JP5961141B2 - 紙コップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体を収容するための紙コップの製造方法に関する。

近年、紙コップ（紙カップ）は、飲料やその他の液体を収容する使い捨ての簡易容器として、広く使用されている。このような紙コップは、主として、一方の端（底端）から他方の端（飲み口）に向かってテーパ状に広がる略筒状の胴部と、胴部の底端に取り付けられる底部とから構成されている。紙コップは主に液体を収容するために使用されることから、この胴部と底部との接合部分における漏れ防止性（水密性）を高めるための研究がなされている。

特許文献１には、紙の表裏両面が熱可塑性樹脂でラミネートされた材料からなる紙コップの底部の周辺部と胴部との接合方法が開示されている。これによれば、底部の円板状の外周部を外方に折り曲げて立ち上りを形成した後、ホットエアーでこの底部の立ち上りの内外周面と胴部の内周面とを加熱してから、底部の立ち上りを胴部の一端を折り返した折返部で包み込んで底部と胴部とを熱圧着させている。このとき、胴部の折返部の長さは、底部の立ち上りの高さの長さと略同じに形成されており、底部と胴部とが全周にわたって接着されるため、水密性の高い紙コップが得られる。

特公平５−２１４号

しかしながら、特許文献１に記載された接合方法においても、底部の立ち上りを胴部の一端を折り返した折返部で包み込む際に、折返し部に皺が発生することにより底部と胴部との接着が弱くなり、水密性が保たれないことがあった。すなわち、図７に示すように、紙コップの底板部材３００と筒部材２００との接合は、まず、底板部３０１の全周端に設けられた底板折代部３０２を略垂直に折り曲げしたのち、筒部材２００の一方の端に設けられた筒折代部２０２を底板折代部３０２を挟みこむように内側に折り曲げることにより行われる。このとき、筒折代部２０２自体は先端側に向かってテーパ状に狭まっているのに対し、筒折代部２０２は筒部材２００のテーパ状に広がる方向に折り返されるため、筒折代部２０２で底板折代部３０２を挟み込めるようにするために、筒折代部２０２に熱をかけて素材を延ばしながら折り曲げることが行われている。その際、筒折代部２０２の余剰に延びた部分によって折り曲げた筒折代部２０２には皺Ｓが発生するが、この筒折代部２０２の皺Ｓは、固着工程における筒折代部２０２と底板折代部３０２との密着を妨げ、筒折代部２０２を介した熱圧着の熱及び押圧力を底板折代部３０２に伝え難くする。それゆえ、底板部材３００と筒部材２００との接着が不十分となった部分に接着空隙Ｇが生じ、紙コップＣ内部に収容した液体が漏れることがあった。

従って本発明の目的は、紙コップの筒部材と底板部材との固着において接着空隙を生じさせず、収容した液体の漏れ防止性を高めた紙コップの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の紙コップの製造方法によれば、一方の端から他方の端に向かってテーパ状に広がる筒部と筒部の一方の端に連続する筒折代部とを有する筒部材の内側に、円板状の底板部と底板部の全周端に連続する環状の底板折代部とを有し、底板折代部が略垂直に折り曲げされた底板部材を同軸に配置する工程と、底板折代部の少なくとも一部を筒折代部と筒部とで挟持すると共に筒折代部の先端が底板部よりも手前で終端するように、筒部材の筒折代部の全周を内側に折り曲げて環状の脚部を形成する工程と、押圧ローラを、脚部における折り曲げられた筒折代部からなる第１の内周壁と、折り曲げられた筒折代部の先端と底板部との間の底板折代部からなる第２の内周壁との両方に当接させて押圧することにより、筒部材と底板部材とを固着する固着工程とを備える。

本発明の紙コップの脚部を形成する工程では、底板折代部を挟みこむように筒折代部を内側に折り曲げる際、筒折代部の先端が底板部よりも手前で終端するように折り曲げて巻締めを行う。これにより、底板折代部が筒折代部に覆われた部分の内周壁（第１の内周壁）と、底板折代部が筒折代部に覆われておらず、剥き出しとなって表れている部分（第２の内周壁）とが設けられる。この第２の内周壁は環状に底板に隣接している。次の筒部材と底板部材との固着工程では、押圧ローラを、第１の内周壁と第２の内周壁との両方に当接させて押圧することにより、底板部材と筒部材とを固着する。これにより、押圧ローラを第２の内周壁、すなわち、直接底板折代部に当接させて押圧することができるため、底板折代部と筒部材とを確実に固着させることができる。そして、この押圧ローラが直接当接し押圧する第２の内周壁は環状に底板部に隣接しており、当該部分で底板部材と筒部材とがしっかりと固着されるため、優れた水密性を有することができる。それゆえ、従来の製造方法が有していた問題、すなわち、押圧ローラが当接するのが筒折代部であるため、筒折代部を介して底板折代部と筒部とを固着させなければならないだけでなく、筒折代部に皺が発生している部分については、筒折代部を介した押圧力等が底板折代部に伝わり難いため接着が不十分になり、接着空隙が生じてしまう、というこれらの問題が解決される。さらに、押圧ローラは、第１の内周壁に対しても当接して押圧するため、従来の製造方法における固着と同様に筒折代部、底板折代部及び筒部との固着が行われる。

