WO2020230720A1

WO2020230720A1 - カバー材、カバー材の製造方法、及び、パルプモールド成形用型

Info

Publication number: WO2020230720A1
Application number: PCT/JP2020/018666
Authority: WO
Inventors: 倫寿山▲崎▼; とも子三田; 亮一滝田
Original assignee: 凸版印刷株式会社
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2020-11-19
Also published as: US20220064869A1; CN113840780A; US11466410B2; EP3971104A4; CN113840780B; JP7392286B2; EP3971104A1; JP2020185749A

Abstract

天板３と天板３の周縁から垂下する側壁４とを有するカバー材１を、抄造型６と乾燥型７とからなるパルプモールド成形用型を使用して製造する方法が開示される。カバー材１の天板３には、容器５の開口部５１のエッジ５１１に突き当たる突き当て部３３が設けられ、突き当て部３３の下方側壁には、エッジ５１１の下部に嵌合するアンダーカット部４１が形成される。抄造型６には、アンダーカット部４１の形成位置である側壁４の内側の対応する箇所に吸引孔６１が設けられており、成形の未加熱乾燥時、加熱乾燥中および離型直前の何れかのタイミングで側壁４を吸引孔６１によって吸引し、側壁４の内側に凸形状のアンダーカット部４１を形成する。

Description

カバー材、カバー材の製造方法、及び、パルプモールド成形用型

　本発明は、容器に嵌合するパルプモールド成形品のカバー材、カバー材の製造方法、及び、パルプモールド成形用型に関する。

　円錐台形状の紙容器は、高速で安価に製造できると共に、紙製であるが上に、廃棄しやすい容器である。また、内容物を充てんし易く、かつ、熱伝導性が低い為に、低温の食材にも、温食用の食材にも使用できるなどの、大きなメリットがある。紙容器で内容物が長い時間保温するようにするには、カバーすることが好ましい。

　例えば、特許文献１では、開口頂部外周にカール部を有するコップに装着する蓋であって、コップ開口面を覆うパネル面と、該パネル面外周に無端状に突出形成され、上部がほぼ断面円弧状になっているカール部嵌合溝と、該カール部嵌合溝の下方の外側位置で外方に突出形成されたフランジ状の蓋切出し係合部と、前記パネル面から上方に突出形成された積重ねリブ部とを有してなり、前記カール部嵌合溝は、該カール部嵌合溝の最大幅より狭い幅に形成されているカール部嵌合溝入口を有し、該カール部嵌合溝入口から前記パネル面に至る面及び前記蓋切出し係合部に至る面とで、下方に向けてテーパー状に拡がった嵌合溝導入部を構成し、該嵌合溝導入部がコップに蓋装着時のセンターリング機能を果たすようにしてなり、該嵌合溝導入部は内側テーパー面と、前記カール部嵌合溝入口から下方に垂直に伸びた突出面を有する垂下壁部及び該垂下壁部下端から前記切出し係合部に至る外側テーパー面を有していることを特徴とするコップ蓋を提案している。

　ここで提案しているコップ蓋は、一般的な、嵌合しやすいプラスチック製のシートを成形したコップ蓋である。しかし、プラスチック製のコップ蓋の場合には、紙カップと一緒に廃棄することができない。そこで、紙と同じパルプを使用したカバーで開口部を覆えば、内容物が多少残っていても、そのまま廃棄可能になるので、便利である。しかしながら、パルプを使用したパルプモールド成形からなるカバーには柔軟性がないので、成形して金型から取り出す時に、上記のようなコップ蓋に設けた型に嵌合溝などのアンダーカットがあると、プラスチックのように柔軟性を生かして変形して抜くことができず、アンダーカットが破損してしまいやすい。この為、アンダーカットの無い状態で成形した後、嵌合部を二次加工によって形成するなど、工程を分けて加工せざるを得ないなどの問題があった。

特許第４５８８２３６号公報

　そこで、容器に嵌合可能なカバー材をパルプモールド成形によって製造し、かつ、容器の開口部に嵌合するアンダーカットの形状を破損せずに安定してパルプモールド成形用型から外すことができる製造方法を得るのが、本発明の課題である。

