JPH0414430A - 深絞りプラスチック容器の製造方法及び装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、深絞りプラスチック容器の製造方法及び装置
に関するもので、より詳細には容器の肉厚が一様で成形
作業性に優れ、成形後の容器のトリミングを安定したも
のにする深絞りプラスチック容器の製造方法及び装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来、プラスチックのシート等から深絞りされたプラス
チック容器を製造する方法としては、雌型とプラグとの
組合せを使用するプラグアシスト圧空成形法乃至真空成
形法（例えば米国特許第３．８９３，８８２号明細書）
や、プラスチックシートを保持するクランプ、案内リン
グ及び円筒状雄型の組合せを用いる真空成形法（例えば
特開昭６０−９２８２７号公報）等が知られている。

更に、プラグアシスト成形法には、プラスチックシート
を融点よりも低いが、延伸成形可能な温度に予備加熱し
た後、成形プラグと開口金型との間に導入し、成形プラ
グでシートを隆起させて金型内に移動させ、プラグとシ
ートとの間に圧力流体を導入するか、或いはシートと金
型との間を真空にするかして金型表面での成形を行う固
相シート成形法と、プラスチックシートを融点以上に加
熱する点を除いて上記と同様に成形を行う溶融シート成
形法とがある。

前者の固相成形法では容器側壁部に分子配向が斌与され
、強度、透明性、ガスバリヤ−性等の向上が期待される
反面として、器壁の熱収縮性による耐熱性の低下が問題
となり、特に熱間充填やレトルト殺菌を必要とする保存
性容器の用途には到底応用できない。

一方、シート溶融成形法で深物（深絞り物）の容器を製
造する場合に最も問題となる点は、固相成形の場合と異
なり、樹脂溶融物の張力がかなり低い点である。このた
め、形成される容器は高さ方向の肉厚の均一性が得られ
ず、特に底コーナー部と高さ方向上部が薄肉化する傾向
が大きい。また、溶融シートが金型キャビティ内に絞り
込まれる際、該シート材料の金型上部との接触によって
ドラッグライン（接触痕）が容器高さ方向上部に発生し
易いという問題がある。

溶融シートを深絞り成形する際に生じる上記問題点を解
決する上で最も重要な課題は、溶融シートを、可及的に
温度降下させることなく、金型空洞内に如何に多く引き
込めるかにかかつている。

前述した従来技術の深絞り成形法を溶融シートに適用し
ても、シートを十分な貴会型内に引き込むことはできず
、前記問題を未だ解決することばてきない。

また前記問題を解消し、溶融シートを、その温度降下を
最小にして、しかも金型キャビティ内に多く引き込むこ
とを可能にする方法として次の方ン去が提案されてしす
る。

本発明者等の提案にかかる特願昭６２−３１５３７７号
（特開平１−１５６０３９号公報）には、溶融状態にあ
るプラスチックシートを、プラグアシスト真空および／
または圧空成形することからなるプラスチック容器の製
造方法において、プラグと金型とを閉しる方向に相対的
に移動させ、金型と溶融シートとの間に正圧を発生させ
、且つ断熱性と滑り性とを具僅する金型上面の部分を該
溶融シートを滑らせながら金型内に絞り込み、ついで型
締した後、該溶融シートを金型に接触させて冷却するこ
とを特徴とする深絞りプラスチック容器の製造方法か提
案されている。前記金型上面の部分は、環状でプラスチ
ックシートの絞り込みの際の案内部材となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来法においては、環状の案内部材を設
けて成形することによりプラスチックシートを金型キャ
ビティ内に多く引き込むことを可能にしたが、案内リン
グが金型キャビティ開口部の上方且つ径外方に金型に固
定して設けられており、成形時プラグでプラスチックシ
ートを引き込んでいる時は、案内リングと金型キャビテ
ィとは所定の段差をもって引き込みをスムースにしてい
るが、プラグ押込み完了後の容器成型後にも上記段差部
が残っている。即ち容器のフランジ部とその外側の未成
形部との間に大きな段差が形成される。

そのため、容器成形後、プラスチックシートより成形容
器をカップトリマーで、トリミングする際、成形された
段差部が薄く且つ長いので刃との位置決めが不安定にな
り、容器の潰れや抜きずれが発生する。また該段差部の
分、カップトリマーの刃が薄く且つ刃文が高くなり、そ
の結果刃の強度、寿命が低下する、という問題がある。

従って、本発明の目的は、シート溶融成形法による深絞
りプラスチック容器の製造において、プラスチックシー
ト等の絞り成形後のトリミングに際して、容器の位置決
めを安定化し、トリミングの際の容器の潰れ、抜きずれ
等の発生がなく、トリミング作業性に優れた深絞りプラ
スチック容器の製造方法及び製造に使用される製造装置
を提供するにある。

