(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴部と該胴部の上端部を外側にカールしたトップカール部と該胴部の下端部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下方へ略直角に屈曲した屈曲部とを有する底部材とが、それぞれ紙を基材として構成され、前記胴部と前記折り返し部との間に前記屈曲部が挟み込まれた糸じり部で前記胴部材と前記底部材とが互いに接合された紙カップであって、該紙カップの前記底面部が該底面部の前記外周縁部から下方に凹状に変形したＵ字形状に形成され、かつ、前記底面部の下面部と前記胴部の下端により形成される下端面との距離が前記下端面から上方に８ｍｍ未満、及び前記下端面から下方に２ｍｍ未満の範囲であり、前記紙カップが、加熱することにより少なくとも表面側に発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層と、基材層となる紙層と、裏面熱可塑性樹脂層とを備えていることを特徴とする断熱電子レンジ対応紙カップ。
【請求項２】
前記紙カップの前記胴部材が、前記加熱することにより発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記載する断熱電子レンジ対応紙カップ。
【請求項３】
前記紙カップの前記底部材が、前記加熱することにより発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記載する断熱電子レンジ対応紙カップ。
【請求項４】
前記紙カップの前記胴部材および前記底部材が、前記加熱することにより発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする請求項１に記載する断熱電子レンジ対応紙カップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱電子レンジ対応紙カップに関するものであり、さらに詳しくは、熱可塑性合成樹脂の発泡層を有する断熱電子レンジ対応紙カップに関するものである。そして、本発明の断熱電子レンジ対応紙カップは、断熱容器として電子レンジで使用できる。
【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１０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】
また、断熱性の有するカップとしては、発泡性を持つ合成樹脂、とくに発泡ポリスチレン樹脂を原料とするものが、多く使用されている。また、紙カップの全周に波形状などの紙製の胴巻きをした形のもの、あるいは内側と外側の二重構造とし、二層間に空間を持たせた形のもの、そして、紙の両面をポリエチレン樹脂層で積層された材料を使用した紙カップの表面のポリエチレン樹脂層を発泡させたものなどがある。
【０００４】
【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、通常の紙カップでは、図１０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。
【０００５】
また、前述の断熱性を有するカップにおいて、発泡ポリスチレン樹脂によるカップは、発泡剤を加えた樹脂を成形加工することによって製造され、断熱性では優れているが、使用後に廃棄物として処理しにくく、環境対応の点で問題がある。また、表面の平滑性が低く、印刷適性に劣るなどの欠点もある。
【０００６】
また、全周に波形状などの紙製の胴巻きをした形態の紙カップ、あるいは、内側カップと外側カップの二重構造をもつ紙カップは、断熱性、および環境対応の点では優れているが、材料、および製造上のコストが高いという問題がある。
【０００７】
つまり、今まで、断熱性を有し、製造コストが低く、かつ、電子レンジで使用して糸じり部に焦げを生じない紙カップはなかった。
【０００８】
本発明は、断熱効果が充分ある発泡層を有する断熱紙カップであって、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断熱電子レンジ対応紙カップを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【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、筒状の胴部と該胴部の上端部を外側にカールしたトップカール部と該胴部の下端部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下方へ略直角に屈曲した屈曲部とを有する底部材とが、それぞれ紙を基材として構成され、前記胴部と前記折り返し部との間に前記屈曲部が挟み込まれた糸じり部で前記胴部材と前記底部材とが互いに接合された紙カップであって、該紙カップの前記底面部が該底面部の前記外周縁部から下方に凹状に変形したＵ字形状に形成され、かつ、前記底面部の下面部と前記胴部の下端により形成される下端面との距離が前記下端面から上方に８ｍｍ未満、及び前記下端面から下方に２ｍｍ未満の範囲であり、前記紙カップが、加熱することにより少なくとも表面側に発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層と、基材層となる紙層と、裏面熱可塑性樹脂層とを備えていることを特徴とする断熱電子レンジ対応紙カップである。また、前記紙カップの前記胴部材が、前記加熱することにより発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層を有すること、あるいは、前記紙カップの前記底部材が、前記加熱することにより発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする。さらに、前記紙カップの前記胴部材および前記底部材が、前記加熱することにより発泡層を形成する表面熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、断熱効果が充分あり、滑り止め効果があり、そしてデザイン的に独特な風合いをもつ発泡層を有する断熱紙カップであって、紙カップの底面部の形状が下方に凹状に変形したことによって、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断熱電子レンジ対応紙カップを得ることができる。
【００１１】
