(57)【要約】　　　（修正有）【課題】加熱状態の内容物の充填、あるいは、紙カップの中に内容物を入れて電子レンジなどで加熱調理を行っても、発泡、溶解などの現象が発生しない。耐熱性のある紙カップおよびその製造方法を提供する。【解決手段】胴部材が、基材層が紙で、最内層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、底部材が、基材層が紙で、最内層および最外層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、胴部の胴貼りした貼合部の内面部にスカイブヘミング加工を施したことを特徴とする紙カップであり、その胴部の胴貼りした貼合部の内面部にスカイブヘミング加工を施して、ホットエアーにより熱接着して胴部を筒状に形成し、胴部と折り返し部との間に底部材の屈曲部を挟み込んで、ホットエアーにより熱接着して互いに接合することを特徴とする紙カップの製造方法である。【選択図】図１
2004018100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に胴貼りした胴部と該胴部の上端側を折り曲げたトップカール部と該胴部の下端を内側に折り返した折り返し部とを有する胴部材と、底面部と該底面部の外周縁部を折り曲げた屈曲部とを有する底部材とを備えて、前記胴部と前記折り返し部との間に前記底部材の前記屈曲部が挟み込まれて互いに接合された紙カップであって、
前記胴部材が、基材層が紙で、最内層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、前記底部材が、基材層が紙で、最内層および最外層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、
前記胴部の胴貼りした貼合部の内面部にスカイブヘミング加工を施したことを特徴とする紙カップ。
【請求項２】
筒状に胴貼りした胴部と該胴部の上端側を折り曲げたトップカール部と該胴部の下端を内側に折り返した折り返し部とを有する胴部材と、底面部と該底面部の外周縁部を折り曲げた屈曲部とを有する底部材とを備えた紙カップの製造方法であって、
前記胴部材が、基材層が紙で、最内層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、前記底部材が、基材層が紙で、最内層および最外層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、
前記胴部の胴貼りした貼合部の内面部にスカイブヘミング加工を施して、ホットエアーにより熱接着して前記胴部を筒状に形成し、前記胴部と前記折り返し部との間に前記底部材の前記屈曲部を挟み込んで、ホットエアーにより熱接着して互いに接合することを特徴とする紙カップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙カップに関するものであり、詳しくは、内面をポリプロピレン樹脂層とした紙カップおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、胴部材および底部材から構成される紙カップの材料は、基材層を紙とし、最内層にヒートシール性樹脂層を設けた構成が一般的であり、また、内容物を保存するため、基材層と最内層の間に、アルミニウム箔等のバリアー層を設けた材料構成のものもある。このような材料構成の紙カップでは、最内層のヒートシール性樹脂層の樹脂には、ヒートシール性、柔軟性などの観点から主にポリエチレン樹脂が使用されており、層構成としては、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／接着層／アルミニウム箔／ポリエチレン樹脂層などの構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の材料構成では、最内層がポリエチレン樹脂からなるため、耐熱性が不足し、例えば、冷凍食品、特にカレー、シチューのように油分を多く含む内容物を、加熱状態で充填したり、これら内容物をいれたまま、電子レンジで加熱した場合、ポリエチレン樹脂層に、発泡、あるいは溶解などが発生していた。特に、電子レンジの加熱時間が所定の時間より長くなった場合、前記の現象が著しく発生するという問題があった。
【０００４】
ポリエチレン樹脂に代わるものとして、耐熱性のある熱可塑性樹脂は種々あるが、中でも、ポリプロピレン樹脂が代表的である。このポリプロピレン樹脂を最内層とした場合、熱接着加工において、ポリプロピレン樹脂同志での熱接着は可能であるが、他の異なった材料との熱接着が難しく、紙と熱接着する場合にはガスバーナーにより炙ることが必要となる。このガスバーナーによる加工は、ピンホールが入りやすく、また、特別な機械設備が必要となり製造上好ましくないという問題がある。
【０００５】