更に、本発明の他の目的は、シート溶融成形法による深
絞りプラスチック容器の製造において、プラスチックシ
ート等の絞り成形後のトリミングに際して、カップトリ
マーの刃の強度、寿命を向上させ、且つトリミング部外
観の優れた深絞りプラスチック容器の製造方法及び製造
装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、溶融状態にあるプラスチックシートを
間に挟んで、プラグと、金型及び金型キャビティの開口
部よりも上方且つ径外方に位置し且つ金型キャビティと
の間に気密性が保持された断熱性及び滑り性の環状体と
を配置し、該プラスチックシートを環状体で支持し、こ
の状態でプラグと金型とを閉じる方向に相対的に移動さ
せ、これにより金型とプラスチックシートとの間に正圧
を発生させながら、プラスチックシートを環状体上を滑
らせて金型内に絞り込み、この絞り込み操作の完了直前
乃至は直後に前該環状体を金型キャビティの開口部との
段差を減しる方向に移動させ、次いで型締した後真空及
び／または圧空成形することを特徴とする深絞りプラス
チック容器の製造方法が提供される。

また本発明によれば、溶融状態にあるプラスチックシー
トの支持供給機構、該プラスチックシートの一方の側に
配置されたプラグと、該シートの他方の側に配置された
キャビティを有する金型との組合せから成るプラグアシ
スト真空及び／または圧力成形機構、プラグと金型とを
閉じる方向に相対的にストローク駆動させるための駆動
機構、金型キャビティの開口部よりも上方且つ径外方に
配置された断熱性と滑り性とを有するシート支持用環状
体、環状体を上記位置から金型キャビティの開口部との
段差を減じる方向に後退し得るように支持する弾性部材
、及び環状体と金型とを気密状態に保持する気密機構を
備え、且つ前記駆動機構と環状体とは、プラスチックシ
ートが環状体で支持され且つ該シートと金型との間に正
圧が発生している状態でプラグによる金型内への絞り込
みが行われ、且つ絞り込み操作の完了直前乃至は直後に
環状体が金型キャビティの開口部との段差を減じる方向
に移動するように関連されていることを特徴とする深絞
りプラスチック容器の製造装置が提供される。

前記環状体を上記位置から金型キャビティの開口部との
段差を減じる方向に移動させる機構としては、プラグが
出入する開口部を有する上型の底壁部に冷却板駆動機構
を設け、該冷却板駆動機構の先端部に環状体を押圧する
ための冷却板を設けることが好適である。

（作　用） 本発明の製造方法においていも、プラグと金型との間に
溶融状態にあるプラスチックシートを位置させ、プラグ
と金型を閉じる方向に相対的に移動させて成形を行い、
この相対的移動を、断熱性と滑り性とを具備する環状体
で該溶融シートを支持し、金型と溶融シートとの間に正
圧を発生させながら行うこと、及び環状体上を該溶融シ
ートを滑らせながら金型内に絞り込んで成形するが、絞
り込み操作の完了直前乃至は直後に該環状体を金型キャ
ビティの開口部との段差を減じる方向に圧力を支持する
手段により気密を保持しつつ移動摺動させ、次いで型締
した後真空及び／または圧空成形することが顕著な特徴
である。

また本発明の製造装置は、溶融状態にあるプラスチック
シートの支持供給機構、プラグとキャビティを有する金
型との組合せから成るプラグアシスト真空及び／＊たは
圧力成形機構、プラグと金型を閉じる方向に相対的にス
トローク駆動させる駆動機構、金型キャビティの開口部
よりも上方且つ径外方に配置された断熱性と滑り性とを
具備するシート支持用の環状体を有し、該溶融シートを
環状体で支持し金型と溶融シートとの間に正圧を発生さ
せながら環状体上を溶融シートを滑らせながら金型内に
絞り込んで成形できる装置であるが、環状体を上記位置
から金型キャビティの開口部との段差を減じる方向に後
退し得るように支持する弾性部材及び環状体と金型とを
圧力を支持し気密状態に保持する気密機構を備え、プラ
グによる溶融シートの金型内への絞り込み操作の完了直
前乃至は直後に環状体が金型キャビティの開口部との段
差を減じる方向に移動するように関連されていることが
顕著な特徴である。

先ず金型キャビティの開口部の上方且つ径外方に、断熱
性と滑り性とを有する環状体を配置し、溶融シートを支
持するようにすることは、金型と溶融シートとの間での
正圧発生を可能にし、且つ実質上の温度降下なしに溶融
シートの引き込み量を最大にするという二重の作用を示
す。

金型と溶融シートとの間に正圧が発生するようにしたこ
とにより、溶融シートがプラグ側へ加圧され、金型表面
に接触するのが防止される。特に、プラグの金型内への
挿入状態を観察すると、溶融シートのプラグ側壁への巻
付高さが著しく増大しており、従ってプラグを金型空洞
内へ深く挿入した場合にも、溶融シートが金型開口端に
接触するのが有効に防止される。かくして、成形容器の
側壁上部におけるドラッグラインの発生や、これによる
外観特性の低下が防止されることになり、またプラグ側
壁への巻付高さの増大は溶融シートの金型内への引き込
み量の増大にも寄与することになる。

また環状体上を溶融シートが滑りながら絞り込みが行わ
れるため、溶融シートの引き込み量を最大にし得る利点
がある。即ち環状体を断熱性及び滑り性のものとし、し
かも前述した正圧発生操作をも組合せることにより、溶
融シートがこの上を滑って全体が一様に伸ばされ、これ
により金型内への溶融樹脂の引き込み量を最大のものと
することが可能となるのである。これにより、本発明に
よれば、同一厚さのプラスチックシートで比較して容器
としての目付量が増大し、容器側壁部の過度の薄肉化や
肉厚の不均一化が有効に防止されることになるのである
。

