JP2007039093A - 容器用紙蓋 - Google Patents

Abstract

【課題】１枚の紙基材から、形状安定性、美粧性に優れ、かつ高い生産性を有すると同時に紙蓋が食品容器の開口部から簡単に外れぬように、蓋の周側部内側に容器の開口部が嵌合する突起を設けた容器用紙蓋を提供することである。
【解決手段】一枚の紙基材からなるブランクシートを絞り成形することによって、天板1と、前記天板の周縁から略垂直方向に一体に延びる周側部２を形成した容器用紙蓋において、
前記周側部２の内面に、複数の筋状突出部をエンボス加工により略同じ高さに設け、かつ前記周側部２の下縁に波形フリル７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、アイスクリームやジャム、ヨーグルト等の紙カップ、その他の容器に使用する紙の蓋であり、特に、１枚の紙基材からなるブランクシートを絞り成形することによって得られる容器用紙蓋に関する。

上述の容器に使用する蓋としては、従来、プラスチック製の蓋が広く使用されている。この容器包装の廃棄物は、廃棄処分時に、資源ごみとして再利用できるものは再利用し、また、廃棄処分費用の高いプラスチックゴミと紙ゴミとに分別し、さらにプラスチックゴミは環境に対する負荷が大きいので、これを減量化する必要がある。しかし使用済みのプラスチック蓋は、資源ごみとしてリサイクルしにくいため、分別されずに他の紙ゴミと一緒に捨てられているのが実情である。
そこで、環境問題、リサイクル問題、省資源を考慮して、前述のプラスチック蓋に代わるものとして、リサイクルが可能で、廃棄された場合の燃焼カロリーも低く、生分解性能を有し、環境に対する負荷の低い紙パルプを素材とする容器用紙蓋が、近年、特に求められている。

アイスクリーム、ジャム、ヨーグルト等のカップ状食品容器の開口部に嵌合する紙の蓋は、例えば、特許文献１に例示するように、従来から存在する。しかし、上述の紙製のものは、天板部と周側部の２ピースを組み合わせてなる構成であるから生産性が悪いという問題がある。

本出願人は、先に１枚の紙ブランクを使用し、これを加熱下でプレス成形して天板と、前記天板の周縁から略垂直方向に一体に延びる周側部を形成した容器用紙蓋を提案している（例えば、特許文献２参照）。しかるに、上述の紙製蓋は、周側部下端を内側に折り返して二重構造にしているので生産性が悪いという欠点がある。しかも周側部を二重にしないと、一般的には周側部の形状が安定し難く、蓋として持続的に使用することができない。

また、紙蓋が容器の開口部から簡単に外れぬように、紙蓋の周側部内側に容器の開口部が嵌合する突起を設けることがある。そしてこのような突起を紙蓋の周側部内側に、複数個の進退するピンで押圧成形する装置も既に提案されている（例えば特許文献３参照）。
しかるに、この紙蓋成形装置により加工した紙蓋の大きな問題点は、成形ピンの押圧（図８ａ参照）により生じた紙ブランクの陥没により、蓋周側面の高さ方向（上下方向）に波を打ったような変形作用（歪）として現れ（ヒケとも呼ばれ、図８ｂに↑で示す）、その波打ち現象のために成形後の製品の周側面下端部は外観が悪化し、美粧性が劣るという問題が発生していた。
実公昭５６−５１０１７号公報 特開２００３−１２８１０４号公報 特開２００２−３０７５７８号公報

かかる実情に鑑み、本発明の目的は、１枚の紙基材からなるブランクシートを絞り成形することによって得られる容器用紙蓋であり、形状安定性、美粧性に優れ、かつ生産性にも優れていると同時に紙蓋が食品容器の開口部から簡単に外れぬように、蓋の周側部内側に容器の開口部が嵌合する突起を設けた容器用紙蓋を提供することである。

