JP4404600B2 - 紙カップの製造方法と紙カップ - Google Patents

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Description

本発明は紙を主体とする積層シートからなる紙カップの製造方法と紙カップに関するものである。
従来から食品などを収める容器として紙カップが多く利用されており、このような紙カップにおいては、胴紙と底紙とを紙を主体とした積層シートから打ち抜き、胴紙の端縁同士を貼り合わせて胴部貼り合わせ部を有する略筒状の胴部材を得るとともに、底紙の周縁部を下向きに起立させて底部材を得て、前記胴部材の下周縁部内面に底部材の下向きの周縁部の外周面を接合させ、さらにその周辺部を覆うようにして胴部材の下周縁部を内方に折り曲げて底部材の周辺部の内周面に接合させることで環状脚部を形成し、胴部材の上周縁部を外方に巻き込んで口縁部を形成している。
また、上記構造の紙カップでは、胴部貼り合わせ部での容器内方側に位置する胴紙の端縁の端面（切断面）から収容物が浸透する不具合があることから、上記胴紙を打ち抜く前の紙基材シートにおける打ち抜き予定部での容器内方側に位置することになる端縁形成部を事前に打ち抜き、この打ち抜き部分を覆うようにして紙基材シート全面に合成樹脂フィルムを積層して、この状態の積層シートの前記打ち抜き予定部から打ち抜いて得られた胴紙で胴部材を形成するとことで、胴部貼り合わせ部での容器内方側に位置する端縁で紙基材が表出せずに合成樹脂フィルムで覆われるようにした工夫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特公昭５８ー０４３２６４号公報（第３欄１７行から２７行）
ところで、食品などを収容する上記紙カップに対しては、外部からの光や酸素などが容器内へ浸透して、収容物を変質させる可能性もあることから、図７に示すようにバリア性を付与するために上記合成樹脂フィルムａがバリア層ｂを有する構成として、この合成樹脂フィルムａを紙基材ｃに積層した積層シートから胴紙ｄを得て、紙カップを製造することが検討された。
しかしながら、胴部貼り合わせ部ｅでの容器内方側の端縁でバリア層ｂの端面が表出する状態となり、バリア層を構成している成分が収容物を変質させる可能性があるという不都合がある。
これに対して、図８に示すように紙基材ｃに予めバリア層ｂを積層したものを合成樹脂フィルムａで覆って胴紙ｄを得るようにすることも考えられるが、この場合、胴部貼り合わせ部ｅで紙基材ｃの厚さ分でバリア層が切れている状態となり、バリア性能が低下するという不都合がある。
そこで、本発明は、紙カップの胴部貼り合わせ部の容器内方側に位置する胴紙の端縁において、紙基材層とバリア層とのそれぞれの端面を表出させないようにしながら紙基材層の端面をバリア層で覆うようにすることを課題とし、紙カップにおいて収容物の変質を生じさせずに適正なバリア性能を備えるようにすることを目的とするものである。
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、紙基材層の少なくとも容器内方側となる面に熱可塑性樹脂層とバリア層とを積層した積層シートから構成された紙カップであり、前記積層シートからなる胴紙の端縁同士を重ね合わせて胴部貼り合せ部を有する略筒状の胴部材と、前記積層シートからなる底紙の周縁部を下向きに起立させた底部材とからなり、前記胴部材の下周縁部内面に前記底部材の周縁部を接合させて環状脚部を形成し、胴部材の上周縁部を外方に巻き込んで口縁部を形成した紙カップを製造するに当たり、前記胴紙を打ち抜く前の胴紙用紙基材シートの打ち抜き予定部における一方の胴紙端縁形成部の少なくとも胴部材下周縁部形成部と胴部材上周縁部形成部との間に亘って、打ち抜き予定部とこの打ち抜き予定部の外領域との境界部分にかかるように打ち抜き除去して紙基材層除去部を設け、前記打ち抜き予定部に重なるようにしてバリア層形成用バリアシートを前記胴紙用紙基材シートに積層して、バリア層形成用バリアシートにより紙基材層除去部を覆った後、前記紙基材層除去部に位置する前記バリア層形成用バリアシートを、紙基材層除去部の長さ方向に亘って、該紙基材層除去部の外周部分に対してこの紙基材層除去部の内方側となる部分に対応する位置にして前記境界部分にかかるように打ち抜き除去してバリア層除去部を形成し、前記バリア層除去部を覆うようにして少なくともバリア層形成用バリアシート上全面に熱可塑性樹脂層を形成して、バリア層形成用バリアシートからなるバリア層と前記熱可塑性樹脂層とを胴紙用紙基材シートに積層した積層シートの前記打ち抜き予定部を打ち抜いて、紙基材層除去部とバリア層除去部とを熱可塑性樹脂層で覆ってなる紙基材非存在部を一方の端縁に配した胴紙を形成し、該胴紙の前記紙基材非存在部が位置する端縁が容器内方となるようにして胴紙の端縁同士を貼り合わせて、紙基材非存在部での紙基材層除去部の端面をバリア層で覆っている胴部貼り合わせ部を有した略筒状の胴部材を形成することを特徴とする紙カップの製造方法を提供して、上記課題を解消するものである。
