JPWO2020049769A1 - 紙蓋 - Google Patents

Abstract

【課題】容器から外れにくくすることが可能な、内嵌合部及び外嵌合部のそれぞれを備えた紙蓋を提供すること。【解決手段】紙を主体とする紙蓋１であって、紙蓋１は、第１方向Ｘ１に延びる天板部１１と、第２方向Ｚ２に延び、天板部１１と連続した内嵌合部１２と、第３方向Ｘ３に延び、内嵌合部１２と連続した頂部１３と、第４方向Ｚ４に延び、内嵌合部１２と離れて相対し、頂部１３と連続した外嵌合部１４と、第５方向Ｘ５に延び、外嵌合部１４と連続し、紙蓋１の末端１０ａを含むフランジ部１５と、を含む。【選択図】図２

Description

この発明は、紙蓋に関する。

紙コップ等の紙容器の蓋として、プラスチック等の樹脂蓋が用いられている。しかし、樹脂蓋は、廃棄する際、紙コップや紙容器と分別する必要があり、消費者の手間となる。

特許文献１には、天板と、天板の周側部に設けられた、外壁と上壁と内壁とからなる下方に開いた台形状の溝部と、を有した紙蓋が記載されている。

特許第３４３２３１６号明細書

特許文献１では、台形状の溝部に容器の周縁部を嵌合させる。

しかし、台形状の溝部に容器の周縁部を嵌合させる紙蓋では、外壁が、外に開きやすい。内壁は、例えば内嵌合部に相当し、外壁は、例えば外嵌合部に相当する。このため、内嵌合部及び外嵌合部のそれぞれを備えた紙蓋は、容器から外れやすい、という事情がある。

この発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、その目的は、容器から外れにくくすることが可能な、内嵌合部及び外嵌合部のそれぞれを備えた紙蓋を提供することにある。

第１発明に係る紙蓋は、紙を主体とする紙蓋であって、前記紙蓋は、第１方向に延びる天板部と、前記天板部の周方向に沿って設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に延び、前記天板部と連続した内嵌合部と、前記内嵌合部の周方向に沿って設けられ、前記第２方向と交差する第３方向に延び、前記内嵌合部と連続した頂部と、前記頂部の周方向に沿って設けられ、前記第３方向と交差する第４方向に延び、前記内嵌合部と離れて相対し、前記頂部と連続した外嵌合部と、前記外嵌合部の周方向に沿って設けられ、前記第４方向と交差する第５方向に延び、前記外嵌合部と連続し、前記紙蓋の末端を含むフランジ部と、を含むことを特徴とする。

第２発明に係る紙蓋は、第１発明において、前記外嵌合部は、少なくとも前記外嵌合部の一部が前記内嵌合部側に向かって傾斜している傾斜部を有することを特徴とする。

第３発明に係る紙蓋は、第１発明又は第２発明において、前記内嵌合部の内面側は、前記天板部から少なくとも３ｍｍの範囲において、しわがないことを特徴とする。

第４発明に係る紙蓋は、第１発明〜第３発明のいずれか１つにおいて、前記頂部は、しわを有することを特徴とする。

第５発明に係る紙蓋は、第１発明〜第４発明のいずれか１つにおいて、前記フランジ部の先端は、しわを有することを特徴とする。

第６発明に係る紙蓋は、第１発明〜第５発明のいずれか１つにおいて、前記天板部の天面から前記頂部の頂点までの高さＨの、前記外嵌合部の外径Ｄに対する割合Ｐ（Ｐ＝（Ｈ／Ｄ）×１００％）は、少なくとも６％あることを特徴とする。

第７発明に係る紙蓋は、第１発明〜第６発明のいずれか１つにおいて、前記第１方向と直交する第６方向において、前記天板部の位置は、前記頂部の位置と前記フランジ部の位置との間にあることを特徴とする。

第１発明に係る紙蓋によれば、紙蓋がフランジ部を含むので、外嵌合部が外側に開きにくくなり、紙蓋を、容器から外れにくくすることができる。

第２発明に係る紙蓋によれば、少なくとも外嵌合部の一部が、内嵌合部側に向かって傾斜している傾斜部を有するので、傾斜部がない紙蓋と比較して、紙蓋を紙容器へ、さらに強固に嵌合させることができる。

第３発明に係る紙蓋によれば、内嵌合部の内面側には、天板部から少なくとも３ｍｍの範囲において、しわがないので、紙蓋と容器とを隙間なく嵌合させることができ、内容物の漏れを抑制できる。

第４発明に係る紙蓋によれば、頂部にしわがあるので、外嵌合部を成型する際に、ブランクを第４方向へ引っ張っても、頂部でブランクが破れることなく、紙蓋を成型することができる。

第５発明に係る紙蓋によれば、フランジ部の先端にしわがあるので、紙蓋の端面で手や指が切れてしまうことを抑制できる。

第６発明に係る紙蓋によれば、高さＨの、外径Ｄに対する割合Ｐ（Ｐ＝（Ｈ／Ｄ）×１００％）が、少なくとも６％あれば、内嵌合部の天面側が容器の内面と当接するので、容器が倒れても内容物の漏れを抑制できる。

第７発明に係る紙蓋によれば、第６方向において、天板部の位置は、頂部の位置とフランジ部の位置との間にあるので、紙蓋を、例えばテーブルの上に置いたとしても、天板部の容器面が、テーブル面と接触しない。このような紙蓋は、衛生的である。

