JP2022110341A - paper tray - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は3次元形状の紙製トレイに関し、特に平坦なフランジ部を有することにより蓋材の密封性に優れると共に、フランジ部から連設されたリブを有することにより、捻じれに対する剛性が向上した紙製トレイに関する。 The present invention relates to a paper tray having a three-dimensional shape, and in particular, having a flat flange improves the sealing performance of the lid member, and having ribs connected from the flange improves rigidity against twisting. Regarding paper trays.
化石資源を原料とするプラスチック製の容器が広く用いられているが、廃プラスチックによる海洋汚染問題等、地球環境保護の観点から、再生産可能な資源であり、生分解性を有する木材を原料とする紙を用いた容器が注目されている。 Plastic containers made from fossil resources are widely used, but from the viewpoint of global environmental protection, such as the problem of marine pollution caused by waste plastic, wood, which is a renewable resource and biodegradable, is used as a raw material. Containers made of paper that is easy to store are attracting attention.
特許文献1に記載された紙容器は、予め所定の形状に打ち抜いた紙ベースを真空圧空成形型内に装着し、上からライナーとなるプラスチックシートを被せて真空圧空成形によって一体化した紙容器である。この方法によれば、三次元形状の紙容器が得られるが、生産性が悪いため安価に製造することはできない。また三次元形状とは言っても平面の集合である多面体形状であり、曲面を伴う三次元形状ではない。
The paper container described in
特許文献2に記載された紙製トレーは、底部、側壁部、フランジ部から構成された紙製トレーであって、1枚の紙シートを所定の形状に加工したブランクの上記紙製トレーのコーナーに該当する場所に、上記ブランクの縁から上記側壁部の途中まで伸びる長さの異なる2種類の罫線が複数設けられ、上記長さの異なる2種類の罫線のうち、長い方の罫線だけに、罫線の途中から上記底部と上記側壁部の境界面まで伸びる、紙の厚さ方向に半切りまたは全切りの切込みが設けられ、プレス加工によって、上記ブランクが底部、側壁部およびフランジ部の形状に形成されたことを特徴とする紙製トレーである。
The paper tray described in
特許文献2に記載された紙製トレーは、コーナー部に罫線や切込みを入れることにより、3次元形状のトレイを実現したものであるが、罫線や切込みは、加工に手間がかかるばかりでなく、トレイの強度にも悪影響を及ぼすものである。特許文献2に記載された紙製トレイに限らず、従来から紙を素材とした3次元形状のトレイは、知られているが、成形時に皺が入り易く、フランジ部も平滑ではないため、蓋材で密封することが必要な用途には、使用できなかった。
The paper tray described in
蓋を用いない紙製トレイであれば、そもそもフランジ部も必要でなく、エッジ部にカール加工を施すことにより、捻じれ剛性を高めることも可能である。しかしカール加工は、余分な工程費用の発生や、生産速度を下げる原因となり、コストアップの要因ともなっていた。 A paper tray that does not use a lid does not require a flange in the first place, and it is possible to increase the torsional rigidity by curling the edges. However, curling causes extra process costs, lowers production speed, and increases costs.
一方、紙ではなくプラスチックを素材としたトレー形状の容器では、平坦で平滑なフランジ部を形成することは容易であり、またフランジ部に折返し部分等を設けて、開口部の捻じれ剛性を高めることも一般的に行われている。しかしながら、紙製トレイにおいて、これらの特性をすべて合わせ持たせることは、従来困難であった。 On the other hand, in a tray-shaped container made of plastic rather than paper, it is easy to form a flat and smooth flange. is also commonly done. Conventionally, however, it has been difficult to combine all of these characteristics in paper trays.
本発明の解決しようとする課題は、平坦なフランジ部を有し、捻じれ剛性に優れた3次元形状の紙製トレイを提案するものである。 The problem to be solved by the present invention is to propose a three-dimensional paper tray having a flat flange portion and excellent torsional rigidity.
上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、坪量が30g/m2以上700g/m2以下である紙基材と、ライナー材とからなる積層体を三次元成形してなる紙製トレイであって、水平な底部と、底部から立ち上がる側壁部と、側壁部上端から延設された水平なフランジ部と、フランジ部先端から斜め下方に向かって連設されたリブを有することを特徴とする紙製トレイである。
As a means for solving the above problems, the invention according to
本発明に係る紙製トレイは、水平なフランジ部の先端から斜め下方に向かって連設されたリブを有するため、捻じれ剛性が向上したものである。 Since the paper tray according to the present invention has ribs extending obliquely downward from the tip of the horizontal flange, the torsional rigidity is improved.
