JP2006315205A - プレス加工機およびそれを用いたひだ付きカップ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ひだ付きカップ側面が開くことなく、かつ溶融や詰まりを起こさずに効率よくひだ付きカップを製造できる方法と、その方法の実施に用いるプレス加工機とを提供する。
【解決手段】 図１に示す通り、本発明のプレス加工機は、雌型３の下方にひだ付きカップ半成形品保持部材９が取り付けられている。このプレス加工機を用いた製造方法では、ひだ付きカップ半成形品の保持数を前記従来技術と比較して多くできるため、その分プレス加工機内におけるひだ付きカップ半成形品保持時間を長くできる。結果として、押出部によりひだ付きカップ半成形品を雌型縦孔内で押さえつける時間が短くて済み、従来技術と比較してきわめて高い製造効率が得られる。また、ひだ付きカップ製造時の加熱温度を低めにしても効率よく製造することができるため、特に熱による溶融や変質を起こしやすい生分解性プラスチック製ひだ付きカップの製造に役立つ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プレス加工機およびそれを用いたひだ付きカップ製造方法に関する。

紙、アルミ箔またはプラスチックフィルム等を用いたひだ付きカップは、主として食品の包装に広く使用されている。例えば、コンビニエンスストアで販売される弁当において各惣菜を包装するために、また、ケーキ等の菓子類を包装するために、前記ひだ付きカップが多用されている。

図３の斜視図に、前記ひだ付きカップの一例を示す。図示の通り、このひだ付きカップ１０ｅは、円の形状を有する底面と、その底面にほぼ垂直な側面とを有する。前記底面の円周は、細かい凹凸が規則正しく形成された形状をしており、前記側面には、前記円周の凹凸に対応した形状の凹凸が、前記円周と直交する方向に形成されている。

このようなひだ付きカップは、従来から、プレス加工機を用いて製造されてきた。そのようなプレス加工機は、例えば特許文献１および２等に開示されている。

図４に、前記プレス加工機の構造の一例を示す。（Ａ）はこのプレス加工機の要部の断面図であり、（Ｂ）は斜視図である。図示の通り、このプレス加工機は、雄型１と、押出部２と、雌型３と、ヒータ４および５と、心棒６と、ストッパ７と、ばね８とを主要構成要素とする。雌型３は、その中央に形成された、下方が開放された直状の縦孔と、前記縦孔の上端に連続して形成された上向きに広がるテーパ状の型面とを備える。前記型面の表面にはひだ付きカップ側面の外形状に対応した凹凸溝が放射状に形成されているとともに、前記縦孔の内周には前記型面の凹凸溝と連続した凹凸溝が前記縦孔の軸心方向に沿って形成されている。雄型１は、ひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が形成された型面を有し、この型面が前記雌型型面の真上に位置するように配置されている。雄型１の中央部には縦孔が形成され、その中に押出部２が挿入され、雌型３縦孔に押出部２が挿抜可能なように配置されている。押出部２は、その外周に、ひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が押出部２の軸心方向に沿って形成されている。雄型１および雌型３の周囲には、それぞれを取り巻くようにヒータ４および５が配置されており、ヒータ４および５は、電源および温度制御手段（図示せず）に接続されている。押出部２の上部は心棒６に接続され、心棒６は雄型１の上部中央から突出しており、押出部２とともに、雄型１縦孔および雌型３縦孔に挿抜可能である。心棒６の中途には、ストッパ７が固定されている。雄型１とストッパ７との間には、心棒６を取り巻くようにばね８が設置されており、ばね８の両端はそれぞれ雄型１およびストッパ７に固定されている。心棒６はさらに上に伸び、その上部は昇降手段（図示せず）に固定されている。また、雄型１は、さらに別の昇降手段（図示せず）に接続されている。

このプレス加工機を用いたひだ付きカップの製造は、以下のようにして行うことができる。すなわち、まず、ヒータ４および５により、雄型１および雌型３を適温に加熱する。次に、雌型３型面上部に、ひだ付きカップの形状および大きさに合わせてカットした原料フィルムまたはシートの積層体を置く。この原料フィルムまたはシートは、例えば、紙、アルミ箔、プラスチックフィルム等である。さらに、前記昇降手段を作動させ、押出部２を雄型１に挿入したまま、それらを共に下降させる。そして、雄型１型面を雌型３型面に一定時間押し当て、前記原料フィルムまたはシートをプレス（加熱および加圧）することにより凹凸を形成して加熱加圧した積層体とする。次に、雄型１を雌型３に押し当てたまま押出部２を押し下げ、前記加熱加圧した積層体を雌型３縦孔内に引きずり込み、ひだ付きカップ半成形品とする。さらに、押出部２を押し下げたまま一定時間維持して前記ひだ付きカップ半成形品を押さえつけ、雌型３の熱によって成形する。そして、雄型１と押出部２とを引き上げ、雌型３型面上部に再び原料フィルムまたはシートを置いて上記の工程を繰り返す。この工程を何度か行うと、雌型３縦孔内の前記ひだ付きカップ半成形品は、それ以降に成形されるひだ付きカップ半成形品によって順次下に送られ、最終的に雌型３の下部から押し出されて完成品のひだ付きカップとなる。前記ひだ付きカップ半成形品が雌型３縦孔内に止まっている間に、熱により前記ひだ付きカップ半成形品の側面が立った状態に固定され、雌型３から押し出されても開かなくなる。

