JP5771495B2 - 容器の製造方法、及び容器の製造装置、並びに容器 - Google Patents
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Description
このような熱成形方法により容器を形成することによって、容器の製造時間を短縮でき、生産性を高めることができる。
また従来の容器では、部分的に薄肉化することが難しく、軽量化のため容器全体を薄肉化した場合には、強度を十分に確保できなくなるおそれがあった。
また製造時においては、容器内面及び容器外面の凹凸形状によって、金型から容器を離型させる際に、取り外しにくかったり容器の表面に傷が付きやすくなるおそれがあった。
本発明は、シート材をキャビティ型内に向けてコア型で押し込み、有底筒状の容器を成形する容器の製造方法であって、前記コア型でシート材を押し込みつつ、前記コア型の外面に形成された付形部により、シート材のうち前記付形部に対応する部分をそれ以外の部分より薄肉化させる押し込み工程と、前記キャビティ型の平滑な内面にシート材を密着させる密着工程と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の容器の製造装置は、コア型と、前記コア型が挿入されるキャビティ型と、を備え、前記コア型の外面には凹状又は凸状の付形部が形成され、前記キャビティ型の内面は平滑に形成され、前述の容器の製造方法を用いて、シート材から容器を製造することを特徴としている。
また本発明は、シート材から熱成形によって形成される容器であって、前記容器は、平滑に形成された容器外面と、複数の凹部が形成された容器内面と、を備え、前記凹部の厚さは、他の部分の厚さよりも小さくなっており、前記凹部の形状が、円形穴状、多角形穴状、楕円穴状及び半球穴状のいずれかであることを特徴とする。
本実施形態の容器1は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリ乳酸(PLA)等の樹脂材料からなり、後述する容器の製造方法によりシート材を熱成形(サーモフォーミング成形)し、熱固定したものである。
図1に示されるように、本実施形態の容器1は、有底筒状をなしており、周壁部2と、底壁部3とを有している。以下、容器1の横断面の中央を通る直線を容器軸O1といい、この容器軸O1方向に沿って容器1の口部側を上側、容器1の底壁部3側を下側という。また、容器軸O1に直交する方向を径方向といい、容器軸O1回りに周回する方向を周方向という。
また、容器内面8に占める凹部7の占有面積は、20%〜90%であり、好ましくは40%〜80%である。
さらに、凹部7のそれ以外の部位に対する厚さは、15%〜90%であり、好ましくは40%〜80%である。
コア型11は、円柱状をなしており、キャビティ型12に対して軸方向に移動することにより、該キャビティ型12内に挿入可能とされている。以下、コア型11の横断面の中央を通る直線を金型軸O2といい、この金型軸O2方向に沿ってキャビティ型12側を下側、コア型11側を上側という。また、金型軸O2に直交する方向を金型径方向といい、金型軸O2回りに周回する方向を金型周方向という。
キャビティ型12の内面のうち、周面15の形状は、製造する容器1の容器外面6における周壁部2の形状に対応しており、底面16の形状は、容器外面6における底壁部3の形状に対応している。
まず、コア型11及びクランプ20と、キャビティ型12とが金型軸O2方向に互いに離間された状態で、加熱されたシート材Sを、コア型11とキャビティ型12との間にスライド移動させ、装置の加工位置に投入する。この状態から、クランプ20の下面21とキャビティ型12の案内面18とを接近させ、これらの間にシート材Sを挟み固定する。
次いで、コア型11を金型軸O2方向に沿ってキャビティ型12内に向けて移動させるとともに、該コア型11の下側部分13でシート材Sをキャビティ型12内に押し込みつつ、延伸させる。詳しくは、シート材Sをコア型11で押し込みながら該コア型11の外面に密着させるように延伸させていき、コア型11の外面に形成された付形部14により、シート材Sのうち付形部14に対応する部分(以下、対応部分)S1を、それ以外の部分より薄肉化させる。
尚、図2に示されるように、シート材Sがコア型11の外面に当接させられた状態で、シート材Sとキャビティ型12の内面との間には若干の隙間が設けられている。
次いで、図2において、前記エア吹き込み手段から連通路19を通してキャビティ型12内にエアを吹き込む。これにより、図4(c)に示されるように、シート材Sのうち、前記押し込み工程時に付形部14内に進入した対応部分S1が、さらに該付形部14内に向けてエアで押し込まれていき、当該対応部分S1はそれ以外の部分よりさらに延伸させられて、薄肉化される。図4(c)において、シート材Sの対応部分S1の厚さT3は、前記厚さT2より小さくなっている。また、シート材Sの対応部分S1の内面(コア型11の外面側の面)は、付形部14の内面に接近又は当接している(図2を参照)。
