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JP5870511B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method for flanged paper cup - Google Patents
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Description

本発明は、紙カップの開口部の外周縁をフランジ形状に形成するために用いられる紙カップの製造装置および製造方法に関するものである。   The present invention relates to a paper cup manufacturing apparatus and manufacturing method used to form the outer peripheral edge of a paper cup opening in a flange shape.

インスタントコーヒー等の粉末状の食品の包装容器として、内容物を簡易に包装した詰め替え用の包装容器が知られている。図4は、特許文献1が開示する、このような包装容器900の縦断面図である。包装容器900は、円筒形状の側壁を有する紙カップ920と、漏斗パーツ930と、シール蓋960とから構成されている。漏斗パーツ930は、紙カップ920内部に嵌め込まれ、紙カップ920の内面に接合されている。紙カップ920の開口部の外周縁には、扁平なフランジ形状を有するフランジ部921が形成されている。紙カップ920の内部には内容物950が充填され、フランジ部921の天面にシール蓋960が貼り付けられることにより、紙カップ920が封止されている。   2. Description of the Related Art As a packaging container for powdered food products such as instant coffee, a refill packaging container in which contents are simply packaged is known. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of such a packaging container 900 disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. The packaging container 900 includes a paper cup 920 having a cylindrical side wall, a funnel part 930, and a seal lid 960. The funnel part 930 is fitted inside the paper cup 920 and joined to the inner surface of the paper cup 920. A flange portion 921 having a flat flange shape is formed on the outer peripheral edge of the opening of the paper cup 920. The inside of the paper cup 920 is filled with the contents 950, and the paper cup 920 is sealed by affixing a seal lid 960 on the top surface of the flange portion 921.

図5は、紙カップ920におけるフランジ部921の製造方法を示す、超音波ホーン、受け治具および紙カップ920の断面図である。紙カップ920の材料としては、紙と熱可塑性フィルム等のシーラント層とを積層したシート材が一般的に使用される。紙カップ920は、シート材を巻いて両側縁を部分的に重ね合わせて加熱および押圧して接合することにより、筒状の側壁を成型し、一方の開口部に底面となる底材を取り付け、加熱およびローレットがけ等により接合し、さらに、他方の開口部上端縁をカールさせてカーリング901を形成することにより、作製する。そして、該紙カップ920を受け治具800で保持し、超音波ホーン700の加工面702を、受け治具800のフランジ受け部801に対向させて接近させ、紙カップ920の側壁の上端縁を超音波ホーン700の加工面702を用いて、カーリング901を加熱しながら押しつぶすと、カーリング901が扁平状に変形した状態で溶着され、フランジ部921が形成される。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the ultrasonic horn, the receiving jig, and the paper cup 920 showing a method for manufacturing the flange portion 921 in the paper cup 920. As a material for the paper cup 920, a sheet material obtained by laminating paper and a sealant layer such as a thermoplastic film is generally used. The paper cup 920 is formed by winding a sheet material, partially overlapping both side edges and heating and pressing to join, thereby forming a cylindrical side wall, attaching a bottom material serving as a bottom to one opening, and heating In addition, the curling 901 is formed by joining by knurling or the like, and curling the upper edge of the other opening. Then, the paper cup 920 is held by the jig 800, the processing surface 702 of the ultrasonic horn 700 is brought close to the flange receiving portion 801 of the receiving jig 800, and the upper edge of the side wall of the paper cup 920 is ultrasonically moved. When the curling 901 is crushed while being heated using the processing surface 702 of the horn 700, the curling 901 is welded in a deformed state in a flat shape, and a flange portion 921 is formed.

特開2009−184169号公報JP 2009-184169 A

紙カップは、シート材を筒状に巻いて両側端を貼り合わせることによって形成されるため、シート材が重なり合う形で貼り合わせ部が存在する。すなわち、この部分は他の部分に比べてかなり厚くなっている。したがって、超音波ホーンと受け治具との間に形成されるフランジ部のうち、この貼り合わせ部は、他の部分に比べてより強い圧力を受けることになる。そのため、貼り合わせ部に超音波のエネルギーが集中して、シート材のシーラント層や紙が焦げやすいという問題があった。この問題は、とくに、シート材の厚さが0.33mm以上の場合に顕著であった。   Since the paper cup is formed by winding a sheet material into a cylindrical shape and bonding both side ends, the bonding portion exists in a form in which the sheet materials overlap. That is, this part is considerably thicker than the other parts. Therefore, in the flange portion formed between the ultrasonic horn and the receiving jig, the bonded portion receives a stronger pressure than other portions. For this reason, there is a problem that the energy of ultrasonic waves concentrates on the bonded portion, and the sealant layer and paper of the sheet material are easily burnt. This problem was particularly remarkable when the thickness of the sheet material was 0.33 mm or more.

