(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙製カップの胴部外面に紙製サックを巻き付けてカップ胴部を２重構造にした紙カップにおいて、ほぼ扇形に打ち抜いた、紙または板紙から成る紙製カップブランクの上縁と下縁との間に、直線状または円弧状をなす罫線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように形成した上でカップ成形した後、紙製サックをカップの胴部外面に巻き付け、カップの単位面もしくは単位面を区画する罫線部とサック貼りした外装紙胴部内面との間に、ほぼ３角形のトラス構造もしくはアーチ構造からなる断熱空間を形成させたことを特徴とする保温断熱容器。
【請求項２】
紙製カップの胴部外面に巻き付ける紙製サックに紙製カップと同じ直線状または円弧状をなす罫線か、または異なる罫線を入れて、重ならないように組み合わせて断熱空間を形成させたことを特徴とする請求項１記載の保温断熱容器。
【請求項３】
サック内面とカップ胴部外面との間に断熱空気層を形成させるように前記サックをカップ外周の上端と下端もしくはそれら近傍に貼着または密着により位置ズレしないように固定した請求項１または２記載の保温断熱容器。
【請求項４】
紙製カップを構成する紙基材は、坪量が１２０〜３００ｇ／ｍ2の範囲の紙または板紙である請求項１、２または３記載の保温断熱容器。
【請求項５】
紙製サックを構成する紙基材は、坪量が１２０〜４００ｇ／ｍ2の範囲の紙または板紙である請求項１、２、３または４記載の保温断熱容器。
【請求項６】
紙製カップを構成する紙基材は、密度が０．６０〜１．３ｇ／ｃｍ3、ヤング率が２．０〜９．０Ｇｐａ（但し、抄紙方向と平行な方向と直角方向のヤング率の相乗平均値）であり、該基材が一層または二層以上の抄合わせ抄紙による紙または板紙であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の保温断熱容器。
【請求項７】
紙製サックを構成する紙基材は、密度が０．４５〜１．０ｇ／ｃｍ3、ヤング率が０．７〜５．５Ｇｐａ（但し、抄紙方向と平行な方向と直角方向のヤング率の相乗平均値）であり、該基材が一層又は二層以上の抄合わせ抄紙による紙または板紙であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の保温断熱容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インスタントラーメン等の即席麺類、またはお茶、コーヒー、スープ、シチュー、みそ汁等のように主に熱湯を注ぐことにより飲食できる食品の容器や冷凍食品等のような電子レンジを用いて容器ごと調理解凍を行う場合の如く、保温性と断熱性が必要とされる食品の調理容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上記の食品容器には、発泡ポリスチレン製容器が断熱性、保温性に優れ、成形、加工性もよく、さらに安価なため多用されているが、最近になり省資源、環境保護、環境問題への関心が高まり、家庭ゴミとして廃棄する際に焼却処理が容易であり、また土壌中の微生物による生分解が可能である紙を主体とする食品容器への要望が高まってきている。
【０００３】
紙基材を主体とするこの種の容器としては、紙基材上に少なくとも片面に、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたものが使用されているが、断熱性が低く、容器を持つ手に直接熱が伝わり熱くて持ちにくい、或いは保温性が劣り、内容物の温度が急激に低下する、或いは容器が軟化して容器の強度が低下するなどという問題があった。
【０００４】
これらを改善する目的で、例えば内容物の温度が直接指に伝わらないようにするとともに容器の強度を向上させるため、容器の胴部の外面にフインのような多数のリブを付設する方法が特開昭５１−２５７６号公報に提案されているが、この方法ではリブの凸部の温度は低く保たれ、容器を持つ手に熱が伝わりにくいものの、リブが冷却フィンのような機能を果たすため保温性という意味では劣っていた。またリブとカップ本体との間に形成される段差によって見栄えと印刷性に劣るという問題があった。
【０００５】
また、カップ本体とその外側に設ける外装部材たる外筒の間に断熱空気層を設ける方法が提案されている。すなわち実開平６−３９７１７号公報には、同一深度の点状のエンボス模様を形成した紙製シートを紙カップ外周に巻き付けた断熱性紙カップが提案されている。このものは、高低差１〜２ｍｍ、直径２〜５ｍｍの点状凸部または凹部のエンボス模様を３〜１０個／ｃｍ2の密度で施した紙製シートを紙カップの側壁外周に巻き付けるものであるが、見栄えと印刷性に劣るという問題があった。
【０００６】
一方、リブおよびエンボス処理した紙をカップ外周に貼付し、さらに最外周に外装紙を貼り付ける方法が実開平６−６５２７９号公報に提案されているが、これらは容器を構成する部品点数が増え、首記の省資源の目的を達成できない。
【０００７】
