JP3930797B2 - 紙容器及び紙容器の成形装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は紙容器及び紙容器の成形装置に関し、特に１枚の板紙原紙からプレス成形によって形成される紙容器及び紙容器の成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の紙容器の外観形状を示す斜視図である。
【０００３】
図を参照して、紙容器６１はコーナーが丸められた四角形状の底面部１３と、底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４と、周壁部１４の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部１８と、水平フランジ部１８の外周縁に形成された縁巻部２０とから構成されている。尚、周壁部１４のコーナー部は複数の線条６４が形成された周壁コーナー部６３となっている。
【０００４】
紙容器６１は１枚の板紙原紙をプレス成形することによって形成されるものであるが、図９はこの板紙原紙の外観形状を示した図である。
【０００５】
図を参照して、板紙原紙１０１は厚さ０．２５〜０．７ｍｍの多層構造で四隅が丸められた長方形形状を有し、その中央部は紙容器６１の底面部１３に相当する部分であり、その外周側は、紙容器６１の周壁部１４、水平フランジ部１８及び縁巻部２０に相当する部分である。尚、底面部１３の外周部分であって、四隅に対応する周壁コーナー部６３には放射状の線条６４が形成されているが、これはプレス成形時に容器のコーナー部に皺が発生し易いため、この皺を線条６４によって吸収しようとするものである。又、板紙原紙１０１の表面であって紙容器６１の内面側となる面には、耐熱性の樹脂コートや樹脂フィルム等が形成されており、これをプレス成形して紙容器６１を形成することが多い。
【０００６】
図１０は図８で示した紙容器のプレス成形工程を概略的に示した図である。尚、紙容器の形状は、従来例として示した矩形形状のみならず、丸型形状のものであっても良い。
【０００７】
図を参照して、図１０の（１）に示されているように、成形後の紙容器に応じた大きさ及び形状の板紙原紙１０１として純白ロール紙、クラフト紙、パーチメント紙、アイボリー紙、マニラ紙、カード紙、カップ紙、グラシン紙等が用いられる。尚、板紙原紙１０１の上面及び下面には、耐熱性や保形性が要求される紙容器の用途に応じてポリエステル系やポリオレフィン系の樹脂層をフィルムの貼り合わせやコーティングによって形成させれば良い。
【０００８】
次に、図示しない成形装置によって板紙原紙１０１の中央部分がプレス成形され、図１０の（２）に示すように変化する。すなわち、１枚のシート状の板紙原紙１０１から紙容器の底面部１３の部分と、これに連続する周壁部１４の部分と、これに連続する平坦部１５とが形成される。
【０００９】
次に、平坦部１５の部分がプレス成形されて図１０の（３）の示すような形状に変化する。すなわち、平坦部１５の部分から紙容器の水平フランジ部１８に相当する部分と、これに接続する縁巻を形成するための縁巻代となる縁巻用脚立部１９とが形成される。
【００１０】
更に、縁巻用脚立部１９から、プレス成形によるカーリング加工によって図１０の（４）に示されているような縁巻部２０が形成される。
【００１１】
図１１は図１０の（３）及び（４）におけるプレス成形の状態に対応する成形装置の概略断面図である。
【００１２】
図を参照して板紙原紙１０１は第１の型部材２１と第２の型部材２２とによって押圧されて、容器の底面部１３、周壁部１４及び水平フランジ部１８の部分が成形されている。そして第１の外枠部材２３が上方より下降してきて図１０の（２）で示した平坦部１５の一部を下方に折曲げ、これを縁巻用脚立部１９としてしごきながら形成する。そして縁巻用脚立部１９の先端が、第１の外枠部材２３とカールリング部材２５との対向部分によって形成されている溝部２６にその一部が残った状態となる。
【００１３】
カールリング部材２５は、ストッパリング３９の段差部４０に当接して下方への移動が抑制されて停止する。第２の外枠部材２４はストッパリング３９の外側の高さの低い部分に当接しない構造になっているので、更に下方に移動し下死点に至る。このようにカールリング部材２５が第２の外枠部材２４よりも先に移動が停止し、押圧されることにより、第１の外枠部材２３の溝部２６ａの内側端部が板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９の外周部先端をカールリング部材２５の溝部２６ｂの内壁面との間の部分で挟み、打ち固める。
【００１４】
溝部２６ｂの内壁面が湾曲しているため、この内側端部の打ち固めと共に、板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９の先端が曲げられ、カーリング方向の巻癖が形成される。溝部２６ａの内側端部により、板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９の先端が打ち固められるため、先端の紙の密度は更に高められる。これと共に上述のようにカーリング方向の巻癖が形成される。
【００１５】
次に、台座部２７が上方向に移動し始めて、スプリング３１によって付勢されているカールリング部材２５、第２の外枠部材２４及び位置決めリング３４が、第１の外枠部材２３と衝合した状態のままで共に上方向に移動し始める。この移動により、板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９は溝部２６内に挿入されていく。挿入された板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９は、カール溝内の湾曲した内壁面に沿ってカーリングされ縁巻部が形成される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の紙容器はプレス成形によって形成されているため、プレス成形後の形状が変化する、いわゆるスプリングバックの現象を生じやすい。
【００１７】
図１２はこのようなスプリングバックを説明するための紙容器の概略断面図である。
【００１８】
