JPS596779B2 - 口縁部に多重カ−ルリブを有するコツプ状容器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一方向収縮性ポリスチレン発泡シートからな
る円筒体の口縁部に外向きの多重カールリブを有するコ
ップ状容器に関するものである。

紙製容器にカールリブを形成せしめて容器を補強し、口
当りを改善することは、例えば特公昭４０−１９０号等
によつて既に知られている。また、非発泡合成樹脂製容
器にカールリブを形成せしめることも特公昭３９−２０
８２号によつて公知である。しかし、これらの方法は何
れも１巻き程度のカールしか得られず、強固なリブを得
ることはできなかつた。ポリスチレン発泡シートから作
成した容器は、特に断熱性に優れているため、アイスク
リーム、ホツトドリンク用の容器として有用であること
も知られている。

この場合、殊にコップ状容器においては何らかの形で口
縁部を補強する必要がある。ポリスチレン発泡シートは
引裂強度、衝撃強度等の物性が紙あるいは非発泡合成樹
脂製品に比べて劣るので、口縁部の補強の必要性は更に
大きいのである。而して、従来ポリスチレン発泡シート
製容器の口縁部の補強としては、いわゆる圧縮リブが提
案されている。これはポリスチレン発泡シートから容器
を成形する際に、開口部に余分の圧縮代をとり、これを
加熱軟化せしめてから雌雄一対の金型で圧縮成形して、
高密度のリブを形成せしめたものである。このようにし
て得られる圧縮リブは、圧縮代を充分にとることによつ
て強度的には満足し得ても、いわゆるバリが発生し易く
、特に飲料用コップの場合、口当りが悪くなると云う大
きな欠点を含んでいた。またポリスチレン発泡シートに
一重のカールリブを設けたコップ状容器はその製造が困
難である他、得られたものも断面楕円形状の扁平なカー
ルとなり、強度的にも感触的にも不十分である。

さらにコップ状容器に蓋を熱シールする必要がある場合
、口縁部が変形して美感を損ない易い。本発明はかかる
従来のコノプロ縁部の欠点を解消したものを提供するも
のであつて、口縁部に多重カールリブが形成された一方
向収縮性ポリスチレン発泡シート製コップ状容器に関す
る。本発明において用いられる一方向収縮性ポリスチレ
ン発泡シートはスチレン単独重合体、またはスチレンと
、メチルスチレン、メチルメタクリレート、アクリロニ
トリル等のスチレンと共重合可能なモノマーとのスチレ
ンを５０重量？以上含有する共重合体を原料とし、これ
にプロパン、ブタン、ペンタン等の易揮発性の発泡剤を
加えて押出機によりシート状に押出成形して製造される
。

而して、本発明の一方向収縮性ポリスチレン発泡シート
は、例えば押出成形に際して、プローアツプ比、或は引
張り速度を適宜調節することにより得ることが出来る。
本発明において用いられる一方向収縮性発泡シートとは
、該シートの軟化点以上の温度に加熱した場合、特に一
方向のみが大きく収縮し該方向と直角に交わる他方向は
、収縮の度合が非常に少ないか、又は全く収縮しないか
、或は収縮せずに僅かに膨脹を示す性質を有するもので
ある。

