JP7213817B2 - 食品包装容器およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は食品包装容器およびその製造方法に関する。
通常の食品包装容器に使われている製品は発泡式と非発泡式に分かれる。発泡式食品包装容器はポリスチレンを発泡ガスと混合させて押出した製品が使われているが、これは厚さを比較的厚く維持できるため、形態の維持、断熱性、価格競争力が高い長所がある。その反面、このような発泡式製品は高温で有害物質が検出される短所がある。
非発泡式食品包装容器の場合、熱に安定したポリプロピレンをフィルムの形態で製作した製品が使われている。一方、このような非発泡式食品包装容器は高温で形態の変化率が少なく、有害物質が検出されない長所がある。しかし、前記非発泡式食品包装容器は断熱が悪く、高温の食品を取り扱う時に包装容器自体が熱いため使用が不便な問題点がある。
一方、現代社会で次第に生活が便利になるにつれて、使い捨て用品の使用が増加し、単独世帯の増加による出前の食べ物および簡便料理製品の需要が次第に増えている。これに伴い、食品包装容器の需要も増加しており、有害物質から安全かつ用途に合う機能が付与された新しい容器の素材に対する消費者のニーズがますます大きくなっている。
これと関連して、食品包装容器関連業者では便利さ、安全性、環境親和性および価格競争力を兼ね備えた食品包装容器について研究開発中であり、本出願人は耐寒性が優秀な樹脂発泡体およびこれを含む包装容器（韓国登録特許第１０－１８２６７８５号）等を開発したことがある。前記包装容器は樹脂発泡体としてポリエステル樹脂を利用して製造することによって、環境に優しく、軽量かつ高強度を具現することができ、温度変化による耐久性が優秀な効果がある。
しかし、前述した包装容器は収容部の深さが深い製品の成形時に、包装容器の成形過程で成形シート（発泡シート）が破断する問題があり、特に、気泡が多く形成されている軽量の発泡シートが破断して包装容器を容易に成形することができなかった。
このため、収容部の深さが深い食品包装容器を成形することができなかった。
したがって、収容部の深さが深い食品包装容器の成形時に発泡シートが破断することを防止できる食品包装容器の研究が必要であるのが実情である。
本発明は前述した問題点を解決するためのものであって、所定厚さおよび所定範囲の密度の発泡シートを含み、Ｈ／Ｄ≧０．７（Ｈ：収容部の深さ、Ｄ：開口部の直径）を満足する食品包装容器およびその製造方法を提供しようとする。
本発明は、ポリエステル樹脂の発泡シートを含み、発泡シートの平均厚さは２．０ｍｍ以下であり、密度は３００～７００ｋｇ／ｍ３範囲であり、下記の数学式１、２および３を満足し、前記ポリエステル樹脂はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂であり、前記ポリエステル樹脂は熱伝導率が１．０～３．０ｋｃａｌ／ｍｈ℃である０．５～９．０重量％の炭酸カルシウムを含み、前記食品包装容器は底部および底部の周りに沿って上端が開放された状態の壁部を含み、前記底部の平均厚さＴａおよび壁部の平均厚さＴｂの比率Ｔａ：Ｔｂは１：０．９５～１．０５範囲であり、食品包装容器の圧縮強度が５ｋｇｆ／ｃｍ２～４０ｋｇｆ／ｃｍ２であり、前記発泡シートの融点は２３８～２５０℃であり、加熱後に発泡シートの表面温度が１６０℃であるとき、１０秒の条件で発泡シートの高温伸び率は３００～６００％である食品包装容器を提供する：
［数学式１］
０．９ ≦ Ｈ／Ｄ ≦ １．１
数学式１において、収容部および開口部を含む食品包装容器を形成するものの、Ｈは収容部の深さを表し、１０～２０ｃｍであり、Ｄは開口部の直径を表したものであり、
［数学式２］
｜Ｖ１－Ｖ０｜／Ｖ０×１００≦５％
前記数学式２において、Ｖ0は１００℃の水に露出する前の発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、Ｖ１は１００℃の水に５分の間露出させた後の発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、
［数学式３］
０．０１％ ≦｜Ｖ１－Ｖ０｜／Ｖ０×１００≦５％
前記数学式３において、Ｖ０は－１０℃で３時間の間露出させた後の樹脂発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、Ｖ１は１１０℃で３時間の間露出させた後の樹脂発泡シートの体積（ｍｍ３）である。
また、本発明は、上記の食品包装容器の製造方法であって、３００～７００ｋｇ／ｍ３密度の発泡シートを食品包装容器成形装置の雌型金型と雄型金型の間に配置する配置段階；および
雄型金型を加圧して食品包装容器を成形する成形段階；を含み、
