(57)【要約】【課題】  お皿、コップなど各種の紙容器の外周縁部を縁巻き加工する場合に、縁巻き加工部分で破断する事なく、形状が一様の紙容器を安定して成形できる紙容器の成形方法を提供する。【解決手段】  容器成形用ブランク形状に切り取った板紙部材（１）の容器外周相当部を、フランジ成形上下型部材で挟持しつつ、容器底相当部を容器成形上下型部材で膨出加工しながら底面部（Ｂ）と側壁周面部（Ｗ）とその外周縁にフランジ部（Ｆ）を水平方向に接続して一側を開口する容器形状（３Ａ）に成形した後、該フランジ部（Ｆ）の外周端縁側からフランジ部縁巻き型部材で小刻みに円弧状に押圧加工する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器成形用ブランク形状に切り取った板紙部材（１）の容器外周相当部を、フランジ成形上下型部材で挟持しつつ、容器底相当部を容器成形上下型部材で膨出加工しながら底面部（Ｂ）と側壁周面部（Ｗ）とその外周縁にフランジ部（Ｆ）を水平方向に接続して一側を開口する容器形状（３Ａ）に成形し、続いて該容器成形上下型部材で該容器形状のフランジ部側壁周面側を面圧しつつ、前記した容器成形下型部材（５）の上端側面部に円弧断面形状のフランジ部縁巻き加工面（Ｋ）を設けさらに該容器成形下型部材（５）とフランジ成形下型部材（７）との間に上端部を円弧断面形状にして昇降する１個または２個以上のフランジ部縁巻き下型部材（８）と前記容器成形下型部材（５）のフランジ部縁巻き加工面（Ｋ）およびフランジ部縁巻き下型部材（８）に相対向する位置に前記した容器形状（３Ａ）のフランジ部（Ｆ）を押圧する２条または３条以上の円弧状断面形状に切欠いたフランジ成形上型部材（７）からなるフランジ部縁巻き上下型部材で、該フランジ部（Ｆ）の外周端縁側から小円弧状に縁巻き押圧加工を繰り返しながら円弧状の縁巻き形状に成形する事を特徴とする紙容器の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、食物を盛る深さの浅いお皿、コップなど器の外周端縁を、押圧加工しながら、円弧状の縁巻き形状に成形する各種紙容器の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  食物を盛るお皿、食品を収納する弁当箱やその他各種の器に使用されるプラスチック容器は、軽量でコスト的に安価であると同時に、複雑な形状の容器まで簡単に成形できるなどの利点から、多く使用されている。その反面、不要になったプラスチック容器の廃棄処理、すなわち燃やして処理する焼却問題が浮上している。焼却処理は、手軽な廃棄処理策であるが、プラスチックすなわち合成樹脂の燃焼カロリーが極めて高いため、焼却温度が高く耐火材料を焼損し、焼却炉の使用寿命を著しく短くする。また、その補修作業に多額な費用が嵩むなどの問題があった。さらにプラスチックを焼却する事は、有害なガスを発生し、大気を汚染する問題もあった。これらの問題に対処するため、環境産業関連では、日常生活から廃出されるゴミの中から分別収集された合成樹脂廃棄製品については、再資源に戻す試みや他製品へ利用するなど資源活用の効率と利用を図る資源循環型の技術開発が勧められている。また、食品を包装するスーパーや店舗においては地球に優しい環境作りから、燃焼カロリーの低い紙容器へ変わりつつある。【０００３】  この様な時代の変化に先駆けて以前から、紙容器の製造に関する技術開発が盛んに行われ、特許公報でも多くの製造技術が紹介されている。例えば、特願平８−２００５４２号の明細書には、特許請求の範囲を要約して「容器の周壁部分から外周縁に向かって放射状に延び所定距離内で停止する複数の押型成形線条を設けた、板紙容器。所定の重さと密度と通気度を持つ板紙の表全表面に不透液性と耐熱性を有する樹脂層と他方の裏全表面に気液透過性の樹脂層を施した板紙を、プレス成形した、紙容器。さらには、板紙の直線外周部の厚さが該板紙曲線部の曲線外周部よりも小さくする打ち固める工程と、打ち固められた直線外周部および曲線外周部分の厚さよりも狭いクリアランスでしごき圧縮する工程と、圧縮された外周部をカーリングして縁曲げする工程からなる、紙容器の成形方法である。