図１（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩＢ−ＩＢ線に沿う模式断面図である。 図２は、図１（ａ）中の破線枠II内を拡大して示す模式断面図である。 図３（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す模式斜視図の一部を切り欠いて示す模式斜視図である。 図４（ａ）は、フランジ部の末端を示す図面代用写真である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す図面代用写真の撮影方向を示す模式断面図である。 図５（ａ）は、フランジ部の外面を示す図面代用写真である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す図面代用写真の撮影方向を示す模式断面図である。 図６（ａ）は、参考例に係る紙蓋を示す模式断面図である。図６（ｂ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式断面図である。 図７は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造に使用可能な加工機の一例を示す模式断面図である。 図８は、この発明の一実施形態に係る紙蓋を製造する製造方法の一例を示す模式断面図である。 図９（ａ）〜図９（ｄ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋を製造する製造方法の一例を示す模式断面図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋を製造する製造方法の一例を示す模式断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、載置面及び抑え面のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。 図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、ドローダイ、ブランクホルダー、環状状突起部、及びプランジャーのそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。 図１３は、ドローダイ、ブランクホルダー、環状突起部、及び縮径部のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。 図１４は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式断面図である。 図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、一実施形態に係る紙蓋の一例を、製造工程順に示す模式断面図である。 図１６（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式断面図である。図１６（ｂ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例に嵌合可能な紙容器を示す模式断面図である。 図１７は、テーパー角と割合との関係を示す図である。

以下、この発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

（紙蓋）
図１（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＩＢ−ＩＢ線に沿う模式断面図である。図２は、図１（ａ）中の破線枠II内を拡大して示す模式断面図である。

図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図２に示すように、紙蓋１は、紙を主体とするブランク１０から成り、天板部１１と、内嵌合部１２と、頂部１３と、外嵌合部１４と、フランジ部１５と、を含む。紙蓋１の平面視した形状は、例えば円形である。

天板部１１は、第１方向Ｘ１に延びる。天板部１１は、天面１１ａと、容器面１１ｂと、を有する。容器面１１ｂは、天面１１ａの裏面にある。容器面１１ｂは、紙蓋１が、紙容器２に嵌合されたとき、紙容器２の容器部と面する。

内嵌合部１２は、紙蓋１の周縁部ＯＥＰに、天板部１１の周方向に沿って設けられている。内嵌合部１２は、第１方向Ｘ１と交差する第２方向Ｚ２に延び、天板部１１と連続している。

頂部１３は、周縁部ＯＥＰに、内嵌合部１２の周方向に沿って設けられている。頂部１３は、第２方向Ｚ２と交差する第３方向Ｘ３に延び、内嵌合部１２と連続している。実施形態では、頂部１３は、その断面において第２方向Ｚ２に向かって凸となる曲面を含む。

外嵌合部１４は、周縁部ＯＥＰに、頂部１３の周方向に沿って設けられている。外嵌合部１４は、第３方向Ｘ３と交差する第４方向Ｚ４に延び、頂部１３と連続している。外嵌合部１４は、内嵌合部１２と離れて相対する。頂部１３の下で、内嵌合部１２と外嵌合部１４との間には、内嵌合部１２及び外嵌合部１４のそれぞれを囲壁とし、頂部１３を底とした環状凹部１６が設けられる。容器、例えば紙容器２は、環状凹部１６に嵌合される。紙容器２は、例えば、紙コップである。内嵌合部１２は、紙容器２の容器部内周面２１と嵌合し、外嵌合部１４は、紙容器２のカール部２２の外周面と嵌合する。

フランジ部１５は、周縁部ＯＥＰに、外嵌合部１４の周方向に沿って設けられている。フランジ部１５は、第４方向Ｚ４と交差する第５方向Ｘ５に延び、外嵌合部１４と連続している。フランジ部１５は、紙蓋１の末端１０ａを含む。

紙蓋１は、紙蓋１の断面において、内嵌合部１２において第２方向Ｚ２に曲がり、頂部１３において第３方向Ｘ３に曲がり、外嵌合部１４において第４方向Ｚ４に曲がり、フランジ部１５において第５方向Ｘ５に曲がる。つまり、内嵌合部１２、頂部１３、外嵌合部１４、及びフランジ部１５のそれぞれは、１枚のブランク１０から得られている。

このような形状の紙蓋１において、天板部１１と内嵌合部１２との境界、内嵌合部１２と頂部１３との境界、頂部１３と外嵌合部１４との境界、外嵌合部１４とフランジ部１５との境界をそれぞれ定めるとするならば、例えば、ブランク１０の変曲点、又は変曲点近傍を、それぞれの境界とするとよいだろう。

例えば、ブランク１０を絞り成型して、天板部１１、内嵌合部１２、頂部１３、外嵌合部１４、及びフランジ部１５を、ブランク１０に形成したとする。この場合、図２に示すように、例えば、天板部１１と内嵌合部１２との境界は、ブランク１０を第１方向Ｘ１から第２方向Ｚ２へ曲げた（絞った）ときに生じた変曲点Ｐ１とできる。これにより、天板部１１は反対側にある変曲点Ｐ１（図２では図示せず）から図２に図示された変曲点Ｐ１までと定められる。

同様に、内嵌合部１２と頂部１３との境界は、ブランク１０を第２方向Ｚ２から第３方向Ｘ３へ曲げた（絞った）ときに生じた変曲点Ｐ２とできる。これにより、内嵌合部１２は、変曲点Ｐ１から変曲点Ｐ２までと定められる。

同様に、頂部１３と外嵌合部１４との境界は、ブランク１０を第３方向Ｘ３から第４方向Ｚ４へ曲げた（絞った）ときに生じた変曲点Ｐ３とできる。これにより、頂部１３は、変曲点Ｐ２から変曲点Ｐ３までと定められる。

同様に、外嵌合部１４とフランジ部１５との境界は、ブランク１０を第４方向Ｚ４から第５方向Ｘ５に曲げた（絞った）ときに生じた変曲点Ｐ４とできる。これにより、外嵌合部１４は、変曲点Ｐ３から変曲点Ｐ４までと定められる。フランジ部１５は、変曲点Ｐ４から末端１０ａまでと定められる。

