JP2907685B2 - ポリエチレンテレフタレートシート成形耐熱容器及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリエチレンテレフタレ
ートシート成形耐熱容器及びその製造方法に関し、特に
１８０℃〜２２０℃のような高温環境下にあるオーブン
内でケーキなどを加熱調理するのに好適に用いることの
できる耐熱容器及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種食品の販売に使用する包
装容器として、発泡ポリスチレンシートなどの熱可塑性
樹脂の発泡シートを真空成形や圧空成形などの熱成形方
法によって製造した成形容器が用いられている。しか
し、発泡ポリスチレンシートなどの発泡シートは耐熱性
に劣ることからその種の容器を電子レンジやオーブンな
どの加熱調理器に収容して食品を直接加熱調理すること
はでず、家庭においては食品を別の容器に移した後に加
熱調理したり、また食品工場においてはケーキなどの加
熱調理の目的でそのような容器を使用することができな
かった。

【０００３】耐熱性を改善するために、発泡ポリスチレ
ンシートなど発泡シートの内面に耐熱性に優れたポリエ
チレンテレフタレート樹脂フィルムを積層することが提
案されているが、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィ
ルムは熱成形性に劣っており、そのままでは圧空成形な
どによるシート成形手段では容器の成形が難しい問題が
あった。

【０００４】その不都合を解決するものとして、長尺状
の発泡ポリスチレンシートと、特定の伸びと引張強度を
持つ無延伸非結晶性であるポリエチレンテレフタレート
樹脂フィルムとを、中間に接着剤を介して連続的に走行
させながら重ね合わせ加熱接着し複合シートを製造する
工程と、複合シートを所定の成形温度まで加熱昇温した
後、成形型で熱成形して容器形状に成形する工程とから
なる耐熱容器の製造方法が提案されている（特開昭６２
−７００１９号公報参照）。この提案は、熱成形性は阻
害されず仕上がりの良い食品容器を得ることができる
が、非結晶性のポリエチレンテレフタレート樹脂フィル
ムを用いることを前提としているために耐熱性が十分で
なく、１００℃程度が限界となる。

【０００５】耐熱性をさらに向上させた容器の製造方法
として、ポリエチレンテレフタレート樹脂のような熱可
塑性樹脂をそのガラス転移温度以上結晶化温度以下に加
熱して、真空、圧空又は熱プレスなどの方法で成形し、
成形された形状を維持したまま当該熱可塑性樹脂の結晶
化温度以上融点以下に加熱して結晶化する耐熱容器の製
造方法が提案されている（特公平４−２９５２９号公
報）。この製造方法によれば結晶化温度以下に加熱した
状態で成形することから成形性も比較的良好であり、ま
た最終的に結晶化温度以上の温度に維持することにより
熱可塑性樹脂が加熱結晶化することから、得られる耐熱
性容器は十分な耐熱性を有しオーブンなどでの加熱調理
に用いる耐熱容器として有効に用いうることが期待でき
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように結晶性ポ
リエチレンテレフタレート樹脂シートを用いて耐熱性の
ある容器を製造するには結晶化度を上げることが必要で
あり、そのために最終的に結晶化温度以上に上げた加熱
金型での成形が不可欠となる。一方、この種の食品用容
器に対して商品価値を高めるなどの目的から印刷模様を
付加する要望は以前よりなされているが、このような結
晶性ポリエチレンテレフタレートシートの表面に予め印
刷模様を形成し、それを結晶化温度以上に加熱された金
型で成形しようとすると、シート表面に前もって印刷さ
れた印刷インクが金型に転写してしまうという問題があ
った。金型面に転写された印刷インクは次に供給される
シートの成形時に成形品側に再度転写されて成形品に不
用な模様を賦与することとなり、商品価値を低下させる
ことから、印刷模様を持つ結晶性ポリエチレンテレフタ
レートシートから成形された耐熱容器はこれまで市場に
は上梓されていない。

