カップ状容器の成形装置および成形方法並びにカップ状容器
【課題】本発明は、通気路の通気抵抗を可及的に小さくして、微圧空気を迅速に送り込むことを可能とし、シート絞り成形時の圧力制御をより精密に行うことができるカップ状容器の成形装置を提供する。
【解決手段】加熱により軟化した樹脂シート１１をプラグ３０によって金型２０のキャビティ２０Ａ内に押し込んで絞ると共に、金型２０に設けられた微圧空気供給路５０からキャビティ２０Ａ内に微圧空気ｐを供給し樹脂シート１１とキャビティ２０Ａ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シート１１をプラグ３０の周囲に抱きつかせ、絞られた樹脂シート１１を金型２０内周面に密着させてカップ形状に成形するカップ状容器の成形装置において、金型２０に設けられた微圧空気供給路５０をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成としたことを特徴とする。
【解決手段】加熱により軟化した樹脂シート１１をプラグ３０によって金型２０のキャビティ２０Ａ内に押し込んで絞ると共に、金型２０に設けられた微圧空気供給路５０からキャビティ２０Ａ内に微圧空気ｐを供給し樹脂シート１１とキャビティ２０Ａ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シート１１をプラグ３０の周囲に抱きつかせ、絞られた樹脂シート１１を金型２０内周面に密着させてカップ形状に成形するカップ状容器の成形装置において、金型２０に設けられた微圧空気供給路５０をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成としたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性の樹脂シートからカップ形状の容器を成形するカップ状容器の成形装置及び成形方法並びにカップ状容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のカップ状容器の成形方法として、加熱して軟化させた樹脂シートの中央をプラグによって金型のキャビティ内に押込んで絞り込み、その後真空引き等によって金型のキャビティ内周に密接させてカップ形状に成形するプラグアシスト成形法が知られているが、プラグでそのまま絞っただけでは金型内への樹脂シートの引き込み量が少なく、樹脂の利用効率が悪い。
そこで、本出願人は、既に、樹脂シートを絞り込む際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し、樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせる方法を提案している（たとえば、特許文献１，２参照）。これにより、樹脂の利用効率を高めるとともに、より深い容器およびより均一な肉厚の容器の実現を図ってきた。
【０００３】
しかし、この微圧空気供給路として、従来はφ０．５ｍｍ程度の微小な円筒形状の通気孔が利用されてきたので、通気効率が悪く、レギュレータで微圧空気の供給圧を所定圧に設定しても、キャビティ内の圧力が制御圧に達するまでに時間がかかり、微圧空気の効果が充分に得られていないということが分かってきた。供給する微圧空気の圧力は０．０５Ｍｐａ程度ときわめて低く、吸気効率の大幅に高める必要がある。
【０００４】
そこで、通気孔の孔径を大きく且つ数を多くすることが考えられるが、そうすると、通気孔入口に樹脂が入り込みやすくなり、成形後の容器表面に残る樹脂の棒状突起が大きくなって製品外観を悪くするという問題が生じる。
また、加熱により樹脂シートから微量の低分子量物が発生し、生産中に通気孔に堆積し流路を徐々に詰まらせるので、頻繁に通気孔をを清掃する必要があり、また、小径で多数の孔内部の堆積物を除去する作業は多大な労力を要し、時間がかかるという問題があった。
【特許文献１】特公平５−５４８０９号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８４７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、微圧空気供給路の通気効率を高めて微圧空気による樹脂利用効率を高める効果をより高め得るカップ状容器の成形装置及び成形方法並びにカップ状容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本請求項１に係る発明は、カップ形状の容器を成形するためのキャビティを備えた金型と、金型のキャビティ開口部を覆うように配置された加熱により軟化した状態の樹脂シートを金型のキャビティ内に押し込んで絞るプラグと、を備え、プラグにより樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグ外周に抱きつかせ、前記プラグによって絞られた樹脂シートを金型のキャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形するカップ状容器の成形装置において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成としたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、金型は複数の型構成部材に分割され、スリット形状の微圧空気供給路を型構成部材の間に設け、金型を分解することにより微圧空気供給路を開放可能としたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、微圧空気供給路は、樹脂シートを真空引きして金型のキャビティ内周面に密着させる際の排気通路となることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、成形後の容器の厚みが０．２〜２．０ｍｍで、微圧空気供給路のスリット幅が０．０１〜０．５ｍｍであることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、微圧空気の圧力が０．０１〜０．１Ｍｐａで、微圧空気供給路の流路断面積が底部投影面積の０．１〜５％となるように微圧空気供給路のスリット形状を設定した特徴とする。
【０００７】
請求項６に係る発明は、加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞り、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形する方法で、プラグによって樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせるカップ状容器の成形方法において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高めることを特徴とする。
【０００８】
請求項７に係る発明は、加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞ると共に、金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせ、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形されるカップ状容器であって、