本発明において、上記バリア層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロンの少なくとも一つの素材からなるものとすることができる。また、上記バリア層は、無機化合物を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムまたはナイロンフィルムとすることが可能である。さらに、上記バリア層は、水溶性樹脂と無機層状化合物とを含有する被膜、または金属アルコキシド或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を備えた樹脂層を設けた合成樹脂フィルムとすることが可能である。そして、上記バリア層は、アルミ箔、またはアルミ箔を合成樹脂フィルムに積層した多層フィルムとすることが可能である。
もう一つの発明は、紙基材層の少なくとも容器内方側となる面に熱可塑性樹脂層とバリア層とを積層した積層シートから構成された紙カップであり、前記積層シートからなる胴紙の端縁同士を重ね合わせて胴部貼り合せ部を有する略筒状の胴部材と、前記積層シートからなる底紙の周縁部を下向きに起立させた底部材とからなり、前記胴部材の下周縁部内面に前記底部材の周縁部を接合させて環状脚部を形成し、胴部材の上周縁部を外方に巻き込んで口縁部を形成した紙カップにおいて、前記胴部貼り合わせ部の容器内方側となる胴紙の端縁には、該端縁の長さ方向における少なくとも前記環状脚部と口縁部との間に亘って、紙基材を打ち抜き除去した紙基材層除去部を前記バリア層が覆い、前記紙基材層除去部の内方位置でバリア層を打ち抜き除去したバリア層除去部を前記熱可塑性樹脂層で覆ってなる紙基材非存在部が設けられて、前記紙基材非存在部が位置する端縁の端面が、紙基材層とバリア層とが表出しない非表出状態に形成され、かつこの紙基材非存在部での紙基材層除去部の端面がバリア層で覆われていて、前記基材層とバリア層とが非表出となる前記端縁の端面を容器内方側に臨ませた状態にして胴紙の端縁同士が重ね合わせられていることを特徴とする紙カップであり、この紙カップを提供して上記課題を解消するものである。
上記発明において、上記バリア層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロンの少なくとも一つの素材からなるものであるとすることが可能である。また、上記バリア層は、無機化合物を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムまたはナイロンフィルムとすることが可能である。さらに、上記バリア層は、水溶性樹脂と無機層状化合物とを含有する被膜、または金属アルコキシド或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を備えた樹脂層を設けた合成樹脂フィルムとすることが可能である。そして、上記バリア層は、アルミ箔、またはアルミ箔を合成樹脂フィルムに積層した多層フィルムとすることが可能である。
本発明によれば、紙カップの胴部貼り合わせ部における容器内方側の端縁における紙基材非存在部において紙基材層とバリア層との端面が共に表出せず、そして紙基材層の端面がバリア層にて覆われているので、バリア性能が低下せず収容物の変質を確実に防止できるなど、実用性に優れた効果を奏するものである。
つぎに本発明を図１から図６に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図中１は紙カップで、該紙カップ１は、所定形状とした胴紙２の端縁３同士を貼り合わせて胴部貼り合わせ部４を有し、上方に向けてやや開いた略筒状の胴部材５と、円形状の底紙６の周縁部７を下向きに折り曲げることにより起立させた底部材８とからなるものであり、前記胴部材５の下部内面に底部材８の下向きの周縁部７の外周面を接合させ、その周縁部７を覆うようにして胴部材５の下周縁部９を内方に折り曲げて底部材８の周縁部７の内周面に接合させ、これによってカップ下部としての環状脚部１０を形成し、さらに胴部材５の上周縁部１１を外方に巻き込んで口縁部１２を形成している。この点は従来の紙カップと同様である。
