(57)【要約】      （修正有）【課題】容器形成材料を効率よく加熱する方法を提供する。【解決手段】容器形成材料の胴部を構成するブランク板は、低融点オレフイン系樹脂含む樹脂層、澱粉粒を含む澱粉層１３、低融点オレフィン系樹脂含む樹脂層、澱粉粒を含むインキ層１５及びニス層１６を、この順で紙製の基材１１の表面に積層して構成されている。容器形成材料が外面側から胴部を加熱されると、基材１１中の水分で樹脂層に、また、澱粉層１３に含まれる澱粉粒中の水分で樹脂層にそれぞれ独立気泡が形成され、樹脂層から発泡層１２ａが、樹脂層から発泡層１４ａが形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を含む樹脂層と、前記樹脂層の外面及び内面の少なくとも一方に積層されて水分を含んだ水分保持層とを紙製の基材の外面側に備えた壁部材を、外面側から加熱して形成された発泡層を備えることを特徴とする紙容器。
【請求項２】
前記壁部材は、低融点オレフイン系樹脂を含む第１の樹脂層と、該第１の樹脂層の外面に積層されて澱粉粒を含有した澱粉層と、該澱粉層の外面に積層されて低融点オレフイン系樹脂を含む第２の樹脂層とを、前記基材の外面に備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙容器。
【請求項３】
前記壁部材は、澱粉粒を含有させたインキ層を、前記第２の樹脂層の外面に積層して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の紙容器。
【請求項４】
前記壁部材は、澱粉粒を含有させたニス層を、前記インキ層の外面に積層して構成されていることを特徴とする請求項３に記載の紙容器。
【請求項５】
前記澱粉粒には、米、トウモロコシ、馬鈴薯、タピオカ、若しくは小麦粉の澱粉、該澱粉に２０〜８０％の水分量を含有させ若しくは澱粉皮膜を膨潤させた処理澱粉、部分的糊化澱粉、及び酵素で穿孔した穿孔澱粉の少なくとも何れかの澱粉粒が含まれることを特徴とする請求項２〜請求項４の何れかに記載の紙容器。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れかに記載の紙容器の製造方法であって、
前記壁部材を外面側から加熱して前記発泡層を形成する工程を含むことを特徴とする紙容器の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の紙容器の製造方法に用いる紙容器の製造装置であって、
前記壁部材に外面側から熱風を吹き付け、又は、赤外線若しくは電磁波を照射する加熱装置を備えることを特徴とする紙容器の製造装置。
【請求項８】
前記加熱装置は、前記壁部材を少なくとも胴部に備えた容器形成材料を外面側から覆って収容する容器状を呈し、収容した前記容器形成材料の外面に熱風を吹き付ける熱風吹出口を有した収容体を備えていることを特徴とする請求項７に記載の紙容器の製造装置。
【請求項９】
前記容器形成材料の内面側に挿入されて前記容器形成材料を支持する挿入支持体を備えることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の紙容器の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホット飲料用等のカップ、熱湯を注入することによって飲食し得る状態にする即席可食品用容器、さらには電子レンジ調理用の容器等に利用される断熱性を有する紙容器、及びその製造方法並びに製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
断熱性を有する紙容器の製造方法としては、オレフイン系樹脂層、発泡性インキ（加熱により発泡する発泡剤、例えば、テトラアルキルシラン，クロロフルオロカーボン，ブタン等を樹脂製の中空球体の内部に充填させてなる発泡剤を含有する印刷インキ）を含有する塗布層、オレフイン系樹脂層の順で紙製の基材の上に積層してなる成形用ブランク板を用いて容器形成材料を成形し、得られた容器形成材料を加熱して発泡性インキを発泡させる方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、低融点の熱可塑性合成樹脂フイルムを紙製の基材の外面にラミネートし、熱可塑性合成樹脂フイルムと同調して発泡する同調インキをその外面に塗布して、容器形成材料の胴部材の原材料を製造する方法も開示されている（特許文献２）。
【０００４】
この種の紙容器の製造方法では、一般的に、多数の容器形成材料を大型オーブンで同時に加熱し、各容器形成材料の基材中の水分を蒸発させて発泡層を形成する。また、水分含有物の加熱方法としては、電磁波での加熱も考えられている（特許文献３，４）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０９９９６７号公報
【特許文献２】特開平１１−１８９２７９号公報
【特許文献３】特許２５７０１７５
【特許文献４】特許２６１１７４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
