説明

容器の製造方法

【課題】優れた強度を有する容器を効率よく製造可能な容器の製造方法を提供すること。
【解決手段】熱可塑性樹脂が用いられてなる発泡シートを熱成形した後に刃型で打ち抜いて、外方に突出するフランジ部を外周に備えた容器を作製する容器の製造方法であって、作製する容器形状よりも一回り大きく発泡シートを前記刃型で打ち抜いて、フランジ部の突出長さが作製する容器よりも長い一次製品を形成させた後に、前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって該フランジ部の突出方向とは逆向きに前記先端部を後退させて容器形状を調整する外形調整工程を実施し、しかも、複数の前記一次製品を積層して積層体を形成させ、該積層体を側面側から加熱して前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって複数の一次製品に対して同時に前記外形調整工程を実施することを特徴とする容器の製造方法を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外方に突出するフランジ部を外周に備えた容器を作製する容器の製造方法に関し、より詳しくは、熱可塑性樹脂が用いられてなる発泡シートを熱成形した後に刃型で打ち抜いて前記容器を作製する容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、熱可塑性樹脂が用いられてなる発泡シートを熱成形した食品用トレーなどの容器が広く用いられており、この種の容器を作製するに際しては、通常、複数の容器形状が形成された成形型で発泡シートを熱成形して、被収容物を収容させるための収容凹部となる凹入部を発泡シートに複数形成させた後に、該凹入部よりも外側において発泡シートを切断して製品を取り出すような方法が採用されている。
このことから、この種の容器には、多くの場合、前記収容凹部の開口縁から外方に突出するような形で外周にフランジ部が形成されている。
【0003】
該容器の製造方法においては、前記熱成形後の発泡シートから製品を取り出す方法として、容器外形に沿って切断刃を配したトムソン刃型などのような刃型で発泡シートを打ち抜く方法や、通電加熱したニクロム線などの熱線を使って発泡シートを容器外形に沿って溶断する方法が知られている(下記特許文献1参照)。
この後者の方法は、“ニクロムカット”などとも呼ばれており、前記ニクロム線を収容凹部の外側を周回させるように移動させて発泡シートを切断するため一つの製品を取り出すのに刃型で打ち抜く方法に比べて時間を要する。
一方で、刃型での打抜方法では、例えば、ワンショットの打ち抜きで複数個の製品を発泡シートから取り出し可能であり効率良く製品を作製しうるものの製品外周がシート厚み方向に押し潰された状態になりやすいという問題を有する。
【0004】
ところで、このような容器においては、従来、優れた圧壊強度を有することが求められており、容器側方から受ける外力に対してある程度以上の抗力を示すことが求められている。
例えば、平面視におけるフランジ部の外側輪郭線が四角形となる容器においては、この四角形において対向する2辺の中央部どうしを接近させる方向に前記フランジ部に外力を加えた際にこの外力に抗する高い強度を有する容器が求められている。
【0005】
このような要望に対して、前記打抜方法で作製された容器は、フランジ部の突出方向先端部となる部分が切断刃によって押し潰された状態になりやすいために上記のような外力を加えた際に高い抗力が発揮されることを期待するのは困難である。
【0006】
すなわち、従来の容器の製造方法においては、優れた強度を有する容器を効率よく製造することが困難であるという問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−291224号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、優れた強度を有する容器を効率よく製造可能な容器の製造方法の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するための容器の製造方法に係る本発明は、熱可塑性樹脂が用いられてなる発泡シートを熱成形した後に刃型で打ち抜き、外方に突出するフランジ部を外周に備えた容器を作製