(57)【要約】【課題】底紙の表面のしわを十分抑制でき、ムラなく胴紙と接着でき、薬剤の残留やガス漏出の原因となる隙間がなく、凹凸の少ない壁部を形成する底紙を提供すること。【解決手段】底面１１０と、底面１１０の外周縁に形成された外周縁部１１１と、外周縁部１１１から立ち上がった筒状の壁部１１３とを有した紙容器の底紙１００であって、外周縁部１１１は底面１１０に連続して形成され、壁部１１３は外周縁部１１１に連続して形成されるとともに、壁部１１３は周方向に連続して形成されており、壁部１１３の厚みは、底面１１０の厚み以下であること。【選択図】図１
2017196854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面と、前記底面の外周縁に形成された外周縁部と、前記外周縁部から立ち上がった筒状の壁部とを有した紙容器の底紙であって、
前記外周縁部は前記底面に連続して形成され、前記壁部は前記外周縁部に連続して形成されるとともに、前記壁部は周方向に連続して形成されており、
前記壁部の厚みは、前記底面の厚み以下であることを特徴とする紙容器の底紙。
【請求項２】
前記外周縁部は円弧部を有し、前記円弧部から立ち上がった前記壁部の高さＬと前記円弧部の曲率半径ｒとの比Ｌ／ｒが０．４４以下であることを特徴とする請求項１に記載の紙容器の底紙。
【請求項３】
前記壁部の嵩密度が前記底面の嵩密度の１００％以上１３１％以下の範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紙容器の底紙。
【請求項４】
底面と、前記底面の外周縁に形成された外周縁部と、前記外周縁部から立ち上がった筒状の壁部とを有した紙容器の底紙を成形する成形方法であって、
平板状の原紙を、前記底面形状の孔を有するドローダイにセットし、
前記ドローダイの孔を通るドローパンチで前記ドローダイの孔に前記原紙を押し込むことで成形するものであり、
前記ドローダイの孔の内周面と前記ドローパンチの外周面との隙間が、少なくとも外周縁部の円弧部において前記底面の厚みの６０％以上８０％以下であることを特徴とする紙容器の底紙を成形する成形方法。
【請求項５】
前記原紙を、前記底面形状の孔を有する前記ドローダイにセットした後、前記ドローパンチで前記ドローダイの孔に前記原紙を押し込む前に、
前記原紙の最外周側を、第１原紙ホルダーによって前記ドローダイに押圧するとともに、前記第１原紙ホルダーの内周領域で前記ドローパンチよりも外周の領域を、第２原紙ホルダーによって前記ドローダイに押圧することを特徴とする請求項４に記載の紙容器の底紙を成形する成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙容器の底紙であって、特に絞り成形あるいは絞りしごき成形により製造される紙容器の底紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より紙成形体は、包装容器の分野で汎用され、種々の容器形態に成形されており、紙トレー、紙皿などの１ピースからなる紙成形体や、胴紙と底紙の２ピースからなる紙コップ等の容器がある。
【０００３】
紙を主体とする原紙を絞り加工する紙成形体は、金属のような展性、延性がないため、その加工途上で径が縮められ紙材が寄せ集められる部分、例えば紙容器の底紙の外周縁部から立ち上がった部分に、しわが発生する。
絞り加工によって成形される紙成形体である底紙は、図２に示されるように胴紙の下端部が折り返され、その部分に底紙の壁部が挟持される形態で接着一体化される。
その際、該壁部に折り重なるような深いしわが存在すると接着面に隙間が生じ接着状態が不完全となる。