【０００７】もちろん、熱成形後に容器の表面に適宜の
手段により模様を付加するようにしてもよいが、成形品
の表面に印刷などにより賦与された模様は、ケーキの加
熱調理時のように容器をオーブン内などの高温環境に曝
すことによりインキが変質したりあるいは剥離する場合
があると同時に、曲面を持つ物品に模様を賦与すること
自体作業的に困難であり、低コストでかつ迅速に多数個
製造することが求められるこの種の容器に対しては実用
上適用することはできない。

【０００８】本発明は、結晶性ポリエチレンテレフタレ
ートシートで成形された耐熱容器の持つ上記のような不
都合を解決することを目的としており、より具体的に
は、十分耐熱性を持つばかりでなく、製造コストを安価
であり、かつ高温環境下に置かれても剥離などの不都合
を生じない印刷模様を容器の表面に賦与することにより
商品価値がさらに高められたポリエチレンテレフタレー
トシート成形耐熱容器及びその製造方法を得ることにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決しかつ
目的を達成するために、本発明は基本的に、発泡結晶性
ポリエチレンテレフタレートシートからなる容器本体と
該容器本体ラミネートされた結晶性ポリエチレンテレフ
タレートフィルムとからなり、該結晶性ポリエチレンテ
レフタレートフィルムには容器本体に接する側に印刷層
を有していることを特徴とするポリエチレンテレフタレ
ートシート成形耐熱容器を開示する。

【００１０】発泡結晶性ポリエチレンテレフタレートシ
ートの厚みに特に制限はないが、食品容器として求めら
れる強度及び製造時における金型間での結晶化に要する
時間などを考慮すると、0.５〜3.０ｍｍ程度であること
が好ましく、それにより強度及び生産性の両面から満足
したものを得ることができる。また、該容器本体にラミ
ネートされる結晶性ポリエチレンテレフタレートフィル
ムの厚さは、薄すぎると模様印刷性が阻害され厚すぎる
と伝熱性が低下して製造時の生産性を低下することか
ら、0.０１５〜0.０８０ｍｍ程度であることが好まし
く、それにより両者を満足するものが得られる。

【００１１】本発明はまた、発泡結晶性ポリエチレンテ
レフタレートシートである原反に、一面に印刷層を持つ
結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムをその印刷
層が原反側となるようにして積層する工程、該積層シー
トをその結晶化温度以下の温度に加熱して熱接着しかつ
軟化する工程、及び軟化した積層シートを結晶化温度以
上の温度に加熱された金型にて所望する形状に成形する
と同時に結晶化させる工程、とを少なくとも有すること
を特徴とする、ポリエチレンテレフタレートシート成形
耐熱容器の製造方法をも開示する。

【００１２】上記の方法を実施するに際して、原反であ
る発泡結晶性ポリエチレンテレフタレートシートとし
て、密度0.６〜0.１５程度であり厚さが好ましくは0.５
〜3.０ｍｍ程度の発泡結晶性ポリエチレンテレフタレー
トシートを用いることができる。そこに積層する結晶性
ポリエチレンテレフタレートフィルムとして密度は1.２
５〜1.４２程度であり厚みが好ましくは0.０１５〜0.０
８０ｍｍのものを用いる。該フィルムの前記積層面には
従来知られた適宜の手段により単色又は多色の印刷模様
を予め印刷しておく。

【００１３】発泡結晶性ポリエチレンテレフタレートシ
ートと結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムとを
積層して加熱接着する際に、該フィルム及びシートを結
晶化温度以上に加熱すると接着表面が過度に結晶化して
しまうために成形時の伸びが悪くなり、成形性が悪くな
る。従って、この成形前の前記積層シートの加熱は結晶
性ポリエチレンテレフタレートの結晶化温度以下の温度
で行う。そうすることにより、発泡結晶性ポリエチレン
テレフタレートシート及び結晶性ポリエチレンフィルム
の双方はまったく結晶化せずに、したとしてもごく低い
パーセントで結晶化した状態で、軟化し、しかも特にバ
インダーを用いることなしに相互に自由移動が拘束され
た状態に熱接着される。

