JP7498309B2 - 食品容器用紙フタの製造方法及び食品容器用紙フタ - Google Patents

食品容器用紙フタの製造方法及び食品容器用紙フタ Download PDF

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Description

本発明は、食品容器用紙フタの製造方法及び食品容器用紙フタに関し、より詳細には、環境にやさしい紙材料を使用し、縁をカールして強度を上げることができ、食品容器に堅実に適用することができる「食品容器用紙フタの製造方法及び該方法で製造された食品容器用紙フタ」に関する。
一般に、食品容器は、カップラーメンのような食べ物（即席食品）を収容するものから、水又は持ち帰りコーヒーのような飲料を収容できるものまで様々な分野に適用されている。最近では、環境問題を解決するために、使い捨て食品容器を紙の素材で作って使用している。
また、使い捨て紙容器に用いられるフタも同様、環境問題を考慮して紙で作製している。大韓民国特許登録第１０－０５６８５６０号（発明の名称：互換性が改善された紙フタ）には、紙を材料にして容器フタを作製し、カップ容器との安定した結合状態の保持及び外観上のよさを全て満たすための紙フタ構造が開示されている。
大韓民国特許第１０－０５６８５６０号の「互換性が改善された紙フタ」は、図１に示すように、円形の平面状の本体部１０の周縁に沿って垂直方向に折り曲げ延長されて形成されたフランジ部２０と、該フランジ部２０に沿って一定の間隔で短冊状に折られているシワ溝２１と、前記フランジ部２０と本体１０とが会う内側コーナー部に沿って形成されている着脱溝１１とを含むフタ体構造となっている。したがって、カップ容器３０にフタ体を結合させる過程でカップ容器３０のカーリング部３１の直径が少しずつ異なっていてもその直径に応じてフランジ部２０のサイズが変わるので、向上した互換性を有するという長所がある。
しかしながら、上記のような「互換性が改善された紙フタ」構造では、フランジ部２０のサイズが可変することにより、カップ容器３０のカーリング部３１からフタ体が分離しやすくなり、内容物がこぼれることがある。特に、カップ容器３０のカーリング部３１の上端部のみがフタ体の着脱溝１１に収容されて密着した状態を保持するため、気密性を高めるには限界があり、互換性のために着脱溝１１が本体１０のフランジ部２０と会う内側コーナー部に沿って形成されているため、フタ体が外れやすくなることもあった。
本発明は、このような短所を解決するためのものであり、発明の目的は、食品容器を覆い得る紙フタを所定厚さの紙で製造するが、紙フタの縁の構造を改善させることにより、食品容器のカーリング部（補強縁）とより堅実に密着した状態を保持でき、強度を著しく高めることができる「食品容器用紙フタの製造方法及び食品容器用紙フタ」を提供することである。
前記のような目的を達成するための本発明に係る食品容器用紙フタの製造方法は、壁面の最上部に断面形状が円形となるように外側にカールされて補強縁が設けられた食品容器の上部を覆うための食品容器用紙フタの製造方法であって、上面及び下面が１０～３５ミクロンの厚さに合成樹脂コーティング処理された原紙から、紙フタを成形可能なサイズでフタ成形紙を切り取るが、紙フタの成形を容易にするために、前記フタ成形紙の縁に放射状にシワを形成するブランキング段階と、前記ブランキング段階で作られた前記フタ成形紙を１次成形装置に供給した後、１００℃～１４０℃の熱を加えながら圧着し、前記食品容器の開放された上部を離隔して覆う覆い板と、前記覆い板の縁に沿って下方に折り曲がって前記食品容器の補強縁の外周を取り囲むように結合されるスカート壁とを有する紙フタを成形するが、前記スカート壁が前記覆い板の縁とつながっており、下端が前記食品容器の上端と接する小径部と、前記小径部の下端において前記食品容器の補強縁上端と接触可能に丸まった形態の突段をなしながら拡径し、前記食品容器の上端部の外周を離隔して取り囲む大径部とを有するように折り曲げる１次成形段階と、前記１次成形段階で作られた紙フタを２次成形装置に移動させた後、１００℃～１４０℃の熱を加えながら、前記スカート壁の大径部を下端に向かうにつれて次第に外側に傾くように折り曲げて前記食品容器の上部との結合を案内するガイド部として形成し、且つ、前