フランジ部先端から斜め下方に向かって連設されたリブの先端が、さらに水平方向に延設されていても良い。 The tip of the rib that is continuously provided obliquely downward from the tip of the flange portion may further extend in the horizontal direction.
本発明に係る紙製トレイに用いる紙基材は、坪量が100g/m2以上400g/m2以下であることが、より好ましい。 More preferably, the basis weight of the paper substrate used for the paper tray according to the present invention is 100 g/m 2 or more and 400 g/m 2 or less.
紙基材は、引張破断伸びが、MD方向(流れ方向)2%以上12%以下、TD方向(垂直方向)0.5%以上15%以下であり、引張強さが、MD方向50N/15mm以上500N/15mm以下、TD方向30N/15mm以上400N/15mm以下であることが、好ましい。 The paper substrate has a tensile elongation at break of 2% or more and 12% or less in the MD direction (machine direction), 0.5% or more and 15% or less in the TD direction (perpendicular direction), and a tensile strength of 50 N/15 mm in the MD direction. 500 N/15 mm or less, and 30 N/15 mm or more and 400 N/15 mm or less in the TD direction.
紙基材は、引張破断伸びが、MD方向3%以上11%以下、TD方向1%以上14%以下であり、引張強さが、MD方向で100N/15mm以上400N/15mm以下、TD方向で80N/15mm以上300N/15mm以下であることが、より好ましい。 The paper substrate has a tensile elongation at break of 3% or more and 11% or less in the MD direction and 1% or more and 14% or less in the TD direction, and a tensile strength of 100 N/15 mm or more and 400 N/15 mm or less in the TD direction. More preferably, it is 80 N/15 mm or more and 300 N/15 mm or less.
本発明に係る紙製トレイは、紙基材とライナー材とからなる積層体を3次元成形してなり、皺のない水平なフランジ部を有するので、蓋材をシールして密閉容器として使用することができる。 The paper tray according to the present invention is formed by three-dimensionally forming a laminate consisting of a paper base material and a liner material, and has a wrinkle-free horizontal flange, so that it can be used as an airtight container by sealing the lid material. be able to.
本発明に係る紙製トレイは、フランジ部の先端に斜め下方に延びるリブを設けたことにより、トレイの捻じれ剛性が向上した。フランジ部先端から斜め下方に連設されたリブの先端が、さらに水平方向に延設されている場合には、より有効に働く。 In the paper tray according to the present invention, the torsional rigidity of the tray is improved by providing the rib extending obliquely downward at the tip of the flange portion. It works more effectively when the tip of the rib, which is continuously provided obliquely downward from the tip of the flange portion, extends further in the horizontal direction.
本発明に係る紙製トレイは、紙基材とライナー材を選択することにより、それに応じた深さの滑らかな3次元形状を実現することが可能であるため、デザインの幅が広がる。 The paper tray according to the present invention can realize a smooth three-dimensional shape with a corresponding depth by selecting the paper base material and the liner material, so that the range of design is widened.
本発明に係る紙製トレイは、圧空成形法、真空圧空成形法、熱盤圧空成形法等の成形法を用いて能率良く生産することができる。 The paper tray according to the present invention can be efficiently produced using a molding method such as a pressure forming method, a vacuum pressure forming method, a hot plate pressure forming method, or the like.
