JP6657659B2 - 電子レンジ用紙カップ - Google Patents

Description

この発明は電子レンジ用紙カップ（紙容器）に関する。電子レンジ用とは，電子レンジのみのためのものと限定する趣旨ではなく，電子レンジで使えるという意味である。

紙カップは即席食品，スナック菓子類のみならず，飲料，惣菜等の容器としても広く使用されている。これらの紙カップに食料品，飲料水等を入れたまま電子レンジで加熱，調理する場合もある。

内容物が入った紙カップを電子レンジで加熱，調理した場合，紙カップの胴部の下端部を延ばして形成された，いわゆる糸じりの部分に焦げを生じる場合があるという問題がある。特に紙が重なる接合部分で発熱量が大きくなり（放熱量は大きくならない），蓄熱し易く，焦げが発生し易いと考えられる。他方，内容物に接している部分では発生した熱が内容物によって奪われるので，焦げは発生しにくい。

特許文献１には，胴部と底部とから構成され，胴部の下端部（糸じり）が内側に屈曲され，底部の周縁部に外面から被さるように接合されている電子レンジ用紙カップが記載されている。特許文献２には，胴部と底部の接合部分を内側にカールさせて環状脚部を形成した電子レンジ対応紙カップが記載されている。

特開２００３−８１３５８号公報 特開２００３−１９２０４３号公報

胴部下端部（糸じり）を内側に屈曲するまたはカールして糸じり部分を無くすことで，電子レンジで加熱しても焦げの発生を招きにくくすることができる。しかしながら，胴部下端部を内側に屈曲すると屈曲部分にランダムに皺がよる。屈曲部分は容器の底に位置するので，カップ底面のフラット性が悪くなり，カップを自立させるときに安定性を欠くことがある。また，ランダムな皺がよると屈曲部分とカップ底面との間にランダムなすき間が生じ，屈曲部分とカップ底面との間の接着不良の問題が生じることもある。

この発明は，電子レンジで使用しても焦げにくく，かつ安定して自立可能なフラット・ボトム・タイプの紙カップを提供することを目的とする。

この発明はまた，屈曲部分とカップ底面との接着不良の問題を生じにくくすることを目的とする。

この発明による電子レンジ用紙カップは，筒状の胴部と，胴部の下端を閉じる底部とを備え，上記胴部の下端部が内側に屈曲されて，上記底部の周縁部の外面に被さるように接合されており，上記底部外面に被さる接合部に，凹面部と凸面部とが交互に複数形成されており，少なくとも上記凸面部同士が同じ高さ位置にあることを特徴とする。

紙カップの底部外面に被さる接合部（屈曲された胴部下端部）に，凹面部と凸面部とが交互に複数形成されている。ここで凹面部および凸面部の凹凸は，カップの底部を上にしたときを基準とするものとする。凹面部よりも凸面部の方が外方に突出し，したがって紙カップを自立させるときには凸面部によって紙カップは支えられる。複数の凸面部は接合部の全体にわたって間欠的に（凹面部を挟むようにして）設けられており，複数の凸面部同士が同じ高さ位置にあるので，この発明による紙カップは安定して自立する。

複数の凹面部と凸面部との間にはそれぞれわずかな段差が生じる。凹面部と凸面部とは接合部に交互に複数形成されているので，凹面部と凸面部との間の段差は接合部において規則的に並ぶことになる。この発明によると，接合部に規則的に複数の段差が形成されることになるように凹面部と凸面部とが交互に形成複数されている。複数の段差によって内側に屈曲された接合部の余剰部分（内側に屈曲したときに皺になる部分）が吸収されるので，接合部にランダムな皺は形成されない。ランダムな皺によって紙カップの自立性が阻害されることはない。

さらに，紙カップの底部外面に被さる接合部はその凹面部の範囲において紙カップの底部の外面に確実に密着する。凸面部と同様に，複数の凹面部も接合部の全体にわたって間欠的に（凸面部を挟むようにして）設けられているので，接合部の全体にわたって接合部を紙カップの底部外面にしっかりと接合することができる。このため紙カップの底部外面と接合部との間の接着不良の問題は生じにくい。なお，接合部の凹面部と凸面部との間の段差はわずかであり，全体として紙カップの底部外面に沿っているので，電子レンジで加熱しても焦げは生じにくい。

一実施態様では，凹面部と凸面部との間の境界のそれぞれに，凸面部の付け根に向けて食い込む折り込み部（絞り筋）が，上記底部の中心に向かう方向に形成されている。凹面部と凸面部との間の段差をひしゃげた（潰れた）形態とすることができるので，凹面部と凸面部との間の段差を小さくすることができる。紙カップの底部外面を，全体的によりフラットな状態に近づけることができる。

