JPH0117854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は筒状部材の製造方法及びその製造装置
に関し、特に熱可塑性合成樹脂の管状体を押出し
つつ、ブロー成形によつて遠心方向に膨らませな
がら延伸し、続いて所望により熱セツト及び軸方
向への延伸を行ない、所要長さに切断する様にし
たものである。

この筒状部材は、パイプとして利用することも
できるが、ことに飲食物例えば炭酸アルコール飲
料や清飲料水等、或は罐詰や瓶詰用食品等を収納
するための容器として使用するのに好適である。

［従来の技術及びその問題点］ 前記飲食物用の容器については、各種のものが
提案され且つ実用に供されているが、いずれも収
納物によつて変質しないこと、衛生上全く無害で
あること、更に長期保存に耐えるものであり、容
器の保形性にもすぐれ且つ安価に提供されるもの
であることが要求される。

ところがこれらの容器のうち、罐容器では防錆
処理を施す必要があり、アルコールや清涼飲料水
の一部では高価なアルミニウム罐が利用されてい
るが省資源の立場からは問題が残る。一方瓶容器
では大形になり且つ重要も増して取り扱い上問題
があり、破損のおそれとこれによる危険もある。
これらから耐水処理を施した紙パツクが一部で利
用されるに至つているが、長期保存及び保形性の
点では十分満足し得るものではない。他方プラス
チツク製の容器も散見されるが、一般に外装用箱
として多く利用され、飲食物の容器としては延伸
したフイルムを袋状に加工したものが多い。とこ
ろで瓶容器を除く筒状容器の構成は、一般に筒胴
部材と底蓋及び上蓋で構成され、飲料用において
はこの上蓋にプルトツプと呼ばれる開口栓が形成
されたり、食品用では開口用引裂線が設けられ、
夫々筒胴部材に両端縁を巻き込む様に取り付けら
れている。この様な容器において該筒胴部材をプ
ラスチツク材料で成形しておけば、軽量且つ衛生
的であり更にエネルギーコストが少なくてすみ安
価に提供できる。また彩色並びに印刷も容易であ
り極めて好ましいものである。しかし広く普及さ
れるに至つておらず、その原因は耐熱性および耐
圧性能に問題があるからと考えられている。即ち
耐熱性については樹脂材の選択によつて解決でき
るが、耐圧性については単に押し出し成形された
ものでは延伸効果を受けないので、分子配列が行
なわれず、強度、耐ガス透過性等が低い。他方フ
イルム製造手段として２軸延伸するインフレーシ
ヨン法が知られている。

本発明者等はこれらに着目し前記容器の筒胴部
材をこれら手法の一部を利用して製造すれば、耐
圧性にすぐれたものを安価に提供できると考え鋭
意研究の結果到達したもので、合成樹脂製筒状部
材の新規な製造方法および製造装置を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ しかしてこの様な本発明とは、熱可塑性合成樹
脂を筒状に押し出しながら、該筒状部材の外周を
規制する外型に導き、該筒状部材の内部に加圧気
体を噴出すると共に、該筒状部材の内部には周方
向に連続する環状突条が複数列成形された気封装
置を設けて筒状部材の内部に前記加圧気体を封入
し、該筒状部材を膨らませて周方向に２倍以上延
伸し、且つ上記気封装置の外周面と接触しない様
に引き取ることを特徴とするものであり、さらに
当該方法の実施に利用される装置は熱可塑性合成
樹脂の溶融押出装置に続いて吹込み成形装置及び
引取装置を設け、該吹込み成形装置は、筒状部材
の外周を規制する外金型の中心を貫通して芯軸が
配設され、該芯軸に送気路及び噴気孔を設けて加
圧気体を前記筒状部材内に噴出する様に構成する
と共に、周方向に連続する環状突条が複数列形成
され、且つ該環状突条の外周面は前記筒状部材内
周面と非接触である様に構成された気封装置を前
記芯軸の下部又は後方向に設け、上記引取装置は
前記気封装置の下部または後方に設けられ、前記
気封装置と外金型の間隙から筒状部材を定速で引
き取る送り部材が前記引取装置に配設されてなる
ことを特徴とするものである。

