(57)【要約】【課題】  紙を素材とした被覆部材の重量増を抑えつつ、その周壁部の剛度を向上し、もって断熱効果の高い断熱容器を提供する。。【解決手段】  上方開口縁に外向きカール部を有する有底の紙カップ本体と、下方開口縁に内向きカール部を有する紙製の外筒とからなり、紙カップ本体に外筒を被せ外筒の上方開口内面を紙カップ本体における外向きカール部直下の側壁外周に接着して両者を一体とした断熱紙カップにおいて、紙製の外筒はブランクのそれぞれ直線状からなる一端部と他端部とが互いに貼り合わされて筒状に構成され、紙目がブランクの一端部と他端部とを横切る方向に延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し左右いずれかに２０度から４５度の角度の範囲で傾斜した紙目を有し、少なくとも周回方向のテーバー剛度が１６５〜１９５ｇｆ・ｃｍの範囲の用紙から形成されることを特徴とする断熱紙カップ。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方開口縁に外向きカール部を有する有底の紙カップ本体と、上下方向共に開口しており下方開口縁に内向きカール部を有する紙製の外筒とからなり、前記外筒はその上方開口内面が前記紙カップ本体における外向きカール部直下の側壁外周に接触すると共にその下方開口縁の内向きカール部が前記紙カップ本体の側壁外周に接触する大きさであって、前記紙カップ本体に前記外筒を被せ前記外筒の上方開口内面を前記紙カップ本体における外向きカール部直下の側壁外周に接着して両者を一体とすることにより形成された断熱紙カップにおいて、前記紙製の外筒が、ブランクのそれぞれ直線状からなる一端部と他端部とを互いに貼り合わせて筒状に形成され、前記ブランクの前記一端部と前記他端部とを横切る方向に延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し左右いずれかに２０度から４５度の角度の範囲で傾斜した紙目を有し、少なくとも周回方向のテーバー剛度が１６５〜１９５ｇｆ・ｃｍの範囲の用紙から形成されることを特徴とする断熱紙カップ。
【請求項２】
前記紙製の外筒が、坪量２７０〜３５０ｇ／ｍ2のカード紙で形成されることを特徴とする請求項１記載の断熱紙カップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙カップ本体の胴部側壁外周に、紙製の外筒を被せ、飲料等を入れるための断熱性に優れた紙カップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱湯等の高温液体の注入に適した断熱容器として、容器本体の胴部側壁が覆われるようにその外周面に紙素材で構成された筒状の外装被覆部材が被せられたものが広く知られている。このような断熱容器は、外装被覆部材と胴部側壁との間に空隙が形成され、その空隙が断熱層として機能することにより、断熱容器を持つ使用者の手に内容物の熱が伝わり難くなっている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】実開平４−４５２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
周知のように、抄紙機にて製造される紙は、その製造工程を原因として、パルプ繊維の流れ方向である紙目が一方的に形成され、その紙目と同方向にロール上に巻き取られている。そのロール状の紙を適宜に裁断することにより、その裁断された紙が様々な紙製品の素材として使用される。紙目を持つ紙は、紙目の方向とその紙目を横切る方向とで剛度等の機械的特性が相違するため、紙目の向きを考慮して紙製品が製造されることが多い。
【０００４】
上述した断熱容器の場合、外装被覆部材のブランクを筒状に丸め易くするため、紙目が外装被覆部材の天地方向に延びるように紙からブランクを切り出して、その輪郭を与えることが技術常識となっている。また、特許文献１のように外装被覆部材の下端に内向きカール部を設ける場合にも、紙目が外装被覆部材の天地方向に延びていると外装被覆部材の半径方向の変形が容易になるため底カール部の形成が容易になる。