前記成形段階は前記雄型金型の表面温度を６０℃以上に設定することを特徴とする食品包装容器の製造方法を提供する。
本発明に係る食品包装容器は３００～７００ｋｇ／ｍ３範囲の密度を有する発泡シートを含むことによって、Ｈ／Ｄ≧０．７（Ｈ：収容部の深さ、Ｄ：開口部の直径）を満足する食品包装容器およびその製造方法を提供できる利点がある。
特に、本発明に係る食品包装容器は厚さが均一であり、耐熱性および熱遮断性が優秀な利点がある。
本発明に係る食品包装容器の断面図。 本発明に係る食品包装容器の製造方法を順次図示した図面。
本発明は多様な変更を加えることができ、多様な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して詳細な説明に詳細に説明する。
しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
本発明で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解されるべきである。
したがって、本明細書に記載された実施例に図示された構成は本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例が存在し得る。
本発明は所定厚さ以下の発泡シートを含み、Ｈ／Ｄ≧０．７（Ｈ：収容部の深さ、Ｄ：開口部の直径）を満足する食品包装容器およびその製造方法に関する。
図１は本発明に係る食品包装容器の断面図であり、図２は本発明に係る食品包装容器の製造方法を順次図示した図面である。以下、図１～図２を参照して本発明に係る食品包装容器およびその製造方法について詳細に説明する。
本発明は、ポリエステル樹脂の発泡シートを含み、発泡シートの平均厚さは２．０ｍｍ以下であり、密度は３００～７００ｋｇ／ｍ３範囲であり、下記の数学式１を満足する食品包装容器１０を提供する：
［数学式１］
Ｈ／Ｄ≧０．７
数学式１において、収容部および開口部を含む食品包装容器１０を形成するものの、Ｈは収容部の深さを表し、１０～２０ｃｍであり、Ｄは開口部の直径を表したものである。
まず、ポリエステル樹脂は酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含むことができる。具体的には、ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とグリコール成分またはヒドロキシカルボン酸から合成された芳香族および脂肪族ポリエステル樹脂からなる群から選択された１種以上であり得る。前記ポリエステル樹脂は例えば、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＢＴ）、ポリ乳酸（Ｐｏｌｙ Ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ、ＰＬＡ）、ポリグリコール酸（Ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｃ ａｃｉｄ、ＰＧＡ）、ポリエチレンアジパート（Ｐｏｌｙｅｈｔｙｌｅｎｅ ａｄｉｐａｔｅ、ＰＥＡ）、ポリヒドロキシアルカノエート（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙａｌｋａｎｏａｔｅ、ＰＨＡ）、ポリトリメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＴＴ）およびポリエチレンナフタレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）からなる群から選択された一つ以上であり得る。具体的には、本発明ではポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）が使われ得る。
また、発泡シートの密度（ＫＳ Ｍ ＩＳＯ ８４５）は平均３００～７００ｋｇ／ｍ３であり得る。具体的には、発泡シートの密度は平均３２５～６５０ｋｇ／ｍ３、３５０～６００ｋｇ／ｍ３、３７５～５５０ｋｇ／ｍ３、４００～５００ｋｇ／ｍ３または４２５～４５０ｋｇ／ｍ３であり得る。
一方、発泡シートの密度が３００ｋｇ／ｍ３未満であり得るが、このような場合、発泡シート内に気泡が多くて食品包装容器のディープ加工時に発泡シートが破断され得るため、本発明の技術的特徴であるＨ／Ｄ≧０．７（Ｈ：収容部の深さ、Ｄ：開口部の直径）を満足させることができない。または前記Ｈ／Ｄ≧０．７を満足させることはできるものの、平均厚さ２．０ｍｍ以下の食品包装容器を具現することが難しく、食品包装容器の底部と壁部の厚さ偏差が激しくなり得る。これに伴い、食品包装容器の圧縮強度、耐熱性または熱遮断性などの効率が低くなり得る。
併せて、発泡シートの密度が７００ｋｇ／ｍ３を超過する場合、食品包装容器自体の重さが重いため、使い捨てとして使われる食品包装容器には適さず、製造工程時の費用が上昇する問題がある。
