JP5970906B2 - プラスチック容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器の口部天面の表面状態を検査する際に、口部天面に光を照射しても反射し難く、良好な平滑性を有するプラスチック容器の製造方法に関する。

食品容器として、例えば、容器の口部天面にアルミ等のシール部材をシールして容器内の内容物を密封すると共に、その口部にキャップを嵌合し、口部をキャップで被覆した容器がある。

この種の容器は、ブロー成形によって成形され、例えば、押出機から押し出されたパリソンを分割金型で挟み込み、そのパリソン内にブローピンを挿入し、ブローピンに備えられるカットリング（カッティングスリーブとも言う）と分割金型側に配置されたカウンタープレートとでパリソンを食い切ることで口部天面を形成するとともに、バリを切除する。また、ブローピンの空気供給孔からパリソン内に圧縮気体を吹き込み、パリソンを膨らませて金型形状に成形する。その後、圧縮気体を排気して分割金型を離型し、所望の口部付き容器を成形している。このとき、口部天面は、カットリングの形状を転写されて形成されるため、カットリングを焼き入れ、研磨加工などの各種処理を施すことで平滑な天面を形成することができる。

このとき、パリソンの押出樹脂量のばらつきやカットリングの摩耗などによる転写性の低下などにより、口部天面に皺、スジ状の窪み等が発生することで、口部天面にシール部材を良好にシールすることが困難になってしまう。そこで、口部天面にシール部材を良好にシールするためには、成形後の容器の口部天面の表面状態を検査し、口部天面に皺、スジ状の窪み等が発生していない容器を選定する必要がある。

ところが、口部天面が平滑な場合には、カメラ等の撮像装置を用いて口部天面の表面状態を検査する際に、口部天面に照射した光が反射し、検査工程の誤動作に繋がってしまっていた。これを解決する手段としては口部天面を粗面化することで解決することが可能である。

口部天面を粗面化した公知の技術としては、例えば、特許文献１（特開平10-16041号公報）や特許文献２（特開2000-883号公報）が知られている。上記特許文献は、平滑なカットリングにおいて、カウンタープレートとカットリングとの間にエアー溜まりが生じることを防止するもので、ブローピンの先端及びカットリングの外周面の表面をあらすことで、型外へのエアー抜け性を向上させ、樹脂の転写性、成形性を良好にする技術について開示されている。

特開平１０−１６０４１号公報 特開２０００−８８３号公報

しかしながら、カットリングのカウンタープレートと当接する当接箇所を粗面化してしまうと、その当接箇所でパリソンの食い切り性が乏しくなり、バリを切除し難くなってしまう。その結果、口部にバリを残存させてしまい、口部天面のシール性を低下させてしまうことになる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、口部天面の良好な成形性、平滑性を保ち、且つ、撮像時における光の反射を低減することが可能なプラスチック容器の製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有することとする。

本発明にかかるプラスチック容器の製造方法は、ブロー成形により成形されるプラスチック容器の製造方法において、
内周側に微細な凹凸からなる凹凸部と、外周に沿って少なくとも前記凹凸より表面粗さの小さい平滑部と、を備えるカットリングを用いて、
口部天面の内周側に微細な凹凸からなる凹凸部と、前記口部天面の外周に沿って少なくとも前記凹凸より表面粗さの小さい平滑部と、を備えるプラスチック容器を製造する、ことを特徴とする。

また、本発明にかかるプラスチック容器の製造方法は、ブロー成形により成形されるプラスチック容器の製造方法において、内周側に微細な凹凸からなる凹凸部と、外周に沿って少なくとも前記凹凸より表面粗さの小さい平滑部と、を備えるカットリングを用いて、前記容器の口部天面を成形する成形工程と、前記口部天面に光を照射し、撮像装置を用いて撮像した画像を基に、前記口部天面の表面状態を検査する検査工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、口部天面の良好な成形性、平滑性を保ち、且つ、撮像時における光の反射を低減でき、歩留まりを向上させることができる。

本発明の実施形態の口部付き容器100の構成を示す図である。 本発明の実施形態の口部付き容器100の検査工程を示す図である。 本発明の実施形態の口部付き容器100の製造方法を示す図である。 口部天面21を形成する工程を示す図である。 カットリング7の構成例を示す正面図である。

