JP3797886B2 - 断熱容器及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄肉、軽量で、座屈強度、断熱性に優れる断熱容器に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
内層及び外層を備えているとともに該内層と該外層との間に断熱層を備えているパルプモールド製の断熱容器に関する従来技術としては、例えば、特開平11−301753号公報に記載の断熱容器が知られている。
このパルプモールド製の断熱容器は、パルプモールド製の内層及び外層の間に隙間を設けて断熱空間を形成したものである。
ところで、この従来技術の断熱容器においては、断熱空間が隙間となっているため、所望の機械的強度を得るには、内層及び外層の坪量、密度を高くする等して機械的強度を上げなければならず、肉厚で容器全体としての重量が重くならざるを得なかった。
【0003】
一方、特開2000−109123号公報には、紙製の基材からなる内材及び外材を用い、これらの間にパルプを含む発泡材からなる中間層を接着剤で接着した容器が開示されている。
しかしながら、このパルプを含む発泡剤は、発泡させても高い膨張率が得られないため、所望の断熱性を得るには該発泡剤を大量に使用しなければならず、容器がコスト高にならざるを得なかった。また、この容器は、基材を薄肉にして容器を軽量化しようとすると、接着剤が基材に浸透し、基材が変色したりふやけたように変形する不都合が生じるため、基材と中間層との充分な接着性を得るための接着剤の塗布ができず、基材と中間層とが容易に剥離してしまう問題があった。
【0004】
従って、本発明の目的は、薄肉、軽量で、且つ座屈強度及び断熱性を併せ持つ立体的に抄造された断熱容器及びその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、パルプを主体として抄造された内層と外層との間に断熱材で形成された断熱層を備え、該内層及び該断熱層を前記パルプと前記断熱材とが混在する混合層を介して固着することで、薄肉、軽量化で所望の座屈強度及び断熱性を併せ持つ断熱容器が得られることを知見した。
【0006】
本発明は、前記知見に基づきなされたものであり、パルプを主体として抄造された内層及び外層を備えているとともに該内層と該外層との間に断熱材で形成された断熱層を備えている断熱容器において、前記内層及び前記外層が立体的に抄造されており、前記断熱材が発泡性の断熱材であり、前記内層又は前記外層と前記断熱層との間に前記パルプと前記断熱材とが混在する混合層が形成されており、該混合層を介して前記内層又は前記外層と前記断熱層とが固着されていることを特徴とする断熱容器を提供するものである。
また、本発明は、前記本発明の断熱容器の製造方法であって、内層と外層とを個別に立体的に抄造する工程と、抄造された該内層の外表面又は該外層の内表面を発泡剤で被覆する工程と、該内層と該外層とを重ね合わせる工程と、加熱して前記発泡剤を発泡させる工程を含む断熱容器の製造方法を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の断熱容器の一実施形態によるインスタントカップ麺用の断熱容器を示したものである。同図において、符号1は断熱容器を示している。
【0008】
図1に示すように、断熱容器1は、パルプを主体として抄造された有底筒状の内層2及び外層3を備えているとともに、内層2と外層3との間に断熱材で形成された断熱層4を備えている。なお、本明細書において、内層及び外層は、パルプを主体として立体的に抄造されたものであり、いわゆる板紙製のものは除かれる。
【0009】
断熱容器1においては、内層2及び外層3と断熱層4とは、内層2と断熱層4との境界においてはパルプと発泡剤が混在する混合層(図示せず)が形成され、該混合層によって両者が強固に固着されて一体化されており、外層3と断熱層4の境界では発泡剤の融着により一体化されている。このようにして内層2と断熱層4とが混合層を介して強固に一体化されることによって、熱湯などを注ぎ入れた場合にも高い断熱性及び保形性が得られるようになっている。また、このように内層2側に混合層を形成し内層2側を低密度化することで、外層3を高密度化して強度、印刷特性を高めても、容器全体としての重量を軽減することができるようになっている。