図を参照して、実線はプレス成形時の状態を示しており、仮想線は、プレス成形後にスプリングバックによって変形した状態を示している。図から明らかなように、底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４が外方方向に広がるように変形している。又、周壁部１４の上端から水平方向に伸びる水平フランジ部１８の先端に形成されている縁巻部２０も、その巻込み径が大きくなるように緩んだ状態に変形している。
【００１９】
周壁部１４にあっては、プレス成形によって相対的に内面側は縮むような力が加えられ外面は伸びるような力が加えられる。このため、成形装置から紙容器が取出されるとこのような力が消失するため、周壁部１４の内面側は伸びようとし、外面側は縮もうとする力が発生する。これによって周壁部１４が外方に広がるように変形することになる。同様に縁巻部２０にあってもプレス成形によって外面側は伸びるように力が加えられ、内面側は縮むように力が相対的に加えられる。このような力から開放されると、縁巻部２０の外面は縮むように変形し、内面側は伸びるように変形して縁巻状態が緩むことになる。
【００２０】
このようなスプリングバックが生じるため、仕上がり品のサイズが設計時のものと異なることが多くなる。このような紙容器の保形性の低下は、例えば蓋を嵌合させる場合等で問題を生じさせ、紙容器の品質が低下することになる。
【００２１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、プレス成形後のスプリングバックが生じ難い紙容器及びそのような紙容器を成形するための紙容器の成形装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、少なくとも底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器において、周壁部の内面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００２３】
このように構成すると、周壁部を形成する板紙原紙の部分の凹部において圧縮変形が生じる。この圧縮変形は、周壁部の内面の全周に渡って生じる。
【００２６】
請求項２記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、少なくとも底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器において、周壁部の外面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００２７】
このように構成すると、周壁部を形成する板紙原紙の部分の凹部において圧縮変形が生じる。この圧縮変形は、周壁部の外面の全周に渡って生じる。
【００２８】
請求項３記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部と、周壁部の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部と、水平フランジ部の外周縁に形成された縁巻とからなる紙容器において、縁巻の内面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００２９】
このように構成すると、縁巻を形成する板紙原紙の部分に折り癖が生じ、縁巻の巻込み時の反発力が低下する。
【００３２】
請求項４記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部と、周壁部の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部と、水平フランジ部の外周縁に形成された縁巻とからなる紙容器において、縁巻の外面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００３３】
このように構成すると、縁巻を形成する板紙原紙の部分に折り癖が生じ、縁巻の巻込み時の反発力が低下する。
【００３４】
請求項５記載の発明は、１枚の板紙原紙から少なくとも底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器をプレス成形するための成形装置であって、周壁部の外面をその第１の傾斜壁部でプレスするための第１の型部材と、周壁部の内面をその第２の傾斜壁部でプレスするための第２の型部材とを備え、第２の傾斜壁部には、水平方向に連続する三角形断面の突起体がｎ本形成されており、突起体の外方の２辺の長さをＴ１，Ｔ２とし、突起体の内方の１辺の長さをＤとし、前記突起体の高さをＨとし、第２の傾斜壁部の立ち上がり方向の長さをＬ１とし、第１の傾斜壁部の立ち上がり方向の長さをＬ２とすると、Ｌ２−Ｌ１＝Ｓ１，Ｔ１＋Ｔ２−Ｄ＝Ｓ２，０．７×Ｓ１≦ｎ×Ｓ２≦１．５×Ｓ１，０．０２ｍｍ≦Ｈ≦０．１０ｍｍの関係を有するものである。
【００３５】
このように構成すると、プレス成形された紙容器の周壁部の外面の立ち上がり長さと内面の立ち上がり長さとがほぼ同一となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、周壁部の内面全周に渡って板紙原紙の圧縮変形が生じるため、周壁部におけるスプリングバックが防止され、紙容器の保形性がより向上する。
【００３８】
請求項２記載の発明は、周壁部の外周の全周に渡って板紙原紙に圧縮変形が生じるため、周壁部におけるスプリングバックが防止され、紙容器の保形性がより向上する。
【００３９】
請求項３記載の発明は、縁巻を形成する板紙原紙に折り癖が生じるため、縁巻の緩みが防止され、紙容器の保形性が向上する。又、縁巻の巻込み時の反発力が低下するため、より安定した縁巻状態が維持される。
【００４１】
請求項４記載の発明は、縁巻を形成する板紙原紙に折り癖が生じるため、縁巻の緩みが防止され、紙容器の保形性が向上する。又、縁巻の巻込み時の反発力が低下するため、より安定した縁巻状態が維持される。
【００４２】
請求項５記載の発明は、紙容器の周壁部の外面の立ち上がり長さと内面の立ち上がり長さとがほぼ同一となるため、プレス成形された紙容器の周壁部におけるスプリングバックが防止され、紙容器の保形性が向上する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施の形態による紙容器の成形装置の主要部の概略断面図である。