＜本発明の実施形態の口部付き容器100の概要＞
まず、図面を参照しながら、本発明の実施形態の口部付き容器100の概要について説明する。

本発明の実施形態の口部付き容器100は、図１に示すように、口部20を有し、図２に示すように、口部天面21に所定の粗さ（表面粗さRa=10〜100μm）が形成されている。なお、口部天面21の外周1mmの範囲は、粗面化されず、表面粗さRa=1〜10μmに保たれている。

本発明の実施形態の口部付き容器100は、まず、図３（a）、（b）に示すように、押出機2から押し出したパリソン3を分割金型4,5で挟み込み、図３（c）、図４（a）に示すように、パリソン3内にブローピン6を挿入し、図４（b）に示すように、ブローピン6に備えられたカットリング7と、分割金型4,5に配置されたカウンタープレート4b,5bと、でパリソン3を食い切ることでバリを切除し、カットリング7に形成された所定の表面粗さ（表面粗さRa=10〜100μm）の凹凸部7aを、口部天面21を形成する部分のパリソン3に転写し、また、ブローピン6からパリソン3内に気体を吹き込み、パリソン3を膨らませて分割金型4,5のキャビティ面に沿って成形し、口部天面21に、上述した所定の表面粗さ（表面粗さRa=10〜100μm）に応じた粗さが形成された口部付き容器100を成形する。このとき、カットリング7の外周部には凹凸部7aが形成されておらず、口部天面21の外周にも凹凸部7aは転写されない。これにより、カウンタープレート4b,5bとカットリング7とによるバリの食い切り性を良好に保つことができる。

次に、図２に示すように、口部天面21に光を照射し、口部天面21を撮像装置51で撮像し、口部天面21の画像を取得し、該取得した画像を基に、口部天面21の表面状態を検査する。

ここで、本発明の実施形態の口部付き容器100は、口部天面21に所定の粗さ（表面粗さRa=10〜100μm）が形成されているため、口部天面21に光を照射しても光が分散され、撮像装置51へと直接反射されず、良好な撮像データを得ることができる。このため、口部天面21の画像を基に、検査員による撮像データの視認性や機械による誤動作を防止でき、口部天面21の表面状態の検査精度を向上させられ、口部天面21に皺、スジ状の窪み、バリの残存等が発生していない口部付き容器100を選定し、口部天面21にシール部材40を良好にシールすることができる口部付き容器100を選定することができる。

このとき、例えば、口部天面21に所定の表面粗さが形成されていない場合は、口部天面21に光を照射すると光が撮像装置51に対して直接反射してしまい、口部天面21が光ってしまうことになる。このため、口部天面21を撮像装置51で撮像しても反射光の影響により、鮮明な口部天面21の画像を取得することができない。これに対し、本発明の実施形態では、口部天面21に所定の表面粗さを形成しているため、口部天面21に光を照射しても分散して撮像装置51に直接反射するのを抑制することができる。このため、口部天面21を撮像装置51で撮像しても、反射光の影響が無く鮮明な口部天面21の画像を取得することができる。

なお、口部天面21の平滑性は、例えば、撮像装置51で取得した口部天面21の画像を検査員が目視で検査し、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生していない口部付き容器100を目視で選定する方法や、撮像装置51で取得した口部天面21の画像をコンピュータで解析し、撮像装置51で取得した口部天面21の画像と、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生していない所定の条件を満たす理想的な口部天面21の画像と、を比較し、双方の画像が所定の範囲内で一致している場合に、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生していない口部付き容器100と選定する機械的な方法等が挙げられる。なお、撮像装置51で撮像した口部天面21の画像を基に、口部天面21の表面状態を検査し、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生していない口部付き容器100を選定することが可能であれば、あらゆる検査方法が適用可能である。以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の口部付き容器100について詳細に説明する。

＜口部付き容器100の構成例＞
まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態の口部付き容器100の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態の口部付き容器100の構成例を示している。

本発明の実施形態の口部付き容器100は、図１に示すように、容器本体10と、口部20と、を有して構成し、口部20にキャップ30を嵌合し、口部20をキャップ30で被覆する。