記ガイド部の上端を、前記突段の丸まった形態とつながりながら、半円形の丸まった断面形状を有するように内側方向にカールし、前記食品容器の補強縁を外周で密着するように取り囲むことが可能なカーリング密着部として成形する２次成形段階と、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る食品容器用紙フタの製造方法は、前記合成樹脂コーティングがポリエチレン（ＰＥ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ；ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ；Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、シリコンの少なくともいずれか一つからなることを特徴とする。
また、本発明に係る食品容器用紙フタの製造方法は、前記１次成形段階において前記覆い板の中央部位に、下方に凹入した覆い補強部を成形することを特徴とする。
また、本発明に係る食品容器用紙フタは、上記のような方法によって原紙からフタ成形紙を切り取り、このフタ成形紙で１次成形段階及び２次成形段階を経て製造されたことを特徴とする。
上記のような本発明に係る食品容器用紙フタの製造方法及びこのような方法で製造された食品容器用紙フタによれば；所定の厚さの紙を用いて、食品容器を覆い得る紙フタを構成することはもとより、紙フタの縁に成形されたスカート壁は、食品容器の上端と接する小径部が形成され、小径部の下端から延長された大径部が、縁に向かうにつれて外側に傾くように折り曲がって食品容器の上部との結合を案内するガイド部として形成され、小径部と大径部との境界部位を丸まった断面形状を有するように内側方向にカールし、食品容器の補強縁を外周で密着して取り囲み得る帯状のカーリング密着部が形成される。したがって、食品容器の上部に紙フタを覆うと、スカート壁の中途に設けられたカーリング密着部が食品容器の補強縁を外周で全体的に包み、食品容器の開放された上部を堅実に覆うことができる長所がある。また、スカート壁の縁に外側に傾くように成形されたガイド部により、紙フタを食品容器の上方から下方に容易に覆うことができる作用効果がある。
また、本発明に係る食品容器用紙フタの製造方法によれば；合成樹脂コーティングがポリエチレン（ＰＥ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ；ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ；Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、シリコンの少なくともいずれか一つからなっており、１次成形段階及び２次成形段階で１００℃～１３０℃の熱を加えながら紙フタが製造されるので、紙フタをより容易に且つ堅固に成形できる利点がある。
また、本発明に係る食品容器用紙フタの製造方法によれば、覆い板の中央部位に下方に凹入した覆い補強部を成形して曲げ強度が大きくなり、よって、紙フタの製品信頼性をより向上させることができる。
大韓民国特許第１０－０５６８５６０号に開示の交換性が改善された紙フタを示す図である。 本発明が適用された食品容器と本発明に係る食品容器の紙フタを示す斜視図である。 図２のIII－III線に沿う断面図である。 本発明に係る食品容器用紙フタの製造方法を順次に示す工程ブロック図である。 本発明に係る紙フタの製造方法においてブランキング段階を概略的に示す図である。 本発明に係る紙フタの製造方法において１次成形段階及びこの段階で成形された紙フタを概略的に示す図である。 本発明に係る紙フタの製造方法において２次成形段階及びこの段階で成形された紙フタを概略的に示す図である。 本発明に係る紙フタの製造方法において２次成形段階及びこの段階で成形された紙フタを概略的に示す図である。 本発明に係る紙フタの製造方法において２次成形段階及びこの段階で成形された紙フタを概略的に示す図である。 本発明に係る紙フタを食品容器の上部に覆う過程を順次に示す断面図である。 本発明に係る紙フタを食品容器の上部に覆う過程を順次に示す断面図である。
［符号の説明］
１００：食品容器 １１０：壁面 １１１：補強縁
