JP2007520367A - 成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

１つの型構成要素（１６）を別の型構成要素（１８）と分離することにより型を開いて、上方向に開口する空隙部を設けること、を備える成形方法について開示する。該空隙部の下部分はウェル（Ｗ）形状である。成形可能な材料の充填体を空隙部に上方から供給し、それにより充填体をウェル内に落とす。型を、型構成要素（１６、１８）を移動させ互いに接触させることにより閉じ、それによりウェルに沿って下方向に拡張される閉鎖された成形キャビティを画定する。次にウェルの容量を、ウェルの底部と境を接するプランジャ（２２）を型構成要素と相対的に移動させることにより減少させ、それにより成形可能な材料をウェルから成形キャビティに移動させ、上記成形キャビティに充填する。

【選択図】 図５

Description

本発明は、成形装置及び成形方法に関する。本発明はまた容器用キャップにも関する。

圧縮成形及び射出成形は、合成プラスチック材料を使用する物品の製造において、２つの最も広く用いられている技術である。圧縮成形では、一連の上方向に開口する雌型がカルーセル上で円をなして動く。各型が材料供給ゾーンを通過する際に、合成プラスチック材料が型に充填される。雌型が供給ゾーンから離れると、雌型は２つの相対的に可動な部品を有する雄型と協働関係となる。第１部品は、スリーブ状で、雌型と接触して、それにより雄型と雌型との間にあるキャビティを密閉する。スリーブにより型を閉じる際には、全く成形圧力をプラスチック材料の充填体に対してかけない。一旦キャビティが閉じられると、雄型の第２部分を形成するプランジャが雌型に押込まれる。

合成プラスチック材料の充填体はプランジャにより押されて、プランジャと雌型との間で画定される型キャビティの形となる。カルーセルにより画定される円周でのこの２型の動きに関して更に後続の部分においては、合成プラスチック材料は冷却され、それにより該材料は凝固する。型が供給ゾーンに戻る少し前に、２型は分離し、成形品は取出される。

圧縮成形の限界として、圧縮成形を用いてその中に開口部を有する物品を製造できないという点がある。開口部を製造するには、プランジャと雌型を互いに接触させる必要がある。しかしながら、必然的にプランジャと雌型との間にプラスチック材料が存在してしまう、つまり、成形品において、開口部に亘り膜が存在してしまう。更に、接触部分が互いに向かい動くので、プラスチック材料は満足のいくように接触部分の周りに流れない。その結果、成形品は許容できる品質のものではなくなってしまう。

射出成形は、型を閉じること、及び一旦型を閉じると、その中に溶融合成プラスチック材料を流し込むことを含む工程である。プラスチック材料を型キャビティ全体に流し入れるのに必要な圧力は高く、これは、型の２部分にかかる型締め圧を相応に高くしなければならないことを意味する。しかしながら、射出成形には、合成プラスチック材料を型キャビティに押込む前に型を閉じるので、穴部を有する物品を成形できる点で、圧縮成形より優れている。従って、射出成形では物品をそれらの中に穴部を有して製造できるが、一方で電力消費が高く射出成形機の価格も高い。圧縮成形と比較した場合の射出成形の別の短所として、射出成形機による製造速度が圧縮成形で獲得可能な速度より遅い点がある。

本発明では、圧縮成形で必要とされる程度の成形圧力のみを必要とするが、射出成形法を用いて得られる物品と同様に複雑な物品を成形可能な、成形方法及び成形装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様により成形方法を提供するが、該成形方法には、１つの型構成要素を別の型構成要素と分離することにより型を開いて、上方向に開口し且つその下部分がウェル形状である空隙部を設けること、成形可能な材料の充填体を該空隙部に上方から供給し、それにより充填体をウェル内に落とすこと、上記構成要素を移動させ互いに接触させることにより型を閉じ、それにより上記ウェルに沿って下方向に拡張される閉鎖された成形キャビティを画定すること、及び上記ウェルの容量を、ウェルの底部と境を接するプランジャを型構成要素と相対的に移動させることにより減少させ、それにより成形可能な材料を上記ウェルから上記成形キャビティに移動させ、上記成形キャビティに充填すること、を備える。

