JP2023043659A - 発泡成形品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発泡成形品を積み重ねたとしても糸尻部に傷がつくことを回避することができ、かつ、成型後の金型の取外しに関しても問題がない、発泡成形品を提供する。【解決手段】発泡成形品としての発泡成形容器１０１は、内部空間の外周を取り囲む周壁部１２と、前記内部空間の下端を規定する底壁部１３と、周壁部１２の下端に連なって底壁部１３より下方に延在する糸尻部３０と、周壁部１２の内側で底壁部１３より上側の位置において周壁部１２の半径方向内側に向かって張り出すようにして周方向に延在するスタック段部１８とを備える。スタック段部１８は、上面１８ａを有する。上面１８ａの内径は、糸尻部３０の外径より小さく、上面１８ａの外径は、糸尻部３０の外径より大きい。スタック段部１８は、全周の中で１以上の切欠き１７を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、発泡成形品およびその製造方法に関するものである。

射出成形によって製造される有底円筒状の容器が知られている。このような複数の容器を搬送する際、または保管する際に、ある容器の内部に他の容器の底部を挿入することによって複数の容器が上下に積み重ねられた状態とされる場合がある。しかし、このように複数の容器が積み重ねられた状態では、周壁同士が接触することによって生じる摺動抵抗が大きくなりがちであり、引き抜き時に大きな力を必要としていた。そこで、容易に引き抜けるようにする構造が提案されていた。そのような構造は、たとえば特開２００５－１３２４７２号公報（特許文献１）に記載されている。

一方、高温の食品を容器内部に収容する場合に、ユーザが容器を手で持ったときに熱さを感じる度合いを緩和するために、容器の外周面に断熱目的のリブを設けた構造も知られている。そのような構造は、たとえば特開２００２－１９３２３５号公報（特許文献２）、特開２０１８－１４４８３３号公報（特許文献３）に記載されている。

特開２００５－１３２４７２号公報 特開２００２－１９３２３５号公報 特開２０１８－１４４８３３号公報

特許文献１には、周壁の下端近傍に略三角錐状の支持突起を設けた構成が記載されている。この支持突起が上方の容器の下端部を係止することによって、下方の容器に対する上方の容器の過度の挿入を規制することとなっている。容器を上から見たとき、支持突起は点状となっており、支持突起は周方向にいくつか点在するように配置されている。

しかし、このように点状の支持突起が設けられている場合、複数の容器を積み重ねて、上方の容器の下端部が下方の容器の支持突起に当接することによって、上方の容器の糸尻部に傷がつくという問題がある。

また、特許文献２，３のように外周面にリブが設けられた構造の容器を想定した場合、特許文献１に記載されたような支持突起が設けられているだけでは、支持突起が必ずしもリブに引っ掛からない。支持突起がリブとリブとの隙間を通り抜けてしまう可能性が高いので、上方の容器の過度な挿入を確実に防ぐことができない。

さらに、射出成形が発泡成形である場合、金型を開放した際に不要な発泡が起こることを避けるために、適度に冷えてから金型を開放することとなる。すなわち、冷えるまでにある程度の時間が経過することとなる。発泡成形品は、射出直後の材料の収縮率は通常の成形品よりも大きいので、冷えるための時間によってさらに収縮が進む。過度の挿入を規制するための支持突起は、上方の容器の底部を受け止める水平部とそこから下方に向かって傾斜する傾斜部とを含んでおり、傾斜部は容器の抜き取る方向に対して逆勾配となっていて他の部分より厚肉となっていることが一般的である。厚肉の部分では、発泡がより進むので、収縮の度合いが大きくなる。その結果、製品が内側金型に被さった状態で締まって内側金型を外しにくくなるという問題が生じがちである。したがって、特に発泡成形容器の場合には、成型後に製品を金型から問題なく取り外せることも求められる。

