JP7331451B2 - カバー材、および、その製造方法と二次加工用型 - Google Patents

Description

本発明は、紙製の容器に嵌合するパルプモールド成形品のカバーに関する。

紙製の容器は、高速で安価に製造できると共に、紙製であるが上に、廃棄しやすい容器である。また、内容物を充てんし易く、かつ、熱伝導性が低い為に、低温の食材にも、温食用の食材にも使用できるなどの、大きなメリットがある。
紙容器で内容物を長い時間保温するようにするには、カバーすることが好ましい。

例えば、特許文献１では、開口頂部外周にカール部を有するコップに装着する蓋であって、コップ開口面を覆うパネル面と、該パネル面外周に無端状に突出形成され、上部がほぼ断面円弧状になっているカール部嵌合溝と、該カール部嵌合溝の下方の外側位置で外方に突出形成されたフランジ状の蓋切出し係合部と、前記パネル面から上方に突出形成された積重ねリブ部とを有してなり、前記カール部嵌合溝は、該カール部嵌合溝の最大幅より狭い幅に形成されているカール部嵌合溝入口を有し、該カール部嵌合溝入口から前記パネル面に至る面及び前記蓋切出し係合部に至る面とで、下方に向けてテーパー状に拡がった嵌合溝導入部を構成し、該嵌合溝導入部がコップに蓋装着時のセンターリング機能を果たすようにしてなり、該嵌合溝導入部は内側テーパー面と、前記カール部嵌合溝入口から下方に垂直に伸びた突出面を有する垂下壁部及び該垂下壁部下端から前記切出し係合部に至る外側テーパー面を有していることを特徴とするコップ蓋を提案している。

ここで提案しているコップ蓋は、一般的な、嵌合しやすいプラスチック製のシートを成形したコップ蓋である。しかし、プラスチック製のコップ蓋の場合には、紙カップと一緒に廃棄することができない。
そこで、紙と同じパルプを使用したカバーで開口部を覆えば、内容物が多少残っていても、そのまま廃棄可能になるので、便利である。
しかしながら、パルプを使用したパルプモールド成形からなるカバーには柔軟性がないので、成形して金型から取り出す時に、上記のようなコップ蓋に設けた型に嵌合溝などのアンダーカットがあると、プラスチックのように柔軟性を生かして変形して抜くことができず、アンダーカットが破損してしまい、嵌合できなくなるなどの問題があった。

特許第４５８８２３６号公報

そこで、紙製の容器に嵌合可能なカバーをパルプモールド成形によって製造し、かつ、紙製の容器開口部に嵌合するアンダーカットの形状を破損せずに安定して型から外すことができる製造方法を得るのが、本発明の課題である。

本発明のカバー材の製造方法は、
天板と、前記天板周縁から垂下する側壁とを有し、紙製の容器開口部上端のエッジに突き当たる突き当て部を有するパルプモールド成形からなるカバー中間体と、型とを使用して、前記カバー中間体の突き当て部下方側壁に、前記エッジの下部に嵌合するアンダーカットを形成してカバー材を製造する方法において、
前記アンダーカットがカバーの側壁内側に凸形状、外側に凹形状を有し、
前記型がコアと移動内駒とスライド駒とを備えて構成しており、
前記コアの側面が上方に向けて狭まる傾斜面を構成しており、
前記移動内駒が前記アンダーカットの内側の凸形状に対応する凹形状を外面に有すると共に、円周状で複数に分割して形成することによって、前記コアの傾斜面に沿って上下動可能とし、かつ、上方に移動した時に前記カバー材の側壁内径より小さく狭まるものであり、
前記スライド駒が前記アンダーカットの外側の凹形状に対応する凸形状を内面に有するものであり、
前記移動内駒を前記コアにかぶせ、この移動内駒と前記スライド駒との間で前記カバー中間体をプレスして前記アンダーカットを形成してカバー材を製造し、
次に、前記移動内駒を前記カバー材と共に前記コアの斜面に沿って上方に移動させて、前記移動内駒の外径を前記カバー材の下部内径より小さくし、
次に、カバー材を移動内駒から外すことを特徴とするカバー材の製造方法である。

