JP5587699B2 - 包装用成型品の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、無延伸プラスチックからなる包装用成型品、およびその包装用成型品の製造方法に関する。

食品などの商品を包装するための無延伸プラスチック製の包装用成型品（容器および蓋）が知られている。このような包装用成型品は、プラスチックシートに真空成型や圧空成型により椀型に盛り上がった箇所を形成しておき、当該箇所の周縁部のマージンを残して切断し、シート本体から切り離すことで作製される。

その結果、できあがった包装用成型品は、椀型本体の開口縁の全周に上述のマージンにより形成されるフランジを有し、このフランジの外周には鋭利な裁断面が現れることになる。したがって、その包装用成型品を取り扱う際に、その裁断面で手を切るおそれがあり危険である。

そこで、包装用成型品の開口縁にできるフランジをカールさせて縁巻き部を形成し、裁断面で手が切れないようにすることもよく行われている。
その一例として、特許文献１のように、円筒形の周面に螺旋状のカーリング溝が形成されたカーリングロールを複数本用いた縁巻き部の形成方法がある。これら複数本のカーリングロールは、等間隔で環状に配置されている。

包装用成型品をそのフランジが各カーリングロールのカーリング溝に導入された状態にセットして、各カーリングロールを回転駆動させながら、包装用成型品をカーリング溝にそってカーリングロールの軸方向に回転移送させてゆく。カーリング溝は包装用成型品の移送方向にむけて幅が狭くなっているため、カーリング溝に導入されたフランジは移送に従って徐々にカールしてゆき、縁巻き部が形成されることになる。
ちなみに、このようにフランジをカールさせて縁巻き部を形成することで、開口縁部の厚みが増して成型品全体の剛性も高まっている。

特開昭６０−１３２７３２号公報

しかし、特許文献１のようにして包装用成型品を回転させながらそのフランジをカールさせる場合、包装用成型品が平面視円形でなければ、開口縁全周にわたって縁巻き部を形成することが不可能である。したがって、カール処理できる成型品の形状が実質上平面視円形だけに制約されてしまう。

そこでこの発明の解決すべき課題は、平面視が種々の形状の無延伸プラスチックからなる包装用成型品について、その開口縁に縁巻き部を形成するのを可能にすることである。

上記した課題を解決するため、発明にかかる無延伸プラスチック製の包装用成型品の製造方法を、以下の構成を含むものとしたのである。
すなわち発明にかかる製造方法は、椀型本体と椀型本体の開口縁の全周に連設される筒形の巻き代とを有する無延伸プラスチック製の包装用プレ成型品を成型する工程を含む。
また、内周面に周方向に延びる環状のカーリング溝が形成された筒形のカーリング型を準備する工程を含む。
さらに、前記プレ成型品を、その椀型本体が前記カーリング型の内側になるように、かつその巻き代の先端部が前記カーリング型のカーリング溝に導入されるように配置する工程を含む。
最後に、前記カーリング金型を加熱しながらそのカーリング溝が前記プレ成型品の椀型本体の開口縁に接近するように軸方向にスライドさせ、前記カーリング金型の加熱により軟化した前記巻き代を椀型本体の開口縁に向けて巻きこんで縁巻き部を形成する工程を含む。

この方法によれば、包装用成型品を回転させることなく縁巻き部を形成するため、平面視円形に限られず種々の形状の無延伸プラスチック製の包装用成型品について縁巻き部を形成するのが可能となった。

実施形態の包装用成型品の（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢印断面図 実施形態の製造装置の縦断面図 実施形態の製造装置の縦断面図 実施形態の製造装置の縦断面図 実施形態の製造装置の縦断面図

以下、図面を参照しつつこの発明の実施形態について説明する。
図１に示す実施形態の包装用成型品１０は、食品などの商品を包装する包装容器として用いられる。

この包装用成型品１０は、平面視楕円形の底面１１と、底面１１の全周から広がって立ち上がる側面１２と、側面１２の上端全周からほぼ水平に張り出すフランジ１３と、フランジの外縁全周からカールする縁巻き部１４と、からなる。

