JP4788328B2 - テーパーを有する容器の成形方法および金型 - Google Patents
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そこで、固定された雌型の金型(キャビティ)に発泡性の溶融樹脂を流し込み、移動する雄型の金型(コア)を後退させて成形するコアバック方式を発泡性容器の成形に適用することが考えられる。例えば、固定金型と移動金型とから構成される金型間に、射出樹脂量体積に相当する容器形状のキャビティが成形され、このキャビティ内へ樹脂の充填が終わると、移動金型が1〜5(mm/秒)の速度で後退し、それに伴いキャビティの容積が増加し樹脂の発泡成形が進行する、容器およびその製造方法が開示されている(例えば特許文献1)。
図1は、本発明の金型の一例である。この金型10は、雌型の金型であるキャビティ20(固定金型)と、雄型の金型であるコア30(移動金型)とからなり、前記コア30は、さらに移動コア7と固定コア8とを有する。そして、前記移動コア7は、さらに、容器の側面3(テーパー部分)を成形するための二次移動コア7aと、容器の底面5を成形するための二次移動コア7bとの、複数の二次移動コア(7a、7b)からなる。
特に、テーパー3部分を成形する二次移動コア7aの先端部分は、テーパー角度θと略同一の鋭角を成しており、一方、底面5を成形する二次移動コア7bの先端部分は、底面5と同一の水平面となっている。
まず、前記コア30と前記キャビティ20との隙間(キャビティ内)に、図示しない射出口より発泡性の溶融樹脂Bを射出する。キャビティ内は、予め、基準となるテーパー部分の厚さ、および底面の厚さ、となっており、溶融樹脂Bを射出後、目的とする発泡倍率を確保するため、二次移動コア(7a、7b)をそれぞれ垂直に移動させる。
このとき、二次移動コア7a、7bの垂直方向への移動に伴い、テーパー部分および底面の厚さが徐々に増すこととなるが、テーパー部分と、底面とでは、厚さの増加率がそれぞれ異なる。すなわち、二次移動コアの移動により、テーパー部分の厚さの増加率が低く、一方、底面の厚さは、二次移動コアの移動量そのものであるため、増加率が高い。
詳しくは、二次移動コア7aの移動量Δdに対するテーパー部分の厚みの増加量Δaの関係は、下記式1により与えられる。
さらに、従来ではテーパーを有する容器を成形する際に、1つの移動コアにより、テーパー部分と、底面とを、同時に成形していた。この場合、前述のとおり、テーパーの角度が1度から30度程度の角度が小さい範囲では、sinθの値がsinθ=0.01〜0.5と極僅かなため、式2に示すように、テーパー部分の僅かな厚さの増加Δaに伴い、二次移動コアが大きな移動量Δdとなってしまうため、底面の厚さがテーパー部分の増加量Δaの2倍から100倍程度に急激に増加してしまう問題がある。
さらには、テーパー角度θの異なる様々な容器について、テーパー部分のsinθの値と、二次移動コアの移動量Δdと、に基く、テーパー部分の厚さの増加量Δaを、下記表1のように示すことができる。よって、前記表1を基に、目的とするテーパー部分の厚みを制御し、底面の厚みを別途制御することができる。
さらには、表2に示すように、キャビティ内の初期テーパー部分の厚さを基準として、目的とするテーパー部分の厚み、および発泡倍率を有する容器を成形することができる。このようにして、図2に示すような、テーパー部分3と底面5とが略均一な厚さWからなる、テーパーを有する容器1を成形可能である。
目的とする容器のテーパー角度θが4度のとき、テーパー部分の発泡性樹脂の発泡倍率を70パーセント、また、容器の底面の厚さも同様に発泡倍率70パーセントとする場合、目的とする発泡後のテーパー部分の厚さは1.7mm、底面の厚さは1.7mmである。
よって、それぞれの増加分は、Δa=0.7mm、Δb=0.7mmであるから、前記表1(Δa=0.698mm)より、必要なテーパー部分の二次移動コア7aの移動量は、Δd=10mmであることがわかる。
また、容器の底面は水平であるため、二次移動コア7bを垂直に移動した距離がそのまま底面の厚さの増加分Δbとなるから、二次移動コア7bの移動量は、Δb=0.7mmとすることにより、図3(b)に示すような、目的とする、テーパー部分の厚さa+Δa=1.7mm、底面の厚さb+Δb=1.7mmの容器を成形可能である。
容器のテーパー角度θが6度のとき、目的とするテーパー部分の発泡性樹脂の発泡倍率を100パーセント(2倍)、また、容器の底面は発泡倍率200パーセント(3倍)とする場合、目的とする発泡後のテーパー部分の厚さは2mm、底面の厚さは3mmである。