本発明のカバー材の製造方法は、アンダーカットを形成する移動内駒とスライド駒とが、カバー材の側壁を押圧して、内側に凸形状を形成するもので、内側の移動内駒が、加工後、コアの傾斜面を利用して外径を縮め、無理なく型からカバー材を外すことができる。この為、型を複雑にすることなく製造できるので、安価で、かつ、生産性も高く、安定した製造が可能になった。

本発明のカバー材に加工する前のカバー中間体を示す縦断面形状と、カバー中間体にアンダーカットを形成するのに使用される二次加工用型を示す横断面図と縦断面図である。 本発明のカバー材において、二次加工されたカバー材を示す縦断面図と、二次加工用型で、カバー中間体をカバー材にプレス加工している状態を示す横断面図と縦断面図である。 本発明のカバー材のアンダーカットの形状例を示す縦断面図と底面図である。 本発明のカバー材において、二次加工されたカバー材を取り出す工程を示す縦断面図である。 本発明のカバー材を紙製の容器に嵌合した状態を示す縦断面図である。 本発明のカバー材において、カバー中間体にアンダーカットを形成するのに使用する二次加工用型の別の形態例を示す横断面図である。

以下、本発明のカバー材の製造方法について、図を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のカバー材に加工する前のカバー中間体２を示す縦断面形状と、カバー中間体にアンダーカットを形成するのに使用される二次加工用型を示す横断面図と縦断面図である。

図１－１に示すカバー中間体２は、植物繊維を溶かして、金網等で抄き上げた後、乾燥して作るパルプモールド成形品である。
パルプモールド成形品は、繊維同士が水素結合して３次元的に絡まってできているので、プラスチック成形品のような弾力性はないが、通気性や保水性、形状の柔軟性に優れ、かつ、衝撃にも強い梱包材料となっている。
反面、形状の保持性能が高く、プラスチックのような無理抜きなどの加工はできない。
この為、成形形状としてアンダーカットを含む形状とするには、別工程の後加工で、形状を変化させる方法を採る必要がある。
したがって、パルプモールド成形だけで成形するカバー中間体２は、ＸＹ平面に高さ方向の情報のみを加えた２．５次元形状に成形される。
すなわち、上下方向にアンダーカットの無い形状で、上下に抜くのに、逆勾配のある部分がないので、抵抗が無く取り外すことが可能な形状となっている。

本発明に使用されるカバー中間体２は、図１－１に示すように、天板３と、前記天板周縁から垂下する側壁４とを有し、側壁４に隣接する天板の周縁近傍は紙製の容器開口部上端のエッジに突き当たる突き当て部３３を形成する形状としている。
天板３の中央は内側に落ち込んだ窪地形状部３１を有し、ストローなどを挿入可能な孔を加工して、内容物やその蒸気等が凝縮した液体が天板内面に付着しても、問題なく紙製の容器内部に戻りやすくしている。窪地形状部３１を得る為、中央の周囲には外輪山のような高い土手部３２を設け、中央の窪地形状部３１を確実に内容物から離れた位置を確保する形状としている。

天板３の周縁端部には、突き当て部３３が設けられ、突き当て部３３外縁から下方に側壁４が垂下している。
カバー中間体２の垂下している側壁４は、下方に垂直か、下方外側に傾斜しており、カバー中間体を製造するカバー中間体成形型にアンダーカット部分はなく、無理抜きしないでカバー中間体成形型から取り出せる形状となっている。

図１－２、図１－３は、カバー中間体２を二次加工して、紙製の容器に嵌合可能とする二次加工型で、図１－２は、図１－３のＡ－Ａ面におけるコア６とその周囲を囲んでいる移動内駒６１を示す横断面図である。この例では、移動内駒６１は円周方向で５分割されているが、少なくとも２分割以上、好ましくは３分割以上に分割することが好ましい。
移動内駒６１の内側にはガイド溝６１１があって、コア６の傾斜面に沿って設けられたガイド突起６２がガイド溝６１１に嵌入し、移動内駒６１が傾斜面から抜けて飛び出さないで摺動可能になっている。
移動内駒６１の傾斜面は、図１－２のように円筒形の側面形状であってもよいが、図６のように、傾斜した平面であってもかまわない。傾斜面が平面であれば、コアの加工が簡単で、かつ、磨きやすく、摺動性がスムースになるよう加工しやすい。

