JPH0725130B2 - ２軸延伸成形容器の底部成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、飽和ポリエステル樹脂、特にポリエチレンテ
レフタレート樹脂等の結晶性熱可塑性合成樹脂で２軸延
伸成形された容器の底部成形方法に関するものである。

〔従来の技術〕

円筒形状の特に広口容器を、高い耐熱性を持たせて成形
する場合、従来のガラス製の容器が用いられていたが、
割れ易く、重量が嵩張る難点があった。

そこで、軽量にして肉薄でしかも透明である要求を満た
すものとして、合成樹脂製の容器が考えられているが、
この合成樹脂製容器の中にあっても容器としての剛性を
充分に有していること、優れた耐内容物性を有している
こと等の理由からポリエチレンテレフタレート樹脂等の
結晶性熱可塑性合成樹脂製の容器が優れている。この結
晶性熱可塑性合成樹脂で容器を成形する場合、前記した
優れた特性を得るには、成形される容器が充分に延伸を
受けて成形されることが必要であるから、容器全体を充
分にかつ均一に延伸成形することができるように底部を
半球殻状に成形するのが最良である。

しかしながら、底部を半球殻状に膨出させた形状では、
成形された容器に自立機能を与えることかできないと云
う不満が生じる。

また、ジュースや酒類の通常の飲料は、容器への重点収
納に際して、殺菌の目的として加熱されて充填され、そ
のまま密封収納されるのが一般であり、従って密封後に
冷却されると容器内に減圧が発生し、この発生した減圧
による容器壁部に対する内方への引張力のために、肉厚
の最も薄い胴部に内方への湾曲変形（この変形を一般に
は減圧変形と称している）が発生し、この変形のために
容器の商品としての外観体裁を大幅に劣化させる不都合
があった。

このようなこの種の合成樹脂製容器の不都合を解消する
と共に不満を満たすべく、本出願人は、第９図に示すご
とく、円筒形状の胴部２の下端に連設される半球殻形状
の底部３の下端部分を、内方に反転陥没変形させた構成
の合成樹脂製２軸延伸成形容器１を先に提案した（実願
昭60−72500号）。

この実願昭60−72500号では、底部３を半球殻形状にし
たので、容器１全体を充分に延伸させることができ、ま
た底部３の下端部分を内方に反転陥没変形させたので、
底部３に自立機能を発揮する脚部を形成することがで
き、さらに高温収納液を容器１内に充填して、その胴部
２の開口端を周設されたフランジ４にアルミフィルム６
を接着して密封し、この密封後に冷却することにより容
器１内に発生する減圧は、底部３の下端部分を内包に反
転陥没変形させることによる容器１内容積の減少により
消滅させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この実願昭60−72500号に示された容器１の底部３成形
手段は、第６図以下に示す過程を取るものとなってい
る。

すなわち、高温収納液を充填して密封された容器１を、
所定のホルダー９等によって保持固定して半球形状とな
った押圧治具８の底部３に対する押圧操作により、底部
３の下端部分を内方に反転陥没変形させるのであるが、
冷却のために容器１内には減圧が発生しており、この減
圧のために本来第６図の鎖線で示した形状にあるべき胴
部２の形状は、実線で示すごとく、内方に湾曲した減圧
変形したものとなっている。

この状態で底部３に押圧治具８からの押圧力を作用させ
て底部３の下端部分を内方に反転陥没変形させようとす
ると、この押圧治具８からの押圧力が内方に湾曲した変
形部分Ａにも作用し、この変形部分Ａを、第７図に示す
ごとく、胴部２の弾性変形範囲を越えて内方に大きく変
形させてしまって、この変形部分Ａの変形を永久変形に
してしまったり、さらに押圧治具８の押圧力が作用し続
けると、第８図に示すように、この変形部分Ａが座屈し
てしまうことになり、このため例え底部３の下端部分を
内方に反転根没変形させて容器１内の減圧をなくしたと
しても、変形部分Ａが元の状態に復帰できなくなってし
まうと云う事態が発生した。

