JP2005153146A

JP2005153146A - 被覆成形品およびその製造方法

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Publication number: JP2005153146A
Application number: JP2003390400A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Onishi; 敏文大西
Original assignee: SANWA SHOKAI KK
Current assignee: SANWA SHOKAI KK
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】成形品が通気性のある材質で形成されていても、非通気性の材質で形成されていても、内面だけではなく、開口部周縁の成形品外面までも被覆された被覆成形品およびその製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】有底箱型あるいは有底筒型をした成形品を、その上端部が少なくとも真空箱の天板に設けられた孔から真空箱の天板上面より外部に露出するように前記孔を臨むように配置された支持具によって下方から支持するとともに、前記孔の内周面と前記支持具および成形品との間に隙間を形成した状態に配置したのち、成形品および真空箱上面を軟化状態にされた樹脂フィルムによって気密に覆った状態で、真空箱内を負圧にする工程を備えていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有底箱型あるいは有底筒型をした成形品に意匠性、耐水性、断熱性、軽量性、割れにくさ性等の機能を付与した被覆成形品およびその製造方法に関する。
に関する。

従来のカップやトレーと言った有底箱型あるいは有底筒型をした成形品は、その基材そのものの性質から脱却する事ができない。
すなわち、紙を基材したカップ等は、耐水性に劣ったり、内側に模様印刷をする事ができないし、パルプモールドなどの通気性がある基材から形成されたトレーやどんぶり等の容器の場合、印刷性が悪い上に、水などの漏洩、容器の内外壁面のザラザラを拭い去ることができないので安全衛生上好ましくないなどの問題がある。

そこで、本発明の発明者は、このような問題を解決するために、通気性を有する基材からなる成形品をまず成形し、この成形品の上面を樹脂フィルムで覆うとともに、成形品の下面側を真空状態にして樹脂フィルムを成形品の上面形状に沿うように真空成形し、成形品の内壁面を樹脂フィルムで被覆する被覆成形品の製造方法をすでに提案している（特許文献１参照）。

特開２０００−２５５００７号公報

しかし、上記被覆成形品の製造方法は、成形品の内壁面しか被覆することができないため、マフィン等の焼き菓子用の容器などのように内壁面のみ耐水性を備えていればよい被覆成形品の製造に適しているが、紙コップなどのように上部開口部に口を付けたりするようなものにおいては、上部開口部付近の外壁面が被覆されていないため、衛生的に問題があるとともに、外壁面のざらざら感を解消できない。
したがって、上記問題を解消するために、成形品に予め防水処理をほどこすか、印刷面をオーバーコートした紙等を用いて成形品を組み立てる方法を取らざるを得ないが、かかる方法では、防水処理剤や接着剤に耐熱性や安全衛生上の制約が生じる。

また、この被覆成形品の製造方法では、成形品が非通気性の材質で形成されている場合には被膜を形成することができなかった。

本発明は、上記事情に鑑みて、成形品が通気性のある材質で形成されていても、非通気性の材質で形成されていても、内壁面だけではなく、開口部周縁の成形品外壁面までも被覆された被覆成形品およびその製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明にかかる被覆成形品は、有底箱型あるいは有底筒型をした成形品の内壁面および開口部周縁を含む外壁面の少なくとも一部が、１枚の樹脂フィルムを壁面に密着するように真空成形させることによって形成された被膜によって被覆されていることを特徴としている。

一方、本発明にかかる被覆成形品の製造方法は、有底箱型あるいは有底筒型をした成形品を、その上端部が少なくとも真空箱の天板に設けられた孔から真空箱の天板上面より外部に露出するように前記孔を臨むように配置された支持具によって下方から支持するとともに、前記孔の内周面と前記支持具および成形品との間に隙間を形成した状態に配置したのち、成形品および真空箱上面を軟化状態にされた樹脂フィルムによって気密に覆った状態で、真空箱内を負圧にする工程を備えていることを特徴としている。

本発明において使用される樹脂フィルムとしては、特に限定されないが、溶融押出法で製造された実質的未延伸の樹脂フィルムが好ましく、また、その厚みは、０．０２mm〜０．８０mmが好ましい。
また、樹脂フィルムには、予め、成形品の壁面に接着する面に印刷や接着層を設けるなどその他の加工を施すことができる。

