JP6031771B2 - カップ容器及びこれを用いた包装容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、食品等を包装するためのカップ容器及びこれを用いた包装容器の製造方法に関し、より特定的には、蓋材をシールする目的でカップ容器の開放端に設けられるフランジ部の形成方法に関する。

インスタントコーヒーのような粉状または顆粒状の内容物を、保存容器やコーヒーマシンのタンクに容易に詰め替えできるパッケージとして、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の詰め替えパッケージは、筒状の容器本体と、容器本体の開放端部分に挿入された漏斗パーツと、容器本体の開放端を封止するメンブレンとを備える。この詰め替えパッケージの使用時には、保存容器やタンク等の詰め替え先容器の開口部にメンブレン部分を宛がった状態とし、詰め替えパッケージを詰め替え先容器側へと押圧してメンブレンを破断させることによって、漏斗パーツの内面を伝って内容物を詰め替え先容器に移し替えることができる。

カップ状の容器本体にメンブレン等の蓋材を確実かつ安定にシールできるように、容器本体の開放端部分には、ある程度の幅で上面がフラットなフランジ部を設けることが好ましい。そのようなフランジ部の形成方法に関する技術として、特許文献２に記載されたものがある。特許文献２では、紙カップの開放端部分に形成したトップカール部を、超音波ホーンとカップ受け金型とで挟み込んで押し潰すと同時に、超音波振動を印加して加熱用着することで、上面がフラットなカップフランジ部を形成している。

その他には、紙カップの開放端部分に形成したトップカールを一対の金型で挟んで加熱プレスすることによって、上面がフラットなフランジ部を形成する手法が知られている。

特開２０１０−２５４３２６号公報 特開２００９−１８４１６９号公報

上記のようなカップ容器の側壁部には、厚みの異なる部分、すなわち、シート材が重ね合わされた部分とそれ以外の部分とが存在する。特許文献２に記載されるような、超音波ホーンでトップカール部を押し潰しながら超音波溶着を行う場合、超音波ホーンと受け側の治具とのクリアランスをシート材の重ね合わせ部分（最も厚い部分）に合わせると、他の部分が圧力不足によりシールできず、超音波ホーンと受け側の治具とのクリアランスをシート材の重ね合わせ部分以外の部分に合わせると、最も厚い部分に圧力及び超音波振動が集中し、焦げが発生しやすいという問題がある。特に、シート材の厚みが大きくなると、焦げの発生が顕著となる。

また、超音波ホーンと受け側の治具とのクリアランスを、シート材の重ね合わせ部分に対応する箇所においてのみ厚くし、超音波ホーンからの圧力をトップカール部全体でほぼ一定にすることも考えられる。ただし、この場合、形成されたフランジ部のうち、重ね合わせ部分の厚みが相対的に厚く形成されるので、後にフランジ部にフィルムをシールする際に、シール圧が不均一になるという問題がある。すなわち、フランジ部にフィルムをシールする際も、フランジ部とフィルムとを重ね合わせたものを、シールヘッド及びシール受け台で上下から挟み込んで圧力を加える処理を行うため、フランジ部の厚みが不均一の場合、シール圧も不均一となり、シール不良を招く可能性がある。

一方、トップカール部を加熱プレスする方法では、焦げの問題は発生しないが、加熱したシート材の滑り性が低下するため、トップカール部の押し潰し過程で座屈皺が発生しやすいという問題がある。

それ故に、本発明は、フランジ部に焦げや皺が発生せず、成型後のフランジ部の変形が少ないカップ容器及びこれを用いた包装容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、フランジ部を有するカップ容器の製造方法に関する。本発明に係るカップ容器の製造方法は、紙及びシーラントを含むシート材よりなる筒状の側壁と、底部と、開放端とを有するカップ状の中間体を形成する工程と、前記側壁の前記開放端部分を外側に丸めて第１のカーリングを形成する工程と、前記第１のカーリングのうち前記底部側の一部を加熱して、シーラントを軟化させる工程と、シーラントを軟化させた前記第１のカーリングを更に外側に丸めて第２のカーリングを形成する工程と、前記第２のカーリングをプレスして前記フランジ部を形成する工程とを備え、前記第２のカーリングを形成する工程において、前記軟化させたシーラントを内部に巻き込んで溶着させることを特徴とする。

