JP2007276188A - フランジ付き容器の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリエステル樹脂を基材とするフランジ付き容器を成形する場合に、ポリエステル樹脂を充分に結晶化させて耐熱性を充分に得ると共に、フランジ部の厚さを全体に均一な厚さに成形できて、良好なヒートシール性を得ることができるようにする。
【解決手段】樹脂シートを塑性変形が可能な温度にまで予備加熱した状態で、この樹脂シートのうちで容器のフランジ部となる部分を、成形用金型の上金型と下金型とにより挟持して押し潰すと共に、樹脂シートの基材の樹脂の半結晶化時間が最小となる温度に下金型を加熱した状態で、成形用金型により容器の形状に樹脂シートを成形して、樹脂シートの基材のポリエステル樹脂を１５〜５０％まで結晶化させた後、これを高温状態のままで冷却用金型２１に移して、容器１のフランジ部２を上金型２２ａと下金型２３ａとで挟持して押し潰すことで、容器１のフランジ部２を再成形する。
【選択図】図７

Description

本発明は、容器のフランジ部に別部材の蓋板（リッド）をヒートシールすることで密封可能な樹脂製のフランジ付き容器に関し、特に、ポリエステル系樹脂を基材とする単層又は多層の樹脂シートを、該樹脂シートで容器のフランジ部となる部分を金型の上金型と下金型とにより挟持した状態で、金型の雌型面に合致した形状に変形させて容器に成形するようなフランジ付き容器の成形方法に関する。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のようなポリエステル樹脂は、内容物入りの容器としたときの耐内容物性に優れており、内容物に樹脂の臭いを付着させたり、また、逆に、内容物のフレーバー等を樹脂に吸着させたりすることがないため、食品用容器として使用するのに好適な材料である。特に、ポリエステル樹脂のうちでも、ポリエチレンテレフタレートに５％程の結晶化促進剤や紫外線を不透過にするための着色剤を混合した球晶性ポリエチレンテレフタレート（Ｃ−ＰＥＴ）や、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）や、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等については、耐熱性や耐寒衝撃性や保香性や耐油性や酸素バリヤー性などの点でも優れていることから、例えば、レトルト殺菌できる金属缶での金属に代わり得るような素材として、食品用容器への使用が考慮されている。

そのようなポリエステル樹脂による食品用の容器として、容器のフランジ部に別部材の蓋板（リッド）をヒートシールすることで密封可能なカップ状のフランジ付き容器が従来から提案されており、そのようなポリエステル樹脂製のフランジ付き容器について、下記の特許文献１には、ポリエステル樹脂の一種であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートから容器を成形する方法（圧空成形方法）について開示されている。

すなわち、下記の特許文献１には、「特に、高分子量ＰＥＴシートから、透明性及び衝撃抵抗を維持しながら、２軸延伸されヒートセットされた容器を製造する深絞り成形に関する。」ものとして、「ポリエチレンテレフタレートの非晶質シートをその軟化に十分な高温に加熱すること； 雌型を前記ＰＥＴシートのガラス転移温度以上の温度に加熱して該ＰＥＴシートを結晶化させること； 前記の軟化したシートを前記雌型のキャビテイー上に配置すること； 雄型プラグを用いて、前記の軟化したシートを前記の雌型キャビテイー内に圧伸すること； 前記の軟化シートに空気圧を適用することにより、前記の軟化シートを前記雄型プラグから前記雌型へ移動させること； 前記の軟化したポリエステルシートを前記雌型と接触させて、そのガラス転移温度以上の温度に加熱し、それにより前記ポリエステルをヒートセットすること； 前記の空気圧を開放して前記の成形ポリエステルを前記の雄型プラグ上にシュリンクバックさせ、それにより該ポリエステルを冷却すること； 前記の成形−冷却されたポリエステルを前記プラグから取り出す」という点を特徴とするような、ポリエステル樹脂のシートからフランジ付き容器を製造するための圧空成形方法が開示されている。
特開昭５８−８９３１９号公報

ところで、上記のような従来公知の成形方法によりポリエステル樹脂を基材とする樹脂シートからフランジ付き容器を製造する場合、生産性の観点から一枚の大きな樹脂シートから複数個の容器を一度に成形することが一般的であって、そのような容器の成形時には、一枚の樹脂シートに成形される複数の容器同士の間で、樹脂シートを互いに引き込み合うことにより、胴部の横断面形状が円形の丸型容器の場合でも、一つの容器のフランジ部での部分的な厚さのバラツキが６／１００ｍｍ以上となることがある。