環状体を金型キャビティの開口部との段差を減じる方向
に後退し得るように支持する弾性部材は、環状体を押圧
することにより圧力を支持しっつ移動摺動を可能にする
と共に押圧を解放するときは環状体を元の位置に復す働
きをする。また金型外側壁面上部に設けられた気密機構
は、環状体の摺動を自在にすると共に金型と環状体との
間の摺動間隙をシールし気密性を保持し金型キャビティ
の圧力を保持できるようにしている。また環状体に対向
してプラグ径外方に設けられた冷却板は、上型に設けら
れた冷却板駆動機構の先に支持されることにより、該冷
却板駆動機構を作動させて冷却板により環状体を押圧し
環状体を金型キャビティの開口部との段差を減じる方向
に移動させることができる。かくして、プラスチックシ
ートの絞り込み操作の完了直前乃至は直後に上記手段に
より環状体を金型キャビティの開口部との段差を減じる
方向に移動させ、型締した後真空及び／または圧空成形
を可能にする。また冷却板はプラスチックシートと密着
することによりプラスチックシートを冷却させることが
できる。

本発明によれば成形後に成形容器フランジ部とその外側
の未成形部との間に従来法のように段差部を生じないた
め、切断部周辺の剛性が高まるので刃との位置決めが安
定して容器の漬れや抜きずれの発生が解消される。更に
、カップトリマーによるトリミングの際に、カップトリ
マーの刃の強度、寿命を向上し、トリミング部外観の優
れた深絞りプラスチック容器が供給される。

（発明の好適実施態様） 区長迭 本発明の製造方法及び製造装置を説明するための第１図
乃至第３図において、第１図は成形前の準備状態を示す
側面図であり、この準備段階で、全体として！０で示す
金型及び全体として２０で示すプラグは最も離れた位置
関係にあり、この金型１０とプラグ２０との間にチャッ
ク等の固定具２で支持された溶融状態にあるプラスチッ
クシート１が供給される。

本発明でいう溶融状態にあるプラスチックシートとは結
晶性熱可塑性樹脂にあっては、その融点以上の温度、非
晶性熱可盟性樹脂にあっては、そのガラス転６点または
軟化点以上の温度にあるプラスチックシートをいう。

金型１０は、内部に、開口したキャビティ（空洞）１１
を有し、成形される容器の底壁を規定する底壁面１２及
び容器側壁を規定する側壁面１３を有している。側壁面
１３の上端には容器の開口フランジ部を規定する金型キ
ャビティの開口部１４が位置している。金型キャビティ
の開口部１４の上方且つ径外方に断熱性と滑り性とを有
する環状体１５が設けられ弾性部材１６によって支持さ
れている。弾性部材１６は、例えば金属製スプリング、
ゴムその化エラストマーによるアコ−ディング式ばね、
空気ばね、その他エアシリンダ、オイルシリンダなどの
流体シリンダ等によって構成することができる。金型の
外側壁面の上部には気密機構部１７が設けられており、
環状体１５は、気密機構部１７によって金型の外側壁面
との間に気密性を保持しつつ下方に移動摺動できるよう
になっている。１８は金型ベースである。

金型１０は側壁部１３の高さ方向、即ち図において上下
方向に移動可能に設けられているが、第１図においてい
は最下降位置にある。金型の底壁部には成形されつつあ
る容器壁と金型内面との間の空気を排出し、或いは空間
部を減圧にするための通気孔１９が設けられている。

プラグ２０は、プラスチックシート１と係合する先端部
２１とプラスチックシート１を絞り込むためのテーパー
状側壁部２２とを有し、駆動軸２３に接続されている。

プラグ２０も側壁部２２の高さ方向、即ち図において上
下方向に移動可能に設けられているが、第１図において
は最上昇位置にある。プラグ２０と同軸に上型２４が設
けられている。上型２４は底壁部より下に伸びる筒状側
壁部２５と底壁部２６とからなっており、底壁部２６に
はプラグ２０が出入りし得る開口部２７が設けられてい
る。筒状側壁部２５の下側には金型キャビティの開口部
１４とプラスチックシート１を介して係合し、容器フラ
ンジ部を圧縮成形すると共に、金型１０と上型２４とを
密封するための係合用突起部２８が設けられている。上
型２４も上下方向に移動可能に設けられているが、その
昇降動は、プラグ２０とは独立に行い得るようになって
いる。上型２４に対してプラグ２０が最も下方に移動し
た状態においても、両者の間には環状の空［２９が形成
されるようになっている。また、上型２４の内部は加圧
気体機構と接続され、この加圧気体は空隙２９を介して
下側に供給し得るようになっている。また上型２４の底
壁部２６には、底壁部２６に設置された冷却板駆動用エ
アシリンダ３０とそのピストンロッド３１の先に固着さ
れ共に上下する冷却板３２が設けられている。プラグ２
０と金型１０とを閉じる方向に相対的に駆動し、冷却板
３２の下面と環状体１５の上面とが係合し、環状体１５
を前記位置から金型キャビティの開口部１４との段差を
減する方向に後退させる際は、冷却板駆動用エアシリン
ダ３０を作動しピストンロッド３１を押伸ばし冷却板３
２によって環状体１５を押圧して段差を解消することが
できる。またピストンロッド３１を引き縮めることによ
り押圧を解除し弾性部材１６の反光力により元の位置に
復元することができる。