また、本発明は、粉状・顆粒状・液状等の流動性を有する内容物を包装し、内容物を他の容器に移し替えるために用いられる包装容器の製造方法に関する。本発明に係る包装容器の製造方法は、紙及びシーラントを含むシート材を用いて、広口側から狭口側へと径が狭まる漏斗部と、漏斗部の広口側部分に接続され、漏斗部の外面を取り囲む側壁部とを有する漏斗パーツを形成する工程と、上記の製造方法によって、筒状の側壁と底部と開放端とフランジ部とを有するカップ状の容器本体を形成する工程と、漏斗パーツの広口側開口部を容器本体の底部に向けて、漏斗パーツを容器本体の開放端から内部へと挿入し、側壁部の外面を漏斗パーツの内周面に接合する工程と、容器本体への内容物の充填後に、押圧力を受けて破断するフィルムをシールして容器本体の開放端を封止する工程とを備える。

本発明によれば、超音波用着を行わないため、フランジ部への焦げの発生を回避できる。また、カーリングの形成途中で一旦シーラントを軟化させてから更にカールさせるため、巻き込んだ部分が溶着されて安定的に保持され、カーリングのプレス時に皺が寄ることが抑制される。更に、シーラントを軟化させてから更に巻き込むことで、カーリングの巻き込み量を多くとることができ、かつ、巻き込み部分の溶着が十分に行われるので、成型後の環境変化による変形を少なくすることができる。

実施形態に係る包装容器の斜視図 図１に示したＩＩ−ＩＩラインに沿う断面図 図２に示した漏斗パーツの斜視図 実施の形態に係る包装容器の使用状態を示す断面図 実施形態に係る包装容器の製造方法を示すフローチャート 図３に示した漏斗パーツの製造工程を説明するための図 図６Ａに続く製造工程を説明するための図 図６Ｂに続く製造工程を説明するための図 図６Ｃに続く製造工程を説明するための図 図６Ｄに続く製造工程を説明するための図 中間体の狭口側端縁の折り返し時に破断が発生した状態を示す図 漏斗パーツの他の一例を示す正面図 図８に示した漏斗パーツの製造工程を説明するための図 図９Ａに続く製造工程を説明するための図 図９Ｂに続く製造工程を説明するための図 図９Ｃに続く製造工程を説明するための図 絞り加工前後の罫線部分の状態を示す断面図 図２に示した容器本体の製造方法を示す断面図 図１１Ａに続く製造工程を説明するための図 図１１Ｂに続く製造工程を説明するための図 図１１Ｃに続く製造工程を説明するための図 漏斗パーツを容器本体に取り付ける方法を示す断面図 図１２Ａに続く製造工程を説明するための図 図１２Ｂに続く製造工程を説明するための図 図１２Ｂに示したＸＩＶ−ＸＩＶラインに沿う断面図 漏斗パーツの側壁部の反りを説明する断面図

＜１．包装容器の構成＞
図１は、実施形態に係る包装容器の斜視図であり、図２は、図１に示したＩＩ−ＩＩラインに沿う断面図であり、図３は、図２に示した漏斗パーツの斜視図である。

包装容器１は、インスタントコーヒー、粉ミルク等の食品や、複写機・レーザープリンター用のトナーなど、粉状・顆粒状・液状等の流動性を有する内容物を包装し、その内容物を保存容器等に容易に移し替え可能とするものである。包装容器１は、カップ状の容器本体２と、容器本体２に嵌め込まれた漏斗パーツ３と、シール蓋４とを備える。

容器本体２は、円筒形状の側壁１５と底部１６とから構成される。側壁１５によって形成される円筒の一方端部は底部１６によって閉鎖され、他方端部は開放されている。容器本体２の開放端部分には、側壁１５の端縁を外方にカールさせた後に扁平状に押しつぶすことによってフランジ部１７が形成されている。容器本体２は、容器の軽量化や廃棄の容易さ、省資源化を考慮して、紙を主体とする材料で形成される。一例として、紙と樹脂の積層フィルムを利用することができる。ガスバリア性が要求される場合には、蒸着フィルムやアルミニウム箔等のガスバリア層が層構成に含まれる。容器本体２の製造方法の詳細は後述する。

漏斗パーツ３は、広口側開口部から狭口側開口部にかけて径が狭まる漏斗部１３と、漏斗部１３の外面を取り囲んで漏斗部１３の広口側開口部に接続される側壁部９とを含む。漏斗パーツ３は、紙を主体とする材料を用いて一体的に形成されている。漏斗パーツ３の材料としては、紙とポリエチレンの積層シートを好適に利用できる。漏斗パーツ３の製造方法の詳細は後述する。