さらに、胴部の横断面形状が方形や多角形の角型容器の場合には、上記のような容器同士の間での影響に加えて、一つの容器のうちでも、側壁同士を繋ぐ角部では、樹脂シートが引き込まれずに余る状態となって、フランジ部の厚さが厚く保たれ、一方、側壁の平面部では、樹脂シートの引き込み量が多いことで、フランジ部が薄く伸ばされて、一つの容器のフランジ部での部分的な厚さのバラツキが一層大きなものとなる。

また、ポリエステル樹脂として、結晶化速度を速めた球晶性ポリエチレンテレフタレート（Ｃ−ＰＥＴ）を使用し、これを基材とする樹脂シートからフランジ付き容器を成形する場合、従来の圧空成形方法では、生産性を向上させるため、樹脂シートの予備加熱を樹脂シートに球晶化した部分が残った状態で止めて置き、約１６０℃程の低い温度に加熱した雌型面に押し付けて成形しているが、そのように成形された容器では、ポリエステル樹脂の結晶化が不充分なものとなって耐熱性等が不足すると共に、容器のフランジ部の厚さのバラツキが大きなものとなる虞がある。

上記のような容器のフランジ部での厚さのバラツキについて、ポリプロピレン等のようなオレフィン樹脂の場合には、軟化している温度の幅が大きく、固化するまでに時間が掛かるため、成形された容器のフランジ部の厚さに大きなバラツキがあっても、容器のフランジ部に蓋材（リッド）をヒートシールする際に、１５０〜２００ｋｇの荷重を掛けることによって、フランジ部では厚肉部が潰されて全体が同じ厚さになり、結果的には、フランジ部全体が均一な厚さとなるため、液漏れ等のない良好なヒートシール性を得ることができる。

これに対して、ポリエステル樹脂の場合には、軟化している温度の幅が小さく、急速に固化することとなり、しかも、樹脂が硬質であるため、成形された容器のフランジ部の厚さに大きなバラツキがあると、ヒートシール時に高荷重を掛けても、フランジ部での厚さのバラツキを是正すことができず、このバラツキがそのまま維持されることで、良好なヒートシール性を得ることができないこととなる。

本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、ポリエステル樹脂を基材とする樹脂シートからフランジ付き容器を成形する場合に、ポリエステル樹脂を充分に結晶化させて耐熱性等が充分に得られると共に、フランジ部の厚さを、バラツキがなく全体に均一な厚さに成形できて、良好なヒートシール性を得ることができるようにすることを課題とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、ポリエステル樹脂を基材とする単層又は多層の樹脂シートを、塑性変形が可能な温度にまで予備加熱した状態で、上金型と下金型とに分かれる金型を使用して、樹脂シートのうちで容器のフランジ部となる部分を、上金型と下金型のそれぞれの周辺部により挟持してから、上金型の中央部にある雄プラグにより、下金型の側に樹脂シートを押圧しながら、更に空気圧を利用して、下金型に形成された雌型面に樹脂シートを押し付けることで、金型の雌型面に合致した形状に樹脂シートを成形するようなフランジ付き容器の成形方法において、
ガラス転移点が０〜１００℃の結晶性ポリエステル樹脂を基材とする樹脂シートを、塑性変形が可能な温度にまで予備加熱した状態で、この樹脂シートのうちで容器のフランジ部となる部分を、成形用金型の上金型と下金型とにより挟持して押し潰すと共に、樹脂シートの基材の樹脂の半結晶化時間が最小となる温度に下金型を加熱した状態で、上金型の雄プラグにより下金型の側に樹脂シートを押圧しながら、空気圧により下金型の雌型面に樹脂シートを押し付けることで、容器の形状に樹脂シートを成形して、樹脂シートの基材のポリエステル樹脂を１５〜５０％まで結晶化させた後、この容器の形状に成形された樹脂シートを、高温状態のままで冷却用金型に移して、容器のフランジ部を冷却用金型の上金型と下金型とで挟持して押し潰すことにより、容器のフランジ部を、上面と下面が平坦で厚さのバラツキが６／１００ｍｍ以下の均一な厚さに再成形するようにしたことを特徴とするものである。