それ故に、本発明の目的は、シート材を焦がすことなく、シール蓋の貼着が容易かつ安定した、開口部の外周縁に扁平なフランジ部を形成した紙カップを製造する装置および方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for manufacturing a paper cup in which a flat flange portion is formed on the outer peripheral edge of an opening, which is easy and stable to stick a seal lid without scorching the sheet material. That is.

本発明は、紙を含むシート材を筒状に巻いて貼り合わせて形成した側壁を有する紙カップの上端縁近傍を、当該紙カップの外側を取り囲む扁平なフランジ部に形成する、フランジ付き紙カップの製造装置であって、紙カップの開口部の内径に等しい外径を有し、紙カップの側壁内側に嵌合する嵌合部と、嵌合部の外周壁に接続され、紙カップの開口部に当接する円環状の加工面とを有する超音波ホーンと、紙カップの外径に等しい内径を有し、その内部に紙カップの側壁が嵌合するカップ受け部と、カップ受け部の開口部の上端面に円環状のフランジ受け部とを有する受け治具とを備え、加工面およびフランジ受け部は、互いに接近するにつれて、紙カップの側壁の上端縁近傍に形成されたカーリングを押圧および加熱して押しつぶすことで扁平なフランジ部を形成し、加工面およびフランジ受け部を対向して配置したときに両者の間に形成されるクリアランスは、側壁を構成するシート材を重ねて貼り合わせた貼り合わせ部が配置される部分において、部分的に大きくなっている。受け治具には、フランジ受け部の一部分と、カップ受け部の内壁のうち少なくともフランジ受け部の一部分の近傍とに、凹部が形成され、上記クリアランスは、この凹部によって部分的に大きくなっている。あるいは、超音波ホーンの開口部より内方に、通気孔が形成されている。また、本発明はこのようなフランジ付き紙カップの製造装置を用いたフランジ付き紙カップの製造方法にも向けられている。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a flanged paper cup, in which the vicinity of the upper edge of a paper cup having a side wall formed by winding and laminating a sheet material containing paper in a cylindrical shape is formed in a flat flange portion surrounding the outside of the paper cup. And having an outer diameter equal to the inner diameter of the opening of the paper cup, a fitting portion that fits inside the side wall of the paper cup, and an annular shape that is connected to the outer peripheral wall of the fitting portion and contacts the opening of the paper cup An ultrasonic horn having a processed surface, a cup receiving portion having an inner diameter equal to the outer diameter of the paper cup, and a side wall of the paper cup being fitted therein, and an annular shape on the upper end surface of the opening of the cup receiving portion A receiving jig having a flange receiving portion, and as the processing surface and the flange receiving portion approach each other, the curling formed in the vicinity of the upper edge of the side wall of the paper cup is pressed and heated to crush it. When a flat flange part is formed and the processing surface and the flange receiving part are arranged facing each other, the clearance formed between the two is the laminated part where the sheet material constituting the side wall is laminated and bonded together It is partly larger in the part. The receiving jig has a recess formed in a portion of the flange receiving portion and at least a portion of the inner wall of the cup receiving portion in the vicinity of the flange receiving portion, and the clearance is partially increased by the recess. . Alternatively, a ventilation hole is formed inward from the opening of the ultrasonic horn. The present invention is also directed to a method for manufacturing a flanged paper cup using such a flanged paper cup manufacturing apparatus .

本発明によれば、シート材を焦がすことなく、シール蓋の貼着が容易かつ安定した、開口部の外周縁に扁平なフランジ部を形成した紙カップを製造する装置および方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the apparatus and method which manufacture the paper cup which formed the flat flange part in the outer periphery of the opening part with which the sticking of the seal lid was easy and stable without scorching the sheet material can be provided.

