JPS5945111A - プラスチツクキヤツプの成形法 - Google Patents

プラスチツクキヤツプの成形法

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JPS5945111A
JPS5945111A JP15521082A JP15521082A JPS5945111A JP S5945111 A JPS5945111 A JP S5945111A JP 15521082 A JP15521082 A JP 15521082A JP 15521082 A JP15521082 A JP 15521082A JP S5945111 A JPS5945111 A JP S5945111A
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plastic
molding
stress
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修 山本
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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、酵ストレスクラック性及び1町″低温佃■¥
性に後れたプラスチックキャップの成形法に関する。
プラスチックキャップは、マヨネーズ、ケチャツプ、食
油、インスタントコーヒー、液体洗剤及び化粧品等のプ
ラスチック製ボトルやガラス瓶に対し、現在広く使用さ
れている。これらプラスチックキャップは主に射出成形
法によって成形されている。
一方、ビール、炭酸飲料用プラスチックボトルやガラス
瓶に対しては彊属装王旭やアルミニウム製スクリューキ
ャップだけが使用されている。欧米においては米国特許
第4.016.996号公報に記述されているが如き射
出成形プラスチックキャ’  ツフカヒー/l/、炭酸
飲料用プラスチックボトル及びガラス瓶に対して1史用
され始めた。
しかしこの様な射出成形プラスチックキャップは、ビー
ル、炭酸飲料等の低温で貯蔵され且つ容器内に内圧のか
\る用途に対してはいまだその性能は十分とは云えない
為に、広く使用されるに致らず、日本では全く使用され
ていない。
射出成形されたプラスチックキャップは劇ストレスクラ
ッキング性や耐低温fiIT撃性に劣るため、長期間貯
蔵時にキャップのスカート部の上辺近くや天面の周縁部
近くに円周状のクラックが発生したり、又低温貯蔵時に
衝撃を受けるとキャップが容易に破壊するなどの問題点
があシ、この様な問題点は、炭酸飲料やビール等の低温
貯蔵が行なわれ且つ容易に内圧のか\る容器用のギャッ
プとしては致命的な欠点であった。
一力、圧縮成形によるプラスチックキャップ成形の技術
は、例えば公表特許公報昭56−501315号及び公
表的・許公報昭56−501121ヤツプとしての而・
jストレスクラック性、耐低温衝撃性、寸法女定性には
なけだ不十分なものでご)つた。
本発明は、この様なプラスチックキャップの問題点を石
火する成形法を機業するものである。不発、明によれば
、天面部と該天面部の絢縁部より笑負上圭i、M−VC
伸びるスカート部を消し、該スカート部の内面とネジ突
起部を有するプラスチックギャップを圧縮成形する方法
において、桐料温朋7゛が式:TD≦T≦Tm+40、
好1しくは式ニア゛m≦7“≦’i’m+40を満足す
ることを特許とする圧右白成形法が提供される。こ\で
7゛Dとは、材料として使用される樹脂の呻伏点消滅温
度をいうもので、%えば第1図のストレス・ストレーン
曲線ヲ憫するポリプロピレンでは7′Dば125℃で、
l)、第2凶のストレス・ストレーン曲線を池するポリ
エチレンでは7゛Dは95℃である。またTmとは、材
料として使用される樹脂の融点をいう。材料温度が7′
D禾満と低くては、成形性が悪く、一方Tm+40を超
えて高すぎては耐ストレスクラック性が低下し、その上
生産性も低下するので好ましくない。
本発明1、にオイテ、融点(Me l t、 ing 
Pa int )とは、例えばLEOMANDI!;L