内容液が供給され、すぐに消費されて破棄されるような紙コップであればこの様な接着不全も問題にはならないが、長時間容器として使用する場合には大きな問題となる。
そこで、良好な接着状態を担保するため、紙成形体のしわを抑制する技術として以下のような手法が公知である。
【０００４】
特許文献１には、底紙のへりが圧縮される際に、折り重なるほど高くないひだのみを有する紙容器の底紙を製造することを目的としたものであって、型締力を、原紙の外周部に加えるという工程と、外周部が動くのを防ぐために型締力を維持しつつ、原紙の中央部を、原紙よりも小さい径をもつ円形の開口部の中に押込み、それによって原紙が引き伸ばされるという工程と、前工程で原紙が引き伸ばされたのに続いて、徐々に型締力を弱め、外周部が開口部に入り、かつ曲がって、中央部に関して実質的に直角に延在しているへりを形成するという工程とを有することを特徴とする紙コップ用底の製造方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、紙カップの胴紙に嵌め込み接合して水漏れ等の少ない底紙を提供することを目的としたものであって、そのための構成として型枠部には貫通孔（メス型）が形成され、コイルばねに付勢された環状の押圧部材が、底紙の折曲げ部を型枠部の段部面に押圧可能に設けられ、そこで、折曲げ部が押圧部材により押圧された状態で、型押し部（オス型）が底紙を絞り加工するようにしたものが開示されている。
このように構成したことにより、底紙は、折曲げ部の外側が押さえこまれつつ徐々に絞り込まれるので、折曲げ部には、幅が小さくしわ状で、押しつぶされ易い折り重ね部が形成される。その結果、押圧接合により、底紙と胴紙とは良好に密着し、水密性の高い紙カップを得ることができるというものである。
【０００６】
これらの、原紙の外周部に押圧力を加えつつ絞り加工を行うという従来の方法で製造された底紙は、細かなしわを成形し押しつぶされ易い折り重ね部が形成されること、又は、絞り加工時に原紙よりも狭い厚さの隙間を通過することで細かいしわがつぶされ、しわを目立たなくするものであるが、完全にしわをなくすまでには至っていない。
また、飲食料品の容器分野で通常の保存期間よりも長い、いわゆるロングライフ用の紙容器は、一般的に薬剤による殺菌処理がなされる。底紙の壁部にしわのある状態で胴紙と接着加工すると、内容品側で底紙の壁部と胴紙の接点近傍に隙間が生じて、その部分に薬剤が届き難くなって殺菌が不十分になったり、薬剤が残留する問題や、内容品が漏れるといった虞がある。
【０００７】
これらの問題を解決するための加工方法及び製造装置として、特許文献３には、紙を主体とする原紙をパンチとダイスで絞り加工する装置において、原紙被加工部の外周縁部領域に第１のしわ抑え部材、その内周領域に押圧手段を備えた第２のしわ抑え部材を配置し、絞り加工中は、第１のしわ抑え部材の下面とダイス上面の隙間を一定の隙間に保持する手段を備え、原紙の存在しない状態では第２のしわ抑え部材の下面が第１のしわ抑え部材の下面に対して凸で、その段差量がダイス上面の隙間からブランクの厚みを引いた値以上且つダイス上面の隙間未満となる関係とすることを特徴とした紙コップ用底の製造方法が開示されている。
この第１のしわ抑え部材で原紙を押さえることで、加工初期に原紙の外周縁部に発生するしわを防止するとともに、第１のしわ抑え部材の内周領域にある第２のしわ抑え部材が胴紙との接着や接点近傍の隙間抑制に重要な底紙の立ち上がり形状部分に圧力を印加することで、加工途上のしわの発生を防止する。
また、底紙が受ける加工荷重が低減することから、底紙が破断してしまうといった事故が生じにくくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２３８１５０号公報