本発明の一実施形態に係る超音波ホーンを示す図The figure which shows the ultrasonic horn which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る受け治具を示す図The figure which shows the receiving jig which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る紙カップの製造方法を示す図The figure which shows the manufacturing method of the paper cup which concerns on one Embodiment of this invention. 従来の紙カップを示す図Figure showing a conventional paper cup 従来の紙カップの製造方法を示す図The figure which shows the manufacturing method of the conventional paper cup

以下に本発明の一実施形態について説明する。図1は本実施形態に係る超音波ホーン100を示す図である。図1の(a)および(b)は超音波ホーン100の断面図および下面図である。図1の(a)の断面図は、(b)のA−A´線に沿った縦断面を示している。超音波ホーン100は、例えばアルミニウムやチタンなどを材質としており、開口部の周縁に嵌合部102を備え、嵌合部102の外周に接続された円環状の加工面101を備えている。また、超音波ホーン100の内方には通気孔103が形成されている。図1の(c)は、(a)の点線で囲んだ部分を拡大したものである。加工面101は、嵌合部102側(図1(a)の下側)に向かって径が広がるテーパー面よりなる。本実施形態では、超音波ホーンの中心軸に直交する平面に対して加工面101がなす角度は15°(すなわち、加工面101のテーパー頂角は75°)とした。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an ultrasonic horn 100 according to the present embodiment. 1A and 1B are a cross-sectional view and a bottom view of the ultrasonic horn 100, respectively. The sectional view of FIG. 1A shows a longitudinal section along the line AA ′ of FIG. The ultrasonic horn 100 is made of, for example, aluminum or titanium. The ultrasonic horn 100 includes a fitting portion 102 on the periphery of the opening, and an annular processing surface 101 connected to the outer periphery of the fitting portion 102. A ventilation hole 103 is formed inside the ultrasonic horn 100. FIG. 1C is an enlarged view of a portion surrounded by a dotted line in FIG. The processing surface 101 is a tapered surface whose diameter increases toward the fitting portion 102 side (the lower side in FIG. 1A). In the present embodiment, the angle formed by the processing surface 101 with respect to a plane orthogonal to the central axis of the ultrasonic horn is 15 ° (that is, the taper apex angle of the processing surface 101 is 75 °).

図2は、本実施形態に係る受け治具200を示す図である。図2の(a)および(b)は受け治具200の断面図および天面(上面)図である。図2の(a)の断面図は、(b)のB−B´線に沿った縦断面を示している。受け治具200は、例えばステンレスを材質とし、筒状の内形を有するカップ受け部201、および、カップ受け部201の開口部の外周に接続された円環状のフランジ受け部202とを備えている。フランジ受け部202の一部には、長さ12mmにわたって、凹部203が設けられている。図2の(c)および(d)は、(a)および(b)の点線で囲んだ部分をそれぞれ拡大したものである。フランジ受け部202の上端面は、テーパー状であり、外周縁が内周縁より受け治具200の底部側に位置している。本実施形態では、受け治具200の中心軸に直交する平面に対してフランジ受け部202がなす角度は17°(すなわち、フランジ受け部202の上端面のテーパー頂角は73°)としている。凹部203は、フランジ受け部202の他の部分より、0.3mmほど凹んでいる。これにより、超音波ホーン100の加工面101と受け治具200のカップ受け部201とのクリアランスは、凹部203を設けた箇所では、設けていない箇所より0.3mmほど大きくなっている。また、カップ受け部201の内壁のうち、凹部203に接続する箇所から、底面にかけての部分に、同様に0.3mmほど凹みを持たせてもよい。   FIG. 2 is a view showing a receiving jig 200 according to the present embodiment. 2A and 2B are a cross-sectional view and a top (top) view of the receiving jig 200. FIG. The cross-sectional view of FIG. 2A shows a vertical cross section along the line BB ′ of FIG. The receiving jig 200 includes, for example, a cup receiving part 201 made of stainless steel and having a cylindrical inner shape, and an annular flange receiving part 202 connected to the outer periphery of the opening of the cup receiving part 201. Yes. A recess 203 is provided in a part of the flange receiving portion 202 over a length of 12 mm. (C) and (d) in FIG. 2 are enlarged views of portions surrounded by dotted lines in (a) and (b), respectively. The upper end surface of the flange receiving portion 202 is tapered, and the outer peripheral edge is located closer to the bottom of the receiving jig 200 than the inner peripheral edge. In the present embodiment, the angle formed by the flange receiving portion 202 with respect to a plane orthogonal to the central axis of the receiving jig 200 is 17 ° (that is, the taper apex angle of the upper end surface of the flange receiving portion 202 is 73 °). The recessed part 203 is recessed about 0.3 mm from the other part of the flange receiving part 202. As a result, the clearance between the processing surface 101 of the ultrasonic horn 100 and the cup receiving part 201 of the receiving jig 200 is about 0.3 mm greater at the location where the recess 203 is provided than at the location where the recess 203 is not provided. Moreover, you may give a dent about 0.3 mm similarly in the part from the location connected to the recessed part 203 to the bottom face among the inner walls of the cup receiving part 201. FIG.

