JPH0890646A - プラスチツク中空容器の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 プラスチックシート１を融点近辺に加熱し、
延伸用具２の軸２１の周囲に円周状に配した複数のブレ
ード３の先端３１を径方向に拡張させ、プラスチックシ
ート１を二軸方向に延伸するにあたり、ブレード先端３
１の拡張パターンが容器５半径方向をｘ軸、容器中心を
ｙ軸とし、容器５開口部５１の中心を座標原点とし底面
５２方向を正とし、ｙ軸を中心に回転させ、特定の空間
内を通ることを特徴とするプラスチック中空容器の成形
方法。 【効果】 深絞りのプラスチック中空容器の成形におい
て、容器側壁の肉厚分布を均一にすることができ、薄く
なるおそれがないので容器壁厚みを余分に設定する必要
がなく、原料削減と同時に成形時の冷却時間の短縮が可
能となり生産速度の向上が計れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチツクシートを
二軸方向に延伸して中空容器を成形する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂からプラスチツク容
器を製造する方法としては、ブロー成形法、熱成形法及
び射出成形法などが主として行われているが、このうち
プラスチツクシートを加熱軟化して成形型の内面に押し
付けて成形する、熱成形法がコスト的に最も有利であ
る。

【０００３】この熱成形法には熱可塑性樹脂を融点より
も低いが延伸成形可能な温度に加熱して成形を行う固相
成形法と、熱可塑性樹脂を融点以上に加熱し成形を行う
溶融成形法とがあるが、前者の固相成形法では容器側壁
部に分子配向が賦与され、強度、透明性、ガスバリヤー
性等の向上が期待される反面、容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。

【０００４】一方、後者の溶融成形法では延伸作用によ
る配向や残留歪みがないので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向いている。しかし溶融
成形法では、樹脂溶融物の張力が低く、しかも温度に敏
感なため不均一な延伸が生じやすく、容器は肉厚の均一
性を得るのは困難であった。

【０００５】このような問題を解決するために、図１に
断面の正面図を示すように延伸用具２の軸２１の周囲に
円周状に配した複数のブレード３の先端３１を、前記延
伸用具２を軸方向に移動させることにより軟化したプラ
スチツクシート１の一面に押し付けるとともに前記ブレ
ードの先端を径方向に拡張させ、前記プラスチツクシー
トを二軸方向に延伸することにより、薄肉化を防ぐプラ
スチツク中空容器の成形方法（特開昭５５−７４８６号
公報参照）が行われるようになった。

【０００６】この方法では、ブレードの先端は、最初軸
方向にのみ移動し、ついで軸方向に移動を続けながら拡
張し、最後にまた軸方向にのみ移動するという動きによ
り、容器高さをＨ、容器胴部外径をＤとするときＨが６
５ｍｍであり、Ｄが１０５ｍｍ，すなわち高さと胴径の
比率すなわちＨ／Ｄが０．６２の容器を成形することが
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来の方
法では、比較的浅い容器は肉厚分布が均一なものが得ら
れていたが、容器の高さＨと胴部外径Ｄの比、Ｈ／Ｄが
０．８以上の深絞り容器ではこの従来のパターンでは肉
厚分布は均一とならず、特に高さ方向上部の開口部側が
薄肉となる嫌いがあった。

【０００８】Ｈ／Ｄが０．８以上の深絞り容器で熱間充
填やレトルト殺菌に利用できる容器を溶融成形法で製造
するにあたり、容器の胴部側壁の厚み分布を均一にする
ための方法について鋭意検討を実施した。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記ブレード
先端の拡張パターンを工夫して深絞り容器の側壁の肉厚
分布を均一にせんとするもので、プラスチツクシートを
融点近辺に加熱し、延伸用具の軸の周囲に円周状に配し
た複数のブレードの先端を、前記延伸用具を軸方向に移
動させることにより前記プラスチツクシートの一面に押
し付けるとともに前記ブレードの先端を径方向に拡張さ
せ、前記プラスチツクシートを二軸方向に延伸するにあ
たり、ブレード先端の拡張パターンが、容器半径方向を
ｘ軸、容器中心をｙ軸とし、容器開口部の中心を座標原
点とし底面方向を正とし、容器半径、高さをそれぞれ
ｘ、ｙ軸の１００とするとき、この座標系において(35,
0),(35,32),(40,42),(40,63),(58,92),(100,100)の各点
を結ぶ線分と(50,0),(50,32),(78,78),(100,100)の各点
を結ぶ線分で囲まれる範囲をｙ軸を中心に回転させてで
きる空間内を通ることを特徴とするプラスチツク中空容
器の成形方法である。

