(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙を主体とした積層材料からなる胴部及び飲み口部を有する天板と樹脂層からなる底板を備えた容器本体と、前記飲み口部を覆って接着し、密封する柔軟性を有するタブ材とを具備する液体用紙製容器に常温の内容物を充填密封する包装体の製造方法であって、
前記液体用紙製容器に内容物を充填する工程と、この充填工程後に、容器底部の樹脂層からなる底板を加熱されたプッシャーで押し込んで容器内側へ変形させると共に内容物で冷却してこの変形状態を固定する底板変形工程と、この底板変形工程の直後に前記タブ材により飲み口部を密封する密封工程とを備えることを特徴とする包装体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、果汁飲料、お茶、液体スープなどの内容物を収納した、タブテープで密封した飲み口部を有する液体用紙製容器に関するものであり、とくに充填時の密閉の工夫により保存中に容器側面に凹みを発生させない液体用紙製容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、果汁飲料、お茶、液体スープなどの液体食品の分野で使用後における廃棄処理の簡便さなどの理由から、飲み口部が開封用タブ材で覆われた液体用紙製容器が広く使用されている。この液体用紙製容器の形状としては、例えば図４に示すような円筒状のものや、図５に示すような角筒状のものなどがある。
【０００３】
これら紙製容器は天板（２）に設けられた飲み口部となる開口部（３）から殺菌された果汁や液体飲料食品を充填し、その後開口部（３）の上面にタブ材（４）で密封することにより、内容物が充填された液体用紙製容器が得られる。
【０００４】
開封はタブ材（４）を容器から引き剥がして飲み口部を露出させるプルトップ方式で行い、タブ材を剥がした後内容液を注ぎ出すように構成されている（例えば、特許文献１および２）。
【０００５】
このような液体用紙製容器への飲料等の内容物の充填は現在無菌充填機を用いた方法が多く採られている。
【０００６】
無菌充填機での充填においては、液体用紙製容器を殺菌し、そこに瞬間加熱殺菌された内容物の液を常温で所定量充填する。そして容器内上部にできる空間に窒素などの不活性ガスをブローすることによって空気を追い出して酸素と窒素を置換し、それと同時にタブ材によって開口部を密封している。
【０００７】
このときに充填した内容物の液がこぼれないように液面は天板面よりも下になるので、容器内上部には必ず一定程度以上の容積でヘッドスペースが出来る。
【０００８】
このヘッドスペースの気体は、内容物の液が常温で充填されている場合には、常温での保管時には温度による影響はないが、冷蔵保管時には冷却による収縮により減圧状態になる。また常温保管においても追い出しきれなかった空気中の酸素がビタミンＣなどにより吸収・消費され、減圧状態になる場合がある。
【０００９】
保管中に液体用紙製容器の内部が減圧状態になると容器の凹みやすい部分（主に胴部）に凹みが発生し、美観を損ねてしまうだけでなく運搬や開封等の使用時にも取り扱いにくくなってしまう。
【００１０】
たとえば、液体用紙製容器に内容物の液体を充填した後、そのまま特別なんら処置を施さないで単に容器を密閉した場合、保存や運搬中に容器ヘッドスペース内の気体が温度低下や酸素消費などの原因でその容積を減じることで容器の一部が凹み、美粧性が損なわれることがある。
【００１１】
特許文献１ではこの問題に対して、板紙、アルミ箔またはプラスチックからなる断面円形の容器の胴部に対し、ホット充填前に予め変形ぐせを付与させるか、あるいはホット充填後の工程において予め変形ぐせを付与させておいてから、最終的に内容物を冷却させて
体積収縮を生じさせ、その体積収縮に伴って容器胴部を前記変形ぐせに対応した断面形状に変形させるようにした液体容器の製造法が提案されている。
【００１２】
このように、変形ぐせをつけてエアー容積の減少に対応する方法もあるが、これでは、内容物の温度変化により外形が変形しやすく、美粧性を保持することが難しい。また、内容物が充填された状態で円筒形状を保持することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５９−７４００３号公報