一実施態様では，上記紙カップの底部の最外層に断熱層が設けられている。紙カップ内に熱い内容物を入れた，または電子レンジによって内容物が熱く加熱された場合であっても，仮に指で触れたとしても熱さを感じさせない。

上記紙カップの胴部の外面または内面の少なくとも一方に断熱層を設けてもよい。断熱効果（保温効果）を期待することができる。また胴部を手で触れたときに熱さを感じなくて済む。

他の実施態様では，外筒部材が上記胴部の外側に被せられ，かつ固定されている。この実施態様も，断熱効果（保温効果）を期待することができ，胴部に触れたときに熱さを感じさせない。

好ましくは，上記外筒部材の下端に内側への返しが形成されている。たとえば外筒部材の下端部を内側に折り重ねる，または外筒部材の下端部を内側にカールさせることで，上記返しは実現される。紙カップの胴部と外筒部材との間に断熱空間が確保されるので，電子レンジ用紙カップの断熱効果を一層高めることができる。

電子レンジ用紙カップの一部破断正面図である。 図１のII−II線に沿う電子レンジ用紙カップの底面図である。 図２のIII−III線に沿う環状接合部の拡大断面図である。 環状接合部の形成工程を示す。 環状接合部の形成工程を示す。 環状接合部の形成工程を示す。 胴部材と底部材の接合部分の変形例を示す紙カップ下部の断面図である。 胴部材と底部材の接合部分の他の変形例を示す紙カップ下部の断面図である。 胴部材と底部材の接合部分のさらに他の変形例を示す紙カップ下部の断面図である。 外筒部材を被せた電子レンジ用紙カップの一部破断正面図である。 外筒部材を被せた他の電子レンジ用紙カップの一部破断正面図である。 変形例の電子レンジ用紙カップの一部破断正面図である。 図１２に示す紙カップの部分拡大図である。 他の変形例の電子レンジ用紙カップの一部破断正面図である。 図１４に示す紙カップの部分拡大図である。

以下，図面を参照して，この発明による電子レンジ用紙カップを詳細に説明する。

図１はこの発明の実施例による電子レンジ用紙カップの一部を破断して示す正面図である。図２は図１のII−II線に沿う電子レンジ用紙カップの底面図である。図３は図２のIII−III線に沿う拡大断面図である。図１および図３において，分かりやすくするために，紙カップを構成する部材の厚さが強調して示されている。

電子レンジ用紙カップ10は，紙を主強度材とする胴部材11と底部材12とから構成されている。胴部材11は上部の径が大きく，下にいくほど径の小さくなる円筒状である。胴部材11の上端部は外側（紙カップ10の内容物が入る部分から離れる向き，外方）に巻かれており，いわゆるカール部（トップカール部）11Ａが形成されている。カール部11Ａには蓋（図示略）が被せられるか，または接合（接着，溶着）される。

胴部材11の下端部は内側（紙カップ10の内容物が入る部分に向かう向き，内方）にほぼ直角に屈曲され（屈曲部を符号11Ｂで示す），さらに屈曲部11Ｂの先端部は内側に折り返されている（折り返し部分を符号11Ｃで示す）。底部材12は円形で，その周縁部分12Ａが胴部材11の下端部内にぴったりと嵌っている。底部材12の周縁部分12Ａは外側に折り返されており（折り返し部分を符号12Ｂで示す），この底部材12の折り返し部分12Ｂが，胴部材11の屈曲部11Ｂと折り返し部分11Ｃとの間に挟まれている。これらの互いに挟み込んでいる部分12Ａ，11Ｃ，12Ｂ，11Ｂは少なくとも部分的に，好ましくは全面的に，互いに接合（接着，溶着）（固定）されている。内容物によっては，必要に応じて胴部材11および底部材12の内面および／または外面に保護膜（樹脂膜，樹脂フイルムなど）が被覆される。保護膜の具体例としては，たとえばポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），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。これらは熱シールによる貼り合わせにも用いることができるという利点もある。

紙カップ10の底部材12の外面の周縁部には，胴部材11の屈曲部11Ｂおよび折り返し部分11Ｃと，底部材12の折り返し部分12Ｂとが，環状に被さって接合している。以下，紙カップ10の底部材12の外面の周縁部に接合する環状部分の全体を，「環状接合部20」と呼ぶ。

図２を参照して，紙カップ10の底面を見ると，環状接合部20が底部材12の外面の周縁部に環状に設けられていることが確認される。環状接合部20の表面には，ほぼ矩形の凹面部21と凸面部22とが交互に形成されて環状に並んでいる。凹面部21および凸面部22の幅（環状方向の長さ）はほぼ同じであるか，やや凹面部22の幅の方が長い。この実施例の紙カップ10は１６個の凹面部21と１６個の凸面部22が交互に並んでいる。凹面部21および凸面部22の数は適宜調整することができる。