図３（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す模式斜視図の一部を切り欠いて示す模式斜視図である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、紙蓋１の内嵌合部１２の内面は、天板部１１（詳細には、内嵌合部１２と天板部１１との境界（変曲点Ｐ１））から第２方向Ｚ２に向かって少なくとも３ｍｍ以内の範囲においては、しわ１７がなく、３ｍｍを超えるとしわ１７がある。これにより、紙容器２の容器部内周面２１と接する内嵌合部１２の内面からは、しわ１７がなくなる。このため、紙蓋１を紙容器２に嵌合させたとき、内容物の漏れの原因となる隙間が、紙容器２の容器部内周面２１と、内嵌合部１２の内面との間に発生しなくなる。したがって、内容物の漏れを抑制できる。他方、内嵌合部１２の外面には、しわ１７が存在している。

また、頂部１３には、内面及び外面ともに、細かいしわ１７が多数存在している。これにより、外嵌合部１４を成型する際に、ブランク１０を第４方向Ｚ４（第２方向Ｚ２と反対の方向）へ引っ張っても、頂部１３の外面のしわ１７が伸び代となり、頂部１３でブランク１０が破れることなく、紙蓋１を成型することが可能になる。

また、外嵌合部１４には、内面及び外面ともに、細かいしわ１７が多数存在している。

また、フランジ部１５には、内面及び外面ともに、細かいしわ１７が多数存在している。

図４（ａ）は、フランジ部１５の末端を示す図面代用写真である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す図面代用写真の撮影方向を示す模式断面図である。図５（ａ）は、フランジ部１５の外面を示す図面代用写真である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す図面代用写真の撮影方向を示す模式断面図である。

図４（ａ）には、図４（ｂ）に示す撮影方向ＳＤから撮影したフランジ部１５の末端１０ａの様子が示されている。フランジ部１５では、外面側と内面側とで異なる位置にしわ１７が入っている。つまり、外面側の隣り合う２つのしわ１７の間において、内面側にしわ１７が１つ入っており、内面側に隣り合う２つのしわ１７の間において、外面側にしわ１７が１つ入っている。

また、図５（ａ）には、図５（ｂ）に示す撮影方向ＳＤから撮影したフランジ部１５の外面の様子が示されている。紙蓋１の末端１０ａは、径方向に凸凹した形状となっており、紙蓋１の末端１０ａの角部１０ｅも凸凹した形状となっている。これにより、末端１０ａをなぞっても、手や指を切ることがなく、安全な紙蓋１を提供することができる。

図６（ａ）は、参考例に係る紙蓋を示す模式断面図である。図６（ｂ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式断面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す断面は、例えば、図２に示した断面に相当する。

図６（ａ）に示すように、参考例に係る紙蓋１ａでは、外嵌合部１４が、紙蓋１ａの末端１０ａを含む。即ち、紙蓋１ａにはフランジ部１５がない。末端１０ａは自由端である。このため、外嵌合部１４には残存応力により元の形状に戻ろうとする力が働くので、外に開きやすい。したがって、紙蓋１ａは、紙容器２から外れやすくなる。

図６（ｂ）に示すように、一実施形態に係る紙蓋１では、フランジ部１５があり、フランジ部１５が末端１０ａを含む。末端１０ａは、参考例と同様に自由端である。しかし、紙蓋１では、外嵌合部１４からフランジ部１５にかけて、円周方向全てに肩部１８が存在する。肩部１８は、例えば絞られており、縮んでいる。縮んだ肩部１８には、そのままの形状で留まる力が働くので、外嵌合部１４が元の形状へ戻ろうとする力に対する抑制力となる。また、紙蓋１のフランジ部１５にはしわ抑えの効果により、圧縮されてさらに潰されたしわ１７が入っている。このしわ１７により、フランジ部１５には、そのままの形状で留まる力が働く。さらに、フランジ部１５は、円周方向全てに設けられているので、円周全てを固定する力となり、外嵌合部１４が戻ろうとする力に対する抑制力として働く。したがって、紙蓋１は、外に開きにくく、紙蓋１ａに比較して、紙容器２から外れにくくなる。

また、紙容器２が環状凹部１６に嵌合され、外嵌合部１４が、一旦外に開いても、絞られた肩部１８は、成型後の形に復帰しようとする性質が、紙蓋１ａの末端１０ａよりも強い。このため、紙蓋１は、紙蓋１ａと比較して、紙容器２との着脱を繰り返しても嵌合力が落ちにくい。

紙蓋１によれば、内嵌合部１２及び外嵌合部１４のそれぞれを備えているので、内嵌合部１２のみ、又は外嵌合部１４のみを備えた紙蓋と比較して、紙容器２と、より強固に嵌合させることが可能である。そして、紙蓋１は、フランジ部１５が備えられているので、フランジ部１５がない紙蓋と比較して、紙容器２から外れにくくなる。

次に、紙蓋の製造方法の一例を説明する。
（紙蓋の製造方法）
＜加工機の一例＞
図７は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の製造に使用可能な加工機の一例を示す模式断面図である。

加工機１００は、ドローダイ１１０と、ブランクホルダー１２０と、ドローパンチ１３０と、プランジャー１４０と、を備えている。

ドローダイ１１０は、プランジャーガイドホール１１１と、載置面１１２とを有する。プランジャーガイドホール１１１は、例えば、円形のホールである。載置面１１２は、プランジャーガイドホール１１１の外側に設けられている。載置面１１２は、ブランクホルダー１２０と向き合う。載置面１１２は、ブランク１０を載置することが可能な面である。

ブランクホルダー１２０は、パンチガイドホール１２１と、押さえ面１２２とを有する。パンチガイドホール１２１は、円形のホールである。押さえ面１２２は、パンチガイドホール１２１の外側に設けられている。押さえ面１２２は、載置面１１２と向き合う。ブランクホルダー１２０は、載置面１１２上に載置されたブランク１０を押さえる。

