JPS604019A - フランジ部付容器の製造方法 - 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】 さらに詳しくは熱可塑性プラスチックよりなるブランク
より、外側フランジ部（本明細書においては単にフラン
ジ部とよぶ）付カソゾ状容器を製造する方法に関する。

従来フランジ部付カップ状プラスチック容器の製造は、
ブランクのフランジ部に対応する周縁部を、ダイスの段
差部上に載置して、下面が平坦な押え具によって押えな
がら、周縁部の内側の部分をダイスのキャピテイ内にプ
ランジャあるいはエア圧等によって圧入して、胴壁部と
底部を形成することによって行なわれていた。この場合
フランジ部の上面が僅かに内側下方に傾いたシ（以下こ
の現象を「だれる」と呼ぶ）、あるいはこの上面に僅か
な隆起部を生じ（以下この現象を「うねり」が生ずると
呼ぶ）易い。

そのため容器に内容物を充填した後、フランジ部に蓋部
をヒートシールする場合に、フランジ部全面と蓋部間に
均一にヒートシールが行なわれず、十分なヒートシール
強度が得られないため、特に内容物がビール等の正内圧
性液体の場合などに、ヒートシール部に局部的な剥離を
生じて、密封性が損われ易いという問題を生ずる。１ 本発明は以上に述べた従来技術の問題点の解消を図るこ
とを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は熱可塑性グラスチッ
クよりな゛るブランクより、フランジ部付カップ状容器
を製造する方法において、該ブランクの該フランジ部に
対応する部分を、ダイスの肩部と、はぼ軸線方向か、内
側上方に延びる外側面を有する環状小突起部を底面の内
端に形成された押え具によシ押えて、該小突起部が該ブ
ランクに噴込んで噴込み部が形成された状態において該
ブランクの該噴込み部よシ内側の部分を該ダイスのキャ
ビティ内に圧入することを特徴とするフランジ部付カッ
プ状容器の製造方法を提供するものである。

以下図面を参照しながら本発明について説明する。

第１図〜第７図において、１は上部フランク４・、２は
下部プランジャ、３はダイス、４は押え具である。ダイ
ス３は、図示されない保持部材に固設されており、第１
図に示されるように、上部キトビティ３ａおよび下部キ
ャビティ３ｂが形成されている。上部キャピテイ３ａは
短円筒状であって、その内径は、形成されるべきグラス
チック容器５（第７図）のフランク部５ａの外径にほぼ
等しく定められておシ、一方下部キャビティ３ｂは円筒
状であって、その内径は形成されるべきプラスチック容
器５の胴壁部５ｂの外径に等しく定められる。上部キャ
ビティ３ａの内面３ａｌは水平な段差部３Ｃを介して、
下部キャビティ３ｂの内面３ｂ□に連接している。

上部プランジャ１の外径は、下部キャピテイの内面３ｂ
、とのクリアランスＸ（第５図参照）が、押圧延伸成形
されるべき中空成形体５′の胴壁部５’ｂの肉厚ｙよシ
も大きく定められておシ、例えげＸ　−ｙ＝　０．２〜
０．８調程度に定められている。

上部プランツヤｌには、導孔７が軸線方向に形成されて
おり、導孔７の下端開口部は、スゲリング９によって上
方に牽引される截頭円錐形状のプ″“ｉ、ｘ−ｙ−′ｃ
ｘＲｕ“ゝｂｉｒｚ、Ｌ（ｌＥｓｌｌ）・　へ導孔７は
図示されない導管、電磁パルプを介して、図示されない
加圧エア源に連通しておシ、図示されないリミットスイ
ッチによって、上部ノランノヤ１の底面１ａがほぼダイ
ス３の段差部３Ｃのレベルより下方に位置するとき、上
記電磁バルブが開いて、導孔７に加圧エアが供給される
ように構成されている。