漏斗部１３は、狭口側開口部を構成する排出部６と、排出部６に接続される第１テーパー部７と、第１テーパー部７に接続され、広口側開口部を構成する第２テーパー部８とを含む。ここで、第１テーパー部７のテーパー角θ₁は、第２テーパー部８のテーパー角θ₂より大きくなるように設計されている。排出部６は、直径が略一定のストレート状に形成してもよいし、テーパー角θ₃を付けたテーパー状に形成しても良い。包装容器１の開封時には、シール蓋４を介して排出部６に押圧力が加わるため、座屈強度を高くするためには、排出部６をストレート状（すなわち、テーパー角θ₃＝０°）に設定することが理想的である。ただし、成型時における離型性を良くするためには、テーパー角θ₃を０°より大きく、かつ、１５°以下の値に設定することが好ましく、この範囲内でも５〜１０°に設定することがより好ましい。テーパー角θ₃を大きくするほど、成型時の離型性が向上するが、テーパー角θ₃が１５°を越えると、排出部６の強度が低下してしまう。

また、排出部６の内側には、シート材の一部を内側に折り返すことによって折り返し部１０が形成されている。折り返し部１０は、排出部６の内面にヒートシールされ、漏斗パーツ３の狭口側開口部を補強する機能を担う。折り返し部１０の端縁は波状に形成されているが、これは、シート材を折り返して折り返し部１０を形成する際に、シート材に加わる張力を緩和させてシート材の破断を防止するためのものである。

側壁部９は、漏斗パーツ３を容器本体２の内周壁に溶着するための部分である。側壁部９には、図３に示すように、シート材の重ね合わせ部分（矢印で示した範囲）を除いて、漏斗パーツ３の軸方向に延びる複数のヒダ１４が形成されている。ヒダ１４によって、側壁部９に伸縮性が付与されている。ヒダ１４の代わりに、複数の罫線を設けたり、エンボス加工を施したり、側壁部９から漏斗パーツ３の中心軸までの距離が交互に増減する波状に形成したりすることによって、伸縮性を付与しても良い。

漏斗パーツ３は、広口側開口部を底部１６に向けて、容器本体２の内部に挿入され、側壁部９の外面を容器本体２の内周面に溶着させることによって容器本体２に固定されている。漏斗パーツ３の取り付け位置は、排出部６の端部が容器本体２の開放端を含む平面より外方に突出するように調整されている。このように漏斗パーツ３の排出部６を容器本体の開放端を含む平面より突出させることによって、漏斗パーツ３とシール蓋４との密着性が向上し、漏斗パーツ３の狭口側端部とシール蓋４との間を通って内容物が漏斗パーツ３の外側に回り込むことを防止できる。尚、漏斗パーツ３の突出量ｄは、０ｍｍより大きく、かつ、２ｍｍ以下となるように設定されている。この範囲内でも、狭口側開口部の突出量ｄが０．５ｍｍ以上、かつ、１．５ｍｍ以下であれば、容器本体２に対する漏斗パーツ３の位置決めがしやすく、包装容器１の製造が容易となる。

シール蓋４は、容器本体２のフランジ部１７にシールされる下層フィルム１８と、下層フィルム１８の外面に剥離可能に積層される上層フィルム１９とから構成されている。下層フィルム１８には、図示しないミシン目が放射状に設けられており、使用時に詰め替え先の容器から押圧力を受けることによって破断する。上層フィルム１９は、下層フィルム１８に形成されたミシン目の保護及び包装容器１の密閉性の確保のために設けられるものであり、使用時には下層フィルム１８から剥離される。上層フィルム１９の外周縁の一部には、下層フィルム１８からの剥離時に持ちやすくするためのタブ５が設けられている。

図４は、実施の形態に係る包装容器の使用状態を示す断面図である。

包装容器１の使用時には、図４（ａ）に示すように、シール蓋４の上層フィルム１９を剥離し、包装容器１を倒立させて、シール蓋４の下層フィルム１８を保存容器やタンク等の詰め替え先容器２８の開口部にシール蓋４の下層フィルム１８を宛がった状態とする。そして、包装容器を詰め替え先容器２８側へと押圧することによって、図４（ｂ）に示すように、シール蓋４の下層フィルム１８を破断させる。下層フィルム１８が破断すると、漏斗パーツ３の内面を伝って内容物１２が詰め替え先容器に流入する。このような包装容器１によれば、作業者の手や作業場所を汚すことなく、詰め替え先容器に簡便に内容物１２の再充填を行うことができる。