ドローパンチ１３０は、パンチガイドホール１２１内を、上昇方向ＺＵ及び下降方向ＺＤのそれぞれの方向に移動可能である。上昇方向ＺＵ及び下降方向ＺＤのそれぞれは、載置面１１２と交差、例えば、直交する。下降方向ＺＤは、上昇方向ＺＵと反対向きである。ドローパンチ１３０の先端部分には、環状突起部１３１が設けられている。環状突起部１３１は、例えば、ドローパンチ１３０のパンチ面１３２から、囲壁状に突き出ている。これにより、ドローパンチ１３０の先端部分には、環状突起部１３１で囲まれ、パンチ面１３２を底とした窪み１３３が得られる。環状突起部１３１は、プランジャーガイドホール１１１の内周面と、クリアランスを設けて嵌合可能である。環状突起部１３１の先端は、曲面となっている。

プランジャー１４０は、プランジャーガイドホール１１１内を、上昇方向ＺＵ及び下降方向ＺＤのそれぞれの方向に移動可能である。プランジャー１４０の先端部分には、縮径部１４１が設けられている。縮径部１４１の直径Ｄ１は、プランジャー１４０の基径部１４２の直径Ｄ２よりも小さい。縮径部１４１は、環状突起部１３１と、クリアランスを設けて嵌合可能である。

加工機１００は、例えばプレス機である。例えば、図７に示されるような加工機１００を使用することで、ブランク１０から、内嵌合部１２及び外嵌合部１４のそれぞれを備えた紙蓋１を、製造することができる。

図８、図９（ａ）〜図９（ｄ）、及び図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋を製造する製造方法の一例を示す模式断面図である。図８、図９（ａ）〜図９（ｄ）、及び図１０（ａ）〜図１０（ｄ）のそれぞれには、ブランク１０の模式断面と加工機１００の模式断面とが示されている。

図８に示すように、ブランク１０を、ドローダイ１１０の載置面１１２上に載置する。なお、この説明では、載置面１１２の位置を基準位置ＲＰとする。

次に、図９（ａ）に示すように、ブランクホルダー１２０を、下降方向ＺＤに移動させ、ブランク１０の周縁領域１０ｂを、ブランクホルダー１２０の押さえ面１２２で押さえる。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、ブランク１０、ドローダイ、及びブランクホルダーのそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図１１（ａ）は、ブランク１０が載置面１１２上に載置された状態を示し、図１１（ｂ）は、周縁領域１０ｂが押さえ面１２２で押さえられた状態を示す。

図１１（ｂ）に示すように、ブランク１０を押さえ面で押さえた際、載置面１１２と押さえ面１２２との間には、第１クリアランス１５１が設けられる。第１クリアランス１５１の幅Ｗ１は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０（図１１（ａ））よりも、小さく設定される。これにより、ブランク１０はつぶれ、ブランク１０に“しわ抑え”を実施することが可能となる。なお、ブランクホルダー１２０には、“しわ抑え”のための荷重が与えられてもよく、第１クリアランスの幅Ｗ１は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０と同等、又は紙厚Ｔ１０より大きくてもよい。

次に、図９（ｂ）に示すように、ドローパンチ１３０を、ブランク１０へ向かう下降方向ＺＤに移動させる。これにより、ドローパンチ１３０は、例えば、環状突起部１３１の先端が、ほぼ基準位置ＲＰに達するように下降される。これにより、環状突起部１３１の先端は、ブランク１０の表面と接する、又は近接される。なお、図９（ｂ）に示す状態では、ブランク１０の中央領域１０ｃは、ドローパンチ１３０と、プランジャー１４０との間に位置する。

次に、図９（ｃ）に示すように、プランジャー１４０を、ブランク１０へ向かう上昇方向ＺＵに移動させる。これにより、プランジャー１４０は、縮径部１４１の先端が、基準位置ＲＰを超えるように上昇される。縮径部１４１が、例えば、基準位置ＲＰを超えてくると、縮径部１４１は、窪み１３３の中へ進出する。これにより、ブランク１０の中央領域１０ｃは、窪み１３３の中に、縮径部１４１によって押し込まれる。押し込み量は、本実施形態では、約１０ｍｍである。なお、押し込み量は、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。

このようにして、周縁領域１０ｂを押さえ面１２２で押さえながら、中央領域１０ｃを窪み１３３の中に押し込む。これにより、周縁領域１０ｂを“しわ抑え”しつつ、内嵌合部１２を、中央領域１０ｃに“絞り成型”を用いて形成できる。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、ドローダイ１１０、ブランクホルダー１２０、環状突起部１３１、及びプランジャー１４０のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図１２（ａ）は、押し込み前の状態を示し、図１２（ｂ）は、押し込み中の状態を示す。

図１２（ｂ）に示すように、縮径部１４１と環状突起部１３１との間には、第２クリアランス１５２が設けられる。第２クリアランス１５２の幅Ｗ２は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０（図１１（ａ））と同等、もしくは紙厚Ｔ１０よりも、小さく設定される（Ｗ２≦Ｔ１０）。これにより、周縁領域１０ｂを“しわ抑え”しつつ、内嵌合部１２を、中央領域１０ｃに“しごき成型”を用いて形成できる。

なお、本明細書において、“絞り成型”とは、金型（ドローダイ１１０、ブランクホルダー１２０、ドローパンチ１３０、及びプランジャー１４０）間のクリアランスが、ブランク１０の紙厚Ｔ１０と同等、もしくは紙厚Ｔ１０より大きく設定され、そのようなクリアランスに、ブランク１０が通されて成型されること、と定義する。また、“しごき成型”とは、金型間のクリアランスが、どこか１箇所でも、上記紙厚Ｔ１０よりも小さく設定され、そのようなクリアランスに、ブランク１０が通されて成型されること、と定義する。

