JPS6021536B2 - 密封容器の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は密封容器の製造方法および装置に関し、さらに
詳しくは、可動ダイスを使用して絞り成形体をダイスに
係止した状態で内容物の充填、蓋部の密封を行なう密封
容器の製造方法および装 ・贋に関する。

従来絞り成形によって成形された容器本体は、ダイスよ
り排出された後、別工程で内容物を充填、密封されてい
た。

かかる方法は工程が複雑化し、移送コスト高を招く等の
経済的な問題の他に、容器本体が例えば厚さ約１００山
ｍ以下の積層プラスチックフィルムで形成されていて可
裸性であるとか、あるいは弾性復元性の大きい材料で形
成されているとかで、自己形状保存性に乏しい場合など
には、ダイスより排出後容器本体特に胴部の形状が崩れ
て内容物の充填が困難ないし不可能になるとか、あるい
はかりに内容物の充填が可能であったとしても、容器本
体のフランジ部の形状が崩れて、蓋材を該フランジ部に
接着または熱融着によって完全気密的に密封することが
困難ないし不可能であるという致命的な問題点があった
。本発明は、以上のような従来技術による絞り成形法に
よる密封容器の問題点の解消を図ろうとするものである
。本発明者等は、可動ダイスを使用して、絞り成形−充
填−密封の操作を同一ダイスを用いて行なうこと、すな
わち絞り成形後、成形体をダイスより抜き出すことなく
、係止したまま引続いて内容物の充填、蓋部の密封を行
なうことによって上記問題が解決できることを見出した
。さらに可動ダイスを使用するため、絞り成形機の所定
位置に可動ダイスを短時間に精確に位置決めすることが
困難であるとの知見の下に、従釆の絞り成形機で慣用さ
れているようなダイス外周上端部をブランク切断用下刃
とすることなく、すなわちブランクカッターと絞り成形
機を分離することによって、可動ダイスを使用すること
による問題点が解決できることを見出した。すなわち、
本発明の一般的な目的は、工程の短縮された経済的な絞
り成形密封容器の製造方法ならびに装置を提供すること
である。

さらに本発明の特殊な目的は、可操性材料よりなる自己
形状保存性に乏しい絞り成形密封容器の製造に特に適し
た方法ならびに装置を提供するこ２とである。

以下本発明の実施例を示す図面を参照しながら本発明に
つい詳細に説明する。

第１図は連続式絞り成形・充填・密封容器製造装置は、
プランキングステーション１、絞り成形３ステーション
２、充填ステーション３および密封ステーション４より
なり、移送用無限チェーン６上に一定間隔で装着された
複数の可動ダイス５が矢印の方向に移送されて、上記各
ステーションに停止している間に、順次プランキング、
絞り成３形、内容物の充填および蓋部のシールによる密
封が行なわれる。

移送チェーン駆動用のスプロケット７の中心軸を支持す
る軸受台８、成形材料者出リール装置９ａ、プランキン
グカッター装置１０、絞り成形袋４層２０、充填装置３
０および密封装置４０は共通のフレ−ム５川こ固設され
ている。

第２図に示されるように、プランキングカッター装置１
川ま、可動カッター（上刃）１１ａおよび固定カッター
（下刃）１１ｂを備えており、可動カッター１１ａはカ
ッターホルダー１２に固設されている。