【００１０】このようなブレード先端の拡張パターンを
採用することにより、縦軸および横軸の延伸のタイミン
グが改善され、深絞りであっても側壁の肉厚分布を均一
にすることができる。

【００１１】平らなプラスチツクシートから円筒状の中
空容器を成形する場合は、全体の肉厚を一定にしようと
すると、縦方向の延伸倍率が容器の開口部に近い程、大
きくなっており、周方向延伸倍率は底部に近い部分程大
きくなっている。

【００１２】一方、ブレードとの接触による滑り摩擦抵
抗と、接触による冷却とによって延伸を制限しながら、
軸方向への移動と径方向への拡張によって延伸倍率をコ
ントロールしている本発明において、ブレードの動きの
なかで径方向への拡張が早いとむしろ容器底部の肉厚が
大きく、開口部に近い部分の肉厚が小さくなり、ブレー
ドの拡張のタイミングが遅いと逆の傾向があること、さ
らに拡張の程度が大きいとそれに対応した部分の肉厚が
大きく、他の部分が薄くなるということが見出だされ
た。

【００１３】そしてこの拡張パターンは、容器高さを
Ｈ、容器胴部外径をＤとするときＨが７０ｍｍ以上１２
０ｍｍ以下であり、かつ高さと胴径の比率すなわちＨ／
Ｄが１以上１．５以下である容器に対して特に好ましく
適用される。

【００１４】以下、本発明を添付図面に基づいてさらに
詳しく説明する。図１は本発明のプラスチツク中空容器
の成形方法を実施するための装置の一例を示す断面の正
面図、図２、図３は各々ブレード先端の拡張パターンの
例を示すグラフ、図４、図５は各々成形されたプラスチ
ツク中空容器の肉厚分布を示すグラフである。

【００１５】本発明は、図１〜図３に示すように、プラ
スチツクシート１を融点近辺に加熱し、延伸用具２の軸
２１の周囲に円周状に配した複数のブレード３の先端３
１を、前記延伸用具２を軸方向に移動させることにより
前記プラスチツクシート１の一面に押し付けるとともに
前記ブレード３の先端３１を径方向に拡張させ、前記プ
ラスチツクシート１を二軸方向に延伸するにあたり、ブ
レード先端３１の拡張パターン４が、容器５半径方向を
ｘ軸、容器中心をｙ軸とし、容器５開口部５１の中心を
座標原点とし底面５２方向を正とし、容器半径、高さを
それぞれｘ、ｙ軸の１００とするとき、この座標系にお
いて(35,0),(35,32),(40,42),(40,63),(58,92),(100,10
0)の各点を結ぶ線分４１と(50,0),(50,32),(78,78),(10
0,100)の各点を結ぶ線分４２で囲まれる範囲をｙ軸を中
心に回転させてできる空間内を通ることを特徴とするプ
ラスチツク中空容器の成形方法である。

【００１６】先端３１を有するブレード３を複数本円周
状に配しこれを軸ピン６によって延伸用具２の周囲に対
称的に支持する。この延伸用具２は軸２１に固定されて
おり、軸２１の上下方向の運動により延伸用具２を軸方
向に移動させる事ができる。

【００１７】延伸用具２に軸ピン６によって取り付けら
れたブレード３は軸ピン６を支点にして径方向にのみ運
動する事ができる。

【００１８】延伸用具２が上昇しブレード先端３１が溶
融状態のプラスチツクシート１を持ち上げ成形型７に押
し込むとともに、ブレードの他端３２がカム８壁面に接
触し、カムの形状に従ったパターンでブレード先端３１
は径方向に拡張する。

【００１９】このような機構によりプラスチツクシート
１を成形型７内に押し上げて、かつブレード先端３１の
径方向拡張パターンをカム８形状により制御することが
できる。

【００２０】

【実施例】プラスチツクシート１として全体厚み５ｍ
ｍ、樹脂構成がポリプロピレン／接着性樹脂／エチレン
酢酸ビニル共重合体けん化物／接着性樹脂／ポリプロピ
レンの対称構成で、エチレン酢酸ビニル共重合体けん化
物層の厚みが０．５ｍｍのシートを使い、シート温度２
００℃、ブレード先端の軸方向移動速度が２０ｍｍ／秒
の条件でプラスチツク中空容器を成形した。

