JP4763911B2

JP4763911B2 - 樹脂製トレイの製造方法および樹脂トレイ

Info

Publication number: JP4763911B2
Application number: JP2001120672A
Authority: JP
Inventors: 武彦田中
Original assignee: 三信化工株式会社
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: JP2002306306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製トレイに関する。さらに詳しくは、反りが改善された樹脂製トレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂製トレイは、軽量で、成形が容易であり、比較的低いコストで入手できることから、集団給食用、食堂用などに多く使用されている。
これらの用途では、洗浄後、乾燥及び殺菌のために加熱されるため、耐熱性が求められる。また、トレイという平坦な成形物で食器等を配置、運搬するため、適度の強度が求められる。これらの要求物性を満たす素材としてガラス繊維強化樹脂（ＦＲＰ）が用いられてきた。
【０００３】
しかしながら、樹脂には成形時や、使用中、特に加熱時に歪が生じることがあるが、トレイの場合平面部分の面積が大きく、平面部での歪を避けることが難しい。
【０００４】
トレイ平面部が上方に盛りあがったり、下方に垂れ下がったりする歪を反りという。平面部で、下方に反りが生じた場合、トレイの糸尻の高さが低いので、平面部が食卓などの台の表面に当接するため、その部分を中心とて独楽のように回転するような不都合が生じる。このような、不都合を予測して、通常トレイの成形時に平面部中央が若干上方に盛り上がるよう設計されている。また、上方に反りが生じた場合、トレイ上に置いた食器が傾いて内容物がこぼれたり、運搬中に食器が滑ったりする不都合が生じる。
【０００５】
一方、トレイ全体がねじれる歪が生じたときには、トレイを台上に置くとガタついて不安定になるという不都合が生じる。
【０００６】
このような反りやねじれの発生度合いは、素材である樹脂の種類によって差があるので、樹脂の選択によってある程度軽減することは可能である。例えば、反りやねじれの少ない樹脂として、ポリカーボネートやポリエーテルイミドなどを挙げることができるが、これらはコストの点で、樹脂トレイ用には使用し難い。
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決できる樹脂トレイの開発に鋭意努力した結果、本発明に到達した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、反りやねじれの発生が少ない樹脂トレイの製造法を提供することにある。本発明はまた、コストの点でも課題が解決された、汎用樹脂トレイ用に適した反りやねじれの発生が少ない樹脂トレイの製造法を提供する。さらに本発明の目的は、反りやねじれの発生が少ない樹脂トレイを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、任意形状のクロスと、樹脂を金型に挿入し、圧縮成形する樹脂トレイの製造方法を提供する。
【００１０】
前記クロスが、ガラスクロスである樹脂トレイの製造方法は、本発明の好ましい態様である。
【００１１】
前記クロスが、中央部に任意形状の切り抜き部を設けたクロスである樹脂トレイの製造方法は、本発明の好ましい態様である。
【００１２】
前記クロスが、複数のクロスであって、それらを隙間を設けて金型に載置する樹脂トレイの製造方法は、本発明の好ましい態様である。
【００１３】
前記樹脂が、少なくとも不飽和ポリエステルおよびエポキシ変性ポリエステル樹脂から選ばれた樹脂と、ガラス繊維とを含む樹脂トレイの製造方法は、本発明の好ましい態様である。
【００１４】
また本発明は、前記した樹脂トレイの製造方法で製造された樹脂トレイを提供する。
【００１５】
【発明の実施の具体的形態】
本発明は、任意形状のクロスと、樹脂を金型に挿入し、圧縮成形する樹脂トレイの製造方法を提供するものである。
【００１６】
本発明の樹脂は、通常ガラス繊維強化樹脂（ＦＲＰ）として使用できるものであれば特に制限なく使用することができる。好ましい樹脂としては、不飽和ポリエステル、エポキシ変性ポリエステル樹脂などを挙げることができる。
【００１７】
