JP3923562B2

JP3923562B2 - Paper cup manufacturing method

Info

Publication number: JP3923562B2
Application number: JP11951196A
Authority: JP
Inventors: 文久久保田; 幸将鹿谷
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1996-04-18
Filing date: 1996-04-18
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2016-04-18
Also published as: JPH09277407A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙カップの製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、トップカール部が強化されている紙カップの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、紙カップのトップカール部を強化するには、使用する原紙の坪量を上げ、紙の厚みを厚くすることによる材料面で強化する方法と、トップカール部を熱、超音波などを用いて、押しつぶして強化する方法とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のトップカール部を強化する方法には、問題点があった。使用する原紙の坪量を上げ、紙の厚みを厚くすることによる材料面で強化する方法では、紙カップの成型時の機械適性が悪くなると同時に、コストが高くなる。また、トップカール部を熱、超音波などを用いて押しつぶして強化する方法では、トップカール部をつぶした断面形状に丸みがなくなり、丸みのある形状に比べて、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが悪いという欠点がある。
これに対して本発明は、紙カップの成型上で問題がなく、コストが高くない、そして、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが良い、トップカール部が強化されている紙カップの製造方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決すべく検討した結果、少なくとも一方の面にヒートシール性を有する樹脂層が設けられた紙を主強度材とした材料からなるブランクを用いて、胴部と底部とから構成され、前記胴部の上端は外側にカールされたトップカール部を有する紙カップを成型後、前記トップカール部を、前記樹脂層の樹脂の溶融温度以上の温度を持つ熱風によるホットエアー装置で加熱し、冷却することにより、押し潰すことなく、前記トップカール部を強化することを可能としたことを特徴とする紙カップの製造方法を見出し、完成したものである。
【０００５】
本発明によれば、紙カップの成型上で問題がなく、コストが高くない、そして、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが良い、トップカール部が強化されている紙カップを得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本発明について、さらに詳しく説明する。
紙カップ１は、、図１に示すように、胴部２と底部３とから構成されている。胴部２の上端は外側にカールされトップカール部４を形成し、下端は内側にカールされ底カール部５を形成している。この底カール部５で胴部２と底部３とが一体となっている。
また、図２に示すような胴部ブランク６と底部ブランク７とが、紙カップ成型機で成型され、紙カップ１は作製される。一般的に、胴部ブランク６は、あらかじめ前工程で打ち抜かれたものを使用し、底部ブランク７は、紙カップ成型機上で打ち抜かれる。
【０００７】
この胴部ブランク６と底部ブランク７とを使用して紙カップ１を作製する工程を簡単に説明すると、まず、胴部ブランク６を筒状に貼り合わせるために、胴部ブランク６の貼り合わせ部を熱風で予熱し、表面の樹脂を溶融させる。つぎに、胴部ブランク６を胴巻き型（マンドレル）に巻き付け、圧着し、筒状の胴巻き紙に貼り合わせられる。つづいて、胴巻き紙の中に底部ブランク７を嵌め込み、同時に、胴巻き紙および底部ブランク７の接着部分の樹脂を熱風で予熱する。そして、胴巻き紙の下端を内側にカールし、圧着し、底カール部５を形成する。さらに、胴巻き紙の上端を外側にカールし、トップカール部４を形成し、紙カップ１が完成する。
【０００８】
紙カップ成型機の一例を図３に示した。この成型機１１は、（Ａ）胴巻き成形部、（Ｂ）底カール部、そして（Ｃ）トップカール部の３つの部分から成り立っている。この紙カップ成型機の工程を詳細に説明すると、フィーダーから送られた胴部ブランク６は、筒状に貼られる部分がホットエアー１２で予熱加工され、表面の樹脂が溶融した状態で（Ａ）胴巻き成形部に送られる。（Ａ）胴巻き成形部では、胴巻き型１３に吸引されながら巻き付けられ、胴巻き紙の熱シールが行なわれる。筒状に熱シールされた胴巻き紙は、（Ｂ）底カール部へ送られる。（Ｂ）底カール部では、型２０の位置で、まず、打ち抜かれた底部ブランク７が、吸引固定され、つぎに、型２１の位置で、胴巻き紙が挿入される。つづいて、型２２、型２３、型２４の位置で、胴巻き紙と底部ブランク７を貼り合わせる部分をホットエアーで予熱加工し、型２５の位置で、胴巻き紙の下端を内側にカールしながら圧着することにより、胴部２と底部３を一体化する。このカップ状に成形されたものが、（Ｃ）トップカール部へ受け渡される。（Ｃ）トップカール部５では、型３０の金型内に嵌め込まれ、潤滑油が塗布され、型３１、型３２、型３３の位置で胴部２の上端が外側へカールされる。最後に、型３４で排出されて紙カップ１が製造される。
【０００９】
つぎに、本発明の紙カップ１に使用する材料の構成は、紙を主強度材とし、最内層に熱可塑性樹脂を有することを基本としている。例えば、紙／ポリエチレン、ポリエチレン／紙／ポリエチレン、ポリプロピレン／紙／ポリプロピレン、紙／ポリエチレン／アルミニウム／ポリエチレン、ポリエチレン／紙／ポリエチレン／アルミニウム／ポリエチレン、ポリエチレン／アルミニウム／紙／ポリエチレンなどが挙げられる。
【００１０】
主強度材となる紙としては、紙カップ成形適性の良いカップ原紙を使用することが好ましい。坪量は、とくに限定されないが、紙カップ成形適性上、１５０〜３００ｇ／ｍ²の範囲がより好ましい。
【００１１】
最内層に使用する熱可塑性樹脂は、内容物の保護、特に液状の物質を入れても洩れない機能、また、熱シールにより胴部の貼り合わせ、そして胴部と底部の接着を可能にする機能を持っている必要がある。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エチレン・酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。厚さとしては、１５〜６０μｍの範囲が好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、押し出し加工あるいはラミネート加工によって、最内層に形成される。
【００１２】
つづいて、上記の材料を使用して、本発明のトップカール部が強化された紙カップを作製する強化加工方法を説明する。図４に示すように、紙カップ１のトップカール部４を最内層の樹脂の融点以上の温度を持つ熱風４１をホットエアー装置４２で加熱し、冷却する。温度条件としては、１２０〜４００°Ｃの範囲が好ましい。加熱時間としては、３秒〜３分間が好ましい。いずれにしても、最内層の樹脂が溶融する温度条件が必要である。
加熱方法としては、熱風以外にもガスフレーム、マイクロウェーブ、電熱ヒーターなどによる方法も使用できる。加熱加工を、トップカール部だけに行なうことが、美観の点で好ましいが、表面に出ている熱可塑性樹脂の他の部分を同時に加熱しても、加熱された部分が発泡などを起こすが、フランジ部の強度向上の効果を得ることはできる。
【００１３】
さらに、本発明のトップカール部が強化された紙カップについて、実際に、表１に示したような種々の紙カップの試料のトップカール部を強化加工した後、トップカール部の強度が向上した結果を表２に示した。強化加工の条件は、１２０°Ｃの乾燥炉内に３分間放置である。
また、強度の評価方法を、図５が示している。紙カップのトップカール部を中心に向かって１０ｍｍ圧縮するのに必要な荷重を測定し、その値をトップカール部の強度として表している。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【表２】