大型オーブンを用いた加熱には広大なスペースを要し、また、加熱効率が悪く材料中の水分蒸発に時間がかかることから、コストアップの要因になっていた。しかも、可燃性を有する容器形成材料の加熱時間は、短く抑えることが望まれていた。  
【０００７】
以上の問題に対して、容器形成材料を効率よく加熱する方法を提供することを課題にした。特に、熱可塑性樹脂を含んだ樹脂層と、樹脂層の外面及び内面の少なくとも一方に積層されて水分を含む水分保持層とを紙製の基材の外面側に備えた壁部材を用いて紙容器を得る効率的な製造方法を提供することを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために以下の（１）〜（８）の構成を採る。
（１）熱可塑性樹脂を含む樹脂層と、前記樹脂層の外面及び内面の少なくとも一方に積層されて水分を含んだ水分保持層とを紙製の基材の外面側に備えた壁部材を、外面側から加熱して形成された発泡層を備えることを特徴とする紙容器である。
（２）（１）項に記載の紙容器において、前記壁部材が、低融点オレフイン系樹脂を含む第１の樹脂層と、該第１の樹脂層の外面に積層されて澱粉粒を含有した澱粉層と、該澱粉層の外面に積層されて低融点オレフイン系樹脂を含む第２の樹脂層とを、前記基材の外面に備えて構成されていることを特徴とする紙容器である。
（３）（２）項に記載の紙容器において、前記壁部材が、澱粉粒を含有させたインキ層を、前記第２の樹脂層の外面に積層して構成されていることを特徴とする紙容器である。
（４）（３）項に記載の紙容器において、前記壁部材が、澱粉粒を含有させたニス層を、前記インキ層の外面に積層して構成されていることを特徴とする紙容器である。
（５）（２）〜（４）項に記載の紙容器において、前記澱粉粒には、米、トウモロコシ、馬鈴薯、タピオカ、若しくは小麦粉の澱粉、該澱粉に２０〜８０％の水分量を含有させ若しくは澱粉皮膜を膨潤させた処理澱粉、部分的糊化澱粉、及び酵素で穿孔した穿孔澱粉の少なくとも何れかの澱粉粒が含まれることを特徴とする紙容器である。
（６）（１）〜（５）項に記載の紙容器の製造方法であって、前記壁部材を外面側から加熱して前記発泡層を形成する工程を含むことを特徴とする紙容器の製造方法である。
（７）（６）項に記載の紙容器の製造方法に用いる紙容器の製造装置であって、前記壁部材に外面側から熱風を吹き付け、又は、赤外線若しくは電磁波を照射する加熱装置を備えることを特徴とする紙容器の製造装置である。
（８）（７）項に記載の紙容器の製造装置において、前記加熱装置が、前記壁部材を少なくとも胴部に備えた容器形成材料を外面側から覆って収容する容器状を呈し、収容した前記容器形成材料の外面に熱風を吹き付ける熱風吹出口を有した収容体を備えていることを特徴とする紙容器の製造装置である。
（９）（７）又は（８）項に記載の紙容器の製造装置において、前記容器形成材料の内面側に挿入されて前記容器形成材料を支持する挿入支持体を備えることを特徴とする紙容器の製造装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態の紙容器とその製造方法を説明する。
図１は、本実施形態での紙容器３の製造に用いるブランク板１の構成の概略を示す断面図である。図２は、ブランク板１を胴部２１に用いて構成された容器形成材料２を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は横断面図である。図３は、容器形成材料２を用いて形成された紙容器３を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は横断面図である。
【００１０】
本実施形態の紙容器の製造方法は、紙容器成形用のブランク板１を形成するブランク板形成工程と、ブランク板１から容器状の容器形成材料２を形成する容器材料形成工程と、容器形成材料２を加熱して発泡層を形成する発泡層形成工程とを含んで構成されている。
【００１１】
ブランク板形成工程では、図１に示すように、低融点オレフイン系樹脂を含む樹脂層１２、澱粉粒を含む澱粉層１３、低融点オレフィン系樹脂を含む樹脂層１４、澱粉粒を含むインキ層１５、更に場合によっては必要に応じてニス（オーバーコートプリントニス）層１６が、この順で紙製の基材１１の表面（外面）に積層される。また、基材１１の裏面（内面）には、高融点オレフィン系樹脂からなる樹脂層１０が積層される。澱粉層１３は、１〜１０ｇ（Ｄｒｙ）／ｍ２の塗布量となるように、印刷やコーティング等の手法を用いて形成される。また、樹脂層１２は２０〜４０μｍ程度、樹脂層１４は１５〜３０μｍ程度の厚さとなるように、それぞれ溶融樹脂の押出しコーティングやオレフイン系樹脂フイルムの貼着等の手法を用いて形成される。
【００１２】
澱粉層１３に含有させる澱粉粒としては、米，トウモロコシ，馬鈴薯，タピオカ，若しくは小麦粉の澱粉、該澱粉に２０〜８０％の水分量を含有させ若しくは澱粉皮膜を膨潤させた処理澱粉、部分的糊化澱粉、及び酵素で穿孔した穿孔澱粉の少なくとも何れかの澱粉粒を用いることができる。５０〜８０％と高度に水分を含有させたこれらの澱粉粒を用いることで、加熱処理の際に澱粉粒を容易に破れさせて、水蒸気を発生させることができる。
