JP2007038544A - ライナ成形装置及びライナ成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ライナによるボトル缶の密封性を従来よりも一段と向上できるライナ成形装置及びライナ成形方法を提供することにある。
【解決手段】 ライナ成形装置１では、押圧面10の成形下死点を変化させて余分に供給された合成樹脂材101を押圧面10の下方領域に集めるようにしたことにより、シール部成形手段２の環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間の距離を一定に保つことができ、その結果、ライナ110のシール部109Bの厚さを予め選定した所定の厚さH1に確実に成形できるので、シール部109Bの厚さにばらつきが生じることを未然に防止でき、これによりキャッピング加工での絞り深さのばらつきをなくし、ライナ110によるボトル缶の密封性を従来よりも一段と向上できる。
【選択図】 図２

Description

本発明はライナ成形装置及びライナ成形方法に関し、例えばスポーツドリンク等の清涼飲料水やコーヒー等の飲み物を封入して販売するための飲料容器に用いられるキャップ（以下、これを飲料容器用キャップと呼ぶ）にライナを成形する際に適用して好適なものである。

近年、飲料容器として、ガラスや合成樹脂製のものに代えて、アルミニウム等の金属製でなるボトル缶が用いられており、これに伴い、ボトル缶を閉止する飲料容器用キャップについてもアルミニウム等の金属製で形成されたものが用いられている。

そして、このような金属製でなる飲料容器用キャップの天板部の内面には、例えば、ポリプロピレンとゴムとを混合したものやポリエチレン、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）等のような比較的軟質の合成樹脂材で成形されたライナが設けられており、このライナが閉止時に容器口部の頂部に当接し容器内部を密封し得るようになされている。

また、このライナの周辺部には、環状に突出したシール部が形成されており、飲料容器用キャップでボトル缶を閉止させた際にシール部がボトル缶の容器口部に密着して、当該ボトル缶内を一段と確実に密封するようになされている。

ところで、このようなライナを飲料容器用キャップ内に成形する際には、ライナ成形装置（金型）が用いられている（例えば特許文献１参照）。

実際上、図４（Ａ）に示すように、このようなライナ成形装置100においては、合成樹脂材101を押圧する押圧成形手段102と、ほぼ円筒状に形成され、押圧成形手段102の外周側に設けられた外郭成形手段103とで構成されており、外郭成形手段103によって囲まれた所定領域内で、押圧成形手段102の先端部に形成した押圧面104で合成樹脂材101を飲料容器用キャップ105の天板部106の内面106Aに押圧し得るようになされている。

このライナ成形装置100を用いて飲料容器用キャップ105内にライナを成形する場合には、天板部106を下にした飲料容器用キャップ105内に所定量の溶融した合成樹脂材101を供給し、当該天板部106のほぼ中心位置に合成樹脂材101を位置決めする。

次いで、図４（Ｂ）に示すように、ライナ成形装置100は、押圧成形手段102及び外郭成形手段103を飲料容器用キャップ105内に挿入させ、当該飲料容器用キャップ105の天板部106に外郭成形手段103を当接させて位置決めし、合成樹脂材101が変形することになる所定領域を形成する。

そして、この状態のままライナ成形装置100は、図４（Ｃ）に示すように、天板部106に供給された合成樹脂材101を押圧成形手段102の押圧面104で押圧してゆき、当該合成樹脂材101を外郭成形手段103まで押し広げライナ110の中央部109Aを成形するとともに、押圧面104の周縁に形成された環状に凹んだシール成形部108により所定の厚さH1のシール部109Bを成形し、飲料容器用キャップ105の天板部106の内面106Aにライナ110を接着し得るようになされている。
特開２００４−２８４０８２号公報

しかしながら、かかる構成のライナ成形装置100では、押圧面104によってライナ110の中央部109Aとシール部109Bとのほぼ全体を成形できるものの、当該合成樹脂材101の供給量が多い場合には、図５に示すように、押圧成形手段102全体が余分な合成樹脂材101によって押し上げられ、押圧面104の成形下死点が変動し、その結果、シール部109Bが予め選定した所定の厚さH1とは異なる厚さH2となってしまう。

そして、このようにシール部109Bの厚さH2にばらつきがあるとキャッピング加工での絞り深さがばらつくため、ボトル缶の密封性が低下してしまうという問題があった。

本発明は、以上の問題点を考慮してなされたもので、ライナによるボトル缶の密封性を従来よりも一段と向上できるライナ成形装置及びライナ成形方法を提供しようとするものである。

