(57)【要約】【課題】２．０ｍｍ以上の高さの凹凸状の加飾成型が可能な紙容器用材料の加飾成型方法及びその方法で加飾成型した紙容器用材料からなる紙容器を提供することにある。【解決手段】発泡開始温度７０〜２００℃、発泡倍率（直径）２〜５０倍の熱発泡性カプセル１０〜４０重量％を含有する熱発泡性紙層の単層構成若しくは前記熱発泡性紙層の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層した多層構成の紙容器用材料を、上側金型と下側金型のクリアランスの長さが異なる形状の金型形状をしてなり、熱発泡性カプセルの発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層の樹脂のガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に加熱した金型で挟んで加熱加圧し、紙容器用材料の金型で加圧されていない部分を発泡させ、厚み方向に膨張させる加飾成型方法及びその方法で加飾成型した紙容器用材料からなる加飾紙容器を特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡開始温度７０〜２００℃、発泡倍率（直径）２〜５０倍の熱発泡性カプセル１０〜４０重量％を含有する熱発泡性紙層の単層構成若しくは前記熱発泡性紙層の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層した多層構成の紙容器用材料を、上側金型と下側金型のクリアランスの長さが異なる形状の金型形状をしてなり、熱発泡性カプセルの発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層の樹脂のガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に加熱した金型で挟んで加熱加圧し、紙容器用材料の金型で加圧されていない部分を発泡させ、厚み方向に膨張させることを特徴とする紙容器用材料の加飾成型方法。
【請求項２】
前記請求項１記載の加飾成型方法で加飾成型した紙容器用材料からなることを特徴とする加飾紙容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙容器用材料の加飾成型方法及びその方法で加飾成型した紙容器用材料からなる紙容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙容器に使用する通常の紙容器用材料を加飾成型する方法として、各種形状の一対の金型で絞り成型し、表面を凹凸状に加飾成型する方法が多く実施されている。しかし、この方法で加飾成型すると、紙容器用材料が有している破断強度伸びが小さい為にその凹凸状の高さは２．０ｍｍ程度が限界であり、それ以上の高さに加飾成型すると紙容器用材料が破れてしまっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、２．０ｍｍ以上の高さの凹凸状の加飾成型が可能な紙容器用材料の加飾成型方法及びその方法で加飾成型した紙容器用材料からなる紙容器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、発泡開始温度７０〜２００℃、発泡倍率（直径）２〜５０倍の熱発泡性カプセル１０〜４０重量％を含有する熱発泡性紙層の単層構成若しくは前記熱発泡性紙層の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層した多層構成の紙容器用材料を、上側金型と下側金型のクリアランスの長さが異なる形状の金型形状をしてなり、熱発泡性カプセルの発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層の樹脂のガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に加熱した金型で挟んで加熱加圧し、紙容器用材料の金型で加圧されていない部分を発泡させ、厚み方向に膨張させることを特徴とする紙容器用材料の加飾成型方法である。
【０００５】
本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の加飾成型方法で加飾成型した紙容器用材料からなることを特徴とする加飾紙容器である。
【０００６】
【作用】
