JP6160047B2 - 紙カップ - Google Patents

Description

本発明は、即席食品などを収納する紙カップに関し、特に、流通時に内容物が充填、密封され、喫食時に熱湯を注いで使用される即席麺やスープなどの食品や飲料用の紙カップに関する。

従来、断熱性を有する紙製カップとして、例えば、特許文献１には、カップ本体の側壁を断熱性保護カバーで覆い貼着された紙カップが記載されている。

しかし、上記の断熱性を有する紙カップでは、カップ本体に、紙基材の内面にシーラント層として低密度ポリエチレンの層構成からなる積層材を用いたため、防湿性が劣り、従って、充填された乾燥状態の内容物が流通時に吸湿し、味覚が劣化してしまうという問題があった。

また、即席食品はドラッグストアなど医薬品が扱われる店舗において、医薬品の近くで保管、販売されることもあり、医薬品の香りが即席食品に移るという移り香の問題があった。

上記問題点を改善したものとして、例えば、特許文献２には、紙層とシーラント層との間に、金属箔、金属または無機酸化物をプラスチックフィルムに蒸着させたバリアフィルムを積層した紙カップが記載されている。

しかし、この紙カップでは、層が厚くなったり、プラスチックフィルムの腰が強くなったりするため、成形性が低下し、金型の調整や修正が必要になるという問題があった。また、成形性だけではなく、紙カップの胴材となるブランクについても、フィルムと貼り合わせる際に使用する押出樹脂の熱の影響により、カールが発生するという問題があった。更に、ブランク形状に打ち抜く工程においても、フィルムが中間層にあるため、フィルムのカス（ヒゲ）が端面に残り、異物混入の恐れもあった。

特開平８−５８７６２号公報 特開２００３−１４６３２１号公報

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、前記バリアフィルムを使用することによる成形性の低下、およびカール、ヒゲの発生を防止すると共に、防湿性および保香性を備えた紙カップを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る紙カップは、
紙層と内側にシーラント層とを備えた紙製の側壁および底壁を有し、前記側壁の上縁に外向きカール部が形成された紙カップであって、
前記紙層と前記シーラント層との間に、ポリイミド系の接着剤を介して前記紙層に積層された環状ポリオレフィンを含む樹脂層のみを有する積層体で形成されているものである。

上記構成により、紙カップは優れた防湿性および保香性を備えることができる。このため、保存中の内容物の劣化が少なく、長期間にわたり保存可能である。また、金属箔、金属または無機酸化物をプラスチックフィルムに蒸着させたバリアフィルムを使用することによる成形性の低下、およびカール、ヒゲの発生を防止すると共に、環状ポリオレフィンを含む層を薄くすることができる。ここで保香性とは、外部からの香りが内部の収容物に移るのを防止し、収容物自体の香りを保つ性質をいう。

前記環状ポリオレフィンは、環状オレフィンをメタセシス開環重合反応によって重合した開環メタセシス重合体、および環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体からなる群から選択されることが好ましい。

前記環状オレフィンが、
ビシクロ[２．２．１]ヘプタ−２−エン、
トリシクロ[４．３．０．１^２．５]−３−デセン、
トリシクロ[４．４．０．１^２．５]−３−ウンデセン、
テトラシクロ[４．４．０．１^２．５１^７．１０]−３−ドデセン、
ペンタシクロ[６．５．１．１^３．６．０^２．７．０^９．１３]−４−ペンタデセン、
ペンタシクロ[７．４．０．１^２．５．１^９．１２．０^８．１３]−３−ペンタデセン、
ペンタシクロ[６．５．１．１^３．６．０^２．７．０^９．１３]−４，１０−ペンタデカジエン、
ペンタシクロ[８．４．０．１^２．５．１^９．１２．０^８．１３]−３−ヘキサデセン、および
これらの誘導体からなる群より選択されることが好ましい。

前記環状ポリオレフィンを含む層の厚みが、１０μｍから３０μｍであることが好ましい。

少なくとも紙容器の側壁が、紙層とシーラント層との間に、環状ポリオレフィンを含む層が積層された積層体で形成された紙カップとすることで、優れた防湿性および保香性を備えた紙カップを得ることができる。

本発明の実施形態に係る紙カップの斜視図。 （Ａ）は図１の外装スリーブを上方から見た斜視図、（Ｂ）は図１の外装スリーブを下方から見た斜視図。 図１の容器本体の斜視図。 図３の容器本体の側壁を構成する積層体の断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って、説明する。

