JP6958017B2 - 紙カップ、および、その製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、紙を基材とし、断熱性を有する発泡紙カップであって、定量に注ぎ入れることができる喫水線を有する紙カップに関する。

お湯や冷水などを注ぎ入れる為に、紙カップの表裏に発泡樹脂層を設け、断熱性を向上させた発泡紙カップは、即席食品用などに使用される容器として、重宝である。
例えば、即席めんなどでは、高温の熱湯を注ぎ入れ、蓋をして、一定の時間、その温度を保持しておくことによって、めんが軟化して調理され、喫食が可能となる。
このような食品用の容器は、断熱性があることによって、外壁表面はそれほど高温にならず、手で持つことが可能となり、容器を持ち上げて喫食することも可能となる。
このような容器内部に規定の量だけ、お湯や冷水等を注ぎ入れるには、計量する為の喫水線があると便利である。

例えば、特許文献１では、所定量の水又はお湯を注ぎ加えるための凹凸形状又は段差を有する喫水線を内面に有する上部開口型のカップ状容器において、容器を水平に載置し、所定の水又はお湯を注ぎ加えた場合に容器内面に形成される基準水量線に対して、基準水量線を中央とし、その上下方向に等間隔をもって喫水線がジグザグを描く線状に形成されたカップ状容器を提案している。

この喫水線は、容器を製造する時の真空成形法などの成形金型に凹部や凸部、あるいは段差などを予め加工しておき、その形状が転写され、形成されるものである。
その為、カップのサイズ、形状が変わるだけでなく、喫水線の位置や形状が異なる場合にも、それぞれ個別の成形金型が必要になる。
この為、製造設備費が大きくなり、小ロットの製品では製品価格に影響するなどの問題があった。

特開２０１４−４３２４７号公報

そこで、金型によらず、かつ、見やすく、しっかりとした凹凸の線状で喫水線を形成できる紙カップを得ることが、本発明の課題である。

本発明の請求項１に係る紙カップは、
紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティング層を有し、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡樹脂層を有する積層シートから構成され、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップにおいて、
規定容量を表わす底部に平行な側壁の喫水線近傍で、前記目止め用コーティングを外した非コーティング線領域を有し、前記非コーティング線部分が凸状に隆起した喫水線を形成していることを特徴とする紙カップである。

本発明の紙カップは、単に基材の裏面に目止め用コーティング層を、喫水線近傍だけ外した非コーティング線領域を有した紙カップにする。このことによって、加熱時に、発泡樹脂がその非コーティング線領域だけ特に高い発泡を起こし、裏面の内側に凸状に隆起し
た喫水線を形成する。カップの成形金型ではなく、目止めコーティングの印刷だけの対応なので、喫水線の異なる内容物であっても、同じカップ成形金型で、製造が可能である。

本発明の請求項２に係る紙カップは、
紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティング層を有し、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡樹脂層を有する積層シートから構成され、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップにおいて、
規定容量を表わす底部に平行な側壁の喫水線近傍にのみ、前記目止め用コーティングを線状に塗工したコーティング線領域を有し、前記コーティング線部分が凹状に沈下した喫水線を形成していることを特徴とする紙カップである。

本発明の紙カップは、単に基材の裏面の喫水線近傍だけにコーティング線領域を有する紙カップにする。このことによって、加熱時に、発泡樹脂がそのコーティング線領域だけ低い発泡を起こし、裏面の内側に凹状に沈下した喫水線を形成する。

本発明の請求項３に係る紙カップの製造方法は、
紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティングを行ない、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡用樹脂をラミネートした積層シートを使用し、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップの製造において、
規定容量を示す底部に平行な側壁の喫水線近傍で、前記目止め用コーティングを外した非コーティング線領域を予め設け、紙カップ成形後、前記発泡用樹脂層を加熱発泡させ、喫水線を周囲よりも凸状とすることを特徴とする紙カップの製造方法である。

本発明の紙カップの製造方法は、目止め用コーティング領域と、目止めを外した非コーティング線領域と、を予め設け、そこに発泡用樹脂をラミネートし、かつ、カップ容器に成形後、加熱で発泡させて製造する。その時、非コーティング線領域部分では、周囲のコーティング領域よりも厚く発泡し、容器内面に凸状に隆起した喫水線を形成する。
この為、喫水線が見やすく、その違いが計量する線状に形成されているので、判別し易い。

