(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙を主強度材としてそれぞれブランクからなる胴部材と底部材とを用いて紙カップを作製する紙カップの成形工程において、
前記底部材を押圧して、該底部材の外周縁部の内面側から下方へ凹状に変形したＵ字形状の底面部と、前記底部材の外周縁部を下方へ略直角に屈曲した屈曲部とを形成する底部材成形工程と、
前記胴部材を筒状に巻き回して胴部を形成するとともに、該胴部の上端側を外側にカールしてトップカール部を形成する工程内で、前記底部材の前記屈曲部の先端が前記胴部の下端側に向くように配置して、前記胴部の下端側を内側に折り返して前記屈曲部が挟み込まれる糸じり部で、前記胴部材と前記底部材とを互いに接合して紙カップを成形する紙カップ成形工程とを備えたことを特徴とする電子レンジ対応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、電子レンジで使用する紙カップの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動販売機などで熱い飲料用、即席食品用などに紙カップが広く使用されている。また、一般的ではないものの、飲料や惣菜などの入った紙カップを直接電子レンジを利用し、加熱調理することも行なわれている。一般的な紙カップＰは、図７に示すように、胴部材１と底部材２とからなり、胴部材１は主に胴部１１を形成し、上端を外側にカールしてトップカール部１２とし、下端を内側に折り返して折り返し部１３としている。一方、底部材２は主に底面部２１を形成し、外周縁部を下方へ略直角に屈曲して屈曲部２２としている。胴部材１と底部材２の接合は、底部材２の屈曲部２２を、胴部材１の折り返し部１３と、胴部１１の下端部とで挟んで加熱圧着している。この底部材２の屈曲部２２を挟み込んで接合した部分を糸じり部Ｚと称し、底面部２１を上げ底にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般形状の紙カップＰに内容物を入れて電子レンジで加熱調理した場合、紙カップの底の糸じり部Ｚに焦げを生じる場合があるという問題がある。その原因は、つぎのように考えられる。紙の材料のパルプのセルロースは基本的には電子レンジのマイクロ波を吸収する。従って、紙の重なる糸じり部Ｚでは、紙厚が増し発熱量が増す。一方、表面積は変わらないため熱の放出量が同じで、発生した熱を蓄積することになり、温度が上昇し、焦げを発生させる原因となっている。ただし、内容物がある場合には、焦げが発生しにくくなる。それは、紙に発生し蓄積された熱が内容物に奪われるためと考えられる。つまり、通常の紙カップＰでは、図７に示すように、胴部材１と底部材２の接合部位として糸じり部Ｚを持つ構造であるため、この糸じり部Ｚは、表側と裏側の両面からマイクロ波の照射を受けること、内容物に触れることななく、畜熱されやすく、そのために焦げが生じやすい。
【０００４】
本発明は、紙カップの中に、飲料や即席食品などの内容物を入れ、電子レンジで加熱調理した時に、糸じり部に焦げを発生させることのない電子レンジ対応紙カップの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決すべく検討した結果、本発明は、紙を主強度材としてそれぞれブランクからなる胴部材と底部材とを用いて紙カップを作製する紙カップの成形工程において、前記底部材を押圧して、該底部材の外周縁部の内面側から下方へ凹状に変形したＵ字形状の底面部と、前記底部材の外周縁部を下方へ略直角に屈曲した屈曲部とを形成する底部材成形工程と、前記胴部材を筒状に巻き回して胴部を形成するとともに、該胴部の上端側を外側にカールしてトップカール部を形成する工程内で、前記底部材の前記屈曲部の先端が前記胴部の下端側に向くように配置して、前記胴部の下端側を内側に折り返して前記屈曲部が挟み込まれる糸じり部で、前記胴部材と前記底部材とを互いに接合して紙カップを成形する紙カップ成形工程とを備えたことを特徴とする電子レンジ対応紙カップの製造方法である。
【０００６】
本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法によれば、紙カップの底面部の形状を凹状に変形することができ、紙カップの中に、飲料や即席食品などの内容物を入れ、電子レンジで加熱調理した時に、糸じり部に焦げを発生させることのない電子レンジ対応紙カップを得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本発明について、さらに詳しく説明する。図１は、本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法により製造した電子レンジ対応紙カップの一実施例の部分断面図である。電子レンジ対応紙カップＡは、図１−ａに示すように、胴部材１と底部材２とから構成されている。胴部材１は、胴部１１と、上端を外側にカールしてトップカール部１２と、下端を内側に折り返して折り返し部１３とからなっている。一方、底部材２は、内面側から下方に凹状に変形した底面部２１Ｕと、外周縁部を下方へ略直角に屈曲して屈曲部２２とからなっている。胴部材１と底部材２の接合は、底部材２の屈曲部２２を、胴部材１の折り返し部１３と、胴部１１の下端部とで挟んで加熱圧着している。