本発明の樹脂には、必要に応じて任意の成分を配合して使用することができる。任意の成分としては、充填剤、触媒、着色剤、離型剤、安定剤、補強材などを挙げることができるが、これらに制限されるものではない。成形にあたっては、通常樹脂に充填剤、触媒、着色剤、離型剤、安定剤などと、ガラス繊維などの補強材の短繊維またはロービングを混合して樹脂プリミックスを調整する。この樹脂プリミックスをシート状に予備成形して成形に供することが好ましい。
【００１８】
本発明のクロスは、繊維状物の織布または不織布をいう。繊維状物としては、鉱物繊維、樹脂繊維などを使用することができる。好ましい繊維状物としてガラス繊維を挙げることができる。すなわち本発明では、クロスの好ましいものとしてガラスクロスを挙げることができる。本発明のガラスクロスとして、グラスクロスとして市販されているクロスも好適に使用可能であり、特には市販の電気絶縁用グラスファイバー製クロスが好ましく使用できる。
【００１９】
本発明で使用するガラスクロスには、必要に応じて熱処理や、表面処理を行ってもよい。
【００２０】
通常樹脂トレイは、平面部の厚さが、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度、好ましくは１．５〜２．０ｍｍ程度のものが製造されるが、そのようなトレイを成形するときに使用するクロスの好ましい厚さは、通常０．０５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。好ましい質量は、１０〜５００ｇ／ｍ^２、より好ましくは２０〜４００ｇ／ｍ^２程度である。
製造されるトレイの厚さに応じて、使用するクロスの好ましい厚さは、上記の範囲を適宜変更して選択することができる。
【００２１】
本発明の成形において、クロスは成形金型のトレイ平面部の形状に応じた形状に裁断して使用する。その大きさはトレイ平面部と同じか、または小さいサイズが好ましい。
【００２２】
成形にあたって、金型にクロスと、前記のシート状の樹脂を置き圧縮成形によって成形して樹脂トレイを得る。金型内でのクロスと、樹脂の置き方には特に制限がなく、例えばクロスの上に樹脂を置いてもよく、樹脂の上にクロスを置いてもよい。また、クロスの上に置いた樹脂に、さらにクロスを重ねて樹脂をクロスで挟むように置いてもよい。クロスを使用することにより、成形された樹脂トレイんお反りやねじれを減少させることができる。
【００２３】
この際、クロスは、成形中に溶融樹脂の流れの影響を受け、クロスの形状が当初載置したときから変化し、広がる傾向がある。このクロスの形状の変化が、成形物のトレイにおける反りの原因となるおそれがあるので、クロスを裁断したままの形状で金型に載置してもよいが、クロスの形状内部に任意形状の切り抜き部を設けることによりそのおそれを無くすことができることを見出した。
【００２４】
クロスの切り抜き部の位置は、任意に選ぶことができるが、好ましくはクロスのほぼ中央部である。また、切り抜き部の形状も任意に選択できる。すなわち円形でも、四角形でも、また他の多角形であってもよいが、トレイが四角形の場合、切り抜き部も四角形であることが好ましい。
【００２５】
切り抜き部の大きさは、成形の条件に応じて適宜設定することができる。四角形の切り抜き部の場合、各辺の長さは、それぞれの方向のクロス幅に対して５〜１５％、好ましくは７〜１３％、より好ましくは７〜９％であることが望ましい。例えば、図１では、切り抜き部の１辺ａが、その方向のクロスの幅Ａに対して５〜１５％、好ましくは７〜１３％、より好ましくは７〜９％であることが望ましい。
【００２６】
通常のサイズの樹脂トレイを成形する場合、例えば図１の縦横ａおよびａ’は、それぞれ２ｃｍ〜１０ｃｍ、好ましくは４ｃｍ〜１０ｃｍ、より好ましくは４ｃｍ〜８ｃｍ程度とした場合、樹脂トレイの反り防止効果が顕著である。
【００２７】
また、クロスの切り抜き部に代えて複数のクロスを、隙間を設けて載置することによって、上記したクロスの切り抜き部を設けるのと同等の効果が得られる。
例えば、クロスを縦、横または斜めに切断して、切断線の位置でクロスをずらして隙間を設けた状態に複数のクロスを載置することもできる。
【００２８】
この複数のクロス間に設けた隙間の幅は、成形の条件に応じて適宜設定することができるが、該隙間の幅が、隙間に直交する方向のクロスの合計幅に対して５〜１５％、好ましくは７〜１２％であることが望ましい。例えば、図２の隙間３の幅ｂは、隙間に直交する方向のクロスの合計幅（Ｂ^１＋Ｂ^２）に対して５〜１５％、好ましくは７〜１２％であることが望ましい。