以下図面を参照しながら、本発明に係る紙製トレイについて詳細に説明する。図1は本発明に係る紙製トレイ1の一実施態様を示した斜視説明図である。図2は、図1のA-A´断面を示した断面説明図である。
A paper tray according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective explanatory view showing one embodiment of a
本発明に係る紙製トレイ1は、坪量が30g/m2以上700g/m2以下である紙基材3と、ライナー材4とからなる積層体2を三次元成形してなる紙製トレイであって、水平な底部5と、底部5から立ち上がる側壁部6と、側壁部6の上端から延設された水平なフランジ部7と、フランジ部7の先端から斜め下方に向かって連設されたリブ8を有することを特徴とする紙製トレイである。なお、底部5は、単なる平面である必要はなく、リブ状の凹凸があっても良い。
A
紙基材3の坪量は、30g/m2以上700g/m2以下であることが必要であるが、さらに好ましくは、100g/m2以上400g/m2以下である。30g/m2未満であるとライナー材との貼り合わせ加工が困難となり、700g/m2を超える場合には、紙が頑丈になり過ぎてトレイ形状に成形するのが困難となる。
The basis weight of the
紙基材の引張破断伸びは、MD方向(流れ方向)2%以上12%以下、TD方向(垂直方向)0.5%以上15%以下であり、引張強さは、MD方向50N/15mm以上500N/15mm以下、TD方向30N/15mm以上400N/15mm以下であることが望ましい。 The tensile elongation at break of the paper substrate is 2% or more and 12% or less in the MD direction (machine direction), 0.5% or more and 15% or less in the TD direction (perpendicular direction), and the tensile strength is 50 N/15 mm or more in the MD direction. It is desirable to be 500 N/15 mm or less, 30 N/15 mm or more and 400 N/15 mm or less in the TD direction.
このように、紙基材3の坪量、引張破断伸び、引張強さをそれぞれMD方向(Machine Direction=流れ方向、抄紙方向)とTD方向(Transverse Direction=垂直方向、幅方向)それぞれの値の範囲を規定することにより、三次元成形性が確保される。
In this way, the grammage, tensile elongation at break, and tensile strength of the
紙基材3の引張破断伸びは、MD方向(流れ方向)2%以上12%以下、TD方向(垂直方向)0.5%以上15%以下であることが望ましいが、さらに好ましくは、MD方向3%以上11%以下、TD方向1%以上14%以下である。MD方向が2%未満、TD方向が0.5%未満であると成形時に伸びが足りずに破けてしまうことがある。MD方向12%、TD方向15%を超えるような紙は製造するのが困難であり、現実的でない。
The tensile elongation at break of the
紙基材3の引張強さについては、MD方向50N/15mm以上500N/15mm以下、TD方向30N/15mm以上400N/15mm以下であることが望ましいが、さらに好ましくは、MD方向で100N/15mm以上400N/15mm以下、TD方向で80N/15mm以上300N/15mm以下である。MD方向50N/15mm未満、TD方向30N/15mm未満であると、強度が足りず成形時に破れてしまうことがある。また、MD方向500N/15mm、TD方向400N/15mmを超えるような紙は固すぎて成形加工が困難であり、現実的でない。
The tensile strength of the
紙容器の形状については、図1の例に限定されることはなく、円形、楕円形、正方形、長方形、星型など成形できるものであれば任意である。絞り深さとの関係においてフラン
ジ部、底部、側壁部等にしわが入らない形状であることが必要である。
The shape of the paper container is not limited to the example shown in FIG. 1, and may be circular, elliptical, square, rectangular, star-shaped, or any other shape that can be formed. In relation to the drawing depth, it is necessary that the flange portion, bottom portion, side wall portion, etc. have a shape that does not cause wrinkles.
本発明に係る紙製トレイ1は、フランジ部7の先端から斜め下方に向かって連設されたリブ8を有することにより、捻じれに対する剛性が向上することが実験的に確認されている。リブ8の角度や長さについては、特に制約されるものではない。
It has been experimentally confirmed that the
図3は、本発明に係る紙製トレイ1の他の実施態様を示した斜視説明図である。図4は、図3のB-B´断面を示した断面説明図である。この例では、フランジ部7の先端から斜め下方に向かって連設されたリブ8の先端9が、さらに水平方向に延設されていることを特徴とする。
FIG. 3 is a perspective explanatory view showing another embodiment of the
このようにすることにより、紙製トレイ1の捻じれに対する剛性は、さらに向上する。なお、リブ8の先端9の水平部分の長さについては、特に制約されるものではない。リブ8の形状については、図1~4に示したような形状以外に例えば円弧状や階段状等でも良い。
By doing so, the rigidity against twisting of the
積層体2を構成する紙基材3の材質については、特に制約は無く、目的とする形状に対する成形性があれば良い。例を挙げれば、マニラボール、白ボール等の白板紙や、黄・チップボール、色板紙、段ボール原紙、アート紙、コート紙、カード原紙、クラフト紙、カップ原紙等である。成形用として作られた例えばファイバーフォーム紙等も好適に使用できる。2枚の紙を熱成形性のある合成樹脂例えばポリエチレン樹脂で貼り合わせた材料を使用することもできる。
