JPS621809B2 - - Google Patents

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JPS621809B2
JPS621809B2 JP56172166A JP17216681A JPS621809B2 JP S621809 B2 JPS621809 B2 JP S621809B2 JP 56172166 A JP56172166 A JP 56172166A JP 17216681 A JP17216681 A JP 17216681A JP S621809 B2 JPS621809 B2 JP S621809B2
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JP
Japan
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mold cavity
cavity
mold
lid
resin
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JP56172166A
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Bansu Peezurii Geerii
Jooji Arutoshuuraa Jei
Romuraa Yoozefu
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Coca Cola Co
Original Assignee
Coca Cola Co
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Publication date
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Publication of JPS621809B2 publication Critical patent/JPS621809B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体生成物容器のふた(closures)、
それを製造する方法及び装置に関する。更に詳し
くは、本発明は天然コルクの外観に似ている成形
された合成プラスチツクふた及びそれを製造する
成形技術に関する。
ポリウレタン、ポリスチレン又はポリオリフイ
ンの射出成形又は押出しによつて発泡された熱可
塑性プラスチツクから物品を製造することはこれ
までに知られている。これらの場合に熱可塑性プ
ラスチツクは材料を膨張又は発泡(blow)する
ための種々のプロペラント又は試薬の作用によつ
て多孔性の固化されたフオーム状構造体をとる
(assume)ために粒状形態から膨張させることが
できる。普通の実施に従えば、発泡体は普通は、
熱可塑性樹脂状材料内に溶解されるか又は緊密に
配合されているガス又はガス発生物質であり、一
方それは膨張されていない粒状形態にある。かか
る混合物に熱を加えることは発泡剤が放出される
か又は熱的に膨張されることを引起こし、一方熱
可塑性材料はそれが十分に軟化されそして膨張す
る発泡剤が熱可塑性材料を所望のフオーム構造体
に膨張させることを可能とするようにたわみ性で
ある発泡温度に到達する。
発泡された熱可塑性プラスチツクの押出成形の
特定の場合に、平行なグレン構造(parallel
grain structure)を表面に付与することによつ
て天然木材に似せるようにそのように製造された
物品の表面を装飾することも知られている。かか
る装飾は特に、膨張する樹脂の対応する数のスト
ランドを形成する多数の開口を有するダイを通し
て材料を押出し、これらのストランドを平行な関
係において集め、次いでそれらを所望の長さの本
体に合着させる(coalesce)ことによつて達成さ
れる。ストランドの接触表面は平行なグレンライ
ンをつくり出し、これは仕上げられた物品の表面
に明らかに見ることができ、そして天然の木材グ
レンに似ている。
フオーム熱可塑性樹脂の射出成形の特別な場合
においては、キヤビテイが膨張されていない材料
によつては完全に充填されていないが材料が膨張
するにつれて充填されるように測定された量の膨
張可能な熱可塑性樹脂を取囲まれたキヤビテイに
射出することによつて物品を成形することは知ら
れている。膨張が起こるにつれて、軟化した樹脂
は、金型キヤビテイの相対的に冷い壁と接触する
ようにガス状発泡剤によつて強制され、金型キヤ
ビテイにおいて、壁と直接接触している樹脂の部
分は固化され、そしてキヤビテイの形状に合致
し、バリヤーとして機能する密な外層又は皮
(skin)を形成し、それによつて物品からのガス
状発泡剤の逃散を防止し、そして物品の内部領域
にガス泡がエントラツプすることを引起こす。か
くして、このようにして成形された物品は多孔性
のフオーム状内部及び、金型のキヤビテイと同じ
一般的寸法及び形状を有しそして大抵の物質を本
質的に不透過性である密な外殻又は皮により特徴
づけられている。
前記した射出成形プロセスにおいて、ポリオレ
フイン共重合体、エチレン酢酸ビニルの如き或る
種の高度に柔軟な熱可塑性材料を使用することに
よつて、得られる発泡された物品は他の天然及び
合成エラストマーから製造された同様な製品に極
