JP2006103757A - 断熱容器、その製造方法、及びそれを成型するための熱圧プレス金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 必要に応じて体積を縮小したり拡大したりすることのできる、樹脂発泡シート製の断熱容器、及びその製造方法と金型を提供する。
【解決手段】 断熱容器１は熱圧プレス金型４０で樹脂発泡シート１００を熱圧プレス成型することによって得られる。断熱容器１の胴部には他の部位よりも発泡倍率が高い易挫屈帯４が形成されており、断熱容器１に上から圧力を加えると易挫屈帯４で挫屈が生じ、断熱容器１は上下に圧縮される。熱圧プレス金型４０は、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分を成型する箇所が、他の部位を成型する箇所に比べて成型間隔が広げられており、この箇所で樹脂発泡シート１００に二次発泡が生起し、発泡倍率の高い易挫屈帯４となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は断熱容器と、その製造方法と、それを成型するための熱圧プレス金型に関する。

ラーメン、スープなどの熱い食品や、アイスクリームのような冷たい食品を盛りつけるのに、樹脂発泡シートを熱圧プレス成型したカップ状の断熱容器がしばしば利用される。このような断熱容器は、熱湯を注いで可食状態あるいは可飲状態にする乾燥加工食品あるいは粉末飲料の容器としてもなじみが深い。この種断熱容器の構造と製造方法の例を特許文献１、２に見ることができる。
特開平１１−２４５９２８号公報（第３頁−第５頁、図１−図６） 特開２００１−３１０３８０号公報（第３頁−第５頁、図１−図９）

上記のような断熱容器に乾燥加工食品や粉末飲料を入れて販売する場合、熱湯の注ぎしろ、あるいは水分を吸収した食品の膨脹しろを見込んで、乾燥加工食品や粉末飲料の体積以上の容積を断熱容器に持たせることが通例である。このため断熱容器が結構かさばることになり、保管コストや物流コストを押し上げる。また、このような断熱容器を祭礼やイベントの際のふるまい、あるいは災害時の炊き出しなどに利用することを考えても、保管時の体積は小さく、使用時には必要な大きさに拡大できる構造であるのが望ましい。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、必要に応じて体積を縮小したり拡大したりすることのできる、樹脂発泡シート製の断熱容器、及びその製造方法と、それを成型するための熱圧プレス金型を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するため、本発明では、樹脂発泡シートを熱圧プレスして成型されるカップ状の断熱容器において、容器胴部に、他の部位よりも発泡倍率が高い易挫屈帯を形成したことを特徴としている。

この構成によると、断熱容器に上から圧力をかけた場合、容器胴部の易挫屈帯が他の部位よりも剛性が低いためにこの箇所で挫屈が生じ、断熱容器は上下方向に圧縮される。これにより断熱容器の体積を縮小することができる。使用時には、断熱容器を上下に引き伸ばせば簡単に元の形状に戻り、何ら支障なく使用することができる。

（２）また本発明では、上記のように構成された断熱容器において、前記易挫屈帯は、二次発泡により発泡倍率を高めたものであることを特徴としている。

この構成によると、一度発泡している樹脂発泡シートを二次発泡させることにより、発泡倍率の高い易挫屈帯を容易に得ることができる。

（３）また本発明では、上記のように構成された断熱容器において、前記易挫屈帯における挫屈により、断熱容器が望遠鏡式に縮小可能であることを特徴としている。

この構成によると、断熱容器の縮小形態が一定化し、中に入れる食品の形状も一定化できるうえ、見た目も良い。

（４）また本発明では、樹脂発泡シートを熱圧プレスしてカップ状の断熱容器を成型するに際し、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分の成型間隙で、発泡倍率を他の部位よりも高めることを特徴としている。

