JP2009107117A - 多層容器の成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多層体10を構成する樹脂の少なくとも一層が溶融状態で、刃受け部14に支持された多層体10に押切刃15を所定量食い込ませることにより、上位の層が下位の層に食い込むように各層11,12,13を延伸させながら薄肉に圧縮変形させ、薄肉に圧縮された部分Sを押切刃15を刃受け部14に突き当たるまで押し込むことにより押し切り、中間層11および表面樹脂層12,13の各層を押切刃15と刃受け部14との突き当て部Aに収束させることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
これらの成形方法は、打ち抜き手段としてオス刃,メス刃の打ち抜き型を用いたもので、多層体を打ち抜く際に、表面樹脂層を刃先に引っ掛けて引っ張り、中間樹脂層の切断端面を被覆するようになっていた。
隙間が適正であったとしても、環境温度等の環境条件、経時的な型の摩耗等によって被覆量を一定に保つことがきわめて困難で、安定した品質が見込めないという問題があった。
また、せん断により打ち抜いているので、切断端面の下端にバリが生じ、バリ取りを行う必要がある。バリが大きいと、中間樹脂層の一部が端面の被覆領域から外れて露出してしまう。
さらに、表面樹脂層による端面被覆部は、せん断面となる切断端面のせん断方向に延伸される構成なので、切断端面との密着性が悪い。また、切断端面はせん断による切断されるので、端面被覆部の先端が引っかかってめくれやすい。
前記多層体を構成する樹脂の少なくとも一層が溶融状態で、刃受け部に支持された多層体に押切刃を所定量食い込ませることにより、上位の層が下位の層に食い込むように各層を
延伸させながら薄肉に圧縮変形させ、
薄肉に圧縮された部分を押切刃を刃受け部に突き当たるまで押し込むこと により押し切り、中間層および表面樹脂層の各層を押切刃と刃受け部との突き当て部に収束させることを特徴とする。
また、薄肉に圧縮された部分の最終的な押切りは、多層体を構成する樹脂材が溶融状態の内に行ってもよい。
押切刃の温度は常温とすることが好ましい。
押切刃は帯状刃の両端を無端状につないで構成されることが好ましい。
また、押切刃は少なくとも一方の側面が傾斜面で形成されている角形状であることが好ましい。
多層体は、シート構成でもよいし、カップもしくはトレー形状であってもよいし、さらに、パウチ形状であってもよい。
また、中間層は少なくとも気体を遮断する気体遮断層を含む構成としてもよいし、少なくとも鉄系の脱酸素剤を含む酸素吸収層であってもよいし、酸素吸収層と気体遮断層の2層構造でもよい。
前記多層体の容器本体部周縁の切断は、刃受け部に支持された溶融状態の多層体に押切刃を所定量食い込ませることにより、上位の層が下位の層に食い込むように各層を延伸させながら薄肉に圧縮変形させ、
薄肉に圧縮された部分を押切刃を刃受け部に突き当たるまで押し込むことにより押し切り、中間層および表面樹脂層の各層を押切刃と刃受け部との突き当て部に収束させることを特徴とする。
多層体を挟む一対の金型を有し、押切刃を一方の金型側に設けると共に、刃受け部を他方の金型側に設けることが好適である。
また、フランジ部の最終的な押切りは、容器本体部の成形前の樹脂材が溶融状態の内に行うようにしてもよい。
また、中間層は少なくとも気体を遮断する気体遮断層を含む構成としてもよいし、少なくとも鉄系の脱酸素剤を含む酸素吸収層であってもよいし、酸素吸収層と気体遮断層の2層構造でもよい。
刃受け部と押切刃により押し切った切断点が多層体の押切刃と反対側の側面上に位置し、前記中間層と表面樹脂層の各層が前記切断点に収束する構成となっていることを特徴とする。
多層体を構成する各層は平行で、端部において切断点に向けて収束する構造となっており、平行構造から収束構造への移行部には押切刃側に盛り上がる褶曲部を有することを特徴とする。
成形品は、カップもしくはトレーであってもよいし、パウチであってもよい。
また、中間層は少なくとも気体を遮断する気体遮断層を含む構成としてもよいし、少な
