(57)【要約】【課題】熱可塑性シートが薄くても、通気性容器基材に熱可塑性シートを積層接着した容器のオンライン製造を高速化させながら、外観が良好で高品質の容器を大量生産することを課題とする。【解決手段】エアを吸引可能な収容面５３２にて容器基材Ｖ１を収容する収容部５３０を有する成形用型５２０と、熱可塑性シートＳ１を収容部５３０の周囲に押圧して保持可能な保持部材５６０と、収容面５３２から容器基材Ｖ１を通してエアを吸引して当該容器基材のシート積層面Ｖ１１に積層接着させる成形機構６００と、保持部材５６０に押圧保持された熱可塑性シートＳ１を切刃７２０により押圧して切断して容器Ｖ２０を形成するトリミング機構７００と、収容面５３２からエアが吸引されるときに熱可塑性シートＳ１と保持部材５６０との間の空間に生じる負圧を大気圧以下で解放する負圧解放手段８００とを設けた。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性の容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを積層接着してトリミングすることにより容器を形成する容器形成装置であって、
エアを吸引可能な収容面にて上記容器基材を収容する収容部を有する成形用型と、
この成形用型の収容部に対して近接および離反可能に設けられ、近接時に上記収容部を覆う形状に形成されるとともに上記収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記成形用型における上記収容部の周囲に押圧して保持可能な保持部材と、
上記容器基材を収容した収容部と上記保持部材とを近接させて上記保持部材で上記加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記収容部の周囲に押圧保持させ、上記収容面から上記容器基材を通してエアを吸引して当該容器基材のシート積層面に積層接着させる成形機構と、
上記成形用型と上記保持部材の少なくとも一方の周囲に配置された切刃を有し、上記保持部材に押圧保持された熱可塑性シートを当該切刃により押圧して切断して上記容器を形成するトリミング機構と、
上記収容面からエアが吸引されるときに上記熱可塑性シートと上記保持部材との間の空間に生じる負圧を大気圧以下で解放する負圧解放手段とを備えることを特徴とする容器形成装置。
【請求項２】
上記負圧解放手段は、通気可能に上記保持部材を貫通して形成されるとともに当該保持部材と上記収容部とが近接したときに当該保持部材と上記熱可塑性シートとの間の空間と外気とを繋ぐエア通路とされていることを特徴とする請求項１に記載の容器形成装置。
【請求項３】
上記負圧解放手段は、上記収容部と上記保持部材とが近接したときに当該保持部材と上記熱可塑性シートとの間の空間に大気圧以下のエアを供給する微圧空供給機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の容器形成装置。
【請求項４】
上記負圧解放手段は、
通気可能に上記保持部材を貫通して形成されるとともに当該保持部材と上記収容部とが近接したときに当該保持部材と上記熱可塑性シートとの間の空間と外気とを繋ぐエア通路と、
上記微圧空供給機構で大気圧以下のエアを供給する場合には上記エア通路を閉塞する一方、上記微圧空供給機構でエアを供給しない場合には上記エア通路を開放するエア通路開閉機構とをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の容器形成装置。
【請求項５】
上記収容部を上側にした上記成形用型を上面に配置して上記容器基材が供給される所定の容器基材供給位置と所定の成形位置とを結ぶ水平方向に移動可能であるとともに当該成形位置で上記収容部を上記保持部材に近接および離反可能に上下方向へ移動可能な下テーブルと、
この下テーブルを上記水平方向へ往復駆動しながら上記成形位置にて上下方向へ往復駆動する下テーブル駆動機構とをさらに備え、
上記成形機構は、上記下テーブルが上方へ移動したときに上記収容面から上記容器基材を通してエアを吸引して上記保持部材で押圧保持された加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記容器基材のシート積層面に積層接着させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項６】
上記成形用型が金属製であり、
上記収容面には、上記容器基材へ加わる衝撃力を緩和させる緩衝材が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項７】
上記容器基材を搬送して上記成形用型の収容部に供給する容器基材供給機構と、
搬送される上記容器基材を加熱して上記収容部に収容される前に当該容器基材の温度を上昇させる容器基材予熱機構とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項８】
上記収容部の近傍で上記トリミング機構により上記熱可塑性シートから切断されて生じるスクラップシートをシート保持部材で保持して搬送するとともに所定のシート解放位置で解放するシート搬送機構と、
搬送されるスクラップシートにおける上記シート保持部材で保持された部分を冷却する保持部冷却機構とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項９】
上記シート搬送機構は、搬送する上記熱可塑性シートにおける幅方向の両側縁部を上記シート保持部材で突き刺しながら保持して加熱軟化した当該熱可塑性シートを上記収容部の近傍へ搬送するとともに当該熱可塑性シートから生じる上記スクラップシートの幅方向の両側縁部を同シート保持部材でそのまま保持して当該スクラップシートを上記シート解放位置で解放する機構とされ、
上記保持部冷却機構は、上記搬送されるスクラップシートにおける幅方向の両側縁部のみを冷却することを特徴とする請求項８に記載の容器形成装置。
【請求項１０】
上記保持部冷却機構は、上記搬送されるスクラップシートにおける上記シート保持部材で保持された部分のみに対して当該スクラップシートよりも低温のエアを吹き付けるエア噴出機構とされていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の容器形成装置。
【請求項１１】
上記容器基材は、凹部を有して当該凹部の周囲にフランジ部が形成されており、
上記容器基材を形成する際、上記凹部から底側寄りに傾いて外側へ延出した上記フランジ部を有する容器基材を形成する容器基材形成機構をさらに備え、
上記成形機構は、上記加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記容器基材のシート積層面に積層接着させて底側寄りに傾いて外側へ延出したフランジ部を有した上記容器を形成することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項１２】
上記保持部材において上記収容部に対向する部分には、当該収容部に近接したときに当該収容部内に進入するプラグが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項１３】
上記加熱軟化状態の熱可塑性シートと上記収容部との間に設けられるとともに上記収容部と上記保持部材とを近接させる前に上記保持部材の方向へ移動して上記加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記保持部材の周囲でクランプする先行クランプ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項１４】
上記収容部と上記保持部材とを近接させる前に上記加熱軟化状態の熱可塑性シートに対して上記収容部の方向へブローを供給して当該熱可塑性シートを上記収容部の方向へ延伸させる機構をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載の容器形成装置。
【請求項１５】
素材を発泡させて容器形状に成形した発泡状態で通気性の容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを積層接着して容器を形成する容器形成装置であって、
エアを吸引可能な収容面にて上記容器基材を収容する収容部を有する金属製の成形用型と、
上記収容面に設けられて上記容器基材へ加わる衝撃力を緩和させる緩衝材と、
この緩衝材に接触して上記収容部に収容された上記発泡状態の容器基材を通して上記収容面からエアを吸引することにより当該収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートを当該容器基材のシート積層面に積層接着させて上記容器を形成する成形機構とを備えることを特徴とする容器形成装置。
【請求項１６】
加熱軟化した熱可塑性シートを容器基材に積層接着させて切断することにより生じるスクラップシートをシート保持部材で保持して搬送するとともに所定のシート解放位置で解放するシート搬送機構と、
搬送されるスクラップシートにおける上記シート保持部材で保持された部分を冷却する保持部冷却機構とを備えることを特徴とするシート搬送装置。
【請求項１７】
凹部を有して当該凹部の周囲にフランジ部が形成された通気性の容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを積層接着してトリミングすることにより容器を形成する容器形成装置であって、
上記容器基材を形成する際、上記凹部から底側寄りに傾いて外側へ延出した上記フランジ部を有する容器基材を形成する容器基材形成機構と、
加熱軟化した熱可塑性シートを上記容器基材のシート積層面に積層接着させて底側寄りに傾いて外側へ延出したフランジ部を有した上記容器を形成する成形機構とを備えることを特徴とする容器形成装置。
【請求項１８】
通気性の容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを積層接着してトリミングすることにより容器を製造する容器製造方法であって、
エアを吸引可能な収容面にて上記容器基材を収容する収容部を有する成形用型に上記容器基材を収容し、
上記成形用型の収容部に対して近接および離反可能に設けられて近接時に上記収容部を覆う形状に形成された保持部材と上記容器基材を収容した収容部とを近接させて当該保持部材で上記収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記成形用型における上記収容部の周囲に押圧して保持するとともに、上記収容面から上記容器基材を通してエアを吸引して当該容器基材のシート積層面に積層接着させ、