上記のような本発明のフランジ付き容器の成形方法によれば、成形用金型によって樹脂シートを容器の形状に成形する際に、樹脂シートの基材の樹脂の半結晶化時間が最小となる温度に下金型を加熱した状態で、この下金型の雌型面に樹脂シートを押し付けて、樹脂シートの基材のポリエステル樹脂を１５〜５０％まで結晶化させていることにより、最終的に容器全体を充分に結晶化させることができて、容器の耐熱性等を向上させることができる。

また、樹脂シートのフランジ部となる部分を成形用金型により押し潰すと共に、この樹脂シートを、高温状態のままで冷却用金型に移してから、さらに、成形された容器のフランジ部を冷却用金型により押し潰して、上面と下面が平坦で厚さのバラツキが６／１００ｍｍ以下の均一な厚さに再成形していることから、容器のフランジ部に蓋材（リッド）をヒートシールする際に、フランジ部に全面的に蓋材を密着させた状態で強固にヒートシールすることができて、液漏れ等のない良好なヒートシール性を得ることができる。

ポリエステル樹脂を基材とする樹脂シートからフランジ付き容器を成形する場合に、ポリエステル樹脂を充分に結晶化させて耐熱性等が充分に得られると共に、フランジ部の厚さを、バラツキがなく全体に均一な厚さに成形できて、良好なヒートシール性を得ることができるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、ガラス転移点が０〜１００℃の結晶性ポリエステル樹脂を基材とする樹脂シートを、塑性変形が可能な温度にまで予備加熱した状態で、この樹脂シートのうちで容器のフランジ部となる部分を、成形用金型の上金型と下金型とにより挟持して押し潰すと共に、樹脂シートの基材の樹脂の半結晶化時間が最小となる温度に下金型を加熱した状態で、上金型の雄プラグにより下金型の側に樹脂シートを押圧しながら、空気圧により下金型の雌型面に樹脂シートを押し付けることで、容器の形状に樹脂シートを成形して、樹脂シートの基材のポリエステル樹脂を１５〜５０％まで結晶化させた後、この容器の形状に成形された樹脂シートを、高温状態のままで冷却用金型に移して、容器のフランジ部を冷却用金型の上金型と下金型とで挟持して押し潰すことにより、容器のフランジ部を、上面と下面が平坦で厚さのバラツキが６／１００ｍｍ以下の均一な厚さに再成形するということで実現した。

本発明は、ポリエステル樹脂を基材とする単層又は多層の樹脂シートを、塑性変形が可能な温度にまで予備加熱した状態で、上金型と下金型とに分かれる金型を使用して、樹脂シートのうちで容器のフランジ部となる部分を、上金型と下金型のそれぞれの周辺部により挟持してから、上金型の中央部にある雄プラグにより、下金型の側に樹脂シートを押圧しながら、更に空気圧を利用して、下金型に形成された雌型面に樹脂シートを押し付けることで、金型の雌型面に合致した形状に樹脂シートを成形するような、フランジ付き容器の成形方法に関するものである。

そのような本発明の方法において、樹脂シートの基材となるポリエステル樹脂については、ガラス転移点が０〜１００℃（好ましくは１０〜１００℃）の結晶性ポリエステル樹脂であって、例えば、球晶性ポリエチレンテレフタレート（Ｃ−ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等の樹脂が好適に使用できる。

また、そのようなポリエステル樹脂を基材とする樹脂シートについては、基材となるポリエステル樹脂だけのフィルムによる単層構造であっても良いし、また、ポリエステル樹脂を基材とする多層構造であっても良く、例えば、ガスバリア性に優れたポリアミド樹脂（具体的には、三菱瓦斯化学株式会社製：ＭＸＤ６ナイロン等）やオレフィン樹脂（具体的には、株式会社クラレ製：エバール（ＥＶＯＨ）等）による厚さ６０μｍ程度の樹脂層を、オレフィン樹脂（具体的には、三菱化学株式会社製：モデック等）やポリエステル樹脂（具体的には、三菱化学株式会社製：プリマロイ等）による接着剤層を介して、ポリエステル樹脂の基材フィルムに積層したような多層構造であっても良いが、何れにしても、樹脂シートから容器を成形した際に、内容物と接触する面がポリエステル樹脂となることが望ましい。

