JP2012071846A

JP2012071846A - 紙カップ容器

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Publication number: JP2012071846A
Application number: JP2010216718A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Yoshinaga; 雅信吉永
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: JP5594020B2

Abstract

【課題】外部からの臭気の進入を防止でき、且つ、断熱性を有する紙カップ容器を提供する。
【解決手段】筒形状の胴部材と、胴部材の下端部に設けた底部材とからなる紙カップ容器において、胴部材が少なくとも、紙層と、紙層の外側にスチレン系ブロックコーポリマー層を有し、スチレン系ブロックコーポリマー層と紙層の間に、紙層に含有されている水分の加熱蒸発による気泡がある。さらにまた、底部材が少なくとも、紙層と、紙層の外側にスチレン系ブロックコーポリマー層を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙カップ容器に関するものである。

従来より断熱性を必要とするカップ容器は、熱湯を注いで喫食する即席のラーメンやスープや味噌汁などの容器として広く用いられている。この断熱性を必要とするカップ容器には、発泡樹脂容器が多く用いられてきた。特に、発泡ビーズ成型されたポリスチレンの成型容器や、発泡樹脂シートをシート成型したポリスチレンの成型容器が多く使用されてきていた。

しかし、発泡ポリスチレン樹脂を用いた断熱性カップ容器は、断熱性では優れているが、使用後、廃棄物として処理しにくく、環境対応の点で問題がある。また、表面の平滑性が低く、印刷適性に劣るなどの欠点もある。

このような、廃棄処理性、公害問題、印刷適性などの観点から、紙を主体にした断熱紙カップが普及してきている。例えば、紙カップの全周にコルゲート（波形状）紙を巻き付けた形式の断熱カップがある（例えば特許文献１）。このタイプの断熱カップは、断熱性や環境対応の点では優れているが、製造上、胴巻き部をコルゲート状にし、紙カップ本体に巻き付ける工程が必要で、コスト高になる欠点がある。

紙カップ本体の胴部外周に外装紙を巻いた断熱カップがある。すなわち、紙基材の内面にポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂をラミネートした樹脂加工紙を用いてカップ本体を成形し、該カップ本体の胴部外周に別工程で作製した紙製の筒体状の外装紙を一体化させた断熱カップである（例えば特許文献２）。これについても、カップ本体に対して別部材の筒体状の外装紙を一体化させて断熱性を得ているため、紙の使用量が多くなり、コストアップになり、また、一体化させる工程が必要であり、やはりコスト高になる。

そこでコストを安くして作ることのできる紙製断熱カップが出てきた。これは、紙カップの胴部材の紙層の外側に熱可塑性樹脂層を設け、紙カップを加熱することによって、紙層に含まれる水分を蒸発させて、紙層と熱可塑性樹脂層の間に気泡を発生させて、断熱効果を出すものである（例えば特許文献３）。
公知文献を以下に示す。

特開平６−９９９６６号公報特開２００３−３１２６３５号公報特開平５−４２９２９号公報

このような容器に、食品を収納して保管しておくと、保管場所に置かれていた他の物品から臭いが、容器を透過して食品に移り、異臭となって、問題となることがあった。本発明は、外部からの臭気の進入を防止でき、且つ、断熱性を有する紙カップ容器を提供することを課題とする。

本発明は係る課題に鑑みなされたものであり、請求項１の発明は、筒形状の胴部材と、該胴部材の下端部に設けた底部材とからなる紙カップ容器において、
前記胴部材が少なくとも、紙層と、該紙層の外側にスチレン系ブロックコーポリマー層を有し、該スチレン系ブロックコーポリマー層と前記紙層の間に、前記紙層に含有されている水分の加熱蒸発による気泡があることを特徴とする紙カップ容器である。

本発明の紙カップは、以上のような構成であって、スチレン系ブロックコーポリマー層があるので、外部からの臭気の進入を防止することができ、且つ、スチレン系ブロックコーポリマー層が、加熱されて蒸発した紙層の水分を通さないので、その間に気泡が発生して断熱性を得ることができる。

本発明の請求項２の発明は、底部材が少なくとも、紙層と、該紙層の外側にスチレン系ブロックコーポリマー層を有していることを特徴とする請求項１に記載の紙カップ容器である。

本発明はさらに、底部材にスチレン系ブロックコーポリマー層を有しているので、紙カップ容器の底部から外部臭気が侵入することが無い。

本発明の紙カップ容器は、外部からの臭気の進入を防止できる断熱性を有する。

本発明の紙カップ容器の一例を模式的に一部断面で示した正面図である。本発明の紙カップ容器の一例の胴紙の層構成を模式的に示した断面図である。本発明の紙カップ容器の一例の底紙の層構成を模式的に示した断面図である。

