JPS58203012A - カツプ状薄肉容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性樹脂シートからカップ状薄肉容器を
製造する方法に関する。本発明の目的は、熱可塑性樹脂
シートの単層及び多層シートから従来公知の方法では作
れなかったような複雑な形状の底部を持つカップ状薄肉
容器をスクラップを最小限にして製造する方法を提供す
ることにある。

更に複雑な形状の底部を持つカップ状薄肉容器を得るこ
とで、従来公知の方法では得られなかった成形深さが深
く、剛性の優れた容器が得られる。

更に複雑な形状の底部を持ちカップ状薄肉容器を得るこ
とで、熱可塑性樹脂製薄肉容器に内容物を充填し蓋をシ
ールした後、シール時の内容物の温度と極端な温度差の
環境に容器が曝された時相する容器の見苦しい外観形状
の変化を防ぐことができる。

近時薄肉容器の成形法としてプラグアシスト圧空成形法
、固相圧空成形法等のシート熱成形法が発達してきた。

一方、熱可塑性樹脂シートとしてはポリプロピレン（Ｐ
Ｊ、下ＰＰと略称）、ポリエチレンテレフタレート（以
下ＰＥＴと略称）等のシートが開発され、前記成形法等
を使ってカップ状容器が工業生産されている。例えばＰ
ＥＴシートの場合、樹脂を溶融押出板急冷して非品性の
透明なシートとし、これから通常の上記熱成形法により
、深さ対口径の比が約１．２までのカップ状容器を得る
ことができる。ＰＥＴ容器は透明性、剛性に優れている
ため包装容器として使用される。然し乍ら深さ対口径比
が１２以上になると、プラグによる予備延伸で容器底部
相当部分への肉厚配分が十分でなく、この部分が極端に
薄くなり、容器　　　　１′１としての剛性がなくなっ
てしまう。ＰＥＴ樹脂は、延伸配向による剛性の向上が
著るしく、成形深さが深くなるとプラグによる予備延伸
の段階で同−深さのＰＰ等に比べ延伸領域が広く、未延
伸領域が少ない傾向となる。この後ブローすると延伸領
域の剛性が高くなっているため、未延伸領域が優先的に
延伸されるが、この領域が少ししかないためブロー後こ
の部分の肉厚が薄くなってしまう。

我々は、ＰＥＴの深絞り容器成形法について種々検討し
た結果、ＰＥＴ樹脂を溶融押出板急冷して得た透明なシ
ートを材料とし、本発明の方法によって成形した成形品
として、従来公知の方法で成形したものより深い容器を
透明性、剛性を備えて得られることを見出した。

ＰＰの場合、本発明による効果はＰＥＴの場合と異なる
。ＰＰでは既に特開昭５６−１１８８７２号公報で示さ
れるように、スクラップを最小限（ニして透明で剛性の
高い深絞り容器を製造する方法が見出されている。しか
し乍ら、この容器に内容物を充填し、シール後シール時
の内容物の温度と極端に温度差のある環境にこの容器が
曝されると、見苦しい外観変化を生ずることがある。例
えば内容物を充填して常温でシールした容器を冷蔵する
と、容器の壁が一部凹むことがあり、逆に常温で充填シ
ールした容器をボイルまたはレトルト処理すると、容器
の底が凸状に膨張することがある。これらの変形は容器
中に気体含量が多い程大きい。また冷蔵の場合の変形は
、常温に戻すと形状が元に戻るが、ボイルレトルト処理
の場合は完全には元に戻らない。

我々は、本発明の方法を適用したＰＰ成形品では内容物
を充填シール後、レトルト処理してもこのような温度差
による見苦しい変形が底部の折り返し反転部分が変形す
ることで防げることを見出した。この場合底部の形状は
特に限定されないが、底部の形状が温度差発生時の反転
で見苦しくならないようにするためには、雌型底部の形
状の全部又は一部が凹面状の半球状を成し、かつ球の半
径方向にリブを形成していると良いことを見出した。