上部プランジャ１は金属（例えば工具鋼等）よシなシ、
図示されないヒータが内蔵されていて、底面１ａおよび
底面１ａよシ少なくとも形成されるべきプラスチック容
器の胴壁部５ｂの高さにほぼ等しい高さの部分の側面］
、　ｂ　（第５図）は、望ましくは当該プラスチックの
分子配向可能温度開通に保持されている。また下部プラ
ンジャ２は、下部キャビティ３ｂ内を摺動可能に構成さ
れている。

押え具４は、中空部４ａを有していて、中空部４ａの内
面に沿って上部プランジャ１が摺動可能に構成されてい
る。押え具４の底面４ｂは、底面４ｂの大部分を形成す
る平坦部４ｂ、と、底面４ｂの内端に形成された一環状
小突起部４ｂ２よシなっている。平坦部４ｂ＋は段差部
３Ｃに対向するよう配設されておシ、かつ押え具４の下
部４Ｃは、上部キャビティ３ａ内を上下動可能に、その
外径が上部キャビティ３ａの内径とほぼ等しいか、それ
より僅かに小さく定められている。押え具４の上下動は
ロッド１１を介して図示されない駆動機構（例えば油圧
装置）によって行なわれる。　゛上部プランジャｌおよ
び下部シランジャ２も図示されない駆動機構（例えば油
圧装置）によって上下動され、かつ上部シランジャｌの
底面１ａと下部シランジャ２の上面２ａの間にプラスチ
ックブランク１０の中央部１０ａを圧持して、下部キャ
ビティ３ｂ内に導入するさい、中央部１０ａに制御され
た圧縮力を加えることができるようにするため、図示さ
れない制御機構により、上部シランジャ１と下部プラン
ジャ２の下降速度差が制御されるようになっている。

プラスチックブランク１０は、熱可塑性プラスチック、
好ましくは分子配向性を有する熱可塑性グラスチックよ
シ主としてなる。この種のプラスチックとしては、例え
ばアイソタクチツクポリグロヒレン、高密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等の結晶
性ポリオレフィン樹脂、線状ポリエステル樹脂例えばポ
リエチレンテレフタレート、ポリカーゼネート樹脂、ポ
リ塩化ビニル樹脂、ニトリル樹脂、あるいはこれらの共
重体もしくはブレンド等が挙げられる。製品であるプラ
スチック容器に特に透明度が要求されない場合はこれら
にタルク、炭酸カルシウムや雲母フレーク等の充填剤を
混入したものであってもよい。

プラスチックブランク１０は、これらの分子配向性熱可
塑性プラスチックス単体よりなる７−１・、もしくはこ
れらの分子配向性熱可塑性プラスチックスを主体として
、これに酸素ガスバリヤ−性樹脂、例えばエチレン−ビ
ニルアルコール共重合体、ポリアミド、セルロース系樹
脂、Ｉリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、もし
くはポリビニルアルコール等を積層又はブレンドしてな
る積層体又はブレンドのシートを所定サイズに切断する
ことによって形成される。プラスチックブランク１０の
厚さは実質的に均一であって、約０．５〜６１１１１１
１であることが好ましく、よシ好ましくは約２〜４調で
ある。約０．５朔よシより薄いと、プラスチック容器５
を成形のさい特に底部において破断を起し易く、一方約
６闘よシ厚いとフランジ部近傍において破断を生じ易い
からである。

プラスチックブランク１ｏの直径は、グラスチックブラ
ンク１０を段差部３ｃ上に載置して、押えパッド４によ
って押えることができるように、かつ所定のフランジ部
５ａの幅が得られるように定められる。すなわち上記直
径は、上部キャビテイ３ａ内面３ａ１の内径とほぼ等し
いか、もしくは上記内径と下部キャビティ３ｂの内面３
ｂ１の内径の中間の寸法に定められる。