【特許文献２】特開２００１ー２７００１３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１５４５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献３の紙コップ用底の製造方法においては、未だ改善の余地があった。即ち、特許文献３の紙コップ用底の製造方法で製造された底紙の壁部には、しわが小さくなったものの未だ無視できない凹凸が残っており、この凹凸によって形成された微細な流路に殺菌用の薬剤が残留したり、レトルト時に膨張するガスが微細な流路を通りぬけて容器外へ漏出するなどの虞がある。
また、殺菌用の薬剤を加熱によって蒸発させて除去する場合、壁部のしわに残留している薬剤も蒸発させるために過剰な熱を与えることで、紙コップの表面のコーティング剤にピンホールが発生するなど、紙コップを傷めてしまう虞がある。
また、紙コップの底紙の側面に凹凸が多いと、胴紙との接着時に必要な熱の伝達不良が発生し、底紙と胴紙の接着にムラができてしまったり、底紙に与える熱量を増やして対応するにしても、エネルギー消費量の増加や、底紙の表面が焦げてしまうなどの問題がある。
【００１０】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡単な構成で、底紙の表面のしわの発生を十分抑制でき、底紙が焦げない熱の伝達でムラなく胴紙と接着でき、殺菌用の薬剤の残留やガス漏出の原因となる隙間がなく、凹凸の少ない壁部を形成する底紙及びその成形方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の紙容器の底紙は、底面と、前記底面の外周縁に形成された外周縁部と、前記外周縁部から立ち上がった筒状の壁部とを有した紙容器の底紙であって、前記外周縁部は前記底面に連続して形成され、前記壁部は前記外周縁部に連続して形成されるとともに、前記壁部は周方向に連続して形成されており、前記壁部の厚みは、前記底面の厚み以下であることにより、前記課題を解決するものである。
本発明の紙容器の底紙を成形する成形方法は、底面と、前記底面の外周縁に形成された外周縁部と、前記外周縁部から立ち上がった筒状の壁部とを有した紙容器の底紙を成形する成形方法であって、平板状の原紙を、前記底面形状の孔を有するドローダイにセットし、前記ドローダイの孔を通るドローパンチで前記ドローダイの孔に前記原紙を押し込むことで成形するものであり、前記ドローダイの孔の内周面と前記ドローパンチの外周面との隙間が、少なくとも外周縁部の円弧部において前記底面の厚みの８０％以下であることにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る紙容器によれば、外周縁部は、底面に連続して形成され、壁部は、外周縁部に連続して形成されるとともに、周方向に連続して形成されているため、壁部の表面に微細な流路の原因となる凹凸がなく、薬剤の残留や、ガスの容器外への漏出を防止することができる。
また、壁部の厚みが、原紙の状態から圧縮されていない底面の厚み以下であるため、壁部の密度が増し、胴紙との接着時に必要な熱を熱源から迅速に伝達しやすくなることで、壁部はムラなく胴紙と接着することができるとともに、過剰に加熱する必要がないため、壁部を焦がさず、エネルギー消費量も削減できる。
【００１３】
請求項２に記載の構成によれば、外周縁部に形成された円弧部の曲率半径ｒと、円弧部から立ち上がった壁部の高さＬとの比Ｌ／ｒが０．４４以下であるため、壁部加工時に壁部に紙材が過剰に寄せ集められることを防ぐとともに、壁部が適度に圧縮されることで、壁部のしわの発生が抑制でき、胴紙との接着時に必要な熱を熱源から迅速に伝達できる。