１２０：底面 ２００：紙フタ ２１０：覆い板
２１１：覆い補強部 ２２０：スカート壁 ２２１：小径部
２２２：突段 ２２３：大径部 ２２４：ガイド部
２２５：カーリング密着部 ３００：原紙 ３１０：パルプ紙
３２０：合成樹脂コーティング ３３０：フタ成形紙 ３３１：シワ
４００：１次成形装置 ５００：２次成形装置 Ｓ１０：ブランキング段階
Ｓ２０：１次成形段階 Ｓ３０：２次成形段階
以下、本発明に係る好適な実施例を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
＜本発明に係る紙フタの構成の説明＞
まず、図２及び図３に示すように、本発明が適用される食品容器１００は、紙を材料とし、筒状の壁面１１０と底面１２０からなっており、壁面１１０の最上部には、断面形状が円形となるように外側にカールされた補強縁１１１が設けられている。食品容器１００の壁面１１０は、パルプ単層紙を丸く巻いて、上部は広く、下部に向かって次第に狭くして両端部を重ねって接着させた、先細りの管状となっており、上部には、外側に巻いて食品容器の強度を高めるための補強縁１１１が形成されている。
そして、前記のような食品容器１００に適用される本発明に係る紙フタ２００は、縁に放射状のシワを有するように、原紙から切り取ったフタ成形紙で成形して作製されるが、食品容器１００の開放された上部を離隔して覆う覆い板２１０と、覆い板２１０の縁に沿って折り曲がって、食品容器１００の補強縁１１１の外周を取り囲むように結合されるスカート壁２２０を備えている。紙フタ２００の覆い板２１０の中央部位には、下方に凹入した覆い補強部２１１が成形されている。そして、紙フタ２００のスカート壁２２０は、覆い板２１０の縁とつながっており、食品容器１００の上端と接する小径部２２１と、小径部２２１の先端において段差をなしつつ拡径して食品容器１００の最上端部の外周を離隔して取り囲むガイド部（２２４；大径部）と、小径部２２１の先端とガイド部２２４との境界部位を、丸まった断面形状を有するように内側方向にカールし、食品容器１００の補強縁１１１の外周を密着して取り囲むことができるカーリング密着部２２５によって定義される。
このような本発明に係る食品容器の紙フタ２００は、衛生的で且つ環境にやさしいパルプ単層原紙から、紙フタ２００の成形が可能なサイズでフタ成形紙を円盤状に切り取り、これらのフタ成形紙をフタ成形装置に連続して供給して作製する。
＜本発明に係る使い捨て容器用紙フタの製造方法の説明＞
次には、上記のように構成された本発明に係る紙フタの製造方法を、図４～図９を参照して説明する。
本発明に係る食品容器の紙フタの製造方法は、図４に示すように、原紙から、紙フタ２００を成形できるサイズでフタ成形紙を円盤状に切り取るブランキング段階（Ｓ１０）と；ブランキング段階（Ｓ１０）で作られたフタ成形紙を用いて、覆い板２１０及びスカート壁２２０を有する紙フタ２００を一次に成形する１次成形段階（Ｓ２０）と；１次成形段階（Ｓ２０）で作られた紙フタ２００のスカート壁２２０の中途に丸まった断面形状を有するようにカーリング密着部２２５を成形すると同時にガイド部２２４を形成する２次成形段階（Ｓ３０）とを含む。
図５を参照すると、ブランキング段階（Ｓ１０）は、原紙３００から、紙フタ２００を成形できるサイズでフタ成形紙３３０を円盤状に切り取る工程である。原紙３００は、水分の侵入を防止するために、上面及び下面が合成樹脂でコーティング３２０処理された単層パルプ紙３１０を適用している。このような原紙３００から、木型を用いて、紙フタ２００を成形できるサイズでフタ成形紙３３０を円盤状に切り取るが（「トムソン工程」という。）、この過程で、フタ成形を容易にするために、フタ成形紙３３０の縁に放射状にシワ３３１を形成することが好ましい。すなわち、フタ成形紙３３０の縁に放射状に圧力をかけてシワ３３１を成形すると、このシワ３３１の線に沿って変形されながら紙フタ２００の成形が容易になされる。本発明の実施例においてフタ成形紙３３０の原材料である原紙３００は、単層パルプ紙３１０を適用するが、上面及び下面が合成樹脂で１０～３５ミクロン（μｍ）程度の厚さでコーティング３２０処理されたものを適用することが好ましい。