この発泡シートの収縮の度合を数値的に表現すれば、１
３５℃の温度で５秒間加熱したときに、一方向の収縮率
が該方向と直角に交わる他方向の収縮率に対して１．５
倍以上であり、且つその収縮の大きい方向の収縮率は１
０％以上である。このポリスチレン発泡シートにポリス
チレン或いはハイインパクトポリスチレン等の非発泡樹
脂フイルムをラミネートしたシートについても、これが
一方向収縮性を有する限り使用することが出来る。本発
明の発泡シートの厚みは０．２５〜２ｍｍ１密度は０．
４〜０．０６９／ＣＣのものが好適に使用される。一方
向収縮性ポリスチレン発泡シートから多重カールを有す
るコツプ状容器を製造するには、例えば、まず第１図か
ら第４図に示すごとく、円筒体にカールリブを形成し、
これを第５図から第６図に示すごとく円錐台状に収縮さ
せると共に底を融着させる。一方向収縮性ポリスチレン
発泡シートから円筒体のカールリブの形成までの方法を
説明すれば、先ず、該発泡シートを短形状に裁断し、こ
の短形状片を大きく収縮する方向が円周方向となるよう
に筒状に彎曲せしめて、その両側端を重ね合せヒートシ
ール等により接合することにより円筒体とする。かくし
て得られた円筒体は、縦方向に接合部が設けられた結果
、押出成形時に円筒体とし、この円筒体を延伸をかけて
、実質的に収縮性をもたしたものに比し、円筒体の横方
向に裂け易い欠点を補うことができる。次いで、この円
筒体の口縁部を、環状凹溝が設けられ、且つ１００〜１
３０℃に熱せられたダイスを回転させつつ該凹溝へ向け
て相対的に押圧せしめる。而して、前記ダイスの環状凹
溝の巾はカールを何重にするかによるが、２〜３重であ
れば円筒体の厚みの８〜１２倍位が好適である。さらに
該ダイスは発熱体を埋蔵せしめたり、内部に蒸気を通す
ことにより上記温度範囲に加熱されている。ダイスの温
度が１００℃より低い場合は円筒体の端部は押圧につれ
て押圧方向と逆方向で、且つ平行に上昇しようとする傾
向が強く、多重にカールとすることが困難であり、また
、１３０℃より高い場合には座屈して蛇腹状となり易い
。従つて、１００〜１３０℃の温度が最も好適な温度範
囲である。さらにまた、該ダイスの回転速度は３０回／
分以上が好ましい。３０回転より遅いとカールさせるた
めの所要時間が長くなり、また均一な形状のカールリブ
が得にくくなる傾向がある。

上記において相対的に押圧とは、ダイスの環状凹溝へ円
筒体の口縁部を進行せしめて押圧する方法のほか、円筒
体は固定せしめてダイスを回転せしめながら円筒体に対
して押圧する方法も含まれる。

而して、押圧速度は発泡シートの厚み、密度、ダイスの
回転速度、温度等に相関関係があり、発泡シートの厚み
や密度が大である場合は押圧速度を小さくする必要があ
り、ダイスの回転速度が大であつたり、温度が高い場合
は押圧速度を大きくすることができる。さらに、最初の
１巻きはゆつくり、以後を速くするのがカール性の点か
ら有効である。一方、押圧距離は所望のカールリブを何
重にするかによるが、２〜２．５重のカールリブを得よ
うとすれば１５〜２０ｍｍの押圧距離即ちカール代が必
要である。本発明は、上述の如く円周方向に主に収縮す
るように形成された一方向収縮性ポリスチレン発泡シー
トから成る円筒体の口縁部を、上述したような方法で環
状凹溝へ押圧することにより、該円筒体の口縁部に多重
（２巻き以上）のカールリブを形成せしめることができ
るのである。

この多重にカールできる理由としては、推測するに環状
凹溝に押込まれた円筒体の口縁部は最初ダイスからの熱
を受けて軟化せしめられ、その収縮しようとする性質に
抗して強制的に前記凹溝に沿つて外向きに半周分カール
し、この時点からさらに押込むと分度は前記口縁部の先
端は円周方向への収縮力が働いて内方へカールし、以下
さらに押込むことにより上記各段階を繰返して順次多重
のカールとなるものと思われる。本発明の方法によつて
形成されるカールリブの各層は、リブ形成時の熱を受け
てリブ形成後、厚み方向に膨脹し、一部融着して密着し
、多重に捲回せしめたとき、中空部分は消滅して発泡シ
ートによつて充実せしめられている。

