パッキン付き製造蓋の製造方法及び製造装置
【課題】容器蓋に設けられた嵌合溝にパッキンを容易に形成できて大量生産に適しているだけでなく、製造設備の省スペース化や省エネルギー化を実現することも可能なパッキン付き容器蓋の製造方法を提供する。
【解決手段】押出機２０で加熱溶融された熱可塑性樹脂１２０をノズル４０から線状に押出して容器蓋１１０の片面に設けられた嵌合溝１１１に流し込むことにより、嵌合溝１１１に沿ってパッキンを一体的に形成する。押出機２０の内部では、加熱溶融した熱可塑性樹脂１２０に発泡剤１２１を添加し、ノズル４０から吐出した直後に熱可塑性樹脂１２０を発泡させる。これにより、容器蓋１１０の全体を加熱することなく発泡体を嵌合溝１１１に充填することができるようになる。
【解決手段】押出機２０で加熱溶融された熱可塑性樹脂１２０をノズル４０から線状に押出して容器蓋１１０の片面に設けられた嵌合溝１１１に流し込むことにより、嵌合溝１１１に沿ってパッキンを一体的に形成する。押出機２０の内部では、加熱溶融した熱可塑性樹脂１２０に発泡剤１２１を添加し、ノズル４０から吐出した直後に熱可塑性樹脂１２０を発泡させる。これにより、容器蓋１１０の全体を加熱することなく発泡体を嵌合溝１１１に充填することができるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵌合溝に沿ってパッキンが一体的に形成されたパッキン付き容器蓋の製造方法と、それに好適に用いることのできるパッキン付き容器蓋の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペール缶と呼ばれる金属製の容器は、薬品、塗料又はオイルなどの内容物を保管又は運搬するためなどに広く用いられている。ペール缶の容器本体は、通常、有底の円筒形状となっており、その上方の開口部は、円形の容器蓋によって覆われる。容器蓋の下面の外縁に沿った箇所には、容器本体の開口端を嵌め込むための嵌合溝が円環状に設けられており、該嵌合溝の内部には、容器内部の気密性や液密性を保つことができるようにパッキンが設けられている。
【０００３】
このようなパッキン付きの容器蓋は、従来、予め線状に成形した発泡体の両端を接続することによって得た環状のパッキンを容器蓋に設けられた嵌合溝に手作業で嵌め込むことにより製造していた。発泡体の原料としては、通常、熱可塑性樹脂やゴムが採用される。この方法は、容器蓋の嵌合溝に耐溶剤性や耐薬品性に優れたパッキンを形成しやすいという利点はあるものの、パッキンの嵌め込みを手作業で行う必要があるなど、手間がかかるために、製造時間の短縮が困難であった。このため、パッキン付き容器蓋の製造コストを安く抑えるのも困難であった。
【０００４】
このような実状に鑑みてか、近年には、発泡剤を添加した溶融状態のゴムや熱硬化性樹脂をノズルから吐出して容器蓋の嵌合溝に流し込んだ後、容器蓋の全体を加熱炉などで加熱することにより、嵌合溝の内部にあるゴムや熱硬化性樹脂を発泡させると同時に架橋させる方法が主流となってきている（例えば特許文献１及び特許文献２）。この方法は、パッキンを嵌め込む手間を要しないために作業性に優れているが、大型の加熱炉が必要となるために、パッキン付き容器蓋の製造設備の省スペース化や省エネルギー化が困難であった。また、この方法は、加熱炉で容器蓋を数分間加熱する必要があるために、製造時間の短縮が困難であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０１４２１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４７１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、容器蓋に設けられた嵌合溝にパッキンを容易に形成できて製造時間の短縮が可能であるだけでなく、製造設備の省スペース化や省エネルギー化を実現することも可能なパッキン付き容器蓋の製造方法を提供するものである。また、これらのパッキン付き容器蓋の製造方法に好適に用いることのできるパッキン付き容器蓋の製造装置を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、押出機で加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造方法であって、発泡剤を添加した熱可塑性樹脂を押出機の内部で加熱溶融し、加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから吐出した直後に発泡させて、容器蓋の全体を加熱することなく発泡体を前記嵌合溝に充填することを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造方法を提供することによって解決される。
【０００８】
ここで、「ノズルから吐出した直後に発泡させる」とは、ノズル内部で加圧状態にあった溶融樹脂の圧力が解除されることで発泡して体積を増加させることをいう。ノズルから吐出されて新たに気泡が発生する場合のみならず、ノズル内部で発生していた気泡の体積が増大する場合をも含むものとする。
【０００９】
これにより、嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂（パッキン）を容器蓋ごと加熱するなどの処置を施さなくても、熱可塑性樹脂を発泡させることが可能になる。したがって、パッキンを容器蓋の嵌合溝に嵌め込むなど、煩雑な手作業を施さなくとも、嵌合溝にパッキンを形成することが可能になる。また、加熱炉などを別途設ける必要がないので、パッキン付き容器蓋の製造設備の省スペース化や省エネルギー化を実現することも可能になる。さらに、パッキンと容器蓋が一体化され、密封性に優れたパッキン付き容器蓋を得ることも可能になる。
【００１０】
このとき、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体からなる発泡剤を圧入すると好ましい。気体又は液体の発泡剤は、安価に入手できるだけでなく、発泡性にも優れている。
【００１１】
熱可塑性樹脂の発泡倍率は、とくに限定されないが、低くしすぎると、嵌合溝に形成されたパッキンが硬くなりすぎて、容器蓋を容器本体に嵌め込みにくくなるおそれがある。一方、熱可塑性樹脂の発泡倍率を高くしすぎると、密封性や強度が低下するおそれがある。このため、熱可塑性樹脂の発泡倍率は、通常、２〜３０倍とされる。
【００１２】
パッキンの原料として使用する熱可塑性樹脂も、とくに限定されないが、ポリオレフィンを用いると好ましい。ポリオレフィンは、柔軟性、耐薬品性、成形性などに優れていて低コストであるからである。
【００１３】
前記嵌合溝が円環状に設けられた容器蓋を前記嵌合溝の中心軸周りに回転させながら、位置固定されたノズルから熱可塑性樹脂を吐出して前記嵌合溝に流し込むことも好ましい。これにより、パッキン付き容器蓋の製造設備をさらに簡素化することが可能になる。
【００１４】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分を加熱して該重なり部分を溶着することも好ましい（溶着工程）。このとき、熱可塑性樹脂を溶融させるための加熱手段として熱板を用いたのでは、熱板が樹脂で汚染されやすく繰り返しの溶融作業が困難になるおそれがある。また、加熱手段として熱輻射を利用したものを用いたのでは、生産速度が低下するおそれがある。このため、溶着工程は、前記重なり部分に熱風を吹き付けることによって行うと好ましい。
【００１５】
この後さらに、熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分を前記嵌合溝の深さ方向に押圧することも好ましい（押圧工程）。これにより、嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂（パッキン）の始端と終端の隙間から、内容物が漏れるのを防ぐことができるようになり、パッキンの気密性や液密性をさらに高めることが可能になる。
【００１６】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂を前記嵌合溝に沿った型で前記嵌合溝の深さ方向に押圧することによって、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成することも好ましい。また、ノズルの吐出口を非円形に形成し、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成することも好ましい。これらの方法により、パッキンの断面形状を凹形又は扁平にして容器本体の開口端を嵌合溝に嵌め込みやすくするだけでなく、同時に上記の押圧工程を行うことも可能になる。このような形状のパッキンを効率よく生産できることも本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法の利点である。
【００１７】
