【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙カップの製造において、胴部材および底部材の打ち抜きブランクを成形機によりヒートシールあるいは高周波シール等により底部と胴部が接着され、胴部開口部がトップカールされる紙カップの加工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トップカール成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、紙カップは用途によって飲料用カップ、食品用カップ、医療用カップ等に大別され、さらにジュース、炭酸飲料などのコールド飲料とコーヒーなどのホット飲料用が飲料用カップとして使用されている。コールド飲料は以前にはパラフィンワックス加工したカップが主流を占めていたが今では紙カップの内側面にポリエチレン樹脂を押出し加工あるいはラミネート加工を行い、外面は耐水性を有したオーバーコート剤を塗布し、結露によるカップ剛度の劣化防止にも効果がある紙カップも製造されている。
【０００３】
また耐水性のある紙で、片側面あるいは両側面に押出し加工あるいはラミネート加工によりポリエチレン樹脂層等を施し、さらに外側面に広告媒体あるいは美装性を施すための綺麗な印刷加工を施し、使用される商品のディスプレーイ効果を高めた紙カップが主流となっている。
【０００４】
また、ホット飲料用は内側面がポリエチレン樹脂の押出し加工あるいはラミネート加工が施され、外側面は印刷のみの紙カップと内外側面共にポリエチレン樹脂が押出し加工あるいはラミネート加工された紙カップも使用されている。
【０００５】
さらにコールド飲料用紙カップとホット飲料用紙カップの使い方によってベンディング用とマニュアル用があり、ベンディング用は自動販売機で使用され、マニュアル用はコンビニエンスストアやスーパーマーケット等で販売されているコンシュマ用の紙カップとして使用されているものである。これらのカップに使用される用紙は紙カップの大きさによって異なるが、１５０ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２の紙基材が使用され、さらにポリエチレン層が１４〜６０μｍ程度の厚さに形成され、底部が環状脚部に形成されている。
【０００６】
また、食品用カップは納豆、ゼリーなどに使用される固体用カップ、酒、ジュースなどを充填する液体用カップ、ラーメンあるいは味噌汁用のラーメン用カップ、アイスクリーム、シャーベツト、冷菓等に使用される冷菓用カップ、スナック等に使用されている防湿カップ、ジャム、ヨーグルト等を充填するその他のカップが食品用カップとして使用されている。また、医薬品用カップとして尿検査などに使われる検査用カップも使用されている。
【０００７】
また、環境問題や公害問題の点でプラスチック製容器から紙製容器に移行する中で、紙カップにおいてもラーメンカップで見られるＥＰＳ（発泡性ポリスチレンビーズ）製カップから紙製カップに移行し、紙カップに断熱効果を持たせる方法が各分野で対応しているが価格が高くなるという問題がある。
【０００８】
さらに、食品用カップを中心にカップを使用した電子レンジ調理食品、加熱調理加工食品をはじめ、内容物が収納された紙カップが直接電子レンジを利用し、加熱調理することが盛んに行われてきている。
【０００９】
上記のようにいろいろな種類の紙カップがいろいろな分野で使用されているが、いずれの紙カップにおいても使用する時にトップカール部の強化によって安定感や安心感が得られることからトップカール部の強化方法がいろいろと提案されている。
【００１０】
紙カップの強度を強くするためには一般的に紙カップに使用する紙基材の坪量を上げ、紙基材の厚さを厚くすることにより材料面で強化する方法が用いられている。しかしこの方法は紙カップの成形時の機械適正が悪くなると同時に、コストが高くなると言う問題があるために、図９（ａ）に示すような丸みの有る形状のトップカール部（３８）を加圧あるいは加熱加圧または超音波などを用いて押しつぶして図９（ｂ）に示すような上下が平坦な形状にトップカール部（３９）を施して強化する方法が古くから行われている。しかし、上下が平坦な形状にトップカール部（３９）が施された紙カップは口をつけて内容物を飲む場合に、丸みのある形状のトップカール部（３８）に比べて口あたりが悪く、内容物が飲みにくいと言う欠点がある。また、トップカール部（３８）を加圧あるいは加熱加圧または超音波などを用いて上下が平坦な形状にトップカール部（３９）を施すために、カップ成形機以外の専用プレス成形機を使用しなければならないために加工コストが高くなると言う問題もある。
【００１１】
また、上記のような問題を解決するために少なくて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ブランクを用いて、トップカール部を有する紙カップを成形後、図１０に示すように紙カップ（４１）のトップカール部（４２）を、紙カップの内側面に施されている最内層樹脂の融点以上の温度を持つ熱風をホットエアー装置（３２）の熱風挿入部（３７）から吹き込み加熱し、冷却することで、前記トップカール部を強化することが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【００１２】
図１０は従来の紙カップ製造機でトップカール部を強化するための加熱装置の概略図である。紙カップ（４１）が成形機で成形された後にホットエアー装置（３２）によってトップカール部（４２）がガスフレーム、マイクロウェーブ、電熱ヒーターなどによる熱風が熱風挿入部（３７）から吹き込み、最内層の樹脂が溶融する温度で加熱することによりトップカール部（４２）が強化されると（特許文献１）に記載されている。また、ホットエアー装置（３２）の熱風挿入部（３７）からの熱風により加熱されたトップカール部（４２）の樹脂が発泡することも（特許文献１）に記載されている。しかし、トップカール部（４２）の樹脂が発泡することにより凹凸が生じ平滑性がなくなるために、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが悪いと言う欠点がある。また、加熱だけでトップカール部（４２）を融着させる為には紙基材の片面あるいは両面に施されている樹脂層の厚さを厚くしなければならないと言う問題もある。さらにトップカール部の最内層の樹脂が溶融するまでに外側面の樹脂が紙基材表面から流れ出すと言う問題もある。さらに成形機上で紙カップ成形後にトップカール部（４２）を加熱するために、成形機の速度を減速させなければならず生産効率が著しく低下し、生産コストが高くなると言う問題がある。
【００１３】
【特許文献１】
特開平９−２７７４０７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題に着目してなされたもので、従来の胴部材と底部材とから構成され、開口部周縁が外側にカールしたトップカール部を有し、胴部と底部が結合されている紙カップのトップカール部を紙カップ成形機上で強化出来るようにしたことを特徴とする紙カップのトップカール成形方法を見いだし、完成したものである。
【００１５】
本発明によれば、紙カップの成形機上で問題なくトップカール部の強化が効率よく行え、しかも生産ができ、コストも高くなることもなく、また、得られた紙カップは成形されたトップカール部が丸身のある形状で滑らかで口当たりが良く、直接口をつけて飲む場合に都合が良い。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、まず本発明の請求項１に係る発明は、胴部と底部が結合されている紙カップの上端開口部周縁をカール金型に施されている曲面状の溝部に沿って外側にガイドさせながら巻き込むことによりトップカール部を成形する紙カップのトップカール成形加工において、曲面状の溝部が第一カール部と第二カール部から構成され、第一カール部で紙カップの上端開口部周縁に対して外側にプレカールし、しかる後第二カール部で開口周縁をさらに曲面状の溝部に沿ってガイドさせながら略一巻きと３０度まで巻き込むと同時に紙カップの底部を上昇させ、第二カール部の曲面状の溝部に沿って開口周縁部をさらに巻き込み、強化されたトップカール部を成形することを特徴とする紙カップのトップカール成形方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の紙カップの成形方法を実施の形態に沿って以下に詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の紙カップ構成の一実施例を示す半断面図、（ｂ）は図１（ａ）の底部に環状脚部Ｍの詳細を示す拡大図、図２は本発明の実施に係る紙カップを製造する概略を示す概略図、図３は本発明の紙カップのトップカール部を成形する第一カール部の断面を示す断面図、図４は第一カール部で紙カップの胴部の上端開口部周縁が成形された形状（プレカール）の一部分の断面を示す断面図、図５は本発明の紙カップのトップカール部を成形する第二カール部の断面を示す断面図、図６は第二カール部で紙カップの胴部の上端カール部が成形された形状（フィニッシュカール）の一部分の断面を示す断面図、図７本発明の紙カップのトップカール部を形成する第二カール部でトップカール部を強化される一実施例の断面を示す断面図、図８は紙カップの胴部の上端の形状（プレカール）が強化された一部分の断面を示す断面図である。
【００１８】
