WO2016013254A1 - 容器及び容器製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋材のシール性に優れ、飲用時の口当たりの良好な容器を提供すること。 【解決手段】容器は、胴部と底部とを有する。上記胴部は、樹脂で被覆された紙材が接着されて形成されたサイドシーム部を側面に有し、蓋材がヒートシールにより接着されるカール部を一端に有する、筒状のものである。上記底部は、上記胴部の他端に形成される。上記カール部において上記蓋材が接着される側の面は、上記胴部の半径方向における断面がアーチ状に形成され、上記カール部の上記蓋材の接着方向における厚みが最大となる位置は、上記胴部の半径方向における上記カール部の幅を二分する位置よりも外周側にある。

Description

容器及び容器製造方法

　本発明は、飲食料品のための容器及びその製造方法に関する。

　従来から、飲食料品のための容器（紙コップ）として、それぞれシート状材料からなりサイドシーム部（貼り合わせ部）を有する胴部と当該胴部の内側に取り付けられた底部とを有する容器の開口端がフィルム状の蓋材によって密封されたものが広く使用されている。

　上記容器の開口端には、容器の外側に向かうカール部（フランジ部）が設けられており、容器内に飲料等の内容物が充填された後、当該カール部に、蓋材が例えばヒートシールによって接着される。

　下記特許文献１には、上記カール部（マウスロール）をその断面が円形となるように形成することが記載されている。

　下記特許文献２には、上記カール部（カップリム部）が、上下方向から押圧されて偏平に形成されることが記載されている。

　下記特許文献３には、カール部の容器軸線方向の幅を「Ａ」、カール部の容器半径方向の幅を「Ｂ」、カール部が形成された側壁の厚みを「ｔ」とするとき、２ｔ＜Ａ＜Ｂを満たし、カール部が容器本体の軸線方向と直交する方向に扁平をなし、その外周端に罫線が生じており、容器本体の軸線方向に変形する空間を有する容器が記載されている。

特表２００８－５０７４５８号公報 特開２００４－０４２９８７号公報 特許第３４６２４１１号公報

　しかしながら、カール部が上記特許文献１に記載のような丸形状である場合、サイドシーム部に比較的大きな段差が形成されるため、上記ヒートシール時に溶融する熱可塑性樹脂が上記段差を埋めることができずに、蓋材のシール不良が発生するおそれがある。またこの場合は、ヒートシール時にカール部が上下方向に変形するため、カール部の内周及び外周の端部に熱可塑性樹脂のバリ（肉盛り）が形成される結果、蓋材の剥離後の飲用時に内周側のバリが唇に接触することになり、口当たりが悪くなってしまう。

　また、カール部が上記特許文献２に記載のような押圧偏平形状である場合は、上記ヒートシール時に、内容物等の夾雑物がカール部に残った状態のままシールされると、その部分の接着が弱くなったり、シール不良が発生したりするおそれがある。またこの場合も、上記と同様にカール部の内周及び外周の端部にバリが残るため、やはり飲用時の口当たりが悪くなってしまう。

　さらに、カール部が上記特許文献３に記載のように、その外周部に罫線を有する扁平形状を有する場合、ヒートシール時において、当該罫線を有する外周側よりも罫線を有さない内周側へ上記溶融熱可塑性樹脂が多く移動する結果、蓋材の剥離時に、外周よりも内周の端部にバリが形成され、やはり飲用時の口当たりが悪くなってしまう。

　以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、蓋材のシール性に優れ、飲用時の口当たりの良好な容器を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る容器は、胴部と底部とを有する。上記胴部は、熱可塑性樹脂で被覆された紙材が接着されて形成されたサイドシーム部を側面に有し、蓋材がヒートシールにより接着されるカール部を一端に有する、筒状のものである。上記底部は、上記胴部の他端に形成される。上記カール部において上記蓋材が接着される側の面は、上記胴部の半径方向における断面がアーチ状に形成され、上記カール部の上記蓋材の接着方向における厚みが最大となる位置は、上記胴部の半径方向における上記カール部の幅を二分する位置よりも外周側にある。