漏斗パーツ３には、テーパー角の異なる第１テーパー部７及び第２テーパー部８を設けることによってクッション性が付与されている。開封時（図４（ａ））や輸送時等に排出部６に加わった押圧力は、第１テーパー部７及び第２テーパー部８の境界近傍と、第１テーパー部７及び排出部６の境界近傍との弾性変形によって吸収されるため、漏斗パーツ３の座屈変形を効果的に抑制することができる。

＜２．包装容器の製造方法＞
図５は、実施形態に係る包装容器の製造方法を示すフローチャートである。

本実施形態に係る包装容器の製造方法は、漏斗パーツ３を成型する工程Ｓ１と、容器本体２を成型する工程Ｓ２と、漏斗パーツ３を容器本体２に取り付ける工程Ｓ３と、容器本体２の開放端をシール蓋４で封止する工程Ｓ４とを含む。漏斗パーツ３の成型工程Ｓ１と、容器本体２の成型工程Ｓ２とは、どちらを先に行っても良い。また、包装容器１への内容物の充填は、漏斗パーツの取り付け工程Ｓ３とシール蓋での封止工程Ｓ４との間に行われる。以下、製造方法の詳細を説明する。

＜３．漏斗パーツの製造方法＞
図６Ａ〜６Ｅは、図３に示した漏斗パーツの製造工程を説明するための図である。

まず、紙を主体とするシート材を金型で打ち抜いて、図６Ａに示すブランク材２１を作製する。ブランク材２１は、扇形の一部を切り欠いた形状を有する。より詳細には、ブランク材２１は、円弧２５と、円弧の半径方向に延びる２本の直線２６ａ及び２６ｂと、円弧２５と同心で、円弧２５より半径の小さい円弧（図６Ａにおいて二点鎖線で仮想的に示す）に沿って延びる波線２７とによって囲まれた形状を有する。ブランク材２１の材料として、例えば、ポリエチレン／紙／ポリエチレンの層構成よりなるシート材を好適に用いることができる。

次に、図６Ｂに示す略円錐台形状の中間体２２を形成する。より詳細には、ブランク材２１を円錐台形状のマンドレルの周囲に巻き付けて、直線２６ａ及び２６ｂの近傍を重ね合わせ、重なり部分をヒートシールすることによって、中間体２２を得る。

次に、中間体２２の狭口部分を内側に折り返して、図６Ｃに示す中間体２３を形成する。より詳細には、まず、中間体２２の狭口部分の内面をホットエアー等で加熱してシーラントを溶融させる。次に、狭口部分の外面に流動パラフィンを塗布する。そして、金型で狭口部分を内側に折り返し、折り返した部分をテーパー部の内面にシールすることによって折り返し部１０を形成する。尚、中間体２２の狭口部分を折り返した後に、重なり部分を加熱してシールしても良い。ここで、流動パラフィンは、中間体２２の折り返し部分の破れ防止及び金型等からの離型性向上の目的で用いられるものであり、塗布することが望ましいが、なくても良い。

次に、中間体２３の広口部分に流動パラフィンを塗布してから外側に折り返し、図６Ｄに示す中間体２４を形成する。このとき、側壁部９に対応する部分に凹凸が設けられた金型を用いて、側壁部９の形成と同時に側壁部９にヒダ１４をつけることによって、側壁部９を周方向に収縮させる。また、金型を４０℃程度に加温することによって、側壁部９を収縮させた状態に保持し、成型後に側壁部９のヒダ１４が広がることを抑制する。尚、ヒダ１４を設ける代わりに、ブランク材に罫線を設けて、罫線部分を収縮させることによって、側壁部９に伸縮性を付与しても良い。また、エンボス加工によって、中間体２３の軸方向に延びる複数の凹部を設けたり、中間体２３の軸中心との距離が増減する波状となるように側壁部９を成型したりして側壁部９に伸縮性を付与しても良い。この工程においても、流動パラフィンは、中間体２４の折り返し部分の破れ防止及び金型等からの離型性向上の目的で用いられるものであり、塗布することが望ましいが、なくても良い。