くとも鉄系の脱酸素剤を含む酸素吸収層であってもよいし、酸素吸収層と気体遮断層の2層構造でもよい。
また、押切刃で押し切る構成なので、従来のようなオス刃とメス刃でせん断により打ち抜くような高価な抜き型が不要となる。
また、多層体を押切刃で押し切る構成なので、せん断方式のように切断面の下端にバリが生じることはなく、バリ取り工程も不要である。
請求項3に記載の発明によれば、最終的な押切りは、多層体が溶融状態のうちに行うので、迅速に切断できる。
請求項4に記載の発明によれば、押切刃の温度が常温でも、切断部分だけが部分的に接触するだけなので、樹脂層の溶融状態が保持され、十分延伸させることができ、表面樹脂層によって切断端面を安定して被覆することができる。
請求項6に記載の発明によれば、押切刃の少なくとも一方の側面が傾斜する構成となっているので、表面樹脂層を傾斜面に密着させて、端面の形状を整えることができる。
請求項7に係る発明は、多層体がシート状であるので成形しやすい。
請求項8に係る発明によれば、本発明の切断方法を用いてカップもしくはトレイのような多層容器を成形することにより、中間層の露出の無いカップやトレイを実現できる。
請求項9係る発明によれば、本発明の切断方法を用いてパウチを成形することにより、中間層の露出の無いパウチを実現できる。特に、気体遮断性が要求されるような場合、端面からのガス漏れを防止できる。
請求項15に係る発明によれば、フランジ部の最終的な押切りは、容器本体部の成形後であって型開き前の樹脂材の冷却硬化後に行うようにしたので、フランジ部の寸法を精度よく切断することができる。
請求項16に係る発明によれば、フランジ部の最終的な押切りは、容器本体部の成形前の樹脂材が溶融状態の内に行うようにしたので、押切が1工程で済む。
との間で押し切って所定形状に切断した多層成型品であって、刃受け部と押切刃により押し切った切断点が多層体の押切刃と反対側に位置し、前記中間層と表面樹脂層の各層が前記切断点に収束する構成となっているので、中間層の露出の無い安定した端面被覆形状が実現できる。
請求項22に係る発明によれば、本発明の切断方法を用いてカップもしくはトレイのような多層容器を成形することにより、中間層の露出の無いカップやトレイを実現できる。
請求項23係る発明によれば、本発明の切断方法を用いてパウチを成形することにより、中間層の露出の無いパウチを実現できる。
請求項10,17,24に係る発明のように、酸素等の気体を遮断する気体遮断層の場合には、気体遮断層からの化学成分の溶出を防止できる。
請求項11,18,25に係る発明のように、中間層は鉄系の脱酸素剤を含む酸素吸収層の場合、脱酸素剤のこぼれや錆の発生を防止することができる。
請求項12,19,25に係る発明のように、中間層を酸素吸収層と気体遮断層の2層構成の場合でも、2層まとめて被覆することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る多層体の切断方法を模式的に示している。切断する多層体10は、中間層としての中間樹脂層11と、この中間樹脂層11を挟む一対の表面樹脂層12,13との3層構成のシートによって構成されている。各層間には、各層を接着する不図示の接着剤層が適宜設けられている。
この多層体10の少なくとも一層が溶融状態で、一側面が刃受け部14に支持された多層体10の他側面から押切刃15を所定量食い込ませることにより、上位の層が下位の層に食い込むように各層11,12,13を延伸させながら薄肉に圧縮変形させる(図1(A),(B)参照)。なお、ここでは図示しないが、押切刃15の側面15a,15bによって下層の樹脂層が左右に押されて押切刃15の両側に若干盛り上がる。盛り上がった褶曲部121aの大小は、成形条件と樹脂層の厚みと押切刃の角度などによって変化する。
少なくとも一層が溶融状態で押切刃15を食い込ませているので、溶融樹脂層は切断さ
れることなく押切刃15の側面形状に倣った傾斜面に変形するだけであり、切断された多層体10の端面10aには中間樹脂層11が露出することなく一方の表面樹脂層12によって被覆された状態が維持される。
