(57)【要約】      （修正有）【課題】帯状包材を筒状にして内容液を充填して成る紙容器に差込んだストローから内溶液が噴出することを抑制する紙包装容器を提供する。【解決手段】紙容器１の正面１２と裏面１４に各々三組のエンボス１７が長さＷ１で形成され、エンボス１７の両端部１７ａはアール加工で弧状に形成される。頂面１０と底面１１間を高さＨとすると、三組のエンボス１７は頂面１０と平行に正面１２と裏面１４を上下間隔Ｈ／４で区画する位置に備える。紙容器１の正面１２と裏面１４の幅Ｗは他の一対の側面１３、１５の幅Ｓよりも広幅で、エンボス１７の長さＷ１は正面１２の幅Ｗの５０％以上で紙容器１の内部側に向かって凸状に形成される。【選択図】図１
2011102136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状包材を縦線シールで筒状にして内容液を充填し、横線シールで密封且つ切断して連続的に原型容器を形成し、前記帯状包材に備える折り目線を介して前記原型容器の一対の前記横線シールの両端部を折って頂面と底面を形成するとともに四側面を形成して成る直方体形状でストロー穴を備える紙容器であって、
前記紙容器の側面にその側面を区画する断面凹状のエンボスが形成されることを特徴とする紙包装容器。
【請求項２】
請求項１に記載の紙包装容器であって、前記エンボスは前記紙容器の一対の広幅側の側面に、前記頂面と底面間を区画する断面凹状のエンボスが少なくとも三組形成されることを特徴とする紙包装容器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の紙包装容器であって、前記エンボスの長さは前記紙容器の側面の幅の５０％以上の領域に形成されることを特徴とする紙包装容器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紙包装容器であって、前記エンボスの長さ方向の両端部は弧状に形成されることを特徴とする紙包装容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強度ある液体充填紙容器に関し、詳しくは、紙容器を把持して液体内容物をストローで吸飲する際に液体内容物が不用意にストローから噴出することを抑制する紙包装容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙包装容器に関する従来技術として特許文献１に掲載の内容が知られている。図８に示すように、紙容器５０は包材５０ａを縦線シールＳ１と横線シールＳ２によって外形を直方体形状に形成して内部に飲料等の内溶液５１を入れ、スポーツや屋内外活動時等に手軽に持運びができて内容液５１をストロー５２で吸飲することができるので利便性に優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０７５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、子供、特に乳幼児がこの紙容器５０を手５３で持って吸飲する際に、紙容器５０の把持加減に不慣れなため不必要な把持力によって内溶液５０ａの圧力が高まり、稀に、内容液５０ａが矢印Ｐで示すようにストロー５２から噴出し上手に吸飲できないことがある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術に鑑みなされたものであって、帯状包材を縦線シールで筒状にして内容液を充填し、この筒状の両端部を横線シールで密封且つ切断して成る紙容器を把持する場合に、紙容器のストローホールに差込んだストローから内溶液が噴出するのを抑制する紙包装容器の技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、帯状包材を縦線シールで筒状にして内容液を充填し、横線シールで密封且つ切断して連続的に原型容器を形成し、帯状包材に備える折り目線を介して原型容器の一対の横線シールの両端部を折って頂面と底面を形成するとともに四側面を形成して成る直方体形状でストロー穴を備える紙容器である。紙容器の側面にその側面を区画する断面凹状のエンボスが形成されることを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の紙包装容器であって、エンボスは紙容器の一対の広幅側の側面に、頂面と底面間を区画する断面凹状のエンボスが少なくとも三組形成されることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の紙包装容器であって、エンボスの長さは紙容器の側面の幅の５０％以上の領域に形成されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紙包装容器であって、エンボスの長さ方向の両端部は弧状に形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、帯状包材を縦線シールで筒状にして内容液を充填し頂面と底面を形成するとともに四側面を形成して成る直方体形状でストロー穴を備える紙容器において、紙容器の側面に断面凹状のエンボスが形成され、矩形形状の側面はエンボスによって小区画化される。