プラスチック製食品包装の主な役割は、中身を保護し、消費者の健康と安全を確保することです。しかし、消費者に魅力を感じてもらい、購入を決めてもらうには、見た目に魅力的なデザインの包装が必要です。
食品・飲料メーカーは、プラスチック加工業界や射出成形を活用することで、安全性と見た目の魅力を兼ね備えた食品包装を製造でき、大きな恩恵を受けています。
射出成形によるプラスチック製食品容器の製造では、消費者が興味を持つようなさまざまな工程が舞台裏で行われています。たとえば、射出成形を利用すれば、食品・飲料メーカーは米国食品医薬品局（FDA）などの政府機関が定める基準を満たすことができます。
この記事では、特に射出成形を用いた食品容器の製造について、興味深い事実をご紹介します。
プラスチック製食品容器の射出成形とは？
購入する製品のほとんどは、何らかの形でプラスチックを使用した包装に入っています。
食品業界は全般に厳しく規制されているため、メーカーは法令を遵守して事業を行ううえで、特定の衛生・品質基準を満たさなければなりません。
Engineers India Research Institute（EIRI）は、プラスチック射出成形の仕組みを3段階で説明しています。
同機関は次のように説明しています。「まず、溶かしたプラスチックを型に注入してパリソンを作ります。次に、キーとなるピンから圧縮空気を吹き込み、形を膨らませます。最後に、容器を3つ目の工程へ移し、取り出します。」
食品容器の製造に関する興味深い事実をいくつかご紹介します。
1. プラスチック成形にはさまざまな種類がある
製造業のニュースや資料を扱うウェブサイトManufacturing.netによると、プラスチック製食品容器の製造に使われる一般的な方法には、射出成形、ブロー成形、熱成形、回転成形があります。
2. 射出成形は最も一般的な製造方法
食品容器メーカーが使う成形方法の中で、最も一般的なのは射出成形です。Manufacturing.netによると、この成形技術には非常に高価な鋼製金型が必要です。
同じ情報源は、工程について次のように説明しています。
- 2つの鋼材ブロックを加工し、一方のブロックの一部が、もう一方のブロックに切り込まれた隙間にはまるようにします。この隙間は、完成品に必要な形状に作られます。
- 溶かしたプラスチックを隙間に注入するため、小さな注入口を設けます。
- 大きなクランプで金型を固定し、閉じた状態に保ちます。その間、冷却液を鋼材ブロック内に循環させ、溶融プラスチックが再び固まるまで冷却します。
- クランプを開き、完成品を取り出します。
この方法の最大の利点は、製造工程が速く、生産コストと完成品の価格を抑えられることです。一方、必要な金型が非常に高価になりやすいという欠点があります。
3. ブロー成形は中空部品の製造に最適
この方法では、2つの金属ブロックを、合わせたときに製品の外形となるよう加工します。成形中、これらのブロックが溶融プラスチックを誘導し、製造する製品の形に整えます。
この方法の最大の強みは、中空部品を作れることです。欠点のひとつは、射出成形ほど精密ではないことです。
4. 回転成形は最も低コスト
Manufacturing.netは、回転成形について次のように説明しています。「基本的な工程では、必要量のプラスチック粉末を中空の金型に入れます。」
金型をオーブン内で回転させ、溶融プラスチックを内壁に付着させます。プラスチックが冷えて目的の形になったら、金型から取り出します。
ほかの2つの方法と比べると、回転成形は製造工程に時間がかかるものの、コストは低く抑えられます。
5. プラスチック射出成形で作れるのは開口部のある容器に限られる
製造業者の情報を掲載するIQS Directoryによると、「射出成形で製造できるのは、片側が開いた容器に限られます。」
こうした容器には、食品容器、ボウル、カップ、タブ、バケツなどがあります。この方法で中空製品を作るのは不可能ではありませんが、より複雑になります。
6. 食品・飲料メーカーはプラスチック射出 成形
ここまで射出成形の利点に少し触れてきましたが、最も一般的な方法であるこの技術について、さらに詳しく見ていきましょう。
ERPNews.comが公開した「記事「プラスチック射出成形――食品・飲料業界を変革する技術」では、食品容器の製造におけるプラスチック射出成形の主な利点として、次の点が挙げられています。
幅広い用途：多様な用途に対応できるため、食品業界は食品容器の製造に関するさまざまな規制やガイドラインを満たすことができます。