The material of the
ライナー材4の材質としては、成形可能な合成樹脂フィルムを単体または複合して用いることができる。一例を挙げれば、ポリエチレン樹脂(PE)、ポリプロピレン樹脂(PP)、無延伸ポリプロピレン樹脂(CPP)、ヒートシーラブルポリエチレンテレフタレート樹脂(HS-PET)、ポリ塩化ビニリデン樹脂(PVDC)、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリアクリロニトリル樹脂(PAN)、各種生分解性樹脂が使用できる。生分解性樹脂の例としては、ポリブチレンサクシネート樹脂(PBS)、ポリ乳酸樹脂(PLA)、ポリヒドロキシアルカン酸樹脂(PHA)、ポリ(ブチレンアジペート/テレフタレート)樹脂(PBAT)、ポリカプロラクトン樹脂(PCL)、ポリ(ヒドロキシブチレート/ヒドロキシヘキサノエート)樹脂(PHBH(登録商標))等が挙げられる。
As the material of the
ライナー材4として、紙基材/接着樹脂/バリアシーラントのように、最内層にバリア性のあるシーラントを用いても良い。バリアシーラントとしては、ダイヤミロンMF(三菱ケミカル社製)、マルチトロンZEX(タマポリ社製)等が挙げられる。
As the
またライナー材4としては、例えばPE/EVOH/PEのように2層以上を共押出して製膜された多層フィルムを用いることもできる。
As the
本発明に係る紙製トレイの成形方法としては、プレス成形法、真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法、熱盤圧空成形法等の成形法を用いることができるが、いずれの方法であっても、フランジ部分の皺を防止するために、成形時にフランジ部から容器凹部に紙が引き込まれないようにフランジ部を保持または固定しながら成形することが必要である。 As a method for forming the paper tray according to the present invention, a forming method such as a press forming method, a vacuum forming method, a pressure forming method, a vacuum pressure forming method, or a hot plate pressure forming method can be used. Even so, in order to prevent wrinkling of the flange portion, it is necessary to hold or fix the flange portion during molding so that the paper is not drawn from the flange portion into the concave portion of the container during molding.
具体的には、圧空成形及び真空圧空成形、並びに熱盤圧空成形においては、紙基材の前後左右をフランジ高さにてクランプ後に成形を行う。プレス成型においては、凹部金型のフランジ平面より凸型が入る前に、凸型より先行してフランジ面押さえを凸型の一部または別駆動するプレートにより押さえることで良好な結果が得られる。 Specifically, in pressure forming, vacuum pressure forming, and hot-plate pressure forming, the front, rear, left, and right sides of the paper substrate are clamped at the height of the flanges, and then formed. In press molding, good results can be obtained by pressing the flange face presser with a part of the convex mold or a separately driven plate prior to the convex mold entering from the plane of the flange of the concave mold.
本発明に係る紙製トレイの蓋材として用いる材料としては、凝集剥離、界面剥離あるいは層間剥離できるイージーピールフィルムが好ましい。またトレイ側にもイージーピール層があっても良い。イージーピールフィルムの例としては、CFフィルム(東レ社製)9501A、同9501F、SMX(ジェイフィルム社製)等が挙げられる。以下実施例および比較例に基づいて本発明に係る紙容器1について具体的に説明する。
As the material used as the cover material of the paper tray according to the present invention, an easy peel film capable of cohesive peeling, interfacial peeling, or interlaminar peeling is preferable. An easy peel layer may also be provided on the tray side. Examples of the easy peel film include CF film 9501A and 9501F (manufactured by Toray Industries, Inc.), SMX (manufactured by J Film Co., Ltd.), and the like. The
<実施例1>
紙基材として、2枚の坪量150g/m2の用紙をポリエチレン樹脂を用いた押し出しラミネート加工によって貼り合わせたものを使用した。ライナー材として多層バリアフィルム(タマポリ社製ZEX101 50μm)を同様にポリエチレン樹脂を用いた押し出しラミネート加工によって貼り合わせ、積層体を得た。
<Example 1>
As the paper base material, two sheets of paper having a basis weight of 150 g/m 2 were laminated together by extrusion lamination using polyethylene resin. A multilayer barrier film (ZEX101, 50 μm, manufactured by Tamapoly Co., Ltd.) as a liner material was similarly laminated by extrusion lamination using a polyethylene resin to obtain a laminate.