図１に示すように、紙カップ１は、カップ状の容器本体１１と、容器本体１１の外周面を覆う外装スリーブ２１とを備え、紙カップ１の胴部を二重構造にしている。容器本体１１と外装スリーブ２１とは共に、紙層３２とシーラント層３４とを有する紙製ブランク板から形成されている。

図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、容器本体１１は上端が開口した逆円錐台形状であり、円筒形の側壁１２と、側壁１２の下端を閉塞する円形の底部１３と備えている。側壁１２の上縁には外向きカール１４が形成されている。図３に示すように、外装スリーブ２１は筒状であり、下縁には内向きカール２２が形成されている。外装スリーブ２１の坪量は、２００ｇ／ｍ^２から３５０ｇ／ｍ^２である。

本発明の容器本体１１の側壁１２を形成する積層体３１の層構成は、図４に示すように、紙層３２と、樹脂層（環状ポリオレフィンを含む層）３３と、シーラント層３４とから形成されている。この積層体３１において、シーラント層３４が内側に配置されている。なお、前記積層体３１は側壁１２に適用する他、底壁１３に適用してもよい。

紙層３２として、カップ原紙を使用する。この坪量は、１８０ｇ／ｍ^２から２８０ｇ／ｍ^２のものを使用することができる。

樹脂層３３として、環状ポリオレフィン樹脂を使用する。環状ポリオレフィン樹脂は、環状オレフィンをメタセシス開環重合反応によって重合した開環メタセシス重合体（ＣＯＰ）、および環状オレフィンとα−オレフィン（鎖状オレフィン）との共重合体、すなわち環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）を包含する。

環状オレフィンとしては、エチレン系不飽和結合およびビシクロ環を有する任意の環状炭化水素を使用することができるが、特にビシクロ[２．２．１]ヘプタ−２−エン（ノルボルネン）骨格を有するものが好ましい。

具体的には、ビシクロ[２．２．１]ヘプタ−２−エンおよびこの誘導体、トリシクロ[４．３．０．１^２．５]−３−デセンおよびその誘導体、トリシクロ[４．４．０．１^２．５]−３−ウンデセンおよびその誘導体、テトラシクロ[４．４．０．１^２．５１^７．１０]−３−ドデセンおよびその誘導体、ペンタシクロ[６．５．１．１^３．６．０^２．７．０^９．１３]−４−ペンタデセンおよびその誘導体、ペンタシクロ[７．４．０．１^２．５．１^９．１２．０^８．１３]−３−ペンタデセンおよびその誘導体、ペンタシクロ[６．５．１．１^３．６．０^２．７．０^９．１３]−４，１０−ペンタデカジエンおよびその誘導体、ペンタシクロ[８．４．０．１^２．５．１^９．１２．０^８．１３]−３−ヘキサデセンおよびその誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。環状オレフィンは、置換基として、エステル基、カルボキシル基、およびカルボン酸無水物基などの極性基を有していてもよい。

環状オレフィンと共重合するα−オレフィンとしては、エチレン、炭素数３から２０のα−オレフィンを使用することができ、具体的には、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテンなどが挙げられ、好ましくはエチレンである。

開環メタセシス重合体の製造は、公知の開環メタセシス重合反応であれば特に限定されず、上記の環状オレフィンを重合触媒を用いて開環重合させることによって製造することができる。

また、環状オレフィンコポリマーの製造は、２５から４５モル％のα−オレフィンと、５５から７５モル％の環状オレフィンとを、メタロセン触媒などのシングルサイト系触媒やマルチサイト系触媒を用いてランダム重合させることによりなされる。

本発明において好適に使用される開環メタセシス重合体および環状オレフィンコポリマーは、いくつか市販されており、例えば日本ゼオン株式会社製の「ＺＥＯＮＯＲ（Ｒ）」やポリプラスチック株式会社製の「ＴＯＰＡＳ（Ｒ）」等が挙げられる。

また、樹脂層３３の共押出し樹脂の層構成は、２層あるいは３層構成でもよい。具体的には、環状ポリオレフィン樹脂の多層構成、またはその他の樹脂、例えば低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、エチレンビニールアルコールなどを含んでもよい。

