JP2004050642A

JP2004050642A - Manufacturing method for thermoplastic resin container

Info

Publication number: JP2004050642A
Application number: JP2002211661A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Iwasaki; 岩崎　力; Masato Kogure; 小暮　正人; Hideo Kawasaki; 川崎　秀夫; Yasushi Hatano; 波多野　靖
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a thermoplastic resin container reducing the irregularity of the wall thickness, shape and weight between respective containers in multi-cavity molding. <P>SOLUTION: The method for thermoforming a cup-shaped container from a thermoplastic resin sheet includes a process of clamping the thermoplastic resin sheet preliminarily in the periphery becoming the flange of the cup-shaped container. Preferably, the interval between the clamp position and the plug is adjusted to control the wall thickness distribution of the cup-shaped container. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂のシートを熱成形して得られる容器の製造方法に関し、特に、多数個取りの金型装置を用いて成形を行う場合において、各容器の肉厚分布及び重量の均一化を可能とした熱可塑性樹脂容器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂からなる容器は、耐衝撃性等に優れ、取り扱いが容易であるため、今後も需要の増大が予想される。特に、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステルは、耐衝撃性に加え、透明性に優れ、かつガスバリアー性を有し、また、延伸成形の後、熱固定（ヒートセット）を施すことにより耐熱性を付与することもできることから、各種容器に広範に使用されている。
このような熱可塑性樹脂容器の一例として、延伸又は未延伸の熱可塑性樹脂のシートを熱成形してなるフランジ付き容器がある。
【０００３】
この種の容器の製造方法については、例えば、軟化したポリエチレンテレフタレートのシートを、雄型プラグを用いて、シートのガラス転移点以上に加熱された雌型金型内に、圧伸、接触させ、ヒートセットした後、雄型プラグ上にシュリンクバックさせ冷却して製造する方法がある（特開昭５８−８９３１９号公報）。
この成形方法では、ポリエチレンテレフタレートのシートを延伸することで、透明性が付与でき、また、ヒートセットさせることにより耐熱性が向上できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実際に容器を製造するときは、生産効率を向上するため、一枚の熱可塑性樹脂シートから、複数の容器を同時に製造する、いわゆる「多数個取り」が行われている。この場合、たとえば、図１５に示すように、多数の成形金型９１を隣接して配置した金型装置９０が用いられる。
しかし、多数個取りの場合は、成形時に、隣接金型９１間で樹脂シートの取り合いが生じる。また、ある特定の金型であっても、周辺の金型９１との間又は枠体９２との間の間隔が異なり、それらの間の樹脂量も異なるため、樹脂の引き込み量に差が生じて、容器の肉厚が、容器どうし及び容器自体において変動する問題があった。
さらに、成形領域周辺のシートは、成形中の加熱により変形するが、その変形が隣接金型で成形された容器に影響を与え、容器が変形する、あるいは成形後に行うトリミング工程で抜きずれを生じるなどの問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、多数個取りの成形において、各容器間の肉厚、形状及び重量のばらつきを低減した熱可塑性樹脂容器の製造方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明者らは、熱可塑性樹脂シートから、カップ状容器を熱成形する方法において、加熱した熱可塑性樹脂シートを、あらかじめ各成形金型の周囲でクランプする工程を設けることにより、各成形金型間の樹脂シートの取り合いを防止でき、また、各成形金型の配置に関係無く、成形に使用される樹脂量を均一にできることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂シートからカップ状容器を熱成形する方法において、前記熱可塑性樹脂シートを、あらかじめ前記カップ状容器のフランジとなる周囲でクランプする工程を有する製造方法としてある。
このように、成形前にシートを各成形金型周辺でクランプすることにより、クランプされたエリアの内部（プレクランプエリア）と外部との関係を絶つことができる。したがって、多数個取りの製造を行うときに、他の成形金型のプレクランプエリアに影響が及ばないため、成形金型間のシートの取り合いが防止される。
【０００８】
また、プレクランプ工程のない従来の製造方法では、上記したように、成形金型の配置位置の違いにより、容器側に引き込まれ、容器として使用される樹脂量が異なっていたが、プレクランプすることにより、成形金型の配置に関係無く、容器に使用される樹脂量を一定にできる。
これにより、各容器の肉厚分布、容器重量等が均一となり、品質の揃った容器を製造できる。
【０００９】
また、本発明においては、プレクランプ部を冷却しておくことが好ましい。プレクランプ部を冷却することにより、前記カップ状容器の周辺の余剰シート（以下、スケルトンという）を固化させ、スケルトンの変形に起因して生じる容器の変形、あるいは成形後に行うトリミング工程での抜きずれを抑えることができる。
また、本発明においては、プレクランプで把持した部分に、山切り状、凹凸状等のリブ形状を設けることが好ましい。リブ形状を設けることにより、打ち抜き後のシートに剛性を付与でき、プレクランプ金型を冷却したときと同様の効果が得られる。
【００１０】
また、本発明は、熱可塑性樹脂シートからカップ状容器を熱成形する方法において、前記熱可塑性樹脂シートを、あらかじめ前記カップ状容器のフランジとなる周囲でクランプする工程を有し、前記クランプする位置と前記カップ状容器のフランジ内端との間隔を調整することにより、前記カップ状容器の肉厚分布を制御する方法としてある。
このようにすると、例えば、円形断面形状の容器を製造する場合は、プレクランプの形状をフランジ内端と相似形としてプレクランプとフランジ内端間の間隔を同一とすることにより全周の肉厚を均一にできる。更に、分子配向等により、シートが力学的な異方性を示す場合には、これを考慮したプレクランプエリアに調整することにより、全周の肉厚を均一にできる。
【００１１】
一方、平面断面がオーバル形状を有する容器を製造する場合には、容器の肉厚が薄くなり易い曲率の大きい部分に、多くの樹脂を引き込ませるため、フランジ内端とプレクランプとの間隔を大きくすることによって肉厚分布制御を可能ならしめている。
同様に、辺部の肉厚が薄くなりやすい平面断面が角形形状を有する容器を製造する場合も、フランジ内端の直線部とプレクランプとの間隔を大きくし、辺部に多くの樹脂が引き込まれるようにすることによって、肉厚分布制御を可能ならしめている。
【００１２】
また、本発明においては、熱可塑性樹脂シートをプラグによって延伸させ、カップ状容器を熱成形するプラグアシスト法によって行うことが好ましい。
【００１３】
本発明の容器製造方法は、容器どうしの間で、肉厚、重量、形状等にばらつきの生じやすい、多数個取りの金型装置を用いた熱成形方法に用いることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
なお、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
［第１実施態様］
図１〜図４は本発明の製造方法を、溶融成形法に適用した第１実施形態を説明するための図面である。
図１は本実施形態の製造方法を適用した溶融成形装置の側断面図である。
溶融成形装置１は、主にプラグ（雄型）１１、下金型（雌型）１２、上プレクランプ金型１３及び下プレクランプ金型１４から構成されている。
プラグ１１と下金型１２は同軸に配置されており、プラグ１１が下金型１２内に挿入されかつ離隔するように、軸方向に相対的に移動できるようになっている。
プラグ１１は、加熱されたシート１５を、下金型１２に押し込み、シート１５を下金型１２に沿わせるためのアシストを行うものである。
【００１５】
下金型１２の内面は、製造する容器と同じ形状をしており、シートを冷却し賦形するものである。下金型１２の中心部には、気体排出及び供給のための気体通路１２１が形成されている。
上プレクランプ金型１３及び下プレクランプ金型１４は、それぞれシート１５の上下に位置し、プラグ１１及び下金型１２と同軸に配置されており、協動して熱可塑性樹脂シート１５を固定するとともに下金型１２の上面でフランジ部を成形する。また、上プレクランプ金型１３及び下プレクランプ金型１４は、プラグ１１及び下金型１２とは独立して作動する。