図３を参照して，複数の凹面部21同士の表面はほぼ同じ高さ位置にあり，複数の凸面部22同士の表面もほぼ同じ高さ位置にある。凸面部22の方が凹面部21よりも外方（すなわち紙カップ10の底方向）にわずかに突出している。また，凹面部21と凸面部22との境界は，凸面部22の付け根26に向けて食い込むようにしてわずかに傾斜している。凹面部21と凸面部22との境界において凸面部22の付け根26に向けて食い込む部分を，以下「折り込み部25」と呼ぶ。折り込み部25によって凹面部21と凸面部22とがわずかに重なり合い，凹面部21と凸面部22との間の段差はかなり小さくなっている。底面から見ると，凹面部21と凸面部22の境界の折り込み部25は底部材12の中心に向かう方向に短くのびる筋（罫線）に見える（図２参照）。１６個の凹面部21と１６個の凸面部22とが交互に並ぶ場合，環状接合部20には３２本の折り込み部25が等角度間隔に表れることになる。

環状接合部20に対してなんらの処理も施さずに単純に内側に屈曲すると，余剰部分によって環状接合部20にはランダムに皺が入ってしまう。ランダムに皺が入るとカップの底（環状接合部20の表面）がフラットになりにくく，カップを自立させるときに安定感に欠けるものになる。これに対し，上述した紙カップ10には，１６個の凹面部21および１６個の凸面部22が規則的に交互に形成されて環状に並んでおり，折り込み部25も等角度間隔で規則的に並んでいる。凸面部22の表面がおおよそ同じ高さ位置にあり，これが環状接合部20の全周にわたって規則的に存在する。さらに凹面部21と凸面部22との間の段差（折り込み部25）によって環状接合部20を内側に屈曲したときの余剰部分が吸収されるから，ランダムな皺は環状接合部20に発生しない。紙カップ10は安定的に自立するものとなる。

図３を参照して，凹面部21の箇所では，環状接合部20（胴部材11の折り返し部分11Ｃ）が紙カップ10の底部材12の周縁部12Ａに密着しており，密着している範囲で環状接合部20と紙カップ10の底部材12とをしっかりと接合することができる。環状接合部20の全周にわたって凹面部21が等間隔に規則的に存在するので，底部材12と環状接合部20との間の接着不良の問題は生じにくい。さらに紙カップ10は糸じりを持たないので，電子レンジで加熱しても焦げにくいものとなっている。

図４から図６は，上述した紙カップ10の製造の様子を示している。図４から図６には上下を逆さまにした状態の紙カップ10が示されている。

図４を参照して，はじめに環状接合部20を折り曲げていない，いわば糸じりを備える紙カップが作成される。

図５を参照して，環状接合部20の周長をたとえば３２分割した幅を持つ押し型を，所定間隔をあけながら環状接合部20の外側から押しつけてプレスする。プレスされた部分が凹面部21となり，プレスされなかった部分が凸面部22となる。環状接合部20には１６個の凹面部21と１６個の凸面部22とが交互に環状に並んで形成される。外側からプレスされることで環状接合部20はその全体が内側にやや傾く。

図６を参照して，内側に傾いた環状接合部20の外側から超音波プレスが行われる。環状接合部20が完全に屈曲され，かつ底部材12に接合される。また，凹面部21と凸面部22との間の境界に折り込み部25が形成される。フラットな底面を持つ電子レンジ用紙カップ10が完成する。

図７，図８は環状接合部（屈曲部）についての変形例を示している。この変形例では，底部材12の周縁部12Ａが外側に折り返され，この折り返し部分12Ｂの外面に胴部材11の下端部の屈曲部11Ｂが接着ないし溶着されている。図７に示す変形例では，胴部材11の屈曲部11Ｂの長さが長く，環状接合部20Ａにおいて，底部材12の折り返し部分12Ｂの全体が胴部材11の屈曲部11Ｂによって覆われている。図８に示す変形例では，逆に環状接合部20Ｂにおいて，底部材12の折り返し部分12Ｂの長さが長い。もちろん，胴部材11の屈曲部11Ｂの端面と底部材12の折り返し部分12Ｂの端面とが面一となるように，胴部材11の屈曲部11Ｂおよび底部材12の折り返し部分12Ｂの長さを調整してもよい。