本発明の請求項１記載のライナ成形装置は、キャップの内面に位置決めされた合成樹脂材を押圧してライナを成形するライナ成形装置において、前記ライナの周辺部にシール部を成形するシール部成形手段と、前記シール部成形手段と別体で構成され、前記合成樹脂材を押圧することにより生じる反力に応じて成形下死点が変化するライナ中央部成形手段とを備えるものである。

また、本発明の請求項２記載のライナ成形装置は、前記シール部成形手段と前記ライナ中央部成形手段とに荷重をかける荷重付与手段を備え、前記ライナ中央部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力が、前記シール部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力よりも小さく設定さているものである。

さらに、本発明の請求項３記載のライナ成形方法は、キャップの内面に位置決めされた合成樹脂材をライナ中央部成形手段で押圧してライナの中央部を成形し、前記合成樹脂材をシール部成形手段で押圧して前記ライナの周辺部にシール部を成形するライナ成形方法において、前記シール部成形手段と別体で構成された前記ライナ中央部成形手段の成形下死点が、前記合成樹脂材からの反力に応じて変化するものである。

さらに、本発明の請求項４記載のライナ成形方法は、前記ライナ中央部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力が、前記シール部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力よりも小さくなるように前記シール部成形手段及び前記ライナ中央部成形手段に荷重をかけるものである。

本発明の請求項１記載のライナ成形装置及び請求項３記載のライナ成形方法では、供給された合成樹脂材によってライナ中央部成形手段の成形下死点だけを変化させるようにしたことにより、シール部成形手段とキャップの内面との間の距離を一定に保つことができ、その結果、ライナのシール部の厚さを予め選定した所定の厚さに確実に成形できるので、シール部の厚さにばらつきが生じることを未然に防止でき、これによりキャッピング加工での絞り深さのばらつきをなくし、ライナによるボトル缶の密封性を従来よりも一段と向上できる。

また、本発明の請求項２記載のライナ成形装置及び請求項４記載のライナ成形方法では、合成樹脂材から受ける反力によってライナ中央部成形手段が押し上げられ、押圧面の成形下死点のみを変化させることができるので、シール部成形手段とキャップの内面との間の距離について確実に一定に保つことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図４（Ａ）との対応部分に同一符号を付して示す図１において、１はライナ成形装置を示し、このライナ成形装置１は、使用者が片手で保持できる大きさでなるボトル缶（図示せず）を閉止するための飲料容器用キャップ105に、溶融した合成樹脂材101からライナを成形し得る。

この場合、ライナ成形装置１は、ほぼ円筒形状で形成されたシール部成形手段２と、このシール部成形手段２と別体で構成され、当該シール部成形手段２の内側に配置されたライナ中央部成形手段３とで構成されており、これらシール部成形手段２及びライナ中央部成形手段３が駆動装置４によって上下方向に可動され得る。

シール部成形手段２には、下面にライナの外郭を規定する環状に突出した外郭部６が形成されているとともに、その内側にライナのシール部を成形する環状の段部（以下、これを環状凹部と呼ぶ）７が形成されており、外郭部６の先端部がほぼ平面形状に形成され、当該外郭部６が飲料容器用キャップ105の内面106Aに当接し得るようになされている。

ここで、シール部成形手段２は、その上端部に図示しない圧縮コイルばね等の弾性体が設けられ、この弾性体によって上方に付勢されており、荷重付与手段としての駆動装置４によって所定のスプリング荷重（以下、これをアウタ側スプリング荷重と呼ぶ）がかけられることにより弾性体を引き伸ばし、飲料容器用キャップ105内に挿入され、環状凹部７により飲料容器用キャップ105内の合成樹脂材101に対して単位面積あたり所定の押圧力（以下、これをアウタ側押圧力と呼ぶ）をかけ得るようになされている。

ここで、この実施の形態の場合、以下の表１に示すように、シール部成形手段２は、例えば外郭部６及び環状凹部７における全金型面積が約３３０ｍｍ²でなり、当該シール部成形手段２に対して約３００kgfのアウタ側スプリング荷重がかけられることにより、成形時に環状凹部７によって合成樹脂材に対し約０．９kgf／ｍｍ²のアウタ側押圧力をかけ得るようになされている。

また、シール部成形手段２には、その内周面に僅かに凹ませた位置決め段差部８が形成されており、ライナ中央部成形手段３が最上位置にある時（すなわち、成形動作開始時）、この位置決め段差部８にライナ中央部成形手段３の外周面に形成された突出部９が当接し、当該ライナ中央部成形手段３を位置決めし得る。