前記微圧空気供給路をスリット形状とし、容器外周面に現れる微圧供給路の痕をスリット形状に対応する線状突起としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微圧空気供給路を従来のスポット的な円筒状の通気孔ではなく、線状に延びるスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限してスリット長さを長くすることにより流路断面積を大きくとるようにしたので、成形時の微圧空気供給路の痕を大きくすることなく、流路断面積を大幅に増大させることができ、通気効率を大幅に高くすることができる。したがって、絞り込み時の樹脂シートの引き込み量を増大させることができ、樹脂効率が高まり、より深い容器およびより均一な容器を成形することができる。
また、熱可塑性材料から発生する低分子料物の堆積による流路の詰まり現象発生を遅らせて、定期的に必要な金型清掃間隔の大幅な延長が可能となる。
さらに、従来、容器表面に発生していた棒状の樹脂突起を、高さのごく小さな線状突起にすることができ、製品の外観が向上する。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、金型を分解することにより微圧空気供給路が開放可能としたので、微圧空気供給路の清掃は、従来のように小径で多数の通気孔内部の堆積物を除去するのではなく、金型を構成する型構成部材を分解し、その表面を清掃すればよいので、作業の簡易化、短時間化につながる。
請求項３に係る発明によれば、微圧空気供給路を真空引きする際の排気通路とすれば、吸気効率だけでなく排気効率も高まることになり、製品の形状精度向上および成形サイクルの短時間化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図２（Ａ）は、本発明のカップ状容器の成形装置の全体構成を示している。
この成形装置１０は、カップ形状の容器１を成形するためのキャビティ２０Ａを備えた金型２０と、金型２０のキャビティ開口部を覆うように配置された加熱により軟化した状態の樹脂シート１１を金型２０のキャビティ２０Ａ内に押し込んで絞り込むプラグ３０と、プラグ３０によりシート１１を絞る際に金型２０に設けられた微圧空気供給路５０からキャビティ２０Ａ内に微圧空気ｐを供給し樹脂シート１１とキャビティ２０Ａ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シート１１を膨らませプラグ３０外周に抱きつかせる微圧空気供給装置４０とを備え、プラグ３０によって絞られた樹脂シート１１を、真空成形，圧空成形又は真空圧空成形によって金型２０のキャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形するようになっている。
上記金型２０にはキャビティ２０Ａの開口部を取り囲むように配置される断熱性と滑り性とを具備する案内リング６０が設けられ、さらに金型２０と対向する位置には、プラグ３０と同心的に配置され金型２０に対して接離可能の上型７０が設けられている。
【００１２】
樹脂シート１１は、あらかじめ樹脂材を成形温度以上に予備加熱され軟化した状態で、端部が固定具１２で固定された状態で金型２０との対向位置まで搬送される。
樹脂シート１１の樹脂材料としては種々の材料が適用可能であり、単層でも積層構造を有するシートでもよい。特に内容物が酸素に敏感な場合には、ガスバリア性を有する中間層を挟んで熱可塑性樹脂から成る内層，外層を積層した積層構造のシートが好適である。
本発明においては、熱可塑性樹脂材料であれば任意のものを使用することができ、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種以上の組み合わ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なりしかも結晶性のものであり、低−、中−、及び高−密度ポリエチレン、エチレン−α・オレフィン共重合体、アイソタクティックポリプロピン、プロピレン−エチレンブロック或いはランダム共重合体、を使用することができる。
オレフィン系樹脂は単独で使用することができるが、内容物保存性の点で酸素バリア性樹脂と組み合わせで用いることが好ましい。バリア性樹脂としては、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等が使用される。
また、上記中間層に加えて、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のように炭素−炭素二重結合を有する樹脂や還元性鉄粉のような酸素吸収剤を含有する樹脂層からなる第二の中間層を設けてもよい。
【００１３】
成形される容器１は、図２（Ｃ）に示すように、テーパ形状あるいは円筒形状の側壁部２と、側壁部２の下端を閉塞する底壁部３と、を有し、側壁部２の上端部には適宜外方に延びるフランジ部４が設けられている。図示例では容器１は深絞り容器で、高さＨと口径Ｄの比である絞り比（Ｈ／Ｄ）が１以上である。
底壁部３は、中央部の断面円弧形状に窪んだ凹曲面部３１と、凹曲面部３１の周辺の環状座面部３２とを備えた構成となっている。
【００１４】
金型２０は、図１に示すように、複数の型構成部材によって分割構成されるもので、スリット形状の微圧空気供給路５０が型構成部材の間に設けられ、金型２０を分解することにより微圧空気供給路５０が開放可能となっている。
この実施例では、金型２０は、側壁部２外周を成形する円筒形状の円筒型２１と、底壁３の凹曲面部３１を成形する中央のコア型２２と、このコア型２２外周に組み付けられる環状座面部３２を成形する第1リング型２３と、この第１リング型２３の外周に嵌合される第２リング型２４と、を備えている。
【００１５】
円筒型２１の内周面２１ａと下端面２１ｂとの角部には下方に向けて徐々に大径となる方向に傾斜する下端内径側傾斜面２１ｃが設けられている。
コア型２２は、円柱形状のコア本体部２２ａと、コア本体部２２ａの上端に半径方向に膨らむ膨出部２２ｂとから構成されている。膨出部２２ｂは、コア本体部２２ａの上端部から上方に向けて徐々に大径となるように傾斜する膨出部下傾斜面２２ｂ２と、底壁３の凹曲面部３１に対応する凸曲面２２ｂ１とを備えている。
【００１６】
第１リング型２３は円筒形状で、環状の上端面２３ａが容器底壁部３の環状座面部３２に対応し、上端面２３ａと内径側円筒面２３ｂおよび外径側円筒面２３ｃとの角部が、それぞれ内径側傾斜面２３ｄと外径側傾斜面２３ｅによって面取りされている。この第１リング型２３の内径側傾斜面２３ｄが、コア型２２の膨出部下傾斜面２２ｂ２と嵌合し、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅが円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃと嵌合している。
第２リング型２４も円筒形状で、上端面２４ａが円筒型２１の下端面２１ｂと接合され、第２リング型２４の内径側円筒面２４ｂと第１リング型２３の外径側円筒面２３ｃとの間には環状の隙間が形成されている。第１リング型２３と第２リング型２４は非接触で、円筒型２１に対して位置決めされている。
【００１７】
微圧空気供給路５０は、円筒型２１と第１リング型２３との間に形成される複数の円弧状スリット５１と、第１リング型２３と第２リング型２４との間に形成される円形の環状スリット５２と、によって構成される。円弧状スリット５１は、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅと円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃとの合わせ面間に形成され、環状スリット５２は第１リング型２３の外径側円筒面２３ｃと第２リング型２４の内径側円筒面２４ｂとの間に形成される。円弧状スリット５１の一端は、図１（Ｄ）に示すように、円筒型２１の内周面２１ａと第１リング型２３の上端面２３ａとの隅角部に開口し、他端は環状スリット５２に開口している。