本発明によれば、発泡開始温度７０〜２００℃、発泡倍率（直径）２〜５０倍の熱発泡性カプセル１０〜４０重量％を含有する熱発泡性紙層の単層構成若しくは前記熱発泡性紙層の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層した多層構成の紙容器用材料を、上側金型と下側金型のクリアランスの長さが異なる形状の金型形状をしてなり、熱発泡性カプセルの発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層の樹脂のガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に加熱した金型で挟んで加熱加圧し、紙容器用材料の金型で加圧されていない部分に発泡気泡を生成させて、その部分を膨張させる方法で加飾成型するので、加飾成型時に使用した紙容器用材料が金型形状に沿って加飾成型され、深く加飾成型しても破れが発生しない。従って、この方法で加飾成型した紙容器用材料を用いた加飾紙容器は商品性も優れ、機能も良好である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の紙容器用材料の加飾成型方法及びその方法で加飾成型した紙容器用材料を用いた加飾紙容器を、実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。
【０００８】
図１（ａ）は使用する金型（３０）の構造図であり、金型（３０）は上側金型（３０ａ）及び下側金型（３０ｂ）からなっており、上側金型（３０ａ）は内側に高さ（ｄ１　）の１個の凹部（４０ａ）を有しており、下側金型（３０ｂ）は同様に内側に高さ（ｄ２　）の１個の凹部（４０ｂ）を有しており、成型時に上側金型（３０ａ）と下側金型（３０ｂ）のクリアランスの長さに差異が生じる形状になっている。
【０００９】
図１（ｂ）は前記の上側金型（３０ａ）と下側金型（３０ｂ）の間に紙容器用材料（１１）を挿入した状態を示す説明図であり、紙容器用材料（１１）に使用した熱発泡性カプセル（２）の発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層（３）の樹脂のガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に加熱した上側金型（３０ａ）及び下側金型（３０ｂ）で紙容器用材料（１１）を挟み込み、両側から圧力（５０）を加えて加熱加圧する。その時、上側金型（３０ａ）の凹部（４０ａ）及び下側金型（３０ｂ）の凹部（４０ｂ）の内側部分と紙容器用材料（１１）表面とのに空間が生じ、その空間部分の紙容器用材料（１１）中の熱発泡性カプセル（２）が発泡し、図１（ｃ）に示すような状態で発泡気泡（４）を生成し、紙容器用材料（１１）が凹部（４０ａ）及び凹部（４０ｂ）の形状に沿って厚み方向に膨張する。一方、凹部（４０ａ、４０ｂ）以外の部分の紙容器用材料（１１）中の熱発泡性カプセル（２）は一度発泡するが、上側金型（３０ａ）及び下側金型（３０ｂ）の内側の平坦部で加圧されているので、紙容器用材料（１１）表面との間に空間がなく、発泡気泡（４）が消滅し、その部分の紙容器用材料（１１）は厚み方向に膨張しない。加飾成型後は圧力（５０）を取り除き、加飾成型した紙容器用材料（２０）を取り出す。
【００１０】
図２（ａ）は他の例に使用する金型（３１）の構造図であり、金型（３１）は上側金型（３１ａ）及び下側金型（３１ｂ）からなっており、上側金型（３１ａ）は内側に高さ（ｄ３　）の凹部（４１ａ）と高さ（ｄ４）の凹部（４２ａ）を有しており、下側金型（３１ｂ）は同様に内側に高さ（ｄ４　）の凸部（４２ｂ）を有している。前記凹部（４２ａ）と凸部（４２ｂ）は同一形状で雄雌になっている。さらに、高さ（ｄ４　）はｄ４＜ｄ３になるように設計されており、加圧された時に凹部（４２ａ）及び凸部（４２ｂ）の内側部分と紙容器用材料との間には空間が出来ないようになっている。
【００１１】
図２（ｂ）は前記の上側金型（３１ａ）及び下側金型（３１ｂ）の間に紙容器用材料（１１）を挿入した状態を示す説明図であり、紙容器用材料（１１）に使用した熱発泡性カプセル（２）の発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層（３）の樹脂のガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に加熱した上側金型（３１ａ）、下側金型（３１ｂ）で紙容器用材料（１１）を挟み込み、両側から圧力（５０）を加えて加熱加圧する。その時、上側金型（３１ａ）の凹部（４１ａ）の内側部分と紙容器用材料（１１）表面とのに空間が生じ、その空間部分の紙容器用材料（１１）中の熱発泡性カプセル（２）が発泡し、図２（ｃ）に示すような状態で発泡気泡（４）を生成し、紙容器用材料（１１）が凹部（４１ａ）の形状に沿って厚み方向に膨張する。一方、凹部（４１ａ）以外の部分の紙容器用材料（１１）中の熱発泡性カプセル（２）は一度発泡するが、上側金型（３１ａ）と下側金型（３１ｂ）で加圧され、紙容器用材料（１１）表面との間に空間がない為に発泡気泡（４）が消滅し、その部分の紙容器用材料（１１）は厚み方向に膨張しない。加飾成型後は圧力（５０）を取り除き、加飾成型した紙容器用材料（２１）を取り出す。
