(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部ブランクと底部ブランクとで成型され、四角形の開口部の角部に丸みをもたせ、開口端にフランジ部が形成された角型紙カップであって、
前記胴部ブランクが、前記開口部の前記角部となるトップカール巻き込み部では、上辺を部分的に円弧状に切り取った切り欠けを設け、前記開口部の直線部となる部分では、上辺が直線状の前記角部となる部分より広い幅のトップカール巻き込み部とした形状であり、かつ、前記フランジが、前記開口端にトップカール部を形成した後、フランジプレス加工により全周に渡り三重となる断面形状に形成されていることを特徴とする角型紙カップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角型紙カップに関するものであり、さらに詳しくは、トップカール部を強化した角型紙カップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
角型紙カップでは、特にトップカール部が強化されていないため、使用の時に手で角型紙カップを持った場合に、変形してしまったり、また、トップカール部が変形してしまうことによって、角型紙カップの蓋であるオーバーキャップを勘合することができなくなったり、さらには、オーバーキャップの上から角型紙カップを持った時に角型紙カップの変形で、角型紙カップを落下してしまう危険性を持っているという問題があった。
【０００３】
従来より、この角型紙カップのトップカール部を強化する方法としては、使用する原紙の坪量を上げ、紙の厚みを厚くしたり、プラスチックフィルムなどを補強するために貼り合わせることによる材料面で強化する方法と、トップカール部を熱、超音波などを用いて、押しつぶして強化する方法いわゆるフランジプレスと、別のプラスチック成形品をトップカール部あるいはカールしていないトップ部に接合する方法とがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のトップカール部を強化する方法である使用する原紙の坪量を上げ、紙の厚みを厚くしたり、プラスチックフィルムなどを補強するために貼り合わせることによる材料面で強化する方法では、角型紙カップの成型時の機械適性が悪くなると同時に、コストが高くなる。また、トップカール部を熱、超音波などを用いて押しつぶして強化してフランジ部を形成する方法である普通のフランジプレスでは、その効果は大きくなく、小型の角型紙カップでは、実用上問題がない程度のトップカール部の強化にはなるものの、大型の角型紙カップあるいは内容物が重い用途の角型紙カップにおいては、強度が不十分である。さらに、べつのプラスチック成形品をトップカール部あるいはカールしていないトップ部に接合する方法は、出来るだけプラスチック製品の量を削減する必要がある環境対応の観点から問題がある。
【０００５】
これに対して本発明は、上述の従来の角型紙カップの問題を解決したものであり、胴部を構成するブランクの角部となる部分に切り欠けを設けて開口端にトップカール部を形成し、直線部となるトップカール巻き込み部の幅を広くした胴部のブランクを成形してなる角型紙カップであり、角型紙カップの成型加工上問題がなく、さらに、トップカール部を熱、超音波などを用いて押しつぶして強化してフランジ部を形成する方法である一般的なフランジプレスの加工工程で直線部となるトップカール部をはじめ全周に渡ってフランジ部として大きく強化され、全体として変形の起きにくい角型紙カップを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決すべく検討した結果、胴部ブランクと底部ブランクとで成型され、四角形の開口部の角部に丸みをもたせ、開口端にフランジ部が形成された角型紙カップであって、前記胴部ブランクが、前記開口部の前記角部となるトップカール巻き込み部では、上辺を部分的に円弧状に切り取った切り欠けを設け、前記開口部の直線部となる部分では、上辺が直線状の前記角部となる部分より広い幅のトップカール巻き込み部とした形状であり、かつ、前記フランジが、前記開口端にトップカール部を形成した後、フランジプレス加工により全周に渡り三重となる断面形状に形成されていることを特徴とする角型紙カップを見出し、完成したものである。
【０００７】
本発明によれば、角型紙カップの成型加工で問題がなく、さらに、トップカール部を熱、超音波などを用いて押しつぶして強化する方法である一般的なフランジプレス加工工程で直線部となる部分のトップカール部をはじめ全周に渡ってフランジ部として大きく強化され、全体として変形の起きにくい角型紙カップを得ることができる。
【０００８】
【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。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態の一実施例である角型紙カップ１のフランジプレス加工前の状態を示す斜視図とその断面図であり、四角形の開口部の角部に丸みをもたせた角型紙カップ１’であり、胴部２と底部３とから構成され、胴部２の上端は外側にカールされトップカール部４を形成し、下端は内側にカールされ底カール部５を形成している。このトップカール部４は直線部となる部分と角部となる部分とからなっている。また、底カール部５で胴部２と底部３とが一体となっている。