【０００５】
断熱容器の外装被覆部材は、一般に、調理の為、熱湯を容器本体に注入した後、使用者の手に把持される部分となるが、把持する手の圧力によって容器本体と外装被覆部材との間に形成された空隙が潰され、使用者の触感温度は非常に高くなって、容器の取り落とし、転倒の発生や、これに伴う付近の汚損、火傷などの問題がある。これらの問題発生を防止するため、外装被覆部材表面の触感温度が上がりすぎることの無いよう、外装被覆部材の周壁部の剛性を出来る限り高くして把持圧力による空隙の潰れの起きないことが望ましい。また、上記のように紙目を外装被覆部材の天地方向に延びるようにすると外装被覆部材を筒状とする加工が容易になる反面、周壁部の剛性を確保するためには使用する用紙の坪量を増加させる必要があり、外装被覆部材の重量が増加するものであった。さらに、用紙坪量の増加は製造コストにも影響するものであった。
【０００６】
本発明者等は、外装被覆部材の周壁部の剛性を高くするために、従来技術と同一坪量の用紙で、紙目を外装被覆部材のブランク状態において天地方向に延びる方向と直行する方向に延びる、すなわち従来技術の外装被覆部材の紙目とは逆に、筒状としたとき紙目が周回する方向に延びるものを製作した。しかしながら、外装被覆部材を筒状とする加工において、用紙の剛性が高くなることによる反発で筒状に形成し難い、或いは筒状とする際の貼着状態が維持できないという成形不良が頻発した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、上方開口縁に外向きカール部を有する有底の紙カップ本体と、上下方向共に開口しており下方開口縁に内向きカール部を有する紙製の外筒とからなり、前記外筒はその上方開口内面が前記紙カップ本体における外向きカール部直下の側壁外周に接触すると共にその下方開口縁の内向きカール部が前記紙カップ本体の側壁外周に接触する大きさであって、前記紙カップ本体に前記外筒を被せ前記外筒の上方開口内面を前記紙カップ本体における外向きカール部直下の側壁外周に接着して両者を一体とすることにより形成された断熱紙カップにおいて、前記紙製の外筒が、ブランクのそれぞれ直線状からなる一端部と他端部とを互いに貼り合わせて筒状に形成され、前記ブランクの前記一端部と前記他端部とを横切る方向に延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し左右いずれかに２０度から４５度の角度の範囲で傾斜した紙目を有し、少なくとも周回方向のテーバー剛度が１６５〜１９５ｇｆ・ｃｍの範囲の用紙から形成されることを特徴とする断熱紙カップである。このように構成することによって、外筒の成形性を確保しつつ、紙を素材とした外筒の重量増を抑え、その周壁部の剛性を向上させることにより、使用者の把持による変形を抑えて紙カップ本体と外筒との間の空隙を保持し、断熱効果を維持できる断熱紙カップとなる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記紙製の外筒が、坪量２７０〜３５０ｇ／ｍ2のカード紙で形成されることを特徴とする請求項１記載の断熱紙カップで、カード紙とコートボールとを比較した場合、同一の坪量においてカード紙の剛性が高いことから、さらに外筒の重量増を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の断熱紙カップの、紙製の外筒はブランクにおいて、紙目が一端部から他端部へと横切るように延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し左右いずれかに２０度から４５度の角度の範囲で傾斜した紙目を有し、少なくとも周回方向のテーバー剛度が１６５〜１９５ｇｆ・ｃｍの範囲の用紙から形成される。