【００１６】
次に、第１実施形態にかかる容器の製造方法を具体的に説明する。
図１に示すように、シート１５は四辺又は二辺がクランプされ（図示せず）、プラグ（雄型）１１等と下金型（雌型）１２等の間に固定されている。
このときのシートの温度は、使用する樹脂にもよるが、シートが実質的に結晶化している場合には、好ましくは（融点温度−２０℃）〜（融点温度＋３０℃）である。シートの温度が（融点＋３０℃）より高いと、ドローダウンにより成形が困難となり、（融点−２０℃）より低いと、粘度が高すぎて高い成形力を必要とするばかりでなく、成形ができないおそれがある。
【００１７】
図２は溶融成形装置１の平面図であり、図３は、プレクランプ工程を示す側断面図である。
上プレクランプ金型１３と下プレクランプ金型１４により、熱可塑性樹脂シート１５を固定（プレクランプ）する。プレクランプされたシートの内側に位置する部分が、容器のフランジ部又は容器口部となる。プレクランプすることにより、プレクランプされた領域の内部（プレクランプ領域）で成形に使用される樹脂と、その外周辺部に位置する樹脂との関係を絶つことができる。
【００１８】
図１５に示すような、プレクランプ金型のない従来の金型装置では、プラグの位置により金型周辺部からの樹脂の引き込み量が異なってしまう。これに対し、本実施形態のようにプレクランプ工程を有する場合は、プラグ１１と同軸に配置されたプレクランプ金型１３、１４を用いて、プレクランプを行うことで、多数個取りの金型装置を用いて容器の製造を行う場合であっても、成形金型間で、樹脂を引き込みあうことがなくなる。したがって、すべての金型において、金型周辺部からの樹脂の引き込み量を均一にすることができ、品質の揃った容器を製造できる。
【００１９】
プレクランプ金型の温度は、好ましくはシート樹脂の軟化点又は融点以下であり、必要に応じて冷却を行ってもよい。プレクランプ金型を冷却することにより、打ち抜き後シートを固化させ、この打ち抜き後シートの熱変形に引きずられて生じる容器変形、あるいは成形後に行うトリミング工程での抜きずれを抑えることができる。
プレクランプ金型の温度としては、例えば、ポリエステル樹脂のようにシートが実質的に非晶性乃至低結晶性として得られる場合には、プレクランプ金型は樹脂のガラス転移温度以下に冷却することが好ましい。一方、ポリプロピレンのようにシートが実質的に結晶化して得られる場合には、プレクランプ金型は樹脂の軟化点以下に冷却することが好ましい。
【００２０】
なお、プレクランプ金型１３，１４の把持面１３１，１４１は、平面でもよいが、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、山切り状、凹凸状等のリブ形状を設けてもよい。リブ形状を設けることにより、打ち抜き後のシートに同様のリブ形状を形成することができ、剛性を付与して、プレクランプ金型を冷却したときと同様の効果を得ることができる。
【００２１】
図４は賦形工程を示す側断面図である。
プラグ（雄型）１１を下金型（雌型）１２に挿入させ、気体通路１２１を介して、下金型１２内の空気を吸引することによって、シート１５を下金型内面に沿わせシート１５を冷却し、賦形する。
このときのプラグの温度は、好ましくは室温〜１６０℃、特に好ましくは３０℃〜１２０℃である。また、下金型温度は、好ましくは５℃〜７０℃、特に好ましくは室温〜５０℃である。
その後、金型及びプレクランプ金型を開き、最終成形体を取り出す。
【００２２】
［第２実施態様］
図５〜図１１は本発明の製造方法を、固相成形法に適用した第２実施形態を説明するための図面である。
図５は第２実施形態の製造方法を実施するための成形装置の側断面図である。この成形装置３は主にプラグ３１、下金型３２、上金型３３、上プレクランプ金型３４及び下プレクランプ金型３５から構成されている。
プラグ３１は、熱可塑性樹脂シート３６を延伸成形するためのものであり、また、延伸・ヒートセットしたシートを収縮賦形するため、最終成形体の外形を有している。プラグ３１には、軸方向に加圧及び減圧のための気体通路３１１が設けられている。
【００２３】
下金型３２は、プラグから離れたシートを、ヒートセットするためのものである。下金型３２の上端面には、上金型３３と協動してフランジ部を成形するフランジ把持面３２２が設けられている。また、下金型３２の中心部には、気体排出及び供給のための気体通路３２１が形成されている。
下金型３２とプラグ３１は同軸に配置されており、プラグ３１が下金型３２内に挿入されかつ離隔するように、軸方向に相対的に移動できるようになっている。
【００２４】
上金型３３は、下金型３２と協動して、フランジ部（口部）を成形するものであり、短い中空の筒状体となっている。したがって、上金型３３は、下金型３２の円筒状内面とほぼ同じ径の内面３３１を有するとともに、その下端面には、下金型３２のフランジ把持面３２２と同じ形状の把持面３３２が設けてある。なお、これら上下金型のフランジ把持面３３２、３２２は平面でもよいし、必要に応じて一方乃至両方の金型に凹凸を設けてもよい。
【００２５】
上プレクランプ金型３４及び下プレクランプ金型３５は、上金型３３及び下金型３２の外周に同軸に設けられており、協動して熱可塑性樹脂シートをクランプする。
【００２６】
次に、本実施形態にかかる容器の製造方法を具体的に説明する。
図５に示すように、シート３６は四辺又は二辺がクランプされ（図示せず）、上金型３３等と下金型３２等の間に固定されている。
シートの温度は使用する樹脂にもよるが、シートが実質的に非晶性乃至低結晶性の状態の場合には、好ましくは、ガラス転移点（Ｔｇ）℃〜（Ｔｇ＋４５）℃である。シートの温度が（Ｔｇ＋４５）℃より高いと、配向結晶化が十分起こらず、後のヒートセット工程において球晶を生成し白化現象が生じるおそれがあり、Ｔｇ℃より低いと、高い成形力を必要とするばかりでなく、成形不能となる、あるいは成形時に樹脂が過延伸状態になり白化現象が生じるおそれがある。
【００２７】
図６は、上プレクランプ金型３４と下プレクランプ金型３５により、熱可塑性樹脂シート３６をプレクランプしたときの側断面図である。
シート３６を成形金型周辺でクランプすることにより、シート３６のクランプされた部分の内側（プレクランプエリア）と外側との関係を絶つことができる。したがって、多数個取りの製造を行うときに、他のプレクランプエリアの影響及び金型間間隔の差の影響を受けることがない。これにより品質の揃った容器を製造できる。
【００２８】
プレクランプ金型の温度は、好ましくはシート樹脂の軟化点又は融点以下であり、必要に応じて冷却を行ってもよい。プレクランプ金型を冷却することにより、打ち抜き後におけるシートの固化時に、シートの熱変形によって生じる容器変形、あるいは成形後に行うトリミング工程での抜きずれを抑えることができる。
【００２９】
なお、第２実施形態においても、第１実施形態の場合と同様に、プレクランプ金型にリブ形状を設けると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
図７は、容器口部あるいはフランジ部に対応する部分の延伸を行い、口部の外周から樹脂を引き込む工程（先行延伸工程）を示す側断面図である。
プラグ３１がシート３６を、下方に所定量押し込んでいる。これにより、後の工程でフランジ部（口部）となる部分が延伸される。したがって、フランジ部は配向結晶化するので、賦形後の反りを防止することができる。
また、この延伸により、容器口部あるいはフランジ部となる部分の外周から、樹脂が口部あるいはフランジ部の内側のエリア（成形エリア）に引き込まれる。これにより、従来は容器に使用されなかった、容器口部あるいはフランジ部の外周部分の樹脂を有効利用することができ、容器の底部の肉厚を厚くできる。
【００３１】
このときのプラグ３１の温度は、たとえば、ポリエステル樹脂シートの場合は、７０℃〜１１０℃、好ましくは８０℃〜１００℃である。
また、プラグ３１の押込み量（先行量）は、製造する容器の形状（肉厚、高さ、底面積等）、プレクランプされたエリア、樹脂シートの厚さ等を考慮して、適宜調整する。
先行量が不足した場合、延伸が不十分となり、フランジ部の反りの改善が達成されず、また、樹脂の引き込みが不足し、製造した容器の底部の厚肉化ができないおそれがある。
一方、先行量が大きすぎると樹脂の引き込み量が多すぎて、後のプラグを使用した延伸工程で容器全体、特に容器底部の樹脂に対して十分な延伸を付与することができず、結果成形された容器は十分な配向結晶化が得られず白化するおそれがある。
【００３２】
図８は、熱可塑性樹脂シートの延伸した部分をクランプして成形する工程を示す側断面図である。
この工程では、下金型３２が上昇することにより、上金型３３と協動して、それぞれの把持面３２２、３３２でフランジ部（口部）をクランプして成形する。上金型３３及び下金型３２によりクランプされることにより、フランジ部は流動配向される。
なお、熱可塑性樹脂シートの少なくともフランジ部に対応する部分にシリコーンオイル、パーム油、グラマーワックス等の植物性油脂などの潤滑剤を塗布すると、把持面３２２の内側の角とシート間での滑りがよくなり、フランジ直下に生じる側壁外表面の傷つきが少なくなる。また、クランプされた部分が押し潰され、その部分から樹脂の一部が押し出されてフランジ部の内側および外側に流れ込み易くなるため、クランプされたフランジ部での、樹脂の流動配向が顕著になり、配向結晶化が促進されるため好ましい。
このとき、上金型の温度は、たとえば、ポリエステル樹脂シートの場合は、室温〜１５０℃が好ましく、特に５０℃〜１３０℃が好ましい。
【００３３】
図９は容器本体を成形するための延伸工程を示す側断面図である。
この工程では、プラグ３１がストロークエンドまで、下金型３２内部に挿入されることで、シート３６は延伸され配向結晶化する。
