JP2004161324A

JP2004161324A - 断熱紙容器及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004161324A
Application number: JP2002329240A
Authority: JP
Inventors: Eishin Miyake; 英信三宅; Minoru Nagae; 実永江
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】本発明は、紙容器を構成するカップ原紙と発泡剤と印刷インキ層を設けた用紙を貼り合わせ、紙容器（紙カップ）を成型した後、加熱することで発泡剤による胴部側面に断熱効果の高い断熱層が得られる断熱紙容器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】一方の面にシーラント層を設けた紙カップ原紙と、上質紙等による紙基材表面に発泡剤層を設け、この発泡剤層面の領域に絵柄等を構成する印刷インキ層を設けてなる発泡紙とからなり、前記紙カップ原紙面と前記発泡紙の紙面側とを接着剤を介して貼り合わせた積層紙により紙容器を成型したもので、この紙容器をオーブン等に入れ１３０℃〜１７０℃の温度で、約３０〜６０秒間加熱して容器の胴部側面に発泡剤による断熱層を付与することで、熱効果が高く、容器剛性が強い断熱紙容器が得られる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホットコーヒー、熱いスープ等加熱された飲み物等を入れる紙容器において、熱い飲み物等の熱が容器の胴部を通じて熱く伝わらないようにすると共に、直接手に持っても火傷等起こさないように胴部に断熱層を設けた断熱紙容器及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、容器として一般的にカップ成型機で成型可能なテーパ紙容器（紙カップ）が知られている。これらの紙カップは冷たい飲み物等の場合は紙そのままでも良いが、熱い飲み物、例えばホットコーヒーや熱いスープ等を入れて直接手に持った場合、飲み物の熱が紙カップを通して手に伝わり、手や指が熱さを感じて落としてしまう等の問題があった。そこで紙カップの胴部に断熱処理を施した種々の紙容器が現在使用されている。
【０００３】
例えば、図３に示すような一般的な紙容器（５０）は、ポリエチレン層（ＰＥ）／カップ原紙／印刷インキ層／ポリエチレン層（ＰＥ）、或いはポリエチレン層／カップ原紙／ポリエチレン層／印刷インキ層からなる積層紙を用いて紙容器を成型し、加熱により印刷インキ層面側のポリエチレン層を発泡させて紙容器の胴部側面にポリエチレン層の発泡による断熱層を形成していた。
しかし、上記の紙容器における断熱性は低く、自販機等で使用した場合、暫く紙容器をさましてからでないと手に持つことができない場合があった。そこでさらに断熱性を有する紙容器として、図示はしないが、２層カップやエンボスした紙を紙容器に巻き付けたもの、或いは容器自体を２重にした容器等が提供されている。これらの容器においては、容器間に空間を形成する構造にして断熱性の効果を高めたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のポリエチレン層を発泡させた紙容器は、先に述べたように断熱性が低く、また、熱い飲み物等を注入することにより紙容器の剛性が損なわれる場合が見られた。また後者の空間を形成する紙容器においては、断熱性は前記の紙容器（紙カップ）よりは高くなっているが、構造上容器間に空間を維持することが難しく、製造する場合においても工程が複雑になり容易ではない。特に、熱い飲み物等を注入した場合に空間を維持する２層構造における剛性が問題となる。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、紙容器を構成するカップ原紙と発泡剤と印刷インキ層を設けた用紙を貼り合わせ、紙容器（紙カップ）を成型した後、加熱することで発泡剤により胴部側面に断熱効果の高い断熱層が得られるものであり、２枚の紙を積層し、かつ１枚の紙が発泡することで容器剛性が得られる断熱紙容器及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の断熱紙容器は、