これらの容器の胴部外面にリブを付設する方法、エンボス処理紙を巻き付ける方法、エンボス紙の外側にさらに外装紙を貼り付ける方法の冷却の悪さや見栄えの悪さ、部品点数増の問題点を改善するものとしては、従来からも、特開平４−２０１８４０号公報により胴部周壁に段部を設け、外側からカップ胴部に外装紙を巻き付けて空隙を形成した紙容器が提案されている。また実開平４−４５２１２号公報により、カップ本体の底部外周に内向きカールさせた紙製外筒をカップ本体の外周に被せて空気断熱層を設ける方法が提案されている。さらに特開平７−２２３６８３号公報によりカップ本体の胴部外壁面の円周上に帯状突起を設け、カップ本体と外壁面との間に断熱空気層を設ける方法が提案されている。
【０００８】
しかしながら上述した断熱空気層を設ける方法では、いずれも空隙の容積を大きくして断熱空気層を設けているが故に、熱湯を注いでカップを手で持ち上げたとき、これらの空隙が潰れてしまい、断熱効果を損なってしまう問題があった。
【０００９】
「潰れ」を抑止するために紙の剛性を高めれば紙はたわみにくくなる。紙の剛性を高めるには紙の坪量を上げる方策がある。しかしこの方策では省資源の目的を達成できないばかりでなく、紙シートを内側の紙カップに巻き付ける際に紙が厚すぎて成形しにくく、紙折れを発生して見栄えが悪くなるなどの問題があった。
【００１０】
紙の重量を上げずに剛性を発揮する手段としては、古紙の配合量を減らすか配合せずに強度の高いＵＫＰ（未晒クラフトパルプ）などのパルプを使用することが考えられるが、紙強度を上げると、シートを内側の紙カップに巻き付ける際に紙が硬すぎて成形しにくく紙折れを発生して見栄えが悪くなるなどの問題があった。
【００１１】
成形しやすさと、断熱空気層が潰れない剛性を併せ持つ外装紙の選定に際しては、ある範囲内の剛性をもった紙、板紙を使用せざるを得ず、剛性の低い、一般的な紙、板紙を使用するには問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、一般的な紙、板紙を使用して成形しやすく、内装紙カップの胴部の剛性を高め、かつ外装紙とカップとの間の断熱空気層が潰れにくい形状を持った保温性断熱容器は知られておらず、その開発が望まれていた。
【００１３】
【課題を解決するために手段】
本発明者は、保温性と断熱性を有するだけでなく、前記の断熱空気層が潰れにくく、かつ食品を食するときに、安全であり、印刷性、見栄え等の商品性を損なうことなく、複雑な製造工程を経ずに製造され、さらに廃棄する際の易廃棄性と環境負荷の少ない紙カップを提供する方法について鋭意研究を重ねた結果、紙製カップの胴部外面に紙製サックを巻き付けてカップ胴部を２重構造にした紙カップにおいて、内側カップに特殊な形状構造を持たせることで外装紙に特別な加工や成形を施さずに断熱空気層を形成できることを見いだした。さらには、外装紙にも併せて特殊な形状構造を持たせることで、効果的に断熱空気層を形成できることを見出した。
【００１４】
すなわち、紙製カップの胴部外面に紙製サックを巻き付けてカップ胴部を２重構造にした紙カップにおいて、ほぼ扇形に打ち抜いた紙または板紙から成る紙製サックを紙製カップの胴部外面に巻き付ける際、紙カップを該扇形の紙または板紙の上縁と下縁との間に、直線状または円弧状をなす罫線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように形成した上でカップ成形した後、外装紙をカップの胴部外面に巻き付けると、カップの単位面もしくは単位面を区画する罫線部とサック貼りした外装紙胴部内面との間に、ほぼ３角形のトラス構造もしくはアーチ構造からなる断熱空間を形成させることが出来、外装紙に紙坪量の大きい特別な紙基材を使用することや特別な加工をすることなしに断熱空気層を維持して、良好な保温、断熱性を付与できることを見いだした。
【００１５】
さらには、ほぼ扇形に打ち抜いた紙または板紙から成る紙製サックを紙製カップの胴部外面に巻き付ける際、該扇形の紙または板紙による紙サック外装紙の上縁と下縁との間に、直線状または円弧状をなす線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように罫線を形成した上でカップの胴部外面に巻き付けると、カップと外装紙胴部内面との間に、ほぼ３角形のトラス構造もしくはアーチ構造からなる形状的に強固な断熱空間を形成させることが出来、前述同様、断熱空気層を維持して、良好な保温、断熱性を付与できることを見いだした。しかも、カップと外装紙のそれぞれにこのような構造を持たせると、構造的に強度を持たせるため、従来は使用できなかった、強度が低い範囲の紙や軽い紙をも使用することができるようになることを見出した。
【００１６】
【発明の実施の形態】