上記成形用型と上記保持部材の少なくとも一方の周囲に配置された切刃により、上記保持部材に押圧保持された熱可塑性シートを押圧して切断して上記容器を形成し、
上記収容面からエアが吸引されるときに上記熱可塑性シートと上記保持部材との間の空間に生じる負圧を大気圧以下で解放することを特徴とする容器製造方法。
【請求項１９】
加熱軟化した熱可塑性シートを容器基材に積層接着させて切断することにより生じるスクラップシートを保持部材で保持して搬送するとともに所定のシート解放位置で解放するシート搬送工程と、
搬送されるスクラップシートにおける上記保持部材で保持された部分を冷却する保持部冷却工程とを備えることを特徴とするシート搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器形成装置、シート搬送装置、容器製造方法およびシート搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、成形されて所定の熱成形用雌型に収容された多孔質容器の開口部に加熱軟化した熱可塑性シートを配置させ、同多孔質容器の内側面に同熱可塑性シートを熱成形により積層接着させる熱可塑性シート被覆装置が記載されている。熱成形としては、真空成形や圧空成形や真空圧空成形といった差圧成形が用いられる（同文献の段落００３２）。熱可塑性シートを被覆された多孔質容器は、トリミング機に移送され、フランジの周囲にある被覆されなかった熱可塑性シートをトリミングされる（同文献の段落００４２）。
【特許文献１】特開２００２−１８９３９号公報
【特許文献２】特開２００４−９６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
真空圧空成形では大気圧よりも大きい圧力で圧空を供給しているが、通気性容器基材に極薄の熱可塑性フィルムを積層接着させる場合には、圧力の大きい圧空を供給すると積層接着する熱可塑性フィルムの厚みが不均一になって熱可塑性フィルムにピンホールが生じたり、熱可塑性フィルムの厚みは一定であっても高い圧力によりピンホールが生じたりすることがあるため、圧力の大きい圧空を供給しない方が形成される容器は高品質になる。
上記特許文献１記載の技術では、多孔質容器に熱可塑性シートを積層接着させた後、熱可塑性シートを被覆した多孔質容器を別の場所へ移動させるため、容器を製造するのに時間がかかるとともに、熱可塑性シートを多孔質容器の端部から外側の位置で切断する場合に切断位置にばらつきが生じることがあった。このように切断位置のばらつきが生じると、容器の外観が良好でなくなったり、容器の端面を保護する処理が行いにくくなったりすることになる。
そこで、薄い熱可塑性フィルムを用いても、通気性容器基材に熱可塑性フィルムを積層接着したラミネート容器のオンライン製造を高速化させながら、外観が良好で高品質のラミネート容器を大量生産することが求められていた。
【０００４】
なお、特許文献２記載の技術は容器基材に熱可塑性シートを積層接着するものではないため、上記課題を解決することができない。同文献では、加熱軟化した熱可塑性シートを成形面の周囲にて保持部材により押圧して保持し、熱可塑性シートを真空圧空成形等の差圧成形により成形面に密接させて成形品を形成し、保持部材に押圧保持された成形品の周囲を環状の切刃により押圧して切断することが記載されている。しかし、通気性容器基材に熱可塑性フィルムを積層接着する場合、容器を高品質にさせる観点から圧力の大きい圧空を供給したくない一方で、保持部材の周囲に環状の切刃を配置すると熱可塑性フィルムと保持部材との間が閉空間となり、圧空を供給せずに真空成形を行うと熱可塑性フィルムと保持部材との間の空間に負圧が生じて熱可塑性フィルムが容器基材に対して十分に密接せず、十分に積層接着しないことがある。
【０００５】
なお、素材を発泡させて容器形状に成形した発泡状態で通気性の容器基材を金属製の成形用型に収容し、当該容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを差圧成形により積層接着して容器を形成するとき、容器基材が割れてしまうことがあった。そこで、割れやすい容器基材に熱可塑性シートを積層接着させる場合でも、容器基材の割れを防止することが求められていた。
また、加熱軟化した熱可塑性フィルムを容器基材に積層してトリミングしたとき、加熱軟化状態の熱可塑性フィルムを保持したグリップからスクラップフィルムが円滑に離れないことがあった。そこで、グリップからスクラップフィルムをスムーズに離れさせ、スクラップフィルムの回収を容易にさせて、容器のオンライン製造を高速化させることが求められていた。
さらに、形成された容器のフランジ部に熱可塑性フィルムをシールしてトップフィルムをするとき、温度低下による熱可塑性フィルムの収縮によりトップフィルムが平らにならないことがあった。そこで、トップフィルムを平らにさせることが求められていた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、熱可塑性シートが薄くても、通気性容器基材に熱可塑性シートを積層接着した容器のオンライン製造を高速化させながら、外観が良好で高品質の容器を大量生産することを目的とする。
また、本発明は、割れやすい容器基材に熱可塑性シートを積層接着させる場合でも容器基材の割れを防ぐことができ、容器の歩留まりを向上させることを目的とする。
さらに、本発明は、加熱軟化した熱可塑性シートのスクラップシートを保持するためのシート保持部材からスクラップシートを円滑に離れさせ、スクラップシートの回収を容易にさせて、容器基材に熱可塑性シートを積層した容器のオンライン製造を高速化させることを目的とする。
さらに、本発明は、トップフィルムを平らにさせ、容器にトップフィルムをした製品の見た目を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、通気性の容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを積層接着してトリミングすることにより容器を形成する容器形成装置であって、エアを吸引可能な収容面にて上記容器基材を収容する収容部を有する成形用型と、この成形用型の収容部に対して近接および離反可能に設けられ、近接時に上記収容部を覆う形状に形成されるとともに上記収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記成形用型における上記収容部の周囲に押圧して保持可能な保持部材と、上記容器基材を収容した収容部と上記保持部材とを近接させて上記保持部材で上記加熱軟化状態の熱可塑性シートを上記収容部の周囲に押圧保持させ、上記収容面から上記容器基材を通してエアを吸引して当該容器基材のシート積層面に積層接着させる成形機構と、上記成形用型と上記保持部材の少なくとも一方の周囲に配置された切刃を有し、上記保持部材に押圧保持された熱可塑性シートを当該切刃により押圧して切断して上記容器を形成するトリミング機構と、上記収容面からエアが吸引されるときに上記熱可塑性シートと上記保持部材との間の空間に生じる負圧を大気圧以下で解放する負圧解放手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記成形機構により、容器基材を収容した収容部と保持部材とを近接させると、加熱軟化した熱可塑性シートが保持部材で収容部の周囲に押圧保持される。また、収容面から容器基材を通してエアが吸引され、当該容器基材のシート積層面に熱可塑性シートが積層接着する。上記トリミング機構により、保持部材に押圧保持された熱可塑性シートが成形用型と保持部材の少なくとも一方の周囲に配置された切刃により押圧されて切断され、容器が形成される。ここで、上記負圧解放手段により、収容面からエアが吸引されるときに熱可塑性シートと保持部材との間の空間に生じる負圧が大気圧以下で解放される。
熱可塑性シートを積層接着した容器基材を成形用型に収容したままトリミングすることができるので、迅速に容器を製造することができるとともに、切断位置にばらつきが生じず、容器の外観が良好になり、容器の端面を保護する処理が行いやすくなる。また、保持部材が収容部への近接時に収容部を覆うとともに当該近接時に切刃が保持部材の周囲に配置されているので、熱可塑性シートと保持部材との間に空間が仕切られるが、大気圧よりも高い圧力の圧空を供給しなくても当該空間の負圧が解放され、熱可塑性シートが容器基材のシート積層面に密接して十分に積層接着する。なお、圧力の大きい圧空を供給していないので、熱可塑性シートにピンホールが生じることもない。従って、薄い熱可塑性シートを用いても、通気性容器基材に熱可塑性シートを積層接着した容器のオンライン製造を高速化させながら、外観が良好で高品質の容器を大量生産することが可能になる。
【０００９】
通気性容器基材としては、パルプモールド、紙、でんぷん、でんぷん発泡体を組成とする生分解性素材、多孔性金属、等を用いることができる。
上記成形用型は、凹形状の収容面を有する成形用雌型でも、凸形状の収容面を有する成形用雄型でもよい。
上記切刃がトムソン刃であると、成形品の周囲は、様々な形状にすることが可能なトムソン刃により押圧されて切断される。
【００１０】
上記負圧解放手段は、通気可能に上記保持部材を貫通して形成されるとともに当該保持部材と上記収容部とが近接したときに当該保持部材と上記熱可塑性シートとの間の空間と外気とを繋ぐエア通路とされてもよい。すると、上記空間が外気に開放され、当該空間の負圧が大気圧以下で解放される。
【００１１】
上記負圧解放手段は、上記収容部と上記保持部材とが近接したときに当該保持部材と上記熱可塑性シートとの間の空間に大気圧以下のエアを供給する微圧空供給機構を備えてもよい。すると、上記空間に大気圧以下の微圧空が供給され、当該空間の負圧が大気圧以下で解放される。
【００１２】