ライナ中央部成形手段３は、シール部成形手段２に位置決めされたまま当該シール部成形手段２と連動して下降し得るように構成されているとともに、当該シール部成形手段２が飲料容器用キャップ105の内面106Aに位置決めされた後においてもさらに下降し得るように構成されている。

これにより、ライナ中央部成形手段３は、先端部に形成されたほぼ平面形状でなる押圧面10により合成樹脂材を押圧し得るようになされている。

実際上、ライナ中央部成形手段３は、その上端部に図示しない圧縮コイルばね等の弾性体が設けられ、この弾性体によって上方に付勢されており、荷重付与手段としての駆動装置４によって所定のスプリング荷重（以下、これをセンタ側スプリング荷重と呼ぶ）がかけられることにより弾性体を引き伸ばし、押圧面10により合成樹脂材101に対して単位面積あたり所定の押圧力（以下、これをセンタ側押圧力と呼ぶ）をかけ得るようになされている。

かかる構成に加えて、ライナ中央部成形手段３は、センタ側押圧力がシール部成形手段２のアウタ側押圧力よりも小さく設定され、押圧面10に対して上方に向かってセンタ側押圧力以上の力を受けると、当該力に応じて押圧面10が押し上げられ成形下死点が上昇し得るようになされている。

なお、ここで成形下死点とは、ライナ中央部成形手段３が上下動することにより合成樹脂材101を押圧し、飲料容器用キャップ105内にライナ110を成形する一連の工程において、当該合成樹脂材101からの反力により押圧面10が下方に動かなくなる位置をいう。

因みに、この実施の形態の場合、表１に示したように、ライナ中央部成形手段３は、例えばアウタ側スプリング荷重よりも大きい約４００kgfのセンタ側スプリング荷重がかけられるものの、押圧面10がシール部成形手段２の全金型面積（約３３０ｍｍ²）よりも大きな約６８０ｍｍ²でなることから、押圧面10によって合成樹脂材に対しアウタ側押圧力よりも小さい約０．６kgf／ｍｍ²のセンタ側押圧力をかけ得るようになされている。

以上の構成において、ライナ成形装置１を用いてライナ110を成形する場合、図１に示すように、まず飲料容器用キャップ105の天板部106を下にした状態で、当該天板部106における内面106Aの中心付近に溶融させた合成樹脂材101を供給する。

次いで、ライナ成形装置１では、駆動装置４によって上方からシール部成形手段２に所定のアウタ側スプリング荷重をかけるとともに、ライナ中央部成形手段３にセンタ側スプリング荷重をかけ、これらシール部成形手段２及びライナ中央部成形手段３を一体的に飲料容器用キャップ105内に挿入させ、図２（Ａ）に示すように、シール部成形手段２の外郭部６を天板部106の内面106Aに当接させる。

ライナ中央部成形手段３は、図２（Ｂ）に示すように、センタ側スプリング荷重がかけられていることによりさらに下降し、天板部106に供給された合成樹脂材101に対し押圧面10を介してセンタ側押圧力をかける。

これによりライナ成形装置では、図２（Ｃ）に示すように、合成樹脂材101を押圧面10で押圧し、当該合成樹脂材101を環状凹部７まで押し広げてゆくことにより中央部109Aを成形できるとともに、当該環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間に合成樹脂材101を満たすことができ、かくして環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間にライナ110のシール部109Bを形成できる。

ところで、この際、合成樹脂材は、ライナ中央部成形手段３の押圧面10によって下方に押圧されていることにより、当該押圧面10の周縁にあるシール部成形手段２の環状凹部７を押し上げるような反力を生じさせることになる。

しかしながら、このライナ成形装置１では、アウタ側押圧力よりも小さなセンタ側押圧力を押圧面10によって合成樹脂材101にかけるようにしたことにより、シール部成形手段２を押し上げるまでの反力が環状凹部７に作用せず、その結果、当該反力によってシール部成形手段２が押し上げられることを防止し、環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間の距離を一定に保つことができ、かくして、ライナ110を成形する際、予め選定した所定の厚さH1でなるシール部109Bを確実に成形できる。

また、このライナ成形装置１では、ライナ中央部成形手段３をシール部成形手段２と別体で構成し、シール部成形手段２にかかるアウタ側スプリング荷重とは異なるセンタ側スプリング荷重をライナ中央部成形手段３に別途かけるようにしたことにより、合成樹脂材101から受ける反力によってライナ中央部成形手段３だけが押し上げられ、その結果、押圧面10の成形下死点だけを変化させることができる。

