JP2007512160A - 特に食品包装用プラスチック容器の予備成形品 - Google Patents

Abstract

本発明は食品包装用のプラスチック容器を製造するための予備成形品に関し、特に二重継ぎ合せにより金属製の蓋部で気密封止できる吹込成形薄壁容器に関する。予備成形品（１）は本体部（４）と凸状半球底部（６）とを含む。本体部（４）は、厚みを有する縁部（５）において終端する突縁部（３）で囲まれ、円筒状の首部（２）に向かって広がる円錐形状を有する。好ましくは内部本体部表面（４）が円筒状の首部に向かって広がる角度（α）は、外部本体部表面（４）が上方に開く角度（β）より大きく、かつ円筒状の首部（２）の厚み（ｇ２）は、底部（６）の厚み（ｇ３）より薄い。

Description

本発明は食品包装用に特別に設計されたプラスチック容器の予備成形品に関する。予備成形品は従来の射出成形装置を用いて形成され、食品包装用の缶などのプラスチック容器を形成するため、特に薄壁容器を吹込成形するために利用されるもので、蓋部の突縁部を充填装置に継ぎ合わせることにより、突縁部またはこの突縁部の下にある円筒状の首部を変形することなく、容器に取り付けられた金属製の蓋部で気密封止することができる。

ポーランド特許出願番号第Ｐ３３６６８０Ａ１号は薄壁容器を形成するために設計されたプラスチック予備成形品に関する。予備成形品は、螺合首部と、凸状半球底部を終端とする円筒状の本体部都を含む。かかる予備成形品の本体部の径は首部の径の０．５倍ないし０．８５倍であり、本体部壁厚は０．０８倍ないし０．１８倍である。

従来の予備成形品を吹込成形することで突縁部を終端とし、螺合首部を含む容器の頂部を切断する薄壁容器の形成方法は以前より既知である。このような態様では、大量の屑地金が生じてしまい、この結果工程全体の経済効率が極めて悪いものとなる。さらにはこの方法では、締まり具合および容器内部の圧力に対する強度を含む密閉能力に関する多くの不確実さが残される。容器突縁部の端部は、切断工程により切欠きをつけられ、かつ厚みは円周に沿って変化するものであってもよく、突縁部は通常大きい容器の側壁の一部として吹込成形される。

プラスチック容器密閉部を圧力下で密閉するためには、容器は引張吹込成形工程による射出成形予備成形品から形成されれば最善なものとなろう。

欧州特許第０４８２６５２Ｂ１号では、徐々に離間する予備成形品の壁部より薄い底部を有する円筒状の予備成形品について記述している。実際には材料の流れが妨げられるため、０．３以下の突縁部厚を達成することは不可能である。またかかる予備成形品突縁部は滑らかで厚みのある縁部を有さない。

国際出願Ａ８３／０１７６６号では、略円筒形状でわずかに下方向にテーパー勾配を有し、壁部と底部の厚みが等しい予備成形品が示されている。この突縁部は滑らかで厚みのある縁部を有さない。このような予備成形品の突縁部において良好な材料配向度を達成することは不可能であることを理解されたい。したがって金属製の蓋部と容器との間に良好な品質の結合を達成するには強度が不十分である。

円筒状の首部および突縁部に関する以上の問題を最適に解決する方法は金属製の容器の寸法にできるだけ近づける一方で、可能な限り最善の強度パラメータを保持することにより得られる。このような態様で引張吹込成形工程により予備成形品から成形された容器は、金属製の蓋部を継ぎ合せることにより効果的に密閉され、これにより炭酸飲料を圧力下で確実に密閉することが可能となる。

本発明はかかる問題する解決するためのより確実な方法を提供する。

プラスチック容器形成のための当該予備成形品は、凸状半球底部を有する円錐形状である。予備成形品の本体部は円筒状の首部に向かって広がっており、首部は外方に放射状に延在し、厚みを有する縁部を終端とする突縁部に包囲されている。本体部の内部円錐表面は本体部の外部円錐表面の開口角度と比較して大きくなっている。したがって、容器の底部が容器本体部の最も厚い部分となり、円筒状の首部は底部より著しく薄くなる。