したがって、食品包装容器をなす発泡シートの密度は平均３００～７００ｋｇ／ｍ３が好ましく、これに伴い、前記発泡シートは薄い厚さを満足しつつ、向上した圧縮強度、耐熱性、熱遮断性などを具現することができる。
前記のような発泡シートを含むことによって、本発明に係る食品包装容器は優秀な加工性を表すことができる。例えば、下記の数学式１を満足することができる。
［数学式１］
Ｈ／Ｄ≧０．７
数学式１において、収容部および開口部を含む食品包装容器１０を形成するものの、Ｈは収容部の深さを表し、１０～２０ｃｍであり、Ｄは開口部の直径を表したものである。
例えば、前記数学式１において、Ｈ／Ｄの値は０．７以上であり得、具体的には、Ｈ／Ｄの範囲は０．７～１．５、０．７５～１．４、０．８～１．３、０．８５～１．２、０．９～１．１または１であり得る。前記のようなＨ／Ｄ値を有することから、本発明の食品包装容器１０は成形性が優秀であるためディープ成形が可能であることが分かる。
一つの例示において、本発明に係る発泡シートの融点は２３８～２５０℃であり得る。具体的には、発泡シートの融点は２３８～２５０℃、２３８～２４８℃、２３９～２４６℃、２３９～２４４℃または２４２℃であり得る。
他の一つの例示において、本発明に係る発泡シートは接触あるいは非接触加熱後に発泡シートの表面温度が１６０℃であるとき、１０秒の条件で高温伸び率は３００～６００％であり得る。具体的には、発泡シートは１６０℃であるとき、１０秒の条件で３００～６００％、３２０～５５０％、３４０～５００％、３６０～４５０％、３８０～４００％であり得る。
本発明に係る食品包装容器の発泡シートは前記のようなポリエステルおよび炭酸カルシウムを含むことによって、本発明に係る発泡シートは優秀な加工性を示すことができる。
一つの例として、本発明に係る食品包装容器１０は底部１１および底部１１の周りに沿って上端が開放された状態の壁部１２を含み、前記底部１１の平均厚さおよび壁部１２の平均厚さはそれぞれ２．０ｍｍ以下であり得る。より具体的には、前記底部１１の平均厚さおよび壁部１２の平均厚さはそれぞれ０．８～２．０ｍｍ、０．９～１．８ｍｍ、１．０～１．６ｍｍ、１．１～１．４ｍｍまたは１．２～１．３ｍｍであり得る。一方、食品包装容器１０の底部１１および壁部１２が前記範囲であるとき、軽量化を具現するとともに強度および剛性が低下することを防止することができる。
また、前記底部１１の平均厚さＴａおよび壁部１２の平均厚さＴｂの比率Ｔａ：Ｔｂは１：０．９５～１．０５範囲であり得る。一例として、前記底部１１の平均厚さＴａおよび壁部１２の平均厚さＴｂの比率Ｔａ：Ｔｂは１：０．９５～１．０範囲または１：０．９７～０．９９の範囲であり得る。
すなわち、本発明に係る食品包装容器１０はディープ成形によって製造されたにもかかわらず、底部１１と壁部１２の厚さが略一定であり得る。
一つの例示において、本発明の食品包装容器１０はＨ／Ｄ値が１である場合、圧縮強度が８～２５ｋｇｆ／ｃｍ２であり得る。具体的には、本発明の食品包装容器１０はＨ／Ｄ値が１である場合、圧縮強度が８～２２ｋｇｆ／ｃｍ２または８ｋｇｆ／ｃｍ２～１８ｋｇｆ／ｃｍ２であり得る。一例として、食品包装容器１０はＨ／Ｄ値が１である場合、圧縮強度が１２ｋｇｆ／ｃｍ２または９ｋｇｆ／ｃｍ２であり得る。前記のような圧縮強度を有することによって、本発明の食品包装容器１０は耐久性が優秀となり得る。一方、前記食品包装容器１０は通常の容器の形状であり得、具体的には、円筒状の食品包装容器または四角状の食品包装容器であり得る。
併せて、本発明の食品包装容器１０はポリエステル樹脂を含み、前記ポリエステル樹脂は０．５～９．０重量％の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含むことができる。
具体的には、前記炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）は無機粒子であって、前記のような無機粒子を含むことによって、本発明の発泡シートはシートの表面が均一であり、優秀な熱成形性を示すことができる。
前記炭酸カルシウムの熱伝導率は１．０～３．０ｋｃａｌ／ｍｈ℃であり得る。具体的には、炭酸カルシウムの熱伝導率は１．２～２．５ｋｃａｌ／ｍｈ℃、１．５～２．２ｋｃａｌ／ｍｈ℃または１．８～２．０ｋｃａｌ／ｍｈ℃であり得る。より具体的には、炭酸カルシウムの熱伝導率は１．５～２．５ｋｃａｌ／ｍｈ℃または１．８～２．３ｋｃａｌ／ｍｈ℃であり得る。前記のように、炭酸カルシウムを含む発泡シートは優秀な熱伝導率を示すことによって、均一な表面を有し、優秀な熱成形性を示すことができる。