カッターホルダ−１２はピン１３ａ、連結梓１３ｂ、ク
ランク１３ｃ、プーリー１５ ３ｄ、ベルト１３ｅを介
して図示されない駆動袋贋（電動機等の）によって上下
運動を行ない、成形材料巻出リール装置９ａより間けつ
的に供Ｖ給されるシート又はフィルム状の成形材料１４
は所定寸法のプランクに切断される。ブランクが切断ご
ひれた残りのストリップ状スクラップはスクラップ巻取
りール装置９ｂによって巻取られる。カッターホルダ−
１２の中央凹部にはェアシリンダー１５が固設されてお
り、またピストン軸１６の下端部にはブランク押え１７
が固設されていて、プラタンク押え１７はェァシリンダ
ー１５の作動によって下降して、切断されたブランクを
強制的に可動ダイス５の上面５ａに達するまで押し下げ
る。さらにカッターホルダー１２の外端部附近に複数の
案内梓１８が固設されている。案内樟１８の下端０面は
ダィ５に対し回動可能に附設されたクランプ５ｂの上部
フランジ外側部５＆の上面と当接している。クランプ５
ｂは可動カッター１１ａが下降して成形材料１４を切断
する前の時点（第２図）では、上部フランジ内側部５ｂ
，がダイス上面５ａ夕の外側部と当接しているが、ブラ
ンクの切断開始によってその上部フランジ外側部５Ｑが
ピン５ｃを回動軸として案内樟１８によって押し下げら
れ、従って第３図に示されるように上部内側突出部５０
はダイス上面５ａから離隔するように構成されており、
打抜かれたブランク１９がダイス上面５ａ上に密接する
のをクランプ５ｂによって妨げられることがないように
なってる。クランプ５ｂの下部フランジ５はとダイス突
出部５ｅの間には弾性ゴム等よりなるクッション５ｄが
設けられており、カッターホルダー１２すなわち案内禅
１８の上昇に伴ない、第２図に示されるようにクランプ
５ｂの上部フランジ内側部５ｑはクッション５ｄの作用
により原位置に復帰して、ブランク１９をダイス上面５
ａ上に確実にクランプする。第４図に示されるように可
動ダイス５は、並列して設けられた２条の移送チェーン
６の間に跨設されたダイス取付板５ｆに固設され、かつ
移送チェーン６の移動に従って、フレーム５川こ固設さ
れたガイド板５１上面を情勤する。従って、プランク押
え１７、ホルダー１２の下降に伴なし、可動ダイス５に
下方への押圧力が加えられても、可動ダイスは定位暦を
保つことができる。これは絞り成形ステーション２、充
填ステーション３および密封ステーション４においても
同様であって、これら夕のステーションにおいて、可動
ダイス５に下降力が加えられても、ガイド板５１に支持
されて、可動ダイス５は下降しない。可動ダイス上面５
ａには、ダイスキャビティ５ｇの上端部を構成するダイ
ス曲率部５Ｍこ平行にその外方に細溝が穿設さＺれ、そ
の内部に耐熱シリコンゴム等の弾性体５ｉが埋設されて
いる。弾性体５ｉは、密封ステーション４において、絞
り成形体のフランジ部と熱高虫着又は接着された蓋部材
をフランジ部の周桑談線に沿い溶断するさし、刃先保護
用クッションとして機」館する。絞り成形装置２０とし
ては、例えば本発明者等がさきに提案したよな単動式プ
レス（特顔昭５３−７６５７６号）が使用される。

第１図にはこの形式の絞り成形装置が掲げられている。
クランク２１の２回転による昇降運動するポンチ２２の
取付部にリテーナ２３が固設されており、ポンチ２２が
上死点附近に位置する場合、リテーナ２３はブランクホ
ルダー２４と内側下端凸出部において係合して、ブラン
クホルダー２４の下降を抑止してし、２る。またリテー
ナ２３の下面に園設された案内樟２５は、可動ダイス５
のクランブ５ｂの上部フランジ外側部５＆と当接してい
る。ブランクホルダー２４はその上部に固着されたピス
トン鞠２６を介して、気圧シリンダー２７により常時ほ
ぼ一定の下降力を加えられている。以上のように構成さ
れているので、ポンチ２２の下降と共にリテーナ２３も
下降して、先づクランプ上部フランジ内側部５０を可動
ダイス上面５ａから外方へ離隔せしめ、同時にブランク
ホルダー２４が下降して、リテーナ２３との係合が解か
れた後、可動ダイス上面５ａ上に密接したブランク１９
をシリンダー２７の圧力によって定められる一定圧によ
って押圧する。その後もポンチ２２はダイスキヤビテイ
５ｇ内に下降を続けて、ブランク１９を絞り成形する。
本発明においては、蓋部の接着または熱融着等による密
封を可能にするため、フランジ部を残した状態で絞り成
形を終了する。成形終了後ポンチ２２と共にリテーナ２
３も上昇し、クランプ５ｂは源位置に復帰するが、この
時点では、フランジ部の外径はブランク１９の外径より
相当に縮少しているため、クランプ５ｂが、絞り成形体
２８のフランジ部をクランプすることはない。さらにポ
ンチ２２が上昇するとＩＪテーナ２３とブランクホルダ
ー２４が係合して、ブランクホルダー２４も上昇する。
成形材料１４が比較的厚く、剛性がある場合は、ポンチ
２２は通常の剛性体（鋼製などの）よりなるものであっ
て差支えない。しかし、比較的薄く剛性に乏しい場合は
、絞り成形加工中にダイス曲率部５ｈにおいて、鮫を発
生し易く、この滋は成形終了後も残留して、外観を損ね
、さらに蓋部の密封性を害する。従ってこのような場合
は、本発明者等が先きに提案した（持磯昭５３−９６６
７６号）ような、剛性の芯部を包囲する弾性体よりなる
筒状部を有し、この筒状部の外径がダイス曲率部５ｈの
最小径より大きいポンチを使用することが望ましい。ま
たこの方式の単動絞り成形機の場合、消費エネルギーを
小さくできるという利点があるが、ブランクホルダー２
４のストロークを大きくすること、すなわち上死点にお
ける高さと大きくすることは、シリンダー２７内の圧力
上昇を招き、従ってクランク駆動機構やりテーナ２３等
の容量や強度を大きくしなければならないので好ましく
ない。

