１２を成形することができたと同時に、成形時に亀裂などが入ることがなかった。
【００４０】
この紙製注出口栓Ｃを、あらかじめ別に公知の工程で製函して、作製した紙容器本体Ｂの注出口栓装着孔Ｄにフランジ部１３を熱接着により接着し、さらに、内容物を充填して紙製注出口栓Ｃが装着された紙容器Ａを製造した。この紙製注出口栓Ｃが装着された紙容器Ａでは、内容物を注ぎ出す時に、液だれがなく、注ぎ出しやすく、使用後の廃棄において、分別する必要がなく、使いやすい紙容器Ａとなった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の紙製注出口栓及びそれを装着した紙容器によれば、紙を深絞り成形して、天面部、側壁部、フランジ部からなる紙製注出口栓を装着することにより、内容物の液体を注ぎ出しやすく、使用時に液だれのない注出口栓を有する紙容器であり、注出口栓が紙または紙を主体とする積層体であることから、使用後に、分別して廃棄する必要のない環境対応の点で問題のないという効果を有している。
【００４２】
また、本発明の紙製注出口栓では、基材層の主体となる材料として坪量が５０〜４５０ｇ／ｍ^２の範囲で、湿度６５％の環境下での破断伸び率が縦方向で１０％以上、横方向で１０％以上である紙あるいはその紙を主体とした積層体を使用することにより、深絞り成形が容易となるという効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による紙製注出口栓及びそれを装着した紙容器の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明による紙製注出口栓の一実施例の拡大断面図及び概略上面図である。
【図３】本発明による紙製注出口栓の別の実施例の拡大断面図である。
【図４】本発明による紙製注出口栓のさらに別の実施例の拡大断面図である。
【図５】本発明による紙製注出口栓のフランジ部の実施例の拡大断面図である。
【符号の説明】
Ａ　　　本発明の紙製注出口栓を装着した紙容器
Ｂ　　　紙容器本体
Ｃ　　　本発明の紙製注出口栓
Ｄ　　　注出口栓装着孔
１１　　　天面部
１２　　　側壁部
１３　　　フランジ部
Ｕ　　　開口部
ｕ　　　半切れ形状
Ｖ　　　プルタブ
ｖ　　　摘み部（プルタブ）
Ｗ　　　メンコ
Ｘ　　　注出具

Claims

紙又は紙を主体とする積層体を深絞り成形して形成され、開口部が設けられた天面部と、該天面部から急角度に設けられている側壁部と、該側壁部の外周に延設されて外側に折り曲げられているフランジ部とから構成されていることを特徴とする紙製注出口栓。
前記開口部が、貫通した孔で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙製注出口栓。
前記開口部が、略前記内層のみを残した半切れ形状で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙製注出口栓。
前記開口部が、あらかじめ貫通した孔を設けた紙層を覆ってプラスチックフィルムが貼合されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙製注出口栓。
前記開口部の表側を、プルタブで覆ったことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の紙製注出口栓。
前記フランジ部の外周縁が、折り返されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の紙製注出口栓。
前記紙の坪量が５０〜４５０ｇ／ｍ^２の範囲で、湿度６５％の環境下での前記紙の破断伸び率が縦方向で１０％以上、横方向で１０％以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の紙製注出口栓。
請求項１乃至７のいずれかに記載の紙製注出口栓を、注出口装着孔に前記フランジ部を介して接着して装着したことを特徴とする紙容器。