ここで包装用成型品１０の底面１１、側面１２およびフランジ１３は、上向きに開口する椀型の本体を構成しており、縁巻き部１４は、この本体の開口縁の厚みを大きくして包装用成型品全体の剛性を高めている。
包装用成型品１０は、無延伸ポリエチレンテレフタレート、無延伸ポリプロピレン、無延伸ポリスチレンなどの無延伸プラスチックより形成されている。

この包装用成型品１０は、図２から図５に示すような製造装置２０を用いることで、同図に示す包装用プレ成型品ｐから製造される。

図２および図３に示すように、包装用プレ成型品ｐは、平面視楕円形の底面１１と、底面１１の全周から広がって立ち上がる側面１２と、側面１２の上縁全周からほぼ水平に張り出すフランジ１３と、フランジ１３の外縁全周に連設される楕円筒形の巻き代１５と、からなる。巻き代１５は、その先端部が外側に反っている。
ここでプレ成型品ｐの底面１１、側面１２およびフランジ１３は、包装用成型品１０の底面１１、側面１２およびフランジ１３と相似形である。

このプレ成型品ｐは、無延伸プラスチックからなるシートに、真空成型や圧空成型により椀型に盛り上がった箇所を形成しておき、当該箇所の周縁部を切断してシート本体から切り離すことで作製される。
シートの椀型に盛り上がった箇所がプレ成型品ｐの本体および巻き代１５に対応しており、巻き代１５の外側に反った先端部には、切り離しにともなう鋭利な裁断面が現れている。

図２から図５に示すように、実施形態の製造装置２０は、上下に並列する下型２１および上型２２からなっている。

アルミ、真鍮、鉄などの金属製の下型２１は、その下台座２１ａの上面に、下台座２１ａに対して昇降不能な内側の雄型２１ｂと、下台座２１ａに対して昇降可能な外側の下カーリング型２１ｅと、を有する。ここで下型２１は、その下台座２１ａ自体は、固定されて昇降不能となっている。

平面視略楕円形で上に凸の雄型２１ｂは、その上面には、プレ成型品ｐの本体、すなわち底面１１、側面１２、およびフランジ１３が嵌合可能となっており、またその外周面には、プレ成型品ｐの巻き代１５が嵌合可能となっている。

さらに、雄型２１ｂはその内部に断熱部２１ｃを有しており、プレ成型品ｐの本体が嵌合する箇所と巻き代１５が嵌合する箇所とが断熱されるようになっている。この断熱部は、ガラスクロスやガラスエポキシの複合材など周知の断熱素材により形成されている。
雄型２１ｂは、内支持柱２１ｄを介して下台座２１ａの上面に固定されている。

平面視略楕円環形の下カーリング型２１ｅは、内部の適宜箇所にヒータ２１ｆを有して全体を加熱できるようになっている。その加熱温度は特に限定されないが、たとえば６０〜１２０℃である。
また、下カーリング型２１ｅは、その上面の内周側に平面視楕円環形かつ断面半円形のカーリング溝２１ｇを有している。カーリング溝２１ｇの深さは特に限定されないが、たとえば１．５〜２．０ｍｍである。

さらに、下カーリング型２１ｅは、外シリンダ２１ｈを介して下台座２１ａの上面に取り付けられている。この外シリンダ２１ｈの外周には、図示のシールリングが装着され、これにより外シリンダ２１ｈは下台座２１ａの上面に形成された孔に気密にはめ込まれている。このため、外シリンダ２１ｈをピストン運動させると、下カーリング型２１ｅが下台座２１ａに対して昇降動することになる。
下カーリング型２１ｅの昇降範囲については、外シリンダ２１ｈが下台座２１ａの孔底に当接したときが下降限となり、下カーリング型２１ｅの下部内周に形成された図示の肩部が雄型２１ｂの下面に当接したときが上昇限となる。

アルミ、真鍮、鉄などの金属製の上型２２は、その上台座２２ａの下面に、上台座２２ａに対して昇降可能な内側の雌型２２ｂと、上台座２２ａに対して昇降不能な外側の上カーリング型２２ｄと、を有する。ここで上型２２は、その上台座２２ａ自体も周知の機構により昇降可能となっている。