本発明の実施形態の口部付き容器100を構成する樹脂は、ブロー成形可能な樹脂であれば特に限定せず、公知の熱可塑性樹脂を用いて成形することができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等が挙げられる。

容器本体10は、液体等の内容物を充填され、口部20は、容器本体10に内容物を充填、あるいは排出するための開口部である。本発明の実施形態の口部天面21には、開口部を覆うようにアルミ等のシール部材40が口部天面21と熱融着されてシールされている。これにより、容器本体10内の内容物を密封している。内容物を外部に排出する場合は、口部天面21にシールされたシール部材40を剥がして使用する。なお、シール部材40は、必ずしも設ける必要はない。

キャップ30は、口部20と嵌合し、口部20を被覆する。本発明の実施形態のキャップ30は、口部20に螺着する等して口部20と嵌合し、口部20を被覆する。これにより、口部天面21にシールされたシール部材40を剥がした後であっても、内容物の密封性を確保することができる。

また、口部天面21は、粗面化され、表面粗さRa=10〜100μmの凹凸部21aを有する。また、口部天面21の外側から約1〜2mmの外周部分には、少なくとも凹凸部21aより表面粗さの小さい平滑部21bを備える。

図２は、本発明の実施形態における口部付き容器100の検査工程を示す図である。口部付き容器100は、口部天面21に光源50から照明光を照射し、口部天面21をカメラ等の撮像装置51で撮像し、口部天面21の画像が取得される。そして、撮像装置51で取得した口部天面21の画像を基に、口部天面21の表面状態を検査し、口部天面21に皺、スジ状の窪み、バリの残存等が発生していない口部付き容器100が選定される。

これにより、成形後の口部付き容器100の中から口部天面21にシール部材40を良好にシールすることが可能な口部付き容器100を選定することができる。なお、光源50は、光を照射することが可能な装置であれば、あらゆる装置が適用可能である。また、撮像装置51も口部天面21の画像を取得することが可能であれば、CCD等を搭載したあらゆる撮像装置が適用可能である。また、口部天面21の平滑性は、例えば、撮像装置51で取得した口部天面21の画像を検査員が目視で検査し、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生していない口部付き容器100を目視で選定する方法や、撮像装置51で取得した口部天面21の画像をコンピュータで解析し、撮像装置51で取得した口部天面21の画像と、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生していない所定の条件を満たす理想的な口部天面21の画像と、を比較し、双方の画像が所定の範囲内で一致している場合に、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生していない口部付き容器100と選定する方法等が挙げられる。なお、撮像装置51で撮像した口部天面21の画像を基に、口部天面21の表面状態を検査し、口部天面21に皺、スジ状の窪み等が発生した不良品を検知することが可能であれば、あらゆる検査方法が適用可能である。

本発明の実施形態における口部付き容器100においては、口部天面21に凹凸部21aを備えるために、光を照射した際に反射を抑制することができ、画像撮像時において良好な画像を取得することが可能である。

＜口部付き容器100の製造方法例＞
次に、図３を参照しながら、本発明の実施形態の口部付き容器100の製造方法例について説明する。

本発明の実施形態の口部付き容器100を製造する際は、まず、図３（a）に示すように、熱可塑性樹脂を押出機2から筒状に押し出たパリソン3を分割金型4,5の間に配置する。次に、図３（b）に示すように、パリソン3を分割金型4,5で挟み込み、パリソン3の上端部と下端部とを分割金型4，5の喰い切刃によって喰い切る。なお、パリソン3の上部は、一点鎖線で示す位置でカットされる。次に、図３（c）に示すように、分割金型4，5内にブローピン6の先端を挿入し、ブローピン6に備えられるカットリング7でパリソン3により形成される口部天面21を形成した後に、ブローピン6の空気供給孔61から圧縮気体をパリソン3内に吹き込み、パリソン3を膨らませ、パリソン3を分割金型4,5のキャビティ形状に成形する。排気が終了したら、図３（d）に示すように、分割金型4，5を開き、口部付き容器100の完成品を取り出す。これにより、口部付き容器100を成形することができる。

ブロー成形により成形された口部付き容器100は、その後上述の検査工程により、成形不良などがないか検査される。検査を通った口部付き容器100は、内容物が充填され、口部天面21にシール部材40をシールし、内容物が密封される。次に、口部20にキャップ30を嵌合し、口部20をキャップ30で被覆する。これにより、口部付き容器100に内容物を充填した完成品を得ることができる。