　この構成により、蓋材が接着される側の面がアーチ状に形成され、カール部の厚みが最大となる位置が外周側にあることで、上記樹脂がカール部の内周側に溜まり蓋材の剥離時に大きなバリが形成されることがないため、飲用時の口当たりを良くすることができる。ここで「アーチ状」とは、概ねアーチ状（曲面）であることを示し、一部に直線部分や凹部等を含む面も含まれる。また、カール部がアーチ状であることで、サイドシーム部の段差部が平坦に形成可能なため、蓋材のシール性を向上させることができる。

　上記容器において、上記接着された蓋材が剥離された場合に上記熱可塑性樹脂により上記カール部に残留するバリは、上記胴部の外周面と内周面に平行かつそれらと同距離にある中間面よりも外周側に形成されてもよい。

　これにより、蓋材の剥離時に、バリが容器の内周面とカール部の境界付近に形成されることがないため、飲用時にバリが唇に触れることが無くなり、口当たりを向上させることができる。

　上記カール部において上記紙材は、少なくとも上記胴部の外周面と接する部分において融着により固定されていてもよい。

　これにより、カール部が胴部に固定されてカール部の形状が維持されることで、蓋材のヒートシール時にはカール部が必要以上に扁平にならないため、夾雑物があっても接着力が弱まったりシール不良が発生したりするのを防ぐことができ、また蓋材の剥離時にカール部の変形により剥離力が逃げることがないため、スムースな剥離を実現することができる。

　上記カール部は曲面で形成され、上記カール部の上記厚みは、上記カール部の上記幅よりも小さくてもよい。

　これにより、カール部が扁平形状ながらも全体が曲面で構成されることで、飲用時の口当たりが悪くなるのを防ぐことができる。

　本発明の他の形態に係る容器製造方法は、
　熱可塑性樹脂で被覆された紙材を接着して側面にサイドシーム部を有する筒状の胴部を形成し、
　上記胴部の一端に底部を形成し、
　上記胴部の他端に断面が略円形のカール部を形成し、
　上記カール部において蓋材が接着される側の面の上記胴部の半径方向における断面がアーチ状となり、上記カール部の上記蓋材の接着方向における厚みが最大となる位置が、上記胴部の半径方向における上記カール部の幅を二分する位置よりも外周側となるように、上記カール部を加熱圧縮する
　ことを含む。

　上記容器製造方法において、上記加熱圧着するステップは、上記断面が略円形のカール部を、圧縮面が平面状の第１の型で加熱圧縮し、上記接着される側の面の上記胴部の半径方向における上記断面が上記アーチ状となるように、上記第１の型で加熱圧縮されたカール部を、上記圧縮面がアーチ状の第２の型で圧縮してもよい。

　これにより、カール部を上記接着される側の面がアーチ状となるように成形することができる。

　以上説明したように、本発明によれば、蓋材のシール性に優れ、飲用時の口当たりの良好な容器を提供することができる。しかし、この効果は本発明を限定するものではない。

本発明の一実施形態に係る容器の正面外観を示す図である。 図１におけるカール部の拡大断面図である。 本発明の一実施形態における紙コップの製造工程～内容物の充填工程までを示したフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるカール部の形成工程を示した図である。 本発明の一実施形態における蓋材のヒートシール工程を示した図である。 本発明の一実施形態におけるカール部においてバリが形成される様子を他のカール部と比較して示した図である。 本発明の一実施形態におけるサイドシーム部の段差部の断面を他のカール部と比較して示した図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

［紙コップの外観］
　図１は、本発明の一実施形態に係る容器としての紙コップの正面外観を示す図である。同図の一部は断面で示されている。

　同図に示すように、本実施形態に係る紙コップ１００は、胴部１と底部２とを有する。

　胴部１は、原料となる紙材が例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の熱可塑性樹脂で被覆（ラミネート加工）されて扇形のブランクとして打ち抜かれ、円筒状の金型に巻きつけられて側端部同士が重ねられて接着されたものである。この側端部同士の接着により、胴部２の側面には、その上下にかけてサイドシーム部４が形成されている。