球の半径方向に形成されたリブがクッションの役割を果
たし、底部の反転時に均一な変形を起し見苦しくならな
い。

以下図面に従って本発明の詳細な説明する。第１図は本
発明の方法を実施したカップ状深絞り容器の製造装置の
一例であり、図中（１）は成形温度即ち融点−５０℃〜
融点またはＴｇ　−Ｔｇ　＋５０℃まで予熱したシート
、（２）はシート移送板、（３）は雌型で、（３−１）
は雌型空洞部、（３−２）は底部、（３−３）は雌型鍛
造部、（４）は雌型底部上下移動用エアシリンダーピス
トン棒、（５は補助型で、（５−１）は補助型の空洞部
、（５−２）は補助型鍛造部、（６）は圧空供給口、（
７）はプラグ、（８）はプラグ用エアシリンダーである
。第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の方法で容器を成形す
る工程を示す。第２図（ａ）では熱可塑性樹脂シート（
９）をシート加熱手段で成形温度まで予熱した後、シー
ト移送板（１０）を用し）で雌型（１１）と補助型（１
２）の間に供給する。（ｂ）で）ま雌型（１３）の環状
の鍛造部（１４）を上昇させ、補助型（１５）の環状の
鍛造部（１６）’を下降させてシート（１７）を鍛造し
て容器のフランジ部（１８）を形成せしめつつ、鍛造部
内のシートをクランプする。次ｂ）で（Ｃ）に示すよう
に、プラグ（１９）をシートの上刃１ら雌型（２０）の
空洞部に向って前進させ、シートを予備的に延伸する。

次いで（ｄ）に示すように補助型（２１）の圧空供給口
（２２）から圧空な導入し、圧力差により雌型（２３）
の空洞部及び底部（２４）の表面にシートを成形する。

次いで（ｅ）に示すようにプラグが上昇し、雌型底部（
２５）を突き上げ、Ｃｄ）で成形された底部（２６）を
反転させる。

次いで（ｆ）に示すように雌型（２７）が下降し、補助
型（２８）が上昇してスクラップつきの成形品（２９）
はフランジ部周縁（３０）を打抜いて、スクラップと成
形品を分離する。打抜工程は省略しである。

本方法ではフランジ部がクランプを兼ねており、スクラ
ップを最小限にすることができ、本発明の方法により得
られる各種形状の容器を第３図に示す。第３図の（ト）
、（イ）、（つは、第２図の工程では（ｄ）の状態に相
当しており、そして第３図の（ア′入（イリ、　　　□
（ウリは第２図の工程では（ｅ）または（ｆ）の状態に
相当している。尚、第３図の（工すは通常の方法（二よ
る成形品側面図である。

熱可塑性樹脂の単層及び多層シートから、スクラップを
最小限にして成形深さが深く、剛性の曖れたカップ状深
絞り容器を成形するには、（γ）、（イｌ）、（つｌ）
等のよう（＝底部を形状で補強するのが好ましい。特に
つＩの形状では最も弱い底部に近い壁部が２重になるの
で補強効果が高い。これらの形状は単にこのように２重
にするだけでなく底部（ニリブを形成することで一層剛
性が高まる。更に剛性が要求されるようなら底部に紙又
は金属又はプラスチックのリングまたは円筒をはめこみ
又は貼り付けるのが好ましい。本発明の方法による成形
品では底部が複雑な形状、例えば上げ底形状にできるの
で、これらの補強部品もはめこみ又は貼り付は易い構造
とすることができる。容器に内容物を充填し蓋をシール
した後、シール時の内容物の温度と極端な温度差のある
環境にこの密封容器が曝された時に生ずる見苦しい外観
形状の変化を防ぐためには（イ′）、（ウリの形状ρ）
特に好ましい。温度差による変形量が小さい場合は（イ
りが適しており、変形量が多い場合は（つ／）が適して
いる。温度変化に伴って生ずる内容物の膨張、収縮は、
形状（イ′）から形状（イｌりあるいは形状（つｌ）か
ら形状（ヴＩ）への変化で吸収できる。いずれも底部の
変形が成形品の高さく：影響を与えないようにしておけ
ば、熱処理後も容器の高さが変らずかつ自立性は保たれ
る。底部内の変形は、容器を自立させておく限り機能的
には問題ない。第４図に、第３図（イリ、（つｌ）の場
合の好ましい底部リブ形状を示す。（１−１）、（２−
１）は容器の側面図、（１−２）、（２−２）、（２−
３）は底部側から見た形状を示す。底部内の変形と底部
リブ形状の関連では、第４゛図の円心円方向リブ（３１
）より、（２−２）、（２−３）で示した半径方向のリ
ブ（３２）、（３３）の方が膨張、収縮に伴なう底部の
変形がスムーズである。〒４図（２）の半径方向のリブ
では底中央部の円状部（３４）、（３５）がクッション
の役割を果たし、底部全体が凹から凸に変化するリブ部
の反転がスムーズに行われる。第４図（１）の円心円方
向リブ（３１）では反転後に良好な形状を示さない。熱
処理時のみ成形品底部に金属又はプラスチックのりング
をはめこんでおけば底部の形状はより美麗に保つことが
できる。本発明による成形品に内容物を充填、シールし
た後、ボイルあるいはレトルト殺菌処理を行っても従来
の方法（−よる成形品に見られるような底部の膨張によ
る大巾な変形は見られないので、熱殺菌処理を要する食
品の容器として有用である。更に酸素ガスバリヤ一層を
含む多層容器では、熱殺菌後長期保存できる容器として
使用することができる。