この製造方法では、雌型３縦孔内でのひだ付きカップ半成形品の保持時間が足りないと、外に押し出されたときに側面が開いてしまい、製品として不適となる。したがって、押出部２によりひだ付きカップ半成形品を雌型３縦孔内で押さえつける時間をある程度長く取る必要がある。結果として製品一個当たりの加工時間が長くかかり、それが製品製造効率向上に対する障害となる。

前記押出部２により押さえつける時間を短縮するために雌型３の加熱温度をより高くする方法もあるが、それでは雌型３内でひだ付きカップ半成形品の溶融や詰まりが発生しやすくなる。
特開昭６１−２７７４２３号公報 特開昭６２−１６１２５号公報

したがって、本発明は、ひだ付きカップ側面が開くことなく、かつ溶融や詰まりを起こさずに効率よくひだ付きカップを製造できる方法と、その方法の実施に用いるプレス加工機とを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、縦孔を備えるプレス済みひだ付きカップ半成形品保持部材を、プレス加工機の雌型縦孔部下端に取り付けることを見出した。

すなわち、本発明のひだ付きカップ製造用プレス加工機は、雌型とそれを加熱するヒータと雄型と押出部とを含むひだ付きカップ製造用プレス加工機であり、
前記雌型は、縦孔が形成された縦孔部と、前記縦孔の上端に連続して上向きに広がるテーパ状の型面が形成された型面部とを備え、前記型面にはひだ付きカップ側面の外形状に対応した凹凸溝が放射状に形成されており、
前記雄型は、中央部に縦孔が形成され、雄型型面にはひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が放射状に形成されており、
前記雌型縦孔と前記雄型縦孔は、それぞれ中心が揃うように配置されており、
前記押出部は、前記雌型縦孔に対し挿抜可能なように前記雄型縦孔内に配置されているプレス加工機であって、
さらに、プレス済みひだ付きカップ半成形品を保持する部材を備え、前記保持部材には前記ひだ付きカップ半成形品を保持するための縦孔が形成されており、前記保持部材は前記雌型の下方に連結され、前記保持部材の縦孔と前記雌型の縦孔とが連通していることを特徴とする。

また、本発明のプレス加工機を用いたひだ付きカップ製造方法は、下記（１）〜（４）の工程を含む製造方法である。
（１） ひだ付きカップ原料フィルムまたはシートが複数枚積層された積層体を準備し、これを前記雌型の型面と前記雄型の型面との間で一定時間加熱および加圧する工程。
（２） 前記押出部を押し下げ、前記加熱加圧した積層体を前記雌型縦孔の中に引き込み、ひだ付き側面が底面と垂直に立ったひだ付きカップ半成形品とした後、前記押出部を前記雌型縦孔から抜いて引き上げる工程。
（３） 工程（１）および（２）を繰り返すことにより、前記雌型縦孔内のひだ付きカップ半成形品が次のひだ付きカップ半成形品により押し出され、前記ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔内に移動する工程。
（４） さらに工程（１）から（３）を繰り返すことにより、前記ひだ付きカップ半成形品が順次下方へと移動し、最終的に前記保持部材縦孔の下方から押し出されてひだ付きカップ製品となる工程。

本発明は、プレス加工機が前記プレス済みひだ付きカップ半成形品保持部材を備えることにより、ひだ付きカップ側面が開くことなく、かつ溶融や詰まりを起こさずに効率よくひだ付きカップを製造できる。すなわち、前記保持部材が雌型縦孔部の下端に連続して形成されていることにより、前記保持部材内部でひだ付きカップ半成形品の側面を立った状態に固定することができる。

前記保持部材を用いれば、従来のように雌型縦孔内のみにひだ付きカップ半成形品を保持する場合と比べて保持数を多くすることができる。本発明では、ひだ付きカップ半成形品の保持数を前記従来技術と比較して多くできるため、その分プレス加工機内におけるひだ付きカップ半成形品保持時間を長くできる。結果として、押出部によりひだ付きカップ半成形品を雌型縦孔内で押さえつける時間が短くて済み、製造効率が良い。