【００１３】
米，トウモロコシ，馬鈴薯，タピオカ，及び小麦粉の各澱粉には、樹脂層１２上への積層前に水浸漬処理（例えば、糊化温度以下での温水浸漬処理），アルカリ処理，高圧処理，又は蒸煮処理を施すことで、２０〜８０％の水分量を含有させられる。また、澱粉をアルカリ処理すると、被膜を薄くして容易に含水させられる。なお、水浸漬処理を施した澱粉粒には、水切処理及び澱粉粒ヒビ割処理の少なくとも一方を施してもよい。
【００１４】
また、澱粉粒としては、積層前に高度に水分を含有させることから、小さな粒径のものを用いるのが好ましい。特に米澱粉は、粒径が１０μｍ以下に揃っており、しかも、水分含有に伴う粒径の拡大量が少なく、グラビア印刷用インキへの調合が容易で、印刷時にドクターに破壊されず、また、グラビア印刷に用いるシリンダー（版）のセルに収納し易いことから好ましい。
【００１５】
澱粉層１３に含まれるバインダーとしては、加熱処理の際に樹脂層１２，１４中の低融点オレフイン系樹脂よりも早く熱可塑性を発現する材質、又は、樹脂層１２，１４に接着せず、若しくは、樹脂層１２，１４への接着力が弱い材質のものを用いるのが好ましい。また、バインダーの量は、ＮＶ値（不揮発成分量）が４０質量％であり、このバインダー１００質量部に対し、澱粉を４００質量部とすることが好ましい。このようにして澱粉層１３を構成することにより、澱粉粒から発生する水蒸気の膨張力で樹脂層１２，１４を澱粉層１３から容易に剥離して、風船状に膨張させることができる。例えば、バインダーとして、Ｔｇ（ガラス転移点）が−１０℃，酸価約５０（ｍｇＫＯＨ／ｇ），ＮＶ値（樹脂固形分量）４８％，エマルション粒子径約０．１μｍ，ｐＨ約８．５のものを用いることができる。
【００１６】
樹脂層１２，１４に含まれる低融点オレフイン系樹脂としては、直鎖状低密度ポリエチレンを用いることができる。また、低融点オレフイン系樹脂にワックスを添加することにより、ワックスの滑剤効果で樹脂分子間の摩擦力を減少させ、澱粉粒からの水蒸気で樹脂を風船状に容易に膨張させられる。ワックスとしては、例えば、メタロセン触媒を用いて製造された機能性ポリエチレンワックスを用いることができる。なお、樹脂層１２，１４に含有させる熱可塑性樹脂としては、低融点オレフイン系樹脂としてのポリオレフィン系熱可塑性樹脂、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）や高圧法低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等を用いることができる。また、樹脂層１４は、熱吸収量が少ないこと、また、融点が水の沸点である１００℃よりも高いことが、澱粉層１３に含まれる澱粉粒中の水をより早く沸騰させられることから好ましい。
【００１７】
インキ層１５は、澱粉及びリン酸架橋澱粉の少なくとも何れかの澱粉粒を含むインキを、樹脂層１４の外面に塗布する等して形成される。なお、インキ層１５は、容器用絵柄の印刷が必要な部分の樹脂層１４の外面のみに形成できる。また、リン酸架橋澱粉としては、例えば、王子コーンスターチ（株）製の「みやこ３００」や、耐熱性のより高い同社の「バイオエース」を用いることができる。
【００１８】
必要に応じて積層されるニス層１６は、澱粉粒１６ａを含有させたニスをインキ層１５の外面に塗布する等の方法により形成される。ニス層１６の形成に用いるニスとしては、アクリル樹脂エマルジョンでＴｇ（ガラス転移点）が−１０℃〜６６℃，酸価約５０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）のものを用い、適宜、塗布厚さを変更する。また、澱粉層１３と同様の理由から、米澱粉を用いるのが特に好ましい。澱粉層１３、インキ層１５、及びニス層１６に含まれる澱粉は、澱粉粒から蒸気を噴出させ易くなることから、被膜が薄いことが好ましい。
【００１９】
容器材料形成工程では、図２に示すように、容器形成材料２の胴部２１を構成する周壁部材がブランク板１から切り出され、表面を外側，裏面を内側にして円錐台殻状に丸めた周壁部材からなる胴部２１の底端部に、別途形成された底板部２２を固定することにより容器形成材料２が形成される。
【００２０】
発泡層形成工程では、容器形成材料２の加熱処理、次いで冷却処理が行われる。加熱処理では、容器形成材料２が外面側から加熱され、基材１１中の水分で樹脂層１２に、また、澱粉層１３に含まれる澱粉粒中の水分で樹脂層１４にそれぞれ独立気泡が形成される。また、澱粉層１３、インキ層１５、及びニス層１６中の澱粉粒が膨大化し、インキ層１５及びニス層１６中の澱粉粒の中には過発泡で破裂するものもある。なお、加熱処理では、澱粉層１３中の澱粉粒及びグラビアメッシュから発生した独立気泡が破れない程度に加熱することで、断熱効果を高めることができる。
【００２１】