【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、本発明による断熱電子レンジ対応紙カップの一実施例の発泡がなされる前の状態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の底面部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。
【００１２】
この底面部２１Ｕは、図１−ｂに示すように、内面側から下方に凹状に変形した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。
【００１３】
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。
【００１４】
つぎに、胴部材１、あるいは底部材２の発泡する前状態での材料構成は、基本的には、図３−ａに示すように、表面側から表面熱可塑性樹脂層５、基材層としての紙層３、そして裏面熱可塑性樹脂層６となっている。そして、発泡した後では、図３−ｂに示すように、表面側から発泡層５ａ、基材層としての紙層３、そして裏面熱可塑性樹脂層６となっている。紙層３の表面側には印刷層４を設けることができ、この印刷層４は表面熱可塑性樹脂層５によって、被覆されている。この印刷層４は、表面熱可塑性樹脂層５の表面に設けることもできる。また、紙層３と裏面熱可塑性樹脂層６との間には、バリア性などを上げるためにアルミニウム箔層などを設けることもできる。
【００１５】
基材層となる紙層３は、坪量が１００〜４００ｇ／ｍ2の範囲が、紙カップの製造上好ましい。また、この紙層３の含水率は、３〜１０％の範囲が好ましく、さらに好ましくは、５〜８％の範囲で安定させることがより好ましい。紙の中の水分を蒸発させ、その蒸気圧の力で表面熱可塑性樹脂層５を発泡させて発泡層５ａを形成するというのが原理となっている。
【００１６】
印刷層４は、紙層３の表面あるいは表面熱可塑性樹脂層５の表面に施される。この印刷層４は、部分的に着色インキで印刷される場合と、全面的に着色インキで印刷される場合とがある。印刷の位置、印刷面積の大小、印刷の方法、使用されるインキなどは、従来公知の技術を適宜選択して用いることができる。
【００１７】
表面熱可塑性樹脂層５および裏面熱可塑性樹脂層６に使用する熱可塑性樹脂は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂、ポリスチレン樹脂などである。この熱可塑性樹脂を紙層３の表と裏の両面に積層する方法には、樹脂を熱溶融して塗布する押し出しコーティング法、あるいはフィルムになったものを貼り合わせるラミネート法などがある。発泡する前の表面熱可塑性樹脂層５の厚さは、１５〜５０μの範囲が好ましい。厚すぎても、薄すぎても発泡しにくくなる。一方、裏面熱可塑性樹脂層６の厚さは、特に限定されない。ただ、裏面熱可塑性樹脂層６を発泡させずに、表面熱可塑性樹脂層５だけを発泡させるために、裏面からの水蒸気の蒸発を防ぐ方法として、紙層３と裏面熱可塑性樹脂層６の間にアルミニウム箔などの層を設けるか、あるいは裏面熱可塑性樹脂６の熱可塑性樹脂は表面熱可塑性樹脂層５の熱可塑性樹脂より軟化点の高い熱可塑性樹脂を使う。例えば、高密度ポリエチレン樹脂、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、裏面熱可塑性樹脂層６が形成される。この裏面熱可塑性樹脂層６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材１の貼り合わせ、そして胴部材１と底部材２の接着を可能にする機能を持っている必要がある。
【００１８】
特に、底部材２の材料は、底面部２１を凹状に変形する時、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。
【００１９】
図４は、上記のような構成の材料を使用して作られた表面熱可塑性樹脂層５を発泡する前の図１に示すような断熱電子レンジ対応紙カップａの表面熱可塑性樹脂層５を発泡して発泡層５ａとした本発明の断熱電子レンジ対応紙カップＡを示す図である。本実施例の断熱電子レンジ対応紙カップＡでは、胴部材１および底部材２の両部分を発泡層５ａとしているが、発泡層５ａは、胴部材１単独、あるいは底部材２単独に設けてもよい。
【００２０】
つぎに、本発明の断熱電子レンジ対応紙カップを製造する方法について説明する。
【００２１】
まず、表面熱可塑性樹脂層５を発泡する前の断熱電子レンジ対応紙カップを作製する。この断熱電子レンジ対応紙カップａは、印刷が施された紙層３の表側に表面熱可塑性樹脂層５が裏側に裏面熱可塑性樹脂層６が積層された積層体を、打ち抜き加工で打ち抜いた図５に示すような胴部ブランク３１と底部ブランク３２とから製造されるが、その製造方法は、大きく二つの方法に分けることができる。
【００２２】
一つの方法は、図６に示すように、まず一般的な紙カップＰと同様な形状の紙カップを作製する。この底部材２を変形する前の紙カップの製造は、紙カップ成型機で一般的な紙カップＰと同様に成型することができる。一般的に、胴部ブランク３１は、あらかじめ前工程で打ち抜かれたものを使用し、底部ブランク３２は、紙カップ成型機上で打ち抜かれる。この底面部２１が底上げとなっている紙カップをつぎの工程で底面部２１を下方に凹状に変形してＵ字形状の底面部２１Ｕとする方法である。
【００２３】
もう一つの方法は、図７に示すように、予め、胴部材１と底部材２とを別の工程で加工しておく。そして、つぎの工程で、筒状に成形した胴部材１ａとＵ字形状の底面部２１Ｕを有する底部材２ａとを、底部材１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接合する方法である。
【００２４】
つぎに、この成形された発泡前の断熱電子レンジ対応紙カップａを加熱することにより、紙の中の水分が蒸発し、その蒸気圧と空気の熱膨張とが加わって作用し、表面熱可塑性樹脂層５に発泡構造を生成させ発泡層５ａとすることによって、表面に発泡層５ａを有する本発明の断熱電子レンジ対応紙カップＡを製造することができる。
【００２５】
加熱方法としては、熱風、赤外線、遠赤外線、マイクロ波、高周波などを使うことができる。静置して加熱する方法、あるいはコンベアーにより送りながら加熱する方法がある。加熱条件としては、温度が１００〜２００°Ｃの範囲が好ましく、時間としては、１０秒〜５分の範囲が好ましい。
【００２６】