　底部２は、胴部１と同様の紙材から打ち抜かれた円形の底紙が絞り加工され、上記胴部１の接着と同時に、胴部１の下端の内側に接着されたものである。

　底部２が接着された胴部１の下端は、内側に折り込まれ圧着されている。また胴部１の上端には、外側に巻き込まれたカール部３が形成され、胴部１は当該カール部３において開口した状態となっている。

　当該カール部３に、紙コップ１００に飲料等の内容物が充填された後、蓋材がヒートシールにより接着されることで、紙コップ１００が密封される。

　上記胴部１及び底部２の原料としての紙材は、例えば複数層から構成されている。当該紙材には、上記熱可塑性樹脂によるラミネート層以外に、合成樹脂層や発泡層、金属層、無機蒸着フィルム等が被覆されても構わない。

［カール部の形状］
　図２は、上記カール部３（図１のＺ部分）の拡大断面図である。

　同図に示すように、カール部３は、上記蓋材が接着される接着面３１と、上記胴部１が折り返された折り返し部３２とを有する。ここで「接着面３１」とは、蓋材が接着される側の面（同図における、カール部３の厚みＨを二分する水平線Ｈｃよりも上部の面）のことをいい、必ずしも蓋材が実際に接着される面のみを指すものではなく、実際に蓋材が接着される面の周囲の面も含む。

　カール部３は、全体的に（例えば、少なくとも５０％、望ましくは９０％以上が）曲面で形成されており、上記カール部３の幅Ｌは、その厚みＨよりも大きい。またＨとＬの範囲は例えば以下のとおりである。
　０．５ｍｍ≦Ｈ≦１０．０ｍｍ
　２．０ｍｍ≦Ｌ≦１０．０ｍｍ

　また上記接着面３１は、上記胴部１の半径方向における断面がアーチ状に形成されている。ここで「アーチ状」とは、概ねアーチ状（曲面）であることを示し、一部に直線部分や凸部・凹部等があっても構わない。

　換言すると、カール部３は、上記幅Ｌと厚みＨの比率が、従来の断面円形のカール部における幅と厚みの比率と、それがフランジプレス加工されたカール部における幅と厚みの比率との間になるように形成されている。

　したがって、本実施形態のカール部３は、上記断面円形のカール部の利点と、フランジプレスされたカール部の利点とを併せ持つことになる。

　すなわち、カール部３においては、断面円形のカール部と同様、接着面３１が曲面であることから、蓋材のヒートシール時に、紙コップ１００に充填される内容物（飲料等）が接着面３１に夾雑物として残留していても、後述するシールヘッドにより蓋材が上から押圧されると、当該夾雑物が上記カール部３の形状に沿ってカール部３の内周側及び外周側へ押し出され、接着面には夾雑物がほぼ存在しない状態となるため、シール不良が発生しにくくなる。

　また、カール部３においては、フランジプレス加工されたカール部と同様、サイドシーム部４上端に形成される段差が小さくなることから、蓋材のヒートシール時に当該段差が熱可塑性樹脂によって平坦に埋められることで、当該サイドシーム部４におけるシール不良を防ぐことができる。

　さらに、カール部３は、断面円形のカール部と同様、ある程度の厚みＨを有することで、飲用時の口当たりを良好に保つことができる。

　また、当該カール部３の、上記蓋材の接着方向（同図上下方向）における厚みＨが最大となる位置Ｈｍは、上記胴部１の半径方向における上記カール部３の幅Ｌを二分する位置Ｌｃよりも外周側（同図右側）にある。ここで、カール部３の幅Ｌの内周側（同図左側）の端部の位置は、カール部３の厚みＨを二分する水平線Ｈｃと胴部１の内周面とが交わる点Ｘとしている。

　換言すると、図２の断面視で、上記接着面３１の外周側３１ａ（同図右側）の曲率は、その内周側３１ｂ（同図左側）の曲率よりも大きくなるように形成されている。

　後述するが、これにより接着面３１に対する蓋材のヒートシール時に、溶融した熱可塑性樹脂が内周側３１ｂよりも外周側３１ａに留まることになる。それにより、蓋材の剥離時には、内周側３１ｂに形成されるバリが小さくなり、飲用時の口当たりを良好に保つことができる。

