JP2006137063A

JP2006137063A - 耐熱性食品容器の製造方法

Info

Publication number: JP2006137063A
Application number: JP2004327746A
Authority: JP
Inventors: Michio Komatsu; 道男小松; Suketaka Matsuoka; 甫篁松岡; Kiyoyuki Iwakabe; 清行岩壁
Original assignee: NIPPON DESIGN ENGINEERING KK
Current assignee: NIPPON DESIGN ENGINEERING KK
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-06-01

Abstract

【課題】耐熱性の食品容器を生分解性樹脂組成物の射出成形により容易に製造する方法を提供する。
【解決手段】食品容器Ｃに沿う形状の凹部２を備える雌金型３と、食品容器Ｃに沿う形状の凸部４を備える雄金型５と、食品容器Ｃの縁部に沿う形状の縁部形成部６を備えるストリッパープレート７とを備える金型１を、キャビティ８に臨む金型１の表面がポリ乳酸含有樹脂Ｒの結晶化温度になるように加熱する。キャビティ８に溶融状態のポリ乳酸含有樹脂Ｒを射出する。ポリ乳酸含有樹脂Ｒが固化して食品容器Ｃを形成した後、雄金型５とストリッパープレート７とを雌金型３から離間する方向に移動させると共に、固化した食品容器Ｃの内面と雄金型５の凸部４との間に気体を導入して食品容器Ｃの内面を凸部４から離型させる。食品容器Ｃの外面側に冷却流体を吹き付けて食品容器Ｃを冷却させる。ストリッパープレート７を食品容器Ｃ方向に前進させて、食品容器Ｃを取り出す。
【選択図】図５

Description

本発明は、ポリ乳酸等の生分解性樹脂からなる耐熱性の食品容器に関するものである。

近年、食堂等において生分解性樹脂からなる丼、カップ、椀、トレー等の食品容器を用いることが検討されている。前記生分解性樹脂からなる食品容器は、廃棄後、土中等で細菌等の微生物の働きにより分解されるので、環境に対する負荷を軽減することができる。

従来、前記生分解性樹脂として、ポリ乳酸が知られている。ところが、前記ポリ乳酸は、耐熱性が低いので、前記食品容器とした場合には、熱湯注入や、電子レンジによる加熱、一旦使用した後、回収して再利用に供するためのアルカリ洗剤による７０℃程度の温度での洗浄、リンス（すすぎ）、さらには８０℃程度の温度での高温乾燥、滅菌処理に耐えられないという問題がある。

前記問題を解決するために、ポリ乳酸を５０質量％以上含有すると共に、無機充填剤をナノコンポジット化した生分解性樹脂組成物が知られている（例えば特許文献１参照）。前記生分解性樹脂組成物は、１１０℃付近の温度で結晶化させることにより延伸によらずに優れた耐熱性を付与することができ、射出成形により前記食品容器を形成することができる。

前記生分解性樹脂組成物を用いて、射出成形により前記食品容器を形成するときには、例えば、前記食品容器の外面形状に沿う形状の凹部を備える雌金型と、該凹部に対向して該食品容器の内面形状に沿う形状の凸部を備える雄金型とを備える金型を、例えば１１０℃に加熱し、該凹部と該凸部とに囲まれたキャビティに溶融状態の該生分解性樹脂組成物を射出する。そして、射出された前記生分解性樹脂組成物が固化して前記食品容器を形成した後、前記金型を開くことにより、該食品容器が取り出される。

しかしながら、前記生分解性樹脂組成物からなる前記食品容器は、加熱された状態のままでは十分な剛性が得られず、前記金型から取り出す際に変形して容器形状が損なわれる虞がある。そこで、前記金型から取り出す前に、前記食品容器を冷却することが考えられるが、このようにすると該金型も同時に冷却され、射出成形サイクルが長くなるという不都合がある。