する容器の製造方法であって、作製する容器形状よりも一回り大きく発泡シートを前記刃型で打ち抜いて、作製する容器よりもフランジ部の突出長さの長い一次製品を形成させた後に、前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって該フランジ部の突出方向とは逆向きに前記先端部を後退させて容器形状を調整する外形調整工程を実施し、しかも、複数の前記一次製品を積層して積層体を形成させ、該積層体を側面側から加熱して前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって複数の一次製品に対して同時に前記外形調整工程を実施することを特徴としている。
【発明の効果】
【0010】
本発明においては、作製する容器形状よりも一回り大きく発泡シートを刃型で打ち抜いて、作製する容器よりもフランジ部の突出長さの長い一次製品を形成させた後に、前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって該フランジ部の突出方向とは逆向きに前記先端部を後退させて容器形状を調整する外形調整工程を実施する。
このことから、前記外形調整工程においては、単に外形寸法の調整が図られるばかりではなく、フランジ部の先端部が刃型によって押し潰された状態になった場合でも、当該箇所を前記熱溶融によって密度の高い硬質な状態にすることができる。
しかも、本発明においては、複数の前記一次製品を積層して積層体を形成させ、該積層体を側面側から加熱して前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって複数の一次製品に対して同時に前記外形調整工程を実施することから、多大な手間を要することなく強度に優れた容器を作製することができる。
すなわち、本発明によれば、優れた強度を有する容器を効率よく製造しうる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】製造する容器の一例を示した斜視図。
【図2】図1の容器のX−X’線断面図
【図3】フランジ部の先端部を加熱溶融させる様子を模式的に示した断面図。
【図4】発泡シートを熱成形する工程を模式的に示した平面図。
【図5】発泡シートを打ち抜いて一次製品を取り出す工程を模式的に示した平面図。
【図6】一次製品を複数積層させて積層体を形成させる様子を示した断面図。
【図7】積層体を側面側から加熱してフランジ部の先端部を加熱溶融させる様子を示した正面図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明の容器の製造方法について、角型のトレーを製造する場合を、図を参照しつつその実施形態を説明する。
【0013】
まず、本実施形態の容器製造方法によって製造する容器について説明する。
本実施形態において作製される容器は、熱可塑性樹脂が用いられてなる発泡シートが熱成形されたものであり、図1に示す斜視図のような形状を有している。
すなわち、前記容器1には、底部11と、該底部11から立設された周側壁部12とによって被収容物を収容するための収容凹部10が形成されており、前記周側壁部12の上端縁13から外側に向けて突出したフランジ部14がさらに形成されている。
【0014】
前記底部11は、前記容器1に被収容物を収容させるべく設けられた収容凹部10の底面を形成するものであり、本実施形態においては、平面視における形状が、角部が円弧状に丸みを帯びた(角部にRが設けられた)正方形となるように形成されている。
前記周側壁部12は、前記底部11の外周縁からやや外向きに傾斜した状態となって立設されており、その上端縁13によって前記収容凹部10の開口を画定している。
この周側壁部12が外向きに広がる角度は、周方向に略均一であり、該周側壁部12の上端縁13(以下「開口縁13」ともいう)は、その平面視における形状が、底部11と相似形となっており、より具体的には、底部11よりも一回り大きな正方形となっている。
【0015】
前記フランジ部14は、収容凹部10の開口縁13から外側に張り出した状態となって前記容器1に備えられている。
なお、開口縁13からフランジ部14の先端部14aまでの長さ(突出長さ)は、前記開口縁13が直線状となっている区間においては略一定で、角部で円弧状となっている区間においては直線状となっている区間よりも長く突出しており、前記フランジ部14の平面視における外側の輪郭線は正方形となっている。