【００４４】
この成形装置の基本的な構造は図１１で示した従来の成形装置によるものと同一であり、又その動作も基本的には同一である。従って、ここでは、図１１で示した成形装置との相違点について主に説明する。
【００４５】
図を参照して、紙容器の周壁部の内面をプレスする第２の型部材２２の傾斜壁部４２の部分に、３本の線条の突起体４３ａ〜突起体４３ｃが形成されている。図４はこの突起体４３ａ〜突起体４３ｃの断面形状を示したものであり、これらは三角形断面形状を有している。
【００４６】
又、紙容器の縁巻に相当する部分を板紙原紙からしごくように形成する第２の型部材２２の垂直壁部４５の部分にも、３本の線条の突起体４６ａ〜突起体４６ｃが形成されている。この突起体４６ａ〜突起体４６ｃの断面形状も同様に図４にて示された形状と同一である。
【００４７】
尚、突起体４３ａ〜突起体４３ｃの各々と、突起体４６ａ〜突起体４６ｃの各々とは水平方向に連続している。すなわち、これらの突起体は、第２の型部材２２の周方向に連続して形成されている。
【００４８】
図２は図１で示された成形装置を用いて板紙原紙をプレス成形した際の変形状態を示した図である。尚、板紙原紙の材質、寸法、形状等は、従来例の図９で示したものと同一である。
【００４９】
図２の（１）は従来例として示した図１０の（２）に対応したものである。すなわち、図１で示した成形装置の第１の型部材２１及び第２の型部材２２によって、板紙原紙がプレスされた状態である。周壁部１４に相当する板紙原紙の部分は、第１の型部材２１の傾斜壁部５２と第２の型部材２２の突起体４３ａ〜４３ｃを含む傾斜壁部４２とによってプレスされる。これによって、紙容器を構成する周壁部１４の内面側に水平方向に連続する三角形断面の３条の凹部５０ａ〜凹部５０ｃが溝として形成される。
【００５０】
図２の（２）は従来例として示した図１０の（３）に対応したものである。相違点としては、紙容器の縁巻を形成するための縁巻用脚立部１９の内面側に水平方向に連続する三角形断面の３条の凹部５１ａ〜凹部５１ｃが溝として形成されている点である。この凹部５１ａ〜凹部５１ｃは、第２の型部材２２の垂直壁部４５に形成された３本の突起体４６ａ〜突起体４６ｃによってプレス成形されたものである。縁巻用脚立部１９は、この状態で次の工程（図示せず）によって第２の外枠部材２３の溝部２６ａ，カーリング部材２５の溝部２６ｂによって巻込まれて縁巻が形成される。
【００５１】
図３はこのようにしてプレス成形された紙容器の概略断面図である。
【００５２】
図を参照して、底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４の内面には水平方向に連続する３条の溝となる凹部５０ａ〜凹部５０ｃが形成されている。ここで周壁部１４の内面の立ち上がり長さをＸ１とし、これに対応する第２の型部材２２の傾斜壁部４２の長さをＬ１とする。又、周壁部１４の外面の立ち上がり長さＸ２に対応する第１の型部材２１の傾斜壁部５２の長さをＬ２とする。
【００５３】
そして、図４に示されている突起体４３の本数をｎ本とし、その外方の２辺の長さをＴ１，Ｔ２とし、突起体４３の内方の１辺の長さをＤとし、突起体４３の高さをＨとする。そこで、
Ｌ２−Ｌ１＝Ｓ１
Ｔ１＋Ｔ２−Ｄ＝Ｓ２
０．７×Ｓ１≦ｎ×Ｓ２≦１．５×Ｓ１
０．０２ｍｍ≦Ｈ≦０．１０ｍｍ
の関係を有するようにすると、形成された周壁部１４の内面側の実質的な立ち上がり長さと周壁部１４の外面の立ち上がり長さとがほぼ同一となるため、スプリングバックを効率的に防止することができる。
【００５４】
尚、凹部５０ａ〜凹部５０ｃは上述のように周壁部１４の実質的な内面側の立ち上がり長さを長くする効果があるが、この効果に加えて、凹部５０ａ〜凹部５０ｃの各部分において周壁部１４を構成する板紙原紙の材料に圧縮変形を起こすことにもなる。これによっても周壁部１４の外方へ広がろうとする変形を効率的に防止することが可能となる。
【００５５】
尚、突起体４３の高Ｈさを限定しているが、これは紙容器の内面側に樹脂コーティング等がある場合に、これを傷つけないように配慮したものである。
【００５６】
一方、縁巻部２０においては、その巻込み前のしごかれた状態において凹部５１ａ〜凹部５１ｃが形成されるため、これらが巻癖となり縁巻部２０の巻込形成を容易とすると共に、その巻込み状態を効率的に維持する効果を発揮する。
【００５７】
尚、縁巻部２０の凹部５１ａ〜５１ｃを形成する突起体４６ａ〜４６ｃの高さＨも、突起体４３ａ〜４３ｃと同様の範囲にあることが好ましい。これによって、第２の型部材２２の垂直壁部４５と第１の外枠部材２３の垂直壁部４８とから既定されるクリアランスが部分的につめられることになる。このクリアランスは、通常板紙原紙の厚さに設定するのが適切であり、大きすぎると材料がしごけず縁巻が困難になり、一方、小さいと材料が割れてしまう虞がある。そこで、上記の用にクリアランスが部分的に詰められると、材料の割れの発生が防止されると共に適度のしごきがなされるので、より縁巻が良好となる効果も生じる。
【００５８】
図５はこの発明の第２の実施の形態による紙容器の成形装置の主要部の概略構造を示した断面図である。
【００５９】
尚、この実施の形態による成形装置も従来で示した図１１によるものと基本的な形状及び動作は同一であるため、その相違点について主に説明する。
【００６０】
図を参照して、紙容器の周壁部の外面をプレスするための第１の型部材２１の傾斜壁部５２の部分に、水平方向に連続して伸びる断面が三角形状の３本の突起体５３ａ〜突起体５３ｃが形成されている。一方、紙容器の縁巻を形成する部分をしごくための第１の外枠部材２３の垂直壁部４８の部分に、水平方向に連続する断面が三角形状の３本の突起体５５ａ〜突起体５５ｃが形成されている。尚、これらの突起体５３，５５は、先の実施の形態による図４で示された突起体の形状と同一である。
【００６１】
図６は図５で示された成形装置を用いて板紙原紙をプレス成形した場合の変形状態を示した図である。
【００６２】
図６の（１）は従来例で示した図１０の（２）に対応したものである。すなわち、図５で示した成形装置の第１の型部材２１及び第２の型部材２２によって、板紙原紙がプレスされた状態である。周壁部１４に相当する板紙原紙の部分は、第１の型部材２１の突起体５３ａ〜５３ｃを含む傾斜壁部５２と第２の型部材２２の傾斜壁部４２とによってプレスされる。これによって、紙容器の底面部１３の外周縁に接続する周壁部１４の外面に水平方向に連続する三角形断面の３条の凹部５６ａ〜凹部５６ｃが溝として形成される。従って、凹部５６ａ〜凹部５６ｃの形状は成形装置の突起体５３ａ〜突起体５３ｃに対応した形状となっている。
