JP2008273580A

JP2008273580A - 紙カップ

Info

Publication number: JP2008273580A
Application number: JP2007119983A
Authority: JP
Inventors: Toru Inoue; 井上　　徹; Norikazu Hamada; 典一濱田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】その目的とするところは、底部材の形状を安定したものにすることにより、底部材の形状不安定による紙カップの成型不良をなくすことのできる紙カップを提供することである。
【解決手段】逆円錐台形状の胴部材と、円形板からなる底部材ブランクの外周縁部を下方に折り曲げて底面部の外周に屈曲部を有する底部材と、胴部材の下端部を折り返して形成した折り返し部と胴部材の胴部とで底部材の屈曲部を挟み込み接合されてなる紙カップにおいて、底部材が、底部材ブランクに該底部材ブランクの外周縁から中心に向かう複数本の押罫が底部材ブランクの外周縁に沿って一定間隔で同一方向を向くように形成され、押罫が形成された周縁部を押罫に沿って絞り込んで屈曲部と円形の底面部が形成されてなることを特徴とするものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、飲料用や即席食品用等の用途に使用される紙カップに関する。

従来より、自動販売機などで熱い飲料用、即席食品用などに紙カップが広く使用されている。また、一般的ではないものの、キャンデーやスナック等の菓子類、ギフト商品等の容器としても使用されている。一般的な紙カップＰは、図４に示すように、内面にポリエチレン等の熱接着性樹脂層を有する胴紙と底紙からなるもので、胴紙から扇状に打ち抜いた胴部材ブランクを筒状に巻き回して、その両端を重ねて貼り合わせることで逆円錐台形状の胴部材１を形成した後、底紙から円形板状に打ち抜いた底部材ブランク１０Ｐ（図５参照）の外周縁部を下方に折り曲げて底面部３Ｐの外周に屈曲部４Ｐを有する底部材２Ｐを形成し、胴部材１の下端を内側に折り返して形成した折り返し部５と胴部材１の胴部７とで底部材２Ｐの屈曲部４Ｐを挟み込み加熱圧着して巻き締めて接合すると共に、胴部材の上端を外側にカールしてトップカール部９を形成することにより作製されている。この底部材２Ｐの屈曲部４Ｐを挟み込んで接合した部分を糸じり部８として、底面部３Ｐを上げ底にしている。

通常、このような紙カップを製造するに際しては、胴部材成型工程、底部材成型工程、トップカール成型工程等のユニット式の加工機構を備えた紙カップ成型機と呼ばれる装置が使用されている。この場合、紙カップを構成する胴紙と底紙は、例えば、インデックステーブル上を搬送され、各工程ユニットにおいて加工を施された後にカップ状製品として排出されるという工程を採るのが一般的である。そして、製造工程の中では、紙カップを机上などに置いた際の安定性を向上させ、また内容物の漏れを防止あるいは断熱性を付与する目的で、通常糸じり部８を成型する底締め加工が行われている。

底部材ブランク１０Ｐは所定幅の巻取から繰り出された底紙からパンチで円形板状に打ち抜いたものが使用される。そして、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、凹凸の深絞り用金型１１Ｐ、１２Ｐを用いて底部材ブランク１０Ｐの外周縁部を折り曲げて底面部３Ｐの外周にヒダを備えた屈曲部４Ｐを有する底部材２Ｐを皿状に成型し、これをカップ成型機により胴部材１の下端を内側に折り返して形成した折り返し部５と胴部材１の胴部７とで底部材２Ｐの屈曲部４Ｐを挟み込み加熱圧着して巻き締めることで一般的な紙カップＰの底が形成される。なお、図５において１３Ｐは成型用のマンドレルを示している。

この底巻き締め加工は、筒状に成型された胴部材１の内部に周囲に屈曲部４Ｐを有する円形状の底部材２Ｐを挿入した状態で加熱することで、胴紙および底紙の内面に積層された熱接着性樹脂層を熱溶融状態にした後、胴部材１の下端を内側に折り返して折り返し部５を形成し、底部材２Ｐの屈曲部４Ｐを胴部７とで挟み込んだ状態としてから、ローレットローラーと呼ばれる金属ローラーにて内側から加圧することにより行われる。

