JP2014213929A

JP2014213929A - 紙カップ

Info

Publication number: JP2014213929A
Application number: JP2013095366A
Authority: JP
Inventors: 齋藤　剛史; Takashi Saito; 剛史齋藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-17

Abstract

【課題】バリア性に優れ、内容物の味覚などに与える影響が少なく、且つ、一般的な紙カップ成形機で成形しても、溶着部の強度が安定した紙カップを提供する。【解決手段】胴部貼り合わせ部を設けて筒状にした胴部材１の下端に、下方に折り曲げて周縁折り曲げ部を設けた底部材２を挿入して、胴部材の下端部分を内側に折返し、融着させて脚部を設けた紙カップであって、胴部材の最内層１３が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムで基材の紙層１１と最内層の間にバリア層１２が設けられ、底部材の最内層２３及び最外層２４がポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムで、底部材の最内層と基材の紙層２１の間にバリア層２２が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、紙カップに関するものである。

従来から、底部材の周縁部を折り曲げて周縁折り曲げ部を設け、該底部材を筒形状の胴部材の下端内側に挿入し、胴部材を底部材の周縁折り曲げ部を覆うように折り曲げて取り付け、胴部材の上端は外側にカールさせ、トップカール部を設けた紙カップがあり、この紙カップは、ジュース、炭酸飲料などのコールド飲料や、コーヒー、ココアなどのホット飲料のカップとして店頭での販売や、カップベンダーでの販売に広く用いられている。

また、紙カップの開口部を蓋材などで密封した紙カップ容器も密封容器としても多く使用されている。このような紙カップ容器としては、トップカール部にフィルム状の蓋材をシールした紙カップの容器や、胴部材の上端にトップカール部の代わりに樹脂製のリングを融着させ、リングと蓋材をシールした紙カップ容器がある。

これら紙カップは紙層の表裏にヒートシール性の熱可塑性樹脂層を設けた積層体から成形されているのが、一般的である。そして、熱可塑性樹脂層にはポリオレフィン系の樹脂が用いられている。また、用途によっては、ポリエステル系の樹脂を熱可塑性樹脂層に用いることがある。

例えば、紙カップを構成する積層体が基材層を紙層として、最内層、あるいは、最内層および最外層がポリエステル組成物からなるヒートシール性樹脂層からなり、このポリエステル組成物が、ポリエチレンテレフタレートと共重合成分とからなる変性ポリエチレンテレフタレート、あるいは、この変性ポリエチレンテレフタレートとエチレン系重合体からなる紙カップがある（特許文献１）。

また、店頭や、カップベンダーでの販売に用いられる紙カップの胴部材の胴部貼り合わせ部は、胴部材の端面から紙層が収納部に露出しているが、紙層への液体飲料などの浸透を防ぐために、端面保護加工をしている場合がある。この端面保護加工の方法には、例えば、スカイブ・へミング法がある。このスカイブ・へミング法は、積層体の厚さの半分ほどを削って、折り返す方法である。また、端面保護テープを胴部材の端面に貼り端面を保護する方法がある。

更には、胴部材の胴部貼り合わせ部の内面に、端部を覆う形でテープ材を貼り付け、端面保護加工をする方法もある（特許文献２）。

公知文献を以下に示す。

特開２００３−８１２４７号公報特開２００５−３５５９１号公報

これらの紙カップは、内容物の味覚などに与える影響が充分に少なくなっておらず、バリア性もない。また、成形に当たって、一般的な紙カップ成形機では熱量不足で胴部貼り
合わせ部などの溶着部の強度が低く、安定して生産することが出来ないなどの不具合が生じていた。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、バリア性に優れ、内容物の味覚などに与える影響が少なく、且つ、一般的な紙カップ成形機で成形しても、溶着部の強度が安定した紙カップを提供することを課題としている。

本発明の請求項１に係る発明は、胴部貼り合わせ部を設けて筒状にした胴部材の下端に、下方に折り曲げて周縁折り曲げ部を設けた底部材を挿入して、前記胴部材の下端部分を内側に折返し、融着させて脚部を設けた紙カップであって、
前記胴部材の最内層が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムで基材の紙層と前記最内層の間にバリア層が設けられ、前記底部材の最内層及び最外層がポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムで、前記底部材の最内層と基材の紙層の間にバリア層が設けられていることを特徴とする紙カップである。