次に、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下に示す形態のみには限定されない。

（プレス加工機）
図１に、本発明のプレス加工機の一例を示す。（Ａ）はこのプレス加工機の要部の断面図であり、（Ｂ）はこのプレス加工機に使用するプレス済みひだ付きカップ半成形品保持部材の斜視図である。図示の通り、このプレス加工機は、雄型１と、押出部２と、雌型３と、ヒータ４および５と、心棒６と、ストッパ７と、ばね８と、筒（前記ひだ付きカップ半成形品保持部材）９とを主要構成要素とする。雌型３は、その中央に形成された、下方が開放された直状の縦孔と、前記縦孔の上端に連続して形成された上向きに広がる型面とを備える。前記型面の表面にはひだ付きカップ側面の外形状に対応した凹凸溝が放射状に形成されているとともに、前記縦孔の内周には前記型面の凹凸溝と連続した凹凸溝が前記縦孔の軸心方向に沿って形成されている。雄型１は、ひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が形成された型面を有し、この型面が前記雌型型面の真上に位置するように配置されている。雄型１の中央部には縦孔が形成され、その中に押出部２が挿入され、雌型３の縦孔に押出部２が挿抜可能なように配置されている。押出部２は、その外周に、ひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が押出部２の軸心方向に沿って形成されている。雄型１および雌型３の周囲には、それぞれを取り巻くようにヒータ４および５が配置されており、ヒータ４および５は、電源および温度制御手段（図示せず）に接続されている。押出部２の上部は心棒６に接続され、心棒６は雄型１の上部中央から突出しており、押出部２とともに、雄型１および雌型３の縦孔に挿抜可能である。心棒６の中途には、ストッパ７が固定されている。雄型１とストッパ７との間には、心棒６を取り巻くようにばね８が設置されており、ばね８の両端はそれぞれ雄型１およびストッパ７に固定されている。心棒６はさらに上に伸び、その上部は昇降手段（図示せず）に固定されている。また、雄型１は、さらに別の昇降手段（図示せず）に接続されている。そして、筒９はねじ孔を有しており、ねじにより雌型３の下端に固定されている。雌型３の縦孔と筒９の縦孔とは連続しており、筒９の下方は開放されている。また、筒９の内周は、凹凸のない平滑な円筒形をしている。

なお、本発明では、前記雌型縦孔の形状は特に限定されないが、その内周に前記雌型型面の凹凸溝と連続した凹凸溝が前記雌型縦孔の軸心方向に沿って形成されているとひだ付きカップ製品の形状が安定するため好ましい。同様に、前記押出部の形状は特に限定されないが、その外周にひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が前記押出部の軸心方向に沿って形成されているとひだ付きカップ製品の形状が安定するため好ましい。

さらに、前記保持部材縦孔の形状も特に限定されないが、その内周が、前記ひだ付きカップ半成形品の側面を底面と垂直に維持したままその中に保持できる大きさを有し、かつ、前記ひだ付きカップ半成形品側面の凸部とのみ接し凹部とは接しない形状を有することが好ましい。前記保持部材縦孔の内周がこのような形状であると、前記ひだ付きカップ半成形品との摩擦が小さく、より詰まりを起こしにくいため、さらに多数のひだ付きカップ半成形品を保持しやすく、加熱による溶融もさらに起こりにくい。

本発明のプレス加工機に用いるひだ付きカップ半成形品保持部材の形態は特に限定されないが、例えば、図１のように筒の形態が好ましい。また、前記ひだ付きカップ半成形品保持部材の内周形状は、前記の通りひだ付きカップ半成形品側面の凸部とのみ接し凹部とは接しない形状が好ましく、例えば、ひだ付きカップ底面の形状に対応した平滑な形状がより好ましい。図１のプレス加工機は、底面が円形のひだ付きカップに対応しているため、筒９の内周は平滑な円筒形であるが、これ以外にも、ひだ付きカップ底面の形状に合わせ、例えば四角形、六角形等の形状を適宜用いることができる。

本発明のプレス加工機は雌型を加熱するヒータを備えているが、例えば図１のように、雄型を加熱するヒータをさらに備えていると、雌型と雄型とによるプレス時間がさらに短縮できるため、ひだ付きカップの製造効率がより良くなり好ましい。しかし、本発明のプレス加工機は、雄型を加熱するヒータを備えていなくても十分なひだ付きカップ製造効率を得ることが可能である。雄型を加熱しない場合は、その分、ひだ付きカップ製造に必要なエネルギーおよびコストを節減できる利点がある。

本発明においては、ひだ付きカップ半成形品は単に保持部材中に保持するのみでも側面を固定することができるが、ひだ付きカップ半成形品保持部材を加熱すると、製造効率が良くなり好ましい。特に原料フィルムまたはシートがアルミ等の金属である場合、ひだ付きカップ半成形品保持部材の加熱により著しく製造効率が向上する。したがって、本発明のプレス加工機は、ひだ付きカップ半成形品保持部材を加熱するヒータをさらに備えていることが好ましい。この場合、雌型を加熱するヒータが、ひだ付きカップ半成形品保持部材を加熱するヒータを兼ねていても良い。例えば、図１のプレス加工機では、筒９が雌型３に接しているため、ヒータ５により雌型３を加熱すると、その熱が筒９に伝わり、筒９も加熱される。