この原因は、容器１自体が充分な延伸量を与えられて成
形され、かつ一つの容器１を成形するのに消費される合
成樹脂材料の量をできるだけ少なくなるように設計され
ているために、成形品である容器１の胴部２の肉厚は充
分に薄く成形されており、このため普通の状態で使用さ
れている限りにおいては、胴部２の剛性はその使用に充
分に耐えることのできる強度を持っているのであるが、
内方に湾曲変形した状態では、押圧治具８からの押圧力
に耐えるだけの剛性を発揮することができないからであ
る。

また、底部３下端部分を支障なく内方に反転陥没変形さ
せ自立機能を有する容器１を成形することができたとし
ても、底部３の反転陥没変形部分は、底部３の原形に反
抗して反転変形しているだけであるので、取扱時に容器
１に外力としての押圧力が作用して容器１の内圧を高め
るようなことがあると、内方に反転変形していた底部３
の下端部分が、この内圧の作用により容易に原形に反転
復帰してしまい、自立機能を消失すると云う不都合が生
じ易かった。

この原因は、底部３の自立機能は、底部３の下端部分を
原形から反転陥没変形させて得られるものであるため、
当然のこととして、反転陥没変形した底部３の下端部分
全域には原形に復帰しようとする内部応力が発生してお
り、特に反転屈曲部には大きな復帰力となる内部応力が
生じており、容器１の内圧を高める方向に作用する外力
は、この内部応力による原形復帰を助長する方向に作用
するからである。

この上記した従来例における欠点および不都合は、決し
て充分な剛性を持っていない胴部２が、押圧力が弱くな
っている湾曲変形した状態で底部３下端部分の反転陥没
変形のための押圧力を作用させること、および反転陥没
変形された底部３下端部分内に当然発生している内部応
力をそのままにしていることに原因がある。

本発明は、上記した従来例における欠点および不都合を
解消すべく創案された底部成形方法であって、容器１内
における減圧の発生にもかかわらず、容器１の胴部２に
内方への不正な湾曲変形のない状態で底部３下端部分へ
の反転陥没変形のための押圧力を作用させること、また
反転陥没変形した底部３下端部分の特に反転屈曲部分の
内部応力を消滅させることをその技術的課題とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明の手段は、円筒形状の胴部２の下端に半球殻形状
の底部３を連設して構成され、高温収納液を収納して胴
部２開口を密封した合成樹脂製の２軸延伸成形容器１の
底部３下端部分を反転陥没変形させて自立機能を付与す
るに際して、 冷却されて内部に減圧の発生している容器１を真空室７
内に設置すること、 真空室７内の真空度を、冷却されることにより容器１内
に発生した減圧の内、胴部２を内方に湾曲変形させる減
圧分の真空度を目安として設定すること、 半球形状となった押圧治具８を底部３の下端部分に押圧
して、この底部３下端部分を内方に反転陥没変形させる
こと、 にあり、さらに、 反転陥没変形された底部３の下端部分の反転屈曲部分
を、加熱面が平坦な加熱板10で加熱して熱固定するこ
と、 にある。

容器１は、その底部３を半球殻状に外方に膨出させた構
造に２軸延伸成形されているので、その底部３を胴部２
と同様に充分に延伸させることができ、これによって容
器１全体に優れた均一な物性、例えば優れた透明性、耐
熱性、高い剛性等を与えることができる。

高温収納液を密封収納した容器１が倒立姿勢で収納配置
される真空室７内の真空度が、容器１内に発生した減圧
の内、胴部２を内方に湾曲変形させる減圧分に対応した
値を目安として設定されているので、真空室７内におけ
る容器１の内外の圧力差は、胴部２を湾曲変形させるこ
とができる値よりも小さい値となっており、このため容
器１はその胴部２を湾曲変形させることなく真空室７内
に位置することになる。すなわち、真空室７内において
は、容器１の内外の圧力差が胴部２の剛性に打ち勝って
この胴部２を内方に湾曲変形させることができる程度ま
で大きくならず、このため胴部２はそれ自身の剛性によ
って原形を維持しているのである。

