JP4340941B2

JP4340941B2 - 包装用容器の製造方法及びこれに使用するプラグ

Info

Publication number: JP4340941B2
Application number: JP2000022104A
Authority: JP
Inventors: 充小林; 広信北川; 匡司川島
Original assignee: リスパック株式会社
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: JP2001205694A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、合成樹脂シートまたはフィルムから包装用容器を製造する方法、及びこれに使用するプラグに関し、特に、包装用容器が深ものと呼ばれるカップ状のものである製造方法及びプラグに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
みそや食品を入れるカップ状の包装用容器は、通常合成樹脂シートまたはフィルムから形成されるものであり、側壁部分が長い「深しぼり」ものとして形成されるものである。また、このような包装用容器は、図３に示すように、予熱により軟化させた合成樹脂シートまたはフィルムを真空または圧空成形することにより、多数個取りしながら製造される。
【０００３】
このように、平らな合成樹脂シートまたはフィルムから深しぼりされた包装用容器を成形する場合、常に問題となるのが、側壁と底壁、あるいはこれらの境界部分において均等な肉厚とすること、つまり「扁肉」部分をなくすことである。このため、図３に示した従来から使用されている成形機においては、成形する際に、プラグ（プランジャーとも言われる）でアシストする、つまり合成樹脂シートまたはフィルムを強制的に引き伸ばして、均等な肉厚となる側壁を形成するようにすることが行われている。
【０００４】
従来のプラグは、アルミニウム単体のものとして形成するか、あるいはその表面（合成樹脂シートまたはフィルムと接触する面）にネルを素材とした布等を貼付したものがある。アルミ単体のプラグは、合成樹脂シートまたはフィルムを軟化している熱を急激に奪ってしまうため、包装用容器に跡が付いたり、透明材料を使用した場合に白濁することがあるだけでなく、扁肉部分を生じ易い。このため、アルミニウム等の金属からなる基体表面にネルを貼付したプラグが主流を占めてきているのである。
【０００５】
ネルは、一種の断熱材であるだけでなく、包装用容器に跡を付けることもないため、アルミ単体のものに比較すれば、良質な包装用容器を形成するプラグを構成するには有用なものである。ところが、ネルは合成樹脂シートまたはフィルムに対する摩擦力が少し不足するため、包装用容器の底壁部分を引き伸ばしながら側壁を形成することになって、底部において肉厚の不足する包装用容器を形成してしまうことになっていたのである。しかも、ネルは繊維であるため、細かいネル繊維が成形時に切れて容器に付着することがあり、特に食品容器とするには不都合であったのである。
【０００６】
要するに、予熱によって軟化させた合成樹脂シートまたはフィルムをプラグを利用して引き伸ばしながら深ものであるカップのような包装用容器を形成するためには、次のようなことが必要である。
【０００７】
▲１▼プラグは、予熱された合成樹脂シートまたはフィルムから熱を急激に奪ってしまうものであってはならない。
【０００８】
▲２▼軟化させた合成樹脂シートまたはフィルムに対して、プラグはあまり滑ってはいけないし、また当然くっついてしまってもいけない。軟化した合成樹脂シートまたはフィルムに対するプラグの摩擦力はある一定の範囲内にする必要がある。
【０００９】
▲３▼勿論、包装用容器に跡やキズを付けないような平滑性を有したプラグとしなければならない。
【００１０】
他の従来のプラグとしては、例えば特開昭５０−８７１６２号公報にて提案されているような「成形用プラグ」がある。この従来の成形用プラグは、傘の骨のように開閉自在な多数のセグメントを有していて、各セグメントの先端が形成する形状を自在に変えられるようにしたものである。そして、各セグメントの合成樹脂シートまたはフィルムと接触する部分は、シリコーンゴムからなるカバーによって覆われており、合成樹脂シートまたはフィルムの引き伸ばしを円滑に行えるようにしているものである。