また、本発明のプレス加工機では、ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔の深さは、特に限定されないが、前記ひだ付きカップ半成形品側面高さの４〜１３倍であることが好ましい。４倍以上であると製造効率が良好である。また、１３倍以下であれば詰まりや溶融を起こすおそれが少ない。この深さは、より好ましくはひだ付きカップ半成形品側面高さの７〜１２倍、さらに好ましくは９〜１２倍、いっそう好ましくは１０〜１２倍、特に好ましくは１０〜１１倍である。なお、ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔の直径は特に限定されないが、ひだ付きカップ半成形品側面を立った状態に固定するためには大きすぎないことが好ましく、ひだ付きカップ半成形品を通過しやすくするためには小さすぎないことが好ましく、例えばひだ付きカップ底面の直径よりも１〜２ｍｍ大きい直径が好適であるが、これには限定されない。

（ひだ付きカップの製造）
次に、本発明のひだ付きカップ製造方法の一例について説明する。

図２に、図１のプレス加工機を用いたひだ付きカップ製造の工程を示す。すなわち、まず、図２（Ａ）に示すように、雌型３の型面上部に、ひだ付きカップの形状および大きさに合わせてカットした原料フィルムまたはシート積層体１０ａを置く。この原料フィルムまたはシート積層体１０ａは、ひだ付きカップ原料フィルムまたはシートが複数枚積層された積層体である。雄型１および雌型３は、ヒータ４および５によりあらかじめ適温に加熱されている。また、図２では、雌型３および筒９の縦孔には、この後説明する工程により製造されたひだ付きカップ半成形品１０ｄが保持されている。

前記ひだ付きカップ原料フィルムまたはシートは、特に限定されないが、例えば、紙、金属およびプラスチックのうち少なくとも一つを含むことが好ましく、前記金属はアルミがより好ましい。前記プラスチックは特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣＴ（ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＨＢＰ（安息香酸ポリエステル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＣ（ポリエステルカーボネート）、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＯＰフィルム（二軸延伸ポリプロピレンフィルム）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ＰＢ−１（ポリブテン−１）、ＢＤＲ（ブタジエン樹脂）、Ｅ／ＴＤ（エチレン・テトラシクロドデセン・コポリマー）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル・スチレン樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＦＲ（フッ素樹脂）、ＭＳ（ポリメタクリルスチレン）、ＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）、ＰＡ（ポリアミド樹脂）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡＳＦ（ポリアリールスルホン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、およびＰＥＩ（ポリエーテルイミド）からなる群から選択される少なくとも一つのプラスチックを含むことが好ましい。また、前記プラスチックが生分解性プラスチックであれば環境を汚染しないため好ましく、生分解性プラスチックは、生分解性ポリ乳酸、生分解性ポリ乳酸延伸フィルム、生分解性熱可塑性スターチインフレーションフィルム、および化学合成インフレーションフィルムからなる群から選択される少なくとも一つを含むことがより好ましい。

なお、プラスチックの技術分野等では、厚みが極めて小さいもの、例えば０．２ｍｍ以下または０．２５ｍｍ以下のものを「フィルム」と呼び、それよりも厚みが大きいものを「シート」と呼ぶ場合がある。しかし、本発明では、「フィルム」と「シート」とに厳密な区別はない。また、前記「原料フィルムまたはシート」の厚みは特に限定されず、従来のひだ付きカップ原料等に準じて適宜厚みを決定しても良いが、例えば２０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍ、特に好ましくは４０〜４５μｍである。

また、本発明の製造方法では、ひだ付きカップ原料フィルムまたはシート積層体の下にさらに紙製シートが積層され、この紙製シートとともに前記積層体を成形することが、さらに保形性が向上し、雌型の熱による溶融も起こしにくいため好ましい。この場合、前記積層体の上にも紙製シートが積層され、この紙製シートとともに前記積層体を成形することがより好ましい。特に、本実施形態では雄型１を加熱するため、原料フィルムまたはシート積層体１０ａの上に紙製シートが積層されていると雄型１および２の熱による溶融が起こりにくく好ましい。前記紙性シートの積層は、原料フィルムまたはシートがＯＰフィルム等の融点が低い原料フィルムまたはシートである場合に特に有効である。なお、本発明では、前述の通り、「フィルム」と「シート」とでは、厚みによる厳密な区別はなく、前記「紙製シート」の厚みは、例えば０．２ｍｍ以下または０．２５ｍｍ以下であっても良いし、それ以上であっても良い。