上記のように、紙カップの底部材は、筒状の胴部材と一体化する前に予め深絞り用金型にて周囲に屈曲部のある皿状に成型される。この際、底紙を構成する紙の影響で紙の繊維方向（紙の目）に対して垂直方向に反り返り、紙の繊維方向に対してヒダが広がるために底部材が歪んだり、底部材の底面部が変形したりする現象が発生することがある。この現象は、底紙の材質によって程度が違うものの、紙カップ成型機において胴部材と一体化する際に、底部材の形状が安定しないと所定の位置に底部材が収まらず位置ズレしたり、底部材の反り返りが著しい場合には底面部を吸着して搬送する時に底部材を保持できず、途中で落下する等の不良現象が発生する要因になっている。

そこで、上方に広がる筒状とされた胴紙の下部に、紙の繊維方向に対して垂直方向両端の一部を切り欠いた形状の底紙を用いて周囲に起立部を有するように曲げ加工が施された円形状の底紙を巻き締めてなる紙カップが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この技術により底部材の反り返りによる底部材の変形、歪みは改善され不良現象は減少したが、屈曲部のヒダの広がる現象には十分ではなく、屈曲部のヒダの広がりがあるために底部材の形状の安定性は十分なものではない。
特開２００４−１１５０７０

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、底部材の形状を安定したものにすることにより、底部材の形状不安定による紙カップの成型不良をなくすことのできる紙カップを提供することである。

上記課題を達成するために、請求項１記載の本発明は、胴部材ブランクを筒状に巻き回して逆円錐台形状の胴部材を形成し、円形板からなる底部材ブランクの外周縁部を下方に折り曲げて底面部の外周に屈曲部を有する底部材を形成し、前記胴部材の下端部を折り返して形成した折り返し部と前記胴部材の胴部とで前記底部材の前記屈曲部を挟み込み接合されてなる紙カップにおいて、前記底部材が、前記底部材ブランクに該底部材ブランクの外周縁から中心に向かう複数本の押罫が前記底部材ブランクの外周縁に沿って一定間隔で形成され、前記押罫が形成された周縁部を前記押罫に沿って絞り込んで前記屈曲部と円形の前記底面部が形成されてなることを特徴とする紙カップである。

また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の紙カップにおいて、前記押罫が、前記底部材ブランクの外周縁から中心に向かう方向と一定の角度をなす所定長さを有し、前記底部材ブランクの外周縁に沿って一定間隔で同一方向を向くように形成されていることを特徴とするものである。

本発明にかかる請求項１の紙カップは、底部材ブランクに該底部材ブランクの外周縁から中心に向かう複数本の押罫が底部材ブランクの外周縁に沿って一定間隔で形成することにより、底部材の成型の際に押罫が形成された周縁部が押罫に沿って絞り込まれヒダを備えた屈曲部が形成されるために、屈曲部のヒダの広がりが抑制され底部材の変形や歪みの発生がなく形状が安定する。このことによりカップ成型機による底部材の形状不安定による紙カップの成型不良が減少できるものである。

また、請求項２の紙カップは、押罫が、底部材ブランクの外周縁から中心に向かう方向と一定の角度をなす所定長さを有し、底部材ブランクの外周縁に沿って一定間隔で同一方向を向くように形成されていることにより、底部材の成型性が良好となると共に、剛性の高い屈曲部となり、優れた保型性が得られ、底部材の形状が一層安定するものである。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に詳述する。
図１は本発明にかかる紙カップを示す部分断面図であり、図２は本発明にかかる紙カップに用いる底部材の一実施形態を示す斜視図であり、図３は本発明にかかる紙カップに用いる底部材を形成する底部材ブランクの平面図であり、図４は一般的な紙カップを示す部分断面図であり、図５は凹凸の深絞り成型機を用いて一般的な紙カップに用いる底部材ブランクを成型して底部材を作製する状態を示す説明図である。図中のＡは本発明にかかる紙カップ、１は胴部材、２は底部材、３は底面部、４は屈曲部、５は折り返し部、７は胴部、８は糸じり部、９はトップカール部、１０は底部材ブランク、１４、１４ａ、１４ｂは押罫、１５は屈曲線、１６は屈曲部形成部、１７は絞りシワ、１８は底面部形成部、Ｌは中心線、Ｓは胴部と対向する側、Ｐは一般的な紙カップ、２Ｐ、３Ｐ及び４Ｐは一般的な紙カップの底部材、底面部及び屈曲部、１０Ｐは一般的な紙カップの底部材ブランク、１１Ｐ、１２Ｐは一般的な紙カップの底部材を成型する金型、１３Ｐは一般的な紙カップの底部材を成型するマンドレル、をそれぞれ示す。なお、本発明にかかる紙カップと従来の一般的な紙カップと異なる部位について従来の一般的な紙カップの符号にＰを付して区別をした。