図１０は、ヒートセット工程を示す側断面図である。
この工程では、プラグ３１の気体通路３１１を介して圧縮空気を供給（圧空）して、シート３６を下金型３２内面に接触させる。このとき、下金型３２を加熱しておき、シートに熱を加えてヒートセットする。更にこのとき、下金型３２の気体通路３２１から吸気をしてもよく、このようにするとシートと下金型３２の密着が向上し、より効果的にヒートセットを行うことが可能となる。
ヒートセット時の下金型３２の温度は、ポリエステル樹脂シートの場合、好ましくは１２０℃〜２００℃、特に好ましくは１４０℃〜１８０℃である。
【００３４】
図１１は、冷却・賦形工程を示す側断面図である。
この工程では、プラグ３１の通路３１１から供給される圧縮空気を停止して、シートに自己収縮を起こさせる。同時に、気体通路３１１を介して吸気を行い、シートとプラグの間を真空にして、シートをプラグ３１の外表面の形状に沿わせて賦形する。このとき、下金型３２の気体通路３２１から圧搾空気を供給してもよく、このようにすると密着がよくなり賦形性が向上する。
この工程の後、金型及びプレクランプ金型を開き、プラグ３１を上昇させ、最終成形体を取り出す。
【００３５】
本発明の容器製造方法は、平面断面が、図１３に示すようなオーバル形状の容器あるいは図１４に示すような角形形状の容器を製造する場合にも好適に適用することができる。
図１３はオーバル断面形状を有する容器を製造するときの成形装置の平面図であり、図１４は角断面形状を有する容器を製造するときの成形装置の平面図である。
すなわち、プレクランプ工程において、プレクランプエリアの形状を調整することで、容器の肉厚分布を制御することにより行う。
たとえば、平面断面が丸形形状の容器を製造する場合においては、上記したように、容器の肉厚、重量等の均一化を図るときには、プレクランプエリアはカップ状容器のフランジ内端の平面断面形状と相似形にする必要がある。
【００３６】
一方、平面断面がオーバル形状を有する容器を製造する場合には、容器の肉厚が薄くなり易い曲率の大きい部分に、多くの樹脂を引き込ませるため、カップ状容器のフランジ内端とプレクランプエリアとの間隔を大きくすることによって肉厚分布制御を可能ならしめている。
また、辺部の肉厚が薄くなりやすい平面断面が角形形状を有する容器を製造する場合も、図１３に示すようにカップ状容器のフランジ内端の直線部とプレクランプとの間隔を大きくし、辺部に多くの樹脂が引き込まれるようにすることによって、肉厚分布制御を可能ならしめている。
なお、平面が角形形状の容器においては、長辺部は短辺部よりも、カップ状容器のフランジ内端とプレクランプエリアとの間隔を大きくしてある。
更に、分子配向等により、シートが力学的な異方性を示す場合には、これを考慮したプレクランプエリアに調整することにより、肉厚分布の制御を行うことができる。
【００３７】
本発明の容器製造方法は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６等のポリアミド系樹脂等の結晶性樹脂からなるシート、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート、環状オレフィン系共重合体等の非晶性樹脂からなるシートのどちらでもよい。また、これらの単層シートのみならず、複数の層を有するシートでもよい。
好ましくは、少なくとも一層のポリエステル層を有するポリエステル系樹脂のシートである。
【００３８】
使用するポリエステルとしては、芳香族ジカルボン酸を主体とするカルボン酸成分と、脂肪族ジオールを主体とするアルコール成分から誘導されたポリエステルであり、好ましくはカルボン酸成分の５０モル％以上が、テレフタル酸成分からなり、かつアルコール成分の５０モル％以上がエチレングリコール成分からなるポリエステルが挙げられる。
この条件を満足する限り、このポリエステルは、ホモポリエステルでも、共重合ポリエステルでも、あるいはこれらの２種類以上のブレンド物であってもよい。
【００３９】
テレフタル酸成分以外のカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、Ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−４，４’−ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等を挙げることができる。
【００４０】
一方、エチレングリコール以外のアルコール成分としては、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロへキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビタン等のアルコール成分を挙げることができる。
【００４１】
適当な熱可塑性ポリエステルの例は、例えば、ポリエチレンテレフタレートが最も好適であり、他に、ポリエチレン／ブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート／２，６−ナフタレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレートや、これらとポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート／イソフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート／アジペート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート／イソフタレート、ポリブチレンテレフタレート／アジペート、あるいはこれらの２種以上とのブレンド物等が挙げられる。
【００４２】
ポリエステルの分子量は、フィルム形成範囲の分子量であることが好ましい。具体的には溶媒として、フェノール／テトラクロロエタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度〔ＩＶ〕が、０．５以上、特に０．６〜１．５の範囲にあることが成形性や機械的性質、耐熱性等の点で好ましい。
【００４３】
ポリエステル中には、エチレン系重合体、熱可塑性エラストマー、ポリアリレート、ポリカーボネート等の改質樹脂成分の少なくとも１種を含有させることができる。この改質樹脂成分は、一般にポリエステル１００重量部当たり５０重量部以下、特に好適には５〜３５重量部の量で用いるのが好ましい。
また、公知のプラスチック用配合剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、充填剤、着色剤等を配合することができる。成形容器を不透明化する目的には、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、アルミナ、シリカ、各種クレイ、焼せっこう、タルク、マグネシヤ等の充填剤やチタン白、黄色酸化鉄、ベンガラ、群青、酸化クロム等の無機顔料や有機顔料を配合することができる。
【００４４】
熱可塑性樹脂シートは、製造する容器に各種機能を付与するため、ポリエステル層以外の層として、ガスバリアー性樹脂層、リサイクルポリエステル樹脂層、酸素吸収性樹脂層等を有することができる。
他の樹脂層は、二層構成で内層あるいは外層として用いることもできるし、また、３層構成で中間層として用いることもできる。
また、熱可塑性樹脂シートの厚さは、容器の大きさ等によっても相違するが、０．５〜５ｍｍ、特に、１〜３ｍｍであることが、容器の強度や成形性の点で好ましい。
【００４５】
以上、説明したように、上記実施形態にかかる容器の製造方法は、一枚のシートから同時に多数の容器を製造する場合においても、肉厚、重量が均一な容器が製造でき、生産性に優れた製造方法である。
また、プレクランプエリアの形状を調整することにより、容器の肉厚分布を制御することができる。これにより、オーバル形状断面、角形状等、全周が均一な延伸倍率とならない形状の容器に対する肉厚の制御が可能となる。更に、分子配向等により、シートが力学的な異方性を示す場合にも肉厚の制御が効果的にできる。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示す。
［固相成形］
実施例１
上記の第２実施態様で説明した方法によりカップ状容器を製造した。使用した装置では、１枚のシートから容器が３個製造できる。熱可塑性樹脂シートとして、厚さ１．２ｍｍ、ガラス転移温度７５℃の非晶性ポリエチレンテレフタレートのシート（三井化学（株）社製、品名：ＳＡ１３５）を使用し、以下に示す成形条件で製造した。
シート温度：約９５℃
プラグ温度：約９０℃
上金型温度：約１３０℃
下金型温度：約１６０℃
上下プレクランプ金型温度：約３０℃
ヒートセット工程及び賦形時の圧空条件：０．６ＭＰａ
先行延伸工程におけるプラグの挿入量：２３ｍｍ
プラグ最外径：６７ｍｍ
プラグ高さ：１０８ｍｍ
フランジ把持面外径：７５ｍｍ
プレクランプ把持面内径：９４ｍｍ
プレクランプ把持面断面形状：平面（幅１ｍｍ）
本発明の効果を確かめるため後述する評価を行った。結果を表１に示した。
この成形条件では、底部が厚肉化し、フランジ部に反りのない良好なカップ状容器が得られた。また、プレクランプしたことにより、容器側壁等に周方向の偏肉は認められなかった。
（評価項目）
１．同時に成形した各カップの重量のばらつき（Ｒ値）を評価した。（Ｒ値＝最大値−最小値）
Ｒ値が０．５ｇ以下のものを○とした。
２．スケルトンの変形に起因したカップの変形有無を目視により評価した。変形のなかったものを○と評価した。
３．フランジが平滑に成形されたかどうか目視により判断し、既存のヒートシール法で密封が可能かどうか判断した。可能なものを○と評価した。
【００４７】
【表１】

