JP2023112381A - 紙製カップ及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紙の坪量を増すことなく、断熱性を高めた紙製カップとその製造方法を提供する。【解決手段】紙製カップ１は、有底筒状のインナーカップ２と、インナーカップ２の外周を囲うアウタースリーブ３とを備えるようにした。そして、インナーカップ２の外周面２６には、アウタースリーブ３の内周面３１に向けて突出し、この内周面３１に接着される段部２４を有し、インナーカップ２の外周面２６とアウタースリーブ３の内周面３１との間には空隙部１１が形成されている。更に、空隙部１１内には発泡樹脂層４が充填されている。【選択図】図１

Description

本発明は、インナーカップとアウタースリーブを有する紙製カップとその製造方法に関する。

ホットコーヒー等の熱い液体が容器に注がれて提供されることがある。即席麺やスープ等の即席食品を収容したカップに熱湯を注ぐことで食べられるようにすることがある。電子レンジによってカップと共に内容物を加熱する場合もある。カップ内の飲食物が熱せられている場合、飲食物の熱がカップを介して飲食者の手に伝達するため、カップの把持は容易でない。

そこで、カップ全体が発泡ポリスチレン製等の断熱効果の高いプラスチック製で作製されてきた。しかし、近年、化学的に安定な物質であるために自然分解し難いプラスチックの使用が環境問題となっており、カップ本体に使用されるプラスチックの減量が要望される。

プラスチック量の減量のため、紙製のアウタースリーブを紙製のインナーカップに外嵌した紙製カップが知られている（例えば特許文献１）。アウタースリーブはインナーカップ側に突出するカール部や段部を有する。アウタースリーブをインナーカップに外嵌したとき、アウタースリーブのカール部や段部のみがインナーカップの外周面に接触することで、アウタースリーブとインナーカップとの間に断熱空隙が発生する。

特許第３２４８７１８号公報

インナーカップ内に湯等を注いだり、インナーカップ内の内容物を熱したりすると、インナーカップ内に内圧が発生し、インナーカップは径方向外側に膨張する。そのため、インナーカップとアウタースリーブとの間の断熱空隙は狭くなり、最悪の場合にはインナーカップの外周面とアウタースリーブの内周面は接触する。そのため、インナーカップ内の熱が紙製カップを把持する飲食者の指や手に伝わり易くなる。

また、飲食者がアウタースリーブを把持すると、その把持の圧力によってアウタースリーブがインナーカップへ向けて凹む。そのため、この場合も、インナーカップとアウタースリーブとの間の断熱空隙は狭くなり、最悪の場合にはインナーカップの外周面とアウタースリーブの内周面は接触する。そのため、インナーカップ内の熱が紙製カップを把持する飲食者の指や手に伝わり易くなる。

このようなインナーカップの膨張やアウタースリーブの凹みを抑制するためには、インナーカップを構成する紙及びアウタースリーブを構成する紙の坪量を増す必要があり、環境問題の観点からもコスト高の観点からも好ましくない。

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、紙の坪量を増すことなく、断熱性を高めた紙製カップとその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の実施形態に係る紙製カップは、有底筒状のインナーカップと、前記インナーカップの外周を囲うアウタースリーブと、前記インナーカップの外周面と前記アウタースリーブの内周面との間の空隙部と、前記インナーカップの外周から突出し、前記アウタースリーブの内周面に接着される段部と、前記空隙部内に充填されている発泡樹脂層と、を備える。

これにより、スープ等の内容物によってインナーカップの内側からカップが膨出する方向へ圧力がかかっても、またアウタースリーブに飲食者の指や手などによってインナーカップ側に圧力がかかっても、発泡樹脂層により空隙部が潰されて、インナーカップとアウタースリーブとが接触することを抑制できる。そのため、インナーカップやアウタースリーブの坪量を増加させることなく、飲食者への内容物の熱の伝わりを抑制できる。

前記発泡樹脂層は、前記アウタースリーブの内周面にコーティングされ、前記アウタースリーブの内周面から前記インナーカップの外周面に向けて膨出しているようにしてもよい。