請求項３に記載の構成によれば、壁部の嵩密度が底面の嵩密度の１００％以上１３１％以下の範囲であるため、しわや紙層の層間剥離による空気の層を壁部から無くすことができ、胴紙との接着時に必要な熱を、熱源からより迅速に伝達しやすくなる。
【００１４】
請求項４に記載の構成によれば、ドローパンチとドローダイの孔との隙間が、少なくとも円弧部において底面の厚みの６０％以上８０％以下であるため、ドローダイにセットした原紙がドローパンチによってドローダイの孔に押し込まれることで、原紙が十分に圧縮されて、しわがなく厚みが底面の厚み以下の壁部を形成でき、しわを抑制し、熱源からの熱の伝達効率を向上した底紙を成形することができる。
【００１５】
請求項５に記載の構成によれば、加工初期にしわが発生しやすい原紙被加工部の最外周側を第１原紙ホルダーで押えることで、加工初期のしわの発生を十分に抑制できるとともに、加工途上にしわが発生しやすい底紙の立ち上がり形状部分に第１原紙ホルダーの内周領域にある第２原紙ホルダーが圧力を印加することで、加工途上のしわの発生も十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る紙容器の底紙１００の断面図及び上面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る紙容器の断面図及び底部の断面拡大図。
【図３】本発明の一実施形態に係る紙容器の底紙成形装置２００の断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る紙容器の底紙１００と胴紙１２０との溶着の工程を従来例と比較した模式図。
【図５】実施例１の各条件における壁部の断面写真。
【図６】実施例２における底紙温度の計測位置（測定孔１２１）を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の一実施形態に係る紙容器Ｄの底紙１００について、図面に基いて説明する。
底紙１００は、図１乃至図３に示すように、円形の底面１１０と、底面１１０の外周縁に形成された外周縁部１１１と、外周縁部１１１から立ち上がった筒状の壁部１１３とを有した紙容器Ｄの底紙１００であって、外周縁部１１１は底面１１０に連続して形成され、壁部１１３は外周縁部１１１に連続して形成されるとともに、壁部１１３は周方向に連続して形成されており、壁部１１３の厚みは、底面１１１の厚み以下になるように形成されている。
【００１８】
また、本発明に係る紙容器Ｄの底紙１００を製造する底紙成形装置２００の加工部は、ドローダイ２１０と、ドローパンチ２１２と、第１原紙ホルダー２２０と、第２原紙ホルダー２２１とを有し、第１原紙ホルダー２２０の外周縁下端には、シート状紙材（図示しない）を底紙用の原紙１３０の形状に打ち抜くカッター（図示しない）が設けられており、第２原紙ホルダー２２１は押圧バネ２２２によって原紙１３０を押圧する方向へ付勢されている。
ドローダイ２１０の中心部には、ドローパンチ２１２が進退可能な大きさの絞り孔２１１が設けられており、ドローパンチ２１２は上下方向に移動可能に設けられている。
【００１９】
さて、紙を主体とする原紙を絞り加工する紙成形体は、金属のような展性、延性がないため、壁部の加工途上で原紙の径が縮められ紙材が寄せ集められる。底面が円形の場合壁部は円筒状に形成され、特に原紙の外周付近は壁部の上端部となるために径の縮小率が高く、壁部の上端部に多くの紙材が寄せ集められることとなる。
寄せ集められた紙材はしわの発生要因となるが、絞り孔を通過することで圧縮され、壁部の嵩密度が増加することで吸収される。しかし、嵩密度の増加で壁部に吸収しきれない紙材が寄せ集められると、紙材は壁部の表面にしわとなって残留する。このしわは既に強く圧縮され簡単には潰せなくなっており、壁部も嵩密度が増加して形状が周方向不均一となり、胴紙との接着時において熱伝達効率を下げたり、胴紙と底紙との接着不良を起こす要因となる。