【００２９】
通常のサイズの樹脂トレイを成形する場合、例えば、隙間を２ｃｍ〜１２ｃｍ、好ましくは４ｃｍ〜１２ｃｍ程度、より好ましくは６ｃｍ〜１０ｃｍ程度とした場合、樹脂トレイの反り防止効果が顕著である。
【００３０】
クロス形状、大きさは、樹脂の溶融流動性よって変化する状態が異なるので、本発明におけるクロスの切り抜き部の大きさ、または複数のクロスの隙間幅は、成形時の条件応じて最適の範囲を設定すればよく、またその最適の範囲は容易に見出しうるものである。
【００３１】
次に図面を用いて本発明の好ましい実施態様を説明する。図１は、ガラスクロス１が成形されるトレイの形状に応じてほぼ四角形に裁断されており、ほぼ中央部に１辺がそれぞれａ、ａ’の四角形の切り抜き部２を設けたガラスクロスを示す図である。図２は、成形されるトレイの形状に応じてほぼ四角形に裁断したガラスクロス１を横方向に切断し、幅ｂの隙間３を設けて載置した状態の複数のガラスクロスを示す図である。
【００３２】
図３は、成形金型５及び６の間で、上記図２で示す状態のガラスクロス１が金型６の上に置かれ、その上にシート状樹脂４が重ねて置かれている状態を示す図である。図４は、図３の状態から金型５が金型６の方向に、加熱下で樹脂４およびガラスクロス１を圧縮している状態を示す図である。図４において、ガラスクロス１および溶融樹脂が圧力によって外方向に広がっていることがわかる。
【００３３】
図５は、金型５および６による圧縮が終了して成形が完了した状態を表す図である。この時点では、ガラスクロス１は樹脂４の中に取込まれており、成形されたトレイの外観からは、ガラスクロスの存在は認識できない状態である。
【００３４】
図６は、図２においてガラスクロス１が縦方向に切断されて、複数のガラスクロスが幅ｃの隙間３を設けて載置された状態を示す図である。
【００３５】
図７〜図９は、本発明の課題を理解し易いように、反りのないトレイ（図７）、平面部に上方の反りが生じているトレイ（図８）及び平面部に下方の反りが生じているトレイ（図９）を示した図である。
【００３６】
なお、本発明では、反りの大きさを図る尺度として、トレイを平面部の中心を通る縦（長方向）の断面において、平面部の厚みの中心線を引き、中心線の中央の位置と中心線の両端を結ぶ線との垂直距離を用いる。
本発明では、下方向きの反りを＋で表し、上方の反りを−で表したとき、反りの大きさが−０．５〜＋１．０ｍｍの範囲にある反りの少ない樹脂トレイを提供することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明により、反りやねじれの発生が少ない樹脂トレイの製造法が提供される。
本発明の樹脂トレイの製造法は、コストの点でも課題が解決された、反りやねじれの発生が少ない樹脂トレイの製造を可能とする。
さらに本発明により、反りやねじれの発生が少ない樹脂トレイが提供される。
【００３８】
【実施例】
以下に実施例および比較例によって、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００３９】
本発明の耐熱試験および煮沸試験は下記の条件で行った。
（１）耐熱試験
乾燥機（ヤマト化学製ＤＫ−６３）に、トレイを１３０℃で２４時間放置した。放置後の反りを測定した。
（２）煮沸試験
トレイを、沸騰水中で１２時間煮沸した後、反りを測定した。
【００４０】
（実施例１〜３）
サイズ４４ｃｍ×３３ｃｍの樹脂トレイを成形する金型を装着した圧縮成形機中に、ガラスクロスとして４５ｃｍ×３４ｃｍのガラスマット（厚さ０．５ｍｍ、質量１００ｇ／ｍ^２）で、その中央部に、表１に示す大きさの正方形の切り抜き部を設けたガラスマットを載置した。
ガラスマットの上に、不飽和ポリエステルおよび短く切ったガラス繊維を、他の添加剤とともに混合した樹脂プリミックス（シート形状で４５０ｇ）を置いた。
【００４１】
金型を１６０℃に昇温した後、初圧５０Ｋｇ／ｃｍ^２で１秒間加圧して脱圧し、続いて５０Ｋｇ／ｃｍ^２の中圧で１秒間加圧し再度脱圧した後、本圧１８０Ｋｇ／ｃｍ^２で６５秒圧縮成形し、樹脂トレイを得た。
得られた樹脂トレイの反りを測定した後、耐熱試験を行った。さらに、耐熱試験後の樹脂トレイの煮沸試験を行った。結果を表１に示した。
【００４２】
（比較例１）
実施例１において、ガラスクロスを用いないほかは同様にして樹脂トレイを成形した。得られた樹脂トレイの反りを測定した後、耐熱試験を行った。さらに、耐熱試験後の樹脂トレイの煮沸試験を行った。結果を表１に示した。
【００４３】
【表１】