溶融状態での押切刃15の食い込み寸法としては、多層体10の厚み、層構成、樹脂材料等によって適切な寸法が選択される。
薄肉部分Sの押切りは、多層体10の各層を構成する樹脂が融点以下に冷えて硬化した後に行うようにしてもよいし、樹脂が溶融状態の内に行ってもよい。
押切刃15は可撓性の帯状刃によって構成される。帯状刃によって直線状に切断することもできるし、曲線状に切断することもできるし、円形等の無端状に形状に切断することもできる。
押切刃15の形状は、押切刃15の両側面15a,15bの角度は非対称としてもよいし、片側面のみ傾斜する片刃形状としてもよい。
すなわち、図5(E)に示すように、押切刃15の、容器100のフランジ部120側のフランジ端面121に当たるに15a側の側面をフラット形状として、反対の15b側を傾斜面とした場合には、盛り上がった褶曲部121aを最小に抑えることができるの点でより好ましい。
多層容器100は、上記したようなシート状の多層体10から絞り成形されたカップ形状の容器本体部110と、この容器本体部110の開口部周縁から外方に張り出すフランジ部120と、を備え、上記した多層体の切断方法を用いて、多層体10のフランジ部120の外端に相当する箇所を押切刃15と刃受け部14との間で押し切って所定形状に切断したものである。
多層体10の各樹脂層の厚みは、この例では、最下層の表面樹脂層13(容器の外層となる)が全体の半分程度と厚肉で、最上層の表面樹脂層12(容器の内層となる)が最も薄肉で、中間樹脂層11がその中間程度の厚みとなっている。
このフランジ端面121の鋭角状の下端エッジ部が押切刃15による切断点122となっており、フランジ部120を構成する各層が端部において切断点122に収束する構造となっている。
左右に押されてフランジ上面124側に盛り上がる褶曲部を有している。
すなわち、最下層の表面樹脂層端部13aの断面収束形状は、切断点122を頂点とする角形状で、フランジ下面123に対する上層の中間樹脂層11との境界面m1とのなす角度はフランジ端面121より小さい角度となっている。
最上層の表面樹脂層端部12aは薄肉で、切断点122まで延伸されており、下位の嘴状の中間樹脂層端部11aに重なっている。
最下層の表面樹脂層13の褶曲部13bは表面樹脂層13と中間樹脂層11との境界面m1が中間樹脂層11側に盛り上がった構成となっており、この褶曲部13bの上に中間層11の褶曲部11bおよび最上層に位置する表面樹脂層12の褶曲部12bが重なっている。
この多層容器100を構成する多層体10の表面樹脂層12,13としては、たとえばポリプロピレン系樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられ、中間樹脂層11は、酸素吸収層や気体遮断層の単独の単層構成あるいは両方の2層構成等によって構成される。
酸素吸収ポリマーの例としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、その他ナイロン6、ナイロン6・6、ナイロン6/6・6共重合体、メタキシリレンアジパミドなどのポリアミド類のガスバリア性樹脂に酸化性樹脂および遷移金属系触媒をブレンドしたものがある。
遷移金属系触媒は、酸化性樹脂の酸化反応の触媒となるものであり、遷移金属の有機酸塩あるいは有機錯塩等である。遷移金属系触媒の例として、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、錫、チタン、ジルコニウム、バナジウム、クロム、マンガン等を挙げることができる。
表面樹脂層12,13には、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられる。この表裏一対の表面樹脂層12,13は、表裏異なる樹脂材料が使用される場合もある。
この多層容器100の成形は、シート状の多層体10から圧空成型,真空成形、真空圧空成形等によって容器本体110の立体形状を成形するもので、この容器本体110の成形と同時に、押切刃15によってフランジ部120を丸く打ち抜いて切断するようになっている。
