JP2508896B2 - 紙コップ - Google Patents

紙コップ

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JP2508896B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ジュース等の清涼飲料水、日本酒等のアル
コール飲料等の保存、運搬、飲用の紙コップに関する。
[従来の技術] 液体容器の胴部の材料として、紙、アルミニウム等の
積層構造からなる支持体と、その両側の樹脂層とからな
る積層材シートが広く使用されている。上記シートにあ
っては、胴部を形成する為に縁部と縁部とを重ね貼り合
わせる必要がある。この際、貼り合わせ部(シール部)
の内側対偶となるシートの断面が液体内容物に接し、内
容物の汚染、紙等の支持体への液体浸透によるシートの
強度低下、層間剥離、更には密封性不良による内容物の
酸化、劣化等が発生するの防止しなければならない。こ
の為、上記内側対偶の縁部を折返したり、同縁部を包囲
するテープを使用する技術が既に提案されている。
また上記シートにあっては、上記樹脂材料として熱接
着性に優れるポリオレフィン樹脂が長年使用されていた
が、同樹脂は、内容物の成分、特に香気成分を吸着する
と共に、同樹脂から低分子量物質が内容物に移行(一般
にオレフィン臭)する為、内容物の味覚が低下するとい
う問題があった。この為、液体内容物に接触する最内層
のみを、ある程度の熱接着性を有し、しかも上記吸着及
び臭気の点において格段機能の優れたポリエステル樹脂
により形成した積層材を使用する技術が提案されてい
る。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述のような積層材シートを、本発明
が対象としている紙コップに適用する場合、以下のよう
な問題が生じる。
a.積層材シートの最内層だけでなく、最外層もポリエス
テル樹脂により形成しないと、胴部の貼り合わせに伴う
付帯処理が複雑となり、既存の装置では組立てられな
い。
b.積層材シートの最内層及び最外層を、ポリエステル樹
脂フィルムをラミネートすることにより形成すると、シ
ートの腰が強くなり過ぎ、コップ開口周縁にトップカー
ル部をうまく形成できない。
c.積層材シートの最内層及び最外層を、ポリエステル樹
脂フィルムをラミネートすることにより形成すると、シ
ール処理時の樹脂の流れ易さ及び柔軟性が低下する。従
って、特に、胴部側壁シートと胴部底壁シートとのシー
ル部にピンホールが形成され易くなり(外観上は問題が
なくとも)、液漏れ発生の原因となる 本発明はかかる観点に基づいてなされたものであり、
胴部シートの最内層及び最外層にポリエステル樹脂層を
使用して、内容物へのオレフィン臭の移行を防止する一
方、上記シートの腰の強さ或いはシール時のピンホール
の形成等の問題を解消することが可能な紙コップを提供
することを目的とする。
[課題を解決する為の手段] 上記目的を達成する為の本発明紙コップにあっては、
支持体として紙を含む基材の両面に、ポリエステル樹脂
とポリオレフィン樹脂との共押出しフィルムを、上記ポ
リエステル樹脂が最外層及び最内層となるように配置し
た積層材からなる側壁シート及び底壁シートにより胴部
が組立てられたことを特徴とする。
望ましい態様において、コップ開口周縁にトップカー
ル部が形成され、上記トップカール部に高密度ポリエチ
レン樹脂製リングが接着される。
[作用] 上記構成により本発明に係る紙コップにあっては、側
壁シートのサイドシール部では、その内側対偶の最外層
及び外側対偶の最内層であるポリエステル樹脂層どうし
がホットエアシール等によって接着される。また側壁シ
ートと底壁シートとのボトムシール部では、側壁シート
の最内層及び底壁シートの最外層であるポリエステル樹
脂層どうしがホットエアシール等によって接着される。
上記ポリエステル樹脂層は、ポリオレフィン樹脂との
共押出しフィルムの一部からなる為、十分な機械的強度
を有するフィルムであっても、ポリエステル樹脂層自体
は薄く形成することが可能である。従って、積層材シー
トの最内外の両層をポリエステル樹脂層としたにもかか
わらず、積層材シートの柔軟性を維持することができ
る。また、組立て時の貼り合わせシールに際し、積層材
シートの樹脂流れ易さ及び柔軟性が良好となる為、シー
ル部にピンホールが発生し難くなる。
[実施例] 第1図は本発明に係る紙コップを示す一部切欠斜視図
であり、第2図は第1図のII−II線に沿った断面図であ
る。
第1図図示の如く、本紙コップは、側壁シート32及び
底壁シート34から胴部が組立てられ、両シートは後述す
るような同一の積層材シートからなる。側壁シート3
は、1枚のシートを巻いた状態で両端部が接着される
(サイドシール部36)。また側壁シート32と底壁シート
34とは、シート32の内方折返し部38と、シート34の外方
折返し部44とが接着される(ボトムシール部42)。
コップ開口周縁にはトップカール部46が形成され、上
記トップカール部46に高密度ポリエチレン樹脂製リング
48がシール接着される。また更に、リング48のフランジ
52には、蓋54が接着される。
第2図図示の如く、側壁及び底壁用の積層材シート