首部空間、ついで突縁部へ材料は容易に流入する。これは、注入点における底部が比較的厚く、壁部が適切に傾斜され、厚みには好ましい態様でテーパー勾配がつけられているためである。形成工程中の金型への材料の流入は比較的高速であり、これにより材料が（フランジを含む）予備成形品の周辺に届くまでの時間は短縮され、流入材料の温度が低下するまでの時間が延ばされて、適切な充填および配向を可能にするとともに、突縁部の強度をきわめて良好なものとする。かかる態様では突縁部の厚みを、金属製の蓋部が高い品質で継ぎ合わされるために必要とされる０．３ｍｍ未満とすることが可能である。継ぎ合せにおいては、円筒状の首部と突縁部との間の厚みが漸次に変化し、かつ円筒状の首部と突縁部との２つの要素間の移行部が弓状になされることで最良の品質が得られる。

好ましくは、突縁部の厚みの円筒状の首部の厚みに対する比率は約０．８である。

さらに、容器金属製の蓋部の突縁部縁部への正確な嵌合を確かなものとするためには、突縁部と円筒状の首部との間の角度は１８０度―γであり、ここでγは６０度ないし９０度の範囲にあり、最も好ましくは７８度である。

継ぎ合せ作業において、圧力容器と金属製の蓋部との間に良好な品質の結合を確実に行なうためには、突縁部は厚みを有する環状の縁部において終端し、突縁部の一方または両方の側に端部を有するものでなければならない。環状の厚みを有する縁部の高さは突縁部の厚さの１．１から２．０の間でなければならない。

軸方向の断面図における突縁部はまた、その高さが突縁部の厚みに概して等しい矩形縁部を有してもよい。かかる突縁部は、内部圧力のまったく加えられない容器で用いられうるが、その際の角度γは好ましくは９０度である。

図１に示されるように、プラスチック容器予備成形品１、特に食品包装用のものは、凸状半球底部６を有する本体部４を含む。本体部４は円錐形状で、上方に開き、厚みを有する縁部５を終端とする放射状に外方に延在する突縁部３に囲まれた円筒状の首部２を終端とする。内部本体部表面４が上方に開く角度αは、外部の本体部表面４が上方に開く角度βと比較して大きい。軸方向の断面図において、本体部４の底部６の内部半径Ｒ２は対応する外部半径Ｒ１より小さい。本体部４の厚みは底部６から次第に薄くなり、このため円筒状の首部２の厚みｇ２は底部６の厚みｇ３と比較して著しく薄くなる。突縁部の厚みｇ１は０．３ｍｍ未満である。

図２は、円筒状の首部から（１８０―γ）度であり、ここで角度γは６０度ないし９０度の範囲内でそれている予備成形品１の突縁部３の縁部５を拡大して示す。突縁部は、環状の厚みを有する縁部において両側が終端する。厚みを有する縁部５ａの高さｈは突縁部の厚みｇ１の１．１倍から２．０倍の範囲内で変化する。

図３は、円筒状の首部から（１８０―γ）度であり、ここで角度γは６０度ないし９０度の範囲内でそれている予備成形品１の突縁部３の縁部５を拡大して示す。突縁部３は、片側のみの環状の厚みを有する縁部５ｂを頂部として終端する。厚みを有する縁部５ｂの高さｈは突縁部の厚みｇ１の１．１倍から２．０倍の範囲内で変化する。

図４は円筒状の首部から（１８０―γ）度であり、ここで角度γは６０度ないし９０度の範囲内でそれている予備成形品１の突縁部３の縁部５を拡大して示す。突縁部３はこの突縁部の下で片側のみの環状の厚みを有する縁部５ｃで終端する。厚みを有する縁部５ｃの高さｈは突縁部の厚みｇ１の１．１倍から２．０倍の範囲内で変化する。

図５は円筒状の首部から（１８０―γ）度であり、ここで角度γは６０度ないし９０度の範囲内でそれている予備成形品１の突縁部３の縁部５を拡大して示す。突縁部３は、高さｈが突縁部の厚みｇｌと概ね等しい矩形縁部５ｄで終端する。