KERN著11CRYSTALI−ZAi’lON’ 
OF POLYMI’;kS ” (IVlcGrct
w−11i11Hook Company、 1964
年発行)に記載されているように、結晶性あるいは半結
晶性高分子の結晶が融解する熱力学的第一次転位点と定
義され、示差熱分析法によって測定される。
水弁1明のプラスチックキャップの成形法の対象となる
プラスチックキャップの一例を第3図に示す。プラスチ
ックキャップは天面部1とスカート部2より主として成
り、スカート部2の延長にぎ 5− ルファープルーフパンド4を廟し、またスカート部2に
はネジ突起部3を七する。ピルファープルーフバンド4
はブリッジ6と内1tl1点7が5を有し、キャップを
一口した場合、ピルファープルーフバンド4がキャップ
よりブリシソ6で切断され瓶に残るようになる。又キャ
ップは密封をよくするためライナー7を有する。
本発明においてプラスチックキャップを成形するには、
例えば第4図に示すキャビティ8の中に所定の材料温度
に維持された欣足量の材料を釈置後キャップ内壁形成プ
ランジャー9によりプラスチックキャップ16が圧動成
形される。プランジャー9にはぎルファー内壁形成プラ
ンツヤ−10、ピルファ−外壁形成スリーブ11ストリ
ツツξ−スリープ12及びエヅゴ)−ピン13が付ノー
鳴しており、史にエア流路14が4−ヤップ内壁形成プ
ランジャー9に、またエア仄き15がキャップ内壁形 
6− 族プランツヤ−9とピルファ内壁形成プランジャー10
の間に設けられている。これらのキャビティ及びプラン
ジャー等を用いての成形についての詳細は更に後記の実
施例で説明する。
本発明のプラスチックキャップの圧縮成形を行う場合、
キャビティの温度T、は、o、ITm≦Tc≦T m 
(Tmは材料樹脂の融点)の範囲内、好ましくはO2T
m≦T、5051mの範囲内であることが好捷しい。キ
ャビティ温度Tcがo、1’2”m未満と低すぎては、
成形不能乃至成形が出来てもキャップの寸法安定性が低
下したり、耐低温衝撃性や耐ストレスクラツキング性が
低下するので好ましくなく、一方T m k超えて高す
ぎては取シ出し時のキャップの変形が起シ易くまた生産
性も低下するので好ましくない。なお、プランツヤ−の
温度はキャビティの温度と同じ温度に保つのが好ましい
本明細書で「キャビティ」とは成型金型構成部分のうち
、ヌカ−1・部外面及び該スカート部外面に連なる天面
部の表面全形成する部分をいう。
本発明のプラスチックキャップ成形法lこ用いられる材
料用の樹脂としてはポリプロピレン系樹脂及びポリエチ
レン系樹脂が好捷しく、こ\でポリゾロピレン系樹脂と
は、プロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレン共
重合体の如きプロピレン−オレフィン共重合体等及びポ
リプロぎレンとポリオレフィン(例:ポリエチレン)と
の混合物等を意味する。共重合体及び混合物の場合、プ
ロピレンが80モル係以上含まれるものが好ましい。
また、ポリエチレン系樹脂とは、筒密度ポリエチレン、
中密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン、低密度
ポリエチレン樹脂及びこれ等の混合物等を意味する。
上記の樹脂の中でもポリゾロピレン系樹脂が好ましく、
爵にエチレンとの共1合ポリプロぎレン糸位()I旨が
最も好ましい。
2等材料用樹脂はメルトインデック°スMI 8 − (JIS  I(T210による)がポリプロピレン系
樹脂の場合は、230℃、216oグ荷重の条件で、ポ
リエチレン系樹脂の場合は190 ℃、21601i’
荷重の条件で、夫々測定した場合0.1−10 f71
0分好寸しくけ0.2〜!M’/10分の流動指数を有
するものが好捷しく、0.11i’/10分未満と低す
ぎては、成形しにく\、一方10ii’/10分を超え
て大きくては耐ストレスクラック性や耐低温衝撃性が低
下するのが好1しくない。
本発明のプラスチックキャップの成形法rよって圧縮成
形されたプラスチックスキャップが、耐ストレスクラツ
キング性、耐低温衝撃性及び寸法安定性に極めて優れて