【００１１】
以上のような特開昭５０−８７１６２号公報に示された従来のプラグによれば、包装用容器の大きさの変化に応じた形成を１種類のものによって行えるというメリットはあるものの、全体の構造が複雑となっており、セグメントの拡開縮小を繰り返すことにより、長期的機能維持が困難となるだけでなく、包装用容器の製造コスト高を招くものでもあったのである。
【００１２】
それより何より、合成樹脂シートまたはフィルムと接触する部分をシリコンゴムによって形成した従来のプラグでは、摩擦力が大きすぎるため、合成樹脂シートまたはフィルムの均等な引き伸ばしを行うことができないことが判明した。特に、各セグメントを閉じたときと、大きく開いたときとでは、合成樹脂シートまたはフィルムの単位面積当りに接触しているシリコンゴムの面積が大きく変化するため、この特開昭５０−８７１６２号公報に示されたプラグは、摩擦力の調整を行うことが非常に困難となっているのである。
【００１３】
そこで、本発明者は、従来の上記のようなプラグについての問題を解決するにはどうしたらよいか、と種々検討を重ねてきた結果、本発明を完成したのである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような実状に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、合成樹脂シートまたはフィルムから包装用容器を形成するにあたって、扁肉やプラグの跡の存在をなくすことである。
【００１５】
すなわち、請求項１に係る発明の目的とするところは、予熱された合成樹脂シートまたはフィルムの引き伸ばしを最適な状態で行えるようにして、扁肉やプラグの跡の存在の殆どない包装用容器の製造方法を提供することにある。
【００１６】
また、請求項２〜請求項４に係る発明の目的とすることろは、予熱された合成樹脂シートまたはフィルムの引き伸ばしを最適な状態で行うことができて、完成後の包装用容器に扁肉や跡がないようにすることのできるプラグを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、まず請求項１に係る発明の採った手段は、後述の実施形態の説明中において使用する符号を付して説明すると、
「予熱した合成樹脂シートまたはフィルム２０の、包装用容器３０の底壁３１となる部分にプラグ１０を押しあてて、合成樹脂シートまたはフィルム２０からカップ状の包装用容器３０を製造する方法であって、
プラグ１０として、金属製の基部１１の表面に、マイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層１２を一体化したものを採用し、
低発泡樹脂層１２表面の、合成樹脂シートまたはフィルム２０に当接する直前の温度を５０℃以上となるようにしながら、プラグ１０によって合成樹脂シートまたはフィルム２０を押圧することにより包装用容器３０を製造する方法」
である。
【００１８】
すなわち、この請求項１に係る包装用容器３０の製造方法は、基本的には図３に示したような従来から使用されている成形機によって実施するものであるが、プラグ１０の構造及びその使用条件が従来成形機の場合とは異なっているものである。
【００１９】
プラグ１０は、次の請求項２に係る発明の説明中でも詳述するが、図１及び図２に示すように、金属製の基部１１の、合成樹脂シートまたはフィルム２０を押圧する側の面に、マイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層１２を一体化したものであり、この樹脂層１２によって予熱されている合成樹脂シートまたはフィルム２０のプラグ１０全体に対する断熱を行っているものである。
【００２０】
換言すれば、この樹脂層１２は、所渭シンタクチックフォームであり、これを形成する際に使用されるマイクロバルーンによる微小中空を大量に有していて、これらの微小中空内の空気等の存在によって断熱性を維持しているものである。勿論、これらの微小中空の周囲には、樹脂層１２自体を構成する熱硬化性樹脂等の合成樹脂が存在しているのであるから、この合成樹脂の部分ではそれに見合った熱伝導性を有しているものである。