【0010】
本発明の断熱容器において、外層の坪量は、250〜500g/m2であることが好ましく、300〜400g/m2であることがより好ましい。外層の坪量が250g/m2未満であると容器の縦方向、横方向の圧縮強度や落下強度が不足することとなり、500g/m2を超えると十分な強度は得られるが容器の重量が重くなるとともに、抄紙、乾燥に要する時間も長くなり生産性が低下する。外層の坪量は、後述の実施例の測定方法により測定することができる。
【0011】
また、外層の密度は、外層の強度を充分に引き出して軽量化を図るとともに、表面の平滑性を得る点において、0.6〜1.2g/cm3であることが好ましく、0.8〜1.0g/cm3であることがより好ましい。外層の密度は、後述する実施例の方法により測定することができる。
【0012】
また、外層の厚みは、保形性、圧縮強度、抄紙・乾燥時間の短縮の点において0.2〜0.85mmであることが好ましく、0.3〜0.6mmであることがより好ましい。外層の厚みは、後述する実施例の方法により測定することができる。
【0013】
本発明の断熱容器は、内層の坪量が100〜400g/m2であることが好ましく、150〜350g/m2であることが好ましい。内層の坪量が100g/m2未満であると、断熱材が内面に露出したり、スキンパックによって内層の表面を樹脂フィルムで被覆する際に真空圧によって内層に亀裂が発生したりする。400g/m2を超えると充分な強度が得られるものの、外層における場合と同様に、容器の重量が重くなるほか生産性も低下する。内層の坪量は、後述の実施例の方法により測定することができる。
【0014】
また、内層の密度は、表面の平滑性、表面強度、保形性、スタック時の紙粉防止性及びクッション性、スキンパックの際における強度確保の点において、0.4〜0.8g/cm3であることが好ましく、0.5〜0.8g/cm3であることがより好ましい。なお、内層の密度は後述の実施例の方法により測定することができる。
また、内層の厚みは、抄紙の安定性、抄紙・乾燥時間の短縮、強度確保の点において0.10〜1.0mmであることが好ましく、0.18〜0.7mmであることがより好ましい。厚みは、後述の実施例の方法により測定することができる。
【0015】
前記内層の密度は、前記外層の密度以下であることが好ましい。また、前記内層の坪量は、前記外層の坪量以下であることが好ましい。外層の密度が内層の密度よりも小さくなるか又は外層の坪量が内層の坪量よりも小さくなると、外部からの荷重に対する強度が低下するため、座屈しやすくなる。また、容器を把持したときに外層が変形しやすくなるため、断熱層が薄くなって断熱性が低下する。
【0016】
前記内層及び前記外層は、パルプを主体として抄造されたものであり、パルプ繊維のみからなるものでもよく、また、パルプ繊維に、タルクやカオリナイト等の無機物、ガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維、ポリオレフィン等の熱可塑性合成樹脂の粉末又は繊維、非木材又は植物質繊維、多糖類等の他の成分を含有させることもできる。これら他の成分の配合量は、パルプ繊維及び該他の成分の合計量に対して1〜70重量%、特に5〜50重量%であることが好ましい。また、内層2及び外層3には、その抄造時において適宜添加された繊維の分散剤、成形助剤、着色顔料、着色助剤等を含んでいても良い。
【0017】
また、前記断熱層の厚みは、薄肉で断熱性に優れたものとする観点から0.4〜3mmであることが好ましく、0.5〜2.0mmであることがより好ましい。ここで、断熱層の厚みとは、前記混合層を含む厚みをいい、後述の実施例の方法により測定することができる。
【0018】
本発明においては、断熱層の密度は、軽量で断熱性に優れたものとする観点から、0.01〜0.15g/cm3であることが好ましく、0.02〜0.1g/cm3であることがより好ましい。ここで、断熱層の密度とは、前記混合層を含む密度をいい、後述の実施例の方法により測定することができる。
【0019】
前記断熱層を形成する断熱材には、低密度層を均一に効率よく形成できる点や、発泡圧力によって内パルプ層の内面を局所的に変形させ内面形状を付与できる点から、発泡性の断熱材が用いられる。
