JPH0694158B2 - 合成樹脂製の缶胴成形用プリフォーム及びそれを用いた合成樹脂製缶胴の製造方法 - Google Patents

合成樹脂製の缶胴成形用プリフォーム及びそれを用いた合成樹脂製缶胴の製造方法

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JPH0694158B2
JPH0694158B2 JP28942090A JP28942090A JPH0694158B2 JP H0694158 B2 JPH0694158 B2 JP H0694158B2 JP 28942090 A JP28942090 A JP 28942090A JP 28942090 A JP28942090 A JP 28942090A JP H0694158 B2 JPH0694158 B2 JP H0694158B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、切断工程を要せずに缶胴を成形することがで
きる合成樹脂製の缶胴成形用プリフォーム及びそれを用
いた合成樹脂製缶胴の製造方法に関する。
［従来の技術］ 従来より、飲料水または油等の液体収容のための缶は、
その胴部が鉄板またはアルミニウム板等で形成された金
属缶であるが、近年ガラス製ボトルに代わる合成樹脂製
ボトルの普及と共に、合成樹脂製缶の実用化が望まれて
いる。
この種の合成樹脂製缶に関する提案として、昭和58年特
許出願公表第501991,特開昭60-25734,特開昭60-72720等
に開示されたものがある。
これらは、いずれもプリフォームを射出成形した後、こ
れを二軸延伸吹込成形して上端が外方に張り出した形状
を有する有底筒状の中空体を成形し、その後、缶蓋の巻
締部となるフランジ部を確保するため中空体の張り出し
部をカッター刃により輪切りしていた。
これは、フランジ部を延伸吹込により成形することで、
樹脂の延伸配向により薄肉でありながら巻締部としての
機械的強度を有し、あるいはガス不透過性等の缶胴に要
求される特性を確保するためであった。このような延伸
吹込成形されたフランジ部は、中空体の途中の側壁にて
実現できるものであり、したがってフランジ部より上の
不要な部分を切断する工程が不可欠となっていた。
［発明が解決しようとする課題］ カッター刃により中空体の張り出し部を切断した時、そ
の切断端面には刃によって形成付けられた波型等の切り
欠き形状が生ずることを防止し得ない。したがって、た
とえ二軸延伸吹込成形により延伸配向されたフランジ部
であっても、巻締時に上記切欠形状に応力集中が生じ、
切り欠き部の亀裂が成長して機械的強度が低下し、耐久
性を著しく損なうという問題があった。
また、巻締部となるフランジ部を延伸吹込成形よって得
ることは、材料，成形条件等に大きく左右され、フラン
ジ部の肉厚等に関して所望の寸法精度を得ることが極め
て困難で、例えば円周方向の偏肉等の現象が生ずること
があった。
このように、切断工程を伴う缶胴の製造方法では、切断
工程という一工程が追加される作業上の煩雑性に加え
て、巻締部となるフランジ部の寸法安定性，耐久性の面
で実用化に向けてさらに改善すべき多くの問題を含んで
いた。
そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
課題を解決し、切断工程を伴うことなく缶蓋巻締用のフ
ランジ部を射出成形のみによって確保し、しかもフラン
ジ部の寸法安定性及びその耐久性を改善できる合成樹脂
製の缶胴成形用プリフォーム及びそれを用いた合成樹脂
製缶胴の製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係わる合成樹脂製の缶胴成形用プリフォーム
は、底壁，側壁を有した有底筒状部と、缶蓋を巻締める
ために適合してその開口縁にて前記側壁より外方に膨出
するフランジ部と、このフランジ部と前記側壁とを結ぶ
肩部とを合成樹脂にて一体的に射出成形して構成され、
このフランジ部が前記側壁の最大肉厚よりも1/3以下の
肉厚となる薄肉部で形成され、前記肩部の領域でフラン
ジ肉厚より側壁肉厚に移行する肉厚移行部が形成された
ことを特徴とする。
本発明に係わる合成樹脂製缶胴の製造方法は、上記プリ
フォームの前記フランジ部及び少なくとも一部の肩部の
外壁面を規定するネック型と、前記プリフォームの他の