図１（ａ）は本発明の紙カップ（１）構成の一実施例を示す半断面図である。また、（ｂ）は図１（ａ）の底部に環状脚部Ｍの詳細を示す拡大図である。紙カップは図１（ａ）に示すように胴部（５）と底部（６）とから構成されている。胴部（５）の上端開口部周縁は外側にカールされトップカール部（２）を形成し、下端は図１（ｂ）に示すように内側にカールされ底部材（２１）と結合して環状脚部（４０）を形成している。この環状脚部（４０）で胴部（５）と底部（６）とが一体となって結合されている。また胴部（５）と底部（６）は適宜の形状に形成されている胴部材（１０）と底部材（２１）とが、紙カップ成形機で成形され、紙カップ（１）は作製される。紙カップ（１）を作製する成形機の型式によって異なるが胴部材（１０）は、あらかじめ適宜の形状に打ち抜かれたものを一般的に使用し、底部材（２１）は紙カップ成形機上で打ち抜かれ、逆皿形状に成形される。また、胴部（５）と底部（６）は一般的に紙基材の片側面あるいは両側面に熱可塑性樹脂層が形成されている胴部材（１０）あるいは底部材（２１）を加熱加圧あるいは超音波またはホットエアー等により結合部分が接着されている。この胴部材（１０）と底部材（２１）を使用して紙カップを作製する一般的な行程を簡単に説明すると、まず、適宜の形状に打ち抜かれている胴部材（１０）を筒状に貼り合わせるためにマンドレル（胴巻き型）に巻き付け、胴部材（１０）の貼り合わせ部をあらかじめホットエアー等で予熱し、表面の樹脂が溶融している場合には圧着し、予熱をしない場合には加熱加圧または超音波等により筒状の胴巻き紙の状態に貼り合わされる。つづいて筒状の胴巻き紙に貼り合わされた中に逆皿形状に成形された底部材（２１）を嵌め込み、同時に筒状の胴巻き紙および底部材（２１）の結合される部分の樹脂をホットエアー等で予熱する。そして筒状の胴巻き紙の下端を内側にカールし、圧着し、環状脚部（４０）を形成する。さらに、筒状の胴巻き紙の上端を外側にカールし、トップカール部（２）を形成し、紙カップ（１）が完成する。
【００１９】
また、胴部材（１０）および底部材（２１）は以前には紙基材単体が使用され、筒状の胴巻き紙あるいは環状脚部（４０）が形成される部分に酢酸ビニル樹脂系あるいはホットメルト樹脂等の接着剤を用いて紙カップ（１）が作製されていた。しかし近年、紙基材の表側面あるいは内側面の最内層にポリエチレン（ＰＥ）等の熱可塑性樹脂層を設け、筒状の胴巻き紙あるいは環状脚部の結合接着はホットエアーあるいは加熱加圧または超音波等により成形加工されている。また、紙基材の表側面あるいは内側面の最内層に熱可塑性樹脂層を形成していることにより、近年、益々紙カップ（１）を作製する成形機が高速化している。また、優れた品質の紙カップ（１）を高速で効率よく作製（成形）するために紙基材の成形適正が強く要求されてきている。特に、トップカール部（２）の成形の際に大きな引っ張り力が加えられて引き延ばされても割れが生じない程度の紙力（強度）を有することが要求される。さらに表側面（４）に美粧性あるいは宣伝・広告媒体等の機能を付与するための印刷加工が施されるために印刷適正に優れることも要求されている。特に印刷加工でのインキの受理性あるいは印刷光沢度等との関係から紙基材の平滑性またはクッション性あるいは剛度と適度な吸水性が重要となっている。
【００２０】
本発明の紙カップの胴部材（１０）および底部材（２１）に使用される紙基材は特に限定はしないが、上記のように印刷適正と紙力を付与し、成形適正に優れ、且つ表面強度が強いカップ原紙が主に用いられる。紙基材のカップ原紙は針葉樹材の晒クラフトパルプ（Ｎ−ＢＫＰ）あるいは広葉樹材の晒クラフトパルプ（Ｌ−ＢＫＰ）を用いて長網の抄紙機かあるいは円網または短網の抄合せによる抄紙機で抄造される。また、抄造行程の中間に設置されているサイズプレス行程でデンプンなどのバインダー水溶液を含浸させ、さらにカレンダープレス加工等を施して表面性を良くし、印刷適正に優れ、且つ、耐水性を付与させたカップ原紙が用いられている。また、胴部材（１０）に用いられている紙基材の上記カップ原紙は、紙カップ（１）の大きさあるいは用途または収納する内容物等によって異なるが、坪量が１９０ｇ／ｍ２から４５０ｇ／ｍ２の範囲のカップ原紙が用いられる。また紙の厚さは２００μ〜４００μの範囲が好ましい。さらに、表側面（４）の熱可塑性樹脂層が形成されている樹脂の融点は１００℃〜１４５℃、さらに内側面の最内層の熱可塑性樹脂層が形成されている樹脂は表側面（４）と同様か、あるいは表側面（４）よりも融点が高い１１５℃〜１５５℃の範囲のものでも良い。また、表側面（４）および内側面（３）の最内層に使用される熱可塑性樹脂にブロッキング防止剤、スリップ剤等を添加することにより紙カップ成形機での滑り性が向上する。また、表側面（４）および内側面（３）の最内層に使用される熱可塑性樹脂層の厚さは紙カップの大きさあるいは使用される用途または収納する内容物等により異なるが、一般的に使用されている厚さと略同じように表側面（４）の熱可塑性樹脂層の厚さは１５μ〜５０μ、内側面（３）の最内層に使用される熱可塑性樹脂層の厚さは１５μ〜５０μ程度に施される。さらに、本発明で使用される熱可塑性樹脂は紙カップ（１）の用途あるいは収納する内容物等によって異なるがポリエチレン（ＰＥ）あるいはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）あるいはポリメチルペンテン（ＰＭＰ）またはエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡＣ）等が用いられ、樹脂を熱溶融して塗布する押し出しコーティング加工あるいはフイルムになったものを貼り合わせるラミネート加工などを用いて紙基材の表側面（４）あるいは内側面（３）の最内層に貼り合わされる。また紙カップ（１）の大きさあるいは用途または収納する内容物等により内側面（３）にポリエチレン（ＰＥ）／ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）／ポリエチレン（ＰＥ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）／エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡＣ）／ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）／アルミニウム（ＡＬ）／ポリエチレン（ＰＥ）またはポリエチレン（ＰＥ）／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の多層フイルムがラミネートにより紙基材と貼り合わされて使用することもできるが、最内層に使用される熱可塑性樹脂層は１５μ〜５０μ程度の厚さが施される。また、薄いシート状の物を貼り合わせて作製するラミネートはウェットラミネートあるいはドライラミネートまたはノンソルベントラミネートあるいはニーラムラミネート、押出ラミネートなどかあるが、貼り合わされるフイルムまたは紙カップ（１）の大きさあるいは用途または収納する内容物等により、適宜のラミネート加工によって成されも。
【００２１】
次に、本発明の紙カップの底部材（２１）に使用される紙基材のカップ原紙は胴部材（１０）と同様に針葉樹材の晒クラフトパルプ（Ｎ−ＢＫＰ）あるいは広葉樹材の晒クラフトパルプ（Ｌ−ＢＫＰ）を用いて長網の抄紙機かあるいは円網または短網の抄合せによる抄紙機で抄造され、且つ同じような加工処理等が施されているもので、紙カップ（１）の用途あるいは大きさまたは収納する内容物等によって坪量が異なるが、紙カップ（１）の成形適正から１５０ｇ／ｍ２〜３７０ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。また、紙基材の表側面（４）あるいは内側面（３）に形成されている熱可塑性樹脂層はポリエチレン（ＰＥ）が多く使用されているが紙カップ（１）の用途あるいは収納する内容物等によってポリエチレン（ＰＥ）以外にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡＣ）あるいはポリメチルペンテン（ＰＭＰ）等が用いられる。さらにいずれかの樹脂を熱溶融して塗布する押し出しコーティングあるいはフイルムになったものを貼り合わせるラミネート法などによって１５μ〜６０μ程度の厚さが形成されるが、紙カップ（１）の大きさあるいは用途等により内側面（３）にポリエチレン（ＰＥ）／アルミニウム（ＡＬ）／ポリエチレン（ＰＥ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）／エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡＣ）／ポリエチレン（ＰＥ）等の多層フイルムがウェットラミネートあるいはドライラミネートまたはノンソルベントラミネートあるいはニーラムラミネート、押出ラミネートなどの何れかのラミネートを用いて貼り合わされるが、最内層面の熱可塑性樹脂層は１５μ〜５０μ程度の厚さが施される。
【００２２】
また、紙カップの美粧性あるいは宣伝・広告媒体としての印刷は紙基材の表側面（４）にグラビア印刷あるいはフレキソ印刷またはオフセット印刷のいずれかで施された後に、熱可塑性樹脂層が一般的に形成される。また、紙基材の表側面（４）にすでに熱可塑性樹脂層が形成されている場合にはグラビア印刷かフレキソ印刷のいずれかで印刷加工が施される。印刷加工は紙カップ（１）の生産数量（ロット）あるいは用途またはデザイン等によって印刷方式が選定される。また、グラビア印刷で印刷加工を施す場合の印刷インキはウレタン系あるいはアクリル系またはビニル系、ゴム系樹脂を含む公知のインキが用いられる。また、紙基材上に施されるオフセット印刷のインキは合成樹脂あるいは乾性油または高沸点溶剤を組み合わせたビヒクルを使用し、さらに浸し水との版面でのバランスに係わる界面適正を考慮した公知のインキが用いられる。
【００２３】