いる理由は必しも明らかではないが、その一つの理由と
して本発明の成形法によって成形されたプラスチックキ
ャップでは、材料の樹脂を形成する高分子が、天面部の
中央部より天面部の周辺へ、更にはスカート部の下部へ
= 9− 向って垂直方向に配向が著しく行なわれるためと捕定さ
れる。この様なキャップにおける分子配向の例は第10
図及び第11図(対照)に示されている。実施例1(実
験番号P−6のプラスチックキャップのX線回折写真の
第10図及び比較例1笑験裕号PR−5のプラスチック
キャップのX線回折写真の騙11図を比較すると、比較
例1、PR−5の回折写真ではX線による内1u1]よ
94本のデバイシェラ−蟻の回折強度は猿にそって等し
い強度で示されているが、実施例1、P−6の回折写真
では4本のデバイシェラ−環の回折強度が環にそって局
部的に強く出ている。このことより芙施911では、結
晶の配向が可J5i1)生じていることが判る。(尚、
これ等写真の縦方向(長辺)はスカート部の上下方向を
示し、写真の横方向(短辺)はキャップの円周方向を示
す)。
本発明にかかるプラスチック襞キャップにはさまざ丑な
形状のものが含寸れる。以下に本発すJ、の成形法の1
有・・、について;I−f側に断切する。ギャップは、
卵、3図に示したように、円盤状の天ff1l 1及び
該天[m外縁より円筒状に垂れ下がるネジ突起3をもつ
スカート笥き2、該スカート都2下端よりその匙長上に
スカート部とほぼ同−住をもつ円・IH1]に第5図の
ような突起のついたピルファープルーフバンド4、天[
m上部に低音IWポリエチレン(IJDPE)、厘鎖低
街度ポリエチレン(LLDPI!J□)、ポリ4北ビニ
ル(pvc)、エチレンプロピレンゴム(ル゛plt)
、エチレンビニルアセテート(JI!J′V′A)等の
熱可塑性プラスチックにより形成式れ敷かれたライナー
7を壱する。前記ピルファープルーフ/Sノド4は前記
スカート部下端と容易に分離可曲な弱いブリッジ6で接
続されている。このぎルファーゾルー7パンド4の形状
により施栓時に突起がひん口下郡のり艮り出し笥SKか
かり、またl1ifl栓時にブリッジ−0′部から切断
分子41f Lピルファープルーフバンドがビンロ下部
に残る。
前記ライナー7はキャップ大面と溶融接層させるか及び
/又はキャップ天面に形成された増目内径にほぼ等しい
外径ケもちやや逆切頭円錐形をなしたリング状突起17
に保合される。
上記キャップは第1段階としてキャップ天面及びスカー
ト部、ピルファープルーフバンド(以上3も13分をあ
わせて以下キャップ外殻という)を形成する側脂を、押
出し檄が加熱しながらストランド状に押し出す。刊1し
出されたストランド状刹脂はロータリーカッターによシ
一定景切り取られ一定温度に保温されたキャビティ内に
落下される。
加、2段階では、泥1段階でキャビティ内に落下でれた
加熱樹脂を落下i>に加24図に示すようにキャップ外
殻形成プランツヤとキャビティとによって圧縮し、キャ
ップ外殻形状に形成し、硬化す− 】 2− るに十分な時間冷却のだめ圧縮状態に珠つ。
第3級1竹は離型である。詳しくは第6図〜第9図に示
した。Wp 6図のように保持されている上部プランツ
ヤ−、キャビティー、キャンプ外殻のうち−L部プラン
ジャーを枯欣、シているストリッパースリーブ12及び
ぎルファープルーフパンド外1則形成スリーブ11が上
昇する。就いて第7図のようにピルファープルーフバン
ド内’IF41i形成スリーブ10が、ぎルファープル
ーフバンド内側突起の離脱を容易ならしめるため上部か
ら与で時計回りに回転しながら、上昇しピルファープル
ーフバンドから離脱する。次いでキャップ外殻16と共
にキャップ内壁形成プランジャー9が上昇しキャビティ
8より離脱し、続いて纂9図のようにストリッツ9−ス
リーブ112及びキャップ内壁形成プランツヤ−の内部
を通り下…]に至るイソエクタビン13が同時に下降し
、さらにイジェクタ−ビン13外−13− 周に沿ってエアー流路14よりエアーを噴出させ、キャ
ップ外殻16をキャップ内壁形成プランジャー9より離
脱させる。
第4段階ではターレット等1により位置決めされたキャ