図１に示されるように、外径Ｄ１および高さＨを有する予備成形品１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、熱可塑性材料から作成され、特に食品包装用とされる。当該予備成形品を、薄壁容器を吹込成形するために使用する場合には、円筒状の首部の径Ｄ１および突縁部の径Ｄ２は変化しない。突縁部の厚みは比較的薄いために、二重の継ぎ合せ工程の第１段階での金属製の蓋部をより良好に嵌合させることを可能にする。突縁部縁部が厚みを有していることにより吹込成形工程中における予備成形品をより容易に保持することができ、二重継ぎ合せ工程の第２段階において容器本体部の圧力に対して金属製の蓋部をさらに強固に締め付けることを可能にする。

以下の図面において本発明の詳細をより詳しく説明する。これらの図面は予備成形品の最も効果的な実施形態を示すものである。
予備成形品を軸方向に示す断面図である。 両側に環状の厚みを有する縁部を有する予備成形品突縁部を示す拡大図である。 突縁部頂部に片側のみに環状の厚みを有する縁部を設ける予備成形品突縁部を示す拡大図である。 突縁部の下側に片側のみに環状の厚みを有する突縁部縁部を示す拡大図である。 矩形突縁部縁部を有する予備成形品突縁部を示す拡大図である。

【書類名】明細書
【発明の名称】特に食品包装用プラスチック容器の予備成形品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に食品包装用プラスチック容器の予備成形品に関する。この予備形品は従来の射出成形機を用いて成形され、食品包装用の缶などのプラスチック容器を成形するため、そして特に薄壁容器を吹込み成形するために利用されるもので、これにより充填機で蓋フランジを継ぎ合わせることにより、フランジ又はこの下にあるフランジまたは円筒首部を変形することなく、容器に取り付けられた金属製蓋で気密封止することができる。
【背景技術】
【０００２】
ポーランド特許出願番号Ｐ３３６、６８０Ａ１は薄壁容器を成形するために設計されたプラスチック予備成形品に関する。予備成形品は、螺合首部と凸状半球底部で終端する円筒本対部を含む。この予備成形品の本体部の径は首部径の０．５〜０．８５倍であり、本体部壁厚は首部径の０．０８〜０．１８倍である。
【０００３】
従来の予備成形品を吹き込み成形することでフランジで終端し、次に螺合首部を含む容器の頂部を切断する薄壁容器の成形方法は以前より知られている。このような方法では大量の屑地金を生じ、この結果工程全体が極めて不経済なものとなる。更に、この方法では容器内部の圧力に対する堅固さおよび抵抗力を含む、封止信頼性に関する多くの不確実さが残される。容器フランジの端部は、切断工程により切り欠きをつけられ、その厚さは円周に沿って変動し、フランジはより大きい容器の側壁の一部として吹込み成形される場合と同様に通常このようになる。
【０００４】
プラスチック容器封止部を圧力下で堅固にするためには、容器は射出成形予備成形品から引張り吹込み成形工程により成形されれば最良なものとなろう。欧州特許０、４８２、６５２Ｂ１では、底部が徐々に少し離間する予備成形品の壁部よりかなり薄い平坦底部を有する円筒状予備成形品について記述している。実際には、材料の流れが妨げられるため、０．３ｍｍ以下のフランジ厚さを達成するすることは不可能である。予備成形品フランジは滑らかで、厚いリムはない。
【０００５】
国際特許Ａ８３／０１７６６では、次第に円筒形状となり、下方に少し傾斜する予備成形品が提示されており、その壁部及び底部は同一厚さである。フランジは滑らかであり、厚いリムはない。その文献には、このような予備成形品のフランジで良い程度の材料配向を達成することは不可能であり、従ってその強度が金属製蓋と容器との間の良品質の結合を得るためには不充分である、と指摘している。
【０００６】
米国特許４、７５１、０３５Ａは多層予備成形品について提示しており、ここでは円錐部と円筒部との間の移行はステップダウン形式を取り、一方フランジは比較的厚い（０．６ｍｍ）。上記の多層予備成形品は多層射出の問題を解決する一方、必要とする最適なフランジ係数を達成することはできない。一般的な金属製蓋を使用して封止を可能にするために、首部及びフランジは吹込み成形工程により影響されないし、実用にできる限る近い金属製缶の首部及びフランジの形状を真似るべきであることは明らかである。この問題はここに提示する本発明により解決され、一般的な封止を使用して金属製蓋の二重継ぎ合わせに適した予備成形品の射出成形により、薄い弾力のある、丈夫なフランジを得ることが可能になる。プラスチック材料が予備成形品の射出成形中に流れるルートは、フランジの機械的特性に決定的な影響を与える。予備成形品のフランジ上の厚いリムは、また重要な役割を果たす。それは金属製蓋とフランジの間の気密結合を改善するのみならず、薄いフランジがロックから滑り出ることを防止する。
【発明の開示】
【０００７】
