JP2022167720A - 結晶性樹脂容器の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】収縮の影響を緩和した、成型精度の高い結晶性樹脂容器の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】加熱された結晶性樹脂シートを金型21に沿わせて前記結晶性樹脂のシート内に結晶性樹脂容器群A2を成型する成型ステップと、成型された前記結晶性樹脂容器群A2の周囲の前記シートに切り込みを入れる切入ステップと、切込みが入れられた前記結晶性樹脂シートの前記結晶性樹脂容器群A2を容器に切断する切断ステップとを含む、結晶性樹脂容器の製造方法および製造装置である。【選択図】図2
Description
本発明は、結晶性樹脂容器を製造するための製造方法および、製造装置に関する。
従来、結晶性樹脂容器を製造する方法として、結晶性樹脂シートを加熱して軟化したシートを金型に沿わせて成型することで結晶性樹脂容器を製造する製造方法がある。
この結晶性樹脂容器の製造方法では、例えば、特許文献1に示すように、ガラス転移点以上の温度に加熱されて軟化した結晶性樹脂シートが、金型に対応した押型により押され、金型の型部に押し込まれて成型される。
このような成型においては、例えば、押型が結晶性樹脂シートに正圧を加え金型の型部に押し込む圧空方式や、金型が結晶性樹脂シートに負圧を加え金型の型部に引き込む真空方式、それらの両方を行う真空圧空方式がある。すなわち、金型を用いた成型においては、結晶性樹脂シートを成型する際に押型は、結晶性樹脂シートに直接接しておらず、金型とも空間を有している。
さらに、引用文献1に記載の製造方法においては、例えば、成型された結晶性樹脂容器群が冷却される。次いで、複数の容器が連結した状態の結晶性樹脂容器群は、冷却されたのちに、抜型によって切断され、複数の結晶性樹脂容器が形成される。
この方法では、加熱されて軟化した結晶性樹脂シートが金型と押型とにより成型された
後に、結晶性樹脂容器群が強制的に冷却される。この冷却により、結晶性樹脂容器群は、固化された後に金型から離型されるため、離型時の変形が抑制される。
後に、結晶性樹脂容器群が強制的に冷却される。この冷却により、結晶性樹脂容器群は、固化された後に金型から離型されるため、離型時の変形が抑制される。
しかし、従来の金型成型では、結晶性樹脂容器群が成型された結晶性樹脂シートは、金型から離型された後に冷却が行われ、この冷却により結晶性樹脂シート内に形成された結晶性樹脂容器群が収縮する。この収縮の際に、結晶性樹脂シート内の結晶性樹脂容器群が場所に応じて均一に収縮せず、結晶性樹脂容器群が所望の形状から変形してしまう、という課題があった。
そこで、本発明の発明者が鋭意検討したところ、結晶性樹脂シートの周囲に切込を入れることにより、結晶性樹脂容器群の収縮の影響を緩和できるという知見を得るとともに、切り込みをいれることにより、積極的な冷却が必要なくなるとの考察にいたった。また、一方で、加熱成型時までに結晶性樹脂シートに切込があると、結晶性樹脂シートの搬送が不安定になったり、成型において異形の結晶性樹脂容器が生じるという現象が起こるという知見も得た。
(1)これらの知見に基づき、本発明にかかる結晶性樹脂容器の製造方法は、加熱された結晶性樹脂シートを金型に沿わせて前記結晶性樹脂のシート内に容器群を成型する成型ステップと、成型された前記容器群の周囲の前記シートに切り込みを入れる切入ステップと、切込みを入れられた前記結晶性樹脂シートの前記容器群を容器に切断ステップとを含むことを特徴とする。
この結晶性樹脂容器の製造方法によれば、成型ステップの後に成型された前記容器群の周囲の前記シートに切り込みを入れる切入ステップを有するため、結晶性樹脂容器群の結晶性樹脂容器に対応する部分が収縮の影響を受けることなく、ひいては結晶性樹脂容器の製造において積極的な冷却が必要なくなる。これにより、この結晶性樹脂容器の製造方法は、容易に成型精度の高い結晶性樹脂容器を製造することができる。
(2)前記した結晶性樹脂容器の製造方法において、前記切入ステップは、前記成型ステップに前記金型に前記容器群を添わせた状態を維持して前記容器群の周囲の前記シートに切り込みを入れることができる。これにより、切入ステップを容易に行うことができ、さらに容易に成型精度の高い結晶性樹脂容器を製造することができる。