発泡性の断熱材は、加熱発泡による内層又は外層のパルプ繊維の焦げ等を抑える等の点から、発泡温度が100〜190℃のものが好ましく、110〜160℃のものがより好ましい。
このような発泡性の断熱材としては、マイクロカプセル型発泡剤、発泡性樹脂、炭酸水素ナトリウム等の無機系発泡剤等の発泡剤が好ましく用いられ、これらの中でも、発泡倍率を高くでき、取り扱い性に優れる等の点において、マイクロカプセル型発泡剤が好ましく、特に、内容物がブタン、ペンタン等で、外皮が塩化ビニリデン、アクリロニトリル等のものが好ましく用いられる。
【0020】
前記断熱層は、前記発泡剤のみからなるものでもよく、また前記発泡剤に前記パルプ繊維、タルクやカオリナイト等の無機物、ガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維、ポリオレフィン等の熱可塑性合成樹脂の粉末又は繊維、非木材又は植物質繊維、多糖類等の他の成分を含有していてもよい。これら他の成分の配合量は、断熱層の密度が高くなり、断熱性を低下させたり、容器の重さを増大させたりしないように適宜設定する。
【0021】
本発明の断熱容器は、前記断熱層が前記内・外層の間に形成されており、所定の断熱性能を有するものである。断熱容器の断熱性能は、内容物の温度と容器の表面温度との温度差が大きいほど好ましいが、本発明の断熱容器においては、後述の実施例の測定方法により求められた温度差の値が20〜40℃、表面温度が50〜65℃であれば良好であり、温度差の値が25〜35℃、表面温度が55〜60℃であればさらに良好である。
【0022】
前記断熱層は、容器の胴部及び底部全体に亘って形成されていることが好ましいが、前記樹脂層をいわゆるスキンパックにより形成する場合の通気性を良好にする観点からは、胴部及び底部に部分的に形成されていてもよい。
【0023】
本発明の断熱容器において、前記樹脂層は、容器に耐水性(防漏性)、ガスバリア性等を付与するためのものである。
樹脂層の厚みは、防湿性、強度、成形性、コストの点において、0.02〜0.10mmであることが好ましく、0.03〜0.08mmであることがより好ましい。樹脂層の厚みは、後述の実施例の測定方法により測定することができる。
樹脂層は、その機能を付与できるものであれば、特にその材質に制限はないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル等のポリビニル系樹脂、ポリスチレン等のスチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂フィルムが用いられ、これらの中でもフィルム製造コスト、成形性等の点においてポリオレフィン系樹脂が特に好ましく用いられる。また、樹脂層は単層・多層のいずれの層構造を有するものであってもよい。
【0024】
断熱容器1は、断熱層4の発泡剤の発泡倍率に応じて全層厚み及び全層密度が異なる部位を胴部10に有しており、該全層厚み及び全層密度が該胴部の上下方向において異なっている。
【0025】
断熱容器1は、段差(段部)10a,10bを有しており、これらの段差10a,10bを境としてその胴部10の全層厚み及び全層密度が異なっており、胴部10の下方に進むにつれて全層厚みが厚くなるとともに全層密度が低くなっている。段差10aは、お湯の注入目安を示すものであり、段差10bは、空の状態の当該断熱容器を積み重ねる際の段差(スタック用段差)である。このように、開口部に近い部分では発泡剤を高密度化させて強度を高め、また、把持部となる胴部10の中央部分から底部にかけては発泡剤を低密度化させて高い断熱性を付与できるようになっている。胴部10の全層厚みの変化に伴う段差10a,10bは、内層3に形成されている。このように胴部10の全層厚みの変化に伴う段差10a,10bを前記内層3に形成することで、容器1の外表面11となる外層3の表面をフラットに形成することができ、良好な印刷適性が得られるようになしてある。
【0026】
断熱容器1は、薄肉の容器にする観点から、特に、断熱性を必要とする部位における全層厚み(例えば、図1における厚みT2)が0.8〜5mmであることが好ましく、1.3〜5mmであることがより好ましく、1.6〜4mmであることが最も好ましい。