流路断面積は円弧状スリット５１によって決定され、この円弧状スリット５１のスリット幅ｇは所定幅に制限し、スリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成となっている。
成形後の容器１の厚みが０．２〜２．０ｍｍとして、円弧状スリット５１のスリット幅ｇは０．０５〜０．５ｍｍ程度に設定することが好適である。
円弧状スリット５１は、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅに、ごく浅い段凹部５１ａを円周方向に所定間隔を隔てて複数形成した構成で、各段凹部５１ａは外径側傾斜面２３ｅの上端から下端まで延びている。円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃを嵌合することによって、段凹部５１ａの部分が円弧状スリット５１となる。もちろん、段凹部５１ａは、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅではなく、円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃに形成してもよいし、両方の面に形成してもよい。
この微圧空気供給路５０は、型締め後に真空引きあるいは圧力空気を導入する際の排気通路としても使用される。
【００１８】
なお、微圧空気供給路５０を、円筒型２１，第１リング型２３および第２リング型２４の間ではなく、コア型２２と第１リング型２３との間に形成してもよいし、円筒型２１，第１リング型２３および第２リング型２４の間と、コア型２２と第１リング型２３の間の両方に設けてもよい。
また、この例では、微圧空気供給路５０について、金型２０のキャビティ内周側を円弧状スリット５１とし、キャビティ２０Ａと反対側を環状スリット５２としているが、反対に金型２０のキャビティ内周側を環状スリットとし、反対側を円弧状スリットとしてもよい。この場合、製品としての容器１へのスリット痕は環状スリットの線状突起となる。いずれの場合でも、微圧空気の供給効率は流路断面積が最小となる箇所によって規制されるが、金型２０のキャビティ内周側に設けるスリットを最小断面積となるようにすると、供給効率を維持しつつ容器１のスリット痕を小さくでき、好適である。
【００１９】
プラグ３０は上下方向に延びる棒状の部材で、金型２０の中心軸と同軸的に相対移動自在に配置されている。
微圧空気供給装置４０としては、空気圧ポンプやガスボンベ等の圧力源４１と、圧力源４１からの圧力を所定圧に制御するレギュレータ４２とを備えた構成とし、コントローラ４３によってレギュレータ４２に制御信号を送信して制御することができる。
案内リング６０は、樹脂シート１１を絞り込む際に、樹脂シート１１が金型２０の開口端部に引っ掛からないように、樹脂シート１１を開口端部より所定高さ高い位置で支持するように配置される。
上型７０は容器のフランジ部４を形成するもので、中央にプラグ３０が出没自在の穴７１を備え、この穴７１周縁にフランジ部４を押圧する環状凸部７２を備えている。
【００２０】
次に、上記カップ状容器の成形装置を用いてカップ状容器を成形する成形手順について説明する。
加熱により軟化した樹脂シート１１をプラグ３０によって金型２０のキャビティ２０Ａ内に押し込んで絞り込むと共に、金型２０に設けられたスリット形状の微圧空気供給路５０からキャビティ２０Ａ内に微圧空気ｐを供給し樹脂シート１１とキャビティ２０Ａ内周との間の空間に微小な正圧を発生させ、樹脂シート１１を膨らませてプラグ３０の周囲に抱きつかせ樹脂シート１１の引き込み量を増大させる（図２（Ａ）参照）。
次いで、微圧空気供給路５０から真空引きし、絞られた樹脂シート１１を金型キャビティ２０Ａ内周面に密着させてカップ形状に成形する（図２（Ｂ）参照）。
【００２１】
微圧空気供給路５０はスリット形状となっており、従来のスポット的な通気孔に比べて流路断面積が大幅に増大し、微圧空気が効率的に供給される。したがって、絞り込み時の樹脂シート１１の引き込み量が増大し、樹脂効率を高まり、より深い容器およびより均一な容器を成形することができる。
たとえば、φ０．５ｍｍの通気孔を８箇所に設けた従来の微圧空気供給路では、総流路断面積は１．５７ｍｍ２程度であるが、本実施例によると、たとえば、円弧状スリット５１のスリット幅ｇを０．２ｍｍ、スリット形成位置の内径を５３．８ｍｍとすると、２８．５３ｍｍ２程度と大幅に増加する。
微圧空気ｐの圧力は、０．０２〜０．１Ｍｐａ程度に設定されており、流路断面積は底部内径から計算される平面投影面積の１〜３％程度に設定することが好適である。
実際に、微圧空気供給路として、φ０．５ｍｍの丸穴形状の通気孔を８箇所に設けた従来の金型と、スリット形状とした本発明の金型２０を用い、同じ厚みの樹脂シート１１から同じ高さで同一径に成形された容器の肉厚を比較したところ、従来は、０．２〜０．３ｍｍ程度の肉厚であったのに対し、本発明では、０．３５〜０．４５ｍｍ程度の肉厚が得られた。また、容器重量は、従来の金型で製造された容器に比べて、３０％程度増大した。
微圧空気供給路５０の流路断面積は大きいほど通気効率が高まると考えられるが、 実際に成形したところ、底部投影面積の５％に相当する面積より大きくしても容器の厚みの増大が認められなかった。
また、成形された容器１の外周面、この例では容器側壁部２と底壁部３の角部に、図２（Ｄ）に示すように、円弧状スリット５１に対応する線状突起５が形成される。線状突起の高さは０．１〜０．２ｍｍ程度とごく小さく、製品の外観が向上する。
【００２２】
上記微圧空気供給路５０には、樹脂シート１１を構成する熱可塑性材料から発生する低分子量物が堆積するが、流路断面積が大きく通気効率がいいので堆積しにくく、さらに堆積しても、従来のスポット的な通気孔に比較して詰まり現象発生を大幅に遅らせることができ、定期的に必要な金型清掃間隔を大幅に延長することができる。
微圧空気供給路５０の清掃作業については、金型２０を分解し、円筒型２１，第１リング型２３，第２リング型２４の表面を清掃すればよく、簡単な作業で短時間に行うことができる。
【００２３】
さらに、微圧空気供給路５０は、真空引きする際の排気通路となっているので、微圧空気を供給する際の吸気効率だけでなく排気効率も高く、製品の形状精度向上および成形サイクルの短時間化を図ることができる。
【００２４】
図３は、本発明のカップ状容器の成形装置に用いられる金型の他の構成例を示している。
以下の説明では、主として上記実施例と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
この金型１２０は、図３（Ｆ）に示すような底壁部１０３が段付き凹部を有する形状のカップ形の容器１０１を成型するものである。この容器１０１は、上記実施例とは底壁部１０３の形状のみが異なり、側壁部２の構造は同一である。
すなわち、容器１０１の底壁部１０３は、段付き凹部１３１と、この段付き凹部１３１の周囲を取り囲む平坦な環状座面部１３２と、を備えた構成で、段付き凹部１３１は、環状座面部１３２から一段窪ませた環状段凹部１３１ａと、環状段凹部１３１ａからさらに一段窪ませた円形の中央段凹部１３１ｂとを備えた構造となっている。
【００２５】
金型１２０は、図３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、側壁部２１を成形する円筒型２１と、底壁部１０３の中央段凹部１３１ｂを成形する中央のコア型１２２と、コア型１２２に嵌合されるリング型１２３とを備えた構成となっている。