成形型200は、多層体10を挟む一対の金型としての第1,第2金型210,220を有し、押切刃15を一方の第2金型220に設けると共に、刃受け部を構成する支持台212が他方の第1金型210側に設けられている。
第1金型210は、容器本体部110を成形するキャビティ211と、キャビティ開口部周縁に設けられる平坦な環状の支持台212とを有する。第2金型220は、第1金型210の支持台212の上面の内径側の領域に係合するクランプ部221を備えている。
また、第1金型210のキャビティ211の底部には、成形後にキャビティ211内に突出して成形された多層容器100を離型させるイジェクタ型240が設けられている。
この支持台212の表面層は硬質で断熱性を有する材料が好ましく、その下層には真鍮などの軟質材213が埋設され、押切刃15が突き当たる際の衝撃を吸収するような構造となっている。
成形工程は、シートフィード工程と、先行プラグ挿入工程と、型閉じ工程と、圧空成形工程と、フランジ部切断工程と、ノックアウト工程を有している。
シートフィード工程では、図4(A)に示すように、多層体10を構成する樹脂の少なくとも一層が溶融状態として成形型の第1金型210の上面に送り込む。多層体10はキャビティ211内に自重によって垂れ下がる。
量押し込む。
溶融状態にあるので、中間樹脂層11および一対の表面樹脂層12,13の各層が切れることなく、3層構成のままで各層薄肉に延伸される。
上記先行プラグ挿入工程から型閉じ工程(図4(A)〜(C))はきわめて短時間に進行し、多層体10の少なくとも一層が溶融状態に維持される。
図4(D)に示すように、クランプ圧によって多層体10は第2金型220下面によって圧縮され、第2金型220の下面から押切刃15による食い込み部16の間に、圧縮されない環状の非圧縮部17が存在する。したがって、第2金型220によって圧縮される部分18と、押切刃15の食い込み部16から、流動化した樹脂材が非圧縮部17側に移動し、非圧縮部17において各層が全体的に盛り上がるように褶曲する。
押切刃15の温度としては、常温とすることが好ましい。
この多層体10からのフランジ部110の押切りは、容器本体部110の成形前(型閉め時)の溶融状態の内に行うようにしてもよい。
押し切った後、成形品をノックアウトする。
また、上記実施の形態では、多層成形品として、立体的なカップやトレー等の容器の周
囲を切断することにより成形される多層容器を例にとって説明したが、多層体から袋体を構成するパウチであってもよい。
いずれも、フランジ端部において、各樹脂層11,12,13が切断点に収束し、フランジ端面に中間層が露出することなく、フランジ端面が一方の樹脂層で完全に被覆されていた。
また、クランプ痕については、たとえば、図6(C),(E)に示すように、条件によっては出ない場合が認められた。また、褶曲部についても、図6(E)ではほとんど発生していない。
11 中間樹脂層
12 表面樹脂層(押切刃側)
13 表面樹脂層(刃受け部側)
14 刃受け部
15 押切刃、15a,15b 側面
S 薄肉部
A 突き当て部
A1,A2 切断点
100 容器、
110 容器本体部
120 フランジ部
121 フランジ端面、122 切断点、123 フランジ下面、
124 フランジ上面、125 クランプ痕
121a 褶曲部
200 成形型
210 第1金型
220 第2金型
211 キャビティ
212 支持台
213 軟質材
221 クランプ部
230 プラグ
240 イジェクタ型
250 ホルダ
Claims (26)
- 複数の樹脂層が積層された多層体を所定形状に切断する多層体の切断方法において、前記多層体を構成する樹脂の少なくとも一層が溶融状態で、刃受け部に支持された多層体に押切刃を所定量食い込ませることにより、上位の層が下位の層に食い込むように各層を延伸させながら薄肉に圧縮変形させ、薄肉に圧縮された部分を押切刃を刃受け部に突き当たるまで押し込むことにより押し切り、中間層および表面樹脂層の各層を押切刃と刃受け部との突き当て部に収束させることを特徴とする多層体の切断方法。