円筒首部に向かって広がる、凸状半球底部を備えた円錐形状容器を備える特に食品包装のために設計されたプラスチック容器の予備成形品であって、円筒部との結合点で測定された円錐の外径は円筒部の外径に等しく、円筒部は厚いリムで終端するフランジで終わる、単層本体部によることを特徴とする予備成形品である。
【０００８】
本体部の円錐内表面の開口角は本体部の円錐の外表面の開口角より大きく、よって、底部は容器本体部の最も厚い部分になり、円筒首部は底部より著しく薄い。材料は首部空間、次にフランジへ内部で容易に流れる。射出点の底部は比較的厚く、壁はほぼ傾斜し、それらの厚さの傾斜は好ましいようになる。鋳型での材料の流速は、成形工程中比較的速く、その結果材料がフランジを含む予備成形品の周辺へ到達するのに要する時間は短く、流れる材料の温度勾配は非常に少なく、これにより適切な充填と配向が可能となり、フランジの遥かに良好な強さが保証される。このように、フランジ厚を、金属製蓋の良質な継ぎ合わせに必要な０．２５ｍｍ以下にすることが可能となる。フランジは程良い程度の材料配向を有し、弾力性があり、丈夫である。円筒首部とフランジとの間に緩やかな厚さ変化があり、そしてこれら２つの要素間の移行が弓状である場合、最良の継ぎ合わせ品質が達成される。
【０００９】
円筒首部厚に対するフランジ厚の比率は、約０．８であることが望ましい。
【００１０】
更に、容器の金属製蓋がフランジリムに正確に適合することを保証するため、フランジと円筒首部との間の角度は１８０°‐γであることが望ましく、ここでγは６０°から９０°の範囲にあり、最も好ましいのは７８°に等しいことである。
【００１１】
継ぎ合わせ作業が圧力容器と金属製蓋との間の良質な結合を保証するためには、フランジはフランジ端部の片側又は両側上にある厚い環状リムで終端するべきである。環状の厚いリムの高さはフランジ厚の１．１〜２．０倍の範囲で変動するべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示すように、特に食品包装用のプラスチック容器の予備成形品１は、凸状半球底部６を備えた本体部４を含む。本体部４は上方に向かって開き、そして厚いリム５で終端する半径方向外側へ延びたフランジ３により囲まれた円筒首部２で終わる円錐形をしている。
本体部４の厚さは底部６から始まり徐々に減少し、したがって、円筒壁に沿った如何なる点で測定しても、円筒首部２の厚さｇ２は底部６の厚さｇ３より著しく薄い。フランジ端部から約５ｍｍ離れた点で測定したフランジ厚ｇ１は０．２５ｍｍより薄い（望ましくは約０．２０ｍｍ）。
【００１４】
図２は円筒首部から１８０°‐γの角度でそれた予備成形品のフランジ３の拡大リム５を示し、ここでγは６０°から９０°の範囲である。フランジ３はその両側に環状の厚いリム５ａで終端する。厚いリム５ａの高さｈはフランジ厚ｇ１の１．１〜２．０倍の範囲で変動する。
【００１５】
図３は円筒首部から１８０°‐γそれた予備成形品のフランジ３の拡大リム５を示し、ここでγは６０°から９０°の範囲にある。フランジ３はその頂部の片側にある環状の厚いリム５ｂで終端する。厚いリム５ｂの高さｈはフランジ厚ｇ１の１．１〜２．０倍の範囲で変動する。
【００１６】
図４は円筒首部から１８０°‐γそれた予備成形品１のフランジ３の拡大リム５を示し、ここでγは６０°から９０°の範囲にある。フランジ３はその下側の片側にある環状の厚いリム５ｃで終端する。厚いリム５ｃの高さｈはフランジ厚ｇ１の１．１〜２．０倍の範囲で変動する。
【００１７】
図５は円筒首部から１８０°‐γの角度でそれた予備成形品１のフランジ３の拡大リム５を示し、ここでγは６０°から９０°の範囲にある。
フランジ３はその高さｈが一般にフランジ厚ｇ１に等しい四角いリム５ｄで終端する。記述した実施形態の予備成形品１は一般的な外径Ｄ１（最大径）及びＨ（高さ）を有し、食品包装用に特に設計された熱可塑材である、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）でできている。薄壁の容器を吹込み成形するため主題の予備成形品を使用する場合、円筒首部２及びフランジ３の直径Ｄ１とＤ２は変化しない。比較的薄いフランジ厚は二重継ぎ合わせ工程の第一段階で金属製蓋のより良好な適合を可能にする。フランジリムを厚くすることによって二重継ぎ合わせ工程の第二段階での容器本体部の良好な封止を保証し、そしてまた薄いフランジがロックから滑り出ることを防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明は包含された図面に関する実施形態の有利な例で以下により詳細に記述する。
【図１】予備成形品の軸方向断面図を示す。
【図２】両側に環状の厚いリムを備えた予備成形品の拡大図を示す。
【図３】フランジの頂部に片側にある環状の厚いリムを備えた予備成形品の拡大図を示す。
【図４】フランジの下側に片側にある環状の厚いリムを備えた予備成形品フランジの拡大図を示す。
【図５】四角いフランジ端部を備えた予備成形品フランジの拡大図を示す。