好適な形態において、該方法には、プランジャを上方向に上記型構成要素と相対的に移動させて上記ウェルの容量を減少させること、を備える。

別の形態においては、該方法には、上記型構成要素をプランジャに関して下方向に移動させて上記ウェルの容量を減少させること、を備える。さらに別の形態においては、該方法には、上側型構成要素を下方向に移動させて下側型構成要素と接触させ、それにより上記成形キャビティを閉じること、及び上記構成要素を一斉に上記プランジャに関して下方向に移動させるが、その間上記プランジャを固定した位置に保持すること、を備える。

上側型構成要素を下方向に移動させて下側型構成要素と接触させ、それにより上記成形キャビティを閉じ、その後上記プランジャを上方向に上記型構成要素と相対的に移動させることも可能である。

該方法に関する更に別の実施例においては、下側型構成要素及び上記プランジャを一体として上方向に、固定した上側型構成要素に向けて、上記下側型構成要素が上側型構成要素と接触するまで移動させ、その後上記プランジャを静止した型構成要素に関して上方向に移動させる。

上記下側型構成要素及び上記プランジャを、上方向に一体として固定した上側型構成要素に向けて、上記下側型構成要素が上記上側型構成要素と接触するまで移動させ、上記プランジャを不動にして、上記型構成要素をその後上記不動にしたプランジャに関して下方向に押すことも可能である。

本発明の更なる態様により成形装置を提供するが、該成形装置には、上側型構成要素と、下側型構成要素と、該構成要素を、それらが成形キャビティを取囲む閉位置と下側構成要素が上方向への開口空隙部を画定する開位置との間で移動させる手段と、ウェル形状をした上記空隙部の下部分であって、型構成要素が接触すると、上記成形キャビティの下方向への拡張部と成る部分と、成形可能な材料の充填体を上記キャビティに供給し、それにより該充填体を上記ウェル内に落す手段と、上記ウェルの底部を形成するプランジャと、及び上記型構成要素及び上記プランジャを互いに相対的に移動させ、それによりウェルの容積を減少させ、成形可能な材料を上記ウェルから移動させる及び上記成形キャビティに移動させる手段と、を備える。

該成形装置には、上記プランジャを下側型構成要素に関して上方向に移動させて上記ウェルの容積を減少させ、成形可能な材料を上記ウェルから移動させる及び上記成形キャビティに移動させる手段を含むことができる。

更なる形態では、成形装置には、上記プランジャを不動にする手段と、上記型構成要素をプランジャに関して下方向に移動させて上記ウェルの容積を減少させ、上記ウェルから成形可能な材料を移動させる及び上記成形キャビティに移動させる手段と、を含む。

本発明の別の態様により成形方法を提供するが、該成形方法には、成形可能な材料の充填体を、固定シャフト及び往復可能な雌型を備える雌型構造体のキャビティ内に供給すること、上記キャビティを、雄型のスピゴットを上記キャビティに挿入することにより閉じること、及び上記雄型及び雌型を上記シャフトに関して移動させ、それによりシャフトを上記キャビティに滑入させて、上記スピゴット、上記シャフトの端面及び雌型の表面により製造する物品の形状を有する型キャビティを画定すること、を備える。

上記スピゴットには、その上に突出するリブを有することができ、該リブをスピゴットに沿って、キャビティに最後に入るスピゴットの端部に延在させる。上記リブを雌型と接触させ、それによりスリットを上記物品に成形する。別の形態においては、上記リブを雌型に担持し、上記スピゴットと、スピゴットが雌型内に存在するときに接触させる。

複数のリブを相隔てて円周上に並べて設け、それにより一連のスリットを成形できる。

多数の雄型及び雌型構造体を回転可能なカルーセル上に存在させることができる。

本発明の更に別の態様によりキャップを提供するが、該キャップには、スカートと、該スカートの一端部の横断端壁と、及び該スカートの他端部のバンドとを備え、該バンドをスカートに複数のブリッジにより結合させ、バンドの内径及びスカートの外径はスカートをバンドに圧入できるようにし、バンドに入るスカート部分にはその中にスカートの自由縁部で開口するスリットを有する。