【特許文献２】特開平９−２４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、液体用紙製容器に内容物の液体を充填した後、容器を密閉した場合に容器ヘッドスペース内の気体が、温度低下や酸素消費などの原因でその容積を減じることで容器の一部が凹むことを防止出来る液体用紙製容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１の発明は、紙を主体とした積層材料からなる胴部及び飲み口部を有する天板と樹脂層からなる底板を備えた容器本体と、前記飲み口部を覆って接着し、密封する柔軟性を有するタブ材とを具備する液体用紙製容器に常温の内容物を充填密封する包装体の製造方法であって、
前記液体用紙製容器に内容物を充填する工程と、この充填工程後に、容器底部の樹脂層からなる底板を加熱されたプッシャーで押し込んで容器内側へ変形させると共に内容物で冷却してこの変形状態を固定する底板変形工程と、この底板変形工程の直後に前記タブ材により飲み口部を密封する密封工程とを備えることを特徴とする包装体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に係る液体用紙製容器によれば、紙を主体とした積層材料からなる胴部及び飲み口部を有する天板と樹脂層からなる底板を備えた容器本体と、前記飲み口部を覆って接着し、密封する柔軟性を有するタブ材とを具備し、内容物を充填密封するための液体用紙製容器であって、容器底部の樹脂層からなる底板を内容物充填後に加熱されたプッシャーで押し込み、容器内側へ変形させた直後に飲み口部を密封したことによって、容器ヘッドスペース内の気体が、温度低下や酸素消費などの原因でその容積を減じることで容器の一部が凹むことを防止することが可能になった。
【００１７】
容器に内容物を充填後、底板を容器内側に変形させたことにより容器内容量が減少し容器ヘッドスペースの容積が小さくなり、その結果たとえば冷蔵時の温度低下によるヘッドスペース部分の気体の収縮が少なくなるために、保存中に発生する容器側面の凹みを防止できる。
【００１８】
容器底部のこの変形は樹脂層からなる底板を内容物充填後に加熱されたプッシャー（金型）を容器下部から上方に向けて押し込むことによって行われる。この時底板が内側に変形したことにより内容物の水面は上昇するので密閉した時のヘッドスペースの容積が減少する。
【００１９】
プッシャーにより変形された容器底部は充填された内容物液により、直ちに冷却することによって変形された形状を保つことが出来るので内容物の表面は下降することがなくヘッドスペースの容積は減少した状態を保つ。その状態でタブ材によって天板の飲み口部をシールする。
【００２０】
このように、本発明の液体用紙製容器によれば底板が内側に変形したことにより、容器内容量が減少し、冷蔵時のヘッドスペースの収縮が少なくなることで保存時の胴部の凹みによる美粧性の劣化や取り扱い易さの低下を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る液体用紙製容器の一例を示す図である。（Ａ）は正面概観図（Ｂ）は垂直断面の略図。
【図２】従来の液体用紙製容器の一例を示す図である。（Ａ）は正面概観図（Ｂ）は垂直断面の略図。
【図３】液体用紙製容器の形成方法の一例を示す図である。（ａ）円筒状に成型した胴部を形成する工程。（ｂ）開口部を形成した天板と底板を胴部に接着させて容器を形成する工程。（ｃ）開口部から内容物を充填する工程。（ｄ）タブ材をシールする工程。
【図４】従来の円筒状紙製液体容器の一例を示す図である。
【図５】従来の角筒状紙製液体容器の一例を示す図である。
【図６】従来の液体用紙製容器の製造工程の一部を示す図である。（Ａ１）窒素ガスブロー工程、（Ａ２）タブ材による飲み口部シール工程、（Ａ３）内容物入り容器の排出工程
【図７】本発明の液体用紙製容器の製造工程の一部を示す図である。（Ａ１）窒素ガスブロー工程、（Ｂ）底板の押し込みによる変形工程、（Ａ２）タブ材による飲み口部シール工程、（Ａ３）内容物入り容器の排出工程
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の液体用紙製容器を実施の一形態に沿って図面を参照して説明する。なお、本発明に係る紙製液体容器の形状は図示したような円筒状に限定されるものではなく、角筒状、カップ状、円錐状など各種形状の容器を用いることが出来る。