また、樹脂シートを容器に成形するための金型については、上金型と下金型とに分かれるものであるが、この場合の上金型と下金型については、単に、雄型となる側の金型を上金型と称し、雌型となる側の金型を下金型と称してるだけであって、必ずしも実際の上下関係を表わすものではなく、例えば、上金型と下金型とが横並びに配置されていても良いものである。また、下金型に形成された雌型面に樹脂シートを押し付けるための空気圧については、上金型からの圧縮空気によるものであっても良いし、下金型での吸引空気によるものであっても良いし、その両方を併用しても良いものである。

さらに、樹脂シートから成形される容器の形状については、容器の開口部上端縁にフランジ部が形成されている限りにおいて、胴部の横断面形状が円形の丸型容器であっても良いし、胴部の横断面形状が方形や多角形の角型容器であっても良いものである。

上記のようなポリエステル樹脂を基材とする単層又は多層の樹脂シートから、上金型と下金型とに分かれる金型を使用して、容器のフランジとなる樹脂シートの部分を金型により挟持した状態で、空気圧により樹脂シートを金型の雌型面に押し付けることにより、開口上端縁にフランジ部が形成された容器を成形するような、本発明のフランジ付き容器の成形方法の一実施例について以下に説明する。

本実施例の方法により成形されるフランジ付き容器は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、平面形状が長方形（胴部の横断面形状が長方形）の角型容器であって、容器１の開口上端縁から外方に延びるフランジ部２が形成され、フランジ部２の内端から垂下する短筒部３が形成されていて、複数の容器を重ねたときのスタック性と分離性を持たせるために、短筒部３の下端には内方へ向かう段部４が形成され、段部４の内端から下方へ向かって内方に窄むテーパー壁５が形成されている。また、テーパー壁５の下端に続く底壁６の中央には、補強のために、内方に突出する平面形状が略長方形の中央突出部７が形成されている。

そのようなフランジ付き容器を、球晶性ポリエチレンテレフタレート（Ｃ−ＰＥＴ）を基材として単層又は多層で全体の厚さが６００μｍ程度の樹脂シートから成形するような本実施例の方法について以下に説明する。

先ず、図示していないが、円筒状に巻かれた長尺の樹脂シートは、巻き戻されて幅方向両端が平行チェーンに取り付けた爪と機枠の間に挟まれた状態で、間欠移動する平行チェーンによって加熱室内に搬入され、加熱室内で予備加熱される。その際、加熱室内の温度は、加熱室の天井に設置された電熱ヒーターにより約２９５℃に保たれている。加熱室内でシート表面の温度が約１５０℃となるように予備加熱された樹脂シートは、平行チェーンにより加熱室から搬出されて、圧空成形用の金型に間欠的に供給される。

圧空成形用の金型では、図２に示すように、予備加熱された樹脂シート１０は、圧空成形用金型１１の上金型１２と下金型１３との間に導入される。なお、圧空成形用金型１１は、上金型１２と下金型１３とで構成され、上金型１２は、外側のアウター部材１２ａと内側のインナープラグ１２ｂとで構成されていて、下金型１３には、容器の外面形状に合致した形状の雌型面が形成されている。また、上金型１２のアウター部材１２ａには、加熱空気を噴出するための噴気孔１５が複数箇所に開設されており、下金型１３の雌型面の最も低い箇所には、通風孔１６が開設されている。

なお、上金型１２では、シートを挟持するための挟持部材となるアウター部材１２ａは、バネ等の付勢手段（図示せず）により下方に付勢された状態で上方に微動可能に設置され、成形をアシストするための雄プラグとなるインナープラグ１２ｂは、駆動手段（図示せず）により上下動可能に設置されている。また、雌型面を有する下金型１３は、駆動手段（図示せず）により上下動可能に設置されている。

そのような圧空成形用金型１１には、上金型１２のアウター部材１２ａと下金型１３とに、それらの表面温度を約１８０℃に昇温できるように、図示していないが、それぞれ電熱ヒーターが内部に組み込まれている。また、本実施例では、装置の作動初期にインナープラグ１２ｂの表面温度を１００〜１５０℃に昇温できるように、インナープラグ１２ｂの内部にも電熱ヒーターを組み込んでいる。このインナープラグ１２ｂの表面温度については、本稼働中には電熱ヒーターを切っても、アウター部材１２ａの熱と下金型１３の熱とにより、約１００℃程度にまで昇温する。

