JP6712955B2 - プレス成形コップ蓋外カバーエッジ製造方法及び完成品 - Google Patents
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Description
従来のプラスチックカップ蓋は、回収及び廃棄において、環境に対して深刻な汚染を引き起こし、また数が膨大で回収処理が容易でないため、環境に憂慮すべき負担となっている。
環境保護意識が高まっている現代において、プラスチック材料で製造する使い捨ての「プラスチックカップ蓋」が、環境に与える負荷は極めて深刻である。
さらに、従来の「プラスチックカップ蓋」は、プラスチック射出技術で成形するため、離型に必要な移動空間の制限を受ける。
これにより、「プラスチックカップ蓋」完成品は、使用において、紙コップカップ口に対する緊密に蓋をするニーズを満たすことができず、紙コップカップ口と結合後に、緩み易く飲料の漏れを招くという欠点があり、使用において安全とは言えない。
これは、「プレス成形コップ蓋」或いは「モールディッドパルプカップ蓋」と呼称され、「プラスチックカップ蓋」とは名称としても定義においても、明確に区分されている。
よって、本発明において「プレス成形コップ蓋」或いは「モールディッドパルプカップ蓋」の名称を用いる際には、相同の特性の物品を指すこととする。
プレス成形コップ蓋10は、頂環部位11を有し、その比較的内周位置には、高度下降を選択的に成形し、強度を高めた頂蓋部位111とする。
頂環部位11外側は、円弧外エッジ112位置より徐々に降下し、やや外へと広がり周環部位12を形成し、円弧内エッジ121に至った後は外へと延伸し、下向きに内側へと向かい、包み込む外カバーエッジ13を形成する。
その最低点は、内側へと勘合溝14を形成し、次に外へと広がって開き壁15を形成する。
紙コップカップ体20は、カップ口位置に、拡大外径の受覆環21を形成する。
これにより、受覆環21底端とカップ体20との接合位置には、凹環溝22が形成される。
最初は当然完全に蓋をすることができないため、力を入れて、プレス成形コップ蓋10一側の外カバーエッジ13により、紙コップカップ体20上対応部位の受覆環21を覆うようにする。
次にさらに力を入れることで、その他の外カバーエッジ13は、やや外へと広がりすぐに元に戻り強制的に他の受覆環21を越えるため、外カバーエッジ13全体により、受覆環21全体を緊密に覆うことができる。
これにより、プレス成形コップ蓋10の勘合溝14は、受覆環21底端の凹環溝22内にちょうど入り、外カバーエッジ13と受覆環21との間のカバー堅固性を強化できる。
これが、プレス成形コップ蓋10が紙コップカップ体20に緊密に蓋をするための重要な要因である。
しかし、実際の製造時には、プレス成形コップ蓋10の勘合溝14を直接成形することはできず、図3に示すプレス成形コップ蓋の中間完成品100を必ず先に成形しなければならない。
即ち、中間完成品100は一般のモールド製品同様に、「パルプ成形」及び「ヒートプレッシャー成形」の二つのプロセスを経た後でなければ生産されない。
この時、中間完成品100は既に完全な頂環部位11、頂蓋部位111、円弧外エッジ112、周環部位12、円弧内エッジ121及び開き壁15を有し、及び一部成形された外カバーエッジ13を有するが、勘合溝14が存在していない。
その原因は、中間完成品100が「ヒートプレッシャー成形」を経た後に、金型の離型に必要な移動空間の制限を受けることにある。
これにより、外カバーエッジ13の下段部位を、内側へとマイナス角度に成形することはできず、必ず先ずは上下垂直状態に定型しなければならないため、図3に示す中間完成品100が生まれる。
続いて、中間完成品100は、一回の「押し出し変形」の加工プロセスを経なければ、外カバーエッジ13の下段部位を内側へとマイナス角度に定型し、同時に勘合溝14の構造を成形することはできない。
外モールド30上には、中間完成品100に対応して、予め成形される勘合溝14の位置に、横方向に環状を呈するスライド溝311を開設し、これに一組の成形スライド体32を収容する。
該各成形スライド体32の内エッジには、外に突出した成形縁321を有する。各成形縁321が共同で内側へと前進すると、合併して環状体を形成する。
内モールド33は、中間完成品100内部に収容され、その中央にはさらに原料支持体34を設置する。