本発明は上記課題を解決するために以下の構成をとる。
すなわち本発明の第１は、一枚の紙基材からなるブランクシートを絞り成形することによって、天板と、前記天板の周縁から略垂直方向に一体に延びる周側部を形成した容器用紙蓋において、
前記周側部の内面に、筋状突出部をエンボス加工により設け、かつ前記周側部の下縁に波形フリルを設けたことを特徴とする容器用紙蓋である。

また本発明の第２は、前記周側部に、１〜２０ｍｍの間隔で押罫線が設けられており、前記筋状突出部は、前記押罫線の２本以上と交差するように形成されていることを特徴とする本発明の第１に記載の容器用紙蓋である。

さらに本発明の第３は、筋状突出部が複数であることを特徴とする前記第１〜第２発明のいずれかに記載の容器用紙蓋である。

本発明の第４は、天板の中央に、ドーム状突出部を設けたことを特徴とする本発明の第１〜第３のいずれかに記載の容器用紙蓋である。

そして本発明の第５は、紙基材は、米坪が１００〜５００ｇ／ｍ²、密度が０．４〜０．７ｇ／ｃｍ³、破断伸びが１．５％以上であることを特徴とする本発明の第１〜４のいずれかに記載の容器用紙蓋である。

本発明によれば、一枚の紙基材から絞り成形によって、形状安定性、美粧性に優れ、さらに生産性に優れ、また紙蓋が食品容器の開口部から簡単に外れぬように、蓋の周側部内側に容器の開口部が嵌合する突起を設けた容器用紙蓋を得ることが可能である。

以下、本発明を具体的に説明する。
図１〜図３は本発明の紙蓋の一例を示すものであって、図１は斜視図、図２は断面図、図３は容器の開口周縁部に、本発明の紙蓋Ａの周側部が嵌合した状態を示す部分断面図である。図４は成形前の紙蓋のブランクを示し、略円板形状に形成されている。この円板の外周には後述するように波形状のフリルが形成されている。ブランク形状は円状に限られず、楕円形、角形、そのほか多角形であってもよく、容器の形状に応じて種々の形に設計できる。
なお図中、１は中央の天板、２は天板１に連続して周側部２がある高さを持って外側垂直方向に形成されている。ここで紙蓋Ａの天板1は中央がドーム状に盛り上がった形状になっている。ドーム状突出部３の形は、蓋成形用金型により様々の形状に成形することが可能であって、図３のように外輪に平坦部４ａを有するもの、後述する図５に示すように、外輪に溝部４ｂを有するものを例示したが、これに限るものではない。

なお、天板の中央にドーム状突出部３を設けた場合には、蓋の形状安定性が向上する。同時に、特にアイスクリーム等の氷菓に使用する際には、通常、前記氷菓は、流動体として容器の中心部中央から充填されるが、粘性のある流動体であること、また、冷凍により体積が膨張することによって、中央部が盛り上がった形になりやすい。従って、蓋の中央部にドーム状の突出部を設けることによって、氷菓の表面が盛り上がった状態になったとしても、蓋をかぶせる際に、盛り上がりによって蓋が浮くことがない。また、内容物が蓋に付着することもなく、製品の外観を損うことがない、という効果がある。また、図のような外輪に設けた平坦部や溝部を利用して、本発明の紙蓋Ａを被せた容器を上下方向に複数個積み重ねた時に、平坦部や溝部の上に、上方の容器の底が安定よく載置できるので、容器運搬時の取扱いに便利となる。

符号Ｂは容器を示し、その材質は紙、プラスチック等何でもよいが、蓋Ａの材質は、紙の両面または片面に、熱可塑性樹脂をラミネートした紙基材から構成されている。具体的に述べると、ブランク主体である紙層が、絞り成形時に紙切れするのを防ぐために、伸張性能のよい原紙を使用するのがよい。このような原紙としては、例えばカップ原紙（コップ原紙いうことがある）が挙げられる。ここで、カップ原紙とは、晒化学パルプを原料として、強サイズが施されて円網あるいは長網抄紙機により抄造されたものをいい、上質紙、晒クラフト紙に近い紙質のものいう。紙の坪量は、特には限定しないが、本発明で使用する成形加工用原紙の坪量の好適範囲は１００〜５００ｇ／ｍ²の範囲、さらに、望ましい坪量は２５０〜４２０ｇ／ｍ²である。５００ｇ／ｍ²以上の高米坪の場合は、絞り成形が困難となり、また成形した蓋の外観がしわの目立つものになってしまうおそれがある。１００ｇ／ｍ²以下低米坪の場合は、腰が無くなり、この場合も成形困難となる。また、成形後の紙製蓋の形状が安定しない恐れがある。