以下本発明を実施するための形態につき説明する。
図１は、本発明の紙カップ容器の一例を模式的に一部断面で示した正面図、図２は、本発明の紙カップ容器の一例の胴部材の層構成を模式的に示した断面図、図３は、本発明の紙カップ容器の一例の底部材の層構成を模式的に示した断面図である。

本例の紙カップ容器１０は、図１のように、筒形状の胴部材１と、外周縁部を下向きに起立させた底部材２とからなり、前記胴部材１の下部内面に底部材２の外周縁部の内面を接合させ、胴部材１の下端縁部を内方に折り曲げ、環状脚部３を形成させ、前記胴部材の上端開口部周縁が巻き込まれ、トップカール部４が成形されている。

本発明の紙カップ容器１０に用いる胴部材１の層構成は、図２のように、紙層５の外側に、スチレン系ブロックコーポリマー層６が設けられている。スチレン系ブロックコーポリマー層６の外側に、印刷インキや箔押しによる印刷層を設けても良い。また、紙層５の内側には、熱溶融性樹脂層７が設けられている。

そして、紙カップ容器を成型後に加熱することによって、スチレン系ブロックコーポリマー層６が軟化して、スチレン系ブロックコーポリマー層６と前記紙層５の間に、前記紙層に含有されている水分の加熱蒸発による気泡８が発生している。

本発明の紙カップ容器１０に用いる底部材２の層構成は、図３のように、紙層５ａの外側にスチレン系ブロックコーポリマー層６ａが設けられ、さらにその外側に熱溶融性樹脂層７ａが設けられている。また、紙層５ａの内側には、熱溶融性樹脂層７ｂが設けられている。

本発明の紙カップ容器１０の紙層５、５ａに用いられる紙としては、坪量１５０〜４００ｇ／ｍ^２程度のカップ原紙が好ましく用いられる。紙層５と紙層５ａとは必ずしも、同一の坪量の紙を用いる必要は無く、胴部材１に用いる紙層５の坪量より、底部材２に用いる紙層５ａの坪量を小さくしても良い。

スチレン系ブロックコーポリマー層６、６ａのスチレン系ブロックコーポリマーとしては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、部分水添スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（部分水添ＳＥＢＳ）、スチレン・（エチレン−エチレン／プロピレン）−スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）などが使用できる。

特に、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）や、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）が、好ましく使用できる。スチレン系ブロックコーポリマーの質量平均分子量は、１５〜５０万のものが本願の用途として、好ましく使用できる。厚みとしては、５０μｍから１００μｍが好ましく用いられる。

熱溶融性樹脂層７、７ａ、７ｂに用いられる熱溶融性樹脂は、シール性があればよく、胴部材１と底部材２を接合して、環状脚部３を形成させるときや、トップカール部４を形成するときに熱によってシールできればよい。

低密度ポリエチレンや、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂、あるいは、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体などが使用できる。厚みとしては、２０μｍから５０μｍが好ましく用いられる。ポリエチレンの場合、密度が０．９３０以上のものを用いることが、胴部材のスチレン系ブロックコーポリマー層と紙層の間に、紙層に含有されている水分の加熱蒸発により気泡を発生させるときに、熱溶融性樹脂層７が溶融しないので好ましい。

以下に本例の紙カップ容器の製造方法について述べる。

胴部材１用として、坪量１５０〜４００ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用意して、Ｔダイ方式押出しラミネート機を用いて、カップ原紙の片面に５０μｍから１００μｍのスチレン系ブロックコーポリマー層６を設け、その反対面に２０μｍから５０μｍの熱溶融性樹脂層７を設けて、胴部材１用の積層体を得る。カップ原紙の表面は、必要に応じて、コロナ処理や、火炎処理などの表面処理をして貼り合わせを行う。

また、必要に応じて、スチレン系ブロックコーポリマー層６の外側に、印刷インキや箔押しによる印刷層を設けても良い。

別途、底部材２用として、坪量１５０〜４００ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用意して、Ｔダイ方式押出しラミネート機を用いて、カップ原紙の片面に５０μｍから１００μｍのスチレン系ブロックコーポリマー層６ａと２０μｍから５０μｍの熱溶融性樹脂層７ａの２層を設ける。この２層は共押出の押出機で設けると工程が簡略化できる。