内嵌合部１２を、“絞り成型”、又は“しごき成型”を用いて形成する際には、プランジャー１４０に、第１成型荷重Ｆ１が与えられる。第１成型荷重Ｆ１の付与方向は、上昇方向ＺＵである。第１成型荷重Ｆ１の値の１つの例は、例えば、約３ｋＮである。第１成型荷重Ｆ１の大きさも、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。第１成型荷重Ｆ１は、荷重機（図示せず）からプランジャーに与えられる。荷重機の例としては、弾性体を介して荷重を対象物に与える荷重機を挙げることができる。そのような荷重機の例としては、エアーシリンダーを挙げることができる。エアーシリンダーは、弾性体としてエアーを含む。なお、荷重機は、プランジャー１４０を、上昇方向ＺＵや、下降方向ＺＤに移動させる移動機構としても使用される。

次に、図９（ｄ）に示すように、ドローパンチ１３０を、ブランク１０へ向かう下降方向ＺＤに移動させる。下降方向ＺＤは、上昇方向ＺＵと反対向きである。これにより、ドローパンチ１３０は、環状突起部１３１の先端が、基準位置ＲＰを超えるように下降される。ドローパンチ１３０は、ブランク１０を、プランジャー１４０とともに、プランジャーガイドホール１１１の中へ押し込む。押し込み量は、本実施形態では、基準位置ＲＰから約１０ｍｍである。なお、押し込み量は、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。

このようにして、周縁領域１０ｂを押さえ面１２２で押さえながら、中央領域１０ｃをプランジャー１４０とともに、プランジャーガイドホール１１１の中に押し込む。これにより、周縁領域１０ｂを“しわ抑え”しつつ、外嵌合部１４を、中央領域１０ｃに“絞り成型”を用いて形成できる。また、外嵌合部１４が形成されるとともに、周縁領域１０ｂには、フランジ部１５が形成される。

図１３は、ドローダイ１１０、ブランクホルダー１２０、環状突起部１３１、及び縮径部１４１のそれぞれを部分的に拡大して示す模式断面図である。図１３は、押し込み後、又は押し込み中の状態を示す。

図１３に示すように、環状突起部１３１とプランジャーガイドホール１１１との間には、第３クリアランス１５３が設けられる。第３クリアランス１５３の幅Ｗ３は、ブランク１０の紙厚Ｔ１０（図１１（ａ））と同等、もしくは紙厚Ｔ１０よりも、小さく設定される（Ｗ３≦Ｔ１０）。これにより、周縁領域１０ｂを“しわ抑え”しつつ、外嵌合部１４を、中央領域１０ｃに“しごき成型”を用いて形成できる。

外嵌合部１４を、“絞り成型”、又は“しごき成型”を用いて形成する際には、ドローパンチ１３０に、第２成型荷重Ｆ２が与えられる。第２成型荷重Ｆ２の付与方向は、下降方向ＺＤである。第２成型荷重Ｆ２の付与方向は、第１成型荷重Ｆ１の付与方向と反対向きである。第２成型荷重Ｆ２の値の１つの例は、例えば、約６．５ｋＮである。第２成型荷重Ｆ２の大きさも、紙蓋１のサイズや、紙蓋１の用途に応じて様々に変更される。第２成型荷重Ｆ２は、荷重機（図示せず）からプランジャーに与えられる。荷重機の例としては、機械的に荷重を対象物に与えることが可能な荷重機を挙げることができる。そのような荷重機の例としては、サーボプレスを挙げることができる。サーボプレスは、サーボモータを含む。なお、荷重機は、ドローパンチ１３０を、下降方向ＺＤや、上昇方向ＺＵに移動させる移動機構としても使用される。また、サーボモータを用いると、例えば、ドローパンチ１３０を、２段階で精密に下降制御することができる。第１段階は、基準位置ＲＰまでの下降であり、第２段階は、基準位置ＲＰを超え最終下降位置までのより精密な下降である。サーボモータによれば、ドローパンチ１３０を、最終下降位置で確実に停止させ、保持できる。

第２成型荷重Ｆ２の大きさは、第１成型荷重Ｆ１よりも大きくしてもよい。この場合、プランジャー１４０がエアーシリンダー等の弾性体を含む移動機構もしくは荷重機で支えられていると、第２成型荷重Ｆ２と第１成型荷重Ｆ１との差分で、プランジャー１４０を押し下げることができる。このため、型締めした状態（中央領域１０ｂをドローパンチ１３０とプランジャー１４０とで挟み込んだ状態）を維持したまま、環状突起部１３１の先端をプランジャーガイドホール１１１の中に押し込むことができる。しかも、プランジャー１４０は、ドローパンチ１３０で押し下げられるため、プランジャー１４０の位置制御が不要になる、という利点を得ることもできる。

外嵌合部１４を形成する際、載置面１１２と押さえ面１２２との間に周縁領域１０ｂを残しながら、中央領域１０ｃを、プランジャー１４０とともに、プランジャーガイドホール１１１の中に押し込む。これにより、紙蓋１の周縁領域１０ｂに、フランジ部１５を形成することができる。紙蓋１がフランジ部１５を備えていると、紙蓋１の取り外し工程において、以下のような紙蓋１の取り外しを行うことができる。

図１０（ａ）に示すように、フランジ部１５を押さえ面１２２で押さえながら、プランジャー１４０を、下降方向ＺＤに移動させる。これにより、プランジャー１４０が、紙蓋１から離脱される。ドローパンチ１３０は、最終下降位置で保持されている。このため、ドローパンチ１３０は、中央領域１０ｃと、例えば接したままである。ドローパンチ１３０を最終下降位置で保持しておけば、プランジャー１４０を紙蓋１から離脱させても、紙蓋１が落下することはない。

次に、図１０（ｂ）に示すように、ドローパンチ１３０を最終下降位置で保持しながら、ブランクホルダー１２０を、上昇方向ＺＵに移動させる。これにより、ブランクホルダー１２０が、紙蓋１から離脱される。次いで、ブランクホルダー１２０を、フランジ部１５と押さえ面１２２との間に第４クリアランス１５４を設けて待機させる。