以下に、これらの超音波ホーン100および受け治具200を用いて、紙カップのフランジを形成する方法について説明する。まず、シート材を巻いて、両側端を貼り合わせ筒状の側壁を形成し、一方の開口部に底面となる底材を取り付け、他方の開口部上端縁にカーリングを形成した紙カップ300を準備する。すなわち紙カップ300は、従来の紙カップ920と同様の製造方法で製造され、カーリングは同様の図5に示す従来の紙カップ920のカーリング901と同様の断面形状を有する。シート材の材質としては、LDPE(低密度ポリエチレン)/紙/LDPE/アルミ/接着剤/PET(ポリエチレンテレフタレート)/接着剤/LDPEを積層したものが挙げられるが、その他、紙にシーラント層を積層したものならばよい。尚、紙カップ300は、上述したようにこの時点で、他方の開口部に、底面となる底シート材を取り付けているが、フランジを形成した後で取付けてもよい。   Below, the method of forming the flange of a paper cup using these ultrasonic horn 100 and the receiving jig 200 is demonstrated. First, a sheet material is wound, and both side ends are bonded together to form a cylindrical side wall, a bottom material serving as a bottom surface is attached to one opening, and a paper cup 300 is prepared in which curling is formed on the upper edge of the other opening. . That is, the paper cup 300 is manufactured by the same manufacturing method as the conventional paper cup 920, and the curling has the same cross-sectional shape as the curling 901 of the conventional paper cup 920 shown in FIG. The material of the sheet material includes a laminate of LDPE (low density polyethylene) / paper / LDPE / aluminum / adhesive / PET (polyethylene terephthalate) / adhesive / LDPE. In addition, a sealant layer is laminated on paper. If you have done. As described above, the paper cup 300 is attached with the bottom sheet material serving as the bottom surface at the other opening at this time, but may be attached after the flange is formed.

シート材の厚みは0.40mmとし、シート材を重ねて貼り合わせた貼り合わせ部303の幅を10mmとした。また、フランジ部302の仕上がり厚さを、貼り合わせ部303では1.3mmとし、貼り合わせ部303以外の部分で1.0mmとした。   The thickness of the sheet material was 0.40 mm, and the width of the bonding portion 303 in which the sheet materials were stacked and bonded together was 10 mm. The finished thickness of the flange portion 302 was 1.3 mm at the bonding portion 303 and 1.0 mm at portions other than the bonding portion 303.

次に、紙カップ300を、受け治具200のカップ受け部201の内側に嵌合させる。カップ受け部201の内径は、紙カップ300の外径に略等しくなっている。このとき、紙カップ300の貼り合わせ部303は、受け治具200のフランジ受け部202の凹部203に対向するよう位置合わせを行う。なお、凹部203の12mmの長さは、紙カップ300の貼り合わせ部303の10mmの幅に合わせて定められている。また、凹部203の0.3mmの深さは、紙カップ300のフランジ部302の貼り合わせ部303の1.3mmの厚さと貼り合わせ部303以外の部分の1.0mmの厚さとの差分に合わせて定められている。したがって、凹部203の長さおよび深さは、紙カップ300の貼り合わせ部303の幅およびフランジ部302に形成したときの仕上がり厚さ等に基づいて適宜設計すればよい。   Next, the paper cup 300 is fitted inside the cup receiving part 201 of the receiving jig 200. The inner diameter of the cup receiving part 201 is substantially equal to the outer diameter of the paper cup 300. At this time, the bonding portion 303 of the paper cup 300 performs alignment so as to face the concave portion 203 of the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200. The length of 12 mm of the recess 203 is determined in accordance with the width of 10 mm of the bonding portion 303 of the paper cup 300. Further, the depth of 0.3 mm of the concave portion 203 is set in accordance with the difference between the thickness of 1.3 mm of the bonding portion 303 of the flange portion 302 of the paper cup 300 and the thickness of 1.0 mm of portions other than the bonding portion 303. It has been established. Therefore, the length and depth of the recess 203 may be appropriately designed based on the width of the bonding portion 303 of the paper cup 300 and the finished thickness when formed on the flange portion 302.

