JPH0976375A

JPH0976375A - 紙カップ容器

Info

Publication number: JPH0976375A
Application number: JP7264689A
Authority: JP
Inventors: Toru Inoue; 井上　　徹; Hiroto Tomita; 博人冨田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1997-03-25
Anticipated expiration: 2015-09-20
Also published as: JP3776487B2

Abstract

(57)【要約】【課題】成形において、段差シール部の密封性をよく
し、安定した品質の紙カップ容器を高能率に生産する紙
カップ容器を提供する。【解決手段】少なくとも、最内層にシングルサイト系
触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合
体２を使用した紙カップ容器Ｐとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】紙カップ容器の製造において
は、胴紙及び底紙の打ち抜きブランクを成形機によりヒ
ートシール、高周波シール等により接着するが、カップ
原紙の厚みによるシール部の段差を完全に埋めて、漏れ
の無いカップとしなければならない。また、カップの成
形速度に対応して、シール時のシーラントの溶融樹脂の
特性の良いものでなければならない。本発明は、このよ
うなカップ製造の際に、安定してかつ効率よく使用し得
る材質に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、紙カップ容器の形状の外観の斜
視図および、成形前の周壁形成材と底部形成材を示す。
丸カップの場合に例をとれば、カップを構成する材料
は、カップの周壁部を形成する、扇に貼る紙に類似した
形に打ち抜いたブランクＷ（以下、胴紙という）と底部
を形成する、円形のブランクＦ（以下、底紙という）か
らなる。成形される形により、前記胴紙および底紙の形
は相応の形に設計し、打ち抜きをするが、通常紙カップ
容器と呼ばれるものの本体は、前記２つの部材からな
る。前記胴紙、底紙は、カップ成形機械に前記の各形状
に打ち抜いた状態で供給する場合と、巻き取り状態で供
給され、カップ成形機械において、インラインで打ち抜
かれてカップに成形される場合がある。紙カップ容器を
形成する材料としては、カップ原紙／PE、PE／カップ原
紙／PE等の仕様が一般的であるが、デコレーションやバ
リア性付与のために、他の素材、例えば、アルミ箔、各
種蒸着加工等を施されたフィルムを含むプラスチックフ
ィルム等を前記カップ原紙の表裏に積層することがあ
る。

【０００３】紙カップ容器は、その構造上、胴紙のシー
ルＭ（以下、胴部シールという）と底部シールＮ（以
下、ローレットシールという）の２ケ所のシールからな
る。これらのシール部においては、当然密封性が完全に
なされることが必要であり、シールするに際し、最も注
意を要するのは、前記胴部シール部が、底紙をプレス成
形して形成したスカート部とローレットシールされる部
分の段差の空隙部を完全に埋めて、密封性を確実にする
ことである。紙カップ容器を形成する材料は、カップ成
形後内面となる面、又は、前記カップ原紙の両面に熱接
着可能な合成樹脂を設ける。従来は、前記熱接着可能な
合成樹脂として低密度ポリエチレンを用いていたが、前
記密封性を確実にするために、低密度ポリエチレン樹脂
としてのグレードの選択を充分に行い、少しでも適性の
よいものを選び、さらに、成形条件を適性に保持するた
めに細心の注意をはらって生産していたが、それでも、
条件のバラツキ等により、密封不良の発生があった。自
販機用等のワンポイント的な用途に用いられる紙カップ
容器では、殆ど支障のない微少なピンホールも、流通用
に利用される場合や浸透性の強い内容物の容器としては
許されない。従って、カップ成形機の加熱温度および加
圧条件の適正範囲内において、厳密に管理して溶融させ
た樹脂により前記段差部を完全に埋めて密封性に問題の
無い状態にする必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】紙カップ容器の成形に
おいて、段差シール部の密封性を上げ、かつ安定した品
質の紙カップ容器を高能率で生産する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】漏れのない密封性良好な
紙カップ容器の提供を目的とする。この目的を達成する
ために少なくとも最内層にシングルサイト系触媒を用い
て重合したエチレン−α・オレフィン共重合体を使用し
た紙カップとする。