本発明は、また容器をキャピングする方法も提供するが、該方法には、上述で定義したようなキャプを容器の首部に押圧し、それによりブリッジが破断しスカートがバンド内に滑入することを備える。該バンドにより上記スリット間が詰り、そうして一致したバンド内側で突出する形成体が容器の突出する形成体とかみ合い、バンドを破断せずにキャップが取外されるのを防止する。

バンドには脆弱線を有し、それによりバンドをスカートから離して摺動させるに十分な圧力がバンドに印加されると、バンドが破断するようにできる。

図１の装置には回転可能なカルーセル１０を備えており、該カルーセルには一連の雌型及び一連の雄型を、これ以降に記述するように、担持する。１と表したゾーンでは、雄型を雌型から離隔して、雌型の上方に存在させ、雌型を上方向に開口させる。合成プラスチック材料を供給路１２に沿って供給し、回動機構１４により個々の充填体に分け、該充填体を雌型がゾーン１を通過する際に雌型に落下させる。各雌型がゾーン２に達すると、雌型を上昇させ始める。ゾーン３までには、雄型を雌型に完全に入れる。雄型の第１部分で雌型と雄型との間のキャビティを閉鎖する。雄型の一部を形成するプランジャを、次に雌型に入れる。プランジャ及び雌型により、それらの間で製造する物品の形状を有するキャビティを画定する。型を閉じることにより材料の充填体を押し、製造する物品の形状にする。閉じた型がゾーン４に達すると、冷却を開始し、ゾーン５で雄型と雌型を分離する。ゾーン６で、製品を取出し、サイクルを再び開始する。成形したキャップを別のレベルの機構１４に放出し、図１の右手側に示したコンベヤに搬送し、更に加工する。

図２及び図３では、本発明による雄型１６及び雌型構造体１８を説明する。構造体１８には可動雌型２０及び固定プランジャ２２を備えている。

雄型１６には段を付けて閉止面２４、２６を設け、該閉止面を雌型２０の閉止面２８、３０と関係させる。雄型１６には更にスピゴット３２を含む。

雌型２０には自身を貫通する段付きの孔部３４を有する。孔部３４の下部３６でプランジャ２２を受ける。孔部３４の中間部３８で、成形する製品の形状をした型キャビティ４０（図５ｄ及び図５ｅ参照）の外側境界を形成する。この説明した形態では、製品を瓶の蓋としている。

プランジャ２２にはその下端部付近の周囲にストップリング４２を備え、プランジャ２２の下端部をプレート４４に固定する。雌型２０とプレート４４との間のバネ４６により雌型２０を上方向に押上げる。

図２に示すように、下側の型構成要素により、成形可能な材料の充填体をその中に置ける上方向に開口した空隙部を画定する。空隙部の下部分をウェルＷ形状にし、該ウェルは、型構成要素が接触する際に、成形キャビティの下方向への拡張部分と成る。プランジャ２２によりウェル底部を形成する。型構成要素とプランジャを互いに相対的に移動させると、ウェルの容積が減少し、成形可能な材料をウェルの外に、そして成形キャビティ内に移動させる。

図４では雄型１６を、回転可能な上側円盤４８に担持するよう示しており、該型を円盤４８の通路５０内で往復移動させる。雌型構造体２０を下側円盤５２により担持し、円盤５２にガイド通路５４を存在させる。固定カム（図示せず）により雄型と雌型構造体を互いの方向へ、及び互いから離れるよう動かす。

図５では、雄型１６を簡易化した形態で１つの封止面２６を含めて示している。同様に雌型２０には１つの封止面３０を有する。リング４２は図５から省略している。バネ４６の密集により、雌型２０の下方向への動きを制限する。

成形サイクル開始時には、雄型及び雌型を、図２、図３、図５ａ及び５ｂで示すように、分離させる。これにより、測定した量の合成プラスチック材料の充填体Ｃ（図５ｂ及び５ｃ）を雌型構造体１８に滴下でき、それにより充填体Ｃをプランジャ２２の上端部上に置くことができる。