内モールド33及び原料支持体34と中間完成品100との輪郭は、対応するが、内モールド33上の、中間完成品100に対応し予め成形される勘合溝14の位置には、環状で陥没した受け溝331を有し、その位置及び輪郭は、成形縁321と対応する。
しかも、継続して前進し、中間完成品100の表面は、成形縁321の押し出しを受け変形し、内モールド33の受け溝331内に入る。
よって、図5に示す通り、中間完成品100上には、環状の勘合溝14を形成し、外カバーエッジ13の下段部位を内部へと連動し、マイナス角度を形成し、こうしてプレス成形コップ蓋10完成品となる。
次に、各成形スライド体32は外へと開き、しかも外モールド30及び内モールド33は閉型とは反対方向に開型し、原料支持体34により、プレス成形コップ蓋10を押し上げて完成する。
しかし、このような製造により完成されたプレス成形コップ蓋10は、実際の使用において欠点が存在する。
これは、中間完成品100が「パルプ成形」及び「ヒートプレッシャー成形」の二つの製造過程を経た後に生産される完成品であるため、その形状及び輪郭が安定的に定型されるからである。
しかし、勘合溝14は、安定的に定型された中間完成品100上に既にあり、押し出し加工により形成されるため、勘合溝14は、プレス成形コップ蓋10上では比較的不安定な形成部位である。
そのため、静置後、勘合溝14と外カバーエッジ13の下段部位とは、材料塑性作用により、自然に外へと微妙な退縮現象(押し出し方向に反対)が起きる。
これが図6に示す状態で、その退縮度が極めて微小であるため、外観上ははっきりわからない。
1.プレス成形コップ蓋10に力を加え、やや外へと広がりすぐに元に戻り強制的にカップ体20の受覆環21を越えるが、力を入れる方向と勘合溝14の変形方向は反対であるため、勘合溝14は押し出しと反対方向に退縮する。
2.紙コップカップ体20にはしばしば熱い飲料を入れるが、その熱が上へ及び外へ送られ、同様に勘合溝14を押し出しと反対方向へと退縮させる。
プレス成形コップ蓋10の勘合溝14と外カバーエッジ13の下段部位が、自然に退縮、受力退縮、熱量退縮の共同作用を受けると、使用時に紙コップカップ口と蓋をした後、飲料が漏れ、或いは緩むという現像が存在する。よって、紙コップカップ口と緊密に蓋をし、内部に充填する熱い液体が漏れないようにすることはできない。
1.外モールドにより該中間完成品を蓋をし、該外モールドと該中間完成品の側面輪郭とは対応し、該外モールド上の該中間完成品に対応し予め外カバーエッジを成形した位置には、前進可能で環状体を呈する一組のスライド体を設置し、該スライド体の内エッジには、予め成形された外カバーエッジ輪郭に対応する受け溝を有し、該スライド体を前進させ、これにより該受け溝は該中間完成品の予め成形された外カバーエッジ位置の外側表面に到達する。
2.内モールドを該中間完成品内部に収容し、該内モールドと該中間完成品の輪郭とは対応し、該内モールド中央には、横方向に移動可能な成形型をさらに収容し、該成形型の前端は、予め成形された外カバーエッジの輪郭と対応する成形縁を形成し、後端には、該成形型を連動して前進と後退を行わせられる外付け動力を設置し、これにより該外付け動力は、該成形型を押して前進させ、該中間完成品の予め成形された外カバーエッジ位置の内側表面に到達する。
3.該外付け動力は、該成形型を押して前進を継続させ、これにより該中間完成品の表面は、該成形縁の押し出しを受けて変形し、外カバーエッジの輪郭を形成し、該受け溝内に入り止まる。
4.該内モールド及び成形型とは共同で、該外モールド、スライド体及び中間完成品との間で相対回転運動を生じ、該成形型の成形縁により該中間完成品の内表面上に、外カバーエッジを押し出し成形し、該受け溝内に進入して止まる。
5.該外付け動力は該成形型を連動して後退、復位させ、同時に該スライド体は外へと開き、及び該外モールド及び内モールドは開き、プレス成形コップ蓋が生産される。
(1)外モールドにより該中間完成品を蓋をし、該外モールドと該中間完成品の側面輪郭とは対応し、該外モールド上の該中間完成品に対応し予め外カバーエッジを成形した位置には、前進可能で環状体を呈する一組のスライド体を設置し、該スライド体の内エッジには、予め成形された外カバーエッジ輪郭に対応する受け溝を有し、該スライド体を前進させ、これにより該受け溝は該中間完成品の予め成形された外カバーエッジ位置の外側表面に到達する。