＠２図は絞り込み成形下にある溶融プラスチックシート
を示す。即ち第１図に示す準備段階から金型１０が上昇
し且つプラグ２０が下降しはじめる。環状体１５とそれ
を支持する弾性部材１６は金型１０と共に連動する。こ
れにより環状体１５が溶融プラスチックシート１の下面
と係合する。

環状体１５が溶融プラスチックシート１と係合しても、
これが断熱性であることから、溶融プラスチックシート
１の温度低下は実買上生じない。プラグ２０の先端部２
１が溶融プラスチックシート１の上面と係合し、溶融プ
ラスチックシート１を金型のキャビティ１１へ向けて絞
り込む。この絞り込み時に、金型上面が溶融プラスチッ
クシート１で密閉されており、しかも溶融プラスチック
シート１が空洞内へ絞り込まれるため、空洞１１内に正
圧が発生する。プラグ２０の下降動と金型のキャビティ
１１内における正圧の発生により、溶融プラスチックシ
ート１はプラグ側壁部２２に大きい長さで巻付けられ、
且つこの巻付長さの増大により溶融プラスチック１と金
型キャビティの開口部１４との接触も防止される。プラ
グ２０と金型１０との閉じる方向への相対的移動に件な
い、溶融プラスチックシート１は金型のキャビティ１１
に有効に引き込まれる。即ち、環状体１５は滑り性を有
することから、溶融プラスチックシート１は環状体１５
上を滑りながら金型のキャビティ１１内に有効に引き込
まれることは既に前述した通りである。

また、溶融シートを絞り込む際、通気孔１９カ）ら加圧
気体を金型内に導入し、金型キャビテイ１１内部の圧力
を制御する方法も有効である。

真空及び／又は圧空成形状態を示す第３図において、プ
ラグ２０は金型内に最も深く挿入された状態にあり、上
型２４も下降して、その係合用突起部２８と金型キャビ
ティ開口部１４との間でプラスチックシートを介して密
封が行われる。絞り込み操作の完了直前乃至直後に冷却
板用エアシリンダ３０を作動し冷却板３２により環状体
１５を押圧して金型キャビティの開口部１４と環状体１
５の上面との段差を減じる方向に移動摺動させ段差を解
消させる。これと同時に併行して上型２４とプラグ２０
との間の環状空隙２９を介して絞り込まれた溶融プラス
チックシート１との間に加圧気体が吹込まれ、且つ金型
キャビティ１１は通気孔１９を介して真空（減圧）とな
る。これにより絞り込まれた溶融プラスチックシート１
は、膨張され、金型表面に接触して冷却され、深絞り容
器３３に成形されることになる。

星ユ亙旦 本発明において、プラスチックシートとしては、溶融成
形可能な熱可塑性樹脂材料であれば任意のものを用いる
ことができ、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂
、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリアミド樹脂等を単独又は２種以上の組合せで
用いることができる。これらの中でも、オレフィン系樹
脂が本発明の成形法に有利であり、オレフィン系樹脂と
しては、主たる構成単量体がオレフィンから成りしかも
結晶性のものであり、低−１中−及び高−密度ポリエチ
レン、アイソタクティックボリブロビレン、結晶性プロ
ピレン−エチレン共重合体、結晶性エチレン−ブテン共
重合体、結晶性エチレン−プロピレン−ブテン共重合体
或いはこれらのブレンド物等が使用される。結晶性であ
るという条件を満足する範囲内で、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、
イオン架橋オレフィン共重合体くアイオノマー）も、単
独で或いは他のオレフィン系樹脂との組合せで使用し得
る。レトルト殺菌用或いは再加熱用容器としての用途に
はポリプロピレンが特に通している。

オレフィン系樹脂は単独で用いることができるが、内容
物保存性の点で、酸素ガスバリヤ−性樹脂と組合せで用
いることが好ましい。酸素バリヤー性樹脂としては、酸
素透過係数が５，５×１０−”ｃｃ−ｃｍ／ｃｍ２・ｓ
ｅｃ−ｃｍ　Ｈｇ以下（３７℃、Ｏ％ＲＨ）である樹脂
、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリア
ミド樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ハイニトリル樹脂等が
使用される。

本発明の目的に好適に使用されるプラスチックシートの
断面構造を示す第４図において、このシート１は、オレ
フィン系樹脂又はスチレン系樹脂等の耐湿性熱可塑性樹
脂から成る内層３ａ及び外層３ｂ、前記ガスバリヤ−性
樹脂から成る中間層４、及び必要により内外層と中間層
とを強固に接着するために設けられた接着剤層５ａ及び
５ｂの積層構造を有する。この積層構造物は、好適には
上記耐湿性熱可塑性樹脂、ガスバリヤ−性樹脂及び必要
あれば接着剤樹脂を多層多重ダイスを通して上記多層構
造に共押出することにより製造されるが、勿論サンドイ
ッチラミネーション、押出コート法等の他の積層技術に
よっても製造することができる。