度に類似する弾性特性を示すであろう。この柔軟
性及び弾性プラス本質的に不透過性の皮の存在
は、これらの同じ物品が、もし正しい寸法及び形
状に成形されるならば、容器開口へと圧縮されそ
して嵌合され、次いでは、膨張せしめられ、開口
を充填し、そしてその周囲(perimeter)のまわ
りの連続的シールをつくり出すことによつて液体
製品容器用ふたとして機能することを可能とす
る。
故に、かかる物品は、理論的に、医薬、ワイン
及び酒精(spirits)の容器に使用される天然コ
ルクの如きより慣用の材料から製造された同様な
ふた装置に代る代替物として有用である。実際、
液体製品容器、特に、ワイン製品のための容器に
おいて天然のコルクふたを射出成形された発泡し
た熱可塑性プラスチツクからのふたを製造しそし
て使用することによつて代替せんとする努力は余
り成功しなかつた。これは先ず考えられるのは、
かかるクロージヤに対する審美的に引起こされた
消費者アピールの欠如、及び密な外皮はふたを本
質的に不透過性とするのに必要であるが、特にこ
れらの物品のシーリング期間中密な外皮上に漏洩
チヤンネルが形成される場合にはこれらの物品の
シーリング機能にとつて有害であるという多孔性
内部コアに対する密な外皮の関係によるものであ
つた。
かかる先行技術のふたは液体製品容器に嵌合さ
れるべく圧縮されなければならないので、ふたの
密な外皮にしわがよりそして発泡された物品の外
側表面において長手方向チヤンネルを形成する傾
向がある。かかるチヤンネルは容器内容物に対す
る漏洩通路を形成し又は医薬品もしくは食品製品
の場合における周囲の空気の如き入れられるべき
製品にとつて有害な物質の進入(ingress)を許
すことがある。試験はこれらのチヤンネルが、密
な外皮と発泡された物品の多孔性内部コアとの間
の相対的に大きなボイド空間の存在により主とし
て引起され、それらの存在は物品の成形期間中に
起こるところの以前には認識されていない現象の
結果であることを示した。密な外皮は多孔性内部
コアよりはるかに大きい圧縮に対する抵抗を有す
るので、それは任意の利用可能なボイド空間にか
たよらせて他の方法での連続的な周囲シールの破
裂をもたらし得るふたの外側表面上にチヤンネル
をつくり出す傾向がある。
前記問題に加えて、先行技術の成形されたふた
は均一ではなくそしてデザイン及び性能において
一定していなかつた。かくして、かかる先行技術
ふたは、医薬、ワイン及び酒精の容器に使用され
る天然のコルクの如き同様なふた装置に対する代
替として容易に許容され得ることは見出されなか
つた。天然コルクが種々の穴及び屈曲部
(crooks)を含み、そしてしばしば製品容器に挿
入され又は製品容器から引き抜かれるときぼろぼ
ろに砕けそして破断することは良く知られてい
る。
従つて、本発明の主要な目的は、発泡されたプ
ラスチツク内部と、圧縮されるとき何ら認められ
る程のしわ寄りを受けない液体不透過性のプラス
チツク外皮を有する成形された液体製品容器ふた
を提供することである。
本発明の他の目的は、ふたが天然コルクの外観
に似るようにふたの外皮を装飾する方法を成形技
術に導入することである。
本発明の他の目的は、合成コルク物品と、液体
製品容器のためのふたとして使用されるとき天然
コルクの物性の多くに近づく合成コルク物品をつ
くる手段とを提供することである。
本発明の他の目的は、合成コルク物品及びワイ
ンボトル栓(stopper)として使用でき且つ通常
のコルク抜きを使用して除去できる合成コルク物
品をつくる手段とを提供することである。
本発明の他の目的は、合成コルク物品と、現存
のびん詰装置において該装置を損なうことなくコ
ルク代替物として使用できる合成コルク物品をつ
くる手段を提供することである。
本発明の他の目的は、製品容器に挿入され又は
製品容器から抜き出されるとき破断したりぼろぼ
ろに砕けたりせず、均一性を伴なつて製造され得
る合成コルク物品を提供することである。
かくして、本発明の組合わさつた目的は、合成
コルク物品と、それをつくる手段であつて、その
中へ又はそれから外への漏れの恐れのない液体製
品容器のためのふた又はふたの一部における天然
コルクに対する代替物として満足できるように性
能し、そしてワイン及びアルコール飲料
(liquor)製品用容器の如き容器における天然の
コルクふたに対する審美的要求を満足させる合成
コルク物品をつくる手段とを提供することであ
る。
本発明の目的は、各金型キヤビテイ内で単一の
且つ連続的な細長いストランドに材料を形成する
各金型キヤビテイにおける単一オリフイスを通し
て各金型キヤビテイーに熱可塑性樹脂を射出する
ことによつて達成される。
ストランド長さが各金型キヤビテイにおいてつ
くりあげられるにつれて、それは、単一の且つ連
続した細長いストランドを該ストランドが金型キ
ヤビテイ内で抵抗に会うとランダムに集めそして
その長さに沿つて種々の点でそれ自体接触するよ
うに強制するキヤビテイ壁によつて内蔵される。
発泡剤の膨張はストランドのランダムに位置した
ループを膨張させそして合着させて、成形された
物品の表面に従来の公知技術に従つて製造された
押出された物品の表面に見出されるグレンライン
に類似したしかし、明らかに真直ぐ又は平行では
なくて種々の方向の、時には交差しており、そし
て単一の連続的な細長い樹脂のストランドから形