本発明の請求項２に係る発明は、前記胴部材の胴部貼り合わせ部で内側になる前記胴部材の端面を覆うように端面保護テーップが溶着され、該端面保護テープがバリア層を挟んだ最内層及び最外層がポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の紙カップである。

本発明の請求項３に係る発明は、前記胴部材のバリア層が無機酸化物蒸着層であって、前記最内層の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとで、無機酸化物蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の紙カップである。

本発明の紙カップは、バリア性に優れ、内容物の味覚などに与える影響が少なく、且つ、一般的な紙カップ成形機で成形して、溶着部の強度が安定して得られる。

本発明の紙カップの一例を模式的に縦断面で示した説明図である。本発明の紙カップの一例の胴部貼り合わせ部を模式的に横断面で示した説明図である。本発明の紙カップの一例に用いる積層体の断面図である。（Ａ）胴部材、（Ｂ）底部材。本発明の紙カップの一例に用いる端面保護テープの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の紙カップの一例を模式的に縦断面で示した説明図、図２は、本発明の紙カップの一例の胴部貼り合わせ部を模式的に横断面で示した説明図である。

本例の紙カップ１００は、図１の縦断面図に示すように、円筒状の胴部材１と、筒状の胴部材１の下方の開口部を密封する底部材２とからなっている。

胴部材１は、断面が略円錐台形状の筒状になっていて、扇状のブランクの左右両端部を重ね合わせ、融着させて胴部貼り合わせ部３を設け筒状にしている。胴部貼り合わせ部３において、内側に重なる端部は、図２のように、端面保護テープ４で覆われていて、胴部材１の端面が中に入る内容物の液体などに触れないように保護されている。

底部材２は、周縁が下方に折り曲げられて、周縁折り曲げ部５が設けられている。そして、筒状にした胴部材１の下端に、周縁折り曲げ部５を外側にして挿入して、胴部材１の下端部分を内側に折返し、融着させて脚部６を設けている。また、胴部材１の上端は外側にカールさせて、トップカール部７が設けられている。

図３は、本発明の紙カップの一例に用いる積層体の断面図で、（Ａ）胴部材、（Ｂ）底部材、図４は、本発明の紙カップの一例に用いる端面保護テープの積層体の断面図である。

胴部材１は、基材層の紙層１１と、その（紙カップとしての）内側にバリア層１２と、最内層１３となる延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが順次積層され、基材層の紙層１１の外側には最外層１４が設けられている。

紙層１１としては、坪量が１５０〜４００ｇ／ｍ^２程度のカップ原紙などが用いられる。バリア層１２としては、アルミニウム箔や、アルミニウムなどの金属蒸着層や、酸化アルミニウムや酸化珪素などの無機酸化物蒸着層が用いられる。そして、金属蒸着層や無機酸化物蒸着層は、最内層１３となる延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムと、一体となって、金属蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや、無機酸化物蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとなっている。特に、無機酸化物蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いることが出来る。

最外層１４には、最内層１３と同様な延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることが出来る。また、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を押出しラミネーションや、または、未延伸フィルムのドライラミネーションで積層して用いることも出来る。

底部材２は、基材層の紙層２１と、その（紙カップとしての）内側にバリア層２２と、最内層２３となるポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムが順次積層され、基材層の紙層２１の外側にも最外層２４となるポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムが積層されている。

紙層２１としては、胴部材１と同様に、坪量が１５０〜４００ｇ／ｍ^２程度のカップ原紙などが用いられる。バリア層２２としては、アルミニウム箔や、アルミニウムなどの金属蒸着層や、酸化アルミニウムや酸化珪素などの無機酸化物蒸着層が用いられ、これら金属箔や蒸着層は、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムや延伸ナイロンフィルムなどの基材フィルムに積層され、一体となってバリア層２２を形成している。