樹脂フィルムの材質は、熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、たとえば、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等、およびそれらの共重合物が挙げられ、この中でもポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステルやこれらの共重合物がより好ましく、着色剤、結晶核剤などの有機や無機の添加剤を含んでいても構わない。
また、本発明の被覆成形品を耐熱性容器として用いる場合には、樹脂フィルムは、結晶核剤を添加することにより結晶化された結晶化ポリエチレンテレフタレート（たとえば、東洋紡績社製のＣ−ＰＥＴ）が好ましい。

ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートの共重合成分としては、酸性分では、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸以外に、イソフタール酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタール酸、ヒドロキシ安息香酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェンニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３，５ージカルボキシベンゼンスルホン酸、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、セバシン酸等が挙げられる。

ジオール成分としては、シクロヘキサンジメタノール、１，２−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ビスヒドロキシベンゼンやポリアルキレングリコール、等が挙げられる。

また、三官能以上の化合物、例えば、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメリット酸、５−ヒドロキシイソフタル酸等をポリマーが実質的に線状である程度に使用してもよく、さらには単官能化合物、例えば、Ｐ−フェニルフェノール、ベンジルオキシ安息香酸、ナフタレンモノカルボン酸、ポリエチレングリコールモノメチレンエーテル等を用いても良い。

結晶核剤としては、たとえば、雲母、シリカ等の無機粉体やポリオレフィン、ポリオキシメチレン、ポリスチレン等の結晶性高分子化合物が挙げられ、低密度又は高密度のポリエチレンが好適である。結晶核剤の配合量は、結晶核剤として結晶性高分子化合物を用いる場合、好ましくは１重量％以上〜８重量％以下、より好ましくは、２重量％以上〜６重量％以下である。
樹脂フィルムの結晶化度は、１０％以上〜４０％以下が好ましく、２０％以上〜３５％以下がより好ましい。すなわち、結晶化度が１０％より小さいと得られる被覆成形品に十分な耐熱性を付与できず、４０％より大きいと過結晶状態となり、得られる被覆成形品の耐衝撃性が低下してしまう恐れがある。

本発明の樹脂フィルムに用いられるポリエステルの極限粘度は、０．６ｄｌ／ｇ〜１．３ｄｌ／ｇが好ましく、より好ましくは０．７ｄｌ／ｇ〜０．１２ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは０．７５〜０．１１ｄｌ／ｇである。

被覆される成形品の材質としては、特に限定されないが、たとえば、プラスチック、不織布、織布、紙、木質材料やパルプモールド等あるいはこれらの積層材料が挙げられる。
成形品の厚みは特に限定しないが、たとえば、紙コップ等の紙製成形品の場合は、１０μm〜４mm程度、坪量として５０ｇ／ｍ²〜５００ｇ／ｍ²で表現される厚みが用いられる。
また、成形品に用いられるプラスチックとしては、特に限定されず、たとえば、被覆される樹脂フィルムと同じ材質のものも使用できる。

本発明の被覆成形品の製造方法において、真空箱の上面に設けられる孔の大きさは、所定位置にセットされた成形品との間に全周にわたって隙間が形成されれば特に限定されないが、成形品の上部開口の周長の−７５％〜＋３０％程度の周長を備えていることが好ましい。
また、孔は、真空箱の上面を形成する天板を真空箱本体に着脱自在にし、この天板に孔を設けることが好ましい。そして、成形品の大きさが変われば、成形品に応じた形状や大きさの孔を備えた別の天板に交換するようにすることが好ましい。

成形品の真空箱の上部からの露出高さは、特に限定されないが、露出高さを高くすると、被膜が成形品の外壁面の下端付近まで形成される。
成形品の真空箱からの露出高さの調整は、特に限定されないが、たとえば、真空箱の底面に着脱自在でその上面で成形品の底を下方から受ける高さの異なる複数の支持具を用意し、いずれかの支持具を選択して真空箱に装着する方法、高さ調整機構付きの支持具を用いる方法等を用いることができる。

樹脂フィルムの軟化状態とは、樹脂の材質によっても異なるが、一般に、Ｔｇ（ガラス転移温度）＋３０℃〜Ｔｇ＋１５０℃の温度に加熱した状態が好ましく、Ｔｇ＋５０℃〜Ｔｇ＋１２０℃に加熱して状態がより好ましい。
樹脂フィルムを軟化させる時期は、成形品の上面に樹脂フィルムをセットした後、あるいはセットする前のいずれでも構わない。