【００１６】
以上、テスト結果から、全試料において、強化加工後のトップカール部の強度は、強化加工前のトップカール強度に比べて増加している。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、紙カップの成型に問題がなく、コストが高くない、そして、直接、口をつけて飲む場合に、口当たりが悪くない、トップカール部が強化されている紙カップを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紙カップの製造方法による紙カップを示す断面図である。
【図２】本発明による紙カップの成型前の胴部ブランク底部ブランクを示す平面図である。
【図３】本発明の紙カップの製造方法を実施するための紙カップ成型機を示す概略図である。
【図４】本発明の紙カップの製造方法である強化加工の概略図である。
【図５】本発明による紙カップのフランジ部の強度の評価方法を示す概略図である。
【符号の説明】
１紙カップ
２胴部
３底部
４トップカール部
５底カール部
６胴ブランク
７底ブランク
１１紙カップ成型機
Ａ胴巻き成型部
Ｂ底カール部
Ｃトップカール部
１２ホットエアー
１３胴巻き型
１４ピックアップ
１５トランスファー
２０〜３７
型（マンドレル）
４１熱風
４２ホットエアー装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a paper cup manufacturing method, and more particularly to a paper cup manufacturing method in which a top curl portion is reinforced.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to strengthen the top curl part of the paper cup, the basis weight of the base paper to be used is increased and the material surface is strengthened by increasing the thickness of the paper, and the top curl part is used with heat, ultrasonic waves, etc. There is a method to crush and strengthen.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem with the method for reinforcing the top curl portion. In the method in which the basis weight of the base paper to be used is increased and the material is reinforced by increasing the thickness of the paper, the mechanical suitability at the time of molding the paper cup is deteriorated and the cost is increased. In addition, the method of crushing and strengthening the top curl part with heat, ultrasonic waves, etc. eliminates the roundness of the cross-sectional shape of the top curl part and drinks with a mouth directly compared to the rounded shape. In addition, there is a drawback that it is unpleasant.
On the other hand, the present invention is a method for producing a paper cup with a strengthened top curl portion that has no problem in molding a paper cup, is not expensive, and has a good mouth feel when directly drinking with a mouth. I will provide a.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been studied to solve the above-described problems, and as a result, a body portion is formed using a blank made of a material whose main strength material is paper provided with a resin layer having heat sealability on at least one surface. And a bottom part, and after molding a paper cup having a top curl part curled outward at the upper end of the body part, the top curl part is heated by hot air having a temperature equal to or higher than the melting temperature of the resin of the resin layer. The present inventors have found and completed a paper cup manufacturing method characterized in that the top curl portion can be strengthened without being crushed by heating and cooling with an air device .
[0005]
According to the present invention, there is no problem in molding a paper cup, the cost is not high, and it is possible to obtain a paper cup with a reinforced top curl portion that has a good mouthfeel when directly drinking with a mouth. .
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
The paper cup 1 is comprised from the trunk | drum 2 and the bottom part 3, as shown in FIG. The upper end of the body portion 2 is curled outward to form a top curled portion 4, and the lower end is curled inward to form a bottom curled portion 5. At the bottom curl portion 5, the body portion 2 and the bottom portion 3 are integrated.
Moreover, the trunk | drum blank 6 and the bottom part blank 7 as shown in FIG. 2 are shape | molded with a paper cup molding machine, and the paper cup 1 is produced. Generally, the body blank 6 is previously punched in the previous process, and the bottom blank 7 is punched on a paper cup molding machine.
[0007]
The process of producing the paper cup 1 using the trunk blank 6 and the bottom blank 7 will be briefly described. First, in order to bond the trunk blank 6 into a cylindrical shape, the bonding portion of the trunk blank 6 is used. Preheat with hot air to melt the resin on the surface. Next, the body blank 6 is wound around a body winding mold (mandrel), pressure-bonded, and bonded to a cylindrical body paper. Subsequently, the bottom blank 7 is fitted into the body-wrapped paper, and at the same time, the resin at the bonding portion between the body-wrapped paper and the bottom blank 7 is preheated with hot air. Then, the lower end of the body wrapping paper is curled inward and pressure-bonded to form the bottom curled portion 5. Further, the upper end of the rolled paper is curled outward to form the top curled portion 4, and the paper cup 1 is completed.