雄型１６を下方向に動かし雌型２０と接触させるが、該雌型２０をこの時最高位置（図５ａ、５ｂ及び５ｃ）にバネ４６により保持する。型キャビティ４０の上端部を密閉し、雄型１６を引続き下に動かし、雌型２０を押して固定プランジャ２２に沿ってバネ４６の作用に対して下ろす。こうした動きを、雌型２０の下面によりバネ４６が密集し、それによりバネが停止体となるまで継続する。この時型構造体は図５ｄで示すようになる。

図１との関連では、図５ａはゾーン６での状態を、図５ｂはゾーン１での状態を表している。図５ｃ及び図５ｄはゾーン２及びゾーン３を表している。図５ｄは成形及び冷却中の状態（ゾーン３及びゾーン４）である。

図５ｅはゾーン５での状態を表しており、ゾーン５では、ゾーン６で既に成形した物品Ａの取出しに先立ち、型の開封を行なう。

図６ａ乃至図６ｅでは、プレート４４に固定するのを雌型２０とする。図６ａでは雄型１６を雌型構造体１８から離隔して、雌型構造体１８の上方に存在させ、それにより充填体Ｃをその中に供給可能にしている。図６ｂでは、雄型１６が下方向への動きを開始している。図６ｃでは完全に閉じた型を示している。この時充填体Ｃは、雄型１６、雌型２０及びプランジャ２２に囲まれた空隙部に存在する。図６ｄでは、プランジャ２２を上方向に動かし、充填体を押して、雄型と雌型との間の円筒形の空隙部に流す。これにより、円筒形のスカートを持つキャップを形作り成形する。キャップの横断端壁をプランジャ２２とスピゴット３２の端部との間で成形する。図６ｅでは、プランジャ２２を下方向に後退させて型を分離し、雄型１６を上方向に動かしてある。成形品Ａは雄型１６のスピゴット３２に着いた状態である。

図７ａ乃至図７ｅでは、リング４２を示し、バネ４６をリング４２と雌型２０との間で作用させる。雄型１６を雌型構造体の上方に存在させ、最初に上方向に動かすのを雌型構造体１８とする。図７ａでは、雄型１６と雌型構造体１８との間は離隔している。図７ｂでは充填体Ｃを雌型構造体１８に置き、その後雌型構造体を雄型１６に向けて上方向に動かす。図７ｃでは、雄型１６が雌型２０に入ると型を完全に閉じる。この段階で、プランジャ２２をカム（図示せず）により保持し、それによりプランジャを不動にし、雄型１６には、雄型を下方向に押す追加的なカム（図示せず）を接触させる（図７ｄ）。雌型２２の下方向への動きは、バネ４６の作用に反したもので、雌型がリング４２を背にバネ４６の間を密着させるまで継続する。次に雄型を上方向にカム動作させ、それにより構成要素をまず図７ｃに示した相対的位置に、その後図７ｂに示した位置に、最終的にゾーン５の状態を表わす図７ｅに示した位置に戻す。

図８ａ乃至８ｅでは、雄型１６をプレート４４に不動に固定する以外は、図７ａ乃至図７ｅに相当する手順を説明している。従って、プランジャ２２の上方向への動きを用いて、成形圧力を、雄型及び雌型のプランジャ２２に関する下方向への動きによってではなく、掛けている。

プランジャ２２にはバネによりバネ荷重を付すことが可能で、該バネは成形圧力を与える程十分強くする。プラスチック材料の充填体が重量過多又は過少である場合は、バネがプランジャを若干遠くに（充填体が小さ過ぎる場合）又は若干近くに（充填体が大き過ぎる場合）動かして、これを補う。

次に、図９乃至図１１を参照すると、キャップ５６にはスカート５８及び横断端壁６０を備えている。スカート５８の内側には螺合凸条（図示せず）があるが、該凸条は雄型１６のスピゴット３２内の螺旋状溝に対応させることによりこれを製造する。ロックタブ６２をスカートから内部へ突出させる。これらは瓶のビードと協働する。キャップを外す時に、タブがビードにより外側に押され、このためにキャップの外径がこの円周に関して増大する。スカート５８にはスリット６４もその中に有し、該スリットはスカート５８の軸方向にその自由縁部から延在しており、キャップには更にバンド６６を備え、該バンドはスカートに一連のブリッジ６８により接合されている（図１１参照）。