(3)前記した結晶性樹脂容器の製造方法に用いる結晶性樹脂容器の製造装置は、前記成型ステップにおいて前記金型に向けて結晶性樹脂シートを移動させる移動装置を備え、前記移動装置は、前記成型ステップにおいて前記結晶性樹脂シートを前記金型に添わせる成型位置と、前記切入ステップにおいて前記結晶性樹脂シートに切込を入れる切入位置とに結晶性樹脂シートを移動可能であってもよい。
そのような結晶性樹脂容器の製造装置は、移動装置の移動のみで成型ステップと切入ステップの両方を達成することができ、装置構成が容易になる。
本発明によれば、容易に成型精度の高い結晶性樹脂容器を製造することができる。
以下、本発明の実施形態に係る結晶性樹脂容器A3の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
<結晶性樹脂容器の製造システム>
図1は、本実施形態に係る結晶性樹脂容器A3の製造システムM(以下、「容器製造システムM」とも称する。)の概略図である。容器製造システムMは、結晶性樹脂シートA1が、加熱、成型されることにより、複数の結晶性樹脂容器A3がつながった状態の結晶性樹脂容器群A2が形成され、その後、各結晶性樹脂容器A3に切断され、製品としての結晶性樹脂容器A3が製造される。これを達成すべく、容器製造システムMは、製造工程の順に上流から、予備加熱装置1と、成型装置2と、切断装置3とを備える。
<結晶性樹脂容器の製造システム>
図1は、本実施形態に係る結晶性樹脂容器A3の製造システムM(以下、「容器製造システムM」とも称する。)の概略図である。容器製造システムMは、結晶性樹脂シートA1が、加熱、成型されることにより、複数の結晶性樹脂容器A3がつながった状態の結晶性樹脂容器群A2が形成され、その後、各結晶性樹脂容器A3に切断され、製品としての結晶性樹脂容器A3が製造される。これを達成すべく、容器製造システムMは、製造工程の順に上流から、予備加熱装置1と、成型装置2と、切断装置3とを備える。
結晶性樹脂容器A3の材料となる結晶性樹脂シートA1は、結晶化ポリエチレンテレフタレート(以下、「CPET」とも略称する。)と称される熱可塑性の合成樹脂を材料として所定の厚さのシート状に延伸されたものである。CPETは、機械的強度に優れるばかりでなく、融点(250℃)に近い雰囲気温度でも変形しないといった優れた耐熱性を有するため、例えば、オーブン・電子レンジ両用トレイ等の耐熱性食品容器としても用いられる。本実施形態において、結晶性樹脂シートA1は、ロール状に巻かれた原反から送り出されて、搬送方向に沿った両端を把持してシートを搬送する搬送システムにより容器製造システムM内を連続して搬送される。
予備加熱装置1では、搬送されてきた結晶性樹脂シートA1が所定時間待機し、加熱される。予備加熱装置1は、加熱手段11により結晶性樹脂シートA1を平面的に所定の温度に加熱する。加熱手段11は、結晶性樹脂シートA1を挟むように対向した一対の加熱板12を備える。各加熱板12は、本実施形態において、結晶性樹脂シートA180℃~130℃となるように温度を設定される。加熱手段11は、平面的な位置に応じて温度調整が可能とされており、結晶性樹脂シートA1の幅方向の外側ほど内側に対応する部分に比較して高温に設定される。加熱手段11は、他の構成でもよく、熱風や過熱水蒸気等により結晶性樹脂シートA1を加熱するものでもよい。
成型装置2では、予備加熱装置1で加熱された結晶性樹脂シートA1が搬送された後に待機した状態で成型される。成型装置2は、金型21を設置される設置台23と、プラグ(押型)22を取り付けられる取付台24とを備える。設置台23と取付台24とは、結晶性樹脂シートA1を上下から挟むように、設置台23が上側、取付台24が下側になるように対向して設けられている。ただし、設置台23が下側、取付台24が上側になるような装置構成であってもよい
また、成型装置2は、設置された金型21の型部に連通する吸引管路25を設置台23に備える。吸引管路25は、真空ポンプのような真空引装置(図示しない)に接続しており、金型21の型部内を真空引きする。また、成型装置2は、取り付けられたプラグ22に連通する加圧管路26を取付台24に備える。加圧管路26は、コンプレッサーのような加圧装置(図示しない)に接続されており、プラグ22の先端に向けて圧縮空気を供給する。成型装置2は、金型21とプラグ22とが接近する成型位置に移動した状態で(図2(B)を参照)、結晶性シートに成型装置2側から真空引きを行い、プラグ22側から圧空を行う、いわゆる真空圧空成型を行う。