成されるグレンを成形された物品の表面に残す。
これらの物品も又、その端部を含む全外側表面に
ランダムに配向したグレンラインを含み、かくし
て押出しにより製造された物品に対して、普通は
物品の端部上にランダムに配向したグレンライン
を含まないという改良を構成する。これらのラン
ダムに配向したグレンラインは、液体製品容器用
のふたの天然のコルク部分と同じ一般的寸法及び
形状を有する物品の全表面において具現されると
き物品が外観において天然コルクに似ることを引
起す。
物品のその後の圧縮期間中のしわ寄りに対する
抵抗は、発泡した材料が密な外皮と物品の発泡し
た内部との間に大きいボイド空間を形成する傾向
をなくする成形装置に対する特定の技術及び一連
の態様を本発明の成形方法に取込むことによつて
満足できる水準に改良される。
これは各物品に使用されるべき樹脂材料のすべ
てが金型キヤビテイに入ること及び各キヤビテイ
入口が樹脂の膨張に先だち積極的にシールされて
キヤビテイ壁に隣接した固化した外皮を形成する
ことを保証することによつて達成される。
相対的に硬質の密な外皮が形成されて後材料が
更に入つてくることは、成形されるべき材料内に
剪断境界層を形成し、そして密な外皮に対してシ
フトする物品の未だ軟い内部コアを生じ、かくし
て密な外皮と内部コアとの間の材料結合を破断す
ることが従来の成形技術において見出された。ガ
ス圧力は、その後密な外皮から離れるように物品
の多孔性内部コアを強制し、それによつて硬質の
且つ密な外皮の直ぐ下に大きなボイド空間をつく
り出す。密な外皮と多孔性内部コアとの間の完全
な結合の欠如は、成形された物品の圧縮期間中、
成形されたクロージヤー装置の二つの構成成分
(即を密な外皮及び多孔性内部コア)間の相対運
動を生じ、それはしわ寄り及び成形されたふた装
置の外側表面上の漏洩通路を生じる。
射出及び膨張段階の年代順の分離は、下記のこ
とを含む本発明の改良された成形技術及び装置に
対する種々の態様によつて達成される: 1 複数の金型キヤビテイの各金型キヤビテイ内
の排気の対応する最小化による使用可能な射出
圧力及び速度の最大化、その結果として射出期
間中膨張可能な樹脂の迅速な進入及び熱可塑性
樹脂の膨張を制限して各キヤビテイの射出が完
了するまで固化した外側を形成する変位したガ
スの反対の遅い逃散によつて生じる各キヤビテ
イの一時的加圧。
2 樹脂流のための連続したチヤンネルが、その
特定のキヤビテイの成形サイクルの射出部分の
完了に続くその関連したキヤビテイ及び加熱さ
れたライナチヤンネルにおける各中断(shut
off)の間に存在しないように、各キヤビテイ
への又は各キヤビテイからの材料の流れを遮断
する積極的手段を、すべての材料が各金型キヤ
ビテイに到達するように流れなければならない
各金型キヤビテイの単一の小さなオリフイス内
に導入することによるライナレス成形技術の創
造。
3 そのそれぞれの射出オリフイスを通る各金型
キヤビテイへの又は各金型キヤビテイからの材
料の移行の期間が積極的に制御され得るように
各キヤビテイへの材料の射出を開始し且つ終る
手段としてのその関連したキヤビテイにおける
各遮断装置の使用。
本発明の目的及びその付随する利点は、同様な
部品を命名するのに同様な参照文字を使用する添
付図面を参照することによつて容易に明らかとな
るであろう: ワイン及び酒精の如き医薬及び食品生成物の容
器用のふたの天然コルク部分に対する代替物とし
て満足できる程に機能できる合成コルクふた装置
を与えるのに、かかる物質の寸法、形状、表面平
滑さ、弾性、密度分布及び審美学的外観を制御す
ることが必要であることが見出された。これらの
分野において所望の結果を達成するのに特に重要
であることが見出された因子には熱可塑性樹脂の
タイプ及びブレンド、発泡剤のタイプ及び水準、
加工温度、射出圧力及び速度、金型デザイン及び
金型温度が包含される。
本発明に使用される基質樹脂材料は好ましくは
エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)の如き
良好な柔軟性及び弾性を有するポリオレフインで
ある。最終物品における所望の特性の正確な組合
せを達成するために、共重合体中に含まれる酢酸
ビニルの百分率(%VA)及び樹脂のメルトイン
デツクスに基づいてEVA材料を選ぶことが必要
であり、典型的に使用可能な樹脂グレードは9%
乃至25%VA及びメルトインデツクスにおいて2.0
乃至8.0と様々であり、そして多くの供給源から
入手可能である。仕上げられたふたの特性は少量
の硬度変性添加物たとえばポリエチレンホモポリ
マー又はイオン的に架橋したエチレン−メタクリ
ル酸共重合体を基質樹脂に添加することによつて
強化することができる。かかる硬度変性添加物、
たとえばポリエチレンホモポリマー又はイオン的
に架橋したエチレンメタクリル酸共重合体の添加
は仕上げられた物品の硬度及び強度を変える傾向
がある。
基質樹脂又は樹脂の混合物に、適当な化学発泡
剤を加えて樹脂を正しい密度に膨張させる。好ま
しい発泡剤はアジジカルボンアミド(ABFA)で
ある。何故ならばその分解温度はEVA樹脂の普
通の加工範囲にあり、そのガス発生速度は比較的
高い速度であるからである。もちろん、他の公知
の発泡剤、たとえばアゾデカルボノキシド
(azodecarbonoxide)を本発明の精神及び目的か
