JP6349655B2 - 断熱性容器 - Google Patents

Description

本発明は、容器の壁部に含まれる発泡樹脂層を発泡させることによって断熱性を付与する断熱性容器に関する。

断熱性容器として、ポリオレフィン系樹脂に熱発泡性の有機系発泡剤を添加した発泡樹脂層を含む断熱性容器が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−２７８３６３号公報

特許文献１に記載された断熱性容器は、紙を主体とする基材に対して発泡樹脂層が直接積層されているため、発泡樹脂層の性状によって紙を主体とする基材に定着し難くなるおそれがある。また、この断熱容器は発泡樹脂層に有機系の発泡剤が含まれるため、食品用に適さない。

そこで、本発明は、紙を主体とした基材と発泡樹脂層との定着性が良好で食品用に適した断熱性容器を提供することを目的とする。

以下、本発明の断熱性容器について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の第１の断熱性容器は、内容物を収めるための内部と外部とを仕切る壁部（２、３）を有する断熱性容器（１）であって、前記壁部は、前記内部側から前記外部側に向かって、紙を主体とする基材（１１）と、接着性樹脂層（１２）と、ポリオレフィン樹脂に炭酸水素ナトリウムが混練され、かつ融点が１１０℃〜１９０℃である発泡樹脂層（１３）とが順番に積層され、前記基材に対して前記内部側に積層された内側被覆層（１４、２１〜２３、３１、４１〜４３）を更に備え、前記内側被覆層は、前記外部側から前記内部側に向かって、第１ポリエチレン層（２１）、ポリエチレンテレフタレート層（２２）、及び第２ポリエチレン層（２３）が順番に積層された多層構造であるものである。また、本発明の第２の断熱性容器は、内容物を収めるための内部と外部とを仕切る壁部（２、３）を有する断熱性容器（１）であって、前記壁部は、前記内部側から前記外部側に向かって、紙を主体とする基材（１１）と、接着性樹脂層（１２）と、ポリオレフィン樹脂に炭酸水素ナトリウムが混練され、かつ融点が１１０℃〜１９０℃である発泡樹脂層（１３）とが順番に積層され、前記基材に対して前記内部側に積層された内側被覆層（１４、２１〜２３、３１、４１〜４３）を更に備え、前記内側被覆層は、前記外部側から前記内部側に向かって、ポリエチレン層（４１）、ポリエチレンテレフタレート層（４２）、及び中密度ポリエチレン層（４３）が順番に積層された多層構造であるものである。

これらの断熱性容器によれば、発泡樹脂層と基材との間に接着性樹脂層が介在するので、発泡性樹脂層の性状を問わずに発泡性樹脂層と基材とが確実に接着される。これにより、紙を主体とした基材と発泡樹脂層との定着性が向上する。また、発泡性樹脂層は炭酸水素ナトリウムが混練されて形成されているので、発泡剤たる炭酸水素ナトリウムを樹脂に添加して形成する場合と比べて発泡剤が樹脂内に均一に分布する。これにより、発泡樹脂層が均一に発泡するため安定した断熱効果を得ることができる。さらに、発泡樹脂層に含まれる発泡剤として炭酸水素ナトリウムが用いられているので、断熱性容器を食品用に問題なく使用でき、しかも発泡開始温度が比較的低いので発泡樹脂層を発泡させるために必要な熱量を低減できる。第１の断熱性容器によれば、ポリエチレンテレフタレート層によって基材側から内容物への移り香を抑制できる。また、第２の断熱性容器によれば、中密度ポリエチレン層によって内部から基材側への水蒸気の透過を抑制できるとともに、ポリエチレンテレフタレート層によって基材側から内容物への移り香を抑制できる。

本発明の第１又は第２の断熱性容器の一態様において、前記壁部は、前記発泡樹脂層に対して前記外部側に積層された外側被覆層（１５）を更に備えてもよい。この態様によれば、発泡樹脂層が外側被覆層に覆われるため、発泡樹脂層が発泡しても外側被覆層によって外側表面を滑らかに維持できる。これにより、断熱性容器の外側表面へ印刷表現の自由度が向上する。

以上説明したように、本発明の断熱性容器によれば、発泡樹脂層と基材との間に接着性樹脂層が介在するので紙を主体とした基材と発泡樹脂層との定着性が向上する。また、本発明の製造方法によれば、積層材が所定の容器形状に成形された後に発泡樹脂層を発泡させるため、発泡樹脂層が発泡した後に容器形状に成形する場合と比べて、容器形状への成形が容易になる。

本発明の一形態に係る断熱性容器をその一部を切除して示した斜視図。 図１のII部を拡大して示した部分拡大図。 製造方法の一例を示した図。 第２の形態に係る断熱性容器の断面の部分拡大図。 第３の形態に係る断熱性容器の断面の部分拡大図。 第４の形態に係る断熱性容器の断面の部分拡大図。