- 薄肉に圧縮された部分の押切りは、多層体を構成する樹脂材が融点以下に冷えて硬化した後に行う請求項1に記載の多層体の切断方法。
- 薄肉に圧縮された部分の押切りは、多層体を構成する樹脂材が溶融状態の内に行う請求項1に記載の多層体の切断方法。
- 押切刃の温度を常温とする請求項1に記載の多層体の切断方法。
- 押切刃は帯状刃の両端を無端状につないで構成される請求項1に記載の多層体の切断方法。
- 押切刃は少なくとも一方の側面が傾斜面で形成されている角形状である請求項4乃至5のいずれかの項に記載の多層体の切断方法。
- 多層体がシートである請求項1乃至6のいずれかの項に記載の多層体の切断方法。
- 多層体がカップもしくはトレーである請求項1乃至6のいずれかの項に記載の多層体の切断方法。
- 多層体がパウチである請求項1乃至6のいずれかの項に記載の多層体の切断方法。
- 上記中間層は少なくとも気体を遮断する気体遮断層を含むことを特徴とする上記請求項1乃至9のいずれかの項に記載の切断方法。
- 上記中間層は少なくとも鉄系の脱酸素剤を含む酸素吸収層であることを特徴とする上記請求項1乃至9のいずれかの項に記載の切断方法。
- 上記中間層は酸素吸収層と気体遮断層の2層構造であることを特徴とする上記請求項1乃至9のいずれかの項に記載の切断方法。
- 複数の樹脂層が積層された多層体を構成する樹脂の少なくとも一層が溶融状態である多層体からの型成形によって容器本体部を成形すると同時に、多層体の容器本体部周縁を所定幅で切断してフランジ部を成形する多層容器の成形方法において、前記多層体の容器本体部周縁の切断は、刃受け部に支持された溶融状態の多層体に押切刃を所定量食い込ませることにより、上位の層が下位の層に食い込むように各層を延伸させながら薄肉に圧縮変形させ、薄肉に圧縮された部分を押切刃を刃受け部に突き当たるまで押し込むことにより押し切り、中間層および表面樹脂層の各層を押切刃と刃受け部との突き当て部に収束させることを特徴とする多層容器の成形方法。
- 多層体を挟む一対の金型を有し、押切刃を一方の金型側に設けると共に、刃受け部を他方の金型側に設けた請求項13に記載の多層容器の成形方法。
- フランジ部の押切りは、容器本体部の成形後に行う請求項13に記載の多層容器の成形方法。
- フランジ部の押切りは、容器本体部の成形前の多層体が溶融状態の内に行う請求項13に記載の多層容器の成形方法。
- 上記中間層は少なくとも気体を遮断する気体遮断層を含むことを特徴とする上記請求項13乃至16のいずれかの項に記載の成形方法。
- 上記中間層は少なくとも鉄系の脱酸素剤を含む酸素吸収層であることを特徴とする上記請求項13乃至16のいずれかの項に記載の成形方法。
- 上記中間層は酸素吸収層と気体遮断層の2層構造であることを特徴とする上記請求項13乃至16のいずれかの項に記載の成形方法。
- 複数の樹脂層が積層された多層体を刃受け部と押切刃との間で押し切って所定形状に切断した多層成形品であって、刃受け部と押切りにより押し切った切断点が多層体の押切刃と反対側の側面上に位置し、前記中間層と表面樹脂の各層が前記切断点に収束する構成となっている多層成形品。
- 多層体を構成する各層は平行構造で、端部において切断点に向けて収束する収束構造となっており、平行構造から収束構造への移行部には押切刃側に盛り上がる褶曲部を有することを特徴とする請求項20に記載の多層成形品。
- 成形品はカップもしくはトレーである請求項21に記載の多層成形品。
- 成形品はパウチである請求項21または22のいずれかの項に記載の多層成形品。
- 中間層は少なくとも気体を遮断する気体遮断層を含む請求項21乃至23のいずれかの項に記載の多層成形品。
- 中間層は少なくとも鉄系の脱酸素剤を含む酸素吸収層である請求項21乃至23のいずれかの項に記載の多層成形品。
- 中間層は酸素吸収層と気体遮断層の2層構造である請求項21乃至23のいずれかの項に記載の多層成形品。
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