また、本発明では、雌型、雄型およびひだ付きカップ半成形品保持部材の加熱温度は、原料フィルムまたはシートの種類にもよるが、例えば以下の通りである。すなわち、雌型の加熱温度は、例えば１００〜３００℃、好ましくは１００〜２５０℃であり、原料フィルムまたはシートの材質がＯＰフィルム（二軸延伸ポリプロピレンフィルム）である場合は、例えば１７０〜２１０℃、好ましくは１７５〜２０５℃、特に好ましくは１８０〜２００℃である。雄型の加熱温度は、例えば５０〜１５０℃、好ましくは７０〜１５０℃、特に好ましくは１００〜１２０℃である。ひだ付きカップ半成形品保持部材の加熱温度は、例えば５０〜２５０℃、好ましくは８０〜２００℃、より好ましくは１００〜２００℃、さらに好ましくは１２０〜１８０℃、特に好ましくは１４０〜１６０℃である。なお、本発明では、前述の通り、前記ひだ付きカップ半成形品保持部材を用いることにより、プレス加工機内におけるひだ付きカップ半成形品保持時間を長くできるので、前記雌型等の加熱温度は、従来技術と比べて低めでも、ひだ付きカップ側面が開きにくい。低めの加熱温度でひだ付きカップを製造すれば、さらに溶融や詰まりを起こしにくく、ひだ付きカップ製品の品質がより安定するという効果がある。

次に、図２（Ｂ）に示すように、押出部２を雄型１に挿入したまま、それらを共に下降させる。そして、雄型１の型面を雌型３の型面に一定時間押し当て、原料フィルムまたはシート積層体１０ａを加熱および加圧することにより凹凸を形成して、加熱加圧した積層体１０ｂとする。このとき加熱および加圧する時間は、原料フィルムまたはシートの材質等によっても異なるが、例えば２〜６秒、好ましくは２〜５秒、より好ましくは２〜４秒、特に好ましくは２〜３秒である。

さらに、図２（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、雄型１を雌型３に押し当てたまま押出部２を押し下げて、加熱加圧した積層体１０ｂを雌型３の縦孔に引きずり込み、押出部２と雌型３とで押さえつけて、ひだ付き側面が底面と垂直に立ったひだ付きカップ半成形品１０ｃとする。そして押出部２を引き上げると、側面が垂直に立ったひだ付きカップ半成形品１０ｄができる。ここで、ひだ付きカップ半成形品１０ｃを押さえつける時間、すなわち、ひだ付きカップ半成形品１０ｃを形成した後、押出部２を雌型３の縦孔から抜いて引き上げるまでの時間（以下、「雌型内押圧時間」と言うことがある）は、前記従来技術と比べ大幅に短くて良い。本発明は、熱に弱く雌型内押圧時間を長くしにくい原料フィルムまたはシート、例えば生分解性フィルムや融点の低いＯＰフィルム等に効果的である。特に、生分解性フィルムは、熱に弱いため、従来技術ではひだ付きカップに成形することが難しかったが、本発明によれば成形しやすい。例えば、ポリ乳酸フィルムの場合、従来技術では、雌型内押圧時間は、ひだ付きカップ側面を開かなくするために通常２〜３秒またはそれよりも長く必要であるが、雌型内押圧時間を長くすると溶融や変質を起こしやすいという問題があった。しかし、本発明によれば、雌型内押圧時間が極めて短くてもひだ付きカップ側面が開くことなく製造できるため、溶融等も起こりにくい。すなわち、本発明では、熱に弱い原料フィルムまたはシートを用いた場合でも安定した品質でひだ付きカップを製造することが可能であり、かつ、製造効率もよい。本発明では、前記雌型内押圧時間は特に限定されず、原料フィルムまたはシートの材質等によっても大きく異なるが、前述の通り、従来技術と比較して大幅に短くてよい。本発明における前記雌型内押圧時間は、前記原料フィルムまたはシートがＯＰフィルムの場合は、例えば１〜６秒、好ましくは１〜５秒、より好ましくは１〜４秒、さらに好ましくは２〜３秒であり、ポリ乳酸フィルムである場合は、例えば０．１〜０．６秒、好ましくは０．１〜０．５秒、より好ましくは０．１〜０．４秒、さらに好ましくは０．２〜０．３秒である。

そして、図２（Ａ）〜（Ｄ）の工程をさらに何度か繰り返すと、ひだ付きカップ半成形品１０ｄは順次下方に送られ、最終的に筒９の下部から押し出されて製品（ひだ付きカップ）１０ｅとなる。この間に、雌型３および筒９内部でひだ付きカップ半成形品１０ｄの側面が立った状態に固定され、プレス加工機から押し出されても開かない。ただし、ひだ付きカップ１０ｅの側面は完全に垂直でなくても良く、実用に差し支えない範囲で若干開いても良い。また、ひだ付きカップ１０ｅは、製造直後には複数個のひだ付きカップが積層された状態であるため、使用するときには通常は１個ずつ分離する。

本発明の製造方法では、雌型内押圧時間が極めて短いことにより、前記工程（１）および（２）を１回行う間に経過する時間も短くて済み、ひだ付きカップ製品の製造効率が良い。この時間は、原料フィルムまたはシートの材質等によって大きく異なるが、例えば２〜３０秒、好ましくは３〜２０秒、より好ましくは４〜１０秒である。

また、本発明の製造方法では、雌型縦孔内におけるひだ付きカップ半成形品の保持時間は、原料フィルムまたはシートの材質等によって大きく異なるが、例えば２秒〜２分、好ましくは６秒〜１分、より好ましくは８〜２０秒である。この保持時間は、前記加熱加圧した積層体の雌型縦孔内への挿入開始時から、前記ひだ付きカップ半成形品の全体がひだ付きカップ半成形品保持部材内に移動するまでの時間をいう。