このため、側面が小区画化されることによって側面における面外方向の強度が補強されて側面全体として強度が向上するので、消費者が紙容器の側面をもって把持した状態で側面の撓みが減少し、紙容器のストローホールに差込んだストローから内溶液が不意に噴出することを抑制できるので紙容器の品質性が向上する。特に、紙容器の把持加減に不慣れな乳幼児にとって有効である。
【００１１】
請求項２の発明によれば、紙容器の一対の広幅側の側面に、頂面と底面間を区画する断面凹状のエンボスが少なくとも三組形成されるので、一対の矩形形状の側面は各々エンボスによって四区画以上に小区画化される。このため、一対の側面が小区画化されることによって側面における面外方向の強度が補強されるので請求項１の効果をさらに確実に得ることができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、エンボスの形成される長さは紙容器の側面の幅の５０％以上の領域なのでエンボスによって側面の補強が確保できて請求項１又は請求項２の効果と同じ効果が確実に得られる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、エンボスの長さ方向の両端部は弧状に形成されるので、エンボスの形成時や紙容器の搬送時等に衝撃が掛かった場合でも衝撃が分散するのでこの両端部にクラック等の発生が回避できるので請求項１乃至請求項３の効果と同じ効果がさらに確実に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における、充填機２の包材繰出部３から帯状包材４を繰り出して筒状包材６にし、内溶液Ｑを充填した後に横切断して形成される紙容器１の製造工程を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における、直方体形状の紙容器１の一対の広幅側の側面としての正面１２に、頂面１０と底面１１間を区画する断面凹状のエンボス１７が三組形成された状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における、図２のＡ−Ａ斜視図で紙容器１の側面としての裏面１４にエンボス１８が三組形成された状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における、帯状包材４に折り曲げ線１９とエンボス１７、１８（１８ａ、１８ｂ）が形成された状態を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態における、紙容器１に用いる帯状包材４の断面構成図である。
【図６】本発明の実施形態における、（ａ）は図４のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の実施形態における紙容器の、（ａ）は、正面１２にエンボスが形成されない状態の強度計算用のモデル図、（ｂ）は、正面１２がエンボス１７によって４区画された状態の強度計算用のモデル図である。
【図８】従来例における、ストロー５２で内溶液５１を飲用するため紙容器５０を手で把持した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜本発明の実施形態＞
以下に、本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
＜紙包装容器の構成＞
【００１６】
本発明の紙容器が充填機で形成される過程の概略説明をする。図1に示すように、紙容器１に牛乳、清涼飲料水等の内溶液Ｑを充填する充填機２は無菌室に設置される。充填機２の包材繰出部３に紙容器１を形成する包材としての帯状包材４がリール状で装着され、容器１の頂部１０と成る側を先頭にして連続的に繰り出される。帯状包材４は図示しない複数のローラーによって案内され、下方に向けて搬送されながら図示しないフォーミングリング等によって徐々に湾曲して筒状に形成され、図示されない縦線シール装置によって熱圧着で縦線シール５が施されて筒状包材６になる。そして、筒状包材６が下方に搬送される間に、上方から充填用パイプ７を介して内溶液Ｑが筒状包材６に充填される。
【００１７】