【００１２】
前記加飾成型時の金型（３０、３１）の温度は、紙容器用材料に使用した熱発泡性カプセル（２）の発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層（３）に使用した樹脂の分子が運動し始めるガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に設定することにより、良好な発泡性、加飾成型性が得られる。
【００１３】
図３（ａ）は本発明の紙容器用材料の加飾成型方法で使用する紙容器用材料の一例を示す側断面図であり、発泡開始温度７０〜２００℃、発泡倍率（直径）２〜５０倍の熱発泡性カプセル（２）１０〜４０重量％を含有する熱発泡性紙層（１）の単層構成からなっており、（ｂ）は紙容器用材料の他の例を示す側断面図であり、前記熱発泡性紙層（１）の一方の面に熱可塑性樹脂層（３）を積層した二層構成からなっており、（ｃ）は紙容器用材料の他の例を示す側断面図であり、前記熱発泡性紙層（１）の両面に熱可塑性樹脂層（３）を積層した三層構成からなっている。
【００１４】
前記熱発泡性カプセル（２）は、アクリル樹脂等の樹脂カプセル中にブタン、ペンタン等の発泡剤を内包したもので、発泡開始温度は７０〜２００℃の範囲で、発泡倍率（直径）２〜５０倍のものを使用する。７０℃未満のものを使用するとパルプに内添し、抄紙する段階で発泡してしまい、２００℃を超えると加飾成型時に金型の温度を高くしなければならないので良くない。発泡倍率（直径）２倍未満のものを使用すると加飾成型時に十分な紙容器用材料の膨張が得られないので良くない。５０倍を超えると紙容器用材料として強度等の点で不足になり、良くない。前記発泡倍率（直径）とは、熱発泡性カプセルが無荷重の時に発泡したカプセルの直径の倍率である。
【００１５】
前記熱可塑性樹脂層（３）に使用する樹脂は、成型性を有する樹脂であれば特に限定されないが、例えば、ナイロン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、　ポリエステル系樹脂等の樹脂が好ましい。厚さは５μｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００１６】
前記熱可塑性樹脂層（３）の積層方法は、前記樹脂を公知の溶融押出ラミネート法で直接積層するか又は前記樹脂からなる無延伸フィルムを接着剤等を介してドライラミネート法で積層する。
【００１７】
図４（ａ）は本発明の加飾成型方法で加飾成型した紙容器用材料の一例の側断面図であり、加飾成型された紙容器用材料（２０）は上側金型（３０ａ）の凹部（４０ａ）及び下側金型（３０ｂ）の凹部（４０ｂ）の部分に発泡気泡（４）を生成し、膨張した部分が高さ（ｄ１　）及び高さ（ｄ２　）で浮き上がって、加飾されており、その他の部分は発泡気泡（４）が消滅して膨張していない。
【００１８】
図４（ｂ）は加飾成型した紙容器用材料の他の例を示す側断面図であり、加飾成型された紙容器用材料（２１）は上側金型（３１ａ）の凹部（４１ａ）の部分のみ発泡気泡（４）を生成し、膨張して高さ（ｄ３　）で浮き上がって、加飾されており、その他の平坦部分は発泡気泡（４）が消滅し、膨張していない。さらに、凹部（４２ａ）及び凸部（４２ｂ）の間の部分も空間が無い為に膨張せず、金型で絞られたのみの状態で高さ（ｄ４　）で浮き上がっている。
【００１９】
前記高さ（ｄ１　）〜（ｄ３　）は１０ｍｍ程度まで可能であり、高さ（ｄ４）は絞り成型されるだけなので、２ｍｍ程度が限度である。
【００２０】
本発明の加飾紙容器は、本発明の加飾成型方法により加飾した紙容器用材料からなっており、その形状はトレー状、箱状、筒状、袋状、カップ状などの種々の容器がある。
【００２１】
【実施例】
本発明の紙容器用材料の加飾成型方法及び加飾紙容器を具体的な実施例を挙げて説明する。
【００２２】
〈実施例１〉
紙容器用材料として、アクリル樹脂カプセル内にイソブタンを内包した発泡開始温度１１０℃、発泡倍率（直径）６倍の熱発泡性カプセル３０重量％を含有する熱発泡性紙層（坪量２５０ｇ／ｍ２　）の単層構成の板紙を使用した。この単層構成の板紙からなる紙容器用材料を、図２（ａ）に示した金型の高さ（ｄ３　）が１０ｍｍ、高さ（ｄ４　）が１ｍｍで、１４０℃に加熱した上側金型（３１ａ）及び下側金型（３１ｂ）で挟んで、圧力３ＭＰａをかけて１０秒間加熱し、凹部（４１ａ）の部分の紙容器用材料を膨張させ、厚み方向に浮き上がらせ、凹部（４２ａ）と凸部（４２ｂ）の部分の紙容器用材料は絞り成型するだけで浮き上がらせる加飾成型方法で加飾した。この加飾成型した紙容器用材料を所定寸法に打ち抜いた後に、長さ１００ｍｍ×幅８０ｍｍ×高さ５０ｍｍの本発明の加飾紙箱を組み立てた。