ノズルを複数組設け、一の組のノズルと他の組のノズルとから熱可塑性樹脂を交互に吐出させ、一の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝と他の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝とに熱可塑性樹脂を交互に流し込み、複数の容器蓋に対して順次パッキンを形成することができるようにすることも好ましい。複数の容器蓋に対して順次パッキンを形成する場合に、熱可塑性樹脂を流し込む容器蓋が切り替わるたびに押出機での動作を停止させると、停止している間に熱可塑性樹脂の物性が変わってしまい、嵌合溝に形成されるパッキンが不均一になり、パッキンの気密性や液密性や強度が低下するおそれがあるが、このような構成を採用することにより、押出機での動作を連続して行うことができるので、上記のような不具合を解消することが可能になる。
【００１８】
また、上記課題は、熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造装置であって、熱可塑性樹脂を投入するための熱可塑性樹脂投入部と、熱可塑性樹脂を加熱溶融するための押出機と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体の発泡剤を圧入するための発泡剤圧入部と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂を押出機の外部へ吐出するためのノズルと、ノズルの下方に容器蓋を供給するための容器蓋供給手段と、ノズルから押出された熱可塑性樹脂が前記嵌合溝に沿って流れ込むように容器蓋をノズルの下方で移動させるための容器蓋移動手段とを備えたことを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造装置を提供することによっても解決される。このパッキン付き容器蓋の製造装置は、上記のパッキン付き容器蓋の製造方法を好適に実行させることができるものとなっている。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によって、容器蓋に設けられた嵌合溝にパッキンを容易に形成できて生産効率が高いだけでなく、製造設備の省スペース化や省エネルギー化を実現することも可能なパッキン付き容器蓋の製造方法を提供することが可能になる。また、これらのパッキン付き容器蓋の製造方法に好適に用いることのできるパッキン付き容器蓋の製造装置を提供することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法とパッキン付き容器蓋の製造方法の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んでいく様子を示した断面図である。図２は、本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて製造したパッキン付き容器蓋１００を示した破断斜視図である。
【００２１】
本実施態様のパッキン付き容器蓋の製造方法は、図１に示すように、熱可塑性樹脂１２０をノズル４０から線状に押出して容器蓋１１０の片面に設けられた嵌合溝１１１に流し込むことにより、嵌合溝１１１に沿ってパッキンを一体的に形成するものとなっている。熱可塑性樹脂１２０は、通常、ペレットの状態で熱可塑性樹脂投入部１０に投入され、押出機２０の内部で加熱溶融される。押出機２０の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂１２０には、気体又は液体の発泡剤１２１が添加される。発泡剤１２１の添加は、発泡剤圧入部３０から押出機２０の内部に発泡剤１２１を圧入することによって行われる。
【００２２】
本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置で用いる容器蓋１１０は、角形のものなどであってもよいが、本実施態様においては、図２に示すように、円形のものを使用している。この容器蓋１１０の片面には、その外縁に沿って円環状の嵌合溝１１１が設けられており、有底の円筒形状の容器本体（図示省略）の開口端に嵌め込むことができるようになっている。図２の容器蓋１１０は、その下面に設けられた嵌合溝１１１が上方を向くように、上下をひっくり返して描いてある。
【００２３】
この形態の容器蓋１１０は、容器本体の内部に落ち込むおそれがないだけでなく、嵌合溝１１１にパッキンを均一に形成しやすく、容器本体の気密性や液密性を保つことが比較的容易であるために、薬品、塗料又はオイルなどの内容物を保管又は運搬するためのペール缶の蓋として最も広く用いられている。容器蓋１１０は、図示省略の容器蓋供給手段によって、所定のタイミングでノズル４０の下方に供給される。容器蓋供給手段は、ノズル４０の下方に容器蓋１１０を供給できるものであればとくに限定されないが、本実施態様においては、ベルトコンベアを用いている。
【００２４】
熱可塑性樹脂投入部１０に投入する熱可塑性樹脂１２０（パッキンの原料として使用する熱可塑性樹脂）の種類はとくに限定されず、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミドなどが例示される。熱可塑性エラストマーも使用することができ、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリアミド系などの各種の熱可塑性エラストマーを用いることができる。なかでも、ポリオレフィンを用いると好ましい。ポリオレフィンは、一般に柔軟性、耐薬品性及び成形性に優れ、低コストであり、廃棄に際して焼却する場合にも有害ガスを発生しないので好ましい。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが用いられるが、とくにポリエチレンが好ましい。ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ＬＬＤＰＥなどが用いられるが、柔軟性、成形性、発泡性の点からは、低密度ポリエチレンが好適である。ポリエチレン、ポリプロピレンは、他のモノマーが共重合された共重合体であってもよい。本実施態様においては、これらの樹脂の中でも、低密度ポリエチレンを採用している。熱可塑性樹脂１２０は、溶融成形性が阻害されない範囲で架橋されていてもよい。また、熱可塑性樹脂１２０には、架橋ゴム粒子や無機フィラーなどを配合してもよい。
【００２５】
熱可塑性樹脂１２０に添加する発泡剤１２１の種類はとくに限定されない。粉末状のものを使用してもよく、アゾジカルボン酸アミドのような有機系化学発泡剤や、重炭酸塩のような無機系化学発泡剤を用いることができる。また、発泡成分を内包したマイクロカプセルを用いることもできる。このような粉末状の発泡剤は、粉体のままで、あるいはマスターバッチペレットとして、熱可塑性樹脂ペレットと同時に熱可塑性樹脂投入部１０へ投入される。
【００２６】
一方、入手コストや発泡性を考慮すると、気体又は液体の発泡剤を、押出機２０の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂１２０に対して圧入すると好ましい。なかでも、炭素数３〜６の炭化水素化合物は沸点が低く、大気圧でも容易に発泡させることができるので好ましい。炭素数３〜６の炭化水素化合物としては、プロパン（炭素数３）、ブタン（炭素数４）、ペンタン（炭素数５）、ヘキサン（炭素数６）が例示される。とくに、ブタンは、単独気泡を形成しやすく、パッキンを気密性や液密性に優れたものとすることができるので好ましい。
【００２７】
熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率もとくに限定されないが、低くしすぎると、嵌合溝１１１に形成されたパッキンが硬くなりすぎて、容器蓋１１０を容器本体に嵌め込みにくくなるおそれがある。このため、熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、通常、２倍以上とされる。熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、５倍以上であると好ましく、１０倍以上であるとより好ましい。一方、熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率を高くしすぎると、パッキンに連通気泡が形成されやすくなり、容器の気密性や液密性を保てなくなるおそれがある。また、パッキンの強度が低下するおそれもある。このため、熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、通常、３０倍以下とされる。熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、２０倍以下であると好ましく、１５倍以下であるとより好ましい。
【００２８】
