JPH025565B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、食品を入れるのに使用する紙
あるいはプラスチツクのカツプのような容器に関
する。容器内の食品を汚染やこぼれから保護する
ために、カツプの頂部に蓋あるいは箔膜をシール
するのが一般的である。ミルク、ジユース、ゼリ
ーおよびピーナツツなどの普通の食品は、カツ
プ、即ち容器の頂部から剥がせる箔製の蓋をヒー
トシールして包装される。

多くの場合、箔製の蓋は熱をかけて容器の頂部
リムにシールされる。箔と容器の間のシールは漏
れ止めでなければならず、そしてまた、容器が輸
送されるときの内容物の運動によつて口がゆるん
で開かないようにかなり強くなければならない。

箔と容器の頂部との間を適切にシールする設計
にはこれまで多くの考え方があつた。容器のリム
の上面が平坦な場合には、シールの一体化はかな
りの程度強化される。箔形式の蓋と容器頂部の丸
形リムとの間をヒートシースするためには、箔に
大きな軸方向の荷重をかける必要がある。プラス
チツクカツプのような容器には軸方向荷重により
破壊するものがあるので、漏れ止めシールができ
るだけではなく、容器はシール操作中に必要な軸
方向荷重により破壊しないことが重要である。

上面が平坦なリムをもつたプラスチツクカツプ
のような容器を製造することは先行技術において
知られている。そのような、上面が平坦なリムを
もつたプラスチツクカツプの一例は、1967年12月
12日付のW.B.Lyonらの米国特許第3357053号で
ある。特にその第１３図には、転圧形状の、しか
し上面が全く平坦なカツプリムが示されている。
米国特許第3357053号に示されたリムの平坦上面
は、カツプリム成形機に直接つながつた特別の通
風路により加えられる空気圧を適用することによ
り製造される。

先行技術はまた、容器を最初に、たとえば射出
成形および蒸気箱成形用の、嵌め合せ雄型と雌型
により成形する例をいくつか含んでいる。この成
形法を用いると、容器のリムの形状はほとんど任
意の希望の形状につくることができる。

容器のリムを転圧する場合には、平坦な上面は
後プレスによりつくられており、これには容器の
加工と取扱いが余分に必要となる。

本発明は一般には容器に関する。特に、本発明
はカツプのような容器の転圧リムを製造する方法
と装置に関する。カツプリムの上面は実質的に平
坦なので、箔形式の蓋をリムにシールすることが
容易となる。カツプのリムをつくるための成形金
型は、リムが先ず弓形形状となり、急速に上面が
平坦なリムに変形されるような輪郭をしたリム成
形キヤビテイを含んでいる。

本発明の容器、即ちカツプはリムが紙カツプ用
に以前開発されたリムと同様につくられる。本発
明の容器に関連する材料はポリエチレンフオーム
のようなプラスチツク材料である。本発明の方法
により製造される容器、即ちカツプの製造におい
て、フオームシート材料は、一軸あるいは二軸配
向されて管状に押出される。次に、フオームシー
ト材料は片面が印刷され、長い帯状物に切断さ
れ、次いで四角形の素材に裁断される。この素材
は次に巻きマンドレル上で円筒状に成形され、底
部材に結合され、熱収縮されて最終形状となる。
最終形状は全体あるいは部分的に円錐台をなして
いる。この半成形容器は次にリム成形機に送ら
れ、そこでリムは外方かつ下方向に捲かれて、平
滑で亀裂のないビードができる。ビードの形状は
大体円形で、カツプの上縁部はビードの中に含ま
れる、即ち包まれる。

ビードを紙コツプ上に成形する場合、ビードの
成形には円い形状のキヤビテイが使われる。紙は
最後に受けた形状を取る傾向を有するので、ビー
ドの形成に関連する大きな問題点は存在しない。

フオームシート材料のようなプラスチツク材料
も、加工の前あるいはその間に、何らかの形で熱
を加えて、プラスチツク材料を軟化することによ
り所望の円形カツプリムに成形することができ
る。