よって、それぞれの増加分は、Δa=1mm、Δb=2mmであるから、表1より、Δa=1.045(≒1mm)のときΔd=10mmである。従って、必要なテーパー部分の二次移動コア7aの移動量をΔd=10mmであることがわかる。
また、容器の底面を成形する二次移動コア7bの移動量は、Δb=2mmとすることにより、図4(b)に示すような、目的とする、発泡後のテーパー部分の厚さa+Δa=2mm、底面の厚さb+Δb=3mmの容器を成形可能である。
容器のテーパー角度θが13度のとき、目的とするテーパー部分の発泡性樹脂の発泡倍率を200パーセント(3倍)、また、容器の底面を発泡倍率100パーセント(2倍)とする場合、目的とする発泡後のテーパー部分の厚さは3mm、底面の厚さは2mmである。
よって、それぞれの増加分は、Δa=2mm、Δb=1mmであるから、表1より、テーパー角度θが13度で、テーパー部分の二次移動コア7aの移動量はΔa=2.025(≒2mm)のとき、Δd=9mmである。従って、必要な二次移動コア7aの移動量Δd=9mmであることがわかる。
また、容器の底面を成形する二次移動コア7bの移動量をΔb=1mmとすることにより、図5(b)に示すような、目的とする、発泡後のテーパー部分の厚さa+Δa=3mm、底面の厚さb+Δb=2mmの容器を成形可能である。
また、以下実施例4、実施例5に示すような、複数段のテーパー角度を有する容器や、テーパー部分が複雑な曲面(湾曲面)を有する容器においては、複数の二次移動コアを用いて、それぞれのテーパー部分を成形することにより、各テーパー毎に厚みや発泡倍率を容易に可変することが可能である。
容器のテーパー角度θが、θ1=6度とθ2=13度との二段階を有するとき、それぞれのテーパー部分の発泡倍率を100パーセント(2倍)とし、また、容器の底面の厚さも同様に発泡倍率100パーセントとする場合、目的とする発泡後のそれぞれのテーパー部分および底面の厚さは、それぞれ2mmである。
よって、各所の増加分は、Δa(6°)=1mm、Δa(13°)=1mm、Δb=1mmであるから、表1より、テーパー角度θが6度で、テーパー部分の二次移動コア7aの移動量は、Δa(6°)=1.045(≒1mm)のとき、Δd(6°)=10mmであり、また、テーパー角度θが13度で、テーパー部分の二次移動コア7bの移動量は、Δa(13°)=0.900(≒1mm)のとき、Δd(13°)=4mmである。従って、必要な二次移動コア7aの移動量Δd(6°)=10mm、二次移動コア7bの移動量Δd(13°)=4mmであることがわかる。
また、容器の底面を成形する二次移動コアの移動量をΔb=1mmとすることにより、図6(b)に示すような、目的とする、発泡後のそれぞれのテーパー部分の厚さa+Δa=2mm、底面の厚さb+Δb=2mmの容器を成形可能である。
図7に示すような、テーパー面が湾曲面を有する容器であって、テーパーの厚さのみを発泡倍率20パーセントとして容器を成形する場合、湾曲面を複数の二次移動コア(7a、7b、7c、7d、7e)に分割し、かつテーパー角度θが大きい部分は二次移動コア(7b、7d)の移動量を小さくし、テーパー角度θが小さい部分は二次移動コア(7a、7c)の移動量を大きくすることにより、図7(b)に示すように、曲面をなめらかに、かつ均一に成形することが可能である。
また、溶融樹脂の射出が終了すると同時に、前記二次移動コアを1〜10(mm/秒)の速度で移動させることが望ましい。このとき、発泡樹脂が膨張するとともに冷却されキャビティの形状へと変化しつつ冷却される。
また、前記分解型発泡剤は、ポリプロピレン樹脂に予め配合されて射出成形機へと供給され、射出成形機のシリンダ温度条件下で発泡剤が分解して炭酸ガス、窒素ガス等の期待を発生する化合物であって、無機系の発泡剤であっても有機系の発泡剤であっても良く、また気体の発生を促す有機酸等を併用添加してもよい。分解型発泡剤の具体例として、次の化合物を挙げることができる。
(a)無機系発泡剤:重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム。
(b)有機系発泡剤:N,N'−ジニトロソテレフタルアミド、N,N'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のN−ニトロソ化合物;アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、バリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ化合物;ベンゼンスルフォニルヒドラジド、トルエンスルフォニルヒドラジド、p、p'−オキシビス(ベンゼンスルフェニルヒドラジド)、ジフェニルスルフォン−3,3'−ジスルフォニルヒドラジド等のスルフォニルヒドラジド化合物;カルシウムアジド、4,4'−ジフェニルジスルフォニルアジド、p−トルエンスルフォニルアジド等のアジド化合物。