そこで、本発明は、複数の発泡成形品を積み重ねたとしても糸尻部に傷がつくことを回避することができ、かつ、成型後の金型の取外しに関しても問題がない、発泡成形品およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に基づく発泡成形品は、内部空間の外周を取り囲む周壁部と、上記内部空間の下端を規定する底壁部と、上記周壁部の下端に連なって上記底壁部より下方に延在する糸尻部と、上記周壁部の内側で上記底壁部より上側の位置において上記周壁部の半径方向内側に向かって張り出すようにして周方向に延在するスタック段部とを備える、発泡成形品であって、上記スタック段部は、上面を有し、上記上面の内径は、上記糸尻部の外径より小さく、上記上面の外径は、上記糸尻部の外径より大きく、上記スタック段部は、全周の中で１以上の切欠きを有する。

本発明によれば、複数の発泡成形品を積み重ねたとしても糸尻部に傷がつくことを回避することができ、かつ、成型後の金型の取外しに関しても問題がない、発泡成形品を提供することができる。

本発明に基づく実施の形態１における発泡成形品の斜視図である。 本発明に基づく実施の形態１における発泡成形品の平面図である。 本発明に基づく実施の形態１における発泡成形品の第１の断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における発泡成形品の第２の断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における２つの発泡成形品を積み重ねた状態の断面図である。 発泡成形によって容器を成形した後に金型と製品とを分離させるために行なわれるエアブローに関する説明図である。 本発明に基づく実施の形態２における発泡成形品の斜視図である。 本発明に基づく実施の形態２における発泡成形品の平面図である。 本発明に基づく実施の形態３における発泡成形品の斜視図である。 本発明に基づく実施の形態３における発泡成形品の平面図である。

糸尻部に傷がつくことを避けるためには、特許文献１に記載されていたような点状の支持突起を設ける代わりに、製品の内面の全周にわたって環状に延在する支持突起を設けることが考えられる。発泡成形によって容器を成形した後に金型と製品とを分離させるためには、内側金型の外周面の途中から周囲に向けてエアブローをして製品と金型との間に空気を行き渡らせることが行なわれる。これについて、図６を参照して説明する。内側金型４１と外側金型４２とが組み合わせられることによってキャビティ６０が構成されている。ここでは、発泡成形品が薄肉のカップ形状の容器である例を示している。内側金型４１は、第１部分６１と、第２部分６２とを含む。外側金型４２は、第３部分６３と、第４部分６４とを含む。第３部分６３の中央にはノズル６８が貫通するように配置されている。ノズル６８からキャビティ６０内に向けて、溶融した材料が射出される。第１部分６１と第２部分６２との隙間には、空気の通り道が設けられており、矢印９１に示すように、外に向けてエアブローを行なうことができる。溶融した材料の射出が終了し、材料が固体化した後、外側金型６２が取り外され、第１部分６１と第２部分６２との隙間からエアブローが行なわれる。製品の底壁と内側金型との間を分離させるためには、エアブローされた空気が矢印９２のように進んで底壁の内側にも入り込むことが必要である。しかし、全周にわたって環状に延在する支持突起がある場合には、この支持突起が空気流通の妨げとなって、エアブローされた空気が底壁と第１部分６１との間に十分に入り込まずに矢印９３のように流れてしまうという事態が起こりうる。特に、製品が薄肉容器である場合、外側金型６２が既にない状態では、空気の流れが製品を押し広げて進行しやすいので、矢印９３のように空気が流れやすくなる。こうなると、底壁と第１部分６１との間は密着した状態のままとなる。その結果、底壁と内側金型との間の分離が正しく行なえない場合がある。このような不良を「離型不良」という。この問題については、本発明によって解消することができる。