（第１の形態）
図１に示すように、断熱性容器としての紙カップ１は直径が開口部へ向かって徐々に広がる円筒状の胴部２と、その胴部２の下端に設けられた底部３とを有している。胴部２及び底部３のそれぞれは内容物を収めるための内部Ｉｎと外部Ｏｕｔとを仕切っている。したがって、胴部２及び底部３のそれぞれは本発明の壁部に相当する。胴部２には、その上端が外側に丸められたトップカール部４が設けられている。

図２に示すように、胴部２及び底部３の素材となる積層材１０は、薄板状に構成されており、内部Ｉｎ側から外部Ｏｕｔ側に向かって、紙を主体とした基材１１と、接着性樹脂層１２と、発泡樹脂層１３とが順番に積層されている。さらに、基材１１に対しては、内側被覆層としてのポリエチレン層１４が内部Ｉｎ側に積層されている。また、発泡樹脂層１３に対しては、外側被覆層としてのポリエチレン層１５が外部Ｏｕｔ側に積層されている。各ポリエチレン層１４、１５は低密度ポリエチレンを構成材料としている。ポリエチレン層１４の厚さは例えば１５μｍに設定され、ポリエチレン層１５の厚さは例えば２０μｍに設定されている。ポリエチレン層１５の外部Ｏｕｔ側には、所定の文字や絵柄が表現された印刷層１６が設けられている。

基材１１の紙としては種々のものを使用できる。例えば、カップ原紙、合成紙、クレイコート紙、クラフト紙等を基材１１の素材として用いることができる。図示の例では、基材１１の厚さは例えば２８０μｍに設定されている。接着性樹脂層１２は、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）を材料とし、その厚さは適宜に設定される。

発泡樹脂層１３は、ポリオレフィン樹脂に熱発泡剤である炭酸水素ナトリウムを混練することによって熱発泡剤の分布が均一化された材料にて構成されている。ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、メタロセンセンポリエチレン、ポリプロピレン等があげられる。発泡樹脂層１３の厚さは例えば６０μｍに設定されている。また、樹脂の融点としては、１１０℃〜１９０℃で好ましい。１１０℃より低いと基材との接着性が悪くなり、１９０℃を超えると押し出し時に熱発泡剤が発泡する可能性がある。さらに好ましくは、１２０℃〜１５０℃が好ましい。周知のように、炭酸水素ナトリウムは加熱により発泡する性質がある。したがって、後述するように、紙カップ１は成形後に熱を加えて発泡樹脂層１３を発泡させることによって断熱層が形成される。これにより紙カップ１に断熱性が付与される。

次に、図３を参照しながら、紙カップ１の製造方法を説明する。まず、工程（ａ）において、紙を主体とした基材１１を準備する。次に、工程（ｂ）において、基材１１の一方の面に低密度ポリエチレンを押し出しコートして内側被覆層としてのポリエチレン層１４を形成する。

工程（ｃ）においては、接着性樹脂層１２、発泡樹脂層１３及びポリエチレン層１５のそれぞれの構成材料を一度に押し出しラミネートして基材１１の他方の面に各層１２、１３、１５を積層する。これにより、積層材１０が得られる。なお、接着性樹脂層１２、発泡樹脂層１３及びポリエチレン層１５のそれぞれの構成材料は、発泡樹脂層１３に含まれる炭酸水素ナトリウムの発泡開始温度よりも低い融点を有する。このため、炭酸水素ナトリウムの発泡開始温度よりも低温の押し出しが可能である。これにより、工程（ｃ）において発泡樹脂層１３の発泡が抑えられる。なお、発泡樹脂層１３に含まれる炭酸水素ナトリウムの発泡開始温度は１５０℃〜２００℃の範囲に設定されている。

工程（ｄ）においては、工程（ｃ）で得た積層材１０を周知の方法で所定の容器形状であるカップ形状に成形する。すなわち、工程（ｃ）で得た積層材１０から、胴部２の素材となる扇形の胴部ブランク２′と、底部３の素材となる底部ブランク３′とを裁断する。次に、胴部ブランク２′を筒状に丸めて両端部を互いに接着して胴貼部５（図１も参照）を形成する。その一方で、底部ブランク３′に対して、その外周縁を下方に屈曲させる成形加工を施す。次に、円筒状に加工された胴部ブランク２′の下部に、成形加工済の底部ブランク３′を配置する。そして、底部ブランク３′の屈曲部が胴部ブランク２′の下端部で包み込まれるように、胴部ブランク２′の下端部を折り曲げる。その状態を保持しつつ底部ブランク３′の屈曲部と胴部ブランク２′の下端部とが重なり合う部分を加熱しつつ圧力を加えて一体化する。その後、胴部２の上端部に周知の方法でトップカール部４を形成することにより、カップ形状に成形された熱処理前カップ１′が得られる。なお、底部ブランク３′の素材としては、積層材１０と異なる素材を使用してもよい。