【0027】
断熱容器1において、内層2における、少なくとも断熱容器1の内面になる部分の表面平滑性は、後述する樹脂フィルムとの密着性、樹脂フィルムのピンホール発生防止等の点において、下記測定方法で測定された中心線平均粗さRa及び最大高さRmaxにおいて、Raが1〜20μm(JIS B 0601に準拠して測定された値。以下同じ。)、Rmaxが100μm以下(JIS B 0601に準拠して測定された値。以下同じ。)であることが好ましく、Raが2〜10μm、Rmaxが80μm以下であることがより好ましい。
【0028】
断熱容器1において、外層3における、少なくとも断熱容器1の外面となる部分の表面平滑性は、印刷適性を良好にする等の点において、下記測定方法で測定された中心線平均粗さRa及び最大高さRmaxにおいて、Raが1〜8μm、Rmaxが60μm以下であることが好ましく、Raが2〜6μm、Rmaxが50μm以下であることが好ましい。これに対し、外層3における断熱層4と接する部分は、外層3と発泡層4との接触面積を大きくして両者の接合強度を高める観点から、抄造時におけるネットの目を粗くして抄造し、表面を比較的粗く仕上げることが好ましい。
【0029】
〔表面の平滑性の測定方法〕
表面粗さの測定にはサーフコム120A〔(株)東京精密社製〕を用い、測定条件は、カットオフ:2.5mm、測定長さ:10.00mm、フィルタ:2CR、測定倍率:500、傾斜補正:直線、極性:標準とした。
【0030】
断熱容器1は、その開口部12の周縁に断熱層4を介さずに内層2及び外層3が接合されたフランジ部23を備えている。このように、断熱層4を介さず内層2及び外層3を接合することで、フランジ部23を薄肉で強固にできるとともに、その後の加工を容易に行えるようになしてある。また、フランジ部23に発泡剤が存在しないので、発泡剤を誤咽する心配もない。
【0031】
断熱容器1は、フランジ部23の裏面までが樹脂層5で覆われている。これにより、内・外層2,3の接合端であるフランジ23の接合端部からの浸水を防ぐことができるほか、該接合端部からの容器の損傷を防ぐことができるようになっている。また、容器1に口を付けた際のフランジ23の口当たりが良好にできるようになっている。
【0032】
次に、断熱容器1の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【0033】
断熱容器1の製造方法においては、先ず、内層2及び外層3を個別に抄造する。各層は、雄型と雌型とからなる一組の製造型を用いて抄造することができる。雄型には、例えば、下側に凸でその外面に所望形状を有するとともに該外面に通じる気液流通路を内部に有する抄紙部と、該抄紙部を被覆する所定の目開き及び線径を有する樹脂製のネットとを備えたものを用いる。この抄紙の際に用いられる雄型の抄紙部は、耐熱・耐食性のゴム等の弾性体で形成されている。このように弾性体で形成された抄紙部を備えた型を用いることで、複雑な表面形状や、深い絞り部分を有する成形体を成形することができる。一方、雌型には、該雄型の抄紙部に対応した内面形状を有する凹状の金属製の型を用いる。また、脱水の他、乾燥も行える点から雌型には加熱手段を備えたものを用いる。
【0034】
内層2及び外層3は、例えば、図2(a)及び(c)に示すように、各層に対応するスラリーを湛えた、プールP3内に雄型30を、プールP2内に雄型20を浸漬した後、前記気液流通路(図示せず)を通じて該スラリーを吸引し、前記ネット(図示せず)でパルプ繊維を抄紙することによって、各雄型のネットの外表面に湿潤状態で抄造される。
【0035】
各層の形成に用いられるスラリーは、パルプ繊維と水のみからなるものが好ましく用いられる。また、パルプ繊維と水に加えてタルクやカオリナイト等の無機物、ガラス繊維やカーボン繊維等の無機繊維、ポリオレフィン等の熱可塑性合成樹脂の粉末又は繊維、非木材又は植物質繊維、多糖類等の成分を含有していてもよい。これらの成分の配合量は、パルプ繊維及び該成分の合計量に対して1〜70重量%、特に5〜50重量%であることが好ましい。