押出機２０の内部で加熱溶融されて発泡剤１２１が添加された熱可塑性樹脂１２０は、ノズル４０から吐出され、容器蓋１１０の片面に設けられた円環状の嵌合溝１１１に流し込まれる。熱可塑性樹脂１２０の溶融温度は、通常、１５０〜３００℃である。このとき、ノズル４０から吐出された直後に熱可塑性樹脂１２０に添加された発泡剤１２１が発泡するために、熱可塑性樹脂１２０は発泡体となって嵌合溝１１１に充填された状態となりパッキンを形成する。本実施態様において、嵌合溝１１１への熱可塑性樹脂１２０の流し込みは、容器蓋移動手段６０によって、容器蓋１１０を嵌合溝１１１の中心軸（図１の軸Ｌ）周りに回転させながら行うようになっている。このため、位置固定されたノズル４０から吐出された熱可塑性樹脂１２０を嵌合溝１１１に沿って綺麗に流し込むことができるようになっている。この際、ノズル４０の先端が容器蓋１１０から離れていると、熱可塑性樹脂１２０を嵌合溝１１１に流し込みにくくなるために、ノズル４０の先端を容器蓋１１０の近くに配しておくとよい。これにより、嵌合溝１１１の内部に大きな隙間を形成することなく、熱可塑性樹脂１２０を発泡させながら嵌合溝１１１に充填することも可能になる。
【００２９】
本実施態様においては、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０が流し込まれると、図示省略の加熱手段（熱風吹付手段）によって、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０の始端と終端との重なり部分に熱風が吹き付けられ、該重なり部分が溶着されるようになっている（溶着工程）。この溶着工程は、前記重なり部がノズル４０の下方にあるときに行ってもよいが、ノズル４０が邪魔になるおそれがある。このような場合には、熱可塑性樹脂１２０の流し込みを終えた後に容器蓋移動手段６０によって容器蓋１１０を所定角度回転させ、前記重なり部をノズル４０の下方からずらして行うとよい。
【００３０】
また、本実施態様においては、上記の溶着工程を終えると、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０の始端と終端との重なり部分は、図示省略の押圧手段によって嵌合溝１１１の深さ方向に押圧されるようになっている（押圧工程）。このため、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０の始端と終端をさらに密着させることが可能になり、熱可塑性樹脂１２０の始端と終端の隙間から、容器の内容物が漏れるのを防ぐことができるようになっている。この押圧工程は、熱風吹付工程と同様に、前記重なり部がノズル４０の下方にあるときに行ってもよいが、ノズル４０が邪魔になるおそれもあるので、容器蓋移動手段６０によって容器蓋１１０を所定角度回転させて前記重なり部をノズル４０の下方からずらして行うとよい。
【００３１】
熱風吹付工程と押圧工程とを終えた容器蓋１１０は、図示省略の容器蓋排出手段によってノズル４０の下方から取り除かれる。これにより、図２に示すようなパッキン付き容器蓋１００を得ることができる。ノズル４０の下方から容器蓋１１０（パッキン付き容器蓋１００）が取り除かれると、容器蓋供給手段によって、次の容器蓋１１０がノズル４０の下方へ供給される。
【００３２】
続いて、本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置の他の実施態様について説明する。図３は、他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んでいく様子を示した平面図である。図４は、他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んでいく様子を示した正面図である。図５は、図４におけるノズル４０の周辺に設けたシャッター板８０を一端側（図５における左端側）の限界点（A位置）まで移動させた状態を示した断面図である。図６は、図４におけるノズル４０の周辺に設けたシャッター板８０を中間位置に移動させた状態を示した断面図である。図７は、図４におけるノズル４０の周辺に設けたシャッター板８０を他端側（図５における右端側）の限界点（Ｂ位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【００３３】
図３と図４に示すパッキン付き容器蓋の製造装置は、ノズル４０が複数組設けられており、一の組のノズル４１，４２と他の組のノズル４３，４４とから熱可塑性樹脂１２０を交互に吐出させ、一の組のノズル４１，４２の下方にある容器蓋１１０の嵌合溝１１１と他の組のノズル４３，４４の下方にある容器蓋１１０の嵌合溝１１１とに熱可塑性樹脂１２０を交互に流し込むことができるようになっている。したがって、一度に複数のパッキン付き容器蓋を順次製造することのできる構造となっている。この場合、容器蓋供給手段５０（図３）は、一の組のノズル４１，４２の下方に容器蓋１１０を供給するラインと、他の組のノズル４３，４４の下方に容器蓋１１０を供給するラインとを独立して駆動させることができるものを使用する。ここでは、各組２本ずつ計４本のノズル４１〜４４が設けられている例を示したが、ノズル４０の本数はこれに限定されず、適宜変更することができる。
【００３４】
ノズル４１〜４４は、図４と図５〜図７に示すように、水平方向に配されたパイプ状のノズル基部７０の下面に長手方向に沿って所定間隔で設けられている。このため、押出機２０から押出された熱可塑性樹脂１２０は、ノズル基部７０の中央からノズル基部７０の内部に入って左右に分かれた後、ノズル４１〜４４から下向きに吐出されるようになっている。ノズル基部７０の水平方向に亘る長さや、ノズル４１〜４４を配する間隔は、とくに限定されないが、長くしすぎると、熱可塑性樹脂１２０の歩留まりが低下したり、ノズル４１〜４４から吐出される熱可塑性樹脂１２０の物性に大きな差が生ずるなどの不具合が生じるおそれがあるために、できるだけ短く設定しておくことが好ましい。
【００３５】
熱可塑性樹脂１２０を吐出させるノズル４０を切り替える仕組みは、とくに限定されず、ノズル４１〜４４のそれぞれに独立した弁などを設けてもよい。図５〜図７の例では、所定間隔で孔８１〜８４が設けられたシャッター板８０を水平方向にスライドさせることにより、熱可塑性樹脂１２０を吐出させるノズル４０を切り替えることができるものとなっている。このような構成を採用することによって、ノズル４０の切替えをより簡素な構造で実現することが可能になる。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、シャッター板８０をA位置に移動させたときには、ノズル４１，４２から熱可塑性樹脂１２０が吐出可能な状態となり、図６に示すように、シャッター板８０を中間位置に移動させたときには、ノズル４１〜４４のいずれからも熱可塑性樹脂１２０が吐出されない状態となり、図７に示すように、シャッター板８０をB位置に移動させたときには、ノズル４３，４４から熱可塑性樹脂１２０が吐出可能な状態となるようになっている。
【００３７】
また、このパッキン付き容器蓋の製造方法において、一の組のノズル４１，４２の下方で嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０が充填された容器蓋１１０は、他の組のノズル４３，４４から熱可塑性樹脂１２０が吐出されている間に、熱風吹付工程と押圧工程とを済ませ、容器蓋排出手段９０によってノズル４１，４２の下方から取り除かれる。ノズル４１，４２の下方から容器蓋１１０が取り除かれると、容器蓋供給手段５０によって、次の容器蓋１１０がノズル４３，４４の下方に供給される。このため、熱可塑性樹脂１２０を滞らせることなく、複数の容器蓋１１０に対して順次パッキンを形成することができるようになっており、パッキン付き容器蓋１００の製造を効率的に行うことができるようになっている。
【００３８】
ところで、図５〜図７で示した例では、一の組のノズル４１，４２がノズル基部７０の一端側（左端側）に配され、他の組のノズル４３，４４がノズル基部７０の他端側（右端側）に配されているが、ノズル４１〜４４の配置はこれに限定されない。例えば、図８〜図１０に示すように、ノズル基部７０の一端（左端）から他端（右端）に向かって、ノズル４１、ノズル４３、ノズル４２、ノズル４４の順に配することも好ましい。このように、一の組のノズル４１，４２と他の組のノズル４３，４４を交互に配することによって、一の組のノズル４１，４２が熱可塑性樹脂１２０を吐出しているときと、他の組のノズル４３，４４が熱可塑性樹脂１２０を吐出しているときのいずれにおいても、ノズル基部７０の一端側と他端側に熱可塑性樹脂１２０を流すことができるようになる。したがって、ノズル４１〜４４から吐出される熱可塑性樹脂１２０の物性のバラツキをさらに小さくおさえることも可能になる。
【００３９】