【００６３】
図６の（２）は従来例で示した図１０の（３）の状態に対応したものである。図を参照して、図６の（１）で示した平坦部１５の外方部分は下方に折り曲げられ、図５で示した成形装置の第２の型部材２２の垂直壁部４５と第１の外枠部材２３の垂直壁部４８との間でプレスされながらしごかれる。これによって、第１の外枠部材２３の突起体５５ａ〜突起体５５ｃに対応した形状の凹部５７ａ〜凹部５７ｃが、水平方向に連続する三角形断面の３条の溝として形成されることになる。縁巻用脚立部１９は、この状態で次の工程（図示せず）において溝部２６ａ，溝部２６ｂによって巻込まれ、縁巻部が形成される。
【００６４】
図７はこのようにしてプレス成形された紙容器の断面形状を示した概略図である。
【００６５】
図を参照して、紙容器の底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４の外面に、凹部５６ａ〜凹部５６ｃが水平方向に連続する三角形断面の３条の溝として形成されている。これによって周壁部１４を構成する板紙原紙に圧縮変形を生じさせ、スプリングバックが効率的に防止される。
【００６６】
一方、縁巻部２０においてはその内面に、凹部５７ａ〜凹部５７ｃが水平方向に連続する三角形断面の３条の溝として形成されている。これによって縁巻部２０を構成する縁巻用脚立部１９に折り癖がつけられるため、巻込みが容易となると共に巻込み状態が安定して保持されることになる。
【００６７】
尚、この第２の実施の形態によってプレス成形された紙容器は図７から明らかなように、容器の内面側及び縁巻の外面側には先の実施の形態によるものとは異なり凹部が形成されていない。従って、紙容器の内面側に樹脂等のコーティングがされているような場合には、コーティングを傷つける虞がないと共に容器の内面側に凹部が表れないため、紙容器の品質をより向上することになる。
【００６８】
尚、上記の各実施の形態では、縁巻付きの紙容器を対象としているが、縁巻のない紙容器であってもその周壁部に対して同様に適用できる。
【００６９】
又、上記の各実施の形態では、紙容器の縁巻及び周壁部のいずれにも凹部を形成しているが、この凹部は縁巻及び周壁部の一方にのみ形成しても良い。
【００７０】
更に、上記の各実施の形態では、凹部は紙容器の縁巻及び周壁部の各々の一方面に形成しているが、これらの両面に形成しても良い。
【００７１】
更に、上記の各実施の形態では、成形装置の突起体が連続的に形成されているが、これらは断続的に形成しても良く、又、点状に形成しても良い。
【００７２】
更に、上記の各実施の形態では、成形装置の突起体の形状や本数を特定しているが、断面半円形状や他の本数であっても良い。
【００７３】
更に、上記の各実施の形態では、板紙原紙に樹脂等のコーティングが施されているが、このようなコーティングがされていない板紙原紙にも同様に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態による紙容器の成形装置における主要部の概略構成を示した断面図である。
【図２】図１で示した成形装置によって板紙原紙がプレス成形された際の形状変化を示した図である。
【図３】図１で示した成形装置を用いてプレス成形された紙容器の概略断面形状を示した図である。
【図４】図１で示した成形装置の第２の型部材に形成された突起体の断面形状を示した図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態による紙容器の成形装置における主要部の概略構成を示した断面図である。
【図６】図５で示した成形装置によって板紙原紙がプレス成形された際の形状変化を示した図である。
【図７】図５で示した成形装置を用いてプレス成形された紙容器の概略断面形状を示した図である。
【図８】従来のプレス成形装置によって形成された紙容器の概略形状を示した斜視図である。
【図９】図８で示した紙容器を成形するための板紙原紙の概略形状を示した図である。
【図１０】図９で示した板紙原紙のプレス成形による形状変化を示した図である。
【図１１】図８で示した紙容器をプレス成形するための従来の成形装置の概略構成を示した断面図である。
【図１２】従来の紙容器の問題点を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１３…底面部
１４…周壁部
１５…平坦部
１６…紙容器
１８…水平フランジ部
２０…縁巻部
２１…第１の型部材
２２…第２の型部材
４２…傾斜壁部
４３…突起体
５０，５１，５６，５７…凹部
１０１…板紙原紙
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【発明の属する技術分野】
この発明は紙容器及び紙容器の成形装置に関し、特に１枚の板紙原紙からプレス成形によって形成される紙容器及び紙容器の成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の紙容器の外観形状を示す斜視図である。
【０００３】
図を参照して、紙容器６１はコーナーが丸められた四角形状の底面部１３と、底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４と、周壁部１４の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部１８と、水平フランジ部１８の外周縁に形成された縁巻部２０とから構成されている。尚、周壁部１４のコーナー部は複数の線条６４が形成された周壁コーナー部６３となっている。
【０００４】
紙容器６１は１枚の板紙原紙をプレス成形することによって形成されるものであるが、図９はこの板紙原紙の外観形状を示した図である。
【０００５】