[0008]
An example of a paper cup molding machine is shown in FIG. The molding machine 11 includes three parts: (A) a body winding molding part, (B) a bottom curl part, and (C) a top curl part. The process of the paper cup molding machine will be described in detail. The body blank 6 sent from the feeder is preheated with hot air 12 at the portion pasted in a cylindrical shape, and the surface resin is melted (A) It is sent to the molding part. (A) In the body winding forming section, the body winding paper 13 is wound while being sucked, and heat sealing of the body winding paper is performed. The cylindrical paper heat-sealed in a cylindrical shape is sent to the bottom curl portion (B). (B) At the bottom curl portion, the punched bottom blank 7 is first sucked and fixed at the position of the mold 20, and then the web is inserted at the position of the mold 21. Next, at the positions of the mold 22, the mold 23, and the mold 24, the portion where the rolled paper and the bottom blank 7 are bonded is preheated with hot air, and the lower end of the wound paper is curled inward at the position of the mold 25. By doing so, the trunk | drum 2 and the bottom part 3 are integrated. The cup-shaped product is transferred to (C) the top curl portion. (C) In the top curl portion 5, the top curl portion 5 is fitted into the die of the die 30 and applied with lubricating oil, and the upper end of the body portion 2 is curled outward at the positions of the die 31, the die 32, and the die 33. Finally, the paper cup 1 is manufactured by being discharged by the mold 34.
[0009]
Next, the composition of the material used for the paper cup 1 of the present invention is based on the fact that paper is the main strength material and the innermost layer has a thermoplastic resin. Examples include paper / polyethylene, polyethylene / paper / polyethylene, polypropylene / paper / polypropylene, paper / polyethylene / aluminum / polyethylene, polyethylene / paper / polyethylene / aluminum / polyethylene, polyethylene / aluminum / paper / polyethylene, and the like.
[0010]
As the paper used as the main strength material, it is preferable to use a cup base paper having good suitability for paper cup molding. The basis weight is not particularly limited, but is preferably in the range of 150 to 300 g / m ^{2 in view} of paper cup molding suitability.
[0011]
The thermoplastic resin used in the innermost layer protects the contents, especially the function that does not leak even when liquid substances are added, and the function that enables the body part to be bonded together and the body part and the bottom part to be bonded by heat sealing It is necessary to have. Specific examples include polyethylene, polypropylene, polyester, and ethylene / vinyl acetate copolymer. As thickness, the range of 15-60 micrometers is preferable. These thermoplastic resins are formed in the innermost layer by extrusion processing or laminating processing.
[0012]
Next, a reinforced processing method for producing a paper cup with a reinforced top curl portion of the present invention using the above-described material will be described. As shown in FIG. 4, hot air 41 having a temperature equal to or higher than the melting point of the innermost resin is heated by a hot air device 42 to cool the top curl portion 4 of the paper cup 1. As temperature conditions, the range of 120-400 degreeC is preferable. The heating time is preferably 3 seconds to 3 minutes. In any case, a temperature condition for melting the innermost resin is necessary.
As a heating method, a method using a gas flame, a microwave, an electric heater or the like can be used besides hot air. Although it is preferable in terms of aesthetics to perform the heating process only on the top curl part, even if other parts of the thermoplastic resin on the surface are heated at the same time, the heated part causes foaming, The effect of improving the strength of the flange portion can be obtained.
[0013]
Furthermore, with respect to the paper cup with the strengthened top curl portion of the present invention, the results of actually improving the strength of the top curl portion after strengthening the top curl portion of various paper cup samples as shown in Table 1 were obtained. It is shown in Table 2. The condition of the tempering process is left in a drying furnace at 120 ° C. for 3 minutes.
Further, FIG. 5 shows a strength evaluation method. The load required to compress the top curl portion of the paper cup toward the center by 10 mm is measured, and the value is expressed as the strength of the top curl portion.
[0014]
[Table 1]