効率的でスピーディーな生産：射出成形は最も速い方法であり、ほかの方法と比べてコスト効率に優れています。そのため、この方法で製造した製品は、ほかの技術で作った製品より安価になる可能性があります。
複雑な部品にも対応可能：適切な金型を用意すれば、ミスを心配することなく、必要なだけ多くの部品を作ることができます。
色や素材を柔軟に選択：射出成形では幅広い種類の樹脂から選べるため、さまざまな色や素材に対応できます。
ERPNews.comは次のように結論づけています。「プラスチック成形のほかの方法と比べると、射出成形は食品・飲料メーカーにとって最良の方法です。」
7. プラスチック製食品容器には厳格な規制がある
食品メーカーは、米国でもその他の市場でも、特定の基準を満たすことが求められます。
米国食品医薬品局（FDA）およびGrocery Manufacturers Association（GMA）の規制では、プラスチック製食品容器のメーカーに対し、食品用グレードの材料を使用するよう求めています。また、メーカーは無毒性に関するガイドラインも遵守しなければなりません。
食品用グレードのプラスチックは、有害物質や化学物質で食品を汚染しません。
8. 食品用射出成形材料には独自の要件がある
食品容器の製造に使う材料は、不活性で、反応しにくく、耐久性がなければなりません。
プラスチック製食品容器の製造に使われる一般的な材料をご紹介します。
- 高密度ポリエチレン（HDPE）：耐久性があり、着色・無着色の容器を作れることから、プラスチック製食品容器メーカーで最もよく使われるプラスチックです。
- ポリカーボネート（PC）：再利用可能な哺乳瓶や水筒など、食品容器に高い強度が求められる場合に最適です。
- ポリエチレンテレフタレート（PET）：圧力がかかっても容器の形状を保つ必要がある場合に最適な素材です。オーブンや電子レンジに対応した製品の製造によく使われます。
- ポリプロピレン（PP）：丈夫な素材で、シロップなど、容器から押し出して使う食品の容器によく使われます。
- ポリスチレン（PS）：カップやボウルなど、レストランで使うカトラリー類の製造に主に使われます。
9. 食品容器業界には厳格な規制がある
食品容器の製造工程は厳しく規制されています。 企業は複数の要件を満たす必要があり、製品には次の条件が求められます。
- 有毒な材料を使用していないこと
- BPAフリーで製造されていること
- FDA認証を取得していること
- FMAの安全規制を満たしていること
- ISO 9001:2015に準拠していること
- GMA-SAFE規格を満たしていること
10. 再生プラスチックは溶かして射出成形できる
プラスチックを溶かして射出成形することは可能です。しかし、品質が劣化する可能性があると考える人もいます。また、プラスチックが汚染されている可能性があるため、製造されたものが安全性や品質の要件を引き続き満たす保証はありません。
WheatleyPlastics.co.ukによると、「射出成形に再生プラスチックを使用しても、製造部品の品質に明らかな影響はありません。」
同じ情報源は、次のように述べています。「一見すると双方にメリットがあるようですが……先に述べたとおり、リサイクルプラスチックを射出成形工程で全面的に採用するには、解決すべき問題がまだ1、2点残っています。」
11. プラスチックの射出成形には高価な金型が必要
長い目で見ればプラスチックの射出成形は低コストになる可能性がありますが、初期投資が高額になるのが実情です。
Readingplastic.comは、射出成形用金型がなぜ高価なのかを解説しています。同社によると、「射出成形用金型には、成形のたびに数千ポンドもの圧力がかかります。そのため、繰り返し使用しても変形しない、非常に強度の高い素材で金型を作る必要があります。」
Readingplastic.comは、さらに、射出成形用金型のコストを左右するもう一つの要因は、製造する部品の複雑さだと述べています。
12. 射出成形は多くのエネルギーを消費する
食品容器を作るために樹脂を溶かす工程では、多くのエネルギーが必要になることがあります。しかし、射出成形設備の設計者たちは、エネルギー消費を抑えられる、より効率的な機械の開発に取り組んでいます。
食品容器のプラスチック射出成形を手がける企業は、持続可能な生産を実現するため、ISO 9001などの認証を活用しています。また、できる限りリサイクルを行って廃棄物を減らすことも、環境に配慮した取り組みの一つです。