前記スラリーには、パルプ繊維の分散剤、成形助剤、着色料、着色助剤等を適宜添加することができる。また、前記スラリーには、サイズ剤、顔料、定着剤等を適宜添加することができる。特に、サイズ材を添加することにより、所定の含水率まで乾燥させた外層と、湿潤状態の内層とを一体化させる場合に、外層に内層の水分を吸収させることを防止することができ、外層の外表面にしみ等の外観不良が発生することを防止することができる。
【0036】
このようにして雄型20をパルプスラリー内に浸漬させることで抄造された内層2の表面にはパルプ繊維が粗い状態で存在するため、その後に内層の外表面を発泡剤で被覆する際に、当該発泡剤とパルプ繊維とが絡み合いやすくなる。内層2の含水率は、発泡剤とパルプ繊維とが絡み合って混合層が形成されやすくできる点から90〜60%であることが好ましく、85〜70%であることがより好ましい。
【0037】
外層3は、発泡剤を効率よく発泡させて断熱層4を形成できる観点から、内層と重ね合わせる前に予め乾燥させて高密度化させる。具体的には、所定時間の抄紙後、雄型30をスラリーから引き上げ、図2(b)に示すように、雄型30に対応する金属製の雌型31に突き合わせる。雌型31は、外層3の外表面に後を残さないように、内面に排気孔を有していないものを用いることが好ましいが、乾燥時間の短縮を望む場合には排気孔を有するものを用いることもできる。そして、雄型30の抄紙部で湿潤状態の外層3を押圧して脱水を行い、さらに雌型31をその加熱手段(図示せず)で加熱し、外層3を乾燥して高密度化させる。外層3の脱水・乾燥時には、雄型30の前記気液通路を通じて外層3の水分(水及び蒸気)を吸引し、外部に排水する。
外層3の脱水・乾燥時における押圧力は、脱水効率を高めて高密度化を図る観点から、0.2〜3MPaであることが好ましく、0.3〜1.5MPaであることがより好ましい。
また、外層3の乾燥時における金型温度(雌型31の温度)は、乾燥による焦げ防止、乾燥効率等の点において、150〜230℃であることが好ましく、170〜220℃であることがより好ましい。
外層3の脱水・乾燥後、外層3を雄型30から雌型31に受け渡す。受け渡し完了後は、雄型30は退避させる。
【0038】
上述のように外層3を高密度化等する一方で、内層2の外表面を発泡剤で被覆する。発泡剤による被覆は、例えば、図2(d)に示すように、発泡剤を含む液(発泡剤の分散液又は溶解液)を湛えたプールPに内層2を抄紙した雄型20をそのまま浸漬して該液を内層2の外表面に含浸させることによって行うことができる。
【0039】
発泡剤の量は、断熱層を前記所定の密度、厚みにする点、製造コストの点等から、断熱容器の全重量に対する配合割合が、1〜20重量%であることが好ましく、3〜10重量%であることがより好ましい。
【0040】
次に、断熱層が内層2と外層3との間に位置するように内層2及び外層3を重ね合わせる。すなわち、図2(e)に示すように、雌型31内に配置された脱水・乾燥後の外層3の上方より、発泡剤を含浸させた内層2を重ね合わせる。この際、内層2は雄型20からは脱型せず、雄型20をそのまま雌型31に突き合わせる。そして、雄型20の抄紙部で湿潤状態の内層2を押圧して脱水を行いつつ内層2及び外層3を密着させる。その後、雄型21内の気液流通路を通じて圧縮空気をパージし、内層2を雄型20から雌型31に受け渡す。内層3を受け渡した後、雄型20は退避させる。
【0041】
次に、図2(f)に示すように、前記断熱容器1の段差10a,10bを境とする全層厚み変化に対応する所定のクリアランスCを有する金属製の雄型21を配置して雌型31と突き合わせて押圧する。この雄型21は、雄型20と同様に気液流通路(図示せず)を備えており、また、加熱手段(図示せず)を備えているものである。そして、雄型21及び雌型31をそれぞれの加熱手段で加熱し、内層2に含浸させた発泡剤を発泡させて断熱層4を低密度化させる。このとき内層2と断熱層4との間にパルプと発泡剤(断熱材)とが混合された混合層が形成されて両者が固着されて強固に一体化されるとともに、断熱層4と外層3とが発泡剤の融着により固着されて容器胴部及び底部が全体として一体的に形成される。
【0042】
発泡剤が所定の発泡倍率まで発泡し、内層2が所定の含水率まで乾燥されたところで加熱・乾燥を終了する。そして、雄・雌型21,31を開いて形成された断熱容器(半製品)を脱型する。
