JP4076517B2 - 断熱複合容器 - Google Patents
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Description
胴部12の中央部における厚みT122は、断熱性と薄肉・軽量性等を考慮すると、0.7〜3mm、好ましくは0.8〜2.2mm、より好ましくは0.9〜2mmである。
胴部12の下方部における厚みT123はスタック段差に必要な厚みの確保とスタック部の強度、断熱性、薄肉・軽量性等を考慮すると、0.7〜4mm、好ましくは0.8〜3.1mm、より好ましくは0.9〜2.5mmである。なお、本明細書において、胴部12の口部近傍部とは、断熱複合容器1の高さHに対してフランジ部11の上面部110から0〜20%の部分をいう。胴部12の下方部とは、スタック用の段差23より底面までの部分をいう。
前記胴部12の中央部を構成する内層容器2の胴部22の密度ρ222は、断熱性、容器を手で持った時の胴部のへこみ防止、印刷時の印圧での変形防止を考慮すると、0.05〜0.5g/cm3、好ましくは0.1〜0.4g/cm3である。
前記胴部12の下方部を構成する内層容器2の胴部22の密度ρ223は、断熱性、容器を手で持った時の胴部のへこみ防止、印刷時の印圧での変形防止等を考慮すると、0.05〜0.5g/cm3、好ましくは0.1〜0.4g/cm3である。
前記底部14を構成する内層容器2の底部24の密度ρ24は、断熱性、縦方向の圧縮荷重による底部の座屈防止等を考慮すると、0.2〜1.5g/cm3、好ましくは0.
2〜0.8g/cm3、より好ましくは0.3〜0.8g/cm3である。
前記マーセル化処理パルプは、適宜の割合で前記架橋処理パルプに混合して用いることができる。マーセル化処理パルプは架橋処理パルプよりも嵩高性は劣るが、架橋処理パルプに対するマーセル化処理パルプの混合割合を調整することで、内層容器の強度や内層容器の内面の成形性(転写性)が良好となる。また、パルプ繊維のフロックも抑えられ、抄造ムラの発生を防ぐことができる。
前記外層用のパルプ繊維は、CSF(Canadian Standard Freeness)が200〜600ml、特に300〜600mlであることが好ましい。CSFかかる範囲であると、濾水性も良好で、抄造時間や乾燥時間を短縮することができる。また、抄造ムラが抑えられ、得られる成形体に偏肉が生じたり、成形体の表面性が低下することを防ぐことができる。
前記嵩高剤としては、花王(株)製「KB115」、同「KB85」等が挙げられ、これらの中でも、サイズ効果の低下を抑えて嵩高性を得ることができる点から同「KB115」が好ましい。
前記胴部12の中央部を構成する外層容器3の胴部32の密度ρ322は、表面平滑性、紙粉発生防止、搬送時におけるへこみ防止、お湯を入れて容器を手で持ったときの胴部の変形防止、印刷時の印圧での変形防止、薄肉、軽量性を考慮すると、0.5〜2g/cm3、好ましくは0.7〜1.5g/cm3である。
前記胴部12の下方部を構成する外容器3の胴部32の密度ρ323は、表面平滑性、搬送時でのへこみ防止、印刷時の印圧での変形防止、薄肉、軽量性等を考慮すると、0.5〜2g/cm3、好ましくは0.7〜1.5g/cm3である。
前記底部14を構成する外層容器3の底部34の密度ρ34は、積み上げ時や搬送時における底部の潰れ防止、薄肉、軽量性等を考慮すると、0.5〜2g/cm3、好ましくは0.7〜1.5g/cm3である。
また、外層容器の透気度は、内層容器よりも大きいことが好ましい。外層容器の透気度を、内層容器よりも大きくすることによって、後述するように真空成形によって被覆層を密着させる場合に、外層容器が通気抵抗となって、真空成形用の型に設けられた吸引溝での局部的な吸引力の集中を防ぐことができ、樹脂フィルムのピンホールの発生を防ぐことができると共に、密着むらのない被覆が可能となる。