例えば、前記炭酸カルシウムの含量は０．５～９重量％であり得る。具体的には、炭酸カルシウムの含量は０．５～８重量％、０．６～７重量％、０．７～６重量％、０．８～５重量％、０．９～４重量％、１．０～３．０重量％、２重量％～３．５重量％であり得る。一例として、１．０重量％または３重量％であり得る。
本発明は前記のようなポリエステル樹脂および炭酸カルシウムを含むことによって、本発明に係る食品包装容器は優秀な耐熱性を示すことができる。例えば、下記の数学式２を満足することができる。
［数学式２］
｜Ｖ１－Ｖ０｜／Ｖ０×１００≦５％
前記数学式２において、Ｖ0は１００℃の水に露出する前の発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、Ｖ1は１００℃の水に５分の間露出させた後の発泡シートの体積（ｍｍ３）である。
具体的には、前記食品包装容器の試片を１００℃で５分の間露出させる前と後の寸法変化率を測定して表すことができる。
これは、前記発泡シートを含む食品包装容器の熱に実際の使用環境と対応する測定値である。例えば、前記体積は、発泡シートの長さ、幅および厚さのそれぞれの長さをかけて計算された値を意味し得る。例えば、前記数学式１による寸法変化率は０．０１～５％、０．０１～３％または０．０１～１％の範囲であり得る。前記範囲内の数学式２の値を満足することによって、本発明に係る発泡シートは高い温度環境での使用にも形態の変化がほとんど発生しないことが分かる。その結果、本発明に係る発泡シートは耐熱性が優秀であることが分かる。
併せて、本発明に係る食品包装容器１０は下記の数学式３を満足することができる。
［数学式３］
０．０１％≦｜Ｖ１－Ｖ０｜／Ｖ０×１００≦５％
前記数学式３において、Ｖ０は－１０℃で３時間の間露出させた後の樹脂発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、Ｖ１は１１０℃で３時間の間露出させた後の樹脂発泡シートの体積（ｍｍ３）である。
具体的には、前記数学式３は食品包装容器の発泡シートのサンプルを－１０℃で３時間の間露出させた時と１１０℃で３時間の間露出させた時の寸法変化率を意味し得る。前記体積は前述した通り、樹脂発泡体の長さ、幅および厚さのそれぞれの長さをかけて計算された値を意味し得る。例えば、前記数学式３による寸法変化率は０．０１～５％、０．０１～３％または０．０１～１％の範囲であり得る。前記範囲内の数学式３の値を満足することによって、本発明に係る樹脂発泡体は大きな温度差がある電子レンジまたは冷凍庫などの使用にも、形態の変化がほとんど発生しないことが分かる。その結果、本発明に係る樹脂発泡体は温度差による耐久性が優秀であることが分かる。
それだけでなく、本発明に係る食品包装容器１０は下記の数学式４を満足することができる。
［数学式４］
｜Ｔ２－Ｔ１｜≧１０℃
前記数学式４において、Ｔ１は２０℃、１ａｔｍ条件で、食品包装容器に１００℃の水を入れて、１分経過した時に測定した食品包装容器の外側の表面温度であり、Ｔ２は２０℃、１ａｔｍ条件で、食品包装容器に１００℃の水を入れて、１分経過した時に測定した食品包装容器の内部の水の温度である。
本発明に係る食品包装容器１０は常温（２０℃）、１気圧条件で、容器内部に１００℃の水を７０％（ｖ／ｖ）入れた状態で、１分経過した時点で、容器内部の水の温度と容器外部の表面温度差が１０℃以上であり得る。これは本発明に係る食品包装容器が熱遮断性が優秀であることを示すものであるが、具体的には、製造された食品包装容器に１００℃の水を７０％（ｖ／ｖ）入れた状態で１分経過した時点で、容器内部の水と容器外部の表面温度差を測定することができる。
一つの例として、本発明に係る食品包装容器１０に１００℃の水を７０％（ｖ／ｖ）入れた状態で、１分経過した時点で容器内部に収容された水の温度は９５℃であり、容器外部の表面温度は４０℃であり得る。本発明に係る食品包装容器１０は前記条件で容器内部と外部の温度差を比較的高く維持することによって、熱遮断性が優秀であることが分かり、これによって食品の保温を効果的に向上させる効果を示す。
本発明に係る食品包装容器１０はポリエステル樹脂の発泡シートを含むことができ、前記ポリエステル樹脂はポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）樹脂であり得る。前記ＰＥＴ樹脂を使うことによって、環境に優しく、再使用に容易となり得る。
食品医薬品安全処の器具および容器包装とその原材料に関する規格を基準として、溶出規格の測定時、総溶出量が３０ｐｐｍ以下であり、アンチモンゲルマニウム、テレフタル酸、イソフタル酸、アセトアルデヒド物質が検出されず、残留規格の測定時、揮発性物質が検出されないことを特徴とする。