さらに、一般的に紙コップを取り扱う際には、複数の紙コップを互いに重ね合わせて輸送又は収納等することが行われているが、重なり合った紙コップが互いの素材の摩擦力により強く密着したり、一方の紙コップの外壁が他方の紙コップの内壁を押し広げるように当接して強く密着することがある（「ブロッキング」とよばれている。）。本発明者は、紙コップのテーパー角と底板部の直径との関係から、紙コップの脚部の長さ（高さ）を通常のサイズの５〜８ｍｍよりも長い１０ｍｍ以上に設計することにより、このようなブロッキングを防止できることを見出している。しかしながら、従来の製造方法では、紙コップの脚部の長さ、すなわち筒折代部の長さを長くすると、筒折代部の先端はテーパー状に狭まっているため、筒部材のテーパ状に広がる方向に折り曲げ可能とするために、通常のサイズのものよりも、さらに筒折代部の素材を延ばす必要があった。その結果、折り曲げた筒折代部には延びた余剰部分からなる皺がより顕著に生じて底板部材と筒部材との接着が不十分になり、液漏れが高い頻度で発生することとなっていた。

上述した本発明の製造方法では、ブロッキングを防ぐために、紙コップの脚部の長さを通常のものよりも長く設計した場合においても、このような押圧ローラを第２の内周壁、すなわち、直接底板折代部に当接させて押圧することができるため、底板折代部と筒部材とを強固に固着させることができる。そして、この押圧ローラが直接当接し押圧する第２の内周壁は環状に底板部に隣接しており、当該部分で底板部材と筒部材とが確実に固着されるため、優れた水密性を有することができる。

また、固着工程は、第１の押圧部と、第１の押圧部より先端側に設けられ第１の押圧部より大径な第２の押圧部とを有する押圧ローラを用いて、第２の押圧部を少なくとも第２の内周壁に当接させて押圧する工程を備えていることが好ましい。

固着工程で用いられる押圧ローラは、第１の押圧部と第２の押圧部とを備えている。第２の押圧部は、第１の押圧部よりも先端側に設けられているため、底板部に隣接する第２の内周壁に容易に当接させ押圧することができる。また、第２の内周壁は底板折代部が筒折代部に覆われておらず、底板折代部が筒折代部に覆われて形成されている第１の内周壁よりも凹んだ位置に環状に設けられている。そのため、第２の押圧部が第２の内周壁による凹み部に当接できるように、第２の押圧部は第１の押圧部より大径に形成されている。それゆえ、押圧ローラを用いた固着工程において、第１の押圧部を第１の内周壁に当接させて押圧しつつ、第２の押圧部を凹んだ第２の内周壁に当接させて押圧することができ、底板部材と筒部材がしっかりと固着される。

また、押圧ローラとして、第２の押圧部の半径が、第１の押圧部の半径よりも折り曲げた筒折代部の略厚み分大きい押圧ローラを用いることも好ましい。第２の内周壁は、第１の内周壁よりも少なくとも筒折代部の厚み分凹んだ位置に環状に設けられている。そのため、第２の押圧部が第２の内周壁の凹み部に当接できるように、第２の押圧部の半径は第１の押圧部より折り曲げた筒折代部の略厚み分大きく形成されている。それゆえ、固着工程において、第１の押圧部を第１の内周壁に当接させて押圧しつつ、より確実に第２の押圧部を凹んだ第２の内周壁に当接させて押圧することができ、底板部材と筒部材が確実に固着される。

さらに、第２の押圧部が第２の内周壁に当接する部分の長さは、第２の内周壁の折り曲げた筒折代部の先端と底板部との間の長さ以下であることも好ましい。第２の内周壁は第１の内周壁よりも凹んだ位置に環状に設けられているため、第２の押圧部が第２の内周壁の凹み部に当接できるように、第２の押圧部の長さは、折り曲げた筒折代部の先端と底板部との間の長さ以下に形成されている。それゆえ、押圧ローラを用いた固着工程において、第２の押圧部を凹んだ第２の内周壁に当接させて押圧することができ、底板部材と筒部材が確実に固着される。