図３に示すように、上述した製造方法で得られた紙容器３の胴部３１は、基材１１及び澱粉層１３の発泡作用で樹脂層１２が風船状に膨らみ、発泡層１２ａを形成している。また、澱粉層１３の発泡作用で容器形成材料２の樹脂層１４が風船状に膨らみ、発泡層１４ａを形成している。図示しないが、発泡層１２ａ，１４ａは、複数の独立気泡を含んで発泡層を形成している。紙容器３に熱湯が注がれると、伝達温度がまず発泡層１２ａで断熱され、更に発泡層１４ａでも断熱される。独立気泡を含んだ発泡層１２ａ，１４ａが２層構造をなしていることから、発泡層が一層の場合に比べて高い断熱性を得ることができる。また、インキ層１５及びニス層１６中の澱粉粒が膨大化及び過発泡後に破裂して陥没し、紙容器３の表面に凹凸が形成されている。また、基材１１の裏面には、容器形成材料２の樹脂層１０がそのまま積層されている。
【００２２】
上述した製造方法で得られた紙容器３によれば、容器形成材料２を外面側から加熱することで、胴部２１の基材１１の外面側にある澱粉層１３中の水分を効率的に加熱して蒸発させ、樹脂層１２，１４を発泡させて断熱層（発泡層）１２ａ，１４ａを形成することができる。このため、容器形成材料２の加熱に必要な熱量を、断熱層１２ａ，１４ａの形成に必要なだけに抑えて、加熱効率を高めることができる。この結果、紙容器３の製造コストを低減することができる。
【００２３】
また、澱粉層１３の外面側に樹脂層１４が形成されているが、樹脂層１４が肉薄であること、また、発泡作用を働かせた澱粉層１３中の澱粉粒の皮膜が薄くなることから、外面側からの熱が樹脂層１２側に伝達し易くなるので、基材１１を外面側から加熱して樹脂層１２を容易に発泡させることができる。また、樹脂層１２と樹脂層１４との間に澱粉層１３を配置しているので、グラビア印刷で澱粉層１３を形成する場合には、加熱により溶融した樹脂層１２と樹脂層１４とを、澱粉層１３の非網点部で熱融着させて澱粉層１３を構成する網点部を両樹脂層１２，１４で密封することで、澱粉層１３から吹き出す水蒸気の逃げ場をなくし、樹脂層１４を澱粉層１３から容易に剥離させることができる。しかも、安価な澱粉を発泡剤として用いることで、紙容器３の製造コストを低く抑えることができる。また、澱粉には臭気の問題がないこと、食品に混在しても人体に害がなく安全性が高いことから、食品容器に好適に用いることのできる紙容器３を提供できる。
【００２４】
また、澱粉層１３をグラビア印刷で樹脂層１２上に積層していることから、バーコート塗布方式で積層する場合に比べて、発泡層１４ａに高い断熱性を付与することが可能となる。つまり、澱粉層１３をバーコート塗布方式で形成する場合には、樹脂層１２の外面の全面に亘って澱粉粒が存在することから、樹脂層１４と澱粉層１３との接着力が弱くなる。このため、澱粉層１３から発生する蒸気で樹脂層１４が澱粉層１３から剥がれ易くなり、澱粉層１３から発生した蒸気が澱粉層１３と樹脂層１４との接着面に沿って移動して、発泡層１４ａに生じる独立気泡が単独泡でなく連続泡になる傾向が強くなる。これに対し、澱粉層１３をグラビア印刷で形成した容器形成材料２の胴部２１では、澱粉層１３の網点部位のみに澱粉粒が存在し、網点でない部位では樹脂層１２と樹脂層１４とが強固に接着される。このため、網点部位の澱粉粒から発生した蒸気により、澱粉層１３との接着力の弱い樹脂層１４が部分的に剥がれて外面側に風船状に膨らみ、また、澱粉層１３から突沸的に発生した蒸気により樹脂層１４中に気泡が生じ易くなる。このため、バーコート塗布方式で澱粉層１３を形成した場合に比べ、樹脂層１４ａに多数の単独泡を形成し、高い断熱性を得ることが可能となる。
【００２５】
また、澱粉粒を含有するインキ層１５及びニス層１６を樹脂層１４の外面に積層していることから、インキ層１５及びニス層１６中の澱粉粒を加熱処理で膨大化及び過発泡により破裂させて陥没させ、紙容器３の表面に凸凹を形成し、紙容器３を把持した手との接触面積を減少させて体感温度を抑制できる。また、澱粉層１３中の澱粉粒よりも皮膜を強化したリン酸架橋澱粉粒を用いて耐熱性を高めることで、加熱時の膨大化でも澱粉粒を破れにくくし、容器形成材料２の表面に凹凸を形成し易くできる。しかも、インキ層１５及びニス層１６の形成された外面側から容器形成材料２の胴部２１を加熱することで、インキ層１５及びニス層１６の澱粉粒中の水分を早期に沸騰させ、また、インキ層１５及びニス層１６中のバインダー（ビヒクル）を早期に軟化させて発泡抵抗を低減させて、インキ層１５及びニス層１６の発泡を容易にすることができる。
【００２６】
また、一般に高湿度と好気性の雰囲気下では澱粉にカビが生え易いが、樹脂層１２，１４により被覆することで澱粉層１３が乾燥した嫌気性状態に保たれ、また、インキ層１５及びニス層１６中の澱粉粒が加熱時に膨大化するだけで糊化せず、しかもインキ、ニスのビヒクルで被覆されることで、紙容器３にカビが生えるのを防止できる。
【００２７】
なお、発泡層形成用の澱粉層は、発泡層を構成する樹脂層の外面側または内面側に積層されて基材の外面側に備えられているのであれば、ブランク板の厚さ方向のどこに形成されていてもよく、例えば、図１に示す例では、基材１１の外面又は樹脂層１２若しくは樹脂層１４の外面の少なくとも何れかに備えられていればよい。
【００２８】