本発明の請求項４に係る紙カップの製造方法は、
紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティングを行ない、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡用樹脂をラミネートした積層シートを使用し、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップの製造において、
規定容量を示す底部に平行な側壁の喫水線近傍のみ、前記目止め用コーティングしたコー
ティング線領域を予め設け、紙カップ成形後、前記発泡用樹脂層を加熱発泡させ、喫水線を周囲よりも凹状とすることを特徴とする紙カップの製造方法である。

本発明の紙カップの製造方法は、目止め用コーティング領域と、目止めを外した非コーティング線領域と、を予め設け、そこに発泡用樹脂をラミネートし、かつ、カップ容器に成形後、加熱で発泡させて製造する。その時、コーティング線領域部分では、周囲の非コーティング領域よりも発泡しにくく、容器内面に凹状に沈下した喫水線を形成する。
この為、喫水線が見やすく、その違いが計量する線状に形成されているので、判別し易い。

本発明の請求項５に係る紙カップの製造方法は、発泡用樹脂が、発泡剤を含有し、メルトマスフローレート１０ｇ／１０ｍｉｎ以上の流動性を有する低密度ポリエチレン樹脂からなることを特徴とする請求項３、又は４に記載する紙カップの製造方法である。

本発明の紙カップの製造方法は、発泡用樹脂が流動性の高い低分子量の低密度ポリエチレン樹脂を使用するので、ラミネートした時に、目止めしたコーティング領域に比べ、非
コーティング領域の発泡用樹脂層を厚く、コーティングし易い。
この為、非コーティング領域の発泡を上げて、凸状に隆起させる、あるいは、コーティング領域の発泡を下げて、凹状に沈下させることができる。

本発明の紙カップは、単に基材の裏面に目止めコーティング層を、喫水線近傍だけ外した非コーティング線領域を有した紙カップにする。あるいは、喫水線近傍だけ線状に目止めコーティングを行なう。このことによって、加熱時に、発泡樹脂がその非コーティング線領域だけ特に高い発泡を起こし、裏面の内側に凸状に隆起した喫水線を形成する。
あるいは、コーティング線領域だけ特に低い発泡となって、裏面の内側に凹状に沈下した喫水線を形成する。
カップの成形金型ではなく、目止めコーティングの印刷だけの対応なので、喫水線の異なる内容物であっても、同じカップ成形金型で、製造が可能である。

本発明の紙カップの第１実施形態例を示す縦断面図である。 本発明のカップケースの第１実施形態例を示すブランク（積層シート）の展開図である。 本発明のカップケースの第１実施形態例に用いられる積層シートの構成を示す断面図である。 本発明の紙カップの第２実施形態例を示す縦断面図である。

以下、本発明の紙カップにおける実施の形態例について、図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の紙カップ１の第１実施形態例を示す縦断面図である。
本発明の紙カップ１は、紙１０１を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティング層１０２を有し、その表裏に発泡樹脂層１０３，１０４を有する積層シート１０から構成されるブランク１１を成形して作られている。
紙カップ１は、底部２と、錐台の側壁形状を有する側壁３と、が糸尻部４で融着して組み立てられている。
側壁３上方の開口部は、巻き締めてドーナツ形状に成形した剛性リング３２が作られ、側壁上端に形成される開口部の剛性を向上させた形状にしている。例えば、高温のお湯を注いだ状態で、容器全体が軟化しても、剛性リング３２が加工されていれば、紙カップを剛性リング３２近傍でつかんで持ち上げることができる。
剛性リング３２には、剥離可能な融着蓋５を融着している。この剛性リング３２は、必ずしも加工していなくてもかまわない。
側壁３には、底部２に平行な喫水線３１が、内側に設けられている。
喫水線３１は、内側に凸状に隆起しており、上方の開口部１３３から見え易くなっている。