次に、図４、図５を参照しながら、本発明の実施形態のブロー成形における口部形成時の処理について詳細に説明する。図４（a）は、分割金型4,5内にブローピン6の先端を挿入した状態を示し、図４（b）は、ブローピン6に設けられたカットリング7を分割金型4,5に設けられたカウンタープレート4b,5bに当接した状態を示す。図５は、カットリング7の構成例を示す正面図である。

本発明の実施形態のブロー成形機は、図４（a）に示すように、金型本体4a,5aの上端面にカウンタープレート4b,5bが設けられた分割金型4,5内にブローピン6の先端を挿入し、更に、図４（b）に示すように、ブローピン6に設けられたカットリング7を、カウンタープレート4b,5bに当接させて分割金型4,5内に供給されるパリソン3を切断し、パリソン3のバリを切除している。また、カットリング7をカウンタープレート4b,5bに当接させて、パリソン3により形成される口部天面21を規制している。そして、ブローピン6の空気供給孔61から圧縮気体を吹き込み、パリソン3を膨らませて口部付き容器100を成形する。

カットリング7は、円環状のリングとしてブローピン6の外周囲に設けられており、カウンタープレート4b,5bは、金型本体4a，5aの上端面にそれぞれ設けられている。本発明の実施形態のブロー成形機は、カットリング7をカウンタープレート4b,5bに当接させて分割金型4,5内に供給されるパリソン3を切断し、パリソン3のバリを切除している。また、パリソン3により形成される口部天面21を規制している。

また、図５に示すように、本発明の実施形態のカットリング7の容器への転写面側の表面には、表面粗さRa＝10〜100μmの凹凸部7aが形成されている。このため、カットリング7の表面に形成された凹凸部7aを、口部天面21を形成する部分のパリソン3に転写することで、カットリング7の表面に形成された凹凸部7aに対応する表面粗さRa＝10〜100μmの凹凸部21aを口部天面21の表面に形成することができる。その結果、図２に示すように、口部天面21に凹凸部21aを形成することができる。

カットリング7の表面に形成される凹凸部7aは、まず、カットリング7の表面に焼き入れ、研磨加工などの平滑化処理を施す。これにより、カットリング7の表面が平滑化することになる。次に、平滑化処理を施したカットリング7の表面に放電加工処理を施し、カットリング7の表面に、表面粗さRa＝10〜100μmの凹凸を形成する。これにより、カットリング7の表面に凹凸部7aを形成することができる。

なお、カットリング7の外径からカットリング7の中心に向かって約１mmの範囲は、カットリング7をカウンタープレート4b,5bに当接させてパリソン3のバリを切除するため、放電加工処理を施さないようにしている。このため、カットリング7の外径から約１mmの範囲には、平滑部7bが形成される。その結果、カットリング7をカウンタープレート4b,5bに当接した際に、平滑部7bの部分がカウンタープレート4b,5bに当接し、カットリング7の凹凸による食い切り性の悪化を低減することができる。これにより、パリソン3のバリを切除し、口部20にバリを残存させないように良好に食い切ることができる。

また、本発明の実施形態の口部付き容器100においては、カットリング7の表面に凹凸部7aを形成することで、凹凸部7aの部分にエアーを逃げさせることができる。その結果、口部天面21に皺、スジ状の窪み等を発生させないようにすることができる。

また、口部天面21の光が直接反射するのを低減することができる。これにより、口部天面21の表面状態を検査するために、図２に示すように、口部天面21に光源50から照明光を照射し、撮像装置51で口部天面21を撮像する際に、口部天面21に照射された照明光を分散させることができ、撮像装置51に照明光が直接反射するのを防止することができる。その結果、撮像装置51で撮像した口部天面21の画像には、反射光の影響が無く鮮明な口部天面21の画像を取得することができる。このため、撮像装置51で取得した口部天面21の画像を基に、口部天面21の表面状態を検査し、成形後の口部付き容器100の中から口部天面21にシール部材40を良好にシールすることが可能な口部付き容器100を特定することができる。