【００４８】
実施例２
プレクランプ把持面の断面形状を図１２（ａ）のような山切り形状に変更した以外は実施例１と同様の成形条件で、成形を行った。
尚、山切りプレクランプ幅は６ｍｍ、山高さは３ｍｍであった。
【００４９】
比較例１
プレクランプ工程を行わない他は、実施例１と同じ条件によりカップ状容器を製造した。
【００５０】
［溶融成形］
実施例３
上記の第１実施態様で説明した方法によりカップ状容器を製造した。使用した装置では、１枚のシートから容器が３個製造できる。熱可塑性樹脂シートとして、厚さ１．０ｍｍ、融点１４２℃のポリプロピレンのシート（（株）グランドポリマー社製、品名：グランドポリプロＲＥ３８６）を使用し、以下に示す成形条件で製造した。
シート温度：約１３５℃
雄金型温度：約７０℃
雌金型温度：約５０℃
上下プレクランプ金型温度：約３０℃
カップ胴部最外径：６７ｍｍ
カップ高さ：６０ｍｍ
フランジ成形面外径：７５ｍｍ
プレクランプ把持面内径：９４ｍｍ
プレクランプ把持面断面形状：平面（幅１ｍｍ）
（評価項目）
１．同時に成形したカップの単重のばらつきを測定する（Ｒ値）
２．スケルトンの変形に起因したカップの変形有無を目視により判断する
評価結果は表１に示した。
【００５１】
比較例２
プレクランプ工程を行わない他は、実施例３と同じ条件によりカップ状容器を製造した。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、多数個取りの成形において、各容器間の肉厚、形状及び重量のばらつきを低減した熱可塑性樹脂容器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を溶融成形で実施するための成形装置の側断面図である。
【図２】図１の溶融成形装置の平面図である。
【図３】プレクランプ工程を示す側断面図である。
【図４】賦形工程を示す側断面図である。
【図５】本発明の製造方法を実施するための固相成形装置の側断面図である。
【図６】プレクランプ工程を示す側断面図である。
【図７】先行延伸工程を示す側断面図である。
【図８】フランジ部の成形工程を示す側断面図である。
【図９】延伸工程を示す側断面図である。
【図１０】ヒートセット工程を示す側断面図である。
【図１１】冷却・賦形工程を示す側断面図である。
【図１２】プレクランプ金型の把持面を示す図であり、（ａ）は山切り状、（ｂ）は凹凸状を示す図である。
【図１３】オーバル断面形状を有する容器を製造するときの成形装置の平面図である。
【図１４】角断面形状を有する容器を製造するときの成形装置の平面図である。
【図１５】多数個取りを行う場合のプラグの位置関係を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１　溶融成形装置
１１　プラグ
１１１　気体通路
１２　下金型
１２１　気体通路
１２２　フランジ把持面
１３　上プレクランプ金型
１３１　上プレクランプ金型把持面
１４　下プレクランプ金型
１４１　下プレクランプ金型把持面
１５　熱可塑性樹脂シート
３　固相成形装置
３１　プラグ
３１１　気体通路
３２　下金型
３２１　気体通路
３２２　フランジ把持面
３３　上金型
３３１　内面
３３２　フランジ把持面
３４　上プレクランプ金型
３４１　上プレクランプ金型把持面
３５　下プレクランプ金型
３５１　下プレクランプ金型把持面
３６　熱可塑性樹脂シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a container obtained by thermoforming a sheet of a thermoplastic resin, and in particular, when molding is performed using a multi-cavity mold device, the thickness distribution and weight of each container are uniform. The present invention relates to a method for producing a thermoplastic resin container that has been made possible.
[0002]
[Prior art]
Containers made of a thermoplastic resin are excellent in impact resistance and the like, and are easy to handle. Therefore, demand is expected to increase in the future. In particular, thermoplastic polyesters such as polyethylene terephthalate have excellent transparency and gas barrier properties in addition to impact resistance, and also have heat resistance by heat setting (heat setting) after stretch molding. Since it can be provided, it is widely used in various containers.
As an example of such a thermoplastic resin container, there is a flanged container obtained by thermoforming a stretched or unstretched thermoplastic resin sheet.
[0003]
For a method of manufacturing this type of container, for example, using a male plug, a softened polyethylene terephthalate sheet is drawn into a female mold heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point of the sheet, and drawn and contacted. After heat setting, there is a method of manufacturing by shrinking back on a male plug and cooling it (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-89319).
In this molding method, transparency can be imparted by stretching the polyethylene terephthalate sheet, and heat resistance can be improved by heat setting.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when actually manufacturing a container, a so-called "multi-cavity production" in which a plurality of containers are simultaneously manufactured from one thermoplastic resin sheet is performed in order to improve production efficiency. In this case, for example, as shown in FIG. 15, a mold device 90 in which a number of molding dies 91 are arranged adjacent to each other is used.
However, in the case of multi-cavity molding, the resin sheets are joined between the adjacent dies 91 during molding. Also, even with a specific mold, the distance between the peripheral mold 91 and the frame 92 is different, and the amount of resin between them is also different. Thus, there has been a problem that the thickness of the container varies between the containers and between the containers themselves.
Further, the sheet around the forming area is deformed by heating during the forming, and the deformation affects the container formed by the adjacent mold, and the container is deformed or a slip occurs in a trimming process performed after the forming. There was such a problem.
[0005]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thermoplastic resin container in which variations in thickness, shape, and weight between containers are reduced in molding in multi-cavity.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present inventors, in a method of thermoforming a cup-shaped container from a thermoplastic resin sheet, a step of previously clamping the heated thermoplastic resin sheet around each molding die. By providing, it is possible to prevent the resin sheet between each molding die, and, regardless of the arrangement of each molding die, found that the amount of resin used for molding can be made uniform, and completed the present invention. .
[0007]
That is, the present invention is a method for thermoforming a cup-shaped container from a thermoplastic resin sheet, the method comprising a step of previously clamping the thermoplastic resin sheet around a flange of the cup-shaped container.
Thus, by clamping the sheet around each molding die before molding, the relationship between the inside (pre-clamp area) of the clamped area and the outside can be cut off. Therefore, when the multi-cavity manufacturing is performed, the pre-clamp area of the other molding dies is not affected, so that the joining of the sheets between the molding dies is prevented.
[0008]
Further, in the conventional manufacturing method without the pre-clamping step, as described above, the amount of resin drawn into the container side and used as the container is different due to the difference in the arrangement position of the molding die. Thus, the amount of resin used in the container can be constant regardless of the arrangement of the molding dies.
Thereby, the thickness distribution, the container weight, and the like of each container become uniform, and a container with uniform quality can be manufactured.
[0009]
In the present invention, it is preferable that the pre-clamp portion is cooled. By cooling the pre-clamp portion, the excess sheet (hereinafter, referred to as a skeleton) around the cup-shaped container is solidified, and the deformation of the container caused by the deformation of the skeleton, or the slippage in a trimming process performed after molding. Can be suppressed.
Further, in the present invention, it is preferable to provide a rib shape such as a mountain-cut shape or an uneven shape in a portion gripped by the pre-clamp. By providing the rib shape, rigidity can be given to the sheet after punching, and the same effect as when the pre-clamp mold is cooled can be obtained.