（実施の形態１）
（構成）
図１～図５を参照して、本発明に基づく実施の形態１における発泡成形品について説明する。本実施の形態における発泡成形品は、発泡成形容器１０１である。発泡成形容器１０１の斜視図を図１に示す。図１は、発泡成形容器の内部を覗き込むようにして斜め上から見たところを示す。発泡成形容器１０１の平面図を図２に示す。発泡成形容器１０１の断面図を図３に示す。図３では、発泡成形容器１０１を半分に切ったところを示しており、発泡成形容器１０１の内面が奥に見えている。図３に示した状態から、発泡成形容器１０１を中心軸のまわりに少し回転させてから半分に切ったところを図４に示す。

発泡成形品としての発泡成形容器１０１は、内部空間の外周を取り囲む周壁部１２と、前記内部空間の下端を規定する底壁部１３と、周壁部１２の下端に連なって底壁部１３より下方に延在する糸尻部３０と、周壁部１２の内側で底壁部１３より上側の位置において周壁部１２の半径方向内側に向かって張り出すようにして周方向に延在するスタック段部１８とを備える。スタック段部１８は、上面１８ａを有する。上面１８ａの内径は、糸尻部３０の外径より小さく、上面１８ａの外径は、糸尻部３０の外径より大きく、スタック段部１８は、全周の中で１以上の切欠き１７を有する。ここで示す例では、スタック段部１８の下端は、底壁部１３から上方に離隔した位置にあるが、スタック段部１８の下端が底壁部１３に接していてもよい。

図３および図４に示すように、糸尻部３０は、糸尻部本体３１と、糸尻部リブ部３２とを含む。糸尻部リブ部３２が最下端まである構造の場合には「糸尻部３０の外径」とは、糸尻部リブ部３２の下端の外径を意味する。糸尻部リブ部３２がない構造の場合には「糸尻部３０の外径」とは、糸尻部本体３１の下端の外径を意味する。

発泡成形容器１０１は、周壁部１２の上端から外側に張り出すように設けられたフランジ部１４を備える。発泡成形容器１０１は、さらにフランジ部１４の外縁から下方に張り出すように設けられた垂下部１５を備える。周壁部１２の外側には、外側に向かって張り出して上下方向に延在する周壁部リブ部３４が設けられている。周壁部リブ部３４は、底壁部１３より上方で終わっていてもよいが、底壁部１３の高さにまで延在していてもよい。底壁部１３より下方においては、糸尻部リブ部３２が上下方向に延在しており、周壁部リブ部３４と糸尻部リブ部３２とは、連続している。周壁部リブ部３４および糸尻部リブ部３２の連なりは、全周にわたって均等に配置されている。

ここで示した例では、スタック段部１８は、３つの切欠き１７によって隔てられている。したがって、スタック段部１８は、３つの部分に分割されている。

なお、発泡成形容器１０１は、薄肉の成形容器である。周壁部１２の厚みは、たとえば１．０ｍｍ以下である。「周壁部１２の厚み」といった場合、周壁部リブ部３４、スタック段部１８などを除いた胴部中央付近での厚みのことをいう。周壁部１２の厚みは、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であってもよい。周壁部１２の厚みは、０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であれば、より好ましい。発泡成形容器１０１は、即席食品に適したものである。即席食品としては、即席めん、即席スープなどが挙げられる。発泡成形容器１０１の内部空間によって規定される内容量は、たとえば３００ｍｌ以上６００ｍｌ以下である。発泡成形容器１０１の高さは、たとえば７５ｍｍ以上１２０ｍｍ以下である。周壁部１２は、上方に向かうにつれて径が大きくなる形状である。周壁部１２の主な部分の平均した勾配は、たとえば鉛直方向に対して６°以上１０°以下である。この場合に、スタック段部１８の上面１８ａの位置は、底面、すなわち、底壁部１３の上面から１０ｍｍ以上３５ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。このような条件の発泡成形容器は、従来であれば離型不良が起こりやすい。しかし、本実施の形態では、後述するように、離型不良を避けることができる。