(2)内モールドを該中間完成品内部に収容し、該内モールドと該中間完成品の輪郭とは対応し、該内モールド中央には、横方向に移動可能な成形型をさらに収容し、該成形型の前端は、予め成形された外カバーエッジの輪郭と対応する成形縁を形成し、後端には、該成形型を連動して前進と後退を行わせられる外付け動力を設置し、これにより該外付け動力は、該成形型を押して前進させ、該中間完成品の予め成形された外カバーエッジ位置の内側表面に到達する。
(3)該外付け動力は、該成形型を押して前進を継続させ、これにより該中間完成品の表面は、該成形縁の押し出しを受けて変形し、外カバーエッジの輪郭を形成し、該受け溝内に入り止まる。
(4)該内モールド及び成形型とは共同で、該外モールド、スライド体及び中間完成品との間で相対回転運動を生じ、該成形型の成形縁により該中間完成品の内表面上に、外カバーエッジを押し出し成形し、該受け溝内に進入して止まる。
(5)該外付け動力は該成形型を連動して後退、復位させ、同時に該スライド体は外へと開き、及び該外モールド及び内モールドは開き、プレス成形コップ蓋完成品が生産される。
植物繊維を材料とする「パルプ成形」及び「ヒートプレッシャー成形」製造技術は既に存在しており、しかも本発明の特徴ではないため、説明しない。
よって、本発明実施形態では先ず、中間完成品400が存在し、続いて完全なプレス成形コップ蓋40を生産する。
中間完成品400の構造を、図3に示す中間完成品100と比較すると、相同の部位と異なる部位がある。
相同の部位は、中間完成品400が同様に完全な頂環部位41、頂蓋部位411、円弧外エッジ412、周環部位42、円弧内エッジ421及び開き壁45を備える点で、異なる部位は、中間完成品400が円弧内エッジ421を経て、未成形の外カバーエッジ43に属するスタート点の位置に到達すると、下方へとまっすぐに切れて勘合溝44が成形される点である。
即ち、中間完成品400は、既に勘合溝44を有するが、外カバーエッジ43を未生産である。
図8、図9に示す通り、外モールド50により中間完成品400を蓋をする。
外モールド50と中間完成品400の側面輪郭とは対応し、外モールド30上の中間完成品400に対応し予め成形される外カバーエッジ43の位置には、横方向に環状を呈するスライド溝511を開設し、これに一組のスライド体52を収容する。
各スライド体52の内エッジはすべて、内凹状の受け溝521(予め成形された外カバーエッジ43輪郭に対応)を有する。
各スライド体52が共同で内側へと前進すると、各受け溝521は合併されて環状体となる。
内モールド53は、中間完成品400内部に収容され、その中央には横方向に移動可能な成形型54を収容する。
内モールド53と中間完成品400の輪郭とは対応し、成形型54の前端には、予め成形された外カバーエッジ43輪郭と対応する成形縁541を成形し、後端には、動力シリンダーなどの外付け動力542を設置し、これにより成形型54を連動して前後に移動させる。
外モールド50と内モールド53との閉型は、図8に示す。
これにより、受け溝521は共同で中間完成品100の外側に到達し待ちに入り、受け溝521の頂部先端は、未成形の外カバーエッジ43のスタート点の位置に到達し、及び受け溝521の底部先端により勘合溝44を押さえつける。
次に、外付け動力542を起動し、成形型54を押して前進させると中間完成品400の予め成形された外カバーエッジ43の表面に接触し、前進を継続すると、中間完成品400の表面は、成形縁541の押し出しを受けて変形し外カバーエッジ43の輪郭を形成し、受け溝521内に入って止まる。
この時、外在動力により、内モールド53及び成形型54は、共同で、外モールド50、スライド体52及び中間完成品400との間で、相対回転運動を生じる。
即ち、内モールド53及び成形型54は共同で回転し、外モールド50、スライド体52及び中間完成品400は停止する。
或いは外モールド50、スライド体52及び中間完成品400は共同で回転し、内モールド53及び成形型54は停止する。
これにより、成形型54の成形縁541は、中間完成品400の内表面上で、外カバーエッジ43を押し出して成形し、受け溝521内に進入して止まる(図9参照)。
最後に、外付け動力542を起動し、成形型54の後退復位を連動し、同時に各スライド体52を外へと開かせ、外モールド50及び内モールド53は、閉型の反対方向へと開く。
こうして図10に示す通り、完全なプレス成形コップ蓋40が生産される。
本発明がこのような優れた機能を備える理由は以下の通りである。
外カバーエッジ43は、押し出し加工により、内から外へと形成されるため、静置後には、外カバーエッジ43は、材料塑性作用により自然に内側へと微妙に退縮する現象(押し出しと反対方向)を生じ、外カバーエッジ43も縮小する。