ら逸脱することなく使用することができる。
添加されるべき発泡剤の量は仕上げられた物品
における所望の密度分布及び粗原料の加工温度に
依存する。たとえば発泡剤水準の割合及び/又は
加工温度を最小にすることによつてあまり密でな
い外皮及び多孔性の少ない内部コアを示しそれに
より密度分布を物品全体にわたりより均一ならし
める物品が製造され、もちろん、これは成形され
た物品の外表面上の漏洩経路を防止するのにより
望ましいことである。
樹脂及び化学発泡剤の他に、粗材料ブレンドに
顔料を加えて成形された物品にコルク状色を与え
る。場合により、そのすべては物品の生産性及
び/又は性能に僅かな改良を加えることができる
ところの表面潤滑剤、化学発泡剤、活性化剤及び
紫外放射安定剤を含む多数の他の材料を加えるこ
ともできる。
合成コルクふたを製造するのに、適当な量の上
記材料の各々を成形に先立ち完全に混合する。
典型的に好ましいブレンドは下記の如くであ
る: EVA、9−25%VA及びメルトインデツクス2.0−
8.0 80重量% ポリエチレンホモポリマー 19% ABFA 0.5% 顔料ブレンド 0.5% 100.0重量% このブレンドを使用すると、しばしば使用され
るタイプの24mm直径、1.75インチ長さのふた12
は標準750mlワインボトルであり、そして第3図
及び第4図に示された如く、370−400〓の範囲の
加工温度で製造される。この特定のふた寸法及び
得られる密度分布は、同様な天然コルクふた又は
異なつた密度分布の他の合成コルクふたより優れ
た機械的性能特性を示した。他のスタイルのふた
は材料のこのブレンドを使用して製造することが
できそして匹敵する結果を示した。これらは第5
図に示された如き把持のための拡大した端部12
Aを有するふた12及び第6図に示された如き接
着剤によつて金属、プラスチツク又は木製キヤツ
プ13に後に取り付けられ又は接着される2片ふ
た(2−piece closure)の柄部12Sを包含す
る。
成形された物品の冷却時間を最小にするため、
最適金型温度は70−90〓であることが見出され
た。成形の後、ふたは各金型キヤビテイから冷却
目的のための水又は冷凍された環境へ突出され
る。
保証付きのコルク状色及び外観を達成するため
に、顔料ブレンドの一部として粗く粉砕された粉
末状顔料の使用はふたの表面に又は近くに斑点
(specks)を残すことによつて仕上げられた物品
のコルク状外観を高めることが本発明の発見であ
る。これらの斑点はかかる“きず”
(blemishes)も含有するコルクへの類似性を改
良する。好ましい態様において、顔料ブレンドの
少なくとも5%が40〜60ミクロンの範囲の粒径を
有するFD & C保証アルミナ−レーキ粉末
(FD & C Certified alumina−lake
powder)を含有した顔料ブレンドが使用され
た。かかる顔料ブレンドはコルク状色及び外観を
有するふたを製造した。
ふたとして十分に性能しそして天然コルクに類
似する装飾表面を具備する物品を製品するため
に、溶融した樹脂材料を単一の長い連続的ストラ
ンドの形態で各金型キヤビテイに射出せしめる特
定の金型を設計することが必要である。これは、
キヤビテイに入るすべての樹脂が通過しなければ
ならない非常に小さな寸法の単一の開口又はゲー
トを複数の金型キヤビテイの各金型に取付けるこ
とによつてなされる。表面装飾はオリフイスの寸
法を変えることによつて変え得ることが見出され
た。しかしながら、0.030インチ乃至0.055インチ
のオリフイス直径を使用して成形された物品は審
美学的観点からは最も好ましいものであつた。射
出ユニツトからの溶融した樹脂材料に対する圧力
はそのそれぞれのオリフイスを通して各キヤビテ
イに射出されることを溶融した樹脂材料に強制
し、それによつてキヤビテイにおいて軟化した樹
脂の単一ストランドを付着させる(deposite)。
各ふたのキヤビテイ壁はストランドに対する抵抗
を生じそしてキヤビテイを充填するように膨張す
るコイルのランダムに配向した群に集まるように
ストランドを強制する。膨張期間中ループの合着
は、固化に続いて物品の表面に明らかに見られる
ランダムに配向したグレンラインをつくり出す。
ランダムに配向したグレンラインの存在は天然コ
ルクに良く似た成形された物品をもたらす。これ
らのランダムに配向したグレンラインは、40−60
ミクロンの範囲の粒径を有するFD&C保証付ア
ルミナ−レーキ粉末少なくとも5%を含有する顔
料ブレンドを使用することによつて効果を強める
ことができる。
使用し得る金型の一つのタイプは第1図に示さ
れる。成形された物品の容器をシールする能力は
容器に接触する表面上のその平滑さによつて改良
されるので、この表面はパーテイングライン又は
ゲートきずを含まないことが望ましい。故に、金
型はパーテイングラインが接触表面の縁に沿いそ
してゲーテイングはふたが容器をシールするのに
使用されるとき、容器に接触しない表面に形成さ
れるふたの端部に達成されるように設計されるべ
きである。スプルーS及びランナEAと名付けら
れた、金型キヤビテイへのプラスチツクフローの
ための恒久的チヤンネルを使用する第1図の金型
において、突き出しシーケンス期間中分離する少
なくとも4枚のプレートを有する金型が必要とさ
れた。プレートAは、スプルーS及びランナEA