本発明の、被覆成形品は、通常の真空成形機の外、プラグアシスト真空成形機、圧空真空成形機等で容易に容器等の被覆成形品を得ることができる。成形品としては、トレイ、どんぶり容器、カップ、焼き菓子用マフィン等が有る。

本発明は、以上のように、真空成形機を用いて１枚の樹脂フィルムによって有底箱型あるいは有底筒型の成形品の内外壁面を一度に被覆することができ、製造が容易である。そして、樹脂フィルムに印刷層を設けておけば、被覆と同時に成形品の内外壁面に装飾を施すことができる。また、樹脂フィルムとして結晶化された結晶化ポリエチレンテレフタレートが用いれば、被覆によって耐熱性および耐衝撃性を付与することができる。勿論、外壁面に被覆部にも耐水性を付与することができるとともに、成形品表面のザラツキも被膜によって解消できる。

以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる被覆成形品の製造方法の１実施の形態をあらわしている。

図１に示すように、この製造方法は、まず、天板１１に１つの孔１２を備えた真空箱１と支持枠３とを備える真空成形機４を用意する。
そして、図１（ａ）に示すように、ロッド状をした支持具５が孔１２を下方から臨む位置にセットされた真空箱１に、その底６１が天板１１より下方にある支持具５の上面で受けられるように、成形品としての紙製コップ６の下端部を孔１２から真空箱１内に挿入する。

つぎに、支持枠３に結晶核剤を添加することにより結晶化された結晶化ポリエチレンテレフタレートで形成されたフィルム状基材の一方の面に印刷層および接着層が積層された樹脂フィルム２を接着層側が紙製コップ６側に向くようにセットした状態でヒータ（図示せず）で、樹脂フィルム２をＴｇ＋３０℃〜Ｔｇ＋１５０℃程度まで加熱して軟化状態にしたのち、図１（ｂ）に示すように支持枠３を真空箱１の天板１１の上面に気密状態に密着させる。
真空箱１内の空気を真空ポンプ（図示せず）によって排気し、真空箱１内を負圧状態にして、図１（ｃ）に示すように、紙製コップ６の内壁面全面および外壁面の略下端まで樹脂フィルム２によって被覆させたのち、被覆部以外の樹脂フィルム２を切り取り、被覆成形品としての被覆紙コップ７を得る。

すなわち、真空箱１内を減圧していくと、紙製コップ６内も負圧状態になり、樹脂フィルム２の紙製コップ６の内部を臨む部分が、延伸されつつ紙製コップ６の内壁面６２に沿うように変形し、最終的に内壁面６２に密着し、接着層を介して接着される。
また、樹脂フィルム２の紙製コップ６の開口部より外側にある部分が孔１２と紙製コップ６との隙間Ｓから真空箱１内に吸引されて紙製コップ６の外壁面６３に密着し、接着層を介して接着される。

以上のように、この被覆成形品の製造方法によれば、真空成形機４を用いて１枚の樹脂フィルム２によって紙製コップ６の内外壁面を一度に被覆することができ、製造が容易である。そして、樹脂フィルム２に印刷層が設けられているので、被覆と同時に紙製コップ６の内外壁面に装飾を施すことができる。また、樹脂フィルム２として結晶化された結晶化ポリエチレンテレフタレートが用いられているので、被覆によって耐熱性および耐衝撃性を付与することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、支持具がロッド状をしていたが、円筒状をしていても構わないし、これらが複数本林立していても構わない。また、支持具を円筒状とする場合、外部から内部に貫通する通気孔を壁面に複数備えた構成とすることもできる。すなわち、通気孔によって真空が支持具内部を介しても行われる。されに、支持具の大きさは、孔の内壁面に接することがなければ特に限定されない。
また、上記の実施の形態では、樹脂フィルムの成形品と接する面に接着層が設けられていたが、熱による圧着のみで接着するようにしても構わない。

上記の実施の形態では、支持具の上面が真空箱の天板の上面より低い位置になっており、紙製コップの下端部が真空箱内に入り込んでいたが、支持具の上面の高さを天板の上面と同じか少し高い高さにしてもよい。このようにすれば、成形品の底まで被覆が可能となる。
上記の実施の形態では、真空箱の天板に１つしか孔が設けられていなかったが、複数設けて同時に複数個の成形品を被覆できるようにしても構わない。