【００４４】
（実施例４〜６）
実施例１で用いたと同じ４５ｃｍ×３４ｃｍのガラスマットを、中央部で横に切断し、それぞれを表２に示す隙間をあけて金型に載置し、その上に実施例１と同じ樹脂タブレットをおいて、実施例１と同じ条件で成形して樹脂トレイを得た。
得られた樹脂トレイの反りを測定した後、耐熱試験を行った。さらに、耐熱試験後の樹脂トレイの煮沸試験を行った。結果を表２に示した。
【００４５】
【表２】

【００４６】
（実施例７〜９）
実施例１で用いたと同じ４５ｃｍ×３４ｃｍのガラスマットを、中央部で縦に切断し、それぞれを表３に示す隙間をあけて金型に載置し、その上に実施例１と同じ樹脂プリミックスをおいて、実施例１と同じ条件で成形して樹脂トレイを得た。
得られた樹脂トレイの反りを測定した後、耐熱試験を行った。さらに、耐熱試験後の樹脂トレイの煮沸試験を行った。結果を表３に示した。
【００４７】
【表３】

【図面の簡単な説明】
【図１】中央部に四角形の切り抜き部を設けたガラスクロスを示す図である。
【図２】ガラスクロスを横方向に切断し、幅ｂの隙間を設けて載置した状態の複数のクロスを示す図である。
【図３】成形金型に、図２のガラスクロスが載置され、その上に樹脂プリミックスのタブレットが重ねて置かれている状態を示す断面図である。
【図４】図３の状態から金型上部が金型下部の方向に、樹脂およびガラスクロスを圧縮している状態を示す断面図である。
【図５】金型による圧縮が終了して成形が完了した状態を表す断面図である。
【図６】ガラスクロスが縦方向に切断されて、幅ｃの隙間で複数のガラスクロスが載置された状態を示す図である。
【図７】トレイの平面部に、反りのないトレイを示した断面図である。
【図８】トレイの平面部に、上方の反りが生じている状態を示した断面図である
【図９】トレイの平面部に、下方の反りが生じている状態示した断面図である。
【符号の説明】
１．本発明のクロス
２．クロスに設けた切り抜き部
３．複数のクロス間に設けた隙間
４．樹脂
５．金型
６．金型
７．樹脂トレイ
８．食器
９．食卓
ａ．クロスに設けた切り抜き部のサイズ
ｂ．複数のクロス間に設けた隙間のサイズ
ｃ．複数のクロス間に設けた隙間のサイズ
Ａ．抜き部の辺ａの方向のクロスの幅
Ｂ１．隙間に直交する方向のクロスの幅
Ｂ２．隙間に直交する方向のクロスの幅

Claims

任意形状のクロスであって、中央部に任意形状の切り抜き部を設けたクロス、または複数のクロスを隙間を設けて載置したクロスと、樹脂を金型に挿入し、圧縮成形する樹脂トレイの製造方法。
前記クロスが、ガラスクロスであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂トレイの製造方法。
前記ガラスクロスの厚さが０．０５〜０．５ｍｍ、質量が１０〜５００ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂トレイの製造方法。
前記クロスが中央部に任意形状の切り抜き部を設けたクロスであって、切り抜き部がほぼ四角形で、各辺の長さが、それぞれの方向のクロスの幅に対して５〜１５％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂トレイの製造方法。
前記クロスが中央部に任意形状の切り抜き部を設けたクロスであって、切り抜き部がほぼ四角形で、各辺の長さが２ｃｍ〜１０ｃｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂トレイの製造方法。
前記クロスが複数のクロスを隙間を設けて載置したクロスであって、隙間が、隙間に直交する方向のクロスの合計幅に対して５〜１５％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂トレイの製造方法。
前記隙間が２ｃｍ〜１２ｃｍであることを特徴とする請求項６に記載の樹脂トレイの製造方法。
前記樹脂が、少なくとも不飽和ポリエステルおよびエポキシ変性ポリエステル樹脂から選ばれた樹脂と、ガラス繊維とを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の樹脂トレイの製造方法。
請求項１〜８のいずれか１項に記載された方法で製造された樹脂トレイ。