さらに、本発明の製造方法では、ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔内におけるひだ付きカップ半成形品の保持時間は、原料フィルムまたはシートの材質等によって大きく異なるが、例えば８秒〜７分、好ましくは２０秒〜４分、より好ましくは３０秒〜２分、特に好ましくは４０秒〜１分である。この保持時間は、ひだ付きカップ半成形品の全体がひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔内に移動した瞬間から、前記ひだ付きカップ半成形品の全体がひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔から露出した瞬間までの時間をいう。

なお、本発明の製造方法では、前記工程（１）開始時から前記工程（４）終了時までの時間、すなわち一個の原料フィルムまたはシート積層体がひだ付きカップ製品となるまでの時間は、特に限定されず、原料フィルムまたはシートの材質等によって大きく異なるが、例えば１２秒〜１０分、好ましくは３０秒〜６分、より好ましくは４０秒〜３分、特に好ましくは５０秒〜２分である。

以上のようにして本発明のひだ付きカップ製造方法を実施することができるが、本発明の製造方法はこれに限定されず、本発明の範囲を逸脱しない限りあらゆる変更が可能である。本発明のひだ付きカップ製造方法は、ひだ付きカップ半成形品保持部材を用いることにより、前述の通り、雌型内押圧時間が前記従来技術と比べ大幅に短くて良い。このため、本発明の製造方法によれば、ひだ付きカップ原料１個当たりの加工時間を実質的に短縮することができ、ひだ付きカップの製造効率が良い。さらに、本発明のひだ付きカップは、このような本発明の製造方法により製造されることで、溶融や変質等の不良が発生しにくく品質が安定するという効果を有する。

次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、この実施例はあくまで例示であり、本発明はこれに限定されない。

ヒータ４を備えない以外は図１および２と同様のプレス加工機を使用し、前記実施形態と同様にして、ポリ乳酸から形成されたひだ付きカップを製造した。目的とするひだ付きカップの大きさおよび形状は、底面が直径３５ｍｍの円形、側面高さが２０ｍｍであり、これに合わせて雄型１および雌型３の大きさおよび形状を選択した。なお、雌型縦孔深さは６０ｍｍとした。また、ひだ付きカップ半成形品保持部材（筒）９は、内周直径３６ｍｍ、縦孔深さ２００ｍｍの円筒を用いた。原料フィルムまたはシート積層体は、厚さ４０μｍのポリ乳酸フィルム（三菱樹脂株式会社製、商品名「エコロージュ」）を３６枚重ねて積層体とし、その片側に紙製シートを積層させ、さらにそれを直径７４ｍｍの円形にカットしたものを用いた。

さらに、筒９を用いない以外は上記と同様のプレス加工機、および原料フィルム積層体（ポリ乳酸フィルム積層体）を使用してひだ付きカップを製造した。以下、筒９を用いて製造した場合を「実施例１」、筒９を用いなかった場合を「比較例１」とする。

実施例１および比較例１について、雌型内押圧時間（ひだ付きカップ半成形品１０ｃを押出部２と雌型３とで押さえつけた時間）を、下記表１に示す。なお、このとき、雌型３の加熱温度は１５０〜２００℃、筒９の温度は１００〜１５０℃、原料フィルム積層体を雄型１型面と雌型３型面との間で加熱および加圧する時間は２秒であった。

（表１）
雌型内押圧時間 ５秒 ４秒 ３秒 ２秒 １秒 ０．５秒
実施例１ ---- ---- ---- ---- ---- ○
比較例１ 溶融 ○ × × × ×

○ 製品として適切
× 側面が開いてしまい、製品として不適切
溶融 溶融を起こしてしまい、製造失敗
---- 試験せず

表１から分かる通り、実施例１では、雌型内押圧時間がわずか０．５秒で、製品として良好なひだ付きカップが得られた。これに対し、比較例１では、雌型内押圧時間４秒を要した。すなわち、実施例では、雌型内押圧時間を比較例の約８分の１に短縮でき、製造効率が大幅に向上したことが分かる。なお、比較例では、雌型３の加熱温度を２５０〜３００℃と高くしても、雌型内押圧時間は、実施例よりも４倍長い２秒を要した。

さらに、表１から分かる通り、比較例では、雌型内押圧時間５秒では溶融を起こしてしまい、雌型内押圧時間３秒以下では、ひだ付きカップ側面が開いてしまい、製品として不適であった。また、雌型３の加熱温度を２５０〜３００℃とした場合は、雌型内押圧時間３秒以上では溶融を起こし、雌型内押圧時間１秒以下ではひだ付きカップ側面が開いてしまった。すなわち、ひだ付きカップ製品の品質が不安定であった。これに対し、実施例では、雌型内押圧時間が極めて短くてもひだ付きカップ側面が開かず、さらに、そのことにより、原料の溶融や変質も起こしにくく、ひだ付きカップ製品の品質が安定していた。