潰れにくい断熱空気層構造を維持するために、剛性のある紙、板紙が通常必要であるが、単に剛性の高い紙、板紙では巻き付け成形性の低下という問題が発生する。そこで剛性と巻き付け成形性を併せ備える紙、板紙が必要となる。しかし、一般的な紙、板紙を使用しても、その紙に直線状または曲線状罫線を入れて多数の単位面を連設して内側カップを作ると、前記単位面によって、ほぼ３角形のトラスもしくはアーチが多数形成される。よって、この３角形のトラスもしくはアーチで紙製サックと内側のカップとの間に断熱空気層を作れば、外装紙に特別な加工を施さずに、また、特定の紙、板紙を使用しなくても潰れにくい断熱空気層を形成することが可能となる。
【００１７】
以上の説明からも明らかなように、本発明の目的は、紙製カップと外装サックとの間に断熱空気層を設けるための空隙を形成した保温断熱容器において、外装紙に特殊な加工を施さずに、容器強度を維持して保温性と断熱性の低減を抑止するためのサック用紙基材の選定を容易に行うことを可能にし、かつ、食品を食するときに、安全であり、印刷性、見栄え等の商品性を損なうことなく、複雑な製造工程を経ずに製造され、さらに廃棄する際の易廃棄性と環境負荷の少ない紙カップを提供することにある。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の保温断熱性容器は以下の構成を採用したものである。
すなわち、紙製カップの胴部外面に紙製サックを巻き付けてカップ胴部を２重構造にした紙カップにおいて、紙または板紙から成る紙製カップの胴部材をラミネート処理し、その裏面からほぼ扇型にシート打ち抜きする際に同時に罫線処理を行い、その後、胴部を巻き付け機で接着し、底仕上げしてカップを形成し、さらに、カップ上部をカーリングさせ、上端部を最終的に丸め込んで形を整える際に、自動的に罫線部分で凹凸形状が形成され、すなわち、直線状または円弧状をなす罫線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように形成される。
【００１９】
その後の紙製カップの胴部外面に巻き付ける外装紙製サックは、同様に紙または板紙からなるが、あらかじめ印刷を施したうえで、ほぼ、扇型からなるシートに打ち抜きされ、その時、同時に必要に応じて罫線処理を行う。外装紙を巻き付け機で丸め込んで内側になる紙製カップの胴部外面に巻き付ける際に、外側に罫線処理したシートを使用すると、カップと同様に自動的に罫線部分で凹凸形状が形成され、すなわち、直線状または円弧状をなす罫線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように形成される。このため内側カップと外装紙胴部の間に、ほぼ３角形のトラス構造もしくはアーチ構造からなる断熱空間を相互に形成させたことが特徴である。
【００２０】
換言すると、本発明は、外装紙サックの内側に特定形状の紙製カップをはめ込み、かつ前記サック内面とカップ胴部外面との間に断熱空気層を形成させるように前記サックをカップ外周の上端と下端もしくはそれら近傍に貼着または密着により位置ズレしないように固定した保温断熱容器であって、前記紙製カップは、ほぼ扇形に裁断した紙または板紙から成り、該扇形の紙または板紙の上縁と下縁との間に直線または円弧状をなす罫線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように形成した上で、カップ成形され、カップの胴部側壁に、単位面もしくは単位面を区画する罫線部が形成されるものである。
【００２１】
一方、外装紙にも紙製カップと同様に該扇形の紙または板紙の上縁と下縁との間に直線または円弧状をなす罫線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように形成した上で、単位面もしくは単位面を区画する罫線部が形成されたうえで全体をサック貼りし、内側カップのカップ胴部外面との間に、ほぼ３角形のトラス構造もしくはアーチ構造からなる断熱空気層を重ならないように組み合わせて空間形成させたことより形成させることが好ましい。
【００２２】
なお、ここでいう「サック」は、従来の技術でいうカップの外側に設ける「外装部材」と同意義であり、また「サック貼り」とは。扇形に打ち抜いた紙シートの両端部を貼り合わせて、上下の開口した状態になるように成形することを意味している。
【００２３】
本発明で使用する紙カップ基材の剛さに特別の条件はなく、一般的な紙、板紙を紙カップの基材とすることができる。特に好ましい事例としては、坪量が１２０〜３００ｇ／ｍ2の範囲で、密度が０．６０〜１．３ｇ／ｃｍ3、ヤング率が２．０〜９．０Ｇｐａ（但し、抄紙方向と平行な方向と直角方向のヤング率の相乗平均値）であり、該基材が一層又は二層以上の抄合わせ抄紙による紙または板紙であればどのような、紙、板紙でも使用できる。ポリエチレンフィルムや各種表面処理剤などで表面が耐水、耐アルコール処理してあっても、また、そうでなくとも構わない。
【００２４】
本発明で使用する紙サック基材の剛さに特別の条件はなく、一般的な紙、板紙を紙サックの基材とすることができる。特に好ましい事例としては、坪量が１２０〜４００ｇ／ｍ2で、ヤング率は、抄紙方向と平行な方向と直角方向の相乗平均値で０．７〜３．５Ｇｐａの範囲とし、さらに密度は０．４５〜１．０ｇ／ｃｍ3の範囲であればどのような、紙、板紙でも使用できる。紙カップ基材の場合と同様に、それぞれの好ましい範囲に物性値を整えた基材を用いることで、カップ成形性、印刷加工性、得られた紙カップの取り扱い適性が一段と向上する。