また、ここで、内層の内面に乾燥時の蒸気逃がし用として、周方向スリット、吸引丸穴凸が設けられている場合、飲食時に、内容物が該凸部に引っかかり、これが食べ残しになるといった問題がある。また、箸やスプーンでの引っかきにより、該凸部を被覆する樹脂フィルムが破損する恐れもある。そこで、内層の内面に、高さ方向に乾燥時のスリットを設けることにより、箸やスプーンの引っ掛かりが少なく、内容物の引っかかりも少なく、飲食しやすい容器が製造される。さらに、真空成形で、樹脂フィルムで被覆する場合、該フィルムはカップ口部から底に向けて貼られて行くが、前記の丸穴形状や周方向凸部の存在下では、該凸部のフィルムが貼られる方向の下流側では、フィルム伸張が大きくなり、フィルムが薄くなるという現象が発生し、フィルムにピンホールが発生し易くなる。しかし、縦方向スリットにすることにより、フィルムが貼られて行く方向とスリット凸部の形成方向が一致するので、このような現象は発生せず、ピンホールが発生しにくくなる。
また、前記内層容器2のフランジ部21の密度ρ21、内層容器2の胴部22の密度ρ221、内層容器2の胴部22の密度ρ222内層容器2の底部24の密度ρ24が、ρ221>ρ222、ρ21>ρ222、且つρ24>ρ222であることが好ましい。
さらに、前記外層容器3のフランジ部31の厚みT31、前記厚みT321、前記厚みT322は、T321>T322、且つT31>T322であることが好ましく、さらにT31>T321>T322であることが好ましい。
断熱複合容器1の各部位の厚みの関係及び内層容器2の各部位の密度の関係及び外層容器3の各部位の厚みの関係を上述のように設定することによって、以下の効果が得られる。
フランジ部11を構成する内層容器2のフランジ部21の密度を高めるとともに、外層容器3のフランジ部31の厚みを厚くして、フランジ部11の厚みを厚くすることで、得られる断熱複合容器1の把持強度を高めることができる。また、口部近傍の厚みT121、T321を厚く、密度ρ221を高くすることにより、得られる断熱複合容器1の把持強度や座屈強度を高めることができる。底部14を構成する内層容器2の底部24の内層密度を高めるとともに、厚みT14を薄くすくととにより、縦方向の圧縮荷重による座屈や真空成形時における内層のわれを防止することができる。特に断熱性の必要な胴部T122の厚みを薄くして、内層密度ρ222を小さくすることにより、薄肉・軽量性を実現できる。
曲率半径を斯かる範囲とすることで、形状的に十分な強度が確保できる。接地幅14を斯かる範囲とすることで、縦の圧縮加重を受ける接地面積を十分に確保できる。上げ底部141の高さH14を斯かる範囲とすることで、容器の内容積を狭めることなく、しかも内面角部に内容物が入り込んだりすることがない。また、前記曲率半径を有する角部や前記接地幅を有する底部14を後述する弾性素材からなる雄型により、良好に形状を転写できる。また、断熱複合容器1をシュリンクフィルム等の包装材で包装したときに、当該包装材を破りやすくできる。さらに、該曲率半径Ro、接地幅W14及び上げ底部141の高さH14が斯かる範囲とすることで、その相乗効果として、縦方向の圧縮荷重に対する断熱複合容器1の形状的に十分な強度が得られる。
前記断熱複合容器1は、内層容器2及び外層容器3を個別に作製した後、これらを合体させ、さらに被覆層4で被覆することによって製造される。
成形部711の内部には、気液流通路713から分かれて外周面につながる複数の気液流通路714及び先端面や角部において開口する複数の気液流通路715が設けられており、これらの気液流通路を通して抄造体3’を乾燥させるときの脱水・排気が行われる。
前記分散剤としては、各種界面活性剤、ポリエチレンオキシド又はその誘導体等が挙げられ、これらの中でも、泡立ちが少なく、スラリーが取り扱い易い点からポリエチレンオキシドが好ましい。