さらにまた、該板紙を容器形状に成形するために、必須条件事項を記載した紙容器成形装置」が開示されている。また、特開２００１−９６６４６号公報も紙容器に関するもので、同様に特許請求の範囲を要約して「容器の底部と側壁部を接続すると共に、底部に並行する２本以上の凹凸状のリブを隣接してプレス成形した紙容器。また、該容器において、中央にリブを成形した後、該リブに隣接する両隣のリブを同時に成形する紙容器の成形方法。また、雄型と雌型の金型それぞれに凹部または凸部のリブ型部材に成形したプレス成形装置」が開示されている。
また、これらの公開公報が発行される以前から、一枚の紙を容器状に成形し、その外周縁を円弧状にカーリング（縁巻き）加工を施した各種の形状や大きさの紙容器が、既に市販されている。紙容器は、容器として要求される強度を備え、外周縁の縁巻き加工によって口触りが柔らかく、手軽さ、使い易さ、安さなど多くの利点から食品イベント会場やスポーツレクリエーション会場など、人が集う会場で多く使用されている。【０００４】      「特許文献１」
特願平８−２００５４２号の明細書（第２項  図１）
「特許文献２」
特開２００１−９６６４６号公報（第２項  図１）【０００５】  紙容器の成形技術の進歩に伴い、多くの種類の形状と大きさの紙容器が市販されているものの、紙容器の板紙部材そのものが比較的厚みの薄い鋼板やアルミ板などの金属板とは材質的に異なって弾性や延性がないため、プレス成形過程の局部において相反する方向に大きな引張り曲げ応力を受けるとその部分で破断するため、注意を払って成形しなければならない問題があった。特に紙容器の外周縁は、一般に前記した特願平８−２００５４２号の明細書に添付された図５や図６で代表される様に、外枠部材ダイスに設けた環状の空間溝部に押し込まれながら図２３や図２４で示される如く円形状の縁巻き形状に一気にカーリング加工されるため、空間溝部に板紙部材を押し込ませないとする容器の側壁周画部から引張力の作用で破断する事もある。また、環状空間溝部の形状や大きさによって過酷な成形が行われる場合、予め決定された容器の形状と実際に縁巻き加工された容器の形状との差、つまりスプリングバックを生じるため、形状が一様でない容器に成形される問題があった。【０００６】  本発明は、こうした問題を解消する事を目的にお皿、コップなど各種の紙容器の成形方法について種々検討した結果、板紙部材から容器に成形する際に、側壁周面部の外周縁となるフランジ部の側壁周面部側を狭持しつつ、他側の外周端縁側から小刻みに押圧加工を繰り返しながら縁巻き形状に成形する事によって、縁巻き部分から破断する事なく、形状が一様の紙容器を安定して成形できる事を知見した。本発明は、この知見に基づいて構成したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の要旨とは、容器成形用ブランク形状に切り取った板紙部材の容器外周相当部を、フランジ成形上下型部材で狭持しつつ、容器底相当部を容器成形上下型部材で膨出加工しながら底面部と側壁周面部とその外周縁にフランジ部を水平方向に接続して一側を開口する容器形状に成形し、続いて該容器成形上下型部材で該容器形状のフランジ部側壁周面側を面圧しつつ、前記した容器成形下型部材の上端側面部に円弧断面形状のフランジ部縁巻き加工面を設けさらに該容器成形下型部材とフランジ成形下型部材との間に上端部を円弧断面形状にして昇降する１個また２個以上のフランジ部縁巻き下型部材と前記容器成形下型部材のフランジ部縁巻き加工面およびフランジ部縁巻き下型部材に相対向する位置に前記した容器形状のフランジ部を押圧する２条または３条以上の円弧状断面形状に切欠いたフランジ成形上型部材からなるフランジ部縁巻き上下型部材で、該フランジ部の外周端縁側から小円弧状に縁巻き押圧加工を繰り返しながら円弧状の縁巻き形状に成形する紙容器の成形方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  以下、本発明法について、図画を参照しながら、詳細に説明する。