【0043】
次に、内層2の内面及び前記フランジ部23の接合端部を覆うように前記樹脂層5を形成する。樹脂層5の形成は、真空成形等の定法により行うことができる。真空成形による場合には、例えば、図3(a)に示すように、前記外層3の脱水・乾燥工程で使用した雌31(図2参照)とほぼ同寸法で真空吸引路60を及びバンドヒーター61を備えた真空成形型6を用い、該型6内に半製品の断熱容器をセットし、更に該容器の開口部を塞ぐように樹脂フィルム50をセットする。そして、樹脂フィルム50にその上方からヒーター70を備えたプラグ7を当接させて樹脂フィルム50を軟化させて型内に押し込む一方で、容器の通気性を利用して真空吸引路60を通じて容器内を真空引きし、内層3の内面に樹脂フィルム50を密着させる。また、図3(b)に示すように、真空成形型6におけるフランジ23下面に対向する部位62とフランジ23との間に所定のクリアランスを設けるとともに、該部位62にも真空吸引路60の吸引口を設けておくことで、樹脂層5をフランジ23の下面に至るまで密着させることができ、これにより、フランジ23の接合端部を樹脂フィルム50で確実に覆うことができるようになる。そして、樹脂フィルム50をトリミングして製造を完了する。
【0044】
以上説明したように、本実施形態の断熱容器1は、内層2と断熱層4との間にパルプと発泡剤とが混在する混合層が形成され、該混合層によって内層2及び断熱層4が固着されて一体化されているので、内層2及び外層3の坪量を高めなくても充分な機械的強度が得られ、薄肉、軽量で、所望の機械的強度及び断熱性を合わせもつ優れた容器である。特に、内層2側に混合層が形成されているので、その分外層の密度を高めることができ、強度、印刷特性、表面性等を高めることができる。
【0045】
また、断熱容器1は、表面が平滑であり、内表面及び外表面に接合部等がないため、印刷適性が良好であるほか、樹脂フィルムの密着性も良好である。
【0046】
また、発泡剤の発泡倍率に応じて前記全層厚み及び全層密度が該胴部の上下方向において異なり、断熱性をあまり必要としないフランジ23近傍では発泡倍率を抑えて強度を高くしてあり、断熱性を必要とする胴部中央から底部までにかけては発泡倍率を高くして断熱性を高くしてあり、必要な箇所に断熱性・強度を有する優れた容器である。
【0047】
本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、変更が可能である。
本発明の断熱容器は、前記実施形態の断熱容器1におけるように、カップ状の容器である場合には、発泡剤の発泡倍率に応じて全層厚み及び全密度が異なる部位を胴部(把持部)に形成することが好ましいが、発泡剤の発泡倍率に応じて全層厚み及び全密度が異なる部位は、容器の形状に応じて適宜設定することができ、例えば、容器の形状が皿状の容器である場合には、胴部及び底部等の他の部位に形成することができる。また、胴部にスタックを形成することが好ましいが、スタックは必要に応じて省略することもできる。
【0048】
また、本発明の断熱容器は、前記実施形態の断熱容器1におけるように内層と断熱層とを固着させるように内層側に混合層を形成することが好ましいが、混合層は、外層と断熱層とを固着させるように外層側に形成することもでき、或いは内層及び外層と断熱層とを固着させるように両側に形成することもできる。
【0049】
本発明の断熱容器は、前記フランジを備えた容器の他、どんぶり状の容器、ボトル状の容器、皿状の容器、トレー容器等の各種形状の容器に適用できることはいうまでもない。
また、本発明の断熱容器は、断熱性を有しており、表面に結露等が生じにくいため、冷涼な飲食品の容器としても用いることできることはいうまでもない。
【0050】
また、内層の外表面を発泡剤で被覆する手法は、上述のように発泡剤を含有する液に内層の外表面を浸漬して該液を内層の外表面に含浸させることによって行うことが好ましいが、該液をスプレー塗布などして被覆させることもできる。
【0051】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