【０００８】
この底面部２１Ｕは、図１−ｂに示すように、内面がわから下方に凹状に変形されたＵ字形状をしている。好ましくは、図１−ｃに示すように、下面部２１Ｕａと壁面部２１Ｕｂとからなるトレー形状であり、下面部２１Ｕａは平面状とし、壁面部２１Ｕｂは胴部材１の折り返し部１３に近ずけることが好ましい。また、底面部２１Ｕの最大深さは、胴部材１の折り返し部１３の上端から折り返し部１３の幅の７０％以上が望ましい。７０％以上にすることによって、電子レンジ内で糸じり部Ｚの裏側からのマイクロ波の照射を遮ることができ、糸じり部Ｚの焦げの発生を防ぐことができる。７０％未満の場合には、糸じり部Ｚが焦げる危険がある。
【０００９】
また、下面部２１Ｕａと胴部１１の下端により形成される下端面Ｘとの距離ｘは、上方に８ｍｍ未満、下方に２ｍｍ未満の範囲が好ましい。距離ｘが、図２−ａに示すように、上方に８ｍｍ以上の場合には、糸じり部Ｚの裏側からのマイクロ波を遮蔽する効果がなくなる。また、距離ｘが、図２−ｂに示すように、下方に２ｍｍ以上の場合には、電子レンジ対応紙カップＡは、安定性を失う危険がある。
【００１０】
つぎに、本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法について説明する。
まず、図３に示すような胴部ブランク３１と底部ブランク３２とを使用して紙カップを作製する紙カップ成形工程を簡単に説明する。図４は、一般的な紙カップを成形する紙カップ成型機の一例を示した図である。この成型機１００は、一般的な紙カップを成形する成形機と同様であり、（Ａ）胴巻き成形部、（Ｂ）底カール部（糸じり部）成形部、（Ｃ）トップカール成形部の３つの部分から成り立っている。この紙カップ成型機の工程を詳細に説明すると、フィーダーから送られた胴部材ブランク３１は、筒状に貼られる部分がホットエアー１０１で予熱加工され、表面の樹脂が溶融した状態で（Ａ）胴巻き成形部に送られる。（Ａ）胴巻き成形部では、胴巻き型１０２に吸引されながら巻き付けられ、胴巻き紙の熱シールが行なわれる。筒状に熱シールされた胴巻き紙は、（Ｂ）底カール部へ送られる。（Ｂ）底カール部では、型１１０の位置で、まず、打ち抜かれた底部材ブランク３２が、吸引固定され、つぎに、型１１１の位置で、胴巻き紙が挿入される。つづいて、型１１２、型１１３、型１１４の位置で、胴部材１と底部ブランク３２を貼り合わせる部分をホットエアー１０１で予熱加工し、型１１５の位置で、胴部材の下端を内側に折り返ししながら圧着することにより、胴部材１と底部材２を一体化する。このカップ状に成形されたものが、（Ｃ）トップカール成形部へ受け渡される。（Ｃ）トップカール成形部では、型１２０の金型内に嵌め込まれ、潤滑油が塗布され、型１２１、型１２２、型１２３の位置で胴部材１の上端が外側へカールされてトップカール部１２が形成される。最後に、型１２４で排出されて紙カップが製造される。
【００１１】
本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法での、図５−ａに示すように、下方に凹状に変形した底面部２１Ｕと、外周縁部を下方に略直角に屈曲した屈曲部２２とから構成された底部材２を作製する底部材成形工程は、胴部材１と底部材２とを接合する前に、図６に示すような上型２０１と下型２０２とからなる金型２００を使用したプレス加工で行うことができる。この加工により平面状の底部ブランク３２が底部材２に成形される。この工程は、前述の紙カップ成形機の底カール部（Ｂ）の底部材ブランクの供給部に直結して行なうことも、あるいは、予め紙カップ成形機外で行った成形後の底部材２を前述の紙カップ成形機の底カール部（Ｂ）の底部材ブランクの供給部で供給することもできる。
【００１２】
つぎに、本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法で製造する電子レンジ対応紙カップＡの胴部材１および底部材２に使用する材料は、紙を主強度材とし、最内層に熱可塑性樹脂を有することを基本としている。
【００１３】
主強度材となる紙としては、紙カップ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の範囲がより好ましい。
【００１４】
最内層に使用する熱可塑性樹脂は、内容物の保護、特に液状の物質を入れても洩れない機能、また、熱シールにより胴部の貼り合わせ、そして胴部と底部の接着を可能にする機能を持っている必要がある。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、エチレンビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。厚さとしては、１５〜６０μｍの範囲が好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、押し出し加工あるいはラミネート加工によって、最内層に形成される。
【００１５】