また、前記生分解性樹脂組成物は、固化する際に収縮する傾向があり、前記金型を開く際に、前記雌金型からは容易に離型するが、前記雄金型からは離型させることが難しいという不都合もある。
特開２００４−２０４１４３号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、耐熱性の食品容器を生分解性樹脂組成物の射出成形により容易に製造する方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、ポリ乳酸含有樹脂の射出成形による耐熱性食品容器の製造方法であって、該食品容器の外面形状に沿う形状の凹部を備える雌金型と、該凹部に対向して該食品容器の内面形状に沿う形状の凸部を備える雄金型と、該雄金型の外周に沿って配設され該食品容器の縁部に沿う形状の縁部形成部を備えるストリッパープレートとを備え、該凹部と該凸部と該縁部形成部とに囲まれたキャビティを形成する金型を、該キャビティに臨む該金型の表面が該ポリ乳酸含有樹脂の結晶化温度になるように加熱する工程と、該範囲の温度に加熱された該金型の該キャビティに溶融状態のポリ乳酸含有樹脂を射出する工程と、射出された該ポリ乳酸含有樹脂が固化して該食品容器を形成した後、該雄金型と該ストリッパープレートとを該雌金型から離間する方向に移動させると共に、固化した該食品容器の内面と該雄金型の凸部との間に気体を導入して該食品容器の内面を該凸部から離型させる工程と、離型した該食品容器の外面側に冷却流体を吹き付けて該食品容器を冷却させる工程と、該ストリッパープレートを該食品容器方向に前進させて、冷却された該食品容器を該金型から取り出す工程とを備えることを特徴とする。

本発明の製造方法に用いる金型は、前記食品容器の外面形状に沿う形状の凹部を備える雌金型と、該凹部に対向して該食品容器の内面形状に沿う形状の凸部を備える雄金型と、該雄金型の外周に沿って配設され該食品容器の縁部に沿う形状の縁部形成部を備えるストリッパープレートとを備える。前記金型では、前記凹部と前記凸部と前記縁部形成部とにより囲まれたキャビティが形成される。

本発明の製造方法では、まず、前記金型を加熱して、前記キャビティに臨む該金型の表面が、前記ポリ乳酸含有樹脂の結晶化温度になるように加熱する。前記ポリ乳酸含有樹脂としては、例えば、ポリ乳酸を５０質量％以上含有する生分解性樹脂組成物であり、該樹脂組成物を用いる場合、前記結晶化温度は１００〜１２０℃の範囲の温度である。

次に、表面が前記結晶化温度になるように加熱された前記キャビティに、溶融状態のポリ乳酸含有樹脂を射出する。前記ポリ乳酸含有樹脂は、前記キャビティ内で冷却、固化するが、このとき該ポリ乳酸含有樹脂は前記金型の表面の温度に維持され、結晶化する。

次に、射出された前記ポリ乳酸含有樹脂が固化して前記食品容器を形成したならば、前記雄金型を前記雌金型から離間する方向に移動させる。このとき、前記ポリ乳酸含有樹脂の固化に伴う収縮により、前記食品容器は前記雄金型に密着しており、前記雌金型からは容易に離型されるが、前記雄金型からは離型されにくい。そこで、前記雄金型を前記雌金型から離間する方向に移動させると共に、固化した前記食品容器の内面と該雄金型の凸部との間に、圧縮空気等の気体を導入して該食品容器の内面を該凸部から離型させる。前記食品容器の内面と前記雄金型の凸部との離型は、例えば、該雄金型の外周縁に沿って、圧縮気体を噴出させることにより行うことができる。

次に、前記食品容器の内面が前記雄金型から離型されたならば、離型した該食品容器の外面側に冷却流体を吹き付けて該食品容器を冷却させる。この結果、結晶化した前記ポリ乳酸含有樹脂からなる前記食品容器が冷却されて剛性が発現する。前記冷却流体としては、冷却空気、冷却炭酸ガス、冷却水等を用いることができる。

一方、このとき、前記食品容器は前記雄金型から離型していて、該雄金型の凸部との間には前記圧縮空気等の気体の層が形成されているので、該気体の層が断熱材として作用する。従って、前記雄金型は冷却が抑制され、射出成形のサイクルを短縮することができる。

そして、前記食品容器が冷却されたならば、前記ストリッパープレートを前記食品容器方向に前進させて、冷却された該食品容器を該金型から取り出す。前記食品容器は、前記冷却により剛性が発現しているので、形状を損なうことがない。

上述のようにして得られた前記食品容器は、前記結晶化温度に加熱されて結晶化した前記ポリ乳酸含有樹脂からなるので、優れた耐熱性を備えており、熱湯の注入、電子レンジによる加熱、繰り返し使用するための熱処理等を必要とする用途に好適に使用することができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１、図２、図４乃至図６は、本実施形態の製造工程を示す説明的断面図であり、図３は本実施形態に用いるポリ乳酸含有樹脂の吸熱性を示すグラフである。