具体的には、本発明に係る耐熱材は前記のように、環境に優しい素材であるポリエステル樹脂を使うことによって、食品医薬品安全処で発行している器具および容器包装の基準および規格告示全文告示第２０１５－７号に記載された憂慮物質を許容範囲内に調節することができる。
このような素材を利用した発泡シートを利用して食品包装容器を製造することによって、環境に優しい食品容器を提供することができる。
一つの例として、本発明に係る食品包装容器は、バリアー（Ｂａｒｒｉｅｒ）性能、親水化機能または防水機能を有することができ、界面活性剤、親水化剤、熱安定剤、防水剤、セル大きさ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、空転防止剤およびＵＶ吸収剤からなる群から選択される一つ以上の機能性添加剤をさらに含むことができる。具体的には、本発明の樹脂発泡シートは増粘剤、熱安定剤および発泡剤を含むことができる。
前記増粘剤は特に限定はしないが、本発明では例えばピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）が使われ得る。
前記熱安定剤は、有機または無機リン化合物であり得る。前記有機または無機リン化合物は、例えば、リン酸およびその有機エステル、亜リン酸およびその有機エステルことであり得る。例えば、前記熱安定剤は商業的に入手可能な物質であって、リン酸、アルキルホスフェートまたはアリールホスフェートであり得る。具体的には、本発明で熱安定剤はトリフェニルホスフェートであり得るが、これに制限されるものではなく、前記樹脂発泡シートの熱的安定性を向上させることができるものであれば、通常の範囲内で制限なく使用可能である。
前記発泡剤の例としては、Ｎ２、ＣＯ２、フレオン、ブタン、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、メチルクロライドなどの物理的発泡剤またはアゾジカルボンアミド（ａｚｏｄｉｃａｒｂｏｎａｍｉｄｅ）系化合物、Ｐ，Ｐ’－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）［Ｐ，Ｐ’－ｏｘｙ ｂｉｓ（ｂｅｎｚｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎｙｌ ｈｙｄｒａｚｉｄｅ）］系化合物、Ｎ，Ｎ’－ジニトロソペンタメチレンテトラアミン（Ｎ、Ｎ’－ｄｉｎｉｔｒｏｓｏ ｐｅｎｔａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｍｉｎｅ）系化合物などの化学的発泡剤があり、具体的には、本発明ではＣＯ２が使われ得る。
また、本発明は食品包装容器の製造方法を提供する。
図２は本発明に係る食品包装容器の製造方法を順次図示した図面であって、図２を参照すると、本発明は、３００～７００ｋｇ／ｍ３密度の発泡シート１を食品包装容器成形装置２０の雌型金型２１と雄型金型２２の間に配置する配置段階（ａ）；および雄型金型２２を加圧して食品包装容器１０を成形する成形段階（ｂ、ｃ）；を含み、前記成形段階は前記雄型金型２２の表面温度を６０℃以上に設定することを特徴とする食品包装容器の製造方法を提供する。
具体的には、雌型金型２１と雄型金型２２の間に配置された発泡シート１は，熱成形されることによってカップ状の食品包装容器１０に成形され得る。前記熱成形としては、真空成形、圧空成形または真空成形と圧空成形を組み合わせた真空圧空形成、雄型金型（プラグ）を用いつつ、または雄型金型２２を使った後、真空および／または圧空成形するなどの熱成形がある。
図２を参照すると、図２の（ａ）は発泡シート１を成形する前、発泡シート１を成形装置の雌型金型２１と雄型金型２２の間に配置する配置段階を示す。図２（ｂ）は延伸工程および熱工程を示す図面であり、図２（ｂ）のように、雄型金型２２を下降させて発泡シート１を延伸し、雌型金型２１からの真空吸引によって雌型金型２１のキャビティの形状に賦形され、熱が加えられる。図２（ｃ）は雄型金型２２の加圧と雌型金型２１から圧縮空気によって、成形されている発泡シート１が雄型金型２２の形状に賦形されて最終成形品である食品包装容器１０が成形されることを示す。次いで、成形された食品包装容器１０は冷却後に雄型金型２２を上昇させて取り出され得る。
一方、発泡シート１は押出機に導入されたポリエステル樹脂を溶融させて押出発泡して製造した発泡シート１を使うことができる。
具体的には、食品包装容器１０の製造方法は、発泡シートを製造する段階を含むことができ、これは炭酸カルシウムを含むポリエステル樹脂チップを溶融させて溶融物を形成した後、押出発泡することができる。例えば、ポリエステル樹脂を溶融する過程は２６０℃～３００℃の温度で遂行され得る。