外壁面を規定するキャビティ型と、前記プリフォームの
内壁面を規定するコア型と、を用いて前記プリフォーム
を射出成形し、 前記コア型及びキャビティ型を離型した後、前記ネック
型により前記プリフォームを保持し、缶胴の延伸吹込成
形工程に搬送して、前記プリフォームより缶胴を延伸吹
込成形することを特徴とする。
［作用］ 本発明に係わるプリフォームによれば、その開口縁に缶
蓋を巻締めるための形状に適合して側壁よりも外方に膨
出するフランジ部が射出成形されている。このフランジ
部は切断工程を要せずに射出成形で構成でき、その後に
二軸延伸吹込成形し缶胴を成形しても、フランジ部の寸
法はほとんど代わらないので、高い寸法精度にて巻締部
となるフランジ部を形成できる。このフランジ部の射出
成形に際して、充填される樹脂は広い樹脂経路である側
壁領域より肩部の肉厚移行部を介して狭い樹脂流路を辿
ってフランジ部に流入するので、この際に流動配向が生
じ、その配向効果により巻締部として要求される所定の
機械的強度及びその耐久性を確保できる。これは、二軸
延伸される側壁の肉厚に比べて、ほとんど延伸されない
フランジ部の肉厚が1/3以下の薄肉であることから達成
される。また、厚い側壁は所望の最終形状である缶胴の
適正肉厚に至るまで十分なる二軸延伸を可能とする。
また、本発明方法ではネック型で搬送することでプリフ
ォーム射出成形から最終形状の缶胴の二軸延伸吹込成形
に至る一連のステップを実施でき、従来の切断工程を要
せずに成形サイクルを短縮できる。また、切断時の切り
粉が缶胴内部に混入するなどの事態も生ずる心配がな
く、歩留まりの高い缶胴の成形を実現できる。
［実施例］ 以下、本発明を適用した一実施例について、図面を参照
して具体的に説明する。
第１図は、ポリ・エチレン・テレフタレート（以下、PE
Tと略記する）で射出成形したプリフォームの断面図で
ある。
同図において、このプリフォーム10は、底壁12,側壁14
から成る有底筒状部16と、その開口縁にて前記側壁12よ
り半径方向外方に突出するフランジ部20と、このフラン
ジ部20と前記側壁14とを結ぶ肩部18とから構成されてい
る。このプリフォーム10は、その軸方向長さＬと開口縁
の内径Ｄとの比がL/D＜１である広口プリフォームで、
例えばＬ＝40.1mm,D＝57.21mmとなっている。
前記底壁12の肉厚T1は側壁12の肉厚T2より薄く成形さ
れ、例えばT1＝2mmに対して、T2＝5mmとなっている。側
壁14の肉厚T2はコンスタントでなく、二軸延伸吹込成形
後の缶胴の所望の側壁肉厚を得るために肉厚分布を形成
することもできる。
このプリフォーム10の最少肉厚部はフランジ部20であ
る。このフランジ部20は、後述するように缶蓋の巻締部
となる領域で、しかも二軸延伸吹込成形時にはネック型
（詳細を後述する）により保持されてほとんど二軸延伸
されない領域である。このフランジ部の肉厚T3は、 T3＜T2・（1/3） の肉厚であり、より好ましくは、 T3＜T2・（1/5） の肉厚とするものが良い。本実施例では、フランジ部20
の肉厚T3＝0.5mmとしているが、0.3〜0.7mmの範囲で成
形するものが巻締部の肉厚として好ましい。
最大肉厚となる側壁14の肉厚T2より、最少肉厚となるフ
ランジ部20の肉厚T3への肉厚の移行は、前記肩部18にて
肉厚を変化させることで実現している。この肩部18の前
記フランジ部20と隣接する上部領域18aは、フランジ部2
0と同様にネック型で保持されてほとんど二軸延伸吹込
成形されないので、その上端の肉厚はフランジ部20の肉
厚T3とほぼ同一であり、これより下方に向かうに従い厚
肉になるように肉厚が移行している。この肉厚移行部18
bは後に二軸延伸されて延伸配向が施される。
このプリフォーム10は、底壁12の中心部のゲート19側よ
りPETが充填されて後述する射出成形型内にて射出成形
される。この際、側壁14,肩部18を介して樹脂経路の狭
いフランジ部20にPET樹脂が充填されるので、この際の
流動配向により樹脂の配向効果が得られ、巻締部として
機械的耐久性あるいはガス不透過性などの特性を確保す
ることができる。
このようなプリフォーム10によれば、射出成形後に温調
してそのまま二軸延伸吹込成形工程に搬送でき、延伸ロ
ッド及び加圧流体を用いて缶胴の二軸延伸吹込成形動作
を行い得る。そして、ネック型に保持されているフラン