【００２３】
本発明の液体用紙製容器は、例えば図１に示すように、紙を主体とした積層材料からなる胴部（６）及び飲み口部（３）を有する天板（２）と樹脂層からなる底板（５）を備えた容器本体と、前記飲み口部（３）を覆って接着し、密封する柔軟性を有するタブ材（４）とを具備し、内容物（９）を充填密封するための液体用紙製容器であって、容器底部の樹脂層からなる底板（５）を内容物（９）の充填後に加熱されたプッシャーで押し込み、容器内側へ変形させた直後に飲み口部（３）を密封した液体用紙製容器である。
【００２４】
図２には比較のために従来の液体用紙製容器の一例を示した。図２に示した従来の液体用紙製容器は図１に示した本発明の液体用紙製容器とは底板（５）の材質と形状が異なる他は容器としては同じ構成である。
【００２５】
従来の底板（５）の材質は、通常は天板（２）および胴部（６）と同じ紙を主体とした積層材料からなっているが、本発明の液体用紙製容器の底板（５）は加熱変形しやすく変形した形状が固定しやすいように熱変形性の樹脂からなっている。
【００２６】
また、従来の底板（５）の形状は円形で周縁部が胴部下部とともに環状脚部を形成するために下方に折り込まれたのみで円形面はフラットであるが、本発明の液体用紙製容器の底板（５）の形状は、円形面に加熱されたプッシャーで押し込んだ容器内側に凸の形状が賦型されていて、その結果容器内の容積はこの変形している分だけフラットの場合よりも少なくなっている。
【００２７】
この底板（５）の変形によって生じた容器内の容積減少分だけ、等量の内容物（９）を充填した場合の内容物の密封後の液面（８）は図２の従来の液体用紙製容器の場合よりも図１の本発明の液体用紙製容器の場合の方が上昇しており、ヘッドスペース内の気体の体積は減少している。
【００２８】
このヘッドスペース内の気体容積の減少によって本発明の液体用紙製容器の効果が引き起こされることになる。
【００２９】
次に、本発明の請求項１に係る液体用紙製容器の形成方法の一例の概略について、図３に基づいて説明する。
【００３０】
まず、紙を主体とした積層材料を成型機で円筒状に成型を行い胴部（６）を形成する（図３（ａ））。
【００３１】
次に、紙を主体とした積層材料に飲み口部となる開口部（３）を形成した天板（２）と樹脂材料からなる底板（５）を胴部（６）に完全に接着させる（図３（ｂ））。
【００３２】
この状態で、窒素ノズルから窒素ガスをブローしながら内容物である果汁飲料、お茶、液体スープなどの液体食品を充填する（図３（ｃ））。
【００３３】
次に加熱したプッシャーを底板（５）の下部から押し込み底板を上方に凸の形状に変形させる。このときに内容物（９）の液面（８）は上昇する。
【００３４】
最後に液面（８）が上昇した状態で飲み口部（３）の全体を覆うように、タブ材（４）を容器外部より貼着することで、円筒状の液体用紙製容器を作成する（図３（ｄ））。
【００３５】
上記の工程を、内容物の充填が完了した段階以降の工程について図６、図７に基づいて説明する。
【００３６】
図６は円筒状の液体用紙製容器に内容物の液体を充填した後の窒素ガスブロー工程（Ａ１）からタブ材による飲み口部シール工程（Ａ２）を経て内容物入り容器の排出工程（Ａ３）に到る従来の液体用紙製容器の製造工程のそれぞれの垂直断面の略図を示している。
【００３７】
また、図７は円筒状の液体用紙製容器に内容物の液体を充填した後の窒素ガスブロー工程（Ａ１）から、底板の押し込みによる変形工程（Ｂ）、タブ材による飲み口部シール工程（Ａ２）を経て内容物入り容器の排出工程（Ａ３）に到る本発明の液体用紙製容器の製造工程のそれぞれの垂直断面の略図を示している。
【００３８】
従来の液体用紙容器の内容物充填後の工程は図６のＡ１に示すような窒素ガスブロー工程であり、飲み口部（３）がまだタブ材（４）によってシールされていない状態で窒素ノズル（１０）から吹き出す窒素ガスによって容器ヘッドスペース部（１１）の空気を窒素ガスで置換する。
【００３９】
これと同時にタブ材（４）を天板（２）に熱シールして飲み口部（３）を密封するためのシールユニット（１２）が天板（２）の上方から接近する。
【００４０】
次に図６のＡ２に示すような飲み口部シール工程で加熱されたシールユニット（１２）がさらに下降して、タブ材（４）を天板（２）に密着させ熱シールして飲み口部（３）を密封する。