一つの例示において、発泡シート１を製造する段階は無機粒子を含むポリエステル樹脂を発泡させて発泡シート１を製造する発泡工程を含むことができる。前記発泡工程は、多様な形態の押出機を利用して遂行可能である。発泡工程は、大きくビーズ発泡または押出発泡を通じて遂行することができ、押出発泡が好ましい。前記押出発泡は、樹脂溶融物を連続的に押出および発泡させることによって、工程の段階を単純化させることができ、大量生産が可能であり、ビーズ発泡時のビーズの間で亀裂と粒状破壊現象などを防止して、より優秀な圧縮強度を具現することができる。
一つの例として、本発明に係る発泡シートを製造する段階は、多様な形態の添加剤が投入され得る。前記添加剤は必要に応じて、流体連結ライン中に投入されたり、あるいは発泡工程中に投入され得る。添加剤の例としては、バリアー（Ｂａｒｒｉｅｒ）性能、親水化機能または防水機能を有することができ、増粘剤、界面活性剤、親水化剤、熱安定剤、防水剤、セル大きさ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、核化剤、空転防止剤およびＵＶ吸収剤からなる群から選択される一つ以上の機能性添加剤を含むことができる。具体的には、本発明の発泡シート製造方法は、増粘剤、核化剤、熱安定剤および発泡剤のうち１種以上を投入することができ、前記列挙された機能性添加剤のうち１種以上をさらに含むことができる。
例えば、本発明の発泡シートを製造する段階は増粘剤、親水化剤、熱安定剤、防水剤、セル大きさ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、空転防止剤およびＵＶ吸収剤からなる群から選択される一つ以上の添加剤を流体連結ライン中に投入することができる。発泡シート製造時に必要な添加剤のうち、流体連結ライン中に投入されない添加剤は、押出工程中に投入可能である。
特に、成形段階で雄型金型２２の表面と雌型金型２１のキャビティの表面温度は互いに異なり得る。好ましくは、雄型金型２２の表面温度はそれぞれ６０～１５０℃、７０～１４０℃、８０～９０℃または１００～１２０℃であり得、雌型金型のキャビティの表面温度は６０～２００℃、８０～１９０℃、１００～１８０℃、１２０～１７０℃または１３０～１６０℃であり得る。
一つの例示において、雄型金型２２の表面温度が１１０℃であり得、雌型金型２１の表面温度が１４５℃であり得、雄型金型２２は０．５～１５秒の間雌型金型２２に接触させることが好ましい。併せて、雌型金型２１は一側に内部空間であるキャビティを減圧するための減圧ホール２３が形成された構造であり得る。
これに伴い、前述した食品包装容器の製造方法によって所定厚さ以下および所定範囲の密度の発泡シートを含み、Ｈ／Ｄ≧０．７（Ｈ：収容部の深さ、Ｄ：開口部の直径）を満足する食品包装容器を製造することができる。
以下、本発明を実施例および実験例によってより詳細に説明する。
ただし、下記の実施例および実験例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の内容は下記の実施例および実験例に限定されるものではない。
発明の実施のための形態
製造例１
炭酸カルシウム３重量％とポリエステル樹脂を混合し、ポリエステル樹脂１００重量部を基準として、ピロメリチックジアンヒドリド０．５重量部およびＩｒｇａｎｏｘ（ＩＲＧ １０１０）０．１重量部を混合し、２８０℃で加熱して樹脂溶融物を製造した。その後、第１押出機に発泡剤としてブタンをＰＥＴ樹脂１００重量部を基準として１．５重量部投入して押出発泡したし、平均１．５ｍｍ厚さのポリエステル樹脂発泡シートを製造した。この時、製造されたポリエステル樹脂発泡シートの密度は３８０ｋｇ／ｍ３であった。
製造例２
発泡ガスであるブタンを１重量部を使ったことを除いては製造例１と同様にして発泡シートを製造した。この時、製造されたポリエステル樹脂発泡シートの密度は４６０ｋｇ／ｍ３であり、平均厚さは１．０．ｍｍであった。
実施例１
製造例１で製造された発泡シートをＩＲ方式のセラミックＨｅａｔｅｒゾーンを通過し、上部Ｈｅａｔｅｒ ４００℃、下部Ｈｅａｔｅｒ ２８０℃、滞留時間３０秒にＳｅｔｔｉｎｇして発泡シートの表面温度が１６０℃となるようにした後、雄型金型（Ｐｌｕｇ）の温度を６０℃、雌型金型（Ｍｏｌｄ）の温度を１２０℃で１０秒間Ｐｒｅｓｓして容器を製造した。
金型のＨ／Ｄは１．０であり、収容部の深さＨは１０ｃｍ、開口部の直径Ｄは１０ｃｍであるカップ容器デザインを適用した。
実施例２
製造例２で製造した発泡シートを実施例１と同じ方法で成形して食品容器を製造した。
比較例１
発泡ガスであるブタンを２重量部を使ったことを除いては製造例１と同様にして発泡シートを製造した。この時、製造されたポリエステル樹脂発泡シートの密度は２００ｋｇ／ｍ３、厚さは１．５ｍｍであった。
そして、製造された発泡シートを食品包装容器に成形した。この時、Ｈ／Ｄの値が０．７であり、直径Ｄが１０ｃｍであることを除いては実施例１と同じ方法で成形して食品包装容器を製造した。