さらに、第２の内周壁の折り曲げた筒折代部の先端と底板部との間の長さが、３ｍｍ以上であることも好ましい。第２の内周壁の折り曲げた筒折代部の先端と底板との間の長さとして、好適な長さが選択される。これにより、第２の押圧部が第２の内周壁に十分に当接して押圧することができる面積が得られるため、底板部材と筒部とを確実に固着させ、紙コップの漏れ防止性を高めることができる。

脚部を形成する工程は、筒折代部の先端が底板よりも３ｍｍ以上手前で終端するように筒折代部を内側に折り曲げて脚部を形成する工程を備えていることも好ましい。これにより、底板折代部が筒折代部に覆われておらず、剥き出しとなって表れている第２の内周壁の底板から筒折代部の先端までの長さとして、好適な長さが選択される。これにより、第２の押圧部が第２の内周壁に十分に当接して押圧することができる面積が得られるため、底板部材と外側の筒部とを確実に固着させ、紙コップの漏れ防止性を高めることができる。

脚部を形成する工程は、脚部の下端から底板部までの長さが１０ｍｍ以上になるように形成することも好ましい。ブロッキングを防ぐために、紙コップの脚部の長さを１０ｍｍ以上に設計した場合においても、押圧ローラを第２の内周壁、すなわち、底板折代部に直接当接させて押圧することができるため、底板折代部と外側の筒部材とを強固に固着させることができる。そして、この押圧ローラが直接当接し押圧する第２の内周壁は環状に底板部に隣接しており、当該部分で底板部材と筒部材とが強固に固着されるため、紙コップを重ねた際の密着（ブロッキング）を防止しつつ、優れた水密性を有する紙コップが製造できる。

本発明によれば、以下のような優れた効果を有する紙コップの製造方法を提供することができる。
（１）押圧ローラを直接、底板折代部に当接させて押圧することができるため、底板折代部と外側の筒部材とを確実に固着させることができる。それゆえ、底板部材と筒部材とが接着空隙が生じることなく接合し、収容した液体の漏れ防止性を高めた紙コップを製造することができる。
（２）紙コップを重ねた際の密着（ブロッキング）を防止しつつ、優れた水密性を有する紙コップを製造することができる。

本発明の第１の実施形態に係る紙コップの製造方法において、底板部材と筒部材とを同軸に配置する配置工程を示す軸断面図である。 図１に示す配置工程の後に行われる筒部材の筒折代部を内側に折り返す工程を示す軸断面図である。 図２に示す工程の後に行われる脚部の内周壁を押圧ローラで押圧する固着工程を示す軸断面図である。 図３に示す固着工程により筒部材と底板部材とが固着された紙コップを示す軸断面図である。 本発明の紙コップの製造方法により製造された紙コップを積み重ねた際の脚部周辺を示す部分拡大軸断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る紙コップの製造方法において用いられる押圧ローラの（ａ）正面図、（ｂ）斜視図である。 従来の紙コップの製造方法により製造された紙コップの脚部周辺を示す軸断面図である。

以下、図１〜図５を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る紙コップの製造方法について説明する。

（配置工程）
本発明の紙コップの製造方法では、まず、図１に示すような筒部材２と底板部材３とが準備される。筒部材２は、紙コップ１の容器側面を構成する筒部２１と、筒部２１のテーパが狭まる側の端に連続して設けられた筒折代部２２とから構成されている。筒部材２は、特に限定されないが、一般的には、紙材料を円錐台の側面を展開した形状（図示せず）にカットした後、筒折代部２２を備える方の端から他方の端に向かってテーパ状に広がる円錐台となるように両端を巻き込んで接着することにより形成される。他方、底板部材３は、紙コップ１の底部を構成する円形の底板部３１と、底板部３１の全周縁に連続して設けられた底板折代部３２とから構成されている。底板部材３は、特に限定されないが、一般的には、紙材料を円板状にカットした後、周縁の底板折代部３２を底板部３１に対して略垂直に折り曲げて環状に立ち上げさせることにより形成される。

これら筒部材２と底板部材３を構成する材料は、一般的に、片面又は両面に熱可塑性樹脂層を備えた紙材料からなる。積層又は蒸着される樹脂の種類や紙の種類は特に限定されず、樹脂のほかアルミニウム等の金属が積層又は蒸着された紙材料を使用することも可能である。本実施形態においては、紙コップ１の内側になる方の面にポリエチレン樹脂フィルムが積層された再生パルプ紙が用いられている。紙材料の厚みは適宜選択できるが、折り曲げ加工又は固着加工のし易さ及び紙コップとしての強度維持の観点から、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度が好ましく、０．２ｍｍ〜０．７ｍｍがより好ましく、０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍがさらに好ましい。