次に、超音波ホーン100の嵌合部102を、紙カップ300の内側に嵌合させる。嵌合部102の外径は、紙カップ300の開口部の内径に略等しくなっている。超音波ホーン100の加工面101から、紙カップ300の開口部に一定の圧力をかけると共に、超音波ホーン100の加工面101と受け治具200のフランジ受け部202との間で、超音波ホーン100に接続された超音波発振器(不図示)から超音波を発振させて、超音波ホーン100の加工面101から、紙カップ300のカーリングを加熱する。ここで超音波の発振と略同時に、超音波ホーン100の通気孔103から気体を吹き込む。超音波ホーン100の加工面101からの圧力により、カーリングは、フランジ部302の仕上がり厚さにまで、押しつぶされ扁平状に変形する。そして、この状態で、加熱によりシーラント層が溶け、扁平状の変形が維持された状態で溶着される。これにより紙カップ300のフランジ部302が形成される。なお、気体を吹き込むタイミングは、超音波の発振と略同時に限定されるものではなく、超音波の発振から、紙カップ300を超音波ホーン100から離すまでのいずれの時点で行ってもよい。尚、気体を吹き込むことの効果については後述する。   Next, the fitting portion 102 of the ultrasonic horn 100 is fitted inside the paper cup 300. The outer diameter of the fitting portion 102 is substantially equal to the inner diameter of the opening of the paper cup 300. A certain pressure is applied to the opening of the paper cup 300 from the processing surface 101 of the ultrasonic horn 100, and the ultrasonic horn 100 is interposed between the processing surface 101 of the ultrasonic horn 100 and the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200. Ultrasonic waves are oscillated from an ultrasonic oscillator (not shown) connected to, and the curling of the paper cup 300 is heated from the processed surface 101 of the ultrasonic horn 100. Here, gas is blown from the vent hole 103 of the ultrasonic horn 100 almost simultaneously with the oscillation of the ultrasonic wave. Due to the pressure from the processing surface 101 of the ultrasonic horn 100, the curling is crushed to the finished thickness of the flange portion 302 and deformed into a flat shape. In this state, the sealant layer is melted by heating and is welded in a state where the flat deformation is maintained. Thereby, the flange part 302 of the paper cup 300 is formed. Note that the timing of blowing the gas is not limited substantially at the same time as the ultrasonic oscillation, and may be performed at any time from the ultrasonic oscillation until the paper cup 300 is separated from the ultrasonic horn 100. The effect of blowing gas will be described later.

図3は、この状態における超音波ホーン100、受け治具200および紙カップ300を模式的に示した縦断面図である。図3に示すように、紙カップ300のフランジ部302の貼り合わせ部303は、受け治具200のフランジ受け部202の凹部203に収容されるため、フランジ部302は、全周にわたって均等な圧力および加熱を受けるため、貼り合わせ部303の焦げ付きが防止される。なお、凹部203は、受け治具200のフランジ受け部202ではなく、超音波ホーン100の加工面101に設けてもよい。ただし、この場合は、凹部203に収容された紙カップ300のフランジ部302の貼り合わせ部303が、フランジ部302の天面側に凸部を形成することになるため、シール蓋等の貼り付けが困難になるおそれがある。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing the ultrasonic horn 100, the receiving jig 200, and the paper cup 300 in this state. As shown in FIG. 3, the bonded portion 303 of the flange portion 302 of the paper cup 300 is accommodated in the concave portion 203 of the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200, so that the flange portion 302 has a uniform pressure and pressure over the entire circumference. Due to the heating, the sticking portion 303 is prevented from being burnt. Note that the recess 203 may be provided not on the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200 but on the processed surface 101 of the ultrasonic horn 100. However, in this case, the bonded portion 303 of the flange portion 302 of the paper cup 300 accommodated in the recessed portion 203 forms a convex portion on the top surface side of the flange portion 302, so that a seal lid or the like can be attached. May be difficult.