[0010]
Further, the present invention provides a method for thermoforming a cup-shaped container from a thermoplastic resin sheet, the method further comprising a step of previously clamping the thermoplastic resin sheet around a flange of the cup-shaped container, wherein the clamping position The thickness distribution of the cup-shaped container is controlled by adjusting the distance between the cup-shaped container and the inner end of the flange of the cup-shaped container.
In this way, for example, when manufacturing a container having a circular cross-sectional shape, the thickness of the entire circumference is increased by making the shape of the pre-clamp similar to the inner end of the flange and making the interval between the pre-clamp and the inner end of the flange the same. Can be made uniform. Further, when the sheet exhibits mechanical anisotropy due to molecular orientation or the like, the thickness of the entire circumference can be made uniform by adjusting the pre-clamp area in consideration of this.
[0011]
On the other hand, when manufacturing a container having an oval plane cross section, the distance between the inner end of the flange and the pre-clamp is increased in order to draw a lot of resin into a portion having a large curvature where the thickness of the container tends to be thin. By doing so, it is possible to control the thickness distribution.
Similarly, in the case of manufacturing a container having a square cross section in which the thickness of the side portion is likely to be thinner, the distance between the straight portion at the inner end of the flange and the pre-clamp is increased, and a lot of resin is drawn into the side portion. In this way, the thickness distribution can be controlled.
[0012]
Further, in the present invention, it is preferable to perform the process by a plug assist method in which a thermoplastic resin sheet is stretched by a plug and a cup-shaped container is thermoformed.
[0013]
The container manufacturing method of the present invention is preferably used in a thermoforming method using a multi-cavity mold device in which the thickness, weight, shape, and the like tend to vary among containers.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
Note that the present invention is not limited to these embodiments.
[First embodiment]
1 to 4 are drawings for explaining a first embodiment in which the manufacturing method of the present invention is applied to a melt molding method.
FIG. 1 is a side sectional view of a melt forming apparatus to which the manufacturing method of the present embodiment is applied.
The melt forming apparatus 1 mainly includes a plug (male) 11, a lower mold (female) 12, an upper pre-clamp mold 13, and a lower pre-clamp mold 14.
The plug 11 and the lower mold 12 are arranged coaxially, and are relatively movable in the axial direction so that the plug 11 is inserted into the lower mold 12 and is separated therefrom.
The plug 11 pushes the heated sheet 15 into the lower mold 12 and assists the sheet 15 along the lower mold 12.
[0015]
The inner surface of the lower mold 12 has the same shape as the container to be manufactured, and cools and shapes the sheet. A gas passage 121 for discharging and supplying gas is formed in the center of the lower mold 12.
The upper pre-clamping mold 13 and the lower pre-clamping mold 14 are located above and below the sheet 15, respectively, are arranged coaxially with the plug 11 and the lower mold 12, and cooperate to fix the thermoplastic resin sheet 15. At the same time, a flange portion is formed on the upper surface of the lower mold 12. The upper pre-clamp mold 13 and the lower pre-clamp mold 14 operate independently of the plug 11 and the lower mold 12.
[0016]
Next, a method for manufacturing the container according to the first embodiment will be specifically described.
As shown in FIG. 1, the sheet 15 is clamped on four sides or two sides (not shown), and is fixed between the plug (male type) 11 and the lower mold (female type) 12 and the like.
The temperature of the sheet at this time depends on the resin used, but is preferably (melting point temperature−20 ° C.) to (melting point temperature + 30 ° C.) when the sheet is substantially crystallized. If the temperature of the sheet is higher than (melting point + 30 ° C.), it becomes difficult to form due to drawdown. If the temperature is lower than (melting point−20 ° C.), not only is the viscosity too high and a high molding force is required, but also molding is not possible. There is a risk.
[0017]
FIG. 2 is a plan view of the melt forming apparatus 1, and FIG. 3 is a side sectional view showing a pre-clamping step.
The thermoplastic resin sheet 15 is fixed (pre-clamped) by the upper pre-clamp mold 13 and the lower pre-clamp mold 14. The portion located inside the pre-clamped sheet becomes the flange portion or the container mouth of the container. By pre-clamping, the relationship between the resin used for molding inside the pre-clamped area (pre-clamped area) and the resin located on the outer periphery thereof can be cut off.
[0018]
In a conventional mold apparatus without a pre-clamp mold as shown in FIG. 15, the amount of resin drawn in from the periphery of the mold differs depending on the position of the plug. On the other hand, when a pre-clamp process is provided as in the present embodiment, the pre-clamp is performed using the pre-clamp dies 13 and 14 arranged coaxially with the plug 11, so that a multi-cavity mold is provided. Even when the container is manufactured using the apparatus, the resin is not drawn in between the molding dies. Therefore, in all the dies, the amount of resin drawn in from the periphery of the dies can be made uniform, and containers of uniform quality can be manufactured.
[0019]
The temperature of the pre-clamp mold is preferably equal to or lower than the softening point or the melting point of the sheet resin, and may be cooled if necessary. By cooling the pre-clamp mold, the sheet after punching is solidified, and deformation of the container caused by dragging due to thermal deformation of the sheet after punching or slippage in a trimming step performed after molding can be suppressed.
As the temperature of the pre-clamp mold, for example, when the sheet is substantially amorphous or low-crystalline as in polyester resin, the pre-clamp mold should be cooled below the glass transition temperature of the resin. Is preferred. On the other hand, when the sheet is substantially crystallized, such as polypropylene, the pre-clamp mold is preferably cooled to a temperature lower than the softening point of the resin.
[0020]
The gripping