この構成により、従来、外筒の周壁部の天地方向に紙目が延びたものに比べ、外筒の周壁部の剛性が高くなり、且つ外筒の成形性を損うことがなく、同一坪量の用紙を用いても外筒の周壁部の剛性を高くすることが出来るので、外筒の重量増を招くことが無く、断熱効果を確保することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明につき、図面等を用いて以下に詳述する。図１は本発明に係る断熱紙カップの一実施例を示す断面図。図２（ａ）は同じく一実施例の外筒のブランク状態を示す説明用展開平面図。図２（ｂ）は同じく一実施例の外筒のブランクを原反用紙上にレイアウト（面付け）した状態を示す説明用縮小部分平面図。図２（ｃ）は従来技術における外筒のブランクを原反用紙上にレイアウト（面付け）した状態を示す説明用縮小部分平面図。図３は外筒に用いる用紙の剛性試験とその外筒を用いた断熱カップの温度測定試験の測定結果を示す図である。
【００１１】
図１は本発明に係る断熱紙カップの一実施例を示す断面図で、断熱紙カップ１は、有底の紙カップ本体２と上方及び下方共に開口した中空円錐台形状の外筒３とで構成され、紙カップ本体２は即席麺や具材等加工食品を封入すると共に熱湯等の注入による調理容器及び調理後の飲食容器として用いられるもので、通常の紙カップと同様に、内面若しくは内外面に合成樹脂コーティングを施した紙、例えば紙／ポリエチレン、ポリエチレン／紙／ポリエチレン、ポリプロピレン／紙／ポリプロピレン、紙／ポリエチレン／アルミニウム箔／ポリエチレン、ポリエチレン／紙／ポリエチレン／アルミニウム箔／ポリエチレン、ポリエチレン／アルミニウム箔／紙／ポリエチレン等からなる胴部４の下方に同じ紙からなる底板５を巻き締めると共に、上方開口縁に外向きカール部６が形成されたものである。
尚、紙カップ本体２の紙素材としては、例えば坪量１５０〜４００ｇ／ｍ2の紙カップ原紙等が使用され、上記のように、その内面若しくは内外面に耐熱性や耐水性を高めるための被覆層（例えばポリエチレン層）にて被覆される。
【００１２】
一方、中空円錐台形状の外筒３は、断熱紙カップ１の断熱性を高めるために設けられるもので、紙単体若しくは片面または両面にポリエチレン等の合成樹脂をコーティングした紙からなり、胴部７の下方開口縁に内向きカール部８が形成されている。外筒３はその胴部７が紙カップ本体２の胴部４より裾が少し広がったテーパを有するもので、その上方開口内面が紙カップ本体２における外向きカール部６直下の側壁外周に接触すると共に、その下方開口縁の内向きカール部８が紙カップ本体２の下方の側壁外周に接触する大きさとされている。
外筒３は、後述する扇状のブランクを、扇状の一方の端部と他方の端部とを接着して円錐台形筒状に胴部を形成すると共に、下方開口縁を内向きのカール部として形成される。
尚、外筒３の素材としては、例えば坪量２７０〜３５０ｇ／ｍ2のカード紙やコートボール紙等が用いられるが、外筒３は湯や水に直接的には触れない部分であるため、耐水性を高めるための被覆層（例えばポリエチレン層）は省略することもできる。
【００１３】
紙カップ本体２は外筒３の上方開口縁より挿入して被覆され、外筒３の上方開口内面を紙カップ本体２における外向きカール部６直下の側壁上端外周９にホットメルト等を用い固着して両者を一体化することにより、断熱紙カップ１が形成される。尚、使用形態により、外筒３の下方開口縁に形成された内向きカール部８の部分を紙カップ本体２の下方の側壁外周に固着して、紙カップ本体２と外筒３との結合をより確実なものとすることもできる。
【００１４】
上記構成の断熱紙カップ１においては、図１に示すように、紙カップ本体２と外筒３とが形成するそれぞれの円錐台形状はテーパー（円錐形状の勾配）が異なり、紙カップ本体２の胴部４と外筒３の胴部７との間に空隙１０が形成され、この空隙１０の断熱作用により、熱湯等の高温液体が注入された紙カップ本体２の胴部４の熱が外筒３の胴部７の外周面に伝わることを抑止するものである。
【００１５】
図２（ａ）は本発明に係る断熱紙カップの、一実施例の外筒のブランク状態を示す説明用展開平面図で、ブランクＰは、紙目Ｇに平行な仮想線αとブランクＰのそれぞれ直線状をなす両端縁間の仮想中央縦断線Ｒに直交する仮想線βとで形成される傾き角度γ、図示の実施例では２０度の傾きでレイアウトされている。
