JP2014088215A - カップ型紙容器 - Google Patents

Abstract

【課題】内容物を外部から視認可能な窓部を有し、成形時に座屈やしわが発生し難いため安定して生産することができ、しかも内容物の長期保存が可能なカップ型紙容器を提案するもの。
【解決手段】筒状の胴部2と、胴部の下方の開口を密封する底面部3とを有するカップ型紙容器であって、紙層11と、紙層の外面側及び内面側に積層された熱可塑性樹脂層12、13を有する積層体から形成され、胴部形成用ブランク21の、胴部貼合せ部5において容器の内側となる側端縁は、内面側の熱可塑性樹脂層が外側に折り返されることによって保護されており、胴部には、胴部貼合せ部の位置を０°とした時、上から見て右回りに３０°〜１５０°の範囲、及び２１０°〜３３０°の範囲に１つ以上の窓部6が形成され、窓部は、紙層が除去されて、内外面の熱可塑性樹脂層12、13が接着され、外部から内容物を視認可能な窓を形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はカップ型紙容器に関し、特に、内容物を外側から視認可能な窓部を有するカップ型紙容器に関する。

紙カップの開口部に蓋材を熱シールして密封容器とした紙容器が、カップラーメンや飲料などを収納する用途を中心として広く用いられている。

このカップ型紙容器の課題としては、２つの大きな課題が存在した。一つは、内容物が外部から視認できないという根本的な問題であり、もう一つは、容器内面の胴部貼合せ部において、紙の端面が露出しているために、内容物を長期間保存することができないという問題である。

内容物を外部から視認可能な紙容器として、特許文献１に記載された窓付き飲料用カップがある。特許文献１に記載された窓付き飲料用カップは、請求項１に記載のように、「胴部材と底板部材とからなる紙製カップにおいて、前記胴部材の外壁面上に印刷された文字、記号、図形及び／又は模様の少なくとも一部分を打ち抜いて窓を開設すると共に、カップ胴部材の内面及び／又は外面に、ポリエチレンテレフタレート、エチレン・ビニルアルコールコポリマー、ポリプロピレン及びアイオノマー樹脂からなる群から選択される高強度熱可塑性フィルムがラミネートされていることを特徴とする窓付き飲料用カップ」である。

特許文献１に記載された窓付き飲料用カップは、ファーストフード店などでコールドドリンク類を販売するための用途などを前提としたものであり、容器内面の胴部貼合せ部においても紙の端面が保護されずに露出しているため、例えばジュースなどを充填して、ある程度の期間でも保存するという用途には使用することができないものである。

このような一時的な使用を前提とした使い捨て用の紙カップでは、紙の端面が内容物に接触しても大きな問題とはならないが、長期保存を伴う紙容器として用いる場合には、内容物が紙の端面から浸み込まないようにするために、少なくとも容器の内側の端面は、何らかの方法で保護する必要がある。

特開２００２−１２８０４９号公報

また特許文献１に記載された窓付き飲料用カップは、窓の位置について特に規定していないが、実際にいろいろな種類の窓付きのカップを作成してみると、窓の位置によっては、安定して作成することができないものがあることが分かったのである。

特に、胴部貼合せ部の直近や、胴部貼合せ部に対向する部分に窓があると、カップ成形時に、座屈したり、しわが発生したりすることがあることが分かった。これは、胴部貼合せ部では、胴材が積層されているため積層部分が補強リブの役割を果たし、座屈に強い構造であるのに対して、その対向する箇所に窓を設けると、窓部周辺では座屈に対する強度が低下し、カップの対向位置に座屈に強い箇所と弱い箇所が配置される結果、カップ成形
時に座屈したり、しわが入ったりするものと推定される。

また、マンドレルに胴材を巻いた状態でシール機構によって胴材を貼り合わせる際、胴材の対向箇所を固定してマンドレルに巻き付ける。この時、固定箇所に窓があると、窓部の段差により胴材をしっかりと固定できず、不良の発生原因となることも分かった。また、胴部貼合せ部付近に窓があると、胴部貼り合わせ時に窓部周辺にしわが入ったり、位置ずれにより貼合せ部に窓部が重なり、密着不良となることがある。

本発明の解決しようとする課題は、内容物を外部から視認可能な窓部を有するカップ型紙容器であって、成形時に座屈やしわが発生し難いため安定して生産することができ、しかも内容物の長期保存が可能なカップ型紙容器を提案するものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、筒状の胴部と、該胴部の下方の開口を密封する底面部とを有するカップ型紙容器であって、胴部及び底面部は、紙層と、紙層の外面側及び内面側に積層された熱可塑性樹脂層を有する積層体から形成され、胴部形成用ブランクの、胴部貼合せ部において容器の内側となる側端縁は、内面側の熱可塑性樹脂層が外側に折り返されることによって保護されており、胴部には、胴部貼合せ部の位置を０°とした時、上から見て右回りに３０°〜１５０°の範囲、及び２１０°〜３３０°の範囲に１つ以上の窓部が形成され、窓部は、紙層が除去されて、外面側の熱可塑性樹脂層と内面側の熱可塑性樹脂層とが接着され、外部から内容物を視認可能な窓を形成したことを特徴とするカップ型紙容器である。