図１に示すように、配置工程では、筒部材２の内側に底板部材３が同軸に配置される。このとき、底板部材３は、略垂直方向に折り曲げされた底板折代部３２が筒部材２のテーパが狭まる方（底端部側）を向くように配置され、底板折代部３２は折代部全体に亘って筒部材２の内周壁に接触する。また、本実施形態では、以下に詳述する脚部形成工程において筒折代部２２を内側に折り曲げ易くする観点から、底板折代部３２の先端３２０が、筒折代部２２の折り曲げ位置と略同じ位置となるように調整されているが、筒部材２の端部、すなわち筒折代部２２の先端２２０より内に位置していればよく、筒折代部２２の折り曲げ位置よりも内側に位置していてもよい。

（脚部形成工程）
次に、図１〜２を参照しつつ、筒部材２の筒折代部２２を内側に折り返して紙コップ１の脚部４を形成する工程について説明する。

図１〜２に示すように、紙コップ１の脚部４は、底板折代部３２を挟持するように筒部材２の筒折代部２２を内側に折り返すことにより形成されるが、このとき、筒折代部２２は、筒折代部２２の先端２２０が底板部３１よりも手前で終端するように折り返される。これにより、底板折代部３２が筒折代部２２に覆われている第１の内周壁５と、底板折代部３２が筒折代部２２に覆われておらず、剥き出しとなって表れている第２の内周壁６とが形成される。図２に示すように、第１の内周壁５は、内側から筒折代部２２、底板折代部３２及び筒部２１の紙材料３層で構成されている。他方、第２の内周壁６は、内側から底板折代部３２及び筒部２１の紙材料２層で構成されており、第１の内周壁５と比べると、少なくとも筒折代部２２の紙材料の厚み２２Ｔの分だけ凹んでいる。

脚部形成工程における筒折代部２２の折り返しについては、具体的には、筒折代部２２の先端２２０が、底板部３１よりも３ｍｍ以上手前で終端するように折り曲げることが好ましく、底板部３１よりも４ｍｍ以上手前で終端するようにすることがより好ましく、５ｍｍ以上手前で終端するようにすることがさらに好ましい。これによって、底板折代部３２が筒折代部２２に覆われず、剥き出しとなって表れている第２の内周壁の長さ６Ｌ、すなわち、底板部３１から筒折代部２２の先端２２０までの長さとして、好適な長さが選択される。すなわち、第２の内周壁の長さ６Ｌが、好ましくは３ｍｍ以上、より好ましくは４ｍｍ以上、さらに好ましくは５ｍｍ以上に形成される。これにより、後述する固着工程において、押圧ローラ棒７の第２の押圧部７２が第２の内周壁６に十分に当接して押圧することができる面積が得られるため、底板部材３と筒部材２とを確実に固着させ、紙コップ１の漏れ防止性を高めることができる。

本実施態様においては、底板部材３の底板折代部の長さ３２Ｌと脚部の長さ４Ｌとが略同程度になるように設計されており、筒部材２の筒折代部２２が底板折代部３２の先端３２０近傍で内側に折り返されている。これにより、底板折代部３２の先端３２０が作用点となって筒折代部２２の折返し加工が容易であり、脚部４の端部が筒折代部２２、底板折代部３２及び筒部２１の紙材料３層で構成されるため、脚部４に一定の強度が得られる。一例として、本実施態様では、脚部の長さ４Ｌが１６ｍｍ、底板折代部の長さ３２Ｌが１５ｍｍ、筒折代部の長さ２２Ｌが９ｍｍに設計されており、筒折代部２２の先端２２０が、底板部３１よりも７ｍｍ手前で終端するように折り返されている。よって、第１の内周壁の長さ５Ｌは９ｍｍ、第２の内周壁の長さ６Ｌは７ｍｍとなっている。なお、本発明における底板折代部の長さ３２Ｌと脚部の長さ４Ｌは、筒折代部２２の折返しが底板部３１よりも手前で終端するように設計されていればよいため、上述したように、底板折代部の長さ３２Ｌと脚部の長さ４Ｌとを略同程度に設計することに限られない。

