JP4611468B2

JP4611468B2 - 積層体及びプレス成形紙容器

Info

Publication number: JP4611468B2
Application number: JP9792599A
Authority: JP
Inventors: 哲浩山本; 慎一長田; 賢治上尾
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 1999-04-05
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2019-04-05
Also published as: JP2000289731A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐水性に優れたプレス成形紙容器を作製するための積層体及びその積層体を使用して作製されるプレス成形紙容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレス成形紙容器としては、板紙の一方の面にポリエステル、ポリメチルペンテン、ポリカーボネート等からなる耐熱性樹脂を熱溶融押出しコーティングするかないしはそれらの耐熱性樹脂からなるフィルムを積層し、他方の面に滑り性がよく耐熱性のよい薄いコーティング層を形成した構成からなる積層体を使用して、耐熱性樹脂層が内側になるようにプレス成形することにより作製されたものが一般的に使用されている。しかしながら、この構成の容器の場合には容器の外面の耐水性が不十分であり水分や油分が板紙層に浸透してくるために容器の変形が起こりやすく、冷凍食品等を包装するための容器として使用できないという問題があった。
上記容器の耐水性を改良するために、容器の外側となる板紙面にポリエチレン、エチレン成分を含むポリプロピレン等の汎用の熱溶融押出し樹脂を使用して積層した構成の積層体とした場合には、紙容器の耐水性は改良されるが、それらの樹脂は耐熱性があまりよくないため、プレス成形するための容器の外面に接する雌型（凹型）が、プレス成形された容器の保形性をよくするために１３０℃程度に加熱されているので、熱溶融押出しにより形成されたポリエチレン、エチレン成分を含むポリプロピレンからなる樹脂層が軟化して滑り性が悪くなるとともに金型に付着しやすくなりプレス成形が困難になるという問題がある。
また、板紙の外面に耐熱性の優れたポリエステル樹脂、ポリメチルペンテン等の樹脂を熱溶融押出しするか、２軸延伸ポリエチレンテレフタレート、２軸延伸ポリプロピレン、ポリカーボネート等のフィルムを積層する方法が考えられるが、この場合にはそれらの樹脂は高価であり、積層する樹脂層が厚くなるために加工コストが高くなり容器価格が高くなるという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐水性、耐熱性、プレス成形性に優れた冷凍食品等の包装に使用できる低価格の積層体及びプレス成形紙容器を提供することである。
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は、底面と該底面の外周縁に形成された側面と該側面の上端に全周にわたって形成されたフランジ部とを備えたプレス成形紙容器において、前記プレス成形紙容器は、加熱された雌型及び雄型からなる金型内にブランク板を挿入しプレス成形して成形され、前記ブランク板は、板紙層の両面に熱溶融押出しにより形成されたプロピレンホモポリマー樹脂層が積層された積層体からなるとともに、
底面となる底面形成領域と、前記側面となる側面形成領域と、前記フランジとなるフランジ形成領域とを備え、プレス成形時に絞られる領域に対応する前記側面形成領域及び前記フランジ形成領域には外周から伸びる複数の押罫が形成されていることを特徴としている。この構成によれば、プロピレンホモポリマー樹脂が耐水性、耐熱性、プレス成形性に優れるとともに比較的低価格の樹脂であるため、低価格の積層体が得られる。
また、プレス成形時に絞られる領域に対応する側面形成領域及びフランジ形成領域には外周から伸びる複数の押罫が形成されているので、プレス成形時における容器角部の絞り性がよくなるのでプレス成形された紙容器の角部の保形性を優れたものとすることができる。
【０００５】