3 側面(テーパー部分)
5 底面
7 移動コア
7a、7b、7c、7d、7e 二次移動コア
8 固定コア
10 金型
20 キャビティ
30 コア
Claims (17)
- キャビティと、コアとの間に溶融樹脂を流し込み成形するテーパーを有する発泡性容器の成形方法であって、前記コアは、移動自在な移動コアと、固定される固定コアとを有し、前記移動コアはさらに、テーパーを成形するための1または複数の二次移動コアと、底面を成形するための1または複数の二次移動コアとの、複数の二次移動コアを有し、該複数の二次移動コアをそれぞれ発泡性容器の厚みを増加させる方向に移動させることにより、前記テーパーの厚みと底面の厚みとを独立に制御し成形することを特徴とするテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 前記複数の移動コアは、それぞれ移動量若しくは移動速度が異なることを特徴とする請求項1記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 前記複数の二次移動コアの、少なくとも1の二次移動コアは、固定される二次固定コアであることを特徴とする請求項1乃至2記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 前記溶融樹脂は発泡性樹脂であって、前記移動コアを移動させることにより前記発泡性樹脂の発泡容量を可変させることを特徴とする請求項1乃至3記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 前記テーパーが湾曲面であることを特徴とする請求項1乃至4記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 前記テーパーの角度が3度から10度であることを特徴とする請求項1乃至5記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 溶融樹脂とラベルとを同時に成形するインモールド成形法であることを特徴とする請求項1乃至7記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 前記インモールド成形法において、バリア性を有するフィルムを同時に成形することを特徴とする請求項8記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- 前記バリア性を有するフィルムは、多層コーティングフィルムであることを特徴とする請求項9記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法。
- キャビティと、コアとを有する金型であって、前記コアは、移動自在な移動コアと、固定される固定コアとからなる金型において、前記移動コアは、さらに移動自在な複数の二次移動コアからなり、該複数の二次移動コアは、テーパー部分の厚さを制御するための二次移動コアと、底面の厚さを制御するための二次移動コアからなっていて、前記移動コアは、発泡性容器の厚みを増加させる方向に移動することを特徴とする発泡性容器を製造するための金型。
- 前記複数の二次移動コアは、それぞれ移動量若しくは移動速度が異なることを特徴とする請求項11記載の発泡性容器を製造するための金型。
- 前記複数の二次移動コアの、少なくとも1の二次移動コアは、固定される二次固定コアであることを特徴とする、請求項11乃至12記載の発泡性容器を製造するための金型。
- 前記移動コアの先端部分が鋭角であることを特徴とする、請求項1乃至13記載のテーパーを有する発泡性容器を製造するための金型。
- 前記移動コアの先端部分の一部が水平であることを特徴とする、請求項1乃至14記載のテーパーを有する発泡性容器を製造するための金型。
- 請求項1乃至15記載のテーパーを有する発泡性容器の成形方法ないし金型により成形された発泡性容器。
- 前記発泡性容器はカップであることを特徴とする請求項16記載のテーパーを有する発泡性容器。
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