前記の成形装置にょシ、プラスチック容器５は、例えば
次のようにして製造される。

先ず第１図に示すように、上部ノランノヤｌおよび押え
具４をダイス３の上方に上昇させた状態　１において、
好ましくは分子配向可能温度（例えば当該グラスチック
がポリプロピレンの場合は、約１２０℃以上はぼ融点ま
での温度）に予加熱されたグラスチックブランク１０の
、周縁部１０ｂ（形成されるべきプラスチック容器５の
フランジ部５ａに対応する部分）をダイス３の段差部３
Ｃ上に載置する。このさい好ましくは、下部シランツヤ
２の上面２ａを段差部３Ｃと同一レベルまで予め上昇し
ておく。

次いで第２図に示すように、押え具４を下降させて、プ
ラスチックブランク１０の周縁部１０ｂを、段差部３Ｃ
と°押え具４の底面４ｂによって所定の押圧力で押える
。そのさい小突起部４ｂ２はグラスチックブランクｌＯ
の上面１０ｅに喰込んで、喰込み部１０ｄが形成される
。

その後、上部プランジャ１を下降し、上部プランジャ１
と下部シランジャ２によって、プラスチックブランク１
０の喰込み部１０ｄより内側の部分である中央部１０ａ
を押圧しながら、第４図に示すように、上部シランジャ
１および下部シランツヤ２を同時に下部キャビティ３ｂ
内を降下させる。降下の前期段階（通常は全行程の約２
０〜４０係に達するまでの段階）における押圧力を比較
的高くして、中央部１０ａの圧縮量を大きく、すなわち
両シランジャの間から延出する材料の量を多くして、延
出する材料によって形成される胴壁部５′ｂ′が、第４
図に示すように、下部キャビティの内面３ｂ、と１部ノ
ランジャｌの側面ｌｂ間の空隙をほぼ充満するようにす
る。すなわち降下の前期段階において、前記空隙に材料
を蓄積する。前期一段階を経過後押圧力を低下して下降
を続けると、両シランジャの間から延出する材料の量が
少なくなるため、胴壁部５′ｂ′の前記蓄積された材料
にテンンヨンが加わって胴壁部５′ｂ′は延伸する。従
って１）ｆＪ　：ｌυ」段階後の降下の後期段階におい
ては、胴壁部５′ｂは、形成中の胴壁部５′ｂ′の延伸
によって供給された材料と、両シランツヤの間から延出
する材料・によって形成される。

そのため降下が終了、すなわち中空成形体５′が形成さ
れた時点では、第５図に示すように、胴壁部５’ｂと下
部キャビティ内面３ｂｌのはに空隙１２が形成される。

そして押圧力と降下速度の適当な制御によシ、実質的に
均一な肉厚の胴壁部５’ｂが得られる。かくして０．２
−という薄肉の胴壁部５’ｂを形成することも可能であ
る。そして降下の後期段階における押圧力は前述のよう
に比較的低いので、底壁部５′Ｃの肉厚は比較的厚く（
例えば約１箇以上）、従って成形時のテンションによる
コーナ部５’ｄの破断が防止される。

なお上記成形中、段差部３ｃ、押え具の底面４ｂ、下部
キャビティ内面３ｂ１および下部プランジャ２の上面２
ａは、図示されない内蔵ヒーターによって当該分子配向
性プラスチックスの分子配向可能温度下限より若干低い
（通常的２０〜６０℃）温度、例えばポリピロピレンの
場合は約６０〜１００℃に保持される。

中空成形体５′が形成された後、上部ノランジャ１を上
昇せしめると、第６図に示すように、エア圧力によって
プラグ８が下って、プラグ８と導孔７の開口部間の隙間
２０よシ加圧エアが吹出されて、中空成形体５′は吹込
成形され、底端部５′Ｃは下部シランジャ２の上面２ａ
に、胴壁部ｓ／　ｂは下部キ１、ビティの内面３ｂ、に
密接して、分子配向可能温度より低い温度まで冷却し、
硬化する。そして第７図に示すように、フランジ部５ａ
、胴壁部５ｂ１底壁部５ｃを有するプラスチック容器５
が形成される。その後上部プランジャ１の上昇を続け、
押え具４および下部プランジャ２を上昇させて、ダイス
３よシブラスチック容器５を抜き出す。