は、紙層11を支持体とし、コップの内面側となる側に、
接着剤12(ウエット接着)を介してアルミニウム層13、
更に接着剤(ドライ接着)14を介してポリエステル樹脂
層15、更に接着剤16(ドライ接着)を介して共押出しフ
ィルム18が順に積層された構造をなす。また他方、コッ
プの外面側となる側にはポリエチレン樹脂層17(接着用
サンドポリエチレン)を介して共押出しフィルム19が積
層される。積層材シートの全体の厚さは約430μmで、
紙層11が約260g/m2、アルミニウム層13が約6.5μm、ポ
リエステル樹脂層15が約12μm、ポリエチレン樹脂層17
が約15μm、フィルム18が約60μm、フィルム19が約30
μmである。
共押出しフィルム18、19は共に、接着性樹脂若しくは
接着剤層を挟んでポリエチレン樹脂(他のポリオレフィ
ン樹脂でもよい)層及びポリエステル樹脂層を積層し
た、共押出しフィルムからなる。両フィルム18、19は共
に、露出側がポリエステル樹脂層となるように配置さ
れ、即ち、本積層材シートの最内層及び最外層は共にポ
リエステル樹脂層からなる。各層の厚さは、フィルム19
にあっては、ポリエチレン樹脂層が約12μm、接着剤層
が約3μm、ポリエステル樹脂層が約15μmであり、ま
たフィルム18にあっては、ポリエチレン樹脂層が約24μ
m、接着剤層が約6μm、ポリエステル樹脂層が約30μ
mである。
上記ポリエステル樹脂層に使用するのに適当なポリエ
ステルは、通常酸成分がテレフタル酸であり、グリコー
ル成分はエチレングリコールである。他の酸成分とし
て、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−4,4′−ジカ
ルボン酸、ナフタレン−1,4−または−2,6−ジカルボン
酸、アジピン酸、セバシン酸、デカン−1,10−ジカルボ
ン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、アゼライン酸、ダイ
マー酸、グルタル酸、またはP−オキシ安息香酸、P−
オキシエトキシ安息香酸等のオキシ酸が使用可能であ
る。また他のグリコール成分として、プロピレングリコ
ール、1,4−ブタンジオールネオペンチルグリコール、
ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、
2,2−ビス(4−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパ
ン等が用いられる。またこれらの酸成分、グリコール成
分を複数用いたポリエステルも使用可能である。2種以
上のポリエステルの混合物も使用可能である。また、こ
のポリエステル樹脂には、必要に応じて、着色剤、紫外
線吸収剤、帯電防止剤、熱酸化劣化防止剤、抗菌剤、滑
剤等の添加剤を適宜の割合で含有させることが可能であ
る。しかし、これらの添加剤は、その溶出等に注意し、
本発明の目的を損なわないものを選択することが必要で
ある。
蓋54は、従来この種のコップの胴部或いは蓋の材料に
使用されていた積層材シートからなり、即ち、例えば、
ヒートシールラッカーを塗布形成したアルミニウム箔、
或いは紙層を含む基材の両側にポリエチレン樹脂層を配
したような構造からなる。蓋54の内面はコップ内容物と
接触する割合が低いので、ポリエチレン樹脂層を使用し
てもあまり影響はないと考えられる。しかし、蓋54のシ
ートとして、第2図図示のような、内面がポリエステル
樹脂層からなるシートを使用することも可能であり、吸
着や異臭等を防止する目的からすれば好ましい。
上記紙コップの製造に際しては、先ず、側壁シート32
のブランクスを打抜き成形する。そして、これを第1図
図示の如く丸めてシール治具(図示せず)に圧着した状
態で、サイドシール部36をホットエアによって接着す
る。
他方、底壁シート34に関しては、この寸法幅のシート
ロールを準備しておく。底壁シート34は、このロールか
ら順次インラインで打抜き、上述の如く円筒状に貼り合
わせ形成した側壁シート32に対して供給する。そして側
壁シート32と底壁シート34とを、第1図図示のような状
態に設定し、ボトムシール部44をシールバー(図示せ
ず)で圧着した状態で、ホットエアによって接着する。
上記ホットエアによるシール処理温度は、サイドシー
ル部36に対しては430〜550℃、ボトムシール部44に対し
ては430〜450℃で、また処理速度は、110〜120個/minと
するが、これらの条件は適宜調整可能である。
サイドシール部36において、シート32の内側対偶の最
外層及び外側対偶の最内層であるポリエステル樹脂層ど
うしが接着され、ボトムシール部44では、シート32の最
内層及びシート34の最外層であるポリエステル樹脂層ど
うしが接着される。ここで上記ポリエステル樹脂層は共
押出しフィルム18、19の一部からなる為、樹脂流れ易さ
及び柔軟性が良好となり、シール部にピンホールが発生
し難くなる。また、従来のポリエチレン樹脂最内外層を
使用したシートでは、ホットエアの温度が非常に高温で
ある為、希に、シールバーにポリエチレン樹脂が融着し
たことがあったが、このような問題も、本発明において
は解消できる。
次に、コップ開口周縁にトップカール部46を形成す