この状態で、底部３の下端部分を反転陥没変形させるべ
く押圧治具８で底部３の下端部分を押圧すると、この押
圧治具８からの押圧力は胴部２に座屈力として作用する
ことになるが、胴部２はこの座屈力に充分に耐えること
ができる状態、すなわち原形の円筒形状を維持している
ので、押圧治具８からの押圧力が作用しても、この押圧
力を安定して支えることができ、これによって胴部２に
過剰な湾曲変形さらには座屈変形を生じることなしに、
底部３下端部分の反転陥没変形を円滑に達成することが
できる。

このように、真空室７を利用した容器１の内外の圧力差
の制御によって、容器１の底部３下端部分の反転陥没変
形を円滑にかつ良好に達成することができるのである
が、底部３下端部分は単に反転陥没変形されただけであ
るので、反転陥没変形した底部３下端部分内には、この
変形により内部応力が発生していることになり、この反
転陥没変形部分内に発生している内部応力は、当然のこ
とながら、この反転陥没変形を原形に復帰させる方向に
作用していることになる。このため、底部３下端部分を
反転陥没変形させた容器１の胴部２に或る程度の押圧力
を加えて、容器１の内圧を高めるような事態が生じる
と、この上昇した内圧と前記した内部応力との合成作用
にそり、折角反転陥没変形した底部３下端部分が原形に
反転復帰してしまい、容器１の自立機能を喪失すると云
う不都合を生じてしまう。

そこで、反転陥没変形した底部３の下端部分の内、反転
屈曲部分を加熱板10により押圧加熱することによって、
この反転屈曲部分内に発生している内部応力を消滅させ
る熱固定処理を施して反転屈曲部分の反転屈曲形状を安
定したものとし、もって底部３下端部分に高い自己形状
保持能力を与えることができるのである。このように、
底部３下端部分に高い自己形状保持能力を与えることが
できるので、胴部２に容器１の内圧を高める外力が作用
したとしても、この外力によって底部３の反転陥没変形
部分が反転復帰するような事態の生じることがなく、成
形された底部３の形状を安定して保持することができ
る。

また、この底部３下端部分の反転陥没変形部分の反転屈
曲部分を熱固定する加熱板10の加熱当接面が平坦面とな
っているので、加熱板10はその加熱当接面を底部３の反
転屈曲部分全域にいんかいの操作で均一に当接すること
ができ、もって底部３の反転屈曲部分の熱固定を一回で
かつ均一に達成できることになる。

〔実施例〕

図示実施例の場合、容器１は、胴部２の上端にフランジ
４を周設し、このフランジ４に容器１を密封する例えば
アルミニウムフィルム６が貼着されている。

85℃の高温収納液を充填した後、密封して常温まで冷却
した容器１を真空室７内に設置して、容器１の胴部２に
減圧による内方への減圧変形を生じさせない真空室７内
の真空度は、平均してほぼ400mmHgであった。この真空
度は容器１内に発生した減圧程度としての真空度と等し
い値と云うわけではなく、容器１内に発生した減圧程度
としての真空度よりも胴部２の剛性に相当する真空度分
だけ低い値となっているのであるが、底部３下端部分の
反転陥没変形を円滑に達成させるために、この真空室７
内の真空度はできるだけ小さくするのが望ましい。

これは、底部３下端部分の反転陥没変形が進行するに従
って、容器１内容積の減少に伴って減圧程度が急速に減
少するためで、真空室７内の真空度を大きくし過ぎる
と、底部３下端部分の反転陥没変形の達成間近で、逆に
容器１の内圧が高くなってしまい、場合によっては容器
１の密封保持が破壊される恐れが生じるからである。

それゆえ、底部３下端部分の実際の反転陥没変形操作に
際しては、底部３下端部分の反転陥没変形の進行に合わ
せて、真空室７内の真空度を徐々に低下させるのが良
い。

また、加熱板10による底部３の反転屈曲部分に対する熱
固定処理は、容器１の成形材料である合成樹脂材料の持
つガラス転移点を基準にして設定される温度で加熱すれ
ば良いのであるが、ポリエチレンテレフタレート樹脂で
容器１を成形した場合、加熱板10の加熱温度を200〜240
℃に設定すると共に、この加熱板10を約2kgの押圧力で
底部３下端部分の反転屈曲部分に瞬間的に押圧して熱処
理を達成したところ、底部３下端部分の反転屈曲部分の
内部応力は完全に消滅し、安定した自己形状保持能力を
有する底部３を得ることができた。