【００２５】
これらの数値範囲内にそれぞれの原紙を抄造していくためには、剛直なパルプ、たとえばＫＰ（クラフトパルプ）などを使用することは特に必要なく、自由にパルプを選定することができる。市販されている紙、板紙であっても、上記の特性を満たすものであれば特に制限なく採用でき、コート紙、キャストコート紙、上質紙などからも選択できる。
【００２６】
【作用】
本発明において、紙製カップとサック貼りする外装紙を成形製造するとき、扇形の紙または板紙を用い、その上縁と下縁との間に、直線状または円弧状をなす罫線で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面が連設されるように形成した上で、カップ成形と外装紙の成形を行ってからカップの胴部外面に外装紙を巻き付けると、おのおのが形成する構造で断熱空気層を形成することが出来る。すなわち、該カップの側壁胴部の上部開口と下部開口の曲率が異なっているので、巻き付ける際に、罫線で囲まれた各単位の領域に大小異なる曲げ応力を生ずることとなり、その結果、該側壁胴部ブランクの罫線で囲まれた各単位面は、胴部を巻き付け機で接着し、底仕上げしてカップを形成し、さらに、カップ上部をカーリングさせ、上端部を最終的に丸め込んで形を整える際とに、図２〜図４に示すような罫線部分で自動的に、凸形の曲面または凹形の曲面を呈するようになる。同様にサック貼りされる外装紙も必要に応じて罫線を入れた場合には、該側壁胴部ブランクの罫線で囲まれた各単位面は、胴部を巻き付け機で接着し、サック貼りされる際に、図５〜図７に示す罫線部分で自動的に、凸形の曲面または凹形の曲面を呈するようになる。これらを重ならないように貼りあわせるとそれぞれが形成する構造体により断熱空気層が形成される。
【００２７】
本発明において、紙サックと内側のカップとの間に潰れにくい断熱空気層構造を維持し、かつカップ成形性能を有することができる理由は、以下のように考えることが出来る。断熱空気層構造体を維持するために紙自体に剛性が必要なことはいうまでもないが、紙の変形は、一般に紙の厚さとヤング率、密度に比例する。これは構造力学のたわみ式などによっても明らかである。通常、カップを手で持ったときのたわみ量は、単純ばりのたわみ量の式から次のように求めることができる。簡易的に原紙坪量を一定として、紙の厚さをｈ、密度をρ、ヤング率をＥとし、支点間の距離を２ａ、支点から荷重Ｐをかける点の距離をａとし、幅をｂとすると、荷重Ｐをかけたときのたわみ量は２Ｐ・ａ3／Ｅ・ｂ・ｈ3となる。一方、２点間で支えられる単純ばりがトラス構造をとり、上から荷重Ｐをかけたとき、トラス部材が支点を結ぶ方向とのなす角度をθとすると、そのときのたわみ量は、Ｅ・ｈ・ｓｉｎ2θ／ａ＋１２Ｅ・ｈ3・ｃｏｓ5θ／ａ3と考えることができ、トラス構造にするとたわみ量は小さくできる。なお前記の単純ばりがアーチになり、これと同じアーチが横方向に連続しそれが接合されて一体になったとすればシェル構造となるのである。これらの場合においても前記トラス構造の場合と同様にたわみ量は小さくできる。
【００２８】
本発明においてヤング率とは、弾性率、弾性係数とも呼ばれる紙引張り抵抗性を示す数値である。この数値は、剛性に影響を与えるのみならず、紙の絞り適性、折り曲げ易さや、カールさせ易さなどの紙の成形性と密接に関わる。成型されたカップの物性と相関が高いのは、紙の縦（抄紙方向）と横（幅方向）のヤング率の相乗平均値である。測定法は定速伸長形引張り試験から求められる荷重−変形曲線の初期直線勾配と紙の断面積から計算する。また、高感度コンデンサマイクロフォンとＦＦＴアナライザーを用いて振動時における共振周波数を求め、曲げこわさの数値から導き出すこともできる。さらに３点曲げ法を用いて曲げ変位量と荷重により、弾性率を導き出すこともできる。
【００２９】
また前記の紙基材の抄造方法については特に制限はないが、長網、或いは丸網抄紙機を用いて単層か複数に積層し抄造するか、複数のパルプの混合によって抄造し、抄造時に、キャレンダーを用いて所望の密度に仕上げる方法がある。これらの方法においては紙カップ基材の坪量が好ましくは１２０〜３００ｇ／ｍ2の範囲で抄紙、製造出来れば特にその抄造条件と使用するパルプは制限が無く、ＧＰ、ＲＧＰ、ＴＭＰなどの機械パルプやＣＧＰ、ＳＣＰなどのセミケミカルパルプやＳＰ、ＫＰなどの化学パルプ、さらに非木材を用いたパルプなどを使用できる。
【００３０】
外装紙の紙サックについては坪量が好ましくは１２０〜４００ｇ／ｍ2の範囲とし、さらに前記のように紙の縦横の相乗平均ヤング率が０．７〜５．５Ｇｐａの範囲とし、密度は０．４５〜１．０ｇ／ｃｍ3の範囲で抄紙、製造出来れば特にその抄造条件と使用するパルプは制限が無く、ＧＰ、ＲＧＰ、ＴＭＰなどの機械パルプやＣＧＰ、ＳＣＰなどのセミケミカルパルプやＳＰ、ＫＰなどの化学パルプ、さらに古紙や非木材を用いたパルプなどを使用できる。
【００３１】