ところが本発明の場合は、絞り成形体をダイス上方に抜
き出す必要がないので、ブランクホルダー２４のストロ
ークは極めて小さくてもよいという利点を有する。充填
装置３０は、以上のようにして形成された絞り成形体２
８を可動ダイス５内に係止して状態で、内容物を充填す
るための装置であって、内容物を貯留するホッパー３１
と内容物を一定量吐出するノズル３２を有する。

ノズルは例えば電磁弁夕によって制御されて、絞り成形
体２８内に内容物を一定量充填するのに必要な時間中開
放される。密封装置４０は、内容物が充填された絞り成
形体２８のフランジ部と蓋部材６１を接着又は熱融着法
等によって接合すると同時に、フランジ部外０周縁に沿
って菱部材６１を切断する。蓋部材６１は蓋部村巻出リ
ール装置６２から供Ｖ給され、可動ダイス上面５ａに近
接して間けつ的に走行して、密封操作に伴い蓋部が抜か
れたスクラップはスクラップ巻取りール装置６３によっ
て巻取られる。第５図において、蓋部をフランジ部に押
圧して、両者を接合するためのシーラー４１の上面とカ
ムフオロアー４２に固設された可動板４３の下面との間
にスプリング４４が設けられており、シーラー４１は上
部突出部４１ａによって、可動板４３に固設されたカッ
ター４５と係合している。シーラー４１の下面外径と絞
り成形体２８のフランジ部外径はほぼ等しいのが望まし
い。シーラー４１に固設された軸４１ｂは可動板４３の
中心孔内をプッシュ４３ａを介して上下方向に摺動可能
となっている。可動板４３の下面と固定板４６の上面の
間には復帰用スプリング４７が設けられている。カム４
８は図示されない駆動装置によって駆動されるカムシャ
ツトを介して回転される。カッター４５の刃先部４５ａ
の内周面はシーラ−４ＺＩの下部外周面と摺動可能に接
触しており、従ってシーラー４１の内部に設けられたヒ
ーター４１ｃによって所定温度に加熱される。ヒーター
４１ｃによる刃先部４５ａの加熱が充分でな場合は、カ
ッター４５の内部に別のヒータを設けるか、あ２るし、
は外方から加熱してもよい。密封装置４０の動作は次の
如く行なわれる。