　本発明は、一側面として、カバー材の製造方法に関する。このカバー材の製造方法は、突き当て部を含む天板、及び天板の周縁から垂下し突き当て部の下方に設けられたアンダーカット部を含む側壁を有するカバー材を、抄造型と乾燥型とからなるパルプモールド成形用型を使用して製造する製造方法である。この製造方法では、カバー材成形用の抄造型には、アンダーカット部の形成位置である側壁の内側に対応する箇所に少なくとも１つの吸引孔が設けられる。この製造方法は、カバー材の成形の未加熱乾燥時、加熱乾燥中および離型直前の少なくとも何れかのタイミングにおいて側壁を吸引孔によって吸引し、側壁の内側に凸形状のアンダーカット部を形成する工程を備える。

　上記の製造方法は、カバー材の加熱乾燥後に、吸引孔からエアーを外側に吹き出して、側壁の内側に形成されたアンダーカット部を抄造型から抜き、カバー材の成形品を取り出す工程を更に備える。

　本発明は、別の側面として、パルプモールド成形用型に関する。このパルプモールド成形用型は、突き当て部を含む天板、及び天板の周縁から垂下し突き当て部の下方に設けられたアンダーカット部を含む側壁を有するカバー材を製造するパルプモールド成形用型である。このパルプモールド成形用型は、抄造型と、乾燥型と、を備える。パルプモールド成形用型の下型には、アンダーカット部の形成位置である側壁の内側に対応する箇所に少なくとも１つの吸引孔が設けられる。　このパルプモールド成形用型では、カバー材の成形の未加熱乾燥時、加熱乾燥中および離型直前の少なくとも何れかのタイミングにおいて側壁を吸引孔によって吸引可能である。

　上記のパルプモールド成形用型では、吸引孔は、直径１ｍｍ～直径５ｍｍの径で、且つ、深さが０．２ｍｍ～１ｍｍであってもよい。吸引孔の底面は、連続孔を有する焼結材によって形成されていてもよい。また、吸引孔は、カバー材の側壁に対応する周縁に、断続的あるいは部分的に設けられていてもよい。

　本発明は、更に別の側面として、カバー材に関する。このカバー材は、天板と、天板から垂下する側壁とを有し、容器の開口部の上端のエッジに嵌合可能なパルプモールドからなる。このカバー材は、側壁の内側周縁に、断続的あるいは部分的に凸形状のアンダーカット部を有する。また、更に別の側面として、カバー材は、側壁の内側周縁に、連続的に凸形状のアンダーカット部を有する。

　本発明のカバー材の製造方法は、側壁内側に吸引孔を設け、パルプモールド成形の未加熱乾燥時、加熱乾燥中および離型直前のいずれかにおいて吸排気孔からエアーを吸引し、側壁内側に凸形状のアンダーカット部を形成する。そして、型からカバー材を離型する時に、カバー材は充分に乾燥しているので、形状を維持し易くなっていて、吸引孔を使用すれば、前記アンダーカット部を破損しないで、容易に取り出すことができる。この為、工程を分けずに、一つの型で製造できるので、安価で、かつ、生産性も高く、安定した製造が可能になった。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る含水抄造成形品を示す縦断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す含水抄造成形品を成形してカバー材とするパルプモールド成形用型を示す横断面図である。図１Ｃは、図１Ｂに示すパルプモールド成形用型を示す縦断面図である。図２Ａは、本発明の一実施形態に係るカバー材を示す縦断面図である。図２Ｂは、パルプモールド成形後、乾燥し、カバー材を金型から取り出す工程を示す縦断面図である。図２Ｃは、図２Ｂの工程に続いて、カバー材を金型から取り出す行程を示す縦断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係るカバー材を容器に嵌合した状態を示す縦断面図である。図４Ａは、図１Ａに示すカバー材を成形するパルプモールド成形用型の第２実施形態を示す横断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示すパルプモールド成形用型の縦断面図である。図５Ａは、本発明の一実施形態に係るカバー材の外観を示す斜視図である。図５Ｂは、本発明の別の実施形態に係るカバー材の外観を示す斜視図である。

　以下、本発明の実施形態に係るカバー材の製造方法について、図を用いて詳細に説明する。図１Ａは、本発明の一実施形態に係る含水抄造成形品を示す縦断面図である。図１Ｂ及び図１Ｃは、図１Ａに示す含水抄造成形品のパルプモールド成形に使用される成形用型を示す横断面図と縦断面図である。