【００１４】この熱接着は、好ましくは該フィルムとシ
ートの接着時の加熱温度を結晶性ポリエチレンテレフタ
レート樹脂の結晶化温度以下２０℃の範囲で行い、加熱
ロールにてフィルム側より圧着し、接着した後、好まし
くは冷却ロールにて直ちに１００℃以下に冷却すること
により、熱接着時（ラミネート時）における結晶化度を
シート及びフィルムともに０％、多くとも容易に成形可
能な１６％以下に押さえることができる。なお、この状
態の積層シートは接着強度は比較的弱く、成形品として
のフィルムとシートの境界面の接着強度としては十分で
はない。

【００１５】その状態となった積層シートを通常の加熱
炉に送り込む。そこにおいて、より高い温度ではあるが
依然として結晶化温度以下の温度、好ましくは１５０〜
１５５℃に加熱されて、さらに軟化する。なお、接着強
度の比較的弱い積層シートが加熱炉におる加熱時におい
て、シート及びフィルムの熱収縮の違いなどにより剥離
やしわが発生するのを避けるために、フィルムとして延
伸配向処理を施していないものを使用することは好まし
い態様である。

【００１６】加熱軟化した積層シートは、次いで結晶性
ポリエチレンテレフタレートの結晶化温度以上の温度、
例えは１８０℃程度に加熱された金型を持つ成形装置に
送給されて真空又は圧空成形が行われる。所望の結晶化
度が得られる時間だけ成形時間をとることにより、積層
シートは所望する形状に成形されかつ所望の結晶化度が
得られシートとフィルムの接着強度は向上して強固なも
のとなる。用いる成形装置は加熱金型を持つ通常の真
空、圧空成形装置でよく、その成形圧力（真空、圧力空
気）により、接着強度がさらに増強して使用上何等支障
の無い多層構造の耐熱容器が得られる。

【００１７】接着強度は加熱金型内で結晶化が促進して
いく過程で増していくが、充分に結晶した時点ではいく
ら加圧しても接着しない。成形時間としてはＤＳＣ結晶
化度が２５〜３０％に達する時間であって加熱金型の温
度が１８０℃の時で７〜８秒が適切である。成形完了
後、加熱金型より成形品を離型し冷却部へ搬送する。次
いで必要に応じて冷却金型もしくは空冷により冷却され
た後、トリミング機械へ搬送し、トリミング、スタック
されて製品とされる。得られる耐熱容器の２２０℃での
寸法収縮率は２％以内であった。

【００１８】なお、該積層シートから成形品を成形する
に際して、前記印刷模様を持つポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの面を成形品の内側面となるようにして成
形する場合であっても外側面となるように成形する場合
であっても、同様に本発明の目的が達成されることは明
らかである。

【００１９】

【作用】本発明によるポリエチレンテレフタレートシー
ト成形耐熱容器においては、印刷模様を持つ結晶性ポリ
エチレンテレフタレートフィルムがその印刷面を内面す
なわち容器本体をなす発泡結晶性ポリエチレンテレフタ
レートシートに接するようにして積層されているので、
耐熱容器として所要の印刷模様を持つ商品価値の高いも
のとなるばかりでなく、その模様はポリエチレンテレフ
タレートフィルムに被覆されていることから、オーブン
内などの高温環境下で加熱調理を行ってもその模様が剥
離などを起こすことがなく、高付加価値を維持すること
ができる。

【００２０】また、本発明によるポリエチレンテレフタ
レートシート成形耐熱容器の製造方法においては、該シ
ートとフィルムとを結晶化温度以下の温度で熱接着しか
つ軟化した状態で成形装置に送給され成形されるので、
成形性の悪化を生起せずに良好な成形が行われ、また成
形中に金型温度を結晶性ポリエチレンテレフタレートの
結晶化温度以上の温度に所定時間維持することにより結
晶化が促進されその過程でシートとフィルムとの接着強
度は向上し、成形後の容器においてはシートとフィルム
とが完全に一体化しておりかつ高い耐熱性を持つことが
できる。