ップ外殻の天面上部に、押し出し機より加熱溶融され押
し出されたストランド状ライナー形成用樹脂を、ロータ
リーカッタによシ定量切シ取り落下させる。
第5股階では、キャップ天面上部に落下されたライナー
形成用溶融樹脂を、落下直後にライナ形成用スリーブを
備えるライナ形成用プランジャーにより圧縮成形するこ
とによシ、第3図に示すようなライナー7が形成される
更に第6段階で、ピルファープルーフバンドの付は根に
近い部分に回転式カッターによシ第3図に示すよう々円
周方向に断続する細長い穴を明け、ブリッジ6を形成さ
せる。このブリッジ形成工程は、前記ライナー形成工程
とIhJ時に行ってもよい。
以」二の6icれの各段階を連結する方法は桓々ある。
好適例の場合、第1〜第3段階をいくつかのキャビティ
をもつ同転ステージと該r!:!+転ステーソと同軸の
形成フ゛ランツヤを肩する回転ドラムからなる回転圧縮
成形・1糞力け1」いられる。該回転圧縮成形截で得ら
れるキャップ外殻をベルトコンベアターレット、シュー
ト等によりライナー形成用の、回転ターレットと該回転
クーレットと同軸にて回転するライナー形成プランジャ
ーを1する回転ドラムからなる回転ライナー形成装置が
用いられる。このようにして借られたキャップはコンベ
ア、ターレット、シュート等によシ上記ブリッジ形成工
程へもたらされる。
コンベアー、ターレット、シュート等によって連結され
る上記3つの過程は2つ以上の過程をひとつの鉄誼で行
なってもよい。さらにキャビティーおよび/あるいはキ
ャップ外殻への樹脂の送シ込みは加熱した円盤状あるい
はその他の形状のシートによって行なってもよい拳を理
解されたい。
実施例1 第1図のストレス−ストレイン曲線を有し降伏点消滅温
度が125℃で、示差熱分析法による融点が160℃、
JIS  K−7210にしたがった、230℃、荷重
2160El(J’IS  K−7210の測定条件1
4)でのメルトインデックスが3.0F710分の市販
ポリプロピレン(三菱ノーブレンBC5C)をスクリー
径40m+x、ノズル住5 MNの押出機よシ押し出し
、ロータリーカッ ゛ターにて一定重i(2,3,9)
切断しキャビティーに落下させた。落下後直ちにキャッ
プ外殻内壁形成プランツヤ−を下降させ、樹脂温度17
0’Cでキャップの形成を行なった。キャビティ温度は
内地ヒーターによシロ5℃に保温した。成形圧力は−1
6− 約800kg/crlで、適正キャップを形成する位置
にキャップ外壁形成プランツヤ−〇下死点を設定した。
冷却のため約7秒■]圧細状態に保った後、前記3段階
と同僚にしてキャップを’MT1’A2した。
次に該キャップ外殻内に、押出機よシ加熱溶融押出され
たエチレン−ビニルアセテート()!J′VA)共電合
体をロータリーカッターにて一定1紮切−丁して落下さ
せ、直ちにライナー形成用プランツヤ−で圧縮し、続い
てライナー形成スリーブを下降させてライナーを形成し
た。
次に樹脂温度を125℃、130℃、140℃。
150℃、160℃、180℃、190℃、200℃、
と変えて成形圧力を各温度に応じて変える以外は前記と
全く同様にしてキャップの形成を行なった。
以上のようにして得た谷条件につき夫々20個のキャッ
プについて行なった成形後のキャップの−17− ネジ部分の内径画性−1j11目ストレスークラック性
テスト、及び耐低温衝撃性テストの結果を第1表にP−
1〜9として示す。
キャップのネジ部分の内性の値はネジ突起の頂部と、■
ン頂部とキャップ中心線を軸として相対する位置のネジ
突起との距離を笑体順微説を用いて測定して侍だもので
ある。
111Qストレス−クラック性テストは、156℃で約
4ボリユームの炭酸ガスを含む炭散水を低温で静かにガ
ラス壜に充填し、成形したキャップを施栓、50°C界
面活性剤水溶液(05%濃度)中に、キャップ’i’+
l1分が没するように一週mコ放置し、キャップに円周
状クラックが発生した増数を目視計数する午によって行
なった。
耐低温衝撃性テストは水を充填したガ゛ラス壜に、越7
形したキャップを施栓し、4℃雰囲気に一昼夜放眞佐、
4°C雰囲気中で壜を傾斜10°の金馬口1]上に1m