また、原料フィルムまたはシートの材質、雄型１、雌型３およびひだ付きカップ半成形品保持部材（筒）９の大きさおよび形状、加熱温度等の各種条件を適宜変更して実施例１および比較例１と同様にひだ付きカップを製造した。より具体的には、以下の通りである。すなわち、まず、原料フィルムまたはシート積層体は、ＯＰフィルム等の各種プラスチックフィルムまたはシート、アルミ箔、紙等を適宜な枚数重ねて積層体とし、その片側に紙製シートを積層させたものを用いた。雄型１、雌型３、およびひだ付きカップ半成形品保持部材（筒）９については、目的とするひだ付きカップの大きさ、形状等に合せて種々のものを用い、原料フィルムまたはシート積層体もそれに合わせた大きさにカットして用いた。雌型３の加熱温度は、雌型３および雄型１の大きさおよび形状、原料フィルムまたはシートの材質等に応じ、１００〜３００℃の範囲で適宜設定した。また、筒９の温度は、雌型３の加熱温度に応じて決まるが、おおむね、雌型３の加熱温度が１００〜２５０℃のとき、筒９の温度は８０〜２００℃であり、雌型３の加熱温度が２５０〜３００℃のとき、筒９の温度は２００〜２５０℃であった。このようにしてひだ付きカップを製造した結果、いずれの実施例（筒９を用いた場合）においても、実施例１と同様に良好な結果が得られた。各実施例において、必要とする雌型内押圧時間は条件により異なっていたが、いずれの実施例においても、対応する比較例（筒９を用いなかった場合）と比べて大幅に短くて良く、最大でも６秒程度、最小で０．１秒程度であった。そして、いずれの実施例においても、雌型内押圧時間が極めて短くてもひだ付きカップ側面が開かず、さらに、そのことにより、原料の溶融や変質も起こしにくく、ひだ付きカップ製品の品質が安定していた。

以上説明した通り、本発明のプレス加工機およびひだ付きカップ製造方法によれば、ひだ付きカップ側面が開くことなく、かつ溶融や詰まりを起こさずに効率よくひだ付きカップを製造できる。また、本発明によれば、ひだ付きカップ製造時の加熱温度を低めにしても効率よく製造することができるため、特に熱による溶融や変質を起こしやすい生分解性プラスチック製ひだ付きカップの製造に役立つ。

本発明のプレス加工機の一例を示す図であり、（Ａ）は前記プレス加工機の要部の断面図、（Ｂ）は（Ａ）における筒９の斜視図である。 図１のプレス加工機を用いたひだ付きカップ製造工程図である。 本発明のプレス加工機により製造されるひだ付きカップの一例を示す斜視図である。 従来のプレス加工機を示す図であり、（Ａ）は前記プレス加工機の要部の断面図、（Ｂ）は斜視図である。

符号の説明

１ 雄型
２ 押出部
３ 雌型
４、５ ヒータ
６ 心棒
７ ストッパ
８ ばね
９ 筒
１０ａ 原料フィルムまたはシート
１０ｂ 加熱加圧した積層体
１０ｃ、１０ｄ ひだ付きカップ半成形品
１０ｅ 製品（ひだ付きカップ）

Claims (26)