また、原紙３００に処理された合成樹脂コーティング３２０は、体内に吸収されず、健康上に危害のない、高分子物質の環境にやさしい合成樹脂素材を適用することが好ましく、ポリエチレン（ＰＥ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ；ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ；Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、シリコンなどから選ばれるものを使用することができる。このような合成樹脂コーティング３２０は、パルプ紙３１０への水分侵入を防止する他、紙フタ２００の成形にも役立つ。
そして、１次成形段階（Ｓ２０）は、図６に示すように、ブランキング段階（Ｓ１０）で作られたフタ成形紙３３０を１次成形装置４００に供給して熱を加えながら、食品容器１００の開放された上部を離隔して覆う覆い板２１０と、この覆い板２１０の縁に沿って下方に折り曲がって食品容器１００の補強縁１１１の外周を取り囲むように結合されるスカート壁２２０とを有する紙フタ２００を成形する工程である。覆い板２１０は、フタ成形紙３３０の中央部位に該当するものであり、その中央部位に下方に凹入した覆い補強部２１１が設けられている。覆い補強部２１１によって覆い板２１０の断面が変化して曲げ強度（ＦＬＥＸＵＲＡＬＳＴＲＥＮＧＴＨ、ＢＥＮＤＩＮＧ ＳＴＲＥＮＧＴＨ）が増大し、よって、より丈夫なフタ２００を作ることができる。また、１次成形段階（Ｓ２０）では、スカート壁２２０が、覆い板２１０の縁とつながるとともに、下端が食品容器１００の上端と接する小径部２２１と、この小径部２２１の下端（先端）において食品容器１００の補強縁１１１の上端と接し得るように丸まった突段２２２をなしながら拡径して食品容器１００の最上端部の外周を離隔して取り囲む大径部２２３を有するように、フタ成形紙３３０を折り曲げる。フタ成形紙３３０の縁には、前述したようにブランキング段階（Ｓ１０）で放射状へシワ３３１が形成されているので、１次成形段階（Ｓ２０）で小径部２２１及び大径部２２３によって定義されるスカート壁２２０の成形が容易になされる。
２次成形段階（Ｓ３０）は、図７～図９に示すように、１次成形段階（Ｓ２０）で作られた紙フタ２００を２次成形装置５００に移動させた後、熱を加えながら、スカート壁２２０の大径部２２３を、下端（先端）に向かうにつれて外側に傾くように折り曲げてガイド部２２４として形成し、且つ、ガイド部２２４の上端を突段２２２の丸まった形態とつながりながら、半円形の丸まった断面形状を有するように内側方向にカールし、食品容器１００の補強縁１１１の外周を密着して取り囲み得るカーリング密着部２２５として成形する工程である。ガイド部２２４は、食品容器１００の上部との結合を容易にするためのものであり、このようなガイド部２２４の形成と同時にカーリング密着部２２５を成形することが好ましい。
一方、本発明の実施例において、１次成形段階（Ｓ２０）と２次成形段階（Ｓ３０）において各成形装置（金型；４００，５００）がヒーターによって１００℃～１４０℃（実施例では１２０℃）に余熱されている状態であり、このような状態で合成樹脂コーティング３２０が焼成変形するように、フタ成形紙３３０と一次に作られた紙フタ２００を０．５～２秒の範囲以内（実施例では１秒）で熱を加えながら圧着することが好ましい。このような短時間加熱圧着工程により、フタ成形紙３３０の上面及び下面に処理された合成樹脂コーティング３２０が熱によって損傷されず、紙フタ２００の成形が完了すると合成樹脂コーティング３２０が再び固まり、成形状態（焼成変形された状態）のままで保持される。すなわち、紙フタ２００の成形が完了して合成樹脂コーティング３２０が冷めると、覆い板２１０及び小径部２２１と、ガイド部２２４及びカーリング密着部２２５などの成形状態がそのまま保持される。
さらにいうと、本発明に係る製造方法で作られた紙フタ２００は、図９に示すように、スカート壁２２０が、覆い板２１０を食品容器１００の開放部と離隔させるための小径部２２１と、小径部２２１の下端において食品容器１００の補強縁１１１の上端と接し得るように丸まった形態の突段２２２を形成しながら拡径し、先端に向かうにつれて外側に傾くように折り曲がって食品容器１００の上部との結合を案内するガイド部２２４と、ガイド部２２４の上端に、突段２２２とつながりながら、半円の丸まった断面形状を有するように内側方向にカールされ、食品容器１００の補強縁１１１の外周を密着して取り囲み得るカーリング密着部２２５とを備える。