次に、図１０（ｃ）に示すように、ドローパンチ１３０を、上昇方向ＺＵに移動させる。このとき、環状突起部１３１は、環状凹部１６に食い込んでいることが多い。環状突起部１３１が環状凹部１６に食い込んでいると、紙蓋１は、ドローパンチ１３０にくっ付いた状態で上昇方向ＺＵに移動する。

次に、図１０（ｄ）に示すように、ドローパンチ１３０を、上昇方向ＺＵにさらに移動させる。ドローパンチ１３０を、上昇方向ＺＵにさらに移動させることで、フランジ部１５を、押さえ面１２２と再接触させることができる。環状突起部１３１は、フランジ部１５が押さえ面１２２によって支持されながら、環状凹部１６から抜き出されていく。やがて、紙蓋１は、ドローパンチ１３０から離脱する。これにより、紙蓋１は、加工機１００から取り外すことが可能な状態となる。

このように、外嵌合部１４を、載置面１１２と押さえ面１２２との間に周縁領域１０ｂを残しながら、中央領域１０ｃに形成することで、紙蓋１に、フランジ部１５を形成することができる。また、ブランクホルダー１２０を、フランジ部１５と押さえ面１２２との間に第４クリアランス１５４を設けて待機させ、フランジ部１５を、押さえ面１２２と再接触させることで、たとえ、環状突起部１３１が環状凹部１６に食い込んでいたとしても、紙蓋１をドローパンチ１３０から簡単に取り外すことができる。ドローパンチ１３０には、例えば、紙蓋１を離脱させるためのノックアウト等の取り外し機構を設ける必要もない。

このような製造方法に従うことにより、紙蓋１に、天板部１１と、内嵌合部１２と、頂部１３と、外嵌合部１４と、フランジ部１５と、を形成することができる。

以下、紙蓋１の一例を、さらに詳細に説明する。
＜傾斜部形状＞
図１４は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式断面図である。図１４に示す断面は、例えば、図２に示した断面に相当する。

図１４に示すように、一実施形態に係る紙蓋１では、少なくとも外嵌合部１４の一部が、内嵌合部１２側に向かって傾斜している傾斜部１４ａを有する。紙蓋１では、傾斜部１４ａが、外嵌合部１４の全周にわたって設けられている。

図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、一実施形態に係る紙蓋の一例を、製造工程順に示す模式断面図である。

図１５（ａ）に示すように、内嵌合部１２だけを“絞り成型”すると、金型から外した後、ブランク１０のスカート部分（例えば、周縁領域１０ｂに対応する）は、残存応力により、通常、外に開く（元の扁平な形状に戻ろうとする）。

次に、図１５（ｂ）に示すように、内嵌合部１２と外嵌合部１４とを成型すると、金型から外した後は、内嵌合部１２が外に開こうとするため、外嵌合部１４の裾１４ｂは、相対的に頂部１３の下方に入る。ここで、フランジ部１５が無いと、外嵌合部１４は、図１５（ａ）に示した形状に戻ろうとする。このため、一旦、頂部１３の下方に入った裾１４ｂは、頂部１３の下方から出ていく。裾１４ｂが、頂部１３の下方に入った状態は、維持できない。

そこで、図１５（ｃ）に示すように、裾１４ｂをフランジ形状に残し、フランジ部１５を紙蓋１に形成する。フランジ部１５にはしわ抑えの効果により、圧縮されてさらに潰されたしわが入っている。フランジ部１５が圧縮されていることにより、フランジ部１５にはそのままの形状で留まる力が働く。さらに、フランジ部１５は、円周方向全てに設けられているため、円周全てを固定する力となるので、外嵌合部１４が、図１５（ａ）に示した形状に戻ることが抑制される。しかし、外嵌合部１４の上部１４ｃには、外に開く力を抑制する力が働いていない。このため、上部１４ｃは、外に開く。反対に、外嵌合部１４の下部１４ｄには、外に開く力を抑制する力が、フランジ部１５によって働く。このため、下部１４ｄは外に開きにくくなる。この結果、裾１４ｂが、頂部１３の下方に入った状態が維持される。これにより、外嵌合部１４に、傾斜部１４ａを付与することができ、内嵌合部１２を外嵌合部１４側に傾斜させることができる。

このような紙蓋１によれば、外嵌合部１４が、傾斜部１４ａを有するので、傾斜部１４ａがない紙蓋と比較して、紙蓋１を紙容器２へ、さらに強固に嵌合させることができる。したがって、紙蓋１を、紙容器２から、さらに外れにくくすることができる。

また、傾斜部１４ａは、内嵌合部１２側に向かって凸となる曲面からなる。このような紙蓋１によれば、傾斜部１４ａの曲面が、人の指先にフィットするので、紙蓋１を持ちやすくなる。したがって、紙蓋１が紙容器２と強固に嵌合されていたとしても、紙蓋１を紙容器２から取り外しやすい、という利点を、さらに得ることができる。

また、傾斜部１４ａを外嵌合部１４の全周にわたって設けることで、傾斜部１４ａが外嵌合部１４の全周にない紙蓋と比較して、紙蓋１と紙容器２との嵌合力を、さらに高めることができる。

また、図１４に示すように、一実施形態に係る紙蓋１では、第１方向Ｘ１と直交する第６方向Ｚ６において、天板部１１の位置Ｐ１１は、頂部１３の位置Ｐ１３とフランジ部１５の位置Ｐ１５との間にある。

このような紙蓋１によれば、紙蓋１を、例えばテーブル３の上に置いたとしても、容器面１１ｂは、テーブル面３１と接触しない。このような紙蓋１は、衛生的である。

また、頂部１３は、第２方向Ｚ２に向かって凸となる曲面を含む。このような頂部１３は、カール部２２が環状凹部１６に進入した後、外嵌合部１４をカール部２２（図２参照）に押さえつける。このため、紙蓋１を紙容器２に、より強固に嵌合させることが可能となる。