次に、紙カップ成形機の一例として図２に示した。この成形機は胴部材用紙巻き出し部（８）、ダイカッティング部（２０）、胴部材（１０）をカップ成形機に搬送するための咥え爪（１８）が施されているタンテーブル（２３）およびカップ成形部（２２）および底部材用紙巻き出し部（１１）、底部材成形部（１３）およびトップカール成形部（１４）から成り立っている。この紙カップ成形機の行程を詳細に説明すると、あらかじめ適宜の大きさ（紙幅）にスリット加工が施された胴部材用巻き取り紙および底部材用巻き取り紙がおのおの胴部材用巻き出し部（８）と底部材用巻き出し部（１１）にセットされ、胴部材用巻き取り紙がロールフィールド方式により打ち抜き金型が備えられているダイカッティング部（２０）に送られ、ダイカッティング部（２０）に施されている雄金型と雌金型により適宜の形状に胴部材（１０）が打ち抜かれ、タンテーブル（２３）の咥え爪（１８）で咥えられながら胴部材（１０）の両端周辺がホットエアーあるいは電熱ヒーター等により熱可塑性樹脂が溶融されカップ成形部（２２）のマンドレル金型（１９）に巻き付けウイング部（２６）のウイングによりマンドレル金型（１９）に巻き付けられて、胴部材（１０）が筒状に形成されると同時に胴部材（１０）と逆皿形状に成形されている底部材（２１）が結合接着され一体化する。また、ダイカッティング部（２０）に施されている雄金型と雌金型により適宜の形状に打ち抜かれた胴部材（１０）以外の胴部材用巻き取り紙は抜きカス（９）として排出される。さらに胴部材（１０）と逆皿形状に成形されている底部材（２１）が結合接着され一体化されている底部（６）に加熱部（２４）からホットエアーが施され、胴部材（１０）の下端部を内側に折り込み、凹型リングあるいはローラーおよびプレート方式により逆皿形状に成形されている底部材（２１）の折り曲げられている部分をインカール部（１５）で挟んで結合して環状脚部（４０）か形成される。さらにローレットシール部（４３）で底部（６）と胴部（５）との結合により環状脚部（４０）が形成されている部分をより強く結合させる為にローレットシール部（４３）で環状脚部（４０）にローレットシール加工が施される。このカップ状に成形されたものがトップカール成形部（１４）へ受け渡される。また、カップ成形部（１４）のウイングでマンドレル金型（１９）に胴部材（１０）を巻き付ける時点で、逆皿形状に成形されている底部材（２１）は胴部材（１０）と同様にあらかじめ適宜の寸法にスリット加工が施され、底部材用巻出し部（１１）から底部成形部（１３）にロールフィールド方式で送られ底部成形部（１３）の手前で底部材（２１）の巻き取り用紙がターンバー（１２）によって水平方向の流れが垂直方向の流れに変えられ、底部材用巻き取り紙が底部成形部（１３）で適宜の円形に打ち抜かれると同時に逆皿形状に成形され、カップ成形部に設けられているマンドレル金型（１９）の先端部のバキュームにより逆皿型状に成形された底部材（２１）がマンドレル金型（１９）の先端部に吸着され、巻き付けウイング部（２６）で胴部材と結合接着される。また円形に打ち抜かれた後に、逆皿形状に成形されている底部材（２１）以外は抜きカスとして連続して排出され巻き取られる。また、トップカール部（１２）は金型取り付け用ディスクプレート（２９）に設けられているリング状の複数箇の下金型（２８）内にカップ状に成形されたものが嵌め込まれ、間歇駆動により下金型（２８）内に嵌め込まれれたカップ状に成形されているものが潤滑油塗布部（４４）で上端開口部周縁に潤滑油が塗布され、さらに第一カール部（１６）でカップ状に成形されたものの上端開口部周縁が外側へカール（プレカール）された後、さらに第二カール部（１７）で外側へカール（プレカール）された部分がさらに巻き込みカール（フニッシュカール）された後に排出されて紙カップ（１）が作製される。
【００２４】
また、図３は本発明の紙カップのトップカール部（２）を成形する第一カール部（１６）の断面を示す断面図である。さらに図４は第一カール部（１６）で紙カップの胴部（５）の上端開口周縁が成形された状態の一部分の断面を示す断面図である。カップ成形部でカップ状に成形さけたものがトップカール成形部の間歇駆動している金型取り付け用ディスクプレート（２９）上に設けられているリング状の複数箇の下金型（２８）内に嵌め込まれ、底部下端はディスク板（３３）に設けられている強制カール昇降部（３０）上で係止されている。カップ状に成形さけたものが下金型（２８）内に嵌め込まれた後、金型取り付け用ディスクプレート（２９）およびディスク板（３３）が間歇駆動して、まず、図２に示す潤滑油塗布部（４４）でカール適性を向上されるために胴部上端の開口部周縁に潤滑油がスプレーで塗布された後、図３に示す第一カール部（１６）でカップ状に成形されている胴部（５）の上端開口部周縁上に設けられているプレカール金型（２７）が降下して胴部（５）の上端開口部に挿入し、上端開口部周縁がプレカール金型（２７）の曲面状の溝部（４７）に当たり曲面状の溝部（４７）に沿ってカールが始まり、さらにプレカール金型（２７）が降下してプレカール金型（２７）の先端面部分が金型取り付け用ディスクプレート（２９）上に設けられている下金型（２８）の上面先端部分と対面するまで胴部（５）の上端開口部周縁部分が曲面状の溝部（４７）に沿って外側にカールしつずける。そして、胴部（５）の上端開口部周縁が図４に示すように外側にプレカールと呼ばれるプレカール部（３４）が半円形状態の形状に成形加工が施され、第一カール（１６）が終了し、プレカール金型（２７）が胴部（５）の上端開口部から離れ、さらに上昇して所定の位置にプレカール金型（２７）が停止すると同時に、金型取り付け用ディスクプレート（２９）およびディスク板（３３）が間歇駆動によって図１０に示す次行程の第二カール部（１７）で停止する。また第一カール部（１６）は図４に示すように胴部の上端開口部周縁は一般にプレカールと呼ばれ、胴部の外側に半円形状態にカールしたプレカール部（３４）が成形加工される。
【００２５】
次に、図５は本発明の紙カップのトップカール部を成形する第二カール部（１７）の断面を示す断面図である。また、図６は第二カール部（１７）で胴部（５）の上端開口部周縁にフニッシュカール部（３５）が成形された状態の一部分の断面を示す断面図である。図５に示す第二カール部（１７）は第一カール部で胴部（５）の上端開口部周縁がプレカールと呼ばれる半円形状態に成形加工されているものが金型取り付け用ディスクプレート（２９）およびディスク板（３３）が間歇駆動によって前工程の第一カール部から第二カール部（１７）のフニッシュ金型（３１）の真下で停止すると同時にフニッシュ金型（３１）が降下して、下金型（２８）に嵌め込まれている胴部（５）の上端開口部周縁が半円形状態に成形されている部分をフニッシュ金型（３１）の曲面状の溝部（４５）と下金型（２８）の曲面状の溝部（４６）に沿ってさらに巻き込みながらフニッシュ金型（３１）が降下してフニッシュ金型（３１）の先端面が下金型（２８）の上側先端面と対面する時点で巻き込み成形動作が終了する。フニッシュ金型（３１）の成形加工動作が終了する。通常の場合には胴部（５）の上端開口部周縁からフニッシュ金型（３１）が離れ、さらにフニッシュ金型（３１）が上昇して、所定の位置で停止し、金型取り付け用ディスクプレート（２９）およびディスク板（３３）が紙カップ（１）の排出部に間歇駆動して停止し、フニッシュ金型（３１）によりトップカール部が形成された紙カップが排出される。さらにトップカール部を強化するためには排出された紙カップを紙カップ成形加工機以外の別の専用成形加工機等を用いておこなわれている。しかし本発明は第二カール部で図６に示すような胴部（５）の上端開口部周縁がフニッシュカールと一般に呼ばれている一巻きと３０度の状態にフニッシュカール部（３５）が成形加工され、さらにフニッシュ金型（３１）の先端面と下金型（２８）の上側先端面が対面している状態でトップカール部（２）を強化するためにフニッシュ金型（３１）の曲面状の溝部（４５）に沿ってさらに図６に示すような一巻きと１８０度の状態まで巻き込み強化されたトップカール部（３６）を形成する。
【００２６】
また、図７は本発明の紙カップのトップカール部を成形する第二カール部（１７）の他の断面を示す断面図である。また、図８は図５に示す第二カール部（１７）でフニッシュカール部（３５）が成形加工された後に、さらにトップカール部が強化されたトップカール部（３６）が成形された状態の一部分を拡大した断面を示す断面図である。上記のように通常は胴部（５）の上端開口部周縁が図１０（ａ）に示す第二カール部（１７）のフニッシュ金型（３１）でフニッシュカール（図６）と呼ばれる一巻きと３０度の状態に成形されて、図２に示すようにトップカール成形部（１４）から排出され、紙カップ（１）として用いられている。しかし本発明はさらにトップカール部を強化させるために第二カール部（１７）でフニッシュ金型（３１）の先端面と下金型（２８）の上側先端面が対面している状態で環状脚部（４０）の先端が係止しているディスク板（３３）に施されている強化カール用昇降板（３０）が突き上げられ、フニッシュカールと呼ばれている一巻きと３０度の状態に成形されている胴部（５）の上端開口部周縁が、さらに突き上げられることによって、フニッシュカールされている部分がフニッシュ金型（３１）の曲面状の溝部（４４）と下金型（２８）の曲面状の溝部（４６）に沿ってさらに巻き込まれ図８に示すような一巻きと１８０度の状態まで成形され強化されたトップカール部（３６）が形成される。フニッシュ金型（３１）の曲面状の溝部（４５）と下金型（２８）の曲面状の溝部（４６）内で一巻きと１８０度の状態に強化されたトップカール部（３６）が成形されると同時にフニッシュ金型（３１）が胴部（５）の上端開口部周縁から離れ、さらに上昇して所定の位置にフニッシュ金型（３１）が停止し、強化カール用昇降板（３０）が突き上げられ、環状脚部（４０）の先端が係止されている状態で金型取り付け用ディスクプレート（２９）およびディスク板（３３）が間歇駆動により、図には示していないが次行程である紙カップ排出部で停止してトップカール部が強化された紙カップがエアーにより排出される。トップカール部が強化された紙カップは所定数量を集積した後に、一般に未使用の印刷されていない紙カップを最上部に入れてカートンケースに収納される。