また、紙カップと紙サックについて、それぞれ、特に個々の抄紙時のパルプフリーネス設定に制限はない。個々のパルプフリーネス調整は、コニカル型やドラムタイプ、ディスクタイプの各種のリファイナー、ジョルダンを用いることが出来る。さらにこれらの制御は各種のプロセス計測制御装置を用いることが出来る。またフリーネスの調整に静電気結合型の低分子ポリマーや比較的高分子の架橋型ポリマー、例えばポリエチレンイミン、ポリアクリルアミドを使用することもできる。パルプスラリーにはその他に、前述のように各種のアニオン性、ノニオン性、カチオン性あるいは両性の歩留向上剤、紙力増強剤、サイズ剤等が適宜選択して使用できる。
【００３２】
本発明の紙カップとサック用紙基材を抄造するには、パルプや紙力増強剤を混合したパルプをワイヤー網に流して抄紙、脱水・乾燥する。これに用いる紙力増強剤には、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド尿素ホルムアルデヒド樹脂、ケトン樹脂、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン樹脂、グリセロールポリグリシジルエーテル樹脂、ポリエチレンイミン樹脂等を挙げることができる。これら紙力増強剤を２種以上併用してもよい。その他、必要に応じて乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、耐水化剤、サイズ剤、スライムコントロール剤、内添填料、染料、消泡剤、等を使用しても良い。サック用紙基材には印刷適性向上のため顔料含有塗料の塗工を行っても行わなくても構わない。塗料となる顔料塗被組成物にも特に制限はない。塗工方法についてもその装置については特に制限はなく、ブレードコーター、ロッドコーターなど各種コーターを使用できる。
【００３３】
サック用の紙基材の表面はそのまま印刷して使用することもできるが、熱可塑性合成樹脂フィルムを印刷面上に融着させるか、または熱可塑性合成樹脂フィルムの裏面に印刷させた後、融着させることもできる。さらに該基材と印刷後の一般印刷用紙、あるいは印刷前の印刷用紙を熱可塑性合成樹脂フィルムか、ゴム系、アクリル系、シリコーン系粘着剤、ホットメルト粘着剤、澱粉系接着剤、植物ガム系接着剤などの接着剤で貼り合わせて使用することもできる。印刷前の印刷用紙と前記の紙基材を貼り合わせた場合、貼り合わせた後に印刷しても、使用上問題はない。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら便宜上サックに罫線のある場合について説明をする。図１が本発明たる保温断熱容器の外観の一例を示した斜視図であって、罫線を設けた截頭円錐型の紙製カップ２の胴部外面に紙製サック１を巻き付けて、前記サック１の内面とカップ２の外面との間に、断熱空気層を形成させるように前記カップを前記サックをカップ外周の上端と下端もしくはそれら近傍に貼着または密着により位置ズレしないように固定することにより構成されている。
【００３５】
紙製カップ２は、図２〜図４に例示したように、ほぼ扇形に裁断した紙または板紙６から成り、該扇形の紙または板紙の上縁と下縁との間に直線または円弧状をなす罫線７で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面８〜１０が連設されるように形成させた上で、両端を貼り合わせカップ成形することにより、全体を截頭円錐型をなすように胴部巻き付け機で接着させ、底仕上げ、カーリング処理すると、カップは、図８〜図１０の状態となり、カップの側壁外周面に前記単位面によって、ほぼ３角形のトラス構造もしくはアーチ構造が形成される。これらの紙製カップは、内面もしくは内外両面にポリエチレン等をコーテイングした加工紙からなるブランクを巻回し、その両端を貼り合わせて胴部を構成した後、該胴部の下方に同じ紙からなる底板３を巻締めるとともに、上方開口縁に外向きカール部４を形成させてなるものであり、上縁と下縁との間に直線または円弧状をなす罫線７で区切られた多角形またはレンズ形の多数の単位面８〜１０が連設されるように形成させた以外は従来の紙カップと同様なものである。
【００３６】
紙製サック１の高さは紙製カップ２の高さとほぼ同じ高さに形成される。紙製サック１の上部開口は紙製カップ上縁のカール部４の外周径よりも僅かに小さくなるように形成され、また該サックの下部開口は紙製カップの底部外周径よりも僅かに大きくなるように形成するものであり、図５〜図７に示すように、サック内面とカップ外面との間に断熱空気層５を形成させるように、前記サックをカップ外周の上端と下端もしくはカップ外面の罫線からなる凸部の頂部、それら近傍に酢酸ビニル系の接着剤等で貼着するか、あるいはカップ外周の上部と下部とに密着させて位置ズレしないように固定するのである。
【００３７】
紙製サック１の高さは紙製カップ２の高さと常にほぼ同じ高さに形成する必要性はなく、少なくとも手でもつ部分にサックがあれば上記した同様の断熱作用を奏するので、サックを短く形成して、サックの上側及び下側あるいはそのどちらか一方にカップの胴部が露出した形態としてもよい。
【００３８】