図１－３は、コア６とキャビティ７とが開いた状態で、カバー中間体２をコア６側に挿入して被せ、キャビティ７を閉じて、カバー中間体２を挟み込んだ状態を示す縦断面図である。
コア６の傾斜面６０には移動内駒６１が上方に位置し、移動内駒６１外側面が、カバー中間体２の側壁４内面から離れている。
この時、カバー中間体２の突き当て部３３は、上記移動内駒５１上端に当接している。
また、スライド駒７１内面も、カバー中間体２の側壁４外面から離れている状態にいる。移動内駒６１は内側の凸形状４１に対応する凹形状６１２を外面に有している。
また、スライド駒７１は前記アンダーカットの外側の凹形状に対応する凸形状７１１を内面に有している。
上記スライド駒７１が内面に有する凸形状７１１と、移動内駒６１が外面に有する凹形状６１２とが、少なくとも上下に斜面のあるテーパー形状とすることが望ましい。テーパー形状とすることによって、側壁４が破断せず、スムースに形状を変化させ、アンダーカットを安定して成形可能とする。また、カバー材を紙製の容器に嵌合し易くすることができる。

図２は、本発明のカバー材１において、二次加工されたカバー材１を示す縦断面図と、二次加工用型で、カバー中間体をカバー材にプレス加工している状態を示す横断面図と縦断面図である。
図２－１は、二次加工されたカバー材１で、カバー中間体の側壁４が、内側に、断続的あるいは部分的に凸状の嵌合する形状に加工されている。

図５の縦断面図に示すように、カバー材１の側壁４は、紙製の容器開口部５１に嵌合される。
紙製の容器開口部５１の上端には、突き当て部３３が当接し、開口部５１上端のエッジ５１１の下端近傍には、アンダーカットとしてカバー材１の側壁４に加工された内側凸形状４１が係止することによって、カバー材１が紙製の容器開口部５１周縁に嵌合し、開口部５１を覆って保護している。

カバー材１の二次加工は、図２－２に示すように、コア６を突き上げて、突き上げ高さと傾斜面の傾斜角度に相当する距離だけ移動内駒６１が、コア６の斜面に加工されたガイド突起６２と移動内駒６１内面に加工されたガイド溝６１１に沿って、外側に向かって摺動する。
この時、移動内駒６１は上端がカバー中間体の突き当て部３３やキャビティ７の突き当て面に当接し、上昇できない。
この為、コア６の突き上げに伴って、移動内駒６１の内面に当接するコア傾斜面６０の外径が大きくなり、コア６が上昇することによって、移動内駒６１が外側に向かって摺動したようになる。
一方、スライド駒７１は、油圧シリンダーや圧縮空気などを使用したシリンダー、あるいはアンギュラーピンや傾斜ピンなどを用いて、外側から内側に向けて押し出す。

ここで、アンダーカットを形成するのに、移動内駒６１が内側の凸形状４１に対応する凹形状６１２を外面に有しており、また、スライド駒７１が前記アンダーカットの外側の凹形状４２に対応する凸形状７１１を内面に有している。
この移動内駒６１の凹形状６１２とスライド駒７１の凸形状７１１とに挟まれたパルプモールド成形品からなるカバー材１の側壁４は、内側に凸形状４１の形状にプレス成形される。

この時、移動内駒６１が分割されており、かつ、傾斜面を上下し、組み合わせた移動内駒全体の外径を変化させる型なので、移動内駒６１と移動内駒６１との隙間６３が広がり、大きな隙間６３１に変化する。この為、移動内駒６１と移動内駒６１との隙間６３近傍部分には、アンダーカットの加工が行なわれない未加工部が生じる。
この為、蓋カバー側壁の内側周縁に、断続的あるいは部分的に凸状の嵌合形状を有するカバー材を得ることができる。
このようなカバー材は、アンダーカットの加工が行なわれない未加工部があることによって、未加工部でカバー材１の側壁４がねじるなど、形状を変化させやすいので、カバー材１を紙製の容器開口部に嵌合する時や、外す時などに、容易になるなどのメリットがある。