カム４８の回転に伴い、カムフオロアー４２、可動板４
３、スプリング４４と共にシーラー４１は下降し、蓋部
材６１を可動ダイス上面５ａに押し当２てた後、カム４
８のプロフイルによって定められる一定時間、スプリン
グ４４の圧力によって蓋部材６１をフランジ部に対し押
圧する。その間蓋部材６１の下面とフランジ部の上面が
共にポリエチレン等の熱融着性材料よりなる場合は、両
者を熱３融着によって密封し、一方上記両面の何れかに
感圧性接着剤または感熱性接着剤が塗布されている場合
は、接着によって密封を行なう。シーラー４１が上記押
圧を行なっている間カッター４５はさらに下降して、蓋
部材６１が熱可塑性樹脂シート３またはフィルムにより
主としてなる場合（極薄のアルミニウム箔との積層材料
の場合を含む）は、刃先部４５ａにより蓋部材６１をフ
ランジ部外周縁に沿って溶断する。このさし、可動ダイ
ス上面５ａに設けられた耐熱性弾性体５ｉは刃先部４５
ａ子の保護に役立つ。上記動作の終了後、カム４８の回
転に伴ない、復帰用スプリング４７の作用により、カッ
ター４５およびシーラ−４１は上昇する。出口側スプロ
ケツト７の後方下部には、上記のようにして製造された
密封容器６４が可動ダイス５より重力落下するのを受入
れるシュート６５、およびこれを搬送するためのコンベ
ア６６が設けられている。

次に上記菱贋による密封容器の製造法につい説明する。

各々の可動ダイス５は移送チェーン６によって移送され
て、プランキングカッター装置１０のカッター１１、絞
り成形装置２０のポンチ２０ ２、充填装置３０のノズ
ル３２および密封装置４０のシーラー４１の直下の定位
層（各可動ダイスと上記各装置の中心軸が一致する位置
）において静止する。この移送期間中に、成形材料１４
および蓋部材６１も夫々プランク直径およびフランジ部
直径より若干長い距離を移行し、また可動カッター１１
ａ、ポンチ２２およびシーラー４１はほぼ上死点に達す
るようにカム機構やりミットスイッチを利用してタイミ
ングがとられている。成形材料１４に対する制限はなく
、絞り成形による密封容器の製造に通常使用される材料
、例えば薄鋼板、ブリキ、亜鉛メッキ鋼板、ティンフリ
ースチール、アルミニウム（合金）板およびこれらの塗
装板、プラスチックシート、プラスチックと金属箔の積
層材料等が使用目的に応じて使用されるが、前述のよう
に本発明は、約２００山ｍより薄い金属又はプラスチッ
クのシートまたはフィルムもしくはこれらの積層材料で
あって、剛性の乏しい可榛性の材料に対して特に好適で
ある。可動ダイス５が静止している間に、各ステーショ
ンにおいて、ブランク打抜きとブランクのダイス上面５
ａへの密接、絞り成形、内容物の充填および蓋部のフラ
ンジ部への接合と蓋部溶断が同時に進行する。充填内容
物についても特に制限はないが、可孫性材料よりなる容
器の場合には、加塩時（この場合充填装置内での内容物
は適当温度に加熱されている）に液状で、充填後室温に
冷却された状態で固形のもの、例えばゼリー、プリン、
チーズ等が特に適している。しかしこれらに限定される
ものではなく、例えばハンバーグ等の如く元々固形体で
あってもよい。ただし、この場合は、第１図に例示され
た流体充填用の充填装置を固体充填用の充填装置に置換
えなければならない。内容物が食品で高温レトルト殺菌
を必要とする場合は、フランジ部と蓋部は熱敵着（すな
わちヒートシール）によって密封される必要があり、そ
れに適した成形材料１４および蓋部材６１が選択されな
ければならない。

ここに熱融着とは、熱板接着、ィンパルス接着、超音波
接着、高周波接着等を含むものであり、第１図および第
５図は熱板接着の場合を例示したが、他の方法を採用す
る場合は、それに適した装置と第５図の装置を層換えれ
ばよい。また低温殺菌処理を行なう場合、もしくは内容
物が食品でなくて殺菌を必要としない場合等には、接着
剤（感熱型又は感圧型もし〈は溶Ｚ剤型等の）による接
合が行なわれる。以上の各操作が終了して、プランク押
え１７、ポンチ２２、シーラ−４１が上昇すると、可動
ダイス５は移送チェーン６によって再び１ステーション
間の距離だけ移送され、上記の動作を繰返す。製造され
たＺ密封容器６４はコンベア６６によって次工程に送ら
れる。以上の実施例は、可動ダイス５の移送をコンベア
方式で行ったが、第６図に示すようにターンテーブル方
式を採用してもよい。

