JP6011121B2 - 電子レンジ用紙カップの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子レンジで加熱可能な電子レンジ用紙カップの製造方法に関するものである。

従来より、即席食品、飲料、惣菜などの内容物を収納する容器としては、紙カップが広く使用されている。特に電子レンジ加熱で加熱可能な紙カップは、まだ一般的ではないものの、例えばポップコーンの調理用に用いられたり、また即席食品、飲料、惣菜などの内容物を加熱するのに使用されている。

従来の紙カップは、図１０、図１１に示すように、胴部材１と底部材３とからなり、胴部材１は、筒状の胴部２を形成し、上端を外側にカールしてカール部１４とし、下端部は、折り返し部５を内側に折り返し、折り返し片１０を形成している。また底部材３は、外周縁を下方へ略直角に屈曲して屈曲片１１を形成し、底部４を形成している。胴部材と底部材の接合は、屈曲片１１を、胴部と折り返し片１０とで挟んで加熱接着している。屈曲片１１を挟み・接合した接合部を糸尻部１２と称し、底部４を上げ底にして形成されている。

しかしながら、紙カップに内容物を収納して電子レンジで加熱する場合、紙カップの糸尻部に焦げが発生する問題がある。その原因は、次のように考えられる。

紙のパルプセルロースは、電子レンジのマイクロ波を吸収し発熱する。従って紙の重なる糸尻部では総厚が厚くなり、発熱量が大きくなる。また糸尻部には、底部の内外からマイクロ波が照射され、発熱量が大きくなる。一方、糸尻部の表面積は変わらないため熱の放出量が同じで、発生した熱を蓄積することになり、温度が上昇し、焦げが発生する原因となっている。また、糸尻部は、内容物に接しておらず、発熱量に対し十分な放熱量が得られないこともある。

これらを改善するために、次の提案がある。一般的な紙カップの底部の下面部と、胴部の下端により形成される下端面との距離が、該下端面から上方に８ｍｍ未満、および該下端面から下方に２ｍｍ未満の範囲を特徴とする提案である（特許文献１）。

この提案は、底部の下面部を下方に凹ませ、糸尻部へのマイクロ波照射を出来るだけ低減する提案である。しかし焦げが発生する場合がある。これは、糸尻部での紙の総厚が変わらないために発熱し焦げが発生するのである。よって電子レンジのマイクロ波の照射を低減しても問題がある。

また紙カップ本体の外周に保護カバーを備えた紙カップで、該保護カバーに金属テープを貼着し、糸尻部をマイクロ波から遮蔽する提案がある（特許文献２）。

マイクロ波を金属テープで遮蔽することは可能であるが、例えば、金属テープの貼着がずれたりした場合は、電子レンジ内でスパークする危険性があり問題がある。また別素材を使用するために、生産コストが高くなる問題がある。

また、カップの底面部の下面部を下方に凹ませ、かつ胴部材と底部材の外面を低密度ポリエチレンにてラミネートして、該低密度ポリエチレンを発泡させることにより、糸尻部の焦げを防ぐ提案がある（特許文献３）。

発泡されたポリエチレンにより焦げを抑制する効果はあるが、糸尻部の紙の総厚が変わらないために、発熱し焦げが発生する問題がある。

内容物を収納した紙カップを電子レンジで加熱しても、糸尻部に焦げが発生し難い電子レンジ用紙カップおよびそれを用いた紙容器の要望がある。

特許第４７７００４７号公報 特開２００１−１４５５６３号公報 特開２００２−８００７１号公報

背景技術の問題に鑑みて、即席食品、飲料、惣菜などの食品を収納した紙カップを電子レンジで加熱しても、糸尻部に焦げが発生し難い電子レンジ用紙カップの製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、発明者らは鋭意検討を行い、本発明を完成した。