【発明の効果】
本発明によれば、トップカール部の強化が紙カップ成形機以外の専用機等を使用することなく、同一の紙カップ成形機上で問題なく容易に行うことができる。。また、使用する原紙の坪量をあげ、紙の厚みを厚くすることもなくトップカール部の強化が行われるために、コストが高くなることもなく、従来の紙カップ成形機の加工速度で、品質良好に作製することができると共に、その強化されたトップカール部は美観が優れ、さらに美観が優れ、口をつけて飲む場合に口当たりが良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紙カップ構成の一実施例を示す半断面図（ａ）および環状脚部Ｍの詳細を示す拡大図（ｂ）である。
【図２】本発明に係わる紙カップ成形加工機で紙カップが製造される概略を示す概略図である。
【図３】本発明の紙カップのトップカール部を成形する第一カール部の断面を示す断面図である。
【図４】第一カール部で紙カップの胴部の上端面開口部周縁が成形された形状（プレカール）の一部分の断面を示す断面図である。
【図５】本発明の紙カップのトップカール部を成形する第二カール部の断面を示す断面図である。
【図６】第二カール部で紙カップの胴部の上端カール部が成形された形状（プレカール）の一部分の断面を示す断面図である。
【図７】本発明の紙カップのトップカール部を成形する第二カール部でトップカール部が強化される一実施例の断面を示す断面図である。
【図８】紙カップの胴部の上端の形状（プレカール）が強化された一部分の断面を示す断面図である。
【図９】従来の紙カップのトップカール部か成形されている状態の一部分の拡大断面を示す断面拡大図（ａ）およびトップカール部か強化された状態の一部分の拡大断面を示す断面拡大図（ｂ）である。
【図１０】従来の紙カップのトップカール部を強化するための加熱装置を説明するための断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１…紙カップ
２…トップカール部
３…内側面
４…表側面
５…胴部
６…底部
７…底シール部
８…胴部材用巻き出し部
９…胴部材抜きカス
１０…胴部材
１１…底部材用巻き出し部
１２…ターバー
１３…底部成型部
１４…トップカール成型部
１５…底部材打ち抜きカス
１６…第一カール部
１７…第二カール部
１８…咥え爪
１９…マンドレル金型
２０…ダイカッティング部
２１…底部材
２２…カップ成型部
２３…ターンテーブル
２４…加熱部
２５…インカール部
２６…巻き付けウイング
２７…プレカール金型
２８…下金型
２９…金型取り付けディスクプレート
３０…強制カール昇降部
３１…フニッシュ金型
３２…ホットエアー装置
３３…ディスク板
３４…プレカール部
３５…フニッシュカール部
３６…強化されたトップカール部
３７…熱風挿入部
３８…丸みのある形状のトップカール部
３９…平坦な形状のトップカール部
４０…環状脚部
４１…紙カップ
４２…トップカール部
４３…ローレットシール部
４４…潤滑油塗布部
４５…フニッシュ金型溝部
４６…下金型溝部
４７…カール金型溝部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the processing of a paper cup in which, in the production of a paper cup, a punched blank of a trunk member and a bottom member is bonded to a bottom and a trunk by heat sealing or high-frequency sealing by a molding machine and a trunk opening is top-curled. More specifically, the present invention relates to a method for forming a top curl of a paper cup having a reinforced top curl portion.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, paper cups are roughly classified into drink cups, food cups, medical cups, and the like according to their uses, and cold drinks such as juices and carbonated drinks and hot drinks such as coffee are used as drink cups. In the past, cold beverages used to be mainly made of paraffin-waxed cups.Now, polyethylene resin is extruded or laminated on the inner surface of paper cups, and the outer surface is coated with a water-resistant overcoat agent. Paper cups that are also effective in preventing the deterioration of the cup stiffness due to condensation have been manufactured.
[0003]
In addition, water-resistant paper is used by extruding or laminating one side or both sides with a polyethylene resin layer, etc., and further printing on the outer side with an advertising medium or a beautiful print to give aesthetic appeal. The mainstream is paper cups with enhanced display effects for products.
[0004]
For hot beverages, the inner surface is extruded or laminated with a polyethylene resin, the outer surface is a paper cup with printing only, and the inner and outer surfaces are both extruded or laminated with a polyethylene resin.
[0005]
Depending on how cold beverage paper cups and hot beverage paper cups are used, there are two types, one for bending and one for manuals. The one for bending is used in vending machines, and the one for manuals is used as a paper cup for consumers sold in convenience stores and supermarkets. Is what is being done. The paper used for these cups depends on the size of the paper cup, but is 150 g / m2. 2 ~ 300g / m 2 Is used, a polyethylene layer is formed to a thickness of about 14 to 60 μm, and a bottom is formed in an annular leg.
[0006]
In addition, food cups are solid cups used for natto, jelly, etc., liquid cups for filling sake, juice, etc., ramen cups for ramen or miso soup, ice cream, sorbet, frozen desserts used for frozen desserts, etc. Other cups filled with moisture-proof cups, jams, yogurt and the like used for food cups, snacks and the like are used as food cups. In addition, test cups used for urine tests and the like are also used as drug cups.
[0007]
In addition, while shifting from plastic containers to paper containers in terms of environmental and pollution issues, in paper cups, EPS (expandable polystyrene bead) cups, which are found in ramen cups, have also shifted to paper cups. Methods for providing a heat insulating effect are available in various fields, but there is a problem that the price is high.