に残る固化した材料10を突き出し期間中成形さ
れた物品から離れるように引張る手段を有するス
プルーブツシングSBUを含む。プレートX−1
はスプルーブツシングSBUから固化した材料を
ストリツプするように設計されている。プレート
X−2はキヤビテイの頂部表面を形成し、そして
キヤビテイCへの材料の射出のために必要なラン
ナEA及びオリフイスゲートOGを含む。プレート
Bはそれ自体、キヤビテイCを含む。
プレートAを含む四枚のプレートは第1図に示
されているけれども、3枚のプレートX−1,X
−2及びBは常用のタイプの3枚プレート射出金
型を構成する。使用に際しては、プレートAはプ
ラテン上の対応する穴と整列するようにロケーテ
イングリングLRを使用して成形機の固定された
プラテン(示されていない)にボルト締めされ
る。エジエクタハウジングEHは次いで移動する
プラテン(示されていない)にボルト締めされ
る。次いで金型は下記の如くして金型を開閉する
可動プラテンの移動によつて簡単に操作される:
示されている完全遮断位置から、可動プラテンは
金型を引き離し、プレートは四つのガイドピン
GP上を滑る。金型はパーテイングラインP1又
はP2においてもともと分かれていてよい。パー
テイングラインP1を仮定すると、相互にボルト
締されているエジエクタハウジングEH及びプレ
ートBプラスプレートX−2は、ストリツパボル
トSE2がテークアツプする(take up)まで可動
プラテンと離れて移動する。この作用は成形され
た部品12とスプルーS及びランナ10における
固化した材料との間の接続をゲート開口OGにて
遮断する。テークアツプ時に、X−1及びX−2
プレート間の距離は保持され、そしてプラテンが
移動し続けるにつれて金型はパーテイングライン
P2で分かれる。プレートBは、ストリツパボル
トSB1がテークアツプするまでプレートX−2
から分離し続けるであろう。この移動期間中、エ
ジエクタプレートEPは固定されたストツプと接
触してエジエクタピンEJをプレートBが移動し
続けながら依然としてそのままであるように強制
する。これは成形された部品12がそれらのそれ
ぞれのキヤビテイから自動的に突き出されるよう
に強制する。
ストリツパボルトSB1及びSB2がテークアツ
プされて後、プレートX−1はプレートAから離
れるように引張られる。プレートX−1はふくら
み(bulge)BUを有するスプルーチヤンネル5及
びランナEAの形状を形成するスプルー及びラン
ナチヤンネルにおける固化した材料によつて所定
位置に始めから保持されていた。ふくらみは、X
−2が離れるように始動するとスプルーブツシン
グSBU内に固化した材料10を保持し、スプル
ー及びランナがゲートOGにて破断することを可
能とする。プレートX−1が移動することを開始
すると、それは固化した材料に作用してそれをス
プルーチヤンネルから引張る。プレートX−1
は、固化した材料がチヤンネルから引張られて後
それがスロツトを通つて且つ金型から外れて落下
するようにスロツトルをつけられてる(示されて
いない)。金型は可動プラテンを逆転することに
よつて再閉止される。
動作においては、射出ノズル弁N1はスプルー
ブツシングSBUと接触せしめられる。次いでそ
れは退却ピンP1によつて開かれそして軟化した
樹脂はスプルーブツシングSBUによつて規定さ
れたスプルーチヤンネルに射出され、スプルーブ
ツシングSBUにおいて樹脂は先ず膨張し始め
る。しかしながら連続した射出はスプルーチヤン
ネルを充填しそして加圧し、樹脂をそのもとの状
態に向けて圧縮する。或る圧力では、樹脂は金型
キヤビテイCに通じる小さなオリフイスゲート
OGを通つて射出され始め、金型キヤビテイCに
おいては樹脂は再び膨張し始める。適当な時間
に、各キヤビテイCが完全に充填される前に、ノ
ズル弁N1は遮断され、スプルーチヤンネルへの
材料の流れを停止する。しかしながら、材料は二
つの異なつた圧力が等しくなろうとするにつれて
減少する速度でスプルーチヤンバから金型キヤビ
テイへ流れ続ける。
或る点で、樹脂の最初の温度及び粘度特性、金
型温度及びオリフイスOGの寸法に依存して、オ
リフイスそれ自体内の材料は移動を停止し、そし
て固化し、キヤビテイCへ又はキヤビテイCから
の更なる移動を防止する。この射出シーケンスと
同時に、キヤビテイCに入る材料は膨張を受け、
膨張の速度は材料ブレンド、材料温度、キヤビテ
イCにおける排気に関しての金型のデザイン及び
射出された材料の全量の関数である。樹脂ブレン
ド又は温度における微妙な変化は実際にキヤビテ
イに入る樹脂の量の相当な差を生ぜしめることが
見出された。故に、十分にバランスしたランナシ
ステムは金型機械(nold machine)において必
要である。
金型への材料の迅速な射出は液体製品容器用ふ
たとしての成形された物品のその後の性能にとつ
て重要である。もし射出が余りにもゆつくりと起
こるならば、キヤビテイに入る樹脂の最初の部分
は、膨張し、金型キヤビテイの相対的に冷い壁に
接触しそして樹脂の残りがキヤビテイに入ること
ができる前に硬質の且つ密な外皮に固化する時間
を有するであろう。この密な外皮が形成した後の
連続した射出は未だ軟い内部コアと硬質外皮との
間に、成形されている物品内の剪断境界層を形成
し、これは二つの部分間のシフトをもたらす。こ
のシフトは成形されたふたの二つの別個の部分間