さらに、プロピレンホモポリマー樹脂層が熱溶融押出しにより形成された構成とすることにより、プロピレンホモポリマー樹脂層の厚さを15〜20μ程度に薄く積層することが可能になるので、2軸延伸ポリエチレンテレフタレート、2軸延伸ポリプロピレン、ポリカーボネート等のフィルムを積層した構成、ないしはポリメチルペンテン等を熱溶融押出しした構成の積層体と比較して、より一層低価格で、耐水性、耐熱性、プレス成形性に優れた積層体とすることができる。
【０００６】
また、本発明によれば、前記プロピレンホモポリマー樹脂層が、主鎖に長鎖分岐構造を有するプロピレンホモポリマーからなることを特徴としている。この構成によれば、従来のポリプロピレンの欠点であった溶融張力の低さを改良することができ、プレス成形性がより優れたものとなる。
【０００７】
本発明に係るプレス成形紙容器を製造する製造方法は、上側プレスヘッドと下側プレスヘッドとを加熱する工程、熱溶融押出しにより形成されたプロピレンホモポリマー樹脂層が板紙層の両面に積層されたブランク板を前記上側プレスヘッドと前記下側プレスヘッドとの間に載置する工程及び前記上側プレスヘッドと前記下側プレスヘッドを接近させて前記ブランク板をプレスする工程から成る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を引用して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の積層体の第１実施形態の構成を示す断面図、図２は本発明の積層体の第２実施形態の構成を示す断面図、図３は本発明のプレス成形紙容器の実施形態を示す斜視図、図４は実施形態のプレス成形紙容器のブランク板を示す平面図であって、１，1'は積層体、11, 13はプロピレンホモポリマー樹脂層、12は板紙層、14はエチレン成分を含むポリプロピレン樹脂層、15は印刷層、２はフランジ、３は側面、４は底面、5a, 5bは絞りしわ、６はフランジ形成領域、７は側面形成領域、８は底面形成領域、9a, 9bは押罫をそれぞれ表す。
【０００９】
本発明の第１実施形態の積層体１は、図１に示すように、内面側から順にプロピレンホモポリマー樹脂層13と板紙層12と印刷層14とプロピレンホモポリマー樹脂層11が積層された構成である。第１実施形態の積層体１は、熱可塑性樹脂層がプロピレンホモポリマー樹脂にて形成されており、板紙層12の内面および外面にプロピレンホモポリマー樹脂を使用して熱溶融押出しすることにより形成されたプロピレンホモポリマー樹脂層が積層された構成となっている。
【００１１】
本発明のプレス成形紙容器の実施形態は図３に示すとおりであり、図４に示す形状のブランク板を使用してプレス成形することにより作製されるものである。容器は角丸で４角形状の底面４とその外周端に形成された側面３と側面３の上端に全周にわたって形成された平坦なフランジ２とからなる４角形状のプレス成形紙容器である。４隅の角部にはプレス成形時に積層体が絞られて生じる絞りしわ5a,5b が複数本形成された状態となっている。絞りしわ5a,5b は図４に示すブランク板の角部に形成された押罫9aおよび罫9bに沿って発生するものである。実施形態のプレス成形紙容器ではフランジ２は平坦な形状となっているが、フランジの外端部を下方に折り重ねた構成とすることも可能である。
【００１２】
実施形態のプレス成形紙容器のブランク板は、図４に示すように、角丸の長方形状であり、４箇所の角部における容器のフランジ形成領域６および側面形成領域７には、外周端から外周端を形成する円弧の中心に向って延びる複数の押罫9aおよび罫9bが形成されている。形成する押罫9a,9b 間の間隔を狭くするために、周端に近い領域には押罫9aおよび罫9bが周端縁から遠い領域には押罫9aがそれぞれ形成されている。このように押罫9a,9b を間隔を狭くして形成しておくことにより、プレス成形時における容器角部の絞り性がよくなるのでプレス成形された紙容器の角部の保形性を優れたものとすることができる。
【００１３】
従来のプロピレン樹脂は、低密度ポリエチレンと比べて高温での溶融張力が小さい、熱安定性に劣り分子切断を起こしやすくサージングが出やすい、ネックインが大きい等の問題があるので、熱溶融押出しが困難であるとともに膜厚を薄くしてコーテイングすることが困難であるため、熱溶融押出し用のプロピレン樹脂としては、プロピレン−エチレン共重合体ないしはプロピレンホモポリマー樹脂とポリエチレンのブレンド物からなる、エチレン成分が２０〜３０％含む組成のものが一般的であり、それらの熱溶融押出し用のプロピレン樹脂はプロピレンホモポリマー樹脂と比較して耐熱性が劣るものであった。