２つの発泡成形容器１０１を積み重ねた状態を図５に示す。ここでは、説明の便宜のために、下側にある発泡成形容器１０１を発泡成形容器１０１ａとし、上側にある発泡成形容器１０１を発泡成形容器１０１ｂとする。発泡成形容器１０１ｂの底部が発泡成形容器１０１ａの内部に挿入されている。発泡成形容器１０１ｂの糸尻部３０の下端は、発泡成形容器１０１ａのスタック段部１８の上面１８ａに当接して、それ以上下方へは変位しない。このようにして、発泡成形容器１０１ａの内部への発泡成形容器１０１ｂの過度の挿入を防ぐことができる。

（作用・効果）
本実施の形態では、周方向に延在するスタック段部１８を備えているので、発泡成形容器１０１を積み重ねた際には、糸尻部３０の下端がスタック段部１８の上面に当接する形となり、圧力が作用する領域が広く分散するので、複数の容器を積み重ねたとしても糸尻部に傷がつくことを回避することができる。

また、スタック段部１８は、全周の中で１以上の切欠き１７を有するので、射出成形の後に製品を金型から取り外すためのエアブローの工程においても、切欠き１７を通って空気が底壁部１３と外側金型との間に自由に入り込むことができるので、金型と製品との分離を円滑に行なうことができる。したがって、本実施の形態で示したように、離型不良が起こりやすい条件の発泡成形容器であっても、成型後の金型の取外しに関しても問題がない状態とすることができる。

発泡成形品の製造方法について、図６を参照して、より詳しく説明する。

本実施の形態における発泡成形品の製造方法は、上述の発泡成形品を得るための製造方法であって、第１部分６１および第２部分６２を含む内側金型４１を外側金型４２に組み合わせてキャビティ６０を形成する工程と、底壁部１３となるべき部位に向けて、超臨界流体を混入させた溶融した材料を射出する工程と、射出された前記材料が冷えて固体化するのを待つ工程と、前記材料が固体化したものである製品から外側金型４２を取り外す工程と、第１部分６１と第２部分６２との境目６７から外側に向けてエアブローする工程と、前記製品を内側金型４１から取り外す工程とを含む。第１部分６１は底壁部１３となるべき部位に隣接する部分を占める。第２部分６２は、底壁部１３となるべき部位から見て第１部分６１よりも遠い部分を占める。境目６７は、底壁部１３となるべき部位から見てスタック段部１８となるべき部位よりも遠い位置において、周壁部１２となるべき部位に環状に露出するように配置されている。境目６７においては、空気が通過可能な程度のわずかな間隙があいている。この間隙の幅は、たとえば１０μｍ以上３０μｍ以下である。溶融した材料は、溶融した樹脂である。外側金型４２を取り外す工程は、エアブローする工程より先に行なわれる。エアブローする工程では、図６における矢印９１に示すように空気を送り込む。境目６７からキャビティ６０に噴出した空気のうちのある一部は、矢印９２に示すように製品と第１部分６１との間に侵入し、製品と第１部分６１とを分離させる。境目６７からキャビティ６０に噴出した空気のうちの他の一部は、矢印９３に示すように製品と第２部分６２との間に侵入し、製品と第２部分６２とを分離させる。エアブローする工程より後で、製品を内側金型４１から取り外す工程が行なわれる。

このような発泡成形品の製造方法を実施することによって、本実施の形態で説明したような発泡成形品を得ることができる。

境目６７の位置は、発泡成形容器１０１の高さ方向の中央とスタック段部１８との間である。境目６７の位置は、特に、スタック段部１８の上面１８ａの上方１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の位置であることが好ましい。