真空成型機の厚さ２ｍｍの鉄板製の天板に直径１２５ｍｍの孔を開け、この孔の縁に接しないように直径１０５ｍｍの支持具としてのロッドをその上面が真空箱の上面と同じ高さになるように真空箱にセットした。
このロッドの上に上口径１３４ｍｍ×下口径１２５ｍｍ×高さ４０ｍｍの成形品としての紙製コップを載せた。

厚さ２５０μｍの実質的未延伸のポリエステルフィルム（東洋紡績社製Ａ−ＰＥＴ）を真空箱上部の寸法に合わせた支持枠に固定して１１０℃に加熱した後、紙製コップの上部から被せるように降し、支持枠を真空箱上部に接しさせると同時に真空を作動させた。

８秒後に真空を停止させ、紙製コップの内壁面全体、外側面全体更に外底部の一部がポリエステルフィルムによって被覆された被覆成形品を得た。
直径１０５ｍｍのロッドに絡まった余分のポリエステルフィルムを刃物で除去した。
こうして得られた被覆成形品に水を入れたところ良好な耐水性が得られた。

真空成型機の厚さ２ｍｍの鉄板製の天板に長径２２５ｍｍ×短径１５０ｍｍの楕円孔を開け、直径１０５ｍｍの支持具としてのロッドをその上面が真空箱の上面より５ｍｍ高くなるとともに、楕円孔の縁に接しないようにように真空箱の楕円孔を臨む位置にセットした。つぎに、成形品として上辺周辺に幅８ｍｍのフランジ部を持つ長径２１０ｍｍ×短径１３５ｍｍ×深さ２５ｍｍの小判型パルプモールド製容器をロッドの上に載せたのち、前記小判型パルプモールド製容器に接する面に、耐熱インクで青色の波目模様を印刷した上からポリオレフィン系接着性樹脂をラミネートさせた、結晶核剤を添加することにより結晶化された結晶化ポリエチレンテレフタレート（東洋紡績社製Ｃ−ＰＥＴ）からなる厚さ３０μｍの樹脂フィルムを真空成型機の支持枠にセットした。

この樹脂フィルムを１３０℃に予熱した後、前記小判型パルプモールド製容器に上部から被せるように降し、支持枠を真空箱上部に接しさせると同時に真空を作動させた状態で、樹脂フィルムをさらに１８０℃に成るように加熱し、１１秒後に真空成型機から樹脂フィルムによって被覆された小判型パルプモールド製容器を取り出した。
そして、樹脂フィルムの小判型パルプモールド製容器に付着していない部分を刃物で除去して被覆成形品としての被覆容器を得た。

得られた被覆容器は、容器内底部、容器内側部、フランジ上部／下部が樹脂フィルムからなる被膜によって被覆されていて、フィルム内側に印刷された青色の波目模様がフィルムを透かして見えた。

また、得られた被覆容器の耐熱性試験をした結果、２２０℃まで変形が無かった。また、熱水を入れても水がパルプモールド側に染み出すことも無かった。
そして、フランジ部の裏面までフィムルで覆われているので清潔感があった。

本発明にかかる被覆成形品の製造方法の１つの実施の形態であって、その製造工程を工程順にあらわす説明図である。

符号の説明

１真空箱
１１天板
１２孔
２樹脂フィルム
３支持枠
４真空成形機
５支持具
６紙製コップ（成形品）
６１底
６２内壁面
６３外壁面
Ｓ隙間

Claims

有底箱型あるいは有底筒型をした成形品の内壁面および開口部周縁を含む外壁面の少なくとも一部が、１枚の樹脂フィルムを壁面に密着するように真空成形させることによって形成された被膜によって被覆されていることを特徴とする被覆成形品。
有底箱型あるいは有底筒型をした成形品を、その上端部が少なくとも真空箱の天板に設けられた孔から真空箱の天板上面より外部に露出するように前記孔を臨むように配置された支持具によって下方から支持するとともに、前記孔の内周面と前記支持具および成形品との間に隙間を形成した状態に配置したのち、成形品および真空箱上面を軟化状態にされた樹脂フィルムによって気密に覆った状態で、真空箱内を負圧にする工程を備えている被覆成形品の製造方法。