また、成型装置2は、設置された金型21の型部に連通する吸引管路25を設置台23に備える。吸引管路25は、真空ポンプのような真空引装置(図示しない)に接続しており、金型21の型部内を真空引きする。また、成型装置2は、取り付けられたプラグ22に連通する加圧管路26を取付台24に備える。加圧管路26は、コンプレッサーのような加圧装置(図示しない)に接続されており、プラグ22の先端に向けて圧縮空気を供給する。成型装置2は、金型21とプラグ22とが接近する成型位置に移動した状態で(図2(B)を参照)、結晶性シートに成型装置2側から真空引きを行い、プラグ22側から圧空を行う、いわゆる真空圧空成型を行う。
さらに、成型装置2は、設置台23と取付台24とは相対的に上下動にする移動装置(図示しない)を備える。移動装置は、結晶性樹脂シートA1が搬送装置により送られる際に、結晶性樹脂シートA1を成型装置2に受け入れる受入位置(図2(A)を参照)と、結晶性樹脂シートA1を成型するための成型位置(図2(B)を参照)と、結晶性樹脂シートA1に切り込みcをいれる切入位置(図2(C)を参照)とに取付台24を移動させる。
より具体的には、成型装置2は、設置台23と取付台24の間隔が一番大きい受入位置で結晶性樹脂シートA1を受入れ、結晶性樹脂シートA1を受け入れた状態から取付台24が設置台23に向けて距離を縮めるように移動して成型され、さらに、取付台24が切込位置まで移動して結晶性樹脂シートA1に切り込みcを入れた後に、取付台24が受入位置まで戻る(図2(D)を参照)。
本実施形態に係る成型装置2において、プラグ22は、結晶性樹脂シートA1に切れ込みを入れるカッター部27を備え、金型21は、カッター部27を受ける当て板28とを備える。また、設置台23に設置された金型21は結晶性樹脂を150℃~200度の範囲で加熱可能に構成されている。
切断装置3では、結晶性樹脂容器A3の形状に対応した抜型31が取り付けられており、成型装置2から搬送されてきた結晶性樹脂容器群A2を抜型31で打ち抜くことで、結晶性樹脂容器群A2が切断され、結晶性樹脂容器A3が形成される。しかし、切断装置3は、結晶性樹脂容器群A2を切断できれば他の構成であってもよい。
<結晶性樹脂容器の製造方法>
本発明の実施形態に係る結晶性樹脂容器A3の製造方法(以下、「容器製造方法」とも称する。)は、上述の容器製造システムMにより実現される。
<結晶性樹脂容器の製造方法>
本発明の実施形態に係る結晶性樹脂容器A3の製造方法(以下、「容器製造方法」とも称する。)は、上述の容器製造システムMにより実現される。
容器製造方法は、結晶性樹脂容器A3を加熱する予備加熱ステップS1と、予備加熱ステップS1で加熱された結晶性樹脂シートA1を金型21に沿わせて前記結晶性樹脂のシート内に容器群を成型する成型ステップS2と、成型ステップS2で成型された前記容器群の周囲の前記シートに切り込みcを入れる切入ステップS3と、切入ステップS3で切込みを入れられた前記結晶性樹脂シートA1の前記容器群を容器に切断ステップS4とを含む。
まず、予備加熱ステップS1では、予備加熱装置1により、搬送されてきた結晶性樹脂シートA1が所定時間待機し、加熱される。予備加熱装置1は、加熱手段11により結晶性樹脂シートA1を平面的に所定の温度に加熱する。本実施形態において、結晶性樹脂シートA180℃~130℃となるように温度を設定される。
次いで、成型ステップS2では、図2に示すように、取付台24が受入位置で待機した状態で、予備加熱ステップS1で加熱された結晶性樹脂シートA1が予備加熱装置1から搬送され、金型21とプラグ22の間で待機する(図2(A)を参照)。次に、取付台24が成型位置まで移動した状態で、金型21の型部に連通する吸引管路25から、金型21の型部内を真空引きされ、また、プラグ22から圧空されて成型が行われる(図2(B)を参照)。これにより、成型装置2は、真空圧空成型により、結晶性樹脂容器群A2を形成する。
次いで、切入ステップS3では、取付台24が切入位置に移動し、金型21内で形成された結晶性樹脂容器群A2が、プラグ22に設けられたカッター部27により、切り込みcを入れられる(図2(C)を参照)。具体的には、取付台24が切入位置まで移動することにより、カッター部27が当て板28に当接し、カッター部27と当て板28との間に介在する結晶性樹脂容器群A2に切り込みcが入れられる。その後、取付台24は受入位置まで移動する(図2(D)を参照)。
次いで、切断ステップS4では、切込みを入れられた結晶性樹脂容器群A2が、切断装置3まで搬送され、結晶性樹脂容器A3に切断される。具体的には、切断装置3では、結晶性樹脂容器A3の形状に対応した抜型31が取り付けられており、成型装置2から搬送されてきた結晶性樹脂容器群A2を抜型31で打ち抜くことで、結晶性樹脂容器群A2が切断され、結晶性樹脂容器A3が形成される。