＜内嵌合部１２の高さと、外嵌合部１４の外径との関係＞
図１６（ａ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例を示す模式断面図である。図１６（ｂ）は、この発明の一実施形態に係る紙蓋の一例に嵌合可能な紙容器を示す模式断面図である。

紙容器２に収容する内容物が液体とし、液体を収容した紙容器２を、紙蓋１で蓋をした、と仮定する。この仮定において、紙容器２が、例えば倒れたとき、内嵌合部１２の深さが浅いと、液体が漏れ出る可能性がある。そこで、発明者らは、紙容器２が倒れた、もしくは倒れた状態で長時間放置されたとしても、液体が漏れ出にくくなる内嵌合部１２の高さを調べた。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、内嵌合部１２の高さＨは、天板部１１の天面１１ａから頂部１３の頂点までの高さＨとした。なお、本来ならば、内嵌合部１２の高さとしては、実際にシールとして機能する部分の高さ（内嵌合部１２が容器部内周面２１に接触する最深接触箇所から、カール部２２の頂点）が選ばれるべきである。しかし、紙蓋１から判断できるように、内嵌合部１２の高さは、便宜上、上記の通りとした。高さＨは、実際に上記シールとして機能する部分の高さと差異はあるが、差異は僅かであり、実質的に等しい。

図１７は、テーパー角θと割合Ｐとの関係を示す図である。テーパー角θは、紙容器２の側面が、外に開く角度である。テーパー角θは、例えば、紙容器２の容器部底板２３に対する垂線２４からの傾き角である。割合Ｐは、上記高さＨの、外嵌合部１４の外径Ｄに対する割合である（Ｐ＝（Ｈ／Ｄ）×１００％）。

図１７に示すように、発明者らは、テーパー角θごとに、紙蓋１の漏れ試験を実施した。内容物は、コーヒー（温度５℃±２℃）である。紙容器２の傾け角度は、９０°である（横倒し）。内容物を収容した紙容器２を９０°傾けた状態で、６０ｓｅｃ保持した。

漏れ試験において、内容物の状態は、以下の３つをとる。
Poor： 漏れ出る
Good： 環状凹部１６内に僅かな滲みが認められるが、漏れ出ることはない
Excellent： 漏れ及び滲みのいずれもなし
紙蓋１は、状態“Good”又は状態“Excellent”となると、紙容器２が倒れても内容物
の漏れを抑制でき、紙蓋１が、より実用的なものとなる。

図１７中に示すプロット点（“◇”で表示）は、状態“Good”となったときの割合Ｐである。
テーパー角θが約４°１５´のとき、割合Ｐが約２３．８％で状態“Good”となった（“i”参照）。
テーパー角θが約５°のとき、割合Ｐが約１７．１％で状態“Good”となった（“ii”参照）。
テーパー角θが約６°１５´のとき、割合Ｐが約１３．１％で状態“Good”となった（“iii”参照）。
テーパー角θが約７°３０´のとき、割合Ｐが約７．７％で状態“Good”となった（“ｉｖ”参照）。

なお、漏れ試験は、６０ｓｅｃという長い時間をかけて行われている。このため、実使用においては、割合Ｐは、上記値から、例えば、約−２％程度までは許容可能であろう。

漏れ試験の結果から、高さＨの、外嵌合部１４の外径Ｄに対する割合Ｐ（Ｐ＝（Ｈ／Ｄ）×１００％）は、例えば、少なくとも約６％あれば、紙容器２が倒れても内容物の漏れを抑制することが可能である。

このように、割合Ｐが、少なくとも６パーセントとなる紙蓋１を製造しておき、この紙蓋１にあった紙容器２が選ばれればよい。

割合Ｐは、上記の値以上とすることも可能である。例えば、テーパー角θが約７°３０´のとき、割合Ｐを約１１．６％へ高めると、内容物の状態を、状態“Good”から状態“Excellent”にできる（“ｖ”参照）。状態“Excellent”となれば、紙容器２が倒れても、漏れ及び滲みのそれぞれを抑制することが可能な紙蓋１を得ることができる。割合Ｐの上限は常識的な値が選ばれればよい。一例を挙げるなら、割合Ｐの上限は、約１００％であろう。この場合、高さＨは外径Ｄとほぼ等しい。

＜紙蓋１と紙容器２との組み合わせ＞
また、漏れ試験からは、テーパー角θが０°に近づくにつれ、状態“Poor”から状態“Good”にできる割合Ｐが高まる傾向が確認された。紙蓋１と紙容器２との組み合わせを最適化するには、例えば、以下のようにするとよい。

紙蓋１に嵌合される容器、例えば紙容器２のテーパー角をθとしたとき、割合Ｐ（Ｐ＝（Ｈ／Ｄ）×１００）の値は、下記（１）式
Ｐ＝−４θ＋３６ …（１）
から導かれる値以上の値が選ばれる。

このように、紙容器２のテーパー角θに応じて、紙蓋１の割合Ｐを選ぶことで、紙容器２に最適な紙蓋１を選ぶことができる。

＜紙容器２の口外径Ｄ２２と外嵌合部１４の外径Ｄとの関係＞
紙容器２の口外径Ｄ２２は、外嵌合部１４の外径Ｄよりも大きくてもよい。この場合、フランジ部１５の外径Ｄ１５は、口外径Ｄ２２よりも大きいことが好ましい。

さらに、フランジ部１５は、平面、例えば、テーブル３上に置いたとき、フランジ部１５がテーブル面３１から起立するようにすることが好ましい（図１４参照）。即ち、図１６に示すように、フランジ部１５が延びる第５方向Ｘ５は、紙蓋１の末端１０ａどうしを接続する仮想線１０ｄに対して交差、かつ、紙容器２に向かう方向に向く。このようにすれば、たとえ、口外径Ｄ２２が外径Ｄよりも大きくても、フランジ部１５が、カール部２２を、環状凹部１６の中へ誘い込む。フランジ部１５は、カール部２２のガイドとして役立つ。このように、外径Ｄよりも大きい口外径Ｄ２２を持つ紙容器２を、外嵌合部１４で嵌合することで、紙蓋１の外嵌合力を、より高めることができる。

