JPS595415B2 - 熱収縮性発泡樹脂シ−ト製容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 熱収縮性を有する材料を用いて容器を製造する方法とし
て、例えば次の如き方法が既に知られている。

特公昭３５−１１６６９には、押出機により押出した熱
可塑性合成樹脂円筒を外力により膨張せしめることによ
り分子の配列を変え方向性を与え、これを金型にセット
し、底を当て加熱収縮せしめて金型に密着させ、次に胴
部と底部を接着せしめることを特徴とする容器の製造法
が示されているが、しかし、この方法は非発泡性の、特
に薄肉の容器を製造する方法に関するものであつて、発
泡樹脂製の容器をこの方法で製造することはできない。

何となれば発泡樹脂シートは、製造後品質を安定化させ
るために一定期間熟成させることが必要であり、一般に
製造後直ちに加工することは出来ない。発泡樹脂シート
は非発泡樹脂シートに比較して厚みが極めて厚く、しか
も剛性を有するので筒状体に成形した後、ロール状に巻
くことは不可能であり、熟成のために現状のまゝで保管
することが極めて困難である。また、筒状体に成形し・
た発泡樹脂シートに一方向のみに一定の収縮率を有する
ように膨張せしめることも極めて困難であり、結局特公
昭３５−１１６６９の方法を適用して発泡樹脂製容器を
工業的に製造することはできない。また、特開昭４８−
７１４８１号公報には、ほぼ円推台形状の外部成形面を
備えたマンドレルに、熱収縮性の発泡樹脂シートを巻い
て加熱して容器を製造する方法が開示されている。

しかしながら、熱収縮性の発泡樹脂シートの接合部分を
熱シールＪ法により行なうので、接合部分に段差が存在
し、しかも、加熱収縮時に二次発泡を起こし容器表面が
均一にならず、艷の悪いものである。本発明者等は上記
欠点が、シートの厚みより微かに狭い均一の隙間を持つ
内部成形面を形成する５雌型を用いることにより解消し
得ることを見出した。

即ち、本発明は、加熱することにより、他方向よりもこ
れと直角に交わる一方向のみが大きく収縮する矩形状の
一方向収縮性熱可塑性樹脂発泡シートを、加熱したとき
筒の中心軸に向けて収縮するように前記シートの両側端
部を接合して筒状体となし、該筒状体を成形マンドレル
に被嵌し、底板材を小端部に載置し、あるいは前記筒状
体を小端部より長くし、前記シートの軟化点以上の温度
に加熱して前記シートを成形マンドレルの周側部あるい
は小端部に緊着せしめた後、前記成形マンドレルの周側
部全周に亘り前記緊着したシートの厚みより微かに狭い
均一の隙間を持つ内部成形面を有する成形用雌型を押圧
し、常法によりリブを形成せしめることよりなる側壁が
均一な厚みを有する熱収縮性発泡樹脂シート製容器の製
造方法を提供する。この発明において使用される熱可塑
性樹脂発泡シートとしては、例えばポリスチレン、スチ
レンとメチルメタアクリレートあるいはアクリロニトリ
ル等との共重合体、ポリメチルメタアクリレート、ポリ
エチレン、ポリプロピレンおよびポリ塩化ビニル等を原
料として、これにアゾジカルボン酸アミド、ジニトロソ
ペンタメチレンテトラミン等の化学発泡剤、またはプロ
パン、ブタン、ペンタン等の易揮発性の発泡剤を加えて
、押出機を用いて発泡成形したシートを例示することが
できる。

本発明で使用される前記発泡シートは、その発泡シート
の軟化点以上の温度に加熱したとき、特に一方向のみが
大きく収縮し、その収縮に際し、その方向と直角に交わ
る他方向は収縮の度合が非常に小さいか、または全く収
縮しない性質を有する一方向収縮性の熱可塑性樹脂発泡
シートである。この発泡シートの収縮の度合の１例を数
値的に表現すれば、１３５℃の温度で５秒間加熱したと
きに、一方向の収縮率がこの方向と直角に交わる他方向
の収縮率に対して１．５倍以上であり、かつその収縮の
大きい方向の収縮率は１５％以上である。前記発泡シー
トの厚みは容器の大きさによつて異なるが、一般に０．
２５−２ｍｍの範囲のものが好適である。発泡シートの
厚みが０．２５ｍｍ以下のものは剛性が弱く、筒状体と
しての強度が得られ難く、また加熱収縮される際に、収
縮率が大きいと発泡シートが破れる欠点が生ずる。一方
、発泡シートの厚みが２ｍ７１Ｌ以上のものは剛性が強
いため彎曲性に劣り、殊に小口径の筒状体を形成せしめ
る場合には不適当である等の欠点がある。また、本発明
で使用される発泡シートは、その密度が０．４７／Ｃｃ
以下のものが好ましい。中でも密度が０．４−０．０６
７／Ｃｃのものが好適に使用される。上記の性質を有す
る熱可塑性樹脂発泡シートを、収縮率の大きい方向を長
手方向として矩形状に載断し、加熱したときに筒の中心
軸に向けて収縮するように筒状に彎曲させて前記発泡シ
ートの両側端を接合して筒状体となす。この筒状体の発
泡シートを成形マンドレル上に套嵌して加熱収縮させる
が、本発明方法において使用する成形マンドレルは、木
、アルミニウム等の金属、耐熱性の合成樹脂等から構成
されていて、この成形マンドレルは、テーパーが設けら
れており、且つテーパーの最大径から径が等しい平行部
分が設けられているのが好ましい。