次に、６５℃程度に加温した金型を用いて中間体２４をプレス成形し、図６Ｅに示すように、排出部６と第１テーパー部７と第２テーパー部８とを同時に形成する。プレス成型時に、排出部６と第１テーパー部７との境界を跨ぐように、漏斗パーツ３の軸方向に延びる複数のエンボス１１が形成される。エンボス１１を設けることによって、排出部６と第１テーパー部７との境界部分に皺が寄ってしまうことを抑制できる。尚、絞り加工による排出部６と第１テーパー部７と第２テーパー部８の形成は、側壁部９の形成前に行っても良い。

ここで、中間体２２の狭口側端縁を波状に裁断している理由を説明する。

図７は、中間体の狭口側端縁の折り返し時に破断が発生した状態を示す図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は断面図である。

テーパー形状の中間体の狭口側部分を折り返す場合、図６Ｂに示した中間体２２のテーパー角が概ね１０°以上になると、折り目部分の周長と、シート材の端縁近傍の周長との差が大きくなり、この差をシート材の伸びで吸収できなくなる。したがって、折り返しの際、折り返し部４５の端縁部分には周方向に大きな張力が発生し、図７（ｂ）に示すように、折り返し部４５が破断してしまう。折り返し部４５が破断した場合、破断箇所が他の箇所より折れやすいことから、図７（ａ）に示すように、狭口側開口部が多角形状となり、美観の面で好ましくない。また、狭口側開口部が多角形状となった場合、シール蓋を封止した後に、シール蓋と狭口側開口部との間に隙間ができたり、強度が低下することによって変形しやすくなったりするなど、機能的にも問題がある。

これに対して、図６Ｂに示すように、中間体２２の狭口側端縁を波状に裁断することによって、折り返しの際に、波線の山となる箇所の広がりが許容されているので、中間体２２の狭口部分が折り返し時に破断してしまうことを防止できる。また、また、折り返し部１０を形成する際に用いるインカール金型は、折り返し部１０の端縁から大きな抵抗力を受けないため、小さいプレス圧で折り返し加工が可能である。そのため、金型およびシート材の滑り性を改善するための流動パラフィンの使用量を低減することができる。

図８は、漏斗パーツの他の一例を示す正面図である。図８に示す漏斗パーツ３０は、漏斗部３５の形状が図３に示した漏斗パーツ３と異なる。

漏斗パーツ３０は、広口側開口部から狭口側開口部にかけて径が狭まる漏斗部３５と、漏斗部３５の外面を取り囲んで漏斗部３５の広口側開口部に接続される側壁部３３とを含む。漏斗パーツ３０もまた、紙を主体とする材料を用いて一体的に形成されている。漏斗パーツ３０の形成材料としては、紙とポリエチレンの積層シートを好適に利用できる。

漏斗部３５は、狭口側開口部を構成する排出部３１と、排出部３１に接続されるテーパー部３２とを含む。尚、漏斗パーツ３０の狭口側開口部を補強するために、排出部３１の内側には、シート材の一部を内側に折り返してシールすることによって折り返し部（図示せず）が形成されている。

側壁部３３は、漏斗パーツ３０を容器本体２の内面に溶着するための部分である。側壁部３３には、漏斗パーツ３０の軸方向に延びる複数のヒダ１４が形成されている。ヒダ１４によって、側壁部３３に伸縮性が付与されている。尚、ヒダ１４を設ける代わりに、ブランク材に罫線を設け、罫線部分を収縮させることによって、側壁部３３に伸縮性を付与しても良い。また、エンボス加工によって、漏斗パーツ３０の軸方向に延びる複数の凹部を設けたり、漏斗パーツ３０の軸中心との距離が増減する波状となるように側壁部３３を成型したりして側壁部３３に伸縮性を付与しても良い。

図９Ａ〜９Ｄは、図８に示した漏斗パーツの製造工程を説明するための図であり、図１０は、絞り加工前後の罫線部分の状態を示す断面図である。

まず、紙を主体とするシート材を金型で打ち抜いて、図９Ａに示すブランク材３６を作製する。ブランク材３６は、扇形の一部を切り欠いた形状を有し、より詳細には、円弧４６と、円弧４６の半径方向に延びる２本の直線４７ａ及び４７ｂと、円弧４７より半径の小さい円弧４８とによって囲まれている。ブランク材３６の材料として、例えば、ポリエチレン／紙／ポリエチレンの層構成よりなるシート材を好適に用いることができる。更に、ブランク材３６には、円弧４６の半径方向に延びる複数の罫線３７が形成されている。