の旨さからキャップ大田」を下にして治下させ、Y各下
によってキャップが破(負した壜袈又をH十数する午に
よった。
比較例1 実施例1と同一のポリプロピレンを使用して、樹脂温度
を100°C1110°C1120°C1210℃、2
20℃として各温度に応じて成形圧力を変化させる以外
は実施例1の樹脂温度170℃の場合と全く同様にして
キャップ外殻の成形を有なった。キャップ外殻が形成さ
れたものについて実施例1と同僚にしてライナーを形成
した。このようにして倚だキャップについて実施例1と
同様の評価を行ないその結果を第1表にPR−1〜5と
して示す。
第1茨から明らかなように、PR−1〜3では成形かで
きない。i’R−4,,5は耐低温衝撃性、及び■すス
トレス−クラック性が想い。
実施例2 第2図のストレス−ストレイン曲線を消し降伏点消滅温
度が95°Cで、示差熱分析法での融点が131°C,
JIS  A、−7210にしたがい1900G、21
6(l荷重(JIS K−7210の測定休作4)でf
ll+定したメルトインデックスが4.0g710分の
市販扁密度ポリエチレン(ショーレックスF6o4oV
)を実施例1と同一の押出機によす押出し、ロータリー
カッターで一定重量(2,7,!i’)切断し、樹脂温
度が150°C5成形圧力6o o kg/cy+t、
キャビティー及びプランジャ一温度が40°Cである以
外il″f:笑施例1実施く同様にして、キャップ外殻
の形成及びライナーの形成を行なった。
次に樹脂温度を95°G、100℃、110℃、120
°G、132°G、140℃、160°G、 170°
Cに変化させ、成形圧力を各温度に坂適な値に設−20
一 定する以外は上記と全く同様VCしてキャップ外殻の成
形を行ない、実施例1と同様にしてライナーを形成した
以上のようにして得られたキャップ各204β1につい
てキャップのネジ部分の内径測定及び耐ストレスクラッ
ク性テストを行なった。得られた結果を第2衣にE□−
1〜9として示す。
キャップのネジ部分の内径は実施例1と全く同様にして
行なった。
11回ストレスクラック性テストは、15.6℃で約4
がリュームの炭取ガスを含む炭取水を低温で静かにガラ
ス壜に充填し、成形したキャップを施栓50℃界面活性
沖]水溶液中に、キャップ部分が没するように一昼夜放
置し、キャップに円周状クラックが発生した増数を目視
計数する単によって行なった。
比較例2 −21− 実施4!/ij 2と同一の高密度ポリエチレンを使用
して、A句月旨温度を80°C190°C1180°C
1190℃として各樹脂温度に応じて最適成形圧力を使
用する以外は実施例2と全く同様にしてキャップ外殻を
力学ル■1シ、キャップ外殻が形成できたものについて
実施例2と同様にしてライナーを形成した。
以上の僚にして得たキャップについてキャップネジ部内
径及び耐ストレスクラック性テスト=芙施例2Iと同様
にして行なった。得られた結果を第2表にER−x〜4
として示す。
砧2次から明らかなようにER−1,2は成形ができ安
い。El?、−3,4では耐ストレスクラック性が悪い
実施例3 水差熱分析法による融点が160°Cで、J’ I 5
K−7210に従がった230℃テHer重2160g
(J’IS  7j−7210の条件14)でのメルト
インデックス及び1’Dがそれぞれ0.1g710分及
び128℃の礼販ポリプロピレン(ショウワアロマー5
A−1x1)及び10.0g710分及び122℃の市
販ポリプロピレン(三菱ノーブレンBC3)の2棟の7
11販ポリプロピレンで谷メルトインデックスに通分す
る成形圧とする以外はすべて実施例11と同@てにして
樹)信温度170℃でキャップ外殻を形成し、実施例1
1と同体にしてライナーを形n給する。
以」二の珠にしてイ存たギヤラフ0に夕月してキャップ
ネジ部分の内径、耐低温側撃性及び耐ストレス・クラッ
ク性を実施例1と全<l+=+lJ様の方法で百1句べ
た。
得られた結果をP−a、P−6(実施例1)、P−すと
して第3衣に示す。
実施例4 実施例1の実験企号P−6において、キャビティ温度を
35°Cに保った以外はP−6と同−条件でキャップを