コア型１２２の上端面１２２ａは中央段凹部１３１ｂに対応する形状となっている。
一方、リング型１２３は、コア型１２２の円筒面１２２ｂが嵌合する内径側円筒面１２３ｆを有し、リング型１２３の上面は、最も外側に位置する第１環状段部１２３ａと、この第１環状段部１２３ａの内側に位置し第１環状段部１２３ａより一段高い第２環状段部１２３ｂと、この第２環状段部１２３ｂよりさらに一段高い第３環状段部１２３ｃとを有する段付き形状で、第１環状段部１２３ａと第２環状段部１２３ｂの境界部には上方に向かって徐々に小径となるように傾斜する第１傾斜面１２３ｄが、第２環状段部１２３ｂと第３環状段部１２３ｃとの境界部には上方に向かって徐々に小径となるように傾斜する第２傾斜面１２３ｅが設けられている。
【００２６】
このリング型１２３の第１環状段部１２３ａに円筒型２１の下端面２１ｂが接合し、第１傾斜面１２３ｄに円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃが嵌合するようになっている。
微圧空気供給路１５０は、互いに嵌合するコア型１２２の円筒面１２２ｂとリング型１２３の内径側円筒面１２３ｆとの間に形成されるもので、キャビティ２０Ａに開口する複数の円弧状通気スリット１５１と、キャビティ２０Ａと反対側に位置し円弧状通気スリット１５１と連通する円形の環状スリット１５２と、を備えた構成となっている。
この例では、リング型１２３の内径側円筒面１２３ｆは、上半部１２３ｆ１に対して下半部１２３ｆ２が大径の段付き構成で、円弧状スリット１５１は、内径側円筒面１２３ｆの上半部１２３ｆ１内周に形成された複数のごく浅い段凹部１５１ａによって構成されている。段凹部１５１ａの段差は０．２ｍｍ程度であり、コア型１２２の円筒面との間に、複数の円弧状スリット１５１が形成される。もちろん、段凹部１５１ａをコア型１２２の円筒面１２２ｂ側に形成してもよい。一方、環状スリット１５２は、内径側円筒面１２３ｆの下半部１２３ｆ２内周とコア型１２２の円筒面１２２ｂとの間の環状隙間によって構成されている。
この例でも上記実施例の金型と同様に、円弧状スリット１５１のスリット幅ｇは０．２ｍｍとすると、スリット形成位置の内径が３８．０ｍｍと小さいので、流路断面積は２１．６０ｍｍ２と小さくなるが、従来のスポット状の通気孔に比べてはるかに大きく、上記実施例の金型と同様、微圧空気の供給効率が高く、樹脂効率をより高めることができる。
以上、断面形状が円形のカップ状容器を例にとって説明したが、この発明は、オーバル型や角型など、他の形状の容器の成形にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明のカップ状容器の成形装置に用いられる金型構造を示すもので、同図（Ａ）は組み立てた状態の断面図、同図（Ｂ）は底面図、同図（Ｃ）は概略分解斜視図、同図（Ｄ）は（Ａ）のＤ方向矢視図である。
【図２】図２（Ａ）は図１の金型を用いたカップ状容器の成形装置の全体構成を示す概略構成図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の真空引き工程の概略構成図、同図（Ｃ）は容器の概略断面図、同図（Ｄ）は容器に形成される線状突起を模式的に示す図である。
【図３】図３は本発明のカップ状容器の成形装置に用いられる金型の他の構成例を示すもので、同図（Ａ）は組み立てた状態の断面図、同図（Ｂ）は底面図、同図（Ｃ）は概略分解斜視図、同図（Ｄ）は（Ａ）のＤ方向矢視図、同図（Ｅ）はリング型の断面図、同図（Ｆ）は本実施例の金型で成形される容器の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 容器
２ 側壁部
３ 底壁部
３１ 凹曲面部
３２ 環状座面部
４ フランジ部
５ 線状突起
１０ 成形装置
１１ 樹脂シート
２０ 金型
２０Ａ キャビティ
２１ 円筒型
２１ａ 内周面
２１ｂ 下端面
２１ｃ 下端内径側傾斜面
２２ コア型
２２ａ コア本体部
２２ｂ 膨出部
２２ｂ１ 凸曲面
２２ｂ２ 膨出部下傾斜面
２３ 第1リング型
２３ａ 上端面
２３ｂ 内径側円筒面
２３ｃ 外径側円筒面
２３ｄ 内径側傾斜面
２３ｅ 外径側傾斜面
２４ 第２リング型 ２４
２４ａ 上端面
２４ｂ 内径側円筒面
３０ プラグ
４０ 微圧空気供給装置
４１ 圧力源
４２ レギュレータ
４３ コントローラ
５０ 微圧空気供給路
５１ 円弧状スリット
５１ａ 段凹部
５２ 環状スリット
６０ 案内リング
７０ 上型
１０１ プラスチック容器
１０３ 底壁部
１３１ 段付き凹部
１３１ａ 環状段凹部、１３１ｂ 中央段凹部
１３２ 環状座面部
１２０ 金型
１２２ コア型
１２２ａ 上端面
１２２ｂ 円筒面
１２３ リング型
１２３ａ 第１環状段部
１２３ｂ 第２環状段部
１２３ｃ 第３環状段部
１２３ｄ 第１傾斜面
１２３ｅ 第２傾斜面
１２３ｆ 内径側円筒面
１２３ｆ１ 上半部
１２３ｆ２ 下半部
１５０ 微圧空気供給路
１５１ 円弧状スリット
１５１ａ 段凹部
１５２ 環状スリット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性の樹脂シートからカップ形状の容器を成形するカップ状容器の成形装置及び成形方法並びにカップ状容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のカップ状容器の成形方法として、加熱して軟化させた樹脂シートの中央をプラグによって金型のキャビティ内に押込んで絞り込み、その後真空引き等によって金型のキャビティ内周に密接させてカップ形状に成形するプラグアシスト成形法が知られているが、プラグでそのまま絞っただけでは金型内への樹脂シートの引き込み量が少なく、樹脂の利用効率が悪い。
そこで、本出願人は、既に、樹脂シートを絞り込む際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し、樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせる方法を提案している（たとえば、特許文献１，２参照）。これにより、樹脂の利用効率を高めるとともに、より深い容器およびより均一な肉厚の容器の実現を図ってきた。
【０００３】
しかし、この微圧空気供給路として、従来はφ０．５ｍｍ程度の微小な円筒形状の通気孔が利用されてきたので、通気効率が悪く、レギュレータで微圧空気の供給圧を所定圧に設定しても、キャビティ内の圧力が制御圧に達するまでに時間がかかり、微圧空気の効果が充分に得られていないということが分かってきた。供給する微圧空気の圧力は０．０５Ｍｐａ程度ときわめて低く、吸気効率の大幅に高める必要がある。
【０００４】
そこで、通気孔の孔径を大きく且つ数を多くすることが考えられるが、そうすると、通気孔入口に樹脂が入り込みやすくなり、成形後の容器表面に残る樹脂の棒状突起が大きくなって製品外観を悪くするという問題が生じる。
また、加熱により樹脂シートから微量の低分子量物が発生し、生産中に通気孔に堆積し流路を徐々に詰まらせるので、頻繁に通気孔をを清掃する必要があり、また、小径で多数の孔内部の堆積物を除去する作業は多大な労力を要し、時間がかかるという問題があった。