工程（ｅ）においては、工程（ｄ）で得た熱処理前カップ１′に所定の印刷を施して印刷層１６を形成する。次に、工程（ｆ）において、熱処理前カップ１′を不図示の加熱炉内に配置して、加熱炉に設けられたヒータＨによって熱処理前カップ１′を加熱して発泡樹脂層１３を発泡させる。これにより、図１に示した紙カップ１が得られる。なお、工程（ｆ）における温度条件や加熱時間等の加熱条件は適宜に設定される。また、工程（ｆ）における熱源は適宜変更してよい。

図３に示した製造方法によれば、積層材１０がカップ形状に成形された後に発泡樹脂層１３を発泡させるため、発泡樹脂層１３が発泡した後にカップ形状に成形する場合と比べて、カップ形状への成形が容易になる。つまり、発泡樹脂層１３が存在しない紙カップの製造方法と同じ周知の方法を利用できる。

紙カップ１によれば、発泡樹脂層１３と基材１１との間に接着性樹脂層１２が介在するので、発泡性樹脂層１３の性状を問わずに発泡性樹脂層１３と基材１１とが確実に接着される。これにより、紙を主体とした基材１１と発泡樹脂層１３との定着性が向上する。また、発泡性樹脂層１３は炭酸水素ナトリウムが混練されて形成されているので、発泡剤たる炭酸水素ナトリウムを樹脂に添加する場合と比べて発泡剤が樹脂内に均一に分布する。これにより、発泡樹脂層１３が均一に発泡するため安定した断熱効果を得ることができる。さらに、発泡樹脂層１３がポリエチレン層１５に覆われるため、発泡樹脂層１３が発泡してもポリエチレン層１５によって外側表面を滑らかに維持できる。これにより、紙カップ１の外側表面へ印刷表現の自由度が向上する。また、発泡樹脂層１３に含まれる発泡剤として炭酸水素ナトリウムが用いられているので、紙カップ１を食品用に問題なく使用でき、しかも発泡開始温度が比較的低いので発泡樹脂層１３を発泡させるために必要な熱量を低減できる。

（第２の形態）
次に、図４を参照しながら本発明の第２の形態を説明する。本形態は、基材の内部側に積層される内側被覆層の構成に特徴がある。内側被覆材以外の構成は第１の形態と同一であるので、図４に同一の参照符号を付して重複する説明を省略ないし簡略化する。図４に示すように、本形態の断熱性容器としての紙カップは、壁部である胴部２及び底部３の素材として積層材２０が用いられている。積層材２０は基材１１に対して、外部Ｏｕｔ側から内部Ｉｎ側に向かって、第１ポリエチレン層２１、ポリエチレンテレフタレート層２２、及び第２ポリエチレン層２３が順番に積層されている。すなわち、本形態に係る内側被覆層はこれらの層２１〜２３が積層された多層構造である。第１ポリエチレン層２１及び第２ポリエチレン層２３はそれぞれ低密度ポリエチレンを構成材料としている。第１ポリエチレン層２１の厚さは例えば１５μｍに、第２ポリエチレン層２３の厚さは例えば２０μｍにそれぞれ設定されている。ポリエチレンテレフタレート層２２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を構成材料とし、その厚さは例えば１２μｍに設定されている。各層２１〜２３は、それぞれの構成材料を一度に押し出しラミネートすることにより基材１１に積層される。積層材２０の残りの構成要素については、第１の形態で説明した製造方法と同様の方法で積層される。本形態の紙カップは、積層材２０を素材として図３の工程（ｄ）〜（ｆ）を経て製造される。

積層材２０で壁部を構成した紙カップによれば、第１の形態と同一の効果を得られることに加え、ポリエチレンテレフタレート層２２によって基材１１側から内容物への移り香を抑制できる。

（第３の形態）
次に、図５を参照しながら本発明の第３の形態を説明する。本形態は、基材の内部側に積層される内側被覆層の構成に特徴がある。内側被覆材以外の構成は第１の形態と同一であるので、図５に同一の参照符号を付して重複する説明を省略ないし簡略化する。図５に示すように、本形態の断熱性容器としての紙カップは、壁部である胴部２及び底部３の素材として積層材３０が用いられている。積層材３０は基材１１に対して内側被覆層としての中密度ポリエチレン層３１が積層されている。中密度ポリエチレン層３１は中密度ポリエチレンを構成材料とし、その厚さは例えば４０μｍに設定されている。中密度ポリエチレン層３１は基材１１に対して押し出しラミネートすることにより積層される。積層材３０の残りの構成要素については、第１の形態で説明した製造方法と同様の方法で積層される。本形態の紙カップは、積層材３０を素材として図３の工程（ｄ）〜（ｆ）を経て製造される。