容器蓋１１０の嵌合溝１１１に形成するパッキンの断面形状は、図１１に示すような円形に限定されず、各種形状（非円形形）を選択することができる。例えば、半円形（図１２）、三日月形（図１３）、ひょうたん形、円弧形、折れ線形などとすることができる。これにより、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成することが可能になり、嵌合溝１１１に容器本体の開口端を嵌め込みやすくすることができる。パッキンの断面形状は、ノズル４０の吐出口の形状を変えることによって設定することができる。例えば、パッキンの断面形状を半円形としたい場合には、ノズル４０の吐出口を半円形とすればよい。また、１つのノズル４０に設ける吐出口の数は、１つに限定されず、複数であってもよい。例えば、接近して配した２つの吐出口から嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂を流し込むと、断面ひょうたん形のパッキンを形成することができる。
【００４０】
また、パッキンの長手方向に沿った凹部は、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んだ後、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０を嵌合溝１１１に沿った型で嵌合溝１１１の深さ方向に押圧することによっても形成することができる。これにより、パッキンに凹部を形成するだけでなく、上記の押圧工程を同時に行うことも可能になる。このとき使用する型は、それ専用のものを用意してもよいが、容器蓋１１０を型として利用すると好ましい。すなわち、図１４に示すように、嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０が流し込まれた複数枚の容器蓋１１０を重ねて、熱可塑性樹脂１２０が高温状態にあるうちに下側の容器蓋１１０の嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０をその上側の容器蓋１１０の上面（図１４では下面）で押圧することによって、パッキンに長手方向に沿った凹部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて、容器蓋の嵌合溝に熱可塑性樹脂を流し込んでいく様子を示した断面図である。
【図２】本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて製造したパッキン付き容器蓋を示した破断斜視図である。
【図３】他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋の嵌合溝に熱可塑性樹脂を流し込んでいく様子を示した平面図である。
【図４】他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋の嵌合溝に熱可塑性樹脂を流し込んでいく様子を示した正面図である。
【図５】図４におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を一端側（左端側）の限界点（A位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図６】図４におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を中間位置に移動させた状態を示した断面図である。
【図７】図４におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を他端側（右端側）の限界点（Ｂ位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図８】さらに別の例のパッキン付き容器蓋の製造装置におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を一端側（左端側）の限界点（A位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図９】図８におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を中間位置に移動させた状態を示した断面図である。
【図１０】図８におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を他端側（右端側）の限界点（Ｂ位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図１１】断面円形のパッキンを形成した容器蓋の嵌合溝周辺を拡大した断面図である。
【図１２】断面半円形のパッキンを形成した容器蓋の嵌合溝周辺を拡大した断面図である。
【図１３】断面凹形のパッキンを形成した容器蓋の嵌合溝周辺を拡大した断面図である。
【図１４】複数枚の容器蓋を重ねて断面凹形のパッキンを形成する様子を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 熱可塑性樹脂投入部
２０ 押出機
３０ 発泡剤圧入部
４０〜４４ ノズル
５０ 容器蓋供給手段
６０ 容器蓋移動手段
７０ ノズル基部
８０ シャッター板
８１〜８４ 孔
９０ 容器蓋排出手段
１００ パッキン付き容器蓋
１１０ 容器蓋
１１１ 嵌合溝
１２０ 熱可塑性樹脂（パッキン）
１２１ 発泡剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵌合溝に沿ってパッキンが一体的に形成されたパッキン付き容器蓋の製造方法と、それに好適に用いることのできるパッキン付き容器蓋の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペール缶と呼ばれる金属製の容器は、薬品、塗料又はオイルなどの内容物を保管又は運搬するためなどに広く用いられている。ペール缶の容器本体は、通常、有底の円筒形状となっており、その上方の開口部は、円形の容器蓋によって覆われる。容器蓋の下面の外縁に沿った箇所には、容器本体の開口端を嵌め込むための嵌合溝が円環状に設けられており、該嵌合溝の内部には、容器内部の気密性や液密性を保つことができるようにパッキンが設けられている。
【０００３】
このようなパッキン付きの容器蓋は、従来、予め線状に成形した発泡体の両端を接続することによって得た環状のパッキンを容器蓋に設けられた嵌合溝に手作業で嵌め込むことにより製造していた。発泡体の原料としては、通常、熱可塑性樹脂やゴムが採用される。この方法は、容器蓋の嵌合溝に耐溶剤性や耐薬品性に優れたパッキンを形成しやすいという利点はあるものの、パッキンの嵌め込みを手作業で行う必要があるなど、手間がかかるために、製造時間の短縮が困難であった。このため、パッキン付き容器蓋の製造コストを安く抑えるのも困難であった。
【０００４】
このような実状に鑑みてか、近年には、発泡剤を添加した溶融状態のゴムや熱硬化性樹脂をノズルから吐出して容器蓋の嵌合溝に流し込んだ後、容器蓋の全体を加熱炉などで加熱することにより、嵌合溝の内部にあるゴムや熱硬化性樹脂を発泡させると同時に架橋させる方法が主流となってきている（例えば特許文献１及び特許文献２）。この方法は、パッキンを嵌め込む手間を要しないために作業性に優れているが、大型の加熱炉が必要となるために、パッキン付き容器蓋の製造設備の省スペース化や省エネルギー化が困難であった。また、この方法は、加熱炉で容器蓋を数分間加熱する必要があるために、製造時間の短縮が困難であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０１４２１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４７１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、容器蓋に設けられた嵌合溝にパッキンを容易に形成できて製造時間の短縮が可能であるだけでなく、製造設備の省スペース化や省エネルギー化を実現することも可能なパッキン付き容器蓋の製造方法を提供するものである。また、これらのパッキン付き容器蓋の製造方法に好適に用いることのできるパッキン付き容器蓋の製造装置を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、押出機で加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造方法であって、発泡剤を添加した熱可塑性樹脂を押出機の内部で加熱溶融し、加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから吐出した直後に発泡させて、容器蓋の全体を加熱することなく発泡体を前記嵌合溝に充填することを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造方法を提供することによって解決される。
【０００８】
ここで、「ノズルから吐出した直後に発泡させる」とは、ノズル内部で加圧状態にあった溶融樹脂の圧力が解除されることで発泡して体積を増加させることをいう。ノズルから吐出されて新たに気泡が発生する場合のみならず、ノズル内部で発生していた気泡の体積が増大する場合をも含むものとする。
【０００９】