　また、カール部３の折り返し部３２は、少なくとも上記胴部１の外周面と接する部分Ｐにおいて、当該胴部１と融着により固定されている。当該折り返し部３２において、当該部分Ｐ以外の、例えば上記接着面３１と対向する面同士が融着されていても構わない。

　これにより、カール部３が胴部１に固定されてカール部３の形状が維持される。したがって、蓋材のヒートシール時には、カール部３が必要以上に扁平にならないため、紙コップ１００に内容物（飲料等）が充填される際にカール部３に当該内容物が夾雑物として付着しても、接着力が弱まったりシール不良が発生したりするのを防ぐことができる。また蓋材の剥離時には、カール部３の変形により剥離力が剥離方向以外に逃げにくくなるため、スムースな剥離を実現することができる。

［紙コップの製造方法］
　次に、上記紙コップ１００の製造方法について説明する。図３は、紙コップ１００の製造工程の流れを示したフローチャートである。

　同図に示すように、まず、上記熱可塑性樹脂でラミネートされた紙材から扇形のブランクが打ち抜かれ、その両端部がガスバーナー等で溶融された状態で筒状の金型に巻きつけられて接着されることで胴部１が形成される（ステップ４１）。

　また、上記と同様の紙材から打ち抜かれた円形の底紙が絞り加工されて、上記円筒状の金型に真空吸着された状態で、上記胴部１の端部同士の接着と同時に胴部１の下端内側に接着される。そして、胴部１の下端が底部２側に折り込まれて圧着されることで、底部２が胴部１に接合される（ステップ４２）。

　続いて、カーリング処理によって、胴部１の上端がツールで回転されながら外側へ巻き込まれることで、胴部１の半径方向における断面が円形となるカール部が形成される（ステップ４３）。

　続いて、上記断面円形のカール部が、上記図２で示したように上記接着面３１がアーチ状になるように成形される（ステップ４４）。これにより上部が開口した紙コップ１００が製造される。

　そして、上記紙コップ１００に飲料等の内容物が充填され、ヒートシールによって蓋材が開口部（カール部３の接着面３１）に接着されることで、紙コップ１００が密封される（ステップ４５）。

（カール部の成形方法）
　次に上記カール部３の成形方法の詳細について説明する。図４は、当該カール部３の成形工程を示した図である。

　同図Ａに示すように、まず、上記図３のステップ４３で形成された断面円形のカール部３が、金型４７と受け型４６との間で加熱されながら圧縮される。当該金型４７の、カール部３が収容されるリング状の凹部は、その上記接着面３１を圧縮する圧縮面４７ａが平面状（圧縮方向に対して垂直）に形成されている。

　上記加熱は、例えば超音波ホーンが金型４７として用いられることで行われるが、熱風や熱板、高周波等によってカール部３が事前加熱されても構わない。

　当該金型４７によりカール部３が圧縮されると、カール部３は同図Ｂに示すような断面楕円形に成形され、その折り返し部３２における熱可塑性樹脂が溶融した状態となる。

　続いて、同図Ｂに示すように、上記断面楕円形のカール部３が、上記金型４７とは異なる金型４８と受け型４６との間で加熱圧縮される。当該金型４８としても上記超音波ホーンが用いられ得る。当該金型４８の、カール部３が収容されるリング状の凹部は、その上記接着面３１を圧縮する圧縮面４８ａが、アーチ状かつ外周側（同図右側）が内周側（同図左側）よりも曲率が大きくなるように形成されている。すなわち、当該圧縮面４８ａは、上記図２で示したカール部３の接着面３１の形状に沿った形状とされている。

　当該金型４８によりカール部３が圧縮されると、カール部３は、同図Ｃ及び図２に示すような、上記胴部１の半径方向における断面がアーチ状となり、かつ、当該カール部３の厚みＨが最大となる位置Ｈｍが、カール部３の幅Ｌを二分する位置Ｌｃよりも外周側となるような形状に成形される。