これにより、スープ等の内容物によってインナーカップの内側からカップが膨出する方向へ圧力がかかっても、アウタースリーブの内周面から膨出する発泡樹脂層によって、インナーカップの膨出変形を抑えることができる。そのため、インナーカップの外周から突出し、アウタースリーブの内周面に接着される段部が外れ難く、インナーカップの坪量を増加させることなく、アウタースリーブの弛みや脱落を抑制できる。

ここで、発泡樹脂層をインナーカップの外周面にコーティングすると、スープ等の内容物によってインナーカップの内側からカップが膨出する方向へ圧力がかかり、発泡樹脂層ごとインナーカップは膨張し、段部がいっそう外れ易くなる。そのため、発泡樹脂層は、アウタースリーブの内周面から膨出させる必要がある。

また、上記の目的を達成するため、本発明の実施形態に係る紙製カップの製造方法は、外周から突出する段部を有して有底筒状のインナーカップと、前記インナーカップの外周を囲うアウタースリーブと、を備える紙製カップの製造方法であって、前記インナーカップの外周面と前記アウタースリーブの内周面との間に空隙を空けて、前記インナーカップに前記アウタースリーブを取り付ける取り付け工程と、前記インナーカップの前記段部を前記アウタースリーブの内周面に接着する接着工程と、前記空隙内で樹脂を発泡させる発泡工程と、を含む。

前記アウタースリーブの内周面に前記樹脂をコーティングするコーティング工程を含み、前記発泡工程は、前記樹脂を前記アウタースリーブの内周面から前記インナーカップの外周面に向けて発泡させるようにしてもよい。

本発明によれば、インナーカップやアウタースリーブの坪量を増すことなく、飲食者への内容物の熱の伝わりを抑制できる。

紙製カップの断面図である。 アウタースリーブの発泡前状態を示す模式図である。 アウタースリーブの発泡後状態を示す模式図である。 紙製カップにかかる力を示す模式図である。

（構成）
本発明の実施形態に係る紙製カップについて図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面においては、理解容易のため、厚み、寸法、位置関係、比率又は形状等を強調して示している場合があり、本発明は、それら強調に限定されるものではない。以下、紙製カップの底側を下方又は下側といい、開口側を上方又は上側といい、上下方向と直交してカップが拡がる方向を径方向という。

図１は、紙製カップ１の断面図である。紙製カップ１は、コーヒーやお茶等の飲料物、味噌汁等のスープ及びインスタントラーメン等の熱せられた液体を含む内容物を収容する。この紙製カップ１は、二重筒形状を有し、インナーカップ２とアウタースリーブ３とを備えている。インナーカップ２とアウタースリーブ３は共に筒形状を有する。インナーカップ２は内殻に位置し、アウタースリーブ３は外殻に位置し、インナーカップ２にアウタースリーブ３が外嵌されて成る。

インナーカップ２及びアウタースリーブ３は、共に紙製であり、例えば、波形シートの両面にライナーシートを貼り合わせた両面段ボール、又は波形シートの片面にライナーシートを貼り合わせた片面段ボールである。

インナーカップ２とアウタースリーブ３の筒の環形状には、例えば、真円、楕円、角丸長方形、卵形、その他のオーバル状を含む各種円形状、及び多角形状が含まれる。インナーカップ２にアウタースリーブ３を外嵌できれば、アウタースリーブ３の形状はインナーカップ２と同形に限らない。

インナーカップ２は、底部２２と胴部２３を有する。底部２２はインナーカップ２の底を塞ぐ平坦面である。胴部２３は、底部２２の周縁全周に沿って無端状に延在し、底部２２の周縁から上方へ立ち上がっている。胴部２３は、全体的には上方に向けて漸次拡径している。インナーカップ２は上端に開口２１を有し、胴部２３と底部２２が囲む容器内部６内の内容物を取り出すことが可能となっている。インナーカップ２の開口２１を画成する口縁は、胴部２３は径方向外方に巻回されてカール２５となっている。