上記のような圧空成形用金型１１に対して、その上金型１２と下金型１３との間に予備加熱された樹脂シート１０が供給されると、直ちに下金型１３を上昇させることで、図３に示すように、上金型１２のアウター部材１２ａと下金型１３とを閉じた状態として、上金型１２の周辺部となるアウター部材１２ａの下端面と、下金型１３の周辺部の上端面とにより、樹脂シート１０で容器のフランジ部となる部分を挟持して、当該部分を僅かに押し潰すようにする。

上金型１２のアウター部材１２ａと下金型１３とを閉じて、アウター部材１２ａと樹脂シート１０の間が密閉されると、直ちに、図４に示すように、インナープラグ１２ｂを下降させると同時に、上金型１２のアウター部材１２ａの噴気孔１５を通して、アウター部材１２ａと樹脂シート１０により画成される空間部に、清浄な常温の空気を、約５atm の圧力で０．５秒間程度吹き込む。その際、樹脂シート１０よりも下方の空気は、下金型１３の通風孔１６から金型外に排出される。

そのように、インナープラグ１２ｂを下降させると同時に、上金型１２のアウター部材１２ａの噴気孔１５から圧縮空気を供給することで、下金型１３に形成された雌型面に樹脂シート１０が押し付けられることとなり、それによって、下金型１３の雌型面に合致した形状（容器の形状）に樹脂シート１０が成形されて、樹脂シート１０の圧空成形が終了する。

そのような樹脂シート１０の圧空成形時に、上金型１２のアウター部材１２ａ（及びインナープラグ１２ｂ）と下金型１３からの熱を受けた状態で成形された樹脂シート１０では、基材のポリエステル樹脂の結晶化度が１５〜５０％なっている。なお、本実施例では、具体的には、樹脂シート１０の基材である球晶性ポリエチレンテレフタレート（Ｃ−ＰＥＴ）が２０％程度まで球晶結晶化している。

上記のように圧空成形用金型１１による樹脂シート１０の圧空成形が完了すると、インナープラグ１２ｂを上昇させると同時に下金型１３を下降させることで、図５に示すように、圧空成形用金型１１を型開きする。そして、圧空成形用金型１１による圧空成形が終了した樹脂シート１０（容器１の形状が成形された樹脂シート）は、圧空成形用金型１１から冷却用の金型に向けて搬出される。

冷却用の金型では、図６に示すように、容器１の形状が成形された樹脂シート１０は、冷却用金型２１の上金型２２と下金型２３との間に導入される。なお、冷却用金型２１は、上金型２２と下金型２３とカッター２４とで構成されており、上金型２２は、外側のアウター部材２２ａと内側のインナープラグ２２ｂとで構成され、下金型２３は、周辺側の金型本体２３ａと中央側のリフター２３ｂとで構成されていて、金型本体２３ａとリフター２３ｂとにより、容器の外面形状に合致した雌型面が形成されている。また、上金型２２のアウター部材２２ａには、加熱空気を噴出するための噴気孔２５が複数箇所に開設されている。

なお、上金型２２では、シートを挟持するための挟持部材となるアウター部材２２ａは、バネ等の付勢手段（図示せず）により下方に付勢された状態で上方に微動可能に設置され、成形をアシストするための雄プラグとなるインナープラグ２２ｂは、駆動手段（図示せず）により上下動可能に設置されている。また、シートを切断するためのカッター２４は、アウター部材２２ａの外側に位置して、機枠（図示せず）に固定された状態で設置されている。また、下金型２３の金型本体２３ａとリフター２３ｂは、それぞれの駆動手段（図示せず）により個別に上下動可能に設置されていて、下金型２３の金型本体２３ａとリフター２３ｂとの間には、通気可能な隙間２６が設けられている。

そのような冷却用金型２１には、上金型２２のアウター部材２２ａとインナープラグ２２ｂ、及び、下金型２３の金型本体２３ａとリフター２３ｂのそれぞれで、それらの表面温度を約１５℃に冷却できるように、図示していないが、それぞれの内部に冷却用の配管が通されている。