【0016】
該フランジ部14は、図1のX−X線断面図である図2に示されているように、先端部14aまでの厚みが略一定であり、容器外周における端面14fは、フランジ部14の突出方向に直交する平坦面となっている。
また、前記先端部14aは、容器1の他の箇所に比べて発泡度が低く、表面硬度が高い硬質な状態となるように形成されている。
【0017】
この容器1の他の部位よりも硬質な先端部14aは、一旦、前記フランジ部14が当該容器1における突出長さよりも長めに形成された後で、この余分な長さの発泡シートが熱溶融させることによって形成されたものである。
すなわち、前記先端部14aは、図3に示すように、一旦、外形が前記容器1よりも一回り大きな正方形となるようにフランジ部14’が形成された後に、該正方形の各辺においてフランジ部14’の先端部14a’が熱溶融され、該先端部14a’が容器中心方向(フランジ部の突出方向と逆方向)に後退させられることによって他の部位よりも低発泡で硬質なものとされている。
【0018】
このように本実施形態に係る容器1は、容器外周を構成するフランジ部14の先端部14aが硬質となっていることで、例えば、図1に矢印Fで示すような方向に外力が加えられた際にも、この外力に対する高い抗力を示し、優れた圧壊強度を示すことになる。
【0019】
従来、フランジ部が先端部まで均一な厚みを有する容器は、熱成形によって発泡シートに容器の収容凹部となる凹入部を形成させた後に、該凹入部の外縁から、フランジ部の突出長さ分だけ隔てた外側の箇所をニクロム線のような熱線で溶断しなければ得られにくく、製造に手間を要していたが、本実施形態に係る容器の製造方法は、以下に示すように効率良く前記容器1を作製し得るものである。
【0020】
前記容器1は、例えば、下記(a)〜(d)の工程を順に実施して作製することができる。
(a)発泡シートを熱成形して前記容器1の収容凹部10となる凹入部を発泡シートに形成させる熱成形工程。
(b)該熱成形工程によって凹入部が形成された発泡シートを刃型で打ち抜いて、前記容器1よりも一回り大きな容器(以下「一次製品」ともいう)を作製する打抜工程。
(c)前記一次製品を複数積層して積層体を形成させる積層工程。
(d)前記積層体を側面側から加熱して、積層体を構成している前記一次製品のフランジ部の先端部を熱溶融させて該先端部を容器中央に向けて(フランジ部の突出方向とは反対側に)後退させて外形を調整する外形調整工程。
以下に、各工程についてより詳しく説明する。
【0021】
(a)熱成形工程
図4は、当該熱成形工程を模式的に示した平面図であり、図中の符号FSは発泡シートを示しており、図4正面視左側は、熱成形前の長尺帯状の発泡シートFSを表し、右側は、該発泡シートFSに前記容器1の収容凹部10となる凹入部10xを形成させた様子を示すものである。
この図に示すように、本実施形態における熱成形工程では発泡シートFSの幅方向、及び、長さ方向にそれぞれ凹入部10xが複数個配列された状態となるように発泡シートFSの熱成形を実施する。
なお、図では、発泡シートFSの幅方向に3個の凹入部10xを形成させた様子を示している。
【0022】
この凹入部10xは、後段における打ち抜き工程において、最終的に作製される前記容器1よりも一回り大きく発泡シートFSを打ち抜くことから、その際の“打ち抜きしろ”を加味して配列することが好ましい。
例えば、作製する容器1の平面視における大きさが、一辺L(mm)の正方形であり、前記打抜工程において、一辺L+α(mm)の正方形に打ち抜きを行う場合であれば、当該熱成形工程において発泡シートFSに形成させる複数の凹入部10xは、ピッチがL+α(mm)よりもやや長めとなるように配置することが好ましい。
【0023】
なお、この熱成形工程に利用される発泡シートFS、すなわち、容器1の形成材料は、熱可塑性樹脂が用いられてなるものであれば特に限定がされるものではなく、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン系樹脂からなる発泡シートを採用することができる。
この発泡シートFSを熱成形する方法としては、特に限定がされるものではなく、従来公知の方法を採用することができる。