尚、これに限らないが、底部２２は、上面の周縁に沿って延びる環状の脚部が付いた上面閉蓋及び下面開口の筒形状である。また、胴部２３は、下端が内側に折り込まれて断面コの字の脚部が作出されている。胴部２３に底部２２を嵌め込み、底部２２の脚部を胴部２３の断面コの字の脚部で巻き込むように包むことで、インナーカップ２は形成されている。

胴部２３は、上方側に段部２４を有する。段部２４は、底部２２から段部２４直前までの拡径度合いよりも一段大きく径方向外方に拡径した大径部である。この段部２４は、胴部２３から１周に亘って膨出している。また、この段部２４は、胴部２３の同一高さを維持して延在している。即ち、胴部２３は、底部２２から段部２４の下端で水平又は急激な傾倒率で拡径するように拡がり、段部２４の上端で傾倒率を緩やかに戻して上端まで垂直又は拡径していく。

アウタースリーブ３は、上方へ向けて漸次拡径する逆錐台状の円筒であり、上下端部が開口している。このアウタースリーブ３は、インナーカップ２の段部２４以下の高さ範囲より径方向外側へ高い傾倒率を有して拡径している。アウタースリーブ３がインナーカップ２に外嵌されると、アウタースリーブ３とインナーカップ２とは、アウタースリーブ３の下端縁３３で接触し、またインナーカップ２の段部２４で接触する。

段部２４には段部接着部５１を有し、段部２４とアウタースリーブ３の内周面３１とは接着剤により接着されている。また、下端縁３３には下部接着部５２を有し、アウタースリーブ３の下端縁３３とインナーカップ２の外周面２６とは接着剤により接着されている。アウタースリーブ３の上端縁３２は、インナーカップ２のカール２５に巻き込まれている。

尚、アウタースリーブ３の下端縁３３にも径方向内側方向に巻回されたカールを形成し、このカールとインナーカップ２の外周面２６とを接触させ、下部接着部５２を形成してもよい。

このような紙製カップ１では、段部２４の存在により、インナーカップ２の外周面２６とアウタースリーブ３の内周面３１との間に空隙部１１が発生している。具体的には、段部２４とアウタースリーブ３の下端縁３３との間に空隙部１１が発生している。空隙部１１は、段部２４以上の高さ範囲において、インナーカップ２の胴部２３とアウタースリーブ３の傾倒率を変えることで、段部２４以上の高さ範囲にも併せて発生させることができる。

この空隙部１１には、発泡樹脂層４が存在している。この発泡樹脂層４は、発泡した樹脂の層であれば、これに限られないが、例えば熱により発泡する熱可塑性樹脂の層である。熱可塑性樹脂としては、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂などを用いることができる。

尚、インナーカップ２の内面には、防水等の観点で全領域が樹脂コーティングされている。またアウタースリーブ３の外周面にも樹脂コーティングされている。これらインナーカップ２の内面とアウタースリーブ３の樹脂コーティングは、発泡樹脂層４が発泡のみが発泡するように、アルミニウム箔などの層を設けるか、発泡樹脂層４の熱可塑性樹脂よりも軟化点の高い熱可塑性樹脂を使う。

この条件を満たすことができれば、インナーカップ２の内面とアウタースリーブ３の樹脂コーティングは、低密度ポリエチレン樹脂、線状低密度ポリエチレン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂などを用いることができる。

例えば、発泡樹脂層４にポリエチレン樹脂を用い、インナーカップ２の内面とアウタースリーブ３の樹脂コーティングにはポリプロピレン樹脂を用いる。樹脂のコーティング方法としては、樹脂を熱溶融して塗布する押し出しコーティング法、又はフィルムになったものを貼り合わせるラミネート法などを用いることができる。

図２は、アウタースリーブ３の発泡前状態を示す模式図である。図３は、アウタースリーブ３の発泡後状態を示す模式図である。図２に示すように、アウタースリーブ３はコーティング工程を経る。コーティング工程では、発泡して発泡樹脂層４となる樹脂層４１が、アウタースリーブ３の内周面３１にコーティングされる。

次に、インナーカップ２とアウタースリーブ３は取り付け工程と接着工程を経る。取り付け工程では、インナーカップ２の下方からアウタースリーブ３を挿入する。そして、インナーカップ２の段部２４にアウタースリーブ３の内周面３１を接触させ、アウタースリーブ３の下縁部３３にインナーカップ２の外周面２６を接触させる。