［作用及び実施例］ 以下図面に基づいて本発明を詳細に説明するが
図は本発明の具体的な実施の一例を示すものであ
つて、本発明はこれらの図示例に限定されず前・
後記の趣旨に沿つて、構成装置の設計を変更した
り或は形状を変更させても同様に実施できる。

第１図は本発明によつて製造する筒状部材のう
ち特に容器の胴部材とする筒胴部材１の一例を示
し、所要長さの中空筒体として形成される。尚図
では筒胴部材１を円形断面で成形したものを示
し、以下説明する成形手段並びに成形装置につい
ても円形断面の筒状部材について述べるが、多角
形の筒状部材にも同様に適用され、単に成形用金
型を変更するだけで同じ様に製造できる。

第２図は第１図に例示した筒胴部材１を利用し
て構成する容器の一例を示し、該筒胴部材１の上
下開放口に夫々上蓋２及び底蓋３が取り付けられ
る。尚収納物は、上蓋２の取り付けに先立つて収
納される。４はこれら蓋２，３と筒胴部材１の取
付け部を示し、図は筒胴部材１の端縁を巻き込ん
だものを示す。またこれら蓋２，３としては適切
な材料で形成されたものを利用することができ、
従来の容器に利用された例えばアルミニウム、防
水処理した紙蓋やブリキ板のほかプラスチツク
板、プラスチツクと金属との複合板等が利用さ
れ、形成材料に応じた開封手段を設けたものを利
用できる。

第３図は本発明を実施する製造設備の一例を示
し、上部側から、押出装置５、ダイス６、温度調
節装置８、ブロー成形装置９、引取装置１３、ヒ
ートセツト装置１７、２次引取装置１３ａ及び切
断装置１８によつて構成される。そして押出装置
５としては従来利用される溶融押出機を用い、ホ
ツパー５ａに熱可塑性樹脂ペレツトを投入する。
尚熱可塑性樹脂としては、ポリエステルたとえば
ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサ
ンジメチレンテレフタレート、エチレンテレフタ
レート繰り返し単位を80モル％以上含有する共重
合ポリエステル等、ポリプロピレン、ポリアミド
等が例示されるが、特にポリエステルが好まし
い。また熱可塑性樹脂には所望により、帯電防止
剤、紫外線吸収剤、着色剤等の添加剤または改質
剤を配合することができる。他方これらの樹脂は
シリンダ５ｂの外周に配置された加熱手段によつ
て溶融し、スクリユー５ｃの回転によつて押し出
され、ダイス６に導入される。ダイス６としては
図示する様に屈曲案内型であつて、その導孔６ａ
がほぼ90度屈曲したものであることが推奨され
る。そして該導孔６ａの垂直部側にはその中心位
置に芯軸７を配設してダイス６の出口部において
パイプ状の樹脂が押し出される様に構成する。

一方該ダイス６の吐出側には、前記導孔６ａと
連通する透孔を形成した温度調節装置８を取り付
け、ダイス６から押出されたパイプ状樹脂材を、
次に行なう延伸ブロー成形に適した温度に調整す
る。従つて該温度調節装置８においては、温度検
知部材を設けて導入されるパイプ状樹脂材の温度
を検出し、冷却水の温度を制御して特定温度範囲
に調節する。尚ブロー成形温度は使用する熱可塑
性樹脂の種類や組成等によつても異なるが、ポリ
エステルではガラス転移点より10〜70℃高い温度
範囲が好ましく、特にガラス転移点より20〜50℃
高い温度範囲がより好ましい。高温過ぎると分子
配向性が低下する。又前記芯軸７は該温度調節装
置８の透孔も引き続いて貫通するが、図示する様
にダイス６部より太径とし且つ透孔の径もダイス
６側より太径とすることが推奨される。この様に
構成された温度調節装置８に続いてブロー成形装
置９が接続されるが、前記ダイス６の出口部に温
度コントロール装置を併設する場合は、ダイス６
に続いてブロー成形装置９を設けてもよい。