ジ部20をそのまま缶蓋の巻締部として利用でき、従来の
ような切断工程を要することがない。
上記プリフォーム10を用いて二軸延伸吹込成形し得た缶
胴60の一例を第２図に示す。この缶胴60の開口縁側のフ
ランジ部62は、プリフォーム10のフランジ部20とほぼ同
一寸法（外径及び肉厚の双方の寸法共）を有している
が、その肩部64の下方領域，側壁66及び底壁68は二軸延
伸され、例えば長さL1＝123mm,側壁64の最大外径D1＝6
6.04mmとなっている。本実施例では縦軸延伸倍率は約３
倍、横軸延伸倍率は最大でも２倍よりはるかに小さい値
であり、このように横軸延伸倍率が著しく低いことが、
開口縁にフランジ部20を有するプリフォーム10を用いた
缶胴60の二軸延伸吹込成形の特異な点である。なお、缶
胴60の脚部69の形状は充填内容物に応じて所望に形成で
き、例えば第２図に示すようなシャンペンボルトの底形
状とすることもできる。
次に、前記プリフォーム10の射出成形工程，その後の温
調工程及び二軸延伸吹込成形工程から成る缶胴の製造方
法について、第３図を参照して説明する。
同図（Ａ）はプリフォーム10の射出成形工程を示してい
る。同図に示す射出成形型として、プリフォーム10の前
記フランジ部20及び肩部18の少なくとも外壁面を規定す
るネック型30と、前記プリフォーム10の他の外壁を規定
するキャビティ型32と、前記プリフォーム10の内壁を規
定するコア型34とを有する。前記コア型34は、前記プリ
フォーム10の底壁12,側壁14の内壁を規定する第１のコ
ア型36と、プリフォーム10の開口縁部内壁を規定する第
２のコア型38とから構成されている。
前記ネック型30は、第３図（Ａ）の左右方向に型開きで
きる割型で構成され、このプリフォーム10の射出成形後
は、次工程へのプリフォーム搬送手段として兼用され、
缶胴60の二軸延伸吹込成形後は割型を型開きして缶胴60
をエジェクト可能である。エジェクトにより一サイクル
の成形工程が終了し、その後ネック型30はプリフォーム
射出成形部に再設定され、ネック型30の循環により成形
サイクルを連続して実行している。
このように、ネック型30はプリフォーム10の搬送手段を
兼ねるので、単にフランジ部20の下面20aを支えるだけ
でなく、同図（Ａ）に示すようにその上面20bの外周縁
まで規定できる成形溝30aを有することが望ましく、こ
のようにすれば搬送時のプリフォーム10の上下方向の位
置ずれを規制できる。
プリフォーム10の射出成形は、キャビティ型32の中心部
よりPET樹脂を充填することで行われるが、このときフ
ランジ部20に充填されるPET樹脂が流動配向され、フラ
ンジ部20での配向効果が得られる。なお、ゲート29から
最も遠いフランジ部20が最少肉厚部であることから、フ
ランジ部20のショートを防止するため、充填樹脂圧を比
較的高く設定することが望ましい。
第３図（Ｂ）は、射出成形型の離型動作を示している。
プリフォーム10をネック型30にて次の工程に搬送するた
めには、フプリフォーム10よりコア型34及びキャビティ
型32を離型させる必要がある。
ここで、コア型34を第１のコア型36,第２のコア型38に
分割している理由は下記の通りである。すなわち、コア
型34を一体で離型させると、射出成形直後のプリフォー
ム10が熱を有するのでコア型34と共にプリフォーム10が
移動しやすい傾向にある。この現象は、たとえネック型
30の成形溝30aでプリフォーム10のフランジ部20を保持
していても防止できず、その保持領域が少ないので成形
溝30aから離脱してコア型34と共にプリフォーム10が移
動したり、プリフォーム10の底壁側のみ移動して変形を
生じたり、あるいは移動途中にてプリフォーム10がキャ
ビティ型32内に落下するという事態が生じてしまう。
そこで、本実施例では、先ず第１のコア型36の離型動作
を開始している。この時には、プリフォーム10は、その
上端の比較的広い領域にてネック型30及び第２のコア型
38に保持されるので、プリフォーム10が第１のコア型36
と共に移動することを防止できる。そして、少なくとも
第１のコア型36の面がプリフォーム10の内面より完全に
離脱した後に、第２のコア型38の離型動作を開始してい
る。この第２のコア型38はプリフォーム10に対する接触
面積が第１のコア型36に比べて狭いので、ネック型30の