か＼るテーパーとしては３−１２度であり、平行部分は
、得ようとする容器の寸法により異なるが、７一６０龍
、好ましくは１０−３０ｍｍが好適である。７ｍｍ以下
の平行部分であれば、筒状体の収縮時に、この平行部分
で保持し得ず、したがつて、従来の如き不均一な容器が
得られ、また６０ｍ１Ｌを越えるとリブを形成せしめる
ための圧縮が不可能となるので好ましくない。

上記筒状体を成形マンドレルに套嵌し、前記発泡シート
の軟化点以上の温度に加熱して前記筒状体を筒の中心軸
に向けて収縮させたとき、前記筒状体と成形マンドレル
との空隙の最も少い上記平行部分において最先に筒状体
が成形型に緊着し、引続いてテーパー部分において成形
型に緊着する。続いて、これに成形用雌型を押圧する。
成形用雌型の内部成形面は、成形マンドレルの外部成形
面と相似形に構成されており、成形マンドレルの周側部
全周に亘りこれと均一の隙間が形成されている。この隙
間は成形マンドレルに緊着した前記シートの厚みより僅
かに狭い程度に形成されている。成形マンドレルに緊着
した前記シートの外表面は、球形に膨脹した気泡のため
に平滑性が失われ、かつシートの厚みは容器の開口部よ
り底部が厚くなつている。

これに前記成形用雌型を押圧すると、前記シートの外表
面が成形用雌型の内表面によつて滑り乍ら圧縮され、容
器の側壁を構成するシートの外表面の気泡が開口部に向
けて引張られて偏平な気泡に変形され、平滑な外表面を
有する厚みの均一な側壁が形成される。なお、この容器
の底部は、熱収縮性を有しない前記発泡シートと同材質
の円板状底板もしくは感熱性接着剤を塗布した紙その他
の材料からなる底材を前記筒状体を加熱収縮せしめる前
に成形マンドレルの小端部に当接して、加熱収縮せしめ
ると、成形マンドレルの小端部より延出している前記筒
状体の先端部分は筒の内側に向けて収合され、前記底材
を包み込むように収縮する。

これに成形用雌型を押圧させて前記筒状体と先端部分が
底材に接し熱融着または接着剤により一体化されて容器
の底部が形成される。あるいは前記筒状体の先端部分を
長く構成させると、加熱収縮させたとき成形マンドレル
の小端部の外に延出している先端部分は筒の内側に向け
て収合させるが、更にその先端は筒と同心円の直径の小
さい円筒状に収縮するので、これを成形用雌型で押圧す
ることにより、小端部の外に延出している先端部分が一
部樹脂化して強固に融着成形され、底材を使用しなくて
も容器の底部が構成される。成形用雌型の押圧による成
形は、発泡樹脂シートの軟化点以上の温度、即ち８５−
９５℃で処理するのが好ましい。

余り高温であると発泡樹脂シートが溶融して樹脂化し、
或いは気泡が崩解し、また冷却して成形体を取出すのに
余分の時間とエネルギーを必要とするので好ましくない
。また、余り低温の場合には、成形品の表面に、しわが
発生し、あるいは成形不充分となつて良質の成形品を得
ることができない。容器の上口縁部にリブを形成せしめ
るには、種種の方法があるが、例えば前記の成形用雌型
を押圧した状態において、成形用マンドレルと成形用雌
型との間隙部の筒状体の開口部をリブ押し部材で押圧し
、一部樹脂化させることによつて強固なリブを形成させ
ることができる。

この時の温度は前記の成形時と同じく８５−９５℃が適
当である。リブを形成すべきシートの長さは、シートの
厚み、発泡密度、上口縁部の直径等によつて異なるが、
一般に１／５−１／１５の長さに圧縮するのが適当であ
る。例えば厚み０．５ｍｍの５倍発泡のシートを使用し
た場合、３０ｍｍの長さから３ｍｍの長さを有するリブ
を形成させると、外観、強度とも良好なものが得られる
。本発明方法によつて得られる成形品（容器）は、その
側壁が成形用雌型の押圧によつて均一の厚みに形成され
る。