　図１Ａに示す含水抄造成形品２（カバー中間体）は、植物繊維を溶かして、抄造型６（コア）をパルプスラリープールに着水し、パルプを吸引して、抄造型６（コア）表面へ抄くようにして付着させ、型の形状に成形することで得ることができる。含水抄造成形品２は、一般的な乾燥炉に投入するのではなく、乾燥型７（キャビティ）を抄造型６（コア）に被せ、乾燥型７と抄造型６の内部に通してあるカートリッジヒーター８１、８２、あるいは加熱蒸気などを通すことなどによって、金型を高温にし、含水抄造成形品２の含有水分を蒸発させて、パルプモールド成形品であるカバー材１を得る。

　パルプモールド成形品は、繊維同士が水素結合して３次元的に絡まってできているので、プラスチック成形品のような高い弾力性はないが、通気性や保水性、形状の柔軟性に優れ、形状の保持性能が高く、かつ、衝撃にも強い梱包材料となっている。この為、成形形状としてアンダーカットを含む形状とするには、ある程度乾燥させるが、乾燥しきって形状を変化できないほど乾燥していない未加熱乾燥時、少なくとも半生乾燥までの状態で、吸引加工し、アンダーカットの形状を得る方法を採る必要がある。したがって、含水抄造成形品２は、ＸＹ平面に高さ方向の情報のみを加えた２．５次元形状に成形される。すなわち、上下方向にアンダーカットの無い形状で、上下に抜くのに、逆勾配のある部分がないので、抵抗が無く取り外すことが可能な形状となっている。

　本実施形態で使用される含水抄造成形品２は、図１Ａに示すように、天板３と、天板３の周縁から垂下する側壁４とを有する。側壁４に隣接する天板３の周縁近傍には、容器５（図３参照）の開口部５１の上端のエッジ５１１に突き当たる突き当て部３３が形成されている。天板３の中央には、内側に落ち込んだ窪地形状部３１が設けられ、窪地形状部３１には、ストローなどを挿入可能な孔を加工してもよい。また、窪地形状部３１により、内容物やその蒸気等が凝縮した液体が天板３の内面に付着しても、問題なく容器５の内部に戻りやすくしている。窪地形状部３１を得る為、中央の周囲には外輪山のような高い土手部３２を設け、中央の窪地形状部３１を確実に内容物から離れた位置を確保する形状としている。なお、土手部３２は、円周状に形成されている。

　図１Ｂ及び図１Ｃは、含水抄造成形品２を未乾燥状態において、側壁４の内側を吸引して、容器５のエッジ５１１に嵌合する凸形状を形成する抄造型６（コア）と乾燥型７（キャビティ）とを示す図である。図１Ｂは、図１ＣのＢ－Ｂ面における横断面図であり、図１Ｃは、図１ＢのＡ－Ａ面における縦断面図である。抄造型６（コア）には、側壁４の内側でほぼ一定の高さに、吸引孔６１を設けている。吸引孔６１は、側壁４の内側へ円周状に並んで作られるので、その内側には環状の管路６２が設けられ、管路６２には、更に吸引管路６３、６４を経由して、型の外側に設けた真空ポンプ、あるいは吸引ポンプに繋がって、吸引される。吸引孔６１は、カバー材１のアンダーカット部４１（図３参照）の形成位置である側壁４の内側に対応する箇所に設けられている。

　凸形状のアンダーカット部４１を形成する吸引孔６１は、直径１ｍｍ～直径５ｍｍの間の内径を有する。吸引孔６１の内径が直径１ｍｍ未満の場合、パルプ繊維が詰まって、充分に吸引できず、アンダーカットの形状を適切に形成すること困難である。一方、吸引孔６１の内径が直径５ｍｍ以上の場合、アンダーカット部４１の高さが高くなり過ぎて、型から外れにくくなる問題が発生する。この為、吸引孔６１の内径は、直径１ｍｍ～直径５ｍｍの間の径であることが好ましい。

　凸形状のアンダーカット部４１の高さは、あまり高くし過ぎると、アンダーカットなので、型からカバー材を抜くことができなくなる。そこで、アンダーカット部４１の高さを０．２ｍｍ～１ｍｍに抑える必要がある。通常は吸引孔６１の深さをいくら深くしても、内径を直径１ｍｍ～直径５ｍｍの間の径にした場合、アンダーカット部４１の高さを０．２ｍｍ～１ｍｍの深さに抑えられる。