図面の第１図は標準リム成形用具の断面図であ
る。プラスチツクカツプは成形用具に導入され、
そしてリムがカツプの上縁部に成形される。装置
全体を数字１０で示し、リムが成形されるカツプ
を１２で示す。実際のリム成形操作の際は、カツ
プ１２はカツプ支持体１４内に装填、即ち、位置
付けられる。カツプ支持体１４の内部キヤビテイ
はカツプ１２の外部形状と同じである。カツプ支
持体１４は側壁の頂部１６以外のカツプ１２の全
外部側壁を支持する。頂部側壁部分１６はリムに
成形できるように、カツプ支持体１４から突き出
たままである。

カツプはリムが形成されている間はしつかりと
動かないように保たれるのが好ましく、したがつ
てスプリング（図示せず）で荷重がかけられるプ
ランジヤー１８によりさらに安定化させる。プラ
ンジヤー１８は円板状で、カツプ１２の内部表面
に大体一致する外側表面２０を有する。カツプ支
持体１４内にカツプ１２が位置づけられると、非
回転支持軸２４と連結プランジヤーロツド２２を
下降させて、プランジヤー１８がカツプ１２の内
部表面に接触するように移動される。非回転プラ
ンジヤー１８に結合したロツド２２は支持軸２４
に対して入れこ式関係で作動する。プランジヤー
１８は２０の位置のカツプ内壁に締付け圧力を与
えることができ、そして実際に与え、こうして、
カツプを不動かつ非回転の位置に保持する。この
ようにしてカツプ１２はカツプ支持体１４に支持
され、そして、プランジヤー１８がカツプ支持体
１４と協働してカツプ１２の側壁を支持するカツ
プ１２の頂部付近は特別に支持されることがわか
る。

前述の支持軸２４はカツプ支持体１４に向かつ
てまたそこから離れるように移動できるカツプリ
ム成形組立体全体の一部分である。内金型２６と
外金型２８からなる一組のカツプリム成形金型は
支持軸２４の周囲に回転するように取付けられて
いる。第１図に示したように、ベアリング３０が
非回転支持軸２４に設けられて、内金型２６と、
内金型２６を支持するハウジング（図示せず）に
取付けられた外金型２８とを回転するための手段
を提供している。全体は示していないが、外金型
２８は分割されていて、６個あるいは８個の円形
部片からなり、これらが協働して連続ビードキヤ
ビテイ３２の一部を形成する。各分割外金型２８
は、前述のハウジングに固定されたピボツト３４
に軸支されている。各分割外金型２８は押し棒３
６あるいはその同等物によつて動作される。こう
して、押し棒３６が下方に動かされると、外金型
２８はピボツト３４の回りを回転する。押し棒３
６が上方に動かされると、外金型２８はスプリン
グあるいは同様の偏倚手段（図示しないが、当業
者の知識内のものである）の影響により正常の位
置をとる。

上記にカツプリム成形装置の個々の部分を図面
に示し、詳細に説明した。カツプリム成形工程の
間、カツプ１２はカツプ支持体１４とプランジヤ
ー１８の締付け効果により不動に保持される。内
金型２６と外金型２８とを含む支持軸２４全体は
カツプ１２の側壁部分１６に向つて下降される。
内金型２６と外金型２８は支持軸２４の回りを回
転している。金型２６と２８の回転により側壁部
分１６は外部に垂下するカールとなつて捲かれ、
こうしてカツプ１２にビードが成形される。ビー
ドが成形されると、押し棒３６は外金型２８をカ
ツプ１２にいま成形されたビードの下側から所定
位置まで回転させる。外金型セグメントがすべて
回転して所定位置にきたら、支持軸２４全体をカ
ツプ１２から去るように移動させることができ、
こうしてカツプ１２の上縁部、即ちビードは束縛
から解かれる。次に、プランジヤー１８がカツプ
１２の中から引き出される。突出装置３８はカツ
プ支持体１４の底部構造体中に位置して、完成さ
れたカツプをカツプ支持体１４から取り出すのを
容易にする。

完成されたカツプはそこで、製品を詰めて箔製
の蓋でシールできる状態になる。

第２図に内金型２６と外金型２８により形成さ
れたビードキヤビテイ３２の拡大断片図を示す。
プラスチツクカツプの頂部側壁１６も上縁部４０
がビードキヤビテイ３２に入る状態で示されてい
る。