また収縮、後発泡によつて生成された表面の凹凸は押圧
されて平滑な表面に整形される。従つて表面が美麗であ
ると共に、全く同一の容器を大量生産するのに好適であ
る。表面が平滑であることは、また印刷を施す場合にも
極めて有利である。

表面を押圧処理しない場合には収縮、後発泡によつて気
泡が丸くなるためその表面が平滑でないので特に細かい
文字、図形を印刷することができず、不鮮明になる欠点
があるが、本発明による容器は、表面が平滑であるので
、紙面に印刷するように鮮明に印刷を施すことができる
。また、予めシートに印刷を施しておく場合にも成形用
雌型で押圧されて印刷面が平滑になるので印刷が鮮明に
維持される。更に、重ね合せ部分の外側の端部を一部分
残して押圧融着された筒状体を使用した場合、従来は、
バリが生成して外観上劣り、また積重ねるときの障害と
なつたが、本発明においては、かりにバリが生成しても
成形用雌型の押圧によつて、その面が平滑化されて何等
障害になることがない。

本発明の方法は、一方向収縮性熱可塑性樹脂発泡シート
の両側端部を接合した筒状体を、成形マンドレルに被嵌
し必要に応じて底板材を小端部に載置して加熱収縮せし
め、成形用雌型を押圧するのみで側壁の均一な厚みを有
する容器が得られ、リブの形成も成形用雌型を押圧した
状態で同時に形成せしめることができるので、製造工程
が著しく短縮化され、工業的に極めて優れた方法を提供
するものである。以下、本発明の実施態様を図面に基づ
いて更に詳細に説明する。

第１図は本発明によつて得られる容器の一部断面図を示
す立面図、第２図は素材として使用する一方向収縮性熱
可塑性樹脂発泡シートの平面図、第３一第６図は第２図
に示す素材から第１図に示す容器を製造する連続工程を
示す図示図である。

図において、１は一方向収縮性熱可塑性樹脂発泡シート
である。３は本発明によつて得られるコツプ状容器であ
る。

４はコツプ状容器３の上口縁部に形成せられたリブであ
る。

該発泡シート１は厚み０．５ｍＷ！密度０．２ｆ／Ｃｃ
のポリスチレン樹脂発泡シートであり、一方向の収縮率
が、これと直角に交わる熱収縮率の小さい方向の収縮率
に対して１．５倍以上であり、かつその熱収縮率の大き
い方向の熱収縮率が１５％以上である。

この発泡シート１を収縮率の大きい方向を長手方向とし
、横２２０７７！１１縦１２０ｍ７！Ｌの大きさの矩形
に載断する。この発泡シート１をその収縮方向を円周方
向にして円筒状治具に巻き、その両側端部を重ね合せ、
その重ね合せ部２を１７『Ｃに加熱した加熱治具を当接
して融着せしめて筒状体５を形成する。この筒状体５を
、冷硬を避けるために予め８５−９５℃に加熱した成形
マンドレル６に、マンドレルの小端部７から１０ｍｍ延
出するように嵌合させる。

同時に、熱収縮性を有しない厚み１．０關、密度０．１
ｔ／Ｃｃｌ直径４６ｍ７！Ｌのポリスチレン樹脂発泡シ
ートからなる底板８を成形マンドレルの小端部７に装着
し、成形マンドレル６に設けられた真空孔９を通じて真
空で吸着固定した後、雰囲気温度１８０−２００℃にす
る赤外線ヒーターで側面から７一９秒間加熱する。筒状
体５は加熱により収縮し、成形マンドレル６の外部成形
面１０に密着し、成形マンドレル６の小端部７を越える
部分は筒状体５の中心軸に回つて収束され、底板８を包
むように平担な環状部分１１を形成した。続いて、成形
マンドレル６の外部成形面と相似形の内部成形面を有す
る成形用雌型１２を前記成形マンドレル６に被嵌する。
側壁における成形マンドレル６の外部成形面と、成形用
雌型１２の内部成形面との隙間は均一に０．６ｍｍに調
整されている。成形用雌型１２を８５−９５℃において
５−６ｋ９／Ｃ！！ｌの圧力で型絞めを行う、これによ
り、筒状体５の側壁は均一に０．６ｍ７！Ｌの厚みに調
整せられ、同時に底板８は筒状体５の端部の平坦な環状
部分１１が押圧されてこれに融着し容器の底部が形成せ
しめられる。最後に、成形用雌型１２を取外さずにその
ま＼で、８５−９５℃の温度で、リブ押し部材１３で３
０−３５１＜ｇ／ｉの圧力で成形マンドレル６の高さ方
向に筒状体５を２０−２５ｍｍ圧縮してリブを形成せし
めた後、６５−７０℃に冷却し成形された容器を取出す
。