また、発泡層形成用の澱粉層、及び、澱粉粒を含んだインキ層は、容器形成材料２の胴部２１を構成する周壁部材の全面に形成されている必要はなく、例えば、紙容器３を把持する際の掌が当たる部分等に部分的に形成されていてもよい。また、容器形成材料２の底板部２２もブランク板１から切り出して形成してもよい。また、水分保持層は、高分子吸収剤，グリセリン，ゼオライト，微細セルロースを含ませることで構成してもく、これらと澱粉を１又は複数組み合わせたものを用いることもできる。また、水分保持層は、澱粉等の水分保持体に水分を含有させるのでなく、樹脂層１２や樹脂層１４等の発泡層形成用の樹脂層の表面に凹部を設けることにより構成してもよい。
【００２９】
また、ブランク板１から周壁部材を形成する際には、周壁部材の切断面からの水蒸気の拡散を防ぐために、胴部２１の開口端部及び底端部に相当する部分は２重巻き等の複数回巻した構造とし、周方向の端部の合わせ目に相当する部分は外面側をスカイブ処理，内面側をスカイブ処理又はテープ貼りしてもよい。
【００３０】
また、ニス層１６中の澱粉粒は、必ずしも過発泡により破裂させる必要はない。例えば、図４（ａ）に示すように、ニス層１６から澱粉粒１６ａの一部を露出させることにより、紙容器３の胴部３１の外面に凹凸を設けてもよい。この構成によれば、紙容器３の胴部３１と手との接触面積を減少させて、体感温度を抑制できる。また、図４（ｂ）ニス層１６に示すように、ニス層で澱粉粒１６ａの全体を覆うことにより、加熱処理時に澱粉粒１６ａから発生する蒸気でニス層１６を膨張させ、ニス層１６中に多数の独立気泡１６ｂを形成させてもよい。この構成によれば、断熱性向上を図ることができる。
【００３１】
次に、発泡層形成工程で用いられる発泡層形成装置について図面を用いて説明する。
図５〜図９は、発泡層形成装置の構成の概略を模式的に示す図である。図５に示す発泡層形成装置５は、容器形成材料２を外面側から覆って収容するアンビル５１と、容器形成材料２の内面側に挿入されて支持するマンドレル５２とを備えて構成されている。アンビル５１は、容器形成材料２よりもやや大きな容器状を呈しており、容器形成材料２の胴部２１の外面と向かい合う周壁５１ａ、及び、底板部２２の底面と向かい合う底壁５１ｂに、それぞれ空気吹出口５１ｃを備えている。
【００３２】
図５に示す例では、アンビル５１の周壁５１ａには、底端部から開口端部にかけてアンビル５１の軸心方向に沿って配列された８つの空気吹出口５１ｃが、周方向に沿って等間隔で複数列に並んでいる。また、底壁５１ｂの中央部には、１つの空気吹出口５１ｃが設けられている。空気吹出口５１ｃは、アンビル５１に収容した容器形成材料２の外面に空気を吹き付けるためのものであり、加熱処理時には熱風を、冷却処理時には冷風をそれぞれ図示しない送風装置から送り込まれ、アンビル５１の内方に噴出させる。加熱処理時には、１０５℃〜１８０℃の熱風が、送風装置から送り込まれる。アンビル５１及びマンドレル５２は、互いに一体となって、図５に矢印Ａで示すように周方向に自転しながら、矢印Ｂに示すように上下動する。発泡層形成工程では、アンビル５１及びマンドレル５２を用いて、容器形成材料２を搬送しながら加熱してもよい。
【００３３】
なお、空気吹出口５１ｃは、アンビル５１の周壁５１ａのみに形成されていてもよい。また、空気吹出口５１ｃの形状は任意であり、図５に示すように円形の開口形状を有していても、また、スリット状を呈していてもよい。また、容器形成材料２は、図５に示すようにアンビル５１及びマンドレル５２により正立状態で支持する必要はなく、例えば、図６に示すように横向きにして支持しても、倒立状態で支持してもよい。また、図６に示すような割型アンビル５１０を用いて、溶融した樹脂層１２，１４から剥がれ易くしてもよい。
【００３４】
また、加熱処理では、マンドレル５２の備える熱風吹出口（不図示）から空気を噴出させてマンドレル５２と容器形成材料２との間に空気層を介在させ、両者の間に生じる摩擦力を軽減させてもよい。また、マンドレル５２に内蔵したヒータ等でマンドレル５２を加熱し、又は、マンドレル５２と容器形成材料２の間に加熱空気層を介在させる等して、容器形成材料２の加熱を内面側から補助してもよい。加熱補助は、マンドレル５２の表面温度が５０℃〜９０℃となるように行われる。また、マンドレル５２に容器形成材料２の内面を接触させて支持する場合には、マンドレル５２の外面をタフラム加工する等して、加熱により溶融した樹脂層１４がマンドレル５２に張り付かないようにしてもよい。また、内面にオンジナオイルを塗布したアンビル５１で容器形成材料２を収容し、加熱処理を行ってもよい。また、アンビル５１及びマンドレル５２は、加熱処理時のみ用いてもよい。
【００３５】
また、加熱処理又はその後の冷却処理が済む等して容器形成材料２をアンビル５１から取り外す際には、空気吹出口５１ｃから空気を噴出させて脱落させても、アンビル５１から容器形成材料２を離間させて脱落又は把持し易くしてもよい。また、マンドレル５２から容器形成材料２を取り外す際には、空気吹出口（不図示）から空気を噴出させて脱落させても、マンドレル５２から容器形成材料２を離間させて脱落又は把持し易くしてもよい。
【００３６】