下記実施例1,2及び比較例1,2のようにして断熱容器を作製し、その重量を測定するとともに、強度、断熱性、内層と断熱層との剥離性を下記のようにして評価した。また、得られた断熱容器の外層及び内層のそれぞれの重量、厚み、密度及び坪量並びに断熱層の厚み及び密度を下記の測定方法で測定した。それらの結果を表1に示す。
【0052】
〔実施例1〕
図1に示す形態の断熱容器で、下記寸法形状のものを下記のように作製した。
【0053】
<容器寸法形状>
高さH:110mm
開口部内径φ1:88mm
底部外径φ2:70mm
胴部中央部厚みT2:1.5mm
底部厚みT4:1.0mm
フランジ厚みT5:0.8mm
【0054】
<内層・外層の抄紙>
断熱容器の各内外層に対応したシリコーンゴム製の抄紙部及び該抄紙部を覆うナイロン製のネット(50メッシュ、線径100μm)を備えた雄型を、下記組成のスラリー中に浸漬させ、各層を形成した。
外層用スラリー;
パルプスラリー:パルプ繊維(バージンパルプ:模造古紙=3:7(重量比)、パルプスラリー濃度0.5重量%)
サイズ剤(対パルプ重量比2%)
内層用スラリー;
パルプスラリー:パルプ繊維(バージンパルプ:模造古紙=3:7(重量比)、パルプスラリー濃度0.5重量%)
サイズ剤(対パルプ重量比2%)
【0055】
<外層の脱水・乾燥条件>
外層を前記雄型に対応する雌型との間に配置し、下記条件で押圧下に脱水・乾燥した。
金型温度:160℃
押圧力:0.4MPa(90秒)
【0056】
<内層の外表面の発泡剤による被覆>
内層(含水率84%)を下記組成の発泡剤含有液に浸漬し、当該内層の胴部外表面に発泡剤を含浸させた。
発泡剤含有液;
発泡剤(松本油性製薬社製〔松本マイクロスフェア−F793〕:発泡温度110〜170℃)を1重量%(対成形体全重量に対する重量比5%)含有する水
【0057】
<加熱・乾燥条件>
内・外層を重ね合わせた後に、下記金型温度・押圧下で乾燥させ、発泡剤を発泡させるとともに両層を一体化させた。
金型温度:160℃
押圧荷重:11760N(60秒)
フランジ部押圧力:1.5MPa
雄型温度:140℃
【0058】
<樹脂層の形成>
下記の樹脂フィルムの内層が容器の内層に接するように配置して下記の成形条件で積層した。
樹脂フィルム;
外層/内層=高密度ポリエチレン/低密度ポリエチレン
樹脂層厚み:150μm
成形条件;
真空成形機:PLAVAC−FE36PHS、三和興業(株)製
フィルム加熱方式:赤外線ヒーター(ヒーターと樹脂フィルムの間隔110mm)
フィルム加熱温度:250℃(成形機表示温度)
フィルム加熱時間:35秒
プラグ寸法:直径60mm×長さ110mm
プラグ材質:アルミニウム(表面にテフロン加工)
プラグ温度:115℃(プラグ実表面温度)
真空成形用金型:口部孔径φ88mm、底部径φ70mm、高さ110mm
真空成形用金型温度:115℃(金型内側実表面温度)
成形時間:15秒
【0059】
〔実施例2〕
内層のパルプ重量を外層のパルプ重量より軽くした以外は、実施例1と同様にして作製した。
【0060】
〔比較例1〕
断熱層に発泡剤を用いなかった以外は、実施例1と同様にして作製した。
【0061】
〔比較例2〕
乾燥した外層パルプの内面に水と発泡剤とからなるスラリーを塗布して外層と内層との間に発泡剤のみからなる断熱層を形成した以外は、実施例1と同様にして作製した。
【0062】
〔外層、内層及び断熱層の厚み等の測定〕
外層:得られた成形体の胴部から所定の寸法形状(約φ40mmの円盤状)の試片を切り出して該試片から外層のみを分離し、その厚み及び重量を測定することにより外層の厚み、坪量及び密度を算定した。
内層:前記試片から内層のみを分離し、その厚み及び重量を測定することにより、内層の厚み、坪量及び密度を算定した。なお、内層と断熱層との間に混合層が形成されている場合には、該混合層を除去した後の厚み及び重量を測定して内層の厚み、坪量及び密度を算定した。
断熱層:前記試片の厚み及び重量から樹脂層、外層及び内層の厚み及び重量を差し引いて断熱層の厚み(混合層を含む)及び密度を算定した。
樹脂層:樹脂層は、前記試片から樹脂フィルムのみを分離してその厚みを測定した。
【0063】
〔圧縮強度の測定〕
横荷重(把持強度):得られた容器を、圧縮強度測定機((株)オリエンテック製、RTA−500)に横置きにセットし、クロスヘッドスピードを20mm/minに設定し、容器に胴部に10mm変位が生じたときの荷重から求めた。
