JP6941265B1 - 結晶性樹脂容器の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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、結晶性樹脂容器の製造方法を提供する。【解決手段】加熱された結晶性樹脂シートを金型に沿わせ、結晶性樹脂シート内に容器群Ａ２を成型する成型ステップと、成型した容器群Ａ２の周囲のシートに切り込みを入れる切入ステップと、切込みを入れた結晶性樹脂シートの容器群Ａ２を容器Ａ３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である。【選択図】図３

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。

特開２００５−２８６２７号公報

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。

本実施形態にかかる結晶性樹脂容器の製造装置を示す概略図である。

本実施形態にかかる結晶性樹脂容器の成型装置の動作を説明するための概略図である。

本実施形態に係る結晶性樹脂容器の製造方法において、切入ステップにより切り込みを入れられた状態の結晶性樹脂容器群を示す平面図である。

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。

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。

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。

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

Claims (3)

1. 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結晶性樹脂容器群の収縮の影響を緩和できる位置に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。
   
2. 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。
   
3. 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。
   

Images