【００２０】
この事態を回避するためには、紙材の最大圧縮率の調整が必要となる。即ち、原紙の外径が壁部の外径に縮められる際の縮小率を一定以下に保つことで、寄せ集められる紙材を壁部の嵩密度の増加で吸収可能な量に抑えることが重要である。
本発明者は、底紙成形後の壁部と底面との最終的な厚みの関係が、紙材の最大圧縮率の決定要因であることに着目し、底紙成形時に寄せ集められる紙材を、潰しきれないしわの発生を抑えながら壁部に嵩密度の増加で吸収させるとともに、壁部の熱伝達効率を上げ、胴紙と底紙との接着状態を良好にする圧縮条件を特定した。さらに、壁部の高さＬと円弧部の曲率半径ｒとの比にも着目し、底紙成形時に寄せ集められた紙材が壁部に嵩密度の増加で吸収可能となる好適な条件を特定した。
【００２１】
本発明に係る底紙１００は、シート状紙材（図示しない）から第１原紙ホルダー２２０に設けられたカッター（図示しない）で打ち抜かれた原紙１３０を第１原紙ホルダー２２０及び第２原紙ホルダー２２１で押圧しながら、ドローパンチ２１２によって絞り孔２１１へ押し込まれ、絞り加工されることで成形される。
このとき、ドローパンチ２１２の外周面と絞り孔２１１の内周面とのクリアランスＴは、絞り加工前の原紙１３０の厚みの８０％以下に設定している。これによって、原紙１３０を適度に圧縮しながら絞り加工が行われるため、成形した底紙１００の表面に発生するしわを抑制できる。なお、クリアランスＴは、６０％以上８０％以下が特に好適である。
ここで、壁部１１３の高さＬと円弧部１１２の曲率半径ｒとの比Ｌ／ｒが０．４４より大きい場合は、加工途上で原紙１３０の径が底紙の壁部の径まで縮められることによって紙材が過剰に寄せ集められるため、壁部形成時に嵩密度の増加で吸収しきれなかった紙材が大きなしわとなってしまう。さらに、壁部１１３は円筒状に形成されるため、周方向全面にしわが多発することとなる。
【００２２】
ところが、Ｌ／ｒを０．４４以下にすることで、加工途上で原紙１３０の径が縮められることによって紙材が過剰に寄せ集められることを防ぎ、壁部１１３に発生するしわを抑制できる。なお、Ｌ／ｒは、０．４以下が特に好適である。
また、加工初期にしわが発生しやすい原紙１３０被加工部の最外周側１３１を第１原紙ホルダー２２０で押えることで、加工初期のしわの発生を抑制できるとともに、加工途上にしわが発生しやすい底紙１００の立ち上がり形状部分（底紙１００成形後の壁部１１３に相当）に第１原紙ホルダー２２０の内周領域にある第２原紙ホルダー２２１が圧力を印加することで、加工途上のしわの発生も抑制できる。
【００２３】
ところで、紙容器Ｄの底紙１００の表面と、胴紙１２０の内周面には、ラミネート樹脂Ｐがコーティングされており、ガスバーナーや熱風などでラミネート樹脂Ｐを溶融させた状態で底紙１００と胴紙１２０に圧力をかけることで、互いを接着し、紙容器Ｄを成形している。また、胴紙１２０の下端は底紙１００の内周面側に折り返され、壁部１１３を内包するように接着している。
このとき、図４に示すように、従来品のように底紙１００の表面にしわが発生している場合、壁部１１３の厚みや嵩密度が不均一となり、熱の伝達効率が落ちて十分にラミネート樹脂Ｐが溶融せずに接着不良となったり、接着時に底紙１００と胴紙１２０との間に空隙Ｗが残り、殺菌作業の不完全化や漏れの発生原因となる虞がある。しかし、本発明に係る底紙１００は、壁部１１３のしわの発生を十分に抑制できているので、壁部１１３の厚みや嵩密度が均一となっている。したがって、熱の伝達効率が上がるので、壁部１１３のラミネート樹脂Ｐが満遍なく溶融し、接着面の凹凸も少なく、胴紙１２０との接着時に空隙Ｗが発生せず、ムラなく周方向均一に接着することができる。