さらに、頂部１３は、第２方向Ｚ２に向かって凸となる曲面を含むことが好ましい。このような曲面を頂部１３が含むことで、カール部２２が、フランジ部１５によって環状凹部１６の中へ誘い込まれる際、外嵌合部１４が外に開きやすくなる。このため、紙蓋１は、紙容器２に取り付けやすくなる。

しかも、第２方向Ｚ２に向かって凸となる曲面を含む頂部１３は、カール部２２が、環状凹部１６に進入した後、外嵌合部１４をカール部２２に押さえつける。このため、紙蓋１を紙容器２に、より強固に嵌合させることもできる。

紙蓋１は、例えば、紙容器２の蓋として使用される。紙容器２には、例えば、液体が収容されることがある。このため、紙蓋１に使用される紙としては、撥水性の紙、又は表面が撥水加工された紙がよい。また、紙の面に樹脂を積層したラミネート紙や、樹脂をコーティングしたコート紙等でもよい。ただし、紙蓋１に使用される紙は、消費者のニーズにあわせて、適宜変更することができる。したがって、紙蓋１に使用される紙は、撥水性を持つ紙、又は表面が撥水加工された紙に限られるものではない。また、紙蓋１の天板部１１には、飲み口用の穴を設けてもよい。

このような一実施形態によれば、容器、例えば紙容器２から外れにくくすることが可能な、内嵌合部１２及び外嵌合部１４のそれぞれを備えた紙蓋を提供できる。

以上、この発明の一実施形態を説明したが、上記一実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、この発明の実施形態は、上記一実施形態が唯一のものでもない。また、この発明は、上記一実施形態の他、様々な新規な形態で実施することができる。したがって、上記一実施形態は、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更が可能である。このような新規な形態や変形は、この発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明、及び特許請求の範囲に記載された発明の均等物の範囲に含まれる。

１：紙蓋
１０：ブランク
１０ａ：末端
１０ｂ：周縁領域
１０ｃ：中央領域
１０ｄ：仮想線
１０ｅ：角部
１１：天板部
１１ａ：天面
１１ｂ：容器面
１２：内嵌合部
１３：頂部
１４：外嵌合部
１４ａ：傾斜部
１４ｂ：裾
１４ｃ：外嵌合部の上部
１４ｄ：外嵌合部の下部
１５：フランジ部
１６：環状凹部
１７：しわ
１８：肩部
１ａ：紙蓋（参考例）
２：紙容器
２１：容器部内周面
２２：カール部外周面
２３：容器部底板
３：テーブル
３１：テーブル面
１００：加工機
１１０：ドローダイ
１１１：プランジャーガイドホール
１１２：載置面
１２０：ブランクホルダー
１２１：パンチガイドホール
１２２：押さえ面
１３０：ドローパンチ
１３１：環状突起部
１３２：パンチ面
１３３：窪み
１４０：プランジャー
１４１：縮径部
１４２：基径部
１５１：第１クリアランス
１５２：第２クリアランス
１５３：第３クリアランス
ＯＥＰ：周縁部
Ｘ１：第１方向
Ｚ２：第２方向
Ｘ３：第３方向
Ｚ４：第４方向
Ｘ５：第５方向
Ｚ６：第６方向
Ｆ１：第１成型荷重
Ｆ２：第２成型荷重
ＺＵ：上昇方向
ＺＤ：下降方向
Ｄ１：縮径部１４１の直径
Ｄ２：基径部１４２の直径
Ｔ１０：紙厚
Ｗ１：第１クリアランスの幅
Ｗ２：第２クリアランスの幅
Ｗ３：第３クリアランスの幅
ＲＰ：基準位置
Ｐ１１：天板部の位置
Ｐ１３：頂部の位置
Ｐ１５：フランジ部の位置
Ｈ：天面１１ａから頂点１３ａまでの高さ
Ｄ：外嵌合部１４の外径
Ｄ２２：紙容器２の口外径
Ｄ１５：フランジ部１５の外径
Ｐ：割合
ＳＤ：撮影方向

Claims (7)

1. 紙を主体とする紙蓋であって、
   前記紙蓋は、
   第１方向に延びる天板部と、
   前記天板部の周方向に沿って設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に延び、前記天板部と連続した内嵌合部と、
   前記内嵌合部の周方向に沿って設けられ、前記第２方向と交差する第３方向に延び、前記内嵌合部と連続した頂部と、
   前記頂部の周方向に沿って設けられ、前記第３方向と交差する第４方向に延び、前記内嵌合部と離れて相対し、前記頂部と連続した外嵌合部と、
   前記外嵌合部の周方向に沿って設けられ、前記第４方向と交差する第５方向に延び、前記外嵌合部と連続し、前記紙蓋の末端を含むフランジ部と、
   を含むことを特徴とする紙蓋。
2. 前記外嵌合部は、少なくとも前記外嵌合部の一部が前記内嵌合部側に向かって傾斜している傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載の紙蓋。
3. 前記内嵌合部の内面側は、前記天板部から少なくとも３ｍｍの範囲において、しわがないことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙蓋。
4. 前記頂部は、しわを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の紙蓋。
5. 前記フランジ部の先端は、しわを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の紙蓋。
6. 前記天板部の天面から前記頂部の頂点までの高さＨの、前記外嵌合部の外径Ｄに対する割合Ｐ（Ｐ＝（Ｈ／Ｄ）×１００％）は、少なくとも６％あることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の紙蓋。
7. 前記第１方向と直交する第６方向において、
   前記天板部の位置は、前記頂部の位置と前記フランジ部の位置との間にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の紙蓋。