本実施形態では、ポリ乳酸含有樹脂の射出成形により耐熱性食品容器として、丼を製造する場合について説明する。

図１に示すように、本実施形態の製造方法に用いる金型１は、丼（食品容器）の外面形状に沿う形状の凹部２を備える雌金型３と、凹部２に対向して該丼の内面形状に沿う形状の凸部４を備える雄金型５と、雄金型５の外周に沿って配設され該丼の縁部に沿う形状の縁部形成部６を備えるストリッパープレート７とを備える。金型１では、凹部２、凸部４、縁部形成部６とにより囲まれたキャビティ８が形成される。

金型１では、雌金型３が固定型、雄金型５とストリッパープレート７とが可動型であり、雌金型３はゲート９を介してキャビティ８に連通するランナ１０を備えている。また、雄金型５とストリッパープレート７との間には、雄金型５の外周に沿って圧縮空気を噴出する圧縮空気導入路１１が形成されている。

本実施形態の製造方法では、まず、図示しない加熱手段により、雌金型３、雄金型５、ストリッパープレート７を加熱し、キャビティ８を形成する凹部２、凸部４、縁部形成部６の表面が１００〜１２０℃の温度、例えば１１０℃になるようにする。そして、図２に示すように、ランナ１０を介してキャビティ８に、溶融状態のポリ乳酸含有樹脂Ｒを射出する。

ポリ乳酸含有樹脂Ｒとしては、例えば、ポリ乳酸を５０質量％以上含有する生分解性樹脂組成物、さらに詳しくは、ポリ乳酸を５０質量％以上含有するとともに、無機充填剤をナノコンポジット化した生分解性樹脂組成物を用いることができる。このようなポリ乳酸含有樹脂Ｒとして、例えば、ユニチカ株式会社製テラマック（商品名）を挙げることができる。

図３に示すように、ポリ乳酸含有樹脂Ｒ（ユニチカ株式会社製テラマック（商品名））は、１００〜１２０℃の範囲に吸熱性のピークがあり、この範囲の温度で結晶化することが明らかである。そこで、ポリ乳酸含有樹脂Ｒは、キャビティ８内で冷却、固化する際に、前記範囲の温度に維持されることにより結晶化する。

次に、射出されたポリ乳酸含有樹脂Ｒが固化して丼Ｃを形成したならば、雄金型５とストリッパープレート７とを雌金型３から離間する方向に移動させる。このとき、ポリ乳酸含有樹脂Ｒは、固化に伴って収縮するので、丼Ｃは雄金型５に密着しており、雌金型３からは容易に離型されるが、雄金型５からは離型されにくい。この結果、図４に示すように、丼Ｃは雄金型５に密着したまま、雌金型３から離型される。

丼Ｃは、雄金型５に密着したままであると、収縮の進行に伴い、益々強固に雄金型５に密着することとなる。そこで、次に、圧縮空気導入路１１から固化した丼Ｃの内面と雄金型５の凸部４との間に、圧縮空気を導入して丼Ｃの内面を凸部４から離型させる。圧縮空気導入路は、雄金型の外周縁に沿って、その全周に開口していてもよく、部分的に数カ所に開口していてもよい。この結果、丼Ｃと凸部４との間にクリアランスＺが形成され、丼Ｃは凸部４からわずかに浮き上がった状態となるが、凸部４から取り外されるには至らない。

尚、圧縮空気導入路１１は、雄金型５とストリッパープレート７との間に設けられているので、前記圧縮空気は雄金型５とストリッパープレート７とにより加熱された状態で、丼Ｃの内面と凸部４との間に導入される。従って、前記圧縮空気の導入に際して、凸部４が冷却されることを抑制することができる。

丼Ｃは、前述のように凸部４から離型された時点では、十分に冷却されていないために軟弱であり、このまま脱型すると形状が損なわれる虞がある。そこで、次に、図５に示すように、丼Ｃの外面にノズル１２を近接せしめ、ノズル１２から丼Ｃの外面に冷却空気を噴射することにより、丼Ｃを急速に冷却させる。ノズル１２は、例えば、金型１の側方に待機させておき、雄金型５とストリッパープレート７とを雌金型３から離間する方向に移動させた後、雌金型３と雄金型５との間に移動するように備えられている。

この結果、丼Ｃが冷却されて剛性が発現する。このとき、丼Ｃは凸部４からわずかに浮き上がった状態となり、丼Ｃと凸部４との間には空気層が形成されているが、前記空気層は断熱材として作用するので、雄金型５は前記冷却空気により冷却されることがなく、射出成形のサイクルを短縮することができるので好都合である。