【実施例１】
【００２４】
ここで、底紙１００を成型する際の、ドローパンチ２１２と絞り孔２１１とのクリアランスＴを変更し、壁部１１３の断面と厚みの比較を行った。共通条件を下記に記す。
［共通条件］
原紙径：φ１００．６ｍｍ
原紙構成：ＬＤＰＥ（０．０１５ｍｍ）／原紙（０．４３５ｍｍ）
原紙坪量：３４６ｇ／ｍ２
原紙密度：０．８０ｇ／ｃｍ３
原紙直径：１００．６ｍｍ
絞り孔内径：７４．５ｍｍ
シゴキ率：１．３５（原紙径／絞り孔内径）
Ｌ／ｒ：０．３５
【００２５】
また、実験時のドローパンチ２１２と絞り孔２１１とのクリアランスＴの実施条件を表１に示す。クリアランスＴは、共通のドローダイ２１０を使用し、ドローパンチ２１２の外径を変更することで調整した。
【表１】
2017196854.tif 000003
【００２６】
上記実施条件によって加工した底紙１００の断面は、図１に示すように、底紙１００の底面１１１から３ｍｍ（Ａ−Ａ’断面）、８ｍｍ（Ｂ−Ｂ’断面）、１２ｍｍ（Ｃ−Ｃ’断面）の位置を確認し、それぞれの位置における紙厚、嵩密度、断面状態を確認した。結果を表２及び表３に示す。嵩密度とは、しわによる隙間や紙層内の層間剥離による空隙Ｗを含めた体積で算出した壁部１１３の各断面における紙繊維の密度を指し、以下の計算式で算出する。
嵩密度（ｇ／ｃｍ３）＝原紙の坪量（ｇ／ｍ２）／壁部の厚み（ｍｍ）／１０００
【表２】
2017196854.tif 000004
【表３】
2017196854.tif 000005
図５に示すように、ドローパンチ２１２と絞り孔２１１とのクリアランスＴが原紙厚の１５０％とした条件１では、大きなしわや紙層内で層間剥離が発生し、底紙１００の底面１１０から遠くなるほど紙厚が不均一になっている。クリアランスＴが原紙厚の１００％とした条件２では、大きなしわはみられず、紙厚も底面１１０からの距離にかかわらず一定の値を示すようになっているが、紙層内での層間剥離により空隙Ｗが紙層内に発生してしまい、加工前に比べて紙厚が増加するとともに壁部１１３の嵩密度が下がっていることから、壁部１１３の圧縮が不十分であることを示している。
一方で、クリアランスＴが原紙厚の８０％や６０％とした条件３や条件４では、問題となる大きさのしわは発生せず、紙厚、嵩密度が共に均一になっている。これは、壁部１１３が加工前の紙厚以下（加工前の紙厚の７３％以上９６％以下）に圧縮されているとともに、Ｌ／ｒも０．４４以下であるため、紙材が過剰に寄せ集められることを防ぎ、しわとならずに、かつ、紙層内での層間剥離も発生せず、適度に壁部１１３が圧縮され、壁部１１３の嵩密度が元の原紙の密度以上（１００％以上１３１％以下）になっていることを示している。また、仮に加工中に紙層内で層間剥離が発生したとしても、クリアランスＴが原紙厚以下（原紙厚の６０％以上８０％以下）であるため、圧縮していく際に層間剥離で生じた空隙Ｗが潰されることとなり、結果として層間剥離がない壁部１１３になる。
クリアランスＴが原紙厚の５０％とした条件５では、原紙１３０が過剰に圧縮されてしまい、原紙１３０が破れてしまって底紙１００を成形できなかった。
【実施例２】
【００２７】
次に、実施例１の各成形条件で成形した底紙１００を用いて紙容器Ｄを作る際に、ヒーターで加熱した底紙１００の温度変化を確認した。確認方法としては、図６に示すように、紙容器Ｄを作る工程において測定孔１２１を設けた胴紙１２０を使用し、加熱後の底紙１００の温度を非接触型の温度センサーで測定孔１２１から測定する方法を用いた。実験条件を下記に記す。
［実験条件］
壁部高さ：１０ｍｍ
底紙構成：ＬＤＰＥ（２０μｍ）／原紙３４０ｇ／ｍ２
温度計：キーエンスＦＴ−Ｈ２０
測定箇所：スピンナー
加熱温度：５００℃（通常条件）、６００℃
ラミネート樹脂の融点：１１０℃
