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特開2024-140173紙ラミネートチューブ及び紙ラミネートチューブの製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024140173
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】紙ラミネートチューブ及び紙ラミネートチューブの製造方法
(51)【国際特許分類】
   B65D 35/10 20060101AFI20241003BHJP
【FI】
B65D35/10 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023051191
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】TOPPANホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 剛史
(72)【発明者】
【氏名】岩田 賢
(72)【発明者】
【氏名】西 彩子
【テーマコード(参考)】
3E065
【Fターム(参考)】
3E065AA02
3E065BA02
3E065BA05
3E065BA12
3E065BB03
3E065CA09
3E065DA11
3E065DB05
3E065DC01
3E065DD05
3E065FA20
3E065HA01
(57)【要約】
【課題】胴部を構成している紙基材の凝集剥離を抑制しつつ、紙化率の改善が可能な紙ラミネートチューブを提供する。
【解決手段】紙ラミネートチューブ(100)は、胴部(10)と、胴部の内部に連通している開口部(31a)が設けられているスパウト(30)とを備えている。胴部は、第1面(20a)と第1面の反対面である第2面(20b)とを有するとともに第1面が内側を向くように筒状に曲げられているシート部材(20)で構成されておいる。シート部材は、紙基材(21)を有する。スパウトは、MFRが0.5g/10分以上の樹脂材料で構成されており、最大厚さが2.0mm以下であり、かつ胴部の長手方向における一方端部に溶着されている。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
紙ラミネートチューブであって、
胴部と、
前記胴部の内部に連通している開口部が設けられているスパウトとを備え、
前記胴部は、第1面と前記第1面の反対面である第2面とを有するとともに前記第1面が内側を向くように筒状に曲げられているシート部材で構成されており、
前記シート部材は、紙基材を有し、
前記スパウトは、MFRが0.5g/10分以上の樹脂材料で構成されており、最大厚さが2.0mm以下であり、かつ、前記胴部の長手方向における一方端部に溶着されている、紙ラミネートチューブ。
【請求項2】
前記紙基材の重量を前記紙ラミネートチューブの重量で除した値は、50パーセント以上である、請求項1に記載の紙ラミネートチューブ。
【請求項3】
第1面と前記第1面の反対面とを有するシート部材を準備する工程を備え、
前記シート部材は、紙基材を有し、
前記第1面が内側を向くように前記シート部材を筒状に曲げて胴部を形成する工程と、
射出成形により樹脂材料を用いてスパウトを形成する工程と、
前記スパウトを、前記胴部の長手方向における一方端部に溶着する工程とをさらに備える、紙ラミネートチューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、紙ラミネートチューブ及び紙ラミネートチューブの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特開2021-104851号公報(特許文献1)には、チューブ容器が記載されている。特許文献1に記載のチューブ容器は、胴部と、頭部成形体とを有している。胴部は、筒状に曲げられているシート部材で構成されている。シート部材は、紙基材層を有している。胴部は、胴部の長手方向における一方端部において開口されており、胴部の長手方向における他方端部において閉塞されている。
【0003】
頭部成形体は、肩部と、口部とを有している。肩部は、上壁を有する円錐台状の筒体である。頭部成形体は、肩部において、胴部の開口を閉塞するように胴部の長手方向における一方端部に取り付けられている。肩部の上壁には、口部が接続されている。口部に形成されている貫通穴は、胴部の内部に連通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2021-104851号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のチューブ容器では、胴部の内部に内容物が充填される。また、特許文献1に記載のチューブ容器は、外部の水分に曝されることがある。特許文献1に記載のチューブ容器では、内容物中の水分や外部の水分が紙基材層に侵入し、紙基材層に凝集剥離を生じさせることがある。また、特許文献1に記載のチューブ容器では、紙化率(紙基材層の重量をチューブ容器の重量で除した値に100を乗じた値)に改善の余地がある。