図を参照して、板紙原紙１０１は厚さ０．２５〜０．７ｍｍの多層構造で四隅が丸められた長方形形状を有し、その中央部は紙容器６１の底面部１３に相当する部分であり、その外周側は、紙容器６１の周壁部１４、水平フランジ部１８及び縁巻部２０に相当する部分である。尚、底面部１３の外周部分であって、四隅に対応する周壁コーナー部６３には放射状の線条６４が形成されているが、これはプレス成形時に容器のコーナー部に皺が発生し易いため、この皺を線条６４によって吸収しようとするものである。又、板紙原紙１０１の表面であって紙容器６１の内面側となる面には、耐熱性の樹脂コートや樹脂フィルム等が形成されており、これをプレス成形して紙容器６１を形成することが多い。
【０００６】
図１０は図８で示した紙容器のプレス成形工程を概略的に示した図である。尚、紙容器の形状は、従来例として示した矩形形状のみならず、丸型形状のものであっても良い。
【０００７】
図を参照して、図１０の（１）に示されているように、成形後の紙容器に応じた大きさ及び形状の板紙原紙１０１として純白ロール紙、クラフト紙、パーチメント紙、アイボリー紙、マニラ紙、カード紙、カップ紙、グラシン紙等が用いられる。尚、板紙原紙１０１の上面及び下面には、耐熱性や保形性が要求される紙容器の用途に応じてポリエステル系やポリオレフィン系の樹脂層をフィルムの貼り合わせやコーティングによって形成させれば良い。
【０００８】
次に、図示しない成形装置によって板紙原紙１０１の中央部分がプレス成形され、図１０の（２）に示すように変化する。すなわち、１枚のシート状の板紙原紙１０１から紙容器の底面部１３の部分と、これに連続する周壁部１４の部分と、これに連続する平坦部１５とが形成される。
【０００９】
次に、平坦部１５の部分がプレス成形されて図１０の（３）の示すような形状に変化する。すなわち、平坦部１５の部分から紙容器の水平フランジ部１８に相当する部分と、これに接続する縁巻を形成するための縁巻代となる縁巻用脚立部１９とが形成される。
【００１０】
更に、縁巻用脚立部１９から、プレス成形によるカーリング加工によって図１０の（４）に示されているような縁巻部２０が形成される。
【００１１】
図１１は図１０の（３）及び（４）におけるプレス成形の状態に対応する成形装置の概略断面図である。
【００１２】
図を参照して板紙原紙１０１は第１の型部材２１と第２の型部材２２とによって押圧されて、容器の底面部１３、周壁部１４及び水平フランジ部１８の部分が成形されている。そして第１の外枠部材２３が上方より下降してきて図１０の（２）で示した平坦部１５の一部を下方に折曲げ、これを縁巻用脚立部１９としてしごきながら形成する。そして縁巻用脚立部１９の先端が、第１の外枠部材２３とカールリング部材２５との対向部分によって形成されている溝部２６にその一部が残った状態となる。
【００１３】
カールリング部材２５は、ストッパリング３９の段差部４０に当接して下方への移動が抑制されて停止する。第２の外枠部材２４はストッパリング３９の外側の高さの低い部分に当接しない構造になっているので、更に下方に移動し下死点に至る。このようにカールリング部材２５が第２の外枠部材２４よりも先に移動が停止し、押圧されることにより、第１の外枠部材２３の溝部２６ａの内側端部が板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９の外周部先端をカールリング部材２５の溝部２６ｂの内壁面との間の部分で挟み、打ち固める。
【００１４】
溝部２６ｂの内壁面が湾曲しているため、この内側端部の打ち固めと共に、板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９の先端が曲げられ、カーリング方向の巻癖が形成される。溝部２６ａの内側端部により、板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９の先端が打ち固められるため、先端の紙の密度は更に高められる。これと共に上述のようにカーリング方向の巻癖が形成される。
【００１５】
次に、台座部２７が上方向に移動し始めて、スプリング３１によって付勢されているカールリング部材２５、第２の外枠部材２４及び位置決めリング３４が、第１の外枠部材２３と衝合した状態のままで共に上方向に移動し始める。この移動により、板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９は溝部２６内に挿入されていく。挿入された板紙原紙１０１の縁巻用脚立部１９は、カール溝内の湾曲した内壁面に沿ってカーリングされ縁巻部が形成される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の紙容器はプレス成形によって形成されているため、プレス成形後の形状が変化する、いわゆるスプリングバックの現象を生じやすい。
【００１７】
図１２はこのようなスプリングバックを説明するための紙容器の概略断面図である。
【００１８】
図を参照して、実線はプレス成形時の状態を示しており、仮想線は、プレス成形後にスプリングバックによって変形した状態を示している。図から明らかなように、底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４が外方方向に広がるように変形している。又、周壁部１４の上端から水平方向に伸びる水平フランジ部１８の先端に形成されている縁巻部２０も、その巻込み径が大きくなるように緩んだ状態に変形している。
【００１９】
周壁部１４にあっては、プレス成形によって相対的に内面側は縮むような力が加えられ外面は伸びるような力が加えられる。このため、成形装置から紙容器が取出されるとこのような力が消失するため、周壁部１４の内面側は伸びようとし、外面側は縮もうとする力が発生する。これによって周壁部１４が外方に広がるように変形することになる。同様に縁巻部２０にあってもプレス成形によって外面側は伸びるように力が加えられ、内面側は縮むように力が相対的に加えられる。このような力から開放されると、縁巻部２０の外面は縮むように変形し、内面側は伸びるように変形して縁巻状態が緩むことになる。
【００２０】
このようなスプリングバックが生じるため、仕上がり品のサイズが設計時のものと異なることが多くなる。このような紙容器の保形性の低下は、例えば蓋を嵌合させる場合等で問題を生じさせ、紙容器の品質が低下することになる。