（固着工程）
次に、図２〜４を参照しつつ、本発明の紙コップ１の製造方法に用いる押圧ローラ７について説明する。押圧ローラ７は、紙材料表面の熱可塑性樹脂層を加熱溶融させた後、または、紙材料表面の熱可塑性樹脂層を加熱溶融させながら、紙材料を押圧することにより溶融した熱可塑性樹脂層を利用して紙材料どうしを接着させるために用いられる。図２〜４に示すように、押圧ローラ７は、紙コップの脚部４の内周壁に回転しながら当接し押圧するための略円筒状の押圧部７０と、その押圧部７０を回転させるためのシャフト７４とから概略構成されており、押圧部７０はシャフト７４の一端に設けられている。この押圧部７０が、紙コップ１の脚部４の第１の内周壁５と第２の内周壁６との両方に当接し、両方を押圧することにより、筒部材２と底板部材３とが固着される。押圧部７０は、第１の内周壁５と第２の内周壁６との両方に当接するように形成され、例えば、押圧部７０の径が不連続に増大した複数の部分からなること、又は、押圧部７０の径が連続的に増大するように形成されることによって実現され得る。また、押圧部７０の大きさは、紙コップ１の脚部４の内部に挿入でき、内周壁を押圧できる大きさであればよい。また、押圧部７０の長さは脚部の長さ４Ｌより若干長く形成されていることが望ましい。

次に、図２〜４を参照しつつ、筒部材２と底板部材３とを固着させる工程について説明する。本工程では、図２のようにして形成された脚部４の内周壁を押圧ローラ７を用いて押圧し、筒部材２と底板部材３とを固着させる。まず、図２に示す脚部４の内周壁をバーナやヒータ等で加熱し、脚部４の内周壁を構成する紙材料の表面の熱可塑性樹脂を溶融させる。

次いで、図３に示すように、脚部４の内部に押圧ローラ７を挿入し、第１の内周壁５及び第２の内周壁６の両方に押圧部７０を当接させて押圧する。第１の内周壁５においては、筒折代部２２と底板折代部３２と筒部２１を、第２の内周壁６においては、底板折代部３２と筒部２１を、紙材料の表面の溶融した熱可塑性樹脂層を利用して溶着させる。押圧ローラ７による押圧は、シャフト７４を回転させて押圧ローラ７を回転させつつ、押圧部７０が内周壁全体に当接するようシャフト７４を移動させながら行われる。

図２及び図３に示すように、本実施態様における押圧ローラ７は、押圧部７０の径が不連続に増大する複数の部分、すなわち、押圧部７０が段状に形成されており、第１の押圧部７１と第２の押圧部７２とから構成されている。第２の内周壁６は、底板折代部３２が露出しているために第１の内周壁５よりも凹んでいる。それゆえ、凸状に形成された第２の押圧部７２が第２の内周壁６に確実に当接し押圧することができるように、第１の内周壁５に当接する第１の押圧部７１よりも、第２の押圧部７２が大径に形成されている。

図２及び図３に示すように、本実施態様における押圧ローラ７の第２の押圧部の半径７２Ｒは、第１の押圧部の半径７１Ｒよりも大きいところ、第２の押圧部の半径７２Ｒは、折り曲げた筒折代部２２の略厚み２２Ｔ分だけ、第１の押圧部の半径７１Ｒよりも大きく設計されていることが好ましい。これにより、第２の内周壁６は、第１の内周壁５よりも筒折代部の厚み２２Ｔの分凹んだ状態で環状に設けられているところ、より確実に第２の押圧部７２を凹んだ第２の内周壁６に当接させて押圧することができる。なお、第１の押圧部の半径７１Ｒとは、第１の押圧部７１と第２の押圧部７２との境界近傍における第１の押圧部が有する半径７１Ｒであり、第２の押圧部の半径７２Ｒとは、第１の押圧部７１と第２の押圧部７２との境界近傍における第２の押圧部が有する半径７２Ｒである。一例として、本実施態様では、筒部材２の紙材料の目付が２５０ｇ／ｍ２のものが用いられ、筒折代部２２の厚み２２Ｔは３００ミクロン〜３１０ミクロンであるので、第１の押圧部７１と第２の押圧部７２との境界における半径の差が３００ミクロン〜３１０ミクロンとなるように設計されている。

また、図２〜４に示すように、本実施態様における押圧ローラ７の第１の押圧部７１及び第２の押圧部７２は、それぞれの押圧部の径が、押圧ローラ７の先端側、すなわち第２の押圧部７２の端部側に向けて、連続的に増大するように形成されている。いいかえると、先端側に向かって広がったテーパ状（円錐台状）に形成されている。これにより、底板部３１に向かってテーパ状に広がる脚部４の第１の内周壁５及び第２の内周壁６全体に亘って、第１の押圧部７１及び第２の押圧部７２が当接し、より密着して押圧することができる。