[0008]
In addition, food cups, mainly microwave cooked foods using cups, cooked cooked foods, and paper cups containing the contents have been actively used for cooking using microwaves directly. I have.
[0009]
As mentioned above, various types of paper cups are used in various fields.However, when used in any paper cup, the top curl part enhances the stability and security by strengthening the top curl part. Have been proposed in various ways.
[0010]
In order to increase the strength of the paper cup, a method is generally used in which the basis weight of the paper base material used in the paper cup is increased and the thickness of the paper base material is increased to strengthen the material. However, this method has a problem that the mechanical aptitude at the time of forming the paper cup is deteriorated and the cost is increased. Therefore, the top curl portion (38) having a round shape as shown in FIG. Alternatively, a method of crushing using heat and pressure or ultrasonic waves or the like to apply a top curl (39) to a flat top and bottom shape as shown in FIG. However, a paper cup having a top curl portion (39) having a flat top and bottom shape has a poor mouthfeel when drinking the contents with a mouth as compared to the round top curl portion (38). There is a drawback that the contents are difficult to drink. In addition, a special press molding machine other than the cup molding machine is used to apply the top curl (38) to the top curl (39) in a flat upper and lower shape by pressurizing, heating and pressurizing or using ultrasonic waves or the like. There is also a problem that the processing cost is increased due to the necessity of performing the process.
[0011]
Further, after forming a paper cup having a top curl portion using a blank provided with a resin layer having heat sealability on at least one surface to solve the above-described problem, as shown in FIG. Then, hot air having a temperature equal to or higher than the melting point of the innermost resin applied to the inner surface of the paper cup is blown into the top curl portion (42) of the paper cup (41) from the hot air insertion portion (37) of the hot air device (32). It has been proposed to strengthen the top curl by heating and cooling. (For example, see Patent Document 1)
[0012]
FIG. 10 is a schematic view of a heating device for strengthening a top curl portion in a conventional paper cup making machine. After the paper cup (41) is formed by the molding machine, the hot air device (32) blows the top curl portion (42) from the hot air insertion portion (37) with hot air from a gas frame, a microwave, an electric heater or the like. It is described in Patent Document 1 that the top curl portion (42) is strengthened by heating at a temperature at which the resin melts. It is also described in Patent Document 1 that the resin of the top curl portion (42) heated by hot air from the hot air insertion portion (37) of the hot air device (32) foams. However, since the resin of the top curl portion (42) foams to generate unevenness and lose smoothness, there is a disadvantage that the mouthfeel is poor when directly drinking with a mouth. There is also a problem that the thickness of the resin layer applied to one or both sides of the paper base material must be increased in order to fuse the top curl portion (42) only by heating. There is also a problem that the resin on the outer surface flows out from the surface of the paper substrate before the resin in the innermost layer of the top curl portion is melted. Furthermore, in order to heat the top curl portion (42) after the paper cup is formed on the molding machine, the speed of the molding machine must be reduced, so that the production efficiency is significantly reduced, and the production cost is increased.
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-9-277407
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is configured by a conventional body member and a bottom member, and has a top curl portion in which an opening periphery is curled outward, and a body portion and a bottom portion are joined. A method for forming a top curl of a paper cup characterized in that the top curl portion of the paper cup described above can be strengthened on a paper cup forming machine has been completed.