また、本発明は、素材を発泡させて容器形状に成形した発泡状態で通気性の容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを積層接着して容器を形成する容器形成装置であって、エアを吸引可能な収容面にて上記容器基材を収容する収容部を有する金属製の成形用型と、上記収容面に設けられて上記容器基材へ加わる衝撃力を緩和させる緩衝材と、この緩衝材に接触して上記収容部に収容された上記発泡状態の容器基材を通して上記収容面からエアを吸引することにより当該収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートを当該容器基材のシート積層面に積層接着させて上記容器を形成する成形機構とを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記成形機構により、緩衝材に接触して収容部に収容された発泡状態の容器基材を通して収容面からエアが吸引される。すると、収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートが容器基材のシート積層面に積層接着して容器が形成される。
素材を発泡させて容器形状に成形した発泡状態で通気性の容器基材は割れやすい性質を有しているが、このように割れやすい容器基材でも割れにくくなり、容器の製造歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
さらに、本発明のシート搬送装置は、加熱軟化した熱可塑性シートを容器基材に積層接着させて切断することにより生じるスクラップシートをシート保持部材で保持して搬送するとともに所定のシート解放位置で解放するシート搬送機構と、搬送されるスクラップシートにおける上記シート保持部材で保持された部分を冷却する保持部冷却機構とを備えることを特徴とする。
上記保持部冷却機構により、搬送されるスクラップシートにおけるシート保持部材で保持された部分が冷却される。すると、スクラップシートにおけるシート保持部材で保持された部分は可塑性が低下し、スクラップシートからシート保持部材がスムーズに離れ、スクラップシートの回収が容易になる。
【００１５】
さらに、本発明は、凹部を有して当該凹部の周囲にフランジ部が形成された通気性の容器基材のシート積層面に熱可塑性シートを積層接着してトリミングすることにより容器を形成する容器形成装置であって、上記容器基材を形成する際、上記凹部から底側寄りに傾いて外側へ延出した上記フランジ部を有する容器基材を形成する容器基材形成機構と、加熱軟化した熱可塑性シートを上記容器基材のシート積層面に積層接着させて底側寄りに傾いて外側へ延出したフランジ部を有した上記容器を形成する成形機構とを備えることを特徴とする。
上記成形機構により、加熱軟化した熱可塑性シートが容器基材のシート積層面に積層接着して、容器が形成される。当該容器のフランジ部は、底側寄りに傾いて外側へ延出している。形成された容器のフランジ部に熱可塑性フィルムをシールしてトップフィルムをするとき、温度低下による熱可塑性フィルムの収縮によりフランジ部が底側とは反対側寄りに引っ張られ、トップフィルムが平らになる。
【００１６】
ところで、容器製造方法の発明や、シート搬送装方法の発明としても、同様の作用、効果が得られる。むろん、請求項２〜請求項７、請求項９〜請求項１７に記載された構成をこれらの方法に対応させることも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、請求項１８にかかる発明によれば、通気性容器基材に熱可塑性シートを積層接着した容器のオンライン製造を高速化させながら、外観が良好で高品質の容器を大量生産することが可能になる。
請求項２にかかる発明では、熱可塑性シートと保持部材との間に形成される空間の負圧を解放する構造を簡素化させることができる。
請求項３にかかる発明では、熱可塑性シートと保持部材との間に形成される空間の負圧を適切な圧力で解放することができ、より確実に熱可塑性シートを容器基材に密接させて積層接着させることができる。
【００１８】
請求項４にかかる発明では、熱可塑性シートの性質や容器基材の性質等に応じて負圧を開放する手段を切り替えることができるので、利便性を向上させることができる。
請求項５にかかる発明では、保持部材を移動させる必要がないので保持部材を支持する構造を簡素化させることができるとともに、容器基材の供給機構を容易にさせることができる。
請求項６、請求項１５にかかる発明では、容器基材が割れにくくなり、容器の生産歩留まりを向上させることが可能になる。
【００１９】
請求項７にかかる発明では、熱可塑性シートを積層接着させる容器基材の温度が予め上昇させられているので、熱可塑性シートの接着性を向上させ、熱可塑性シートを容器基材に積層接着して容器を形成するサイクルタイムを短縮させることが可能になる。
請求項８、請求項１６、請求項１９にかかる発明では、加熱軟化した熱可塑性シートのスクラップシートを保持するためのシート保持部材からスクラップシートを円滑に離れさせ、スクラップシートの回収を容易にさせて、容器基材に熱可塑性シートを積層した容器のオンライン製造を高速化させることが可能になる。
請求項９にかかる発明では、スクラップシートの幅方向の内側が保持部冷却機構で冷却されないので、収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートが保持部冷却機構による冷却の影響を受けず、精度よく熱可塑性シートを容器基材に積層接着させることが可能になる。
【００２０】
請求項１０にかかる発明では、スクラップシートにおけるシート保持部材で保持された部分にしかエアが吹き付けられないので、収容部の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートがエア噴出機構によるエアの影響を受けず、精度よく熱可塑性シートを容器基材に積層接着させることが可能になる。
請求項１１、請求項１７にかかる発明では、形成された容器にトップフィルムをする際、平らにトップフィルムをすることができるので、容器にトップフィルムをした製品の見た目を向上させることが可能になる。
請求項１２にかかる発明では、プラグによる熱可塑性シートの延伸補助によって、容器基材が深くても底部に積層接着させる熱可塑性シートの厚みを増加させることでき、容器を高品質にさせることができる。
請求項１３にかかる発明では、成形に用いる熱可塑性シートの面積を固定させて容器基材に積層接着させる熱可塑性シートの厚みを一定にさせることができ、容器を高品質にさせることができる。
請求項１４にかかる発明では、ブローによる熱可塑性シートの延伸補助によって、容器基材が深くても底部に積層接着させる熱可塑性シートの厚みを増加させることでき、容器を高品質にさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）澱粉質容器製造システムの説明：
（２）容器形成装置の説明：
（３）変形例：
【００２２】
（１）澱粉質容器製造システムの説明：
図１は本発明を適用した澱粉質容器製造システムの概略を示す図であり、図２は成形機構４０の構成の要部を垂直断面にて示す断面図であり、図３は上下型を閉じて素材を成形する様子を垂直断面にて示す断面図である。図４は上下テーブルを近接させてスクラップを切断して容器基材を形成する様子を垂直断面にて示す断面図である。図５は容器基材Ｖ１と端面処理前容器Ｖ２０とを示す斜視図であり、図６は図５のＡ１−Ａ１の位置から見て示す垂直断面図である。
澱粉質容器製造システム１０００は、各部１００，２００，３００，９００，９９０を備え、制御盤９００がシステム全体を制御しながら、澱粉質の素材から容器を形成する。素材形成装置１０，２０では、混合機１０にて少なくとも水および加熱により結着性を示す材料を混合し、成形機２０にて混合後の軟質で粘着性を有する素材を成形して素材Ｍ１を形成する。素材搬送装置３０では成形後の素材Ｍ１を成形機構４０まで搬送し、成形機構４０では素材Ｍ１を容器形状に成形する。取出機構５０では、容器基材Ｖ１を取り出して容器基材搬送装置２００に引き渡す。容器基材搬送装置２００では、容器基材供給機（容器基材供給機構）２２０が容器基材を搬送して所定の容器基材供給位置Ｌ１１に下テーブルがあるときに当該容器基材を成形用型に供給し、加熱機（容器基材予熱機構）２６０が容器基材供給機２２０で搬送される容器基材Ｖ１の温度を上昇させる。成形トリミング機３００は、同一型内で差圧成形とトリミングを行う装置であり、所定の成形位置Ｌ１２に下テーブルがあるとき、容器基材が収容された収容面から空気（エア）を吸引して容器基材に熱可塑性シートを積層接着させるのと同時に、周囲の熱可塑性シートを切断してラミネート容器を形成し、容器端面処理機９９０に引き渡す。容器端面処理機９９０は、熱可塑性シートが容器基材の端部から外側の位置で切断されたラミネート容器の容器基材の端部におけるシート積層面とは反対側のシート非積層面に熱可塑性シートを巻き込ませて積層接着させる。制御盤９００は、コンピュータを備えるとともに、本システム１０００の運転条件を設定したり運転状態をモニタリングしたりする操作部が配置され、各種操作を行ってシステムを運転させることが可能である。
【００２３】
加熱により結着性を示す材料としては、澱粉や澱粉質材料を用いることができる。このような材料としては、タピオカ澱粉、米澱粉、さつまいも澱粉、とうもろこし澱粉、馬鈴薯澱粉、トウジンビエ澱粉、サゴ澱粉、小麦澱粉、小麦粉、米粉、等があり、フラワーでもスターチでも変性スターチでもよく、酸化澱粉、リン酸澱粉、デキストリンなどの加工澱粉でもよい。
粉末状の澱粉（乾燥物）と水のみから澱粉質素材Ｍ１を形成する場合、例えば、澱粉４０〜７０重量％と水３０〜６０重量％とを配合すれば、保形性を有する程度に流動性が低く、かつ、崩れの無い軟質の素材Ｍ１を形成することができる。一般に、粉末状の澱粉や澱粉質材料と水とを混合して素材Ｍ１を形成する場合、水の配合比を少なくすれば素材Ｍ１の流動性が小さくなり、水の配合比を多くすれば素材Ｍ１の崩れは生じなくなる。従って、保形性を有する程度に流動性が低く、かつ、崩れが生じないように両者の配合比を調節することにより、保形性の良好な素材Ｍ１を形成することができる。形成される軟質素材Ｍ１は、水分を含むため、粘着性を有している。
【００２４】
また、上述した材料の他に、可塑剤、補強充填剤、バインダー、充てん剤、といった第三の材料を添加してもよい。
なお、澱粉質素材Ｍ１を形成するのに用いる材料としては、特開２００１−１５１２８０号公報、特開２００２−７９５８５号公報、特開２００５−４１１２９号公報、等に記載された材料を用いることができる。
【００２５】
容器基材形成装置（容器基材形成機構）１００は、各部１０，２０，３０，４０，５０を備え、上記素材を発泡させて容器形状に成形した発泡状態で通気性の容器基材Ｖ１を形成する。