本実施の形態においては、発泡成形容器１０１を得るために、超臨界流体を混入させた溶融樹脂を射出している。この溶融樹脂としては、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系のうちのいずれかの熱可塑性樹脂が用いられる。特に、プロピレンエチレンブロック共重合体でメルトフローレート（ＭＦＲ）が４０ｇ／１０ｍｉｎ以上１００ｇ／１０ｍｉｎ以下のものが使用可能である。また、含有させるガスは、窒素ガス、二酸化炭素ガスのいずれかであってよい。窒素ガスの場合は、樹脂材料中に１％以上１．５％以下の比率で含有させればよい。二酸化炭素ガスの場合は、樹脂材料中に２％以上４％以下の比率で含有させればよい。この場合、成形品としては、発泡により３％以上１０％以下の軽量化を図ることができる。これにより、使用する樹脂量の削減効果が期待できる。また、このような超臨界流体を混入させた溶融樹脂は、成形時の流動性が良く、上述したような薄肉成形品の成形を実現しながら、本実施の形態における発泡成形品の製造方法により離型不良の問題を解決することができる。

本実施の形態で示したように、前記１以上の切欠きは、複数の切欠きであり、前記複数の切欠きは、均等に配置されていることが好ましい。発泡成形容器１０１においては、図２に明らかに示されているように、複数の切欠き１７は、均等に配置されている。この例においては、切欠き１７の数は３個であり、切欠き１７は１２０°ピッチで均等に配置されている。切欠き１７の配置は必ずしも均等でなくてもよいが、均等に配置されていた方が、金型取外しのためのエアブローの際に、全周にわたって空気を均等に送り込むことができるので、好ましい。なお、切欠き１７の数は、１つであってもよい。

なお、本実施の形態で示したように、糸尻部３０は、外側に向かって張り出して上下方向に延在する糸尻部リブ部３２を含むことが好ましい。この構成を採用することにより、容器の下端に至るまで断熱性を確保することができる。

本実施の形態で示したように、周壁部１２の外側には、外側に向かって張り出して上下方向に延在する周壁部リブ部３４が設けられており、周壁部リブ部３４と糸尻部リブ部３２とは連なっていることが好ましい。この構成を採用することにより、容器の大部分にわたって断熱性を確保することができる。

糸尻部リブ部３２および周壁部リブ部３４の両方に共通してあてはまる好ましい条件について以下に述べる。リブとリブとの間の壁状の部分の厚みは、０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。すなわち、周壁部１２および糸尻部本体３１がこの厚みとなることが好ましい。リブ部の半径方向の高さは、高い部分で１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが好ましい。容器の上下方向の中央における周方向の間隔は、４．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下であることが好ましい。個々のリブ部を水平な面で切ったときの断面形状は、三角形であってもよく台形であってもよい。個々のリブ部の厚みは、リブ部の前記断面形状の高さ方向の中央で、たとえば０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましい。このようなリブ部によって断熱効果が得られる。ユーザは、リブ部を把持することによって、熱い内容物などの熱が手にあまり伝わらない状態で持つことができる。

（実施の形態２）
（構成）
図７～図８を参照して、本発明に基づく実施の形態２における発泡成形品について説明する。本実施の形態における発泡成形品は、発泡成形容器１０２である。発泡成形容器１０２の斜視図を図７に示す。発泡成形容器１０２の平面図を図８に示す。

発泡成形品としての発泡成形容器１０２の基本的な構成については、実施の形態１で説明した発泡成形容器１０１と同様である。発泡成形容器１０１においては、周壁部１２の内側のスタック段部１８に３つの切欠き１７が設けられていたが、発泡成形容器１０２においては、切欠き１７の数が異なる。発泡成形容器１０２においては、周壁部１２の内側のスタック段部１８に６つの切欠き１７が設けられている。したがって、スタック段部１８は、６つの部分に分割されている。本実施の形態における切欠き１７は、実施の形態１の切欠き１７に比べて数が増えたが、切欠き１７の１つ当りの幅は小さくなっていてもよい。これは、切欠き１７の数が多くなったことによりエアブロー時の空気の通りやすさが確保され、切欠き１７の１つ当りの幅は小さくても足りるからである。