接着剤樹脂としては、前記耐湿性熱可塑性樹脂と酸素バ
リヤー性樹脂との両者に対して接着性を示す樹脂、例え
ば無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレンや無水マレ
イン酸グラフト変性ポリプロピレン等の酸変性オレフィ
ン樹脂；エチレン−ｆｆ［ビニル共重合体、エチレン−
アクリル酸エステル共重合体、アイオノマー等を用いる
ことができる。また、接着剤樹脂層と耐湿性熱可塑性樹
脂層との間には、シートからのスクラップ樹脂組成物（
即ち、耐湿性樹脂、酸素バリヤー性樹脂及び接着剤樹脂
の組成物）の層を介在させることもてきる。

本発明に用いるプラスチックシートには、それ自体公知
のプラスチック用配合剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤
、紫外線吸収剤、帯電防止剤、充填剤、着色剤等を配合
することができる。成形容器を不透明化する目的には、
炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、アルミナ、シリカ
、各種クレイ、焼せつこう、タルク、マグネシャ等の充
填剤やチタン白、黄色酸化鉄、ベンガラ、群青、酸化ク
ロム等の無機顔料や有機顔料を配合することができる。

本発明に用いるプラスチックシートは、容器の大きさ等
によっても相違するが、一般に０．５乃至５　ｍａｄ、
特に１乃至３ｍｍの厚みを有することが好ましい。前述
した積層構造のプラスチックシートでは、耐湿性樹脂内
外層の厚み（ｔＡ）と酸素バリヤー性樹脂中間層の厚み
（ｔａ）とは、ｔＡ：ｔｓ＝１００　：　１乃至４：１
特に　　　２５：１乃至５・１ の範囲内にあることが望ましい。

成形条件 本発明によれば、先ず上記プラスチックシートをその融
点或いは軟化点以上の温度に加熱する。プラスチックシ
ートの加熱は、赤外線乃至遠赤外線加熱や、熱風炉によ
る加熱、伝熱による加熱等で行い得る。

断熱性と滑り性とを備えた環状体は、低摩擦係数を有す
る耐熱性プラスチック、例えばベークライト（ノボラッ
ク型フェノール樹脂）、ポリカーボネート、テフロン（
ポリテトラフルオロエチレン）等から形成されているこ
とが好ましい。

方、金型は成形されつつある樹脂容器壁の急速な冷却が
可能となるように、熱伝導性に優れた金属材料、セラミ
ック等特にアルミニウムやアルミニウム合金から形成さ
れていることが望ましい。冷却板は、金型と同様に急速
な冷却が可能となるように、熱伝導性に優れた材料から
形成されていることが望ましい。また内部に冷却流体を
通せる構造成いはその他冷却できる構造となっている。

環状体１５は金型キャビティの開口部よりも上方且つ径
外方に設けられているべきであり、環状体の内周と金型
キャビティの開口部とに接する接線がこの部分を含む平
面に対して成す角度（θ）は、一般に２０乃至７０度、
特に３５乃至４５度の範囲にあることが、ドラッグライ
ン防止と、プラスチックシートの容器への利用率の向上
との見地から望ましい。即ち、この角度（θ）が上記範
囲よりも小さいと、ドラッグラインが発生し易くなり、
一方上記範囲よりも大きいと、プラスチックシートの引
込量が減少して、容器上部が薄肉化し易い傾向がある。

一方、プラグとしては、格別の加熱手段を設けない場合
には、断熱性の大きい材料、例えばポリオキシメチレン
樹脂やポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性プラスチ
ックが使用され、加熱手段を内蔵したプラグの場合には
アルミニウム製のプラグを用いることができる。プラグ
先端の外径（ＤＰ）は、金型キャビティの開口部の内径
（ＤＭ）の３５乃至８０％、特に６０乃至７０％の範囲
にあることが成形作業性の点で好ましい。一方、プラグ
テーパー側面のテーパー角度（α）は０，５乃至１０度
、特に２乃至６度の範囲にあることが、側面へのプラス
チックシートの巻付は高さを増大させるために望ましい
。プラグ先端とテーパー状側面との間に設ける曲率部の
曲率部半径（Ｒ）は一般に１乃至２５ｍｍ、特に３乃至
１０ｍｍの範囲にあるのがよい。即ち、このＲが上記範
囲よりも大きいと容器の底、隅が薄くなる傾向があり、
上記範囲よりも小さいと底が厚くなる傾向ある。

金型と溶融シートとの間の空間に発生させる正圧（Ｐ）
は、一般に０．０２乃至０．５ｋｇ／ｃｍ’ゲージ、特
に０．０６乃至０．２ｋｇ／ｃ＋ｎ２ゲージの範囲にあ
ることが望ましい。この圧力（Ｐ）が上記範囲よりも小
さいとドラッグラインの発生がし易くなり、一方上記範
囲よりも大きいと容器壁が薄肉化しゃす（なる。尚、こ
の圧力の調節は、絞り込み時における金型底部からの空
気の逃げを制御し、或いはプラグの金型内への相対的移
動速度を調節することや、底部通気孔からの金型キャビ
ティ内に加圧気体を導入することにより行われる。