通常、ビードキヤビテイ３２の内部形状は大体
円形である。というのは、容器のビードは同様の
形状をした方が好ましいからである。

以下の論議において、本発明はビードキヤビテ
イの断面図によつて説明するが、もちろん実際の
ビードキヤビテイは全体としてカツプの上縁部に
沿う環状（トロイド形状）をしている。

本発明のビードキヤビテイ３２の内部形状は、
成形される容器のビードの上面が平坦になるよう
に形成されている。ビードキヤビテイ３２の頂部
の金型部分４２は外側の金型部分４４と同様、平
坦である。外側の金側部分４４は内金型２６と外
金型２８の接触部分で形成された接合部４６を越
えて延在する。ビードキヤビテイ３２の残りの部
分は半径４８と半径５０により画定されている。

容器の頂部水平面と一致する平坦なリムを得る
ためには、ビードキヤビテイ３２の頂部の金型部
分４２に、第２図に角度Ｋで示した負の角度を与
える必要がある。負の角度Ｋは3゜より大きくなく
てはならないことが測定された。この大きさの負
勾配により、フオームプラスチツクカツプ材料
は、ビードの上面がカツプの頂部平面と実質的に
水平となる位置に弾性回復することができる。

ビード成形操作において、支持軸およびそれに
付随した内金型２６と外金型２８は、カツプ支持
体１４とプランジヤー１８により不動とされたカ
ツプ１２の頂部直立側壁１６に向つて下降移動さ
れる。金型２６と２８は、カツプの上縁部４０に
実際接触する前に、支持軸２４の回りに回転運動
するようにかみ合わされる。回転ビードキヤビテ
イ３２は、カツプの上縁部４０がビードキヤビテ
イ３２の半径５２の急な彎曲部分に出合うまで下
降移動される。

第３図は、カツプの上縁部４０が直接、外方に
弓形をした形状に押しつけられ、次にカツプの上
縁部４０が下方向に移動されて、半径４８と５０
の部分の近くで外金型２８の彎曲面に接触する様
子を示している。この時点ではカツプの上縁部４
０は、標準的な円形ビード成形装置に存在するも
のとは異なり、適切に画定された彎曲面に従つて
いないので、外金型２８の面に押しつけられ、頂
部側壁１６の残り部分はビードキヤビテイ３２内
の空間を満たし始める。頂部側壁１６がビードキ
ヤビテイ３２の内面の大部分と接触すると、裏か
らの支持材料によつて頂部側壁１６に大きい抵抗
力が発生し、カツプの上縁部４０はさらに移動し
て密ならせん状となり、こうしてビードが完成す
る。

第４図はビードキヤビテイ３２内に完成された
カツプビードを示す。第４図に示した形状は角度
Ｋで示した負の勾配角度を除いては、カツプビー
ドの最終形状を表わしている。いつたんカツプビ
ードがビードキヤビテイ３２による拘束から解放
されると、ビードの頂部は水平な姿勢をとる。

本発明は組成がポリスチレンであるフオームシ
ート材料から製造した容器を加工するのに適する
ことがわかつた。フオームシート材料の代表的な
密度は10〜18ポンド／立方フイートの範囲であ
る。フオームシート材料の全体の厚みは0.015〜
0.040インチの範囲である。

ビードキヤビテイ３２の実際の輪郭は複数の半
径の組合わせである。たとえば、半径５２の長さ
は半径４８と５０の長さより小さくなければなら
ないことがわかつた。半径５２は0.030インチで
あり、半径４８と５０はそれぞれ0.050と0.080イ
ンチである。また、半径５４は0.010インチであ
る。