図2(b)、(e)に示すように、抄造体2’、3’を、前記ヒーターで加熱された乾燥型600、700内に配して乾燥しながらプレス成形する。このときの抄造体2、3’の含水率は、乾燥時間の短縮、表面の平滑性、焦げや変色防止の観点から55〜80%、特に60〜75%であることが好ましい。
被覆層4は、樹脂フィルムを用いた真空成形、圧空成形等の常法により形成することができる。真空成形による場合には、例えば、図3に示すように、真空吸引路810を及びバンドヒーター820を備えた真空成形型800と、ヒーターを備えたプラグ900を用いる。真空成形型800には、容器本体100のフランジ101の下面に対向する部位811と、フランジ部101との間に所定のクリアランスを設けるとともに、該部位811にも真空吸引路810の吸引口を設けておく。
図1に示す形態の断熱複合容器で、下記寸法形状を有するものを下記のように作製した。
高さH:106mm
口部内径φ10:90mm
口部開口縁部の曲率半径R10:1mm
フランジ厚みT12:2mm
フランジ部外径φ11:96mm
胴部厚みT121:1.69mm(底より100mmの位置)
胴部厚みT122:1.36mm(底より40mmの位置)
胴部厚みT123:1.87mm(底より15mmの位置)
胴部角度θ1:6.5度
胴部角度θ2:4度
底部厚みT14:0.95mm
底部外径φ14:68.5mm
上げ底部高さH14:3mm
上げ底部の外径φ141:40mm
底部接地面の内径φ142:55mm
角部曲率半径Ro:2mm
角部曲率半径Ri:2mm
多孔プレートを曲げ、雄型形状に溶接加工した型の表面に金属網を同様に溶接、加工した抄造型を用い、図2(a)及び(e)のようにして、まず、水を注入して後、下記原料スラリーを供給し、湿潤状態の抄造体を形成した。
内層用原料スラリー;
配合:(パルプ繊維(HBA(ウエアハウザー社製)/外層用パルプ=5/5、CSF=720ml)、パルプスラリー中のパルプ繊維濃度は0.5重量%、水投入後の濃度は0.25重量%)
サイズ剤:対パルプ重量比2%
外層用原料スラリー;
配合:(パルプ繊維(商品名ヒントン/商品名セニブラ=5/5、CSF=450ml)、パルプスラリー中のパルプ繊維濃度は0.5重量%、水投入後の濃度は0.25重量%)
サイズ剤(対パルプ重量比2%)
金型(620)の温度:200℃、金型(610)の温度200℃、乾燥時間は25秒。
図2(e)のように、得られた抄造体をそれ乾燥型内に配置し、下記条件で乾燥成形した。
金型(720)の温度:170℃
押圧力:9800N(押圧は50秒間継続)
内層容器及び外層容器を合体させた後、下記樹脂フィルムを内層容器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
樹脂フィルム総厚み:200μm(成形前)
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:300℃(成形機表示温度)
フィルム加熱時間:26秒
プラグ寸法:直径60mm×長さ110mm
プラグ材質:アルミニウム合金(表面にテフロン(登録商標)加工)
プラグ温度:110℃(プラグ実表面温度)
真空成形用金型温度:110℃(金型内側実表面温度)
成形時間:10秒
図4に示す形態で、口部の開口縁部に下記傾斜面を形成した以外は、実施例1と同様の複合断熱容器を作製した。そして、得られた断熱複合容器について下記のように各特性を調べた。それらの結果を表1、2に示す。
傾斜面角度θ3:70度、面取り幅W16=2.0mm