本発明で用いる紙基材の好ましい例は、後述するように、紙層の少なくとも片面が、例えばポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂を積層してなるヒートシール可能なラミネート紙である。また紙層と熱可塑性樹脂層との間にさらに一層又は二層以上の層を有することができる。必要に応じて印刷層を紙層と樹脂層との間に設けることができる。印刷層が樹脂と原紙の中間に配置される理由は、絞り成形時に原紙の表面が金型と接触して強くしごかれるために印刷が擦れるために、樹脂の下部に印刷表示を施したものを使用するのがよい。

通常の場合、紙基材として、美麗な印刷済の原紙巻き取りに対し両面ＰＰラミネートをタンデム押し出し機で行った両面ラミネート紙が使用される。押し出し厚さは一例として２０μｍである。基材の厚さは、原紙厚みと関連するが、樹脂厚みを２０〜５０μｍである場合、０.１６〜０.５０ｍｍ程度、好ましくは０.２０〜０.４０ｍｍ程度である。

本発明の紙蓋Ａは、上記の成形加工原紙を原材料として、先ず平判に断裁しその後、後記実施例示すように、所定形状（円形あるいは角形等）に打ち抜くと同時に、押罫線５を中央天板1の周囲の周側部２に定間隔、かつブランクの中心から放射状に付与するように構成されている。この押罫線５は成形時に、紙蓋に生ずるシワをコントロールするものである、すなわち、プレス成形体が歪の大きい曲面部を有する場合、プレス成形時に曲面部分に折りシワを形成させて歪を吸収させる必要がある。このとき折りシワ部分は平面方向にアコーディオンのように折りこまれて凹凸を形成し、その後、プレスによりその凹凸部がブランクの厚さ方向に圧縮される。丸形状の紙蓋のブランクの一例を図４に示す。同図のブランクは、直径９４ｍｍに形成された円形ブランクの周側部２に相当する位置に４４本の罫線５を、所定間隔（約５ｍｍ間隔）で放射状に付与したものである。因みに上記紙基材としては、２８０ｇ／ｍ²＋ＰＰラミ３０ｇ／ｍ²、原紙密度は０．６０（ラミネート前の原紙）破断は伸び３．２％である成形加工原紙を使用した。

このような押罫線５を付与した紙基材からなるブランクに対して絞り成形を施し、図１、図２に示すように本発明の紙蓋を成形する。このとき、特開２００２−３０７５７８号のプレス成形装置又は別種のエンボス加工装置を使用して、複数の筋状突出部６を前記周側部２の内面側に押し出すように略同じ高さに設ける。換言すれば、複数の筋状突出部６は、それぞれが、紙蓋の周側部２の母線方向に対して直交する方向に設けられている。因みに、符号７で示すものはフリルであり、
なお、前記筋状突出部６の長さは、周側部を環状に一周する形で設けてもよいが、前記押罫線の２本以上と交差する長さに、定ピッチに形成することが望ましい。このように各筋状突出部６の長さを２本以上の罫線と交差するようにエンボス加工すると、罫線部分が、加圧されることで加締められるため、罫線部が広がりにくくなり、その結果、側壁部分の形状が安定するという効果がある。

図５〜図７は本発明の紙蓋の別例を示すものであって、図５は斜視図、図６は右側面図、図７は断面図であり、図１〜３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。