従って、ライナ成形装置１では、図３に示すように、合成樹脂材101の供給量が多い場合であっても、ライナ中央部成形手段３の押圧面10が合成樹脂材101の反力により上方に押され、当該押圧面10の成形下死点だけが変化し、その結果、余分に供給された合成樹脂材101を押圧面10の下方領域に集めることができるので、シール部成形手段２の環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間の距離について確実に一定に保つことができる。

このようにライナ成形装置１では、合成樹脂材101の供給量が多い場合であっても、シール部成形手段２の環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間の距離を確実に一定に保つことができるので、ライナ110において予め選定した所定の厚さH1でなるシール部109Bを確実に成形できる。

以上の構成によれば、ライナ成形装置１では、押圧面10の成形下死点を変化させて余分に供給された合成樹脂材101を押圧面10の下方領域に集めるようにしたことにより、シール部成形手段２の環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間の距離を一定に保つことができ、その結果、ライナ110のシール部109Bの厚さを予め選定した所定の厚さH1に確実に成形できるので、シール部109Bの厚さにばらつきが生じることを未然に防止でき、これによりキャッピング加工での絞り深さのばらつきをなくし、ライナ110によるボトル缶の密封性を従来よりも一段と向上できる。

また、ライナ中央部成形手段３において、シール部成形手段２によるアウタ側押圧力よりも小さなセンタ側押圧力で合成樹脂材101を押圧するようにしたことにより、合成樹脂材101から受ける反力によってライナ中央部成形手段３が押し上げられ、押圧面10の成形下死点のみを変化させることができ、かくしてシール部成形手段２の環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間の距離について確実に一定に保つことができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載した事項の範囲内で種々の変形実施をすることができ、例えば弾性体を用いることなく駆動装置４による荷重のみでライナ中央部成形手段３及びシール部成形手段２を上下動させるようにしても良い。

また、上述した実施の形態においては、アウタ側押圧力を約０．９kgf／ｍｍ²に設定し、これに対してセンタ側押圧力を約０．６kgf／ｍｍ²に設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、合成樹脂材101から受ける反力によってライナ中央部成形手段３が押し上げられ、押圧面10の成形下死点だけが変化し、シール部成形手段２の環状凹部７と飲料容器用キャップ105の内面106Aとの間の距離を確実に一定に保つことができれば、この他種々の数値に設定するようにしても良い。

ライナ成形装置の全体構成を示す側断面図である。 ライナ中央部成形手段によって合成樹脂材を押圧する様子を示す概略図である。 合成樹脂材の供給量が多かったときのシール部成形手段及びライナ中央部成形手段の状態を示す側断面図である。 従来のライナ成形装置によってライナを成形する様子を示す概略図である。 シール部の厚さにばらつきが生じたときの様子を示す概略図である。

符号の説明

１ ライナ成形装置
２ シール部成形手段
３ ライナ中央部成形手段
４ 駆動装置（荷重付与手段）
105 飲料容器用キャップ（キャップ）
109 シール部
110 ライナ

Claims (4)

1. キャップの内面に位置決めされた合成樹脂材を押圧してライナを成形するライナ成形装置において、前記ライナの周辺部にシール部を成形するシール部成形手段と、前記シール部成形手段と別体で構成され、前記合成樹脂材を押圧することにより生じる反力に応じて成形下死点が変化するライナ中央部成形手段とを備えることを特徴とするライナ成形装置。
2. 前記シール部成形手段と前記ライナ中央部成形手段とに荷重をかける荷重付与手段を備え、前記ライナ中央部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力が、前記シール部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載のライナ成形装置。
3. キャップの内面に位置決めされた合成樹脂材をライナ中央部成形手段で押圧してライナの中央部を成形し、前記合成樹脂材をシール部成形手段で押圧して前記ライナの周辺部にシール部を成形するライナ成形方法において、前記シール部成形手段と別体で構成された前記ライナ中央部成形手段の成形下死点が、前記合成樹脂材からの反力に応じて変化することを特徴とするライナ成形方法。
4. 前記ライナ中央部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力が、前記シール部成形手段の合成樹脂材にかける押圧力よりも小さくなるように前記シール部成形手段及び前記ライナ中央部成形手段に荷重をかけることを特徴とする請求項３記載のライナ成形方法。
   
   
   
   
   

Images