ブロー成形装置９は、その断面を第４図に拡大
して示す様に拡径成形内面１０を形成し、該成形
内面１０は最大拡径の位置からそのまま同径で下
部側に開放される。一方ダイス６及び温度調節装
置８の透孔を貫通した前記芯軸７は、該ブロー成
形装置９にも延びており、その成形内面１０の開
放側部にラビリンス式気封装置１１（以下単に気
封装置１１という）を支持している。気封装置１
１としては、ドラム１１ｂの周辺に多数列の突条
１１ａを形成し、該突条１１ａの外周と前記成形
内面１０との間に間隙１２を形成する。尚この間
隙１２は均一な隙間とし、前記筒胴部材１の肉厚
によつて決められるが、通常0.5〜１mm程度であ
る。また該成形内面１０は平滑に仕上げられる。
一方芯軸７内には送気路７ａが形成されており、
該送気路７ａには前記ダイス６より突出した芯軸
７の端部において、高圧気体導入ホース７ｃが接
続されている。また芯軸７の前記気封装置１１形
成部の上部側周辺には、複数の噴気孔７ｂを形成
し、該噴気孔７ｂは前記送気路７ａから遠心方向
に放射状に設けると共に、その指向方向を前記成
形内面１０の拡径部にほぼ直交するように傾斜し
て設ける。また該ブロー成形装置９の金型内に
は、温度調節装置を収納し、図は、加熱媒体収納
部９ａ冷却媒体導入部９ｂを形成して、加熱若し
くは保温し、冷却するものを示したが、単に冷却
媒体導入部９ｂのみとしてもよい。この様に構成
したブロー成形装置９では、第５図に示す様にし
て筒状部材の素材が成形される。即ち温度調節装
置８の透孔と芯軸７によつて形成された隙間から
パイプ状樹脂Ｐが押し出されて、ブロー成形装置
９に導入されると、芯軸７に形成した前記噴気孔
７ｂからの噴気によつて拡径（Pa）され、成形
内面１０に押し付けられて成形される。またこの
噴気は前記気封装置１１によつて滞留されて該気
封装置１１の上部と拡径パイプPa内で均一な圧
力を保持して成形される。即ち気封装置１１は環
状突条１１ａが複数列形成されており、加圧気体
は前記突条１１ａとその間の溝を複数段経ながら
膨張及び収縮を繰返して通気抵抗を増加しつつ通
過していくので、上記拡径パイプPa内の加圧気
体は高速で流出してしまうことはなく、均一な圧
力が保たれる。尚この様な成形用空気圧としては
３〜４Kg／cm²である。この様な拡径ブロー成形に
よつてパイプ状樹脂Ｐは周方向に一段延伸されて
Paとなる。また該成形による延伸倍率は通常周
方向（周の長さ）で２倍以上であり、好ましくは
３〜６倍である。さらに上記気封装置１１の外周
と拡径パイプPa内面の間を加圧気体が下方側へ
通過していくため、これらは非接触に保たれ、拡
径パイプPa内面に擦過による傷を生じることは
なく、飲食品の容器として適したものとすること
ができる。