surfaces

131 and 141 of the pre-clamp dies 13 and 14 may be flat, but may be provided with a rib shape such as a mountain-cut shape or an uneven shape as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b). Good. By providing the rib shape, the same rib shape can be formed on the sheet after punching, the rigidity can be imparted, and the same effect as when the pre-clamp mold is cooled can be obtained.
[0021]
FIG. 4 is a side sectional view showing a shaping step.
By inserting the plug (male type) 11 into the lower die (female type) 12 and sucking the air in the lower die 12 through the gas passage 121, the sheet 15 is moved along the inner surface of the lower die. 15 is cooled and shaped.
The temperature of the plug at this time is preferably from room temperature to 160 ° C, particularly preferably from 30 ° C to 120 ° C. The lower mold temperature is preferably 5 ° C to 70 ° C, particularly preferably room temperature to 50 ° C.
Thereafter, the mold and the pre-clamp mold are opened, and the final molded body is taken out.
[0022]
[Second embodiment]
FIGS. 5 to 11 are drawings for explaining a second embodiment in which the manufacturing method of the present invention is applied to a solid-phase molding method.
FIG. 5 is a side sectional view of a molding device for performing the manufacturing method according to the second embodiment. The molding apparatus 3 mainly includes a plug 31, a lower mold 32, an upper mold 33, an upper pre-clamp mold 34, and a lower pre-clamp mold 35.
The plug 31 is for stretching the thermoplastic resin sheet 36 and has the outer shape of the final molded body in order to shrink and shape the stretched and heat-set sheet. The plug 31 is provided with a gas passage 311 for increasing and decreasing pressure in the axial direction.
[0023]
The lower mold 32 is for heat setting the sheet separated from the plug. On the upper end surface of the lower mold 32, a flange gripping surface 322 for forming a flange portion in cooperation with the upper mold 33 is provided. A gas passage 321 for discharging and supplying gas is formed in the center of the lower mold 32.
The lower mold 32 and the plug 31 are coaxially arranged, and are relatively movable in the axial direction so that the plug 31 is inserted into and separated from the lower mold 32.
[0024]
The upper mold 33 forms a flange (mouth) in cooperation with the lower mold 32, and is a short hollow cylindrical body. Accordingly, the upper mold 33 has an inner surface 331 having substantially the same diameter as the cylindrical inner surface of the lower mold 32, and has a grip surface 332 having the same shape as the flange grip surface 322 of the lower mold 32 on a lower end surface thereof. It is provided. The flange holding surfaces 332 and 322 of the upper and lower molds may be flat, or one or both molds may have irregularities as needed.
[0025]
The upper pre-clamp mold 34 and the lower pre-clamp mold 35 are provided coaxially on the outer periphery of the upper mold 33 and the lower mold 32, and cooperate to clamp the thermoplastic resin sheet.
[0026]
Next, a method for manufacturing a container according to the present embodiment will be specifically described.
As shown in FIG. 5, the sheet 36 has four or two sides clamped (not shown) and is fixed between the upper mold 33 and the lower mold 32 and the like.
Although the temperature of the sheet depends on the resin used, when the sheet is substantially in an amorphous or low-crystalline state, it is preferably at a glass transition point (Tg) ° C to (Tg + 45) ° C. If the temperature of the sheet is higher than (Tg + 45) ° C., oriented crystallization does not sufficiently occur, and spherulites may be generated in the subsequent heat setting step to cause whitening. If the temperature is lower than Tg ° C., a high molding force is required. In addition to the above, molding may be impossible, or the resin may be in an overstretched state during molding, causing a whitening phenomenon.
[0027]
FIG. 6 is a side cross-sectional view when the thermoplastic resin sheet 36 is pre-clamped by the upper pre-clamp mold 34 and the lower pre-clamp mold 35.
By clamping the sheet 36 around the molding die, the relationship between the inside (pre-clamp area) of the clamped portion of the sheet 36 and the outside can be broken. Therefore, when the multi-cavity manufacturing is performed, there is no influence from the influence of other pre-clamp areas and the difference between the dies. As a result, containers of uniform quality can be manufactured.
[0028]
The temperature of the pre-clamp mold is preferably equal to or lower than the softening point or the melting point of the sheet resin, and may be cooled if necessary. By cooling the pre-clamp die, it is possible to suppress deformation of the container caused by thermal deformation of the sheet during solidification of the sheet after punching, or to prevent slippage in a trimming step performed after molding.
[0029]
In the second embodiment as well, similar to the first embodiment, when the rib shape is provided in the pre-clamp mold, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0030]
FIG. 7 is a side cross-sectional view showing a process of extending a portion corresponding to a container mouth or a flange and drawing resin from an outer periphery of the mouth (preceding stretching process).
The plug 31 pushes the sheet 36 downward by a predetermined amount. Thereby, the part which becomes a flange part (mouth part) in a subsequent process is extended. Therefore, since the flange portion is oriented and crystallized, warpage after shaping can be prevented.
Further, by this stretching, the resin is drawn into the area (molding area) inside the mouth or the flange from the outer periphery of the portion to be the mouth or the flange. Thereby, the resin at the outer periphery of the container mouth or the flange, which has not been conventionally used for the container, can be effectively used, and the thickness of the bottom of the container can be increased.
[0031]
The temperature of the plug 31 at this time is, for example, 70 ° C to 110 ° C, preferably 80 ° C to 100 ° C in the case of a polyester resin sheet.
In addition, the pushing amount (leading amount) of the plug 31 is appropriately adjusted in consideration of the shape (thickness, height, bottom area, etc.) of the container to be manufactured, the pre-clamped area, the thickness of the resin sheet, and the like. .
If the leading amount is insufficient, the stretching may be insufficient, the improvement of the warpage of the flange portion may not be achieved, and the resin may be insufficiently drawn, so that the bottom of the manufactured container may not be thickened.
On the other hand, if the leading amount is too large, the amount of resin drawn in is too large, and in the subsequent stretching step using a plug, sufficient stretching cannot be imparted to the entire container, particularly to the resin at the bottom of the container, resulting in molding. The obtained container may not be sufficiently oriented and crystallized, and may be whitened.
[0032]
FIG. 8 is a side cross-sectional view showing a step of clamping and forming the stretched portion of the thermoplastic resin sheet.
In this step, the lower mold 32 is raised to cooperate with the upper mold 33 to clamp and form the flange portion (mouth) at each of the gripping surfaces 322 and 332. By being clamped by the upper mold 33 and the lower mold 32, the flange portion is flow-oriented.
When a lubricant such as a vegetable oil such as silicone oil, palm oil, or grammar wax is applied to at least a portion corresponding to the flange portion of the thermoplastic resin sheet, slip between the inner corner of the gripping surface 322 and the sheet may occur. As a result, damage to the outer surface of the side wall immediately below the flange is reduced. In addition, the clamped portion is crushed, and a portion of the resin is extruded from the portion and easily flows into and out of the flange portion, so that the flow orientation of the resin in the clamped flange portion becomes remarkable. This is preferable because oriented crystallization is promoted.
At this time, the temperature of the upper mold is, for example, in the case of a polyester resin sheet, preferably from room temperature to 150 ° C, particularly preferably from 50 ° C to 130 ° C.
[0033]
FIG. 9 is a side sectional view showing a stretching step for forming the container body.
In this step, the sheet 36 is stretched and oriented and crystallized by inserting the plug 31 into the lower mold 32 until the stroke end.
FIG. 10 is a side sectional view showing a heat setting step.
In this step, compressed air is supplied (pressurized air) through the gas passage 311 of the plug 31 to bring the sheet 36 into contact with the inner surface of the lower mold 32. At this time, the lower mold 32 is heated, and the sheet is heat-set by applying heat. Further, at this time, air may be taken in from the gas passage 321 of the lower mold 32. In this case, the close contact between the sheet and the lower mold 32 is improved, and heat setting can be performed more effectively.
In the case of a polyester resin sheet, the temperature of the lower mold 32 at the time of heat setting is preferably from 120 ° C to 200 ° C, particularly preferably from 140 ° C to 180 ° C.
[0034]
FIG. 11 is a side sectional view showing a cooling / shaping process.