平面視略楕円形で上に凹の雌型２２ｂは、その下面が雄型２１ｂの上面にほぼ過不足なくはまり込む形状となっており（図３参照）、内シリンダ２２ｃを介して上台座２２ａの下面に取り付けられている。
この内シリンダ２２ｃの外周には、図示のシールリングが装着され、これにより内シリンダ２２ｃは上台座２２ａの下面に形成された孔に気密にはめ込まれている。このため、内シリンダ２２ｃをピストン運動させると、雌型が上台座に対して昇降動することになる。
雌型２２ｂの昇降範囲については、内シリンダ２２ｃが上台座２２ａの孔底に当接したときが上昇限となり、雌型２２ｂの上部外周に形成された図示の肩部が上カーリング型２２ｄに当接したときが下降限となる。

平面視略楕円環形の上カーリング型２２ｄは、内部の適宜箇所にヒータ２２ｅを有して全体を加熱できるようになっている。その加熱温度は特に限定されないが、たとえば６０〜１２０℃である。
また上カーリング型２２ｄは、その下面の内周側に平面視楕円環形かつ断面半円形のカーリング溝２２ｆを有している。カーリング溝２２ｆの深さは特に限定されないが、たとえば１．４〜１．９ｍｍである。

上台座２２ａの下降時には、このカーリング溝２２ｆは下カーリング型２１ｅのカーリング溝２１ｇとほぼ過不足なく重なって、内周側が開放された略ドーナツ型（断面円形）の空間を形成できるようになっている。
この上カーリング型２２ｄは、外支持柱２２ｇを介して上台座２２ａの下面に固定されている。

包装用成型品の製造装置２０の構成は、以上のようであり、次にこの装置２０を用いて、包装用プレ成型品ｐから包装用成型品１０を製造する方法について説明する。

図２に示すように、まず製造装置２０の上型２２全体を上昇させた状態で、下型２１の雄型２１ｂの上面に、包装用プレ成型品ｐをはめ込む。
このとき、雄型２１ｂ内の断熱部２１ｃにより包装用プレ成型品ｐの本体には、下カーリング型２１ｅのヒータ２１ｆの熱が伝わらないようになっており、プレ成型品本体の熱変形が防がれている。

ここで、下型２１の下カーリング型２１ｅおよび上型２２の雌型２２ｂはそれぞれ上下台座２１ａ、２２ａに対する下降限位置にある。また雌型２２ｂは、内シリンダ２２ｃと上台座２２ａの孔との間に圧縮空気が導入されることで、常時下向きに付勢、すなわち圧縮空気の力で弾性的に押し下げられている。

次に、図３のように上型全体（上台座２２ａ）を下降させて、その雌型２２ｂの下面に下型２１の雄型２１ｂの上面をほぼ過不足なくはめ込み、かつその上カーリング型２２ｄの下面と下カーリング型２１ｅの上面とを当接させる。

このとき図示のように、下向きに付勢された雌型２２ｂは、雄型２１ｂに押されてほぼ上台座２２ａに対する上昇限位置へと移動する。
また図示のように、上下のカーリング溝２１ｇ、２２ｆが合致することで形成される略ドーナツ型の空間に、その内周側から包装用プレ成型品ｐの巻き代１５の先端部が導入されることになる。巻き代１５の先端部は外向きに反っているため、この導入はスムーズに行われる。巻き代１５は、カーリング型２１ｅ、２２ｄの熱で軟化する。

ここから、図４のように上型全体（上台座２２ａ）を上昇させつつ、下型２１の外シリンダ２１ｈを作動させて下カーリング型２１ｅを上台座２２ａとほぼ同じ速度で上昇させる。これにより、上下カーリング型２１ｅ、２２ｄの当接状態は維持される。また、雌型２２ｂは下向きに付勢されているため、上台座２２ａに対して相対的に下降して雄型２１ｂと雌型２２ｂの嵌合状態も維持されることになる。

このとき上下のカーリング型２１ｅ、２２ｄは上昇し、重なり合う雄型２１ｂおよび雌型２２ｂは高さが変化しないため、カーリング溝２１ｇ、２２ｆは、雄型２１ｂの上面および雌型２２ｂの下面に接近する。
このため図示のように、上下カーリング型２１ｅ、２２ｄのカーリング溝２１ｇ、２２ｆに先端が導入されて軟化した包装用プレ成型品ｐの巻き代１５は、重なり合う雄型２１ｂの上面および雌型２２ｂの下面に嵌合する包装用プレ成型品ｐの本体の開口に向けて巻き上げられることになる（巻き込まれることになる）。