【００２１】容器高さ１００ｍｍ、容器胴部外径６７ｍ
ｍ即ち、Ｈ／Ｄ＝１．５の直缶型容器用の成形型７を用
いて、図２に示す各ブレード先端の拡張パターンでブレ
ードを拡張させ、容器成形を行った。

【００２２】パターン４１１：座標が(39,0),(39,31),
(44,42),(44,62),(59,91),(100,100)の各点を通る。

【００２３】パターン４１２：座標が(37,0),(37,58),
(60,91),(100,100)の各点を通る。

【００２４】パターン４１３：座標が(39,0),(39,31),
(44,42),(44,88),(100,100)の各点を通る。

【００２５】パターン４１４：座標が(39,0),(39,20),
(46,42),(46,62),(59,91),(100,100)の各点を通る。

【００２６】各パターンで成形した容器側壁の縦方向肉
厚分布を図４に示す。図２における線分４１と線分４２
の間に収まる本発明のパターン４１１により成形した容
器は、図４の肉厚分布Ｔ４１１に示すように厚みは均一
であり、厚みの最大と最小の差は０．０４ｍｍと極めて
少なくなった。

【００２７】一方、図２におけるパターン４１２により
成形する場合はブレード先端上昇の初期段階での径方向
拡張がなく、単に縦方向の延伸がなされ、その結果、図
４の肉厚分布Ｔ４１２に示すように容器側壁の底部側が
薄肉となった。

【００２８】また、パターン４１３では、肉厚分布はＴ
４１３に示すように、容器開口部から３０〜５０ｍｍと
なる部分の厚みが薄くなったが、この理由としてはブレ
ード先端上昇距離の６０〜９０％の高さ位置での径方向
拡張が無いため、この部分の延伸が制限を受けず肉厚が
厚くならなかったためと考えられる。

【００２９】そして、パターン４１４では肉厚分布はＴ
４１４に示すように、容器の底部に近い部分が厚くなっ
たが、この理由としてはブレード先端３１がｙ軸で２０
の高さ位置という早いタイミングで径方向拡張が開始さ
れ、底部に近い部分の延伸が制限を受けて肉厚が大きく
なったためと考えられる。

【００３０】パターン４１４，４１５における例では、
ブレード先端３１が上昇をはじめてから容器高さに対し
てｙ軸が２５〜４５の高さにおいて、径方向拡張を開始
するのが望ましいことが判明した。

【００３１】次にプラスチツクシート１として全体厚み
４．２ｍｍ、樹脂構成がポリプロピレン／接着性樹脂／
エチレン酢酸ビニル共重合体けん化物／接着性樹脂／ポ
リプロピレンの対称構成で、エチレン酢酸ビニル共重合
体けん化物層の厚みが０．４ｍｍのシートを使い、シー
ト温度２００℃、ブレード先端の軸方向移動速度が２０
ｍｍ／秒の条件でプラスチツク中空容器を成形した。

【００３２】容器高さ７０ｍｍ、容器胴部外径７０ｍｍ
即ち、Ｈ／Ｄ＝１．０の直缶型容器用の成形型７を用い
て、図３に示す各ブレード先端の拡張パターンでブレー
ドを拡張させ、容器成形を行った。

【００３３】パターン４１５：座標が(46,0),(46,31),
(74,78),(100,100)の各点を通る。

【００３４】パターン４１６：座標が(37,0),(37,58),
(60,91),(100,100)の各点を通る。

【００３５】パターン４１７：座標が(46,0),(46,31),
(100,100)の各点を通る。

【００３６】各パターンで成形した容器側壁の縦方向肉
厚分布を図５に示す。図３における線分４１と線分４２
の間に収まる本発明のパターン４１５により成形した容
器は、図５の肉厚分布Ｔ４１５に示すように厚みは均一
であり、厚みの最大と最小の差は０．０４ｍｍと極めて
少なくなった。

【００３７】一方、図３におけるパターン４１６により
成形する場合はブレードの径方向拡張が大きく、最後に
縦方向の延伸がなされ、その結果、図５の肉厚分布Ｔ４
１６に示すように容器開口部直下が薄肉となり厚みふれ
も大きい。