本発明において、下記式で定義されるプラグ押込率は、
一般に７０乃至９８％、特に９０乃至９８％の範囲にあ
ることが望ましく、またプラグ容積率は２５乃至８０％
、特に４０乃至６０％の範囲にあることが好ましい。本
発明によれは、前述した手段を用いることにより、後に
述べる式で定義されるシート引込み率を２．４乃至３．
６、特に２．７乃至３．３もの大きい値にし得ることは
注目に値する。

絞り込み操作の完了直前乃至は直後に前記したように冷
却板駆動用エアシリンダ３ｏを作動さゼピストンロット
３１のストロークにより冷却板３２を押して環状体１５
を押圧し環状体１５を金型キャビティの開口部１４との
段差を減じる方向に移動摺動させ、環状体１５の上面と
金型キャビティの開口部１４とが段差を解消する位置で
ストロークが停止するように調節される。気密性機構部
１７は、金型の外側壁面と環状体１５の内側面と密接し
、気密を保持しつつ環状体１５の上下移動摺動を可能に
している。

絞り込まれた溶融シートの型内での膨張は、シートと金
型表面との間を真空にする、プラグとシートとの間に加
圧気体を導入する、及び両者を組合せることにより容易
に行われる。一般には、１乃至５　ｋｇ／ｃｍ２の圧縮
空気の使用が有利である。

金型表面の温度は、一般に５乃至４０ｔの範囲にあるの
が有利である。

本発明は、高さ７口径比が約０．８以上のもの、特に　
１．０乃至１．７のものを製造するのに有用である。

本発明の製造方法及び製造装置において、プラスチック
容器の成形は、１個づつもできるが通常多数個の金型を
配置しておいて多数個を一回で同時に成形する方法が行
われる。

第５図は、金型配置図（平面図）の１例を示す。金型ベ
ース１８上に金型１０が３０個配置してあり１度に３０
個成形することができる。矢印はプラスチックシート１
の送り方向を示し、深絞り成形が終わるとプラスチック
シート１は次の成形のため金型配置の長さだけ送られ次
の成形に入る。

本発明により製造される深絞りプラスチック容器は、成
形後の容器トリミング性に優れているのが特徴である。

第６図は、成形されトリミング前の深絞りプラスチック
容器を形状を説明するために線図で示す断面図で、第６
−Ａ図は本発明によって成形された成形容器の断面図で
あり、第６−Ｂ図は従来法によって成形された成形容器
の断面図である。成形容器３３は、底部３４、壁部３５
及びフランジ部３６を有する。

本発明による成形容器では第６−Ａ図に示すように、フ
ランジ部３６はシート１の未成形部３７に段差なく続い
ているが、従来法による成形容器では第６−Ｂ図に示す
ように、フランジ部３６はシート１の未成形部３７に段
差部３８を経て続いている。

本発明によれば、成形容器のフランジ部３６が段差なく
シート１の未成形部３７に続いているため後述するよう
に、優れた容器トリミング性を発揮することができる。

形容器のトリミング 成形容器は、トリミング工程でカップトリマーによって
トリミングされる。

第７図は、カップトリマーにより成形された深絞りプラ
スチック容器をトリミングする状況を説明するための断
面図を示すもので、第７−Ａ図は本発明による成形容器
についてのトリミング状況を示し、第７−Ｂ図は従来法
による成形容器についてのトリミング状況を示す。カッ
プトリマー４０は、図に示すように、下刃４１、上刃４
２、及びノックアウト板４３を有している。成形容器の
フランジ部３６の外側部分が下刃４１及び上刃４２によ
りトリミングされて深絞り容器が作製され、ノックアウ
ト板でカップトリマーからノックアウトされる。

本発明の場合は、成形容器のフランジ部３６と未成形部
３フとの間に段差がないので、従来法に比べて上刃４２
の幅が広く刃文が低いので刃の位置決めが容易で安定し
ており、トリミング寸法が安定してトリミング不良を生
じないが、従来法の場合は、成形容器のフランジ部３６
と未成形部３７との間に段差部３８があるため、上刃４
２の幅が狭く刃文が高くなるので刃の位置決めが不安定
となり、トリミング寸法が不安定で容器潰れ、抜きずれ
などトリミング不良が発生する。また従来法では、上刃
が幅狭く刃文が高いためトリミングの際短時間で変形し
切れ味が悪くなり、刃の寿命にも問題があったが、本発
明によれば上刃が幅広く刃文が低くてすみ強度、寿命が
著しく向上する。

鼠止」コ１λｉ！ 第８図はプラスチックシートから深絞りプラスチック容
器製品を製造するまでの一連の製造工程の１例を示す側
面図である。巻き出し装置５０に設置されたコイル状プ
ラスチックシート５１からプラスチックシート１は巻き
出され、ガイトロール５２を経てシート加熱装置５３に
入りヒータ５４で加熱され溶融シートとなり、多数個取
り成型装置５５に入り成形され、トリミング装置５６で
成形容器をトリミングして深絞りプラスチック容器５７
が製造される。スクラップはスクラップ入れ５８に排出
される。