次に、ブランク材３６を円錐台形状のマンドレルの周囲に巻き付けて、直線４７ａ及び４７ｂの近傍を重ね合わせ、重なり部分をヒートシールすることによって、図９Ｂに示す略円錐台形状の中間体３８を形成する。

次に、加温した金型を用いてプレス加工を行うことにより、図９Ｃに示す中間体３９を形成する。より詳細には、図９Ｂに示す中間体３８の狭口側部分を絞り加工することによって、狭口部４０及びこれに接続されるテーパー部４１を形成する。この際、テーパー部４１のテーパー角θ₅は、中間体３８のテーパー角θ₄と比べて大きくなる。また、中間体３９を形成するためのプレス加工によって、図１０（ａ）に示す罫線３７の近傍が、図１０（ｂ）に示すように、押しつぶされた状態で溶着される。このように罫線３７の凹部を埋めるようにシート材を押し固めることによって、漏斗パーツ全体の強度を向上させることができる。

次に、中間体３８の狭口部分を内側に折り返して、図９Ｄに示す中間体４２を形成する。より詳細には、まず、中間体３８の狭口部分の内面をホットエアー等で加熱してシーラントを溶融させる。次に、狭口部分の外面に流動パラフィンを塗布し、金型で狭口部分を内側に折り返し、折り返した部分を排出部３１の内面にシールする。尚、図９Ｃに示すように、狭口側端縁は波状に裁断されていないが、予め狭口側部分がストレート若しくはテーパー角がごく小さなテーパー状に絞り加工されているので、折り返し時に折り返し部分に過度の張力が加わらず、シート材の破断のおそれは少ない。

そして、中間体４２の広口部分に流動パラフィンを塗布してから外側に折り返し、図８に示す側壁部３３を形成する。このとき、側壁部３３に対応する部分に凹凸が設けられた金型を用いて、側壁部３３の形成と同時に側壁部３３にヒダ１４をつけることによって、側壁部３３を周方向に収縮させる。また、金型を４０℃程度に加温することによって、側壁部３３を収縮させた状態に保持し、成型後に側壁部３３のヒダ１４が広がることを抑制する。以上の工程を経て、図８に示す漏斗パーツ３０が完成する。尚、側壁部３３の形成は、狭口部分の折り返し加工前に行っても良い。

以上説明したように、本実施形態に係る製造方法によれば、紙を主体とするシート材を用いて、略円錐台形状の中間体を作製し、これをプレス成型することによって、実用的な強度を有する漏斗パーツを低コストで製造できる。

＜４．容器本体の製造方法＞
図１１Ａ〜１１Ｄは、図２に示した容器本体の製造方法を説明するための図である。

まず、図１１Ａに示すカップ状の中間体５１を形成する。具体的には、矩形状のシート材を円柱状のマンドレルの周壁面に巻き付けて端縁同士を重ね合わせ、重なり部分をヒートシールして、円筒状の中間体を形成する。続いて、この円筒状の中間体の一方端部分で、円形のボトム材の外周縁部分を挟み込んでシールし、図１１Ａに示す中間体５１を形成する。側壁１５の形成材料としては、ポリエチレン／紙／ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレンの層構成を有するシート材や、ポリエチレン／紙／アルミニウム／ポリエチレンの層構成を有するシート材を利用できる。

次に、図１１Ｂに示す中間体５２を形成する。具体的には、中間体５１の開放端部分に流動パラフィンを塗布した後、カール金型を用いて、開放端部分を外側に約１周カールさせることによって、開放端部分にカーリング５３を形成する。

次に、図１１Ｃに示す中間体５４を形成する。具体的には、中間体５２のカーリング５３の下部及びカーリング５３近傍の側壁１５の一部をホットエアー等によって加熱してシーラントを溶融させた後（図１１Ｂで矢印で示す部分）、カーリング５３を更に外側にカールさせて、図１１Ｃに示すカーリング５５を形成する。カーリング５５は、側壁１５の開放端部分を１．５周以上巻き込んだものである。また、カーリング５５を形成するための金型には、予め流動パラフィンを塗布しておくことが好ましい。

そして、図１１Ｄに示すように、金型５６及び５７を用いて上下からカーリング５５を挟み込んで押しつぶすことにより、フランジ部１７が形成される。以上の工程を経て、容器本体２が完成する。