筒状包材６は所定の間隔毎に熱圧着でシールされて横線シール８が形成され、この横線シール８を図示しない切断装置で切断して枕状の原型容器９が分離される。原型容器９は図示しない成形装置によって、一対の横線シール８の両端部を折り曲げてそれぞれ頂面１０と底面１１を形成するとともに四側面としての正面１２、側面１３、裏面１４、側面１５とで合計六面から成る直方体形状の紙容器１が完成する。正面１２と裏面１４は他の一対の側面１３、１５よりも幅広に形成され、裏面１４の中央部に縦線シール５が配置される。紙容器１にはエンボス１７、１８が形成される。
【００１８】
図２、図３、図４に示すように、紙容器１の正面１２に三組のエンボス１７が長さＷ１で形成され、頂面１０と底面１１間を高さＨとすると三組のエンボス１７は頂面１０と平行に上下間隔Ｈ／４で正面１２を区画する。なお、紙容器１の正面１２、裏面１４の幅Ｗは他の一対の側面１３、１５の幅Ｓよりも広幅（Ｗ＞Ｓ）である。裏面１４側の三組のエンボス１８は帯状包材４の両側に分離してそれぞれ一対のエンボス１８ａ、１８ｂが形成され、この一対のエンボス１８ａ、１８ｂは縦線シール５の領域５ａで重なり連結して長さＷ１のエンボス１８が形成される。エンボス１７、１８の長さＷ１は正面１２、裏面１４の幅Ｗの５０％以上で、エンボス１７、１８の両端部１７ａ、１８ｃが正面１２、側面１３、裏面１４、側面１５を形成する折り目１９（ｍ３〜ｍ６）に当接しないように幅Ｗの９５％以下の範囲で形成される。なお、両端部１７ａはアール加工で弧状に形成される。頂面１０にはストローを差込むためのストロー穴２１を備える。
【００１９】
帯状包材４は、幅の広い図示されない原紙を複数箇所で縦方向に裁断することによって形成され、帯状包材４には容器成型を容易とするための折り目１９（ｍ１、ｍ２、ｍ３〜ｍ６、等）と正面１２、裏面１４を補強するためのエンボス１７、１８が紙容器１の内部側に向かって凸状に形成される。なお、エンボス１８の一対のエンボス１８ａ、１８ｂはそれぞれ帯状包材４の両端部５ｂ、５ｃに亘って形成される。
【００２０】
図５、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、帯状包材４の構成は、紙容器１の外側から内側にかけて順に、外側層１ａ、紙基材１ｂ、接着層１ｃ、バリヤー層１ｄ、内側層１ｅから成る。外側層１ａ、内側層１ｅは低密度ポリエチレン樹脂で、接着層１ｃはポリエチレン、エチレン共重合体等の樹脂で、バリヤー層１ｄはアルミ箔等でそれぞれ形成される。紙基材１ｂの外側表面には予め紙容器１としてのデザイン１ｆが印刷される。なお、図５においては各構成を判り易く示すため乱尺で示しているが、実際には紙基材１ｂの厚さに比べて外側層１ａ、接着層１ｃ、バリヤー層１ｄ、内側層１ｅの厚さは薄いので、帯状包材４の厚さＤは紙基材１ｂの厚さと略等しい。
【００２１】
エンボス１７、１８と折り目１９は帯状包材４の厚さＤの略半分の深さＤ１で形成され、エンボス１７、１８の幅Ｋ１は紙容器１を折り曲げ形成する折り目１９の幅Ｋより広幅で、好ましくは、幅Ｋ１は幅Ｋの二倍以上に形成される。エンボス１７、１８と折り目１９は、予め、外側層１ａ、接着層１ｃ、バリヤー層１ｄ、内側層１ｅを形成する前の段階で紙基材１ｂに紙容器１の内部側に向かって凸状に形成される。折り目１９は帯状包材４を９０度に回転Ｒして凸状部を挟むように折り曲げて紙容器１を形成する。
＜紙包装容器の作用＞
【００２２】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、内容量２５０ｃｃ用の細長い直方体の紙容器をモデルとして、その正面１２を上下方向に四等分する位置にエンボス１７を備えた場合に撓みが如何に変化するかを考察する。なお、紙容器は弾性構造ではないので力学解析することは至難であり、正面１２に対するエンボス１７の強度貢献度も算出困難である。このため、紙容器に弾性理論を敢えて当て嵌め正面１２が等分布加重を受ける矩形板として扱い、材料力学の解析便覧を用いて正面１２に生じる最大撓みを算出し、エンボス１７による撓み防止効果を推察する。なお、正面１２は隣接する側面１３、１５と頂面１０と底面１１によって四周が支持され、外力である消費者の把持力は正面１２に等分布加重ｐで負荷されるものとする。
【００２３】
図７（ａ）に示すように、エンボス１７が無い状態の紙容器１の正面１２における中心点Ｇの撓みを求める。いま、正面１２の領域を、高さＨ＝１３０ｍｍ、幅Ｗ＝５３ｍｍ、紙厚＝ｔｍｍとすると、Ｈ／Ｗ≒２．５である。Ｈ／Ｗ≒２．５の矩形板の場合、便覧よりε１（イプシロン：歪係数）＝０．１２である。ここで、Δ（デルタ：撓み）＝ｐＷ４／（Ｅ・ｔ３）で、Δｍａｘ１（最大撓み：中心点Ｇ）＝ε１・Δなので、Δｍａｘ１＝０．１２Δである。Ｅは弾性係数である。
【００２４】