また、フランジ部302の形成後、超音波ホーン100を紙カップ300の開口部から取り外す際の引き上げる力や、フランジ部302がある程度の厚みを有している為、扁平状態から元のカーリングの状態に戻ろうとする力などが働く。超音波ホーンの加工面101および受け治具200のフランジ受け部202に上述の傾斜を設けず水平に形成した場合、これらの力により、フランジ部302が、水平方向から斜め上方に反り上がる形に形成されるなどして、フランジ部302の天面へのシール蓋等の貼り付けが困難となる場合がある。超音波ホーン100の加工面101および受け治具200のフランジ受け部202に上述の傾斜を設けたことにより、フランジ部302の天面が水平に形成され、シール蓋等の貼り付けが困難になるのを防止することができる。なお、本実施形態では、超音波ホーン100の加工面101の傾斜角を15°とし、受け治具200のフランジ受け部202の傾斜角を17°としたが、超音波ホーン100の加工面101の傾斜角が12〜40°の範囲であり、受け治具200のフランジ受け部202の傾斜角が超音波ホーン100の加工面101の傾斜角に対して−2〜5°の範囲であれば、紙カップ300のシート材の厚さが0.38mm以上の場合に、好ましい結果が得られる。   Further, after the formation of the flange portion 302, the pulling force when the ultrasonic horn 100 is removed from the opening of the paper cup 300 and the flange portion 302 has a certain thickness, so that the flat state is changed to the original curling state. The power to return is working. When the processing surface 101 of the ultrasonic horn and the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200 are formed horizontally without providing the above-described inclination, the flange portion 302 warps obliquely upward from the horizontal direction by these forces. As a result, it may be difficult to attach a seal lid or the like to the top surface of the flange portion 302. By providing the above-described inclination on the processing surface 101 of the ultrasonic horn 100 and the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200, the top surface of the flange portion 302 is formed horizontally, making it difficult to attach a seal lid or the like. Can be prevented. In this embodiment, the inclination angle of the processing surface 101 of the ultrasonic horn 100 is set to 15 ° and the inclination angle of the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200 is set to 17 °. The inclination angle of the flange receiving portion 202 of the receiving jig 200 is in the range of −2 to 5 ° with respect to the inclination angle of the processed surface 101 of the ultrasonic horn 100. A preferable result is obtained when the thickness of the sheet material of the paper cup 300 is 0.38 mm or more.

最後に超音波ホーン100を、受け治具200から離して、紙カップ300を取り出す。この際、通気孔から気体が吹き込まれたことにより、紙カップ300の内圧が外圧に比べ高くなっており、紙カップ300のフランジ部302と超音波ホーン100の加工面101とが、離れやすくなっている。そのため、紙カップ300が超音波ホーン100ごと持ち上げられてしまうことに起因する製造ラインでの異常が発生しにくくなっている。また、紙カップ300を超音波ホーン100から振り落とすために、再度の超音波発振(アフターバースト)を行う必要がなく、生産速度を向上できるとともに、アフターバーストによる超音波ホーン100の過熱による発振異常を防止できる。   Finally, the ultrasonic horn 100 is separated from the receiving jig 200 and the paper cup 300 is taken out. At this time, since the gas is blown from the vent hole, the internal pressure of the paper cup 300 is higher than the external pressure, and the flange portion 302 of the paper cup 300 and the processed surface 101 of the ultrasonic horn 100 are easily separated. . Therefore, an abnormality in the production line due to the paper cup 300 being lifted together with the ultrasonic horn 100 is less likely to occur. Further, since the paper cup 300 is shaken off from the ultrasonic horn 100, it is not necessary to perform another ultrasonic oscillation (afterburst), the production speed can be improved, and an oscillation abnormality caused by overheating of the ultrasonic horn 100 due to the afterburst can be improved. Can be prevented.

以上のように、本実施形態では、紙カップ300のフランジ部302を焦げ付きを防止しつつ平坦に成形できるとともに、成形後の紙カップ300を超音波ホーン100から離れやすくすることができる。また、本実施形態では紙カップ300は筒状のストレートタイプのものとしたが、本発明は、テーパーを有するタイプの紙カップに対しても適用可能である。   As described above, in the present embodiment, the flange portion 302 of the paper cup 300 can be formed flat while preventing scorching, and the formed paper cup 300 can be easily separated from the ultrasonic horn 100. In this embodiment, the paper cup 300 is a cylindrical straight type, but the present invention is also applicable to a paper cup having a taper type.