【００２１】
このため、この製造方法では、そのプラグ１０の表面側の樹脂層１２の熱伝導率が、アルミニウム単体の場合より低く、ネルの場合より高くなっているため、図２に示すように、予熱によって軟化した合成樹脂シートまたはフィルム２０の、包装用容器３０の底壁３１となる部分において、その軟化状態を阻害しない。
【００２２】
また、このプラグ１０の樹脂層１２がシンタクチックフォームによって形成されているということは、その表面に、マイクロバルーンによる微小中空の開口が存在していて、この開口が樹脂層１２表面の摩擦力を、ネルやアルミニウム単体の場合よりも少し大きくしている。勿論、微小中空の周囲には合成樹脂による面も存在していたのであるから、この面の存在によって、当該樹脂層１２表面の摩擦力は、従来使用されていたシリコンゴムよりも小さくなっているのである。
【００２３】
特に、この製造方法では、プラグ１０の樹脂層１２の温度が合成樹脂シートまたはフィルム２０に当接する直前において５０℃以上となるようにしているから、上述した引き伸ばし作用が確実に行われるのである。
【００２４】
以上の方法を、プラグ材質が、アルミニウム単体、アルミニウムの表面にネルを貼着したもの、及びポリアセタールである場合と比較した場合の結果がどうなるかを比較したところ、次の表１のような結果が得られた。
【００２５】
【表１】

【００２６】
この場合、全てのプラグは、口径が１２６ｍｍで、高さが９１ｍｍとなるものを使用し、図３に示すような真空または圧空熱成形機で成形した。成形条件は、空圧を４．０ｋｇ／ｃｍ２で、予熱のための加熱温度を、上ヒータが３６０℃で下ヒータが３１０℃となるようにした。合成樹脂シートまたはフィルム２０の材料としてはＡ−ＰＥＴであり、その肉厚が１．０ｍｍのものを採用している。
【００２７】
上記表１の結果からすると、本発明に係る製造方法では、プラグ跡が殆ど残らず、最低肉厚も他の比較例の場合よりも厚くなっていて、扁肉していなくて均一な引き伸ばしが行われていることが理解できる。
【００２８】
また、表１の実験では、圧縮スピード１０ｍｍ／分でオートグラフによる座屈強度も測定していて、その結果、本発明に係る製造方法の場合が最も座屈強度が高くなっていることが分かり、この点からしても、本発明によって製造した包装用容器３０には扁肉が少ないことが理解できる。
【００２９】
さて、前記課題を解決するために、請求項２に係る発明の採った手段は、
「予熱した合成樹脂シートまたはフィルム２０の、包装用容器３０の底壁３１となる部分に押し当てることにより、合成樹脂シートまたはフィルム２０からカップ状の包装用容器３０を製造するために使用されるプラグ１０であって、
このプラグ１０を、金属製の基部１１と、この基部１１の表面に一体化されてマイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層１２とにより構成したことを特徴とするプラグ１０」
である。
【００３０】
すなわち、この請求項２に係るプラグ１０では、アルミニウム等の金属によって構成した基部１１の表面に、所渭シンタクチックフォームにより形成した樹脂層１２を、貼付等の手段によって一体化したものであり、この樹脂層１２の表面の物理的特性を生かすことにより、合成樹脂シートまたはフィルム２０の引き伸ばしを跡がつかず均一なものとなるようにしたものである。
【００３１】
樹脂層１２を構成しているシンタクチックフォームは、フェノール樹脂等によって形成したマイクロバルーン（微小中空球）を液状の熱硬化性合成樹脂と混合し、これを硬化させることにより得られるものであり、アルミニウム等の金属よりも高く、ネルよりも低い断熱性を有しているものである。また、このシンタクチックフォームの摩擦係数は、アルミニウム等の金属に比較して高く、ネルやシリコンゴムに比較して低いものである。
【００３２】
以上のように構成したプラグ１０の摩擦係数と、温度が１００℃の合成樹脂シートまたはフィルム２０に対してどうなるのかをアルミニウム単体、その表面にネルを貼付したもの、及びジュラコンの場合のそれぞれと比較測定してみたところ、次の表２の通りとなった。