段部２４と下端縁３３には接着剤を塗布しておき、段部２４をアウタースリーブ３の内周面３１に接着し、アウタースリーブ３の下縁部３３をインナーカップ２の外周面２６に接着し、段部接着部５１及び下部接着部５２を形成する。

そして、紙製カップ１をオーブン内で加熱する等することで発泡工程を経る。図３に示すように、発泡工程では、アウタースリーブ３の内周面３１に形成させた樹脂層４１を発泡させる。発泡樹脂層４は、アウタースリーブ３の内周面３１からインナーカップ２の外周面２６に向けて膨出し、空隙部１１に充填される。

（調理時）
図４は、紙製カップ１にかかる力を示す模式図である。図４に示すように、喫食の際には、容器内部６にスープ７等の液体が満たされる。このスープ７は、インナーカップ２の胴部２３を径方向外側に膨張させようとする。また、飲食者が紙製カップ１を把持すると、アウタースリーブ３が径方向内側へ凹もうとする。

しかしながら、インナーカップ２とアウタースリーブ３との間には発泡樹脂層４が存在する。そのため、インナーカップ２とアウタースリーブ３の紙の坪量を減らしても、空隙部１１が窄まり難く、また発泡樹脂層４の断熱作用により、飲食者の指や手にスープ７の熱が伝わり難くなる。

また、発泡樹脂層４はアウタースリーブ３に形成され、インナーカップ２に向けて膨らんでいる。そのため、発泡樹脂層４がインナーカップ２に与える支持力８ｂは、スープ７によるインナーカップ２の胴部２３の膨張力８ａを相殺又は減殺し、インナーカップ２の胴部２３の膨張を抑制する。

ここで、発泡樹脂層４がインナーカップ２の外周面２６に形成され、発泡樹脂層４がインナーカップ２からアウタースリーブ３の内周面３１に向けて膨らんでいる場合、インナーカップ２は発泡樹脂層４ごと膨張しようとする。一方で、スープ７が発生させるインナーカップ２の膨張力８ａを相殺又は減殺しようとする支持力８ｂは存在しない。そのため、インナーカップ２の膨張は、発泡樹脂層４を径方向外側に移動させ、アウタースリーブ３も径方向外側に膨らむ。

段部２４はリブとして機能しており、段部２４の位置におけるインナーカップ２の膨張量は、段部２４以外の位置におけるインナーカップ２の膨張量よりも小さい。換言すると、段部２４以外の位置におけるインナーカップ２の膨張量は、段部２４の位置におけるインナーカップ２の膨張量より大きい。この膨張差によって、段部２４に形成された段部接着部５１が剥がれ、アウタースリーブ３がインナーカップ２から外れてしまう虞がある。

しかしながら、発泡樹脂層４がアウタースリーブ３に形成され、インナーカップ２に向けて膨らんでいる場合、スープ７によるインナーカップ２の胴部２３の膨張力８ａを相殺又は減殺されているので、段部２４の位置におけるインナーカップ２の膨張量と、段部２４以外の位置におけるインナーカップ２の膨張量との差は小さい。そのため、段部２４に形成された段部接着部５１の剥がれは抑制され、アウタースリーブ３がインナーカップ２から外れてしまう虞を低減する。

（作用効果）
以上のように、この紙製カップ１は、有底筒状のインナーカップ２と、インナーカップ２の外周を囲うアウタースリーブ３とを備えるようにした。そして、インナーカップ２の外周面２６には、アウタースリーブ３の内周面３１に向けて突出し、この内周面３１に接着される段部２４を有し、インナーカップ２の外周面２６とアウタースリーブ３の内周面３１との間には空隙部１１が形成されている。更に、空隙部１１内には発泡樹脂層４が充填されている。