比較例２
比較例１で製造された発泡シートを実施例１と同じ方法で成形して食品容器を製造した。
比較例３
比較例１で製造した発泡シートを、雄型金型（Ｐｌｕｇ）の温度を６０℃、雌型金型（Ｍｏｌｄ）の温度を６０℃の条件に変更したことを除いては実施例１と同じ方法で成形して食品容器を製造した。
比較例４
厚さ１ｍｍのＰＰ非発泡シートを利用して上部Ｈｅａｔｅｒ ２００℃、下部Ｈｅａｔｅｒ １５０℃、滞留時間３０秒にＳｅｔｔｉｎｇしてシートの表面温度が１００℃となるようにした後、雄型金型（Ｐｌｕｇ）の温度４０℃、雌型金型（Ｍｏｌｄ）の温度４０℃で１０秒間Ｐｒｅｓｓして容器を製造した。
実施例および比較例でシートの種類および成形条件を下記の表１のように異ならせて食品包装容器を製造した。
Figure 0007213817000001
前記表１を参照すると、本発明に係る食品包装容器は高密度の発泡シートを利用して食品包装容器を成形する場合、破断がなく、成形が優秀であることを確認した。しかし、比較例１と比較例２において、密度が２００ｋｇ／ｍ３の発泡シートを利用して食品包装容器を成形する場合、成形時に発泡シートが破断して食品包装容器を成形することができなかった。
実験例１．耐熱性測定
実施例と比較例で製造した食品包装容器を利用して、耐熱性測定実験を遂行した。測定方法は下記に記載したし、その結果は表２に表した。
下記の数学式２による寸法変化率を測定した。
［数学式２］
｜Ｖ１－Ｖ０｜／Ｖ０×１００≦５％
前記数学式２において、Ｖ０は１００℃の水に露出する前の発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、Ｖ１は１００℃の水に５分の間露出させた後の発泡シートの体積（ｍｍ３）である。
この時、実施例１および比較例３に係る食品包装容器の１００℃露出前の試片の体積（ｍｍ３）は１００×１００×１．５（横×縦×高さ）であり、実施例２および比較例４に係る食品包装容器の１００℃露出前の試片の体積（ｍｍ３）は１００×１００×１（横×縦×高さ）であった。
Figure 0007213817000002
前記表２を参照すると、本発明に係る食品包装容器は高密度の発泡シートを成形した時、破断なく、成形が優秀であることを確認した。まず、実施例１に係る食品包装容器は高い温度で長時間露出しても寸法変化率がそれぞれ１％、２％と表れることによって、優秀な耐熱性を具現できることが分かる。これと比較して、比較例１と比較例２に係る食品包装容器の場合、食品包装容器の成形時に発泡シートが破断してＨ／Ｄ値がそれぞれ０．７、１である食品包装容器を成形することができなかったし、比較例３の場合、寸法変化率が８％であって、優秀な耐熱性を具現できないことが分かる。これを通じて、本発明の食品包装容器は高温で使う場合に形態の変形が現れないが、比較例に係る食品包装容器の場合は容易に形態が変形され得ることが分かる。
実験例２．圧縮強度測定
圧縮強度は引張強度試験機を利用して、容器の底面が上に行くように位置させた後、Ｔｅｓｔ Ｓｐｅｅｄ ５０ｍｍ／ｍｉｎで圧縮した時の最大荷重を測定した。そして、その結果を表３に示した。
Figure 0007213817000003
実験例３．熱遮断性測定
実施例と比較例に係る成形体の熱遮断性を評価するために、食品包装容器の内部に１００℃の水を７０％（ｖ／ｖ）入れた状態で、１分経過した時点で、容器内部の任意の地点と容器外部の任意の地点の温度を測定した。そして、その結果を表４に示した。
下記の数学式４による容器の表面と容器内部の水の温度を測定して熱遮断性を測定した。
［数学式４］
｜Ｔ２－Ｔ１｜≧１０℃
前記数学式４において、Ｔ１は２０℃、１ａｔｍ条件で、食品包装容器に１００℃の水を入れて、１分経過した時に測定した食品包装容器の外側の表面温度であり、Ｔ２は２０℃、１ａｔｍ条件で、食品包装容器に１００℃の水を入れて、１分経過した時に測定した食品包装容器の内部の水の温度である。
Figure 0007213817000004
前記表４を参照すると、実施例に係る食品包装容器は食品包装容器の内部の水の温度と食品包装容器の外部の表面温度差が１０℃以上と示され、優秀な熱遮断性を示すことが分かる。これと比較して、比較例３および４に係る成形体は｜Ｔ２－Ｔ１｜がそれぞれ４０℃と０℃と表れた。比較例３は熱遮断性は優秀であるものの、実験例２で詳述したように耐熱性が優秀でなく、非発泡製品である比較例４の場合、高密度の樹脂を利用して食品包装容器を成形することによって、破断がなく、成形は優秀であったものの、熱遮断性が優秀でないことを確認することができた。
これを通じて、本発明に係る食品包装容器は３００～７００ｋｇ／ｍ３範囲の密度を有する発泡シートを含むことによって、Ｈ／Ｄが０．７以上を満足することができる。併せて、このような食品包装容器は耐熱性、圧縮強度および熱遮断性などが優秀であることが分かる。