上記のようにレイアウトされる外筒は、後述する実施例３において、３１０ｇ／ｍ2のカード紙で形成され、剛性試験（後述）から導かれる用紙自身の剛性を表す曲げ荷重値は、外筒の周回方向が１９５ｇｆ・ｃｍ、天地方向が１６０ｇｆ・ｃｍとなり、外筒胴部の円錐台形状形成及び両端部接着状態の保持、及び、下方開口縁の内向きカール部形成については良好であると共に、図１に示した断熱紙カップ１の上端近傍における外筒の剛性の高さにより、調理後及び飲食中の使用者の手指による保持で上端近傍位置の空隙が潰れ難いので、断熱効果を維持し、使用者による容器の転倒や落下を防ぐことが出来る。
【００１６】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した外筒のブランクＰを、原反Ｑ内に複数個レイアウトして並べた面付け状態を示す説明用縮小部分平面図で、本図において紙目Ｇは図面の左右幅方向に延びており、前述のように、外筒のブランクＰは紙目Ｇに対し２０度の傾きを有して上下方向に順設されると共に、原反幅方向に点対称の位置でレイアウトされたブランクＰが並列に順設されている状態を示している。
【００１７】
図２（ｃ）は、従来技術の外筒のブランクＰ’が、原反Ｑ’内に複数個レイアウトして並べた面付け状態を示す説明用縮小部分平面図で、本図において紙目Ｇは図面の上下方向に延びており、これに対し外筒のブランクＰ’は円弧状が直交する状態で上下方向に順接されると共に、原反幅方向に点対称の位置でレイアウトされた同じくブランクＰ’が並列に順設されている状態を示している。
この紙目Ｇが断熱紙カップ１の天地方向に延びたレイアウトの外筒のブランクは、後述する比較例１（従来品）の場合、コートボール３１０ｇ／ｍ2で形成され、後述する剛性試験から導かれる用紙自身の剛性として、外筒の周回方向の剛性が８０．５ｇｆ・ｃｍ、天地方向の剛性が１５２ｇｆ・ｃｍで、外筒胴部の円錐台形状形成及び両端部接着状態の保持、及び、下方開口縁の内向きカール部形成についても良好であるが、調理後及び飲食中、使用者の把持圧力によって容器本体と外筒との間に形成された空隙が潰され易く、使用者の触感温度が非常に高くなって、容器の取り落とし、転倒の発生や、これに伴う付近の汚損、火傷などの問題があったものである。
【実施例】
【００１８】
次に、上述した紙目方向を変化させた外筒を用いて製作した断熱紙カップの実施例及び比較例と、従来技術の紙目方向の外筒による断熱紙カップの比較例とを説明する。
【００１９】
＜実施例１＞
坪量３１０ｇ／ｍ2のカード紙を用い、紙目がブランクの一端部と他端部とを略横切る方向に延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し左に２０度の範囲で傾斜した外筒を作成し、所定の紙カップ本体を挿入被覆して製造した。
【００２０】
＜実施例２＞
上記実施例２と同一素材を用い、紙目がブランクの一端部と他端部とを略横切る方向に延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し左に３０度の範囲で傾斜した外筒を作成し、所定の紙カップ本体を挿入被覆して製造した。
【００２１】
＜実施例３＞
上記実施例２と同一素材を用い、紙目がブランクの一端部と他端部とを略横切る方向に延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し左に４５度の範囲で傾斜した外筒を作成し、所定の紙カップ本体を挿入被覆して製造した。
【００２２】
＜比較例１＞
坪量３１０ｇ／ｍ2のコートボール紙を用い、紙目が実施例１の向きから９０度回転させた向き、従来技術のように紙目が容器の天地方向に延びる外筒を作成し、所定の紙カップ本体を挿入被覆して製造した。（従来品）
【００２３】
＜比較例２＞
上記実施例２と同じ坪量３１０ｇ／ｍ2のカード紙を用い、紙目が実施例１の向きから９０度回転させた向き、従来技術のように紙目が容器の天地方向に延びる外筒を作成し、所定の紙カップ本体を挿入被覆して製造した。
【００２４】
＜比較例３＞