【００２１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、プレス成形後のスプリングバックが生じ難い紙容器及びそのような紙容器を成形するための紙容器の成形装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、少なくとも底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器において、周壁部の内面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００２３】
このように構成すると、周壁部を形成する板紙原紙の部分の凹部において圧縮変形が生じる。この圧縮変形は、周壁部の内面の全周に渡って生じる。
【００２６】
請求項２記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、少なくとも底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器において、周壁部の外面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００２７】
このように構成すると、周壁部を形成する板紙原紙の部分の凹部において圧縮変形が生じる。この圧縮変形は、周壁部の外面の全周に渡って生じる。
【００２８】
請求項３記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部と、周壁部の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部と、水平フランジ部の外周縁に形成された縁巻とからなる紙容器において、縁巻の内面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００２９】
このように構成すると、縁巻を形成する板紙原紙の部分に折り癖が生じ、縁巻の巻込み時の反発力が低下する。
【００３２】
請求項４記載の発明は、１枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部と、周壁部の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部と、水平フランジ部の外周縁に形成された縁巻とからなる紙容器において、縁巻の外面に凹部が形成され、凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とするものである。
【００３３】
このように構成すると、縁巻を形成する板紙原紙の部分に折り癖が生じ、縁巻の巻込み時の反発力が低下する。
【００３４】
請求項５記載の発明は、１枚の板紙原紙から少なくとも底面部と、底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器をプレス成形するための成形装置であって、周壁部の外面をその第１の傾斜壁部でプレスするための第１の型部材と、周壁部の内面をその第２の傾斜壁部でプレスするための第２の型部材とを備え、第２の傾斜壁部には、水平方向に連続する三角形断面の突起体がｎ本形成されており、突起体の外方の２辺の長さをＴ１，Ｔ２とし、突起体の内方の１辺の長さをＤとし、前記突起体の高さをＨとし、第２の傾斜壁部の立ち上がり方向の長さをＬ１とし、第１の傾斜壁部の立ち上がり方向の長さをＬ２とすると、Ｌ２−Ｌ１＝Ｓ１，Ｔ１＋Ｔ２−Ｄ＝Ｓ２，０．７×Ｓ１≦ｎ×Ｓ２≦１．５×Ｓ１，０．０２ｍｍ≦Ｈ≦０．１０ｍｍの関係を有するものである。
【００３５】
このように構成すると、プレス成形された紙容器の周壁部の外面の立ち上がり長さと内面の立ち上がり長さとがほぼ同一となる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、周壁部の内面全周に渡って板紙原紙の圧縮変形が生じるため、周壁部におけるスプリングバックが防止され、紙容器の保形性がより向上する。
【００３８】
請求項２記載の発明は、周壁部の外周の全周に渡って板紙原紙に圧縮変形が生じるため、周壁部におけるスプリングバックが防止され、紙容器の保形性がより向上する。
【００３９】
請求項３記載の発明は、縁巻を形成する板紙原紙に折り癖が生じるため、縁巻の緩みが防止され、紙容器の保形性が向上する。又、縁巻の巻込み時の反発力が低下するため、より安定した縁巻状態が維持される。
【００４１】
請求項４記載の発明は、縁巻を形成する板紙原紙に折り癖が生じるため、縁巻の緩みが防止され、紙容器の保形性が向上する。又、縁巻の巻込み時の反発力が低下するため、より安定した縁巻状態が維持される。
【００４２】
請求項５記載の発明は、紙容器の周壁部の外面の立ち上がり長さと内面の立ち上がり長さとがほぼ同一となるため、プレス成形された紙容器の周壁部におけるスプリングバックが防止され、紙容器の保形性が向上する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施の形態による紙容器の成形装置の主要部の概略断面図である。
【００４４】
この成形装置の基本的な構造は図１１で示した従来の成形装置によるものと同一であり、又その動作も基本的には同一である。従って、ここでは、図１１で示した成形装置との相違点について主に説明する。
【００４５】
図を参照して、紙容器の周壁部の内面をプレスする第２の型部材２２の傾斜壁部４２の部分に、３本の線条の突起体４３ａ〜突起体４３ｃが形成されている。図４はこの突起体４３ａ〜突起体４３ｃの断面形状を示したものであり、これらは三角形断面形状を有している。
【００４６】
又、紙容器の縁巻に相当する部分を板紙原紙からしごくように形成する第２の型部材２２の垂直壁部４５の部分にも、３本の線条の突起体４６ａ〜突起体４６ｃが形成されている。この突起体４６ａ〜突起体４６ｃの断面形状も同様に図４にて示された形状と同一である。
【００４７】
尚、突起体４３ａ〜突起体４３ｃの各々と、突起体４６ａ〜突起体４６ｃの各々とは水平方向に連続している。すなわち、これらの突起体は、第２の型部材２２の周方向に連続して形成されている。
【００４８】
図２は図１で示された成形装置を用いて板紙原紙をプレス成形した際の変形状態を示した図である。尚、板紙原紙の材質、寸法、形状等は、従来例の図９で示したものと同一である。
【００４９】
