(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙を主材とし表面に合成樹脂層または合成樹脂含浸層を有する容器成形材を絞り成形してなる紙製成形容器であって、前記容器成形材をしごき絞り加工により成形して胴壁の内周面及び外周面に微細な線状のしわが形成された紙製成形容器の胴壁の内周面に、前記線状の微細なしわの窪みが前記容器成形材から溶融した合成樹脂により埋めて目止される熱プレス処理部が形成されてなり、内容物の液汁が毛細管現象による容器開口端へ上昇することを阻止するようにしてなることを特徴とする紙製成形容器。
【請求項２】
前記熱プレス処理部が、少なくとも該容器に充填される内容物の液面上方位置から所定高さ範囲を含むリング状範囲を加熱・加圧成形することにより形成されてなる請求項１に記載の紙製成形容器。
【請求項３】
前記微細なしわが胴壁内方に向かう開口幅０．５ｍｍ以下の微細な線状窪みである請求項１又は２に記載の紙製成形容器。
【請求項４】
紙を主材とし表面に合成樹脂層または合成樹脂含浸層を有する容器成形材を絞り成形してなる紙製成形容器の製造方法であって、前記容器成形材をしごき絞り加工により成形して胴壁の内周面及び外周面にほぼ縦方向に微細な線状の縦しわが形成されてなる紙製成形容器を形成し、且つ前記胴壁の内周面を１００〜２００℃に加熱し、面圧５〜５０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することにより、前記容器成形材の合成樹脂を溶融させ、該溶融した合成樹脂で胴壁内周面の前記線状の微細な縦しわの窪みを目止めして熱プレス処理部を形成することを特徴とする紙製成形容器の製造方法。
【請求項５】
前記加熱は成形容器内周面に加熱した熱板を押圧することにより行なう請求項４に記載の紙製成形容器の製造方法。
【請求項６】
前記加熱は、容器内部にホットエアを吹きつけることにより行なう請求項４に記載の紙製成形容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙を主材とする容器成形材を絞り成形した紙製成形容器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙製容器において耐水性や耐油性、或いはガスバリヤー性等を高めるために、紙に合成樹脂フィルムをラミネート或いは合成樹脂をコーティングしたもの、又は合成樹脂を含浸させた紙を主材にした成形容器（以下、単に紙製成形容器という）が使用されてきている。従来の紙製成形容器は、平板状の容器成形材（ブランク）を絞り成形によって成形しているが、主材である紙は合成樹脂や金属と違って展性が殆どないため、縮径量に相当する分を胴壁にひだ状に折り込み（プリーツ）を形成しないと絞り成形できない。そのため、折り込まれたひだの形状を成形後も維持するためにひだを接着剤で接着させるとか、ラミネートした合成樹脂を溶融させて接着させるなどの手段を施している（例えば、特許文献１〜３参照）。しかしながら、このように絞り成形された容器は、胴壁の折り込み部が目立つ不具合があるとともに深絞りが困難であるため、トレー状や浅カップ状のもっぱら底の浅い成形容器にしか実用化されてないのが現状である。
【特許文献１】特開平９−５６３１９号公報
【特許文献２】特許第２８７５４９６号
【特許文献２】特開２００１−１８０６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような問題点を解決するために本出願人は、従来の絞り成形法に代わる紙製成形容器の新しい成形方法としてしごき絞り成形法を開発し、それによって従来のひだ状の折りこみ部の発生と比べて特段に小さいしわが胴壁に生じるだけで成形でき、且つ従来と比べて底深の容器の成形が可能な成形方法を提案した（特願２００２−３２０４６７号）。
このしごき絞り成形法によって成形した紙製成形容器は、図５（ａ）（ｂ）に示すように胴壁３０に生じる微細なしわがかえって独特な風合いを醸し出し美麗に成形できる点で満足するものであったが、図５（ｂ）にその断面を顕微鏡写真で示すように胴壁３０の内外面に微細な線状の縦しわ３１が極微細な溝となっているため、液状あるいは液体を含む内容物３５である場合、同図（ｃ）に符号３４で模式的に示すように毛細管現象で内容液が胴壁を伝って時間が経過すると共に容器開口端のカール部（蓋材シール位置）３２まで達するという問題点が生じた。
そこで、本発明は、このようなしごき絞り成形法によって成形され胴壁内周面に微細なしわを有する紙製成形容器における微細しわに起因する毛細管現象による内容液の蓋材シール位置への上昇を完全に阻止することができ、液状内容物でも確実に充填シールでき、且つ容器胴壁に折り込みひだを有せず美麗に成形でき、安価に製造できる紙製成形容器及びその製造方法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】
【０００４】