【特許文献１】特公平５−５４８０９号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８４７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、微圧空気供給路の通気効率を高めて微圧空気による樹脂利用効率を高める効果をより高め得るカップ状容器の成形装置及び成形方法並びにカップ状容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本請求項１に係る発明は、カップ形状の容器を成形するためのキャビティを備えた金型と、金型のキャビティ開口部を覆うように配置された加熱により軟化した状態の樹脂シートを金型のキャビティ内に押し込んで絞るプラグと、を備え、プラグにより樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグ外周に抱きつかせ、前記プラグによって絞られた樹脂シートを金型のキャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形するカップ状容器の成形装置において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成としたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、金型は複数の型構成部材に分割され、スリット形状の微圧空気供給路を型構成部材の間に設け、金型を分解することにより微圧空気供給路を開放可能としたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、微圧空気供給路は、樹脂シートを真空引きして金型のキャビティ内周面に密着させる際の排気通路となることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、成形後の容器の厚みが０．２〜２．０ｍｍで、微圧空気供給路のスリット幅が０．０１〜０．５ｍｍであることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、微圧空気の圧力が０．０１〜０．１Ｍｐａで、微圧空気供給路の流路断面積が底部投影面積の０．１〜５％となるように微圧空気供給路のスリット形状を設定した特徴とする。
【０００７】
請求項６に係る発明は、加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞り、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形する方法で、プラグによって樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせるカップ状容器の成形方法において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高めることを特徴とする。
【０００８】
請求項７に係る発明は、加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞ると共に、金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせ、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形されるカップ状容器であって、
前記微圧空気供給路をスリット形状とし、容器外周面に現れる微圧供給路の痕をスリット形状に対応する線状突起としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微圧空気供給路を従来のスポット的な円筒状の通気孔ではなく、線状に延びるスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限してスリット長さを長くすることにより流路断面積を大きくとるようにしたので、成形時の微圧空気供給路の痕を大きくすることなく、流路断面積を大幅に増大させることができ、通気効率を大幅に高くすることができる。したがって、絞り込み時の樹脂シートの引き込み量を増大させることができ、樹脂効率が高まり、より深い容器およびより均一な容器を成形することができる。
また、熱可塑性材料から発生する低分子料物の堆積による流路の詰まり現象発生を遅らせて、定期的に必要な金型清掃間隔の大幅な延長が可能となる。
さらに、従来、容器表面に発生していた棒状の樹脂突起を、高さのごく小さな線状突起にすることができ、製品の外観が向上する。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、金型を分解することにより微圧空気供給路が開放可能としたので、微圧空気供給路の清掃は、従来のように小径で多数の通気孔内部の堆積物を除去するのではなく、金型を構成する型構成部材を分解し、その表面を清掃すればよいので、作業の簡易化、短時間化につながる。
請求項３に係る発明によれば、微圧空気供給路を真空引きする際の排気通路とすれば、吸気効率だけでなく排気効率も高まることになり、製品の形状精度向上および成形サイクルの短時間化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図２（Ａ）は、本発明のカップ状容器の成形装置の全体構成を示している。
この成形装置１０は、カップ形状の容器１を成形するためのキャビティ２０Ａを備えた金型２０と、金型２０のキャビティ開口部を覆うように配置された加熱により軟化した状態の樹脂シート１１を金型２０のキャビティ２０Ａ内に押し込んで絞り込むプラグ３０と、プラグ３０によりシート１１を絞る際に金型２０に設けられた微圧空気供給路５０からキャビティ２０Ａ内に微圧空気ｐを供給し樹脂シート１１とキャビティ２０Ａ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シート１１を膨らませプラグ３０外周に抱きつかせる微圧空気供給装置４０とを備え、プラグ３０によって絞られた樹脂シート１１を、真空成形，圧空成形又は真空圧空成形によって金型２０のキャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形するようになっている。
上記金型２０にはキャビティ２０Ａの開口部を取り囲むように配置される断熱性と滑り性とを具備する案内リング６０が設けられ、さらに金型２０と対向する位置には、プラグ３０と同心的に配置され金型２０に対して接離可能の上型７０が設けられている。
【００１２】
樹脂シート１１は、あらかじめ樹脂材を成形温度以上に予備加熱され軟化した状態で、端部が固定具１２で固定された状態で金型２０との対向位置まで搬送される。
樹脂シート１１の樹脂材料としては種々の材料が適用可能であり、単層でも積層構造を有するシートでもよい。特に内容物が酸素に敏感な場合には、ガスバリア性を有する中間層を挟んで熱可塑性樹脂から成る内層，外層を積層した積層構造のシートが好適である。
本発明においては、熱可塑性樹脂材料であれば任意のものを使用することができ、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種以上の組み合わ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なりしかも結晶性のものであり、低−、中−、及び高−密度ポリエチレン、エチレン−α・オレフィン共重合体、アイソタクティックポリプロピン、プロピレン−エチレンブロック或いはランダム共重合体、を使用することができる。
オレフィン系樹脂は単独で使用することができるが、内容物保存性の点で酸素バリア性樹脂と組み合わせで用いることが好ましい。バリア性樹脂としては、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等が使用される。
また、上記中間層に加えて、ポリブタジエン、ポリイソプレン等のように炭素−炭素二重結合を有する樹脂や還元性鉄粉のような酸素吸収剤を含有する樹脂層からなる第二の中間層を設けてもよい。
【００１３】