成形溝30aのみでプリフォーム10を保持しているだけで
十分である。このようにして、プリフォーム10の変形及
びネック型30からの離脱を確実に防止できる。
第３図（Ｃ）は、プリフォーム10の温調工程を示してい
る。
この温調部へのプリフォーム10の移動は、ネック型30に
プリフォーム10を保持して、ネック型30を回転あるいは
直接移動することで実現できる。この際、本実施例では
ネック型30に成形溝30aが設けられ、上下方向にもプリ
フォーム10の位置決めが成されているので、搬送時にプ
リフォーム10の落下等は生じない。
プリフォーム10の温調は、例えば温調ポット40内にプリ
フォーム10をセットし、さらにプリフォーム10の開口付
近に温調コア42を挿入することで実現される。
第３図（Ｄ）は、二軸延伸吹込成形工程を示している。
ここへのプリフォーム10の搬送も、ネック型30を用いて
行われる。
同図において、缶胴の最終外径形状に沿ったキャビティ
面50aを有するブローキャビティ型50を有し、ネック型3
0に保持されたプリフォーム10は、水平方向に開閉可能
な割型で構成されているブローキャビティ型50内にセッ
トされる。また、プリフォーム10の開口部側よりブロー
コア52が挿入配置され、このブローコア52には上下移動
可能な延伸ロッド54が支持されている。
プリフォーム10より缶胴60を二軸延伸吹込成形するため
に、延伸ロッド54の先端の延伸コマ56がプリフォーム10
の底壁12の内面に当接され、延伸ロッド54を下降駆動す
ることでプリフォーム10を縦軸延伸する。この動作と同
時にまたは引き続いて、ブローコア52を介して流体例え
ばエアーをプリフォーム10内部に吹き込み、プリフォー
ム10をその半径方向に横軸延伸する。この結果、プリフ
ォーム10を形成しているPET樹脂が二軸配向され、か
つ、キャビティ面50aに沿った缶胴60の最終形状に吹込
成形することができる。
この際、フランジ部20はネック型30に保持されているの
で延伸されることはないが、予めその肉厚寸法D3を薄肉
に成形してあり、しかも射出成形時の流動配向により配
向効果が確保されるので、巻締部としての特性を確保す
ることができる。
このように成形された缶胴60は、その後必要に応じてラ
ベル処理等が行われた後、内容物を充填して缶蓋の密封
処理が施される。この缶蓋の密封は、例えば（社）日本
缶詰協会発行の「缶詰用金属容器と二重巻締」の41頁以
下に記載された二重巻締法により実施される。この方法
は、その第１工程で第１巻締ロールによって缶蓋のカー
ル部と缶胴60のフランジ62を嵌め合わせて巻き込み、そ
の第２工程で第２の巻締ロールによりその部分を圧着し
て、シーリング・コンパウンドを巻締内部の空隙に満た
して気密を保持させるものである。
第４図は、二重巻締の終了状態を示している。同図に示
すように、缶胴60のフランジ部62及びこれと隣接する肩
部64の上部領域64aは、缶蓋70のカール部72に二重に巻
締められている。この二重巻締法を実施するに際して缶
胴60側に要求される特性としては、その開口縁側の寸
法、特にフランジ部62の適正な形成状態及び缶蓋に対す
る嵌合性が求められるが、プリフォーム10の射出成形に
よりフランジ寸法精度が向上することから、切断により
フランジ部を得る従来技術よりも巻締特性を向上させる
ことができる。また、缶蓋70の少なくともカール部72に
巻締められる肩部64の上部領域の肉厚T4は、フランジ部
62の肉厚T3とほぼ等しいことが望ましく、このようにし
ないとカール部72の完全な巻締に必要な変形が阻害され
てしまう。ところが、本実施例によれば、この上部領域
64aはプリフォーム10の肩部18における上部領域18aに対
応する領域であり、プリフォーム10の射出成形により肉
厚が規定され、その後のブロー成形ではネック型30及び
ブローコア型54に挟まれているのでほとんど延伸を受け
ることがない。したがって、フランジ部62とほぼ同一肉
厚が要求される前記上部領域64aを、射出成形により精
度良く所定の肉厚寸法に成形できる効果がある。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、上述したプリフォーム10の寸法は一例にすぎ
ず、最終容器としての缶胴の寸法及び缶蓋の寸法に応じ
て種々変更できることはいうまでもなく、プリフォーム
成形樹脂材料も充填内容物の種類等に応じて変更でき