例えば、真空成形、圧空成形、真空・圧空成形、プレス成形などの熱成形方法を採用することができる。
【0024】
(b)打抜工程
この打抜工程は、トムソン刃型などの刃型を用いて実施することができ、前記熱成形工程において凹入部10xが形成された発泡シートFSを前記容器1よりも一回り大きく打ち抜くことによって実施することができる。
なお、図5は、この打抜工程を模式的に示した平面図であり、図5正面視左側は、熱成形後、打ち抜き前の発泡シートFSを表しており、図中の破線CLは打ち抜きが予定されている領域を示すものである。
また、図5右側は、一部が抜き桟Wとなった発泡シートFSを表しており、形成させた複数の凹入部10xの内の一部が打ち抜かれて一次製品1xが取り出された様子を示すものである。
この図では、発泡シートFSの幅方向に並んだ3個の凹入部10xを一度に打ち抜いて一辺の長さが先の“L+α”となる正方形の一次製品1xを作製する様子を例示している。
【0025】
なお、この打抜工程においては、多数の一次製品1xを短時間に作製することができ作業効率を向上させ得る点において、多面取り可能な刃型で一度に複数の一次製品1xを発泡シートFSから取り出すことが好ましいが、要すれば、ワンショットで1個の一次製品1xを打ち抜くようにしてもよい。
この打抜工程において、前記容器1よりも一回り大きく発泡シートFSを打ち抜いて得られる一次製品は、前記熱成形工程で発泡シートFSに形成される凹入部10xが作製する容器1の収容凹部10と実質上同じ形状となるため、フランジ部の突出長さ(周方向における幅)が前記容器1よりも長いものとなり外周部に余長を備えた状態となる。
【0026】
この一次製品1xは、先に例示のように、作製する容器1の平面視における大きさが、一辺L(mm)の正方形であれば、例えば、前記凹入部10xを中央部に位置させた一辺L+α(mm)の正方形とすることができる。
この場合、一次製品1xは、通常、作製する容器1よりもフランジ部の突出長さが平均してα/2(mm)長くなり、外周にα/2(mm)の余分な発泡シートを備えさせた状態になる。
【0027】
ニクロム線のような熱線によって発泡シートの切断を行うと、本実施形態における前記容器1の外周に形成されているフランジ部14の先端部14aのように端面まで殆ど厚みを変化させることなく発泡シートを切断することができ、この発泡シートの切断面に力を加えたり、切断された先端部14aをシート厚み方向に湾曲させるような力を加えたりしても変形を生じ難いものとなるが、一般に、刃型による打ち抜きにおいては、切断された箇所において発泡シートが僅かに押し潰された状態になり、所謂“ヘタリ”を生じさせることになるため熱線による切断箇所よりも変形を生じ易いものになってしまうおそれを有する。
【0028】
したがって、フランジ部先端のα/2(mm)の余剰部分は、この“ヘタリ”を見込んで寸法を決定することが好ましい。
すなわち、この余剰部分は、後段の外形調整工程において熱溶融されて容器中心に向けて後退させられる部分であるが、この余剰部分が過小では、先の“ヘタリ”による外周部の強度低下を回復させて容器強度を熱線カットされた容器と同等以上にすることが困難になるおそれを有する。
【0029】
このようなことから、厚みが0.5〜2.0mmで、坪量が80〜150g/m2の一般的な発泡シートを本実施形態に係る容器の製造方法に利用する場合においては、この余剰部分の寸法(α/2)は、0.3mm以上とすることが好ましい。
一方で、過度に余剰部分を確保すると、外形調整工程において熱溶融した樹脂が容器の別の箇所に付着して容器の商品価値を低下させたり、外形調整工程に用いる装置に付着して装置メンテナンスの手間を増大させたりするおそれを有する。
このような点においては、この余剰部分の寸法(α/2)は、1.5mm以下とすることが好ましい。
【0030】
なお、この打抜工程においては、必ずしも、発泡シートFSを一次製品1xと抜き桟Wとに完全分離させなくてもよい。
例えば、容器1の平面視における形状が正方形であれば、この正方形の4つの角部、あるいは、対向する2つの角部、あるいは、対向する2辺の中央部などにおいて0.1〜1.0mm程度切断しない箇所を設けるなどして、一次製品1xを抜き桟Wと連結させたままの状態にして後段の積層工程において一次製品1xを抜き桟Wから完全分離させるようにしてもよい。