本発明にかかる紙カップの一実施形態は図１〜図３に示す通りである。図１に示すように本発明にかかる紙カップＡは、胴部材１と底部材２とで構成される。胴部材１は、胴紙から扇状に打ち抜いた胴部材ブランク（図示しない）を筒状に巻き回してその両端を重ねて貼り合わせることで逆円錐台形状に形成される。底部材２は、底部材ブランク１０（図３参照）の外周縁部を下方に折り曲げて底面部３の外周に屈曲部４が形成されている。胴部材１の下端を内側に折り返して形成した折り返し部５と胴部材１の胴部７とで底部材２の屈曲部４を挟み込み加熱圧着して巻き締めて接合すると共に、この底部材２の屈曲部４を挟み込んで接合した部分を糸じり部８として、底面部３を上げ底にし、さらに胴部材１の上端を外側にカールしてトップカール部９を形成することにより本発明にかかる紙カップＡが作製されている。

図２は本発明にかかる紙カップＡに用いる底部材２の一実施形態を示す斜視図であり下側から見上げた状態を示し、図３は底部材２を形成する底部材ブランク１０の平面図である。図２、図３を用いて、本発明にかかる紙カップＡに用いる底部材２について説明する。図２、図３に示すように底部材２は、底紙から円形板状に打ち抜いた底部材ブランク１０の外周縁部を下方に折り曲げて底面部３の外周に屈曲部４を形成した構成である。屈曲部４には底面部３に対する垂直方向と一定角度で傾斜する絞りシワ１７が円周方向に同一方向を向いて等間隔で形成されている。

底部材２を形成するための底部材ブランク１０の形状は、図３に示すように、円形板であり、中央部は底面部形成部１８を備え、周縁部には外周縁から中心に向かう方向と一定の角度をなして内方に延びる所定長さの押罫１４が、底部材ブランク１０の外周縁に沿って一定間隔で同一方向を向くように複数本形成された形状である。押罫１４は、底部材ブランク１０が底部材２に形成された際に屈曲部４となる屈曲線１５と底部材ブランク１０の外周縁とで囲まれた屈曲部形成部１６の領域内に収まる長さに形成されており、押罫１４の中心線Ｌに対して傾斜させる角度は、いずれかの押罫１４ａの外端を通る中心線Ｌに、押罫１４ａの内側に隣接する押罫１４ｂの内端が接する角度に設定されている。したがって、外周縁における隣接する押罫１４間の間隔が大きくなれば中心線Ｌに対して傾斜させる角度が大きくなり、間隔が小さくなれば傾斜させる角度が小さくなる。外周縁における隣接する押罫１４の間隔としては３〜５ｍｍとするのが適当である。外周縁における隣接する押罫１４間の間隔を３ｍｍ以下にすると押罫１４を形成するのが困難となり、逆に押罫１４間の間隔を５ｍｍ以上にすると、絞り加工により屈曲部４を形成した際に押罫以外の部分でも絞られて絞りシワが発生するために屈曲部の保形性が低下するので好ましくない。底部材ブランク１０に形成する押罫１４の巾は０．５〜１．０ｍｍ、深さは５０〜３００μｍ程度が好ましい。また、押罫１４は底部材ブランク１０から底部材２に形成されて胴部材１と一体化する際に胴部７と対向する側Ｓ（図２参照）から形成される。なお、押罫１４は上記の形態に限定されるものではなく底部材ブランクの外周縁から中心に向かうように形成してもよい。