最内層２３と最外層２４のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムは、ポリエチレンテレフタレートとヒートシール可能なフィルムである。例えば、他のジカルボン酸やジオールと共重合したポリエチレンテレフタレート系のコーポリマーや、このコーポリマーと他の樹脂との混合樹脂や、エチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールとテレフタル酸の共重合樹脂であるＰＥＴ−Ｇ等を、インフレーション法やキャスト法で製膜した樹脂フィルムが用いられる。また、ポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムは、他の樹脂層と接着性樹脂層を介して共押し出しで積層された樹脂フィルムでもよい。

端面保護テープ４は、バリア層４１と、その内側（胴部材の端面を覆いシールする側）に最内層４２にポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム、その反対側の最外層４３にも、ポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムが積層されている。

バリア層４１としては、底部材２のバリア層２２と同様なものを用いることが出来る。最内層４２と最外層４３のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムとしては、底部材２の最内層１３や最外層１４に用いたものと同様なものを用いることが出来る。

以上のような層構成になっているので、融着される部分は、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、あるいは、ポリエチレンと、ポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムとの熱融着になり、一般的なカップ成形機で成形でき、充分な融着強度が得られる。

また、全面にバリア層が設けられるので紙カップ１００のバリア性は高い。更に内容物との接触する面積の多い胴部材１の最内層１３に延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いているので、内容物を吸着したり、低分子量成分が溶出したりすることが少なく、内容物の味覚に対し影響が少ない。

更には、胴部材１は、バリア層１２として蒸着層を用いることで、最内層１３の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムと、一体となった蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが用いることが出来、２つの層を１枚のフィルムで兼ねられるのでコスト的にも有利である。

本例の紙カップ１００は以下のようにしてカップ成形機で成形する。
胴部材１用積層体と底部材２用積層体及び端部保護テープ４用積層体はそれぞれ、カップ成形機用にスリットされ、カップ成形機に掛けられる。

胴部材１は、胴部貼り合わせ部３の内側になる端部に端面保護テープ４が融着され、打ち抜かれ、筒状に巻いて、胴部貼り合わせ部３を融着させて設ける。

底部材２は円形に打ち抜かれ、周縁部を下方に折り曲げ、周縁折り曲げ部５を設ける。この底部材２を周縁折り曲げ部５が外向きになるように、胴部材１の下端に挿入し、胴部材１の下端部分を内側に折返し、周縁折り曲げ部５に重ね合わせ、全体を融着させて、図１のように、脚部を形成させる。次に胴部材１の上端を外側にカールさせてトップカール部７を設け、本例の紙カップ１００を成形する。

＜実施例１＞
胴部材１用の積層体として、まず、バリア層１２のアルミニウム箔９μmを、最内層１３の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍとドライラミネーション法により積層し、胴部材用内層フィルムを作成した。

次に、紙層１１となる２８０ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用意し、その裏面に胴部材用内層フィルムのバリア層１２面を、表面に最外層１４の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍを、それぞれドライラミネーション法により積層し、胴部材１用の積層体を得た。

底部材２用の積層体として、バリア層２２のアルミニウム箔９μmを、最内層２３のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ：ヒートシール性ポリエチレンテレフタレートと接着性樹脂とポリエチレンの３層構成）３０μｍのラミネート側の面とドライラミネーション法により積層し、底部材用内層フィルムを作成した。

次に、紙層２１となる２４０ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用意し、その裏面に底部材用内層フィルムのバリア層２２面を、表面に最外層２４のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ）３０μｍを、それぞれドライラミネーション法により積層し、底部材２用の積層体を得た。

端面保護テープ４用の積層体として、バリア層４１のアルミニウム箔９μmの裏面に最内層４２のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ）３０μｍを、表面に最外層４３のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ）３０μｍを、それぞれドライラミネーション法により積層し、端面保護テープ４用の積層体を得た。

胴部材１用の積層体と、底部材２用の積層体をそれぞれ成形機用にスリットし、また、端面保護テープ４用の積層体を、端面保護テープ４の所定の幅にスリットした。スリットしたそれぞれを用いて、図１のような紙カップを成形し、実施例１の紙カップを得た。紙カップを成形にはヘラフ製ＢＭＰカップ成形機を用いた。