従つて、押圧して形成せしめたリブと異なり、樹脂化し
ていないので、強握しても裂け難く、強力でかつ弾力性
のあるリブが形成せしめられるのである。本発明におけ
るカールは、少なくとも１．５、好ましくは２〜５重に
カールしているのが好ましい。

次に、本発明の方法により、カールリブを形成せしめる
具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。図面は本
発明の一実施例を示すものであり、第１図は短形状に裁
断された一方向収縮性ポリスチレン発泡シート１の平面
図であり、矢印は大きく収縮する方向を示す。

一方向収縮性ポリスチレン発泡シート１は、これをその
軟化点以上の温度に加熱したとき、円周方向に収縮する
ように彎曲せしめ、その両側端部を重ね合せてヒートシ
ールして第２図に示す如き円筒体２とする。３は接合部
である。

第３図はカールリブ形成装置の断面図であり、４は前記
円筒体２を保持する中子であり、５は前記円筒体２を外
部から保持する挟持具であり、例えばフオームラバ一の
如き摩擦抵抗が大で弾力性のある材料から成る。

挟持具５は例えば蝶番などで結合した開放可能な半開き
に形成せしめられ、円筒体２が容易に脱着せしめ得るよ
うに設置されている。６は挟持具５の強度を増強するた
めの補強材である。

７は挟持具５に固定した把手であり、これを上下に移動
せしめることによつて円筒体２が上下に移動する。

８は中子４の下部に連接された断熱材である。

９はダイスであつて中子４の外周位置に沿つて環状凹溝
１２が設けられている。

また、このダイス９は発熱体１０を内蔵しており、これ
によりダイス９は１００〜１３００Ｃに昇温されている
。さらにダイス９は駆動モーター（図示せず）によつて
、駆動軸１１を介して回転せしめられる。さらにまた、
ダイス９の上面（環状凹溝の面）は、環状凹溝１２の内
側面１３の方が外側面１４より高くなつている。こうす
ることにより把手７を押下げることによつて環状凹溝１
２の内側面上部１５より押込まれつつある円筒体２の口
縁部を予熱せしめる効果をもたらし、カールリブの出来
栄えおよびカールリブ形成のための時間短縮に寄与する
。而して、かかるダイスの環状凹溝１２へ円筒体２の口
縁部をカール代を見込んだ距離だけ押込むことにより、
該口縁部にカールリブ１６を形成することができる。中
子４はダイス９と回転自在に取着されているので、ダイ
ス９が回転しても中子４は回転しない。また挟持具５も
回転しない。第３図で示す装置はダイス９を回転せしめ
、円筒体２は挟持具５によつて固定され把手７によつて
上下に移動するように構成されているが、しかし、円筒
体２を回転せしめ、ダイス９を上下に移動せしめてもよ
い。また、その双方を回転せしめてもよい。双方を回転
せしめる場合には、円筒体２とダイス９の回転方向は逆
方向にするのがよい。カールリブ１６を形成した円筒体
２は、上部に引上げて外部に取出されるが、中子４は断
熱材８を介してダイス９に接しているため、ダイス９の
熱を吸収せず円筒体２は抜取り途中において中子４に接
触して冷却されるので早く抜取ることができ、しかも抜
取り後、変形することがない。

