JPS6213897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は熱可塑性プラスチツクシートから凹型
容器を製造する方法に関する。更に詳しくは、二
枚以上重ね合わせた薄いプラスチツクシートから
著しく深絞りの凹型容器を製造する方法に関す
る。 ポリオレフイン樹脂製薄肉中空容器は軽量、美
麗であり、かつ優れた物性を備えていう為食品、
医薬品、洗剤、化粧品等の様々の分野に使用され
ている。 ポリオレフイン容器は通常シート熱成形、ブロ
ー成形、射出成形等の方法で成形されている。し
かし乍ら、従来のシート熱成形法では十分に深い
容器は出来ず、射出成形法では高度の延伸配向
化、多層化が困難である。ブロー成形法では、近
時延伸ブロー成形法が開発され高度の延伸配向化
が実現しつつあるが、高速化、多層化に難点があ
る。 本発明者らは、既に２mm乃至４mm程度の厚さの
ポリプロピレンシート又はポリプロピレン系多層
シートを材料とし、延伸配向を十分に効かせた、
透明で腰が強く、薄肉軽量で成形深さが十分に深
い凹型容器を高速で生産する方法を提案した（特
願昭55−22655号）。 しかし乍ら、このような超深絞りの容器を成形
するのに必要な厚いポリプロピレンシートあるい
は厚いポリプロピレン系多層シートをＴダイ押出
法で製造する為には、厚物シート専用のダイある
いは厚物多層シート専用のダイと厚物シート用の
引取、冷却設備が必要である。たとえ専用の厚物
シート製造設備を設置しても、成形加工性の良好
なポリプロピレンの厚物シートをＴダイ押出法で
製造するのは極めて困難である。 そこで出来る限り薄いポリプロピレンシートの
原反から成形加工法を改良することによつて腰の
強い超深絞り容器を製造する方法を見出さんとし
て種々の検討を実施した。その結果、厚いシート
を使用しなくても薄いポリプロピレンシートを重
ね合わせて成形温度まで加工し乍ら加熱すれば、
厚いシートの場合と同様に深さ対口径の比の大き
い深絞りの容器を成形できることを見出し、本発
明を完成させるに至つたものである。 本発明の目的は、厚いポリオレフインシートを
使用することなく、薄いポリオレフインシートか
ら成形深さの著しい深い凹型容器を製造する有利
な方法を提供することにある。 本発明のプラスチツク成形品の製造方法は、熱
可塑性プラスチツクシートから熱成形法によつて
凹型容器を製造する方法において、厚みが0.5mm
以上1.8mm以下である結晶性ポリオレフイン樹脂
シート又は少なくとも片側の表面が結晶性ポリオ
レフイン樹脂を主成分とする樹脂組成物から成る
多層の熱可塑性プラスチツクシートを総厚みが１
mm以上４mm以下になるように二枚以上重ね合わ
せ、次いで該重ね合わせシートの表裏全体を加熱
加圧板によるシート予熱手段で押圧し乍ら該重ね
合わせシートを該ポリオレフイン樹脂の成形可能
温度まで加熱して一枚のシートにした後、直ちに
該シートを成形型上へ供給して凹型容器状に成形
することを特徴としている。 本発明において、熱可塑性プラスチツクシート
は結晶性ポリオレフイン樹脂シート又は少なくと
も片面が結晶性ポリオレフイン系樹脂から成る多
層シートである。シートの厚さは、0.5mm乃至1.8
mmの範囲内の厚さのシートが好ましい。これらの
シートを二枚以上重ね合わせてシート予熱手段へ
供給する。シートの寸法は特に限定しないが、シ
ートの寸法としては凹型容器の１個分の成形に必
要な最小限度の面積より大きいことが必要であ
る。容器１個分に相当する寸法、あるいはそれよ
り大きい寸法にシートを予め切断しておき、それ
らのシートを二枚以上重ね合わせてシート予熱手
段を通して圧着する。その場合シートの寸法が大
きいと、シートの間に空気を抱き込みやすくな
り、シート間の圧着が不十分になる恐れがあるの
で、容器１個分のカツトサイズのシートをシート
予熱手段へ供給するのが好ましい。この場合シー
トの厚さが0.5mm以下では軽くて曲がりやすい
為、シート予熱手段に供給しにくくなる。一方
1.8mm以上の厚さのシートでは重ね合わせシート
の成形による本発明の利点が少なくなる。 結晶性ポリオレフイン樹脂としてはポリプロピ
レン、共重合ポリプロピレン、高密度ポリエチレ