装置の加熱、冷却は次のようにして行われる。

即ち、成形マンドレル６の内部空洞に送入孔１４および
排出孔１５を設け、成形用雌型１２にも同様に送入孔１
６、排出孔１７を設け、加熱する場合には熱水、加熱水
蒸気、加熱空気等を送入孔１４，１６から送り込み排出
孔１５，１６から排出せしめ、冷却する場合には冷水を
送り込むことによつて短時間で所望の加熱、冷却を行う
ことができる。なお、リブ押し部材１３にも同様に送入
孔１８、排出孔１９により、側面から加熱、冷却するこ
とによつて全体を均一にしかも迅速に加熱冷却すること
ができる。本方法によつて得られる容器は、上部口縁部
の直径が７２ｍｍ１底部の直径が５１ｍｍ１高さが８１
關、側面の厚みが０．６詣で強固なリブを有し、側面が
平滑で美麗な外観を有する深底の容器である。

本発明で使用される一方向収縮性熱可塑性樹脂発泡シー
ト１は一方向に延伸されているため、その気泡は第７図
に示す如く偏平な気泡Ａを形成している。これが加熱収
縮されて成形マンドレル６に密着させると、その表面の
気泡は第８図に示す如く、シートの収縮によつて、及び
二次発泡によつて偏平な気泡Ａが球状の気泡Ｂになる。
これを成形用雌型で押圧することにより、第９図に示す
如く表面の球状の気泡Ｂが押圧されて再び偏平な気泡Ｃ
となる。なお、矩形状の一方向収縮性熱可塑性樹脂発泡
シート１の両端を接合して筒状体５とするとき、第１０
図に示す如く加熱治具Ｄが重ね合せ部の端部を残して接
合されたとき、第１１図に示すように、その端部は外表
面上に反り返り、バリＥを形成する。

本発明の方法によれば、かりに、か＼るバリＥが形成さ
れても成形用雌型１２の押圧によつて平滑な表面を有す
る容器３を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示するもので、第１図は本
発明によつて得られる容器の一部断面図を示す立面図、
第２図は素材として使用する一方向収縮性熱可塑性樹脂
発泡シートの平面図、第３一第６図は第２図に示す素材
から第１図に示す容器を製造する連続工程を示す図示図
である。 第７図は素材として使用する一方向収縮性熱可塑性樹脂
発泡シートの表面の気泡の状態を示す概略説明図、第８
図は前記シートを加熱収縮させたときの表面の気泡の状
態を示す説明図、第９図は本発明方法によつて得られる
容器の表面の気泡の状態を示す説明図である。第１０図
、第１１図は一方向収縮性熱可塑性樹脂発泡シートの両
端を接合して筒状体となすとき、バリを生ずる場合を拡
大断面で示す説明図であり、第１０図はその接合前、第
１１図は接合後の状態を示す図である。図面中の主な符
号は次の通りである。 １・・・・・・一方向収縮性熱可塑性樹脂発泡シート、
２・・・・・・重ね合せ部、３・・・・・・コツプ状容
器、４・・・・・・リブ、５・・・・・・筒状体、６・
・・・・・成形マンドレル、７・・・・・・小端部、８
・・・・・・底板、９・・・・・・真空孔、１０・・・
・・・成形マンドレルの外部成形面、１１・・・・・・
環状部分、１２・・・・・・成形用雌型、１３・・・・
・・リブ押し部材、１４，１６，１８・・・・・・送入
孔、１５，１７，１９・・・・・・排出孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱することにより、他方向よりもこれと直角に交
   わる一方向のみが大きく収縮する矩形状の一方向収縮性
   熱可塑性樹脂発泡シートを、加熱したとき筒の中心軸に
   向けて収縮するように前記シートの両側端部を接合して
   筒状体となし、該筒状体を成形マンドレルに被嵌し、底
   板材を小端部に載置し、あるいは前記筒状体を小端部よ
   り長くし、前記シートの軟化点以上の温度に加熱して前
   記シートを成形マンドレルの周側部あるいは小端部に緊
   着せしめた後、前記成形マンドレルの周側部全周に亘り
   前記緊着したシートの厚みより微かに狭い均一の隙間を
   持つ内部成形面を有する成形用雌型を押圧し、常法によ
   りリブを形成せしめることよりなる側壁が均一な厚みを
   有する熱収縮性発泡樹脂シート製容器の製造方法。