【０００６】

【発明の実施の形態】最近では、紙カップ容器は広範囲
に利用されるようになっている。即ち、従来は、自動販
売機において多く利用される使い捨ての飲料カップ或い
は食器代替品用途等に使用されることが多かったが、最
近は、長期流通または保存容器等に用いられるようにな
ってきた。自動販売機用用カップ、食器などの代用とし
てのカップは、短時間の間の使用に耐えればよかった
が、前記の長期流通用、保存用の容器としての要求品質
は、微少なピンホールやシールの不安定箇所の存在が、
輸送時の振動や衝撃により、内容物の漏れ、容器の破壊
の原因となるため、完全なシール性、段差部の密封をし
なければならない。

【０００７】従来、カップ原紙の内面に、低密度ポリエ
チレンを押し出しコートしていたが、特に高速成形の場
合には、胴部のシール部と底紙内面とのシール部分に形
成される微少な空隙部を溶融したシール樹脂で埋めて、
液体内容物の漏れの無いシールとするために、前記速度
に追随して安定した空隙部の埋め込みができない場合が
あり問題となっていた。

【０００８】本発明者らは、この課題に対し、種々の材
料を検討、試験した結果、シングルサイト系触媒を用い
て重合したエチレン−α・オレフィン共重合体（以下、
S-PEという）を内面に設けた積層体により成形すること
により、前記空隙部を埋めて密封性の良い紙カップを長
時間にわたって安定して生産することができ、かつ、そ
の作業における適性温度域も広いことを確認した。本発
明において使用できるS-PEとしては、密度 0.890〜0.92
0g/cm³、メルトインデックス0.5 〜20のものが好まし
い。密度0.920g/cm³以上の場合においても、密封性に劣
る傾向が見られるが、これはS-PE樹脂の溶融時の流れ不
良と低温シール性不足が原因と推定される。S-PEの適性
なメルトインデックスとしては、0.5 〜20であり、この
範囲において、通常の方法、例えば、押出法、Ｔダイキ
ャスト法、インフレーション法等による安定した製膜が
可能である。

【０００９】又、本発明においては、前記S-PEと他の樹
脂とを共押出多層製膜して、S-PE層をカップの最内面に
して使用した紙カップ容器としても、同様の効果を得る
ことができる。例えば、S-PEと中密度ポリエチレン（以
下、MDPEという）との共押出フィルムとして、総厚30〜
60μｍの２層フィルム等が優れた密封性を得るために効
果的である。この場合の層厚比としては、S-PE：MDPE＝
（40〜80):( 60〜20) であればよいが、特に限定するも
のではない。紙カップ製造においては、底紙は、プレス
成形してコの字状に成形するが、前記S-PEを内面とした
前記プレス成形をした結果、成形速度の低下もみられ
ず、問題のないことを確認した。

【００１０】図３、図４は、紙カップ容器の底部におけ
る胴シール、ローレットシールの関係を示した図であ
る。底紙Ｆはコの字状に成形してスカート部を形成し、
胴紙Ｗの底部を内側に折り込んで前記底紙のスカート部
を挟み、ローレットシール部Ｎにおいて熱接着される。
この際、密封に最も注意すべき位置は、胴シール部Ｍが
前記底紙スカート部と接する部分で、この部分において
完全密封されることが必要である。胴シール部Ｍと底紙
のローレットシール部Ｎにおいて、胴紙の厚みの段差に
よる空隙部Ｋが形成される。前記ローレットシールによ
り、胴紙および底紙の内面又は両面に積層された熱可塑
性合成樹脂を溶融加圧して、前記空隙部Ｋを埋めて密封
を完全にする。本発明においては前記熱可塑性合成樹脂
としてS-PEを用い、カップ原紙と積層した材料によりカ
ップを成形すると該S-PEの低温シール性および溶融時の
流動特性により、前記空隙部Ｋが溶融S-PEにより埋めら
れ、その結果、密封性に極めて優れた効果を示すことが
判明した。