他方この様にして拡径された拡径パイプPaは
連続的に引き取る必要があり、該ブロー成形装置
９に続いて引取装置１３が設けられる。該引取装
置１３は、ブロー成形された前記拡径パイプPa
を引き出すだけで、一定速度で引き取り、積極的
に延伸作用を行なわないものとする。引取装置１
３としては各種構成によるものを利用し得るが、
図は前記芯軸７の延長部に案内胴１４を設け、該
案内胴１４の外周側に送り部材として駆動ベルト
１５を複数配設し拡径パイプPaを引き出す。第
６図はその説明平面図である。即ち該引取装置１
３は、適当な支持部材に固設されるブロツクで構
成すると共に前記案内胴１４の間に拡径パイプ
Paの通過孔を形成する。そして該通過孔に連ら
なる複数（図では４個）の溝を形成して駆動ベル
ト１５を配設し、該ベルト１５は、夫々ブロツク
に貫通支持させた駆動軸と遊支軸に取り付けたロ
ーラに懸張させる。また該駆動軸は、夫々マイタ
ギヤ１６ａで接続されると共に、そのうちの一軸
をモータ１６で積極的に駆動する。尚これらのベ
ルト１５は弾性を有する厚肉材で構成すると共に
その外周面を前記通過孔の内周面より僅かに突出
する様に配設する。他方案内胴１４には、前記ベ
ルト１５に対面する様に滑車１４ａを遊支し、該
滑車１４ａは案内胴１４の外周面と一致する外周
面とする。従つてブロー成形装置９から取り出し
たパイプ状樹脂Paを該引取装置１３に導入すれ
ば、連続して引き出すことができ、その速度はモ
ータ１６によつて決められ確実に把持しながら引
き取ることができる。そして引き取られた拡径パ
イプPaは、該引取装置１３の次位に設けられた
ヒートセツト装置１７に導入される。該ヒートセ
ツト装置１７は、加熱部１７ａと冷却部１７ｂで
構成され、加熱温度としては、耐熱必要温度＋α
とし、通常のポリエステルでは140〜200℃であ
る。尚該ヒートセツト装置１７の透孔部にも必要
によつて前記芯軸７を延長させて別の気封装置を
設け、前記ブロー成形による漏れ空気を再び保留
する様に構成したり、或は芯軸の通気路７ａを分
岐して開口させてもよく、この様にするときはそ
の内部加圧を１Kg／cm²程度とすればよい。尚該ヒ
ートセツト装置１７を通過させる拡径パイプPa
の速度は約５秒程度であるから、これらに見合つ
た長さ及び温度とし、具体的な実施例としては
140℃で好結果を得た。次いで該ヒートセツト装
置１７には、前記したと同じ様に構成した引取装
置１３ａを対設し、ヒートセツトされたパイプ状
樹脂Pbを引き取る。そして該引取装置１３ａと
しては積極的に延伸しながら引き出すものである
ことが推奨される。この様にして取り出されるパ
イプ状樹脂Pbは硬化し、筒状の連続成形物とな
る。そしてこれを所要寸法に輪切り切断される。
切断装置としては従来知られた適当な装置を利用
できるが、図はその一例としてカツター装置がパ
イプ状樹脂Pbの周辺を巡回して切断するものを
示す。即ち該切断装置１８は、対設して設けられ
たフレーム１９ａ，１９ａに昇降自在に設けられ
た昇降座１９と、該昇降座１９に設けられるカツ
ターとより構成され、昇降座１９はフレーム１９
ａに夫々設けられたスクリユー軸２４に支持さ
れ、スクリユー軸２４はモータ２３によつて左右
いずれの方向にも回転して昇降座１９を昇降させ
る。一方カツターは、該昇降座１９の内側に開放
溝を形成して設けられた環体２０に、カツターブ
レード２２を取り付けた巡回モータ２１が設けら
れ、該巡回モータ２１はその支持部２１ａを前記
環体２０の蟻溝部に支持させる。一方環体２０と
しては、円形内周面の一部に入江状の退避部を形
成すると共に、これらの内周面の下部側にはラツ
ク２１ｂを形成する。そして該ラツク２１ｂには
巡回モータ２１の下部側に突出させた出力軸にピ
ニオンを取り付けて係合させる。図にはカツター
が前記環体２０の入江部に退避した状態を示し、
該位置においてモータ２１は停止している。尚モ
ータ２１への通電は、前記蟻溝部の底辺に設けた
スプリングと支持部２１ａに対設され摺擦導電部
材によつてなされる。そして引取装置１３ａから
所要長さのパイプ状樹脂Pbが送り出されると、
まずモータ２１が起動されて、カツターブレード
２２が高速回転し、同時にピニオンが回動してモ
ータ２１を退避位置から円軌道に移動させ、該円
軌道においてカツターブレード２２がパイプ状樹
脂Pbに作用して切断する。尚パイプ状樹脂Pbは
連続して引き出されるので、カツターは該引き出
し速度に一致させて降下させ、その速度はモータ
２３によつて決められる。Pcは切断された筒状
部材である。尚切断装置１８としては、熱線を利
用して融断するものであつたり、大径のカツター
ブレードを筒体軸を横切る方向に高速で移動させ
るものでもよく、自由に選択できる。