いずれにしろ、紙カップの用途も広がり、これらの紙カップに、９５℃以上に加熱された内容物を充填したり、紙カップに充填した内容物を、そのまま電子レンジなどで加熱調理することが要望されており、加熱された内容物を充填したり、電子レンジなどで加熱調理する用途に適応できる耐熱性を有する紙カップが要求されている。しかし、耐熱性を有するポリプロピレン樹脂層を最内層にした場合、他の材料との熱接着性が悪く通常のホットエアーの熱接着による紙カップ成形機で紙カップに成形することが困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、これらの問題点を解決すべく、紙カップの成形がホットエアーの熱接着により可能であり、ピンホールの発生がなく、密封性が高く、かつ、加熱状態の内容物の充填、あるいは、紙カップの中に内容物を入れて電子レンジなどで加熱調理を行っても、発泡、溶解などの現象が発生しない、耐熱性のある紙カップおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明は、筒状に胴貼りした胴部と該胴部の上端側を折り曲げたトップカール部と該胴部の下端を内側に折り返した折り返し部とを有する胴部材と、底面部と該底面部の外周縁部を折り曲げた屈曲部とを有する底部材とを備えて、前記胴部と前記折り返し部との間に前記底部材の前記屈曲部が挟み込まれて互いに接合された紙カップであって、前記胴部材が、基材層が紙で、最内層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、前記底部材が、基材層が紙で、最内層および最外層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、前記胴部の胴貼りした貼合部の内面部にスカイブヘミング加工を施したことを特徴とする紙カップである。
【０００８】
また、筒状に胴貼りした胴部と該胴部の上端側を折り曲げたトップカール部と該胴部の下端を内側に折り返した折り返し部とを有する胴部材と、底面部と該底面部の外周縁部を折り曲げた屈曲部とを有する底部材とを備えた紙カップの製造方法であって、前記胴部材が、基材層が紙で、最内層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、前記底部材が、基材層が紙で、最内層および最外層がポリプロピレン樹脂からなる積層体を構成材料とし、前記胴部の胴貼りした貼合部の内面部にスカイブヘミング加工を施して、ホットエアーにより熱接着して前記胴部を筒状に形成し、前記胴部と前記折り返し部との間に前記底部材の前記屈曲部を挟み込んで、ホットエアーにより熱接着して互いに接合することを特徴とする紙カップの製造方法である。
【０００９】
本発明によれば、胴部材の最内層をポリプロピレン樹脂層とし、底部材の最内層および最外層をポリプロピレン樹脂層とすることにより、ホットエアーによる熱接着で、胴部材と底部材との接合する製造方法であり、また、胴部材の胴シール部において、スカイブヘミング加工を施していることにより、ホットエアーによる熱接着で、胴貼りして胴部を形成する製造方法であり、ピンホールのなく、密封性が高く、かつ、加熱状態の内容物の充填、あるいは、紙カップの中に内容物を入れて電子レンジなどで加熱調理を行っても、発泡、溶解などの現象が発生しない、耐熱性のある、密封性の高い紙カップを得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の紙カップの実施の形態の一実施例を示す一部切り欠けの断面図であり、図２は、本発明の紙カップの実施の形態の一実施例の胴部材と底部材の接合を示す断面図であり、図３は、本発明の紙カップの実施の形態の一実施例の胴部の胴貼りの貼合部の断面を示す断面図である。また、図４は、本発明の紙カップの実施の形態の一実施例のブランクを示す展開図であり、図５は、本発明の紙カップの製造方法の胴部材・底部材接合工程を説明する概略図である。
【００１２】
本発明の紙カップＡは、図１に示すように、公知の紙カップと同様に、筒状の胴部１１と該胴部１１の上端側を折り曲げたトップカール部１３と該胴部の下端を内側に折り返した折り返し部１２とを有する胴部材１０と、底面部２１と該底面部２１の外周縁部を折り曲げた屈曲部２２とを有する底部材２０とから構成されている。そして、胴部材１０の胴部１１と折り返し部１２との間に底部材２０の屈曲部２２が挟み込まれて互いに接合された形状となっている。
【００１３】
胴部材１０の材料である積層体は、紙層を基材層１０ａとして、最内層１０ｂがポリプロピレン樹脂層となる構成となっている。
【００１４】
基材層１０ａの紙は、紙カップの成形適性の良いカップ原紙を使用することが好ましい。坪量は、とくに限定されないが、紙カップ成形適性上、１５０〜３００ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。
【００１５】
最内層１０ｂのポリプロピレン樹脂層に使用するポリプロピレン樹脂は、特に限定されるものではないが、例えば、ホモポリプロピレン樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、そして、これらのポリプロピレン樹脂にポリエチレン樹脂、エチレン−酢ビ共重合体を混合した樹脂などを使用することができる。