In this step, the compressed air supplied from the passage 311 of the plug 31 is stopped to cause the sheet to self-shrink. At the same time, air is sucked in through the gas passage 311 to create a vacuum between the sheet and the plug, and the sheet is shaped according to the shape of the outer surface of the plug 31. At this time, compressed air may be supplied from the gas passage 321 of the lower mold 32. In this case, close contact is improved and shapeability is improved.
After this step, the mold and the pre-clamp mold are opened, the plug 31 is raised, and the final molded body is taken out.
[0035]
The container manufacturing method of the present invention can be suitably applied to a case where an oval container as shown in FIG. 13 or a rectangular container as shown in FIG. 14 is manufactured.
FIG. 13 is a plan view of a forming apparatus when manufacturing a container having an oval cross-sectional shape, and FIG. 14 is a plan view of a forming apparatus when manufacturing a container having a square cross-sectional shape.
That is, in the pre-clamping step, the thickness of the container is controlled by adjusting the shape of the pre-clamp area.
For example, in the case where a container having a round cross section is manufactured, as described above, when the thickness and weight of the container are to be made uniform, the pre-clamp area is a flat cross section of the inner end of the flange of the cup-shaped container. It must be similar to the shape.
[0036]
On the other hand, when manufacturing a container having an oval plane cross section, a large amount of resin is drawn into a portion having a large curvature where the thickness of the container is apt to be reduced. The thickness distribution can be controlled by increasing the distance between the two.
Also, in the case of manufacturing a container having a square cross-section in which the thickness of the side portion is likely to be thin, the distance between the straight portion of the inner end of the flange of the cup-shaped container and the pre-clamp is increased as shown in FIG. By controlling a large amount of resin to be drawn into the side portion, the thickness distribution can be controlled.
In the case of a container having a square planar shape, the distance between the inner end of the flange of the cup-shaped container and the pre-clamp area is larger on the long side than on the short side.
Further, when the sheet exhibits mechanical anisotropy due to molecular orientation or the like, the thickness distribution can be controlled by adjusting the pre-clamp area in consideration of this.
[0037]
The container manufacturing method according to the present invention includes a sheet made of a crystalline resin such as a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene; a polyamide resin such as polyamide 6, polyamide 66, and polyamide 46; or polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene. Any of sheets made of an amorphous resin such as a polyester resin such as terephthalate, polycarbonate, polyarylate, or a cyclic olefin copolymer may be used. Further, not only these single-layer sheets but also sheets having a plurality of layers may be used.
Preferably, it is a polyester resin sheet having at least one polyester layer.
[0038]
The polyester used is a polyester derived from a carboxylic acid component mainly composed of an aromatic dicarboxylic acid and an alcohol component mainly composed of an aliphatic diol. Preferably, 50 mol% or more of the carboxylic acid component is terephthalic acid. And polyester in which 50 mol% or more of the alcohol component is composed of an ethylene glycol component.
As long as this condition is satisfied, the polyester may be a homopolyester, a copolyester, or a blend of two or more of these.
[0039]
Examples of the carboxylic acid component other than the terephthalic acid component include isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, P-β-oxyethoxybenzoic acid, biphenyl-4,4′-dicarboxylic acid, diphenoxyethane-4,4′-dicarboxylic acid, -Sodium sulfoisophthalic acid, hexahydroterephthalic acid, adipic acid, sebacic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid and the like.
[0040]
On the other hand, alcohol components other than ethylene glycol include 1,4-butanediol, propylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, cyclohexanedimethanol, and ethylene oxide of bisphenol A. Examples include adducts, alcohol components such as glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and sorbitan.
[0041]
Examples of suitable thermoplastic polyesters are, for example, polyethylene terephthalate, which is most preferred, as well as polyethylene / butylene terephthalate, polyethylene terephthalate / 2,6-naphthalate, polyethylene terephthalate / isophthalate, and polybutylene terephthalate, Butylene terephthalate / isophthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polybutylene terephthalate / adipate, polyethylene-2,6-naphthalate / isophthalate, polybutylene terephthalate / adipate, or a blend of two or more of these. Can be
[0042]
The molecular weight of the polyester is preferably within the range of forming a film. Specifically, the moldability and mechanical properties are such that the intrinsic viscosity [IV] measured using a phenol / tetrachloroethane mixed solvent as a solvent is 0.5 or more, especially 0.6 to 1.5. , Heat resistance and the like.
[0043]
The polyester may contain at least one modified resin component such as an ethylene polymer, a thermoplastic elastomer, a polyarylate, and a polycarbonate. The modified resin component is generally used in an amount of 50 parts by weight or less, particularly preferably 5 to 35 parts by weight, per 100 parts by weight of the polyester.
In addition, known plastic compounding agents, for example, antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, fillers, coloring agents, and the like can be added. For the purpose of making the molded container opaque, fillers such as calcium carbonate, calcium silicate, alumina, silica, various clays, gypsum, talc, magnesium, titanium white, yellow iron oxide, red iron oxide, ultramarine, chromium oxide, etc. Inorganic pigments and organic pigments can be blended.
[0044]
The thermoplastic resin sheet may have a gas barrier resin layer, a recycled polyester resin layer, an oxygen-absorbing resin layer, and the like as layers other than the polyester layer in order to impart various functions to the container to be manufactured.
The other resin layer can be used as an inner layer or an outer layer in a two-layer configuration, or can be used as an intermediate layer in a three-layer configuration.
Further, the thickness of the thermoplastic resin sheet varies depending on the size of the container and the like, but is preferably 0.5 to 5 mm, particularly preferably 1 to 3 mm in view of the strength and moldability of the container.
[0045]
As described above, the method for manufacturing a container according to the above embodiment can manufacture a container having a uniform thickness and weight even when manufacturing a large number of containers simultaneously from one sheet, and is excellent in productivity. Manufacturing method.
Further, the thickness distribution of the container can be controlled by adjusting the shape of the pre-clamp area. This makes it possible to control the thickness of a container having a shape in which the entire periphery does not have a uniform stretching ratio, such as an oval-shaped cross section and a square shape. Further, even when the sheet exhibits mechanical anisotropy due to molecular orientation or the like, the thickness can be effectively controlled.
[0046]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described.
[Solid phase molding]
Example 1
A cup-shaped container was manufactured by the method described in the second embodiment. In the apparatus used, three containers can be manufactured from one sheet. An amorphous polyethylene terephthalate sheet (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name: SA135) having a thickness of 1.2 mm and a glass transition temperature of 75 ° C. was used as a thermoplastic resin sheet under the following molding conditions. .
Sheet temperature: about 95 ° C
Plug temperature: about 90 ° C
Upper mold temperature: about 130 ° C
Lower mold temperature: about 160 ° C
Upper and lower pre-clamp mold temperature: about 30 ° C
Compressed air conditions during heat setting process and shaping: 0.6 MPa
Insertion amount of plug in preceding stretching step: 23 mm
Outer diameter of plug: 67mm
Plug height: 108mm
Outer diameter of flange holding surface: 75mm
Pre-clamp gripping surface inner diameter: 94mm
Pre-clamp gripping surface cross section: flat surface (width 1 mm)
The following evaluation was performed to confirm the effects of the present invention. The results are shown in Table 1.
Under these molding conditions, a good cup-shaped container having a thick bottom portion and no warpage in the flange portion was obtained. In addition, due to the pre-clamping, uneven thickness in the circumferential direction was not recognized on the container side wall and the like.
(Evaluation item)
1. Simultaneously, the weight variation (R value) of each molded cup was evaluated. (R value = maximum value-minimum value)
Those having an R value of 0.5 g or less were evaluated as ○.
2. The presence or absence of deformation of the cup due to the deformation of the skeleton was visually evaluated. A sample without deformation was evaluated as ○.
3. It was visually determined whether or not the flange was formed smoothly, and it was determined whether or not sealing was possible by the existing heat sealing method. Possible ones were evaluated as ○.
[0047]
[Table 1]