<蓋の素材について>
本発明の上記した形態において、紙蓋に対して実用的に必要な剛性を付与し、絞り成形後の曲面部での破断を抑止するためには、紙蓋を構成する素材として低密度で強度の高い成形加工原紙を使用する必要がある。こうした成形加工原紙を得るためには、紙に使用するパルプとしてリグニンを多量に残留させた機械パルプを含有することが好ましい。なお、機械パルプ使用の有無を判定する手段としては、例えばＴＡＰＰＩ Ｔ４０１−ｏｓ−７４記載の方法で機械パルプを検出することが可能である。また、成形加工原紙に使用する紙中の機械パルプ使用量としては５〜１００質量％の範囲が好ましく、さらに好ましくは２０〜８０質量％での範囲で、最も好ましくは４０〜７０質量％の範囲である。機械パルプが５質量％以上の場合、成形加工原紙が低密度化させることができるので好ましい。また成形加工原紙に特に伸長性を持たせたい場合には機械パルプ使用量を８０質量％以下、好ましくは７０質量％以下とすることが好ましい。なお、紙中の機械パルプ使用量は、ＴＡＰＰＩ Ｔ−４０１−ｏｓ−７４に記載された手段を用いて規定することができ、具体的には以下の方法をとる。まず、成形加工原紙を水または熱水で再離解する。次に、この再離解したパルプ繊維をスライドグラス上に分散させ、Ｃ染色液、Ｈｅｒｚｂｅｒｇ染色液、Ｓｅｌｌｅｇｅｎ染色液等のパルプ染色液を滴下してパルプ繊維を染色する。その後、上記スライドを顕微鏡で観察してパルプ繊維の染色性、形態的特徴に基づいて繊維組成を判別する。この時、同時にスライドを規則的に走査しながら、一定面積当たりに存在するパルプ繊維を各種別ごとに計数し、重み係数によって質量百分率に換算する。

前記した絞り成形後の紙蓋の物性を実現するためには、成形加工原紙に使用する紙の米坪が１００〜５００ｇ／ｍ²、密度が０．４〜０．７ｇ／ｃｍ³、破断伸びが１．５％以上であることが好ましい。さらに、密度０．７〜０．９ｇ／ｃｍ³である高密度層を少なくとも一層、及び、密度が０．２〜０．６ｇ／ｃｍ³の少なくとも一層の低密度層を有することが好ましい。低密度層の密度は、さらに好ましくは０．３〜０．５ｇ／ｃｍ³である。

以上の構成にすることにより、前記した米坪が１００〜５００ｇ／ｍ²、密度が０．４〜０．７ｇ／ｃｍ³、破断伸びが１．５％以上である紙が得られる。伸びを１．５％以上にするために、必要であれば、外層に繊維長が長いＮＢＫＰを配合し、適切な叩解度まで叩解して使用することが可能である。

成形加工原紙に使用する紙としては、紙蓋の外側となる側の外層を構成する原料パルプとして、該原料パルプを単層で抄紙した場合の破断伸びが３％以上となる原料を使用することがさらに望ましい。（この単層抄紙条件はＴＡＰＰＩ標準法による。）紙蓋の外側となる側の紙層は、絞り成形時に内側よりも多く延伸されるため、内側よりもさらに強い破断伸びが必要とされるが、このように外側に延伸しやすいパルプ原料を使用することによって、絞り成形における外側の紙層表面のひび割れ、破れを防止し、より深い絞り成形を可能とするものである。なお、成形加工原紙に使用する紙の破断伸びの調整は、前記と同様、繊維長の長いＮＢＫＰを配合し、叩解の程度を調節するなどの公知の方法で可能である。