図面は、本発明法を判り易く説明するために提示した成形装置で、本発明法を実施する場合の一実施例を示す。図１は、板紙部材から紙容器に成形する前のプレス成形装置の一部断面図を示したものである。図１においては、１は、容器成形用ブランク形状に切り取った板紙部材である。板紙部材１は、波形に成形した芯紙の片面または両面に段ボールライナー（平らな表面紙）を貼った片面段ボールや両面段ボールあるいはその複面段ボールなどの段ボール紙、紙に耐熱性樹脂のコートやフイルムを施した複合紙など、一般に使用される容器紙材が適用される。その紙質についても、特に限定するものでない。また板紙部材１の形状や大きさについても、特に限定されるものでなく、成形される紙容器の形状や大きさに適合するブランク（原板）が準備される。２は、容器成形装置である。容器成形装置２は、図２で示す様に、板紙部材１を上下方向の一側もしくは両側から挟み込む様に駆動し押圧し容器形状３Ａに成形するものであって、容器形状３Ａの底面部Ｂと側壁周面部Ｗを成形する容器成形上型部材４と容器成形下型部材５、その外側を取り囲み容器形状３Ａのフランジ部Ｆを成形するフランジ成形上型部材６とフランジ成形下型部材７から構成されている。すなわち、図１で示す様に、容器成形用ブランク形状に切り取った板紙部材１を容器成形装置２の各型部材上下間で挟み込む様に設置した後、該板紙部材１の容器外周相当部を、図２で示す様に、フランジ成形上型部材６とフランジ成形下型部材７で軽く挟持しつつ、容器底相当部を容器成形上型部材４で容器成形下型部材５に押し込む様に膨出加工しながら板面方向へ変位させ、容器形状３Ａの底面部Ｂと側壁周面部Ｗとその外周縁にフランジ部Ｆを水平方向に接続して、一側を開口する素形の容器形状に成形する。
なお、本発明の膨出加工において、フランジ成形上型部材６とフランジ成形下型部材７の間に挟み込まれる板紙部材１の容器外周相当部は、延性のない紙質によって、強く挟持過ぎると容器形状３Ａの側壁周面部Ｗとフランジ部Ｆの境界部で相反する方向の引張力が作用して板紙部材１が引き千切られる問題から、膨出加工の成形速度に追従して板紙部材１が流動し易く、しかもフランジ部Ｆが形成できる程度の軽い挟持力にする事が必要である。【０００９】  外周縁にフランジ部Ｆを形成して成形された容器形状３Ａの該フランジ部Ｆの外周端縁側から小円弧状に縁巻き押圧加工を繰り返しながら、徐々に円弧状の縁巻き形状に成形する。図３および図４は縁巻き形状の成形方法を、判り易く図解したものである。
図２で外周縁にフランジ部Ｆが形成された容器形状３Ａは、図３および図４で示す様に、容器成形上型部材４と容器成形下型部材５で該容器形状３Ａの底面部Ｂと側壁周面部Ｗを固定した状態でフランジ部Ｆの側壁周面部側を面圧しつつ、前記した容器成形下型部材５の上端側面部に突起状の円弧断面形状のフランジ部縁巻き加工面Ｋを設けさらに該容器成形下型部材５とフランジ成形下型部材７との間に上端部を円弧断面形状にして昇降する１個または２個以上のフランジ部縁巻き下型部材８と前記容器成形下型部材５のフランジ部縁巻き加工面Ｋおよび該フランジ部縁巻き下型部材８に相対向する位置に前記した容器形状３Ａのフランジ部Ｆを押圧する２条または３条以上の円弧状断面形状に切欠いたフランジ成形上型部材６からなるフランジ部縁巻き上下型部材で、該フランジ部Ｆを円弧状の縁巻き形状に成形する。図５および図６は上記した図のフランジ部縁巻き型部材を拡大して示したもので、図５は容器成形下型部材５とフランジ成形下型部材７との間に１個のフランジ部縁巻き下型部材８を設けた場合、図６は他の一実施例で２個のフランジ部縁巻き下型部材８を設けた場合の容器成形装置２を示したものである。すなわち、容器成形下型部材５とフランジ成形下型部材７で成形され固定された状態の容器形状３Ａのフランジ部Ｆの外周端縁側から、図５で示す様にフランジ成形下型部材７を貫通して昇降自在に設けられ、あるいは図６で示す様に容器成形装置２の下方側から昇降自在に設けられたフランジ部縁巻き下型部材８とフランジ成形上型部材６で挟み込む小円弧状の縁巻き押圧加工を小刻みに繰り返しながら、またフランジ部Ｆの押圧加工を終えた先行するフランジ部縁巻き下型部材８が後続するフランジ部縁巻き下型部材の縁巻き押圧加工を邪魔しない様に外周端縁側から順次下降させながら、所定の縁巻き形状に成形する。