【0006】
本開示は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、胴部を構成している紙基材の凝集剥離を抑制しつつ、紙化率の改善が可能な紙ラミネートチューブを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の紙ラミネートチューブは、胴部と、胴部の内部に連通している開口部が設けられているスパウトとを備えている。胴部は、第1面と第1面の反対面である第2面とを有するとともに第1面が内側を向くように筒状に曲げられているシート部材で構成されておいる。シート部材は、紙基材を有する。スパウトは、MFRが0.5g/10分以上の樹脂材料で構成されており、最大厚さが2.0mm以下であり、かつ胴部の長手方向における一方端部に溶着されている。
【0008】
上記の紙ラミネートチューブでは、紙基材の重量を紙ラミネートチューブの重量で除した値が、50パーセント以上であってもよい。
【0009】
本開示の紙ラミネートチューブの製造方法は、第1面と第1面の反対面とを有するシート部材を準備する工程を備えている。シート部材は、紙基材を有する。紙ラミネートチューブの製造方法は、第1面が内側を向くようにシート部材を筒状に曲げて胴部を形成する工程と、射出成形により樹脂材料を用いてスパウトを形成する工程と、スパウトを、胴部の長手方向における一方端部に溶着する工程とをさらに備えている。
【発明の効果】
【0010】
本開示の紙ラミネートチューブ及び紙ラミネートチューブの製造方法によると、胴部を構成している紙基材の凝集剥離を抑制しつつ、紙化率の改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】紙ラミネートチューブ100の正面図である。
図2】紙ラミネートチューブ100の平面図である。
図3図1のIII-IIIにおける模式的な断面図である。
図4図2のIV-IVにおける模式的な断面図である。
図5】シート部材20の平面図である。
図6図5のVI-VIにおける断面図である。
図7】第1端部20c及び第2端部20dの近傍における図3の部分的な拡大図である。
図8】開口部10aの近傍における図4の部分的な拡大図である。
図9】変形例に係るシート部材20の断面図である。
図10】紙ラミネートチューブの製造工程図である。
図11】開口部10aの近傍における紙ラミネートチューブ200の模式的な部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。実施形態に係る紙ラミネートチューブを、紙ラミネートチューブ100とする。
【0013】
(紙ラミネートチューブ100の構成)
以下に、紙ラミネートチューブ100の構成を説明する。
【0014】
図1は、紙ラミネートチューブ100の正面図である。図2は、紙ラミネートチューブ100の平面図である。図3は、図1のIII-IIIにおける模式的な断面図である。図4は、図2のIV-IVにおける模式的な断面図である。図1から図4に示されるように、紙ラミネートチューブ100は、胴部10と、スパウト30と、キャップ40とを有している。
【0015】
紙ラミネートチューブ100の紙化率(後述する紙基材21の重量を紙ラミネートチューブ100の重量で除した値に100を乗じた値)は、50パーセント以上であることが好ましい。紙ラミネートチューブ100の紙化率を算出する際、紙ラミネートチューブ100の重量には、キャップ40の重量は含まれない。
【0016】
胴部10は、シート部材20を筒状に曲げることにより構成されている。図5は、シート部材20の平面図である。図6は、図5のVI-VIにおける断面図である。図5及び図6に示されるように、シート部材20は、シート状である。シート部材20は、第1面20aと、第2面20bとを有している。第1面20a及び第2面20bは、シート部材20の厚さ方向における端面である。第1面20aは、筒状に曲げられた状態で、胴部10の内側を向いている。第2面20bは、第1面20aの反対面である。すなわち、第2面20bは、筒状に曲げられた状態で、胴部10の外側を向いている。胴部10の紙化率(紙基材21の重量を胴部10の重量で除した値に100を乗じた値)は、50パーセント以上であることが好ましく、75パーセント以上であることがさらに好ましい。
【0017】