上記のような冷却用金型２１に対して、その上金型２２と下金型２３との間に樹脂シート１０（容器１の形状が成形された樹脂シート）が供給されると、直ちに、下金型２３を上昇させることで、図７に示すように、上金型２２のアウター部材２２ａと下金型２３（金型本体２３ａとリフター２３ｂ）とを閉じた状態として、上金型２２の周辺部となるアウター部材２２ａの下端面と、下金型２３の周辺部となる金型本体２３ａの上端面とにより、樹脂シート１０に成形された容器１のフランジ部２に相当する部分を挟持して、当該部分２を僅かに押し潰すようにする。その際、カッター２４を樹脂シート１０の厚みの１／２以上に食い込ませている。

そのように冷却用金型２１（アウター部材２２ａと金型本体２３ａ）によって樹脂シート１０に成形された容器１のフランジ部２となる部分を押し潰す際に、樹脂シート１０の元厚の５％以上押し潰すようにしている。即ち、本実施例では、具体的には、樹脂シート１０の元厚が約６００μｍであるのに対して、フランジ部２を厚さが約５００μｍとなるまで押し潰しており、フランジ部２の上面及び下面を水平な平坦面に成形して、フランジ部２での厚さのバラツキが６／１００ｍｍ以下（具体的には４／１００ｍｍ）となるようにしている。

なお、上記のように冷却用金型２１（アウター部材２２ａと金型本体２３ａ）により樹脂シート１０に成形された容器１のフランジ部２を挟持して押し潰す場合、および、その前の段階で圧空成形用金型１１（アウター部材１２ａと下金型１３）により樹脂シート１０のうちの容器のフランジ部となる部分を挟持して押し潰す場合、その何れの場合においても、本実施例の方法では、当該部分（容器１のフランジ部２）の上面側を、その全周に亘って、根元側から先端側に向かって水平方向から下向きに０〜４°の範囲で均一に傾斜させている。

その結果、容器１のフランジ部２に蓋材を載せてヒートシールする際に、内容物がフランジ部２の上に少しぐらい飛び散っていても、上面側が傾斜したフランジ部２の根元側から先端側に向かってヒートシールが進行するため、ヒートシール時に、フランジ部２の上に飛び散った内容物は、夾雑物としてフランジ部２の先端側に押し出されることとなり、ヒートシールにより容器１のフランジ部２に蓋材を強固に接着させることができる。

この点に関して、本実施例の方法により成形されたフランジ付き容器１に、鰯の水煮を醤油タレと共に容器内に充填した後で、アルミ箔の層を有する蓋材を容器１のフランジ部２に周知の方法でヒートシールしたところ、容器１のフランジ部２にタレなどの飛び散りが多少あったとしても、何の問題もなくヒートシールすることができた。

上記のように上金型２２のアウター部材２２ａと下金型２３（金型本体２３ａとリフター２３ｂ）とを閉じて、アウター部材２２ａと樹脂シート１０の間が密閉されると、直ちに、図７に示すように、インナープラグ２２ｂを下降させると同時に、上金型２２のアウター部材２２ａの噴気孔２５を通して、アウター部材２２ａと樹脂シート１０により画成される空間部に、清浄な常温の空気を、約５atm の圧力で０．５秒間程度吹き込む。その際、樹脂シート１０よりも下方の空気は、下金型２３の金型本体２３ａとリフター２３ｂの間の隙間２６から金型外に排出される。

そのように、インナープラグ２２ｂを下降させると同時に、上金型２２のアウター部材２２ａの噴気孔２５から圧縮空気を供給することで、樹脂シート１０に成形された容器１の部分が、下金型２３（金型本体２３ａとリフター２３ｂ）に形成された雌型面に更に押し付けられることとなり、それによって、樹脂シート１０に成形された容器１の部分が、下金型２３（金型本体２３ａとリフター２３ｂ）の雌型面に合致するように再成形される。

冷却用金型２１により樹脂シート１０の容器成形部分を再成形して冷却した後で、図８に示すように、下金型２３を更に少し上昇させることで、固定されたカッター２４によって樹脂シート１０からフランジ付き容器１を完全に切り離す。そして、図９に示すように、リフター２３ｂよりも金型本体２３ａを大きく下降させるように下金型２３の全体を下降させることにより、リフター２３ｂの上にフランジ付き容器１を載置させた状態で、冷却用金型２１を型開きする。