図９乃至図１１のキャップを成形するためのツールを図１２及び図１３に詳細に示す。スピゴット３２を複数のリブ７０と共に形成し、そこではスピゴット３２の円筒形側面は封止面２６と接する。これらにより、そうしなければスカートを形成する材料が塞ぐであろう空間を占領する。その結果、リブ７０の存在によりスカートにスリット６４が成形される。

７２及び７４で表わした表面で、バンド６６が成形される環状空隙部の内側及び外側境界を形成する。

上述したように、バンド６６をブリッジによりスカート５８に結合する。これらのブリッジを図１３に７２と表わした間隙において成形する。

バンド６６を、内部リブ７８（図１１）を有して成形できるが、該リブはスカート５８の外面にある溝（図示せず）とかみ合い、バンドとスカートがかみ合う。

本発明によれば、バンドをキャップ内部に成形も可能であり、キャッピング行為中にブリッジを破断させたり、キャップをバンド上で摺動させたりできる。こうした形態において、キャップに脆弱線を備え、それにより、取外す際に、キャップの一部が折れて取れ、不正開封を検出することができる。

図１４では型について開示しており、該型では予備的形成部Ｐを製作でき、該形成部Ｐを後でブローして瓶又はその他の容器を形成する。同じ部品には、図２で使用したのと同じ参照符号を、添数．１を付加し表わしている。図１の型と図１４の型との重要な相違は、型キャビティの形にあるだけである。

本発明のより良い理解のために、及び本発明を実施してもよい方法を示すために、次に、例証として添付図について言及する。
本発明による装置の概略平面図である。 雌型構造体及び雄型を備える成形装置の等角図である。 図２の成形装置を、部分的に断面で示した、概略側面図である。 カルーセルの透視図である。 成形サイクルを示す図である。 別の成形サイクルを示す図である。 別の成形サイクルを示す図である。 別の成形サイクルを示す図である。 閉端部から見た瓶のキャップの透視図である。 開端部から見た図９のキャップの透視図である。 図９及び図１０のキャップの断面図である。 図９乃至図１１のキャップを製造する成形装置を示す図である。 図１２の雌型を内部に向って見た透視図である。 予備的形成部の製造について示す図である。

符号の説明

１０ カルーセル
１２ 供給路
１４ 回動機構
１６ 雄型
１８ 雌型構造体
２０ 雌型
２２ プランジャ
２４、２６、２８、３０ 閉止面
３２ スピゴット
３４ 孔部
４０ 型キャビティ
４２ ストップリング
４４ プレート
４６ バネ
４８、５２ 円盤
５０ 通路
５４ ガイド通路
６６ キャップ
５８ スカート
６０ 横断端壁
６４ スリット
６６ バンド
６８ ブリッジ
７０ リブ
７８ 内部リブ

Claims (17)