シート部材20は、紙基材21を有している。紙基材21は、例えば、単層紙21aで構成されている。単層紙21aは、好ましくは、複数の第1繊維と、複数の第2繊維とを含んでいる。複数の第1繊維の各々の長さは、複数の第2繊維の各々の長さよりも長い。複数の第1繊維の各々の長さは、好ましくは4mm以下である。複数の第2繊維の各々の長さは、好ましくは、0.2mm以上1.5mm以下である。なお、紙基材21は、多層紙で構成されていてもよい。すなわち、紙基材21を構成している紙の種類は、特に限定されない。
【0018】
単層紙21a中における複数の第1繊維の含有率は、好ましくは、50パーセント以上である。単層紙21a中における複数の第1繊維の含有率は、単層紙21aに含まれている複数の第1繊維の本数を単層紙21aに含まれている繊維の本数で除した値である。第1繊維及び第2繊維の長さは、JAPAN TAPPI紙パルプ試験法No.52(紙及びパルプの繊維長試験方法)に定められている光学的自動計測法に基づいて算出される。
【0019】
単層紙21aの坪量は、150g/m未満であることが好ましい。単層紙21aの坪量は、JIS規格(JIS P 8124:2011)に定められている紙の坪量の測定方法にしたがって測定される。
【0020】
シート部材20は、さらに、第1表面樹脂層22と、第2表面樹脂層23とを有していてもよい。第1表面樹脂層22は、第1面20aを構成している。第1表面樹脂層22の厚さを、厚さT1とする。第2表面樹脂層23は、第2面20bを構成している。第2表面樹脂層23の厚さを、厚さT2とする。厚さT1は、厚さT2よりも大きいことが好ましい。第1表面樹脂層22及び第2表面樹脂層23を構成している樹脂材料は、例えば、ポリエチレン(PE)である。但し、第1表面樹脂層22及び第2表面樹脂層23を構成している樹脂材料は、これに限られるものではない。
【0021】
シート部材20は、さらに、バリア層24と、第1接着層25と、第2接着層26とを有していてもよい。バリア層24は、紙基材21と第1表面樹脂層22との間に配置されている。第1接着層25は紙基材21とバリア層24との間に配置されており、第2接着層26はバリア層24と第1表面樹脂層22との間に配置されている。
【0022】
バリア層24の構成材料は、例えば、アルミニウムである。第1接着層25の構成材料は、例えば、エチレン-メタクリル酸共重合体(EMAA)である。第2接着層26の構成材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)である。但し、バリア層24の構成材料は、これに限られるものではない。例えば、バリア層24の構成材料は、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)である。この場合、第1接着層25の構成材料はポリエチレンであってもよく、第2接着層26は省略されてもよい。
【0023】
平面視において、第1方向DR1は、シート部材20が曲げられた際の胴部10の長手方向に対応している。第2方向DR2は、平面視において第1方向DR1に直交している方向である。シート部材20は、第2方向DR2において、第1端部20cと、第2端部20dとを有している。第2端部20dは、第1端部20cの反対側の端部である。シート部材20は、第1面20aが胴部10の内側を向くように筒状に曲げられた上で第1端部20c及び第2端部20dが互いに接着されることにより、胴部10が構成される。
【0024】
図7は、第1端部20c及び第2端部20dの近傍における図3の部分的な拡大図である。図7に示されるように、第1端部20cにある紙基材21の側面及び第2端部20dにある紙基材21の側面は、樹脂層27により覆われている。樹脂層27は、第1表面樹脂層22を構成している樹脂材料及び第2表面樹脂層23を構成している樹脂材料が溶融混合されることにより形成されている。
【0025】
胴部10は、胴部10の長手方向における一方端部に開口部10aを有している。胴部10は、胴部10の長手方向における他方端部において閉塞されている。
【0026】
スパウト30は、開口部10aを閉塞するように、胴部10の長手方向における一方端部に取り付けられている。スパウト30の構成材料は、樹脂材料である。スパウト30を構成している樹脂材料は、MFR(Melt Flow Rate)が0.5g/10分以上であり、かつスパウト30の最大厚さが2.0mm以下であることが好ましい。スパウト30を構成している樹脂材料のMFRは、JIS規格(JIS K 7210:2014)に定められている試験方法にしたがって測定される。
【0027】
スパウト30を構成している樹脂材料のMFRは、例えば40g/10分以下である。スパウト30の最大厚さは、例えば、1.5mm以下であってもよい。スパウト30の最小厚さは、例えば0.2mm以上である。スパウト30の平均厚さは、1mm以下であることが好ましい。スパウト30の重量は、2g以下であることが好ましく、1g以下であることがさらに好ましい。