第８図は抜き出した後のプラスチック容器５のフランジ
部５ａを示したものであって、その上面５３１１は平坦
に半径方向に延びている。従って蓋部ｔ５と、上面５ａ
１の全面にわたって健全なヒート７−ル部１６を形成す
ることができる。

これに対して第９図に示すように、底面４’ｂの全面が
一様に平坦な押え具４′を用いた場合は、第１０図に示
すようなフランジ部２５ａの上面２５ａ１がだれたプラ
スチック容器２５（ブランク周縁部１０ｂの厚み減少が
実質的に起らない程度に、押え具４′による押圧力が比
較的小さい場合）、ある　）いは第１１図に示すような
フランツ部ａ５ａの上面３５ａ１に小隆起部３６が生じ
た、すなわちうねシを生じたプラスチック容器３５（ブ
ランク周縁部１、Ｏｂの厚み減少率が、例えば３０チに
なる程度に、押え具４′による押圧力が比較的大きい場
合）が形成され易い。

その理由は必ずしも明らかでないが、上記の押圧力が比
較的小さい場合は、中空成形体（第５図の５′に対応す
る）を形成する後期段階において、胴壁部（第５図の５
’ｂおよび第９図の２５′ｂに対応する）が、延伸され
るさいに、フランジ部（第５図の５ａおよび第９図の２
５′ａに対応する）の基部が下方に引張られるのと、胴
壁部が吹込成形により拡張するさいに、上記基部近傍に
外側斜下方に向う曲げ力が作用して、フランツ部の上面
２５’ａ　ｌが第９図に示すように、僅かに内側下方に
傾く。そして押圧力が小さいため、押え具４′が上記上
面の変位に十分に追随できないため、上記類きを矯正で
きず、押え具４′を解除した後も、上記傾きが残って、
「だれる」という現象が生ずるものと推測される。

一方上記の押圧力が比較的大きい場合は、押え具４′が
上記の上面２５’ａ１の変位に追随して下降するため、
上面２５’　ａ　Ｈ近傍の材料の、外端から半径方向内
側に向う比較的大きな流動が起って、特に」二面２５’
　ａ　１近傍の材料内に不規則な内部応力が生じ、その
ためフランジ部２５′ａが押え具４′から解放された後
に、内部応力の解放に伴なって「うねり」を生、するも
のと推測される。

しかるに、押え具４に環状小突起部４ｂ２が設けられて
いる場合は、第１２図に示すように、胴壁部５′ｂか延
伸されるさいに、２ランノ部５ａの基部（喰込み部１０
ｄ近傍の部分）は、喰込み部１０ｄと係合する小突起部
４ｂ２に拘束されて下降し難い。また胴壁部５’ｂが吹
込成形されて拡張されて胴壁部５ｂとなるさいも、第１
３図に示すように、フランジ部５ａの基部は、喰込み部
１０ｄと係合する小突起部４ｂ２に拘束されて外側斜下
方に移行し難い。従って成形中フランジ部５ａの一１帥
？ｉ５ａ、は、押え具４による押圧力の大小に拘らず水
平状態を保ち、かつ前述のよへな不規則な内部応力も発
生し難いため、押え具４を解除した後も、フランジ部５
ａの上面５ａ１に、前記のような「だれ」や「うねシ」
が発生し難くなるものと考えられる。

以上のような拘束力が十分に働くためには、小突起部４
ｂ２の外側面４ｂ２’　（第１２図）が、はぼ軸線方向
か、内側上方に延びている必要がある。

ここにほぼ軸線方向とは、軸線方向と２０度以内の角度
をなして、外側上方に延びる場合を含む。

外側面４ｂ２′が内側上方に延びて、かつ軸線方向との
なす角度（のが大きいほど、拘束力は大きくなるのであ
るが、θが余シ大きくなると押え具４の抜出しが困難に
なるので、角度θは４５度以下でちることが望ましい。