＜実施例２＞
胴部材１用の積層体として、最内層１３の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍに、バリア層１２の酸化アルミニウム蒸着層が蒸着された、酸化アルミニウム蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（凸版印刷；ＧＬ−ＡＥＣＦ）の蒸着層面を、紙層１１の２８０ｇ／ｍ^２のカップ原紙の裏面にドライラミネーション法により積層し、表面に最外層１４の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍを、ドライラミネーション法により積層し、胴部材１用の積層体を得た。

底部材２用の積層体として、バリア層２２として酸化アルミニウム蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（凸版印刷；ＧＬ−ＡＥＣＦ）を用い、そのポリエチレンテレフタレート面に、最内層１３のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ）３０μｍのラミネート側の面を、ドライラミネーション法により積層し、底部材用内層フィルムを作成した。

次に、２４０ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用意し、その裏面に底部材用内層フィルムのバリア層２２面を、表面に最外層２４のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ）３０μｍを、それぞれドライラミネーション法により積層し、底部材２用の積層体を得た。

端面保護テープ４用の積層体として、バリア層４１の酸化アルミニウム蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍの裏面に最内層４２のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ）３０μｍを、表面に最外層４３のポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルム（三井化学東セロ；Ｔ．Ａ．Ｆ（登録商標）ＡＢＦ−６４Ｃ）３０μｍを、それぞれドライラミネーション法により積層し、端面保護テープ４用の積層体を得た。

これらの積層体を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の紙カップを得た。

実施例１および実施例２の紙カップは、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムとの溶着で成形されるので、通常用いられているカップ成形機を機械改造することなく、また、生産能力を落とすことなく生産することが出来た。そして、バリア層が紙カップの全面に渡って設けられていて内容物をカバーできるため、非常にバリア性の高い紙カップとなった。

胴部材の最内層に延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いていて、更に、底部材２の最内層には、押出しラミネーションで設けられるコーポリのポリエチレンテレフタレート樹脂ではなく、ポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムを用いているのでオリゴマーやほかの低分子量成分の溶出が少なく、内容物の吸着性も低く、内容物の味覚等に与える影響が極めて少ない。

また、胴部材１の最内層１３の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムと、バリア層１２の蒸着層を一体とした、蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることが出来るので、積層する層を少なくすることが出来、工程数の削減、工程日数の削減が出来、コスト的に有利である。

本例において、胴部材の形状は円筒状としたが、逆円錐台形や円錐台形の筒状としても良い。また、横断面が角を取った四角形など多角形とした角筒状や、逆多角錐台形、多角錐台形の筒状としても良い。

本発明の紙カップは、シール層にポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムを用いた蓋材を、紙カップの開口部を塞ぐようにトップカール部にシーして、あるいは、他の方法により開口部を塞いで、密封容器として用いることが出来る。そして、内容物に対する味覚の影響が少ないことから、繊細な味の内容物に好ましく使用することが出来る。特に焼酎のような味覚変化に対して要求の厳しい内容物に対して有効である。

１００・・・紙カップ
１・・・胴部材
１１・・・紙層
１２・・・バリア層
１３・・・最内層
１４・・・最外層
２・・・底部材
２１・・・紙層
２２・・・バリア層
２３・・・最内層
２４・・・最外層
３・・・胴部貼り合わせ部
４・・・端面保護テープ
４１・・・バリア層
４２・・・最内層
４３・・・最外層
５・・・周縁折り曲げ部
６・・・脚部
７・・・トップカール部

Claims

胴部貼り合わせ部を設けて筒状にした胴部材の下端に、下方に折り曲げて周縁折り曲げ部を設けた底部材を挿入して、前記胴部材の下端部分を内側に折返し、融着させて脚部を設けた紙カップであって、
前記胴部材の最内層が延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムで基材の紙層と前記最内層の間にバリア層が設けられ、前記底部材の最内層及び最外層がポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムで、前記底部材の最内層と基材の紙層の間にバリア層が設けられていることを特徴とする紙カップ。
前記胴部材の胴部貼り合わせ部で内側になる前記胴部材の端面を覆うように端面保護テーップが溶着され、該端面保護テープがバリア層を挟んだ最内層及び最外層がポリエチレンテレフタレート系シーラントフィルムであることを特徴とする請求項1に記載の紙カップ。
前記胴部材のバリア層が無機酸化物蒸着層であって、前記最内層の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムとで、無機酸化物蒸着延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の紙カップ。