加熱用の熱風及び冷却用の冷風は、アンビル５１の空気吹出口５１ｃから容器形成材料２の外面に吹き付ける必要はない。例えば、容器形成材料２の外面に近接させたノズル等の吹出口から熱風又は冷風を吹き付けてもよい。また、容器形成材料２の外面側からの加熱は、熱風を吹き付けるものには限らず、赤外線や電磁波や電子線の照射により行ってもよい。例えば、アンビル５１に赤外線ヒータを内蔵させても、電磁波発生装置（マグネトロン）で発生した電磁波を導波路を通してアンビル５１から照射してもよい。また、容器形成材料２の外面をガスバーナーで直接加熱してもよい。電子線の照射には、例えば、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種の電子加速器を用いることができる。
【００３７】
図７に示す発泡層形成装置６は、円板状を呈したターンテーブル６１の周縁部に、複数のマンドレル６２を等間隔で配設して構成されている。ターンテーブル６１の下面側に突出したマンドレル６２の回転軸６２ａには、マンドレル用ギア６２ｂが外嵌されて一体化されている。ターンテーブル６１の下方には、ターンテーブル６１の回転中心と軸心を一致させて自転ギア６３が配設されている。各マンドレル用ギア６２ｂは、自転ギア６３の周囲を囲むようにして配設されて自転ギア６３に噛み合わされている。各マンドレル６２は、ターンテーブル６１と共にターンテーブル６１の回転中心を中心として回転運動しながら、マンドレル用ギア６２ｂと自転ギア６３との噛み合いにより自転する。
【００３８】
ターンテーブル６１の周縁部に位置したマンドレル６２の搬送経路上には、加熱処理を行うための加熱トンネル６４が配設されている。加熱トンネル６４は、ターンテーブル６１を周縁から上下の両面にかけて覆うように、ターンテーブル６１の周縁部に沿って延びている。加熱トンネル６４の内壁にはパネルヒータ（不図示）が、上壁にはオーブン（不図示）が、それぞれ備えられている。また、加熱トンネル６４の配設されていないターンテーブル６１の周縁部に沿っては、予備加熱のためのパネルヒータ６５が配設されている。
【００３９】
なお、図示しないが、発泡層形成装置６は、ターンテーブル６１上で加熱処理された容器形成材料２を冷却処理するための冷却装置を備えている。ターンテーブル６１上で加熱処理された容器形成材料２は、この冷却装置で冷却される。冷却装置は、ターンテーブル６１の周縁部に位置したマンドレル６２の搬送経路上に配設してもよい。
【００４０】
図８，図９に示す発泡層形成装置７は、例えば、容器形成材料２を正立又は倒立させて配置して搬送するコンベア７１を、加熱トンネル７２に通して構成されている。コンベア７１上を搬送される容器形成材料２は、マンドレル（不図示）を内側に挿入して支持してもよい。加熱トンネル７２には、予備加熱ゾーン、高温加熱ゾーン、及び冷却ゾーンが、容器形成材料２の搬送経路に沿ってこの順序で設けられている。予備加熱ゾーンでは、パネルヒータを用いて加熱温度１００℃〜１５０℃での予備加熱が行われる。高温加熱ゾーンでは、加熱トンネル７２の上壁及び側壁から噴出させた熱風により加熱温度１５０℃〜２５０℃での加熱が行われる。冷却ゾーンでは、アジテータ７３を用いた空気撹拌により冷却温度２０℃〜８０℃で冷却が行われる。また、加熱トンネル７２を通過した容器形成材料２には、冷却エアが吹き付けられて冷却が行われる。
【００４１】
発泡層形成装置６，７において、アンビルやマンドレル６２等で容器形成材料２を支持しない場合には、熱風で吹き飛ばされないように容器形成材料２内に錘を置いたり、容器形成材料２をコンベア７１側に吸引してもよい。また、容器形成材料２の底板部２２や胴部２１の開口部を掴んだり、胴部２１を内面側から割り型で広げるようにして支持してもよい。また、容器形成材料２にシュリンクラベルを被せる等して包装して加熱してもよい。この場合、胴部２１のみを包装してもよい。
【００４２】
また、容器形成材料２の内面側にマンドレル５２を挿入して容器形成材料２を支持し、加熱処理を行うことにより、容器形成材料２の内面側の空気量を減らして、加熱に必要な熱量を減らし、加熱効率を高められる。また、マンドレル５２を用いて容器形成材料２の内面側からも加熱することにより、基材１１や澱粉層１３からの水分蒸発を促進させられる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の紙容器の製造方法の具体的な構成を実施例に基づいて説明する。
【００４４】
［実験］
以下の実施例１〜３及び比較例１〜２の各紙容器３を、厚さ５ｍｍの発泡ポリスチレン製の断熱シートの上に載置した後、紙容器３の内部に９８℃の熱水を３５０ｃｃ注入し、各紙容器３の胴部３１の上下方向の略中央部の外側面の表面温度を、表面温度計（赤外線温度計・サーモグラフ）で一定時間毎に計測した。結果を表１に示す。また、９８℃の熱湯を３５０ｃｃ注入し、熱くて手にもてなくなるまでの時間を測定した（試験人数は３人）。その結果を表２に記す。
【００４５】
＜実施例１＞
坪量３００ｇ／ｍ２の原紙からなる基材１１の表面（外面）の全面に、厚さ４０μｍのＬＬＤＰＥ・ＸＭ１１７（日本ポリエチレン社製，メタロセン触媒）を、溶融樹脂の押出しコーティング法でラミネートして樹脂層１２を形成した。