尚、本実施形態では、丼Ｃの冷却のためにノズル１２から冷却空気を噴出するようにしているが、冷却空気に代えて、冷却炭酸ガス、冷却水等を用いてもよい。ただし、安価であること、噴出後の処理が容易であること等から、冷却空気を用いることが好ましい。

次に、丼Ｃが冷却されて剛性が発現したならば、ノズル１２を待機位置に復帰させると共に、図６に示すように、ストリッパープレート７を丼Ｃ方向に前進させて、丼Ｃを金型１から取り出す。丼Ｃは前述のように凸部４から離型しており、ストリッパープレート７は、丼Ｃの縁部に当接している縁部形成部６により該縁部を持ち上げる形となるので、雄金型５から容易に取り外すことができる。また、丼Ｃは、既に前記冷却により剛性が発現しているので、形状を損なうことなく、脱型することができる。

本実施形態の製造方法により得られた丼Ｃは、結晶化されたポリ乳酸含有樹脂Ｒからなるので耐熱性を備えており、熱湯注入や電子レンジにより加熱される食品の容器として使用することができる。また、丼Ｃは、耐熱性を備えていることにより、高温での洗浄、乾燥、滅菌処理を行うことができ、使用後に回収して再利用可能な、所謂リターナブル容器として使用することができる。

また、本実施形態の製造方法によれば、丼Ｃを冷却して剛性を発現させた後に金型１から取り出すので丼Ｃの形状が損なわれることがなく、しかも丼Ｃを冷却しても雄金型５の冷却が抑制されるので、射出成形サイクルを短縮することができる。

本実施形態では、食品容器として丼Ｃを製造する場合を例に挙げて説明しているが、前記食品容器は、カップ、椀、トレー等、射出成形により成形できるものであれば、どのようなものであってもよい。

本発明の一実施形態における食品容器の製造工程を示す説明的断面図。本発明の一実施形態における食品容器の製造工程を示す説明的断面図。本発明に用いるポリ乳酸含有樹脂の吸熱性を示すグラフ。本発明の一実施形態における食品容器の製造工程を示す説明的断面図。本発明の一実施形態における食品容器の製造工程を示す説明的断面図。本発明の一実施形態における食品容器の製造工程を示す説明的断面図。

符号の説明

１…金型、２…凹部、３…雌金型、４…凸部、５…雄金型、６…縁部形成部、７…ストリッパープレート、８…キャビティ、Ｃ…食品容器、Ｒ…ポリ乳酸含有樹脂、Ｚ…クリアランス。

Claims

ポリ乳酸含有樹脂の射出成形による耐熱性食品容器の製造方法であって、
該食品容器の外面形状に沿う形状の凹部を備える雌金型と、該凹部に対向して該食品容器の内面形状に沿う形状の凸部を備える雄金型と、該雄金型の外周に沿って配設され該食品容器の縁部に沿う形状の縁部形成部を備えるストリッパープレートとを備え、該凹部と該凸部と該縁部形成部とに囲まれたキャビティを形成する金型を、該キャビティに臨む該金型の表面が該ポリ乳酸含有樹脂の結晶化温度になるように加熱する工程と、
該範囲の温度に加熱された該金型の該キャビティに溶融状態のポリ乳酸含有樹脂を射出する工程と、
射出された該ポリ乳酸含有樹脂が固化して該食品容器を形成した後、該雄金型とストリッパープレートとを該雌金型から離間する方向に移動させると共に、固化した該食品容器の内面と該雄金型の凸部との間に気体を導入して該食品容器の内面を該凸部から離型させる工程と、
離型した該食品容器の外面側に冷却流体を吹き付けて該食品容器を冷却させる工程と、
該ストリッパープレートを該食品容器方向に前進させて、冷却された該食品容器を該金型から取り出す工程とを備えることを特徴とする耐熱性食品容器の製造方法。
前記食品容器の内面と前記雄金型の凸部との離型は、該雄金型の外周縁に沿って、圧縮気体を噴出させることにより行うことを特徴とする請求項１記載の耐熱性食品容器の製造方法。
前記ポリ乳酸含有樹脂は、ポリ乳酸を５０質量％以上含有する生分解性樹脂組成物であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の耐熱性食品容器の製造方法。
前記ポリ乳酸含有樹脂は、結晶化温度が１００〜１２０℃の範囲の温度であることを特徴とする請求項３記載の耐熱性食品容器の製造方法。