なお小突起部４ｂ２の高さ、および最大半径方向幅は０
．２〜１．５　ｍｍの範囲内にあることが好ましい。さ
らに小突起部４ｂ２の高さは、ブランク１０の厚みの１
０〜２５チであることが望ましい。上記高さおよび最大
半径方向幅の適正値は、夫々ブランクの厚みおよびフラ
ンツ部の幅との関連において、実験によシ定められる。

なお平坦部４ｂｌは水平方向、すなわち半径方向に延び
ているか、僅かに（半径方向となす角度５度以内）外側
斜下方に傾いていることが好ましい。

本発明の方法は、サーモフォーミノ法にょるカップ状プ
ラスチック容器の製造にも適用できる。

第１４図は真空成形法によってフランジ部４５ａ伺プラ
スチック容器４５を製造する例を示したものである。４
３はダイスであって底部に真空吸引孔４６が形成されて
いる。４４は押え具であって、底面４４ｂの平坦部４４
ｂ１の内端には、環状小突起部４ｂ２と同様な環状小突
起部４４ｂ２が形成されでいる。底面４４ｂの半径方向
幅は、ダイス４３の段差部４３ｃの幅とグラスチックブ
ランク４０の厚さの和にほぼ等しい。

先づ所定温度（好ましくは分子配向可能温度）に加熱さ
れたグラスチックブランク４ｏを段°差部４３ｃ上に載
置した後、ブランク４ｏの周縁部４、　Ｏｂを押え具４
４によって押えて、喰込み部４０４が形成された状態で
、真空吸引孔４６を介　１し−て、ダイス４３のキャビ
ティ内の空気を吸引すると、ブランク４０の、喰込み部
４ｔｄよシ内側の中央部４０ａは大気圧によシ上方よシ
圧せられてキャビティ内に圧入されて、プラスチック容
器４５が成形される。この場合もフランジ部４５ａの上
面４５ａ１の変位は小突起部４４ｂ２によって拘束され
るので、押え具４４を解除した後、半径方向に延びる平
坦なフランジ部上面４５ａｌを得ることができる。同様
にして本発明の方法は圧空真空成形法やプラグアシスト
圧空真空成形法等のサーモフォーミング法にも適用しう
ろことはいうまでも〉 ないヒ 本発明は以上の例によって制約されるものでなく、例え
ば環状小突起部は、前述の拘束力が作用する限シにおい
て、円周方向に沿い部分的に途切れていてもよい。

本発明の方法によれば、半径方向に延び平坦な、蓋部の
ヒートンールに適したフランジ部上面を有するカップ状
プラスチック容器を製造できるという効果を奏する。

以下実施例について説明する。

実施例 メルトフローインデックス（２３０℃測定）が０、９．
９／１０分、融点（差動熱量計法）が１６４℃の厚み３
ｍｍのポリゾロピレンシートかう直径７４．５鴫のブラ
ンクを打ちぬいて用意した。第１図に示した装置におい
て、底面４ｂの半径方向幅４．５叫、平坦部４ｂｌ（半
径方向に延びる）の幅４ｍｍ、小突起部４ｂ２の高さ０
．５＋ｍｎ、最大幅０．５■、外側面４ｂ２の角度θ（
第１２図）４５度である押え貝４を用意した。なお段差
部３ｃの半径方向幅が４叫のダイス３を用意した。

上部プランジャ（直径６６．４　ｍｍ　）　、下部グラ
ンジャ（直径６７．１３５ｍｍ　）　、下部キャビティ
（内径＼ ６８．１■）、段差部および押え具底面の表面温度が夫
々１２０℃、９０℃、７５℃および７５℃となるよう予
め内部ヒーターによって予熱した。

上記ポリゾロゾレンブランクを１２５℃に加熱した後、
第１図に示すように、上部キャビティ内に置き、押え具
によって１０ｋＶｃｒｎｃ−圧力ニブランク周縁部を押
圧した。その後上部シランジャと下部プランジャによシ
ブランク中央部に１８０　ｋＶＣ＋＋２の圧力を加えな
がら、ブランク中央部を下部キャビティ内に５０■形の
速度で導入し、下部シランツヤ先端が下部キャビティ上
端から２５個の位置でブランク中央部の圧力を９０ｋｇ
／ｃｍに低下させながら、下部シランジャ先端が下部キ
ャビティ上端から１００＋ｎｍとなるまで成形を行った
。