樹脂層３３の厚みは１０μｍから３０μｍが好ましく、特に環状ポリオレフィン層の厚みは１０μｍ以上である構成とするのが好ましい。

シーラント層３４は、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどの溶融押出し加工に適したものが好ましく、ヒートシール可能な熱可塑性樹脂を使用する。その厚さは１５μｍから４０μｍが好ましい。

本発明の積層体３１は、樹脂層３３として環状ポリオレフィン樹脂を使用するため、優れた防湿性および保香性を備えている。このため、保存中の内容物の劣化が少なく、長期間にわたり保存可能である。また、金属箔、金属または無機酸化物をプラスチックフィルムに蒸着させたバリアフィルムを使用することによる成形性の低下、およびカール、ヒゲの発生を防止すると共に、樹脂層３３を薄くすることができる。

紙カップ１を組み立てるため、まず、前記方法で製造した積層体３１からなるブランク状の側壁１２の両端部を重ね合わせて接着し、筒状にする。そして、側壁１２の下端に外周縁を折り曲げた底壁１３を組み付けた後、上縁に外向きカール１４を形成し容器本体１１を作成する。同様に、外装スリーブ２１の両端部を重ね合わせて接着し、筒状として下端部に内向きカール２２を形成する。この後、容器本体１１の外向きカール１４の下側外周面に約２０ｍｍの幅で円周方向に接着剤を塗布することで周方向接着領域を設け、筒状に形成した外装スリーブ２１の中に容器本体１１を挿入して断熱容器１を形成する。前記周方向接着領域には、合成糊、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体系糊（ＥＶＡ系糊）を塗布する。このように使用する糊としては、公知の糊を使用することができるが、内容物が食品の場合には臭気の少ないものが好ましい。

外装スリーブ２１の中に容器本体１１を挿入した場合には、容器本体１１と外装スリーブ２１は上部ほど互いの間隔が接近し、最上端で互いに接触する。この上端付近の間隔が狭くなった箇所を円周方向接着領域で接着する。外装スリーブ２１の内向きカール２２は容器本体１１の下端部外側面に接触し、内向きカール２２から円周方向接着領域までの間に環状の空隙が形成される。この空隙が断熱の役割を果たす。

次に、本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。
＜実施例１＞
坪量２６０ｇ／ｍ^２のカップ原紙からなる紙層に、溶融環状ポリオレフィンをポリイミド系の接着剤を介し２０μｍの厚みで押し出した。その後、溶融低密度ポリエチレンを２５μｍの厚みで溶融押出し加工を行い、シーラント層を設けた。以上の方法で積層されたシートをブランク形状に打ち抜き、カップ成形機により加工を行い容器本体１１の側壁１２および底壁１３として用いた。
外装スリーブ２１は３１０ｇ／ｍ^２のコートボール紙を使用し、ブランク形状に打ち抜き、スリーブ成形を行い作成した。
最後に外装スリーブ２１の中に容器本体１１を挿入し、円周方向接着領域により接着して紙カップ１を製造した。

＜比較例１＞
坪量２６０ｇ／ｍ^２のカップ原紙からなる紙層に、溶融低密度ポリエチレンを４５μｍの厚みで溶融押出し加工を行い、シーラント層を設けた。これ以外は実施例１と同様にして、紙カップ１を製造した。

＜比較例２＞
坪量２６０ｇ／ｍ^２のカップ原紙からなる紙層に、バリアフィルムである表面に酸化ケイ素蒸着層を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、酸化ケイ素蒸着ＰＥＴフィルムという）１２μｍを溶融低密度ポリエチレン１５μｍでサンドウィッチラミネートした。この後、酸化ケイ素蒸着ＰＥＴフィルムの酸化ケイ素蒸着層の形成されていない面にイソシアネート系接着剤をコーティングし、更に溶融低密度ポリエチレンを２０μｍの厚みで溶融押出し加工を行い、シーラント層を設けた。これ以外は実施例１と同様にして、紙カップ１を製造した。

（ブランクカール測定）
実施例１および比較例１，２で製造した容器本体１１の側壁１２を構成する積層体３１からなるシートをブランク形状に打ち抜いた後、ブランクを水平な場所に置き、最大カール高さを測定した。
最大カール高さが５ｍｍ以下の場合は「○」、５ｍｍ以上の場合は「×」と判定した。

（成形適正評価方法）
実施例１および比較例１，２で製造した容器本体１１の側壁１２および底壁１３を構成する積層体３１からなるシートを用い、カップ成型機にて容器本体１１を１００個作成し、成型不良発生の有無を確認した。成型不良品が発生しなかった場合を「○」、成型不良が発生した場合を「×」と判定した。