このように、巻き代１５を巻き上げることで縁巻き部１４が形成され、包装用成型品１０が完成する。巻き代１５の反った先端部の鋭利な裁断面が内側に巻き込まれて隠れるため、包装用成型品１０を取り扱う際にも裁断面で手を傷付けるおそれはない。

ここで、プレ成型品ｐの巻き代１５の幅（高さ）は特に限定されないが、小さすぎるとカールを形成しにくく、大きすぎると縁巻きが大きくなって美観を損なうため、７〜１５ｍｍが好ましく、特に９〜１３ｍｍが望ましい。

最後に、図５のように上型全体（上台座２２ａ）を、その雌型２２ｂと下型２１の雄型２１ｂが離反するまでさらに上昇させて、雄型２１ｂにはまり込んだ完成した包装用成型品１０を取り外す。

縁巻き部１４があることで、包装用成型品１０の剛性が向上するため、素材となるプラスチックシートの厚みを小さくすることができる。そのため、材料コストの削減が可能となる。シートの厚みは特に限定されないが、たとえば、０．１３ｍｍ〜０．４５ｍｍである。
また、縁巻き部１４があることで、包装容器として用いるこの包装用成型品１０の開口に蓋をはめ込む場合の嵌合力も向上している。

上記実施形態では、包装用成型品１０を平面視楕円形としたが、これに限定されず、円形、矩形、多角形、長円形、星型など種々の形状とすることができる。
成型品１０の本体の形状は、底面１１、側面１２およびフランジ１３があるものに限られず、ドーム型の曲面形状を含む椀型全般とすることができる。
また、包装用成型品１０の底面１１および側面１２には、リブやエンボスを設けてもよい。

とくに、上述のように、実施形態の製造装置２０は、製造対象物を回転させないため、平面視非円形の包装用成型品１０の製造に好適に用いられる。
下型２１および上型２２の形状は、包装用成型品１０の形状にあわせて適宜変更可能である。たとえば包装用成型品１０の底面が矩形である場合には、下型２１の雄型２１ｂおよび上型２２の雌型２２ｂも平面視矩形にする。
雄型２１ｂには、断熱部２１ｃに代えて雄型２１ｂの全体を冷却するクーラを付属させてもよい。

なお、包装用成型品１０として包装容器を例示したが、包装用成型品１０として、容器の開口を塞ぐ蓋としてもよいことは無論である。

１０ 包装用成型品（包装容器）
１１ 底面
１２ 側面
１３ フランジ
１４ 縁巻き部
１５ 巻き代
２０ 包装用成型品の製造装置
２１ 下型
２１ａ 下台座
２１ｂ 雄型
２１ｃ 断熱部
２１ｄ 内支持柱
２１ｅ 下カーリング型
２１ｆ ヒータ
２１ｇ カーリング溝
２１ｈ 外シリンダ
２２ 上型
２２ａ 上台座
２２ｂ 雌型
２２ｃ 内シリンダ
２２ｄ 上カーリング型
２２ｅ ヒータ
２２ｆ カーリング溝
２２ｇ 外支持柱
ｐ 包装用プレ成型品

Claims (1)

1. 無延伸プラスチックシートから、椀型本体と椀型本体の開口縁の全周に連設される筒形の巻き代とを有する包装用プレ成型品を成型する工程と、
   その内周面に周方向に延びる環状のカーリング溝が形成された筒形のカーリング型を準備する工程と、
   前記プレ成型品を、その椀型本体が前記カーリング型の内側になるように、かつその巻き代の先端部が前記カーリング型のカーリング溝に導入されるようにセットする工程と、
   前記カーリング型を加熱しながらそのカーリング溝が前記プレ成型品の椀型本体の開口縁に接近するように軸方向にスライドさせることで、前記カーリング型の加熱により軟化した前記巻き代を椀型本体の開口縁に向けて巻きこんで縁巻き部を形成する工程と、を含む包装用成型品の製造方法。

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