混合機１０は、公知のミキサー等、種々の混合機を用いることができ、例えば４０〜１００℃の温度条件で材料を混合し、混合した素材を成形機２０に供給する。成形機２０は、公知の押出成形機やプレス成形機等、種々の成形機を用いることができ、例えば２０〜８０℃の温度条件で混合後の素材を直方体状の素材Ｍ１に成形する。素材搬送装置３０は、進退動可能なニードルと、当該ニードルを進退動可能に保持するとともに所定の搬送前位置と所定の搬送後位置との間で往復移動するニードル保持部材とを用い、当該ニードル保持部材が搬送前位置にあるときにニードルを進出させて素材に突き刺すことにより素材を保持し、ニードル保持部材が搬送後位置まで移動したとき、ニードルを退避させて素材を成形機構４０の下型内に落下させる。
【００２６】
成形機構４０は、各部４１，４２，４４ａ〜ｃ，４５，４６，４７ａ〜ｃを備え、成形用上テーブル４５が上下しながら素材Ｍ１を成形する。
下テーブル４１は、例えば金属製とされ、下型４２が取り付けられる位置に合わせて上面に型収容穴が形成されて、水平方向に移動可能とされている。下型４２は、下テーブル上面の収容穴に取り付けられている。下テーブル４１は、澱粉質素材Ｍ１を成形したときに素材から発生する水蒸気を上面で遮断するようになっている。
下型４２は、金属製とされた発泡成形用の型であり、製造する容器の外側面に合わせた形状に形成されている。本実施形態では、下型４２を下方へ凹んだ形状の雌型とし、下型４２の上方で下側に向かって当該下型に対向する上型４６を下方へ膨らんだ形状の雄型としている。従って、素材搬送装置３０で搬送された澱粉質素材Ｍ１は、下型４２の開口４２ａから下型４２内の内底部４２ｂまで落下する。下型の開口４２ａ周囲には、上下型４６，４２を近接させて型閉じをしたときに形成される内部空間と外部空間とを繋ぐ逃し通路４３が複数形成され、上下型４６，４２の間で膨張して成形される素材Ｍ１の周囲から一部の素材を内部空間から外側へ逃がすようになっている。
また、下型４２には、下型４２の外側面の上部に取り付けられた下ヒータ４４ａと、下型４２の底面に取り付けられた温度センサ４４ｂと、ヒータ４４ａおよびセンサ４４ｂを接続したフィードバック制御機構４４ｃとを備える下型加熱機構が取り付けられ、目標の第一設定温度となるように下型４２の温度をフィードバック制御する。
【００２７】
成形用上テーブル４５は、例えば金属製とされ、成形位置の上方で上下方向に移動可能である。上テーブル４５の下面４５ａには、所定の成形位置にある下型４２に対向する位置に上型４６が下方に向かって取り付けられ、蒸気吸引口４５ａが形成されている。蒸気吸引口４５ａは、澱粉質素材Ｍ１から発生する水蒸気を吸引するために上テーブル４５の上面と下面とを上下方向に貫通した貫通穴とされ、水蒸気を上方へ排出可能である。
上型４６は、金属製とされた発泡成形用の型であり、製造する容器の内側面に合わせた形状に形成されている。上型４６は、上テーブル４５に取り付けられ、上方で上下動可能とされ、下型４２に相対向する位置に設けられている。同上型４６は、下方へ凸形状とされた雄型とした上型本体部４６ａと、当該上型本体部の周囲に配置された周囲部材４６ｂとを備えている。周囲部材４６ｂは、上型本体部４６ａの周囲で上下動可能に支持された環状の環状部材４６ｃと、この環状部材４６ｃの上面と上テーブルの下面との間に取り付けられたばね４６ｄとを備え、上型４６が下方へ移動して下型４２との間で素材が成形されたときに当該成形された素材Ｍ２の端部を下型４２との間で挟むとともに、上型４６が上方へ移動したときに上型本体部４６ａに対して相対的に下方へ移動して当該成形された素材Ｍ２を上型本体部４６ａから引き離す。
また、上型４６には、上型４６の上部に取り付けられた上ヒータ４７ａと、当該上ヒータとは異なる位置で上型４６の上部に取り付けられた温度センサ４７ｂと、ヒータ４７ａおよびセンサ４７ｂを接続したフィードバック制御機構４７ｃとを備える上型加熱機構が取り付けられ、目標の第二設定温度となるように上型４６の温度をフィードバック制御する。
なお、澱粉質容器を形成する際の第一設定温度や第二設定温度は、例えば、１５０〜２５０℃程度とすればよい。
【００２８】
上テーブル４５を上下方向に往復駆動する上テーブル駆動機構は、例えば金属製とされてチェーンを有するとともに上テーブルを固定して長手方向を上下方向に向けて当該上下方向に移動可能な上下移動部材と、この上方移動部材を上下方向へ駆動するサーボモータとを備え、上テーブル４５を所定の離反位置（図２に示す位置）と所定の近接位置（図３に示す位置）との間で鉛直方向に往復駆動する。
【００２９】
素材Ｍ１が下型４２内に収容され、下テーブル４１が成形位置へ移動すると、まず、上テーブル駆動機構が上テーブル４５を近接位置まで下降させる。このとき、環状部材４６ｃの下面が下型４２の上面に当接し、ばねが上下方向に押し縮められた状態になる。上下型４６，４２は高温になっているので、下型４２内に供給された成形前の澱粉質素材Ｍ１は、上下型４６，４２の間で、圧力を加えられながら加熱されて素材Ｍ１の水分に由来する水蒸気を発生させ、膨張しながら逃し通路４３より一部が外側へ逃げ、澱粉成分が糊状に変化して発泡状態で固化し、容器形状に成形される。その後、上テーブル駆動機構が上テーブル４５を離反位置まで上昇させる。このとき、押し縮められていたばね４６ｄから環状部材４６ｃに下方へ押す力が加えられて、当該環状部材４６ｃは上型本体部４６ａに対して相対的に下方へ移動して成形後の素材Ｍ２の端部を上型本体部４６ａから下方へ引き離す。この段階では、成形後の素材Ｍ２の周囲にスクラップＭ３が付着している状態である。
【００３０】
取出機構５０は、５１，５１ａ〜ｃ，５２，５３，５４を備え、下テーブル４１が所定の取出位置へ水平移動したときに下型４２上にある成形された素材Ｍ２の周囲から外側へ出たスクラップＭ３を切断して容器基材Ｖ１を形成し、当該容器基材Ｖ１を下型４２上から取り出す。
取出用上テーブル５１は、例えば金属製とされ、取出位置にある下型４２に対向する位置に切刃５２および吸着パッド５３の組み合わせが下方に向かって取り付けられている。切刃５２は、金属製で中心軸を上下方向に向けた略円筒形状とされ、下型の開口４２ａよりも若干大きい環状に形成されて、下側が尖った形状にされている。切刃５２は、取出位置の上方で上下動可能とされ、下テーブル４１が当該取出位置にあるときに下型４２に相対向する位置に設けられている。同切刃５２は、下型４２上で成形される容器基材Ｖ１を水平面内で囲みながら当該容器基材Ｖ１の端部に合わせた形状とされている。
各吸着パッド５３は、水平方向を切刃５２に囲まれ、下型４２上で成形された素材Ｍ２の底部の上面を吸着可能である。吸着パッド５３は、エアシリンダ５４の下面から下方に向かって延出しており、切刃５２に対して相対的に上下動可能とされている。また、吸着パッド５３は真空ポンプに接続され、当該真空ポンプより真空圧が作用すると下端の開口部にて成形後の素材Ｍ２あるいは容器基材Ｖ１を吸着し、当該真空ポンプからの真空圧の作用が停止すると吸着していた容器基材Ｖ１を開放して落下させる。
上述した切刃５２とエアシリンダ５４は、取出用上テーブルの下面に取り付けられた支持部材５１ａ〜ｃに取り付けられて固定されている。
【００３１】
上テーブル５１の上面には、昇降機構が取り付けられている。この昇降機構は、例えば金属製とされてチェーンを有するとともに上テーブル５１の上面の中央部から上方へ突出して上下方向に移動可能な上方突出部材と、この上方突出部材を上下方向へ駆動するサーボモータとを備え、上テーブル５１を鉛直方向に往復駆動する。また、昇降機構には、水平移動機構が取り付けられている。この水平移動機構は、上テーブル５１を水平方向に往復駆動する。
下テーブル４１が取出位置へ移動すると、まず、上テーブル５１を下降させて、図４に示すように成形後の素材Ｍ２の底部の上面に吸着パッドの開口部を接触させる。次に、素材Ｍ２の底部上面を吸着パッド５３に吸着させる。そして、吸着パッド５３を上方へ移動させる。すると、素材Ｍ２の周囲から外側へ出た発泡状態の澱粉質スクラップＭ３が切刃５２の下端の刃先に接触して切断され、発泡状態の澱粉質容器基材Ｖ１が形成される。その後、吸着パッド５３に容器基材Ｖ１を吸着させたまま上テーブル５１を上昇させて、容器基材供給機２２０の載置位置の上方位置まで水平移動させ、上テーブル５１を下降させて、吸着パッド５３から容器基材Ｖ１を落下させる。そして、上テーブル５１を積み重ね位置から上昇させ、取出位置上の上方位置まで水平移動させる。
以上により、成形後の素材Ｍ２からスクラップＭ３が切除されて研磨前の容器基材Ｖ１が形成され、吸着パッドに吸着されたまま取り出される。
【００３２】
容器基材供給機２２０で搬送される容器基材Ｖ１は、上部に開口部Ｖ１３ｃが形成された凹部Ｖ１３と、この凹部の周囲に形成された略同一平面（正立状態で略水平面）を有するフランジ部Ｖ１４とを備え、角部が丸くなった椀状に形成されている。本容器の凹部Ｖ１３は、正立状態で略水平となる底部Ｖ１３ａと、この底部の周囲において下部から上部に向かって外側へわずかに傾斜しながら延出した側壁部Ｖ１３ｂとから構成されている。これにより、容器の凹部Ｖ１３の上方から別の容器基材Ｖ１を挿入することができ、容器基材Ｖ１は積み重ね可能となっている。側壁部Ｖ１３ｂの上端からは、外側に略水平となるようにフランジ部Ｖ１４が周囲に向かって延出している。フランジ部Ｖ１４は、外周が円周上となる位置とされている。
容器基材Ｖ１の凹部側表面（正立状態で上面）は、熱可塑性シートＶ２１が積層されるシート積層面Ｖ１１とされている。図示のシート積層面Ｖ１１は、底部Ｖ１３ａの上側面、側壁部Ｖ１３ｂの内側面、およびフランジ部Ｖ１４の上側面となる。一方、容器基材Ｖ１におけるシート積層面Ｖ１１とは反対側の面（正立状態で下面）は、端部Ｖ１５を除いて熱可塑性シートが積層されないシート非積層面Ｖ１２とされている。図示のシート非積層面Ｖ１２は、底部Ｖ１３ａの下側面、および側壁部Ｖ１３ｂの外側面となる。
そして、容器基材のシート積層面Ｖ１１に熱可塑性シートＶ２１が積層され、当該熱可塑性シートが同容器基材Ｖ１の端部Ｖ１５から外側の位置で切断されると、端面処理前容器Ｖ２０とされる。その後、容器Ｖ２０における周囲の熱可塑性シートＶ２２をシート非積層面Ｖ１２に巻き込ませて積層接着させると、容器基材Ｖ１の端面Ｖ１６が熱可塑性シートＶ２２で被覆されて保護される。
なお、本実施形態では、加熱軟化した熱可塑性シートが単層であると多層であるとを問わず、当該熱可塑性シートの一部が接着剤として機能することにより当該熱可塑性シートと容器基材とが界面に働く力で繋ぎ合わされて積層された状態を「積層接着」された状態ということにする。
【００３３】