そして上記紙カップ１での胴紙２と底紙６とは、紙を主体とする積層シート１３を打ち抜いてなるものであり、この積層シート１３は図３に示すように容器内方となる側から熱可塑性樹脂層１４、バリア層１５、紙基材層１６、熱可塑性樹脂層１７が積層している。そして、紙カップ１の上記胴部貼り合わせ部４において、容器内方側となる胴紙２の端縁３には、端面に紙基材層１６とバリア層１５とを共に非表出状態とした紙基材非存在部１８が、環状脚部１０と口縁部１２との間に亘って設けられている。
この紙基材非存在部１８では、容器内方側である上記端縁３において紙基材層１６である紙基材を後述するように打ち抜き除去して紙基材層除去部１９を形成し、これを上記バリア層１５で覆っている。これによって紙基材非存在部１８の端面には紙基材層１６が表出しない。さらに、紙基材層除去部１９の内方位置で前記バリア層１５を打ち抜き除去してバリア層１５を端縁３の端面に達しないようにしたバリア層除去部２０が形成されており、そして、このバリア層除去部２０を容器内方側の熱可塑性樹脂層１４で覆い、この紙基材非存在部１８の熱可塑性樹脂層１４が、外方に積層されている熱可塑性樹脂層１７と接合しており、これによってバリア層１５の端面が紙基材非存在部１８の端面から表出せず、図３に示されているように、基材層１６とバリア層１５とが非表出となる前記端面を容器内方側に臨ませた状態にして胴紙２の端縁３同士が重ね合わせられている。
なお、図中符号ｓは接着層を示している。
このように紙基材層除去部１９とバリア層除去部２０が熱可塑性樹脂層１４と１７とで覆われ、その熱可塑性樹脂層１７が、胴部貼り合わせ部４のもう一方の端縁３の熱可塑性樹脂層１４に相対するようにして、胴部貼り合わせ部４が形成されているため、上記紙基材非存在部１８からバリア層１５の成分が収容物に移ることがなく、また、外部から紙基材層除去部１９の端面まで光や酸素などが達することがあったとしても、その紙基材層除去部１９を覆っているバリア層１５で遮ることができ、外界からの影響が収容物に及ぶということを防止できる。
上記実施の形態では、紙基材非存在部１８を上記端縁３の環状脚部１０（胴部材５の下周縁部９）と口縁部１２（胴部材５の上周縁部１１）との間に亘るようにしたが、紙基材層とバリア層とのそれぞれの端面が紙カップ１に収容した内容物と接触しないようにすればよいものであることから、紙基材非存在部１８を口縁部１２や環状脚部１０に延設したり、さらに端縁３の全長に亘ってこの紙基材非存在部１８を設けるようにしてもよい。
上記紙基材非存在部１８を備えた紙カップ１の製造は以下のようにして行なう。胴紙２と底紙６とは層構成が同じ積層シート１４から得るが、胴紙２用の積層シートについては積層シート１４とする前に以下の加工が行われる。
図示した紙カップ１用の胴紙２を得るに際して、まず、胴紙２を打ち抜く前であってバリア層と内外の熱可塑性樹脂層とを有さず、外方となる面側に化粧印刷などが施された胴紙用紙基材シート２１の胴紙用の打ち抜き予定部２２における一方の胴紙端縁形成部２３に対して、図４に示すように打ち抜き除去を行なう。なお、前記胴紙端縁形成部２３は、上記胴部材の胴部貼り合わせ部において容器内方側の端縁となる部分である。そして、打ち抜き除去する部分は、前記打ち抜き予定部２２での環状脚部形成部２４（胴部材５の下周縁部９となる部分）と口縁部形成部２５（胴部材５の上周縁部１１となる部分）との間に亘って、図示のように、打ち抜き予定部２２とこの打ち抜き予定部２２の外領域との境界部分（図４、図５の二点破線）にかかるように打ち抜き除去して上記紙基材層除去部１９を設ける。
つぎに上記打ち抜き予定部２２に重なるようにしてバリア層形成用バリアシート２６を胴紙用紙基材シート２１に接着により積層して、前記バリア層形成用バリアシート２６で紙基材層除去部１９を覆う。
上記バリア層形成用バリアシート２６としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルムが利用でき、特にこれらの延伸フィルムが利用できる。また無機化合物を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムまたはナイロンフィルムが利用できる。さらに水溶性樹脂と無機層状化合物とを含有する被膜、または金属アルコキシド或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を備えた樹脂層を設けた延伸フィルムが利用できる。そして、アルミ箔、またはアルミ箔を合成樹脂フィルムに積層した多層フィルムもできる。