ン、低密度ポリエチレンあるいはそれらの混合物
が望ましい。結晶性ポリオレフイン系樹脂から成
るガスバリア性多層シートとしては、エチレン−
酢酸ビニル共重合体けん化物／接着性ポリオレフ
インの二層シート、接着性ポリオレフイン／エチ
レン−酢酸ビニル共重合体けん化物／接着性ポリ
オレフインの三層シート、ポリオレフイン／接着
性ポリオレフイン／エチレン−酢酸ビニル共重合
体けん化物／接着性ポリオレフインの四層シー
ト、ポリオレフイン／接着性ポリオレフイン／エ
チレン−酢酸ビニル共重合体けん化物／接着性ポ
リオレフイン／ポリオレフインの五層シート等が
好ましい。 シートを重ね合わせる場合相互に接着する面の
組合せとしては、ポリオレフインとポリオレフイ
ン、ポリオレフインと接着性ポリオレフイン、接
着性ポリオレフインと接着性ポリオレフイン等の
組合せが好ましい。 重ね合わせるシートの枚数は二枚以上であり、
二枚乃至三枚程度の重ね合わせが最も有利であ
る。枚数が多くなるとシートの位置ずれが生じや
すくなる。 重ね合わせに使用するシートは出来る限り反り
の小さいシートであることが好ましい。反りが大
きいと重ね合わせ工程及びシート予熱工程でトラ
ブルを生じやすくなる。 ポリプロピレン等のポリオレフイン樹脂シート
の表面を相互に向い合わせて重ね合わせた後この
重ね合わせシートを予熱手段へ供給するが、この
場合向い合つたシートの表面の性質が重要であ
る。ポリプロピレン樹脂シートの場合、シート予
熱手段の加熱加圧板の間隙の通過によつてシート
間の圧着が生じる為にはポリプロピレン樹脂面が
出来る限り平滑であつて、いわゆる表面スキン層
が存在するのが好ましい。この表面スキン層を形
成する低結晶性樹脂あるいは不完全結晶領域が加
熱により部分融解を生じる。表面スキン層の部分
融解によりシート表面間の仮接着が生じやすくな
り、更に加圧することによつて比較的低い温度で
もシート間がぴつたりと接着するものと考えられ
る。 加熱と同時に加圧することによつて、重ね合わ
せシートの間に空気を抱き込むことなくシート全
面を均等に仮接着させることが出来る。加熱しな
がら重ね合わせシートを上下から加圧することに
よつて、シート間に仮接着が起ると共に、シート
の反りが矯正され、均等に加熱された反りの小さ
い重ね合わせシートを成形型上へ供給することが
出来る。 一対の加熱加圧板から成るシート予熱手段へ重
ね合わせシートを供給するに際し、重ね合わせシ
ートを一対のコンベアベルトの間に挾み、コンベ
アベルトの回転によつてコンベアベルトに挾んだ
まま該重ね合わせシートを加熱加圧板の間へ供給
し、加熱加圧板の間を通過させて成形温度まで加
熱するのが好ましい。この場合シートのコンベア
ベルトへの粘着を防止する意味でコンベアベルト
は表面を弗素樹脂で被覆したものであることが好
ましい。上下一対のコンベアベルトに沿つて配列
する加熱加圧板は複数個の組に分割し、それぞれ
独立に温度を調節することが出来、それぞれ独立
に上下一組の加熱加圧板間の加圧力を調節できる
ことが好ましい。 ポリプロピレン樹脂の重ね合わせシートはポリ
プロピレンの融点（Tm）以下で、（Tm−50）℃
以上の温度まで加熱した後成形するのが好まし
い。重ね合わせシートの接着面が両面ともポリプ
ロピレン樹脂を主成分とする樹脂組成物から成る
場合、ポリプロピレン樹脂の融点よりやや低い温
度にまでシートを加熱することによつてシート間
の仮接着が生じる。ポリプロピレン樹脂を主成分
とする重ね合わせシートはTm乃至（Tm−50）
℃の範囲内の温度に加熱することによつて成形が
可能になり、成形型上へ供給して凹型容器状に成
形することができる。 重ね合わせシートの成形法としては、圧空成形
法、プラグアシスト圧空成形法、マツチモールド
成形法等が好ましい。これらの成形法では成形の
際にもシートの表裏からシート表面を加圧する作
用がある為、重ね合わせシート間の接着をさらに
向上させることが出来る。 シートを凹型容器状に成形して容器のフランジ
部周辺でシートを打抜いてスクラツプを除去する
際に、重ね合わせシートがフランジ部から剥離す
ることがある。この重ね合わせシート間の容器フ
ランジ部での剥離を防止する為には、成形の際に
もフランジ部のシートを十分に表裏から加圧して