の材料結合を破断する。膨張するガスは最終的に
境界層表面に集まり、そしてふたの二つのセグメ
ントを切離すように強制し、それによつて第7図
に示された如きふたの密な外皮のすぐ下に大きな
ボイドVをつくり出す。
液体製品容器に使用するための成形されたふた
12のその後の圧縮期間中、これらのボイドは物
品の密な外皮が圧縮を回避するように歪める
(deflect)空間として作用し、それによつて、成
形されたふた表面上に長手方向チヤンネルをつく
り出す。これらの長手方向チヤンネルは成形され
たふたと容器壁間の漏洩路となり、物質が容器へ
入り又は容器から出るのを許容する。これらの漏
洩を回避するために、樹脂材料の膨張に先立ち金
型キヤビテイへの樹脂材料の射出を完了して硬質
且つ密な外皮を形成することによつてボイド空間
の存在を除去することが必要である。
第1図の金型は、本発明の一つの目的、即ち、
天然コルクに似た外観を有する合成コルクを達成
するのに首尾良く使用することができる。しかし
ながら、第2図の金型及び後記する金型を使用す
る方法は前記したボイド空間の形成を除去する。
第2図の金型ははるかに少ない部品が存在する
ことを除いて第1図の金型と同様に作用する。何
故ならば固化しない物質はスプルー及びランナー
チヤンバから突き出されなければならないからで
ある。その代わりにホツトランナーシステムが使
用される。ホツトランナーマニホルドHR及びホ
ツトチツプブツシングHTBは、ランナシステム
EAにおいてプラスチツク樹脂が固化するのを防
止するヒーター(示されていない)を含む。一つ
のパーテイングラインP1がプレートAとBとの
間に存在する。何故ならばX−1及びX−2プレ
ートはもはや存在しないからである。
ボイド空間を除去するというこの仕事を達成す
るために、成形機に対して使用できる最大値(試
験の時点で約16000psi)に射出圧力を増加し、そ
して(射出圧力はこの場合には流体圧流体シリン
ダによりつくられるので)非常に高い圧力が射出
期間中すべての時点で樹脂に対して保持され得る
ようにシリンダへの加圧された流体圧流体のフロ
ーチヤンネルを拡大することが望ましい。次に、
金型キヤビテイ排気はキヤビテイCを形成するプ
レートA及びBの如き金型部品間のクレアランス
を減少することによつて最小に減少されるべきで
ある。これはキヤビテイが樹脂の進入により一時
的に加圧されること及び樹脂の膨張を制限するの
に役立つ圧力がより長く保持されるように空気の
その後の置換をもたらす。
しかしながら、非常に速い射出時間及び最小排
気を用いてすら第1図の金型の如き金型が使用さ
れる場合には、いくらかの剪断境界層損傷が、実
際の射出が止まつて長い後スプルーチヤンバから
キヤビテイCへの加圧された材料の連続したゆつ
くりした進入により成形された物品12の内部に
依然として起こり得る。材料の移行をより直接に
制御するには、オリフイスゲートOGそれ自体内
に弁を導入することが必要であるというのが本発
明の発見である。これは第2図に示された好まし
い金型及び弁形状の本発明に導く。
第2図の弁ピンSPは金型のオリフイスゲート
OGに嵌合しそしてスプルーなしの成形を可能と
するという意図する機能を達成するように特定的
に設計されている。
ピンSPはランナシステムEAにおいて前後に滑
り、オリフイスゲートを開閉する。ピンSPは第
2図に示された如きピストン装置PNを使用して
流体力により又は空気圧式に動力を与えられるこ
とができる。シーリングは、オリフイスゲート
OGの先端で達成されて樹脂の早過ぎる膨張を防
止するという事実は更に重要である。
この第2図の金型を使用すると、ノズルをホツ
トランナマニホルドHRと接触させ、弁P1及び
SPを開き、測定された量の樹脂を各キヤビテイ
に射出することによつて第1図における如くサイ
クルが開始される。やはり、各キヤビテイが完全
に充填される前に、弁は遮造され、材料が各キヤ
ビテイCにおいて既に膨張することを可能とす
る。しかしながら、第2図の遮断ピンは開口OG
において金型キヤビテイに直接隣接しているの
で、キヤビテイCへの材料の連続した遅い進入を
引起し得る。成形された物品12の冷却及び固化
期間中成形されている材料とは軟化し、加圧され
た材料の何らの容量も直接接触していない。高い
射出圧力及び最小金型排気の連続した使用によつ
て、この第2図のデザインにおいて、その膨張に
先立ち各金型キヤビテイ正味への材料の射出を完
了し、終結して皮を形成することが可能である。
かくして望ましくないボイド空間の形成はなくな
る。
成形サイクルの残りは第1図の金型の動作にお
いて述べた如き他の常用の射出成形動作に類似し
ている。十分な冷却期間の後、金型は開き、固化
したふた12は水又は同様な冷凍した環境に自動
的に突出される。金型を再び閉じると、サイクル
の繰返しが始まる。第8図に示された如き第2図
のこの方法により成形されたふたは先の方法の境
界層に生成したボイドの何れも示さないことが見
出された。液体製品容器におけるその後の使用
は、ふた表面のチヤンネルによる漏洩の問題はな
くなつたことを示した。更に、現存の成形方法に
おいては、スプルー及びランナチヤンバにおける
固化によつて材料は何ら消費されず、それによつ
て成形コストを減じる。
本発明をかくして説明したが、本発明は多くの
方法で変更し得ることは明らかである。かかる変