これにより、嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂（パッキン）を容器蓋ごと加熱するなどの処置を施さなくても、熱可塑性樹脂を発泡させることが可能になる。したがって、パッキンを容器蓋の嵌合溝に嵌め込むなど、煩雑な手作業を施さなくとも、嵌合溝にパッキンを形成することが可能になる。また、加熱炉などを別途設ける必要がないので、パッキン付き容器蓋の製造設備の省スペース化や省エネルギー化を実現することも可能になる。さらに、パッキンと容器蓋が一体化され、密封性に優れたパッキン付き容器蓋を得ることも可能になる。
【００１０】
このとき、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体からなる発泡剤を圧入すると好ましい。気体又は液体の発泡剤は、安価に入手できるだけでなく、発泡性にも優れている。
【００１１】
熱可塑性樹脂の発泡倍率は、とくに限定されないが、低くしすぎると、嵌合溝に形成されたパッキンが硬くなりすぎて、容器蓋を容器本体に嵌め込みにくくなるおそれがある。一方、熱可塑性樹脂の発泡倍率を高くしすぎると、密封性や強度が低下するおそれがある。このため、熱可塑性樹脂の発泡倍率は、通常、２〜３０倍とされる。
【００１２】
パッキンの原料として使用する熱可塑性樹脂も、とくに限定されないが、ポリオレフィンを用いると好ましい。ポリオレフィンは、柔軟性、耐薬品性、成形性などに優れていて低コストであるからである。
【００１３】
前記嵌合溝が円環状に設けられた容器蓋を前記嵌合溝の中心軸周りに回転させながら、位置固定されたノズルから熱可塑性樹脂を吐出して前記嵌合溝に流し込むことも好ましい。これにより、パッキン付き容器蓋の製造設備をさらに簡素化することが可能になる。
【００１４】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分を加熱して該重なり部分を溶着することも好ましい（溶着工程）。このとき、熱可塑性樹脂を溶融させるための加熱手段として熱板を用いたのでは、熱板が樹脂で汚染されやすく繰り返しの溶融作業が困難になるおそれがある。また、加熱手段として熱輻射を利用したものを用いたのでは、生産速度が低下するおそれがある。このため、溶着工程は、前記重なり部分に熱風を吹き付けることによって行うと好ましい。
【００１５】
この後さらに、熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分を前記嵌合溝の深さ方向に押圧することも好ましい（押圧工程）。これにより、嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂（パッキン）の始端と終端の隙間から、内容物が漏れるのを防ぐことができるようになり、パッキンの気密性や液密性をさらに高めることが可能になる。
【００１６】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂を前記嵌合溝に沿った型で前記嵌合溝の深さ方向に押圧することによって、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成することも好ましい。また、ノズルの吐出口を非円形に形成し、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成することも好ましい。これらの方法により、パッキンの断面形状を凹形又は扁平にして容器本体の開口端を嵌合溝に嵌め込みやすくするだけでなく、同時に上記の押圧工程を行うことも可能になる。このような形状のパッキンを効率よく生産できることも本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法の利点である。
【００１７】
ノズルを複数組設け、一の組のノズルと他の組のノズルとから熱可塑性樹脂を交互に吐出させ、一の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝と他の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝とに熱可塑性樹脂を交互に流し込み、複数の容器蓋に対して順次パッキンを形成することができるようにすることも好ましい。複数の容器蓋に対して順次パッキンを形成する場合に、熱可塑性樹脂を流し込む容器蓋が切り替わるたびに押出機での動作を停止させると、停止している間に熱可塑性樹脂の物性が変わってしまい、嵌合溝に形成されるパッキンが不均一になり、パッキンの気密性や液密性や強度が低下するおそれがあるが、このような構成を採用することにより、押出機での動作を連続して行うことができるので、上記のような不具合を解消することが可能になる。
【００１８】
また、上記課題は、熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造装置であって、熱可塑性樹脂を投入するための熱可塑性樹脂投入部と、熱可塑性樹脂を加熱溶融するための押出機と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体の発泡剤を圧入するための発泡剤圧入部と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂を押出機の外部へ吐出するためのノズルと、ノズルの下方に容器蓋を供給するための容器蓋供給手段と、ノズルから押出された熱可塑性樹脂が前記嵌合溝に沿って流れ込むように容器蓋をノズルの下方で移動させるための容器蓋移動手段とを備えたことを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造装置を提供することによっても解決される。このパッキン付き容器蓋の製造装置は、上記のパッキン付き容器蓋の製造方法を好適に実行させることができるものとなっている。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によって、容器蓋に設けられた嵌合溝にパッキンを容易に形成できて生産効率が高いだけでなく、製造設備の省スペース化や省エネルギー化を実現することも可能なパッキン付き容器蓋の製造方法を提供することが可能になる。また、これらのパッキン付き容器蓋の製造方法に好適に用いることのできるパッキン付き容器蓋の製造装置を提供することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法とパッキン付き容器蓋の製造方法の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。図１は、本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んでいく様子を示した断面図である。図２は、本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて製造したパッキン付き容器蓋１００を示した破断斜視図である。
【００２１】
本実施態様のパッキン付き容器蓋の製造方法は、図１に示すように、熱可塑性樹脂１２０をノズル４０から線状に押出して容器蓋１１０の片面に設けられた嵌合溝１１１に流し込むことにより、嵌合溝１１１に沿ってパッキンを一体的に形成するものとなっている。熱可塑性樹脂１２０は、通常、ペレットの状態で熱可塑性樹脂投入部１０に投入され、押出機２０の内部で加熱溶融される。押出機２０の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂１２０には、気体又は液体の発泡剤１２１が添加される。発泡剤１２１の添加は、発泡剤圧入部３０から押出機２０の内部に発泡剤１２１を圧入することによって行われる。
【００２２】
本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置で用いる容器蓋１１０は、角形のものなどであってもよいが、本実施態様においては、図２に示すように、円形のものを使用している。この容器蓋１１０の片面には、その外縁に沿って円環状の嵌合溝１１１が設けられており、有底の円筒形状の容器本体（図示省略）の開口端に嵌め込むことができるようになっている。図２の容器蓋１１０は、その下面に設けられた嵌合溝１１１が上方を向くように、上下をひっくり返して描いてある。
【００２３】
この形態の容器蓋１１０は、容器本体の内部に落ち込むおそれがないだけでなく、嵌合溝１１１にパッキンを均一に形成しやすく、容器本体の気密性や液密性を保つことが比較的容易であるために、薬品、塗料又はオイルなどの内容物を保管又は運搬するためのペール缶の蓋として最も広く用いられている。容器蓋１１０は、図示省略の容器蓋供給手段によって、所定のタイミングでノズル４０の下方に供給される。容器蓋供給手段は、ノズル４０の下方に容器蓋１１０を供給できるものであればとくに限定されないが、本実施態様においては、ベルトコンベアを用いている。
【００２４】