[0015]
According to the present invention, the top curl portion can be efficiently reinforced without any problem on a paper cup molding machine, and the production can be carried out without increasing the cost. But it is smooth with rounded shape and has a good mouthfeel.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, first, the invention according to claim 1 of the present invention is to provide a curved groove formed in a curl mold by forming a periphery of an upper end opening of a paper cup having a body and a bottom joined. In a top curl forming process of a paper cup in which a top curl portion is formed by being wound while being guided along the outside, a curved groove portion is formed of a first curl portion and a second curl portion, and the upper end of the paper cup is formed by the first curl portion Pre-curl outward with respect to the periphery of the opening, and then, while guiding the periphery of the opening further along the curved groove at the second curl portion, wind it up to approximately one turn and 30 degrees, and simultaneously raise the bottom of the paper cup, A top curl forming method for a paper cup, further comprising forming a reinforced top curl portion by further winding the peripheral portion of the opening along the curved groove portion of the second curl portion.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The method for forming a paper cup according to the present invention will be described in detail below with reference to embodiments. 1A is a half sectional view showing an embodiment of the paper cup configuration of the present invention, FIG. 1B is an enlarged view showing details of an annular leg M at the bottom of FIG. 1A, and FIG. FIG. 3 is a schematic view showing an outline of manufacturing a paper cup according to an embodiment, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of a first curl part for forming a top curl part of the paper cup of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross-section of a part of a shape (pre-curl) in which the periphery of the upper end opening is formed. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross-section of a second curl forming the top curl of the paper cup of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section of a part of a shape (finish curl) in which a top curl portion of a body portion of a paper cup is formed in a second curl portion; FIG. 7 is a top curl portion forming a top curl portion of the paper cup of the present invention; Cross section showing a cross section of one embodiment in which the curl portion is strengthened 8 is a cross-sectional view showing a cross section of a portion where the shape of the upper end of the body of the paper cup (Purekaru) was strengthened.
[0018]
FIG. 1A is a half sectional view showing one embodiment of the configuration of the paper cup (1) of the present invention. 1B is an enlarged view showing details of an annular leg M at the bottom of FIG. 1A. The paper cup is composed of a trunk (5) and a bottom (6) as shown in FIG. The periphery of the upper end opening of the body (5) is curled outward to form a top curled portion (2), and the lower end is curled inward as shown in FIG. A leg (40) is formed. The body (5) and the bottom (6) are integrally connected by the annular leg (40). A body member (10) and a bottom member (21) whose body (5) and bottom (6) are formed in appropriate shapes are molded by a paper cup molding machine, and a paper cup (1) is manufactured. Although it depends on the type of the molding machine for producing the paper cup (1), the body member (10) is generally used in advance punched into an appropriate shape, and the bottom member (21) is stamped on the paper cup molding machine. , Formed into an inverted dish shape. The body (5) and the bottom (6) are generally heated and pressurized by pressing a body (10) or a bottom (21) having a thermoplastic resin layer formed on one or both sides of a paper base material. Alternatively, the bonding portion is bonded by ultrasonic waves or hot air. The general process of manufacturing a paper cup using the body member (10) and the bottom member (21) will be briefly described. First, a body member (10) punched into an appropriate shape is attached in a cylindrical shape. Wrap it around a mandrel (body-wound type) to fit it, preheat the bonded part of the body member (10) with hot air or the like, press it if the surface resin is molten, and heat it if it is not preheated It is adhered to the state of the cylindrical body wrapping paper by pressure or ultrasonic waves. Subsequently, the bottom member (21) formed into an inverted dish shape is fitted into the cylindrical body wrapping paper, and at the same time, the resin at the portion where the cylindrical body wrapping and the bottom member (21) are bonded is hot air. Preheat with etc. Then, the lower end of the cylindrical body wrapping paper is curled inward and pressure-bonded to form an annular leg (40). Further, the upper end of the cylindrical body-wrapped paper is curled outward to form a top curled portion (2), and the paper cup (1) is completed.
[0019]
Further, the body member (10) and the bottom member (21) are previously made of a single paper base material, and are formed of vinyl acetate resin or hot melt at the portion where the cylindrical body wrapping paper or the annular leg (40) is formed. The paper cup (1) has been manufactured using an adhesive such as a resin. However, in recent years, a thermoplastic resin layer such as polyethylene (PE) is provided on the outermost layer on the front side or the inner side of the paper base material, and the bonding of the cylindrical body wrapping paper or the annular leg is performed by hot air or heat and pressure or super pressure. It is formed by sound waves. Further, since a thermoplastic resin layer is formed on the outermost layer on the front side or the inner side of the paper base material, the speed of a molding machine for producing the paper cup (1) has been increasing in recent years. In addition, in order to efficiently produce (mold) a high-quality paper cup (1) at a high speed, there is a strong demand for proper molding of a paper base material. In particular, it is required that the top curl portion (2) has a paper strength (strength) that does not cause cracking even when the top curl portion (2) is stretched by applying a large tensile force. Further, since the front side (4) is subjected to a printing process for imparting a function such as an aesthetic property or an advertisement / advertising medium, it is also required to be excellent in printability. In particular, smoothness or cushioning property or rigidity of the paper base material and appropriate water absorption are important from the relation with ink acceptability or printing glossiness in printing.
[0020]
The paper base material used for the body member (10) and the bottom member (21) of the paper cup of the present invention is not particularly limited, but as described above, it provides printability and paper strength, is excellent in moldability, and has excellent surface properties. Base paper with strong strength is mainly used. Paper base cup paper is made by using a bleached kraft pulp of softwood (N-BKP) or bleached kraft pulp of hardwood (L-BKP) or a long net or a short or long net. Paper machined. Also, in a size press process installed in the middle of the papermaking process, impregnated with a binder aqueous solution such as starch, and further subjected to calender press processing and the like to improve the surface properties, excellent printability, and impart water resistance. Cup base paper is used. Further, the cup base paper of the paper base material used for the body member (10) has a basis weight of 190 g / m2, depending on the size or use of the paper cup (1) or the contents to be stored. 2 To 450 g / m 2 Cup base paper in the range described above is used. Further, the thickness of the paper is preferably in the range of 200 μ to 400 μ. Further, the melting point of the resin on which the thermoplastic resin layer on the front side (4) is formed is 100 ° C. to 145 ° C., and the resin on which the innermost thermoplastic resin layer on the inner side is formed is the front side (4). Or a melting point in the range of 115 ° C. to 155 ° C., which has a higher melting point than the surface (4). Further, by adding an anti-blocking agent, a slipping agent and the like to the thermoplastic resin used for the innermost layer of the front side surface (4) and the inner side surface (3), the slipperiness in a paper cup forming machine is improved. Further, the thickness of the thermoplastic resin layer used as the innermost layer of the front side surface (4) and the inner side surface (3) varies depending on the size of the paper cup, the application used, the contents to be stored, and the like. The thickness of the thermoplastic resin layer on the front side surface (4) is 15 μm to 50 μm, and the thickness of the thermoplastic resin layer used as the innermost layer on the inner side surface (3) is approximately 15 μm, almost the same as the thickness used. It is applied to about 50μ. Further, the thermoplastic resin used in the present invention varies depending on the use of the paper cup (1) or the contents to be stored, etc., but polyethylene (PE) or polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polymethylpentene (PMP) or Ethylene-vinyl acetate copolymer (EVAC) etc. are used, and the front side of the paper base material is extruded by hot-melting the resin and applied by lamination or laminating the film (4) Alternatively, it is bonded to the innermost layer of the inner surface (3). Also, depending on the size of the paper cup (1), the purpose or the contents to be stored, etc., polyethylene (PE) / polymethylpentene (PMP) / polyethylene (PE) or polyethylene (PE) / ethylene / vinyl acetate A multilayer film such as polymer (EVAC) / polyethylene (PE), polyethylene (PE) / aluminum (AL) / polyethylene (PE) or polyethylene (PE) / polyethylene terephthalate (PET) is laminated to a paper substrate by lamination. Although it can be used, the thickness of the thermoplastic resin layer used as the innermost layer is about 15 μ to 50 μ. Laminates made by laminating thin sheet-like materials include wet lamination, dry lamination, non-solvent lamination, knee lam lamination, and extrusion lamination. The size or application of the film or paper cup (1) to be laminated Alternatively, it may be formed by appropriate lamination processing depending on the contents to be stored.