一方の面にシーラント層を設けた紙カップ原紙と、上質紙等による紙基材表面に発泡剤層を設け、さらにこの発泡剤層面の領域に絵柄等を構成する印刷インキ層を設けてなる発泡紙との構成からなり、前記紙カップ原紙面と前記発泡紙の紙面側とを接着剤を介して貼り合わせた積層紙により紙容器を成型したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項１記載の断熱紙容器においては、
前記紙容器の底蓋基材は、カップ原紙／シーラント層構成を特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項１または請求項２記載の断熱紙容器においては、
前記紙容器を加熱して発泡剤を発泡させることにより、容器の胴部側面に断熱層を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項１乃至請求項３記載の断熱紙容器においては、
前記紙容器の加熱は、１３０℃〜１７０℃の温度で、約３０〜６０秒間オーブン等にて加熱することを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明の断熱紙容器の製造方法は、
原紙の片面にシーラント層をコーティングしてなるカップ原紙と、カプセル発泡剤を混合したコーティング剤を上質紙等の紙基材にコーティングし乾燥させた後、この上から絵柄用の印刷インキ層を施してなる発泡紙とからなり、前記カップ原紙面と前記発泡紙基材面とを接着剤を介して貼り合わせて積層紙を構成し、前記積層紙をカップサイドブランクスに打ち抜き、内面側にあたる紙端面をスカイブ加工すると共に、カップ原紙にシーラント層をコーティングした用紙を底蓋として、カツプ成型機により紙容器を成型した後、該紙容器をオーブン等により１３０℃〜１７０℃の温度で、約３０〜６０秒間加熱して容器の胴部側面に発泡剤による断熱層を付与したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の断熱紙容器は、一方の面にシーラント層を設けた紙カップ原紙と、上質紙等による紙基材表面に発泡剤層を設け、この発泡剤層面の領域に絵柄等を構成する印刷インキ層を設けてなる発泡紙とからなり、前記紙カップ原紙面と前記発泡紙の紙面側とを接着剤を介して貼り合わせた積層紙により紙容器を成型したもので、この紙容器をオーブン等に入れ１３０℃〜１７０℃の温度で、約３０〜６０秒間加熱して容器の胴部側面に発泡剤による断熱層を付与したことを特徴とするものである。従って、発泡剤が紙基材の一部に含浸するため加熱することによりこの紙基材も発泡するので断熱効果が高い容器が得られる。また２枚の紙を積層しかつ１枚の紙が発泡する仕組みになっているので、この断熱紙容器は強い容器剛性を得ることができる。
【００１２】
図に基づき本発明を使用際に説明する。
図１は、本発明の実施例における断熱紙容器の積層構成の一例を示す説明図である。また図２は、本発明の実施例における断熱紙容器の積層構成を示すもので、（Ａ）はそのの側断面図であり、（Ｂ）は加熱によって発泡することによる状態を示す側面断面図である。
【００１３】
【実施例】
本発明の断熱紙容器の構成は、図１に示すように、カプセル発泡剤を混合したコーティング剤（１５）を紙基材（１４）に塗布し乾燥させた後、この上に絵柄等に用いる印刷インキ層（１６）を施し加飾効果を付与した発泡紙（２０）を得る。さらに一方の面にシーラント層（１１）を設けたカップ原紙（１０）の紙面と前記発泡紙（２０）の非印刷インキ層面とを接着剤を介して積層し、断熱紙容器用の積層紙（３０）を得る。
【００１４】
さらに、図２に基づき本発明を説明すると、この積層紙（３０）をカップサイドブランクスに打ち抜き、内面側に当たる紙端面をスカイブ加工する。また、底部用に用いる原紙は、カップ原紙にシーラント層を設けた用紙を底蓋用に準備する。以上の材料によりカップ成型機により紙容器を成型する。