【００２１】

〔実施例１〕

図１に示す形態の装置を用いて耐熱容器の成形を行っ
た。図において、１０は原反供給及び熱接着装置、２０
は加熱炉、３０は成形装置、４０はトリミング装置であ
る。

【００２２】原反供給及び熱接着装置１０は取付け台
に、原反としてロール状の発泡結晶性ポリエチレンテレ
フタレートシート（密度1.２、厚さ1.2mm)ａ、及びロー
ル状の結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルム（密
度1.３、厚さ0.０２５ｍｍ）ｂを取り付けた。なお、フ
ィルムｂは無延伸のものであり、かつフィルムａに接す
る面には耐熱性インキによる模様（単色）ｂ’を予め印
刷しておいた（図２参照）。

【００２３】該シートａとフィルムｂとを対をなすロー
ルｃ、ｃ’及びもう一つの対をなすロールｄ、ｄ’間を
通過させた。なお上ロールｃは加熱ロールであり１３０
〜１５０℃に加熱可能であり、この実施例では１５０℃
に加熱した。下ロールｃ’は冷却ロールであり２０〜４
０℃に維持可能であるが、この実施例では３５℃に維持
した。また、ロールｄ、ｄ’は共に冷却ロールであり２
０〜４０℃に維持可能であるが、この実施例では２５℃
に維持した。

【００２４】ロールｃ、ｃ’間を通過した時点でシート
ｂの表面温度を放射温度計により測定（多数点）したと
ころ平均１４５℃であった。また、ロールｄ、ｄ’を間
を通過した時点でシートｂの表面温度を同様にして測定
したところ平均９３℃であった。原反供給及び熱接着装
置１０を出た積層シートを従来知られた搬送手段により
間欠的に加熱炉２０に搬送した。加熱炉２０は上下に遠
赤外線セラミックヒータを複数個配置したものであり、
その間を通過する間に前記積層シートの表面温度が１４
５〜１５５℃に達するように調整した。

【００２５】成形装置３０は雄金型ｇ、雌金型ｇ’を有
する真空・圧空成形器であり、各金型には図示しないヒ
ータが装着されていて金型温度を調整できるようにして
ある。雄金型ｇは１ｋｇ／ｃｍ² の圧空を供給でき、雌
金型は−５５０ｍｍＨｇの真空引きが可能のものを用い
た。両金型ｇ、ｇ’は従来知られた油圧装置により互い
に接近、離間するように移動する。この実施例では、金
型温度を１８０℃に維持するようにした。

【００２６】金型間に搬送された積層シートを金型に挟
持し、雌金型真空併用のマッチモールド成形により行っ
た。成形プレス時間（成形金型への積層シート密着時
間）はＤＳＣ結晶化度が２５〜３０％に達する時間であ
る８秒とした。なお、各金型は次のような寸法の成形品
が得られるように調整した。 サイズ 口径 ９３ｍｍ 深さ ３５ｍｍ、テーパ角度 ７度 トータル肉圧 底面 0.６〜0.８ｍｍ 側面 １．０〜１．７ｍｍ 金型による成形後に成形品を離型し、図示しない冷却装
置により冷却した後、トリミング装置７０へ搬送してト
リミングし、ポリエチレンテレフタレートシート成形耐
熱容器を得た。図２ａは得られた製品の断面図であり、
図２ｂはその一部拡大図である。図においてａは容器本
体を形成する発泡結晶性ポリエチレンテレフタレートシ
ートであり、ｂはシートａの外側にラミネートされた結
晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムであり、ｂ’
は結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムｂにバッ
クプリントされた印刷インクを示している。

【００２７】〔考察〕 上記で成形された成形品の耐熱評価を２２０℃の恒温槽
内に３０分間放置した後に行った。熱収縮などの変形率
（寸法収縮率）は口径、高さともに1.３〜2.０％であ
り、従来のラミネートしない発泡結晶性ポリエチレンテ
レフタレートシートのみの成形品と同等であった。ま
た、ラミネートしたポリエチレンテレフタレートフィル
ムの剥離も認められず、印刷模様も成形による延伸以外
の障害は認められなかった。外観上は何等問題はなく、
商品価値の高い成形品となった。