このような紙製カップ１は、取り付け工程、接着工程及び発泡工程を含んで製造されるようにした。取り付け工程では、インナーカップ２の外周面２６とアウタースリーブ３の内周面３１との間に空隙部１１を空けて、インナーカップ２にアウタースリーブ３を取り付ける。接着工程では、インナーカップ２の段部２４をアウタースリーブ３の内周面３１に接着する。そして、発泡工程では、空隙部１１内で樹脂層４１を発泡させる。

これにより、スープ７等の内容物によってインナーカップ２の内側からカップが膨出する方向へ圧力がかかっても、またアウタースリーブ３に飲食者の指や手などによってインナーカップ２側に圧力がかかっても、発泡樹脂層４により空隙部１１が潰されて、インナーカップ２とアウタースリーブ３とが接触することを抑制できる。そのため、インナーカップ２やアウタースリーブ３の坪量を増加させることなく、飲食者への内容物の熱の伝わりを抑制できる。

また、発泡樹脂層４は、アウタースリーブ３の内周面３１にコーティングされ、アウタースリーブ３の内周面３１からインナーカップ２の外周面２６に向けて膨出しているようにした。

これにより、スープ７等の内容物によってインナーカップ２の内側からカップが膨出する方向へ圧力がかかっても、アウタースリーブ３の内周面３１から膨出する発泡樹脂層４によって、インナーカップ２の膨出変形を抑えることができる。そのため、インナーカップ２の外周面２６から突出し、アウタースリーブ３の内周面３１に接着される段部２４が外れ難く、インナーカップ２の坪量を増加させることなく、アウタースリーブ３の弛みや脱落を抑制できる。

以上の本発明の実施形態は例として提示したものであって、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。そして、実施形態やその変形は本発明の範囲に含まれるものである。

例えば、アウタースリーブ３の外側面にも発泡樹脂層４と同一又は異種の発泡樹脂層を形成してもよい。これにより、アウタースリーブ３の強度が向上し、アウタースリーブ３及びインナーカップ２の坪量を更に減らすことができる。また、アウタースリーブ３の外側面には、商品名等が印字されるインク層が更に形成されていてもよい。

発泡樹脂層４は、複数種類の熱可塑性樹脂の混合により成るものであってもよいし、又は複数種類の熱可塑性樹脂の多層構造であってもよい。

１ 紙製カップ
１１ 空隙部
２ インナーカップ
２１ 開口
２２ 底部
２３ 胴部
２４ 段部
２５ カール
２６ 外周面
３ アウタースリーブ
３１ 内周面
３２ 上端縁
３３ 下端縁
４ 発泡樹脂層
４１ 樹脂層
５１ 段部接着部
５２ 下部接着部
６ 容器内部
７ スープ
８ａ 膨張力
８ｂ 支持力

Claims (4)

1. 有底筒状のインナーカップと、
   前記インナーカップの外周を囲うアウタースリーブと、
   前記インナーカップの外周面と前記アウタースリーブの内周面との間の空隙部と、
   前記インナーカップの外周から突出し、前記アウタースリーブの内周面に接着される段部と、
   前記空隙部内に充填されている発泡樹脂層と、
   を備えること、
   を特徴とする紙製カップ。
2. 前記発泡樹脂層は、前記アウタースリーブの内周面にコーティングされ、前記アウタースリーブの内周面から前記インナーカップの外周面に向けて膨出していること、
   を特徴とする請求項１記載の紙製カップ。
3. 外周から突出する段部を有して有底筒状のインナーカップと、前記インナーカップの外周を囲うアウタースリーブと、を備える紙製カップの製造方法であって、
   前記インナーカップの外周面と前記アウタースリーブの内周面との間に空隙を空けて、前記インナーカップに前記アウタースリーブを取り付ける取り付け工程と、
   前記インナーカップの前記段部を前記アウタースリーブの内周面に接着する接着工程と、
   前記空隙内で樹脂を発泡させる発泡工程と、
   を含むこと、
   を特徴とする紙製カップの製造方法。
4. 前記アウタースリーブの内周面に前記樹脂をコーティングするコーティング工程を含み、
   前記発泡工程は、前記樹脂を前記アウタースリーブの内周面から前記インナーカップの外周面に向けて発泡させること、
   を特徴とする請求項３記載の紙製カップの製造方法。

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