本発明は、シート材を焦がすことなく、開口部の外周縁に扁平なフランジ部を形成した紙カップ等を製造する装置および方法に有用である。
に有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an apparatus and a method for manufacturing a paper cup or the like in which a flat flange portion is formed on the outer peripheral edge of an opening without burning the sheet material.
Useful for.

100、700 超音波ホーン
101、702 加工面
102 嵌合部
103 通気孔
200、800 受け治具
201 カップ受け部
202、801 フランジ受け部
203 凹部
300、920 紙カップ
302、921 フランジ部
303 貼り合わせ部
900 包装容器
901 カーリング
930 漏斗パーツ
950 内容物
960 シール蓋
100, 700 Ultrasonic horn 101, 702 Processing surface 102 Fitting portion 103 Vent hole 200, 800 Receiving jig 201 Cup receiving portion 202, 801 Flange receiving portion 203 Recessed portion 300, 920 Paper cup 302, 921 Flange portion 303 Bonding portion 900 Packaging container 901 Curling 930 Funnel parts 950 Contents 960 Seal lid

Claims (6)

紙を含むシート材を筒状に巻いて貼り合わせて形成した側壁を有する紙カップに扁平なフランジ部を設けた、フランジ付き紙カップの製造装置であって、
前記紙カップの開口部の内径に等しい外径を有し、当該紙カップの前記側壁内側に嵌合する嵌合部と、当該嵌合部の外周壁に接続され、当該紙カップの開口部に当接する円環状の加工面とを有する超音波ホーンと、
前記紙カップの外径に等しい内径を有し、その内部に当該紙カップの前記側壁が嵌合するカップ受け部と、当該カップ受け部の開口部の上端面に円環状のフランジ受け部とを有する受け治具とを備え、
前記加工面および前記フランジ受け部は、互いに接近するにつれて、前記紙カップの前記側壁の上端縁近傍に形成されたカーリングを押圧および加熱して押しつぶすことで扁平なフランジ部を形成し、
前記受け治具には、前記フランジ受け部の一部分と、前記カップ受け部の内壁のうち少なくとも前記フランジ受け部の前記一部分の近傍とに、凹部が形成され、
前記加工面および前記フランジ受け部を対向して配置したときに両者の間に形成されるクリアランスは、前記側壁を構成する前記シート材を重ねて貼り合わせた貼り合わせ部が配置される部分において、前記凹部によって部分的に大きくなっている、フランジ付き紙カップの製造装置。
An apparatus for manufacturing a flanged paper cup, in which a flat flange portion is provided on a paper cup having a side wall formed by winding and laminating a sheet material including paper in a cylindrical shape,
An outer diameter equal to the inner diameter of the opening of the paper cup, a fitting portion that fits inside the side wall of the paper cup, and a circle that is connected to the outer peripheral wall of the fitting portion and contacts the opening of the paper cup An ultrasonic horn having an annular processing surface;
A receiver having an inner diameter equal to the outer diameter of the paper cup, in which the side wall of the paper cup fits, and an annular flange receiver on the upper end surface of the opening of the cup receiver. With a jig,
As the processing surface and the flange receiving portion approach each other, a flat flange portion is formed by pressing and heating and crushing curling formed near the upper edge of the side wall of the paper cup,
In the receiving jig, a recess is formed in a part of the flange receiving part and in the vicinity of at least the part of the flange receiving part among the inner walls of the cup receiving part,
The clearance formed between the processing surface and the flange receiving portion when facing each other is a portion where the bonding portion where the sheet material constituting the side wall is stacked and bonded is disposed, An apparatus for manufacturing a flanged paper cup, which is partially enlarged by the recess .
紙を含むシート材を筒状に巻いて貼り合わせて形成した側壁を有する紙カップに扁平なフランジ部を設けた、フランジ付き紙カップの製造装置であって、
前記紙カップの開口部の内径に等しい外径を有し、当該紙カップの前記側壁内側に嵌合する嵌合部と、当該嵌合部の外周壁に接続され、当該紙カップの開口部に当接する円環状の加工面とを有する超音波ホーンと、
前記紙カップの外径に等しい内径を有し、その内部に当該紙カップの前記側壁が嵌合するカップ受け部と、当該カップ受け部の開口部の上端面に円環状のフランジ受け部とを有する受け治具とを備え、
前記加工面および前記フランジ受け部は、互いに接近するにつれて、前記紙カップの前記側壁の上端縁近傍に形成されたカーリングを押圧および加熱して押しつぶすことで扁平なフランジ部を形成し、
前記加工面および前記フランジ受け部を対向して配置したときに両者の間に形成されるクリアランスは、前記側壁を構成する前記シート材を重ねて貼り合わせた貼り合わせ部が配置される部分において、部分的に大きくなっており、
前記超音波ホーンの開口部より内方に、通気孔が形成されている、フランジ付き紙カップの製造装置。
