(57)【要約】【課題】バリア性、耐水性、レトルト耐性等の機能に優れた紙製密封容器の成形装置を提供すること。【解決手段】紙箱に樹脂フィルムを積層接着する紙製密封容器の成形装置であって、紙箱の内側面のほうに配置される雄型と、雄型の紙箱内側面との接触面に配設され、雄型と紙箱内側面の間の空気を吸引する雄型中央吸引部と、雄型の紙箱のフランジ周囲を取り囲む部分に配設され、加熱軟化された樹脂フィルムと紙箱外側面の間の空気を吸引する雄型周囲吸引部と、雄型を加熱する加熱手段と、紙箱の外側面のほうに配置され紙箱を収容する凹部を有する雌型と、雌型の凹部の内部に圧縮空気を供給可能な圧空射出部と、雌型の凹部の開口部付近に配設され、凹部の開口部付近と奥部の間を往復運動可能で、樹脂フィルムを紙箱の底部外側面に接着させる底部押さえアシストとを具備することを特徴とする紙製密封容器の成形装置。【選択図】図１
2012076306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部と前記底部各辺から立ち上がる側壁と前記各側壁の上端から外側に屈曲されることにより密封蓋との接着部分となるフランジとで形成されている紙箱に樹脂フィルムを積層接着する紙製密封容器の成形装置であって、
前記紙箱の内側面のほうに配置される雄型と、
前記雄型の前記紙箱内側面との接触面に配設され、前記雄型と前記紙箱内側面の間の空気を吸引する雄型中央吸引部と、
前記雄型の前記紙箱のフランジ周囲を取り囲む部分に配設され、加熱軟化された前記樹脂フィルムと前記紙箱外側面の間の空気を吸引する雄型周囲吸引部と
前記雄型を加熱する加熱手段と、
前記紙箱の外側面のほうに配置され、前記紙箱を収容する凹部を有する雌型と、
前記雌型の凹部の内部に圧縮空気を供給可能な圧空射出部と、
前記雌型の凹部の開口部付近に配設され、前記凹部の開口部付近と凹部の奥部の間を往復運動可能で、加熱軟化された前記樹脂フィルムを前記紙箱の底部外側面に接着させる底部押さえアシストと、
を具備することを特徴とする紙製密封容器の成形装置。
【請求項２】
前記底部押さえアシストの、加熱軟化した前記樹脂フィルムと接触する面が、円筒面の一部分の形状をした弾性材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【請求項３】
前記底部押さえアシストの、加熱軟化した前記樹脂フィルムと接触する面が、球面の一部分の形状をした弾性材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、食品、食事用品、トイレタリー用品などの流通用に用いられる紙製容器に関し、バリア性、耐水性、レトルト耐性等の機能に優れた紙製容器の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品やトイレタリー用品などの一次容器として用いられる紙製の容器は、内容物が紙製容器内部に直接収容されていて、内容物と紙製容器の内面が直接接触している。こうした一次容器の一例として特許文献１には、紙箱の内面に熱可塑性プラスチックシートを積層した紙製容器が記載されている。特許文献１の紙製容器は、紙箱の内面にのみ熱可塑性プラスチックシート積層しているため、紙箱の外面は、防水耐性等を有しておらず、温水殺菌や調理する際に紙箱の外面が吸水してしまうという問題がある。紙箱の外面が吸水した際、紙製容器は強度が低下して変形したり、紙箱の外面が印刷層である場合には、印刷層が剥がれて必要情報が欠損したり美粧性が損なわれたりするなど、様々な不具合が生じる。
【０００３】
こうした紙箱の外面からの吸水を防止するために、紙箱の内面および外面に熱可塑性プラスチックシートを積層した紙製密封容器が開発されている。（特許文献２、特許文献３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５４２８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３３３１７号公報
【特許文献３】特開２００３−３９５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２、特許文献３の紙製密封容器及び製造方法では、紙箱容器内面に内面樹脂フィルムを接着させる工程のエア抜きを行うために、紙箱のフランジ部外面に開口部を設けている。紙箱のフランジ部外面に開口部を設けると、防水耐性を有していない部分ができることになり、温水殺菌の際に紙箱の外面から吸水してしまうという問題が出てくる。
【０００６】
本発明は、フランジ付紙箱の内面及び外面に内面樹脂フィルム及び外面樹脂フィルムを各々積層し、バリア性、耐水性、レトルト耐性等の機能に優れた紙製容器の製造方法において、内面及び外面からの吸水の原因となる開口部を設けなくても、紙箱に内面樹脂フィルム及び外面フィルムを各々積層させることができる製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、
底部と前記底部各辺から立ち上がる側壁と前記各側壁の上端から外側に屈曲されることにより密封蓋との接着部分となるフランジとで形成されている紙箱に樹脂フィルムを積層接着する紙製密封容器の成形装置であって、
前記紙箱の内側面のほうに配置される雄型と、