成7形した。実施例11と同様にテストした結果では、
ネジ部内径(mm);25.1の(標準偏差0.09)
、耐低温衝撃性(%);0.酬ストレスクラッキング性
(%) :Oであった。
−24− 59
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明で用いられる材料の剣脂に
ついてのストレス・ストレーン曲線を示す。第3図は本
発明の方法で成形されるプラスチックキャップの側面及
びその部分断面図でおり、第4図、第6〜9図は本発明
のプラスチックキャップの成形を行いつ\あるキャビテ
ィ及びプランジャーの断面図であシ、第5図は本発明に
よって成形されるプラスチックキャップのピルファプル
ーフバンドの部分拡大斜視図であわ、第10図及び第1
11は、プラスチックキャップのスカート部のX純回折
図を示す図面代用X線写真である。 −28− 一 Z  ’/  − 仲プ゛(%) 神ブ゛(%) %3図 ら 第4図 第5図 第6図 第10図 第11叉 手続補正書(自発) 昭和57年10月14日 特許庁長官  若杉和 夫 殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第155210号 2、発明の名称 プラスチックキャップの成形法 3補正をする渚 事件との関係  特許出願人 住 所 神奈川県横浜市金沢区釜利谷町4439番地の
264代 理 人〒107 発明の詳細な説明の個 7、補正の内容 別紙のとおり 別紙 (11明細書の特許請求の範囲の徊1を下記のように訂
正する。。 「〔特許請求の範囲〕 (11天面部と該天面部の周縁部より実質上垂直に伸び
るスカート■15を有し、該スカート部の内面にネジ突
起部を有するプラスチックキャップを圧縮成形する方法
において、材料湛展Tが下記式 %式% を満足することを特徴とする圧縮成形法。 (2)材料がki I : 0.1〜10.!j710
分のボリグロビレン系樹脂又はポリエチレン系樹脂であ
る特許請求のめ凹第1項記載の圧縮水彩法。 (3)  キャビティfJQ 度T cが下記式0式% を満足する特許請求の範囲第1項又は第2項記 2− 載の圧縮成形法。 (2)  明細1書脇7′頁第1行に「成型金形」とあ
るを 「 成形金1 」 に訂正する。  3−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  天面部と該天面部の周縁部より実質上垂直に
    伸びるスカート部ヲ有し、該スカート部の内面にネジ突
    起部を有するグラスチックキャップ全圧縮成形する方法
    において、材料温度Tが下記式0式% 全満足することを特徴とする圧縮成形法。
  2. (2)材料がMI:0.1〜101i’/10分のボリ
    ア’oヒレン系樹脂又はポリエチレン系樹脂である特許
    請求の範囲第1項記載の圧縮成形法。
  3. (3)  キャビティ温度T、が下記式0式% 全満足する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の圧縮
    成形法。
JP15521082A 1982-09-08 1982-09-08 プラスチツクキヤツプの成形法 Granted JPS5945111A (ja)

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JP15521082A Granted JPS5945111A (ja) 1982-09-08 1982-09-08 プラスチツクキヤツプの成形法

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JP (1) JPS5945111A (ja)

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Publication number Publication date
JPH048206B2 (ja) 1992-02-14

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