【0031】
(c)積層工程
この積層工程は、一次製品1xを複数積層して積層体を形成させる工程であるが、上記のように一次製品1xを抜き桟Wに連結させた状態で実施することで複数の積層体を一度に形成させることができる。
例えば、凹入部10xを形成させた長尺帯状の発泡シートFSを凹入部3個分の長さでカットし、縦横3×3の凹入部10xが配列された発泡シートを作製して、上記に示したように一部を切断せずに連結箇所を設けるような打抜工程をこの発泡シートに対して実施し、9個の一次製品が抜き桟Wによって連結されている半製品シートを作製し、この半製品シートを複数重ね合わせることによって、抜き桟Wで連結された状態の9個の積層体を一度に形成させることができる。
【0032】
なお、抜き桟Wによって連結されて9個ひとかたまりとなっている積層体を個々に分離する方法については、積層体の一番上の一次製品1xを下側に押し込んで抜き桟Wとの連結部分を切断させるようにすればよい。
より具体的には、天板に前記一次製品1xよりも一回り大きな貫通孔を有する机を用意し、この机の上に9個ひとかたまりの積層体を置いて、しかも、一つの積層体が前記貫通孔に位置し、他の積層体が天板によって係止されている状態にして、この貫通孔に位置する積層体を上から下に押圧し、この積層体を構成している全ての一次製品1xの連結部をこの押圧力で破断させて当該積層体を机の下に抜き落とすような方法を採用することができる。
この積層工程において作製する積層体は、その形成に用いる一次製品1xの数を特に限定するものではなく、後段における外形調整工程の作業性などの観点から決定すればよい。
【0033】
本実施形態における一次製品1xのみならず、通常、熱成形によって作製される容器には収容凹部に抜き勾配が設けられており、例えば、図6(積層体を形成させる様子を示した断面図)に示すように、同じ形状の一次製品1xを重ね合わせるのに際しては、収容凹部10に相当する容器裏面側の突出部10bを他の容器の収容凹部10にある程度侵入させた状態で積層体を形成させうる。
【0034】
なお、本実施形態においては、収容凹部10の形状が正方形であるために、前記突出部10bを収容凹部10に侵入させて積層することで、積層体LBを構成している複数の一次製品1xは、そのフランジ部14の先端部14aの位置が、積層体LBの側面側において自動的に上下に揃った状態となり、全体的な形状が四角柱状となる積層体が形成されることになるが、例えば、本実施形態における一次製品1xと同様にフランジ部の外縁形状が正方形であっても、収容凹部が逆円錐台形状等で、積層方向を軸にして一次製品どうしが相対回転可能な状態で積層体を形成させると、単に収容凹部の裏面側の突出部を下の一次製品の収容凹部に突入させて積層体を形成させるだけでは、フランジ部の先端が揃えられた状態にはならない。
このように、一次製品1xの突出部10bをその下側の一次製品1xの収容凹部10に侵入させることで相対回転が防止されるような形状に当該一次製品1xがなっていない場合には、後段における外形調整工程の作業効率の観点から、積層方向においてフランジ部の先端部が揃えられた状態となるように積層体を整形する作業を該積層工程中に実施することが好ましい。
【0035】
(d)外形調整工程
この外形調整工程としては、前記積層工程によって形成された積層体LBに対して、該積層体LBの側面側において積層方向に並んだ複数のフランジ部14’の先端部14a’と加熱された熱盤表面とを接触させるなどして、当該先端部14a’を熱溶融させる方法を採用することができる。
例えば、図7に示すように発泡シートを形成している熱可塑性樹脂の融点以上の表面温度を有するホットプレートHPの上に、積層体LBを横置き状態にして軽く押し付け、前記一次製品1xの正方形の外縁における1辺に対してフランジ部14’の先端部14a’を熱溶融させる処理をし、次いで、積層体LBを積層方向を軸に90度回転させて正方形の2辺目に対して同様の処理を施し、以降、3辺目、4辺目と処理して一次製品1xの全てのフランジ部14’を容器中央に向けて後退させて所望の外形に調整する方法を採用することができる。
【0036】
このような処理を行うことで、前記打抜工程における刃型での切断によって一次製品1xの外周に“ヘタリ”が生じたとしても、熱溶融された樹脂によって外周が補強されることから、熱線で外周をカットする方法に比べて効率よく発泡シートから容器を取り出すことができる刃型での打抜方法を採用しつつも熱線で外周をカットした場合と同等以上の強度を有する容器を作製することができる。