更は本発明の精神及び範囲からの逸脱であると見
なされるものではなくそして当業者にとつて明ら
かであるすべてのかかる修正は特許請求の範囲内
に包含されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
第1図は天然コルクに似た液体製品容器のため
のふたを製造しようとする際に使用できる典型的
金型の断面図、第2図は天然コルクに似ているが
成形された物品の外部表面上に望ましくないチヤ
ンネルを持たず且つ認め得るしわ寄りを受けない
液体製品容器用のふたの製造のための本発明の好
ましい態様の金型の断面図、第3図は本発明に従
う液体製品容器用ふたの一つの態様の斜視図、第
4図は本発明のふたの他の態様の斜視図、第5図
は本発明に従う液体製品容器用ふたの更に他の態
様の斜視図、第6図はふたの一部に本発明を採用
した液体製品容器用ふたの斜視図、第7図は第1
図の金型から形成された液体製品容器用ふたの断
面図、第8図は第2図の金型からつくられた本発
明に従う改良されたタイプの液体製品容器用ふた
の断面図である。 図において、10……固化した材料、12……
ふた、13……キヤツプ、S……スプルー、EA
……ランナ、A……プレート、B……プレート、
X−1……プレート、X−2……プレート、OG
……オリフイスゲート、C……キヤビテイ、GP
……ガイドピン、P1,P2……パーテイングラ
イン、EJ……エジエクタピン、V……ボイド、
SP……弁ピン、HR……ホツトランナマニホル
ド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱可塑性樹脂製の天然コルク様外観を有する
    ふたを製造する方法であつて、 (A) 入口オリフイスを備えた金型キヤビテイを準
    備し、ここで該金型キヤビテイは予め決められ
    た内部寸法を備えて該ふたの形状を有し、そし
    て、入口オリフイスと対向する該金型キヤビテ
    イの壁はその中に熱可塑性樹脂のストランドを
    形成するに十分な空間で該入口オリフイスから
    離れている; (B) 金型キヤビテイを充満するに必要な量よりも
    少ない量で且つストランドの形態で、膨張しう
    る熱可塑性樹脂を該金型キヤビテイの中へ高圧
    で速かに射出し、ここで該ストランドはランダ
    ムに向いたコイルとして該キヤビテイ中に集め
    られ、そして該射出によつて該金型キヤビテイ
    中に形成される圧力は一時的に該キヤビテイを
    加圧し、それによつて熱可塑性樹脂の膨張を該
    熱可塑性樹脂の射出が完結するまで遅延させて
    ストランドの本来の形態を維持し; (C) 該一時的加圧と同時に、該金型キヤビテイの
    制御された最低排気を通して該射出された熱可
    塑性樹脂によつて置換された空気の1部をゆつ
    くり除去し、それによつてコイル状の樹脂を該
    最低排気を持続しつつ制御された操作で膨張さ
    せて該金型キヤビテイを充満させ、ここで該金
    型キヤビテイの壁は、樹脂が該壁と接触したと
    き、該樹脂を硬い外皮へ固化させるに十分な冷
    却された温度にあり、それによつて膨張中の該
    コイルの合体が天然コルクの外観に似た該ふた
    の表面のランダムに配向したグレンラインをつ
    くる、 ことを特徴とする方法。 2 該金型キヤビテイがスプレーのない金型内に
    配置されそして該ふたの形状を規定する壁を有
    し、そして入口オリフイスが該壁の1つに設けら
    れ、そして該ストランドは該入口オリフイスを通
    つて該金型キヤビテイに直接射出される予め決め
    られた量の膨張可能なプラスチツク材料を含有
    し、そして 該予め決められた量の熱可塑性樹脂材料が該キ
    ヤビテイに射出されるとただちに該入口オリフイ
    スをシールして該キヤビテイへの樹脂材料の更な
    る流れを停止し、そして該樹脂材料が該金型キヤ
    ビテイ内で膨張して該ふたを形成するまで該入口
    オリフイスをシールして保持する工程をさらに包
    含し、それによつて形成されたふたは液体不透過
    性外皮と発泡したコアを有し、該外皮と該発泡し
    たコアとの間に圧縮されると該外皮が落ち込む認
    め得るボイド空間又は裂け目を持たない特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 3 該熱可塑性樹脂は、約2.0乃至8.0のメルトイ
    ンデツクスを有し、約9重量%乃至25重量%の量
    の酢酸ビニルを含有するエチレン−酢酸ビニル共
    重合体と、 発泡剤、及びこのブレンド物に天然コルクの色
    を付与するための顔料のブレンドより成る特許請
    求の範囲第1又は2項記載の方法。 4 熱可塑性樹脂がポリエチレンを更に含む特許
    請求の範囲第3項記載の方法。 5 エチレン−酢酸ビニル共重合体が約80重量%
    で存在し、そして約19重量%のポリエチレンを含
    有し、発泡剤は約0.5重量%で存在し、そして顔
    料は約0.5重量%で存在する特許請求の範囲第4
    項記載の方法。 6 該発泡剤はアゾジカルボンアミドである特許
    請求の範囲第3項記載の方法。 7 熱可塑性樹脂はイオン的に架橋したエチレン