【００２８】
上記条件による実験結果を、表４に示す。
【表４】
2017196854.tif 000006
【００２９】
表４に示すように、条件１では、通常条件では９８℃までしか温度が上昇していなかった。本実施例で用いたラミネート樹脂Ｐを溶融させるためには、１００℃を超えた温度まで加熱する必要があるが、紙厚が元の原紙１３０以上の厚みであったり、しわや紙層内での層間剥離で生じた空隙Ｗによって、十分に底紙１００が温められておらず、底紙１００の壁部１１３の表面や胴紙１２０の表面のラミネート樹脂Ｐが溶融不足となり、底紙１００の壁部１１３と胴紙１２０との接着不良が発生する虞がある。ヒーターを６００℃などの高温条件で実施すれば目標である１００℃を超えており、十分に壁部１１３を温めることができるが、表面が過剰に温められてしまい、原紙１３０が焦げてしまう虞がある。
条件２では、壁部１１３に大きなしわは発生していないが、紙層内での層間剥離で生じた空隙Ｗにより、目標温度である１００℃を超える事ができず、十分に底紙１００のラミネート樹脂Ｐを温めることができていないので、条件１と同様に底紙１００の壁部１１３と胴紙１２０との接着不良が発生する虞がある。
対して条件３や４では、壁部１１３にしわは発生せず、紙層内の層間剥離も生じていないため、十分に底紙１００のラミネート樹脂Ｐを温めることが可能となり、目標温度である１００℃を超えることができたので、接着不良が発生する虞がない。
また、通常条件においても、クリアランスＴが狭まるほど底紙１００の内面温度上昇量は増加している。特に、条件４のヒーターを５００℃に設定した場合では、条件１のヒーターを６００℃に設定した場合と同等の温度上昇値を示している。即ち、条件４では通常条件の温度でも底紙１００の表面のラミネート樹脂Ｐが十分に溶融し、底紙１００と胴紙１２０との接着状態も良好となるため、底紙１００を加熱するためのエネルギー消費量を削減することができる。
【実施例３】
【００３０】
次に、加熱温度を低く設定した場合の底紙１００と胴紙１２０との接着状態を確認した。実験条件を下記に記す。
［実験条件］
胴紙構成：ＬＤＰＥ（２０μｍ）／原紙２５０ｇ／ｍ２
底紙構成：ＬＤＰＥ（２０μｍ）／原紙２５０ｇ／ｍ２
加熱温度：４００℃、４３０℃、４５０℃、５００℃、６００℃
【００３１】
上記実験条件による実験結果を、表５に示す。
【表５】
2017196854.tif 000007
【００３２】
表５に示すように、条件１や条件２では、ヒーターの通常の設定温度である５００℃では底紙１００と胴紙１２０との接着が不良となり、６００℃以上の加熱によって良好な接着が可能となった。しかし、実施例２と同様に高温条件で実施すると原紙１３０の表面が過剰に温められ、焦げてしまう虞がある。
条件３や条件４では、ヒーターの設定温度を低くしても底紙１００と胴紙１２０との良好な接着が可能となった。そのため、底紙１００が焦げることのない低温の条件においても胴紙１２０と底紙１００が接着可能である。また、底紙１００を加熱するためのエネルギー消費量を削減することができる。
【００３３】
上述の結果より、本発明の底紙１００は従来品に比べ、しわの発生が顕著に少なく、胴紙１２０のような他の部材との接着に際しても、接着層に空隙Ｗを生じることなく安定した接着が可能となる。また、熱の伝達効率も向上するため、エネルギー消費量の削減にもつながる。