上記実施例２と同じ坪量３１０ｇ／ｍ2のカード紙を用い、紙目がブランクの一端部と他端部とを横切る方向に延びると共に、両端部間の仮想中央縦断線に対し直交した外筒を作成し、所定の紙カップ本体を挿入被覆して製造した。
【００２５】
＜比較例４＞
坪量３１０ｇ／ｍ2のコートボール紙を用い、上記比較例３と同一の紙目方向とした外筒を作成し、所定の紙カップ本体を挿入被覆して製造した。
【００２６】
＜用紙の剛性試験＞
本願に係る断熱紙カップの外筒に使用される紙素材は、コートボールもしくはカード紙と呼ばれる板紙であるので、その剛性試験については、ＪＩＳ−Ｐ８１２５の「荷重曲げ方法による板紙のこわさ試験方法」とし、テーバー式ステフネステスター（テーバーこわさ試験機）を用い、試験片（幅３８ｍｍ（±０．２ｍｍ）、長さ７０ｍｍ、厚さは試験片用紙坪量により変化）の一端を掴み片持ちばりを構成させ、一定速度（１８０±４０°／ｍｉｎ）で１５°曲げ、５０ｍｍの荷重長になったときの、試験片を曲げるのに要する曲げ荷重値をｇｆ・ｃｍで表すものである。
尚、上記剛性試験においては、各実施例及び各比較例とも、それぞれの試験片を９０度偏向させて紙目方向を変えた試験片を作成することにより、外筒の周回方向と天地方向での剛性としてそれぞれ測定した。
【００２７】
＜紙目方向と傾きにより生じる剛性の変化による成形性の評価＞
上記紙素材の剛性の変化による、外筒胴部の円錐台形状成形性及び直線状両端部の接着状態の保持性と、同じく外筒胴部の下方開口縁の内向きカール部成形性について、それぞれの成形処理により、著しく成形不良を起こしたり、不良発生頻度の高いものを×、成形不良を起こさないものを○として評価した。
【００２８】
＜温度測定試験＞
本願に係る断熱紙カップの各実施例と、従来技術による断熱紙カップの各比較例との断熱性を比較するため、以下の方法で温度測定試験を行った。図示は省略するが、対象となる断熱紙カップを水平な支持台上に載置し、断熱紙カップの胴部略中央の位置に荷重計を設置して２００ｇ荷重を保持し、前記荷重計と対称方向の断熱紙カップの上端から２５ｍｍ下部に接触温度計を設置。断熱紙カップ（上端直径略１１０ｍｍ、深さ略１１０ｍｍ、所定のテーパー角で、容量略５００ｍｌ）の上端より１０ｍｍの位置まで、沸騰した熱湯を注入した後、蓋材（共通）にて上端面を閉塞した状態とし、前記接触温度計を断熱紙カップ胴部高さ方向中央部に水平方向から押圧初期値５Ｎで押し付け、５分間に亘って、外筒胴部表面温度を測定し、各測定値のうち最大値を評価対象となる測定結果とする。尚、外筒胴部の円錐台形状成形性及び両端部接着状態の保持性と、外筒胴部の下方開口縁の内向きカール部成形性について不良であった比較例２、３及び周回方向の剛性について有意差の無かった比較例４は、測定を行わなかった。
【００２９】
以上の試験を行った結果、各実施例及び各比較例の測定結果は図３の通りである。尚、図中、紙目方向で、「Ｙ目」との記載は、「横目」の略で、外筒ブランク両端縁方向に延びる紙目すなわち外筒において周回方向に延びる紙目、「Ｔ目」との記載は、「縦目」の略で、外筒ブランク及び外筒において天地方向に延びる紙目とする。
従来品を示す＜比較例１＞は坪量３１０ｇ／ｍ2のコートボールを用いたもので、外筒の成形性に関しては良好であるが、断熱性を得る空隙の保持性に問題があり、容器の把持により紙カップ本体と外筒との間の空隙が圧縮され、注入された熱湯による外筒表面温度の上昇は避けられず、触感温度の上昇による紙カップの落下や転倒、これによる付近の汚損や手指の火傷などの発生があったもので、この比較例１と同一坪量のカード紙を用いた＜比較例２＞は、胴部周回方向の剛性が高くなることにより、空隙の保持性が良くなることにより断熱効果も良くなることが予測されるものの、胴部天地方向の剛性が曲げ荷重値２１０ｇｆ・ｃｍと高くなり過ぎることにより、下方開口縁のカール部の成形が出来なくなり、断熱効果の測定が出来ないという結果を得た。また、同一坪量のカード紙を用いてＹ目（周回方向に延びる紙目）とした＜比較例３＞は、胴部周回方向の剛性が曲げ荷重値２１０ｇｆ・ｃｍと高くなり、空隙の保持性が良くなることが予測されたものの、胴部周回の成形に際し反発が強く、接着状態が保持できないという成形性不良により、断熱効果の測定が出来ないという結果となった。上記の結果から、剛性すなわち曲げ荷重値が２００を超えるものについては、製造段階において、外筒の成形不良発生の頻度が高くなることが予測され、外筒を形成する材料に適さないことが判明した。＜比較例４＞は同一坪量のコートボールを用いてＹ目としたもので、それぞれの成形性に変化は無かったが、周回方向の剛性が高くならず有意差が無い結果となった。