すなわち矢印方向２に回動するターンテーブル６７上に
等間隔に複数の可動ダイス５が固設されており、さらに
ターンテーブル６７の上方には、第１図に例示されたよ
うなプランキングカッター装置１０、絞り成形装置２０
、充填装置３０および密封装置４０が等間２隔に設けら
れている。これらの装置の構造、機能は前述の通りであ
る。６８は製造された密封容器６４を可動ダイス５より
上方に押し上げ、夕−ンテーブル外へ搬出するための排
出装置である。

本発明は上記実施例に限定されるものでなく、３例えば
成形材料が比較的厚く自重によりダイス上面に密接して
、次ステーションヘダィスが移行する間に位置がずれる
おそれがない場合は、クランプ５ｂは必ずしも設けなく
てよい。また成形材料が軽量で位置がずれるおそれがあ
る場合は、第７３図に示すような最小内径がブランク１
９の外径と等しいか、それより若干大きい内側にテーパ
を有する凸部５ｉをダイス上面外縁周に沿って設けるこ
とによってクランプ５ｂを省くことも可能である。また
絞り成形機も第１図に例示されたもの以４外の単動式も
しくは複動式のものが、ダイスの水平方向への移動が自
由である限り使用可能であることはいうまでもない。さ
らに蓋部材が溶断が困難な材料、例えば比較的厚い金属
材料よりなる場合は、予め蓋部ブランクを別装置で作製
しておいて、これをフランジ部に戦遣して、接合しても
よい。さらに必要に応じて密封装置に真空吸引装置を附
設して、真空密封操作を行なうこともできる。また成形
体の形状も円筒形以外に楕円形、隅丸四角形等任意の形
状をとりうろことはいうまでもない。本発明によれば、
絞り成形されたフランジ付成形体を可動ダイスに係止し
たまま、引続いて同一工程で内容物の充填、蓋部の密封
を行なうことができるので、工程間の移動距離が短縮で
きて、経済的利点が大きい。

さらに従釆充填や蓋部の密封操作が困難であった自己保
形性の乏しい可鏡性材料あるいは弾性復元力の大きい材
料よりなる絞り成形容器を、絞り成形後ダイスより抜き
出すことなくそのまま充填密封するので、これらの作業
のさし、容器の形状が崩れたり、製品寸法が変化するこ
とがない、そして充填・密封操作を容易にかつ確実に行
なうことができるという利点を有する。またプランキン
グ装置と絞り成形装置を分離したので、可動ダイスの静
止位置のセットの精確さに特に配慮しなくてもプランキ
ングが可能である。さらに第１図に示した形式の単動式
絞り成形機は、ブランクホルダーのストロークを大きく
とることが本質的に簸かしいので、通常はフランジ附絞
り成形体の製造は困簸であるが（上部へのダイスキヤビ
ティよりの抜出しが困難のため）、本発明の場合は、可
動ダイスを使用するので、この種の成形体の絞り成形も
可能であるという効果を有する。以下具体例により本発
明をより具体的に説明する。

具体例 成形材料として厚さ４０山ｍの無延伸ナイロン６タフィ
ルム、厚さ１５〃ｍの軟質アルミニウム箔および厚さ７
０り．ｍの高密度（密度０．９６）のポリエチレンフィ
ルムをこの順でィソシアネート系接着剤で接着した可孫
性の積層材ストリップを使用し、これをポリエチレン側
が上面になるようにして、第０ １図の装置で直径１１
５肌のプランクを打抜き、次いで耳向壁部外径６５側、
深さ１５側、フランジ部中１０帆の成形体に絞り成形し
た。