[0021]
Next, the paper base cup base paper used for the bottom member (21) of the paper cup of the present invention is bleached kraft pulp of softwood (N-BKP) or bleached kraft pulp of hardwood similarly to the body member (10). (L-BKP), which is made by a long net paper machine or a paper machine by combining circular nets or short nets, and is subjected to the same processing and the like. Although the basis weight varies depending on the application, size, contents to be stored, etc., 150 g / m 2 ~ 370 g / m 2 Is preferable. The thermoplastic resin layer formed on the front surface (4) or the inner surface (3) of the paper base material is often made of polyethylene (PE), but the purpose of the paper cup (1) or the contents to be stored is In addition to polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), ethylene / vinyl acetate copolymer (EVAC), polymethylpentene (PMP), or the like is used. Further, a thickness of about 15 to 60 μm is formed by extrusion coating in which one of the resins is hot-melted and applied or a laminating method in which a film is attached, but the size or use of the paper cup (1) By wet laminating a multilayer film such as polyethylene (PE) / aluminum (AL) / polyethylene (PE) or polyethylene (PE) / ethylene / vinyl acetate copolymer (EVAC) / polyethylene (PE) on the inner surface (3) Lamination is performed using any laminate such as dry lamination, non-solvent lamination, knee lam lamination, and extrusion lamination, and the thickness of the thermoplastic resin layer on the innermost layer is about 15 to 50 μm.
[0022]
In addition, the printing of the paper cup as an aesthetic or advertising medium is performed by gravure printing, flexographic printing, or offset printing on the front surface (4) of the paper base material, and then a thermoplastic resin layer is generally formed. It is formed. If a thermoplastic resin layer has already been formed on the front surface (4) of the paper base, printing is performed by either gravure printing or flexographic printing. The printing method is selected according to the production quantity (lot) of the paper cup (1), the use, the design, or the like. In addition, when printing is performed by gravure printing, a known ink containing a urethane-based, acryl-based, vinyl-based, or rubber-based resin is used. In addition, the offset printing ink applied on the paper substrate uses a vehicle in which a synthetic resin or a drying oil or a high boiling point solvent is combined, and furthermore, a well-known interface in consideration of the interface appropriateness relating to the balance of the plate surface with immersion water. Ink is used.
[0023]
Next, FIG. 2 shows an example of a paper cup forming machine. This molding machine has a tongue table (23) provided with a body unwinding section (8), a die cutting section (20), and a claw (18) for conveying the body member (10) to a cup molding machine. ), A cup forming section (22), a bottom member sheet unwinding section (11), a bottom member forming section (13), and a top curl forming section (14). The process of this paper cup forming machine will be described in detail. Each of the body member take-up paper and the bottom member take-up paper, which has been slit to an appropriate size (paper width) in advance, is provided with a body member unwinding section (8). ) And the unwinding section (11) for the bottom member, and the roll paper for the body member is sent to a die cutting section (20) provided with a punching die by a roll field method, and the die cutting section (20). The body member (10) is punched out into an appropriate shape by a male mold and a female mold provided on the tongue, and both ends of the body member (10) while being held by the holding claws (18) of the tan table (23). The periphery is melted by hot air or an electric heater, and the thermoplastic resin is melted and wound around the mandrel mold (19) of the cup molding part (22). Wound on (19), body member (10) is the bottom member (21) is coupled adhered to integrate it has been formed into Gyakusara shaped body member (10) and at the same time is formed in a cylindrical shape. In addition, the roll paper for the body member other than the body member (10) punched into an appropriate shape by the male mold and the female mold applied to the die cutting portion (20) is discharged as a scrap (9). You. Further, hot air is applied from a heating unit (24) to the bottom (6), in which the body member (10) and the bottom member (21) formed in an inverted dish shape are bonded and adhered and integrated, so that the body member (10) is formed. ) Is folded inward, and the bent portion of the bottom member (21) formed into an inverted dish shape by a concave ring or a roller and plate method is sandwiched by an incurled portion (15) and joined to form an annular leg. A part (40) is formed. Further, the knurl seal portion (43) is used to join the bottom portion (6) and the body portion (5) to form the annular leg portion (40) more strongly. The part (40) is knurled. The cup-shaped product is delivered to the top curl forming section (14). At the time when the body member (10) is wound around the mandrel mold (19) by the wing of the cup forming part (14), the bottom member (21) formed into an inverted dish shape is similar to the body member (10). Slit processing is performed to an appropriate size in advance, and is sent from the bottom member unwinding section (11) to the bottom forming section (13) by a roll field method, and the bottom member (21) is wound before the bottom forming section (13). The horizontal flow is changed to a vertical flow by the turn bar (12), and the bottom member roll paper is punched into an appropriate circular shape at the bottom forming part (13), and simultaneously formed into an inverted dish shape. The bottom member (21) formed into an inverted dish shape by the vacuum at the tip of the mandrel mold (19) provided in the cup molding portion is attracted to the tip of the mandrel mold (19), and the wrapping wing portion is formed. Coupled bonded to the body member 26). After being punched out in a circular shape, portions other than the bottom member (21) formed in an inverted dish shape are continuously discharged as a scrap and wound up. The top curl portion (12) is formed by fitting a cup-shaped member into a plurality of ring-shaped lower molds (28) provided on a mold mounting disk plate (29), and is operated intermittently. The lubricating oil is applied to the periphery of the upper opening at the lubricating oil applying portion (44), and the cup is molded at the first curling portion (16). After the peripheral edge of the upper end opening is curled (pre-curled) outward, the portion curled outward (pre-curled) by the second curl portion (17) is further curled (finish curled) The paper cup (1) is discharged and manufactured.
[0024]
FIG. 3 is a sectional view showing a section of a first curl portion (16) for forming a top curl portion (2) of the paper cup of the present invention. Further, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of a part of the state in which the periphery of the upper end opening of the body portion (5) of the paper cup is formed by the first curl portion (16). The ring-shaped lower mold (28) provided on the mold mounting disk plate (29), which is intermittently driven by the cup curling unit, is formed in a cup shape by the cup molding unit. And the lower end of the bottom is locked on a forced curl elevating part (30) provided on the disk plate (33). After the cup-shaped product is fitted into the lower mold (28), the mold mounting disk plate (29) and the disk plate (33) are driven intermittently, and the lubricating oil shown in FIG. After lubricating oil is applied by spraying to the periphery of the opening at the upper end of the body in order to improve the curl aptitude at the application part (44), it is formed into a cup shape at the first curl part (16) shown in FIG. The pre-curl mold (27) provided on the periphery of the upper end opening of the torso (5) descends and is inserted into the upper end opening of the trunk (5), and the periphery of the upper end opening is the pre-curl mold (27). ), The curl starts along the curved groove (47), and the precurl mold (27) descends, and the front end portion of the precurl mold (27) is used for mounting the mold. Lower provided on the disk plate (29) Carl Shitsuzu outside top opening peripheral portion along the curved groove (47) of the body (5) to the face and the upper surface front end portion of the mold (28) Keru. Then, as shown in FIG. 4, the outer periphery of the upper end opening of the body (5) is formed into a semi-circular pre-curl portion (34) called a pre-curl, and the first curl (16) is completed. Then, the pre-curl mold (27) separates from the upper end opening of the body (5) and further rises to stop the pre-curl mold (27) at a predetermined position. The disc plate (33) stops at the second curl portion (17) in the next stroke shown in FIG. 10 due to the intermittent drive. As shown in FIG. 4, the first curl portion (16) is generally called a pre-curl at the periphery of the upper end opening of the trunk, and a pre-curl portion (34) curled in a semicircular shape outside the trunk is formed. .