（作用・効果）
本実施の形態においても、実施の形態１で説明したのと同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
（構成）
図９～図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態３における発泡成形品について説明する。本実施の形態における発泡成形品は、発泡成形容器１０３である。発泡成形容器１０３の斜視図を図９に示す。発泡成形容器１０３の平面図を図１０に示す。

発泡成形品としての発泡成形容器１０３の基本的な構成については、実施の形態１で説明した発泡成形容器１０１と同様である。発泡成形容器１０１においては、周壁部１２の内側のスタック段部１８に３つの切欠き１７が設けられていたが、発泡成形容器１０３においては、切欠き１７の数が異なる。発泡成形容器１０３においては、周壁部１２の内側のスタック段部１８に８つの切欠き１７が設けられている。したがって、スタック段部１８は、８つの部分に分割されている。

（作用・効果）
本実施の形態においても、実施の形態１で説明したのと同様の効果を得ることができる。

なお、上記各実施の形態では、発泡成形容器の外周面にリブがある例を示したが、外周面にリブがない構成であってもよい。

ここまで、発泡成形品が発泡成形容器である例について説明してきたが、発泡成形品は、容器に限らない。すなわち、発泡成形品は、内容物を収容することを目的とする物に限らない。発泡成形品は、たとえば何らかのキャップ、何らかのカバーなどであってもよい。発泡成形容器は、超臨界発泡を利用した発泡成形容器であってもよい。

なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１２ 周壁部、１３ 底壁部、１４ フランジ部、１５ 垂下部、１７ 切欠き、１８ スタック段部、１８ａ （スタック段部の）上面、３０ 糸尻部、３１ 糸尻部本体、３２ 糸尻部リブ部、３４ 周壁部リブ部、４１ 内側金型、４２ 外側金型、６０ キャビティ、６１ 第１部分、６２ 第２部分、６３ 第３部分、６４ 第４部分、６８ ノズル、９１，９２，９３ 矢印、１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０３，１０３ａ，１０３ｂ 発泡成形容器。

Claims (4)

1. 内部空間の外周を取り囲む周壁部と、
   前記内部空間の下端を規定する底壁部と、
   前記周壁部の下端に連なって前記底壁部より下方に延在する糸尻部と、
   前記周壁部の内側で前記底壁部より上側の位置において前記周壁部の半径方向内側に向かって張り出すようにして周方向に延在するスタック段部とを備える、発泡成形品であって、
   前記スタック段部は、上面を有し、
   前記上面の内径は、前記糸尻部の外径より小さく、
   前記上面の外径は、前記糸尻部の外径より大きく、
   前記スタック段部は、全周の中で１以上の切欠きを有する、発泡成形品。
2. 前記１以上の切欠きは、複数の切欠きであり、前記複数の切欠きは、均等に配置されている、請求項１に記載の発泡成形品。
3. 前記糸尻部は、外側に向かって張り出して上下方向に延在する糸尻部リブ部を含む、請求項１または２に記載の発泡成形品。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の発泡成形品を得るための製造方法であって、
   第１部分および第２部分を含む内側金型を外側金型に組み合わせてキャビティを形成する工程と、
   前記底壁部となるべき部位に向けて、超臨界流体を混入させた溶融した材料を射出する工程と、
   射出された前記材料が冷えて固体化するのを待つ工程と、
   前記材料が固体化したものである製品から前記外側金型を取り外す工程と、
   前記第１部分と前記第２部分との境目から外側に向けてエアブローする工程と、
   前記製品を前記内側金型から取り外す工程とを含み、
   前記第１部分は前記底壁部となるべき部位に隣接する部分を占め、前記第２部分は、前記底壁部となるべき部位から見て前記第１部分よりも遠い部分を占め、前記境目は、前記底壁部となるべき部位から見て前記スタック段部となるべき部位よりも遠い位置において、前記周壁部となるべき部位に環状に露出するように配置されている、発泡成形品の製造方法。

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