本発明に係るカップ型紙容器は、容器内面の紙の端面が保護されているため保存性の容器として使用することができ、また胴部に設けた窓部の位置を特定したことにより、カップ成形時に座屈やしわが発生し難く、安定して生産することができる。

また、請求項２に記載の発明は、前記窓部が、胴部の下端及び上端から１０ｍｍ以上離れた位置にあることを特徴とする請求項１に記載のカップ型紙容器である。

また、請求項３に記載の発明は、一つの窓部の面積が、２５０ｍｍ^２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカップ型紙容器である。

また、請求項４に記載の発明は、前記内面側の熱可塑性樹脂層が、透明なガスバリア層を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカップ型紙容器である。

本発明に係るカップ型紙容器は、紙層が除去されて、外面側の熱可塑性樹脂層と内面側の熱可塑性樹脂層とが接着された窓部を有するため、外部から内容物を視認することができる。

また本発明に係るカップ型紙容器は、胴部貼合せ部において容器内面の紙の端面が熱可塑性樹脂層によって保護されているため、紙の端面から内容物が浸透することがなく、長期保存を前提とした容器とすることができる。

また本発明に係るカップ型紙容器は、胴部貼合せ部の位置を０°とした時、窓部を上から見て３０°〜１５０°の範囲、及び２１０°〜３３０°の範囲に配置するようにしたので、カップ成形時にマンドレルに固定される部分に窓が存在しない。このため、胴部成形時にシール不良や座屈、しわ等が発生し難く、安定した生産が可能となった。

請求項２に記載の発明のように、窓部を、胴部の下端及び上端から１０ｍｍ以上離れた位置に納まるように配置した場合には、成形時の安定性がさらに高まる。

請求項３に記載の発明のように、一つの窓部の面積を、２５０ｍｍ^２以下とした場合には、成形時の不具合が発生し難くなる。

また、請求項４に記載の発明のように、内面側の熱可塑性樹脂層が、透明なガスバリア層を含む場合においては、本紙容器を用いた包装体の保存性をさらに高めることができる。

図１は、本発明に係るカップ型紙容器の一例を示した斜視図である。 図２（１）は、本発明に係るカップ型紙容器の一例を示した断面模式図である。図２（２）は、窓部の構造を示した拡大断面模式図である。図２（３）は、底部材の構造を示した拡大断面模式図である。 図３は、本発明に係るカップ型紙容器における窓部の配置について示した斜視説明図である。 図４（１）は、本発明に係るカップ型紙容器の胴部の水平断面模式図である。図４（２）は、胴部貼合せ部の拡大断面模式図である。 図５は、本発明に係るカップ型紙容器に用いる積層体の断面構成の一例を示した断面模式図である。 図６は、本発明に係るカップ型紙容器の胴部形成用ブランクの製造方法を示した平面説明図であり、図６（１）は、原紙ウェブでの状態を示したものである。図６（２）は、個々の胴部形成用ブランクに打ち抜いた状態を示したものである。図６（３）は、完成した胴部形成用ブランクを示したものである。

以下図面を参照しながら、本発明に係るカップ型紙容器について詳細に説明する。
本発明に係るカップ型紙容器（１）は、図１に示したように、筒状の胴部（２）と、胴部（２）の下方の開口を密封する底面部（３）とを有するカップ型紙容器であって、胴部（２）及び底面部（３）は、図２に示したように紙層（１１）と、紙層の外面側に積層された外面側熱可塑性樹脂層（１３）と、紙層の内面側に積層された内面側熱可塑性樹脂層（１２）を有する積層体（１０）から形成されている。

本発明に係るカップ型紙容器（１）は、図２に示したように、蓋材（４）を備えていてもよい。蓋材（４）は、胴部（２）の上端に形成したフランジ部（７）に熱シールしてもよいし、胴部の上端を覆うように被せる蓋でもよい。但し内容物を収納して、ある程度の期間、保存する場合には、熱シールして使用する蓋材が必須である。

図４に示したように、胴部貼合せ部（５）において容器の内側となる、胴部形成用ブランク（２１）の、側端縁（２１ｅ）は、内面側の熱可塑性樹脂層（１２）が外側に折り返されることによって保護されている。すなわち紙層（１１）の端面は、容器の内側において露出していないため、内容物が紙層の端面から浸透することがない。このため保存性が良好な包装体としての用途にも用いることができる。