Claims (9)

1. 特に食品包装用に設計されたプラスチック容器の予備成形品であって、凸状半球底部を有する容器本体部を含み、該本体部（４）は上部に向けて広がる円錐型で、円筒状の首部（２）とそれを囲み縁部（５）において終端する突縁部（３）を終端とする予備成形品。
2. 請求項１に記載の予備成形品であり、内部本体部表面（４）が円筒状の首部に向かって広がる角度（α）は、外部本体部表面（４）が上方に開く角度（β）より大きく、かつ円筒状の首部（２）の厚み（ｇ２）は、底部（６）の厚み（ｇ３）より薄いことを特徴とする予備成形品。
3. 請求項２に記載の予備成形品であり、円筒状の首部（２）を囲む突縁部（３）の厚み（ｇ１）が０．３ｍｍ未満であり、壁厚（ｇ１）が壁厚（ｇ２）と等しいもしくはより小さいことを特徴とする予備成形品。
4. 請求項１に記載の予備成形品であり、円筒状の首部（２）から突縁部（３）への推移が弓状であることを特徴とする予備成形品。
5. 請求項１に記載の予備成形品であり、突縁部（３）は円筒所の首部（２）から（１８０−γ）度だけずれており、（γ）は６０度から９０度までの間であることを特徴とする予備成形品。
6. 請求項１に記載の予備成形品であり、突縁部（３）の縁部（５）は頂部およびその下部に環様の厚み（５ａ）を有し、高さ（ｈ）は突縁部の厚み（ｇ１）の１．１倍から２．０倍の範囲の間で変化することを特徴とする予備成形品。
7. 請求項１に記載の予備成形品であり、突縁部（３）の縁部（５）は、その頂部に環様の片側厚み（５ｂ）を有し、高さ（ｈ）は、突縁部の厚みの１．１倍から２．０倍の範囲の間で変化することを特徴とする予備成形品。
8. 請求項１に記載の予備成形品であり、突縁部（３）の縁部（５）は、その下部に環様の片側厚み（５ｃ）を有し、高さ（ｈ）は、突縁部の厚みの１．１倍から２．０倍の範囲の間で変化することを特徴とする予備成形品。
9. 請求項１に記載の予備成形品であり、突縁部（３）の縁部（５）は突縁部の厚さ（ｇ１）とほぼ等しい高さ（ｈ）を持つ矩形端（５ｄ）を有することを特徴とする予備成形品。

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