本発明に用いることが可能な容器基材は、空気を透過させることが可能な素材で形成された容器基材であればよく、上記澱粉質容器基材のような通気性の生分解性素材の他、パルプモールド成形によって形成された紙製の容器基材、リサイクル法では紙の分類に当てはまらない葦やケナフ等の一年草のパルプで形成された容器基材、多孔質のセラミックを素材とする多孔質セラミックの容器基材、多孔質の金属を素材とする多孔質金属の容器基材、等を用いることができる。また、少なくとも一部にて空気を透過させることができればよいため、底部のみ通気性素材で形成して側壁部とフランジ部とを無発泡の合成樹脂シート等の非通気性素材で形成したり、側壁部のみ通気性素材で形成して底部とフランジ部とを非通気性素材で形成したりしてもよい。
【００３４】
また、成形された容器基材に積層接着することが可能な熱可塑性シートは、熱可塑性を有する素材でフィルム状ないしシート状になっていればよい。素材としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等、様々なものを利用することが可能である。特に、ポリプロピレン樹脂は、比較的低価格でありながら、使用時における耐熱性があり、差圧成形の適性が良く、好適な合成樹脂である。また、差圧成形により熱可塑性シートを容器基材に積層接着する場合のシートの厚みも、０．２５〜１ｍｍ程度、１〜２ｍｍ程度、等、様々な厚みとすることが可能であり、０．２５ｍｍ程度以下の熱可塑性フィルム、特に、０．０５ｍｍ程度の極薄の熱可塑性フィルムであっても積層接着可能である。
なお、容器基材への熱可塑性シートの接着性を高めるために、熱可塑性シートの接着面に接着層を貼り合わせてもよい。例えば、ポリプロピレンのべースシートに接着層としてエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）やエチレン−アクリル酸共重合樹脂（ＥＡＡ）やエチレン−メタクリル酸共重合樹脂（ＥＭＡＡ）や直鎖低密度ポリエチレン樹脂（ＬＬＤＰＥ）を貼り合わせた熱可塑性シート等を用いることができる。接着層を形成した熱可塑性シートの厚みは、例えば、ベースシートの部分を２０〜１００μｍ程度、接着層の部分を２０〜４０μｍ程度とすることができる。また、接着層の軟化点の温度は、ベースシートの軟化点の温度よりも低くするのが好適であり、例えば８０〜１３５℃程度とすることができる。
また、ガスバリア性を持たせるために、内部にポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ），エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ），エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）に代表されるガスバリア性ポリマーをガスバリア層としてインサートした熱可塑性シートを用いてもよい。
【００３５】
（２）容器形成装置の説明：
図７は容器基材搬送装置２００の構成を示す側面図であり、図８は下テーブル３２０および下テーブル駆動機構３４０の構成を示す側面図である。図９は成形トリミング機３００の外観を示す斜視図であり、図１０〜図１４は成形トリミング機３００における熱可塑性シートＳ１の移送方向に対する垂直断面を示す断面図である。
下テーブル３２０は、例えば金属製とされ、上面３２０ａに凹形状の型収容穴３２２が形成されている。成形用型５２０は、収容部５３０を上側にして型収容穴３２２に挿入されて取り付けられ、下テーブル３２０の上面３２０ａに複数配置されている。下テーブル３２０は、容器基材Ｖ１が供給される所定の容器基材供給位置Ｌ１１と所定の成形位置Ｌ１２とを結ぶ水平方向に移動可能であるとともに、当該成形位置Ｌ１２で下側となる所定の離反位置Ｌ１３と上側となる所定の近接位置Ｌ１４との間で、上下方向へ移動可能とされ、収容部５３０を保持部材５６０に近接および離反可能としている。従って、保持部材を移動させる必要がなく、保持部材を支持する構造を簡素化させることができ、容器基材の供給機構を容易にさせることができる。
【００３６】
容器基材供給機（容器基材供給機構）２２０は、搬送機２３０，２４０を備え、容器基材Ｖ１を搬送して容器基材供給位置Ｌ１１にある成形用型の収容部５３０に供給する。コンベア２３０は、所定の回転方向へ巡回する金属製チェーン２３２、当該チェーンを間欠的に駆動するサーボモータ２３４、チェーン２３２上にねじで固定された複数の金属製キャタピラ部材２３６、を備え、所定の予熱前位置Ｌ１と所定の予熱後位置Ｌ２とを結ぶ水平方向へ容器基材を間欠的に移動させる。サーボモータ２３４は、制御盤９００の制御に合わせた所定のタイミングでチェーン２３２を移動させたり停止させたりする。各キャタピラ部材２３６は、平板状に形成され、中央部に円形の開口が形成されて容器基材Ｖ１を収容する。チェーン２３２上を巡回する各キャタピラ部材２３６は、上側にあるときには容器基材が収容される予熱前位置Ｌ１から予熱後位置Ｌ２までを含む前進方向へ水平移動し、下側にあるときには後退方向へ水平移動する。
【００３７】
加熱機（容器基材予熱機構）２６０は、上述した位置Ｌ１，Ｌ２の間で上側にあるキャタピラ部材２３６を覆う加熱ボックスを形成するボックス部２６１、このボックス部に熱風を導く管状の熱風通路２６２、風を生成して送り出す送風ブロワ２６３、この送風ブロワにて生じる空気の流れを加熱するヒータ２６４、を備え、キャタピラ部材２３６に収容されて搬送される容器基材Ｖ１を加熱して収容部５３０に収容される前に容器基材Ｖ１の温度を上昇させる。このように、容器基材の温度が予め上げられるので、容器基材への熱可塑性シートの接着性を向上させ、ラミネート容器を形成するサイクルタイムを短縮させることができる。
なお、ボックス部に供給した熱風は外気へ排気してもよいし、循環方式にして再利用してもよい。
【００３８】
吸引搬送機２４０は、下端にて容器基材の底部Ｖ１３ａの上面を吸着可能な吸着部材２４２、この吸引部材を予熱後位置Ｌ２と容器基材供給位置Ｌ１１との間で水平方向に往復駆動する水平駆動機構２４４、この水平駆動機構を上下方向に往復駆動する昇降機構２４６、を備え、予熱後位置Ｌ２にある予熱後の容器基材Ｖ１を容器基材供給位置Ｌ１１へ搬送して収容部５３０に供給する。
吸着部材２４２は空気ポンプに接続され、当該空気ポンプより真空圧が作用すると容器基材Ｖ１を吸着し、当該空気ポンプからの真空圧の作用が停止すると吸着していた容器基材Ｖ１を開放して落下させる。水平駆動機構２４４は、例えば、吸着部材２４２を水平方向へ移動可能に取り付けたレール部材と、このレール部材に沿って吸着部材２４２を制御盤９００の制御に合わせて水平方向へ駆動するサーボモータとから構成することができる。昇降機構２４６は、例えば、水平駆動機構２４４を上下方向へ移動可能に取り付けたレール部材と、このレール部材に沿って水平駆動機構２４４を制御盤９００の制御に合わせて上下方向へ駆動するサーボモータとから構成することができる。
【００３９】
下テーブル駆動機構３４０は、上面３４０ａに下テーブル３２０の下面をボルト等で固定したチェーンコンベア３４１、このチェーンコンベアを駆動するサーボモータ３４２、下テーブル３２０の水平位置を検出する位置検出センサ３４３，３４４、成形位置Ｌ１２にある下テーブル３２０を昇降させる下テーブル昇降機構３４５、を備え、下テーブル３２０を上記Ｌ１１，Ｌ１２の間で水平方向に往復駆動しながら、成形位置Ｌ１２にて上下方向へ往復駆動する。例えば、下テーブル３２０の移動可能方向に沿った両側面に水平方向へ溝３２４を形成し、下テーブル昇降機構３４５の挿入部材３４６を溝３２４に挿入して下テーブル３２０を昇降させることができる。具体的には、下テーブルが容器基材供給位置Ｌ１１にあるときに制御盤９００の制御に合わせた所定のタイミングでサーボモータ３４２がコンベア３４１を前進側に回転駆動して下テーブルを前進側へ所定量水平移動させて成形位置Ｌ１２で停止させ、下テーブルが成形位置Ｌ１２の離反位置Ｌ１３にあるときに制御盤９００の制御に合わせた所定のタイミングで下テーブルを所定量上昇させて近接位置Ｌ１４で停止させ、下テーブルが近接位置Ｌ１４にあるときに制御盤９００の制御に合わせた所定のタイミングで下テーブルを所定量下降させて離反位置Ｌ１３で停止させ、下テーブルが成形位置Ｌ１２の離反位置Ｌ１３にあるときに制御盤９００の制御に合わせた所定のタイミングで下テーブルを後退側へ所定量水平移動させて容器基材供給位置Ｌ１１で停止させる。センサ３４３，３４４で下テーブルが所定の位置に移動したか否かを検出し、所定の位置に移動したことを検出したときに下テーブルを停止させてもよい。
駆動機構３４０として、チェーンコンベアの代わりにエアシリンダや油圧シリンダを用い、空気圧や油圧で下テーブルを駆動してもよい。
【００４０】
図９に示す成形トリミング機３００は、概略、ロールシート巻出機４３２、スクラップ巻取機４３４、シートＳ１，Ｓ２を保持して搬送するシート搬送機構４２０、熱可塑性シートＳ１の上方に配置されたヒータ４４２を有する加熱機４４０、同一の場所に配置された成形機構６００およびトリミング機構７００、容器取出機３８０、を備えている。シート搬送機構４２０は、搬送する熱可塑性シートＳ１における幅方向の両側縁部を所定のシート保持開始位置Ｌ２１で保持して加熱軟化した熱可塑性シートＳ１を成形用型の収容部５３０の近傍へ搬送するとともに、当該熱可塑性シートから生じるスクラップシートＳ２の幅方向の両側縁部をそのまま保持して当該スクラップシートを所定のシート解放位置Ｌ２２で解放する。
ロール状に巻かれた熱可塑性シートＳ１は、順次必要量がロールシート巻出機４３２から巻き出され、幅方向の両側縁部をシート搬送機構４２０に保持されて水平方向へ搬送され、ヒータ４４２により輻射加熱されて加熱軟化され、成形されて容器基材Ｖ１に積層接着され、容器基材Ｖ１の周囲でトリミングされて、スクラップシートＳ２とされる。当該スクラップシートＳ２は、幅方向の両側縁部をシート搬送機構４２０に保持されたまま水平方向へ搬送され、シート解放位置Ｌ２２でシート搬送機構から解放された後、スクラップ巻取機４３４に引っ張られながら巻きとられて回収される。熱可塑性シートＳ１が容器基材Ｖ１に積層接着してトリミングされて形成された端面処理前容器Ｖ２０は、容器取出機３８０にて外部に取り出され、容器端面処理機９９０に供給される。
【００４１】
