JP7346263B2 - 内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本開示は電子レンジ加熱食品用容器等の内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法および製造装置に係り、とりわけ貫通孔を容易に形成することができる内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法および製造装置に関する。

従来より、電子レンジ加熱食品用容器として、容器本体と蓋体とを有する容器が知られている。また食品の加熱調理や温め直しには、通常マイクロ波を用いた電子レンジが使用される。この場合、電子レンジ加熱食品用容器内には予め食品が収納され、食品を収納した電子レンジ加熱食品用容器は電子レンジ内に入れられそのまま加熱される。電子レンジ加熱食品用容器を電子レンジにより加熱調理する際、容器内の食品から水蒸気が発生することがある。

このように食品から発生する水蒸気を外方へ逃がすため、電子レンジ加熱食品用容器の蓋体に複数の貫通孔が形成されている。そして蓋体に複数の貫通孔を形成するため、レーザー光線を用い、蓋体を溶融させて貫通孔を形成する技術が開発されている。

しかしながら、蓋体にレーザー光線を用いて貫通孔を形成する場合、大がかりなレーザー光線照射装置が必要となる。また蓋体にレーザー光線により貫通孔を形成する場合、レーザー光線の照射量、照射時間によって貫通孔の形状が安定せず、とりわけ貫通孔の周縁形状に平面視でみて凹凸が生じてしまうことがある。

特開２０１８－１１１５３６号公報

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、貫通孔の形状を安定化して貫通孔の周縁形状を整えることができる内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

本開示は、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法において、プラスチック材料の一方の面を切断治具上に当接させる工程と、前記プラスチック材料の他方の面に超音波付与装置から超音波を付与して、前記切断治具との間で前記プラスチック材料に貫通孔を形成する工程とを備えた、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法である。

本開示は、前記プラスチック材料の前記他方の面に金属板を介して超音波を付与する内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法である。

本開示は、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置において、プラスチック材料の一方の面に当接する切断治具と、前記プラスチック材料の他方の面に超音波を付与して、前記切断治具との間で前記プラスチック材料に貫通孔を形成する超音波付与装置とを備えた、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置である。

本開示は、前記超音波付与装置と前記プラスチック材料の前記他方の面との間に金属板が介在されている内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置である。

本開示によれば、内容物収納用プラスチック材料の貫通孔の形状を安定して、貫通孔の周縁形状を整えることができる。

図１は本開示の一実施形態に係る内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法を示す図。 図２は内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法の他の実施の形態を示す図。 図３は内容物収納容器としての電子レンジ加熱食品用容器を示す分解斜視図。 図４は電子レンジ加熱食品用容器を示す断面図。

以下、図面を参照して本開示による内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法および製造装置について説明する。

まず図３および図４により、内容物収納容器、例えば電子レンジ加熱食品用容器１の概略について説明する。このような電子レンジ加熱食品用容器１は開口部２１を有する容器本体２０と、容器本体２０の開口部２１を覆う蓋体１０とを備え、後述する容器本体２０の開口段部２７と蓋体１０の周壁部１５との間に中蓋３０が介在されている。

また蓋体１０は蓋面１１を有し、この蓋面１１には、排気用長孔（貫通孔）１２が形成されている。図示のように、排気用長孔１２は複数個、設けられており、これらの排気用長孔１２が複数個集まって排気用長孔群１２Ａが形成されている。また、中蓋３０にも複数の排気用長孔（貫通孔）３２が形成され、複数の排気用長孔３２により排気用長孔群３２Ａが形成されている。電子レンジによる加熱または加温に際し、容器本体２０内に収容されている食品（図示せず）から発生する水蒸気は、中蓋３０の排気用長孔３２および蓋体１０の排気用長孔１２を通じて電子レンジ加熱食品用容器１の外部に排気される。排気用長孔３２は複数形成されて排気用長孔群３２Ａが形成され、排気用長孔１２は複数形成されて排気用長孔群１２Ａが形成されているため、効率よく容器本体２０内の水蒸気を排気することができる。

また、蓋体１０は容器本体２０に嵌合される。この場合、蓋体１０の周囲には、容器本体２０の開口部２１と嵌合するＵ字状断面をもつ周壁部１５が設けられている。

他方、容器本体２０には、その開口部２１に開口段部２７が設けられ、蓋体１０の周壁部１５が開口段部２７内に入り込む。また容器本体２０は、開口部２１が形成された胴部２４と底部２５とを有する。図３および図４に示す電子レンジ加熱食品用容器１の容器本体２０と蓋体１０は平面視で円形状をなすが、平面視で多角形や楕円形等の形状をもっていてもよい。