【００４１】
次にＡ３の工程で内容物が充填されて密封された液体用紙容器を排出して、集積や梱包等の次工程に排出する。
【００４２】
これに対して本発明の液体用紙容器の内容物充填後の工程は図７のＡ１に示すような窒素ガスブロー工程であり、飲み口部（３）がまだタブ材（４）によってシールされていない状態で窒素ノズル（１０）から吹き出す窒素ガスによって容器ヘッドスペース部（１１）の空気を窒素ガスで置換する。
【００４３】
これと同時にタブ材（４）を天板（２）に熱シールして飲み口部（３）を密封するためのシールユニット（１２）が天板（２）の上方から接近する。これとともに、底板（５）の樹脂層に押し込んで変形させるためのプッシャー（１３）が下方から接近する。
【００４４】
次に図７のＢに示すように、下方から加熱されたプッシャー（１３）を底板（５）の樹脂層に押し込み底板を上方に凸の形状に変形させる。底板（５）はすぐに内容物（９）の液体によって冷却されて変形した状態を固定させ、これによって内容物（９）の液面（８）は底板（５）の変形により減少した体積に対応する分だけ上昇する。
この液面（８）の上昇により液面（８）と天板（２）の間に存在するヘッドスペース部分（１１）の容積は減少する。
【００４５】
次に図７のＡ２に示すような飲み口部シール工程で加熱されたシールユニット（１２）がさらに下降して、タブ材（４）を天板（２）に密着させ熱シールして飲み口部（３）を密封する。
【００４６】
これによって、容積が減少した状態でヘッドスペース部分（１１）は飲み口部（３）で密封され内容物が充填されて密封されたヘッドスペース部分（１１）の気体体積の少ない液体用紙容器が完成する。
【００４７】
次に図７のＡ３に示すような工程で内容物が充填されて密封されたヘッドスペース部分（１１）の気体体積の少ない液体用紙容器を排出して、集積や梱包等の次工程に排出する。
【００４８】
図７に示す以上の工程で作成された本発明の液体用紙容器は図６の工程で作成された従来の液体用紙容器に比べて、ヘッドスペース部分の気体の温度変化による収縮の影響が少ない、また内容物中の酸素消費などの原因でその容積を減じることが少ないという特長を有している。
【００４９】
ここで、本発明で使用される天板、底板および胴部について説明する。天板および胴部に用いる材料は紙を主体とした積層材料であり、紙以外に用いる構成材料としてはポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルムなどの合成樹脂層、ガスバリア性フィルムなどが挙げられ、これらを接着剤により複数層積層したものを用いる。
【００５０】
前記の紙としては液体用容器に通常使われる紙であれば用いることが出来るが、加工性と保形性からみて坪量が５０〜５００ｇ／ｍ２の板紙が望ましい。
【００５１】
前記合成樹脂は、ヒートシールのため、紙材の含有水分安定のため、外部からの汚れ防止や衝撃緩和のため、さらには、内容物の紙材への浸透を妨げるために用いられ、たとえば１０〜１００μｍの合成樹脂層および／またはフィルムが多用される。
【００５２】
合成樹脂としては好ましくはポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレートや２，６−ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂が挙げられる
。
【００５３】
ガスバリア性フィルムは、内容物の保存性を高めるために用い、例えばプラスチックフィルムに酸化ケイ素や酸化アルミニウムなどの無機酸化物を蒸着した蒸着フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムなどが挙げられる。
【００５４】
ガスバリア性フィルムの前記蒸着フィルムに用いるプラスチックフィルムとしては１０〜１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが、無機酸化物蒸着層の厚みとしては１０〜１００ｎｍが好ましい。
【００５５】
上記の積層材料の層構成は、天板および胴部ともに共通した構成であっても、異なった構成であってもよく、内容物の保存性や容器形状などの実情に応じて使用すればよい。
【００５６】