【００１６】
実際に、ポリプロピレン樹脂を用いて基材層１０ａの紙に積層する方法として、ポリプロピレン樹脂層を押し出し機により、直接基材上にコートする方法と、他の方法により製膜されたポリプロピレン樹脂層をポリエチレン樹脂によりサンドイッチラミネーション、またはドライラミネーションする方法などがある。
【００１７】
また、基材層１０ａの紙層と最内層１０ｂのポリプロピレン樹脂層との間には、バリアー層１０ｃを設けることができる。
【００１８】
このバリアー層１０ｃとしては、太陽光等の光を遮光する性質、あるいは水蒸気、水、ガス、アルコール等を透過しない性質等を有する材料を使用することができ、これは、単体の基材でもよく、あるいは二種以上の基材を組み合わせてなる複合基材等であってもよい。具体的には、例えば、アルミニウム箔またはその蒸着膜を有する樹脂のフィルム、酸化珪素、酸化アルミニウム等の無機酸化物の蒸着膜を有する樹脂のフィルム、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−プロピレン共重合体等の樹脂のフィルム、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等の樹脂のフィルム等のいずれかを目的に応じて使用するが、で加熱する必要がない場合は、バリアー層はいずれの材料を用いてもよいが、で加熱する必要がある場合は、アルミニウム箔、あるいはアルミニウム蒸着フィルムの使用は好ましくなく、酸化珪素等の無機化合物蒸着フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体などが好ましい。
【００１９】
一方、底部材２０の積層体は、紙層を基材層２０ａとして、最内層２０ｂおよび最外層２０ｃが共にポリプロピレン樹脂層となる構成となっている。この最内層２０ｂおよび最外層２０ｃのポリプロピレン樹脂層は、同一種類とすることが好ましい。
【００２０】
基材層２０ａの紙は、胴部材１０と同様に、紙カップの成形適性の良いカップ原紙を使用することが好ましい。坪量は、とくに限定されないが、紙カップ成形適性上、１５０〜３００ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。
【００２１】
最内層２０ｂおよび最外層２０ｃのポリプロピレン樹脂層のポリプロピレン樹脂は、特に限定されるものではなく、前述の胴部材１０と同様のポリプロピレン樹脂を使用することができる。
【００２２】
また、最内層２０ｂと最外層２０ｃとの間には、バリアー層２０ｄを設けることができる。
【００２３】
このような材料構成からなる胴部材１０と底部材２０を使用することによって、胴部材１０と底部材２０とを接合した部分において、底部材２０の最内層２０ｂと最外層２０ｃが同一のポリプロピレン樹脂からなり、かつ、胴部材１０の最内層１０ｂも同一種類のポリプロピレン樹脂から構成されているため、胴部材１０の胴部１１と折り返し部１２との間に底部材２０の屈曲部２２を挟み込んで接合する場合、図２−ａに示すように、ホットエアーの熱接着により、胴部１１の内面（つまり胴部材１０の最内層１０ｂ）と屈曲部２２の表面（つまり底部材２０の最内層２０ｂ）との接着と同様に、折り返し部１２の内面（つまり胴部材１０の最内層１０ｂ）と屈曲部２２の裏面（つまり底部材２０の最外層２０ｃ）との接着が同一種類の樹脂同志の熱接着となり充分な接着強度を持つ接着が行われるため、図２−ｂに示すような異なる樹脂同志の熱接着による紙カップに比べてピンホールの発生がなく、洩れなどの危険性が極めて少ないものとなっている。
【００２４】
また、胴部材１０を形成する材料は種々の層構成によりバリヤー性を持たせていても、紙層を基材層１０ａとしている積層体であるため、貼合部１４の内面部１４ａの断面から内容物などが紙層を伝って浸透し洩れ出す可能性がある。そこで、図３に示すように、貼合部１４の内面部１４ａの側辺部分において積層体の表層を除去する（スカイブする）ことによってこの部分を薄肉化し、この薄肉化した部分を折り返した（ヘミングした）状態にした上で貼合部１４の外側の外面部１４ｂと接着することにより、貼合部１４の内側で紙層が露出することのないようにすることができる。この端面処理構成はスカイブヘミング処理と呼ばれる公知のもので、これにより紙カップＡの密封性は完全なものとなり、またブランク１０Ａの側辺を単に折り返した場合のように貼合部の厚さが包装材料の３倍もの厚さになることが避けられるし、さらには紙層が露出しないことから古紙を使用することも可能となる。
【００２５】
つぎに、本発明の紙カップＡの製造方法について説明する。この紙カップＡの製造方法は、まず、図４に示すような胴部材１０のブランク１０Ａ、および、底部材２０のブランク２０Ａを作製する。このブランク１０Ａの両側縁を胴貼りして貼合部１４を形成するが、その貼合部１４の内面部１４ａとなる側縁部に、図３に示すようなスカイブヘミング加工を施す。つぎに、最内層１０ｂがポリエチレン樹脂の積層体を用いた場合の一般的な紙カップと同様に、胴部材成形工程、底部材挿入工程、胴部材・底部材接合工程、トップカール工程において紙カップＡを製造する。