本発明者らは、上記問題点を解決するために種々研究する過程で、微細しわによる毛細管現象を発現させない方法として、内容物に混ざっても人体に影響を及ぼさない例えばパーム油やバター等融点の低い物質を目止め剤として容器内周面に塗工して、しわの凹部を埋めることにより、毛細管現象の発生を防止できることを着想し実験した。しかしながら、この方法は、内容物が加熱を要しない場合は良好であるが、内容物を容器ごと電子レンジ等で加熱する場合、目止め剤が溶け出してしまうため、目止め効果がなくなり、毛細管現象の発生を完全に阻止することはできず、また内容物のフレバーにも影響を及ぼすため、加熱する内容物を充填する容器としては満足する結果が得られなかった。そして、さらに研究を重ねた結果、紙を主材とする容器成形材自体に含まれている樹脂を利用してしわの目止めをすることを着想し、本発明に到達したものである。
【０００５】
即ち、本発明の紙製成形容器は、紙を主材とし表面に合成樹脂層または合成樹脂含浸層を有する容器成形材を絞り成形してなる紙製成形容器であって、前記容器成形材をしごき絞り加工により成形して胴壁の内周面及び外周面に微細な線状のしわが形成された紙製成形容器の胴壁の内周面に、前記線状の微細なしわの窪みが前記容器成形材から溶融した合成樹脂により埋めて目止される熱プレス処理部が形成されてなり、内容物の液汁が毛細管現象による容器開口端へ上昇することを阻止するようにしてなることを特徴とするものである。前記胴壁の微細なしわの合成樹脂による目止めは、胴壁内周面全体に行なってもよいが、少なくとも該容器に充填される内容物の液面上方位置から所定高さ範囲を含むリング状範囲を熱プレス処理することが望ましい。前記微細なしわは、胴壁内方に向かう開口幅が０．５ｍｍ以下の微細な線状窪みである。
【０００６】
本発明の上記紙製成形容器の製造方法は、紙を主材とし表面に合成樹脂層または合成樹脂含浸層を有する容器成形材を絞り成形してなる紙製成形容器の製造方法であって、前記容器成形材をしごき絞り加工により成形して胴壁の内周面及び外周面にほぼ縦方向に微細な線状のしわを発生させて紙製成形容器を成形し、且つ該紙製成形容器の前記胴壁の内周面を１００〜２００℃に加熱し、面圧５〜５０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することにより、前記容器成形材の合成樹脂を溶融させ、該溶融した合成樹脂で胴壁内周面の前記線状の微細なしわの窪みを目止めして熱プレス処理部を形成することを特徴とするものである。
前記加熱は成形容器内周面に加熱した熱板を押圧することにより行なうか容器内部にホットエアを吹きつけることにより行なうか何れの方法も採用可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の紙製成形容器は、従来のひだ状の折りこみ部と比べて特段に小さいしわが胴壁に発生するだけで成形でき、且つ従来と比べて底深の容器の成形が可能であって、微細しわに起因する胴壁内周面の液面から容器上端のシール部に至る毛細管現象発生経路が、熱プレス処理によって遮断されているので、微細しわがあっても毛細管現象による内容液の蓋材シール位置への上昇を完全に阻止することができ、液状内容物でも確実に密封することができる。そして、本発明の紙製成形容器製造方法は、容器胴壁に折り込みひだを有せず美麗に成形でき、且つ特別な目止め材を必要とすることなく確実に微細しわを目止めすることができ、液状内容物でも確実に密封保護でき、且つ内容物を充填したまま電子レンジで加熱可能であり、従来の紙製成形容器と比べて多用途に利用可能な紙製成形容器を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の紙製成形容器及びその製造方法の実施形態について、図面を基に詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明の実施形態に係る紙製成形容器の正面部分断面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面を顕微鏡で撮影した断面写真における内外面の状態を模写した胴壁断面拡大図である。
本発明の紙製成形容器１は、紙を主材とし表面に合成樹脂層または合成樹脂含浸層を有する一枚の容器成形材から、本出願人が特願２００２−３２０４６７号で提案したしごき絞り方法で製造した紙製成形容器１の胴壁２の内周面を熱プレスしてコーティング又はラミネートされている樹脂を溶融させ、該溶融樹脂で微細しわの凹部を埋めることにより、毛細管現象の発現を阻止したものである。本実施形態では図１（ａ）でハッチングして示すように、胴壁内周面の任意の幅に亘ってリング状に熱プレスして微細なしわを溶融合成樹脂で目止めした熱プレス処理部３を形成して、該熱プレス処理部によって内容液が毛細管現象によって容器の開口端部４まで上昇することを阻止している。該熱プレス処理部３は側壁内周面全体に施しても良いし、図示のように側壁内周面の一部にリング状に施しても良いが、例えば仮想線で示すように内容物の液面位置５を含むその上下所定幅に設けてもよい。しかしながら、液面を位置を含む必要はないが、少なくとも液面から離れた上方には所定幅設ける必要があり、開口近傍まで幅広く設けるのが望ましい。