その反対面に２０μｍから５０μｍの熱溶融性樹脂層７ｂを設けて、底部材２用の積層体を得る。カップ原紙の表面は、必要に応じて、コロナ処理や、火炎処理などの表面処理をして貼り合わせを行う。

次に、胴部材１用の積層体を扇形に打ち抜き、扇の左右両端を重ね合わせてシールして、筒形状の胴部材１とする。このとき、胴部材１のカップの内側（内容物側）の端面は、紙が内容物に触れないように、保護しておくことができる。この手法としては、スカイブ・ヘミングによる方法や、端面を覆うように保護テープを胴部材の表裏にかけて貼る方法、または、胴部材４の表裏の樹脂層を紙層より延設させて表裏の樹脂層を互いに貼り合わせて保護する方法などがある。

底部材２用の積層体は、外周縁部が下向きに起立するように、底部材２を円形に打ち抜きながら絞り成形する。

つぎに、筒状の胴部材１の下部内面に、外周縁部が下向きに起立する底部材２の外面を接合させ、さらに底部材２の外周縁部を覆うように胴部材１の下端縁部が内方に折り曲げられ、ローレットにより底部材２の外周縁部の内面に圧着接合して底部材２の胴部材下部への取り付けが行われ環状脚部３が形成される。

その際、筒形状の胴部材１の下部内面と底部材２の外周縁部に熱風を吹き付け、胴部材１の熱溶融性樹脂層７を軟化させ、また、底部材２の熱溶融性樹脂層７ａ、７ｂをそれぞれ軟化させ、胴部材１の内面で底部材２の外周縁部を覆うように熱圧着して接合させる。

次いで、胴部材１の上部周縁を外方または内方に向けて巻き込み、トップカール部４を形成させる。このようにして、形成されたカップ状容器を、１２０℃に設定した連続式オーブンに３分間通して、胴部材１の紙層５に含有されている水分を加熱蒸発させて、スチレン系ブロックコーポリマー層６と紙層５の間に、気泡を発生させて、本例の紙カップ容器１０を得る。

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
胴部材１用として、坪量２３０ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用意して、Ｔダイ方式押出しラミネート機を用いて、カップ原紙の片面に７０μｍのスチレン系ブロックコーポリマー層６として、ＳＥＢＳ層を積層し、その反対面に熱溶融性樹脂層７として、３０μｍの低密度ポリエチレン層を積層して、胴部材１用の積層体を得た。カップ原紙の表面は、積層前にいずれの面にもコロナ処理をして積層した。

別途、底部材２用として、坪量２３０ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用意して、Ｔダイ方式押出しラミネート機を用いて、カップ原紙の片面にスチレン系ブロックコーポリマー層６ａとして７０μｍのＳＥＢＳ層と、熱溶融性樹脂層７ａとして３０μｍの低密度ポリエチレン層の２層を２層共押出の押出機で設け、その反対面に熱溶融性樹脂層７ｂとして、３０μｍの低密度ポリエチレン層を押出機により積層した。カップ原紙の表面は、積層前にいずれの面にもコロナ処理をして積層した。

次に、胴部材１用の積層体を扇形に打ち抜き、扇の左右両端を重ね合わせてシールして、筒形状の胴部材１とした。このとき、胴部材１のカップの内側（内容物側）の端面は、スカイブ・ヘミング法で内容物に触れない保護した。

また、底部材２用の積層体は、外周縁部が下向きに起立するように、底部材２を円形に打ち抜きながら絞り成形した。

つぎに、筒状の胴部材１の下部内面に、外周縁部が下向きに起立する底部材２の外面を接合させ、さらに底部材２の外周縁部を覆うように胴部材１の下端縁部が内方に折り曲げ、ローレットにより底部材２の外周縁部の内面に圧着接合させ、底部材２の胴部材下部への取り付け、環状脚部３を形成した。

次いで、胴部材１の上部周縁を外方または内方に向けて巻き込み、トップカール部４を形成させる。このようにして、形成されたカップ状容器を、１２０℃に設定した連続式オーブンに３分間通して、胴部材１の紙層５に含有されている水分を加熱蒸発させて、スチレン系ブロックコーポリマー層６と紙層５の間に、気泡を発生させて、実施例１の紙カップ容器１０を得た。

＜実施例２＞
胴部材１のスチレン系ブロックコーポリマー層６として、ＳＥＰＳ層を積層し、底部材２のスチレン系ブロックコーポリマー層６ａとして、ＳＥＰＳ層を積層した以外は実施例１と同様にして、実施例２の紙カップ容器１０を得た。