本発明の請求項１に係る発明は、下端部に折り返し部が形成された胴部材と、円形状の底部材とからなり、
前記胴部材の両端を重ね合わせ接合した円筒状の胴部と、前記底部材からなる底部を備える電子レンジ用紙カップの製造方法において、
前記胴部の下端部の前記折り返し部を内側に折り込み、折り返し片が形成され、
前記底部材の外周縁を下方向に屈曲させ屈曲片を形成し、
該屈曲片を前記胴部と前記折り返し片の間に挟んで接合して接合部が形成されてなる電子レンジ用紙カップの製造方法であって、
前記折り返し部に第一切欠け部が一箇所以上形成され、かつ前記屈曲片の端縁に第二切欠け部が一箇所以上形成され、該第一切欠け部および該第二切欠け部が重ね合わされ、
前記接合部を貫く貫通孔が、少なくとも一箇所以上形成され、
前記第一切欠け部および前記第二切欠け部の形状が直線状であることを特徴とする電子レンジ用紙カップの製造方法である。

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本発明の電子レンジ用紙カップの製造方法は、接合部に焦げが発生するのを抑制するために、該接合部を貫通する貫通孔を一箇所以上設けた製造方法である。即ち、胴部材の下端部の折り返し部に第一切欠け部を形成し、また屈曲片の端縁に第二切欠け部を形成したものを用いて、第一切欠け部と第二切欠け部を重ね合わせて接合部（以下、糸尻部という）を貫通する貫通孔を形成するものである。糸尻部の接地部に貫通孔が形成される製造方法である。製造された電子レンジ用紙カップは、糸尻部での紙の端面の面積を大きくすることにより、発熱した熱の放出を高めることができる。焦げの発生が抑制された紙カップである。

本発明の請求項１によれば、糸尻部に、焦げが発生するのを抑制するために、糸尻部に貫通する貫通孔を設けるため製造方法である。即ち、胴部材の下端部の折り返し部に第一切欠け部を一箇所以上形成し、両端を重ね合わせ接合した筒状の胴部を形成、その後胴部の下端部の折り返し部を折り返し、折り返し片を形成し、屈曲片の下端部の端縁に第二切欠け部を一箇所以上形成したものを、胴部と折り返し片の間に挟み、第一切欠け部と第二切欠け部を重ね合わせながら接合して、糸尻部に貫通する貫通孔を一箇所以上形成する製造方法である。少なくとも一箇所以上の貫通孔を設けることで、糸尻部の紙の端面から熱の放出を高めたものである。即ち、糸尻部の紙の端面の面積を大きくことにより、焦げの発生を抑制したものである。

また、本発明の請求項１によれば、前記第一切欠け部および前記第二切欠け部の形状が直線状であることにより、糸尻部の紙の端面の面積を大きくすることができ、熱の放出を高めることができる。また糸尻部の立脚性を維持し安定した脚を形成することができる。

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本発明の電子レンジ用紙カップの製造方法の一例を示す説明図である。 図１の電子レンジ用紙カップの一例を示す説明図である。 図２の電子レンジ用紙カップの一例を示す斜視図である。 本発明の電子レンジ用紙カップの製造方法の一参考例を示す説明図である。 図４の電子レンジ用紙カップの一例を示す説明図である。 図５の電子レンジ用紙カップの一例を示す斜視図である。 図６の電子レンジ用紙カップが、蓋材にて密封された紙容器の一例を示す説明図である。 図７の紙容器の一例を示す斜視図である。 胴部材および底部材の積層板の一例を示す説明図である。 従来の紙カップの製造方法の一例を示す説明図である。 図１０の紙カップの一例を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態につき説明する。

図１は、本発明の電子レンジ用紙カップの製造方法の一例を示す説明図である。胴部材１の下端部には折り返し部５が形成され、該折り返し部５に第一切欠け部６、即ち直線状の切欠け部６が一箇所以上形成されている。また底部材５には、外周縁に第二切欠け部８、即ち直線状の切欠け部８が一箇所以上形成されている。