　そして同図Ｃに示すように、上記成形されたカール部３は、冷却用の金型４９の冷却面４９ａと受け型４６とに接触されることで冷却され、上記成形された形状に安定する。

（紙コップの密封方法）
　次に、紙コップ１００の密封（ヒートシール）方法の詳細について説明する。図５は、当該紙コップ１００の密封工程を示した図である。

　同図Ａに示すように、まず、充填ノズル５１により、紙コップ１００に飲料等の内容物Ｌが充填される。

　続いて、同図Ｂに示すように、蓋材５２がカール部３に載置された状態で、加熱されたシールヘッド５３によって蓋材５２が押圧されることで、カール部３の接着面３１の樹脂が溶融され、蓋材５２に融着される。

　そして、同図Ｃに示すように、冷却板５４が蓋材５２に押し当てられることで、溶融した樹脂が冷却され、密封処理が完了する。

［バリの形成位置］
　次に、上記紙コップ１００の密封後の蓋材５２の剥離時に形成されるバリ（樹脂の肉盛り）について説明する。図６は本実施形態のカール部３においてバリが形成される様子を他のカール部と比較して示した図である。

　同図Ａは本実施形態のカール部３から蓋材５２が剥離された状態を示しており、同図Ｂは従来の断面円形のカール部から蓋材が剥離された状態を示しており、同図Ｃは従来のフランジプレスされたカール部から蓋材が剥離された状態を示している。

　同図Ａに示すように、本実施形態に係るカール部３においては、上記融着された蓋材５２が剥離された場合に上記熱可塑性樹脂により上記カール部３に残留するバリは、接着面３１の外周側（バリ６１）と内周側（バリ６２）にそれぞれ形成されているが、外周側のバリ６１よりも、内周側のバリ６２は極めて小さい。

　具体的には、上記バリ６２は、その接触面３１の垂直方向の高さが約８０μｍとなる大きさである。一般的に、口当たりに対する場有の大きさの許容範囲は、上記高さが約１２０μｍ以下、望ましくは８０μｍ以下である。また、カップ部３の外周側に形成されるバリ６１は、飲用時には唇にほとんど触れないため、口当たりに対する影響はほとんどない。

　しかも、当該バリ６２が形成される位置は、胴部１の外周面と内周面に平行かつそれらと同距離にある中間面Ｃ１よりも外周側にある。

　一方、同図Ｂ及びＣに示すように、断面円形のカール部及びフランジプレスされたカール部において内周側に形成されるバリ６４及び６６は、いずれも中間面Ｃ２及びＣ３よりも内周側（同図左側）にあり、しかもその大きさはそれぞれ上記高さが１３７μｍ、１６０μｍとなる大きさである。

　このように、本実施形態では、従来のカール部と比較して、蓋材５２の剥離時に、バリ６２が紙コップ１００（胴部１）の内周面とカール部３の境界付近に形成されることがないため、飲用時にバリ６２が唇に触れることによる不快感が無くなり、口当たりを向上させることができる。

［サイドシーム部の段差のフラット化］
　次に、上記サイドシーム部４の上端の段差について説明する。図７は、本実施形態におけるカール部３のサイドシーム部４の段差部の断面を他のカール部と比較して示した図である。

　同図Ａは本実施形態のカール部３のサイドシーム部４の段差部を示しており、同図Ｂは従来の断面円形のカール部のサイドシーム部の段差部を示しており、同図Ｃは従来のフランジプレスされたカール部のサイドシーム部の段差部を示している。

　同図Ａに示すように、本実施形態のサイドシーム部４の段差部Ｓは、上記図４で示したカール部３の成形工程において、熱可塑性樹脂Ｒによって十分に埋められており、同図Ｃにしめすフランジプレス加工されたカール部と同様に平坦化されている。

　一方、同図Ｂに示すように、断面円形のカール部のサイドシーム部の段差部は、熱可塑性樹脂によって十分に埋められておらず、段差が残った状態となっている。

　このように、本実施形態のカール部３においては、蓋材５２のヒートシール時に溶融する熱可塑性樹脂が、サイドシーム部４の段差を平坦に埋めることで、蓋材５２のシール性を向上させることができる。