An apparatus for manufacturing a flanged paper cup, in which a flat flange portion is provided on a paper cup having a side wall formed by winding and laminating a sheet material including paper in a cylindrical shape,
An outer diameter equal to the inner diameter of the opening of the paper cup, a fitting portion that fits inside the side wall of the paper cup, and a circle that is connected to the outer peripheral wall of the fitting portion and contacts the opening of the paper cup An ultrasonic horn having an annular processing surface;
A receiver having an inner diameter equal to the outer diameter of the paper cup, in which the side wall of the paper cup fits, and an annular flange receiver on the upper end surface of the opening of the cup receiver. With a jig,
As the processing surface and the flange receiving portion approach each other, a flat flange portion is formed by pressing and heating and crushing curling formed near the upper edge of the side wall of the paper cup,
The clearance formed between the processing surface and the flange receiving portion when facing each other is a portion where the bonding portion where the sheet material constituting the side wall is stacked and bonded is disposed, Partly larger ,
An apparatus for manufacturing a flanged paper cup , wherein a vent hole is formed inward from the opening of the ultrasonic horn .
前記超音波ホーンの開口部より内方に、通気孔が形成されている、請求項1に記載のフランジ付き紙カップの製造装置。 The apparatus for manufacturing a flanged paper cup according to claim 1, wherein a vent hole is formed inward from the opening of the ultrasonic horn. 前記超音波ホーンの加工面は、前記受け治具側に向けて径が広がるテーパー面であり、
前記受け治具のフランジ受け部の上端面には、前記加工面に対応するテーパー面が設けられている、請求項1〜3のいずれかに記載のフランジ付き紙カップの製造装置。
The processing surface of the ultrasonic horn is a tapered surface whose diameter is widened toward the receiving jig side,
The flanged paper cup manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein a tapered surface corresponding to the processed surface is provided on an upper end surface of the flange receiving portion of the receiving jig.
請求項1〜4のいずれかに記載のフランジ付き紙カップの製造装置を用いたフランジ付き紙カップの製造方法であって、
シート材を巻いて両側縁を部分的に重ね合わせて接合することにより、筒状の側壁を成型し、当該側壁の一方の開口部に底材を接合し、他方の開口部の上端縁をカールさせてカーリングを形成した紙カップを準備する工程と、
前記加工面および前記フランジ受け部とによって、前記カーリングの全周均等に押圧および加熱して、扁平なフランジ部を形成する工程とを含、フランジ付き紙カップの製造方法。
A method for manufacturing a flanged paper cup using the flanged paper cup manufacturing apparatus according to claim 1 ,
A cylindrical side wall is formed by winding a sheet material and joining the edges on both sides partially, joining the bottom material to one opening of the side wall, and curling the upper edge of the other opening Preparing a paper cup with curling formed thereon,
Wherein by the working surface and the flange receiving portion, and uniformly pressed and heated the entire periphery of the curling process and the including forming a flat flange portion, the manufacturing method of the flanged paper cup.
前記フランジ部を形成する工程において、超音波ホーンを用いて押圧および加熱を行い、前記紙カップに気体を吹き込み、当該紙カップの内圧を外圧より高くすることによって、当該紙カップの当該超音波ホーンからの離脱を支援する、請求項に記載のフランジ付き紙カップの製造方法。 In the step of forming the flange portion, pressing and heating using an ultrasonic horn, blowing gas into the paper cup, and making the internal pressure of the paper cup higher than the external pressure, the paper cup is detached from the ultrasonic horn. The manufacturing method of the paper cup with a flange of Claim 5 which assists.
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