これにより、図１０及び図１１に示すように、食品容器１００に紙フタ２００を上方から押して覆うと（図１０の矢印方向参照）、スカート壁２２０の中途に設けられたカーリング密着部２２５が食品容器１００の補強縁１１１を外周で全体的に密着するように包み、食品容器１００の開放された上部を堅実に覆うことができる。また、スカート壁２２０の縁に外側に傾くように成形されたガイド部２２４により、紙フタ２００を食品容器１００の上方から下方に容易に覆うことができ、このような構成により、自動化ラインにおいても紙フタ２００を適用し、食品容器１００を上方から下方に容易に押して覆うことができる。
そして、本発明に係る食品容器用紙フタ２００は、１次成形段階（Ｓ２０）及び２次成形段階（Ｓ３０）で１００℃～１３０℃の熱を加えながら紙フタ２００を製造するので、合成樹脂コーティング３２０の層が焼成変形し、より容易に且つ堅固に成形される。
また、本発明に係る食品容器用紙フタ２００は、覆い板２１０の中央部位に下方に凹入した覆い補強部２１１が成形されて曲げ強度が大きくなり、よって、紙フタ２００の製品信頼性をより向上させることができる。
本発明は、環境にやさしい素材である紙材料を使用し、縁をカールして強度を高め、食品容器に堅実に適用できる「食品容器用紙フタの製造方法及び食品容器用紙フタ」の分野に幅広く利用可能である。

Claims (4)

  1. 壁面の最上部に断面形状が円形となるように外側にカールされて補強縁が設けられた食品容器の上部を覆うための食品容器用紙フタの製造方法であって、
    上面及び下面が１０～３５ミクロンの厚さに合成樹脂コーティング処理された原紙から、紙フタの成形が可能なサイズでフタ成形紙を切り取る段階であって、紙フタの成形を容易にするために、前記フタ成形紙の縁に放射状にシワを形成するブランキング段階と、
    前記ブランキング段階で作られた前記フタ成形紙を１次成形装置に供給した後、１００℃～１４０℃の熱を加えながら加圧し、前記食品容器の開放された上部を離隔して覆う覆い板と、前記覆い板の縁に沿って下方に折り曲がって前記食品容器の補強縁の外周を取り囲むように結合されるスカート壁とを有する紙フタを成形する段階であって、前記スカート壁が、前記覆い板の縁とつながっており、下端が前記食品容器の上端と接する小径部と、前記小径部の下端において前記食品容器の補強縁の上端と接触可能となるように丸まった形態の突段をなしながら拡径し、前記食品容器の上端部の外周を離隔して取り囲む大経部とを有するように折り曲げる１次成形段階と、
    前記１次成形段階で作られた紙フタを２次成形装置に移動させた後、１００℃～１４０℃の熱を加えながら、前記スカート壁の大経部を下端に向かうにつれて外側に傾くように折り曲げ、前記食品容器の上部との結合を案内するガイド部として形成し、且つ、前記ガイド部の上端を、前記突段の丸まった形態とつながりながら、半円形の丸まった断面形状を有するように内側方向にカールし、前記食品容器の補強縁の外周を密着して取り囲むことが可能なカーリング密着部として成形する２次成形段階と、を含むことを特徴とする食品容器用紙フタの製造方法。
  2. 前記合成樹脂コーティングは、ポリエチレン（ＰＥ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ；ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ；Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、シリコンのうち少なくともいずれか一つからなることを特徴とする、請求項１に記載の食品容器用紙フタの製造方法。
  3. 前記１次成形段階では、
    前記覆い板の中央部位に、下方に凹入した覆い補強部を成形することを特徴とする、請求項１に記載の食品容器用紙フタの製造方法。
  4. 請求項１又は２に記載の製造方法で製造されたことを特徴とする食品容器用紙フタ。
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