図２の（１）は従来例として示した図１０の（２）に対応したものである。すなわち、図１で示した成形装置の第１の型部材２１及び第２の型部材２２によって、板紙原紙がプレスされた状態である。周壁部１４に相当する板紙原紙の部分は、第１の型部材２１の傾斜壁部５２と第２の型部材２２の突起体４３ａ〜４３ｃを含む傾斜壁部４２とによってプレスされる。これによって、紙容器を構成する周壁部１４の内面側に水平方向に連続する三角形断面の３条の凹部５０ａ〜凹部５０ｃが溝として形成される。
【００５０】
図２の（２）は従来例として示した図１０の（３）に対応したものである。相違点としては、紙容器の縁巻を形成するための縁巻用脚立部１９の内面側に水平方向に連続する三角形断面の３条の凹部５１ａ〜凹部５１ｃが溝として形成されている点である。この凹部５１ａ〜凹部５１ｃは、第２の型部材２２の垂直壁部４５に形成された３本の突起体４６ａ〜突起体４６ｃによってプレス成形されたものである。縁巻用脚立部１９は、この状態で次の工程（図示せず）によって第２の外枠部材２３の溝部２６ａ，カーリング部材２５の溝部２６ｂによって巻込まれて縁巻が形成される。
【００５１】
図３はこのようにしてプレス成形された紙容器の概略断面図である。
【００５２】
図を参照して、底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４の内面には水平方向に連続する３条の溝となる凹部５０ａ〜凹部５０ｃが形成されている。ここで周壁部１４の内面の立ち上がり長さをＸ１とし、これに対応する第２の型部材２２の傾斜壁部４２の長さをＬ１とする。又、周壁部１４の外面の立ち上がり長さＸ２に対応する第１の型部材２１の傾斜壁部５２の長さをＬ２とする。
【００５３】
そして、図４に示されている突起体４３の本数をｎ本とし、その外方の２辺の長さをＴ１，Ｔ２とし、突起体４３の内方の１辺の長さをＤとし、突起体４３の高さをＨとする。そこで、
Ｌ２−Ｌ１＝Ｓ１
Ｔ１＋Ｔ２−Ｄ＝Ｓ２
０．７×Ｓ１≦ｎ×Ｓ２≦１．５×Ｓ１
０．０２ｍｍ≦Ｈ≦０．１０ｍｍ
の関係を有するようにすると、形成された周壁部１４の内面側の実質的な立ち上がり長さと周壁部１４の外面の立ち上がり長さとがほぼ同一となるため、スプリングバックを効率的に防止することができる。
【００５４】
尚、凹部５０ａ〜凹部５０ｃは上述のように周壁部１４の実質的な内面側の立ち上がり長さを長くする効果があるが、この効果に加えて、凹部５０ａ〜凹部５０ｃの各部分において周壁部１４を構成する板紙原紙の材料に圧縮変形を起こすことにもなる。これによっても周壁部１４の外方へ広がろうとする変形を効率的に防止することが可能となる。
【００５５】
尚、突起体４３の高Ｈさを限定しているが、これは紙容器の内面側に樹脂コーティング等がある場合に、これを傷つけないように配慮したものである。
【００５６】
一方、縁巻部２０においては、その巻込み前のしごかれた状態において凹部５１ａ〜凹部５１ｃが形成されるため、これらが巻癖となり縁巻部２０の巻込形成を容易とすると共に、その巻込み状態を効率的に維持する効果を発揮する。
【００５７】
尚、縁巻部２０の凹部５１ａ〜５１ｃを形成する突起体４６ａ〜４６ｃの高さＨも、突起体４３ａ〜４３ｃと同様の範囲にあることが好ましい。これによって、第２の型部材２２の垂直壁部４５と第１の外枠部材２３の垂直壁部４８とから既定されるクリアランスが部分的につめられることになる。このクリアランスは、通常板紙原紙の厚さに設定するのが適切であり、大きすぎると材料がしごけず縁巻が困難になり、一方、小さいと材料が割れてしまう虞がある。そこで、上記の用にクリアランスが部分的に詰められると、材料の割れの発生が防止されると共に適度のしごきがなされるので、より縁巻が良好となる効果も生じる。
【００５８】
図５はこの発明の第２の実施の形態による紙容器の成形装置の主要部の概略構造を示した断面図である。
【００５９】
尚、この実施の形態による成形装置も従来で示した図１１によるものと基本的な形状及び動作は同一であるため、その相違点について主に説明する。
【００６０】
図を参照して、紙容器の周壁部の外面をプレスするための第１の型部材２１の傾斜壁部５２の部分に、水平方向に連続して伸びる断面が三角形状の３本の突起体５３ａ〜突起体５３ｃが形成されている。一方、紙容器の縁巻を形成する部分をしごくための第１の外枠部材２３の垂直壁部４８の部分に、水平方向に連続する断面が三角形状の３本の突起体５５ａ〜突起体５５ｃが形成されている。尚、これらの突起体５３，５５は、先の実施の形態による図４で示された突起体の形状と同一である。
【００６１】
図６は図５で示された成形装置を用いて板紙原紙をプレス成形した場合の変形状態を示した図である。
【００６２】
図６の（１）は従来例で示した図１０の（２）に対応したものである。すなわち、図５で示した成形装置の第１の型部材２１及び第２の型部材２２によって、板紙原紙がプレスされた状態である。周壁部１４に相当する板紙原紙の部分は、第１の型部材２１の突起体５３ａ〜５３ｃを含む傾斜壁部５２と第２の型部材２２の傾斜壁部４２とによってプレスされる。これによって、紙容器の底面部１３の外周縁に接続する周壁部１４の外面に水平方向に連続する三角形断面の３条の凹部５６ａ〜凹部５６ｃが溝として形成される。従って、凹部５６ａ〜凹部５６ｃの形状は成形装置の突起体５３ａ〜突起体５３ｃに対応した形状となっている。
【００６３】
図６の（２）は従来例で示した図１０の（３）の状態に対応したものである。図を参照して、図６の（１）で示した平坦部１５の外方部分は下方に折り曲げられ、図５で示した成形装置の第２の型部材２２の垂直壁部４５と第１の外枠部材２３の垂直壁部４８との間でプレスされながらしごかれる。これによって、第１の外枠部材２３の突起体５５ａ〜突起体５５ｃに対応した形状の凹部５７ａ〜凹部５７ｃが、水平方向に連続する三角形断面の３条の溝として形成されることになる。縁巻用脚立部１９は、この状態で次の工程（図示せず）において溝部２６ａ，溝部２６ｂによって巻込まれ、縁巻部が形成される。
【００６４】
図７はこのようにしてプレス成形された紙容器の断面形状を示した概略図である。
【００６５】
図を参照して、紙容器の底面部１３の外周縁から立ち上がる周壁部１４の外面に、凹部５６ａ〜凹部５６ｃが水平方向に連続する三角形断面の３条の溝として形成されている。これによって周壁部１４を構成する板紙原紙に圧縮変形を生じさせ、スプリングバックが効率的に防止される。
【００６６】