る。ただし、射出成形工程にてその開口縁に巻締部とな
るフランジ部20を有するプリフォームを成形し、フラン
ジ部20はほとんど延伸されず、最も延伸される領域が側
壁14であることから、フランジ部20の最少肉厚D3と側壁
20の最大肉厚D2との関係は、本発明に定義する関係とす
ることが必要である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係わるプリフォームによ
れば、缶胴を延伸吹き込み成形して得るに際して、ほと
んど延伸されないフランジ部を最少肉厚とし、最も延伸
される側壁を数倍の肉厚としておくことで、広口のプリ
フォームより延伸吹き込み成形にて所望の缶胴を成形で
き、しかもその開口縁にはプリフォーム射出成形により
得られた寸法精度の高いフランジ部を、切断等の他の加
工を要せずに得ることができる。
また、本発明方法によれば、ネック型の移動によりプリ
フォーム射出成形，温調及びその後の二軸延伸吹き込み
成形等の各工程を一連のサイクルとして実現でき、合成
樹脂製缶胴の成形サイクルを大幅に短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例であるプリフォームの断面
図、 第２図は、第１図のプリフォームを二軸延伸吹込成形し
て得た缶胴の概略説明図、 第３図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明方法の一実施例である
缶胴の成形方法を示す概略説明図、 第４図は、缶蓋の二重巻締状態を示す断面図である。 10……プリフォーム 12……底壁、14……側壁、16……有底筒状部 18……肩部、20……フランジ部 30……ネック型、32……キャビティ型 34……コア型、36……第１のコア型 38……第２のコア型、60……缶胴 62……フランジ部、64……肩部 70……缶蓋、72……カール部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】二軸延伸吹込成形により合成樹脂製缶胴を
    製造するためのプリフォームであって、 底壁，側壁を有した有底筒状部と、缶蓋を巻締めるため
    に適合してその開口縁にて前記側壁より外方に膨出する
    フランジ部と、このフランジ部及び前記側壁を結ぶ肩部
    とを合成樹脂にて一体的に射出成形して構成され、この
    フランジ部が前記側壁の最大肉厚よりも1/3以下の肉厚
    となる薄肉部で形成され、前記肩部の領域でフランジ肉
    厚より側壁肉厚に移行する肉厚移行部が形成されたこと
    を特徴とする合成樹脂製の缶胴成形用プリフォーム。
  2. 【請求項２】請求項（１）において、 前記フランジ部の肉厚を0.3〜0.7mmとした合成樹脂製の
    缶胴成形用プリフォーム。
  3. 【請求項３】請求項（１）または（２）において、 前記フランジ部と隣接する側の肩部の領域のうち、前記
    缶胴の開口縁に巻締められる前記缶蓋と接触する領域と
    対応する領域の肉厚を、前記フランジ部の肉厚とほぼ同
    一寸法とした合成樹脂製の缶胴成形用プリフォーム。
  4. 【請求項４】請求項（１）に記載のプリフォームの前記
    フランジ部及び少なくとも一部の肩部の外壁面を規定す
    るネック型と、前記プリフォームの他の外壁面を規定す
    るキャビティ型と、前記プリフォームの内壁面を規定す
    るコア型と、を用いて前記プリフォームを射出成形し、 前記コア型及びキャビティ型を離型した後、前記ネック
    型により前記プリフォームを保持し、缶胴の延伸吹込成
    形工程に搬送して、前記プリフォームより缶胴を二軸延
    伸吹込成形することを特徴とする合成樹脂製缶胴の製造
    方法。
  5. 【請求項５】請求項（４）において、 前記コア型は、前記プリフォームの底壁，側壁の内壁を
    含む広面積の内壁面を規定する第１のコア型と、プリフ
    ォームの開口縁側の狭面積の内壁面を規定する第２のコ
    ア型とから構成され、コア型の離型の際には、少なくと
    も第１のコア型の離型動作開始後に第２のコア型の離型
    動作を開始することを特徴とする合成樹脂製缶胴の製造
    方法。
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