電子レンジ加熱食品用容器１は、主に、コンビニエンスストア、スーパーマーケット、デパート、飲食店、惣菜専門店（デリカテッセン）、喫茶店、サービスエリア等の店舗にて販売される弁当、惣菜、麺料理類、スープ料理、さらにはコーヒー、ココア、紅茶、緑茶、薬草茶等の各種飲料類を包含する食品の包装に用いられる容器である。

次に図３および図４により容器本体２０と蓋体１０について更に述べる。図３および図４に示すように、蓋体の周壁部１５は、外側壁部１６と、周溝底部１７と、内側壁部１８とを有する。また外側壁部１６の外縁にはフランジ部１９が設けられている。他方、容器本体２０の開口部２１には、フランジ部２９と、開口周壁部２６と、開口段部２７とが形成され、上述のように蓋体１０の周壁部１５が容器本体２０の開口段部２７内に入り込み、外側壁部１６に嵌合する。

また、図４に示すように、蓋体１０の周壁部１５が容器本体２０の開口部２１に中蓋３０を介して嵌合されると、外側壁部１６は開口周壁部２６と密着し、電子レンジ加熱食品用容器１の内部の気密性は高める。この際、内部で発生した水蒸気は中蓋３０に形成された排気用長孔３２および蓋体１０の蓋面１１に形成された排気用長孔１２から電子レンジ加熱食品用容器１の外部に放出される。こうして、電子レンジ加熱食品用容器１が異常に膨張し、蓋体が変形したり不自然に開いたりする問題は回避される。

次に各部材の材料について説明する。電子レンジ加熱食品用容器１の容器本体２０としては、一般延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）、透明ポリプロピレン（透明ＰＰ）、発泡ポリプロピレン（発泡ＰＰ）、またはポリプロピレン中にフィラーを含有したポリプロピレンフィラー（ＰＰＦ）を用いることができる。

また中蓋３０としては、一般延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）、透明ポリプロピレン（透明ＰＰ）、耐熱ポリプロピレン（ＰＰnatural）、またはポリプロピレンフィラー（ＰＰＦ）を用いることができる。

さらに蓋体１０としては、一般延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）、透明ポリプロピレン（透明ＰＰ）、発泡ポリプロピレン（発泡ＰＰ）を用いることができる。

また、容器本体２０の厚みは０．１～４．０ｍｍ、中蓋３０の厚みは０．１～４．０ｍｍ、蓋体１０の厚みは０．１～４．０ｍｍとなっている。

また、蓋体１０の排気用長孔１２は長さが０．１～１５．０ｍｍ、その幅は０．０５～１２．０ｍｍとなっている。

また、中蓋３０の排気用長孔３２は長さが０．１～１５．０ｍｍ、その幅は０．０５～１２．０ｍｍとなっている。

次に図１により、蓋体１０の複数の排気用長孔１２および中蓋３０の複数の排気用長孔３２を形成する方法について述べる。

蓋体１０の排気用長孔１２および中蓋３０の排気用長孔３２は、図１に示す内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置を用いて形成される。

図１に示すように、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置４０は、排気用長孔１２が形成される前の蓋体（プラスチック材料ともいう）１０、および排気用長孔３２が形成される前の中蓋（プラスチック材料ともいう）３０を準備し、これら蓋体１０および中蓋３０に排気用長孔１２、あるいは排気用長孔３２を形成するものである。

このような内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置４０は、プラスチック材料１０、３０の下面（一方の面）に当接して、このプラスチック材料を載置する切断治具４１と、プラスチック材料１０、３０の上面（他方の面）に対して超音波を付与して、切断治具４１との間でプラスチック材料１０、３０を打ち抜いてプラスチック材料１０、３０に排気用長孔１２、３２を形成する超音波付与装置５０とを備えている。

このうち、切断治具４１は、複数の排気用長孔１２、３２に対応する形状をもつ複数の切断刃４２を有する。また切断治具４１の各切断刃４２間には、プラスチック材料１０、３０を切断刃４２で打ち抜く際、プラスチック材料１０、３０から排出された打ち抜きカスを収納する収納ポケット４２ａが形成されている。そしてプラスチック材料１０、３０を切断刃４２により打ち抜く際、打ち抜きカスがこの収納ポケット４２ａから切断治具４１の下方へ落下するようになっている。

また超音波付与装置５０は切断治具４１上に載置されたプラスチック材料１０、３０に銅板（金属板）４５を介して当接するとともに、金属板４５に対して超音波を付与する工具ホーン５２と、この工具ホーン５２に接続され工具ホーン５２に超音波振動を与える振動子５１とを有している。