胴部材１の両端部を重ね合わせて筒状の胴部２を成形し、図２に示すように、上端部を外側にカールしカール部１４とし、下端部の折り返し部５を内側に折り返し、折り返し片１０を形成する。折り返し部５は、糸尻部１２の接地部になる。底部材３は、外周縁を下方に略直角に屈曲した屈曲片１１が形成され、該屈曲片１１を、胴部と折り返し片１０とで挟んで加熱接着し糸尻部１２を形成する。この際に、胴部の第一切欠け部６と屈曲片の第二切欠け部８とが重ね合わされ接合され、糸尻部１２を貫く貫通孔１３が形成される。糸尻部１２の接地部に貫通孔、即ち直線状の貫通孔１３が少なくとも一箇所以上形成された電子レンジ用紙カップ５０が作成できる。

図３は、図２の電子レンジ用紙カップの一例を示す斜視図である。糸尻部１２に形成された直線状の貫通孔１３が一箇所以上形成されていることにより、糸尻部の紙の端面を面積を大きくすることができ、発熱した熱を放出し易くすることができる。また安定した立脚性を維持できる。

図４は、本発明の電子レンジ用紙カップの製造方法の一参考例を示す説明図である。胴部材１の下端部には折り返し部５が形成され、該折り返し部５に第一切欠け部７、例えば円形状の切欠け部７を一箇所以上形成する。また底部材の外周縁に第二切欠け部９、即ち
、半円形状の切欠け部９を一箇所以上形成する。図５に示すように、糸尻部１２を形成する際に、第一切り欠け部７と第二切欠け部９とが重ね合わされ接合され、糸尻部１２を貫く貫通孔１３が形成される。糸尻部の接地部に半円形状の貫通孔１３が一箇所以上形成れた電子レンジ用紙カップ５０が作成できる。

図６は、図５の電子レンジ用紙カップの一例を示す斜視図である。糸尻部の接地部には、半円形状の貫通孔が一箇所以上形成されている。発熱した熱を放出し易く、かつ安定した立脚性を維持できる。

図７は、図６の電子レンジ用紙カップが、蓋材にて密封された紙容器の一例を示す説明図である。電子レンジ用紙カップに内容物１６が収納され、蓋材１５にて密封された紙容器６０の一例を示している。また蓋材を剥がし易くするためのタブ１７を備えている。

図８は、図７の紙容器の一例を示す斜視図である。紙容器６０は、安定した立脚性を維持している。電子レンジで加熱されても糸尻部１２に焦げが発生し難い紙容器６０である。蓋材１５にイージーピール性または水蒸気抜き機構を備えれば、内容物が密封された紙容器６０の状態で電子レンジで加熱することができる。糸尻部１２の接地部には、半円形状の貫通孔１３を一箇所以上備えているために、発熱した熱を放出し易く、かつ安定した立脚性を維持できる。

図９は、胴部材および底部材の積層板の一例を示す説明図である。積層板２０は、紙２２の両面に、熱可塑性樹脂層２１、２４が積層されている。この熱可塑性樹脂層２１、２４は、胴部材、底部材を接合する以外に、紙の耐水性、耐湿性、耐油性、また紙の剛性を出すために積層するものである。また中間にガスバリア層２３を積層することで、内容物の品質を長く保つことができる。この場合には、蓋材にもガスバリア性を付与する必要がある。また内容物によりガスバリア性の必要性がなければ、積層板や蓋材にガスバリア層を設けなくてもよい。

さらに、本発明を実施するための形態につき説明する。

胴部材の積層板の紙２２としては、一般的に使用されているカップ原紙、ミルクカートン紙、クラフト紙などが使用できる。坪量は、特に限定されないが、胴部材の成形適正から、１５０〜３００ｇ／ｍ^２の範囲のカップ原紙が好ましい。１５０ｇ／ｍ^２未満の場合には、成形時にひび割れやピンホールが発生し易く、また３００ｇ／ｍ^２を超えた場合には、紙の剛性が強くなり、成形性が悪くなる。

