JP4285205B2 - プラスチック容器の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
すなわち、図6(A)に示すように、金型120のキャビティ開口部を取り囲むように断熱性と滑り性とを具備する環状の案内リング130を設け、シート160を案内リング130に当接させた状態でプラグ140を用いてキャビティ121内に押し込むことにより、金型120とシート160の間に正圧を発生させつつ、シート160を案内リング130に沿ってすべらせながらキャビティ121内に引き込んで絞り込むものである。
また、プラグ140の押込みにつれて金型120内部が正圧になるように設定されているので、プラグ140の押込み速度等の成型条件が非常に難しく、安定生産を行うには高度の技術を必要とした。
鋭意研究の結果、プラグによる押込み初期段階での圧力が引き込み量の改善に大きく影響し、肉厚の安定化にも寄与することがわかった。
前記シートが案内リングに当接した状態で、前記プラグがシートに当接する絞り込み開始時以前に金型内に圧力気体を送り込み、正圧状態でシートの絞り込み動作を行うことを特徴とする。
また、同じ厚みのシートから同じ肉厚で同じ口径の容器側壁を成形する場合には、絞り比が大きい容器を成形することができる。
一方、従来と同じ肉厚で同じ高さの容器を成形する場合には、元になるシートの厚みを薄くでき、原材料を削減することが可能となる。
図2(A)には、本発明のプラスチック容器の製造方法に用いられる製造装置を示している。
成形されるプラスチック容器は、図3(B)に示すようなカップ形状の容器1で、円筒形状やテーパ形状の側壁部2と、側壁部2の下端を閉塞する底壁部3と、側壁部2の上端から外方に延びるフランジ部4とを備えた構造となっている。特に、容器の高さHと口径Dの比である絞り比(H/D)が1以上の深絞りの容器の成形に好適である。
シート60の樹脂材料としては種々の材料が適用可能であり、単層でも積層構造を有するシートでもよい。特に内容物が酸素に敏感な場合には、図2(B)に示すように、ガスバリア性を有する中間層62を挟んで熱可塑性樹脂から成る内層61,外層63を積層した積層構造のシートが好適である。
これらの中でも、オレフィン系樹脂が本発明の成形法に有利であり、オレフィン系樹脂としては、主たる構成単量体がオレフィンからなりしかも結晶性のものであり、低−、中−、及び高−密度ポリエチレン、エチレン−α・オレフィン共重合体、アイソタクティックポリプロピン、プロピレン−エチレンブロック或いはランダム共重合体、を使用することができる。
オレフィン系樹脂は単独で使用することができるが、内容物保存性の点で酸素バリア性樹脂と組み合わせで用いることが好ましい。バリア性樹脂としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド樹脂、塩化ビニリデン樹脂等が使用される。
また、上記中間層62に加えて、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のように炭素−炭素二重結合を有する樹脂や還元性鉄粉のような酸素吸収剤を含有する樹脂層からなる第二の中間層を設けてもよい。
送り込みタイミングは、金型20の案内リング30がシート60に接触した時点から開始してもよい。好ましくは、図1(C)の圧力変化で示すような、プラグ40がシート60に当接する絞り込み開始時点まで微圧エアを導入することが望ましい。
たとえば、圧力制御装置50としては、空気圧ポンプやガスボンベ等の圧力源51と、圧力源51からの圧力を所定圧に制御するレギュレータ52とを備えた構成とし、成形タイマ53を備えたコントローラ54によってレギュレータに制御信号を送信して制御することができる。
微圧エアpの送り込みは、金型20の底壁22に設けられた通気孔23を利用して行われるが、通気孔23は、型締め後に真空引きする際の真空穴としても使用される。図示例では、通気孔23が複数設けられた例が記載されているが、単数でもよい。また、図では、複数の通気孔23のうち一つについて圧力制御装置50が接続されているように記載しているが、不図示のポートを介してすべての通気孔から加圧空気が導入される。
従来は、図6(B)に示すように、絞り込み開始時点では金型内の圧力は基準となる外部の圧力と同じで差圧は0であるが、プラグ40の下降に伴って金型内の圧力が徐々に増大していく。
これに対して、本発明では、微圧エアpが導入されており(図中初期圧力A)、プラグ40を押し込んだ際の膨らみ具合が大きくなって、シート60のプラグ40への抱き付き量が増大する。
微圧エアpの圧力は、0.05MPa程度が好ましい。
型締め時点の圧力Bは、従来に比べて微圧エア相当分上昇する。
その後、通気孔23から不図示の真空装置によってキャビティ21内の空気を排気すると共に、上型70とプラグ40の隙間から加圧空気を供給し、シート60の絞り部65をさらに延伸させて金型20のキャビティ21内周壁に密接させ、冷却硬化させてキャビティ21の内周壁に倣った形状に成形する。
従来は、0.4mm程度の肉厚であったのに対して、本発明では0.45〜0.49mm程度の肉厚が得られた。また、容器重量は、従来の製造方法で製造された容器に比べて、5〜10%程度増大した。
このように、同じ厚みのシート60で同じ大きさの容器を成形した場合には、従来品に比較して、肉厚が厚くなってより剛性の高い容器を製作することができる。
また、シート60のプラグ40に対する抱きつき量が増大するので、H(容器高さ)/D(開口径)が2.0程度の深絞り容器も成形可能となる。
多数個取り金型200の場合、シート60の各金型20に対応する部分の肉厚,温度等にばらつきがあるので、均一な厚みの容器を得ることが難しいが、個々の金型20に導入されるエアの圧力を個別に調節することにより、成形される容器側壁の肉厚をコントロールすることが可能となる。
そうすれば、多数個取り金型200で成形される多数の容器の肉厚を均一に製造することが可能となる。
10 製造装置、
20 金型、
21 キャビティ、22 底壁、23 通気孔、
30 案内リング、
40 プラグ、
50 圧力制御装置
60 シート
64 絞り部、65 固定具
70 上型
80 コントローラ
p 微圧エア
Claims (2)
- 金型のキャビティ開口部を取り囲むように断熱性と滑り性とを具備する案内リングを設け、固定具によって水平状態に保持された樹脂製のシートを前記案内リングに当接させ、プラグを用いてキャビティ内に押し込むことにより、前記シートを案内リングに沿ってすべらせながらキャビティ内に引き込んで絞り込み、その後、金型内周面に密着させて所定形状に成型するプラスチック容器の製造方法において、
前記シートが案内リングに当接した状態で、前記プラグがシートに当接する絞り込み開始時以前に金型内に圧力気体を送り込み、正圧状態でシートの絞り込み動作を行うことを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 金型のキャビティ開口部を取り囲むように断熱性と滑り性とを具備する環状の案内リングを設け、樹脂製のシートを前記案内リングに当接させた状態でプラグを用いてキャビティ内に押し込むことにより、シートを案内リングに沿ってすべらせながらキャビティ内に引き込んで絞り込み、その後、金型内周面に密着させて所定形状に成型するプラスチック容器の製造装置において、
前記シートが案内リングに当接した状態で、前記プラグがシートに当接する絞り込み開始時以前に金型内に圧力気体を送り込む圧力制御手段を備えていることを特徴とするプラスチック容器の製造装置。
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