【００１１】前記、密封性は、胴シール部Ｍと底部のロ
ーレットシール部Ｎの交差する部分Ｘに形成される空隙
部Ｋをカップ成形時の熱で溶融した内面樹脂（仕様によ
っては外面樹脂もある）で埋めることにより行われる
が、該密封性のレベルはシールチェック液による滲みの
程度として確認することができる。具体的には、成形さ
れた紙カップ容器に前記シールチェック液を注ぎ、前記
空隙部Ｋに、浸透性のよいシールチェック液がどの程度
滲み込むかによって判定できる。なお、別の空隙部Ｋ′
は、底紙Ｆの下に位置するため、密封性に関係しない。

【００１２】更に、S-PEを積層して、接着層とすること
により、該S-PEは、LDPEに比較して低分子量成分が極め
て少ないので、樹脂臭の内容物への移行、あるいは内容
物成分の選択的吸収による味覚への影響も少ないことが
判明した。

【００１３】又、保存用、流通用途のカップ本体の基材
の構成としては、相応のバリア性を持たせた構成とす
る。例えば、カップ原紙の内面にアルミ箔をラミネート
し、最内層にS-PEを押し出しコートすることにより、ガ
スバリア性、水蒸気の遮断性などを大幅に改善すること
ができる。このようなバリア性のある紙カップ容器の場
合においても、内面にS-PEを積層した構成により、前記
密封性の効果を得ることができる。

【００１４】紙カップ容器には、フランジカール（又は
リップカール）があるが、これはカップ開口部の形状を
保持し、内容物を直接飲む時の口あたりをよくするだけ
でなく、前述のように、流通容器として紙カップを用い
る場合の蓋をシールしたり、オーバーキャップを嵌合す
る際のフランジとして利用できる。前記流通容器として
用いる時の、フランジカール部は、蓋材とのシール性を
良くするために、プレスし、平坦化することがある。紙
カップ容器のフランジには、前記フランジカールをする
と、胴部シールＭの部分に胴紙の厚さの段差が形成され
るが、この段差の蓋材による密封性についても、S-PEを
シーラント層とする蓋材を用いることにより、前記底部
の密封性と全く同一の効果が得られる。

【００１５】以上、紙カップとしては丸型形状カップを
例として説明したが、本発明は胴紙と底紙とにより成形
する紙容器として例えば、楕円型のカップ、角形カッ
プ、丸筒容器、各種の筒形容器等のような丸型とは異な
った形の紙カップ容器においても適用できる技術であ
り、丸型紙カップに限定されるものではない。胴紙や底
紙に、他の素材として例えば、アルミ箔を加えた積層体
（例：S-PE／アルミ箔／紙／S-PE）としたり、又、底紙
に相当する部材としてカップ原紙の替わりに、プラスチ
ックシートを用い、接着層となるシーラントと積層
（例：ポリスチレン／S-PE）して、真空成形により、コ
の字状に成形して用いる場合にも適用できる。従って、
胴部が紙主体の積層体で構成されたノンテーパー角筒容
器形状であり、天部、底部がアルミ箔主体の積層体によ
り成形された容器等にも、同様に適用し得るものであ
る。