【０００９】
熱プレス処理された胴壁内周面６は、その断面を図１（ｂ）に拡大して示すように、しわが溶融樹脂で埋まり、均一な滑らかな面となっている。一方、胴壁外周面７には依然として微細しわ８が観察されている。このように、胴壁内周面に熱プレス処理部３を設けることによって、容器側壁に発生している微細しわによる毛細管現象による内容液の上昇を阻止することができ、内容液が容器開口端に達してシール不良を生じることなく、良好に蓋材をシールすることができる。また、微細しわに目止めに使用される合成樹脂の融点以下の加熱では前記目止め効果は失われないので、本発明の成形容器は、１００℃以下程度の温度で容器ごと内容物を電子レンジで加熱しても、目止め効果が損なわれることがないので、電子レンジで加熱可能な容器としても使用可能である。
【００１０】
図２は本実施形態に係る上記紙製成形容器の側壁内周面を熱プレスする熱プレス装置の実施形態概略を示している。
本実施形態の熱プレス装置１５は、雌型１６と加熱・加圧手段である雄型１７とから構成されている。雌型１６は、容器の形状に合せた凹部１８を有し、本実施形態では凹部の側壁内周面がテーパー面となっており、該凹部に嵌合される成形容器１を受けるようになっている。
【００１１】
一方、雄型１７は、適宜の駆動手段で上下駆動するロッド１９の下端に交換可能に取り付けられ、雌型凹部の形状と同様に外周面がテーパー状になっており、容器に形成する熱プレス処理部の高さに相当する熱プレス面２０を有し、該雄型が下降することによって、該熱プレス面２０が容器の側壁内周面を所定の圧力で加圧するようになっている。雄型１７は、ヒータ２１を有して、所定温度に加熱可能に構成され、稼働中常時所定温度に加熱されている。上記加熱温度は、容器側壁にラミネート、コーティング又は含有させた合成樹脂の融点付近の温度が好ましく、樹脂の種類にもよるが１００〜２００℃の範囲で加熱する。また、加圧は、前記雄型により、面圧５〜５０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することが好ましい。なお、図中２２は温度センサであり、雄型の温度を常に検知し、ヒータを制御して雄型を常に一定温度に保っている。
【００１２】
以上のように構成された熱プレス装置１５で、本実施形態の紙製成形容器は、次のように側壁内周面が熱プレス処理されて製造される。
熱プレス装置１５の雄型１７は、予め所定温度に加熱されており、雌型１６の凹部１８内に、前工程でしごき絞り加工によりブランクから図１に示すような形状に形成された成形容器１が供給される。次いで、雄型１７が下降することにより、雄型外周のテーパー面が容器側壁内周面のテーパー面にあたり、該面を押圧しながらさらに下降して、同図（ｂ）に示す状態でしばらく保持することによって、容器の側壁内周面が加熱されて溶融した樹脂が加圧により容器内周面にあるしわの凹部に入り込みしわを目止めするとともに、熱プレス面２０が当った側壁内周面を滑らかな均一面に仕上げる。加圧保持時間は樹脂の融点によっても異なるが、０．１〜５秒の範囲で可能である。したがって、本実施形態によれば簡単な方法で短時間に確実に側壁内周面の微細しわを目止めすることができる。
なお、胴壁外周面は、直接雄型が接触することがないので、熱プレス効果は少なく、外周面の微細なしわを目止めするには至らない。
【００１３】
上記実施形態の雄型の加熱は外周面に設けたヒータによって行なったが、それに限らず例えば誘導加熱コイル、あるいは雄型内部に埋め込んだヒータ等適宜の手段が採用できる。また、必ずしも雄型自体を加熱するものに限らず、例えば容器内部に１００〜２００℃のホットエアを吹き込んで加熱してから、雄型により加圧成形するようにすることも可能である。また、雄型の形状も上記のように固定形状に限らず、エキスパンダー状に拡開して容器側壁内周面を押圧するもの、或いは容器内径よりも小径の自転・公転する回転ローラ等が採用可能であり、上記実施形態の装置に限るものではない。
【実施例１】
【００１４】
上記実施形態の熱プレス装置により、次の条件で上記のしごき絞り加工により成形された紙製成形容器を熱プレス処理して製造した。  
容器素材：
ポリプロピレン（２０μｍ）／カップ原紙（２８０ｇ／ｍ２）／ポリプロピレン
（２０μｍ）
熱プレス条件：
雄型表面温度      １６０℃
面圧              ３ＭＰａ
押圧時間          ０．２秒