前記雄型の前記紙箱内側面との接触面に配設され、前記雄型と前記紙箱内側面の間の空気を吸引する雄型中央吸引部と、
前記雄型の前記紙箱のフランジ周囲を取り囲む部分に配設され、加熱軟化された前記樹脂フィルムと前記紙箱外側面の間の空気を吸引する雄型周囲吸引部と
前記雄型を加熱する加熱手段と、
前記紙箱の外側面のほうに配置され、前記紙箱を収容する凹部を有する雌型と、
前記雌型の凹部の内部に圧縮空気を供給可能な圧空射出部と、
前記雌型の凹部の開口部付近に配設され、前記凹部の開口部付近と凹部の奥部の間を往復運動可能で、加熱軟化された前記樹脂フィルムを前記紙箱の底部外側面に接着させる底部押さえアシストと、
を具備することを特徴とする紙製密封容器の成形装置、である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記底部押さえアシストの、加熱軟化した前記樹脂フィルムと接触する面が、円筒面の一部分の形状をした弾性材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の成形装置、である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記底部押さえアシストの、加熱軟化した前記樹脂フィルムと接触する面が、球面の一部分の形状をした弾性材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の成形装置、である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の紙製密封容器の成形装置によれば、フランジ付紙箱の内面及び外面に内面樹脂フィルム及び外面樹脂フィルムを各々積層し、バリア性、耐水性、レトルト耐性等の機能に優れた紙製密封容器を成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の紙製密封容器の成形装置の断面斜視図。
【図２】本発明の紙製密封容器の成形工程の概略を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態である紙製密封容器の成形装置について図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態である紙製密封容器の成形装置の構成を示す断面斜視図で、図２は本発明の成形装置による紙製密封容器の成形工程の概略を示す断面図である。
【００１３】
本発明の成形装置は、紙箱１の内側のほうに配置される雄型２と、紙箱１の外側のほうに配置される雌型６を基本的な構成としている。
【００１４】
雄型２の紙箱１内側に接触する部分は、紙箱１の内部及びフランジ部分の形状に沿った凸形状をしており、当該部分の適宜の箇所に雄型中央吸引部４１が設けられている。雄型中央吸引部４１は雄型２に形成された通気孔であり、ここから雄型２と紙箱１の間にある空気を吸引し、雄型２と紙箱１を密着させるものである。
【００１５】
雄型２の、紙箱１フランジ部の周囲を取り囲む部分には、雄型周囲吸引部４２が設けられている。雄型周囲吸引部４２は、紙箱１と紙箱１外面に積層させる樹脂フィルム３間の空気を吸引して、紙箱１外面と樹脂フィルム３を密着させるものである。
【００１６】
ヒーター５は雄型２を所定温度に加熱するために設けられているものである。図１〜２に示した本実施形態においては、雄型２の紙箱１との接触部分と反対側の面に、ヒーター５が配置されているが、ヒーター５はこれ以外の箇所（例えば雄型２の周囲など）に配置されていてもよいし、雄型２内部の適宜箇所に内蔵されているような構成であってもよい。
【００１７】
紙箱１の外側のほうに配置される雌型６は、紙箱１を収容する凹部６１を有している。この凹部６１の開口付近には、樹脂フィルム３と紙箱１外面底部の間にある空気を押出しつつ樹脂フィルム３を接着させる底部押さえアシスト７が配置されている。
【００１８】
底部押さえアシスト７は、移動シャフト７１及び移動シャフト受７２を介して、平行移動可能に、凹部６１底に保持されている。移動シャフト７１が移動シャフト受７２から抜け落ちるのを防止するために、ストッパー７３を設けておくことが望ましい。また、移動シャフト７１にばね７４を取り付けることにより、底部押さえアシスト７が樹脂フィルム３と紙箱１外面底部を所定の力で押すことができ、かつ、底部押さえアシスト７が凹部６１の開口付近の所定位置に戻ることができるようにしておくことが望ましい。
【００１９】
また、雌型６には、凹部６１内部に圧縮空気を供給可能な圧空射出部８が設けられている。底部押さえアシスト７の動作に同期して、凹部６１内部に圧縮空気を供給することにより、樹脂フィルム３と、紙箱１側壁外面及び紙箱１フランジ外面の間の空気を押出しつつ樹脂フィルム３を接着させるものである。更に雌型６には、凹部６１内部の圧力を測定可能な圧力計１２を設け、凹部６１内部の圧力状態を監視できるようにすることが望ましい。
【００２０】
次に、本発明の成形装置による紙製密封容器の成形工程及び装置各部の動作について図２を用いて説明する。なお、図２は概略図であり、理解しやすくするために紙製容器の紙厚や樹脂フィルムの厚みを誇張して描いている。
【００２１】