更には、紙にアルミ層を積層したアルミ原紙を用いた際にも同様の事がいえる。アルミ原紙を加熱接着する際、加熱温度が高温であるとアルミ層と紙層との間でデラミしてしまい、容器底部のピンホールの原因となり、内容物を入れた際に底部から漏れてしまう。その為、低温加熱で接着することが望まれていたが、底紙の壁部の熱伝達効率が低かったため、低温での接着が困難であった。しかし、本発明の様にクリアランスＴを原紙厚の６０％以上８０％以下に設定し、底紙の壁部の厚みを底面の厚み以下にして、かつ紙層内での層間剥離を生じないようにすれば、加熱温度が低温でも接着することが可能となったので、アルミ原紙においてもデラミを起こすことなく接着することが可能となる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
なお、上述した実施形態では、底紙は円形の底面を有するとともに、壁部は円筒状に形成されるものとして説明したが、底面及び壁部の形状はこれに限定されず、例えば、底面の外周の一部が直線状に形成されるとともに壁部の一部が平面上に形成されていてもよく、底面が楕円形に設けられていてもよく、底面の半径が連続的に変化していてもよい。
また、上述した実施形態では、シート状紙材は、第１原紙ホルダーに設けられたカッターで原紙の形状に打ち抜かれるものとして説明したが、シート状紙材の加工工程はこれに限定されず、例えば、別工程で予めシート状紙材を底紙用の原紙の形状に打ち抜き、カッターが設けられていない第１原紙ホルダーを有する底紙成形装置にセットしてもよい。
また、上述した実施形態では、第２原紙ホルダーは、押圧バネによって原紙を押圧する方向へ付勢されているものとして説明したが、第２原紙ホルダーを付勢するものはこれに限定されず、例えば、油圧シリンダを用いてもよい。
【００３５】
また、上述した実施形態では、胴紙の下端は底紙の内周面側に折り返され、壁部を内包するように接着しているものとして説明したが、胴紙と底紙との接着状態はこれに限定されず、例えば、底紙の壁部の内周面側は露出された状態で、胴紙の下端は折り返されずに底紙の壁部の外周面のみと接着されていてもよい。
また、上述した実施形態では、底紙の表面や胴紙の内周面には、ラミネート樹脂がコーティングされているものとして説明したが、ラミネート樹脂のコーティング箇所はこれに限定されず、例えば、底紙と胴紙の接着面のいずれか一方にラミネート樹脂がコーティングされていてもよく、底紙と胴紙の全ての面にラミネート樹脂がコーティングされていてもよい。
また、上述した実施形態では、壁部は外周縁部から立ち上がった筒状に形成されているものとして説明したが、壁部は底紙からみて垂直に立ち上がっているものだけではなく、例えば、テーパー状に傾斜がついて立ち上がっていてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１００  ・・・  底紙
１１０  ・・・  底面
１１１  ・・・  外周縁部
１１２  ・・・  円弧部
１１３  ・・・  壁部
１２０  ・・・  胴紙
１２１  ・・・  測定孔
１３０  ・・・  原紙
１３１  ・・・  最外周側
２００  ・・・  底紙成形装置
２１０  ・・・  ドローダイ
２１１  ・・・  絞り孔
２１２  ・・・  ドローパンチ
２２０  ・・・  第１原紙ホルダー
２２１  ・・・  第２原紙ホルダー
２２２  ・・・  押圧バネ
Ｄ      ・・・  紙容器
Ｆ      ・・・  圧着荷重
Ｈ      ・・・  ヒーターからの熱
Ｌ      ・・・  壁部高さ
Ｐ      ・・・  ラミネート樹脂
Ｒ      ・・・  原紙の半径
ｒ      ・・・  底面の曲率半径
Ｔ      ・・・  クリアランス
Ｗ      ・・・  空隙
【図１】
2017196854.tif 000008
【図２】
2017196854.tif 000009
【図３】
2017196854.tif 000010
【図４】
2017196854.tif 000011
【図５】
2017196854.tif 000012
【図６】
2017196854.tif 000013