なお、本発明の断熱電子レンジ対応紙カップＡの製造方法としては、前述のように、紙カップの底面部２１を凹状にして底面部２１Ｕとした発泡前の断熱電子レンジ対応紙カップａを成形し、そのつぎの工程で発泡して断熱電子レンジ対応紙カップＡを製造する製造方法以外に、図８に示すように、一般的な紙カップの形状において予め発泡しておき、つぎの工程で底面部２１を凹状に変形してＵ字形状の底面部２１Ｕとして断熱電子レンジ対応紙カップＡを製造する製造方法もある。
【００２７】
あるいは、もう一つの方法は、図９に示すように、予め、筒状に成形した発泡した胴部材１ａとＵ字形状の底面部２１Ｕを有する発泡した底部材２ａとを別の工程で加工しておく。そして、つぎの工程で、底部材１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接合して断熱電子レンジ対応紙カップＡを製造する製造方法もある。
【００２８】
本発明の断熱電子レンジ対応紙カップの用途としては、コーヒー、紅茶、スープなどの温めて使用する飲料用の容器、あるいはインスタントラーメン、惣菜などの温める即席食品用の容器がある。
【００２９】
【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。
【００３０】
［実施例］胴部材１の材料として、表面から低密度ポリエチレン樹脂層４０μｍ／印刷層／カップ原紙２８０ｇ／ｍ2／低密度ポリエチレン樹脂と高密度ポリエチレン樹脂との混合樹脂層２５μｍの構成の材料を使用し、底部材２の材料として、表面から低密度ポリエチレン３０μｍ／カップ原紙２２０ｇ／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５のような胴部材ブランク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、一般的な紙カップの成形機で、胴部材１の下方から底部ブランク３２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を形成した。作製した紙カップの底面部２１をつぎの工程で下方に凹状に変形してＵ字形状の底面部２１Ｕとして発泡前の電子レンジ対応紙カップａを、１２０°Ｃの乾燥機の中で３分間加熱し、表面熱可塑性樹脂層５を発泡させ、図４に示すように、表面に発泡層５ａを有する断熱電子レンジ対応紙カップＡを得た。
【００３１】
〔比較例〕
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μｍの構成の材料を使用し、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、紙カップの胴部材１の胴部１１の外径、高さなど胴部材１の形状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。
【００３２】
本発明の電子レンジ対応紙カップの実施例、そして実施例と同じ外寸法の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分後に糸じり部がやや茶色に変色し、５分後には糸じり部に焦げが発生した。また、加熱調理した内容物が入った状態で、手で持った時、本発明の電子レンジ対応紙カップの実施例では、比較例に比べて熱さを感じにくく、持ちやすかった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、発泡層により、断熱効果が十分あり、滑り止め効果があり、デザイン的に独特な風合いを持ち、そして製造コストが低い断熱紙カップであって、紙カップの底面の形状が下方に凹状に変形してＵ字形状であることによって、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、焦げを発生させることのない断熱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】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップの発泡前を示す一部を切欠断面とした概略断面図である。
【図２】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップの底部材の形状を示す部分断面図である。
【図３】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップの胴部材および底部材の材料構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップを示す一部を切欠断面とした概略断面図である。
【図５】本発明による断熱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６】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップを製造する方法を説明する図である。
【図７】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップを製造するもう一つの方法を説明する図である。
【図８】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップを製造する別の方法を説明する図である。
【図９】本発明による断熱電子レンジ対応紙カップを製造するさらに別の方法を説明する図である。
【図１０】従来の紙カップを示す一部を切欠断面とした概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ      断熱電子レンジ対応紙カップ
ａ      断熱電子レンジ対応紙カップ（発泡前）
Ｐ      紙カップ（従来）
Ｚ      糸じり部
１      胴部材
１ａ    胴部材（接合前）
２      底部材
２ａ    底部材（接合前）
３      紙層
４      印刷層
５      表面熱可塑性樹脂層
５ａ    発泡層
６      裏面熱可塑性樹脂層
１１      胴部
１２      トップカール部
１３      折り返し部
２１      底面部
２１Ｕ    底面部（変形後）
２１Ｕａ  下面部（変形後）
２１Ｕｂ  壁面部（変形後）
２２      屈曲部
３１      胴部ブランク
３２      底部ブランク
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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