る。ここで、共押出しフィルム18、19の使用により、シ
ートの柔軟性が維持されている為、従来のシートと同様
に、容易にトップカール成形加工を行うことができる。
次に、カール部46にリング48を装着すると共に、公知の
超音波ホーンをコップ開口に挿入し、ここに超音波振動
エネルギーを付与することによりカール部46周囲にリン
グ48を溶着する。
最後に、コップ内に内容物を導入した後、リング48の
フランジ52に蓋54を接着してコップを閉鎖する。ここで
上述の如く、リング48は高密度ポリエチレン樹脂からな
り、蓋54の内面はポリエチレン樹脂層からなる為、両者
の樹脂はヒートシール(140℃程度)により行うことが
できる。リング48と蓋54との関係は従来品と同じである
から、蓋54の剥離性も従来品と同じものが得られる。ま
た蓋54として、内面がポリエステル樹脂層からなるよう
な積層材シートを使用した場合は、超音波シールにより
接着を行うことが可能となる。
実験1 上述のように形成した本発明コップと、内面がポリエ
チレン樹脂層からなる従来のコップとを用い、内容物に
対する味覚テストを行った。内容物は、80℃で充填し且
つ40℃で1週間保持した後のミネラル水180ccであり、
パネラーは12名であった。その結果、12名全員が本発明
のコップに充填された水の味の方が良好であると感じ
た。
実験2 第1図図示の形状を有する下記の3つのコップサンプ
ル(本発明サンプルA、比較用サンプルB、C)を使用
し、サイドシール部36、ボトムシール部44の接着強度、
及びガスバリヤー性(酸素透過度)の比較試験を行っ
た。
サンプルA…本発明の第2図図示のシートを使用。
サンプルB…第2図図示の構造の内、フィルム18、19に
代えて夫々のフィルムと同じ厚さのポリエステル樹脂フ
ィルムを配したシートを使用。
サンプルC…第2図図示の構造の内、フィルム18に代え
て75μmポリエチレン樹脂フィルム、フィルム19に代え
て20μmポリエチレン樹脂フィルムを配したシートを使
用(従来品に相当)。
接着強度に関しては、「ストログラフR(東洋精機製
作所製)」を使用し、90゜剥離試験を行った。またガス
バリヤー性(酸素透過度)に関しては「MOCON OX−TRAN
(Modern controls,inc製)」を使用した。実験の結果
を表1に示す。同表中、接着強度の単位はkg/15mm幅で
あり、またガスバリヤー性は酸素透過量で表され、その
単位はcc/pack day atm(20℃、100%)である。
上記結果に示されるように、接着強度についてはサン
プルA、B共、従来品に相当するサンプルCと概ね同じ
値が得られた。しかし、ガスバリヤー性については、サ
ンプルBの酸素透過量が多く、このガスバリヤー性が良
好でないことが判明した。これは、サンプルBにおいて
は、本発明の共押出しフィルムの代わりにポリエステル
樹脂のフィルムを使用している為、シートの腰が強くな
り過ぎると共に、シール時の樹脂流れ性が悪化し、シー
ル部にピンホールが発生した結果と考えられる。
[発明の効果] 本発明に係る紙コップによれば、コップの胴部シート
の最内層をポリエステル樹脂層とした為、内容物へのオ
レフィン臭の移行を防止できる。シート最内外層のポリ
エステル樹脂層は、ポリオレフィン樹脂との共押出しフ
ィルムの一部からなる為、十分な機械的強度を有するフ
ィルムであっても、ポリエステル樹脂層自体は薄く形成
することが可能である。従って、積層材シートの最内外
の両層をポリエステル樹脂層としたにもかかわらず、積
層材シートの柔軟性は維持され、従来のシートと同様
に、容易にシートの加工を行うことができる。また、組
立て時の貼り合わせシールに際し、積層材シートの樹脂
流れ易さ及び柔軟性が良好となる為、シール部にピンホ
ールが発生し難く、コップのガスバリヤー性は良好なも
のとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る紙コップを示す一部切欠斜視図、
第2図は第1図のII−II線に沿った断面図である。 11……紙層、18、19……共押出しフィルム、32……側壁
シート、34……底壁シート、36……サイドシール部、44
……ボトムシール部、48……リング、52……蓋。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】側壁シート及び底壁シートにより胴部が組
    立てられ、且つ上記側壁シートの上部を外側に折返すこ
    とにより形成されたトップカール部をコップ開口周縁に
    有する紙コップであって、 前記側壁シート及び底壁シートが、支持体として紙を含
    む基材の両面に、ポリエステル樹脂とポリオレフィン樹
    脂との共押出しフィルムを、上記ポリエステル樹脂が夫
    々当該紙コップの外面及び内面に対応する最外層及び最
    内層となるように配置し且つ上記最外層を上記最内層よ
    りも薄くなるように設定した、積層材からなることを特
    徴とする紙コップ。
  2. 【請求項2】上記トップカール部に高密度ポリエチレン
    樹脂製リングが接着される請求項1に記載の紙コップ。
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