これは図11に示す状態だが、その退縮度がすこぶる微小であるため、外観上まったく見てとることはできない。
外カバーエッジ43が自然に内側へと退縮する現象の他に、本発明プレス成形コップ蓋40中の勘合溝44は、「パルプ成形」及び「ヒートプレッシャー成形」の二つの製造過程を経て、中間完成品400を生産する時、既に存在する構造部位であるため、その構造及び位置は既に安定的に定型している。
本発明によって製造されるプレス成形コップ蓋上の外カバーエッジの製造方法は完全に未だかつて製造されたこともなく、製造されるプレス成形コップ蓋は完成品で、外カバーエッジ部位は紙コップカップ体の受覆環を確実かつ緊密に覆うことができるため、漏れと緩みを防止する機能を達成でき、従来の同類製品に比べ明らかに優れている。
11 頂環部位
111 頂蓋部位
112 円弧外エッジ
12 周環部位
121 円弧内エッジ
13 外カバーエッジ
14 勘合溝
15 開き壁
100 中間完成品
20 紙コップカップ体
21 受覆環
22 凹環溝
30 外モールド
311 スライド溝
32 成形スライド体
321 成形縁
33 内モールド
331 受け溝
34 原料支持体
40 プレス成形コップ蓋
41 頂環部位
411 頂蓋部位
412 円弧外エッジ
42 周環部位
421 円弧内エッジ
43 外カバーエッジ
44 勘合溝
45 開き壁
400 中間完成品
50 外モールド
511 スライド溝
52 スライド体
521 受け溝
53 内モールド
54 成形型
541 成形縁
542 外付け動力
Claims (3)
- プレス成形コップ蓋外カバーエッジ製造方法であって、植物繊維を材料とし、パルプ成形及びヒートプレツシヤー成形の二つの製造技術を採用後に生産されるプレス成形コップ蓋の中間完成品で、前記中間完成品に対して以下のステップを行い、
(1)外モールドにより前記中間完成品を蓋をし、前記外モールドと前記中間完成品の側面輸郭とは対応し、前記外モールド上の前記中間完成品に対応し予め外カバーエッジを成形した位置には、前進可能で環状体を呈する一組のスライド体を設置し、前記スライド体の内エッジには、予め成形された外カバーエッジ輸郭に対応する受け溝を有し、前記スライド体を前進させ、これにより前記受け溝は前記中間完成品の予め成形された外カバーエッジ位置の外側表面に到達し、
(2)内モールドを前記中間完成品内部に収容し、前記内モールドと前記中間完成品の輪郭とは対応し、前記内モールド中央には、横方向に移動可能な成形型をさらに収容し、前記成形型の前端は、予め成形された外カバーエッジの輪郭と対応する成形縁を形成し、後端には、前記成形型を連動して前進と後退を行わせられる外付け動力を設置し、これにより前記外付け動力は、前記成形型を押して前進させ、前記中間完成品の予め成形された外カバーエッジ位置の内側表面に到達し、
(3)前記外付け動力は、前記成形型を押して前進を継続させ、これにより前記中間完成品の表面は、前記成形縁の押し出しを受けて変形し、外カバーエッジの輪郭を形成し、前記受け溝内に入り止まり、
(4)前記内モールド及び成形型とは共同で、前記外モールド、スライド体及び中間完成品との間で相対回転運動を生じ、前記成形型の成形縁により前記中間完成品の内表面上に外カバーエッジを押し出し成形し、前記受け溝内に進入して止まり、
(5)前記外付け動力は前記成形型を連動して後退、復位させ、同時に前記スライド体は外へと開き、及び前記外モールド及び内モールドは開き、プレス成形コップ蓋が生産されることを特徴とするプレス成形コップ蓋外カバーエッジ製造方法。 - 前記プレス成形コップ蓋の中間完成品は、頂環部位を有し、外側は円弧外エッジ位置より徐々に降下し、外へと拡大して周環部位を形成し、円弧内エッジに至った後、外へと延伸し、未成形の外カバーエッジに属するスタート点の位置に到達し、下方へとまっすぐに切れて勘合溝を成形し、さらに外へと開き壁を形成することを特徴とする請求項1に記載のプレス成形コップ蓋外カバーエッジ製造方法。
- 前記スライド体が前進し、前記受け溝が前記中間完成品の予め成形された外カバーエッジ位置の外側表面に到達すると、前記受け溝の頂部は、未成形の外カバーエッジのスタート点の位置に接触し、前記受け溝の底部は、前記勘合溝を押さえつけることを特徴とする請求項2に記載のプレス成形コップ蓋外カバーエッジ製造方法。
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