この他本発明による成形品は、成形工程において、雌型
の環状鍛造部と補助型の鍛造部で該シートを鍛造し、該
シートの元厚の少なくとも９０％以下の厚みのフランジ
部を形成しているので、たとえ該シートの元厚がプルト
ップアルミ蓋の巻締部の深さより厚くても、プルトップ
アルミ蓋の巻締を行うことができる。プルトップアルミ
蓋は熱可塑性樹脂シートによる薄肉容器の蓋材として、
シールの確実性、剛性が高いこと、耐熱性が良いこと、
開は易く、中が液体の場合飲み易い等の利点があり、本
発明の方法で製造した容器の蓋材（：適している。しか
し熱可塑性樹脂製の単層または多Ｍｉのフィルム又はシ
ートを直接ヒートシールスるか、落し蓋又はかぶせ蓋形
状に成形してヒートシールする方法でも良い。

本発明の目的である従来の容器では得られないような複
雑な形状の容器とは、具体的には第３図の（′″ｙＰ）
、（イリ、（つＩ）８よび第４図の（１）、（２等の形
状の容器を指す。これらの形状の容器は従来の方法でも
成形は可能である。第５図にその状況を示す。この場合
、プラグ降下位置は自ずから制限があるため、複雑な形
状、特に間口が狭く奥行が深い形状の部分（第６図のＣ
部分）がプラグの効果を及ぼせず極端に薄くなり、保形
もできないようになる。第５図の従来法で成形した容器
は、容器としての剛性が無いので使用に耐えない。

本発明の方法では、第２図（ｄ）の如くプラグ降下位置
が十分であり一複雑な形状の部分でもプラグ　　　□１
゜ 効果を及ぼすことができ、従うてどの部分も剛性の高い
容器を成形できる。

スクラップは、成形品のフランジ部とクランプが同一な
ので従来の方法より少なくすることｈｚでき、１個毎に
カットされたシートではより少なくすることができる。

従来法では４０〜６０係のスクラップ発生率であるのに
対し、本発明の方法ではスクラップ発生率を１０〜３０
優に押えることができる。

実施例１ ポリエチレンテレフタレート樹脂を原料としてＴダイ溶
融押出法により厚さ１酋のＰＥＴンートを製造した。Ｔ
ダイ押出後、冷をアロールを使用して急冷し透明シート
を得た。このシートを熱板接触法により１００℃に予熱
した後、第２図の成形工程により丸型容器の成形を行っ
た。成形品の口径は６０諺深さは９０１１である。底の
形状は第３図（つ′）に示したものである。底には十分
の補強効果があり、腰の強さが良好で透明性も良好な成
形品が得られた。

比較例１゜ 実施例１と同一のシートを使用し、成形品口径６０１１
１Ｅ、深さ９０ｆｉで第３図（工すの形状の成形品を公
知の方法で成形した。透明性は良好であるが、底部の肉
厚が薄く、腰が弱かった。

実施例２゜ ポリプロピレン樹脂を原料としてＴダイ溶融押出法によ
り厚さ２露のＰＰシートを製造した。

Ｔダイ押出後、冷却ロールを使用して急冷し両面光沢の
シートを得た。このシートを熱板接触法により１５５℃
（二手熱した後、第２図の成形工程により丸型容器を成
形した。成形品は口径６０ｍ１１１、深さ１０５諷であ
った。底の形状は第３図（イ′）及び第３図（ウリであ
った。いずれの容器も腰が強く、透明性が良好であった
。この容器に水を充填した後、プルトップアルミ蓋で巻
締シールし、２０分間ボイル処理したものと温度１１５
℃、圧力話階−の熱水中で３０分間加圧加熱処理したも
のを観察した。第３図（イりの形状ではボイル処理品は
底部形状が良好であったが、加圧加熱処理したものは底
部がややふくらんだ。第３図（ウリの形状ではボイル処
理品加圧加熱処理品共に外観の形状変化がなかった。

比較例２ 実施例２と同じシートを使用し、同一の加熱条件で同一
の口径深さで底の形状が第３図（工′）に相当する容器
を公知の方法で成形した。成形品は透明性、腰の強さ共
良好であった。実施例２と同様に充填、シールして熱処
理を実施した所、ボイル処理品、加圧加熱処理品共に底
部がふくらむ変形を起した。

実施例３゜ 共押出法により、ポリプロピレン／接着性ポリプロピレ
ン／エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂／接着性
ポリプロピレン／ポリプロピレンの３種５層の厚さ２．
２ｍの多層シートを得た。