このような製造工程で本発明による深絞りプラスチック
容器の製造が行われるが、本発明によれば優れた容器ト
リミング性が得られるため、深絞りプラスチック容器を
自動的に、不良品の発生がなく効率良く製造することが
できる。

（発明の効果） 本発明によれば、前述した手段を採用することにより、
溶融プラスチックシートの金型内への弓込み量を増大さ
せ、容器の高さ方向の肉厚分布か均一で、しかも容器側
壁にドラッグラインの発生がない。

また従来法では成形後に容器フランジ部とその外側の未
成形部との間に段差部が残り、これが薄く長いので、ト
リミングの際、カップトリマーの刃との位置決めが不安
定になり容器の潰れや抜きずれが発生し、更に段差部の
分カップトリマーの刃か薄く且つ刃文が高くなり、刃の
強度、寿命か低下するという欠点があったが、本発明に
よれば、成形後に容器フランジ部とその外側の未成形部
との間に段差部を生しないため、切断部周辺の剛性が高
まるのでカップトリマーの刃との位置決めが安定して容
器の潰れや抜きずれの発生が解消される。更に、段差部
を生じないため、刃を厚く且つ刃文を低くできるので、
トリミングの際に、刃の強度、寿命を向上し、トリミン
グ部外観の優れた深絞りプラスチック容器が供給される
。

本発明によれば、プラスチックシー［・の深絞り容器へ
の利用率を顕著に向上させ、成形作業性も向上する。

また、この容器は、溶融シート成形であることから、耐
熱水性（耐熱変形性）に優れており、レトルト殺菌等の
殺菌処理が可能で、電子レンジによる内容品の加熱加温
が可能であり、また酸素バリヤー層を設けることにより
、保存性にも優れている等多くの利点を有する。

（実施例） 以下の実施例および比較例においてい、容器の評価は次
の方法による。

（１）トリミング不良 トリミング後、容器フランジ部のトリミング寸法を測定
し、Ｐ４準仕様に対し±０．５１１１ｍ以上ずれている
ものを不良とした。

（２）フランジ傷 トリミング時に容器と上刃の位置関係がずれ、フランジ
の一部が傷ついたもの。

（３）フランジ切れ トリミング時に容器と上刃の位置関係がずれ、フランジ
の一部がトリミングされたもの。

（４）上刃の寿命 上刃が変形してトリミング面かうねったり、切り残しが
生じるまでのショツト数。

［実施例］ 通常の共押出しシート成形から作製した幅６５０　ｍｍ
、総厚さ１．３ｍｍのポリプロピレン／接層剤（酢酸ビ
ニルアルコール共重合体）／ガスバリヤー樹脂（サラン
）／接着剤（同上）／ポリプロピレン（同上）からなる
コイル状多層シートを用意した。前記シートの両端を移
動式チェーンでクランプしながら加熱工程に送り、遠赤
外線ヒータで融点以上（１７５〜１８０℃）に加熱した
後成形工程に移した。

成形工程は、下型としてアルミニウム製の金型キャビテ
ィ（開口径：φ６７）、深さ：９５ｍｍ、５×６列、３
０個型）の上面に、テフロン製環状体（開口径：９０ｍ
＋ｎ、開口高さ１５＋＋ｕｎ）を密着し、且つ金型キャ
ビティと気密性を保持した状態で相対的に移動できるよ
うに各々設けた。また、上型としてテフロン製プラグ（
先端外径・φ４５ｍｍ）と前記環状体と対応した位置に
冷却板を設けた。

まず、加熱溶融したシートの下方から上面に前記環状体
を備えた金型が上昇し、環状体かシーＩ・と接触してシ
ートを押し上げるのとほぼ同時に、上方から前記プラグ
を環状体の開口部内に押し込み、金型とシートとの間に
正圧を発生させながらシートを金型内に絞り込み、絞り
込み操作の完了直後に上型冷却板を環状体にシートを挟
んで押し付け、金型キャビティ開口部との段差を減じる
方向に移動させた後型締めを行った。型締め後、金型キ
ャビティ内を真空にし、若干遅れてプラグとシートとの
間に圧縮空気（２ｋｇ／ｃｍ２：ゲージ圧）を導入して
シートをプラグから金型キャビティに移し、冷却後成形
を完了した。成形品はフランジ部に対し未成形部がほぼ
平坦であフた。

次に、前記成形品をトリミング工程に搬送し、１列（５
個）毎に上刃と下刃によりフランジ外側部分のトリミン
グを行フて深絞り容器を作製した。

上記作業を２４ショット／分で連続的に行い、得られた
容器について、トリミング不良、フランジ傷およびフラ
ンジ切れを評価した。結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明の方法によるとトリミング不良
が少なく、トリミング寸法か一定した外観良好な容器が
得られることが明らかになった。

［比較例］ 前記多層シートを加熱溶融した後、環状体が金型キャビ
ティに対して相対的に移動しない以外は実施例と同様な
方法により深絞り成形を行った。

成形品には、フランジ部に対し未成形部か環状体の開口
高さ分の段差が生じた。

次に、前記成形品をトリミング工程に搬送し、実施例と
同様にしてフランジ外側部分のトリミングを行って深絞
り容器を作製した。作業中フランジ切れが原因でトリミ
ング工程の詰まりを生じ、前二ラインが停止した。なお
、トリミング上刃の幅は実施例のものに比べ狭く、高さ
も高かった。