従来のフランジ部１７の形成方法としては、形成したカーリングを超音波ホーンと受け型とで挟み込んで押し潰し、押し潰した部分を超音波溶着する方法、あるいは、加熱しながらカーリングを形成し、カーリングを金型で加熱プレスする方法が採用されていた。しかしながら、前者の方法には、相対的に厚い部分に圧力が集中して焦げが発生するという問題があり、特に、シート材の厚みが０．４ｍｍ以上になるとこの問題が顕著に生じていた。また、後者の方法には、加熱したシート材の滑り性が低下することに起因して、フランジ部や側壁にプレス時に座屈皺が発生し、製品を製造することができないという問題があった。

本実施形態に係る容器本体２の製造方法によれば、カーリング５５の形成途中に、予めシーラントを加熱溶融させておくことによって、カーリング５５を押し潰すだけで、押し潰した部分を十分に溶着することができ、かつ、フランジ部や側壁に座屈皺がなく、上面がフラットなフランジ部１７を形成することができる。また、本実施形態に係る製造方法によれば、シート材の厚みが０．４５ｍｍ程度であってもフランジ部１７の形成が可能であった。

尚、本実施形態では、開放端部分を外側に約１周分巻き込んでカーリング５３を形成し、カーリング５３を加熱してから、更に約０．５周分巻き込むことによって、外側に約１．５周分巻き込んだカーリング５５を形成しているが、ここで説明した巻き込み量は一例であり、この例に限定されない。カーリング５３及び５５の巻き込み量は、最初のカーリング形成時に形成されたカーリング５３の一部のシーラントを加熱溶融させることができ、次のカーリング形成時に溶融させたシーラントをカーリング５５の内部に巻き込んで溶着させることができるように設定すれば良い。

＜５．漏斗パーツの取り付け方法＞
図１２Ａ〜１２Ｃは、漏斗パーツを容器本体に取り付ける方法を示す断面図であり、図１３は、図１２Ｂに示したＸＩＩＩ−ＸＩＩＩラインに沿う断面図である。

まず、図１２Ａに示すように、漏斗パーツ３の狭口側開口部から内部へと挿入したチャック６０によって漏斗パーツ３を保持し、側壁部９の外面及び容器本体２の内面を加熱してシーラントを溶融させる。次に、チャック６０を移動させて漏斗パーツ３を容器本体２の内部に挿入し、二点鎖線で示す取り付け位置に漏斗パーツ３を配置する。ここで、漏斗パーツ３の側壁部９は、ヒダを設けることによって周方向に収縮した状態で成型されており、側壁部９の外径が容器本体２の内径より小さくなっている。したがって、側壁部９を容器本体２の内壁に接触させることなく、漏斗パーツ３を容器本体２内に挿入することができる。この結果、漏斗パーツ３の側壁部９と容器本体２の内面との擦れに起因する樹脂屑の発生や溶着強度の低下を防止することができる。尚、漏斗パーツ３を容器本体２にシールするにあたり、側壁部９の外面と、容器本体２の内面における側壁部９のシール箇所との両方を加熱しておくことが好ましいが、側壁部９の外面と、容器本体２の内面における側壁部９のシール箇所とのいずれか一方のみを加熱して、シーラントを溶融させても良い。

次に、図１２Ｂ及び１３に示すように、拡張部材６１ａ〜６１ｆを用いて、側壁部９を容器本体２に接合する。拡張部材６１ａ〜６１ｆは、漏斗パーツ３の周方向に並べて配置され、漏斗パーツ３の半径方向に移動自在であり、半径方向の外方に移動することによって側壁部９を容器本体２の内面に圧着することができる。尚、容器本体２は、側壁１５の外周面に沿う周面を有する治具（図示せず）によって保持されている。拡張部材６１ａ〜６１ｆによる側壁部９の圧着は、複数回行っても良い。拡張部材６１ａ〜６１ｆによる圧着及び冷却を受けてシーラントが硬化することによって、図１２Ｃに示すように、漏斗パーツ３が容器本体２に固定される。