胴部（２）には、図３に示したように、胴部貼合せ部（５）の位置を０°とした時、上から見て右回りに３０°〜１５０°の範囲、及び２１０°〜３３０°の範囲に１つ以上の窓部（６）が形成されている。窓部（６）は、紙層（１１）が除去されて、外面側の熱可塑性樹脂層（１３）と内面側の熱可塑性樹脂層（１２）とが接着され、外部から内容物を視認可能な窓を形成している。

本発明に係るカップ型紙容器においては、胴部貼合せ部（５）を中心として、左右に３０°ずつの範囲と、胴部貼合せ部（５）の対向位置すなわち１８０°の位置を中心として左右に３０°ずつの範囲に窓部を配置しないようにしたので、カップ成形時に座屈やしわ等の不具合が生じにくくなった。

窓部（６）の配置としては、図３に示したように、胴部（２）の下端及び上端から１０ｍｍ以上離れた位置すなわち図３に斜線で示した範囲内にあることがより好ましい。窓部（６）をこの範囲内に配置すると、カップ成形時の安定性がより高くなることが判明した。

窓部（６）の個数や形状については、特に制約はないが、一つの窓部の面積は、２５０ｍｍ^２以下であることが好ましい。一つの窓部の面積が２５０ｍｍ^２を超えるようなものの場合、窓部の形状によっては、胴部（２）の強度に悪影響を及ぼす場合がある。

図６は、本発明に係るカップ型紙容器の胴部形成用ブランクの製造方法を示した平面説明図であり、図６（１）は、原紙ウェブでの状態を示したものである。まず図６（１）に示したように、原紙のウェブ（２０）に長窓（２４）と窓孔（２３）を打ち抜いて、孔をあける。なおこの段階では、特に図示しないが、原紙には既に必要な印刷が施されているので、印刷の絵柄に同調させて長窓や窓孔を打ち抜くことになる。長窓（２４）の内側の辺は、最終的に胴部形成用ブランク（２１）の容器の内側となる側端縁（２１ｅ）となるべき位置に設けられる。

次に、原紙のウェブ（２０）の表裏面に、熱可塑性樹脂層（１２）、（１３）を貼り合わせる。熱可塑性樹脂層（１２）、（１３）は、単層の場合もあるが、複数の層からなる場合もある。複数の層からなる場合には、少なくとも最外面となる層は熱融着可能な材質であることが必要である。

貼合せが完了した積層体から、胴部形成用ブランク（２１）を打ち抜く。胴部形成用ブランク打抜き予定位置（２２）は、点線で示してある。この時、側端縁（２１ｅ）側は、長窓（２４）内に形成された熱可塑性樹脂層の一部を含めることにより、図３（２）に示したように、側端縁（２１ｅ）から熱可塑性樹脂層（１２）、（１３）が延設されて、熱可塑性樹脂層の延設部分（２５）となった状態のブランクが得られる。

この延設された熱可塑性樹脂層（２５）を図６（３）に示したように、側端縁（２１ｅ）で外面側に折り返して、折り返した熱可塑性樹脂層（２６）とすることにより、目的とする胴部形成用ブランク（２１）が得られる。なお図は、胴部形成用ブランク（２１）を容器外側面から見た状態を示している。

また、窓孔（２３）の部分は、内外面の熱可塑性樹脂層（１２）、（１３）が貼り合わされて、最終的に容器として成形された時に、容器の外部から内容物を視認することが可能な窓部（６）を形成する。

また、特に図示しないが、長窓（２４）を胴部形成用ブランク（２１）の両側の側端縁
に設けておけば、胴部貼合せ部（５）において、内面側のみならず外面側の端面も保護された容器を得ることができる。

側端縁が熱可塑性樹脂層で保護され、窓部（６）が形成された胴部形成用ブランク（２１）は、特に図示しないが、その中央部分をマンドレルの側面に保持して固定した状態で、マンドレルの先端に保持した底部材の周囲に巻き付けて、ボトムスリーブ（８）を成形すると共に胴部貼合せ部（５）を熱融着することにより、カップ形状に成形される。

最後に胴部（２）の上端を外側にカールさせ、トップカール部を成形する。蓋材をシールする場合には、さらに平坦に押し潰してフランジ部（７）を成形する。

図５は、本発明に係るカップ型紙容器（１）に用いる積層体（１０）の断面構成の一例を示した断面模式図である。この例では、紙層（１１）の表面側に外面側の熱可塑性樹脂層（１３）が貼り合わされており、裏面側に内面側の熱可塑性樹脂層（１２）が貼り合わされている。内面側の熱可塑性樹脂層（１２）は、透明ガスバリア層（１４）と、熱可塑性樹脂層（１５）とからなっている。積層体がガスバリア層（１４）を含むことにより、紙容器に長期間に亘る保存性を付与することができる。