　凸形状のアンダーカット部４１の高さを制御する為、吸引孔６１の深さを制限しても良い。例えば、吸引孔６１の奥に底面を設け、底面が連続孔を有する焼結材によって形成した型とすると、確実に高さを制御できる。焼結材はセラミックスや金属粉等を型に入れ、融点よりわずかに低い温度の状態の高温中に直流電気を通すなどして、粒体の接触部分のみが融着し、連続孔を形成したものである。耐熱性が高く、硬度も高く、かつ、通気性が高い材料で、気体や水などの液体は通すが、繊維などの固体や高粘度の物質は通さないので、本実施形態に使用するパルプモールド成形に使用すると、深さを安定的に製造可能とすることができる。

　含水抄造成形品２の側壁４は、半生乾燥状態で吸引孔６１によって吸引されると、吸引孔６１に入り込むように変形し、凸形状のアンダーカット部４１を形成する。凸形状のアンダーカット部４１を形成し、その状態で含水抄造成形品２を乾燥させる。

　図２Ａは、側壁４の内側に凸形状のアンダーカット部４１を形成し、乾燥させたカバー材１である。図３に示すように、凸形状のアンダーカット部４１は、カバー材１を容器５に嵌合する際に使用される。図３の縦断面図に示すように、カバー材１の側壁４は、容器５の開口部５１に嵌合される。容器５の開口部５１の上端には、突き当て部３３が当接し、開口部５１上端のエッジ５１１の下端近傍には、アンダーカットとしてカバー材１の側壁４に加工された内側に凸形状のアンダーカット部４１が係止することによって、カバー材１が容器５の開口部５１の周縁に嵌合し、開口部５１を覆って保護することができる。

　図１Ｂに示す第一実施形態に係るパルプモールド成形型では、吸引孔６１を使用し、図５Ａに示す外観斜視図のように、側壁４の内側周縁に沿って全周に円形状の凸形状を不連続の点状で断続的（又は部分的に）形成したアンダーカット部４１による嵌合形状を作っている。カバー材１は、この実施形態のように、アンダーカットの加工がない未加工部があることによって、未加工部でカバー材１の側壁４がねじれやすく、形状を変化させやすいので、カバー材１を容器５の開口部５１に嵌合する時や、外す時などに、大きな力が要らないで容易に嵌めたり、外したりすることができるなどのメリットがある。

　図４Ａ及び図４Ｂに示す第二実施形態に係るパルプモールド成形型のように、連続した吸引部６５を設け、アンダーカット部４１として、外観斜視図の図５Ｂに示す、連続的な凸形状が側壁４の内側周縁に形成されたカバー材１であってもよい。図５Ｂに示す実施形態のように、アンダーカットが連続して形成されていると、嵌合が強くなると共に、容器５を傾けても内容物が漏れにくいなどのメリットがある。

　図２Ｂは、凸形状のアンダーカット部４１を形成し、乾燥させたカバー材１を型から取り出す工程を示す縦断面図である。まず、乾燥型７（キャビティ）を抄造型６（コア）から離して、カバー材１の外面側を開ける。型を高温にして、含水抄造成形品２の水分を蒸発・乾燥させたカバー材１は、変形しにくく、硬度も向上している。そこで、吸引孔６１に嵌まり込んで形成された凸形状のアンダーカット部４１は、配管のバルブを切り替えて、加圧ポンプから送られる圧縮空気等を吸引孔６１から吹き出し、吸引孔６１からアンダーカット部４１を抜く。

　アンダーカット部４１が抜けると共に、図２Ｃに示すように、側壁４が一時的に外側に膨らみ、吹き出した圧縮空気がカバー材１を噴き上げ、抄造型６（コア）からカバー材１が離型する。もちろん、ロボットでカバー材１を吸引しながら取り出しても良い。また、上下を逆にして、重力で抄造型６（コア）からカバー材１を落下させても良い。

　本実施形態に係るカバー材の製造方法は以上のようなもので、側壁４の内側に吸引孔６１を設け、パルプモールド成形後半の加熱乾燥時に吸引孔６１からエアーを吸引し、側壁４の内側に凸形状のアンダーカット部４１を形成する。そして、パルプモールド成形型からカバー材１を離型する時に、カバー材１は充分に乾燥しているので、形状を維持し易くなっていて、スライドなどの複雑な機構を型に組み込むことなく、吹き上げるだけで、アンダーカット部４１を破損しないでカバー材１を取り出すことができる。この為、工程を分けずに、一つの単純な型で製造できるので、安価で、かつ、生産性も高く、安定した製造が可能になる。なお、吸引孔６１による側壁４の吸引は、パルプモールド成形前半の未加熱乾燥時やカバー材１の離型直前といったタイミングで行ってよく、これらの内の何れかのタイミングで行うことができる。