図２は、紙カップを製造する時のブランク１１を示す展開図である。
円形の底部用ブランク２０と扇状の側壁用ブランク３０とから構成されている。
底部用ブランク２０は、外周囲の周縁折り曲げ部２１１で折り曲げられ、側壁用ブランク３０と融着して糸尻部を形成するために垂直に加工される。
側壁用ブランク３０は、内側面端部１３０で外側面端部１３１と融着して、円錐台の傾斜した側面形状を形成する。
開口部１３３においては、開口部上端周縁１３３０で巻き加工され、剛性リングが形成される。
底折り曲げ部１３２では、１８０度折り曲げられ、折り曲げた間に底部の周縁折り曲げ部２１１が差し込まれ、端部を包み込むような状態で融着される。
側壁用ブランク３０の開口部寄りに、喫水線３１が加工されているが、加熱前には凹凸も無く、平滑になっている。
この図２では、円錐台の側壁形状にする側壁３になっているが、４角錐台や５角錐台、６角錐台などであってもかまわない。また、角錐台の場合、剛性リングの代わりに、水平方向に曲げた形状などのフランジ形状とすることもできる。

図３は、発泡カップを構成している積層シートの喫水線近傍における断面図である。
図３−１は、加熱発泡前の状態を示す断面で、紙基材１０１の外側に発泡用樹脂層１０３、紙基材１０１の内側に目止め用コーティング層１０２があって、部分的に目止め用コーティング層１０２がない非コーティング線領域１０２１が形成され、さらに、内側に発泡用樹脂層１０４が積層している。

図３−２は、成形した紙カップを加熱し、加熱発泡後の状態を示す断面である。
紙基材１０１の外側に発泡した発泡樹脂層１０３０が形成されている。
紙基材１０１の内側には、目止め用コーティング層１０２があって、部分的に目止め用コーティング層１０２がない非コーティング線領域１０２１近傍の内側の発泡樹脂層１０４０が紙に含まれる水分が蒸気となって内側に膨らみ、水蒸気泡１０２２になって内側に凸状に隆起している。

図４は、本発明の紙カップ１の第２実施形態例を示す縦断面図である。
第２実施形態例では、喫水線３１１が凹状に沈下した喫水線３１１となった例である。
喫水線近傍にのみ、前記目止め用コーティングを線状に塗工したコーティング線領域１０２１を有している為、喫水線３１１部分だけ発泡が抑えられ、凹状となっている。
凹状になっていても、開口部側から位置が見やすい。

本発明の発泡カップに用いられる目止め用コーティング剤は、ポリエチレンイミンのような押出しラミネート用アンカーコート剤を使用できる。

本発明の発泡カップに用いられる発泡用樹脂は、メルトマスフローレート１０ｇ／１０ｍｉｎ以上の流動性を有する低密度ポリエチレン樹脂を使用する。
メルトマスフローレート１０ｇ／１０ｍｉｎ未満であると、目止め用コーティングを外した非コーティング線領域に樹脂が平滑に積層されず、発泡した時に凸状に隆起するはずのところが、なだらかに凸状になって、開口部側から見て、喫水線の位置が見にくい問題が発生しやすい。
そこで、メルトマスフローレート１０ｇ／１０ｍｉｎ以上、できれば、メルトマスフローレート２０〜５０ｇ／１０ｍｉｎの流動性を有する低密度ポリエチレン樹脂を使用することが好ましい。
低密度ポリエチレンをエクストルーダーラミネーション機で積層する時に、バックアップロールが表面を平滑にする。バックアップロールは表面がシリコンゴムで内部を冷却水が流れているクーリングロールで、流動性の高い低密度ポリエチレンであれば、表面を高い精度で平面にする。この為、目止めのコーティング領域と非コーティング領域は、一旦同じ厚みに加工される。その後、加熱発泡させると、目止め非コーティング領域が、目止めコーティング領域に比べ、凸状に突出した表面になる。

本発明の発泡カップに用いられる発泡用樹脂の低密度ポリエチレン樹脂は、高圧法で製造される低密度ポリエチレンであっても、低圧法で製造される直鎖状低密度ポリエチレンであってもかまわない。
発泡剤は、積層シートの製造時に発泡させず、カップ形状に成形した後に発泡させる為、フィルムを貼り合せる温度よりも高い温度で発泡させる熱分解形発泡剤が好ましい。
たとえば、ジニトロソペンタメチレンテトラミンや、アゾジカルボンアミド、ｐ，ｐ‘−
オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、などの有機系化学発泡剤が使用できる。この他、炭酸水素ナトリウムなどの無機系化学発泡剤なども使用できる。