成形される容器１は、図２（Ｃ）に示すように、テーパ形状あるいは円筒形状の側壁部２と、側壁部２の下端を閉塞する底壁部３と、を有し、側壁部２の上端部には適宜外方に延びるフランジ部４が設けられている。図示例では容器１は深絞り容器で、高さＨと口径Ｄの比である絞り比（Ｈ／Ｄ）が１以上である。
底壁部３は、中央部の断面円弧形状に窪んだ凹曲面部３１と、凹曲面部３１の周辺の環状座面部３２とを備えた構成となっている。
【００１４】
金型２０は、図１に示すように、複数の型構成部材によって分割構成されるもので、スリット形状の微圧空気供給路５０が型構成部材の間に設けられ、金型２０を分解することにより微圧空気供給路５０が開放可能となっている。
この実施例では、金型２０は、側壁部２外周を成形する円筒形状の円筒型２１と、底壁３の凹曲面部３１を成形する中央のコア型２２と、このコア型２２外周に組み付けられる環状座面部３２を成形する第1リング型２３と、この第１リング型２３の外周に嵌合される第２リング型２４と、を備えている。
【００１５】
円筒型２１の内周面２１ａと下端面２１ｂとの角部には下方に向けて徐々に大径となる方向に傾斜する下端内径側傾斜面２１ｃが設けられている。
コア型２２は、円柱形状のコア本体部２２ａと、コア本体部２２ａの上端に半径方向に膨らむ膨出部２２ｂとから構成されている。膨出部２２ｂは、コア本体部２２ａの上端部から上方に向けて徐々に大径となるように傾斜する膨出部下傾斜面２２ｂ２と、底壁３の凹曲面部３１に対応する凸曲面２２ｂ１とを備えている。
【００１６】
第１リング型２３は円筒形状で、環状の上端面２３ａが容器底壁部３の環状座面部３２に対応し、上端面２３ａと内径側円筒面２３ｂおよび外径側円筒面２３ｃとの角部が、それぞれ内径側傾斜面２３ｄと外径側傾斜面２３ｅによって面取りされている。この第１リング型２３の内径側傾斜面２３ｄが、コア型２２の膨出部下傾斜面２２ｂ２と嵌合し、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅが円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃと嵌合している。
第２リング型２４も円筒形状で、上端面２４ａが円筒型２１の下端面２１ｂと接合され、第２リング型２４の内径側円筒面２４ｂと第１リング型２３の外径側円筒面２３ｃとの間には環状の隙間が形成されている。第１リング型２３と第２リング型２４は非接触で、円筒型２１に対して位置決めされている。
【００１７】
微圧空気供給路５０は、円筒型２１と第１リング型２３との間に形成される複数の円弧状スリット５１と、第１リング型２３と第２リング型２４との間に形成される円形の環状スリット５２と、によって構成される。円弧状スリット５１は、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅと円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃとの合わせ面間に形成され、環状スリット５２は第１リング型２３の外径側円筒面２３ｃと第２リング型２４の内径側円筒面２４ｂとの間に形成される。円弧状スリット５１の一端は、図１（Ｄ）に示すように、円筒型２１の内周面２１ａと第１リング型２３の上端面２３ａとの隅角部に開口し、他端は環状スリット５２に開口している。
流路断面積は円弧状スリット５１によって決定され、この円弧状スリット５１のスリット幅ｇは所定幅に制限し、スリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成となっている。
成形後の容器１の厚みが０．２〜２．０ｍｍとして、円弧状スリット５１のスリット幅ｇは０．０５〜０．５ｍｍ程度に設定することが好適である。
円弧状スリット５１は、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅに、ごく浅い段凹部５１ａを円周方向に所定間隔を隔てて複数形成した構成で、各段凹部５１ａは外径側傾斜面２３ｅの上端から下端まで延びている。円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃを嵌合することによって、段凹部５１ａの部分が円弧状スリット５１となる。もちろん、段凹部５１ａは、第１リング型２３の外径側傾斜面２３ｅではなく、円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃに形成してもよいし、両方の面に形成してもよい。
この微圧空気供給路５０は、型締め後に真空引きあるいは圧力空気を導入する際の排気通路としても使用される。
【００１８】
なお、微圧空気供給路５０を、円筒型２１，第１リング型２３および第２リング型２４の間ではなく、コア型２２と第１リング型２３との間に形成してもよいし、円筒型２１，第１リング型２３および第２リング型２４の間と、コア型２２と第１リング型２３の間の両方に設けてもよい。
また、この例では、微圧空気供給路５０について、金型２０のキャビティ内周側を円弧状スリット５１とし、キャビティ２０Ａと反対側を環状スリット５２としているが、反対に金型２０のキャビティ内周側を環状スリットとし、反対側を円弧状スリットとしてもよい。この場合、製品としての容器１へのスリット痕は環状スリットの線状突起となる。いずれの場合でも、微圧空気の供給効率は流路断面積が最小となる箇所によって規制されるが、金型２０のキャビティ内周側に設けるスリットを最小断面積となるようにすると、供給効率を維持しつつ容器１のスリット痕を小さくでき、好適である。
【００１９】
プラグ３０は上下方向に延びる棒状の部材で、金型２０の中心軸と同軸的に相対移動自在に配置されている。
微圧空気供給装置４０としては、空気圧ポンプやガスボンベ等の圧力源４１と、圧力源４１からの圧力を所定圧に制御するレギュレータ４２とを備えた構成とし、コントローラ４３によってレギュレータ４２に制御信号を送信して制御することができる。
案内リング６０は、樹脂シート１１を絞り込む際に、樹脂シート１１が金型２０の開口端部に引っ掛からないように、樹脂シート１１を開口端部より所定高さ高い位置で支持するように配置される。
上型７０は容器のフランジ部４を形成するもので、中央にプラグ３０が出没自在の穴７１を備え、この穴７１周縁にフランジ部４を押圧する環状凸部７２を備えている。
【００２０】
次に、上記カップ状容器の成形装置を用いてカップ状容器を成形する成形手順について説明する。
加熱により軟化した樹脂シート１１をプラグ３０によって金型２０のキャビティ２０Ａ内に押し込んで絞り込むと共に、金型２０に設けられたスリット形状の微圧空気供給路５０からキャビティ２０Ａ内に微圧空気ｐを供給し樹脂シート１１とキャビティ２０Ａ内周との間の空間に微小な正圧を発生させ、樹脂シート１１を膨らませてプラグ３０の周囲に抱きつかせ樹脂シート１１の引き込み量を増大させる（図２（Ａ）参照）。
次いで、微圧空気供給路５０から真空引きし、絞られた樹脂シート１１を金型キャビティ２０Ａ内周面に密着させてカップ形状に成形する（図２（Ｂ）参照）。
【００２１】
微圧空気供給路５０はスリット形状となっており、従来のスポット的な通気孔に比べて流路断面積が大幅に増大し、微圧空気が効率的に供給される。したがって、絞り込み時の樹脂シート１１の引き込み量が増大し、樹脂効率を高まり、より深い容器およびより均一な容器を成形することができる。
たとえば、φ０．５ｍｍの通気孔を８箇所に設けた従来の微圧空気供給路では、総流路断面積は１．５７ｍｍ２程度であるが、本実施例によると、たとえば、円弧状スリット５１のスリット幅ｇを０．２ｍｍ、スリット形成位置の内径を５３．８ｍｍとすると、２８．５３ｍｍ２程度と大幅に増加する。