この積層体を用いて、熱盤圧空成形法により、図3、4に示したような断面形状の紙製トレイを作成した。トレイの寸法は、短辺117mm、長辺154mm、深さ20mmである。このトレイについて、液漏れ(密封性)、耐衝撃性、捻じれ耐性を評価した。 Using this laminate, a paper tray having a cross-sectional shape as shown in FIGS. 3 and 4 was produced by hot platen pressure molding. The dimensions of the tray are 117 mm short side, 154 mm long side, and 20 mm deep. This tray was evaluated for liquid leakage (sealing property), impact resistance, and twist resistance.
<評価方法>
液漏れ・・・浸透液を入れて蓋材で密封し、経時保存(温度40℃、湿度75%、1ヶ月)後の液漏れを確認する。
耐衝撃性・・・200gの内容物を入れ、JIS Z0200に基づいて落下および振動試験を実施し、形状の変化を確認する。
捻じれ耐性・・・紙製トレイをトルクメーター(日本電産シンポ社製TNP-10)にセットし、フランジ面を45°捻ったところの値を測定する。長辺方向と短辺方向それぞれについて測定した。
<Evaluation method>
Leakage: Pour in the penetrant, seal it with a lid, and check for leaks after storage over time (temperature 40°C, humidity 75%, 1 month).
Impact resistance: 200 g of content is put into the container, and a drop and vibration test is carried out based on JIS Z0200 to confirm the shape change.
Twisting resistance: A paper tray was set in a torque meter (TNP-10 manufactured by Nidec-Shimpo Co., Ltd.), and the value was measured when the flange surface was twisted by 45°. Measured in each of the long side direction and the short side direction.
<比較例1>
比較例1として、実施例に用いたのと同じ材料、方法を用いて、図5、6に示したような従来のリブのない形状の紙製トレイを作成した。この紙製トレイについて、実施例と同様に評価した。
<Comparative Example 1>
As Comparative Example 1, using the same material and method as those used in the Examples, a conventional paper tray without ribs as shown in FIGS. 5 and 6 was produced. This paper tray was evaluated in the same manner as in Examples.
<比較例2>
成形時に、フランジ部を固定せずに成形した以外は、実施例と同様に紙製トレイを作成した。フランジ部を固定しないで成形したため、フランジ部には皺が発生していた。この紙製トレイについて、実施例と同様に評価した。
<Comparative Example 2>
A paper tray was produced in the same manner as in Examples, except that the flange portion was not fixed during molding. Since the molding was performed without fixing the flange portion, wrinkles were generated in the flange portion. This paper tray was evaluated in the same manner as in Examples.
<比較例3>
比較例1に用いたリブのない形状の紙製トレイにおいて、フランジ部を固定しないで成形した結果、フランジ部に皺が発生した紙製トレイを作成した。この紙製トレイについて、実施例と同様に評価した。
以上の評価結果を表1にまとめた。
<Comparative Example 3>
As a result of molding the rib-free paper tray used in Comparative Example 1 without fixing the flange portion, a paper tray was produced in which wrinkles were generated in the flange portion. This paper tray was evaluated in the same manner as in Examples.
Table 1 summarizes the above evaluation results.
表1から、リブを設けることにより、トルク値は2倍近く向上し、捻じれに対する耐性に加えて、耐衝撃性の向上にも役立つことが分かる。本発明に係る紙製トレイは、従来品に比較して捻じれに対する剛性が高く、密封性に優れ、耐衝撃性においても優れていることが分かった。 From Table 1, it can be seen that the provision of the ribs nearly doubles the torque value and helps improve the impact resistance in addition to the resistance to torsion. It was found that the paper tray according to the present invention has higher rigidity against twisting, better sealing performance, and better impact resistance than conventional products.
1・・・紙製トレイ
2・・・積層体
3・・・紙基材
4・・・ライナー材
5・・・底部
6・・・側壁部
7・・・フランジ部
8・・・リブ
9・・・リブ先端部
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
Priority Applications (1)
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JP2021005674A JP2022110341A (en) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | paper tray |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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JP2021005674A Pending JP2022110341A (en) | 2021-01-18 | 2021-01-18 | paper tray |
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2021
- 2021-01-18 JP JP2021005674A patent/JP2022110341A/en active Pending
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