以上の条件で熱プレス後、成形容器側壁の熱プレス断面を切断して、走査型電子顕微鏡で撮影してその断面形状を観察した。また、比較例として同様にしごき絞り成形により成形した成形容器のプレスを行なっていない状態での側壁内周面部位の断面を同様に走査型電子顕微鏡で撮影して観察した。得られた電子顕微鏡断面写真を図３に示す。該図は前記顕微鏡写真をスキャナーで読み込み分かり易くするために、背景を消去したものであり、図において（ａ）は熱プレス前、即ち初期の状態の断面の３５倍拡大写真であり、同様に（ｂ）は熱プレス後の断面の３５倍拡大写真である。そして、（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれの要部の１００倍拡大写真である。該写真から明らかなように、熱プレス前は側壁の内周面６及び外周面７とも微細な線状窪みとなっている微細しわ８が所定間隔で生じていることが観察される。しかしながら、熱プレス後は（ｂ）、（ｄ）に示すように、内周面６の微細しわによる線状窪みはなくなっており、１００倍に拡大した（ｄ）の写真で線状窪み部に溶融樹脂９によって埋められているのが観察される。一方外周面７の線状しわは熱プレス前と比べてより小さくはなっているが、凹部への溶融樹脂の充填はなく、線状窪みは存在していることが観察される。
【実施例２】
【００１５】
実施例１で製造した成形容器に内容物として、酢豚を充填し保存温度５℃で３日間保存し、内容物液分の毛細現象による側壁内面の上昇状態を観察した。なお、本実施例で使用した成形容器は、容器の内周面高さのほぼ上部１／３に熱プレス処理を施してあり、内容物は該熱プレス処理部よりも下方位置まで充填した。また、比較例として、実施例１と同様に熱プレス処理を施してないしごき絞り成形により成形した紙製成形容器に同様の内容物を同量充填し、保存温度５℃で３日間保存し、内容物液分の毛細現象による側壁内面の上昇状態を観察した。その状態の写真を図４に示す。その結果、熱プレスを行なってない比較例のものは、図４（ｄ）に示すように、内容物充填３日後には内容液分が毛細管現象により筋状にカール部まで上昇していることが確認された。なお、この状態は図５（ｃ）に模式的に示されている。これに対し、実施例のものは、熱プレス処理部に達するまでは液分上昇の筋が観察されたが、熱プレス処理部から上部には液分上昇は観察されず、毛細管現象の発生が確実に阻止されていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の紙製成形容器は、紙を主材とした合成樹脂を含む容器成形材から絞り成形された成形容器であり、その形状は断面円形の容器に限らず、楕円状、矩形状等種々の断面形状に適用可能である。また、底浅容器に限らず、深絞成形も可能であり、その用途も水分を含む内容物の充填、及び内容物を電子レンジで容器ごと加熱して処理可能であり、安価な使い捨て容器の利用範囲を拡大するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明の紙製成形容器の一部破断正面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面の一部拡大図である。
【図２】熱プレス装置による熱プレス処理工程を示す概略図であり、（ａ）は熱処理開始前の状態、（ｂ）は熱プレス中の状態を示している。
【図３】熱プレス処理前と熱プレス処理後（実施例）の成形容器の側壁断面の電子顕微鏡写真を示し、（ａ）は熱プレス処理前の３５倍拡大写真、（ｂ）は熱プレス処理後の３５倍拡大写真、（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれの１００倍拡大写真である（実施例１）。
【図４】熱プレス処理済みの成形容器（実施例２）及び熱プレス処理なしの成形容器に酢豚を充填して、容器の側壁内周面での毛細管発生状況を示す写真で、（ａ）は熱プレス処理済みの容器に酢豚を充填した初期の状態、（ｂ）は３日経過後の状態、（ｃ）は熱プレス処理なしの成形容器（比較例）に酢豚を充填した初期の状態、（ｄ）はその３日経過後の状態をそれぞれ示している。
【図５】しごき絞り成形法によって成形した熱プレス処理なしの状態の紙製成形容器を示し、（ａ）はその正面断面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面の電子顕微鏡写真、（ｃ）は内容物を充填した状態の正面断面模式図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  紙製成形容器                        ２  胴壁
３  熱プレス処理部                      ４  開口端部
６  胴壁内周面                          ８  微細しわ
９  溶融樹脂                          １５  熱プレス装置
１６  雌型                              １７  雄型
１８  凹部                              １９  ロッド
２０  熱プレス面                        ２１  ヒータ
【図１】
0004666925.tif 000002
【図２】
0004666925.tif 000003
【図３】
0004666925.tif 000004
【図４】
0004666925.tif 000005
【図５】
0004666925.tif 000006