成形することが好ましい。このフランジ部分のシ
ートの接着性を向上させる為には、フランジ部分
を一対のプレス鍛造型により鍛造成形するのが好
ましい。 本発明の成形法は深さ対口径の比が1.5倍以上
の超深絞りのポリプロピレン容器の成形において
特に効果的である。ポリプロピレンシートから深
さ対口径の比の大きい超深絞り容器を成形する
と、成形時に大きな面積延伸倍率の延伸が生じ
る。その為成形用の原反シートには２mm乃至４mm
程度の厚さが必要である。このような厚手のシー
トを溶融Ｔダイ押出法で製造する為には、特殊な
ダイ及びシート引取ロール、シート巻取装置等が
必要である。又２mm乃至４mm程度の厚さのポリプ
ロピレンシートから超深絞り容器を成形する為に
は、成形加工性の優れたシートが必要である。ポ
リプロピレンシートの成形加工性を向上させる為
には、Ｔダイ押出後の溶融状態にあるシートを引
取ロールによつて出来るだけ速やかに冷却するの
が好ましい。 然し乍ら２mm以上の厚さのシートを引取ロール
の表面への接触によつて冷却しようとしてもシー
ト自身の熱伝導率が極めて小さい為、十分にシー
トの内部まで急冷させることは困難である。その
為厚いシートで成形加工温度幅の広いシートを得
ることは極めて困難である。 ところが本発明の方法によると、原反シートは
２mm以下の厚さのシートであつてもそれらを重ね
合わせることによつて超深絞りの容器を成形する
ことが出来る。従つて、通常のＴダイ押出の設備
で製造した、十分引取ロールによつて急冷を効か
せた成形加工性の優れた薄いシートによつて超深
絞りの容器を容易に成形することが出来るという
大きな利点がある。 複数枚のシートをシート予熱手段へ供給する際
に重ね合わせる方法は特に限定しないが、予熱手
段のコンベアベルト上へ載せたカツトサイズのシ
ートの上にもう一枚のカツトサイズのシートを正
確に位置決めして載せる方式、二枚以上の重ね合
わせたカツトサイズのシートの端部を超音波加熱
等によりスポツト溶接する方式、二枚以上の広幅
シートを重ね合わせ小さなサイズにカツトする際
に加熱カツター等を使用して切断と同時にシート
端部を接合する方式等が好ましい。 以下図面に従つて実施例を説明する。 実施例 １ 第１図は本発明の方法を実施したプラスチツク
容器の製造装置の一例である。本発明の方法によ
り、重ね合わせシートからカツプ状の丸型容器を
成形した。 第１図において、第１シート供給装置１から下
側コンベアベルト２の上に第１シート３を載せ、
次いで第２シート供給装置４から第１シート３の
上に第２シート５を載せた後、上側コンベアベル
ト６と下側コンベアベルト２との間で重ねわせシ
ート７を挾んでそれぞれヒーターを内蔵した上側
加熱加圧板８と下側加熱加圧板９との間に重ね合
わせシート７を送り込み、上記加熱加圧板８と下
側加熱加圧板９との間でシートを押圧し乍らシー
ト予熱手段の出口へ向つてシートを移動させてゆ
く。第１図では加熱加圧板は三対であり、上下の
コンベアベルトによつて、順次隣の上下加熱加圧
板の間へシートを移動させてゆく。コンベアベル
トとしてはガラスクロス等の織物に弗素樹脂を含
浸させた材質が好ましい。成形温度にまで加熱さ
れ、シート間が十分に圧着された重ね合わせシー
トはシート移送装置１０内へ供給し、更にシート
送り用エアシリンダー１１によつて雌型１２上へ
供給する。次に雌型１２上へ補助型１３を下降さ
せて、まず容器のフランジ部を鍛造成形した後プ
ラグ１４をシートの上から雌型１２内へ挿入して
予備成形し、直ちに補助型１３内へ圧空を供給し
て成形が完了する。 容器の成形に用いたシートは、メルトインデツ
クスが1.0の結晶性ポリプロピレン樹脂のＴダイ
押出シート及び接着性ポリプロピレン／エチレン
−酢酸ビニル共重合体けん化物樹脂／接着性ポリ
プロピレンの三層の共押出シートである。シート
はいずれも1.5mm厚の両面光沢シートであり、こ
れらのシートをそれぞれ75mmに切断した。これら
の２種のシートを２枚ずつ組合わせた重ね合わせ
シートから、口径60mm、深さ180mm、深さ対口径
の比が3.0の丸型容器を第１図の装置で成形し
た。 第１表にはシートの組合せと成形性の評価結果
を示す。比較の為Ｔダイ押出法で製造した３mm厚
の押出シートの成形性を調べた。

