JP6270230B2 - しわ発生の少ない紙成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、飲食料品の容器分野で通常の保存期間よりも長い、いわゆるロングライフ用の紙容器は、一般的に薬剤による殺菌がなされる。底部部材の側壁にしわのある状態で加工すると内容品側で底部部材側壁と胴部部材の接点近傍に隙間が生じて、薬剤が届き難いことにより殺菌が不十分になったり、薬剤が残留する問題や、内容品が漏れる虞がある。これらの問題を解決する紙成形体、加工方法が求められている。
本発明は、上記の問題を解決すべく、紙成形体及びそれを用いた紙容器、並びにその加工方法を提供することにあり、第1に、紙成形体の表面が平滑で外観が良好な紙成形体を提供すること、第2に、胴部部材との接着性が良好な紙成形体を提供することを目的とする。
また、本発明の紙成形体を製造する方法は、更に、前記パンチを嵌合する前記ダイスの先端部形状Rをブランクの厚さをtとしたとき、2.5t〜6tとするものとしたことにより、上記効果を更に確実なものにすることができる。
更に、この手段において前記フランジ押さえ部材先端面と前記ダイス上面との隙間の所定値dをブランクの元板厚みtより小さい値に設定することにより、加工初期段階において安定的に所定の圧力を得ることができる。
また、絞り加工の過程でブランクの外周縁部の厚さが増すのに応じて前記隙間が可変となるようにして押さえ圧力を調整するようにすることで、過剰なしわ押さえ圧力によるフランジの破断を抑制することができる。この機構を備えることにより、前記フランジ押さえ部材先端面と前記ダイス上面との隙間の所定値dをブランクの元板厚み以上に設定しても所望の加工を実現することが出来る。
また、本発明の紙成形体を製造する方法は、前記ダイスのアプローチ角を0.1°〜5°とすると共に、前記ダイス内周面と前記パンチ外周面間のクリアランスをCLとして、{(t−CL)/t}×100で表せるしごき率(red)の値が20以下となるようにCLを設定することにより、戻り変形の少ない形状保持機能を備えるものとした。
更に、前記先端部に続くパンチ外周面に逃がし部テーパー角度を設けるようにしたことにより、ブランクの外周縁部の端部がしごき成形されないようになり、細かい紙粉の飛散を防止できる。
JIS規格(P8113)の値からブランクの元板厚みを除した値をブランクの単位面積当たりの荷重(MPa)としてブランクの引張り強度を測定し、初期加工段階におけるしわ押さえ圧力をブランクの引張り強度100に対する割合とした。なお、しわ押さえ圧力は、単位面積当たりの荷重(MPa)とした。
これらの実施条件の一覧を表1に示す。それ以外は同様の条件で行った。
ダイスR値については8.6tが不適であることは明らかであるが、2.5t〜6tが適正範囲と判定した。
各紙容器の底面から立ち上がる各位置でカットし、その水平断面部の光学顕微鏡写真を撮影した。底部部材の原紙表面部分から垂直方向へ窪み深さaを測定し、以下の式の通り、ブランク原紙厚みに相当する紙容器底部の厚みを100としたときの割合(%)を窪み深さとした(図8参照)。
窪み深さ=窪み深さa(mm)/ブランク原紙の厚さ(mm)×100
図5に示される本発明のものは底面から3mm以内では目視できるしわの発生はなく、表面形状が滑らかであることが確認できた。6mmの位置でも窪みの最大深さは43%であった。写真から分かるように胴部部材との接着層に気泡(空洞部)の存在などは認められない。また、サンプル毎のバラツキも少なく、3mmの位置では4%であり、6mmの位置でも17%となっている。長期間内容液を貯蔵しても漏れなく安定して使用に耐えうる。特に底面に近い部分にしわがないことが重要である。ロングライフ用の紙容器としての使用に十分対応できるデータである。
3 絞りしごき成形用パンチ 4 ブランキング用パンチ
4a ブランキング用パンチの段部 5 しわ押さえ部材
5a しわ押さえ部材の段部 6 紙シート
6a ブランク
イ 底部部材 ロ 胴部部材
d しわ押さえ部材の先端面とダイスの天面との間隙
α ダイス1のアプローチ角 β パンチ3の先端逃がし角
Claims (2)
- 紙を主体とする一枚のブランクからパンチとダイスでその外周縁部を立ち上がり形状の壁部に絞り加工する方法において、ブランクの外周縁部をしわ押さえ部材とダイス天面とで加圧して押さえる機構を用い、該しわ押さえ部材の圧力をしわ発生開始高さについては閾値3mmを越えるしわ押さえ圧力の割合値以上、前記ブランクの抄紙方向の垂直方向へのブランク引張強度に対するしわ押え圧力の割合については12%以下の範囲とし、
前記パンチの先端部の曲率半径Rbが、ブランクの厚さをtとしたとき、0.3t〜6tとなるように設定し、前記パンチの先端部に続く外周面に逃がしテーパー角度0.1°〜5°を設け、前記パンチを嵌合する前記ダイスのアプローチ角を0.1°〜5°とするとともに、前記ダイスの先端部形状Rをブランクの厚さをtとしたとき、2.5t〜6tとしたパンチ及びダイスを用いて絞り加工することを特徴とする紙成形体を製造する方法。 - 前記紙成形体は、紙シートからブランクを打ち抜き後、絞り成形された底部部材であり、該底部部材を筒状の胴部部材に挿入し、胴部部材に側壁に接着する、請求項1に記載の紙容器の製造方法。
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