1. 雌型とそれを加熱するヒータと雄型と押出部とを含むひだ付きカップ製造用プレス加工機であり、
   前記雌型は、縦孔が形成された縦孔部と、前記縦孔の上端に連続して上向きに広がるテーパ状の型面が形成された型面部とを備え、前記型面にはひだ付きカップ側面の外形状に対応した凹凸溝が放射状に形成されており、
   前記雄型は、中央部に縦孔が形成され、雄型型面にはひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が放射状に形成されており、
   前記雌型縦孔と前記雄型縦孔は、それぞれ中心が揃うように配置されており、
   前記押出部は、前記雌型縦孔に対し挿抜可能なように前記雄型縦孔内に配置されているプレス加工機であって、
   さらに、プレス済みひだ付きカップ半成形品を保持する部材を備え、前記保持部材には前記ひだ付きカップ半成形品を保持するための縦孔が形成されており、前記保持部材は前記雌型の下方に連結され、前記保持部材の縦孔と前記雌型の縦孔とが連通していることを特徴とするプレス加工機。
2. 前記雌型縦孔の内周に、前記雌型型面の凹凸溝と連続した凹凸溝が前記雌型縦孔の軸心方向に沿って形成されている請求項１に記載のプレス加工機。
3. 前記押出部は、その外周に、ひだ付きカップ側面の内形状に対応した凹凸溝が前記押出部の軸心方向に沿って形成されている請求項１または２に記載のプレス加工機。
4. 前記ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔の内周は、前記ひだ付きカップ半成形品の側面を底面と垂直に維持したままその中に保持できる大きさを有し、かつ、前記ひだ付きカップ半成形品側面の凸部とのみ接し凹部とは接しない形状を有する請求項１から３のいずれかに記載のプレス加工機。
5. 前記雄型を加熱するヒータをさらに備えた請求項１から４のいずれかに記載のプレス加工機。
6. 前記ひだ付きカップ半成形品保持部材を加熱するヒータをさらに備えた請求項１から５のいずれかに記載のプレス加工機。
7. 前記雌型を加熱するヒータが、前記ひだ付きカップ半成形品保持部材を加熱するヒータを兼ねる請求項６に記載のプレス加工機。
8. 前記ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔の深さが、前記ひだ付きカップ半成形品側面高さの４〜１３倍である請求項１から７のいずれかに記載のプレス加工機。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のプレス加工機に使用するひだ付きカップ半成形品保持部材。
10. 下記（１）〜（４）の工程を含む、請求項１から８のいずれかに記載のプレス加工機を用いたひだ付きカップ製造方法。
    （１） ひだ付きカップ原料フィルムまたはシートが複数枚積層された積層体を準備し、これを前記雌型の型面と前記雄型の型面との間で一定時間加熱および加圧する工程。
    （２） 前記押出部を押し下げ、前記加熱加圧した積層体を前記雌型縦孔の中に引き込み、ひだ付き側面が底面と垂直に立ったひだ付きカップ半成形品とした後、前記押出部を前記雌型縦孔から抜いて引き上げる工程。
    （３） 工程（１）および（２）を繰り返すことにより、前記雌型縦孔内のひだ付きカップ半成形品が次のひだ付きカップ半成形品により押し出され、前記ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔内に移動する工程。
    （４） さらに工程（１）から（３）を繰り返すことにより、前記ひだ付きカップ半成形品が順次下方へと移動し、最終的に前記保持部材縦孔の下方から押し出されてひだ付きカップ製品となる工程。
11. 前記積層体を構成するひだ付きカップ原料フィルムまたはシートが、紙、金属およびプラスチックのうち少なくとも一つを含む請求項１０に記載の製造方法。
12. 前記金属がアルミである請求項１１に記載の製造方法。
13. 前記プラスチックが、ポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣＴ（ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＨＢＰ（安息香酸ポリエステル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＣ（ポリエステルカーボネート）、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＯＰフィルム（二軸延伸ポリプロピレンフィルム）、ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ＰＢ−１（ポリブテン−１）、ＢＤＲ（ブタジエン樹脂）、Ｅ／ＴＤ（エチレン・テトラシクロドデセン・コポリマー）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル・スチレン樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）、ＦＲ（フッ素樹脂）、ＭＳ（ポリメタクリルスチレン）、ＰＭＭＡ（メタクリル樹脂）、ＰＡ（ポリアミド樹脂）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＡＳＦ（ポリアリールスルホン）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、およびＰＥＩ（ポリエーテルイミド）からなる群から選択される少なくとも一つのプラスチックを含む請求項１１に記載の製造方法。
14. 前記プラスチックが、生分解性プラスチックである請求項１１に記載の製造方法。
15. 前記生分解性プラスチックが、生分解性ポリ乳酸、生分解性ポリ乳酸延伸フィルム、生分解性熱可塑性スターチインフレーションフィルム、および化学合成インフレーションフィルムからなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項１４に記載の製造方法。
16. 前記積層体の下にさらに紙製シートが積層され、この紙製シートとともに前記積層体を成形する請求項１０から１５のいずれかに記載の製造方法。
17. 前記積層体の上にも紙製シートが積層され、この紙製シートとともに前記積層体を成形する請求項１６に記載の製造方法。
18. 前記雌型を１００〜３００℃に加熱する請求項１０から１７のいずれかに記載の製造方法。
19. 前記雄型を５０〜１５０℃に加熱する請求項１０から１８のいずれかに記載の製造方法。
20. 前記ひだ付きカップ半成形品保持部材を５０〜２５０℃に加熱する請求項１０から１９のいずれかに記載の製造方法。
21. 前記工程（１）において、前記積層体を前記雌型型面と前記雄型型面との間で加熱および加圧する時間が、２〜６秒の範囲である請求項１０から２０のいずれかに記載の製造方法。
22. 前記工程（２）において、前記ひだ付きカップ半成形品を形成した後、前記押出部を前記雌型縦孔から抜いて引き上げるまでの時間が、０．１〜６秒の範囲である、請求項１０から２１のいずれかに記載の製造方法。
23. 前記雌型縦孔内におけるひだ付きカップ半成形品の保持時間が２秒〜２分の範囲である請求項１０から２２のいずれかに記載の製造方法。
24. 前記ひだ付きカップ半成形品保持部材縦孔内における前記ひだ付きカップ半成形品の保持時間が８秒〜７分の範囲である請求項１０から２３のいずれかに記載の製造方法。
25. 前記工程（１）および（２）を１回行う間に経過する時間が２〜３０秒の範囲である請求項１０から２４のいずれかに記載の製造方法。
26. 請求項１０から２５のいずれかに記載の製造方法により製造されるひだ付きカップ。

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