厚み測定計(日本パラメトリクス株式社製、マグナマイク、モデル8000)により、ターゲットボール直径1/8インチを使用して断熱複合容器全体の厚みを測定し、内径4mmのポンチにて断熱複合容器から試料を取り出し、外層の厚みを同測定計によって測定した。さらに、内層から被覆層を剥がして同測定計によって該被覆層の厚みを測定した。内層の厚みは全層厚みから外層及び被覆層の厚みを減じて求めた。測定値は周方向4ヶ所の平均値とした。フランジ部の内層、外層の厚みについては、フランジ部のバリをカットする前のものを用いて測定した。フランジ部の全層厚みは、ノギスによりフランジの先端部の大きさとした。
前記の厚み及び切り出した試料の面積並びにその重量に基づいて、各層の密度を算定した。
圧縮試験器(オリエンテック社製、テンシロンRTA500)を用い、断熱複合容器を横向きに載置した状態で、フランジ部を上方からロードセル速度20mm/分にて押圧子で圧縮試験を行い、ロードセルの変位と荷重の変化から求めた5mm変位荷重を把持強度とした。
得られた断熱複合容器のフランジ部に蓋を熱溶融接着した後、口部を上にして断熱複合容器を引っ張り試験器(オリエンテック社製、テンシロンRTA500)に固定した。そして、蓋の把持部分をチャックで把持し、ロードセル速度300mm/分にて引っ張り試験を行った。蓋がフランジ部から最初に開封した時点での荷重を剥離強度とした。
断熱複合容器の口部を上にして圧縮試験器(オリエンテック社製、テンシロンRTA500)に固定した。そして、ロードセル速度20mm/分にて押圧子で圧縮試験を行い、座屈が発生するまでの変位と荷重の変化を測定した。なお、圧縮試験は、荷重10kgfになった時点で一端荷重を解放してつぶれの状態を確認した。荷重を5kgf毎引き上げて同様の測定を繰り返し、その都度確認しながら行った。
断熱複合容器の外表面に温度センサー(安立503K−TC−WT)測定部をアルミテープで貼り付け、該断熱複合容器に98〜100℃の熱湯を注ぎ入れ、1分後における容器外面の温度を測定した。
JIIS B0601―2001に準拠し、サーフコム〔(株)東京精密社製〕を用いて測定した。測定条件は、ガウシアン補正、傾斜補正:直線とした。
断熱複合容器の胴部から試料を取り出し、JIS Z−0208に準拠して測定した。
JIS P81170−1980に準拠し、測定装置(東京テスター、Gurley’s Desometer)を用いて行った。
10 口部
11 フランジ部
110 上面部
12 胴部
13 段差
14 底部
2 内層容器(内層)
3 外層容器(外層)
4 被覆層
800 真空成形型
900 プラグ
Claims (5)
- 嵩高処理パルプを含む内層容器と、パルプを主体とし前記内層容器より高密度の外層容器とを具備し、口部の周縁部にフランジ部を有する断熱複合容器であって、
全層厚み及び内層密度が上下方向において異なる部位を胴部に有し、
前記内層容器の内面にスタック用段差が形成され、
前記外層容器の内側の寸法が前記内層容器の嵌合前の外形寸法より小さく設けられて該外層容器と該内層容器とが嵌合により合体されている断熱複合容器。 - 底部の外側の角部の曲率半径Roが5mm以下であり、前記底部の接地幅が1〜20mmであり、且つ前記底部の上げ底部の高さが0.5〜5mmである請求項1記載の断熱複合容器。
- 底部の外側の角部の曲率半径Ro及び内側の角部の曲率半径Riが、
0.5mm<Ri<3mm、且つRo―0.5mm<Ri<Ro+1mm
である請求項1記載の断熱複合容器。 - 前記口部の開口縁部が曲面に加工されており、該開口縁部の曲率半径R10が0.5〜3mmである請求項1〜3の何れかに記載の断熱複合容器。
- 前記口部の開口縁部に傾斜面が形成されており、
該傾斜面と前記フランジ部の上面部との角度θ3が30〜75度であり、面取り幅が0.5〜4mmである請求項1〜3の何れかに記載の断熱複合容器。
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