＜実施例３＞
胴部材１のスチレン系ブロックコーポリマー層６として、ＳＢＳ層を積層し、底部材２のスチレン系ブロックコーポリマー層６ａとして、ＳＢＳ層を積層した以外は実施例１と同様にして、実施例３の紙カップ容器１０を得た。

＜実施例４＞
胴部材１のスチレン系ブロックコーポリマー層６として、ＳＩＳ層を積層し、底部材２のスチレン系ブロックコーポリマー層６ａとして、ＳＩＳ層を積層した以外は実施例１と同様にして、実施例４の紙カップ容器１０を得た。

以下に本発明の比較例について説明する。

＜比較例１＞
胴部材１のスチレン系ブロックコーポリマー層６の代わりに、７０μｍの低密度ポリエチレン層を積層し、底部材２にスチレン系ブロックコーポリマー層６ａを積層せずに、熱溶融性樹脂層７ａを１００μｍの低密度ポリエチレン層とした以外は実施例１と同様にして、比較例１の紙カップ容器を得た。

実施例１から４、および比較例１の紙カップ容器について、パラジクロルベンゼンおよびナフタレンの透過性を評価した。

＜評価方法＞
実施例１から４、および比較例１の紙カップ容器に、それぞれ、パラジクロルベンゼンまたは、ナフタレンを入れ、紙カップ容器の開口部のフランジのトップカール部４にアルミニウム箔が積層された蓋材をシールして、紙カップ容器を密封した。この密封された紙カップ容器をそれぞれ、アルミニウム箔が積層された包装材料からなる袋に入れて４０℃の恒温室に１０日間保存した。保存後、恒温室から袋を取り出し、袋を開封して、袋内の臭気を官能で評価した。

臭いのするものを×とし、微かに臭いが感じられる程度のものを○とし、まったく臭い
のしなかったものを◎とした。その結果を表１に示す。

以下に実施例と比較例との比較結果について説明する。

＜比較結果＞
実施例１および２の紙カップ容器では、パラジクロルベンゼンを入れても、ナフタレンを入れても、臭いが感じられず、紙カップ容器の外に臭気が漏れ出すことは無かった。

実施例３および４の紙カップ容器は、ナフタレンを入れても、臭いが感じられず、紙カップ容器の外に臭気が漏れ出すことは無かった。ただ、パラジクロルベンゼンを入れた場合は、微かに臭いが感じられた。

一方、スチレン系ブロックコーポリマー層６を設けなかった比較例１の紙カップ容器では、袋を開封すると、パラジクロルベンゼン、あるいは、ナフタレンの臭いがした。スチレン系ブロックコーポリマー層６を設けないと、これらの蒸気に対するバリア性が無いことがわかる。

実施例１および２に用いた、スチレン系ブロックコーポリマーは、ＳＥＢＳおよびＳＥＰＳであり、不飽和結合を持っていない。一方、実施例３および４に用いた、スチレン系ブロックコーポリマーは、それぞれ、ＳＢＳとＳＩＳで不飽和結合を有する。この違いが、パラジクロルベンゼンの透過性の差に現れたものと考える。

ただし、ＳＢＳあるいはＳＩＳを用いた実施例３および４でも、スチレン系ブロックコーポリマーを設けなかった比較例１とは、パラジクロルベンゼン、あるいは、ナフタレンのバリア性に大きな差が出た。

尚、本評価では、紙カップ容器内に、パラジクロルベンゼンや、ナフタレンを入れて、これらの蒸気が紙カップ容器の外に出ることを評価したが、この結果から紙カップ容器の外にパラジクロルベンゼンや、ナフタレンがあって、紙カップ容器内へ移行することを同様な傾向であると考える。

１０・・・紙カップ容器
１・・・胴部材
２・・・底部材
３・・・環状脚部
４・・・トップカール部
５、５ａ・・・紙層
６、６ａ・・・スチレン系ブロックコーポリマー層
７、７ａ、７ｂ・・・熱溶融性樹脂層
８・・・気泡

Claims

筒形状の胴部材と、該胴部材の下端部に設けた底部材とからなる紙カップ容器において、
前記胴部材が少なくとも、紙層と、該紙層の外側にスチレン系ブロックコーポリマー層を有し、該スチレン系ブロックコーポリマー層と前記紙層の間に、前記紙層に含有されている水分の加熱蒸発による気泡があることを特徴とする紙カップ容器。
底部材が少なくとも、紙層と、該紙層の外側にスチレン系ブロックコーポリマー層を有していることを特徴とする請求項１に記載の紙カップ容器。