【００１０】
図２は、本発明の実施の形態の一実施例である角型紙カップ１の斜視図とその断面図であり、図１で示したフランジプレス加工前の状態の角型紙カップ１のトップカール部４をフランジプレス加工を行いフランジ部６としている。このフランジ部６を形成することによって、角型紙カップ１の開口部の形状を確実に保持することができ、蓋であるオーバーキャップを被せることができる。本発明の角型紙カップ１においては、角部となる部分の上端に切り欠けを設け、直線部となる部分のトップカール巻き込み部の幅を角部となる部分のトップカール巻き込み部の幅より広く設定したブランクから角型紙カップ成形によりトップカール部４を形成し、その後フランジプレス加工してフランジ部６を形成することにより、直線部となる部分をはじめ全周に渡ってフランジ部６が強化され全体としての角型紙カップ１の強度を高くすることができる。なお、本実施例では、角部となる部分の上端に円弧状の切り欠けを設けているが、この切り欠けの形状は、三角形状、四角形状、台形状などでもよい。
【００１１】
また、本発明の角型紙カップ１は図３に示すような胴部ブランク１０と図４に示すような底部ブランク２０とが、角型紙カップ成型機で成型され、作製される。一般的に、胴部ブランク１０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２０は、角型紙カップ成型機上で打ち抜かれる。
【００１２】
従来は、図５に示すように、角型紙カップの開口部の全周に渡って同一幅のトップカール巻き込み部Ａによってトップカールするように設計されている。このような形状では、トップカール部４の強度を高くするために角型紙カップの全周に渡ってトップカール巻き込部Ｂの幅を広くして巻き込み量を多くトップカールを行うことは角型紙カップ成形の加工上非常に難しい。従って、一般的な角型紙カップ成形に適したトップカール巻き込み部Ｂの幅で行った場合には、図６−ａに示すような二重でフランジプレス加工されたフランジ部の断面形状となる。
【００１３】
一方、本発明の角型紙カップ１の胴部ブランク１０の形状は、図３に示すように、角型紙カップ１の角部となるトップカール巻き込み部Ａ２では、上端を部分的に円弧状に切り取った形状とし、従って、直線部となる部分では、角部となる部分より広い幅のトップカール巻き込み部Ａ１としている。このようなトップカール巻き込み部Ｂの形状にすることによって、角型紙カップ成形において、直線部となる部分のトップカール巻き込み部Ａ１の幅を広くすることができ、フランジプレス加工を行った場合に直線部となる部分および角部となる部分を含む全周に渡り図６−ｂに示すような三重でフランジプレス加工されたフランジ部の断面形状となる。このようにトップカール部４の全周をフランジプレス加工して三重の断面形状となるフランジ部６とし強度を高くすることができることによって、角型紙カップ１全体の強度を高くすることができる。
【００１４】
この胴部ブランク１０と底部ブランク２０とを使用して角型紙カップ１を作製する工程を簡単に説明すると、まず、胴部ブランク１０を筒状に貼り合わせるために、胴部ブランク１０の貼り合わせ部を熱風で予熱し、表面の樹脂を溶融させる。つぎに、胴部ブランク１０を胴巻き型（マンドレル）に巻き付け、圧着し、筒状の胴巻き紙に貼り合わせられる。この工程では、胴部ブランク１０を胴巻き型（マンドレル）に巻き付けてから熱風で加熱して貼り合わせる方法でもよい
。つづいて、胴巻き紙を、あらかじめ打ち抜き、紙皿状に成形された底部ブランク２０をのせたマンドレルに嵌め込み、同時に、胴巻き紙および底部ブランク２０の接着部分の樹脂を熱風で予熱する。そして、胴巻き紙の下端を内側にカールし、圧着し、底カール部５を形成する。さらに、胴巻き紙の上端を外側にカールし、トップカール部４を形成し、フランジプレス加工前の角型紙カップ１が作製される。
【００１５】
さらに、角型紙カップ１のトップカール部４をフランジプレス加工で潰して強化されたフランジ部６とする。このフランジプレス加工は超音波あるいは熱シールを利用して行う。超音波による場合、金型内に装填された角型紙カップ１のトップカール部４が、図７で示すように、ホーン８でプレスされる。リテーナー７で受けた角型紙カップ１のトップカール部４をホーン８で挟んで加圧して潰すと同時に、ホーン８から発振された超音波でトップカール部４を自己発熱させて、その熱によりトップカール部４を接合する方法である。また、熱シールによる場合、紙カップ成形機の中で、トップカール巻き込み部をプレカール後にホットエアーを吹き付けてからカールし、圧着プレスして潰してフランジ部を形成する方法である。
【００１６】