図１５と図１６に示すように、シート搬送機構４２０は、概略、チェーンレール４２１、外枠４２２、スパイク受け部材４２３、スパイク搬送レール、無端チェーン４２５、スプロケット、サーボモータ、を備えるスパイク保持装置とされている。チェーンレール４２１は、シートＳ１，Ｓ２の搬送方向ＤＳ１に向かって延設された長い部材で形成され、外枠４２２に固定して取り付けられている。チェーンレール４２１は、リンクピース４２５ａを挿入可能なレール面がシート搬送方向ＤＳ１に向けて配設され、このレールに連結した無端チェーン４２５を挿入し、シート搬送方向ＤＳ１に沿って無端チェーン４２５を周回させる。
この無端チェーン４２５は、複数のリンクピース４２５ａがピン留めにて連結され、シート保持開始位置Ｌ２１のスプロケットとシート解放位置Ｌ２２のスプロケットとに掛け渡されている。従って、無端チェーン４２５は、回転する両位置Ｌ２１，Ｌ２２のスプロケットの間では略直線運動を行いつつシートＳ１，Ｓ２を搬送し、全体として周回する。
各リンクピース４２５ａの一面には、スパイク部材（シート保持部材）４２５ｂが固定されている。このスパイク部材４２５ｂは、略円盤状の部材から径方向外側に向けた突起が形成されており、当該突起がシートＳ１，Ｓ２に下側から上方へ突き刺さるように配設されている。
ギヤ構造を介してスプロケットの回転軸に接続されたサーボモータは、制御盤９００の制御に合わせて無端チェーン４２５を周回させたり停止させたりする。
【００４２】
スパイク受け部材４２３は、無端チェーン４２５とともに周回するスパイク部材４２５ｂの突起が接触する位置に配設されている。当該接触部位には、ポリウレタンゴム４２３ａが嵌め込まれている。シートＳ１は、スパイク部材４２５ｂの突起とスパイク受け部材４２３との間に介在するように搬入され、スパイク部材４２５ｂに突き刺さって保持される。
以上の構成により、シート搬送機構４２０は、搬送する熱可塑性シートＳ１における幅方向の両側縁部をシート保持開始位置Ｌ２１にてスパイク部材４２５ｂで突き刺しながら保持して当該熱可塑性シートＳ１を収容部５３０の近傍へ搬送するとともに、当該熱可塑性シートＳ１から生じるスクラップシートＳ２の幅方向の両側縁部を同スパイク部材４２５ｂでそのまま保持して当該スクラップシートＳ２をシート解放位置Ｌ２２で解放する。
なお、シート搬送機構としては、特開２００２−１４５４９６号公報や特開２００２−１０３４３５号公報に記載されたスパイク保持装置等を用いることができる。
【００４３】
また、シート搬送機構４２０には、搬送されるスクラップシートＳ２におけるスパイク部材４２５ｂで保持された部分を冷却する保持部冷却機構４６０が取り付けられている。本実施形態の保持部冷却機構４６０は、搬送されるスクラップシートＳ２におけるスパイク部材４２５ｂで保持された部分のみに対して、当該スクラップシートＳ２よりも低温の空気を吹き付けるエア噴出機構４７０とされている。図１５に示すように、エア噴出機構４７０はスクラップシートＳ２における幅方向の両側縁部に下方から上方に向かって空気を噴出するように設けられ、当該両側縁部のみが冷却される。そして、少なくともシート搬送機構４２０と保持部冷却機構４６０とから、本発明のシート搬送装置が構成される。
【００４４】
スクラップシートＳ２におけるスパイク部材４２５ｂで保持された両側縁部は、エア噴出機構４７０により比較的低温の空気が吹き付けられて可塑性が低下し、スクラップシートＳ２からスパイク部材４２５ｂがスムーズに離れる。従って、スクラップシートＳ２が容易に回収され、ラミネート容器のオンライン製造を高速化させることが可能になる。また、スクラップシートＳ２の幅方向の内側が保持部冷却機構４６０で冷却されないので、収容部５３０の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートＳ１が保持部冷却機構４６０によって冷却されず、熱可塑性シートが精度よく容器基材に積層接着される。さらに、スクラップシートＳ２の幅方向の両側縁部にしかエアが吹き付けられないので、収容部５３０の近傍に配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートＳ１がエア噴出機構によるエアの影響を受けて垂れ下がるようなことが生じず、熱可塑性シートが精度よく容器基材に積層接着される。
【００４５】
各成形用型５２０は、金属製の雌型とされており、各保持部材５６０に相対向する開口部５３０ａが形成され、空気を吸引可能な収容面５３２にて容器基材Ｖ１を収容する収容部５３０が設けられている。収容面５３２には、下方に向かって空気を吸引可能な吸引孔５３４が形成されている。当該吸引孔５３４は図示しない真空ポンプに接続されており、雌型とされた収容部５３０内に閉空間を形成して同真空ポンプにより吸引孔５３４に真空圧を作用させると、同閉空間の空気を吸引することができる。また、各成形用型５２０は、ヒータ５２４や図示しない温度センサが取り付けられ、フィードバック制御により目標の温度まで加熱される。これにより、加熱機２６０で暖められた容器基材Ｖ１を保温する目的の型温調機能が成形用型毎に実現されている。
成形用型５２０の開口部５３０ａの周囲には、開口部５３０ａに配置される加熱軟化状態の熱可塑性シートに接触する面に金属製の受け板５２２が取り付けられている。本実施形態の受け板５２２は、例えばステンレス製とされ、環状のトムソン刃（切刃）７２０に対向する位置とされて、上面に配置される加熱軟化した熱可塑性シートＳ１をトムソン刃７２０の押圧により切断可能とする。なお、図示しないストッパ機構により、トムソン刃は刃こぼれしない。当該ストッパ機構は、例えば特開２００４−９６９８号公報に記載されたストッパ部材で構成することができる。
収容面５３２には、容器基材Ｖ１へ加わる衝撃力を緩和させる緩衝材５４０が設けられている。緩衝材５４０としては、ネル地等の毛羽だった布やスポンジ等といったクッション材、発泡スチロール等の発泡させた合成樹脂、弾力性を有するゴム、等を用いることができる。緩衝材５４０は、シート状等とされて収容面５３２の一部に貼付されてもよいし、通気性であれば収容面５３２の全面に敷き詰められてもよい。
【００４６】
上テーブル５８０は、例えば金属製とされ、移動しないように固定されているが、下テーブル３２０が位置Ｌ１３，Ｌ１４の間で上下方向へ往復駆動されることにより、下テーブル３２０に対して近接および離反可能に設けられている。また、各保持部材５６０の上方において、上テーブル５８０の下面に空気供給孔５８１が形成されている。各空気供給孔５８１は、図示しない空気ポンプに接続されている。
上テーブル５８０の下側には、エアシリンダ構造とされた金属製の保持部材（ロケータ）５６０が複数取り付けられている。従って、保持部材は、成形用型の収容部５３０に対して近接および離反可能に設けられている。保持部材の材質には、硬質の樹脂等を用いてもよい。各保持部材５６０は、成形用型５２０への近接時に収容部５３０を覆う形状に形成され、例えば１〜５ｍｍ程度の範囲で微動可能とされて、成形用型の各開口部５３０ａに相対向して成形用型５２０に向かって押圧動可能とされている。そして、各保持部材５６０は、収容部５３０の近傍である開口部５３０ａに配置された加熱軟化状態の熱可塑性シートＳ１を成形用型５２０における収容部５３０の周囲にて押圧して密接させることにより保持可能である。
各保持部材５６０の内部には、下面と側面とを通気可能に貫通したエア通路８１１が形成されている。
また、各保持部材５６０は、図示しないストッパ機構により所定範囲内でのみ上下方向に移動可能とされ、空気供給孔５８１から圧空が供給されると上テーブルに対して相対的に下方へスライドし、空気供給孔５８１から真空圧が供給されると上テーブルに対して相対的に上方へスライドする。むろん、保持部材を駆動する機構としては、油圧シリンダ、サーボモータを用いた機構、等でもよい。
なお、保持部材の下面にフッ素樹脂層を形成してもよい。すると、加熱軟化した熱可塑性シートが保持部材に付着することを防ぐことができる。
【００４７】
容器基材Ｖ１に熱可塑性シートＳ１を被覆する際には、上記空気ポンプにより空気供給孔５８１から圧空を供給して保持部材５６０を相対的に下方へ移動させ、容器基材Ｖ１を収容部５３０に収容した状態で、まず、下テーブル駆動機構３４０により下テーブル３２０を近接位置Ｌ１４まで上方へ移動させて収容部５３０と保持部材５６０とを近接させて保持部材５６０で加熱軟化状態の熱可塑性シートＳ１を収容部５３０の周囲に押圧保持させる。そして、上記真空ポンプにより収容面５３２から容器基材Ｖ１を通して空気を吸引して保持部材５６０で押圧保持された加熱軟化状態の熱可塑性シートＳ１を容器基材のシート積層面Ｖ１１に積層接着させる。その後、空気供給孔５８１からの圧空の供給を停止して、保持部材５６０を相対的に上方へ移動させ、トムソン刃７２０で容器基材Ｖ１の周囲の熱可塑性シートＳ１を切断して、容器Ｖ２０を形成する。
上述した処理は、制御盤９００の制御に合わせた所定のタイミングで行われる。当該処理を行う成形機構６００は、制御盤９００や上記空気ポンプや上記真空ポンプから構成される。
【００４８】
ここで、発泡状態の容器基材Ｖ１は、緩衝材５４０に接触して収容部５３０に収容されている。発泡状態で通気性の容器基材は割れやすい性質を有しているが、このように割れやすい容器基材でも割れにくくなり、ラミネート容器の製造歩留まりを向上させることができる。
【００４９】
各保持部材５６０の周囲には、それぞれ受け板５２２に向かって押圧動可能な環状のトムソン刃７２０が配置されている。図１７の要部分解斜視図に示すように、環状のトムソン刃７２０は、切断を行う刃先を下に向け、外側面７２０ａを金属製の保持枠７３０の内側面７３０ａに保持されて上テーブル５８０の下側に設けられる。上テーブル５８０の下面には保持部材５６０の外周に溝３２４が形成され、トムソン刃７２０を保持した保持枠７３０は溝３２４に上部を挿入して固定される。
保持部材５６０が上テーブルを基準として下降位置にあるときにはトムソン刃７２０の下側は保持部材５６０の下面よりも上側となり、保持部材５６０が上昇位置にあるときにはトムソン刃７２０の下側は保持部材５６０の下面よりも下側となる。そして、保持部材５６０が上テーブルを基準として下降位置から上昇位置に移動することにより上テーブルとともにトムソン刃７２０が下降し、保持部材５６０に押圧保持された熱可塑性シートＳ１を押圧して切断する。
上述した処理は、制御盤９００の制御に合わせた所定のタイミングで行われる。当該処理を行うトリミング機構７００は、制御盤９００や上記空気ポンプから構成される。
【００５０】