【００３３】
【表２】

【００３４】
なお、アルミニウム、ネル、シンタクチックフォーム及びポリアセタール（ジュラコン）の熱伝導率は、それぞれ、２３０，０．０４，０．１２及び０．２６（Ｗ・ｍ^-1・ｋ^-1 ）であった。
【００３５】
従って、このようなプラグ１０を採用することによって、予熱により軟化した合成樹脂シートまたはフィルム２０の引き伸ばしを、上記表１に示したように、跡を付けないで均一に行えるのである。
【００３６】
また、上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項２に係るプラグ１０を構成している樹脂層１２について、その熱伝導率を、０．０７〜０．２Ｗ・ｍ^-1・ｋ^-1としたものであるが、これにより、成形に必要な基部１１からの熱移動を十分行うことができて、前述した効果をより一層確実に発揮させることができるのである。中でも、この樹脂層１２の熱伝導率は、０．１〜０．１４Ｗ・ｍ^-1・ｋ^-1であることが好ましい。
【００３７】
そして、請求項４に係る発明の採った手段は、上記請求項２または請求項３のプラグ１０について、その樹脂層１２を構成する基本樹脂をエポキシ樹脂としたものである。これにより、本質的には柔らかくて脆い性質のシンタクチックフォームを使用して樹脂層１２を構成した場合であっても、その強度を高めることができるのであり、かつ金属からなる基部１１に対する樹脂層１２の一体化を確実にすることができるのであり、結果的に繰り返し使用するプラグ１０の耐久性を高めることができたのである。勿論、このような樹脂層１２を基部１１と一体化したのであるから、プラグとして要求される十分な剛性を有しているだけでなく、その厚さを２〜３ｍｍ程度にすれば、全体のコストをそれ程増大させることもないのである。
【００３８】
【発明の実施の形態】
次に、上記のように構成した各請求項の発明を、図面に示した実施の形態に従って説明するが、請求項１の製造方法は、請求項２〜４のプラグ１０を使用するものであるため、以下ではこのプラグ１０を中心に説明することとする。
【００３９】
図１には、成形された包装用容器３０と、これから抜き出されたプラグ１０との各断面図が示してある。このプラグ１０は、図３に示したような熱成形機において使用されるものであり、図１及び図２に示したように、アルミニウム等の金属からなる基部１１の表面（図示したものでは上面）に、シンタクチックフォーム、つまりマイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層１２を接着等により一体化したものである。
【００４０】
樹脂層１２は、その基本合成樹脂をエポキシ樹脂としたものであり、この合成樹脂に微小中空を形成すことになるマイクロバルーンを混合して形成したものである。この場合、熱伝導率を、０．０７〜０．２Ｗ・ｍ^-1・ｋ^-1とするとともに、全体の厚さが２〜３ｍｍ程度となるようにした。
【００４１】
本実施形態のプラグ１０では、その樹脂層１２に曲面部１２ａを形成するようにしており、この曲面部１２ａが基部１１の図示上端の周囲に位置するようにしている。
【００４２】
この曲面部１２ａが存在することにより、予熱されて軟化した合成樹脂シートまたはフィルム２０にある程度の張力を付与した状態で当該プラグ１０による引き伸ばしを行うとき、図２に示したように、包装用容器３０の底壁３１となるべき部分の図中の矢印にて示した引き伸ばしが、包装用容器３０に跡を付けることなく行えることは当然として、各部の肉厚が均一となるように行えるのである。
【００４３】
勿論、合成樹脂シートまたはフィルム２０の引き伸ばしが均一に行えるのは、合成樹脂シートまたはフィルム２０に接触することになる樹脂層１２表面の摩擦係数と、樹脂層１２自体の熱伝導率である。熱伝導率が関係するのは、合成樹脂シートまたはフィルム２０を加熱によって軟化させておいてから引き伸ばしを行うからであり、軟化温度を長く維持するために、プラグ１０の表面温度を５０℃以上とすることが必要である。
【００４４】
プラグ１０の表面温度を５０℃以上とするためには、基部１１内に温湯を流したりヒータを内蔵したりしてもよいが、図３に示した装置内の雰囲気温度を５０℃以上にするのが簡便でよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳述した通り、まず請求項１に係る発明においては、上記実施形態にて例示した如く、