このようにバリア層形成用バリアシート２６としては上述の素材が利用でき、遮断すべき対象によってその素材を選択すればよく、この選択によって上記各素材からなるバリア層が得られる。
上記バリア層形成用バリアシート２６を積層した後、上記紙基材層除去部１９に位置するバリア層形成用バリアシート２６を、紙基材層除去部１９の長さ方向に亘って、該紙基材層除去部１９の外周部分に対してこの紙基材層除去部１９の内方側となる部分に対応する位置にして前記境界部分にかかるように打ち抜き除去してバリア層除去部２０を形成する（図５参照）。
つぎに上記バリア層除去部２０を覆うようにしてバリア層形成用バリアシート２６上全面にポリエチレン樹脂として熱可塑性樹脂層１４を積層するとともに、胴紙形成用紙基材シート２１のもう一方の面（バリア層形成用バリアシートが位置する側とは反対側の面）全面にポリエチレン樹脂とした熱可塑性樹脂層１７を積層して、紙基材層除去部１９とバリア層除去部２０とを表裏の熱可塑性樹脂層１４、１７の接合で覆ってなる紙基材非存在部１８を打ち抜き除去部分に形成する（図６参照）。
このようにして胴紙２を得るための積層シート１３が形成され、この積層シート１３において上記打ち抜き予定部２２を打ち抜くことにより、上記紙基材非存在部１８の端面に紙基材層１６やバリア層１５の端面が表出しない胴紙２が得られる。この後、胴紙から胴部材を形成し、別途に作製した底紙からなる底部材とを組み合わせて紙カップ１を製造すればよく、これによって上記胴部貼り合わせ部の容器内方側の端縁での口縁部と環状脚部との間に亘って紙基材非存在部が位置し、バリア層が紙基材層除去部の端面を覆った紙カップが得られる。
なお、胴紙２を得るための上記積層シート１３において、胴紙端縁形成部２３での口縁部形成部と環状脚部形成部との間に亘って紙基材非存在部が位置するようにしたが、上述したように紙基材非存在部の範囲は口縁部形成部と環状脚部形成部との間に限定されるものではなく、胴紙用の積層シートを作製する時点で前記口縁部形成部や環状脚部形成部を含むようにしたり、この胴紙端縁形成部自体を紙基材非存在部となるようにしてもよい。また、積層シートにおける外方の熱可塑性樹脂層は必要とされるものではなく、容器内方側の熱可塑性樹脂層のみであっても胴部貼り合わせすることで上記バリア層除去部を確実に表出させないようにすることができる。
本発明に係る紙カップの一例を一部切り欠いた状態示す説明図である。 一例における紙基材非存在部を示す説明図である。 胴部貼り合わせ部を断面で示す説明図である。 紙基材層除去部を設けた状態の胴紙用紙基材シートを示す説明図である。 バリア層除去部を設けた状態を示す説明図である。 熱可塑性樹脂にて覆った紙基材非存在部を示す説明図である。 従来例における胴部貼り合わせ部を断面で示す説明図である。 同じく従来例における胴部貼り合わせ部を断面で示す説明図である。
符号の説明
１…紙カップ
２…胴紙
３…端縁
４…胴部貼り合わせ部
５…胴部材
６…底紙
８…底部材
９…下周縁部
１０…環状脚部
１１…上周縁部
１２…口縁部
１３…積層シート
１４…熱可塑性樹脂層
１５…バリア層
１６…紙基材層
１７…熱可塑性樹脂層
１８…紙基材非存在部
１９…紙基材層除去部
２０…バリア層除去部
２１…胴紙用紙基材シート
２２…打ち抜き予定部
２３…胴紙端縁形成部
２４…環状脚部形成部
２５…口縁部形成部
２６…バリア層形成用バリアシート

Claims (10)

  1. 紙基材層の少なくとも容器内方側となる面に熱可塑性樹脂層とバリア層とを積層した積層シートから構成された紙カップであり、前記積層シートからなる胴紙の端縁同士を重ね合わせて胴部貼り合せ部を有する略筒状の胴部材と、前記積層シートからなる底紙の周縁部を下向きに起立させた底部材とからなり、前記胴部材の下周縁部内面に前記底部材の周縁部を接合させて環状脚部を形成し、胴部材の上周縁部を外方に巻き込んで口縁部を形成した紙カップを製造するに当たり、
    前記胴紙を打ち抜く前の胴紙用紙基材シートの打ち抜き予定部における一方の胴紙端縁形成部の少なくとも胴部材下周縁部形成部と胴部材上周縁部形成部との間に亘って、打ち抜き予定部とこの打ち抜き予定部の外領域との境界部分にかかるように打ち抜き除去して紙基材層除去部を設け、