さらに、図２及び図３に示すように、第２の押圧部７２が、第２の内周壁６に当接する部分の長さ７２Ｌは、折り曲げた筒折代部２２の先端２２０と底板部３１との間の長さ以下、すなわち、第２の内周壁の長さ６Ｌ以下になるように設計されている。これにより、第２の押圧部７２が第２の内周壁６の凹んだ部分に嵌合するため、より確実に第２の押圧部７２が第２の内周壁６に当接して押圧することができる。また、具体的には、第２の押圧部の長さ７２Ｌは、第２の内周壁の長さ６Ｌが３ｍｍ以上が好ましく、４ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上がさらに好ましいことから、第２の押圧部の長さ７２Ｌも同様に、３ｍｍ以上が好ましく、４ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上がさらに好ましい。これにより、押圧ローラ７の第２の押圧部７２が第２の内周壁６に十分に当接して押圧することができる面積が得られるため、底板部材３と筒部材２とを確実に固着させ、紙コップ１の漏れ防止性を高めることができる。一例として、本実施態様では、第２の内周壁の長さ６Ｌが７ｍｍであり、第２の押圧部の長さ７２Ｌは、３〜４ｍｍとなるように設計されている。

本実施形態では、押圧部７０の表面にローレット７３加工を施し、押圧面積を増やすと共に、ローレット７３表面の凸凹により脚部４の内周壁を強く押圧できるように形成されている。押圧後の脚部４の内周壁には、図４に示すように、ローレット７３の凸凹の跡が形成される。本実施形態においては、第１の押圧部７１及び第２の押圧部７２にローレット７３加工が施されているが、第２の押圧部７２のみにローレット７３加工が施されていてもよい。

上述のようにして、脚部４の第１の内周壁５及び第２の内周壁６を押圧ローラ７を用いて押圧することにより、図４に示すように、第２の内周壁６を構成する底板折代部３２及び筒部２１が確実に固着される。また、第２の内周壁６は、折り返された筒折代部２２を含まないため、筒折代部２２を折り曲げることにより発生する皺の影響がなく、確実に押圧ローラ７の第２の押圧部７２の押圧力が第２の内周壁６（底板折代部３２及び筒部２１）に伝わる。その結果、環状に底板部３１に隣接しているこの部分で底板部材３と筒部材２とが隙間なく固着され、優れた漏れ防止性を有する紙コップ１を製造することができる。

他方、第１の内周壁５では、押圧ローラ７により第１の内周壁５を構成する筒折代部２２、底板折代部３２及び筒部２１が接着されるところ、第１の内周壁５は、折り返された筒折代部２２を含んでいる。そのため、第１の内周壁５は、筒折代部２２を折り曲げることにより発生した皺によって、接着間隙が生じる可能性も有する。しかしながら、上述したように、第２の内周壁６の第２の押圧部７２で押圧された部分、すなわち、底板部３１に隣接しており、第１の内周壁５よりも底板部３１側に位置している部分において底板部材３と筒部材２とが隙間なく固着されている。よって、第１の内周壁５において接着間隙が生じることがたとえあったとしても、紙コップ１内に収容した液体が漏れることはなく、優れた漏れ防止性を有する紙コップ１が得られる。

また、図５に示すように、本発明の製造方法では、紙コップ１を積み重ねた際の密着（ブロッキング）が生じにくい紙コップを製造できることがわかった。図５では、本実施形態の筒部材２の外側に、筒状に形成された外筒部材８を装着させて形成した紙コップ１ａと紙コップ１ｂを積み重ねたところを図示している。外筒部材８を筒部材２に装着させることによって、筒部材２との間に空間が生じ、紙コップの保温性が高められるが、この外筒部材８の存在により、紙コップ１を積み重ねた際のブロッキングがより顕著に生じやすい。そこで、発明者は、紙コップ１の脚部の長さ４Ｌを通常のサイズの５〜８ｍｍよりも長い１０ｍｍ以上に設計することにより、このようなブロッキングを防止できることを見出している。すなわち、底板部３１の直径よりも、脚部４Ｌの端部で構成される円の直径が小さくなるように脚部の長さ４Ｌを長く設計することにより、積み重ねられた上側の紙コップ１ａの脚部４ａの端部が下側の紙コップ１ｂの底板部３１ｂ上に接するようになるため、脚部４ａの端部が下側の紙コップ１ｂの容器内面に食い込むことがなく、ブロッキングが発生しない。また、これら積み重ねられた紙コップ１ａと１ｂとの間に生じる空隙９内には、上側の紙コップ１ａの外筒部材８ａが収納され得る。一例として、本実施態様では、脚部の長さ４Ｌが１６ｍｍ、脚部４Ｌの端部で構成される円の直径が６１．５ｍｍ、底板部３１の直径が６４．６ｍｍに設計されている。このようにして、紙コップ１を積み重ねた際の密着（ブロッキング）を生じにくくするために、脚部４の長さ４Ｌを長く設計したとしても、第２の内周壁６は、折り返された筒折代部２２を含まないため、筒折代部２２を折り曲げることにより発生する皺の影響がない。それゆえ、底板折代部３１と筒部２１とが強く溶着し、接着空隙なく底板部材３と筒部材２とが固着されているので、水密性が高く、漏れ防止性が高い紙コップが得られる。