図３は、本発明のカバー材のアンダーカットの形状例を示す縦断面図と底面図である。図３－１の断面図では、右の側壁４には内側には、アンダーカットの凸形状４１が形成されている。しかし、左の側壁４にはアンダーカットが形成されていない未加工部４００の状態である。

図３－２は底面図で、大きな幅にアンダーカットの凸形状４１が形成されている実施形態例である。ここでは移動内駒と移動内駒との間に生ずる未加工部４００によって、凸形状部４１０が分断されている。
凸形状部４１０が分断されていると、カバー材２を紙製の容器開口部５１に嵌合する時、紙製の容器開口部５１の上にカバー材２を乗せて、上から圧を掛けると、未加工部４００
の側壁４が容易に変形し、スムースに凸形状部４１０が紙製の容器エッジを滑って乗り越え、嵌合しやすい。

図３－３の底面図は、アンダーカットの凸形状４１を幅は狭いが多数形成した実施形態例である。ここでは移動内駒と移動内駒との間に生ずる未加工部４００も多数形成して、凸形状部４１０も分散されて、紙製の容器に嵌合し易いカバー材になっている。

図３－２や、図３－３では、アンダーカット部分が凸形状部４１０と未加工部４００とを有しているが、図３－２のカバー材２を一旦型から外し、未加工部４００に凸形状のある移動内駒６１部分に回転させ、再度プレス成形することによって、連続的に凸状の嵌合形状を加工し、周縁で未加工部４００のない、全周に渡って凸形状部４１０だけからなるアンダーカットのカバー材２を得ることもできる。
この場合、嵌合力が大きく、密閉性も高いカバー材を得ることができる。

図４は、本発明のカバー材において、二次加工されたカバー材２を取り出す工程を示す縦断面図である。
図４－１の工程は、スライド駒７１を外側に移動して、アンダーカットの外側をフリーにする。スライド駒７１は、油圧シリンダー、空気圧シリンダー、傾斜ピン、アンギュラーピン、フィンガーピン、倒れピンなどの一般的な方法で移動させる。

図４－２では、コア６を下げて、図２－２に示した移動内駒６１のガイド溝６１１に嵌入しているガイド突起６２も下方に移動する。しかし、移動内駒６１は下面に当て板があって、下方に移動できないので、移動内駒６１は図２に示したガイド溝６１１によってガイド突起６２に摺動しながら、そのガイド突起６２が加工された傾斜面６０の傾斜に沿って内側に移動する。
コア６を下げることによって、移動内駒６１が内側に移動すると、カバー材の凸形状部４１０から移動内駒６１が離れ、アンダーカットが型から離れた状態になる。

図４－３では、キャビティ７を上げると、カバー材２の突き当て部３３がフリーになり、コア６中央の吹上孔６４から圧縮空気等を噴き出して、型からカバー材２を外しても良い。
もちろん、吹上孔の代わりに、エジェクターピンでエジェクトしても良い。

本発明のカバー材の製造方法は、アンダーカットを形成する移動内駒とスライド駒とが、カバー材の側壁を押圧して、内側に凸形状を形成し、内側の移動内駒が、加工後、コアの傾斜面を利用して外径を縮め、無理なく型からカバー材を外すことができる。
この為、型を複雑にすることなく製造できるので、安価で、かつ、生産性も高く、安定した製造が可能になった。
また、発明のカバー材は、パルプの繊維を３次元的に絡めた状態で抄製されているので、通気性や保水性、形状の柔軟性に優れ、カバー材を燃やした灰やガスで、大気を汚すことはなく、嵌合する紙製の容器本体が紙であれば、そのまま一緒に廃棄可能である。
特に、成形時に使う大量の水にも有害な薬品は使っていないので、自然環境への負担はほとんど無く、再度資源として再利用することも容易であると共に、 最終的に土にかえるまで、環境にやさしいパルプモールドの良さを失わずに活用されているなど、本発明のカバー材の製造方法のメリットは大きい。