また図１に示すように、振動子５１には発電機５３が接続されている。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置４０を用いた内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法について述べる。

まず、図１に示すように、切断治具４１上にプラスチック材料１０、３０を載置する。その後、切断治具４１のプラスチック材料１０、３０に対して金属板４５を介して超音波付与装置５０の工具ホーン５２の下面を当接させる。

この場合、プラスチック材料１０，３０は、その下面において切断治具４１上に載置され、プラスチック材料１０，３０の上面に金属板４５を介して工具ホーン５２から超音波が付与される。なお、工具ホーン５２の下面は平坦面となっている。

次に超音波付与装置５０を作動させ、工具ホーン５２の下面により、金属板４５を介してプラスチック材料１０、３０を押圧するとともに、工具ホーン５２の下面から金属板４５を介してプラスチック材料１０、３０に対して超音波を付与する。この場合、工具ホーン５２の下面から１０，０００～４０，０００回／秒の超音波振動がプラスチック材料１０、３０に付与され、その際の振動幅は５０μ以下となる。

このようにして工具ホーン５２からプラスチック材料１０、３０に対して超音波振動を付与することにより、プラスチック材料１０、３０は切断治具４１の切断刃４２との間で摩擦熱を生じさせる。そしてこの摩擦熱によりプラスチック材料１０、３０が溶融して切断され、プラスチック材料１０、３０に排気用長孔１２、３２が形成される。

このように本実施の形態によれば、プラスチック材料１０、３０に対して超音波振動を付与することにより、切断治具４１の切断刃４２により、精度良く排気用長孔１２、３２を形成することができる。この場合、レーザー光線を用いる場合に比べて、レーザー光線の照射量、照射時間を微妙に制御して排気用長孔１２，３２を形成する必要はなく、排気用長孔１２、３２の形状は常に一定の形状に保たれる。また、形成された排気用長孔１２、３２の周縁形状に平面視でみて凹凸が生じることもなく、縁取りを綺麗に仕上げることができる。また、本実施の形態によれば、レーザー光線を用いる場合に比べて、高価なレーザー光線照射装置を用いる必要もない。

次に図２により、蓋体１０の複数の排気用長孔１２および中蓋３０の複数の排気用長孔３２を形成する方法の他の実施の形態について述べる。

蓋体１０の排気用長孔１２および中蓋３０の排気用長孔３２を、図２に示す内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置を用いて形成してもよい。

図２に示すように、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置４０は、排気用長孔１２が形成される前の蓋体（プラスチック材料ともいう）１０、および排気用長孔３２が形成される前の中蓋（プラスチック材料ともいう）３０を準備し、これら蓋体１０および中蓋３０に排気用長孔１２、あるいは排気用長孔３２を形成するものである。

このような内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置４０は、プラスチック材料１０、３０の下面（一方の面）に当接して、このプラスチック材料を載置する切断治具４１と、プラスチック材料１０、３０の上面（他方の面）に対して超音波を付与して、切断治具４１との間でプラスチック材料１０、３０を打ち抜いてプラスチック材料１０、３０に排気用長孔１２、３２を形成する超音波付与装置５０とを備えている。

このうち、切断治具４１は、複数の排気用長孔１２、３２に対応する形状をもつ複数の切断刃４２を有する。

また超音波付与装置５０は切断治具４１上に載置されたプラスチック材料１０、３０に当接するとともに、プラスチック材料１０，３０に対して超音波を付与する工具ホーン５２と、この工具ホーン５２に接続され工具ホーン５２に超音波振動を与える振動子５１とを有している。

また図２に示すように、振動子５１には発電機５３が接続されている。さらに工具ホーン５２の下面は平坦状になっておらず、工具ホーン５２の下面には、各切断刃４２に対応して設けられ、切断刃４２内に進入可能な振動ピン５２ａが設けられている。

次にこのような構成からなる実施の形態の作用、すなわち内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置４０を用いた内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法について述べる。

まず、図２に示すように、切断治具４１上にプラスチック材料１０、３０を載置する。その後、切断治具４１のプラスチック材料１０、３０に対して超音波付与装置５０の工具ホーン５２の下面を当接させる。

この場合、プラスチック材料１０，３０は、その下面において切断治具４１上に載置され、プラスチック材料１０，３０の上面に工具ホーン５２から超音波が付与される。工具ホーン５２の下面には、各切断刃４２に対応して複数の振動ピン５２ａが設けられている。