次に、図７（ｂ）に示すように、正面１２の高さＨ＝１３０ｍｍの領域が三組のエンボス１７で四等分されエンボス１７に撓みが生じないとすると、各区画の高さＨ１≒３３なので、Ｈ１／Ｗ≒３３／５３≒０．６＜１である。この場合、便覧より、ε２（イプシロン：歪係数）＝０．０４４である。ここで、Δ（デルタ：撓み）＝ｐＷ４／（Ｅ・ｔ３）で、Δｍａｘ２（最大撓み：各区画の中心点Ｇ１）＝ε２・Δなので、Δｍａｘ２＝０．０４４Δである。
【００２５】
従って、紙容器１の正面１２が三組のエンボス１７で四等分された場合の各区画１２ａの中心点Ｇ１の最大撓みと、エンボス１７が形成されない場合の中心点Ｇの最大撓みを比較すると、（Δｍａｘ２）／（Δｍａｘ１）＝（０．０４４Δ）／（０．１２Δ）＝１／２．７となり、中心点Ｇ１の撓みは中心点Ｇの撓みに対して減少比１／２．７と推察される。なお、エンボス１７にも撓みが若干発生することを考慮すると、正面１２の中心点Ｇ２の撓みの減少比は１／２．７より少ない。
【００２６】
このように、エンボス１７により紙容器１の正面１２が四区画される効果によって面強度が増した各区画１２ａの中心点Ｇ１の撓み或いは正面１２の中心点Ｇ２は、エンボス１７を設けない場合の中心点Ｇの撓みよりも減少するので、紙容器１の使用経験に未熟な乳幼児等が紙容器１を把持して圧縮した場合でも、不意に内溶液が噴出すことを抑制することができる。なお、各区画の中心点Ｇ１に集中加重が掛かると想定した場合でも同様に撓み及び容積の減少効果が得られる。
【００２７】
エンボス１７の幅Ｋ１は紙容器１を折り曲げ形成するための折り曲げ線１９の幅Ｋより二倍以上の広幅で形成すると、広い幅Ｋ１によって四区画されたそれぞれの区画は実質的に更に小区画されるので中心点Ｇ１における撓みは若干であるが更に減少する。なお、広い幅Ｋ１であっても一対の突出部１７ａの深さＤ１は変わらないのでエンボス１７自体の面外方向の強度は略同じである。
【００２８】
エンボス１７の深さＤ１が紙厚Ｄの略半分の深さまで形成されるのでエンボス１７としての強度を十分保持して小区画された正面１２の強度を高めることができる。紙容器１の裏面１４は図３に示すように、縦線シール５が二重に重なるため表面１２よりも面剛性が高いので、裏面１４の撓みは表面１２よりも少なくなる。
【００２９】
エンボス１７の水平長さＷ１は正面１２の幅Ｗの５０％以上の領域に形成されるので有効的に正面１２の強度向上に貢献できる。エンボス１７の両端部１７ａはアール加工で形成されるので、エンボス形成時及び形成後の両端部１７ａにおける紙基材１ｂのクラック発生が防止できるので内溶液の漏れが発生せず、且つ、正面１２の強度保持に有効的に貢献できる
【００３０】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、エンボス１７又はエンボス１８は紙容器の側面に一組又は二組、或いは四組以上で形成しても構わない。各側面のエンボス１７又はエンボス１８は等間隔でなくてもよく、紙容器の底辺に対して傾斜して設けることもできる。複数のエンボスを隣接して配置すると各エンボスの効果が集積するので当該領域の撓みを集中して減少することができる。エンボス１７、１８は折り目１９と異なる深さで形成してもよく、エンボス１７、１８を紙容器１の外部側に向かって凸状に形成することもできる。
【００３１】
エンボス１７、１８の適用は、６角柱状の紙容器、プリズマと称される頂面および底面が４角形で胴体部が８角形の柱状紙容器、ウェッジと称される底面は４角形で頂部は横線シールを直線状に形成したクサビ形の紙容器等々色んな形状の紙容器に対して実施できる。また、バリヤー層１ｄを備えない紙容器１にも適用できる。
【００３２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明は、液体食品などを包装充填する包装容器の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  ‥‥  紙容器
１０  ‥‥  頂面
１１  ‥‥  底面
１２  ‥‥  正面
１３  ‥‥  側面
１４  ‥‥  裏面
１５  ‥‥  側面
１７  ‥‥  エンボス
１７ａ  ‥‥  端部
１９  ‥‥  折り目
Ｈ  ‥‥  高さ
Ｓ  ‥‥  幅
Ｗ  ‥‥  幅
Ｗ１  ‥‥  長さ
【図１】
2011102136.tif 000003
【図２】
2011102136.tif 000004
【図３】
2011102136.tif 000005
【図４】
2011102136.tif 000006
【図５】
2011102136.tif 000007
【図６】
2011102136.tif 000008
【図７】
2011102136.tif 000009
【図８】
2011102136.tif 000010