【0028】
スパウト30は、突出部31を有している。突出部31の外周面には、ねじ溝(図示せず)が形成されている。突出部31のねじ溝がキャップ40に形成されているねじ溝(図示せず)と螺合されることにより、キャップ40がスパウト30に着脱可能に取り付けられる。突出部31には、開口部31aが形成されている。開口部31aは、胴部10の内部に連通している。そのため、胴部10を圧迫することにより、開口部31aから胴部10の内部に充填されている内容物が吐出される。
【0029】
図8は、開口部10aの近傍における図4の部分的な拡大図である。図8に示されているように、スパウト30は、樹脂層28に胴部10に溶着されている。樹脂層28は、スパウト30を構成している樹脂材料と同一の樹脂材料により形成されている。樹脂層28を構成している樹脂材料には、第1表面樹脂層22を構成している樹脂材料及び/又は第2表面樹脂層23を構成している樹脂材料が溶融混合されていてもよい。樹脂層28は、開口部10aにある紙基材21の側面を覆っている。
【0030】
<変形例>
図9は、変形例に係るシート部材20の断面図である。図9に示されるように、紙基材21は、単層紙21aに加えて単層紙21bを有していてもよい。単層紙21bは、単層紙21aと同様の単層紙であってもよく、単層紙21aと異なる単層紙であってもよい。単層紙21a及び単層紙21bは、紙基材21の厚さ方向において重ねられている。
【0031】
紙基材21は、さらに、樹脂層21cを有していてもよい。樹脂層21cは、単層紙21aと単層紙21bの間に挟み込まれることにより、単層紙21aと単層紙21bとを接着している。樹脂層21cは、単層紙21aの表面(単層紙21bと対向している単層紙21aの面)に含浸されているとともに、単層紙21bの表面(単層紙21aと対向している単層紙21bの面)に含浸されている。樹脂層21cは、単層紙21a(単層紙21b)の表面から3μm以上の深さまで含浸されていることが好ましく、単層紙21a(単層紙21b)の表面から5μm以上の深さまで含浸されていることがさらに好ましい。
【0032】
樹脂層21cを構成している樹脂材料の融点は、例えば、300℃以下である。樹脂層21cを構成している樹脂材料の融点は、200℃以下であってもよい。樹脂層21cを構成している樹脂材料の具体例としては、オレフィン、エステル等が挙げられる。シート部材20の厚さを、厚さTとする。シート部材20の厚さ方向における中央(図9中の戦線を参照)と樹脂層21cとの間の距離を、距離DISとする。距離DISは、厚さTの10パーセント以下であることが好ましい。
【0033】
(紙ラミネートチューブ100の製造方法)
以下に、紙ラミネートチューブ100の製造方法を説明する。
【0034】
図10は、紙ラミネートチューブの製造工程図である。図10に示されるように、紙ラミネートチューブ100の製造方法は、胴部形成工程S1と、スパウト形成工程S2と、スパウト溶着工程S3とを有している。
【0035】
胴部形成工程S1では、第1に、シート部材20が準備される。第2に、第1面20aが胴部10の内側を向くようにシート部材20が筒状に曲げられた上で、第1端部20c及び第2端部20dが互いに重ね合わされる。第3に、第1端部20c及び第2端部20dが重ね合わされた状態で加圧されながら加熱される。これにより、第1端部20c及び第2端部20dが互いに溶着される。これにより、胴部10が形成される。この後、胴部10の長手方向における他方端部が溶着されることにより、胴部10の長手方向における他方端部が閉塞される。
【0036】
スパウト形成工程S2では、スパウト30が形成される。スパウト30は、射出成形により形成される。スパウト溶着工程S3では、溶着により、スパウト30が胴部10に取り付けられる。より具体的には、スパウト30の端部及び開口部10aにあるシート部材20の端部が重ね合わされた状態で、加圧されながら加熱される。これにより、スパウト30の端部及び開口部10aにあるシート部材20の端部が互いに溶着される。以上により、図1から図8に示される構造の紙ラミネートチューブ100が形成される。
【0037】
(紙ラミネートチューブ100の効果)
以下に、紙ラミネートチューブ100の効果を、比較例と対比しながら説明する。
【0038】
比較例に係る紙ラミネートチューブを紙ラミネートチューブ200とする。紙ラミネートチューブ200の構成は、スパウト30を構成している樹脂材料のMFRが0.5g/10分未満である点を除いて、紙ラミネートチューブ100の構成と共通している。図11は、開口部10aの近傍における紙ラミネートチューブ200の模式的な部分拡大図である。図11に示されるように、スパウト30を構成している樹脂材料のMFRが0.5g/10分未満である場合、樹脂層28の流動が不十分になり、樹脂層28が開口部10aにある紙基材21の側面を覆わないことがある。