<結晶性樹脂容器群の切り込み>
図3に示すように、切入ステップS3において、結晶性樹脂容器群A2は、金型21に残った状態で切り込みcを入れられる。本実施形態において、切り込みcは、結晶性樹脂容器群A2の周囲と、結晶性樹脂容器群A2の各容器に対応する部分の間にも入れられている。ただし、切り込みcを入れる位置は、結晶性樹脂容器群A2の形状等により、適宜変更できる。
<結晶性樹脂容器群の切り込み>
図3に示すように、切入ステップS3において、結晶性樹脂容器群A2は、金型21に残った状態で切り込みcを入れられる。本実施形態において、切り込みcは、結晶性樹脂容器群A2の周囲と、結晶性樹脂容器群A2の各容器に対応する部分の間にも入れられている。ただし、切り込みcを入れる位置は、結晶性樹脂容器群A2の形状等により、適宜変更できる。
切り込みcを入れることにより、結晶性樹脂容器群A2が金型21から外されるとき、および、成型装置2から切断装置3に結晶性樹脂容器群A2が搬送されて冷却されるときに、結晶性樹脂容器群A2の各容器に対応する部分に歪を生じさせることなく所望の形状の結晶性樹脂容器A3を製造できる。
本実施形態において、成型は、真空圧空成型により成型する形態について説明した。しかし、成型は、結晶性樹脂容器群A2を成型できれば、真空成型でも圧空成型でもよい。
本実施形態において、結晶性樹脂シートA1は、CPETを材料にする形態について説明した。しかし、結晶性樹脂シートA1は、非結晶性のPET(A-PET)の他、PP、PE、PCV等の樹脂材料であってもよい。
以上、本実施形態に係る結晶性樹脂容器A3の製造システムMと結晶性樹脂容器A3の製造方法とについて説明した。ただし、製造システムMと製造方法とは上記の実施形態に限定されず、発明の目的を達成する範囲で他の構成とすることができる。
本発明は、結晶性樹脂容器A3の製造に利用できる。
M 結晶性樹脂容器の製造システム
A1 結晶性樹脂シート
A2 結晶性樹脂容器群
A3 結晶性樹脂容器
c 切り込み
1 予備加熱装置
2 成型装置
3 切断装置
11 加熱手段
21 金型
22 プラグ
27 カッター
28 当て板
31 抜型
A1 結晶性樹脂シート
A2 結晶性樹脂容器群
A3 結晶性樹脂容器
c 切り込み
1 予備加熱装置
2 成型装置
3 切断装置
11 加熱手段
21 金型
22 プラグ
27 カッター
28 当て板
31 抜型
Claims (3)
- 加熱された結晶性樹脂シートを金型に沿わせて前記結晶性樹脂のシート内に容器群を成型する成型ステップと、
成型された前記容器群の周囲の前記シートに切り込みを入れる切入ステップと、
切込みを入れられた前記結晶性樹脂シートの前記容器群を容器に切断ステップとを含む、結晶性樹脂容器の製造方法。
- 前記切入ステップは、前記成型ステップに前記金型に前記容器群を添わせた状態を維持して前記容器群の周囲の前記シートに切り込みを入れる、請求項1に記載の結晶性樹脂容器の製造方法。
- 請求項1または請求項2に記載の結晶性樹脂容器の製造方法に用いる結晶性樹脂容器の製造装置であって、
前記成型ステップにおいて前記金型に向けて結晶性樹脂シートを移動させる移動装置を備え、
前記移動装置は、前記成型ステップにおいて前記結晶性樹脂シートを前記金型に添わせる成型位置と、前記切入ステップにおいて前記結晶性樹脂シートに切込を入れる切入位置とに結晶性樹脂シートを移動可能であることを特徴とする、結晶性樹脂容器の製造装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021073709A JP2022167720A (ja) | 2021-04-24 | 2021-04-24 | 結晶性樹脂容器の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2022167720A true JP2022167720A (ja) | 2022-11-04 |
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ID=83852283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2021073709A Pending JP2022167720A (ja) | 2021-04-24 | 2021-04-24 | 結晶性樹脂容器の製造方法および製造装置 |
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