[0025]
Next, FIG. 5 is a sectional view showing a section of a second curl portion (17) for forming a top curl portion of the paper cup of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of a part of a state in which a finish curl portion (35) is formed around the upper end opening of the body portion (5) in the second curl portion (17). The second curl portion (17) shown in FIG. 5 is a first curl portion having a periphery of the upper end opening of the body portion (5) formed into a semicircular state called a pre-curl. ) And the disc plate (33) are stopped by the intermittent drive from the first curl portion of the previous process to immediately below the finish mold (31) of the second curl portion (17), and at the same time, the finish mold (31) descends. The part of the upper end opening periphery of the body part (5) fitted into the lower mold (28) is formed in a semicircular state by forming a curved groove (45) of the finish mold (31) and the lower mold. The finish mold (31) descends while being further wound along the curved groove (46) of (28), and the end face of the finish mold (31) faces the upper end face of the lower mold (28). End-of-winding operation ends at this point That. The forming operation of the finish mold (31) ends. In a normal case, the finish mold (31) separates from the peripheral edge of the upper end opening of the body (5), further rises and stops at a predetermined position, and the disk plate for mounting the mold. (29) and the disk plate (33) are intermittently driven to the discharge section of the paper cup (1) and stopped, and the paper cup having the top curl formed by the finish mold (31) is discharged. In order to further strengthen the top curl portion, the discharged paper cup is processed by using another dedicated forming machine other than the paper cup forming machine. However, in the present invention, the finish curl portion (35) is formed in a state where the periphery of the upper end opening of the trunk portion (5) as shown in FIG. The curved surface of the finish mold (31) is further processed in order to strengthen the top curl portion (2) in a state where the end face of the finish mold (31) and the upper end face of the lower mold (28) face each other. The top curl portion (36) is further wound along the groove portion (45) to a single turn and 180 degrees as shown in FIG.
[0026]
FIG. 7 is a sectional view showing another section of the second curl portion (17) for forming the top curl portion of the paper cup of the present invention. FIG. 8 shows a state in which after the finish curl portion (35) is formed by the second curl portion (17) shown in FIG. 5, the top curl portion (36) in which the top curl portion is further strengthened is formed. It is sectional drawing which shows the cross section which expanded a part. As described above, the periphery of the upper end opening of the body portion (5) is usually called a finish curl (FIG. 6) in the finish mold (31) of the second curl portion (17) shown in FIG. It is formed into a state of 30 degrees, discharged from the top curl forming section (14) as shown in FIG. 2, and used as a paper cup (1). However, according to the present invention, in order to further strengthen the top curl portion, the annular leg is formed in a state where the front end surface of the finish mold (31) and the upper end surface of the lower mold (28) face each other at the second curl portion (17). The lifting / lowering plate (30) for reinforcing curl applied to the disk plate (33) to which the tip of the portion (40) is locked is pushed up and formed into one turn and 30 degrees called a finish curl. The peripheral edge of the upper end opening of the body portion (5) is further pushed up, so that the finish curled portion is formed in the curved groove portion (44) of the finish mold (31) and the lower mold (28). It is further wound along the curved groove portion (46) to form a reinforced top curl portion (36) as shown in FIG. A top curl portion (36) reinforced by one turn and 180 degrees is formed in the curved groove portion (45) of the finish mold (31) and the curved groove portion (46) of the lower mold (28). At the same time, the finish mold (31) separates from the peripheral edge of the upper end opening of the body (5), further rises and the finish mold (31) stops at a predetermined position, and the lift plate (30) for reinforcing curl Are pushed up, and the mold mounting disk plate (29) and the disk plate (33) are intermittently driven in a state where the tip of the annular leg (40) is locked. A paper cup which stops at a certain paper cup discharge section and has a reinforced top curl section is discharged by air. After a predetermined number of paper cups with a reinforced top curl are accumulated, generally unused, unprinted paper cups are placed at the top and stored in a carton case.
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, reinforcement | strengthening of a top curl part can be easily performed on the same paper cup molding machine without a problem, without using a special machine etc. other than a paper cup molding machine. . In addition, the basis weight of the base paper used is increased, and the top curl portion is strengthened without increasing the thickness of the paper.Therefore, the cost is not increased, and the quality is maintained at the processing speed of the conventional paper cup molding machine. In addition to being satisfactorily produced, the enhanced top curl is aesthetically pleasing, more aesthetically pleasing, and palatable when swallowed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a half sectional view showing an embodiment of a paper cup configuration of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged view showing details of an annular leg M;
FIG. 2 is a schematic view showing an outline in which a paper cup is manufactured by the paper cup molding machine according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section of a first curl portion for forming a top curl portion of the paper cup of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of a part of a shape (pre-curl) in which a periphery of an opening at an upper end surface of a body of a paper cup is formed in a first curl portion.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a cross section of a second curl portion for forming a top curl portion of the paper cup of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of a part of a shape (pre-curl) in which a top curl portion of a body portion of a paper cup is formed by a second curl portion.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a cross section of an embodiment in which the top curl portion is strengthened by the second curl portion forming the top curl portion of the paper cup of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross section of a part in which the shape (precurl) of the upper end of the body of the paper cup is reinforced.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view (a) showing an enlarged cross-section of a part of a conventional paper cup in a state where a top curl portion is formed, and an enlarged cross-sectional view showing an enlarged cross-section of a part in a state where a top curl portion is reinforced. b).
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a heating device for reinforcing a top curl portion of a conventional paper cup.
[Explanation of symbols]
1: Paper cup
2. Top curl part
3. Inner surface
4: Front side
5 ... torso
6 ... Bottom
7 ... Bottom seal
8. Unwinding part for trunk member
9: body member removal debris
10 ... torso member
11 ... Unwinding part for bottom member
12 ... Tarver
13 ... Bottom molding
14 ... Top curl molding part
15 Bottom member punching waste
16 ... First curl part
17 ... Second curl part
18 ... Hook claws
19 ... Mandrel mold
20 ... Die cutting part
21 ... Bottom member
22 ... Cup molding part
23 ... Turntable
24 ... Heating section
25 ... Incurl part
26 ... wrapping wing
27 ... Pre-curl mold
28 ... Lower mold
29 ... Die plate plate
30 ... Forced curl elevating part
31 ... Finish mold
32 ... Hot air device
33 ... Disk plate
34 Precurl part
35 ... Funish curl part
36 ... Reinforced top curl
37 ... Hot air insertion part
38: Top curl with rounded shape
39: Flat curled top curl
40 ... Circular leg
41… Paper cup
42 ... Top curl part
43 ... Knurl seal part
44: Lubricating oil application section
45 ... Finish mold groove
46 ... Lower mold groove
47 ... Curl mold groove