その後上部シランジャを上昇させながら１０ｋｇ／ｃｍ
２の圧力のエアーを導入し、成形容器胴壁面を上部プラ
ンジャ側面よシ下部キャピテイ表面に移動させ胴壁部と
底壁部の冷却固化を行っ／ζ。その後押え具と下部プラ
ンジャを上昇せしめ、胴壁部の厚み０．３　ｍｍ、高さ
９９朝の極めて透明性のすぐれた容器を得た。

フランジ部の厚さは２．９調で、その上面は水平方向に
延び平坦で、「だれ」や「うねシ」の発生は認められな
かった。

なお押え具の圧力が１４０　ｋｌ＄ｃｍの場合も、フラ
ンジ部の厚さが２咽となった他は、同様に蓋部とのヒー
トシール性の優れたフランジ部上面が得られた。

った所、押え具の押圧力が１０　ｋｙ２ｙ＋＋２の場合
は、だれ角度δ（第１０図）が７度のフランジ部上面２
５ａ１が生じ、押圧力が１４０　ｋｌｚ２の場合は、隆
起部３６の高さＳが０．’２ｍ＋ｎ（第１１図）のフラ
ンジ部上面３６ａ１が得られ、何れも蓋部とのヒートシ
ールに対し満足なものでなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いられる装置の第１の例の説
明用縦断面図、第２図は第１図の装置によるシラスチッ
ク容器の成形開始直前の状態を示す縦断面図、第３図は
第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う横断面図、第４図は第
１図の装置による成形の前期段階の状態を示す縦断面図
、第５図は第１図の装置による圧縮延伸成形が終了して
中空成形体が形成された時点の状態を示す縦断面図、第
６図およ　町び第７図は夫々、第５図の中空成形体の吹
込成形中、および終了後の状態を示す縦断面図、第８図
は第１図の装置ｒ（よって成形されたプラスチック容器
に蓋部をヒートシールした状態を示す要部縦断面図、第
９図は比較例である装置を用いてプラスチック容器の形
成が終了した状態の例を示す要部縦断面図、第１０図お
よび第１１図は比較例である装置を用いて形成されたプ
ラスチック容器のフランジ部の例の要部縦断面図、第１
２図および第１３図は、夫々第５図および第７図のフラ
ンジ部近傍の要部拡大縦断面図、第１４図は本発明の実
施に用いられる装置の第２の例によってプラスチック容
器の成形が終了した状態を示す縦断面図である。 ３．４３・・・ダイス、３ｂ・・・下部キャビティ、３
ｃ、４３ｃ・・・段差部（肩部）、４．４４・・・押え
具、４　ｂ　、　４４−　ｂ・・・底面、４　ｂ　２　
１４４　ｂｚ・・・環状小火７１？部、５’、４５・・
・カップ状プラスチック容器、５ａ　＋　４５　ａ・・
・フランジ部、１０．４０・・・プラスチックブランク
、１０　ａ　ｒ　４０　ａ・・・中央部、１０ｂ。 ４　（１ｂ−−・周縁部、１０ｄ、４０ｄ・・・喰込み
部。 第１図 第４図 第５図 第　６　図 第　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性プラスチックよシなるブランクよシ、フ
   ランツ部付カップ状容器を製造する方法において、該ブ
   ランクの該フランジ部に対応する部分を、ダイスの肩部
   と、はぼ軸線方向か、内側上方に延びる外側面を有する
   環状小突起部を底面の内端に形成された押え具によシ押
   えて、該小突起部が該ブランクに噴込んで噴込み部が形
   成された状態において、該フランジの該噴込み部よシ内
   １１１！１の部分を該ダイスのキャビティ内に圧入する
   ことを特徴とするフランジ部＋ｊカップ状容器の製造方
   法。