【００２３】
〈実施例２〉
実施例１において、紙容器用材料として、アクリル樹脂カプセル内にイソブタンを内包した発泡開始温度１１０℃、発泡倍率（直径）６倍の熱発泡性カプセル３０重量％を含有する熱発泡性紙層（坪量２５０ｇ／ｍ２　）の単層構成の板紙の両面に厚さ３０μｍの無延伸ポリプロピレン樹脂を積層した三層構成の紙容器用材料を使用した以外は、同様にして加飾成型し、この加飾成型した紙容器用材料を用いて同一寸法の本発明の加飾紙箱を組み立てた。
【００２４】
〈比較例１〉
紙容器用材料として、坪量２５０ｇ／ｍ２　の汎用の板紙を使用し、その材料を浮き上げの凹凸の高さが５ｍｍになる形状の一対の金型で、圧力３ＭＰａをかけて、従来の絞り成型法で加飾成型した。この加飾成型した紙容器用材料を所定寸法に打ち抜いた後に、長さ１００ｍｍ×幅８０ｍｍ×高さ５０ｍｍの比較用の加飾紙箱を組み立てた。
【００２５】
〈評価〉
実施例１〜２及び比較例１の紙容器用材料の加飾成型時の成型性及び破れの有無及組み立てた加飾紙箱の商品性、機能を評価した。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１に示すように、実施例１〜２の加飾成型方法の場合は、紙容器用材料は金型形状に沿って綺麗に成型され、破れもなかった。この方法で加飾成型した紙容器用材料を用いて組み立てた加飾紙箱は商品性及び機能も良好であった。比較例１の加飾成型方法の場合は、加飾成型時に破れが発生した。従って、この方法で加飾成型した紙容器用材料を用いて組み立てた加飾紙箱は商品性及び機能も不良であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の紙容器用材料の加飾成型方法は、発泡開始温度７０〜２００℃、発泡倍率（直径）２〜５０倍の熱発泡性カプセル１０〜４０重量％を含有する熱発泡性紙層の単層構成若しくは前記熱発泡性紙層の少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂層を積層した多層構成の紙容器用材料を、上側金型と下側金型のクリアランスの長さが異なる形状の金型形状をしてなり、熱発泡性カプセルの発泡開始温度若しくは熱可塑性樹脂層の樹脂のガラス転移点温度のいずれか高い方の温度以上に加熱した金型で挟んで加熱加圧し、紙容器用材料の金型で加圧されていない部分を発泡させ、膨張させて加飾成型するので、加飾成型時に使用した紙容器用材料が金型形状に沿って加飾成型され、深く加飾成型しても破れが発生しない。従って、この方法で加飾成型した紙容器用材料を用いたトレー状、箱状、筒状、袋状等の加飾紙容器は商品性も優れ、機能も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の紙容器用材料の加飾成型方法で使用する金型の一例を示す形状図であり、（ｂ）は（ａ）の金型の間に紙容器用材料を挿入した状態を示す説明図であり、（ｃ）は加飾成型した状態を示す説明図である。
【図２】（ａ）は本発明の紙容器用材料の加飾成型方法で使用する金型の他の例を示す形状図であり、（ｂ）は（ａ）の金型の間に紙容器用材料を挿入した状態を示す説明図であり、（ｃ）は加飾成型した状態を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明の紙容器用材料の加飾成型時方法で使用する紙容器用材料の一例を示す側断面図であり、（ｂ）は紙容器用材料の他の例を示す側断面図であり、（ｃ）は紙容器用材料のさらに他の例を示す側断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の加飾成型方法で加飾成型した紙容器用材料の一例の側断面図であり、（ｂ）は加飾成型した紙容器用材料の他の例の側断面図である。
【符号の説明】
１…熱発泡性紙層
２…熱発泡性カプセル
３…熱可塑性樹脂層
４…発泡気泡
１０，１１，１２…紙容器用材料
２０，２１…加飾成型後の紙容器用材料
３０，３１…金型
３０ａ，３０ｂ…上側金型
３１ａ，３１ｂ…下側金型
４０ａ，４０ｂ，４１ａ，４２ａ…凹部
４２ｂ…凸部
５０…圧力
ｄ１　，ｄ２　，ｄ３　，ｄ４　　…高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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