力ールリブ１６の形成後、冷却不充分な状態で抜取ると
加熱されている口縁部が筒の中心部に向けて収縮するの
で、美麗な製品を得ることができない。上記の説明で、
第２図に示す直円柱状の円筒体２にカールリブを形成せ
しめる方法を説明したが、本発明の方法は、これにさら
に、テーパーを設けたコツプ状の円筒体にカールリブを
形成せしめる。即ち、例えば、第２図に示す円筒体２を
雄型金型に嵌挿して加熱収縮せしめて、カール代として
の円筒状部分と、これに連続して徐々に径が小さくなる
円錐台形部分とを有する円筒体２に形成せしめ、ついで
この円筒体２のカール代部分を加熱したダイス９の環状
凹溝１２へ押込んでカールリブ１６を形成せしめること
もできる。但し、この場合は円筒状部分の受ける熱履歴
を最少限に止めて、熱収縮性をできるだけ残存せしめる
ように留意する必要があり、熱履歴を全く経ない一方向
収縮性ポリスチレン発泡シートから成る円筒体に直接カ
ールリブを形成せしめる場合に比べれば、ダイスの熱的
条件、押圧速度等の範囲がかなり制約を受ける。また、
このようにコツプ状容器にカールリブ１６を形成せしめ
る場合には、更に予め底板を融着せしめて容器の底部を
形成せしめたものを使用すれば、カールリブ１６を形成
せしめると同時にコツプ状容器が完成する。また、第５
図に示す如く、カールリブ１６を形成せしめた円筒体２
を底材２１を載置した成形用雄型２０に被嵌し、ポリス
チレン発泡シートの軟化点以上の温度に外部から加熱す
ると、円筒体２は収縮して第６図に示す如く成形用雄型
の外周に密着する。テーパー部の端からはみ出した先端
部分は、更に底材２１を包んで中心部に向けて彎曲収縮
する。続いて底材押圧具２２を押圧すると、彎曲収縮し
た先端部２３と底材２１とが完全に密着し、コツプ状容
器が形成される。なお、底材押圧具２２はコツプ状容器
全体を被覆する雌型であつてもよい。底材は感熱性接着
剤を塗布した紙、非発泡熱可塑性樹脂板等でもよいが、
熱収縮性を有しないポリスチレン発泡シートの円板が最
も好適である。

それは底材押圧具２２を押圧したとき、コツプ状容器の
先端部２３と底材２１とが融着一体化されて強固な底部
が形成されるからである。かくして製造されたコツプ状
容器は、バリのない断面円状の美麗なカールリブを備え
、口当りが良好であり、把握強度が大で、断熱性に富む
のでコーヒー、茶などの熱い飲料を収容しても容易に手
で持つことができる。

また、飲料も容易に冷えない利点がある。また、一重カ
ールリブのごとくリブが扁平にならねいので美感があり
、リブが多重構造をとり強度が大となるため、薄手の発
泡シートを使用できるので経済的である。さらに蓋を熱
シールする際、口縁部が変形し難い等、多くの利点があ
る。次に、本発明の実施例を示す。

実施例 １ 厚み０．５７ｆＬｍ、比重０．２９／ＣＣの一方向収縮
性ポリスチレン発泡シートであつて、一方向に２７％、
これと直角に交わる他方向に３％夫々収縮する性質を有
する原反から、収縮率の大きい方向を長手方向として、
横２２０ｍｍ１縦１２０ｍｍの大きさの短形状片に裁断
し、この短形状片をその収縮率の大きい方向を円周方向
にして円筒状治具に巻き、その両側縁部を重ね合せ、そ
の重ね合せ部を１７０℃に加熱した加熱治具を当接して
融着せしめて円筒体を形成する。

得られた円筒体は、高さ１２０關、直径７０ｍ１ｔであ
つた。この円筒体を第３図に示すような装置で以つて、
多重のカールリブを形成した。このとき、ダイスの環状
凹溝の断面形状は巾５ｍｍ１底部は半径２．５ｍ１Ｌの
半円状であつて、これからダイスの中心に近い方は５ｍ
ｍ、遠い方は２ｍ７７！垂直に立上つている。また、ダ
イスの温度は１０５℃、回転数は５０回／分であつた。
而して、かかるダイスの環状凹溝へ該円筒体の口縁部を
カール代として２０ｍｍだけ押込んだところ、均一で強
固な２巻き半のカールリブが得られた。このとき、押圧
開始からカール形成完了まで４秒間かかつた。ダイス温
度１２５℃に上昇せしめた場合も同様に２巻き半の均一
で強固なカールリブが得られ、カール時間は２．５秒で
あつた。得られた多重カールリブを有する円筒体を底部
直径５０ｍｍ１上部直径７０ｍｍおよび高さ９０１７１
の円錐台状成形用雄型に被嵌し、底部に直径４５ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍの円形無収縮性ポリスチレンを置き、１
２０℃に加熱した雌型に挿入したところ、多重カールリ
ブを有するコツプ状容器が得られた。