[0015]
[Table 2]

[0016]
As described above, from the test results, in all samples, the strength of the top curl portion after the strengthening process is increased as compared with the top curl strength before the strengthening process.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is no problem in molding a paper cup, the cost is not high, and it is possible to obtain a paper cup with a strengthened top curl portion that does not feel bad when drinking directly with a mouth. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a paper cup produced by the paper cup manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a body blank bottom blank before molding a paper cup according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a paper cup molding machine for carrying out the paper cup manufacturing method of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of tempering which is a method for producing a paper cup of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing a method for evaluating the strength of a flange portion of a paper cup according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Paper cup 2 Body part 3 Bottom part 4 Top curl part 5 Bottom curl part 6 Body blank 7 Bottom blank 11 Paper cup molding machine A Body winding part B Bottom curl part C Top curl part 12 Hot air 13 Body winding type 14 Pickup 15 Transfer 20-37
Type (mandrel)
41 Hot air 42 Hot air equipment

Claims

Using a blank made of a material made of paper with a heat-sealing resin layer on at least one surface as a main strength material, it is composed of a body part and a bottom part, and the upper end of the body part is curled outward. After molding a paper cup having a top curl portion, the top curl portion is heated by a hot air device with hot air having a temperature equal to or higher than the melting temperature of the resin of the resin layer, and cooled, thereby being crushed without being crushed. A method for producing a paper cup, characterized in that the top curl portion can be strengthened.