【表】 第１表で明らかな如く、本発明の方法により透
明性に優れ、層間剥離のない外観の良好なポリプ
ロピレンの超深絞り容器を広い成形温度域にわた
つて成形することができる。 実施例 ２ 実施例１と同様に、第１図の容器製造装置を用
いて表面状態の異なるポリプロピレンシートの重
ね合わせにより、カツプ状の丸型容器を成形し
た。 容器の成形に用いたシートは、メルトインデツ
クスが0.5の結晶性ポリプロピレン樹脂のＴダイ
押出シートであり、両面光沢シートの他に、片面
光沢シートを使用した。両面光沢シートは、溶融
Ｔダイ押出したシートを冷却３本ロールの第１ロ
ール間隙で両面同時に押圧急冷したシートであ
り、片面光沢シートは、片面を冷却ロールに接着
させ、片面をエアナイフで冷却したシートであ
る。片面光沢シートのエアナイフで冷却した面は
つや消し面となつている。シートの厚さはいずれ
も1.2mmである。 第２表には両面光沢シートと片面光沢シートと
を組み合わせた重ね合わせシートの構成とこれら
の重ね合わせシートから成形した、口径60mm、深
さ150mmの丸型容器の層間接着性、透明性及び腰
の強さを示す。第２表において、

【式】は両面光沢シートを示し、

【式】は片面光沢シートを示す。光沢 面は

【式】で表わし、つや消し面は

【式】で表わす。

【表】

【表】 第２表で明らかなように、光沢面同志の組合せ
では成形品の層間接着性が良好であるのに対し、
光沢面とつや消し面及びつや消し面とつや消し面
との層間接着性は良くない。成形品の透明性は、
両面とも光沢面が外側へ出てれば良好であり、片
側でもつや消し面が外側に出ていると透明性が低
下する。 いずれのシート構成でも本発明の方法により、
腰の強いポリプロピレン製超深絞り容器を製造す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施したプラスチツク
容器の製造装置の一例であり、図中、１は第１供
給装置、２は下側コンベアベルト、３は第１シー
ト、４は第２シート供給装置、５は第２シート、
６は上側コンベアベルト、７は重ね合わせシー
ト、８は上側加熱加圧板、９は下側加熱加圧板、
１０はシート移送装置、１１はシート送り用エア
シリンダー、１２は雌型、１３は補助型、１４は
プラグである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラスチツクシートから凹型容器を製造する
   方法において、0.5mm以上1.8mm以下である結晶性
   ポリオレフイン樹脂シート又は少なくとも片側の
   表面が結晶性ポリオレフイン樹脂を主成分とする
   樹脂組成物から成る多層の熱可塑性プラスチツク
   シートを総厚みが１mm以上４mm以下になるように
   二枚以上重ね合わせ、次いで該重ね合わせたシー
   トの表裏全体を加熱加圧板によるシート予熱手段
   で押圧し乍ら該重ね合わせたシートを該該ポリオ
   レフイン樹脂の融点以下の成形可能温度まで加熱
   して一枚のシートにした後、直ちに成形型上へ供
   給して凹型容器状に成形することを特徴とするプ
   ラスチツク成形品の製造方法。 ２ 結晶性ポリオレフイン樹脂がポリプロピレン
   である特許請求の範囲第１項記載のプラスチツク
   成形品の製造方法。 ３ 加熱温度がポリオレフイン樹脂の融点
   （Tm）以下で、（Tm−50）℃以上である特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載のプラスチツク成
   形品の製造方法。