実施例 ２実施例１において、ダイスの環状凹溝の断面
形状の内底部の半円形から立上つている両側壁の長さを
、いずれも２ｍｍ１こした以外は同一の条件で（ダイス
温度１０５℃）テストしたところ、同様に均一で強固な
カールリブが得られた。

この場合のカール時間は５〜６秒であつた。これを実施
例１と同様にしてコツプ状に成形し、多重カールリブを
有するコツプ状容器を得た。

実施例 ３一方向収縮性ポリスチレン発泡シートとして
、非発泡のハイインパクト・ポリスチレンを片面にラミ
ネートしたもの（この発泡シートは、非発泡層の厚みが
０．０４ｍｍ１全体の厚みは０．５ｍｕ，．全体の見掛
け密度は０．２５９／ＣＣであり、一方向に３３％、他
方向に７％収縮する性質を有している。

）を使用し、且つダイスの温度を１１０℃にした以外は
、実施例１と全く同一の条件で実施したところ、均一で
強固な２巻きのカールリブを有するコツプ状容器が得ら
れた。この場合のカール時間は９秒であつた。比較例
１ 一方向収縮性でないポリスチレン発泡シート（厚み０．
５鼎、密度０．１６ｇ／ＣＣであつて、一方向の収縮率
が８％、これと直角に交わる他方向の収縮率が７％）に
ついて、ダイス温度１０５℃、１１５℃、１２５℃のそ
れぞれの場合について、実施例１と同様に処理したとこ
ろ、いずれも円筒体の端部は押圧方向と逆方向で且つ平
行に上昇するのみであつて、多重のカールリブは得られ
なかつた。

比較例 ２ 実施例１における一方向収縮性ポリスチレン発泡シート
の原反から実施例１とは逆に高さ方向に主に収縮する如
く円筒体を造り、これについて、実施例１と同様にして
ダイス温度１０５つＣ、１１５℃、１２５℃のそれぞれ
の場合について処理したところ、１２５℃のときは円筒
体口縁部は座屈して蛇腹状となり、１１５℃、１０５℃
の条件では、比較例１と同様に押圧方向と逆方向に且つ
平行に上昇するのみであつて、いずれも多重のカールリ
ブは得られなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は短形状に裁断された一方向収縮性ポリスチレン
発泡シートの平面図、第２図は円筒体の斜視図、第３図
はカールリブ形成装置の断面図、第４図はカールリブが
形成された円筒体の断面図、第５図および第６図はコツ
プ状容器を製造する過程を示すもので、第５図は雄形金
型に円筒体を被嵌せしめた状態を示す断面図、第６図は
第５図の状態から円筒体を加熱収縮せしめてコツプ状容
器を得る状態を示す断面図である。 図中の主な符号は次の通りである。 なお、第１図および第２図における矢印はポリスチレン
発泡シートの大きく収縮する方向を示す。１・・・・・
・一方向収縮性ポリスチレン発泡シート、２・・・・・
・円筒体、３・・・・・・接合部、４・・・・・・中子
、５・・・・・・挟持具、７・・・・・・把手、８・・
・・・・断熱材、９・・・・・・ダイス、１０・・・・
・・発熱体、１２・・・・・・環状凹溝、１６・・・・
・・カールリブ、２０・・・・・・成形用雄型、２１・
・・・・・底材、２２・・・・・・底材押圧具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 口縁部に多重カールリブを有し、一方向収縮性ポリ
   スチレン発泡シートを側壁とするコップ状容器。 ２ 多重カールリブが２〜５重にカールしている第１項
   記載の容器。