積層材３０で壁部を構成した紙カップによれば、第１の形態と同一の効果を得られることに加え、中密度ポリエチレン層３１によって内部から基材１１側への水蒸気の透過を抑制できる。

（第４の形態）
次に、図６を参照しながら本発明の第４の形態を説明する。本形態は、基材の内部側に積層される内側被覆層の構成に特徴がある。内側被覆材以外の構成は第１の形態と同一であるので、図６に同一の参照符号を付して重複する説明を省略ないし簡略化する。図６に示すように、本形態の断熱性容器としての紙カップは、壁部である胴部２及び底部３の素材として積層材４０が用いられている。積層材４０は基材１１に対して、外部Ｏｕｔ側から内部Ｉｎ側に向かって、ポリエチレン層４１、ポリエチレンテレフタレート層４２、及び中密度ポリエチレン層４３が順番に積層されている。すなわち、本形態に係る内側被覆層はこれらの層４１〜４３が積層された多層構造である。ポリエチレン層４１は低密度ポリエチレンを構成材料とし、ポリエチレンテレフタレート層４２はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を構成材料とし、中密度ポリエチレン層４３は中密度ポリエチレンを構成材料としている。ポリエチレン層４１の厚さは１５μｍに、ポリエチレンテレフタレート層４２の厚さは例えば１２μｍに、中密度ポリエチレン層４３の厚さは例えば４０μｍにそれぞれ設定されている。各層４１〜４３は、それぞれの構成材料を一度に押し出しラミネートすることにより基材１１に積層される。積層材４０の残りの構成要素については、第１の形態で説明した製造方法と同様の方法で積層される。本形態の紙カップは、積層材４０を素材として図３の工程（ｄ）〜（ｆ）を経て製造される。

積層材４０で壁部を構成した紙カップによれば、第１の形態と同一の効果を得られることに加え、中密度ポリエチレン層４３によって内部から基材１１側への水蒸気の透過を抑制できるとともに、ポリエチレンテレフタレート層４２によって基材１１側から内容物への移り香を抑制できる。

本発明は上記の各形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。上記各形態では、カップ形状に成形してから発泡樹脂層１３を発泡させているが、成形後に発泡樹脂層１３を発泡させることは一例にすぎない。成形前に発泡樹脂層１３を発泡させることもできる。上記各形態は、カップ形状の断熱性容器であるが図示の形状は一例にすぎない。内部と外部とを仕切る壁部が存在する容器である限り、例えばトレー形状の容器に対しても本発明を適用できる。

１ 紙カップ（断熱性容器）
２ 胴部（壁部）
３ 底部（壁部）
１０ 積層材
１１ 基材
１２ 接着性樹脂層
１３ 発泡樹脂層
１４ ポリエチレン層（内側被覆層）
１５ ポリエチレン層（外側被覆層）
２０ 積層材
２１ 第１ポリエチレン層
２２ ポリエチレンテレフタレート層
２３ 第２ポリエチレン層
３０ 積層材
３１ 中密度ポリエチレン層
４０ 積層材
４１ ポリエチレン層
４２ ポリエチレンテレフタレート層
４３ 中密度ポリエチレン層

Claims (3)

1. 内容物を収めるための内部と外部とを仕切る壁部を有する断熱性容器であって、
   前記壁部は、前記内部側から前記外部側に向かって、紙を主体とする基材と、接着性樹脂層と、ポリオレフィン樹脂に炭酸水素ナトリウムが混練され、かつ融点が１１０℃〜１９０℃である発泡樹脂層とが順番に積層され、
   前記壁部は、前記基材に対して前記内部側に積層された内側被覆層を更に備え、
   前記内側被覆層は、前記外部側から前記内部側に向かって、第１ポリエチレン層、ポリエチレンテレフタレート層、及び第２ポリエチレン層が順番に積層された多層構造であることを特徴とする断熱性容器。
2. 内容物を収めるための内部と外部とを仕切る壁部を有する断熱性容器であって、
   前記壁部は、前記内部側から前記外部側に向かって、紙を主体とする基材と、接着性樹脂層と、ポリオレフィン樹脂に炭酸水素ナトリウムが混練され、かつ融点が１１０℃〜１９０℃である発泡樹脂層とが順番に積層され、
   前記壁部は、前記基材に対して前記内部側に積層された内側被覆層を更に備え、
   前記内側被覆層は、前記外部側から前記内部側に向かって、ポリエチレン層、ポリエチレンテレフタレート層、及び中密度ポリエチレン層が順番に積層された多層構造であることを特徴とする断熱性容器。
3. 前記壁部は、前記発泡樹脂層に対して前記外部側に積層された外側被覆層を更に備える請求項１又は２に記載の断熱性容器。

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