以上は一層からなる筒状部材の製造法および製
造装置について述べたが、異種の素材たとえばポ
リエステルとポリアミド、ポリエステルとポリオ
レフイン、ポリアミドとポリオレフイン等のよう
な多層の筒状部材も押出しダイを多層にすること
によつて同様に製造することができる。異種素材
間の接着性のために所望により接着剤層を形成す
ることもできる。また、耐ガス透過性のすぐれた
熱可塑性合成樹脂たとえばキシリレン基含有ポリ
アミドとポリエステルの多層筒状部材、紫外線吸
収剤、着色剤等の配合された熱可塑性樹脂層と未
配合の熱可塑性樹脂層からなる多層筒状部材等を
製造することもできる。尚図示例は、これらの装
置を垂直状に配列したものを示したが、水平方向
に並べても同様に実施できる。

［発明の効果］ 本発明は筒状部材をこの様な装置を利用し且つ
前記した様な方法によつて成形したから、連続し
て製造することができ、しかも精度のよい製品を
得ることができる。また製造した筒状部材内面は
傷の発生が少なく滅菌的に製造できて極めて衛生
的であり、延伸により分子配向されて強度も増
し、耐圧性、耐ガス透過性等にすぐれ、耐圧封入
飲料用の容器胴部材として極めて利用価値が高
い。更に外周に印刷を施す場合は、前記引取り装
置１３ａの次にこれらの印刷装置を併設してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で製造する筒胴部材の見取図、
第２図は容器構成の一例を示す一部破断見取図、
第３図は製造装置の構成を示す一部破断側面図、
第４図はブロー成形装置の説明断面図、第５図は
ブロー成形を示す一部破断見取図、第６図は引取
装置の一部破断平面図である。 １……筒胴部材、２……上蓋、３……底蓋、４
……取付部、５……押出装置、６……ダイス、７
……芯軸、８……温度調節装置、９……ブロー成
形装置、１０……成形内面、１１……気封装置、
１２……間隙、１３……引取装置、１４……案内
胴、１７……ヒートセツト装置、１８……切断装
置、１９……昇降座、２０……環体、２１……モ
ータ、２２……カツターブレード、２３……モー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状部材の連続製造方法であつて、熱可塑性
   合成樹脂を筒状に押し出しながら、該筒状部材の
   外周を規制する外型に導き、該筒状部材の内部に
   加圧気体を噴出すると共に、該筒状部材の内部に
   は周方向に連続する環状突条が複数列形成された
   気封装置を設けて筒状部材の内部に前記加圧気体
   を封入し、該筒状部材を膨らませて周方向に２倍
   以上延伸し、且つ上記気封装置の外周面と接触し
   ない様に引き取ることを特徴とする筒状部材の連
   続製造方法。 ２ 筒状部材の連続製造装置であつて、熱可塑性
   合成樹脂の溶融押出装置に続いて吹込み成形装置
   及び引取装置を設け、該吹込み成形装置は、筒状
   部材の外周を規制する外金型の中心を貫通して芯
   軸が配設され、該芯軸に送気路及び噴気孔を設け
   て加圧気体を前記筒状部材内に噴出する様に構成
   すると共に、周方向に連続する環状突条が複数列
   形成され、且つ該環状突条の外周面は前記筒状部
   材内周面と非接触である様に構成された気封装置
   を前記芯軸の下部又は後方向に設け、上記引取装
   置は前記気封装置の下部又は後方に設けられ、前
   記気封装置と外金型の間隙から筒状部材を定速で
   引き取るための送り部材が前記引取装置に配設さ
   れてなることを特徴とする筒状部材の連続製造装
   置。