前記容器について、トリミング不良率、傷つき、フラン
ジ切れ等を評価した。結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明以外の方法ではトリミング寸法
が安定せず、トリミング不良が多いことが明らかになっ
た。また、上刃が短時間で変形し切れ味が悪くなったこ
とから、刃の寿命にも問題あることが分かった。

表１ 備考　トリミング不良、フランジ傷及びフランジ切れの
結果は、夫々１０００個当りのトリミング不良１数、フ
ランジ傷個数 及びフランジ切れ個数を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、本発明の製造方法及び製造装置の
説明図で、：＠１図は成形前の準備段階における金型、
プラグ及び溶融シートの状態を示す説明図であり、第２
図は絞り込み成形段階における金型、プラグ及び溶融シ
ートの状態を示す説明図であり、第３図は真空及び／ま
たは圧空成形段階における金型、プラグ及び容器の状態
を示す説明図である。 第４図はプラスチックシートの断面構造の１例示す拡大
断面図である。 第５図は本発明に使用される金型配置図の１例を示す平
面図である。 第６−Ａ図及び第６−Ｂ図は、夫々本発明及び従来法に
よフて成形された後トリミング前のプラスチック容器の
断面図である。 Ｍ７−Ａ図及び’＄７−Ｂ図は、夫々本発明及び従来法
によって成形された容器をカップトリマーによりトリミ
ングする状況を説明する断面図である。 第８図は、本発明おけるプラスチックシートから深絞り
プラスチック容器製品を製造するまでの製造工程の１例
を示す側面図である。 図において、 ！・・・プラスチックシート、 ２・・・固定具、　　　　　　１０・・・金型、１・・
・金型のキャビティ、 ４・・・金型キャビティの開口部、 ５・・・断熱性と滑り性とを有する環状体、６・・・弾
性部材、　　　　１７・・・気密機構部、８・・・金型
ベース、　　　１９・・・通気孔、０・・・プラグ、　
　　　　２４・・・上型、０・・・冷却板駆動用エアシ
リンダ、 １・・・ピストンロッド、３２・・・冷却板、３・・・
成形容器、 ６・・・成形容器フランジ部、 ８・・・段差部、　　　　　４０・・・カップトリマー
１・・・下刃、　　　　　４２・・・上刃、０・・・巻
き出し装置、 １・・・コイル状プラスチックシート、３・・・シート
加熱装置、５４・・・ヒータ、５・・・成形装置、　　
　　５６・・・トリミング装置、７・・・深絞りプラス
チック容器。 第 図 第３図 第２図 第５図 第６−Ａ図 ｊ４ 第６−８図 第７−Ａ図 第７−Ｂ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融状態にあるプラスチックシートを間に挟んで
   、プラグと、金型及び金型キャビティの開口部よりも上
   方且つ径外方に位置し且つ金型キャビティとの間に気密
   性が保持された断熱性及び滑り性の環状体とを配置し、
   該プラスチックシートを環状体で支持し、この状態でプ
   ラグと金型とを閉じる方向に相対的に移動させ、これに
   より金型とプラスチックシートとの間に正圧を発生させ
   ながら、プラスチックシートを環状体上を滑らせて金型
   内に絞り込み、この絞り込み操作の完了直前乃至は直後
   に該環状体を金型キャビティの開口部との段差を減じる
   方向に移動させ、次いで型締した後真空及び／または圧
   空成形することを特徴とする深絞りプラスチック容器の
   製造方法。
2. （２）溶融状態にあるプラスチックシートの支持供給機
   構、該プラスチックシートの一方の側に配置されたプラ
   グと、該シートの他方の側に配置されたキャビティを有
   する金型との組合せから成るプラグアシスト真空及び／
   または圧力成形機構、プラグと金型とを閉じる方向に相
   対的にストローク駆動させるための駆動機構、金型キャ
   ビティの開口部よりも上方且つ径外方に配置された断熱
   性と滑り性とを有するシート支持用環状体、環状体を上
   記位置から金型キャビティの開口部との段差を減じる方
   向に後退し得るように支持する弾性部材、及び環状体と
   金型とを気密状態に保持する気密機構を備え、且つ前記
   駆動機構と環状体とは、プラスチックシートが環状体で
   支持され且つ該シートと金型との間に正圧が発生してい
   る状態でプラグによる金型内への絞り込みが行われ、且
   つ絞り込み操作の完了直前乃至は直後に環状体が金型キ
   ャビティの開口部との段差を減じる方向に移動するよう
   に関連されていることを特徴とする深絞りプラスチック
   容器の製造装置。
3. （３）環状体を上記位置から金型キャビティの開口部と
   の段差を減じる方向に移動させる機構として、プラグが
   出入する開口部を有する上型の底壁部に冷却板駆動機構
   を設け、該冷却板駆動機構の先端部に環状体を押圧する
   ための冷却板を設けている請求項２記載の深絞りプラス
   チック容器の製造装置。