本発明による断熱性紙カップは、あらかじめカップに貼着する外装紙を印刷し扇型に打ち抜き、打ち抜いた後のシートの両端部を貼り合わせ、上下が開口した状態になるようにして、一方、内側紙カップの胴部外面を扇型に打ち抜き、罫線を入れ、巻き付け機にてカップ成形し、底付けし、開口した上部フランジ部をカーリングして成形したのち、該外装紙をサック貼り処理を行うものである。本発明による断熱性紙カップは打ち抜き、罫線処理したカップ外装紙の両端部を貼り合わせる際に、特に大きな外力を加えることなく凹凸が形成されることが特徴で特殊な嵌合機械等を用いて紙に凹凸をつける必要がない。従って、本発明による断熱性紙カップは従来のものよりも簡単な工程で断熱空気層を有した、断熱紙カップを製造しうる。
【００３９】
【実施例】
以下実施例を挙げて本発明をより具体的に述べるが、勿論本発明はこれによって限定されるものではない。なお、濃度、配合、塗布量等を示す数値は、固形分重量もしくは有効成分重量基準の数値である。先ず、サックの基材構成から述べる。
【００４０】
実施例１
ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ＝２０／８０配合の単層からなる、米坪２００ｇ／ｍ2、密度０．９０ｇ／ｃｍ3の上質紙からなるカップ用原紙を用い、片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、その後このシートの裏面から、下記の図２のようにぼぼ菱形状の単位面９をを形成するように数本の罫線７を入れてダイカッターにより扇形に打ち抜く、、打ち抜いた後のシートの両端部をカップ成形機で貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形し、別に同様のカップ原紙を用いて片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、円形に打ち抜いた底板を貼り付けて底仕上げしてカップを形成し、さらに、カップ上部をカーリングさせ、上端部を最終的に丸め込んでフランジ成形して、カップ２を作成する。その後、その紙製カップの胴部外面に巻き付ける外装カップは米坪３５０ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の特板紙を用い、その表面に予めオフセット印刷し、その後このシートのおもて面から、下記の図５のようにほぼ菱形状の単位面９を形成するように数本の罫線７を入れてダイカッターにより扇形に打ち抜く。打ち抜いた後のシートの両端部を貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形して、サック１を形成する。カップ本体２の胴部外面に前記のサック１をはめ、サック内面とカップ胴部外面との間に断熱空気層５を形成させるように、前記サックの上端をカップのカール部４の外周下側に、またサックの下端はカップの下部外周にそれぞれ密着させ、酢酸ビニル糊で位置ズレしないように貼着して、図８に示すような２重カップを得る。
【００４１】
実施例２
ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ＝２０／８０配合の単層からなる、米坪１８０ｇ／ｍ2、密度０．９０ｇ／ｃｍ3の上質紙からなるカップ用原紙を用い、片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、その後このシートの裏面から、下記の図３のようにほぼレンズ状の単位面９を形成するように数本の罫線７を入れてダイカッターにより扇形に打ち抜く。打ち抜いた後のシートの両端部をカップ成形機で貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形し、別に同様のカップ原紙を用いて片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、円形に打ち抜いた底板を貼り付けて底仕上げしてカップを形成し、さらに、カップ上部をカーリングさせ、上端部を最終的に丸め込んでフランジ成形して、カップ２を作成する。その後、その紙製カップの胴部外面に巻き付ける外装カップは米坪３５０ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の白板紙を用い、その表面に予めオフセット印刷し、その後このシートのおもて面から、下記の図６のようにほぼレンズ状の単位面９を形成するように数本の罫線７を入れてダイカッターにより扇形に打ち抜く。打ち抜いた後のシートの両端部を貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形して、サック１を形成する。そのほかは、実施例１と同様な操作を行い、図９に示すような２重カップを得る。
【００４２】
実施例３
ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ＝２０／８０配合の単層からなる、米坪１８０ｇ／ｍ2、密度０．９０ｇ／ｃｍ3の上質紙からなるカップ用原紙を用い、片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、その後このシートの裏面から、下記の図４のようにほぼ矢尻状の単位面９を形成するように数本の罫線７を入れてダイカッターにより扇形に打ち抜く。打ち抜いた後のシートの両端部をカップ成形機で貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形し、別に同様のカップ原紙を用いて片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、円形に打ち抜いた底板を貼り付けて底仕上げしてカップを形成し、さらに、カップ上部をカーリングさせ、上端部を最終的に丸め込んでフランジ成形して、カップ２を作成する。その後、その紙製カップの胴部外面に巻き付ける外装カップは米坪２００ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の白板紙を用い、その表面に予めオフセット印刷し、その後このシートのおもて面から、下記の図６のようにほぼレンズ状の単位面９を形成するように数本の罫線７を入れてダイカッターにより扇形に打ち抜く。その後このシートをダイカッターにより扇形に打ち抜き、打ち抜いた後のシートの両端部を貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形して、サック１を形成する。そのほかは、実施例１と同様な操作を行い、図９に示すような２重カップを得る。
【００４３】
比較例１
米坪４５０ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の白板紙を用い、その表面にあらかじめオフセット印刷した外装紙を用意する。別に、内壁部に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートした２１０ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の上質紙からなるカップ本体を形成し、該カップ本体の胴壁の外周に幅１．０ｍｍでカップ上縁から２０ｍｍ位置にピーター線による突起部を設ける。このピーター線入りカップの胴部外周に、断熱空気層を形成させるように前記の外装紙を巻き付けて、実施例１と同様に、酢酸ビニル糊で外装紙とカップとを固定するとともに、ピーター線を外装紙に酢酸ビニル糊で貼着して円筒状２重容器を得た。
【００４４】
比較例２
米坪３５０ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の白板紙を用いて、その表面にあらかじめオフセット印刷した外装紙を用意し、底部外周に内向きカールさせたサックを成型する。別に、内壁部に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートした２１０ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の上質紙からなるカップ本体を形成する。このカップの胴部外周に、断熱空気層を形成させるように前記のサックをはめ込み、実施例１と同様に、酢酸ビニル糊でサックとカップとを固定して円筒状２重容器を得た。
【００４５】
実施例４
ＮＢＫＰ／ＬＢＫＰ＝２０／８０配合の単層からなる、米坪１１０ｇ／ｍ2、密度０．９０ｇ／ｃｍ3の上質紙からなるカップ用原紙を用い、片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、その後このシートの裏面から、下記の図３のようにほぼレンズ状の単位面９を形成するように数本の罫線７を入れてダイカッターにより扇形に打ち抜く。打ち抜いた後のシートの両端部をカップ成形機で貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形し、別に同様のカップ原紙を用いて片面に厚さ４０μｍのポリエチレンを融着ラミネートし、円形に打ち抜いた底板を貼り付けて底仕上げしてカップを形成し、さらに、カップ上部をカーリングさせ、上端部を最終的に丸め込んでフランジ成形して、カップ２を作成する。その後、その紙製カップの胴部外面に巻き付ける外装カップは米坪１１０ｇ／ｍ2、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の白板紙を用い、その表面に予めオフセット印刷し、その後このシートのおもて面から、ダイカッターにより扇形に打ち抜く。打ち抜いた後のシートの両端部を貼り合わせ、上下が開口した状態になるように成形して、サック１を形成する。そのほかは、実施例１と同様な操作を行い、２重カップを得る。
【００４６】
評価試験方法
相互にトラス構造を有する本発明の製品とトラス構造を有しない製品との優劣を見るために、下記の断熱適性試験とコスト比較による判定を行った。
１．縦横のヤング率の相乗平均値
ヤング率の算出は、ＪＩＳ−Ｐ−８１１３による引っ張り試験法による、紙の縦と横につき荷重と変位のグラフおよび、紙厚と試験片の幅から求めた断面積により、Ｅ（ヤング率）＝Ｆ（引っ張り強さ）／ε（歪み量）×Ａ（断面積）から算出し、相乗平均した。