次に超音波付与装置５０を作動させ、工具ホーン５２の下面によりプラスチック材料１０、３０を押圧する。このとき工具ホーン５２の下面にある振動ピン５２ａが切断刃４２内に進入するとともに工具ホーン５２の下面の振動ピン５２ａからプラスチック材料１０、３０に対して超音波を付与する。この場合、工具ホーン５２の下面の振動ピン５２ａから１０，０００～４０，０００回／秒の超音波振動がプラスチック材料１０、３０に付与され、その際の振動幅は５０μ以下となる。

このようにして工具ホーン５２の振動ピン５２ａからプラスチック材料１０、３０に対して超音波振動を付与することにより、プラスチック材料１０、３０は工具ホーン５２の振動ピン５２ａおよび切断治具４１の切断刃４２との間で摩擦熱を生じさせる。そしてこの摩擦熱によりプラスチック材料１０、３０が溶融して切断され、プラスチック材料１０、３０に排気用長孔１２、３２が形成される。

このように本実施の形態によれば、プラスチック材料１０、３０に対して超音波振動を付与することにより、切断治具４１の切断刃４２と工具ホーン５２の振動ピン５２ａとにより、精度良く排気用長孔１２、３２を形成することができる。この場合、レーザー光線を用いる場合に比べて、レーザー光線の照射量、照射時間を微妙に制御して排気用長孔１２，３２を形成する必要はなく、排気用長孔１２、３２の形状は常に一定の形状に保たれる。また、形成された排気用長孔１２、３２の周縁形状に平面視でみて凹凸が生じることもなく、縁取りを綺麗に仕上げることができる。また、本実施の形態によれば、レーザー光線を用いる場合に比べて、高価なレーザー光線照射装置を用いる必要もない。

なお、上記実施の形態のいて内容物収納容器として容器本体２０と中蓋３０とを有する電子レンジ加熱食品用容器の例を示したが、これに限らす内容物収納容器として平坦状の袋体を有する食品用容器を用いてもよく、この場合、袋体表面に排気用長孔が形成されている。

また内容物収納容器は必ずしも食品を収納するものに限らず、化粧品等の内容物を収納するものであってもよい。

さらにまた上記実施の形態において、電子レンジ加熱食品用容器の蓋体１０および中蓋３０が、貫通孔として形成された排気用長孔１２、３２を有する例を示したが、排気用長孔１２、３２の代わりに、貫通孔として排気用丸孔、排気用角孔を形成してもよい。あるいは内容物収納容器に、排気を目的としない貫通孔を設けてもよい。

１ 電子レンジ加熱食品用容器
１０ 蓋体、プラスチック材料
１１ 蓋面
１２ 排気用長孔
１２Ａ 排気用長孔群
２０ 容器本体
２１ 開口部
３０ 中蓋、プラスチック材料
３２ 排気用長孔
３２Ａ 排気用長孔群
４０ 内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置
４１ 切断治具
４２ 切断刃
４５ 金属板
５０ 超音波付与装置
５１ 振動子
５２ 工具ホーン
５３ 発電機

Claims (2)

1. 内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法において、
   プラスチック材料の下面を切断治具上に当接させる工程と、
   前記プラスチック材料の上面に超音波付与装置から超音波を付与して、前記切断治具との間で前記プラスチック材料を溶融させて貫通孔を形成する工程とを備え、
   前記プラスチック材料の前記上面に前記超音波付与装置から金属板を介して超音波を付与し、
   前記切断治具は前記貫通孔に対応する形状をもつとともに、前記プラスチック材料を溶融して打ち抜く切断刃と、前記切断刃に形成され、溶融されたプラスチック材料を逃がす収納ポケットとを有し、前記切断刃により溶融して打ち抜かれたプラスチック材料を前記収納ポケットから下方へ落下させる、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造方法。
2. 内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置において、
   プラスチック材料の下面に当接する切断治具と、
   前記プラスチック材料の上面に超音波を付与して、前記切断治具との間で前記プラスチック材料を溶融させて貫通孔を形成する超音波付与装置とを備え、
   前記プラスチック材料の前記上面に前記超音波付与装置から金属板を介して超音波を付与し、
   前記切断治具は前記貫通孔に対応する形状をもつとともに、前記プラスチック材料を溶融して打ち抜く切断刃と、前記切断刃に形成され、溶融されたプラスチック材料を逃がす収納ポケットとを有し、前記切断刃により溶融して打ち抜かれたプラスチック材料を前記収納ポケットから下方へ落下させる、内容物収納容器用のプラスチック材料の製造装置。

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