なお、本実施例の方法では、既に述べたように、冷却用金型２１（アウター部材２２ａと金型本体２３ａ）により樹脂シート１０に成形された容器１のフランジ部２を挟持する際に、カッター２４を樹脂シート１０の厚みの１／２以上に食い込ませているが、それにより、カッター２４によって樹脂シート１０からフランジ付き容器１を完全に切り離す際に、切断部分でバリ等を発生させることがない。

また、そのようにカッター２４を予め樹脂シート１０に食い込ませて、冷却用金型２１により容器１のフランジ部２を挟持した状態で、樹脂シート１０の容器１に成形された部分を再成形して冷却した後で、樹脂シート１０からフランジ付き容器１を切り離していることにより、残余の樹脂シート１０の冷却に伴う歪み等の影響が容器１のフランジ部にまで及ぶようなことはなく、容器１のフランジ部２を、上面と下面が平坦で、全周的に均一な厚さに成形することができる。

図９に示すような、冷却用金型２１を型開きした状態で、リフター２３ｂの上に載置されているフランジ付き容器１は、例えば、リフター２３ｂの内部に組み込まれた圧空手段による吹き出し、又は、冷却用金型２１の外側に配置された圧空手段による吹き飛ばし、或いは、適宜のバキューム手段による吸引などの適宜の手段によって冷却用金型２１から排出されることとなり、一方、フランジ付き容器１が切り離された後の残余の樹脂シート１０は、スプロケットにより平行チェーンが往路から復路に入って方向を変える箇所で、平行チェーンの爪と機枠の間から外れて巻き取られることとなる。

なお、上記の実施例に示したような圧空成形用金型１１と冷却用金型２１とによる樹脂シート１０からのフランジ付き容器１の製造については、圧空成形用金型１１に導入されてから冷却用金型２１から排出されるまでのワンサイクルを約２０秒（圧空成形用金型１１で１０秒、冷却用金型２１で１０秒）程度で終了させることが可能であるが、本実施例の方法では、ワンサイクルを約６秒以内で行うようにしている。

以上、本発明のフランジ付き容器の成形方法の一実施例について説明したが、本発明は、上記のような実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、使用する樹脂シートについては、実施例に示したような球晶性ポリエチレンテレフタレートを基材とする厚さ６００μｍ程度の樹脂シートに限らず、その他のポリエステル樹脂を基材とした厚さが異なる樹脂シートでも良く、また、成形する容器の形状についても、実施例に示したような平面形状が長方形の角型容器に限らず、その他の形状の容器であっても良く、さらに、使用する成形用金型や冷却用金型についても、実施例に示したような具体的な構造に限定されるものではない等、適宜に変更可能なものであることはいうまでもない。

本発明の方法によって成形されるフランジ付き容器の一例を示す（Ａ）平面図、および（Ｂ）右半分断面側面図。 本発明の方法を実施するために使用する成形用金型（圧空成形金型）の一例について、樹脂シートが供給された状態を示す縦断面図。 図２に示した成形用金型で、上金型と下金型を閉じて樹脂シートを成形する前の状態を示す縦断面図。 図２に示した成形用金型で、上金型と下金型を閉じて樹脂シートの成形が終了した状態を示す縦断面図。 図２に示した成形用金型で、樹脂シートの成形が終了して上金型と下金型を開いた状態を示す縦断面図。 本発明の方法を実施するために使用する冷却用金型の一例について、容器を成形した樹脂シートが供給された状態を示す縦断面図。 図６に示した冷却用金型で、上金型と下金型を閉じて樹脂シートの容器部分を再成形する状態を示す縦断面図。 図６に示した冷却用金型で、再成形されて冷却された容器をカッターにより樹脂シートから完全に切り離した状態を示す縦断面図。 図６に示した冷却用金型で、容器を樹脂シートから完全に切り離してから上金型と下金型を開いた状態を示す縦断面図。

符号の説明

１ 容器（フランジ付き容器）
２ フランジ部
１１ 圧空成形金型（成形用金型）
１２ （成形用の）上金型
１２ａ アウター部材
１２ｂ インナープラグ（雄プラグ）
１３ （成形用の）下金型
２１ 冷却用金型
２２ （冷却用の）上金型
２２ａ アウター部材
２２ｂ インナープラグ（雄プラグ）
２３ （冷却用の）下金型
２３ａ 金型本体
２３ｂ リフター
２４ カッター