しかも、複数の一次製品1xで積層体LBを形成させ、この積層体LBに対して当該外形調整工程を実施することで、効率よく容器の補強を行うことができる。
【0037】
この外形調整工程は、例えば、発泡シートの作製に用いた炭化水素などの発泡剤が一次製品に残存している間に実施することで、前記“ヘタリ”によって容器外周部(フランジ部の先端部)に厚みの減少が生じたとしても、当該外形調整工程における容器外周部の加熱によって前記厚みを回復させうる。
すなわち、容器外周部を加熱することで、残存している発泡剤によって、当該容器外周部を構成している発泡シートの気泡内圧が上昇されることから、容器外周部の厚みを打ち抜き前と同等の厚みに回復させることができ、容器外周部をより強化させ得る。
なお、本実施形態においては、一次製品1xのフランジ部14’の先端部14a’に局所的に熱を加えることができ、しかも、容器外周の端面14fを平坦面とすることが容易である点において、熱盤を利用する方法を例示しているが、要すれば、積層体LBの側面側から遠赤外線などの輻射熱を利用して加熱することによって当該外形調整工程を実施しても良く、積層体LBの側面側から熱風を吹き付けて加熱するなどしてもよい。
すなわち、いずれの方法においても容器に優れた強度が付与される点においては共通するものである。
以上のように当該外形調整工程と前記打抜工程とによって本実施形態に係る容器の製造方法においては優れた強度を有する容器を効率良く製造することができる。
【0038】
なお、本発明は、外形調整工程におけるこのような加熱方法の変更のみならず、上記例示の各工程において各種変更を加えて実施することができる。
【0039】
また、本実施形態に係る容器の製造方法によって作製される容器としては、露店等でたこ焼きやフランクフルトソーセージなどの食品を販売するのに利用されている舟皿容器や、納豆容器など、その使用時において収容凹部を挟んで対向する一方のフランジ部に親指が掛けられ、他方のフランジ部に中指や薬指が掛けられて当該容器が保持される用途に好適に用いられ得るものであるが、本発明は、製造する容器の用途を特に限定するものでもない。
【符号の説明】
【0040】
1:容器、1x:一次製品、10:収容凹部、14、14’:フランジ部、14a、14a’:(フランジ部の)先端部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂が用いられてなる発泡シートを熱成形した後に刃型で打ち抜いて、外方に突出するフランジ部を外周に備えた容器を作製する容器の製造方法であって、
作製する容器形状よりも一回り大きく発泡シートを前記刃型で打ち抜いて、フランジ部の突出長さが作製する容器よりも長い一次製品を形成させた後に、前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって該フランジ部の突出方向とは逆向きに前記先端部を後退させて容器形状を調整する外形調整工程を実施し、しかも、複数の前記一次製品を積層して積層体を形成させ、該積層体を側面側から加熱して前記フランジ部の先端部を熱溶融させることによって複数の一次製品に対して同時に前記外形調整工程を実施することを特徴とする容器の製造方法。
【請求項2】
前記積層体の側面側において積層方向に並んだ複数のフランジ部の先端部と加熱された熱盤表面とを接触させて前記外形調整工程を実施する請求項1記載の容器の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−91378(P2012−91378A)
【公開日】平成24年5月17日(2012.5.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−239810(P2010−239810)
【出願日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【出願人】(000158943)株式会社積水技研 (35)
【出願人】(000002440)積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Fターム(参考)】