[0048]
Example 2
Molding was performed under the same molding conditions as in Example 1 except that the cross-sectional shape of the pre-clamp gripping surface was changed to a mountain-cut shape as shown in FIG.
The width of the pre-clamp was 6 mm, and the height of the pre-clamp was 3 mm.
[0049]
Comparative Example 1
A cup-shaped container was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the pre-clamping step was not performed.
[0050]
[Melt molding]
Example 3
A cup-shaped container was manufactured by the method described in the first embodiment. In the apparatus used, three containers can be manufactured from one sheet. As a thermoplastic resin sheet, a polypropylene sheet (manufactured by Grand Polymer Co., Ltd., product name: Grand Polypro RE386) having a thickness of 1.0 mm and a melting point of 142 ° C. was used and manufactured under the following molding conditions.
Sheet temperature: about 135 ° C
Male mold temperature: about 70 ° C
Female mold temperature: about 50 ° C
Upper and lower pre-clamp mold temperature: about 30 ° C
Cup body outermost diameter: 67mm
Cup height: 60mm
Outer diameter of flange forming surface: 75mm
Pre-clamp gripping surface inner diameter: 94mm
Pre-clamp gripping surface cross section: flat surface (width 1 mm)
(Evaluation item)
1. Measure the variation of the unit weight of the cup molded at the same time (R value)
2. Visually determine whether the cup is deformed due to skeleton deformation
The evaluation results are shown in Table 1.
[0051]
Comparative Example 2
A cup-shaped container was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the pre-clamping step was not performed.
[0052]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the thermoplastic resin container which reduced the variation of the thickness, shape, and weight between each container in multi-cavity shaping | molding can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a molding apparatus for performing a production method of the present invention by melt molding.
FIG. 2 is a plan view of the melt molding apparatus of FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing a pre-clamping step.
FIG. 4 is a side sectional view showing a shaping step.
FIG. 5 is a side sectional view of a solid-phase molding device for performing the manufacturing method of the present invention.
FIG. 6 is a side sectional view showing a pre-clamping step.
FIG. 7 is a side sectional view showing a preliminary stretching step.
FIG. 8 is a side sectional view showing a step of forming a flange portion.
FIG. 9 is a side sectional view showing a stretching step.
FIG. 10 is a side sectional view showing a heat setting step.
FIG. 11 is a side sectional view showing a cooling / shaping step.
12A and 12B are diagrams illustrating a gripping surface of a pre-clamping mold, wherein FIG. 12A is a diagram illustrating a mountain-cut shape, and FIG.
FIG. 13 is a plan view of a molding apparatus when manufacturing a container having an oval cross-sectional shape.
FIG. 14 is a plan view of a molding apparatus for producing a container having a square cross-sectional shape.
FIG. 15 is a plan view for explaining a positional relationship of plugs when performing multi-cavity picking.
[Explanation of symbols]
1 Melt molding equipment
11 plug
111 gas passage
12 Lower mold
121 gas passage
122 Flange gripping surface
13 Upper pre-clamp mold
131 Upper pre-clamp die holding surface
14 Lower pre-clamp mold
141 Lower pre-clamp die holding surface
15. Thermoplastic resin sheet
3 Solid phase molding equipment
31 plug
311 Gas passage
32 Lower mold
321 gas passage
322 Flange gripping surface
33 Upper mold
331 inside
332 Flange gripping surface
34 Upper pre-clamp mold
341 Upper pre-clamp mold gripping surface
35 Lower pre-clamp mold
351 Lower pre-clamp die holding surface
36 thermoplastic resin sheet

Claims

In a method of thermoforming a cup-shaped container from a thermoplastic resin sheet,
A method for manufacturing a thermoplastic resin container, comprising a step of previously clamping the thermoplastic resin sheet around a flange serving as the flange of the cup-shaped container.

The method for manufacturing a thermoplastic resin container according to claim 1, wherein the clamp portion is cooled.

The method for producing a thermoplastic resin container according to claim 1, wherein the portion gripped by the clamp portion has a rib shape.

The thickness distribution of the cup-shaped container is controlled by adjusting an interval between the position to be clamped and an inner end of the flange of the cup-shaped container. Method for producing a thermoplastic resin container.

The method for producing a thermoplastic resin container according to claim 4, wherein the thermoplastic resin container has an oval shape, a square shape, or the like in a plan sectional shape.

The method for producing a thermoplastic resin container according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermoforming is performed by plug assist molding.

The method for producing a thermoplastic resin container according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermoforming method is performed using a multi-cavity mold device.