(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面にヒートシール性を有する樹脂層が設けられた紙を主強度材とした材料からなるブランクを用いて、胴部と底部とから構成され、前記胴部の上端は外側にカールされたトップカール部を有する紙カップを成型後、前記トップカール部を、前記樹脂層の樹脂の溶融温度以上の温度を持つ熱風によるホットエアー装置で加熱し、冷却することにより、押し潰すことなく、前記トップカール部を強化することを可能とした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、紙カップの製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、トップカール部が強化されてい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、紙カップのトップカール部を強化するには、使用する原紙の坪量を上げ、紙の厚みを厚くす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とがある。
【０００３】
【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には、問題点があった。使用する原紙の坪量を上げ、紙の厚みを厚くすることによる材料面で強化する方法では、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する方法では、トップカール部をつぶした断面形状に丸みがなくなり、丸みのある形状に比べて、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが悪いという欠点がある。
これに対して本発明は、紙カップの成型上で問題がなく、コストが高くない、そして、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが良い、トップカール部が強化されている紙カップの製造方法を提供する。
【０００４】
【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、少なくとも一方の面にヒートシール性を有する樹脂層が設けられた紙を主強度材とした材料からなるブランクを用いて、胴部と底部とから構成され、前記胴部の上端は外側にカールされたトップカール部を有する紙カップを成型後、前記トップカール部を、前記樹脂層の樹脂の溶融温度以上の温度を持つ熱風によるホットエアー装置で加熱し、冷却することにより、押し潰すことなく、前記トップカール部を強化することを可能としたことを特徴とする紙カップの製造方法を見出し、完成したものである。
【０００５】
本発明によれば、紙カップの成型上で問題がなく、コストが高くない、そして、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが良い、トップカール部が強化されている紙カップを得ることができる。
【０００６】
【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。
紙カップ１は、、図１に示すように、胴部２と底部３とから構成されている。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。この底カール部５で胴部２と底部３とが一体となっている。
また、図２に示すような胴部ブランク６と底部ブランク７とが、紙カップ成型機で成型され、紙カップ１は作製される。一般的に、胴部ブランク６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７は、紙カップ成型機上で打ち抜かれる。
【０００７】
この胴部ブランク６と底部ブランク７とを使用して紙カップ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６を筒状に貼り合わせるために、胴部ブランク６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６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。つづいて、胴巻き紙の中に底部ブランク７を嵌め込み、同時に、胴巻き紙および底部ブランク７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、紙カップ１が完成する。
【０００８】
紙カップ成型機の一例を図３に示した。この成型機１１は、（Ａ）胴巻き成形部、（Ｂ）底カール部、そして（Ｃ）トップカール部の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ブランク６は、筒状に貼られる部分がホットエアー１２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１３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２０の位置で、まず、打ち抜かれた底部ブランク７が、吸引固定され、つぎに、型２１の位置で、胴巻き紙が挿入される。つづいて、型２２、型２３、型２４の位置で、胴巻き紙と底部ブランク７を貼り合わせる部分をホットエアーで予熱加工し、型２５の位置で、胴巻き紙の下端を内側にカールしながら圧着することにより、胴部２と底部３を一体化する。このカップ状に成形されたものが、（Ｃ）トップカール部へ受け渡される。（Ｃ）トップカール部５では、型３０の金型内に嵌め込まれ、潤滑油が塗布され、型３１、型３２、型３３の位置で胴部２の上端が外側へカールされる。最後に、型３４で排出されて紙カップ１が製造される。
【０００９】
つぎに、本発明の紙カップ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。例えば、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。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。
【００１２】
つづいて、上記の材料を使用して、本発明のトップカール部が強化された紙カップを作製する強化加工方法を説明する。図４に示すように、紙カップ１のトップカール部４を最内層の樹脂の融点以上の温度を持つ熱風４１をホットエアー装置４２で加熱し、冷却する。温度条件としては、１２０〜４００°Ｃの範囲が好ましい。加熱時間としては、３秒〜３分間が好ましい。いずれにしても、最内層の樹脂が溶融する温度条件が必要である。
加熱方法としては、熱風以外にもガスフレーム、マイクロウェーブ、電熱ヒーターなどによる方法も使用できる。加熱加工を、トップカール部だけに行なうことが、美観の点で好ましいが、表面に出ている熱可塑性樹脂の他の部分を同時に加熱しても、加熱された部分が発泡などを起こすが、フランジ部の強度向上の効果を得ることはできる。
【００１３】
さらに、本発明のトップカール部が強化された紙カップについて、実際に、表１に示したような種々の紙カップの試料のトップカール部を強化加工した後、トップカール部の強度が向上した結果を表２に示した。強化加工の条件は、１２０°Ｃの乾燥炉内に３分間放置である。
また、強度の評価方法を、図５が示している。紙カップのトップカール部を中心に向かって１０ｍｍ圧縮するのに必要な荷重を測定し、その値をトップカール部の強度として表している。
【００１４】
【表１】
0003923562.tif 000002
【００１５】
【表２】
0003923562.tif 000003
【００１６】
以上、テスト結果から、全試料において、強化加工後のトップカール部の強度は、強化加工前のトップカール強度に比べて増加している。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、紙カップの成型に問題がなく、コストが高くない、そして、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが悪くない、トップカール部が強化されている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製造方法による紙カップを示す断面図である。
【図２】本発明による紙カップの成型前の胴部ブランク底部ブランクを示す平面図である。
【図３】本発明の紙カップの製造方法を実施するための紙カップ成型機を示す概略図である。
【図４】本発明の紙カップの製造方法である強化加工の概略図である。
【図５】本発明による紙カップのフランジ部の強度の評価方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１  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  胴ブランク
７  底ブランク
１１  紙カップ成型機
Ａ  胴巻き成型部
Ｂ  底カール部
Ｃ  トップカール部
１２  ホットエアー
１３  胴巻き型
１４  ピックアップ
１５  トランスファー
２０〜３７
型（マンドレル）
４１  熱風
４２  ホットエアー装置
【図１】
0003923562.tif 000004
【図２】
0003923562.tif 000005
【図３】
0003923562.tif 000006
【図４】
0003923562.tif 000007
【図５】
0003923562.tif 000008