また底部材の積層板の紙２２としては、一般的に使用されるカップ原紙、ミルクカートン紙、クラフト紙などが使用できる。坪量は、特に限定されないが、底部材の成形適正から、１５０〜２５０ｇ／ｍ^２の範囲のカップ原紙が好ましい。坪量が１５０ｇ／ｍ^２未満の場合では、ひび割れやピンホールが生じやすく、２５０ｇ／ｍ^２を超える場合には、紙の剛性が強くなり成形し難くなる。強度的に安定した紙カップとするために、胴部材の用いるカップ原紙の坪量は、底部材に用いるカップ原紙の坪量より高いものを用いることが好ましい。

熱可塑性樹脂層２１としては、紙の両面に積層することができる。胴部材、底部材を接合する以外に、紙の耐水性、耐湿性、耐油性、また紙の剛性を発現するために積層する。熱可塑性樹脂層としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、エチレンビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体などの樹脂を使用することができる。熱により融解して接合する樹脂であれば特に限定されない。これらの樹脂を用いた押出しラミネート法またはこれらフィルムをドライラミネート法により積層することができる。熱可塑性樹脂層の厚みとしては、１５〜６０μｍの範囲が好ましい。内容物の要求品質から適宜決めればよい。

ガスバリア層としては、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムなどの無機酸化物を２０〜１００ｎｍ程度の厚さに蒸着した蒸着フィルムを、紙と内面の熱可塑性樹脂層の間に積層することができる。この蒸着フィルムに用いる基材は、延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム、ポリアミドフィルムなどが使用される。

紙とガスバリア層との貼り合わせは、ポリエチレン樹脂を介して押出しラミネート法により可能である。またガスバリア層と熱可塑性樹脂層の貼り合わせは、例えば、二液反応型のポリウレタン樹脂系接着剤を使用してドライラミネート法またはポリエチレンを介して溶融押出しラミネート法などの公知の方法で行うことができる。

積層板の構成としては、例えば、表面側から、紙／ポリエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂／紙／ポリエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂／紙／無機酸化物蒸着フィルム／ポリエチレン樹脂、発泡ポリエチレン樹脂／紙／ポリエチレン樹脂、紙／ポリプロピレン樹脂、ポリプロピレン樹脂／紙／無機酸化物蒸着フィルム／ポリプロピレン樹脂、紙／ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂／紙／ポリエチレンテレフタレート樹脂、紙／ポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂／紙／ポリアミド樹脂などが挙げられる。これらの構成は、内容物からくる要求品質で、紙、表裏の樹脂、ガスバリア層の有無などを適宜選定すればよい。

第一切欠け部および第二切欠け部の形状としては、直線状、半円形状、円形状、三角形状、四角形状など特に限定されない。加工性などから直線状、半円形状、円形状が好ましい。特に直線状の切欠け部であれば、３ｍｍ以上の長さであることが好ましい。また半円形状、円形状の切欠け部であれば、半径１ｍｍ以上であることが好ましい。糸尻部の紙の端面からの熱の放出を高めることができる。

第一切欠け部、第二切欠け部を形成する方法としては、金型を用いたプレス加工、炭酸ガスレーザー加工など公知の方法で可能である。

必要に応じて、紙の表面に印刷を行い、絵柄、文字表現を行うことができる。印刷する方法としては、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、凸版印刷、インクジェット印刷など、通常使用される公知の印刷方式で可能である。

本発明の電子レンジ用紙カップは、即席食品、飲料、お酒、惣菜などの内容物を収納することができる。電子レンジ加熱しても糸尻部に焦げの発生が抑制されているために利便性を有するものである。

本発明の電子レンジ用紙カップを用いた紙容器は、胴部材、底部材および蓋材に、それぞれガスバリア層を備えることで内容物の品質を長く保つことができる。さらに内容物を収納した状態で加熱しても、糸尻部に焦げが発生するのを抑制されているために利便性を有するものである。

また蓋材の構成は、例えば、フィルム基材／ガスバリア層／シーラント層が順次積層された構成からなり、フィルム基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルムなどが一例として使用される。ガスバリア層としては、無機酸化物を蒸着した蒸着フィルムやエチレンビニルアルコールフィルムなどが一例として使用される。またシーラント層は、シール強度を
有し、かつイージーピール性を備えるものが使用される。