図９はさらに他の変形例を示している。この変形例では，底部材12の外面に断熱層31が設けられている。断熱層31は，たとえば発泡剤（炭酸水素ナトリウムなど）が混入した低密度ポリエチレンなどの発泡プラスチックにより構成される。発泡剤が混入した発泡プラスチックを加熱することで発泡が生じる。なお，発泡は紙カップ10を成形した後に行われ，折り返し部分12Ｂなどの接合部分の発泡は抑制される。底部材12に断熱層31を設けることで，熱い内容物を入れた紙カップ10，または電子レンジで加熱した紙カップ10を手で持ったときに，指が底に触れても熱さを感じさせない。

図１０はさらに他の変形例を示すもので，胴部材11に外筒部材13が被せられている。外筒部材13は下部よりも上部の径がやや大きい筒状体であり，下端部が内側に折り返されている（折り返し部13Ａ）。外筒部材13内に底部材12を有する胴部材11が上からすっぽりと入る（嵌入される）。外筒部材13の上端が胴部材11のカール部11Ａの内側のすき間に入る。胴部材11の外面と外筒部材13の内面との間に断熱空間（すき間）が形成される。外筒部材13は，カール部11Ａの位置または折り返し部13Ａの位置の一方または両方において，胴部材11に接着剤によって固定される。

胴部材11の外側に外筒部材13を設けることで，紙カップ10の胴部を手で持ったときにも熱さを感じさせない。また紙カップ10全体の断熱性（保温性）も向上する。

図１１に示すように，外筒部材13の下端部に内側に巻かれるカール部13Ｂを形成してもよい。胴部材11の外面と外筒部材13の内面との間の断熱空間（すき間）を大きくすることができる。

図１２は胴部材11の外面に断熱層32を設けた変形例の紙カップ10Ａを示している。図１３は図１２に示す変形例の紙カップ10Ａの一部を拡大して示している。断熱層32は，たとえば低密度ポリエチレンを発泡させることで形成される。発泡は紙カップ10Ａを形成した後に行われ，折り返し部分12Ｂなどの接合部分の発泡は抑制される。熱い内容物を入れた紙カップ10Ａ，または電子レンジで加熱した紙カップ10Ａの胴部を手で持ったときに熱さを感じずに済む。また，保温効果も期待することができる。

胴部材11（紙層）を加熱すると胴部材11に含まれている水分が蒸発する。胴部材11から蒸発する水分を，低密度ポリエチレンを発泡させるのに利用することができる。蒸発する水分が逃げないようにするために，好ましくは胴部材11の内面には水蒸気遮断層33，たとえば中密度ポリエチレンが設けられ，これにより胴部材11に含まれている水分を低密度ポリエチレン（断熱層32）に向けて効率よく蒸発させることができる。断熱層32の外面（表面）にさらに印刷層（インク層）を形成してもよい。

図１４は胴部材11の内面に断熱層34を設けた変形例の紙カップ10Ｂを示している。図１５は図１４に示す変形例の紙カップ10Ｂの一部を拡大して示している。たとえば，胴部材11の内面に発泡剤（炭酸水素ナトリウムなど）入りのポリエチレン層34を積層し，さらにその内面に発泡剤が混入されていないポリエチレン層35を積層する。加熱することで発泡剤入りのポリエチレン層が発泡して断熱層34が形成される。折り返し部分12Ｂなどの接合部分の発泡は抑制される。またフランジ11Ａ付近については加熱しないようにすることで発泡を抑制することができる。胴部材11の外面と内面の両方に断熱層を設けることもできる。

10，10Ａ，10Ｂ 電子レンジ用紙カップ
11 胴部材
12 底部材
13 外筒部材
20，20Ａ，20Ｂ 環状接合部
21 凹面部
22 凸面部
25 折り込み部
26 付け根
31，32，34 断熱層

Claims (6)

1. 筒状の胴部と，胴部の下端を閉じる底部とを備え，上記胴部の下端部が内側に屈曲されて，上記底部の外面に密着しており，
   上記底部外面に密着した胴部下端部の外面に，凹面部と凸面部とが交互に複数形成されており，
   少なくとも上記凸面部同士が同じ高さ位置にある，
   電子レンジ用紙カップ。
2. 上記凹面部と上記凸面部との境界のそれぞれに，上記凸面部の付け根に向けて食い込む折り込み部が，上記底部の中心に向かう方向に形成されている，
   請求項１に記載の電子レンジ用紙カップ。
3. 上記底部の最外層に断熱層が設けられている，
   請求項１に記載の電子レンジ用紙カップ。
4. 上記胴部の外面または内面の少なくとも一方に断熱層が設けられている，
   請求項１に記載の電子レンジ用紙カップ。
5. 外筒部材が上記胴部の外側に被せられ，かつ固定されている，
   請求項１に記載の電子レンジ用紙カップ。
6. 上記外筒部材の下端に内側への返しが形成されている，
   請求項５に記載の電子レンジ用紙カップ。

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