【００４６】
次いで、加熱温度１８０℃，加熱時間３０秒で水蒸気を発生する糊化温度６０〜７０℃の米澱粉（島田化学工業（株）製「ミクロパール」）に、アクリル樹脂系エマルジョン（澱粉に対して２０質量％）をバインダーとして添加したものを、グラビア印刷（シリンダーのセル深度６０μｍ，レーザー彫刻）でパターン状に樹脂層１２に塗布（塗布量５ｇ（Ｄｒｙ）／ｍ２）し、澱粉層１３を形成した。なお、米澱粉には、事前に水浸漬処理を常温で２時間又は５０℃で３０分間施し、処理前の粒径６μｍ，含水率１３％を、粒径７μｍ，含水率５１％に変化させている。次いで、厚さ２０μｍのＬＬＤＰＥ・ＸＭ１１７を押出しコーティング法でラミネートし、樹脂層１４を形成した。
【００４７】
更に、厚さ４０μｍのＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）を溶融樹脂の押出しコーティング法で基材１１の裏面（内面）に積層し、樹脂層１０を形成した。また、１８０℃，３０秒の加熱では皮膜を膨大化させるが破れないリン酸架橋澱粉（王子コーンスターチ（株）製「みやこ３００」）を添加した印刷インキ、ニスで、樹脂層１４の外面に容器用絵柄をグラビア印刷して、インキ層１５（塗布量３ｇ（Ｄｒｙ）／ｍ２）を形成、更にニス層１６を塗布（塗布量２ｇ（Ｄｒｙ）／ｍ２））し、ブランク板１を得た。なお、グラビア印刷には、ボブストチャンプレン社（スイス国）のレマニック１１５型の８色印刷機を用いている。
【００４８】
また、坪量３００ｇ／ｍ２のコーティング原紙からなる基材の表裏両面に、厚さ２０μｍのＬＬＤＰＥ・ＸＭ１１７を押出しコーティング法で積層した積層シートで底板部材を形成した。そして、ブランク板１を打ち抜いて得た周壁部材を胴部２１とし、底板部材を底板部２２として容器形成材料２を得た。
【００４９】
次いで、加熱温度１８０℃のオーブントンネル（ケーユーシステム（株）製。図８）内に容器形成材料２を３０秒間通過させて、基材１１中の水分及び澱粉層１３の澱粉粒中の水分を蒸発させ、樹脂層１２，１４が風船状に膨張した断熱層１２ａ，１４ａを形成し、併せてインキ層１５及びニス層１６の澱粉粒が膨大化及び過発泡により破裂することで表面が凹凸に成った断熱層（インキ層）１５，断熱層（ニス層）１６が形成された紙容器３（紙容器３口部の直径：９２ｍｍ，高さ：１０５ｍｍ：容量４７０ｍｌ）を得た。
【００５０】
＜実施例２＞
インキ層１５及びニス層１６に耐熱性のリン酸架橋澱粉を添加せずにグラビア印刷を行う以外は、実施例１と同様の方法で形成したブランク板をブランク板１の代わりに用いて、紙容器３を作成した。インキ層１５及びニス層１６にリン酸架橋澱粉粒を添加しないことにより、実施例１より表面（外面）の凸凹をやや滑らかにすることができた。
【００５１】
＜実施例３＞
エンボスロールでエンボス加工して樹脂層１２の表面に形成した凹部を、澱粉層１３に代えて水分保持部とすること、また、澱粉粒をインキ及びニスに含有させないこと以外は、実施例１と同様の方法で形成したブランク板をブランク板１の代わりに用いて、紙容器３を作成した。
【００５２】
＜比較例１＞
実施例２において樹脂層１２と樹脂層１４との間に澱粉層１３を介在させずに形成したブランク板をブランク板１の代わりに用いて、紙容器３を作成した。
【００５３】
＜比較例２＞
厚さ１．５ｍｍの発泡ポリスチレン樹脂容器（容量４７０ｍｌ）を、比較のための容器として準備した。
【００５４】
【表１】
2009262949.tif 000003
【００５５】
【表２】
2009262949.tif 000004
【００５６】
インキ層１５及びニス層１６への耐熱性のリン酸架橋澱粉粒の含有の有無で比較すると、熱湯を注いだ紙容器３の表面温度に大差はなかったが、熱くて手に持てなくなるまでの時間には差があり、インキ層１５及びニス層１６の外面の凹凸が手（掌、指）との接触面積を減少させることで、相対的に長時間持てるようになったものと考えられる。
【００５７】
実施例１及び比較例１の各紙容器３の胴部３１の断面を写真撮影し、撮像画像中の両者の断面構造及び断熱性を比較した。
【００５８】
図１０（ａ）は実施例１の紙容器３の胴部３１の断面図，図１０（ｂ）は比較例１の紙容器の胴部の断面図である。図１０（ａ）に拡大して示すように、胴部３１には、厚さ３９０μｍの発泡層１２ａ、及び、厚さ２８０μｍの発泡層１４ａが、基材１１の表面側に積層されて、全体としての厚さが６７０μｍの２層構造の発泡層を形成している。また、図１０（ｂ）に示すように、比較例１の紙容器の胴部は、紙容器３の発泡層とほぼ同じ６６０μｍの厚さの発泡層を有している。しかしながら、２層構造の発泡層を備える紙容器３は、表１及び表２に示す通り、１層構造の発泡層を備える図１０（ｂ）に示す紙容器に比べ、高い断熱性を得られることが認められた。
【００５９】