微圧空気ｐの圧力は、０．０２〜０．１Ｍｐａ程度に設定されており、流路断面積は底部内径から計算される平面投影面積の１〜３％程度に設定することが好適である。
実際に、微圧空気供給路として、φ０．５ｍｍの丸穴形状の通気孔を８箇所に設けた従来の金型と、スリット形状とした本発明の金型２０を用い、同じ厚みの樹脂シート１１から同じ高さで同一径に成形された容器の肉厚を比較したところ、従来は、０．２〜０．３ｍｍ程度の肉厚であったのに対し、本発明では、０．３５〜０．４５ｍｍ程度の肉厚が得られた。また、容器重量は、従来の金型で製造された容器に比べて、３０％程度増大した。
微圧空気供給路５０の流路断面積は大きいほど通気効率が高まると考えられるが、 実際に成形したところ、底部投影面積の５％に相当する面積より大きくしても容器の厚みの増大が認められなかった。
また、成形された容器１の外周面、この例では容器側壁部２と底壁部３の角部に、図２（Ｄ）に示すように、円弧状スリット５１に対応する線状突起５が形成される。線状突起の高さは０．１〜０．２ｍｍ程度とごく小さく、製品の外観が向上する。
【００２２】
上記微圧空気供給路５０には、樹脂シート１１を構成する熱可塑性材料から発生する低分子量物が堆積するが、流路断面積が大きく通気効率がいいので堆積しにくく、さらに堆積しても、従来のスポット的な通気孔に比較して詰まり現象発生を大幅に遅らせることができ、定期的に必要な金型清掃間隔を大幅に延長することができる。
微圧空気供給路５０の清掃作業については、金型２０を分解し、円筒型２１，第１リング型２３，第２リング型２４の表面を清掃すればよく、簡単な作業で短時間に行うことができる。
【００２３】
さらに、微圧空気供給路５０は、真空引きする際の排気通路となっているので、微圧空気を供給する際の吸気効率だけでなく排気効率も高く、製品の形状精度向上および成形サイクルの短時間化を図ることができる。
【００２４】
図３は、本発明のカップ状容器の成形装置に用いられる金型の他の構成例を示している。
以下の説明では、主として上記実施例と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
この金型１２０は、図３（Ｆ）に示すような底壁部１０３が段付き凹部を有する形状のカップ形の容器１０１を成型するものである。この容器１０１は、上記実施例とは底壁部１０３の形状のみが異なり、側壁部２の構造は同一である。
すなわち、容器１０１の底壁部１０３は、段付き凹部１３１と、この段付き凹部１３１の周囲を取り囲む平坦な環状座面部１３２と、を備えた構成で、段付き凹部１３１は、環状座面部１３２から一段窪ませた環状段凹部１３１ａと、環状段凹部１３１ａからさらに一段窪ませた円形の中央段凹部１３１ｂとを備えた構造となっている。
【００２５】
金型１２０は、図３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、側壁部２１を成形する円筒型２１と、底壁部１０３の中央段凹部１３１ｂを成形する中央のコア型１２２と、コア型１２２に嵌合されるリング型１２３とを備えた構成となっている。
コア型１２２の上端面１２２ａは中央段凹部１３１ｂに対応する形状となっている。
一方、リング型１２３は、コア型１２２の円筒面１２２ｂが嵌合する内径側円筒面１２３ｆを有し、リング型１２３の上面は、最も外側に位置する第１環状段部１２３ａと、この第１環状段部１２３ａの内側に位置し第１環状段部１２３ａより一段高い第２環状段部１２３ｂと、この第２環状段部１２３ｂよりさらに一段高い第３環状段部１２３ｃとを有する段付き形状で、第１環状段部１２３ａと第２環状段部１２３ｂの境界部には上方に向かって徐々に小径となるように傾斜する第１傾斜面１２３ｄが、第２環状段部１２３ｂと第３環状段部１２３ｃとの境界部には上方に向かって徐々に小径となるように傾斜する第２傾斜面１２３ｅが設けられている。
【００２６】
このリング型１２３の第１環状段部１２３ａに円筒型２１の下端面２１ｂが接合し、第１傾斜面１２３ｄに円筒型２１の下端内径側傾斜面２１ｃが嵌合するようになっている。
微圧空気供給路１５０は、互いに嵌合するコア型１２２の円筒面１２２ｂとリング型１２３の内径側円筒面１２３ｆとの間に形成されるもので、キャビティ２０Ａに開口する複数の円弧状通気スリット１５１と、キャビティ２０Ａと反対側に位置し円弧状通気スリット１５１と連通する円形の環状スリット１５２と、を備えた構成となっている。
この例では、リング型１２３の内径側円筒面１２３ｆは、上半部１２３ｆ１に対して下半部１２３ｆ２が大径の段付き構成で、円弧状スリット１５１は、内径側円筒面１２３ｆの上半部１２３ｆ１内周に形成された複数のごく浅い段凹部１５１ａによって構成されている。段凹部１５１ａの段差は０．２ｍｍ程度であり、コア型１２２の円筒面との間に、複数の円弧状スリット１５１が形成される。もちろん、段凹部１５１ａをコア型１２２の円筒面１２２ｂ側に形成してもよい。一方、環状スリット１５２は、内径側円筒面１２３ｆの下半部１２３ｆ２内周とコア型１２２の円筒面１２２ｂとの間の環状隙間によって構成されている。
この例でも上記実施例の金型と同様に、円弧状スリット１５１のスリット幅ｇは０．２ｍｍとすると、スリット形成位置の内径が３８．０ｍｍと小さいので、流路断面積は２１．６０ｍｍ２と小さくなるが、従来のスポット状の通気孔に比べてはるかに大きく、上記実施例の金型と同様、微圧空気の供給効率が高く、樹脂効率をより高めることができる。
以上、断面形状が円形のカップ状容器を例にとって説明したが、この発明は、オーバル型や角型など、他の形状の容器の成形にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明のカップ状容器の成形装置に用いられる金型構造を示すもので、同図（Ａ）は組み立てた状態の断面図、同図（Ｂ）は底面図、同図（Ｃ）は概略分解斜視図、同図（Ｄ）は（Ａ）のＤ方向矢視図である。
【図２】図２（Ａ）は図１の金型を用いたカップ状容器の成形装置の全体構成を示す概略構成図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の真空引き工程の概略構成図、同図（Ｃ）は容器の概略断面図、同図（Ｄ）は容器に形成される線状突起を模式的に示す図である。
【図３】図３は本発明のカップ状容器の成形装置に用いられる金型の他の構成例を示すもので、同図（Ａ）は組み立てた状態の断面図、同図（Ｂ）は底面図、同図（Ｃ）は概略分解斜視図、同図（Ｄ）は（Ａ）のＤ方向矢視図、同図（Ｅ）はリング型の断面図、同図（Ｆ）は本実施例の金型で成形される容器の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ 容器
２ 側壁部
３ 底壁部
３１ 凹曲面部
３２ 環状座面部
４ フランジ部
５ 線状突起
１０ 成形装置
１１ 樹脂シート
２０ 金型
２０Ａ キャビティ
２１ 円筒型
２１ａ 内周面
２１ｂ 下端面
２１ｃ 下端内径側傾斜面
２２ コア型
２２ａ コア本体部
２２ｂ 膨出部
２２ｂ１ 凸曲面
２２ｂ２ 膨出部下傾斜面
２３ 第1リング型
２３ａ 上端面
２３ｂ 内径側円筒面
２３ｃ 外径側円筒面
２３ｄ 内径側傾斜面
２３ｅ 外径側傾斜面
２４ 第２リング型 ２４
２４ａ 上端面
２４ｂ 内径側円筒面
３０ プラグ
４０ 微圧空気供給装置
４１ 圧力源
４２ レギュレータ
４３ コントローラ
５０ 微圧空気供給路
５１ 円弧状スリット
５１ａ 段凹部
５２ 環状スリット
６０ 案内リング
７０ 上型
１０１ プラスチック容器
１０３ 底壁部
１３１ 段付き凹部
１３１ａ 環状段凹部、１３１ｂ 中央段凹部
１３２ 環状座面部
１２０ 金型
１２２ コア型
１２２ａ 上端面
１２２ｂ 円筒面