この構成によると、発泡倍率を高めた易挫屈帯を熱圧プレスと同時に断熱容器の胴部の所望箇所に容易に形成することができる。

（５）また本発明では、上記のようにして断熱容器を製造するに際し、前記帯状部分の成型間隙で樹脂発泡シートを他の部位以上に薄く延伸し、この薄く延伸された部分で二次発泡を生起させることにより発泡倍率を高めることを特徴としている。

この構成によると、熱圧プレスに際し容器胴部に設定した所定幅の帯状部分の樹脂発泡シートが他の部位以上に薄く延伸されるので、樹脂発泡シートと金型内面との間に隙間が生じ、二次発泡を容易に生起させることができる。

（６）また本発明では、上記のようにして断熱容器を製造するに際し、前記帯状部分の成型間隙を他の部位の成型間隙よりも広くし、この広い成型間隙の中で樹脂発泡シートの二次発泡を生起させることにより発泡倍率を高めることを特徴としている。

この構成によると、熱圧プレスに際し容器胴部に設定した所定幅の帯状部分の樹脂発泡シートが薄く延伸されることに加え、もともとの成型間隙が広いので樹脂発泡シートと金型内面との間にゆとりを持った隙間が生じ、二次発泡を容易に生起させることができる。

（７）また本発明では、樹脂発泡シートよりカップ状の断熱容器を成型する熱圧プレス金型において、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分を成型する箇所においては、樹脂発泡シートが他の部位以上に薄く延伸されて金型内面との間に隙間が生じるように構成したことを特徴としている。

この構成によると、この熱圧プレス金型を使用して断熱容器の成型を行うことにより、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分の樹脂発泡シートが他の部位以上に薄く延伸されることにより樹脂発泡シートと金型内面との間に隙間が生じる箇所で二次発泡を生起させ、他の部位よりも発泡倍率が高くなった易挫屈帯を断熱容器の胴部の所望箇所に容易に形成することができる。

（８）また本発明では、樹脂発泡シートよりカップ状の断熱容器を成型する熱圧プレス金型において、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分を成型する箇所の成型間隙を他の部位を成型する箇所の成型間隙よりも広げたことを特徴としている。

この構成によると、この熱圧プレス金型を使用して断熱容器の成型を行うことにより、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分の樹脂発泡シートが薄く延伸されることに加え、もともとの成型間隙が広いために生じた樹脂発泡シートと金型内面との間の隙間で二次発泡を生起させ、他の部位よりも発泡倍率が高くなった易挫屈帯を断熱容器の胴部の所望箇所に容易に形成することができる。

本発明によると、樹脂発泡シートを熱圧プレスして成型されるカップ状の断熱容器の容器胴部に、他の部位よりも発泡倍率が高い易挫屈帯を形成したので、断熱容器に上から圧力をかけた場合、易挫屈帯で挫屈が生じて断熱容器は上下方向に圧縮され、その体積を容易に縮小することができる。使用時には、断熱容器を上下に引き伸ばせば簡単に元の形状に戻るから、何の支障もなく使用することができる。そしてこの断熱容器を成型するにあたり、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分を成型する箇所で樹脂発泡シートが他の部位以上に薄く延伸されて金型内面との間に隙間が生じるようにした熱圧プレス金型、又はこの箇所の成型間隙を他の部位を成型する箇所の成型間隙よりも広げた熱圧プレス金型を用い、熱圧プレスと同時に二次発泡を生起させて、簡単且つ効率的に易挫屈帯を形成することができる。

以下、本発明の第１実施形態に係る断熱容器及びその製造方法と金型の構造を図１−図９に基づき説明する。図１は断熱容器の斜視図、図２は蓋をした状態の断熱容器の断面図、図３は挫屈させた状態の断熱容器の断面図、図４は図３の状態の断熱容器に食品を入れ、蓋をした状態の断面図、図５は断熱容器の部分拡大断面図、図６は断熱容器の素材となる樹脂発泡シートの構成を示す断面図、図７は樹脂発泡シートの別の構成例を示す断面図、図８は断熱容器製造工程の説明図、図９は熱圧プレス金型の構成を示す断面図である。