例えば、シーラント層のタイプとしては、特に限定されないが、凝集剥離タイプまたは界面剥離タイプを用いることができる。

凝集剥離タイプは、シーラント層自体が凝集破壊するタイプで、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの樹脂を混合した樹脂を用いて、フィルム化して使用することができる。またこれらの混合樹脂を塗布液にして塗布して形成してもよい。

界面剥離タイプは、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂の酢酸ビニルの混合比率を上げた樹脂を用いて、フィルム化したものである。

シーラント層の材質としては、例えば、胴部材の内面の熱可塑性樹脂がポリエチレン樹脂の場合は、ベース樹脂／ブレンド用の熱可塑性樹脂の混合組合せとしては、ポリエチレン樹脂／エチレン−メタクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂／エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン樹脂／エチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂／エチレン−アクリル酸エチル共重合体の組合せが好ましい。

胴部材の内面の熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂の場合は、ベース樹脂／ブレンド用の熱可塑性樹脂の混合組合せとしては、ポリプロピレン樹脂／ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂／ポリエチレン樹脂の組合せが好ましい。

シーラント層は、カール部との接着強度およびイージーピール性などから使用する樹脂、厚みを適宜決めればよい。

以下、本発明の具体的参考例について説明する。

＜参考例１＞
胴部材として、坪量２５０ｇ／ｍ^２のカップ原紙の表面に押出し機を用いポリエチレン樹脂を押出し、ポリエチレンフィルム２５μｍを積層した。次にカップ原紙の裏面に酸化珪素２０ｎｍを蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルム１２μｍを、接着剤を介して積層した。接着剤は二液硬化型ウレタン系接着剤を使用した。次に該ポリエチレンテレフタレートフィルム面に押出し機を用いポリエチレン樹脂を押出しポリエチレンフィルム２５μｍを積層した。この際に、ポリエチレンテレフタレートフィルム面にアンカー剤（ウレタン系接着剤）を介して積層した。胴部材用の積層板を作成した。

次に胴部材を形成するために、上記積層板を、トムソン打抜き機を用い所定の形状に打抜き、胴部材を形成した。この際に胴部材の下端部の折り返し部に半径５ｍｍの円形状の第一切欠け部を二箇所作成した。

次に底部材として、坪量２２０ｇ／ｍ^２のカップ原紙を用い、胴部材と同様に行い、底部材用の積層板を作成した。次に、該積層板を、トムソン打抜き機を用い円形状に打抜いた。この際に外周縁に半円形状の第二切欠け部を二箇所作成した。

次に一般的な紙カップの成形機を使用し、胴部材をマンドレルに巻きつけ、筒状の胴部を形成した。次に胴部の折り返し部を内側に折り返し、折り返し片を形成した。また底部材は、該底部材の外周縁を下方へ略直角に屈曲した屈曲片を形成しながら、該屈曲片を胴部と折り返し片の間に挟んで加熱接着させ接合し接合部、即ち糸尻部を形成した。この際に、第一切欠け部と第二切欠け部が重なり合って接合して糸尻部を形成した。この際、糸尻部の長さを１０ｍｍとし、内容量を２００ｃｃの紙カップを作成した。糸尻部の接地部
に、半径５ｍｍの半円形状の貫通孔が二箇所作成された。その後胴部の上端部をカールさせカール部を形成して、紙カップを作成した。糸尻部の接地部に、半円形状の貫通孔が二箇所形成された電子レンジ用紙カップを形成した。

次に、上記電子レンジ用紙カップに水２００ｍｌ充填した。

＜参考例２＞
蓋材として、ポリカーボネートフィルム１５μｍに、ガスバリア層としてエチレンビニルアルコールフィルム１５μｍ、順にナイロンフィルム１２μｍ、シーラント層としてポリエチレン樹脂／エチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルム６０μｍを積層し蓋材を作成した。構成は、ポリカーボネートフィルム１５μｍ／エチレンビニルアルコールフィルム１５μｍ／ナイロンフィルム１２μｍ／（ポリエチレン樹脂／エチレン−酢酸ビニル共重合体からなるフィルム）６０μｍである。