熱可塑性樹脂投入部１０に投入する熱可塑性樹脂１２０（パッキンの原料として使用する熱可塑性樹脂）の種類はとくに限定されず、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミドなどが例示される。熱可塑性エラストマーも使用することができ、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリエステル系、ポリアミド系などの各種の熱可塑性エラストマーを用いることができる。なかでも、ポリオレフィンを用いると好ましい。ポリオレフィンは、一般に柔軟性、耐薬品性及び成形性に優れ、低コストであり、廃棄に際して焼却する場合にも有害ガスを発生しないので好ましい。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが用いられるが、とくにポリエチレンが好ましい。ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ＬＬＤＰＥなどが用いられるが、柔軟性、成形性、発泡性の点からは、低密度ポリエチレンが好適である。ポリエチレン、ポリプロピレンは、他のモノマーが共重合された共重合体であってもよい。本実施態様においては、これらの樹脂の中でも、低密度ポリエチレンを採用している。熱可塑性樹脂１２０は、溶融成形性が阻害されない範囲で架橋されていてもよい。また、熱可塑性樹脂１２０には、架橋ゴム粒子や無機フィラーなどを配合してもよい。
【００２５】
熱可塑性樹脂１２０に添加する発泡剤１２１の種類はとくに限定されない。粉末状のものを使用してもよく、アゾジカルボン酸アミドのような有機系化学発泡剤や、重炭酸塩のような無機系化学発泡剤を用いることができる。また、発泡成分を内包したマイクロカプセルを用いることもできる。このような粉末状の発泡剤は、粉体のままで、あるいはマスターバッチペレットとして、熱可塑性樹脂ペレットと同時に熱可塑性樹脂投入部１０へ投入される。
【００２６】
一方、入手コストや発泡性を考慮すると、気体又は液体の発泡剤を、押出機２０の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂１２０に対して圧入すると好ましい。なかでも、炭素数３〜６の炭化水素化合物は沸点が低く、大気圧でも容易に発泡させることができるので好ましい。炭素数３〜６の炭化水素化合物としては、プロパン（炭素数３）、ブタン（炭素数４）、ペンタン（炭素数５）、ヘキサン（炭素数６）が例示される。とくに、ブタンは、単独気泡を形成しやすく、パッキンを気密性や液密性に優れたものとすることができるので好ましい。
【００２７】
熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率もとくに限定されないが、低くしすぎると、嵌合溝１１１に形成されたパッキンが硬くなりすぎて、容器蓋１１０を容器本体に嵌め込みにくくなるおそれがある。このため、熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、通常、２倍以上とされる。熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、５倍以上であると好ましく、１０倍以上であるとより好ましい。一方、熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率を高くしすぎると、パッキンに連通気泡が形成されやすくなり、容器の気密性や液密性を保てなくなるおそれがある。また、パッキンの強度が低下するおそれもある。このため、熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、通常、３０倍以下とされる。熱可塑性樹脂１２０の発泡倍率は、２０倍以下であると好ましく、１５倍以下であるとより好ましい。
【００２８】
押出機２０の内部で加熱溶融されて発泡剤１２１が添加された熱可塑性樹脂１２０は、ノズル４０から吐出され、容器蓋１１０の片面に設けられた円環状の嵌合溝１１１に流し込まれる。熱可塑性樹脂１２０の溶融温度は、通常、１５０〜３００℃である。このとき、ノズル４０から吐出された直後に熱可塑性樹脂１２０に添加された発泡剤１２１が発泡するために、熱可塑性樹脂１２０は発泡体となって嵌合溝１１１に充填された状態となりパッキンを形成する。本実施態様において、嵌合溝１１１への熱可塑性樹脂１２０の流し込みは、容器蓋移動手段６０によって、容器蓋１１０を嵌合溝１１１の中心軸（図１の軸Ｌ）周りに回転させながら行うようになっている。このため、位置固定されたノズル４０から吐出された熱可塑性樹脂１２０を嵌合溝１１１に沿って綺麗に流し込むことができるようになっている。この際、ノズル４０の先端が容器蓋１１０から離れていると、熱可塑性樹脂１２０を嵌合溝１１１に流し込みにくくなるために、ノズル４０の先端を容器蓋１１０の近くに配しておくとよい。これにより、嵌合溝１１１の内部に大きな隙間を形成することなく、熱可塑性樹脂１２０を発泡させながら嵌合溝１１１に充填することも可能になる。
【００２９】
本実施態様においては、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０が流し込まれると、図示省略の加熱手段（熱風吹付手段）によって、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０の始端と終端との重なり部分に熱風が吹き付けられ、該重なり部分が溶着されるようになっている（溶着工程）。この溶着工程は、前記重なり部がノズル４０の下方にあるときに行ってもよいが、ノズル４０が邪魔になるおそれがある。このような場合には、熱可塑性樹脂１２０の流し込みを終えた後に容器蓋移動手段６０によって容器蓋１１０を所定角度回転させ、前記重なり部をノズル４０の下方からずらして行うとよい。
【００３０】
また、本実施態様においては、上記の溶着工程を終えると、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０の始端と終端との重なり部分は、図示省略の押圧手段によって嵌合溝１１１の深さ方向に押圧されるようになっている（押圧工程）。このため、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０の始端と終端をさらに密着させることが可能になり、熱可塑性樹脂１２０の始端と終端の隙間から、容器の内容物が漏れるのを防ぐことができるようになっている。この押圧工程は、熱風吹付工程と同様に、前記重なり部がノズル４０の下方にあるときに行ってもよいが、ノズル４０が邪魔になるおそれもあるので、容器蓋移動手段６０によって容器蓋１１０を所定角度回転させて前記重なり部をノズル４０の下方からずらして行うとよい。
【００３１】
熱風吹付工程と押圧工程とを終えた容器蓋１１０は、図示省略の容器蓋排出手段によってノズル４０の下方から取り除かれる。これにより、図２に示すようなパッキン付き容器蓋１００を得ることができる。ノズル４０の下方から容器蓋１１０（パッキン付き容器蓋１００）が取り除かれると、容器蓋供給手段によって、次の容器蓋１１０がノズル４０の下方へ供給される。
【００３２】
続いて、本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置の他の実施態様について説明する。図３は、他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んでいく様子を示した平面図である。図４は、他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んでいく様子を示した正面図である。図５は、図４におけるノズル４０の周辺に設けたシャッター板８０を一端側（図５における左端側）の限界点（A位置）まで移動させた状態を示した断面図である。図６は、図４におけるノズル４０の周辺に設けたシャッター板８０を中間位置に移動させた状態を示した断面図である。図７は、図４におけるノズル４０の周辺に設けたシャッター板８０を他端側（図５における右端側）の限界点（Ｂ位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【００３３】
図３と図４に示すパッキン付き容器蓋の製造装置は、ノズル４０が複数組設けられており、一の組のノズル４１，４２と他の組のノズル４３，４４とから熱可塑性樹脂１２０を交互に吐出させ、一の組のノズル４１，４２の下方にある容器蓋１１０の嵌合溝１１１と他の組のノズル４３，４４の下方にある容器蓋１１０の嵌合溝１１１とに熱可塑性樹脂１２０を交互に流し込むことができるようになっている。したがって、一度に複数のパッキン付き容器蓋を順次製造することのできる構造となっている。この場合、容器蓋供給手段５０（図３）は、一の組のノズル４１，４２の下方に容器蓋１１０を供給するラインと、他の組のノズル４３，４４の下方に容器蓋１１０を供給するラインとを独立して駆動させることができるものを使用する。ここでは、各組２本ずつ計４本のノズル４１〜４４が設けられている例を示したが、ノズル４０の本数はこれに限定されず、適宜変更することができる。
【００３４】