そのために、熱溶融押出し用のプロピレン樹脂を板紙層の外面に積層した積層体を使用してプレス成形すると、紙容器の外面を形成するためのプレス成形用の雌型が成形品の保形性をよくするために１３０℃程度に加熱されているため、熱溶融押出し用のエチレン成分を含むプロピレン樹脂と雌型間の滑り性が悪くなりプレス成形ができないという問題があるとともに熱溶融押出し用のエチレン成分を含むプロピレン樹脂が雌金型に密着してプレス成形の作業性が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明のプレス成形紙容器においては、板紙層の外面側に積層するプロピレンホモポリマー樹脂として、主鎖に長鎖分岐構造をもつことにより従来のポリプロピレンの欠点であった溶融張力の低さを改良した高溶融張力ポリプロピレンを使用するものである。上記の物性を備えたハイ・メルトストレングス・ポリプロピレン（ＨＭＳ−ＰＰ）としては、例えば、Ｍｏｎｔｅｌｌ社ＨＭＳ−ＰＰ（ＰＦ−６１１）が好適に使用できる。このプロピレンホモポリマー樹脂を使用して、板紙層面に熱溶融押出しすることにより１５〜２０μの厚さにプロピレンホモポリマー樹脂層を形成することができる。このプロピレンホモポリマー樹脂の熱変形温度（ＡＳＴＭＤ−６４８、ＪＩＳＫ−７２０７）は１３２℃であり、１３０℃程度に加熱されたプレス成形用の雌型を使用した場合においてもプレス成形適性が悪くなることはない。
【００１５】
板紙層の内面側に積層するエチレン成分を含むポリプロピレン樹脂としては、従来から一般的に熱溶融押出しに使用されているプロピレン−エチレン共重合体ないしはプロピレンホモポリマーとポリエチレンのブレンド物からなるプロピレン樹脂を使用することができる。プレス成形時においてプレス成形されるプレス成形紙容器の内面側に接する雄型の温度は雌型の温度よりも低い１００℃程度に設定されているので、プレス成形適性が悪くなることはない。従来から一般的に使用されている熱溶融押出し用のプロピレン樹脂の熱変形温度（ＡＳＴＭＤ−６４８、ＪＩＳＫ−７２０７）は８０〜１００℃の範囲である。
【００１６】
板紙層14としては、白ボール、マニラボール、カップ原紙、カード紙、アイボリー紙等の板紙が使用される。板紙を使用することによりプレス成形された容器を剛性の優れたものとすることができ、板紙の厚さは坪量が１５０〜４００ｇ／ｍ²の範囲で選定するのが好ましく、雄雌金型を使用したプレス成形の適性を考慮すると坪量が２６０〜４００ｇ／ｍ²のものを使用するのがよい。板紙の外面側にはグラビア印刷等により印刷層15が設けられる。プレス成形紙容器を作製するための積層体としては、内面側から順に、プロピレンホモポリマー樹脂２０〜５０μ／カップ原紙３２０ｇ／印刷層／プロピレンホモポリマー樹脂２０μ、エチレン成分を含むポリプロピレン樹脂２０〜５０μ／カップ原紙３２０ｇ／印刷層／プロピレンホモポリマー樹脂２０μ、エチレン成分を含むポリプロピレン樹脂フィルム３０μ／エチレン成分を含むポリプロピレン樹脂２０μ／カップ原紙３２０ｇ／印刷層／プロピレンホモポリマー樹脂２０μ等である。
【００１７】
第１実施形態、第２実施形態のプレス成形紙容器の形状は多角形状，円形状、楕円形状等任意であるが、実施形態における形状は、図３に示すように、四角形状であって４箇所の角部にて絞られたフランジ２と側面３と底面４を有するトレー状である。実施形態の形状の紙容器を作製するためのブランク板は、図４に示すように、角丸の長方形状であって周縁部の４箇所の角部におけるフランジ形成領域６および側面形成領域７、即ち、プレス成形時に絞られる領域には、外周端から外周端を形成する円弧の中心に向って延びる複数の押罫9a,9b が形成されている。プレス成形時の成形性をよくするために押罫の間隔をできるだけ小さくするために長い押罫9aと短い押罫9bを交互に形成した構成とされている。
【００１８】
ブランク板に形成する押罫9a,9b の形状は、巾が０．５〜１．０ｍｍ、深さが５０〜２００μ、間隔は２〜５ｍｍとするのが好ましい。間隔が２ｍｍ以下では押罫を安定して入れることができず、５ｍｍ以上では押罫9a,9b に沿って絞ることにより滑らかな形状に成形することができなくなる。押罫9a,9b の長さは成形する容器の形状により異なるが、フランジ２の巾と側面３の高さの和と略同一長さとして、ブランク板の外周縁から外周縁を形成する円弧の中心に向くように形成される。
【００１９】