ところで、保持部材５６０が収容部５３０への近接時に収容部５３０を覆う形状とされ、当該近接時にトムソン刃７２０が保持部材５６０の周囲に配置されているので、熱可塑性シートＳ１と保持部材５６０との間に空間ＳＰ１が仕切られる。真空圧空成形により通気性容器基材に薄い熱可塑性シートを積層接着させる場合、大気圧よりも大きい圧空を供給すると積層接着する熱可塑性シートの厚みにばらつきが生じて熱可塑性シートにピンホールが発生したり、熱可塑性シートの厚みは一定であっても高い圧力によりピンホールが発生したりすることがあるため、大気圧よりも大きい圧空を供給しない方が、形成される容器は高品質になる。そこで、負圧解放手段８００を設け、収容面５３２から空気が吸引されるときに熱可塑性シートと保持部材との間の空間ＳＰ１に生じる負圧を大気圧以下で解放することにしている。本実施形態の負圧解放手段８００は、エア通路８１０や微圧空供給機構８２０やエア通路開閉機構８３０から構成されている。
【００５１】
本実施形態のエア通路８１０は、上記エア通路８１１と、上テーブル５８０内を通気可能に貫通したエア通路８１２とから構成されている。両エア通路８１１，８１２は、通気可能に連通している。エア通路８１２は、エア通路開閉機構８３０に接続されている。当該エア通路開閉機構８３０は、例えば電磁弁方式の切替弁とされ、エア通路８１０を外気に接続するか微圧空供給機構８２０に接続するかを切り替える。これにより、エア通路開閉機構８２０は、微圧空供給機構８２０で大気圧以下の空気を供給する場合にはエア通路８１０を閉塞する一方、微圧空供給機構８２０で空気を供給しない場合にはエア通路８１０を開放する。エア通路８１０が外気に接続されると、当該エア通路は保持部材５６０と収容部５３０とが近接したときに当該保持部材と熱可塑性シートとの間の空間ＳＰ１と外気とを繋ぐ負圧解放手段となる。
なお、エア通路開閉機構を手動バルブにより調整する機構としてもよい。
微圧空供給機構８２０は、空気ポンプを有して目標の圧力となるように制御しながら微圧空を供給し、収容部５３０と保持部材５６０とが近接したときに当該保持部材と熱可塑性シートとの間の空間ＳＰ１に大気圧以下の空気を供給する。ここで、大気圧は約０．１ＭＰａであり、例えば０．０２〜０．０９ＭＰａ（０．２〜０．９ｋｇ／ｃｍ2）の微圧空が空間ＳＰ１に供給される。
【００５２】
以下、図１８に示すタイミングチャートを参照して本容器形成装置の作用を説明する。なお、エア通路８１０は、エア通路開閉機構８３０により外気に接続されているものとする。
容器基材形成装置１００により形成された通気性容器基材Ｖ１は、予熱前位置Ｌ１のキャタピラ部材２３６に供給されると、コンベア２３０により予熱後位置Ｌ２まで搬送されながら加熱機２６０により加熱され、下テーブル３２０が容器基材供給位置Ｌ１１にあるときに吸引搬送機２４０により成形用型の収容部５３０に供給される。この段階では、シート搬送機構４２０はシートの搬送を停止し、保持部材５６０は上昇位置にあり、収容面の吸引孔５３４には真空圧を作用させていないものとする。また、熱可塑性シートの成形時に微圧空を併用する場合には、微圧空供給機構８２０から微圧空が供給されていないものとする。
次に、下テーブル駆動機構３４０により、下テーブル３２０を容器基材供給位置Ｌ１１から成形位置Ｌ１２まで水平方向へスライドさせる（タイミングt1〜t2）。すると、容器基材Ｖ１を収容した成形用型５２０が離反位置Ｌ１３まで水平移動する。また、シート搬送機構４２０により熱可塑性シートＳ１を搬送し、成形位置Ｌ１２の上方、すなわち、予熱後の容器基材Ｖ１を収容した収容部５３０の上方に加熱軟化状態の熱可塑性シートＳ１を配置させる（タイミングt3〜t4）。すると、図１０に示すように、加熱軟化した熱可塑性シートＳ１が予熱後の容器基材Ｖ１と保持部材５６０との間に配置される。なお、図１８ではタイミングt1〜t2とタイミングt3〜t4とが同期間とされているが、異なる期間とされてもよい。本実施形態では、タイミングt1，t3で、空気ポンプにより空気供給孔５８１から圧空を供給して、保持部材５６０を成形用型５２０方向に移動させ、所定の下降位置に下降させている。なお、保持部材５６０は、タイミングt6となる前に下降させておけばよい。
【００５３】
さらに、下テーブル駆動機構３４０により、下テーブル３２０を離反位置Ｌ１３から近接位置Ｌ１４まで上方へ移動させる（タイミングt5〜t6）。すると、図１１に示すように、容器基材Ｖ１を収容した成形用型５２０が近接位置Ｌ１４まで上昇し、保持部材５６０が成形用型の開口部５３０ａの周囲にて熱可塑性シートＳ１を押圧して保持する。このとき、下テーブル３２０を上テーブル５８０へ近接させる駆動力は残存しているが、保持部材５６０が成形用型５２０の上面にある熱可塑性シートＳ１に当接し、両テーブル３２０，５８０はこれ以上近接しない。そして、トムソン刃７２０の刃先は保持部材５６０の下面よりも上側にあるため、熱可塑性シートＳ１は切断されていない。また、熱可塑性シートＳ１と保持部材５６０との間に空間ＳＰ１が生じる。
【００５４】
その後、真空ポンプにより吸引孔５３４から空気を吸引して収容面５３２に真空圧を作用させる（タイミングt7）。すると、保持部材５６０に保持された熱可塑性シートＳ１は、容器基材の凹部Ｖ１３の内側面とで形成された閉空間の空気が容器基材Ｖ１を介して吸引孔５３４から吸引されることにより、容器基材の凹部Ｖ１３の内側面へ引き寄せられる。ここで、エア通路８１０が保持部材と熱可塑性シートとの間の空間ＳＰ１と外気とを繋いでいるので、当該空間ＳＰ１が外気に開放され、当該空間ＳＰ１の負圧が大気圧以下で解放される。従って、図１２に示すように、加熱軟化した熱可塑性シートＳ１は保持部材５６０から離れ、差圧成形により容器基材のシート積層面Ｖ１１に密接させられて積層接着する。
ここで、発泡状態の容器基材Ｖ１は緩衝材５４０に接触して収容部５３０に収容されているので、容器基材Ｖ１を通して収容面５３２から空気を吸引したときに緩衝材５４０に押しつけられるので、金属製の成形用型５２０に直接には接触しない。従って、割れやすい発泡状態の容器基材でも割れにくくなり、容器の生産歩留まりを向上させることが可能になる。
なお、エア通路８１０がエア通路開閉機構により微圧空供給機構８２０に接続されている場合には、タイミングt7にて微圧空供給機構８２０により大気圧以下の微圧空をエア通路８１０から保持部材と熱可塑性シートとの間の空間ＳＰ１に供給する。すると、当該空間ＳＰ１に大気圧以下の微圧空が供給され、当該空間ＳＰ１の負圧が大気圧以下で解放される。
【００５５】
上述した差圧成形の後、空気ポンプによる空気供給孔５８１から保持部材５６０への圧空の供給を停止させ、下テーブル駆動機構３４０に残存する駆動力により下テーブル３２０を上テーブル５８０へさらに近接させる（タイミングt8）。すると、図１３に示すように、保持部材５６０は上テーブル５８０を基準として相対的に所定の上昇位置まで移動し、容器基材Ｖ１に積層接着されて保持部材５６０に保持された熱可塑性シートＳ１は、容器基材Ｖ１の周囲においてトムソン刃７２０により押圧されて切断され、端面処理前容器Ｖ２０が形成される。このとき、図示しないストッパ機構により、トムソン刃７２０の押圧動は受け板５２２の上面に当接する所定位置で停止する。
【００５６】
上述したトリミングの後、真空ポンプによる吸引孔５３４からの空気の吸引を停止する（タイミングt9）。すると、収容面５３２に吸引されて形成された容器Ｖ２０は、収容面５３２からの吸引から解放される。なお、エア通路８１０がエア通路開閉機構により微圧空供給機構８２０に接続されている場合には、タイミングt9にて微圧空供給機構８２０からの微圧空の供給を停止する。
その後、下テーブル駆動機構３４０により、下テーブル３２０を近接位置Ｌ１４から離反位置Ｌ１３まで下方へ移動させる（タイミングt10〜t11）。すると、下テーブル３２０は図１４に示す位置まで下降し、容器Ｖ２０が収容部５３０に収容された状態となる一方で、熱可塑性シートＳ１からトリミングされて残されたスクラップシートＳ２がシート搬送機構４２０にて保持された状態になって容器Ｖ２０の上方に配置される。
収容部５３０内に残された容器Ｖ２０は、容器取出機３８０の吸引部３８２に吸引保持されて収容部５３０内から取り出され、容器端面処理機９９０まで搬送される。
【００５７】
ラミネート容器が取り出されると、下テーブル駆動機構３４０により、下テーブル３２０を成形位置Ｌ１２から容器基材供給位置Ｌ１１まで水平方向へスライドさせる（タイミングt12〜t13）。すると、収容部５３０が空とされた成形用型５２０が容器基材供給位置Ｌ１１まで水平移動する。その後は、タイミングt1に戻って、加熱軟化した熱可塑性シートＳ１をシート搬送機構４２０に保持されて搬送する。このとき、スクラップシートＳ２もシート搬送機構４２０に保持されて移送され、スクラップ巻取機４３４に引っ張られながら巻き取られて回収される。
以上、タイミングt1〜t13の繰り返しで、熱可塑性シートを容器基材に積層接着してトリミングを行う処理を連続して行うことができる。
【００５８】
以上説明したように、本発明によると、熱可塑性シートを積層接着した通気性容器基材を成形用型に収容したままトリミングすることができるので、容器の製造を迅速化させることができる。また、トリミング位置にばらつきが生じず、容器の外観が良好になり、容器の端面を熱可塑性シートで保護する処理を容易にさせることができる。さらに、熱可塑性シートと保持部材との間に空間が仕切られるが、大気圧よりも高い圧力の圧空を供給しなくても当該空間の負圧が解放され、熱可塑性シートが容器基材に密接して十分に積層接着する。従って、熱可塑性シートが薄くても、通気性容器基材に熱可塑性シートを積層接着した容器のオンライン製造を高速化させながら、外観が良好で高品質の容器を大量生産することが可能になる。
また、エア通路８１０を外気に接続すれば熱可塑性シートと保持部材との間に形成される空間の負圧が解放されるし、エア通路８１０を微圧空供給機構８２０に接続すれば当該空間の負圧を適切な圧力で解放してより確実に熱可塑性シートを容器基材に密接させて積層接着させることができる。このように、熱可塑性シートの性質や容器基材の性質等に応じて負圧を開放する手段を切り替えることができるので、本容器形成装置は便利である。
さらに、緩衝材５４０によって容器基材が割れにくくなったり、スクラップシートの幅方向の両側縁部が冷却されることによってスパイク部材４２５ｂからスクラップシートが円滑に離れにくくなったりする等、本発明によって他にも種々の有用な効果が得られる。
【００５９】
（３）変形例：
本発明は、様々な変形例が考えられる。
上記成形用型は、雌型以外にも、雄型等でもよい。