縦荷重:得られた容器を、前記圧縮強度測定機に縦置きにセットし、クロスヘッドスピードを20mm/minに設定して測定した。なお、荷重−変位曲線に容器底部の角部の座屈に伴う降伏が発現するときは、降伏時の荷重(表1の縦荷重▲1▼)及び胴部が座屈したときの荷重(最大荷重:表1の縦荷重▲2▼)の二箇所の荷重を測定した。
【0064】
〔断熱性〕
得られた容器に95〜100℃の熱湯を注ぎ入れ、3分後における容器内のお湯の温度、及び容器外表面の温度を接触式温度計により測定し、お湯の温度と容器外表面の温度との温度差を求めた。
【0065】
〔剥離性〕
得られた容器に所定の横荷重を加えたときの容器の内面及び容器断面の状態を目視又は顕微鏡により観察した。
【0066】
【表1】
【0067】
表1に示すように、内層と断熱層との間に混合層が形成された容器(実施例1,2)は、薄肉、軽量で、所望の機械的強度及び断熱性を有し、変形による層間剥離も起こらないことが確認された。これに対し、断熱材を有しない容器(比較例1)、断熱材からなる断熱層を有しているが混合層が形成されていない容器(比較例2)では、薄肉、軽量にすると、横置きにしたときの変形荷重(把持強度に相当)が充分に得られず(比較例1)、また、混合層が形成されていない場合には、層間剥離が生じて容器内面にしわや亀裂が発生することが確認された。
【0068】
【発明の効果】
本発明によれば、薄肉、軽量で、且つ座屈強度及び断熱性を併せ持つ断熱容器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の断熱容器の一実施形態を示した概略半断面図である。
【図2】本発明の断熱容器の製造工程の一部を示す概略図であり、(a)は、外層の抄紙工程を示す図、(b)は外層の脱水・乾燥工程を示す図、(c)は内層の抄紙工程を示す図、(d)は内層の外表面を発泡剤で被覆している工程を示す図、(e)は内層と外層の重ね合わせ工程を示す図、(f)は乾燥工程を示す図である。
【図3】本発明の断熱容器の製造方法における樹脂層の形成工程を示す概略図であり(a)は、真空成形機に容器をセットした状態を示す概略断面図であり、(b)は(a)のフランジ部における樹脂フィルムの密着状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1 断熱容器
2 内層
3 外層
4 断熱層
5 樹脂層
Claims (7)
- パルプを主体として抄造された内層及び外層を備えているとともに該内層と該外層との間に断熱材で形成された断熱層を備えている断熱容器において、前記内層及び前記外層が立体的に抄造されており、前記断熱材が発泡性の断熱材であり、前記内層又は前記外層と前記断熱層との間に前記パルプと前記断熱材とが混在する混合層が形成されており、該混合層を介して前記内層又は前記外層と前記断熱層とが固着されていることを特徴とする断熱容器。
- 前記内層と前記断熱層との間に前記混合層が形成され且つ前記外層と前記断熱層が該断熱層の発泡剤の融着により固着されているか、又は前記外層と前記断熱層との間に前記混合層が形成され且つ前記内層と前記断熱層が該断熱層の発泡剤の融着により固着されている請求項1に記載の断熱容器。
- 前記内層の密度が前記外層の密度以下であるか又は前記内層の坪量が前記外層の坪量以下である請求項1又は2に記載の断熱容器。
- 前記内層の坪量が100〜400g/m2、前記外層の坪量が250〜500g/m2であり、該内層の密度が0.4〜0.8g/cm3であり、該外層の密度が0.6〜1.2g/cm3である請求項1〜3の何れかに記載の断熱容器。
- 前記内層の内面に凹凸部又は段部が形成されている請求項1〜4の何れかに記載の断熱容器。
- 前記内層の内面を覆う樹脂層を備えている請求項1〜5の何れかに記載の断熱容器。
- 請求項1に記載の断熱容器の製造方法であって、内層と外層とを個別に立体的に抄造する工程と、抄造された該内層の外表面又は該外層の内表面を発泡剤で被覆する工程と、該内層と該外層とを重ね合わせる工程と、加熱して前記発泡剤を発泡させる工程を含む断熱容器の製造方法。
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