図３に示す底部材ブランク１０は、一般的な紙カップＰの底紙と同様に、紙カップ成形機にかける前に図５に示した金型と同様な凹凸の深絞り用金型を用いて押罫１４を形成した面が円筒状凹部を有する雌型側にくるようにして雌型の円筒状凹部と底部材ブランク１０の底面部形成部１８が一致するように載置して、底面部形成部１８を円筒状の雄型にてプレスすることによって押罫１４が形成された屈曲部形成部１６が押罫１４に沿って絞られて底面部３と屈曲部４が形成された皿型の底部材２が形成される。

上記のように本発明にかかる紙カップＡは底部材ブランク１０に該底部材ブランク１０の外周縁から中心に向かう方向と一定の角度をなす所定長さを有し、底部材ブランク１０の外周縁に沿って一定間隔で同一方向を向くように複数本の押罫１４を形成することにより、底部材の成型の際に押罫１４が形成された周縁部が押罫１４に沿って絞り込まれヒダを備えた屈曲部４が形成されるために、屈曲部４のヒダの広がりが抑制され底部材２の変形や歪みの発生がなく形状が安定し、さらには底部材の成型性が良好となると共に、剛性の高い屈曲部となり、優れた保型性が得られ、底部材の形状が一層安定する。そしてカップ成型機による底部材の形状不安定による紙カップの成型不良が減少できるものである。また、本発明にかかる紙カップＡは前述（背景技術の項参照）の一般的な紙カップを製造する胴部材成型工程、底部材成型工程、トップカール成型工程等のユニット式の加工機構を備えた紙カップ成型機と呼ばれる装置を使用して作製することができるものである。

本発明にかかる紙カップを示す部分断面図である。本発明にかかる紙カップに用いる底部材の一実施形態を示す斜視図である。本発明にかかる紙カップに用いる底部材を形成する底部材ブランクの平面図である。一般的な紙カップを示す部分断面図である。一般的な紙カップに用いる底部材ブランクを成型して底部材を作製する状態を示す説明図である。

符号の説明

１胴部材
２底部材
３底面部
４屈曲部
５折り返し部
７胴部
８糸じり部
９トップカール部
１０底部材ブランク
２Ｐ一般的な紙カップの底部材
３Ｐ一般的な紙カップの底面部
４Ｐ一般的な紙カップの屈曲部
１０Ｐ一般的な紙カップの底部材ブランク
１１Ｐ、１２Ｐ一般的な紙カップの底部材を成型する金型
１３Ｐ一般的な紙カップの底部材を成型するマンドレル
１４、１４ａ、１４ｂ押罫
１５屈曲線
１６屈曲部形成部
１７絞りシワ
１８底面部形成部
Ａ本発明にかかる紙カップ
Ｐ一般的な紙カップ
Ｌ中心線
Ｓ胴部と対向する側

Claims

胴部材ブランクを筒状に巻き回して逆円錐台形状の胴部材を形成し、円形板からなる底部材ブランクの外周縁部を下方に折り曲げて底面部の外周に屈曲部を有する底部材を形成し、前記胴部材の下端部を折り返して形成した折り返し部と前記胴部材の胴部とで前記底部材の前記屈曲部を挟み込み接合されてなる紙カップにおいて、前記底部材が、前記底部材ブランクに該底部材ブランクの外周縁から中心に向かう複数本の押罫が前記底部材ブランクの外周縁に沿って一定間隔で形成され、前記押罫が形成された周縁部を前記押罫に沿って絞り込んで前記屈曲部と円形の前記底面部が形成されてなることを特徴とする紙カップ。
前記押罫が、前記底部材ブランクの外周縁から中心に向かう方向と一定の角度をなす所定長さを有し、前記底部材ブランクの外周縁に沿って一定間隔で同一方向を向くように形成されていることを特徴とする請求項１記載の紙カップ。