ノズル４１〜４４は、図４と図５〜図７に示すように、水平方向に配されたパイプ状のノズル基部７０の下面に長手方向に沿って所定間隔で設けられている。このため、押出機２０から押出された熱可塑性樹脂１２０は、ノズル基部７０の中央からノズル基部７０の内部に入って左右に分かれた後、ノズル４１〜４４から下向きに吐出されるようになっている。ノズル基部７０の水平方向に亘る長さや、ノズル４１〜４４を配する間隔は、とくに限定されないが、長くしすぎると、熱可塑性樹脂１２０の歩留まりが低下したり、ノズル４１〜４４から吐出される熱可塑性樹脂１２０の物性に大きな差が生ずるなどの不具合が生じるおそれがあるために、できるだけ短く設定しておくことが好ましい。
【００３５】
熱可塑性樹脂１２０を吐出させるノズル４０を切り替える仕組みは、とくに限定されず、ノズル４１〜４４のそれぞれに独立した弁などを設けてもよい。図５〜図７の例では、所定間隔で孔８１〜８４が設けられたシャッター板８０を水平方向にスライドさせることにより、熱可塑性樹脂１２０を吐出させるノズル４０を切り替えることができるものとなっている。このような構成を採用することによって、ノズル４０の切替えをより簡素な構造で実現することが可能になる。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、シャッター板８０をA位置に移動させたときには、ノズル４１，４２から熱可塑性樹脂１２０が吐出可能な状態となり、図６に示すように、シャッター板８０を中間位置に移動させたときには、ノズル４１〜４４のいずれからも熱可塑性樹脂１２０が吐出されない状態となり、図７に示すように、シャッター板８０をB位置に移動させたときには、ノズル４３，４４から熱可塑性樹脂１２０が吐出可能な状態となるようになっている。
【００３７】
また、このパッキン付き容器蓋の製造方法において、一の組のノズル４１，４２の下方で嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０が充填された容器蓋１１０は、他の組のノズル４３，４４から熱可塑性樹脂１２０が吐出されている間に、熱風吹付工程と押圧工程とを済ませ、容器蓋排出手段９０によってノズル４１，４２の下方から取り除かれる。ノズル４１，４２の下方から容器蓋１１０が取り除かれると、容器蓋供給手段５０によって、次の容器蓋１１０がノズル４３，４４の下方に供給される。このため、熱可塑性樹脂１２０を滞らせることなく、複数の容器蓋１１０に対して順次パッキンを形成することができるようになっており、パッキン付き容器蓋１００の製造を効率的に行うことができるようになっている。
【００３８】
ところで、図５〜図７で示した例では、一の組のノズル４１，４２がノズル基部７０の一端側（左端側）に配され、他の組のノズル４３，４４がノズル基部７０の他端側（右端側）に配されているが、ノズル４１〜４４の配置はこれに限定されない。例えば、図８〜図１０に示すように、ノズル基部７０の一端（左端）から他端（右端）に向かって、ノズル４１、ノズル４３、ノズル４２、ノズル４４の順に配することも好ましい。このように、一の組のノズル４１，４２と他の組のノズル４３，４４を交互に配することによって、一の組のノズル４１，４２が熱可塑性樹脂１２０を吐出しているときと、他の組のノズル４３，４４が熱可塑性樹脂１２０を吐出しているときのいずれにおいても、ノズル基部７０の一端側と他端側に熱可塑性樹脂１２０を流すことができるようになる。したがって、ノズル４１〜４４から吐出される熱可塑性樹脂１２０の物性のバラツキをさらに小さくおさえることも可能になる。
【００３９】
容器蓋１１０の嵌合溝１１１に形成するパッキンの断面形状は、図１１に示すような円形に限定されず、各種形状（非円形形）を選択することができる。例えば、半円形（図１２）、三日月形（図１３）、ひょうたん形、円弧形、折れ線形などとすることができる。これにより、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成することが可能になり、嵌合溝１１１に容器本体の開口端を嵌め込みやすくすることができる。パッキンの断面形状は、ノズル４０の吐出口の形状を変えることによって設定することができる。例えば、パッキンの断面形状を半円形としたい場合には、ノズル４０の吐出口を半円形とすればよい。また、１つのノズル４０に設ける吐出口の数は、１つに限定されず、複数であってもよい。例えば、接近して配した２つの吐出口から嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂を流し込むと、断面ひょうたん形のパッキンを形成することができる。
【００４０】
また、パッキンの長手方向に沿った凹部は、容器蓋１１０の嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０を流し込んだ後、嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０を嵌合溝１１１に沿った型で嵌合溝１１１の深さ方向に押圧することによっても形成することができる。これにより、パッキンに凹部を形成するだけでなく、上記の押圧工程を同時に行うことも可能になる。このとき使用する型は、それ専用のものを用意してもよいが、容器蓋１１０を型として利用すると好ましい。すなわち、図１４に示すように、嵌合溝１１１に熱可塑性樹脂１２０が流し込まれた複数枚の容器蓋１１０を重ねて、熱可塑性樹脂１２０が高温状態にあるうちに下側の容器蓋１１０の嵌合溝１１１に流し込まれた熱可塑性樹脂１２０をその上側の容器蓋１１０の上面（図１４では下面）で押圧することによって、パッキンに長手方向に沿った凹部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて、容器蓋の嵌合溝に熱可塑性樹脂を流し込んでいく様子を示した断面図である。
【図２】本発明のパッキン付き容器蓋の製造方法及び製造装置を用いて製造したパッキン付き容器蓋を示した破断斜視図である。
【図３】他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋の嵌合溝に熱可塑性樹脂を流し込んでいく様子を示した平面図である。
【図４】他の実施態様のパッキン付き容器蓋の製造装置を用いて、容器蓋の嵌合溝に熱可塑性樹脂を流し込んでいく様子を示した正面図である。
【図５】図４におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を一端側（左端側）の限界点（A位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図６】図４におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を中間位置に移動させた状態を示した断面図である。
【図７】図４におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を他端側（右端側）の限界点（Ｂ位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図８】さらに別の例のパッキン付き容器蓋の製造装置におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を一端側（左端側）の限界点（A位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図９】図８におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を中間位置に移動させた状態を示した断面図である。
【図１０】図８におけるノズルの周辺に設けたシャッター板を他端側（右端側）の限界点（Ｂ位置）まで移動させた状態を示した断面図である。
【図１１】断面円形のパッキンを形成した容器蓋の嵌合溝周辺を拡大した断面図である。
【図１２】断面半円形のパッキンを形成した容器蓋の嵌合溝周辺を拡大した断面図である。
【図１３】断面凹形のパッキンを形成した容器蓋の嵌合溝周辺を拡大した断面図である。
【図１４】複数枚の容器蓋を重ねて断面凹形のパッキンを形成する様子を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 熱可塑性樹脂投入部
２０ 押出機
３０ 発泡剤圧入部
４０〜４４ ノズル
５０ 容器蓋供給手段
６０ 容器蓋移動手段
７０ ノズル基部
８０ シャッター板
８１〜８４ 孔
９０ 容器蓋排出手段
１００ パッキン付き容器蓋
１１０ 容器蓋
１１１ 嵌合溝
１２０ 熱可塑性樹脂（パッキン）
１２１ 発泡剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機で加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造方法であって、発泡剤を添加した熱可塑性樹脂を押出機の内部で加熱溶融し、加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから吐出した直後に発泡させて、容器蓋の全体を加熱することなく発泡体を前記嵌合溝に充填することを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項２】