絞り成形にさし、しては、筒状部がショア硬度Ａ８０の
ポリウレタンゴムよりなるポンチを使用することによっ
て、雛発生のない外観美麗な成形体を得ることができた
。次に充填ステーションにおいて、この成形体に約６０
℃に加溢されて液状のゼリーを充填した後、成形材料と
同一の積層材よりなる蓋部村を、ポリエチレン側を下面
にして成形体フランジ部に熱敷着（約１６０ｑｏで）し
、同時に蓋部材をフランジ部外周緑に沿って溶断して蓋
部の密封を行なった。このようにして得られた密封容器
は胴壁部、フランジ部とも裏円形を保ち、形状の崩れが
見られず、密封も完全であって、１２７０×１３分間の
レトルト殺菌処理を行なったが、剥離その他の異常は皆
無であり、３７０×６ケ月間の貯蔵後も、内容品の変敗
その他の異常は全く見られなかった。一方上記の絞り成
形体を絞り成形後、ダイスより抜き出して胸壁部上部の
外径を測定したところ、ダイス内径より約０．５〜１．
仇蚊大きくなっていた。

すなわち弾性復元力によって胴壁部に若干の拡関がみら
た。従ってフランジ部直径も拡がり、その拡がり量は各
成形体によって、上記範囲内でばらついていた。従って
ダイスから成形体を抜き出してから充填するという従来
方式を探ると容器寸法特に直径に若干のばらつきが生ず
る。しかし本発明によれば、成形体をダイス内に係止し
た状態で充填および蓋部の密封を行なうので、密封容器
をダイスより抜き出してもフランジ部は蓋部に拘束され
て舷関することはない。すなわち常に同一寸法の密封容
器が得られるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の正面図、第２図
はプランキングカッター装置と可動ダイスの縦断面図、
第３図は第２図の装置において、可動カッターが下死点
に達した時の状態を示す図面、第４図は可動ダイスおよ
びその近傍の平面図、第５図は第１図の密封装置の拡大
一部切断正面図、第６図は、本発明の他の実施例を示す
装置の概略平面図、第７図は可動ダイスの一実施例を示
す縦断面図である。 ５・・・・・・可動ダイス、５ｂ・・・・・・クランプ
、６・…・・移送チェーン（移送装置）、１１ａ・…・
・可動カッター、１１ｂ・・・・・・固定カッター、１
４・・・・・・成形材料、１７……ブランク押え、１９
……プランク、２２・・・…ポンチ、２８・・・・・・
フランジ付成形体、３０・・・・・・充填装置、４１・
・・・・・シーラー、４５・・・・・・カッター、６１
・・・・・・蓋部材、６７・・・・・・ターンテーブル
（移送装置）。 多２図 鎚 Ｎ 球 多２図 弊９図 多ク図 努グ函 多７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成形材料よりブランクをカツターにより打抜き、該
   ブランクを該カツターの直下に位置する可動ダイス上に
   載置し、該可動ダイスを移送した後、該可動ダイス上に
   載置された該ブランクよりフランジ付成形体を絞り成形
   し、再び該可動ダイスを移送した後、該可動ダイスに係
   止された該フランジ付成形体に内容物を充填し、さらに
   該可動ダイスを移送した後、該可動ダイスに係止されか
   つ内容物の充填された該フランジ付成形体のフランジ部
   に蓋部を接合することを特徴とする密封容器の製造方法
   。 ２ 成形材料よりブランクを打抜くためのカツター、該
   ブランクよりフランジ付成形体を絞り成形するためのポ
   ンチ、該成形体に内容物を充填するための充填装置、内
   容物の充填された該成形体のフランジ部に蓋部を接合す
   るためのシーラ、複数の可動ダイス、および該可動ダイ
   スを該カツター、該ポンチ、該充填装置および該シーラ
   の夫々の直下に位置するよう順次移送する移送装置を具
   備し、かつ該カツターには、打抜かれた該ブランクを該
   カツター直下に位置する該可動ダイスの上面に押し下げ
   るためのブランク押えが附設されといることを特徴とす
   る密封容器の製造装置。 ３ 可動ダイスには、ブランクを該可動ダイス上面に把
   持するためのクランプが着設されてい特許請求の範囲第
   ２項記載の密封容器の製造装置。 ４ シーラの外周面に沿い、蓋部材を溶断するめのカツ
   ターが設けられている特許請求の範囲第２項記載の密封
   容器の製造装置。