本発明に係る食品包装容器は３００～７００ｋｇ／ｍ３範囲の密度を有する発泡シートを含むことによって、Ｈ／Ｄ≧０．７（Ｈ：収容部の深さ、Ｄ：開口部の直径）を満足する食品包装容器およびその製造方法を提供できる利点がある。
特に、本発明に係る食品包装容器は厚さが均一であり、耐熱性および熱遮断性が優秀な利点がある。

Claims (7)

  1. ポリエステル樹脂の発泡シートを含み、
    発泡シートの平均厚さは２．０ｍｍ以下であり、密度は３００～７００ｋｇ／ｍ３範囲であり、
    下記の数学式１、２および３を満足する、食品包装容器であって、
    前記ポリエステル樹脂はポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂であり、
    前記ポリエステル樹脂は熱伝導率が１．０～３．０ｋｃａｌ／ｍｈ℃である０．５～９．０重量％の炭酸カルシウムを含み、
    前記食品包装容器は底部および底部の周りに沿って上端が開放された状態の壁部を含み、
    前記底部の平均厚さＴａおよび壁部の平均厚さＴｂの比率Ｔａ：Ｔｂは１：０．９５～１．０５範囲であり、
    食品包装容器の圧縮強度が５ｋｇｆ／ｃｍ２～４０ｋｇｆ／ｃｍ２であり、
    前記発泡シートの融点は２３８～２５０℃であり、
    加熱後に発泡シートの表面温度が１６０℃であるとき、１０秒の条件で発泡シートの高温伸び率は３００～６００％であることを特徴とする、食品包装容器：
    ［数学式１］
    ０．９ ≦ Ｈ／Ｄ ≦ １．１
    数学式１において、
    収容部および開口部を含む食品包装容器を形成するものの、
    Ｈは収容部の深さを表し、１０～２０ｃｍであり、
    Ｄは開口部の直径を表したものであり、
    ［数学式２］
    ｜Ｖ１－Ｖ０｜／Ｖ０×１００≦５％
    前記数学式２において、
    Ｖ0は１００℃の水に露出する前の発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、
    Ｖ１は１００℃の水に５分の間露出させた後の発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、
    ［数学式３］
    ０．０１％ ≦｜Ｖ１－Ｖ０｜／Ｖ０×１００≦５％
    前記数学式３において、
    Ｖ０は－１０℃で３時間の間露出させた後の樹脂発泡シートの体積（ｍｍ３）であり、
    Ｖ１は１１０℃で３時間の間露出させた後の樹脂発泡シートの体積（ｍｍ３）である。
  2. ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とグリコール成分またはヒドロキシカルボン酸から合成された芳香族および脂肪族ポリエステル樹脂からなる群から選択された１種以上であることを特徴とする、請求項１に記載の食品包装容器。
  3. 前記底部の平均厚さおよび壁部の平均厚さはそれぞれ０．８～２．０ｍｍ範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の食品包装容器。
  4. 下記の数学式４を満足することを特徴とする、請求項１に記載の食品包装容器：
    ［数学式４］
    ｜Ｔ２－Ｔ１｜≧１０℃
    前記数学式４において、
    Ｔ１は２０℃、１ａｔｍ条件で、食品包装容器に１００℃の水を入れて、１分経過した時に測定した食品包装容器の外側の表面温度であり、
    Ｔ２は２０℃、１ａｔｍ条件で、食品包装容器に１００℃の水を入れて、１分経過した時に測定した食品包装容器の内部の水の温度である。
  5. 食品医薬品安全処の器具および容器包装とその原材料に関する規格を基準として、
    溶出規格の測定時、総溶出量が３０ｐｐｍ以下であり、アンチモンゲルマニウム、テレフタル酸、イソフタル酸、アセトアルデヒド物質が検出されず、
    残留規格の測定時、揮発性物質が検出されない、請求項１に記載の食品包装容器。
  6. 請求項１に記載した食品包装容器の製造方法であって、
    ３００～７００ｋｇ／ｍ３密度の発泡シートを食品包装容器成形装置の雌型金型と雄型金型の間に配置する配置段階；および
    雄型金型を加圧して食品包装容器を成形する成形段階；を含み、
    前記成形段階は前記雌型金型の表面温度を６０℃以上に設定することを特徴とする、食品包装容器の製造方法。
  7. 雌型金型は、一側に内部空間を減圧する減圧ホールが形成された構造であることを特徴とする、請求項６に記載の食品包装容器の製造方法。
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