次いで、図2において、前記エア吸引手段から連通路19を通してキャビティ型12内のエアを吸引する。これにより、図4(d)に示されるように、キャビティ型12の平滑な内面にシート材Sが密着(吸着)させられる。本実施形態では、キャビティ型12内に挿入されたコア型11の外面とキャビティ型12の内面との間に、シート材Sの厚さT1より大きい隙間が設けられていることから、前述したエア吸引により、シート材Sはコア型11の外面から引き剥がされるように離間されて、キャビティ型12の内面に当接させられる。この吸着工程によって、シート材Sは、所望の容器1の形状に近似した形状となる。尚、図4(d)において、キャビティ型12の内面に吸着されたシート材Sの対応部分S1の厚さT3は、図4(c)で説明した厚さT3と略同一である。
また、キャビティ型12内に挿入されたコア型11の外面と、キャビティ型12の内面との間に設けられた隙間の大きさを調整することによって、シート材Sをさらに延伸して容器全体を薄肉化することができ、この場合の容器における対応部分S1の厚さは、図4(c)で説明した厚さT3より小さくすることもできる。
次いで、図2において、コア型11をキャビティ型12内から引き抜き、クランプ20とキャビティ型12とを互いに離間させる。このように、コア型11及びクランプ20と、キャビティ型12とが金型軸O2方向に互いに離間された状態で、容器状に成形されたシート材Sを、コア型11とキャビティ型12との間からスライド移動させ、装置の加工位置から排出させる。この排出工程とともに、次に加工されるシート材Sが装置の加工位置に投入されて、前述の工程が繰り返される。
尚、コア型11の外面に凸状部分が形成され、当該凸状部分で囲まれた凹状部分が存在する場合や、凸状部分がある程度広範囲に(占有面積が大きく)形成されている場合などには、凸状部分を除く部分(前記凹状部分など)が付形部14となるとともに、当該付形部14に対応するシート材S部分(対応部分S1)が、前記実施形態のように薄肉化されやすい。
図5(a)(b)に示される例では、付形部14は、溝状をなしており、コア型11の外面における側面13aを金型軸O2方向に沿うように下側へ向けて延びた後、繋ぎ面13cを金型径方向内方に向けて延びるように形成されている。また、付形部14は、金型周方向に間隔をあけて複数形成されており、図5(b)に示される正面視において、金型軸O2を中心に放射状に配列されている。
また図6(a)(b)に示される例では、溝状の付形部14が、コア型11の外面における下側部分13に、下側に向かうに従い漸次金型周方向のうち一方(図示の例では時計回り方向)へ向けて延びるように形成されている。
さらに、前記実施形態において、シート材Sをキャビティ型12に密着させる工程として、キャビティ型12側からエアを吸引して吸着させるものとしたが、コア型11側(例えば、コア型11とクランプ20との間)からエアを吹き込んで、シート材Sをキャビティ型12に圧着させてもよく、両者を併用してもよい。
さらに、コア型11を多段形状に形成してもよい。
また、稜線部22のうち、コア型11の下面13b及び繋ぎ面13cに対応する部位に配置されるものは、その延在方向が金型径方向及び金型軸O2方向に沿うように延びており、これにより、後述する容器1(このコア型11を用いて熱成形された容器1)における周壁部2の下端部及び底壁部3の剛性が確保されている。
この容器1は、平滑に形成された容器外面6と、複数の凹部7が形成された容器内面8とを備えており、該凹部7は、前記付形部14の形状に対応して不定形の多角形状に形成されている。
図7〜図9に示される変形例においても、前述の実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。
6 容器外面
7 凹部
8 容器内面
10 容器の製造装置
11 コア型
12 キャビティ型
14 付形部
S シート材
S1 シート材のうち付形部に対応する部分
T1 凹部以外の部分(他の部分)の厚さ
T3 凹部の厚さ
Claims (4)
- シート材をキャビティ型内に向けてコア型で押し込み、有底筒状の容器を成形する容器の製造方法であって、
前記コア型でシート材を押し込みつつ、前記コア型の外面に形成された付形部により、シート材のうち前記付形部に対応する部分をそれ以外の部分より薄肉化させる押し込み工程と、
前記キャビティ型の平滑な内面にシート材を密着させる密着工程と、を備えることを特徴とする容器の製造方法。 - 請求項1に記載の容器の製造方法であって、
前記付形部は凹状をなし、シート材のうち、前記押し込み工程時に前記付形部内に進入した部分を、さらに前記付形部内に向けてエアで押し込む吹き込み工程を備えることを特徴とする容器の製造方法。 - コア型と、
前記コア型が挿入されるキャビティ型と、を備え、
前記コア型の外面には凹状又は凸状の付形部が形成され、
前記キャビティ型の内面は平滑に形成され、
請求項1に記載の容器の製造方法を用いて、シート材から容器を製造することを特徴とする容器の製造装置。 - シート材から熱成形によって形成される容器であって、
前記容器は、平滑に形成された容器外面と、複数の凹部が形成された容器内面と、を備え、
前記凹部の厚さは、他の部分の厚さよりも小さくなっており、
前記凹部の形状が、円形穴状、多角形穴状、楕円穴状及び半球穴状のいずれかであることを特徴とする容器。
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