【００３０】
＜実施例１＞は同一坪量のカード紙を用い、紙目方向をＹ目（周回方向に延びる紙目）から２０°の傾きとしたもので、曲げ荷重値は、胴部の周回方向で１９５ｇｆ・ｃｍ、胴部の天地方向で１６０ｇｆ・ｃｍを示し、断熱効果を示す外筒胴部表面温度も従来品に比べて５℃低下し断熱性の向上が見られた。また、＜実施例２＞は同一坪量のカード紙を用い、紙目方向をＹ目（周回方向に延びる紙目）から３０°の傾きとしたもので、曲げ荷重値は、胴部の周回方向で１７８ｇｆ・ｃｍ、胴部の天地方向で１７１ｇｆ・ｃｍを示し、断熱効果を示す外筒胴部表面温度も従来品に比べ２℃低下し、＜実施例３＞は同一坪量のカード紙を用い、紙目方向をＹ目（周回方向に延びる紙目）から４５°の傾きとしたもので、それぞれの曲げ荷重値は、胴部の周回方向で１６９ｇｆ・ｃｍ、胴部の天地方向で１８１ｇｆ・ｃｍを示し、断熱効果を示す外筒胴部表面温度も従来品に比べ２℃低下したことから、従来品と同一坪量のカード紙を用い、紙目方向をＹ目（周回方向に延びる紙目）に対して傾きを持たせたものとすることにより、胴部周回方向の剛性を調節して、断熱効果を上げる外筒構成を得られることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る断熱紙カップの一実施例を示す断面図。
【図２】（ａ）同じく一実施例の外筒のブランク状態を示す説明用展開平面図。              （ｂ）同じく一実施例の外筒のブランクを原反用紙上にレイアウト（面付け）した状態を示す説明用縮小部分平面図。              （ｃ）従来技術における外筒のブランクを原反用紙上にレイアウト（面付け）した状態を示す説明用縮小部分平面図。
【図３】外筒に用いる用紙の剛性試験とその外筒を用いた断熱カップの温度測定試験の測定結果を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１                      断熱紙カップ
２                      紙カップ本体
３                      外筒
４                      紙カップ本体胴部
５                      底板
６                      外向きカール部
７                      外筒胴部
８                      内向きカール部
９                      紙カップ側壁上端外周
１０                      空隙
Ｐ                    （外筒）ブランク
Ｐ’                    従来技術の（外筒）ブランク
Ｑ                    （外筒のブランクが面付された）原反
Ｑ’                    従来技術の（外筒のブランクが面付された）原反
Ｇ                    （外筒）紙目
Ｒ                    （外筒）仮想中央縦断線
α                    （外筒）紙目に平行な仮想線
β                    （外筒）仮想中央縦断線に直交する仮想線
γ                    （外筒）紙目に対するブランクの傾き角度
【図１】
2010083499.tif 000003
【図２】
2010083499.tif 000004
【図３】
2010083499.tif 000005