1. １つの型構成要素を別の型構成要素と分離することにより型を開いて、上方向に開口し且つその下部分がウェル形状である空隙部を設けること、
   成形可能な材料の充填体を前記空隙部に上方から供給し、それにより充填体をウェル内に落とすこと、
   前記構成要素を移動させ互いに接触させることにより型を閉じ、それにより前記ウェルに沿って下方向に拡張される閉鎖された成形キャビティを画定すること、及び
   前記ウェルの容量を、ウェルの底部と境を接するプランジャを型構成要素と相対的に移動させることにより減少させ、それにより成形可能な材料を前記ウェルから前記成形キャビティに移動させ、前記成形キャビティに充填すること、
   を備えることを特徴とする成形方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、プランジャを上方向に前記型構成要素と相対的に移動させて前記ウェルの容量を減少させること、を備えることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記型構成要素をプランジャに関して下方向に移動させて、前記ウェルの容積を減少させること、を備えることを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、上側型構成要素を下方向に移動させて下側型構成要素と接触させ、それにより前記成形キャビティを閉じること、及び前記構成要素を一斉に前記プランジャに関して下方向に移動させるが、その間前記プランジャを固定した位置に保持すること、を備えることを特徴とする方法。
5. 請求項２に記載の方法であって、上側型構成要素を下方向に移動させて下側型構成要素と接触させ、それにより前記成形キャビティを閉じること、及びその後前記プランジャを上方向に前記型構成要素と相対的に移動させること、を備えることを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、下側型構成要素及び前記プランジャを一体として上方向に、固定した上側型構成要素に向けて、前記下側型構成要素が前記上側型構成要素と接触するまで移動させること、及びその後前記プランジャを静止した型構成要素に関して上方向に移動させること、を備えることを特徴とする方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、下側型構成要素及び前記プランジャを、上方向に一体として固定した上側型構成要素に向けて、前記下側型構成要素が前記上側型構成要素と接触するまで移動させること、前記プランジャを不動にすること、及びその後前記型構成要素を前記不動にしたプランジャに関して下方向に押すこと、を備えることを特徴とする方法。
8. 上側型構成要素と、下側型構成要素と、前記構成要素を、それらが成形キャビティを取囲む閉位置と下側構成要素が上方向への開口空隙部を画定する開位置との間で移動させる手段と、ウェル形状をした前記空隙部の下部分であって、型構成要素が接触すると、前記成形キャビティの下方向への拡張部と成る部分と、成形可能な材料の充填体を前記キャビティに供給し、それにより該充填体を前記ウェル内に落す手段と、前記ウェルの底部を形成するプランジャと、及び前記型構成要素及び前記プランジャを互いに相対的に移動させ、それによりウェルの容積を減少させ、成形可能な材料を前記ウェルから移動させる及び前記成形キャビティに移動させる手段と、を備えることを特徴とする成形装置。
9. 請求項８に記載の成形装置であって、前記プランジャを下側型構成要素に関して上方向に移動させて前記ウェルの容積を減少させ、成形可能な材料を前記ウェルから移動させる及び前記成形キャビティに移動させる手段、を含むことを特徴とする成形装置。
10. 請求項８に記載の成形装置であって、前記プランジャを不動にする手段、及び前記型構成要素をプランジャに関して下方向に移動させて前記ウェルの容積を減少させ、前記ウェルから成形可能な材料を移動させる及び前記成形キャビティに移動させる手段、を含むことを特徴とする成形装置。
11. 成形可能な材料の充填体を、固定シャフト及び往復可能な雌型を備える雌型構造体のキャビティ内に供給すること、前記キャビティを、雄型のスピゴットを前記キャビティに挿入することにより閉じること、及び前記雄型及び前記雌型を前記シャフトに関して移動させ、それによりシャフトを前記キャビティに滑入させて、前記スピゴット、前記シャフトの端面及び雌型の表面により製造する物品の形状を有する型キャビティを画定すること、を備えることを特徴とする成形方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、前記スピゴットに、該スピゴットに沿ってキャビティに最後に入るスピゴットの端部に延在させる突出したリブを設け、前記リブを雌型と接触させ、それによりスリットを前記物品に成形すること、を備えることを特徴とする方法。
13. 請求項１１に記載の方法であって、リブを前記雌型上に設け、該リブを前記スピゴットと、スピゴットが雌型内に存在するときに接触させること、を備えることを特徴とする方法。
14. 請求項１２又は１３に記載の方法であって、相隔てて円周上に並べた複数のリブを設けて、それにより一連のスリットを成形すること、を備えることを特徴とする方法。
15. スカート、該スカートの一端部の横断端壁、及び該スカートの他端部のバンドを備えるキャップであって、該バンドをスカートに複数のブリッジにより結合させ、バンドの内径及びスカートの外径を、スカートをバンド内に圧入できるようにし、バンドに入るスカート部分にはその中にスカートの自由縁部で開口するスリットを有すること、を特徴とするキャップ。
16. 請求項１５で定義したようなキャプを容器の首部に押圧し、それによりブリッジが破断しスカートがバンド内に滑入することを備え、該バンドにより前記スリット間が詰り、そうして一致したバンド内側で突出する形成体が容器の突出する形成体とかみ合い、バンドを破断することなくキャップが取外されるのを防止すること、を特徴とする容器をキャピングする方法。
17. 前記バンドには脆弱線を有して、それによりバンドをスカートから離して摺動させるに十分な圧力がバンドに印加されると、バンドが破断すること、を特徴とする請求項１６に記載した方法。
    
    
    
    

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