図１に示す断熱容器１は、樹脂発泡シートを熱圧プレスし、平面形状が円形で、側面形状が上広がりのテーパ状となったカップの形に成型したものである。樹脂発泡シートとしては、耐熱性を考慮して、ポリプロピレン系のものを用いる。樹脂発泡シートの表面には液体や気体の透過を防ぐバリア層が形成されている。

図６にはバリア層を１層とした樹脂発泡シートの構成例が示されている。ここでは、厚さ０．６〜２．０mmの樹脂発泡シート１００の表面に、厚さ４０〜１５０μのＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰフィルムからなるバリア層１０１が形成されている。「ＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰ」の「ＰＰ」はポリプロピレンであり、「ＥＶＯＨ」はエチレン−酢酸ビニル共重合体、商品名「エバール（ＥＶＡＬ）」として知られる樹脂である。すなわちＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰフィルムはエバールを両側からポリプロピレンで挟んだ３層構成のフィルムである。

図７には樹脂発泡シートの別の構成例が示されている。ここでは、厚さ０．６〜２．０mmの樹脂発泡シート１００の表面に、厚さ１５〜５０μのＰＰフィルムからなる接着層１０２と、厚さ４０〜１５０μのＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰフィルムからなるバリア層１０１が形成されている。

なお水蒸気に対するバリアが求められるだけならば、ＰＰ／ＥＶＯＨ／ＰＰフィルムを用いるまでもなく、単なるＰＰフィルムで十分目的を達成できる。

断熱容器１の口縁にはフランジ部２が形成されている。フランジ部２には必要に応じ図２のように蓋体１０を載せ、これを熱圧着や超音波溶着などの手段で溶着して断熱容器１を密封する。

蓋体１０としては、アルミニウムを蒸着したＰＥＴフィルムや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂フィルムとアルミニウムなどの金属箔を積層し、ガスバリア性及び水蒸気バリア性を高めたものを用いる。例えば、シリカを蒸着した厚さ１２μのポリエステルフィルムと、厚さ１５μのナイロンフィルムと、厚さ６０μの無延伸ポリプロピレンフィルムとを積層したものなどを用いることができる。

食品を入れ、蓋体１０で密封した断熱容器１は、ボイルレトルトによる殺菌処理を受けることがある。フランジ部２の切断面から熱水が浸透してしみをつくらないように、フランジ部２の周縁には不浸透領域３が形成されている。

図５に見られるように、不浸透領域３は樹脂発泡シートを強く圧縮して形成されるものであり、ここでは発泡層がつぶされて、泡の中に水が入り込む余地がなくなっている。また、不浸透領域３はフランジ部２の切断面に強固な壁を形成しており、ボイルレトルト処理時に熱や圧力がかかってもこの壁が破壊され、内部に水が浸透することがない。不浸透領域３の圧縮率と水平方向の幅は、ボイルレトルト処理の熱と圧力に持ちこたえられるよう、実験により決定する。実験によれば、２．５倍発泡のポリプロピレン樹脂発泡シートの端部を約５５％の厚さにまでつぶし、これを１２０℃の熱水で３０分間ボイルレトルト処理したが、端面からの吸水は認められなかった。

断熱容器１は図８に示すような製造ラインにより製造される。原反ロール１１０から引き出された樹脂発泡シート１００はオーブン３０を通り、予備加熱される。予備加熱された樹脂発泡シート１００は、雄型４１と雌型４２からなる熱圧プレス金型４０で熱圧プレスされ、断熱容器１の形状が形成される。熱圧プレス金型４０を出た樹脂発泡シート１００は雄型５１と雌型５２からなるトリミング金型５０に送られ、ここで断熱容器１の部分がシートから打ち抜かれる。