次に本発明に係るカップ型紙容器（１）に用いる材料について説明する。
紙層（１１）については、坪量２００〜５００ｇ／ｍ^２、密度０．６〜１．１ｇ／ｃｍ^３程度の紙が使用できる。バージンパルプを１００％使用したカートン原紙や、カップ原紙は好ましく使用できる。白ボール紙、コートボール紙、アイボリー紙なども使用可能である。

熱可塑性樹脂層（１３、１５）としては、単層の場合であれば、熱シール可能な材質の熱可塑性樹脂が用いられる。例を挙げれば、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン樹脂（ＭＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・αオレフィン共重合体、エチレン−メタアクリル酸樹脂共重合体などのエチレン系樹脂や、ポリエチレンとポリブテンのブレンド樹脂や、ホモポリプロピレン（ＣＰＰ）、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・エチレンブロック共重合体、プロピレン・αオレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂の他、無延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等を使用することができる。

熱可塑性樹脂層は、熱シール可能な材料が外側になるように、他の材料を貼り合せた多層フィルムとすることもできる。具体的には、ＰＥＴ樹脂フィルム（以下単にＰＥＴと称する。他の略号についても同様）、ポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）フィルム、ＰＰフィルム等である。前記透明ガスバリア層なども含まれる。

透明ガスバリア層（１４）としては、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコール共重合体フィルム、ガスバリア性ナイロンフィルム、ガスバリア性ＰＥＴフィルム等のガスバリア性フィルムや、ＰＥＴフィルム等に酸化アルミニウムや酸化珪素等の無機酸化物を蒸着させた無機酸化物蒸着フィルム、あるいは、ポリ塩化ビニリデンコーティング、水溶性樹脂と無機層状化合物を含有する被膜や金属アルコキシドあるいはその加水分解物とイソシアネート化合物を反応させた被膜からなる樹脂層などのガスバリアコーティング層を用いることができる。

これらの各層と紙層（１１）の貼り合せには、公知の接着剤を用いたドライラミネート法や、溶融した樹脂を押し出して貼り合せる押出しラミネート法が用いられる。

蓋材（４）としては、内面にシーラント層を備えた積層体からなる蓋材を用いることができる。蓋材として用いる積層体には、紙層が含まれる場合と、含まれない場合がある。レトルト殺菌処理を行うような場合には、紙層の端面が露出して好ましくないため、紙を用いない構成とする。

以上説明したように、本発明に係るカップ型紙容器は、成形性を損うことなく、内容物が視認可能な窓部を設けることができたものであり、従来の胴部側端縁を保護したカップ型紙容器と同様な工程で製造することができるので、コスト的にも有利である。

本発明に係るカップ型紙容器は、内容物が見えることにより、従来と異なる新しいデザインが可能となった。また残量を確認したい容器などにも応用することができる。

１・・・カップ型紙容器
２・・・胴部
３・・・底面部
４・・・蓋材
５・・・胴部貼合せ部
６・・・窓部
７・・・フランジ部
８・・・ボトムスリーブ
１０・・・積層体
１１・・・紙層
１２・・・内面側の熱可塑性樹脂層
１３・・・外面側の熱可塑性樹脂層
１４・・・透明ガスバリア層
１５・・・熱可塑性樹脂層
２０・・・原紙ウェブ
２１・・・胴部形成用ブランク
２１ｅ・・・胴部形成用ブランク内側側端縁
２２・・・胴部形成用ブランク打抜き予定位置
２３・・・窓孔
２４・・・長孔
２５・・・熱可塑性樹脂層の延設部分
２６・・・折り返した熱可塑性樹脂層

Claims (4)

1. 筒状の胴部と、該胴部の下方の開口を密封する底面部とを有するカップ型紙容器であって、
   胴部及び底面部は、紙層と、紙層の外面側及び内面側に積層された熱可塑性樹脂層を有する積層体から形成され、
   胴部形成用ブランクの、胴部貼合せ部において容器の内側となる側端縁は、内面側の熱可塑性樹脂層が外側に折り返されることによって保護されており、
   胴部には、胴部貼合せ部の位置を０°とした時、上から見て右回りに３０°〜１５０°の範囲、及び２１０°〜３３０°の範囲に１つ以上の窓部が形成され、
   窓部は、紙層が除去されて、外面側の熱可塑性樹脂層と内面側の熱可塑性樹脂層とが接着され、外部から内容物を視認可能な窓を形成したことを特徴とするカップ型紙容器。
2. 前記窓部は、胴部の下端及び上端から１０ｍｍ以上離れた位置にあることを特徴とする請求項１に記載のカップ型紙容器。
3. 一つの窓部の面積は、２５０ｍｍ^２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のカップ型紙容器。
4. 前記内面側の熱可塑性樹脂層は、透明なガスバリア層を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカップ型紙容器。