図７は、縁巻き押圧加工を終え製品形状に成形された容器の断面を示す。【００１０】  本発明は、上記の様に容器成形用ブランク形状に切り取った板紙部材１を、容器成形上下型部材で容器の底面部Ｂと側壁周面部Ｗとその外周縁にフランジ部Ｆを水平方向に接続して一側を開口する容器形状３Ａに成形した後、該容器形状３Ａのフランジ部側壁周面側を面圧しつつ、フランジ部Ｆの外周端縁側から小刻みに小円弧状の縁巻き押圧加工を繰り返しながら、外周縁を縁巻きした製品の容器に成形する。
【実施例】
【００１１】  次に、本発明の実施例について説明する。
耐熱樹脂フィルムを施した紙から直径２００ｍｍの容器成形用ブランク形状に切り取った２００枚の板紙部材を、１枚毎に図１で示す容器成形装置で、容器成形上下型部材で容器の底面部と側壁周面部とその外周縁に水平方向のフランジ部を接続する口径が１８５ｍｍで深さ３５ｍｍの容器形状に成形した後、容器成形上下型部材で該容器形状のフランジ部側壁周面側を面圧しつつ、フランジ部Ｆの外周端縁側から小円弧状の縁巻き押圧加工を２回繰り返し、外周縁を縁巻きした製品の容器に試作成形した。尚、比較用に、紙質で同じ大きさに切り取った１００枚の板紙部材を１枚毎に容器形状に成形した後、その外周縁のフランジ部を１回の縁巻き加工で同じ大きさの縁巻き形状をした容器を成形した。
その結果、容器の縁巻き部分が小刻みな押圧加工法で成形された本発明の容器は、縁巻き部分から腰折れや破断する事もなく、形状が一様な紙容器が安定して成形された。一方、比較用で成形された容器は、過度過ぎる縁巻き加工によってスプリングバックを生じ、縁巻き形状が一様でなく、商品に供されない容器が多くあった。
【発明の効果】
【００１２】  以上述べた様な本発明は、板紙部材から容器に成形する際に側壁周面部の外周縁となるフランジ部の側壁周面部側を挟持しつつ、外周端縁側を小刻みに押圧加工を繰り返しながら縁巻き形状に成形する事によって、容器の底面に凹凸状のリブの有無に係わらず、形状が一様の外周縁巻き形状に成形できるため、強度と剛性を適度に保有した紙容器を提供する事ができる。特に本発明を段ボール紙に使用した場合、段ボール紙の波目方向とその直角方向の影響によるスプリングバックを起こすこともなく、縁巻き部で破断が発生することもなく、強度と成形性に優れた容器に成形する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例で、板紙部材から紙容器に成形する前のプレス成形装置の一部断面図を示す。
【図２】板紙部材を容器形状に成形するプレス成形装置の一部断面図を示す。
【図３】容器形状フランジ部の外周端縁側を縁巻き成形するプレス成形装置の一部断面図を示す。
【図４】  容器形状フランジ部を繰り返して縁巻き成形するプレス成形装置の一部断面図を示す。
【図５】  図１から図４で示したプレス成形装置のフランジ部縁巻き型部材を一部断面拡大図で示す。
【図６】  本発明における別のプレス成形装置の一部拡大断面図を示す。
【図７】  縁巻き押圧加工を終えた容器の一部断面図を示す。
【符号の説明】
１    板紙部材
３Ａ  容器形状
４    容器成形上型部材
５    容器成形下型部材
６    フランジ成形上型部材
７    フランジ成形下型部材
８    フランジ部縁巻き下型部材
Ｂ    底面部
Ｆ    フランジ部
Ｋ    フランジ部縁巻き加工面
Ｗ    側壁周面部
【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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