【００２６】
本発明の紙カップの製造方法における胴部材・底部材接合工程では、まず、底ホットエアー加工があり、図５−ａに示すように、ノズルＮの先端よりホットエアーＨＡを吹き出させ筒状の胴部１１と底部材２０の屈曲部２２を内側から加熱する。
【００２７】
つぎに、底カール加工があり、図５−ｂに示すように、胴部１１の下端部を底カール型Ｐによって折り曲げて、底部材２０の屈曲部２２を挟むようように接合する。
【００２８】
つづいて、圧締加工があり、図５−ｃに示すように、底カール加工で胴部１１の下端部を底カール型Ｐによって折り曲げて、底部材２０の屈曲部２２を挟むようようにして接合した後に、接合した部分の内側からローレットローラーＲを偏芯して外側のウスＱと挟みながら圧締していく。さらに、トップカール工程があり、胴部材１０の上端部を外側にカールしてトップカール部１３を形成する。
【００２９】
このように、ホットエアーによる熱接着により、胴部材１０の胴部１１の胴貼り、および胴部材１０と底部材２０との接合を行う本発明の紙カップの製造方法により、内面がポリプロピレン樹脂からなる本発明の紙カップＡを製造することができる。
【００３０】
【実施例】
つぎに、本発明の紙カップを実施例をあげて説明する。
【００３１】
〔実施例１〕
胴部材１０の材料として、外側からカップ原紙３００ｇ／ｍ２（新富士製紙（株）製カップ原紙）／ポリプロピレン樹脂（以下、ＰＰと記載することもある）３０μｍ（日本ポリケム（株）製ＦＬ２５Ｔ）の積層体を用いてブランク１０Ａを作製し、その一側辺にスカイブヘミング加工を施した。底部材２０の材料として、ＰＰ３０μｍ／カップ原紙３００ｇ／ｍ２（新富士製紙（株）製カップ原紙）／ＰＰ３０μｍの積層体を使用してブランク２０Ａを作製した。これらの胴部材１０のブランク１０Ａと底部材２０のブランク２０Ａを用いて上述のようなホットエアーの熱接着による紙カップの製造方法により紙カップＡを製造した。
【００３２】
そして、この本発明の紙カップＡと従来の内面がポリエチレン樹脂層からなる紙カップにそれぞれ即席スープを入れたで加熱調理を行ない紙カップの状態を比較観察したところ、従来の紙カップのポリエチレン樹脂層が発泡したり、一部溶融したりしたのに比べて本発明の紙カップでは異常が見られなかった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の紙カップは、ピンホールがなく、密封性が高く、かつ、加熱状態の内容物の充填、あるいは、紙カップの中に内容物を入れて電子レンジなどで加熱調理を行っても、発泡、溶解などの現象が発生しない、耐熱性の高いものである。
【００３４】
また、本発明の紙カップの製造方法は、胴部材の最内層をポリプロピレン樹脂層とし、底部材の最内層および最外層をポリプロピレン樹脂層とすることにより、ガスバーナーなどを使用することなく、通常のホットエアーによる熱接着で、胴部材と底部材とを接合することができる方法であり、また、胴部材の胴シール部において、スカイブヘミング加工を施していることにより、同様に、ホットエアーによる熱接着で、胴貼りして胴部を形成するすることができる方法である。この製造方法によれば、ピンホールのなく、密封性が高く、かつ、加熱状態の内容物の充填、あるいは、紙カップの中に内容物を入れて電子レンジなどで加熱調理を行っても、発泡、溶解などの現象が発生しない、耐熱性の高い紙カップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紙カップの実施の形態の一実施例を示す一部切り欠けの断面図である。
【図２】本発明の紙カップの実施の形態の一実施例の胴部材と底部材の接合を示す断面図である。
【図３】本発明の紙カップの実施の形態の一実施例の胴部の胴貼りの貼合部の断面を示す断面図である。
【図４】本発明の紙カップの実施の形態の一実施例のブランクを示す展開図である。
【図５】本発明の紙カップの製造方法の胴部材・底部材接合工程を説明する概略図である。
【符号の説明】
Ａ　紙カップ
１０　　胴部材
１０Ａ　ブランク（胴部材）
１０ａ　基材層
１０ｂ　最内層
１０ｃ　バリアー層
１１　　胴部
１２　　折り返し部
１３　　トップカール部
１４　　貼合部（胴部）
１４ａ　内面部（貼合部）
２０　　底部材
２０Ａ　ブランク（底部材）
２０ａ　基材層
２０ｂ　最内層
２０ｃ　最外層
２０ｄ　バリアー層
２１　　底面部
２２　　屈曲部
Ｎ　　ノズル
ＨＡ　ホットエアー
Ｐ　　底カール型
Ｑ　　ウス
【図１】
2004018100.tif 000003
【図２】
2004018100.tif 000004
【図３】
2004018100.tif 000005
【図４】
2004018100.tif 000006
【図５】
2004018100.tif 000007