１・・・・・・・・カバー材
２・・・・・・・・カバー中間体
３・・・・・・・・天板
３１・・・・・・・窪地形状部
３２・・・・・・・土手部
３３・・・・・・・突き当て部
４・・・・・・・・側壁
４００・・・・・・未加工部
４１・・・・・・・凸形状
４１０・・・・・・凸形状部
４２・・・・・・・凹形状
５・・・・・・・・紙製容器
５１・・・・・・・開口部（紙製容器開口部）
５１１・・・・・・・エッジ（紙製容器）
６・・・・・・・・コア
６０・・・・・・・傾斜面
６１・・・・・・・移動内駒
６１１・・・・・・ガイド溝
６２・・・・・・・ガイド突起
６３・・・・・・・隙間（移動内駒と移動内駒との隙間）
６３１・・・・・・大きな隙間
６４・・・・・・・吹上孔
７・・・・・・・・キャビティ
７１・・・・・・・スライド駒
７１１・・・・・・凸形状

Claims (3)

1. 天板と、前記天板周縁から垂下する側壁とを有し、紙製の容器開口部上端のエッジに突き当たる突き当て部を有するパルプモールド成形からなるカバー中間体と、型とを使用して、前記カバー中間体の突き当て部下方側壁に、前記エッジの下部に嵌合するアンダーカットを形成してカバー材を製造する方法において、
   前記アンダーカットがカバーの側壁内側に凸形状、外側に凹形状を有し、
   前記型がコアと移動内駒とスライド駒とを備えて構成しており、
   前記コアの側面が上方に向けて狭まる傾斜面を構成しており、
   前記移動内駒が前記アンダーカットの内側の凸形状に対応する凹形状を外面に有すると共に、円周状で複数に分割して形成することによって、前記コアの傾斜面に沿って上下動可能とし、かつ、上方に移動した時に前記カバー材の側壁内径より小さく狭まるものであり、
   前記スライド駒が前記アンダーカットの外側の凹形状に対応する凸形状を内面に有するものであり、
   前記移動内駒を前記コアにかぶせ、この移動内駒と前記スライド駒との間で前記カバー中間体をプレスして前記アンダーカットを形成してカバー材を製造し、
   次に、前記移動内駒を前記カバー材と共に前記コアの斜面に沿って上方に移動させて、前記移動内駒の外径を前記カバー材の下部内径より小さくし、
   次に、カバー材を移動内駒から外すことを特徴とするカバー材の製造方法。
2. スライド駒が内面に有する凸形状と、移動内駒が外面に有する凹形状とが、少なくとも上下に斜面のあるテーパー形状としたことを特徴とする請求項１に記載の蓋カバーの製造方法。
3. 天板と、前記天板周縁から垂下する側壁とを有し、紙製の容器開口部上端のエッジに突き当たる突き当て部を有するパルプモールド成形品からなるカバー中間体に対して、
   前記カバー中間体の突き当て部下方側壁に、前記エッジの下部に嵌合するアンダーカットとして、カバーの側壁内側に凸形状、外側に凹形状を形成してカバー材を製造する型において、
   型は、コアと周縁状で複数に分割された移動内駒とスライド駒とを備えて構成し、
   前記コアの側面が上方に向けて狭まる傾斜面を有し、
   前記移動内駒が前記アンダーカットの内側の凸形状に対応する凹形状を外面に有すると共に、前記コアの傾斜面に沿って上下動可能であり、円周状に配置された状態で上方に移動した時の外径が、前記カバー材の側壁内径より小さく狭まるものであり、
   前記スライド駒が前記アンダーカットの外側の凹形状に対応する凸形状を内面に有するものであり、
   前記スライド駒の円周状に配置された内径が、プレスして形成したカバー材の前記アンダーカットの外径よりも小さな径となることを特徴とするカバー材の二次加工用型。

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