図９に熱圧プレス金型４０の構造を示す。雄型４１は、断熱容器１のフランジ部２を形成する部分の端に突部４３を備えており、この突部４３と雌型４２との間で樹脂発泡シート１００を圧縮し、不浸透領域３を形成する。他方雌型４２にはキャビティの底に真空通路４４が連通しており、真空圧で樹脂発泡シート１００をキャビティに引き込む。これにより、樹脂発泡シート１００は設計通りの容器形状に精度良く仕上げられる。なお雄型４１、雌型４２ともに温度管理用のヒータを備えるが、これは図示しない。

断熱容器１の胴部には、二次発泡により発泡倍率を高め、物理的な剛性を低下させた所定幅の帯状部分、すなわち易挫屈帯４が形成される。

易挫屈帯４を形成するため、熱圧プレス金型４０の構造を次のようにする。すなわち容器胴部を成型する箇所に所定幅の帯状部分４５（図９で高さＨを占める部分）を設定する。そしてこの帯状部分４５の成型間隙を、他の部位を成型する箇所の成型間隙に比べ、広くする。例えば、帯状部分４５以外の箇所の成型間隙が約１mmのとき、帯状部分４５の成型間隙を約１．５mmにとる。

この熱圧プレス金型４０により、ポリプロピレン系の樹脂発泡シート１００を上下から挟んで型締めすると、帯状部分４５が他の部位よりも薄く延伸される。加えて、帯状部分の成型間隙が他の部位よりも広いので、樹脂発泡シート１００と熱圧プレス金型４０の内面との間にはゆとりを持った隙間が生じる。

型締め後、熱圧プレス金型４０を８０℃で３秒間維持する。これにより、帯状部分４５の内部で樹脂発泡シート１００の二次発泡が生起する。樹脂発泡シート１００と熱圧プレス金型４０の内面との間に隙間があるので泡の生長が進む。このため、二次発泡を生じた部分は、二次発泡を生じなかった部分に比べ、発泡倍率が著しく高くなり、物理的な剛性は低下する。かくして、帯状部分４５によって成型された部分が易挫屈帯４となるのである。

このように易挫屈帯４は、熱圧プレス金型４０を用い、二次発泡が生起するよう成型条件に留意しながら樹脂発泡シート１００を成型することにより、容易に形成することができる。

易挫屈帯４を備えた断熱容器１に上から圧力をかけると、易挫屈帯４で挫屈が生じ、断熱容器１は図３に示すように上下方向に圧縮される。これにより断熱容器１の体積は縮小する。

断熱容器１を上下方向に圧縮したとき、直径の小さい部分が直径の大きい部分の中に入り込んで、望遠鏡を縮めたような形になる。この望遠鏡形状がきれいに形成されるよう、断熱容器１のテーパの値を設定する。圧縮状態にある断熱容器１を上下に引き伸ばせば、断熱容器１は簡単に元の形状に戻り、何ら支障なく使用することができる。

圧縮した断熱容器１に、図４に示すように乾燥加工食品Ｆを入れ、蓋１０で密閉して商品とすることができる。図４の状態では乾燥加工食品Ｆは上下に殆どゆとりのない状態で断熱容器１の中に納まっている。使用時には、断熱容器１を引き伸ばすことにより、熱湯の注ぎしろ、あるいは水分を吸収した乾燥加工食品Ｆの膨脹しろを十分確保できる程度にまで断熱容器１の容積を増大させることができる。

中に乾燥加工食品を入れない、単に圧縮しただけの状態で断熱容器を供給することもできる。保管スペースをとらないので、祭礼やイベントの際のふるまい、あるいは災害時の炊き出しなどのために備蓄するのに便利である。