紙箱１は、既に所定の形状に成形されており、その形状は、略平面の底部と、その底部の各辺から立ち上がる側壁と、各側壁の上端から外側に屈曲されることにより形成されているフランジと、を有している。このフランジは、別途製造される密閉蓋との接着部分となるものである。
【００２２】
また、紙箱１の内面には内面樹脂フィルム９が積層されているものとする。内面樹脂フィルム９を積層する方法としては、深絞り成形法、真空成形法、圧空成形法、特に真空及び圧空を用いる真空圧空成形法といった既知の技術がある。
【００２３】
雄型２と雌型６は、対向して、かつ、所定の距離だけ離れた状態とする。内面樹脂フィルム９が積層されている紙箱１を、その底部外面が上になるように雄型２の上に被せる（図２（ａ）参照）。
【００２４】
あらかじめ加熱軟化した樹脂フィルム３を、雄型２と雌型６の間に通して静止させ（図２（ｂ）参照）、静止した状態の樹脂フィルム３に、雄型２および雌型６を接近させる（図２（ｃ）参照）。
【００２５】
雄型２および雌型６の上下方向の駆動手段としては、シリンダによる駆動なども考えられるが、雄型２および雌型６の高さ位置の調整の精度、移動速度、加減速などを考慮した場合、サーボモーターとボールネジの組合せを用いるのが望ましい。
【００２６】
加熱軟化した樹脂フィルム３に対し、下降してくる雌型６の底部押さえアシスト７が、まず接触する（図２（ｃ）参照）。次に、上昇してくる雄型２に被せてある紙箱１の底部が、樹脂フィルム３を介して底押さえアシスト７と接触する（図２（ｄ）参照）。この工程によりまず、加熱軟化した樹脂フィルム３が、紙箱１の底部外面に積層される。
【００２７】
底部押さえアシスト７の樹脂フィルム３との接触面の形状を、円筒面の一部分あるいは球面の一部分などの凸形状とすれば、樹脂フィルム３は紙箱１の底部外面の中心付近で線接触あるいは点接触する。これにより、紙箱１と加熱軟化した樹脂フィルム３間の空気を、紙箱１の底部外面の中心から端部に向けて押し出すことが可能となり、紙箱１と樹脂フィルム３の間に気泡を残留させることなく接着することが可能となる。
また、底部押さえアシスト７の樹脂フィルム３と接触する部位の材質を弾性材料としておけば、紙箱１と樹脂フィルム３の間から空気を押し出す機能を、よりいっそう高めることができる。
【００２８】
紙箱１の底部外面と加熱軟化した樹脂フィルム３との接着後、雌型６と雄型２は更に移動し、互いの対向している面の外周部が樹脂フィルム３を介して接触し、所定の押圧で押し合う（すなわち、型締めする）位置まで移動する。このとき、雌型６の凹部６１開口部は、樹脂フィルム３と雄型２によって閉じられた状態となる（図２（ｅ）参照）。
【００２９】
雌型６と雄型２を型締めした後、雄型２の雄型中央吸引部４１及び雄型周囲吸引部４２から真空引きを行う（図２（ｆ）の矢印１０）。このとき、雄型中央吸引部４１からは、雄型２と紙箱１の間にある空気が吸引されて雄型２と紙箱１内面が密着する。
【００３０】
さらに雄型周囲吸引部４２からは、紙箱１側面部外面と樹脂フィルム３の間にある空気が吸引される。これにより、樹脂フィルム３を紙箱１の側面部外面およびフランジ外面に引き寄せ、紙箱１の側面部外面およびフランジ外面と、加熱軟化した樹脂フィルム３を積層接着させる（図２（ｆ）参照）。
【００３１】
同時に、雌型６の凹部６１内部に圧空射出部８から圧空１１を射出して、紙箱１の側面部外面と樹脂フィルム３との空間にある空気を押し出すことにより、紙箱１の側面部外面およびフランジ外面と樹脂フィルム３の積層接着を、より効率良く、かつ強固に行うことができる。
【００３２】
凹部６１内部の閉じられた空間は、圧空射出部８から射出された圧縮空気（図２（ｆ）の矢印１１）によって圧力状態が変化するが、凹部６１内部の圧力を測定するために設けられた圧力計１２により測定することが可能であり、成形条件を管理することが可能となる。
【００３３】
雄型２の雄型中央吸引部４１及び雄型周囲吸引部４２からの真空引きによる真空成形、および、雌型６の圧空射出部８からの圧縮空気による圧空成形を併用することで、加熱軟化した樹脂フィルム３を紙箱１の形状に追随するように精度良く積層することが可能となる。
【００３４】
また、紙箱１外面側にあらかじめ接着材層を形成しておき、ヒーター５により加熱した雄型２の上に被せた際に当該接着材層を溶融させ、加熱軟化した樹脂フィルム３との接着力を高めるということも可能となる。
【００３５】
このように、本発明の紙製密封容器の成形装置により、フランジ付紙箱の内面及び外面に内面樹脂フィルム及び外面樹脂フィルムを各々積層し、バリア性、耐水性、レトルト耐性等の機能に優れた紙製密封容器を成形することが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・紙箱
２・・・雄型
３・・・樹脂フィルム
４１・・・雄型中央吸引部
４２・・・雄型周囲吸引部
５・・・ヒーター
６・・・雌型
６１・・・雌型の凹部
７・・・底部押さえアシスト
７１・・・移動シャフト
７２・・・移動シャフト受
７３・・・ストッパー
７４・・・ばね
８・・・圧空射出部
９・・・内面樹脂フィルム
１０・・・真空引きの空気の流れ方向
１１・・・圧縮空気の供給方向
１２・・・圧力計
【図１】
2012076306.tif 000003
【図２】
2012076306.tif 000004