基材の紙は、坪量２００〜５００ｇ／ｍ^２、密度０．６〜１．１ｇ／ｃｍ^３の範囲の紙を使用する。紙基材の含水量は、成形後加熱発泡させる直前に、７％以上になるよう、水分調整を行なっておくことが必要になる。この為、６５〜９０％ＲＨなどの恒湿度室に４８時間以上保管して、水分調整しておくことが好ましい。

本発明の発泡カップは、以上のようなもので、喫水線が凸状に隆起させたり、凹状に沈下させた線に加工できるので、カップの開口部側から見た時、見やすい線になる。
特に、透明な水などを入れた場合、表面張力によって周縁が変形し、境界が見えにくい場合があるが、凸状や凹状になっていることで、より確実に見やすい線にすることができる。
また、この発泡カップは、カップ成形後、単に加熱工程を入れるだけなので、カップ成形機は通常の汎用機が使用できるので、ほとんど大きな設備投資をせずに対応できるなど、本発明のメリットは大きい。

１・・・・・・・・・・・・発泡カップ
１０・・・・・・・・・・・積層シート
１０１・・・・・・・・・・紙（基材）
１０２・・・・・・・・・・目止め用コーティング層
１０２１・・・・・・・・・非コーティング線領域
１０２２・・・・・・・・・水蒸気泡
１０３、１０４・・・・・・発泡樹脂層
１０３０、１０４０・・・・発泡樹脂層（発泡後）
１１・・・・・・・・・・・ブランク
１３０・・・・・・・・・・内側面端部
１３１・・・・・・・・・・外側面端部
１３２・・・・・・・・・・底折り曲げ部
１３３・・・・・・・・・・開口部
１３３０・・・・・・・・・開口部上端周縁
２・・・・・・・・・・・・底部
２０・・・・・・・・・・・底用ブランク
２１１・・・・・・・・・・周縁折り曲げ部
３・・・・・・・・・・・・側壁
３０・・・・・・・・・・・側壁用ブランク
３１，３１１・・・・・・・喫水線
３２・・・・・・・・・・・剛性リング
４・・・・・・・・・・・・糸尻部
５・・・・・・・・・・・・融着蓋

Claims (5)

1. 紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティング層を有し、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡樹脂層を有する積層シートから構成され、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップにおいて、
   規定容量を表わす底部に平行な側壁の喫水線近傍で、前記目止め用コーティングを外した非コーティング線領域を有し、前記非コーティング線部分が凸状に隆起した喫水線を形成していることを特徴とする紙カップ。
2. 紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティング層を有し、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡樹脂層を有する積層シートから構成され、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップにおいて、
   規定容量を表わす底部に平行な側壁の喫水線近傍にのみ、前記目止め用コーティングを線状に塗工したコーティング線領域を有し、前記コーティング線部分が凹状に沈下した喫水線を形成していることを特徴とする紙カップ。
3. 紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティングを行ない、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡用樹脂をラミネートした積層シートを使用し、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップの製造において、
   規定容量を示す底部に平行な側壁の喫水線近傍で、前記目止め用コーティングを外した非コーティング線領域を予め設け、紙カップ成形後、前記発泡用樹脂層を加熱発泡させ、喫水線を周囲よりも凸状とすることを特徴とする紙カップの製造方法。
4. 紙を基材とし、基材の裏面に目止め用コーティングを行ない、基材と目止め用コーティング層とが積層されたものの表裏に発泡用樹脂をラミネートした積層シートを使用し、少なくとも底部と側壁とからなる紙カップの製造において、
   規定容量を示す底部に平行な側壁の喫水線近傍のみ、前記目止め用コーティングしたコーティング線領域を予め設け、紙カップ成形後、前記発泡用樹脂層を加熱発泡させ、喫水線を周囲よりも凹状とすることを特徴とする紙カップの製造方法。
5. 発泡用樹脂が、発泡剤を含有し、メルトマスフローレート１０ｇ／１０ｍｉｎ以上の流動性を有する低密度ポリエチレン樹脂からなることを特徴とする請求項３に記載する紙カップの製造方法。

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