本発明の第２実施形態を図１０に示す。図１０は熱圧プレス金型の構成を示す断面図である。

図１０の熱圧プレス金型４０では、容器胴部を成型する箇所の成型間隙を、他の部位を成型する箇所の成型間隙に比べて格別に広くはしていない。しかしながら高さＨａを占める直線状の帯状部分４５ａは、型締め時、必然的に上下方向に延伸され、他の部位よりも薄くなる。そのため、帯状部分４５ａの樹脂発泡シート１００と熱圧プレス金型４０の内面との間には隙間が生じる。プレス後直ちに型を開くということをせず、所定温度で所定時間（例えば８０℃で３秒間）維持すれば、帯状部分４５ａで樹脂発泡シート１００の二次発泡が生起する。これにより、帯状部分４５ａによって成型された部分は発泡倍率の高い易挫屈帯４となるのである。

樹脂発泡シート１００を深絞りすると、帯状部４５ａの箇所で樹脂発泡シート１００は薄く引き伸ばされる。目標とする発泡倍率が得られるように、絞り度その他の容器形状ファクターを設定する。

断熱容器１の形状は平面形状円形に限定されない。正方形、矩形、それ以外の多角形、あるいは楕円形などであってもよい。

以上本発明の実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨から逸脱しない範囲で種々の改変を加えて実施することができる。

本発明は、樹脂発泡シートを熱圧プレスしてカップ状の断熱容器を成型するに際し、断熱容器を圧縮可能な構造とするのに利用可能である。

断熱容器の斜視図 蓋をした状態の断熱容器の断面図 挫屈させた状態の断熱容器の断面図 図３の状態の断熱容器に食品を入れ、蓋をした状態の断面図 断熱容器の部分拡大断面図 断熱容器の素材となる樹脂発泡シートの構成を示す断面図 樹脂発泡シートの別の構成例を示す断面図 断熱容器製造工程の説明図 熱圧プレス金型の構成を示す断面図 本発明の第２実施形態に係る熱圧プレス金型の構成を示す断面図

符号の説明

１ 断熱容器
２ フランジ部
４ 易挫屈帯
１０ 蓋体
３０ オーブン
４０ 熱圧プレス金型
４５、４５ａ 帯状部分
５０ トリミング金型
１００ 樹脂発泡シート

Claims (8)

1. 樹脂発泡シートを熱圧プレスして成型されるカップ状の断熱容器において、
   容器胴部に、他の部位よりも発泡倍率が高い易挫屈帯を形成したことを特徴とする断熱容器。
2. 前記易挫屈帯は、二次発泡により発泡倍率を高めたものであることを特徴とする請求項１に記載の断熱容器。
3. 前記易挫屈帯における挫屈により、望遠鏡式に縮小可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱容器。
4. 樹脂発泡シートを熱圧プレスしてカップ状の断熱容器を成型するに際し、容器胴部に設定した所定幅の帯状部分の成型間隙で、発泡倍率を他の部位よりも高めることを特徴とする断熱容器の製造方法。
5. 熱圧プレスにあたり、前記帯状部分の成型間隙で樹脂発泡シートを他の部位以上に薄く延伸し、この薄く延伸された部分で二次発泡を生起させることにより発泡倍率を高めることを特徴とする請求項４に記載の断熱容器の製造方法。
6. 前記帯状部分の成型間隙を他の部位の成型間隙よりも広くし、この広い成型間隙の中で樹脂発泡シートの二次発泡を生起させることにより発泡倍率を高めることを特徴とする請求項４に記載の断熱容器の製造方法。
7. 樹脂発泡シートよりカップ状の断熱容器を成型する熱圧プレス金型において、
   容器胴部に設定した所定幅の帯状部分を成型する箇所においては、樹脂発泡シートが他の部位以上に薄く延伸されて金型内面との間に隙間が生じるように構成したことを特徴とする断熱容器用の熱圧プレス金型。
8. 樹脂発泡シートよりカップ状の断熱容器を成型する熱圧プレス金型において、
   容器胴部に設定した所定幅の帯状部分を成型する箇所の成型間隙を他の部位を成型する箇所の成型間隙よりも広げたことを特徴とする断熱容器用の熱圧プレス金型。

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