【００２８】加熱テスト前の成形品の結晶化度は発泡結
晶性ポリエチレンテレフタレートシート部分で２５〜８
０％、フィルム部分で２８％であった。次に、原反供給
及び熱接着装置１０を出た直後の積層シートから幅２０
ｍｍ、長さ１００ｍｍの試料片を複数個作成して、成形
前の積層シートと成形品の剥離強度を測定しようと試み
たが、ともに積層面での気泡破壊が起こり計測不能であ
った。このことは、実用に支障のない程度にシートとフ
ィルムとは接合していることを示している。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、印刷模様を持ちかつ耐
熱性が高い耐熱容器が得られ、さらに印刷模様がポリエ
チレンテレフタレートフィルムに被覆されていることか
ら、オーブン内などの高温環境下で加熱調理を行っても
その模様に剥離などが生じることがなく、商品としての
高付加価値を長期にわたり維持することができる。

【００３０】また、本発明によれば、結晶化温度以下の
温度で熱接着しかつ軟化した状態でポリエチレンテレフ
タレートシートとフィルムの積層シートが成形装置に送
給され成形されるので、良好な成形を行うことができ、
また成形中に金型温度を結晶化温度以上の温度に所定時
間維持することにより結晶化が促進されその過程でシー
トとフィルムとの接着強度は向上し、シートとフィルム
との接合に特にバインダーを必要とせずに両者を完全に
一体化しかつ高い耐熱性を持つ成形容器を低コストで得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による成形方法に用いられる装置を説明
する図。

【図２】ａは本発明により成形される耐熱容器の断面
図、ｂはその一部の拡大図。

【符号の説明】

１０…原反供給及び熱接着装置、２０…加熱炉、３０…
成形装置、４０…トリミング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 67:00 105:04 Ｂ２９Ｌ 9:00 22:00 (56)参考文献 特開 平１−263048（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−229025（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−170999（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86528（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−344527（ＪＰ，Ａ) 特公 平５−77511（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭52−25504（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 51/00 - 51/46 B32B 27/00 B32B 27/36 B32B 31/00 B65D 1/00,65/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さが0.５〜3.０ｍｍの発泡結晶性ポリ
   エチレンテレフタレートシートからなる容器本体と該容
   器本体にラミネートされた厚さが0.０１５〜0.０８０ｍ
   ｍの結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムとから
   なり、該結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムに
   は容器本体に接する側に印刷層を有していることを特徴
   とするポリエチレンテレフタレートシート成形耐熱容
   器。
2. 【請求項２】 ２２０℃での寸法収縮率が２％以内であ
   る請求項１記載のポリエチレンテレフタレートシート成
   形耐熱容器。
3. 【請求項３】 発泡結晶性ポリエチレンテレフタレート
   シートである原反に、一面に印刷層を持つ結晶性ポリエ
   チレンテレフタレートフィルムをその印刷層が原反側と
   なるようにして積層する工程、該積層シートをその結晶
   化温度以下の温度に加熱して熱接着しかつ軟化する工
   程、及び軟化した積層シートを結晶化温度以上の温度に
   加熱された金型にて所望する形状に成形すると同時に結
   晶化させる工程、とを少なくとも有することを特徴とす
   る、ポリエチレンテレフタレートシート成形耐熱容器の
   製造方法。
4. 【請求項４】 原反である発泡結晶性ポリエチレンテレ
   フタレートシートとして密度は0.６〜0.１５であり厚さ
   が0.５〜3.０ｍｍの発泡結晶性ポリエチレンテレフタレ
   ートシートを用いることを特徴とする請求項３記載のポ
   リエチレンテレフタレートシート成形耐熱容器の製造方
   法。
5. 【請求項５】 積層する結晶性ポリエチレンテレフタレ
   ートフィルムとして密度は1.３以上であり厚みは0.０１
   ５〜0.０８０ｍｍであって、かつ延伸配向処理をしてい
   ない結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムを用い
   ることを特徴とする請求項３記載のポリエチレンテレフ
   タレートシート成形耐熱容器の製造方法。