得られたビードの上面は頂部の金型部分４２の
平坦な面と実質的に対応する平坦な輪郭を有す
る。カツプのビードの上面が平坦なため、ヒート
シール性の蓋を、断面形状が円形であつた従来の
ビード形状の場合に可能であつたよりも一層確実
に、ビードに取付けることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は標準カツプリム成形装置を示す断面図
である。第２図はカツプリムがリム成形キヤビテ
イに入つたところを示すリム成形キヤビテイの拡
大分割断面図である。第３図は部分的に成形され
たカツプリムを示す、第２図と同様の拡大断面図
である。第４図は完成されたカツプリムを示す、
第２図と同様の拡大断面図である。 １２…カツプ、１４…カツプ支持体、１６…頂
部側壁部分、２６…内金型、２８…外金型、３２
…ビードキヤビテイ、４２…頂部の金型部分、４
４…外側の金型部分、４８，５０，５２，５４…
半径、Ｋ…傾斜角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の工程を含む、薄肉容器に上面が平坦なリ
   ムを成形する方法： (a) ビード成形金型キヤビテイ３２であつて、頂
   部の金型部分４２と外側の金型部分４４が断面
   においてほぼ平坦な形態をしており、かつ該頂
   部の金型部分４２は所定の角度をもつて下方に
   傾斜し、半径５２の円弧によつて形成される外
   方に弓形をした形状の部分を有するビードキヤ
   ビテイ３２を使用して薄肉容器の頂部側壁部分
   １６を該ビードキヤビテイ３２に導入し、該頂
   部側壁部分１６をその上縁部４０が上記弓形形
   状の部分に出合うまで移動すること、 (b) 該頂部側壁部分１６をさらに該ビードキヤビ
   テイ３２内のほぼ平坦かつ所定角度で下方に傾
   斜する頂部の金型部分４２に沿つて移動させる
   ことにより、該上縁部４０を下方にして該頂部
   側壁部分１６を曲線形状に曲げ、該上縁部４０
   の一端を半径４８と半径５０の円弧により形成
   される弓形形状の部分に接触させること、 (c) 該頂部側壁部分１６を頂部の金型部分４２と
   外側の金型部分４４がほぼ平坦である該ビード
   キヤビテイ３２内にさらに移動させ、半径５０
   の円弧により形成され上方に反る弓形形状の部
   分に沿つて上縁部４０を内方に巻き込みながら
   該頂部側壁部分１６がキヤビテイ３２内の空間
   をみたすことにより上記曲線形状の一部分を直
   線形状にすること、および (d) 該容器を該ビード成形キヤビテイ３２から取
   り出すこと。 ２ 該直線形状の部分が大体平面であり、かつビ
   ードの上面に位置することを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載の、薄肉容器に上面が平坦な
   リムを成形する方法。 ３ 薄肉容器に上面が平坦なリムを成形するため
   の装置において、内金型部分に複数個の外金型セ
   グメントを取付けて形成された容器の上縁部に沿
   う全体としてトロイド形状のビード成形金型キヤ
   ビテイと、該ビード成形金型キヤビテイへ容器の
   上縁部を挿入するための入口とを包含し、該ビー
   ド成形金型キヤビテイは断面図で見ると、容器の
   上縁部を案内するための引込み用第１直線部分、
   該第１直線部分に続く第１弓形部分、該第１弓形
   部分に続き所定の角度をもつて下方に傾斜する頂
   部すなわち第２直線部分、該第２直線部分に続く
   第２弓形部分、該第２弓形部分に続く外側部すな
   わち第３直線部分および該第３直線部分に続く第
   ３弓形部分により画定されていることを特徴とす
   る薄肉容器に上面が平坦なリムを成形するための
   装置。 ４ 該弓形部分のおのおのが円弧によつて形成さ
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第３
   項記載の装置。 ５ 該第１弓形部分の該円弧が該第２弓形部分の
   該円弧より大きいことを特徴とする、特許請求の
   範囲第４項記載の装置。 ６ 該第３弓形部分が２つの異なる円弧によつて
   形成されていることを特徴とする、特許請求の範
   囲第４項記載の装置。 ７ 該円弧の小さい方が該第３直線部分に隣接し
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第６項
   記載の装置。 ８ 該第１弓形部分の円弧が該異なる円弧のいず
   れよりも小さいことを特徴とする、特許請求の範
   囲第６項記載の装置。 ９ 該第３直線部分が該内金型と該外金型のいず
   れにも共通であることを特徴とする、特許請求の
   範囲第６項記載の装置。 １０ 該第２直線部分の傾斜が少なくとも3゜であ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１０項記
   載の装置。