【００１５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、成型した紙容器を１３０℃〜１７０℃の加熱されたオーブンに約３０秒〜６０秒間放置することにより、コーティング剤（１５）の発泡剤が発泡してカップ胴部側面に空間を持った凹凸を形成し、断熱性を保有した断熱紙容器を得ることができた。
【００１６】
上記に用いた素材は、カップ原紙（１０）として１００〜２５０ｇ／ｍ^２相当のカップ原紙であり、シーラント樹脂層（１１）としてポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の熱可塑性の樹脂を使用することができる。また、発泡紙の紙基材（１４）は３０〜３００ｇ／ｍ^２の板紙（ノーサイズ原紙）、或いは０．７０〜０．９０ｇ／ｃｃの上質紙を選択することができる。カプセル発泡剤を混合したコーティング剤（１５）はカプセル型の発泡剤（アクリル樹脂等）をＴｍ：６０〜１４０℃のバインダー樹脂のエマルジョン液に混合したもので、カプセル径は５〜６０μｍ程度であり、この発泡倍率は２〜２０倍程度である。さらに、印刷インキ（１６）は、好ましくは発泡剤バインダーと同材、若しくは相溶性の良い樹脂をインキバインダーとしたものが良い。なお印刷前にアンカーコート剤を発泡剤コート面に塗布しても良い。
【００１７】
この断熱紙容器の製造方法は、原紙の片面にポリエチレン樹脂等によるシーラント層（１１）をコーティングしてなる１００〜２５０ｇ／ｍ^２相当のカップ原紙（１０）と、カプセル発泡剤を混合したバインダー樹脂のエマルジョン液のコーティング剤（１４）を上質紙等の紙基材（１４）にグラビア、スクリーン、ロールコーター等のいずれかによりコーティングし乾燥させた後、この上から絵柄用の印刷インキ層（１６）を施してなる発泡紙（２０）とからなる。前記カップ原紙面と前記発泡紙基材面とをポリエチレン等の接着剤を介して貼り合わせて積層紙（３０）を構成したもので、このラミネート方法は、ドライラミ、ウエットラミ、ノンソル、エクストルーダーサンド等いずれかを適宜選択することができる。この前記積層紙（３０）をカップサイドブランクスに打ち抜き、内面側にあたる紙端面をスカイブ加工すると共に、カップ原紙にシーラント層をコーティングした底部用の原紙による底蓋を用いて紙容器を成型する。この際の底蓋のシール方法は、ホットエアー、高周波、超音波等から選択することができる。この成型された紙容器をオーブン等に入れ１３０℃〜１７０℃の温度で、約３０〜６０秒間加熱することで、容器の胴部側面に発泡倍率２〜２０倍程度の発泡剤による断熱層を付与することができる。
【００１８】
上記の素材を用いて得られた断熱紙容器と、従来の断熱紙容器と異なる点は、発泡剤が発泡するコート剤層上に印刷インキ層が積層されているため発泡しても加飾性を損なわない。また、発泡剤が発泡紙の紙基材に一部含浸するため、紙基材も発泡するので断熱効果が高い断熱層が得られる。さらに成型するカップ原紙と発泡紙とが積層されているが成型に必要なカップ原紙が別層になつているので成型性を損なうことがない。また、２枚の紙を積層し、かつ１枚の紙が発泡することで、強い容器剛性が得られる。
【００１９】
＜実施例１＞
上記の製造方法及び素材による実施例１を説明すると、２２０ｇ／ｍ^２のカップ原紙の片面に低密度ポリエチレン樹脂（三井化学社製Ｍ１６Ｐ）により厚み２０μｍのエクストルーダーコーティングを施す。次に発泡紙の基材紙として、コースター原紙７０ｇ／ｍ^２（新富士製紙製）と前記のカップ原紙とを低密度ポリエチレン（三井化学社製Ｍ１６Ｐ）でサンドエクストルーダラミネーションにより積層する。さらにコースター原紙の紙面に対して、次に示す材料からなる発泡剤をロールコーターで厚み５０μｍ（ドライ）にコーティングするもので、この材料は、エマルジョン水溶液ランディＣＰ１００（ミヨシ油脂製）に対し、アクリル系発泡剤Ｆ−４８（松本油脂製）を５％添加したものを使用した。さらに、このコート面に対し、カップサイド面位置にＣＰ１００樹脂と同一材料である樹脂バインダーからなる印刷インキとワニス（大日精化製）を印刷する。
このカップ原紙と発泡紙が積層された積層紙をカップブランクスに打ち抜き、カップ内面側になるブランクス端面をスカイブ加工する。またこのカップ材に対してカップ原紙１８０ｇ／ｍ^２の片面に低密度ポリエチレンを２０μｍの厚みにコーティングした用紙を底蓋材にして紙容器（紙カップ）を成型機にて成型したものである。