    前記打ち抜き予定部に重なるようにしてバリア層形成用バリアシートを前記胴紙用紙基材シートに積層して、バリア層形成用バリアシートにより紙基材層除去部を覆った後、
    前記紙基材層除去部に位置する前記バリア層形成用バリアシートを、紙基材層除去部の長さ方向に亘って、該紙基材層除去部の外周部分に対してこの紙基材層除去部の内方側となる部分に対応する位置にして前記境界部分にかかるように打ち抜き除去してバリア層除去部を形成し、
    前記バリア層除去部を覆うようにして少なくともバリア層形成用バリアシート上全面に熱可塑性樹脂層を形成して、バリア層形成用バリアシートからなるバリア層と前記熱可塑性樹脂層とを胴紙用紙基材シートに積層した積層シートの前記打ち抜き予定部を打ち抜いて、紙基材層除去部とバリア層除去部とを熱可塑性樹脂層で覆ってなる紙基材非存在部を一方の端縁に配した胴紙を形成し、
    該胴紙の前記紙基材非存在部が位置する端縁が容器内方となるようにして胴紙の端縁同士を貼り合わせて、紙基材非存在部での紙基材層除去部の端面をバリア層で覆っている胴部貼り合わせ部を有した略筒状の胴部材を形成することを特徴とする紙カップの製造方法。
  2. 上記バリア層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロンの少なくとも一つの素材からなるものである請求項１に記載の紙カップの製造方法。
  3. 上記バリア層は、無機化合物を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムまたはナイロンフィルムである請求項１に記載の紙カップの製造方法。
  4. 上記バリア層は、水溶性樹脂と無機層状化合物とを含有する被膜、または金属アルコキシド或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を備えた樹脂層を設けた合成樹脂フィルムである請求項１に記載の紙カップの製造方法。
  5. 上記バリア層は、アルミ箔、またはアルミ箔を合成樹脂フィルムに積層した多層フィルムである請求項１に記載の紙カップの製造方法。
  6. 紙基材層の少なくとも容器内方側となる面に熱可塑性樹脂層とバリア層とを積層した積層シートから構成された紙カップであり、前記積層シートからなる胴紙の端縁同士を重ね合わせて胴部貼り合せ部を有する略筒状の胴部材と、前記積層シートからなる底紙の周縁部を下向きに起立させた底部材とからなり、前記胴部材の下周縁部内面に前記底部材の周縁部を接合させて環状脚部を形成し、胴部材の上周縁部を外方に巻き込んで口縁部を形成した紙カップにおいて、
    前記胴部貼り合わせ部の容器内方側となる胴紙の端縁には、該端縁の長さ方向における少なくとも前記環状脚部と口縁部との間に亘って、紙基材を打ち抜き除去した紙基材層除去部を前記バリア層が覆い、前記紙基材層除去部の内方位置でバリア層を打ち抜き除去したバリア層除去部を前記熱可塑性樹脂層で覆ってなる紙基材非存在部が設けられて、
    前記紙基材非存在部が位置する端縁の端面が、紙基材層とバリア層とが表出しない非表出状態に形成され、かつこの紙基材非存在部での紙基材層除去部の端面がバリア層で覆われていて、前記基材層とバリア層とが非表出となる前記端縁の端面を容器内方側に臨ませた状態にして胴紙の端縁同士が重ね合わせられていることを特徴とする紙カップ。
  7. 上記バリア層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロンの少なくとも一つの素材からなるものである請求項６に記載の紙カップ。
  8. 上記バリア層は、無機化合物を蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムまたはナイロンフィルムである請求項６に記載の紙カップ。
  9. 上記バリア層は、水溶性樹脂と無機層状化合物とを含有する被膜、または金属アルコキシド或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を備えた樹脂層を設けた合成樹脂フィルムである請求項６に記載の紙カップ。
  10. 上記バリア層は、アルミ箔、またはアルミ箔を合成樹脂フィルムに積層した多層フィルムである請求項６に記載の紙カップ。
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