参考例１で作成した電子レンジ用紙カップに水２００ｍｌ充填し、上記蓋材にてシールして紙容器を作成した。

以下、本発明の具体的比較例について説明する。

＜比較例１＞
第一切欠け部、第二切欠け部を形成しない、即ち貫通孔を形成しない以外は、参考例１と同様に行い電子レンジ用紙カップを作成した。

＜比較例２＞
第一切欠け部、第二切欠け部を形成しない、即ち貫通孔を形成しない以外は、参考例２と同様に行い紙容器を作成した。

＜評価方法＞
参考例１および比較例１の電子レンジ用紙カップ、参考例２および比較例２の紙容器を電子レンジにて加熱を行った。電子レンジ加熱の条件として、５００Ｗ×６０秒、１２０秒、１０００Ｗ×６０秒、１２０秒で行った。評価は、糸尻部の焦げる状態を観察した。○：焦げが観られない、×：焦げが観られる、で行った。また紙容器については、紙容器の状態を確認した。

表１に評価結果を示す。

参考例１〜２では、糸尻部に焦げの発生は観られなかった。一方、比較例１〜２では、電子レンジ加熱条件が厳しくなると、即ち５００Ｗ×１２０秒では、糸尻部がやや茶色に変色し焦げの発生が観られた。さらに１０００Ｗ×１２０秒では、糸尻部の焦げにより孔が発生し内容物が漏れた状態になった。本発明の製造方法で製造された電子レンジ用紙カップおよびそれを用いた紙容器は、電子レンジで加熱されても、糸尻部に焦げの発生がなく、利便性の高いことが判った。

本発明の製造方法で製造された電子レンジ用紙カップおよびそれを用いた紙容器は、コーヒー、紅茶、スープなどの飲料、日本酒、焼酎などのお酒、インスタントラーメン、焼きそばなどの即席食品、惣菜類などの内容物に使用できる。また内容物が密封された状態でも電子レンジで加熱できる利便性の高い容器である。

１・・・胴部材
２・・・胴部
３・・・底部材
４・・・底部
５・・・折り返し部
６・・・第一切欠け部（直線状）
７・・・第一切欠け部（円形状）
８・・・第二切欠け部（直線状）
９・・・第二切欠け部（半円形状）
１０・・折り返し片
１１・・屈曲片
１２・・糸尻部
１３・・貫通孔
１４・・カール部
１５・・蓋材
１６・・内容物
１７・・タブ
２０・・積層板
２１・・熱可塑性樹脂層
２２・・紙
２３・・ガスバリア層
２４・・熱可塑性樹脂層
５０・・本発明の電子レンジ用紙カップ
６０・・本発明の紙容器
７０・・従来の紙カップ

Claims (1)

1. 下端部に折り返し部が形成された胴部材と、円形状の底部材とからなり、
   前記胴部材の両端を重ね合わせ接合した円筒状の胴部と、前記底部材からなる底部を備える電子レンジ用紙カップの製造方法において、
   前記胴部の下端部の前記折り返し部を内側に折り込み、折り返し片が形成され、
   前記底部材の外周縁を下方向に屈曲させ屈曲片を形成し、
   該屈曲片を前記胴部と前記折り返し片の間に挟んで接合して接合部が形成されてなる電子レンジ用紙カップの製造方法であって、
   前記折り返し部に第一切欠け部が一箇所以上形成され、かつ前記屈曲片の端縁に第二切欠け部が一箇所以上形成され、該第一切欠け部および該第二切欠け部が重ね合わされ、
   前記接合部を貫く貫通孔が、少なくとも一箇所以上形成され、
   前記第一切欠け部および前記第二切欠け部の形状が直線状であることを特徴とする電子レンジ用紙カップの製造方法。

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