例えば、具体的な材料の構成としては、表面側から紙層／ポリエチレン樹脂層、ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層、発泡ポリエチレン樹脂層／紙層／ポリエチレン樹脂層、紙層／ポリプロピレン樹脂層、ポリプロピレン樹脂層／紙層／ポリプロピレン樹脂層、紙層／ポリエステル樹脂層、ポリエステル樹脂層／紙層／ポリエステル樹脂層、紙層／ナイロン樹脂層、ナイロン樹脂層／紙層／ナイロン層などが挙げられる。
【００１６】
特に、底部材２の材料は、凹凸状に変形するため、変形しやすく、変形時に、ひび割れやピンホールが生じない構成を選定する必要があり、ポリエステル樹脂層、ナイロン樹脂層を有する構成が好ましい。
【００１７】
本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法で製造した電子レンジ対応紙カップの用途は、インスタントラーメン、惣菜類などを温める即席食品用の容器、あるいはコーヒー、紅茶、スープなどを温める飲料用の容器として有効である。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明について実施例をあげて、さらに具体的に説明する。
【００１９】
〔実施例〕
胴部材１の材料として、表面からカップ原紙２８０ｇ／ｍ2／低密度ポリエチレン樹脂の材料を使用し、底部材２の材料として、表面からカップ原紙２５５ｇ／ｍ2／低密度ポリエチレン樹脂２５μｍの構成の材料を使用した。まず、図３のような底部材ブランク３２を打ち抜き、図６に示すような金型２００を用いたプレス加工により、図５−ａに示すような底部材２を成形した。同様に胴部材ブランク３１を打ち抜き、この胴部材ブランク３１をマンドレルに巻き付け、筒状の胴部材１に形成した。つぎに、図４に示すような工程で、胴部材１の下方から予め成形した底部材２を嵌め込み、接着部分を熱風で加熱し、胴部材１の下端を内側に折り返して折り返し部１３とした。つづいて、胴部材１の上端を外側にカールしトップカール部１２を形成し電子レンジ対応紙カップＡを作成した。
【００２０】
〔比較例〕
実施例と同一の材料を使用し、紙カップの胴部材１の胴部１１の外径、高さを実施例と同一にし、底部材２の底面部２１は平面状である従来の形状で作成した。
【００２１】
同じ外寸法の実施例、そして比較例の紙カップに水２００ｍｌを入れ、電子レンジ（ＮＥＣ社製、電子レンジＭＣ−Ｅ２家庭用高周波出力：５００Ｗ）にて加熱調理を行なった。その結果、実施例においては、紙カップのどの部分にも焦げの発生は見られなかった。一方、比較例においては、加熱調理２分後に糸じり部Ｚがやや茶色に変色し、５分後には糸じり部Ｚに焦げが発生した。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法によれば、紙カップの底面部の形状を下方に凹状に変形することによって、紙カップの中に、飲料や即席食品などの内容物を入れ、電子レンジで加熱調理した時に、糸じり部に焦げを発生させることのない電子レンジ対応紙カップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法により製造した電子レンジ対応紙カップの一実施例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法により製造した電子レンジ対応紙カップの底部材の形状を示す断面図である。
【図３】本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法により製造する電子レンジ対応紙カップの胴部材のブランクおよび底部材のブランクを示す展開図である。
【図４】一般的な紙カップを紙カップ成形機で成形する工程を示す図である。
【図５】本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法により製造する電子レンジ対応紙カップの胴部材および底部材を示す展開図である。
【図６】本発明の電子レンジ対応紙カップの製造方法の底部材を作製する方法を示す図である。
【図７】従来の紙カップを示す部分断面図である。
【符号の説明】
Ａ      電子レンジ対応紙カップ
ａ      電子レンジ対応紙カップ（変形前）
Ｐ      紙カップ（従来）
Ｚ      糸じり部
１      胴部材
１１      胴部
１２      トップカール部
１３      折り返し部
２      底部材
２１      底面部
２１Ｕ    底面部（変形後）
２１Ｕａ  下面部（変形後）
２１Ｕｂ  側壁部（変形後）
２２      屈曲部（底部材）
３１      胴部ブランク
３２      底部ブランク
１００      成形機
１０１      ホットエアー
１０２      胴巻き型
１１１〜１２７  型(マンドレル）
２００      金型
２０１      上型
２０２      下型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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