図１４は、漏斗パーツの側壁部の反りを説明する断面図である。

図１４に示す漏斗パーツは、図３に示した漏斗パーツ３と同じ排出部６、第１テーパー部７及び第２テーパー部８を有するが、側壁部５９にヒダが設けられていない点で漏斗パーツ３と異なっている。上述したように、側壁部５９は、円錐台形状の中間体の広口側部分を外側に折り返すことによって形成されるので、側壁部５９の折り曲げ線部分と端縁部分とで周長が異なる。したがって、側壁部５９の形成直後のシート材の温度が高い間は、側壁部５９はほぼ一定の外径を維持できるが、冷却に伴ってシート材が収縮すると、周長の長い端縁部分が広がって側壁部５９に反りが生じてしまう。

側壁部５９の外径が一定ではなく、かつ、側壁部５９に伸縮性も付与されていない場合、漏斗パーツを容器本体に挿入する際に、側壁部５９と容器本体内面との接触は避けられないものとなる。この結果、樹脂屑が発生したり、シーラントが削られて溶着強度の低下を来たしたりする。

これに対して、本実施形態では、側壁部９が周方向に伸縮自在となるように漏斗パーツ３を構成し、側壁部９を収縮させた状態で漏斗パーツ３を容器本体２内に挿入し、その後、側壁部９を拡げて容器本体２に圧着させている。したがって、溶融軟化されたシーラントが部分的に削り取られて溶着強度が低下することを低減できる。また、容器本体２内面の樹脂が荒れたり、粉状や糸状の樹脂屑が発生したりすることも低減できる。

＜６．容器本体の開放端の封止＞
図１２Ｃに示す状態に組み上がった容器本体２に内容物を充填した後、容器本体２の開放端部分を覆うようにシール蓋４をフランジ部１７にヒートシールすることによって、図１に示した包装容器１が完成する。内容物の充填は、漏斗パーツ３の狭口側開口部から挿入したノズルを通じて行うことができる。

本発明は、上述した詰め替え用包装容器への適用に限定されず、あらゆる用途のフランジ付きカップ容器の製造方法として利用できる。

１ 包装容器
２ 容器本体
３ 漏斗パーツ
４ シール蓋
６ 排出部
７ 第１テーパー部
８ 第２テーパー部
９ 側壁部
１０ 折り返し部
１１ エンボス
１３ 漏斗部
１５ 側壁
１６ 底部
１７ フランジ部
２１ ブランク材
２２、２３、２４ 中間体
２５ 円弧
２６ａ、２６ｂ 直線
２７ 波線
３０ 漏斗パーツ
３１ 排出部
３２ テーパー部
３３ 側壁部
３５ 漏斗部
３６ ブランク材
３７ 罫線
３８、３９ 中間体
４０ 狭口部
４１ テーパー部
４２ 中間体
４６ 円弧
４７ａ、４７ｂ 直線
４８ 円弧
５１、５２ 中間体
５３ カーリング
５４ 中間体
５５ カーリング

Claims (2)

1. フランジ部を有するカップ容器の製造方法であって、
   紙及びシーラントを含むシート材よりなる筒状の側壁と、底部と、開放端とを有するカップ状の中間体を形成する工程と、
   前記側壁の前記開放端部分を外側に丸めて第１のカーリングを形成する工程と、
   前記第１のカーリングのうち前記底部側の一部を加熱して、シーラントを軟化させる工程と、
   シーラントを軟化させた前記第１のカーリングを更に外側に丸めて第２のカーリングを形成する工程と、
   前記第２のカーリングをプレスして前記フランジ部を形成する工程とを備え、
   前記第２のカーリングを形成する工程において、前記軟化させたシーラントを内部に巻き込んで溶着させることを特徴とする、カップ容器の製造方法。
2. 粉状・顆粒状・液状等の流動性を有する内容物を包装し、内容物を他の容器に移し替えるために用いられる包装容器の製造方法であって、
   紙及びシーラントを含むシート材を用いて、広口側から狭口側へと径が狭まる漏斗部と、前記漏斗部の広口側部分に接続され、前記漏斗部の外面を取り囲む側壁部とを有する漏斗パーツを形成する工程と、
   請求項１に記載の製造方法によって、筒状の側壁と底部と開放端とフランジ部とを有するカップ状の容器本体を形成する工程と、
   前記漏斗パーツの広口側開口部を前記容器本体の前記底部に向けて、前記漏斗パーツを前記容器本体の開放端から内部へと挿入し、前記側壁部の外面を前記漏斗パーツの内周面に接合する工程と、
   前記容器本体への内容物の充填後に、押圧力を受けて破断するフィルムをシールして前記容器本体の開放端を封止する工程とを備える、包装容器の製造方法。

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