次に、図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る紙コップの製造方法について説明する。

図６には、本実施形態で用いられる押圧ローラ７´を示している。この押圧ローラ７´は、第１の実施形態で用いられた押圧ローラ７と同様に紙コップの脚部４の内周壁に回転しながら当接し押圧するための略円筒状の押圧部７０´と、その押圧部７０´を回転させるためのシャフト７４´とから概略構成されている。この押圧部７０´が、脚部４の第１の内周壁５と第２の内周壁６との両方に当接し、両方を押圧することにより、筒部材２と底板部材３とが固着される。押圧部７０´は、第１の内周壁５と第２の内周壁６との両方に当接するように形成され、本実施形態では、第１の押圧部７１´と第１の押圧部７１´よりも大径な第２の押圧部７２´とから構成されている。また、押圧部７０´の表面には、押圧面積を増やすと共に、ローレットの突条により脚部４の内周壁を強く押圧できるようにローレット７３´加工が施されている。

図６に示すように、本実施態様における押圧ローラ７´の押圧部７０´の第１の押圧部７１´及び第２の押圧部７２´は、それぞれの押圧部の径は略一定であるが、各押圧部の中央近傍にやや膨らみをもたせた形状（樽状）に形成されている。これにより、押圧ローラ７´で脚部の４の固着を行う際に、脚部４の第１の内周壁５及び第２の内周壁６に、各押圧部の膨らみをもたせた部分が強く当接し、この部分に押圧力が集中するため、当該部分において確実に固着が行われる。

図６に示すように、本実施態様における押圧ローラ７´の第２の押圧部の半径７２Ｒ´は、第１の押圧部の半径７１Ｒ´よりも大きいところ、第２の押圧部の半径７２Ｒ´は、折り曲げた筒折代部２２の略厚み２２Ｔ分だけ、第１の押圧部の半径７１Ｒ´よりも大きく設計されていることが好ましい。これにより、第２の内周壁６は、第１の内周壁５よりも筒折代部の厚み２２Ｔの分凹んだ状態で環状に設けられているところ、より確実に第２の押圧部７２´を凹んだ第２の内周壁６に当接させて押圧することができる。なお、第１の押圧部の半径７１Ｒ´とは、第１の押圧部７１´のうち、中央近傍のもっとも膨らんだ部分の半径７１Ｒ´であり、第２の押圧部の半径７２Ｒ´とは、第２の押圧部７２´のうち、中央近傍のもっとも膨らんだ部分の半径７２Ｒ´である。押圧ローラ７´の構成に関するその他の説明は、上述した第１の実施形態の場合と同様であり、その作用効果も同様である。また、紙コップ１の製造方法に係るその他の工程及び紙コップ１の構成に係る説明は、上述した第１の実施形態の場合と同様であり、その作用効果も同様である。

この押圧ローラ７´を用いて、脚部４の第１の内周壁５及び第２の内周壁６を押圧することにより、第２の内周壁６を構成する底板折代部３２及び筒部２１が確実に固着される。また、第２の内周壁６は、折り返された筒折代部２２を含まないため、筒折代部２２を折り曲げることにより発生する皺の影響がなく、確実に第２の押圧部７２´の押圧力が第２の内周壁６（底板折代部３２及び筒部２１）に伝わる。その結果、環状に底板部３１に隣接しているこの部分で底板部材３と筒部材２とが隙間なく固着され、優れた漏れ防止性を有する紙コップ１を製造することができる。

本発明の紙コップの製造方法に従い、脚部の長さ４Ｌが１４ｍｍ、第１の内周壁の長さ５Ｌ（筒折代部２２の折り返し長さ）が９ｍｍ、第２の内周壁の長さ６Ｌが５〜６ｍｍの容量２６５ｍＬの紙コップ１を製造した。製造した紙コップの漏れテストを行うにあたり、うがい薬（製品名：うがい薬ＣＰＮ、アルボース社製品）の２０倍希釈液にインスタントコーヒー粉末を少量添加して茶色に着色させた溶液を作成し、漏れテストの試験液とした。この試験液は、通常紙コップに入れられる飲み物（水、コーヒー、ジュースなど）と比較すると５倍以上浸透性が高く、当該試験液で１時間漏れがない場合には、水やコーヒーなどの飲み物に対しては５時間程度では漏れがないことを示す。