Claims (11)

1. ポリエステル樹脂を基材とする単層又は多層の樹脂シートを、塑性変形が可能な温度にまで予備加熱した状態で、上金型と下金型とに分かれる金型を使用して、樹脂シートのうちで容器のフランジ部となる部分を、上金型と下金型のそれぞれの周辺部により挟持してから、上金型の中央部にある雄プラグにより、下金型の側に樹脂シートを押圧しながら、更に空気圧を利用して、下金型に形成された雌型面に樹脂シートを押し付けることで、金型の雌型面に合致した形状に樹脂シートを成形するようなフランジ付き容器の成形方法において、
   ガラス転移点が０〜１００℃の結晶性ポリエステル樹脂を基材とする樹脂シートを、塑性変形が可能な温度にまで予備加熱した状態で、この樹脂シートのうちで容器のフランジ部となる部分を、成形用金型の上金型と下金型とにより挟持して押し潰すと共に、樹脂シートの基材の樹脂の半結晶化時間が最小となる温度に下金型を加熱した状態で、上金型の雄プラグにより下金型の側に樹脂シートを押圧しながら、空気圧により下金型の雌型面に樹脂シートを押し付けることで、容器の形状に樹脂シートを成形して、樹脂シートの基材のポリエステル樹脂を１５〜５０％まで結晶化させた後、この容器の形状に成形された樹脂シートを、高温状態のままで冷却用金型に移して、容器のフランジ部を冷却用金型の上金型と下金型とで挟持して押し潰すことにより、容器のフランジ部を、上面と下面が平坦で厚さのバラツキが６／１００ｍｍ以下の均一な厚さに再成形するようにしたことを特徴とするフランジ付き容器の成形方法。
2. 成形用金型により容器の形状が成形された樹脂シートを、冷却用金型の上金型と下金型とで冷却する際に、樹脂シートに成形された容器の部分を、上金型の中央部である雄プラグにより下金型の側に押圧しながら、更に空気圧を利用して、下金型に形成された雌型面に押し付けることで、冷却用金型の雌型面に合致した形状に容器を再成形するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフランジ部付き容器の成形方法。
3. 成形用金型により樹脂シートに成形された容器のフランジ部を、冷却用金型の上金型と下金型とで挟持して押し潰す際に、フランジ部の外縁に沿って樹脂シートにカッターを食い込ませておき、樹脂シートを充分に冷却した後で、樹脂シートからフランジ付き容器をカッターにより完全に切り離すようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のフランジ付き容器の成形方法。
4. 樹脂シートの厚みの１／２以上にカッターを食い込ませていることを特徴とする請求項３に記載のフランジ付き容器の成形方法。
5. 容器のフランジ部の上面を、その全周に亘り、フランジ部の根元から先端に向かって水平方向から下向きに０〜４°の範囲で均一に傾斜させていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のフランジ付き容器の成形方法。
6. 容器のフランジ部の厚さを、樹脂シートの元厚の５％以上薄くしていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のフランジ部付き容器の成形方法。
7. 樹脂シートの基材のポリエステル樹脂として、１００〜２００℃の温度で塑性変形が可能な樹脂を使用していることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のフランジ付き容器の成形方法。
8. 成形用金型の下金型の表面温度が、樹脂シートの基材のポリエステル樹脂の半結晶化時間が最小となるように加熱した状態で、約１８０℃となるようにしていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のフランジ付き容器の成形方法。
9. 成形用金型の下金型の表面温度が約１８０℃であるのに対して、下金型側に樹脂シートを押し付ける成形用金型の上金型の雄プラグの表面温度が１００〜１５０℃となるようにしていることを特徴とする請求項８に記載のフランジ付き容器の成形方法。
10. 冷却用金型の上金型と下金型の表面温度が約１５℃となるようにしていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のフランジ付き容器の成形方法。
11. 予備加熱された樹脂シートが成形用の金型に搬入されてから成形された樹脂シートとして搬出されるまでの時間と、成形された樹脂シートが冷却用の金型に搬入されてから容器として搬出されるまでの時間とが、それぞれ１０秒以下となるようにしていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載のフランジ付き容器の成形方法。
    

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