    −メタクリル酸共重合体を含む特許請求の範囲第
    3項記載の方法。 8 該熱可塑性樹脂は顔料ブレンドと混合され、
    該顔料ブレンドの少なくとも5%は40〜60ミクロ
    ンの範囲の粒径を有する粉末状顔料である特許請
    求の範囲第1項又は2項記載の方法。 9 該顔料ブレンドは40〜60ミクロンの範囲の粒
    径を有する粉末状顔料を少なくとも5%含む特許
    請求の範囲第3項記載の方法。 10 金型キヤビテイは、該量の熱可塑性樹脂を
    金型キヤビテイ中に導入した後、直ちに確実に封
    止する特許請求の範囲第1項記載の方法。 11 樹脂材料を370゜〜400〓(約188゜〜204
    ℃)の温度でふたに加工する特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 12 樹脂材料がポリオレフインである特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 13 ポリオレフインがエチレンと酢酸ビニルの
    共重合体である特許請求の範囲第12項記載の方
    法。 14 酢酸ビニルが9〜25重量%の量で共重合体
    中に存在しそして共重合体は2.0〜8.0のメルトイ
    ンデツクスを有する特許請求の範囲第13項記載
    の方法。 15 ポリエチレンおよびイオン的に架橋したエ
    チレン−メタクリル酸共重合体よりなる群から選
    らばれる硬度改良剤を熱可塑性樹脂に添加する特
    許請求の範囲第12項記載の方法。 16 樹脂材料が発泡剤を含有する特許請求の範
    囲第1項記載の方法。 17 金型温度が70゜〜90〓(約21゜〜32℃)の
    温度に維持される特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。 18 熱可塑性樹脂材料が粗粉砕の粉末顔料を含
    有する特許請求の範囲第1項記載の方法。 19 射出圧力が約16000psi(約1125Kg/cm2)で
    ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 20 熱可塑性樹脂材料の金型キヤビテイ内への
    射出が型の表面に対するその膨張よりも前に完了
    する特許請求の範囲第1項記載の方法。 21 液体製品容器用熱可塑性樹脂製ふたを製造
    する方法であつて、 複数の金型キヤビテイを有するホツトランナ射
    出金型組立体を設け、ここで各キヤビテイは該ふ
    たの形状を規定する壁と該キヤビテイの夫々と連
    絡するキヤビテイ入口オリフイスを包含し、入口
    オリフイスと対向する各金型キヤビテイの壁は該
    キヤビテイ内に熱可塑性樹脂のストランドが形成
    されるに十分な空間を持つて該入口オリフイスか
    ら離れている、 金型キヤビテイを充満するに必要な量よりも少
    ない量で且つストランドの形態で、発泡剤を含有
    する膨張しうる熱可塑性樹脂を該金型キヤビテイ
    の夫々の中へ該入口オリフイスを通して直接高圧
    で速かに射出し、ここで該ストランドはランダム
    に向いたコイルとして該キヤビテイ中に集めら
    れ、そして該射出によつて該金型キヤビテイ・中
    に形成される圧力は一時的に該キヤビテイを加圧
    し、それによつて熱可塑性樹脂の膨張を該熱可塑
    性樹脂の射出が完結するに十分なほど遅延させて
    ストランドの本来の形態を維持し; 熱可塑性樹脂材料が該キヤビテイに射出される
    とただちに該入口オリフイスをシールして該キヤ
    ビテイへの樹脂材料の更なる流れを停止し、そし
    て該樹脂材料がつづいて膨張し、固化して該ふた
    を形成するまで該入口オリフイスをシールして保
    持し; 該一時的加圧と同時に、該金型キヤビテイの制
    御された最低排気を通して該射出された熱可塑性
    樹脂によつて置換された空気の1部をゆつくり除
    去し、それによつて、コイル状の樹脂を該最低排
    気を持続しつつ制御された操作で膨張させて該金
    型キヤビテイを充満させ、ここで該金型キヤビテ
    イの壁は、樹脂が該壁と接触したとき、該樹脂を
    硬い外皮へ固化させるに十分な冷却された温度に
    あり、それによつて膨張中の該コイルの合体が天
    然コルクの外観に似た該ふたの表面のランダムに
    配向したグレンラインをつくり、そしてそれによ
    つて形成されたふたは液体不透過性外皮と発泡し
    た内側コアを有し、該外皮と該発泡した内側コア
    との間に、圧縮されると該外皮が落ち込む認め得
    るボイド空間又は裂け目を持たない、 ことを特徴とする方法。 22 該夫々の金型キヤビテイの入口オリフイス
    は機械的手段によつてシールされている特許請求
    の範囲第21項記載の方法。 23 機械的シーリング手段が各金型キヤビテイ
    の入口オリフイスに嵌合するように特定的に設計
    された弁ピンを具備し、該弁ピンは流体圧式又は
    空気圧式手段により作動される特許請求の範囲第
    22項記載の方法。
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