このカップの大きさは、口径９５．７ｍｍφ、高さ１０７．４ｍｍ、ボトム径６４．３ｍｍ、ボトムハイ１０ｍｍに成型したもので、この成型した紙カップを１５０℃に設定したオーブンラインを１分間滞留させて、約５０μｍ厚みの発泡層を約４００μｍの厚みに発泡させることができた。
【００２０】
＜比較例１＞
カップ原紙３００ｇ／ｍ^２に低密度ポリエチレン樹脂を２０μｍの厚みにエクストルーダーコーティングしたものをカップ用の原紙とし、底蓋は実施例１と同一材料を使用して、実施例１と同一寸法の紙容器（紙カップ）を成型した。
【００２１】
効果の確認
断熱性・・９０℃の熱湯を容器内に８分目まで注入し、手で保持した際の熱さの官能検査。
保形性・・上記の熱湯を入れたとき、容器変形の有無。
以上の評価結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。
すなわち、本発明の断熱紙容器は、発泡剤が発泡する層上に印刷インキ層が積層されているため発泡しても加飾性等印刷効果を損なわない。また発泡剤が発泡紙の紙基材に一部含浸するため、含浸した発泡剤及びコーティング面の発泡剤も発泡するので高い断熱効果が得られる。さらに成型するカップ原紙と発泡紙とが積層されているが成型に必要なカップ原紙が別層になつているので成型性を損なうことがなく、しかも２枚の紙を積層しかつ１枚の紙が発泡することで容器剛性が得られると共に、他の発泡カップに比べ強い剛性を付与することができる。
さらに、この断熱紙容器の製造においては、別途特別な製造設備を伴わず、断熱性を付与することができる紙容器の製造が可能となる等の種々の優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における断熱紙容器の積層構成の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例における断熱紙容器の積層構成を示すもので、（Ａ）はその側断面図であり、（Ｂ）は加熱によって発泡することによる状態を示す側断面図である。
【図３】従来の断熱紙容器の一例を示す平面で表した説明図である。
【符号の説明】
１０……カップ原紙
１１……シーラント層
１２……接着剤層
１４……紙基材
１５……発泡剤コート層
１６……印刷インキ層
２０……発泡紙
３０……積層紙
５０……従来の断熱紙カップ

Claims

一方の面にシーラント層を設けた紙カップ原紙と、上質紙等による紙基材表面に発泡剤層を設け、さらにこの発泡剤層面の領域に絵柄等を構成する印刷インキ層を設けてなる発泡紙との構成からなり、前記紙カップ原紙面と前記発泡紙の紙面側とを接着剤を介して貼り合わせた積層紙により紙容器を成型したことを特徴とする断熱紙容器。
前記紙容器の底蓋基材は、紙カップ原紙／シーラント層構成を特徴とする請求項１記載の断熱紙容器。
前記紙容器を加熱して発泡剤を発泡させることにより、容器の胴部側面に断熱層を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の断熱紙容器。
前記紙容器の加熱は、１３０℃〜１７０℃の温度で、約３０〜６０秒間オーブンにて加熱し発泡させることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の断熱紙容器。
原紙の片面にシーラント層をコーティングしてなるカップ原紙と、カプセル発泡剤を混合したコーティング剤を上質紙等の紙基材にコーティングし乾燥させた後、この上から絵柄用の印刷インキ層を施してなる発泡紙とからなり、前記カップ原紙面と前記発泡紙基材面とを接着剤を介して貼り合わせて積層紙を構成し、前記積層紙をカップサイドブランクスに打ち抜き、内面側にあたる紙端面をスカイブ加工すると共に、カップ原紙にシーラント層をコーティングした用紙を底蓋として、カツプ成型機により紙容器を成型した後、該紙容器をオーブン等に入れ１３０℃〜１７０℃の温度で、約３０〜６０秒間加熱して紙容器の胴部側面に発泡剤の発泡により断熱層を設けたことを特徴とする断熱紙容器の製造方法。