一方、縁巻部２０においてはその内面に、凹部５７ａ〜凹部５７ｃが水平方向に連続する三角形断面の３条の溝として形成されている。これによって縁巻部２０を構成する縁巻用脚立部１９に折り癖がつけられるため、巻込みが容易となると共に巻込み状態が安定して保持されることになる。
【００６７】
尚、この第２の実施の形態によってプレス成形された紙容器は図７から明らかなように、容器の内面側及び縁巻の外面側には先の実施の形態によるものとは異なり凹部が形成されていない。従って、紙容器の内面側に樹脂等のコーティングがされているような場合には、コーティングを傷つける虞がないと共に容器の内面側に凹部が表れないため、紙容器の品質をより向上することになる。
【００６８】
尚、上記の各実施の形態では、縁巻付きの紙容器を対象としているが、縁巻のない紙容器であってもその周壁部に対して同様に適用できる。
【００６９】
又、上記の各実施の形態では、紙容器の縁巻及び周壁部のいずれにも凹部を形成しているが、この凹部は縁巻及び周壁部の一方にのみ形成しても良い。
【００７０】
更に、上記の各実施の形態では、凹部は紙容器の縁巻及び周壁部の各々の一方面に形成しているが、これらの両面に形成しても良い。
【００７１】
更に、上記の各実施の形態では、成形装置の突起体が連続的に形成されているが、これらは断続的に形成しても良く、又、点状に形成しても良い。
【００７２】
更に、上記の各実施の形態では、成形装置の突起体の形状や本数を特定しているが、断面半円形状や他の本数であっても良い。
【００７３】
更に、上記の各実施の形態では、板紙原紙に樹脂等のコーティングが施されているが、このようなコーティングがされていない板紙原紙にも同様に適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態による紙容器の成形装置における主要部の概略構成を示した断面図である。
【図２】図１で示した成形装置によって板紙原紙がプレス成形された際の形状変化を示した図である。
【図３】図１で示した成形装置を用いてプレス成形された紙容器の概略断面形状を示した図である。
【図４】図１で示した成形装置の第２の型部材に形成された突起体の断面形状を示した図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態による紙容器の成形装置における主要部の概略構成を示した断面図である。
【図６】図５で示した成形装置によって板紙原紙がプレス成形された際の形状変化を示した図である。
【図７】図５で示した成形装置を用いてプレス成形された紙容器の概略断面形状を示した図である。
【図８】従来のプレス成形装置によって形成された紙容器の概略形状を示した斜視図である。
【図９】図８で示した紙容器を成形するための板紙原紙の概略形状を示した図である。
【図１０】図９で示した板紙原紙のプレス成形による形状変化を示した図である。
【図１１】図８で示した紙容器をプレス成形するための従来の成形装置の概略構成を示した断面図である。
【図１２】従来の紙容器の問題点を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１３…底面部
１４…周壁部
１５…平坦部
１６…紙容器
１８…水平フランジ部
２０…縁巻部
２１…第１の型部材
２２…第２の型部材
４２…傾斜壁部
４３…突起体
５０，５１，５６，５７…凹部
１０１…板紙原紙
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (5)
- １枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、少なくとも底面部と、前記底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器において、
前記周壁部の内面に凹部が形成され、前記凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とする、紙容器。 - １枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、少なくとも底面部と、前記底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器において、
前記周壁部の外面に凹部が形成され、前記凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とする、紙容器。 - １枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、底面部と、前記底面部の外周縁から立ち上がる周壁部と、前記周壁部の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部と、前記水平フランジ部の外周縁に形成された縁巻とからなる紙容器において、
前記縁巻の内面に凹部が形成され、前記凹部は、水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とする、紙容器。 - １枚の板紙原紙からプレス成形のみによって形成され、底面部と、前記底面部の外周縁から立ち上がる周壁部と、前記周壁部の上端縁から水平方向に伸びる水平フランジ部と、前記水平フランジ部の外周縁に形成された縁巻とからなる紙容器において、
前記縁巻の外面に凹部が形成され、前記凹部は、前記水平方向に連続する三角形断面の複数の溝よりなることを特徴とする、紙容器。 - １枚の板紙原紙から少なくとも底面部と、前記底面部の外周縁から立ち上がる周壁部とからなる紙容器をプレス成形するための成形装置であって、
前記周壁部の外面をその第１の傾斜壁部でプレスするための第１の型部材と、
前記周壁部の内面をその第２の傾斜壁部でプレスするための第２の型部材とを備え、
前記第２の傾斜壁部には、水平方向に連続する三角形断面の突起体がｎ本形成されており、前記突起体の外方の２辺の長さをＴ１，Ｔ２とし、前記突起体の内方の１辺の長さをＤとし、前記突起体の高さをＨとし、前記第２の傾斜壁部の立ち上がり方向の長さをＬ１とし、前記第１の傾斜壁部の立ち上がり方向の長さをＬ２とすると、
Ｌ２−Ｌ１＝Ｓ１
Ｔ１＋Ｔ２−Ｄ＝Ｓ２
０．７×Ｓ１≦ｎ×Ｓ２≦１．５×Ｓ１
０．０２ｍｍ≦Ｈ≦０．１０ｍｍ
の関係を有する、紙容器の成形装置。
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