　また、本実施形態に係るカバー材１は、パルプの繊維を３次元的に絡めた状態で抄製されているので、通気性や保水性、形状の柔軟性に優れ、カバー材１を燃やした灰やガスで、大気を汚すことはなく、嵌合する紙容器本体が紙であれば、そのまま一緒に廃棄可能である。更に、成形時に使う大量の水にも有害な薬品を使う必要はないため、自然環境への負担はほとんど無く、再度資源として再利用することも容易であると共に、最終的に土にかえるまで、環境にやさしいパルプモールドの良さを失わずに活用することができる。

　本発明は、カバー材、カバー材の製造方法、及び、パルプモールド成形用型に適用することができる。

　１…カバー材、２…含水抄造成形品（カバー中間体）、３…天板、３１…窪地形状部、３２…土手部、３３…突き当て部、４…側壁、４１…アンダーカット部、５…容器、５１…開口部、５１１…エッジ、６…抄造型（コア）、６１…吸引孔、６２…管路、６３、６４…吸引管路、６５…吸引部、７…乾燥型（キャビティ）、８１，８２…カートリッジヒーター。

Claims

　突き当て部を含む天板、及び前記天板の周縁から垂下し前記突き当て部の下方に設けられたアンダーカット部を含む側壁を有するカバー材を、抄造型と乾燥型とからなるパルプモールド成形用型を使用して製造する製造方法であって、
　カバー材成形用の前記抄造型には、前記アンダーカット部の形成位置である前記側壁の内側に対応する箇所に少なくとも１つの吸引孔が設けられ、
　前記カバー材の成形の未加熱乾燥時、加熱乾燥中および離型直前の少なくとも何れかのタイミングにおいて前記側壁を前記吸引孔によって吸引し、前記側壁の内側に凸形状の前記アンダーカット部を形成する工程を備える、
カバー材の製造方法。
　前記カバー材の加熱乾燥後に、前記吸引孔からエアーを外側に吹き出して、前記側壁の内側に形成された前記アンダーカット部を前記抄造型から抜き、前記カバー材の成形品を取り出す工程を更に備える、
請求項１に記載のカバー材の製造方法。
　突き当て部を含む天板、及び前記天板の周縁から垂下し前記突き当て部の下方に設けられたアンダーカット部を含む側壁を有するカバー材を製造するパルプモールド成形用型であって、
　抄造型と、
　乾燥型と、を備え、
　前記パルプモールド成形用型の下型には、前記アンダーカット部の形成位置である前記側壁の内側に対応する箇所に少なくとも１つの吸引孔が設けられ、
　前記カバー材の成形の未加熱乾燥時、加熱乾燥中および離型直前の少なくとも何れかのタイミングにおいて前記側壁を前記吸引孔によって吸引可能である、
カバー材のパルプモールド成形用型。
　前記吸引孔は、直径１ｍｍ～直径５ｍｍの径で、且つ、深さが０．２ｍｍ～１ｍｍである、
請求項３に記載のカバー材のパルプモールド成形用型。
　前記吸引孔の底面は、連続孔を有する焼結材によって形成されている、
請求項３又は４に記載のカバー材のパルプモールド成形用型。
　前記吸引孔は、前記カバー材の前記側壁に対応する周縁に、断続的あるいは部分的に設けられている、
請求項３～５のいずれか一項に記載のカバー材のパルプモールド成形用型。
　天板と、前記天板から垂下する側壁とを有し、容器の開口部の上端のエッジに嵌合可能なパルプモールドからなるカバー材であって、
　前記側壁の内側周縁に、断続的あるいは部分的に凸形状のアンダーカット部を有する、カバー材。
　天板と、前記天板から垂下する側壁とを有し、容器の開口部の上端のエッジに嵌合可能なパルプモールドからなるカバー材であって、
　前記側壁の内側周縁に、連続的に凸形状のアンダーカット部を有する、カバー材。