１２３ リング型
１２３ａ 第１環状段部
１２３ｂ 第２環状段部
１２３ｃ 第３環状段部
１２３ｄ 第１傾斜面
１２３ｅ 第２傾斜面
１２３ｆ 内径側円筒面
１２３ｆ１ 上半部
１２３ｆ２ 下半部
１５０ 微圧空気供給路
１５１ 円弧状スリット
１５１ａ 段凹部
１５２ 環状スリット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ形状の容器を成形するためのキャビティを備えた金型と、該金型のキャビティ開口部を覆うように配置された加熱により軟化した状態の樹脂シートを金型のキャビティ内に押し込んで絞るプラグと、を備え、該プラグにより樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグ外周に抱きつかせ、前記プラグによって絞られた樹脂シートを金型のキャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形するカップ状容器の成形装置において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成としたことを特徴とするカップ状容器の成形装置。
【請求項２】
金型は複数の型構成部材に分割され、スリット形状の微圧空気供給路を型構成部材の間に設け、金型を分解することにより微圧空気供給路を開放可能としたことを特徴とする請求項１に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項３】
微圧空気供給路は、樹脂シートを真空引きして金型のキャビティ内周面に密着させる際の排気通路となることを特徴とする請求項１又は２に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項４】
成形後の容器の厚みが０．２〜２．０ｍｍで、微圧空気供給路のスリット幅が０．０１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項５】
微圧空気の圧力が０．０１〜０．１Ｍｐａで、微圧空気供給路の流路断面積が底部投影面積の０．１〜５％となるように微圧空気供給路のスリット形状を設定した特徴とする請求項４に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項６】
加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞り、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形する成形方法で、プラグによって樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせるカップ状容器の成形方法において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高めることを特徴とするカップ状容器の成形方法。
【請求項７】
加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞ると共に、金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせ、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形されるカップ状容器であって、
前記微圧空気供給路をスリット形状とし、容器外周面に現れる微圧供給路の痕をスリット形状に対応する線状突起としたことを特徴とするカップ状容器。
【請求項１】
カップ形状の容器を成形するためのキャビティを備えた金型と、該金型のキャビティ開口部を覆うように配置された加熱により軟化した状態の樹脂シートを金型のキャビティ内に押し込んで絞るプラグと、を備え、該プラグにより樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグ外周に抱きつかせ、前記プラグによって絞られた樹脂シートを金型のキャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形するカップ状容器の成形装置において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高める構成としたことを特徴とするカップ状容器の成形装置。
【請求項２】
金型は複数の型構成部材に分割され、スリット形状の微圧空気供給路を型構成部材の間に設け、金型を分解することにより微圧空気供給路を開放可能としたことを特徴とする請求項１に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項３】
微圧空気供給路は、樹脂シートを真空引きして金型のキャビティ内周面に密着させる際の排気通路となることを特徴とする請求項１又は２に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項４】
成形後の容器の厚みが０．２〜２．０ｍｍで、微圧空気供給路のスリット幅が０．０１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項５】
微圧空気の圧力が０．０１〜０．１Ｍｐａで、微圧空気供給路の流路断面積が底部投影面積の０．１〜５％となるように微圧空気供給路のスリット形状を設定した特徴とする請求項４に記載のカップ状容器の成形装置。
【請求項６】
加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞り、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形する成形方法で、プラグによって樹脂シートを絞る際に金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせるカップ状容器の成形方法において、
前記金型に設けられた微圧空気供給路をスリット形状とし、スリット幅は所定幅に制限しスリット長さを長くすることにより流路断面積を確保して吸気効率を高めることを特徴とするカップ状容器の成形方法。
【請求項７】
加熱により軟化した樹脂シートをプラグによって金型のキャビティ内に押し込んで絞ると共に、金型に設けられた微圧空気供給路からキャビティ内に微圧空気を供給し樹脂シートとキャビティ内周との間の空間に微小な正圧を発生させて樹脂シートをプラグの周囲に抱きつかせ、絞られた樹脂シートを金型キャビティ内周面に密着させてカップ形状に成形されるカップ状容器であって、
前記微圧空気供給路をスリット形状とし、容器外周面に現れる微圧供給路の痕をスリット形状に対応する線状突起としたことを特徴とするカップ状容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１１１８８８（Ｐ２００７−１１１８８８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０２９０５（Ｐ２００５−３０２９０５）
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【出願人】（３０４０５０３６９）株式会社浅野研究所 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１８日（２００５．１０．１８）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【出願人】（３０４０５０３６９）株式会社浅野研究所 (44)
【Ｆターム（参考）】
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