２．たわみ量
カップ本体を架台に固定し、外装紙の上部から５０ｍｍの位置で自動変位量、熱流検出測定器であるＫＥＳ−Ｆ７サーモラボ（カトーテック（株）社製）の人工指（接触面積２．０／ｃｍ2）を用い、荷重１２５ｇｆ／ｃｍ2、加圧速度０．２ｍｍ／ｓｅｃの条件でカップの外装部分を加圧したときの外装紙の変位量をたわみ量として算出した。
３．表面温度
接触式温度計を用い、カップ外装の表面温度を測定した。
４．断熱保持時間
２０℃６５％ＲＨ環境下にカップを２４時間放置したのち、カップに９５℃の温水を入れ、３分後カップを手で持って、熱く感じ、容器から指の位置を変えるまでに至る時間を断熱時間として測定した。
５．断熱触感
熱湯注入３分後、手でカップを保持できる時間を評価。これらの時間範囲で○〜△〜×の５段階評価とする。試験者による測定誤差を少なくするために、３人以上で測定し平均データを採用した。
○：60sec以上、    ○〜△：45〜60sec、    △：30〜45sec、
△〜×：15〜30sec、    ×：15sec以下
６．外装紙コスト
紙パ技協紙第５２巻第７号、１９９８年七月号による東京用紙・板紙卸売り市場価格表により価格を算出し、比較例２よりかなり安いものを◎、安いものを○、やや高いものを△、明らかに高いものを×とした。
７．総合判定
上記の４〜６までの評価項目によって、一つでも×があるものは×判定とし、○と△の評価のものは○とした。
その結果を、表１に示す。
【００４７】
【表１】
0004206575.tif 000002
【００４８】
表１の結果より、実施例１〜実施例４で作成した３角形のトラス構造を有したカップを使用すると、該カップ胴面とサックによって形成させた空間に、ほぼ３角形のトラス構造もしくはアーチ構造からなる断熱空気層が作られ、紙坪量の大きい特別な紙基材を使用することなしに断熱空気層を維持して、良好な保温、断熱性を付与できることがわかった。
【００４９】
【発明の効果】
以上のとおり本発明は、サック内面とカップ外面との間に断熱空気層を設けるための空隙を形成した保温断熱容器において、紙坪量の大きい特別な紙基材を使用することなしに低級な紙、板紙を用いても容器強度を維持できるようになし、従来の紙容器ではいわゆるどんぶり型のような大口径は胴部が弱くなり実現しずらいとされているが、これを解決し、もって保温性と断熱性の低減を抑止するためのサック用紙基材の選定と作成を容易に行うことを可能にし、かつ、食品を食するときに、安全であり、印刷性、見栄え等の商品性を損なうことなく、複雑な製造工程を経ずに製造され、さらに廃棄する際の易廃棄性と環境負荷の少ない紙カップを提供することができる点で有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明保温断熱容器の外観の一例を示した斜視図。
【図２】図２はカップを構成する扇形紙・板紙を示す平面図。
【図３】図３はカップを構成する扇形紙・板紙の別例を示す平面図。
【図４】図４はカップを構成する扇形紙・板紙の他の例を示す平面図。
【図５】図５は外装紙を構成する扇形紙・板紙を示す平面図。
【図６】図６は外装紙を構成する扇形紙・板紙の別例を示す平面図。
【図７】図７は外装紙を構成する扇形紙・板紙の他の例を示す平面図。
【図８】図８は図２のカップと図５の外装紙をサック貼りしてカップの胴部外面に巻き付けた状態を示す縦断面図であり、図２におけるＡ線とＢ線に沿ってサックを切断した場合の概要を示すものである。
【図９】図９は図３のカップと図６の外装紙をサック貼りしてカップの胴部外面に巻き付けた状態を示す縦断面図であり、図３におけるＡ線とＢ線に沿ってサックを切断した場合の概要を示すものである。
【図１０】図１０は図４のカップと図７の外装紙をサック貼りしてカップの胴部外面に巻き付けた状態を示す縦断面図であり、図４におけるＡ線とＢ線に沿ってサックを切断した場合の概要を示すものである。
【図１１】図１１はカップを構成する扇形板紙のさらに別の例を示す平面図。
【図１２】図１２は図８に示す扇形板紙の折り返し部を折り曲げて接着した状態を示した平面図。
【符号の説明】
１  紙製サック
２  紙製カップ
３  底板
４  カール部
５  断熱空気層
６  板紙
７  罫線
８〜１０  単位面
【図１】
0004206575.tif 000003
【図２】
0004206575.tif 000004
【図３】
0004206575.tif 000005
【図４】
0004206575.tif 000006
【図５】
0004206575.tif 000007
【図６】
0004206575.tif 000008
【図７】
0004206575.tif 000009
【図８】
0004206575.tif 000010
【図９】
0004206575.tif 000011
【図１０】
0004206575.tif 000012
【図１１】
0004206575.tif 000013
【図１２】
0004206575.tif 000014