上記のように製造した紙コップ１に試験液を１５〜２０ｍＬ入れ、室温に静置し、試験液注入１５分後、３０分後及び６０分後の脚部からの漏れ又はしみ出しを確認した。この漏れテストは紙コップ２００個について行った。

比較例として、従来用いられている押圧ローラ棒（略円柱状であり、押圧部が段状に形成されていないもの）を用いて、上記紙コップ１と同じ設計（脚部の長さ４Ｌが１４ｍｍ、第１の内周壁の長さ５Ｌが９ｍｍ、第２の内周壁の長さ６Ｌが５〜６ｍｍ）の容量２６５ｍＬの紙コップＣを製造した。この紙コップＣについて、上記と同様の条件で漏れテストを行った。

結果を以下表１に示す。表中の数値は、漏れ又はしみ出しが確認された紙コップの個数を示す。本発明の紙コップ１は、比較例の紙コップＣよりも漏れ又はしみ出しがなく、優れた水密性を示した。

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

本発明によって製造される紙コップは、食品をはじめ製造や医療などの幅広い分野に関連する液体又は固体を収容するために利用可能である。

１、１ａ、１ｂ 紙コップ
２、２ａ、２ｂ、２００ 筒部材
２１、２０１ 筒部
２２、２０２ 筒折代部
２２０ 筒折代部の先端
２２Ｌ 筒折代部の長さ
２２Ｔ 筒折代部の厚み
３、３ａ、３ｂ、３００ 底板部材
３１、３０１ 底板部
３２、３０２ 底板折代部
３２０ 底板折代部の先端
４ 脚部
４Ｌ 脚部の長さ（高さ）
５ 第１の内周壁
５Ｌ 第１の内周壁の長さ
６ 第２の内周壁
６Ｌ 第２の内周壁の長さ
７、７´ 押圧ローラ
７０、７０´ 押圧部
７１、７１´ 第１の押圧部
７１Ｒ、７１Ｒ´ 第１の押圧部の半径
７２、７２´ 第２の押圧部
７２Ｒ、７２Ｒ´ 第２の押圧部の半径
７２Ｌ、７２Ｌ´ 第２の押圧部の長さ
７３、７３´ ローレット
７４、７４´ シャフト
８、８ａ、８ｂ 外筒部材
９ 間隙
Ｃ 紙コップ（従来技術のもの）
Ｇ 接着空隙
Ｓ 皺

Claims (7)

1. 一方の端から他方の端に向かってテーパ状に広がる筒部と該筒部の一方の端に連続する筒折代部とを有する筒部材の内側に、円板状の底板部と該底板部の全周端に連続する環状の底板折代部とを有し、該底板折代部が略垂直に折り曲げされた底板部材を同軸に配置する工程と、
   前記底板折代部の少なくとも一部を前記筒折代部と前記筒部とで挟持すると共に前記筒折代部の先端が前記底板部よりも手前で終端するように、前記筒部材の前記筒折代部を内側に折り曲げて環状の脚部を形成する工程と、
   押圧ローラを、前記脚部における折り曲げられた前記筒折代部からなる第１の内周壁と、折り曲げられた前記筒折代部の先端と前記底板部との間の前記底板折代部からなる第２の内周壁との両方に当接させて押圧することにより、前記筒部材と前記底板部材とを固着する固着工程と、を備えることを特徴とする紙コップの製造方法。
2. 前記固着工程は、第１の押圧部と、該第１の押圧部より先端側に設けられ該第１の押圧部より大径な第２の押圧部とを有する前記押圧ローラを用いて、前記第２の押圧部を少なくとも前記第２の内周壁に当接させて押圧する工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の紙コップの製造方法。
3. 前記押圧ローラとして、前記第２の押圧部の半径が、前記第１の押圧部の半径よりも折り曲げた前記筒折代部の略厚み分大きい押圧ローラを用いることを特徴とする請求項２に記載の紙コップの製造方法。
4. 前記第２の押圧部が前記第２の内周壁に当接する部分の長さは、前記第２の内周壁の折り曲げた前記筒折代部の先端と前記底板部との間の長さ以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の紙コップの製造方法。
5. 前記第２の内周壁の折り曲げた前記筒折代部の先端と前記底板部との間の長さが、３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の紙コップの製造方法。
6. 前記脚部を形成する工程は、前記筒折代部の先端が前記底板部よりも３ｍｍ以上手前で終端するように前記筒折代部の全周を内側に折り曲げて前記脚部を形成する工程を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の紙コップの製造方法。
7. 前記脚部を形成する工程は、前記脚部の下端から前記底板部までの長さが１０ｍｍ以上になるように形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の紙コップの製造方法。

Images