このシートを熱板接触法により１５５℃に予熱した後、
第２図の成形工程により丸型容器を成形した。

成形品の内径は６０■、深さは１０５諺であった。

底の形状は、第４図の（１）及び（２であり、底のリブ
形状はそれぞれ（１−２）及び（２−２）であった。い
ずれの容器も腰の強さ、透明性共Ｃ二良好であった。こ
の容器に実施例２と同様（＝充填、シールして熱処理を
実施した所、いずれの容器でも外観の形状変化は殆んど
なかった。特（二第４図Ｃ）の容器では底部の形状変化
が全くなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図；二本発明を実施した筒内カップ状容器の成形装
置の一例を示し、図中１は熱可塑性樹脂シート、２はシ
ート移送板、３は雌型、３−１は雌型空洞部、３−２は
雌型底部、３−３は雌型鍛造部、４は雌型底部上下移動
用エアシリンダーピストン棒、５は補助型、５−１は補
助型空洞部、５−２は補助型鍛造部、６は圧空供給口、
７はプラグ、８はプラグ用エアシリンダーを示す。 第２図に本発明を実施する成形工程及び成形品を示す。 図中ａ　−ｆは本発明を実施する成形工程を示す。 第３図に、本発明により得られる各種形状の容器を示す
。図中 ア、イ、りは第２１ｋｄに相当し、 ア′、イ′、り′は第２図ｆに相当し、イ〃、つ“は成
形品イＩ、つ′が充填、シール、熱処理後の状況を示し
、 工ｌは従来公知の方法による成形品を示す。 第４図は、第３図イ、つの成形時のリブの形状を示し、
１は同心円形状のリブ、２は半径方向のリブであり、そ
れぞれ１−１．１−２は容器の側面図、１−２．２−１
．２−２は容器底部側から見たリブ形状を示す。 第５図は、従来の成形方法を示す。 第６図は、本発明の成形品で、Ａはフランジ部、Ｂは側
壁部、Ｃは底に近い側壁部と底部周縁部、Ｄは底部中央
部を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂シートを該樹脂のガラス転移温度（
   Ｔｇ　）乃至（Ｔｇ　＋　５０　）’Ｃまたは融点（Ｔ
   ｍ）　　乃至（Ｔｒｎ　−５０）　’Ｃの温度範囲に予
   熱し、開口した空洞部と一部または全部が該空洞部内を
   移動できる底部と、該空洞部の開口端に位置する環状の
   鍛造部とから成る雌型及び該雌型と向き合って配やられ
   、雌型の鍛造部と対を成す環状の鍛造部を具備する補助
   型及び該補助型の内部に設置されたプラグから成る成形
   手段の雌型開口部上へ予熱シートを供給し、雌型の環状
   鍛造部と補助型の鍛造部で該シートを鍛造して、該シー
   トの元厚の少なくとも９０％以下の厚みの容器のフラン
   ジ部を形成しつつ、鍛造部内の該シートをクランプし、
   次いで該プラグを該シートの上から雌型開口方向に向っ
   て前進させ、シートを予備的に延伸し、次いで該プラグ
   の側からシートへ圧力流体を導入して圧力差により雌型
   空洞部及び底部にシートを平均延伸倍率にして５倍以上
   に延伸圧着させ、容器状に成形し、次いで成形された容
   器の底部および／または底部に近い壁部の一部を容器の
   周縁全体にわたって容器内部へ折り返し、必要により更
   に反転することを特徴とするカップ状薄肉容器の製造方
   法。
2. （２）熱可塑性シートがポリプロピレン樹脂シート又は
   ポリプロピレン樹脂を主体とする多層シートである特許
   請求範囲第（１）項記載のカップ状薄肉容の製造方法。
3. （３）熱可塑性シートがポリエチレンテレフタレートを
   少なくとも５０４以上含むシート又はポリエチレンテレ
   フタレート樹脂を主体とする多層シートである特許請求
   範囲第（１）項記載のカップ状薄肉容器の製造方法。
4. （４）雌型底部の一部または全部が、開口側からみて凹
   面の半球状を成しかつ球の半径方向の長さの一部（こリ
   ブを形成した構造である特許請求範囲第（１）項記載の
   カップ状薄肉容器の製造方法。
5. （５）雌型底部が、該底部の外周部が平担であり、次に
   開口部と反対方向の垂直成分を持ち、中心部が開口部側
   からみて凹面の半球状を成し、かつ半球の半径方向の長
   さの一部にリブを形成し、半球中央部に平担な円状部を
   採り構造である特許請求範囲第（１）項記載のカップ状
   薄肉容器の製造方法。