（防湿性評価方法）
実施例１および比較例１，２で製造した紙カップ１にラーメンの粉末スープを収容し、下記方法により作製した蓋材でシールして、４０℃×９０ｗｔ％雰囲気下で１ヶ月保管した後、蓋材を開封し粉末スープが液化しているか否かを観察した。液化していない場合を「○」、液化している場合を「×」と判定した。

蓋材の作製方法について説明する。坪量７９．１ｇ／ｍ^２の片アート紙からなる紙層に、アルミニウム箔９μｍを溶融低密度ポリエチレン１５μｍでサンドイッチラミネートし、その後、アルミニウム箔の裏面にイソシアネート系接着剤を介してイージーピールシーラント（東レフィルム加工社製 ７６０１ＤＡ、厚さ３０μｍ）をドライラミネートし、蓋材を作製した。

（保香性評価方法）
実施例１および比較例１，２で製造した紙カップ１に、上記蓋材でシールした容器を用意しピレストロイド系防虫剤と共に４０℃×９０ｗｔ％雰囲気下で１ヶ月保管した。その後、容器を取り出して蓋材を開封し、容器内の臭いの有無を確認した。臭いが感じられなかった場合を「○」、臭いが感じられた場合を「×」と判定した。

以上の結果を表１に示す。

表１から、実施例１の紙カップでは、ブランク状態でのカールおよび成型不良は観察されず、防湿性および保香性は共に良好であった。なお、比較例１の紙カップでは、ブランク状態でのカールおよび成型性は良好であったが、防湿性および保香性が不十分であった。また、比較例２の紙カップでは、防湿性および保香性は良好であったが、ブランク状態でのカールおよび成型不良が観察された。

なお、本発明の紙カップ１は前記実施形態に限定されず、例えば、外装スリーブ２１を装着しない紙カップ１を採用してもよい。

１ 紙カップ
１２ 側壁
１３ 底壁
３１ 積層体
３２ 紙層
３３ 環状ポリオレフィンを含む層（樹脂層）
３４ シーラント層

Claims (6)

1. 紙層と内側にシーラント層とを備えた紙製の側壁および底壁を有し、前記側壁の上縁に外向きカール部が形成された紙カップであって、
   前記紙層と前記シーラント層との間に、ポリイミド系の接着剤を介して前記紙層に積層された環状ポリオレフィンを含む樹脂層のみを有する積層体で形成されていることを特徴とする紙カップ。
2. 前記側壁に、該側壁の外周面を覆う筒状の外装スリーブを備える二重構造を有することを特徴とする請求項１に記載の紙カップ。
3. 前記環状ポリオレフィンは、環状オレフィンをメタセシス開環重合反応によって重合した開環メタセシス重合体、および環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体からなる群から選択されることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙カップ。
4. 前記環状オレフィンが、
   ビシクロ[２．２．１]ヘプタ−２−エン、
   トリシクロ[４．３．０．１^２．５]−３−デセン、
   トリシクロ[４．４．０．１^２．５]−３−ウンデセン、
   テトラシクロ[４．４．０．１^２．５１^７．１０]−３−ドデセン、
   ペンタシクロ[６．５．１．１^３．６．０^２．７．０^９．１３]−４−ペンタデセン、
   ペンタシクロ[７．４．０．１^２．５．１^９．１２．０^８．１３]−３−ペンタデセン、
   ペンタシクロ[６．５．１．１^３．６．０^２．７．０^９．１３]−４，１０−ペンタデガジエン、
   ペンタシクロ[８．４．０．１^２．５．１^９．１２．０^８．１３]−３−ヘキサデセン、および
   これらの誘導体からなる群より選択されることを特徴とする請求項３に記載の紙カップ。
5. 前記環状ポリオレフィンを含む層の厚みが、１０μｍから３０μｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の紙カップ。
6. 紙層と内側にシーラント層とを備えた紙製の側壁および底壁を有し、前記側壁の上縁に外向きカール部が形成された請求項１から５のいずれかに記載の紙カップの製造方法であって、
   前記紙層に溶融環状ポリオレフィンをポリイミド系の接着剤を介して押し出し、
   前記溶融環状ポリオレフィンの上に溶融低密度ポリエチレンを押し出して前記シーラント層とするシート製造工程を備えることを特徴とする紙カップの製造方法。

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