この加熱板10による加熱処理に際して、加熱板10の底部
３下端部分の反転屈曲部分に対する押圧時間をわずかに
長くすると、この反転屈曲部分が加熱板10からの熱作用
によって、第４図に示すごとき一定の形状に変形し、こ
の反転屈曲部分に座りの良い座５を成形した。

この成形された座５は、反転陥没変形された底部３下端
部分の下方に突出した反転点を変形消滅させて成形され
るものであるので、この座５の成形によって底部３下端
部分の原形への反転復帰変形をほぼ完全に阻止すること
ができる。

なお、図示実施例では、容器１はカップ形状となってい
るが、本発明方法の、カップ形状の容器にその適用が限
定されるものではなく、他の壜体形状の容器にも適用で
きるものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明の２軸延伸成形
容器の底部成形方法は、胴部に不正な湾曲変形を生じさ
せることなく底部下端部分の反転陥没変形を円滑に達成
できるので、商品として外観の優れた容器を安定して供
給することかでき、また必要とする底部下端部分の反転
陥没量を支障なく成形することができるので、品質の良
い容器を提供することができ、さらに操作も簡単である
ので容器の安全な成形を達成でき、またさらに自己形状
保持能力の高い容器を得ることができるので、良好なそ
して安定した使用感を得ることができる等多くの優れた
効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、本発明方法の成形工程を示すも
ので、第１図は容器を真空室内に設置した状態の正面断
面図、第２図は真空室内で底部下端部分を反転陥没変形
させる変形加工状態を示す正面断面図、第３図は底部下
端部分の反転屈曲部分の加熱熱固定操作を示す正面図、
第４図は反転屈曲部分を熱変形させて座に成形した場合
の座の拡大断面図、第５図は成形された容器の正面図で
ある。 第６図ないし第９図は、従来の底部下端部分の反転陥没
成形工程を示すもので、第６図は底部下端部分の反転陥
没変形前の正面図、第７図は押圧治具による押圧操作時
における胴部の不正湾曲変形の発生を示す正面図、第８
図は同じく胴部の不正座屈変形の発生を示す正面図、第
９図は従来容器の一例を示す正面図である。 符号の説明 1;容器、2;胴部、3;底部、4;フランジ、5;座、6;アルミ
ニウムフィルム、7;真空室、8;押圧治具、9;ホルダー、
10;加熱板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒形状の胴部（２）下端に連設される底
   部（３）を半球殻形状とし、高温収納液を収納した状態
   で前記胴部（２）の開口端を密閉した合成樹脂製の２軸
   延伸成形容器（１）を真空室（７）内に設置し、該真空
   室（７）内の真空度を、冷却によって前記容器（１）内
   に発生した減圧の内、前記胴部（２）を内方に湾曲変形
   させる減圧分の真空度を目安に設定し、半球形状となっ
   た押圧治具（８）を前記底部（３）下端部に押圧して、
   該底部（３）の下端部を内方に反転陥没変形させる２軸
   延伸成形容器の底部成形方法。
2. 【請求項２】円筒形状の胴部（２）下端に連設される底
   部（３）を半球殻形状とし、高温収納液を収納した状態
   で前記胴部（２）の開口端を密閉した合成樹脂製の２軸
   延伸成形容器（１）を真空室（７）内に設置し、該真空
   室（７）内の真空度を、冷却によって前記容器（１）内
   に発生した減圧の内、前記胴部（２）を内方に湾曲変形
   させる減圧分の真空度を目安に設定し、半球形状となっ
   た押圧治具（８）を前記底部（３）下端部に押圧して、
   該底部（３）の下端部を内方に反転陥没変形させ、さら
   に該底部（３）の反転屈曲部分を、加熱面が平坦な加熱
   板（10）で加熱押圧して熱固定する２軸延伸成形容器の
   底部成形方法。