【0039】
これに対して、紙ラミネートチューブ100では、スパウトを構成している樹脂材料のMFRが0.5g/10分以上になっている。スパウト30を構成している樹脂材料のMFRが大きくなるほど、当該樹脂材料が溶融された際の流動性が高くなり、樹脂層28が開口部10aにある紙基材21の側面を覆いやすくなる。樹脂層28により開口部10aにある紙基材21の側面が覆われると、当該側面から紙基材21の内部に水分が侵入しにくくなり、紙基材21の内部に水分が侵入することによる凝集剥離の発生が抑制される。スパウト30を構成している樹脂材料の最大厚さが小さくなると、スパウト30に用いられる樹脂材料の重量が小さくなり、紙ラミネートチューブ100の紙化率を高めることが可能である。
【0040】
紙は、平面方向(紙の厚さ方向に直交する方向)において水素結合されているため、平面方向における結合力が強い。他方で、紙は、厚さ方向においてファンデルワールス力で結合されているため、厚さ方向における結合力が弱い。そのため、紙基材21が多層紙で構成されている場合、紙基材21の内部に水分が侵入した際に、紙基材21が凝集剥離されやすくなる。
【0041】
他方で、紙基材21が単層紙21aで構成されている場合、単層紙21aに含まれている繊維の絡み合いにより厚さ方向における結合力が高められている。そのため、紙基材21が単層紙21aにより構成されている場合、紙基材21が多層紙で構成されている場合と比較して、紙基材21の内部に水分が侵入した際の凝集剥離の発生をさらに抑制可能である。
【0042】
単層紙21aにおける繊維の絡み合いは、長い繊維の含有率が高くなるほど生じやすくなる。そのため、単層紙21a中における第1繊維の含有率が50パーセント以上である場合には、単層紙21aの厚さ方向における結合力がさらに高められ、紙基材21の内部に水分が侵入した際の凝集剥離の発生がさらに抑制される。また、紙の坪量が大きくなるほど凝集剥離が生じやすくなるため、単層紙21aの坪量を150g/m未満とすることにより、紙基材21の内部に水分が侵入した際の凝集剥離の発生がさらに抑制される。
【0043】
単層紙21aの厚さを大きくなるほど、胴部10の紙化率が向上する。しかしながら、厚さが大きくなると、単層紙21aであっても凝集剥離が生じやすくなる。そのため、紙基材21の厚さを単層紙21a及び単層紙21bを重ねて確保することにより、胴部10の紙化率を高めつつ、紙基材21の内部に水分が侵入した際の凝集剥離の発生を抑制可能である。
【0044】
単層紙21aと単層紙21bとの間に樹脂層21cが挟み込まれており、かつ樹脂層21cが単層紙21aの表面及び単層紙21bの表面に含浸されている場合は、樹脂層21cにより単層紙21aと単層紙21bとの間の接着性が改善される。特に、樹脂層21cを構成している樹脂材料の融点が300℃以下である場合には、樹脂層21cが単層紙21aの表面及び単層紙21bの表面に含浸されやすくなるため、単層紙21aと単層紙21bとの間の接着性がさらに改善される。
【0045】
シート部材20は胴部10を構成するために曲げられているため、シート部材20を構成している各層の間には、曲げ応力が作用することになる。距離DISが厚さTの10パーセント以下である場合、曲げられたシート部材20の中立軸から単層紙21aと単層紙21bとの境界までの距離が小さくなるため、当該境界に上記の曲げ応力が作用にしくくなる。そのため、この場合には、単層紙21aと単層紙21bとの間における剥離を抑制することが可能である。
【0046】
厚さT1が厚さT2よりも大きい場合、第1端部20cにある紙基材21の側面及び第2端部20dにある紙基材21の側面は、樹脂層27により覆われやすくなる。第1端部20cにある紙基材21の側面及び第2端部20dにある紙基材21の側面が樹脂層27により覆われると、当該側面から紙基材21の内部に水分が侵入しにくくなり、紙基材21の内部に水分が侵入することによる凝集剥離の発生がさらに抑制される。
【符号の説明】
【0047】
10 胴部、10a 開口部、20 シート部材、20a 第1面、20b 第2面、20c 第1端部、20d 第2端部、21 紙基材、21a,21b 単層紙、21c 樹脂層、22 第1表面樹脂層、23 第2表面樹脂層、24 バリア層、25 第1接着層、26 第2接着層、27,28 樹脂層、30 スパウト、31 突出部、31a 開口部、40 キャップ、100 紙ラミネートチューブ、DIS 距離、DR1 第1方向、DR2 第2方向、S1 胴部形成工程、S2 スパウト形成工程、S3 スパウト溶着工程、T,T1,T2 厚さ。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11