［まとめ］
　以上説明したように、本実施形態によれば、カール部３における蓋材５２の接着面３１がアーチ状に形成されているため、蓋材５２のシール性を向上させることができる。また、カール部３の厚みが最大となる位置が外周側にあることで、蓋材５２の剥離時に大きなバリが内周側に形成されることがないため、飲用時の口当たりを良くすることができる。
［変形例］

　本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。

　上記カール部３の形状は、上記図２に示したものに限られない。すなわち、上記カール部３において上記蓋材５２が接着される側の面（接着面３１）が、上記胴部１の半径方向における断面がアーチ状となるように形成され、かつ、上記カール部３の上記蓋材５２の接着方向における厚みが最大となる位置Ｈｍが、上記胴部１の半径方向における上記カール部３の幅を二分する位置Ｌｃよりも外周側にある限り、どのような形状のカール部３も本発明に含まれる。

　また、上記「アーチ状」とは、接着面３１が全て曲面で形成されていることを示すものではなく、一部が平面や凹面で形成されている場合も含む。

　上記実施形態においては、図４で説明したように、３つの異なる金型４７，４８，４９を用いて３つの工程によりカール部３が成形された。しかし、カール部３の成形工程はこれに限られず、少なくとも上記金型４８のような、圧縮面がアーチ状の金型による圧縮工程が少なくとも１回あれば、カール部３の成形が可能である。

　上述の実施形態においては、胴部１と底部２とは異なるパーツとして製造されて胴部１に底部２が接着されることで紙コップ１００が製造されていた。しかし、１枚の紙材から胴部と底部とが一体に形成されて紙コップ等の容器が製造されてもよく、この場合でもカール部は上述の実施形態と同様に成形され得る。

　１…胴部
　２…底部
　３…カール部
　４…サイドシーム部
　３１…接着面
　３２…折り返し部
　４７、４８、４９…金型
　１００…紙コップ
　Ｓ…段差部
　Ｒ…熱可塑性樹脂

Claims (6)

1. 　熱可塑性樹脂で被覆された紙材が接着されて形成されたサイドシーム部を側面に有し、蓋材がヒートシールにより接着されるカール部を一端に有する筒状の胴部と、
   　前記胴部の他端に形成された底部とを具備し、
   　前記カール部において前記蓋材が接着される側の面は、上記胴部の半径方向における断面がアーチ状に形成され、前記カール部の前記蓋材の接着方向における厚みが最大となる位置は、前記胴部の半径方向における前記カール部の幅を二分する位置よりも外周側にある
   　容器。
2. 　請求項１に記載の容器であって、
   　前記接着された蓋材が剥離された場合に前記熱可塑性樹脂により前記カール部に残留するバリは、前記胴部の外周面と内周面に平行かつそれらと同距離にある中間面よりも外周側に形成される
   　容器。
3. 　請求項１に記載の容器であって、
   　前記カール部において前記紙材は、少なくとも前記胴部の外周面と接する部分において融着により固定されている
   　容器。
4. 　請求項１に記載の容器であって、
   　前記カール部は曲面で形成され、前記カール部の前記厚みは、前記カール部の前記幅よりも小さい
   　容器。
5. 　熱可塑性樹脂で被覆された紙材を接着して側面にサイドシーム部を有する筒状の胴部を形成し、
   　前記胴部の一端に底部を形成し、
   　前記胴部の他端に断面が略円形のカール部を形成し、
   　前記カール部において蓋材が接着される側の面の前記胴部の半径方向における断面がアーチ状となり、前記カール部の前記蓋材の接着方向における厚みが最大となる位置が、前記胴部の半径方向における前記カール部の幅を二分する位置よりも外周側となるように、前記カール部を加熱圧縮する
   　容器製造方法。
6. 　請求項５に記載の容器製造方法であって、
   　前記加熱圧着するステップは、前記断面が略円形のカール部を、前記接着される側の面の前記胴部の半径方向における前記断面が前記アーチ状となるように、圧縮面がアーチ状の型で圧縮する
   　容器製造方法。

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