つぎに、本発明の角型紙カップ１に使用する材料の構成は、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。また、最外層も熱可塑性樹脂であることが好ましい。最内層は内容物を保護する機能を有する。一方、最外層はフランジプレス加工において、最外層同志が熱密着してフランジ部の強度を増すことになる。具体的な材料構成の例としては、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／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／ポリエチレン、ポリエチレン／アルミニウム／紙／ポリエチレンなどが挙げられる。
【００１７】
主強度材となる紙としては、角型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、角型紙カップ成形適性上、１５０〜３５０ｇ／ｍ2の範囲がより好ましい。
【００１８】
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、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。
【００１９】
最外層に使用する熱可塑性樹脂は、最外層同志が熱シールによる接着が可能である機能を持っている必要がある。具体的には、最内層に使用する熱可塑性樹脂と同様に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、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、最内層および最外層に形成される。
【００２０】
上記の実施例は、開口部の形状が長方形である場合を説明したが、開口部が角部に丸みのある正方形であってもよい。さらに、四角形の角型紙カップとは限らずに、角部に丸みのある三角形紙カップ、五角形紙カップ、六角形紙カップ、八角形紙カップなど多角形の角型紙カップであってもよい。
【００２１】
【実施例】
本発明による角型紙カップの実施例のサンプルをつぎの仕様により作成した。
【００２２】
〔実施例１〕
カップ本体の仕様
形状    ；  四角錐形状
内容量  ；  ５００ｍｌ（満杯容量）
トップカール部の内径；  ８８×６１ｍｍ直径（首下）
高さ    ；  １１５ｍｍ
材料    ；  ＰＥ２０μｍ／紙３００ｇ／ｍ2／ＰＥ４０μｍ
ブランク；  図３に示した形状。
【００２３】
上記のような形状および材料の角型紙カップを紙カップ成形機で成形して作製した。そして、紙カップ成形機の中で、トップカール巻き込み部をプレカール後にホットエアーを吹き付けてからカールし、圧着プレスして潰してフランジ部を形成を形成した。特に、直線部の部分が強化され、全体として変形の起きにくい、環境対応の観点からも良好な角型紙カップを作製することができた。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、胴部を構成するブランクの角部となる部分に切り欠けを設けて開口端にトップカール部を形成し、直線部となるトップカール巻き込み部の幅を広くした胴部のブランクを成形してなる角型紙カップであり、直線部となる部分のトップカール巻き込み部の幅を広くした胴部のブランクを角型紙カップ成形することにより、角型紙カップの成型上で問題がなく、さらに、トップカール部を熱、超音波などを用いて押しつぶして強化する方法である一般的なフランジプレスの加工工程で直線部のトップカール部をはじめ全周に渡ってフランジ部として強化され、全体として変形の起きにくい、環境対応の観点からも良好な角型紙カップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による角型紙カップのフランジプレス加工前の状態を示す斜視図およびその断面図である。
【図２】本発明による角型紙カップを示す斜視図およびその断面図である。
【図３】本発明による角型紙カップの胴部のブランクの展開図である。
【図４】本発明による角型紙カップの底部のブランクの展開図である。
【図５】従来の角型紙カップの胴部のブランクの展開図である。
【図６】本発明による角型紙カップのトップカール部およびフランジ部の断面を示す図である。
【図７】本発明による角型紙カップのフランジプレス加工を示す概略図である。
【符号の説明】
１    角型紙カップ
１’  角型紙カップ
２    胴部
３    底部
４    トップカール部
５    底カール部
６    フランジ部
７    リテイナー（金型）
８    ホーン
Ａ    トップカール巻き込み部（本発明の）
Ａ１  トップカール巻き込み部（本発明の角部）
Ａ２  トップカール巻き込み部（本発明の直線部）
Ｂ    トップカール巻き込み部（従来の）
１０    胴ブランク
２０    底ブランク
【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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