図４に示すブランク板を、ブランク板を構成する積層体のプロピレンホモポリマー樹脂層を、プレス成形金型の雌形側にくるようにセットして熱プレスすることにより、周縁部の４箇所の角部の押罫9a,9b が形成された領域が絞られて絞りしわ5a,5b が発生した状態で成形され、フランジ形成領域６によりフランジ２が形成され、側面形成領域７により側面３が形成され、底面形成領域８により底面４が形成されて図３に示す形状のプレス成形紙容器が作製される。
【００２０】
本発明のプレス成型紙容器を製造するためのプレス成型機の構成は、上側プレスヘッドと下側プレスヘッドを備え、上側プレスヘッドが上下に移動するようになっており、上側プレスヘッドには上ヒーター盤が取り付けられ上ヒーター盤に上金型枠および上金型（メス型）が取り付けられており、雌型は１３０℃程度に加熱されている。下側プレスヘッドには下ヒーター盤が取り付けられ下ヒーター盤に下金型枠および下金型（オス型）が取り付けられており、雄型は１００℃程度に加熱されている。上金型は容器の底面、側面の外面およびフランジの下面に一致する形状とされており、下金型は容器の底面、側面の外面およびフランジの上面に一致する形状とされている。プレス成型するには、上側プレスヘッドを上側に移動させた状態で、下金型の上面にブランク板をプロピレンホモポリマー樹脂層が上面になるように載置して上側プレスヘッドを下側に移動させて、下金型と上金型間で５〜１０ｋｇ／ｃｍ²の圧力でプレスすることにより、順次物理的に滑らせながら絞り部にしわが形成され金型どおりの容器形状に成形されるものである。
【００２１】
【発明の効果】
板紙層の一方の面にプロピレンホモポリマー樹脂層を他方の面にプロピレンホモポリマー樹脂層ないしはエチレン成分を含むポリプロピレン樹脂層を形成した積層体、及びその積層体を使用してプロピレンホモポリマー樹脂層が容器の外面にくるようにプレス成形したプレス成形紙容器とすることにより、プロピレンホモポリマー樹脂層は耐熱性、耐水性がよくプレス成形適性に優れるとともに比較的安価な樹脂であり、従来のように、２軸延伸ポリエチレンテレフタレート，２軸延伸ポリプロピレン，ポリカーボネート等のフィルムを積層した構成、ないしはポリメチルペンテン樹脂を熱溶融押出しした構成の積層体を使用して作製される紙容器と比較して低価格のプレス成形紙容器とすることができる。
また、積層体のプロピレンホモポリマー樹脂層およびエチレン成分を含むポリプロピレン樹脂層を熱溶融押出しにより形成した構成とすることにより、プロピレンホモポリマー樹脂およびエチレン成分を含むポリプロピレン樹脂層を１５〜２０μ程度に薄く積層することが可能となるので、更に安価なプレス成形紙容器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層体の第１実施形態の構成を示す断面図。
【図２】本発明の積層体の第２実施形態の構成を示す断面図。
【図３】本発明のプレス成形紙容器の実施形態を示す斜視図。
【図４】実施形態のプレス成形紙容器のブランク板を示す平面図。
【符号の説明】
１, １’ 積層体
11，13 プロピレンホモポリマー樹脂層
12 板紙層
14 エチレン成分を含むポリプロピレン樹脂層
15 印刷層
２フランジ
３側面
４底面
5a, 5b 絞りしわ
６フランジ形成領域
７側面形成領域
８底面形成領域
9a, 9b 押罫

Claims

底面と該底面の外周縁に形成された側面と該側面の上端に全周にわたって形成されたフランジ部とを備えたプレス成形紙容器において、
前記プレス成形紙容器は、加熱された雌型及び雄型からなる金型内にブランク板を挿入しプレス成形して成形され、
前記ブランク板は、板紙層の両面に熱溶融押出しにより形成されたプロピレンホモポリマー樹脂層が積層された積層体からなるとともに、
底面となる底面形成領域と、前記側面となる側面形成領域と、前記フランジとなるフランジ形成領域とを備え、プレス成形時に絞られる領域に対応する前記側面形成領域及び前記フランジ形成領域には外周から伸びる複数の押罫が形成されていることを特徴とするプレス成形紙容器。
前記プロピレンホモポリマー樹脂層が、主鎖に長鎖分岐構造を有するプロピレンホモポリマーからなることを特徴とする請求項1記載のプレス成形紙容器。
上側プレスヘッドと下側プレスヘッドとを加熱する工程、熱溶融押出しにより形成されたプロピレンホモポリマー樹脂層が板紙層の両面に積層されたブランク板を前記上側プレスヘッドと前記下側プレスヘッドとの間に載置する工程及び前記上側プレスヘッドと前記下側プレスヘッドを接近させて前記ブランク板をプレスする工程から成ることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載のプレス成形紙容器を製造する製造方法。