また、タブ材（４）は天板および胴部と同様に紙を主体とした積層材料であることには変わりないが、天板と貼着可能で、かつ適度な強度で天板とはがれるピール層が必要であり、例えばポリプロピレン樹脂に高密度ポリエチレン樹脂と低密度ポリエチレン樹脂を適量ブレンドした低剥離強度タイプの無延伸ポリプロピレン樹脂を用い、加熱による貼着方法とすることが望ましい。
【００５７】
また、底板（５）はプッシャーでの加熱押し込みによって熱変形する樹脂が用いられ、代表的にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明にかかる液体用紙製容器について具体的に実施例を挙げてさらに詳しく説明する。
＜実施例１＞
【００５９】
＜天板および胴部用積層材料＞
積層用材料として
紙材：坪量３２０ｇ／ｍ２
合成樹脂層１：厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
合成樹脂層２：密度０．９２０ｇ／ｃｍ３の低密度ポリエチレン
ガスバリア性フィルム：合成樹脂１上に酸化ケイ素薄膜を蒸着したポリエステルフィルムを用いた。
【００６０】
各層間を接着する接着剤にポリウレタン系接着剤を用い、（容器外側）合成樹脂層２／紙材／合成樹脂層１／ガスバリアフィルム／合成樹脂層２（容器内側）の構成からなる積層材料（Ａ）を得た。
【００６１】
＜タブ材用積層材料＞
積層用材料として
紙材：坪量８３ｇ／ｍ２
合成樹脂層１：厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
ガスバリア性フィルム：合成樹脂１上に酸化ケイ素薄膜を蒸着したポリエステルフィルムピール層：高密度ポリエチレン樹脂と低密度ポリエチレン樹脂とをブレンドした、厚さ３５μｍの無延伸ポリプロピレンフィルムを用いた。
【００６２】
各層間を接着する接着剤にポリウレタン系接着剤を用い、（容器外側）ピール層／ガスバリアフィルム／紙材／合成樹脂層１（容器内側）の構成からなる積層材料（Ｂ）を得た
。
＜底板材料＞
合成樹脂層１：厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
合成樹脂層２：密度０．９２０ｇ／ｃｍ３の低密度ポリエチレン
【００６３】
各層間を接着する接着剤にポリウレタン系接着剤を用い、（容器外側）合成樹脂層２／合成樹脂層１／ガスバリアフィルム／合成樹脂層２（容器内側）の構成からなる積層材料を円形に打ち抜いて底板用の樹脂層を得た。
【００６４】
＜液体用紙製容器の作成＞
上記にて得られた積層材料（Ａ）とタブ用積層材料（Ｂ）および底板材料を用いて、紙容器製造機および液体充填機により、図３および図７に示したような工程で図１に示した本発明の請求項１に係る、直径５３ｍｍ、内容量２３５ｍｌの円筒状紙容器に、水を２００ｍｌ充填した液体用紙製容器（Ｃ）を得た。
【００６５】
＜比較例１＞
上記にて得られた積層材料（Ａ）、タブ用積層材料および底板材料を用いて、紙容器製造機および液体充填機により、図３および図６に示したような工程で図２に示したような、直径５３ｍｍ、内容量２３５ｍｌの円筒状紙容器に、水を２００ｍｌ充填した液体用紙製容器（Ｄ）を得た。
【００６６】
＜評価＞
実施例１で得られた液体用紙製容器（Ｃ）にて、１日間冷蔵保管後の容器外観を評価したところ異常は見られなかった。比較例１で得られた液体用紙製容器（Ｄ）では胴部に顕著な凹みが見られた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
清涼飲料などを充填する液体用紙容器に利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１…液体用紙製容器
２…天板
３…開口部（飲み口部）
４…タブ材
５…底板
６…胴部
７…脚部
８…液面
９…内容物
１０…窒素ノズル
１１…ヘッドスペース部分
１２…シールユニット
【図１】
0005423173.tif 000002
【図２】
0005423173.tif 000003
【図３】
0005423173.tif 000004
【図４】
0005423173.tif 000005
【図５】
0005423173.tif 000006
【図６】
0005423173.tif 000007
【図７】
0005423173.tif 000008