また、カットリング7は、外周のエッジが丸く、エッジが磨耗すると再研磨し、エッジを出すための加工処理を行うことになる。この時、放電加工処理であれば何度も再研磨後に処理することができるため、カットリング7の表面に凹凸部7aを形成し、カットリング7を再利用することができる。その結果、資源の有効活用を図ることができる。これに対し、カットリング7にサンドブラストにより凹凸を入れた場合は、カットリング7が硬化してしまい、再利用困難となり、資源の有効活用を図ることができない。

なお、放電加工処理は、本発明の実施形態では、表面粗さRa=20〜50μmの範囲で加工することが好ましい。表面粗さRa=10μm未満であると、エアー逃げが難しくなり、口部天面21に皺、スジ状の窪み等を発生させ易くなるとともに、照明光の直接反射を効果的に抑制できない。また、表面粗さRa=100μm以上であると、口部天面21の表面粗さが悪くなり、平滑性、シール性が悪化することになる。

＜本発明の実施形態の口部付き容器100の作用・効果＞
このように、本発明の実施形態の口部付き容器100は、口部天面21に所定の粗さ（表面粗さRa=10〜100μm）の微細な凹凸が形成されているため、口部天面21に光を照射しても直接的な反射を抑制することができる。このため、口部天面21を撮像装置51で撮像しても、反射光の影響が無く鮮明な口部天面21の画像を取得することができる。その結果、口部天面21の画像を基に、口部天面21の表面状態を検査する際に、撮像不備や誤動作を防止することができ、口部天面21に皺、スジ状の窪み、バリの残存等が発生していない良好な口部付き容器100を精度良く選定することができるので歩留まりを大幅に向上させることができる。

また、カットリング7の外周部分には凹凸を形成していないので、カットリング7とカウンタープレート4b,5bとの食い切り性が良好でバリなどを残存することがなく、成形性が良い。さらに、カットリング7に放電加工処理を施して凹凸を形成しているため、サンドブラストなどのように硬化することがなく、カットリング7が摩耗しても再利用することが可能である。

なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

１００ 口部付き容器
１０ 容器本体
２０ 口部
２１ 口部天面
２１ａ 凹凸部
２１ｂ 平滑部
２２ 開口部
３０ キャップ
４０ シール部材
５０ 光源
５１ 撮像装置
２ 押出機
３ パリソン
４、５ 分割金型
４ａ、５ａ 金型本体
４ｂ、５ｂ カウンタープレート
６ ブローピン
７ カットリング
７ａ 凹凸部
７ｂ 平滑部

Claims (3)

1. ブロー成形により成形されるプラスチック容器の製造方法において、
   内周側に微細な凹凸からなる凹凸部と、外周に沿って少なくとも前記凹凸より表面粗さの小さい平滑部と、を備えるカットリングを用いて、
   口部天面の内周側に微細な凹凸からなる凹凸部と、前記口部天面の外周に沿って少なくとも前記凹凸より表面粗さの小さい平滑部と、を備えるプラスチック容器を製造する、
   ことを特徴とするプラスチック容器の製造方法。
2. 平滑化処理された前記カットリングの内周側に放電加工処理を施すことにより、前記凹凸部と前記平滑部とを前記カットリングの表面に形成する第１の工程と、
   押出機から押し出されたパリソンを、カウンタープレートを備えた分割金型で挟み込む第２の工程と、
   前記カットリングを備えたブローピンを、前記カットリングが前記カウンタープレートに当接するよう前記パリソン内に挿入する第３の工程と、
   前記カットリングと前記カウンタープレートとで前記パリソンを食い切ることで前記口部天面を形成する第４の工程と、
   前記ブローピンから前記パリソン内に気体を吹き込み、前記パリソンを膨らませて前記分割金型に沿って成形する第５の工程と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のプラスチック容器の製造方法。
3. ブロー成形により成形されるプラスチック容器の製造方法において、
   内周側に微細な凹凸からなる凹凸部と、外周に沿って少なくとも前記凹凸より表面粗さの小さい平滑部と、を備えるカットリングを用いて、前記容器の口部天面を成形する成形工程と、
   前記口部天面に光を照射し、撮像装置を用いて撮像した画像を基に、前記口部天面の表面状態を検査する検査工程と、
   を有することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。

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