押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体からなる発泡剤を圧入する請求項１記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂の発泡倍率が２〜３０倍である請求項１又は２記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項４】
熱可塑性樹脂がポリオレフィンであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項５】
前記嵌合溝が円環状に設けられた容器蓋を前記嵌合溝の中心軸周りに回転させながら、位置固定されたノズルから熱可塑性樹脂を吐出して前記嵌合溝に流し込む請求項１〜４いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項６】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分に熱風を吹き付けて該重なり部分を溶着する請求項１〜５いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項７】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分に熱風を吹き付けて該重なり部分を溶着した後、該重なり部分を前記嵌合溝の深さ方向に押圧する請求項６記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項８】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂を前記嵌合溝に沿った型で前記嵌合溝の深さ方向に押圧することによって、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成する請求項１〜７いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項９】
ノズルの吐出口を非円形に形成し、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成する請求項１〜７いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項１０】
ノズルを複数組設け、一の組のノズルと他の組のノズルとから熱可塑性樹脂を交互に吐出させ、一の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝と他の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝とに熱可塑性樹脂を交互に流し込み、複数の容器蓋に対して順次パッキンを形成することができるようにした請求項１〜９いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造装置。
【請求項１１】
熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造装置であって、熱可塑性樹脂を投入するための熱可塑性樹脂投入部と、熱可塑性樹脂を加熱溶融するための押出機と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体の発泡剤を圧入するための発泡剤圧入部と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂を押出機の外部へ吐出するためのノズルと、ノズルの下方に容器蓋を供給するための容器蓋供給手段と、ノズルから押出された熱可塑性樹脂が前記嵌合溝に沿って流れ込むように容器蓋をノズルの下方で移動させるための容器蓋移動手段とを備えたことを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造装置。
【請求項１】
押出機で加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造方法であって、発泡剤を添加した熱可塑性樹脂を押出機の内部で加熱溶融し、加熱溶融された熱可塑性樹脂をノズルから吐出した直後に発泡させて、容器蓋の全体を加熱することなく発泡体を前記嵌合溝に充填することを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項２】
押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体からなる発泡剤を圧入する請求項１記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂の発泡倍率が２〜３０倍である請求項１又は２記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項４】
熱可塑性樹脂がポリオレフィンであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項５】
前記嵌合溝が円環状に設けられた容器蓋を前記嵌合溝の中心軸周りに回転させながら、位置固定されたノズルから熱可塑性樹脂を吐出して前記嵌合溝に流し込む請求項１〜４いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項６】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分に熱風を吹き付けて該重なり部分を溶着する請求項１〜５いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項７】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂の始端と終端との重なり部分に熱風を吹き付けて該重なり部分を溶着した後、該重なり部分を前記嵌合溝の深さ方向に押圧する請求項６記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項８】
前記嵌合溝に流し込まれた熱可塑性樹脂を前記嵌合溝に沿った型で前記嵌合溝の深さ方向に押圧することによって、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成する請求項１〜７いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項９】
ノズルの吐出口を非円形に形成し、パッキンに長手方向に沿った凹部又は平坦部を形成する請求項１〜７いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造方法。
【請求項１０】
ノズルを複数組設け、一の組のノズルと他の組のノズルとから熱可塑性樹脂を交互に吐出させ、一の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝と他の組のノズルの下方にある容器蓋の嵌合溝とに熱可塑性樹脂を交互に流し込み、複数の容器蓋に対して順次パッキンを形成することができるようにした請求項１〜９いずれか記載のパッキン付き容器蓋の製造装置。
【請求項１１】
熱可塑性樹脂をノズルから線状に押出して容器蓋の片面に設けられた嵌合溝に流し込むことにより、該嵌合溝に沿ってパッキンを一体的に形成するパッキン付き容器蓋の製造装置であって、熱可塑性樹脂を投入するための熱可塑性樹脂投入部と、熱可塑性樹脂を加熱溶融するための押出機と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂に対して気体又は液体の発泡剤を圧入するための発泡剤圧入部と、押出機の内部で加熱溶融された熱可塑性樹脂を押出機の外部へ吐出するためのノズルと、ノズルの下方に容器蓋を供給するための容器蓋供給手段と、ノズルから押出された熱可塑性樹脂が前記嵌合溝に沿って流れ込むように容器蓋をノズルの下方で移動させるための容器蓋移動手段とを備えたことを特徴とするパッキン付き容器蓋の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−１００４５２（Ｐ２００８−１００４５２Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８５７９４（Ｐ２００６−２８５７９４）
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（５０６３５４０４３）
【出願人】（５０２２６７９７０）株式会社グリーンベスト (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（５０６３５４０４３）
【出願人】（５０２２６７９７０）株式会社グリーンベスト (3)
【Ｆターム（参考）】
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