「予熱した合成樹脂シートまたはフィルム２０の、包装用容器３０の底壁３１となる部分にプラグ１０を押しあてて、合成樹脂シートまたはフィルム３０からカップ状の包装用容器３０を製造する方法であって、
プラグ１０として、金属製の基部１１の表面に、マイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層１２を一体化したものを採用し、
低発泡樹脂層１２表面の、合成樹脂シートまたはフィルム２０に当接する直前の温度を５０℃以上となるようにしながら、プラグ１０によって合成樹脂シートまたはフィルム２０を押圧することにより包装用容器３０を製造すること」
にその構成上の特徴があり、これにより、予熱された合成樹脂シートまたはフィルムの引き伸ばしを最適な状態で行えるようにして、扁肉や跡の存在の殆どない包装用容器の製造方法を提供することができるのである。
【００４６】
また、請求項２に係る発明においては、
「予熱した合成樹脂シートまたはフィルム２０の、包装用容器３０の底壁３１となる部分に押し当てることにより、合成樹脂シートまたはフィルム２０からカップ状の包装用容器３０を製造するために使用されるプラグ１０であって、
このプラグを、金属製の基部１１と、この基部１１の表面に一体化されてマイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層１２とにより構成したこと」
にその構成上の特徴があり、これにより、予熱された合成樹脂シートまたはフィルムの引き伸ばしを最適な状態で行うことができて、完成後の包装用容器に扁肉や跡がないようにできるプラグ１０を提供することができるのである。
【００４７】
特に、請求項３のプラグ１０のように、その樹脂層１２の熱伝導率を、０．０７〜０．２Ｗ・ｍ^-1・ｋ^-1とすることにより、合成樹脂シートまたはフィルム２０の均一な引き伸ばしを確実に行うことができるのであり、請求項４のプラグ１０のように、その樹脂層１２を構成する基本樹脂をエポキシ樹とすることにより、耐久性にも優れたプラグ１０とすることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラグとこれにより形成された包装用容器の断面図である。
【図２】同プラグと、これによって引き伸ばされている合成樹脂シートまたはフィルムの断面図である。
【図３】同プラグが適用される熱成形機の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
１０プラグ
１１基部
１２樹脂層
１２ａ曲面部
２０合成樹脂シートまたはフィルム
３０包装用容器
３１底壁
３２側壁

Claims

予熱した合成樹脂シートまたはフィルムの、包装用容器の底壁となる部分にプラグを押しあてて、合成樹脂シートまたはフィルムからカップ状の包装用容器を製造する方法であって、
前記プラグとして、金属製の基部の表面に、マイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層を一体化したものを採用し、
前記低発泡樹脂層表面の、前記合成樹脂シートまたはフィルムに当接する直前の温度を５０℃以上となるようにしながら、前記プラグによって合成樹脂シートまたはフィルムを押圧することにより包装用容器を製造する方法。
予熱した合成樹脂シートまたはフィルムの、包装用容器の底壁となる部分に押し当てることにより、合成樹脂シートまたはフィルムからカップ状の包装用容器を製造するために使用されるプラグであって、
このプラグを、金属製の基部と、この基部の表面に一体化されてマイクロバルーンを混合して硬化させた熱硬化性樹脂からなる樹脂層とにより構成したことを特徴とするプラグ。
前記樹脂層の熱伝導率は、０．０７〜０．２Ｗ・ｍ^-1・ｋ^-1であることを特徴とする請求項２に記載のプラグ。
前記樹脂層を構成する基本樹脂をエポキシ樹脂としたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のプラグ。