【００３８】これは、ブレード３が、その押し上げ位置
に比較して径方向の拡張が大きすぎて制限されながらの
延伸が生じて肉厚が大きくなり、最後に延伸される開口
部に近い部分はプラスチツクシートが不足した状態にな
るためと考えられる。

【００３９】また、パターン４１７ではパターン４１６
に比較して径方向拡張速度を緩やかにしたが、肉厚分布
Ｔ４１７に示すように容器開口部直下が薄肉となる。

【００４０】

【発明の効果】本発明はプラスチツクシートを融点近辺
に加熱し、延伸用具の軸の周囲に円周状に配した複数の
ブレードの先端を、前記延伸用具を軸方向に移動させる
ことにより前記プラスチツクシートの一面に押し付ける
とともに前記ブレードの先端を径方向に拡張させ、前記
プラスチツクシートを二軸方向に延伸するにあたり、ブ
レード先端の拡張パターンが、容器半径方向をｘ軸、容
器中心をｙ軸とし、容器開口部の中心を座標原点とし底
面方向を正とし、容器半径、高さをそれぞれｘ、ｙ軸の
１００とするとき、この座標系において(35,0),(35,3
2),(40,42),(40,63),(58,92),(100,100)の各点を結ぶ線
分と(50,0),(50,32),(78,78),(100,100)の各点を結ぶ線
分で囲まれる範囲をｙ軸を中心に回転させてできる空間
内を通ることを特徴とするプラスチツク中空容器の成形
方法であるので、深絞りのプラスチツク中空容器を成形
する場合においても、容器側壁の肉厚分布を均一にする
ことができ、薄くなるおそれがないので容器壁厚みを余
分に設定する必要がないため、原料削減と同時に成形時
の冷却時間の短縮が可能となり生産速度の向上が計れる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチツク中空容器の成形方法を実
施するための装置の一例を示す断面の正面図

【図２】ブレード先端の拡張パターンの例を示すグラフ

【図３】ブレード先端の拡張パターンの例を示すグラフ

【図４】成形されたプラスチツク中空容器の肉厚分布を
示すグラフ

【図５】成形されたプラスチツク中空容器の肉厚分布を
示すグラフ

【符号の説明】

１ プラスチツクシート ２ 延伸用具 ２１ 延伸用具の軸 ３ ブレード ３１ ブレードの先端 ４ 拡張パターン ４１ 線分 ４２ 線分 ５ 容器 ５１ 開口部 ５２ 底面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲田 護 滋賀県長浜市三ツ矢町５番８号 三菱樹脂 株式会社長浜工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチツクシートを融点近辺に加熱し、
   延伸用具の軸の周囲に円周状に配した複数のブレードの
   先端を、前記延伸用具を軸方向に移動させることにより
   前記プラスチツクシートの一面に押し付けるとともに前
   記ブレードの先端を径方向に拡張させ、前記プラスチツ
   クシートを二軸方向に延伸するにあたり、ブレード先端
   の拡張パターンが、容器半径方向をｘ軸、容器中心をｙ
   軸とし、容器開口部の中心を座標原点とし底面方向を正
   とし、容器半径、高さをそれぞれｘ、ｙ軸の１００とす
   るとき、この座標系において(35,0),(35,32),(40,42),
   (40,63),(58,92),(100,100)の各点を結ぶ線分と(50,0),
   (50,32),(78,78),(100,100)の各点を結ぶ線分で囲まれ
   る範囲をｙ軸を中心に回転させてできる空間内を通ると
   ともに、容器開口面を始点とし(100,100)の座標を最終
   到達点とし、かつ其の軌跡はｘ、ｙ軸ともに正方向にの
   みの運動を伴うことを特徴とするプラスチツク中空容器
   の成形方法。
2. 【請求項２】ブレード先端の拡張パターンが、ｙ軸が２
   ５〜４５の範囲に到達した時点でｘ軸が拡張を開始し、
   また最終到達点へはｘ軸が拡張しながら到達することを
   特徴とする請求項１のプラスチツク中空容器の成形方
   法。
3. 【請求項３】容器高さをＨ、容器胴部外径をＤとすると
   きＨが５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であり、かつ高さと
   胴径の比率すなわちＨ／Ｄが０．８以上１．５以下であ
   る請求項２のプラスチツク中空容器の成形方法。