上記成形トリミング機に設ける成形用型と保持部材と切刃の組み合わせの数は、一つでも、複数でもよい。
上下テーブルを近接および離反させる際には、上テーブル駆動機構を設けて当該上テーブル駆動機構により上テーブルを下テーブルに近接および離反させるように駆動してもよいし、上テーブル駆動機構の下テーブル駆動機構の両者により両テーブルを近接および離反させるように駆動してもよい。
上記切刃は、成形用型の周囲に配置されてもよい。この場合、切刃に対向する受け板を保持部材の周囲に設けると好適である。また、上記切刃は、成形用型の周囲と保持部材の周囲の両方に配置されてもよい。この場合、成形用型の周囲にある切刃の刃先と保持部材の周囲にある切刃の刃先とを突き合わせることによりトリミングすることができるため、受け板を不要にさせることができる。
微圧空供給機構を設けない場合、上記エア通路開閉機構は、保持部材内および上テーブル内を貫通したエア通路の内部に設けた開閉弁等としてもよい。
【００６０】
上記シート搬送機構は、シートＳ１，Ｓ２の幅方向の両側端部を挟持して搬送するクランプ方式の搬送機構等でもよい。
上記保持部冷却機構は、上記シート保持部材を冷却するシート保持部材冷却機構とされてもよい。例えば、上記スパイク部材４２５ｂに冷風を吹き付けてスパイク部材を冷却したり、周回する複数のスパイク部材４２５ｂのうちシートに接触していないスパイク部材を冷水に潜らせてスパイク部材を冷却したりする機構をシート保持部材冷却機構とすることができる。これらの場合でも、スクラップシートにおけるシート保持部材で保持された部分は冷却されて可塑性が低下し、スクラップシートからシート保持部材が円滑に離れ、スクラップシートの回収が容易になる。
【００６１】
容器基材形成装置１００や容器基材搬送装置２００が設けられていない容器形成装置であっても、ラミネート容器のオンライン製造を高速化させながら、外観が良好で高品質の容器を大量生産することが可能になる。
上記シート搬送機構がスクラップシートのみを保持して搬送する機構であっても、シート保持部材からスクラップシートを円滑に離れさせ、スクラップシートの回収を容易にさせることが可能になる。
【００６２】
図１９に示すように、容器基材形成装置１００では、凹部Ｖ３３から底側寄りに傾いて外側へ延出したフランジ部Ｖ３４を有する通気性の容器基材Ｖ３０を形成してもよい。この場合、澱粉質素材Ｍ１を成形する下型４２の形状を容器基材Ｖ３０に合わせてフランジ部が底側寄りに傾いて外側へ延出した形状とすればよい。また、成形機構６００では、加熱軟化した熱可塑性シートＳ１を容器基材Ｖ３０のシート積層面Ｖ３１に積層接着させて底側寄りに傾いて外側へ延出したフランジ部Ｖ４４を有した容器Ｖ４０を形成してもよい。この場合、成形用型５２０や保持部材５６０の形状を容器Ｖ４０に合わせてフランジ部が底側寄りに傾いて外側へ延出した形状とすればよい。
【００６３】
成形機構６００により、加熱軟化した熱可塑性シートＳ１が容器基材のシート積層面Ｖ３１に積層接着して、容器Ｖ４０が形成される。当該容器のフランジ部Ｖ４４は、底側寄りに傾いて外側へ延出している。形成された容器のフランジ部Ｖ４４に熱可塑性フィルムをシールしてトップフィルムをするとき、温度低下による熱可塑性フィルムの収縮によりフランジ部が底側とは反対側寄りに引っ張られる。これにより、容器Ｖ４０に対して平らにトップフィルムをすることができるので、容器にトップフィルムをした製品の見た目を向上させることが可能になる。
【００６４】
また、容器基材が開口面積に対する深さの大きい容器基材である場合、加熱軟化した熱可塑性フィルム（熱可塑性シートＳ１）の展開倍率が大きい深絞り成形を行えばよい。
例えば、図２０に示す成形トリミング機３００では、保持部材５６０において収容部５３０に対向する下面にプラグ５６２を設け、プラグアシスト成形で深絞り成形を行う。すなわち、上下テーブル５８０，３２０を近接させて収容部５３０と保持部材５６０とを近接させると、プラグ５６２が収容部５３０内に進入して熱可塑性フィルムＳ１が収容部５３０内に押し込まれる。この場合、容器基材Ｖ１の底部Ｖ１３ａに積層接着させるフィルムＳ１の厚みを増加させることでき、高品質のラミネート容器が得られる。
【００６５】
また、図２１に示す成形トリミング機３００では、熱可塑性フィルムＳ１と成形用型の収容部５３０との間に先行クランプ部材５６４を設けている。同部材５６４は、各保持枠７３０の周囲に合わせた各開口５６５を有して水平に配置され、図示しないエアシリンダにて上方へ移動可能とされている。同エアシリンダに圧空を供給して先行クランプ部材５６４を上昇させると、図２２に示すように、先行クランプ部材５６４が各保持枠７３０の周囲でフィルムＳ１を上テーブル５８０に押しつけて保持する。その後、上下テーブル５８０，３２０を近接させて収容部５３０と保持部材５６０とを近接させ、真空圧空成形を行う。すなわち、先行クランプ部材５６４は、収容部５３０と保持部材５６０とを近接させる前に保持部材５６０の方向へ移動して加熱軟化状態の熱可塑性フィルムＳ１を保持部材５６０の周囲でクランプする。熱可塑性フィルムのように薄い熱可塑性シートを用いる場合、特に成形用型５２０が複数設けられているときには真空圧空成形時に各成形箇所で熱可塑性フィルムを引っ張り合って熱可塑性フィルムの厚みが一定しないことがある。先行クランプを行うことにより、成形に用いる熱可塑性フィルムの面積を固定させて各容器基材Ｖ１に積層接着させるフィルムＳ１の厚みを一定にさせることができ、高品質のラミネート容器が得られる。
【００６６】
さらに、図２２に示す成形トリミング機３００のように、微圧空供給機構８２０を利用して弱いブロー（圧空）を行って予め熱可塑性フィルムＳ１を延伸させた後、上下テーブル５８０，３２０を近接させて収容部５３０と保持部材５６０とを近接させ、真空圧空成形を行ってもよい。すなわち、本変形例の微圧空供給機構８２０は、収容部５３０と保持部材５６０とを近接させる前に加熱軟化状態の熱可塑性フィルムＳ１に対して収容部５３０の方向へブローを供給して熱可塑性フィルムＳ１を収容部５３０の方向へ延伸させる。ブローによる熱可塑性フィルムの延伸補助によって、容器基材Ｖ１の底部Ｖ１３ａに積層接着させるフィルムＳ１の厚みを増加させることでき、高品質のラミネート容器が得られる。
【００６７】
なお、上記プラグアシスト成形や上記先行クランプや上記ブローは、単独で行ってもよいし、組み合わせて行ってもよい。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、有用な容器形成装置、シート搬送装置、容器製造方法およびシート搬送方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】澱粉質容器製造システムの概略を示すブロック図である。
【図２】成形機の要部を垂直断面にて示す断面図である。
【図３】上下型を閉じて素材を成形する様子を示す垂直断面図である。
【図４】容器基材を形成する様子を示す垂直断面図である。
【図５】容器基材および端面処理前容器の外観を示す斜視図である。
【図６】図５のＡ１−Ａ１の位置から見て示す垂直断面図である。
【図７】容器基材搬送装置の構成を示す側面図である。
【図８】下テーブルおよび下テーブル駆動機構の構成を示す側面図である。
【図９】成形トリミング機の外観を示す斜視図である。
【図１０】成形トリミング機の垂直断面図である。
【図１１】保持部材がシートを保持したときの様子を示す垂直断面図である。
【図１２】シートを容器基材に積層接着させたときの様子を示す垂直断面図である。
【図１３】トムソン刃がシートを押圧切断したときの様子を示す垂直断面図である。
【図１４】下テーブルが下降したときの様子を示す垂直断面図である。
【図１５】スパイク保持装置の外観を示す斜視図である。
【図１６】スパイク保持装置の要部断面図である。
【図１７】上テーブルの下側の要部を分解して示す分解斜視図である。
【図１８】容器形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１９】変形例において形成される容器基材および容器を示す垂直断面図である。
【図２０】変形例の成形トリミング機の垂直断面図である。
【図２１】変形例の成形トリミング機の要部を示す垂直断面図である。
【図２２】変形例の成形トリミング機の要部を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００…容器基材形成装置（容器基材形成機構）、
２００…容器基材搬送装置、
２２０…容器基材供給機（容器基材供給機構）、
２３０…コンベア、２４０…吸引搬送機、
２６０…加熱機（容器基材予熱機構）、
３００…成形トリミング機、
３２０…下テーブル、３２２…型収容穴、
３４０…下テーブル駆動機構、
３８０…容器取出機、
４２０…シート搬送機構、
４２１…チェーンレール、４２２…外枠、４２３…スパイク受け部材、
４２５…無端チェーン、４２５ｂ…スパイク部材（シート保持部材）、
４３２…ロールシート巻出機、４３４…スクラップ巻取機、
４４０…加熱機、４４２…ヒータ、
４６０…保持部冷却機構、４７０…エア噴出機構、
５２０…金属製の成形用型、５２２…受け板、５２４…ヒータ、
５３０…収容部、５３０ａ…開口部、５３２…収容面、５３４…吸引孔、
５４０…緩衝材、
５６０…保持部材、
５６２…プラグ、５６４…先行クランプ部材、５６５…開口、
５８０…上テーブル、５８１…空気供給孔、
６００…成形機構、
７００…トリミング機構、７２０…トムソン刃（切刃）、７３０…保持枠、
８００…負圧解放手段、
８１０…エア通路、８２０…微圧空供給機構、８３０…エア通路開閉機構、
９００…制御盤、
９９０…容器端面処理機、
１０００…澱粉質容器製造システム、
Ｌ１…予熱前位置、Ｌ２…予熱後位置、
Ｌ１１…容器基材供給位置、Ｌ１２…成形位置、Ｌ１３…離反位置、Ｌ１４…近接位置、
Ｌ２１…シート保持開始位置、Ｌ２２…シート解放位置、
Ｓ１，Ｖ２１…熱可塑性シート、Ｓ２…スクラップシート、
ＳＰ１…熱可塑性シートと保持部材との間の空間、
Ｖ１，Ｖ３０…容器基材、Ｖ１１，Ｖ３１…シート積層面、Ｖ１２…シート非積層面、
Ｖ１３，Ｖ３３…凹部、Ｖ１３ａ…容器基材の底部、
Ｖ１４，Ｖ３４…フランジ部、Ｖ１５…容器基材の端部、Ｖ１６…容器基材の端面、
Ｖ２０，Ｖ４０…端面処理前容器、Ｖ２２…周囲の熱可塑性シート、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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