また、図１１に模式図を用いて比較して示すように、実施例１の紙容器３では、比較例１の紙容器に比べ、多くの独立気泡１２ａ１，１４ａ１を発泡層１２ａ，１４ａに形成できることにも起因していると考えられる。つまり、樹脂層１２と樹脂層１４との間に澱粉層１３を備える容器形成材料２の胴部２１では、胴部２１に外側から加えられた熱で澱粉層１３中の澱粉粒から早期に蒸気を発生させられること、また、肉薄に形成された樹脂層１４の発泡抵抗が小さく抑えられることから、図１１（ａ）に模式的に示すように、得られた紙容器３の外面側に位置する発泡層１４ａ中に、多くの独立気泡１２ａ１，１４ａ１を形成させることができる。併せて、インキ層１５及びニス層１６が膨張及び、表面が凸凹に形成されることで、特に体感温度が、下がったと考えられる。実施例２では、容器表面のインキ層１５及びニス層１６の中に澱粉粒が存在しないので、加熱時の発泡効果が生じず、従って紙容器３表面の凹凸が減ったために、掌、指との接触面積が多くなり、実施例１よりは、やや体感温度が高くなったと考えられる。
【００６０】
これに対し、基材１１０の水分のみを用いて樹脂層（発泡層）１２０を形成する比較例１の構成では、基材１１０から発生した蒸気で発泡層１２０に独立気泡１２０ａ１を形成するまでに時間がかかり、また、肉厚に形成された樹脂層１２０の発泡抵抗１２０ａ１が大きいことから、実施例１と同じ加熱条件では、図１１（ｂ）に模式的に示すように、独立気泡１２０ａ１の数をそれほど増やすことができない。このため、図１１（ａ）に示す実施例１の紙容器３の発泡層１２ａ，１４ａと、図１１（ｂ）に示す比較例１の紙容器の発泡層１２ａとでは、備えている独立気泡の数に大きな差が生じ、断熱性に影響が及ぼされたと考えられる。
【００６１】
このように、基材１１の外面側に樹脂層１２，澱粉層１３，樹脂層１４を積層して形成されたブランク板１、更には、必要に応じてインキ層１５及びニス層１６を積層した、容器形成材料２の胴部２１として用い、容器形成材料２を外面側から加熱する上記実施形態の製造方法によれば、高い断熱性を有する胴部３１を備えた紙容器３を、短い加熱時間で得られることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の紙容器は、容器形成材料２の加熱効率を高めて製造コストを低減でき、また、優れた断熱性を有することから、例えば、自動販売機等のホット飲料充填用のカップ，熱湯を注入して内填物を飲食する所謂即席可食品用容器，さらには電子レンジでの調理用の容器等として利用され、使い捨て用等に適した安価な断熱性紙容器として高度の利用価値を有する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態の紙容器の製造に用いるブランク板の構成の概略を示す断面図である。
【図２】ブランク板を胴部に用いて構成された容器形成材料を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は横断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の製造方法で得られた紙容器を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は横断面図である。
【図４】紙容器の製造に用いるブランク板の構成の他の例を模式的に示す断面図である。
【図５】発泡層形成装置の構成の概略を模式的に示す第１の図である。
【図６】発泡層形成装置の構成の概略を模式的に示す第２の図である。
【図７】発泡層形成装置の構成の概略を模式的に示す第３の図である。
【図８】発泡層形成装置の構成の概略を模式的に示す第４の図である。
【図９】発泡層形成装置の構成の概略を模式的に示す第５の図である。
【図１０】紙容器の胴部の断面を拡大して示す図である。
【図１１】図１０に示す胴部の断面の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：ブランク板
１０：樹脂層
１１：基材
１２：樹脂層
１２ａ：発泡層
１３：澱粉層
１４：樹脂層
１４ａ：発泡層
１５：インキ層
１６：ニス層
２：容器形成材料
２１：胴部
２２：底板部
３：紙容器
３１：胴部
３２：底板部
５，６，７：発泡層形成装置
５１：アンビル
５１ａ：周壁
５１ｂ：底壁
５１ｃ：空気吹出口
５２：マンドレル
６１：ターンテーブル
６２：マンドレル
６４：加熱トンネル
７１：コンベア
７２：加熱トンネル
【図１】
2009262949.tif 000005
【図２】
2009262949.tif 000006
【図３】
2009262949.tif 000007
【図４】
2009262949.tif 000008
【図５】
2009262949.tif 000009
【図６】
2009262949.tif 000010
【図７】
2009262949.tif 000011
【図８】
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【図９】
2009262949.tif 000013
【図１０】
2009262949.tif 000014
【図１１】
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