【００１６】

【実施例】

１）サンプルの作成本発明による構成として、実施例1 〜2 、比較例と合わ
せ３種の構成の積層シートを作製し、紙カップとして成
形した。胴紙、底紙とも同仕様とした。実施例１： S-1²⁰／カップ原紙³⁰⁰／ S-2⁴⁰（S-PE単
層）※1 実施例２： S-1²⁰／カップ原紙³⁰⁰／PE¹⁵／ S-2
²⁵（共押出２層）※2 比較例： S-1²⁰／カップ原紙³⁰⁰／ S-2⁴⁰（LDPE）
※3 （胴紙、底紙とも同一仕様で肩数字は素材の厚みを示
し、S-1 、S-2 はμｍ、カップ原紙はg/m²）使用したクレード等は下記の通りである( 但しD は密
度、MIはメルトインデックス) ※1 S-PEはカーネル57L （三菱化学株式会社製商品名
MI=11.0 D= 0.905 ）EC法による製膜。 ※2 S-PE／MDPE 共押出２層（層厚15μｍ／10μｍ）サ
ンドPEと合わせ40μｍS-PEはカーネル57L(前出) MDPEはネオゼックス40150C（三井石油化学工業株式会
社製商品名D=0.940 MI=15）なお、基材とのラミネートは、押し出しコート(EC)法で
積層した。 ※3 LDPEはミラソン18SP（三井石油化学工業株式会社
製商品名MI=7.0D=0.921）。EC法による製膜。＜テスト方法＞上記、各実施例及び比較例とも上記の構
成に積層して、カップ成形機により成形し、成形された
カップ各 500ケを用意して密封シール性の確認をした。
その方法は成形されたカップに、シールチェック液を入
れ、前記シールチェック液の浸透の程度を確認した。使用したシールチェック液：エージレスチェック液（三
菱瓦斯化学株式会社製商品名）浸透部分は全て、胴紙シール部の底紙スカート部とのシ
ール部分であり、カップの底面（底紙のフラット面）か
らカップ底までの程度で記載した。エージレスのチェッ
ク液の浸透の程度がカップ底まで、2/3 または1/
2までの浸透の３段階とした。(500ケのテストでの前記
各浸透レベルに至った個数で示した) 。『結果』底まで浸透 2/3までの浸透 1/2 までの浸透実施例1 0/500 0/500 10/500 実施例2 0/500 0/500 8/500 比較例 2/500 80/500 190/500 本発明の紙カップ容器は、底まで浸透したものは勿論、
2/3 まで浸透したものもなかったのに対し、比較例は、
底まで浸透したものが 2ケ発生し、2/3 まで浸透したも
のは80ケとなった。本発明の紙容器は、1/2 まで浸透し
たものも僅かであり紙カップ容器の密封性に関して極め
て優れたものであることが確認できた。

【００１７】

【発明の効果】シングルサイト系触媒を用いて重合した
エチレン−α・オレフィン共重合体の単層または、他の
樹脂と前記エチレン−α・オレフィン共重合体とを共押
出して多層フィルムとし、少なくとも、紙カップ容器の
内面が、前記エチレン−α・オレフィン共重合体の層と
なるように、基材と積層して、紙カップ容器を成形する
ことにより、その成形において低温シール性、ホットタ
ック強度が良好となり、かつ、隙間の樹脂埋めも良好と
なり、もれのない密封性の安定した紙カップ容器の作成
が高速、かつ、品質的に安定して生産することが可能と
なった。カップの形に限定されることなく、胴紙のシー
ルを行い、プレス成形した底紙のスカート部とローレッ
トシールをするタイプの容器に適用できる。又、前記底
紙に相当する部材が、他の素材を用いる場合にも、前記
胴紙とシールする面がS-PEであれば、同一の効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紙カップ容器の斜視図および成形前部
材の平面図。

【図２】本発明の紙容器を構成する積層体の断面図。

【図３】底部ローレットシール部（垂直）断面拡大図。

【図４】胴シール部とローレットシール部との交点の
（水平）断面拡大図。

【符号の説明】

１カップ原紙２内面樹脂層３外面樹脂層Ｐ紙容器Ｗ胴紙Ｆ底紙Ｍ胴シール部Ｎローレットシール部Ｘ胴シール部Ｍとローレットシール部Ｎの交差する部
分Ｋ，Ｋ′ 空隙部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも最内層にシングルサイト系触
媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体
を用いたことを特徴とする紙カップ容器。