<成形加工原紙の塗工層について>
本発明における成形加工原紙には、必要に応じてその片面、あるいは両面に顔料と接着剤からなる塗工層を設けることができる。前記塗工層に用いられる顔料としては、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、タルク、酸化チタン、プラスチックピグメント等既知のものが任意に使用できる。前記塗工層に用いられる接着剤としては、澱粉、カゼイン、ＳＢＲラテックス、ポリビニルアルコールなど既知のものが任意に使用できる。これらの塗工層は単層、あるいは多層に形成することができる。またその塗工量は全体で２０〜３０ｇ／ｍ²程度が望ましい。また、このような塗工層を設ける場合は、塗工層直下の層は、叩解度を高め、表面をより平滑にしておくことがさらに好ましい。このような塗工層は、公知である各種の塗工装置を適宜用いて塗工することができる。また、このような塗工層の上に、さらに印刷層を設けることが可能である。

<成形方法について>
本発明紙蓋の製造方法としては、成形加工原紙をブランクシートに打ち抜き、必要箇所に罫線を入れ、雄型と雌型よりなるプレス型に該ブランクシートを挟み、加熱、加圧して成形する、いわゆる絞り成形という製造方法をとる。この時、成形加工原紙は、予め調湿し、原紙水分を調節することが必要である。原紙水分は１０〜２０％の範囲にする必要があり、好ましくは１１〜１７％、最も好ましくは１２〜１５％である。ここでいう原紙水分とは、加工原紙中の全パルプ分の絶乾質量に対する、水分の質量％をいう。原紙水分をこの好適範囲とすると、成形加工原紙の可塑化が起こって成形性が向上し、また、成形時の紙層の破壊を低減することができる。この結果、より深さがあり、外観が滑らかで美しく、しかも高い剛性を有した絞り成形品を得ることができる。原紙水分が１０％未満であると成形体に十分な剛性が得られず、また２０％を越えると、成形加工原紙にブリスターが発生して原紙の紙層が剥離する、水分量が多くなるため乾燥に時間がかかり生産性が落ちる等の問題が発生し好ましくない。なお、原紙水分の調製方法として、プレス成形直前に原紙に水分を供与する方法や、紙の抄造時において、ドライヤーを出た後に加湿し、水分が維持される状態で輸送・保存する方法などが挙げられる。

次に、ブランクシートから紙蓋を製造する工程について説明する。本発明で絞り成形は一対のプレス用金型により行う。一対の加熱プレス用金型とは、凸状で成形品の内容積部に対応する形状の凸型と、凹状で成形品の外形に対応する形状の凹型である。前記一対のプレス用金型は前後または上下方向に少なくとも片方の型が動くことにより成形品をプレスすることができる。

本発明の紙蓋の一例を示す斜視図である。 同上断面図である。 容器の縁部に本発明の紙蓋が嵌合した状態を示す部分断面図である。 紙蓋のブランクの一例を示す平面図である。 本発明の紙蓋の別例を示す斜視図である。 同上側面図である。 同上断面図である。 ａは紙蓋成形装置の説明図、ｂは上記の紙蓋成形装置により加工した紙蓋の変形作用を示す説明図である。

符号の説明

Ａ 紙蓋、Ｂ 容器
１ 中央の天板
２ 周側部
３ ドーム状突出部
４ａ 平坦部
４ｂ 溝部
５ 押罫線
６ 筋状突出部
７ 波形フリル

Claims (5)

1. 一枚の紙基材からなるブランクシートを絞り成形することによって、天板と、前記天板の周縁から略垂直方向に一体に延びる周側部を形成した容器用紙蓋において、前記周側部の内面に、筋状突出部をエンボス加工により設け、かつ前記周側部の下縁に波形フリルを設けたことを特徴とする容器用紙蓋。
2. 前記周側部に、１〜２０ｍｍの間隔で押罫線が設けられており、前記筋状突出部は、前記押罫線の２本以上と交差するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の容器用紙蓋。
3. 筋状突出部が複数であることを特徴とする請求項1〜２のいずれかに記載の容器用紙蓋。
4. 天板の中央に、ドーム状突出部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の容器用紙蓋。
5. 紙基材は、米坪が１００〜５００ｇ／ｍ²、密度が０．４〜０．７ｇ／ｃｍ³、破断伸びが１．５％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の容器用紙蓋。

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