説明

ポリエステル樹脂製容器のトリミング方法

【課題】ポリエステル樹脂製の容器について、容器の縁部に沿って余分な部分を切り離す際に、容器の側にバリを残すようなことなく、容易に切断できるようにする。
【解決手段】余分な部分と一体的に成形された容器1に対し、容器1の縁部に沿って余分な部分を切り離すようなポリエステル樹脂製容器のトリミング方法として、超音波を発振する超音波ホーン32の先端部32aと、受け部材31の先端部31aとの間に、容器1の縁部に沿った部分2を挟み込んで、加圧しながら超音波ホーン32を超音波振動させることにより、容器1の縁部に沿った部分2を切断する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリエステル樹脂の単層構造によるパリソンやシート、或いは、ポリエステル樹脂を主体とする多層構造のパリソンやシート等を材料として製造されるポリエステル樹脂製容器について、余分な部分と一体的に成形された容器に対し、容器の縁部に沿って余分な部分を切り離すような、ポリエステル樹脂製容器のトリミング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
容器上端の封鎖部分を摘んで捻ったり押し倒したりすることで弱化部を破断して容器を開口させることができる所謂アンプル容器と呼ばれるものは、従来から広く一般的に知られており、そのようなアンプル容器を樹脂材料から製造する場合、従来から一般的には、オレフィン系の樹脂を材料として、筒型のパリソンや二枚のシートを、複数の容器型を凹設した二つ割りの金型で挟んで、圧空成形法や真空成形法やブロー成形法等の適宜の成形法により成形することで、バリの部分(パリソンやシートが金型で板状に押し潰されて残った部分)を介して複数個の容器が繋がった状態となるように、複数のアンプル容器を同時的に製造している。
【0003】
なお、そのようなアンプル容器の製造では、容器の成形時に内容液を充填・密封しているが、その方法としては、先ず、内容液の充填空間を成形して、その上端開口から内容液を充填してから、上端開口を密封するように封鎖部分を成形するという方式と、充填空間の成形時に同時に封鎖部分を成形してから、容器の充填空間の下端開口から内容液を充填・密封するという方式の二通りがある。
【0004】
何れの方式にしても、バリの部分を介して複数個の容器が繋がった状態で成形される樹脂製のアンプル容器では、例えば、下記の特許文献1に記載されているように、カッター付きのロータによりピンチオフ(挟んで切断)することで、一つずつの容器に切り離されることとなるが、その場合、容器の材質がオレフィン系樹脂であるポリエチレンやポリプロピレンであることから、容器の縁部に沿ってバリの部分を切断する際に、容器の側にバリを残すようなこともなく、ピンチオフによって簡単に切断することができる。
【特許文献1】特開2003−190256号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上記のような従来の樹脂製アンプル容器については、材料となるオレフィン系樹脂のポリエチレンやポリプロピレンでは透明性が低いため、内容液に異物が混入していないかを検査する内容物異物検査の自動化を図るのが難しく、また、ポリエチレンやポリプロピレンでは酸素を透過させてしまうため、内容液が医薬品である場合など、容器を更にポリエステル樹脂製の袋に入れて密封する必要があるものとなっている。これに対して、透明性が高くて酸素バリア性に優れたポリエステル樹脂によるアンプル容器の開発が進められている。
【0006】
しかしながら、ポリエステル樹脂(ポリエステル樹脂の単層構造によるパリソンやシート、或いは、ポリエステル樹脂を主体とする多層構造のパリソンやシート等)を材料として従来の方法によりアンプル容器を製造する場合、ポリエステル樹脂は粘りがあって硬いため、容器の成形時に充填空間に内容液を充填・密封することで樹脂が冷えて硬くなってしまい、そのため、容器の縁部に沿ってバリの部分を切り離す際に、強い圧力でピンチオフしないと切断するのが難しく、また、切り離された容器の側にバリが残ってしまうことがある。
【0007】
そこで、そのように容器に残ったバリを除去するために更に容器をプレス機に掛けると、容器が割れてしまったり、容器にギザギザの分離痕が残ってしまうことがあり、また、超音波カッターやレーザー光線などによりバリを切り取ろうとすると、加工時間が長くなって生産効率が悪くなるというだけでなく、昇華した樹脂が容器の表面に溶着するような虞もある。
【0008】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、ポリエステル樹脂製の容器について、容器の縁部に沿って余分な部分を切り離す際に、容器の側にバリを残すようなことなく、容易に切断できるようにするということを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上記のような課題を解決するために、余分な部分と一体的に成形された容器に対し、容器の縁部に沿って余分な部分を切り離すようなポリエステル樹脂製容器のトリミング方法として、超音波を発振する超音波ホーンの先端部と、受け部材の先端部との間に、容器の縁部に沿った部分を挟み込んで、加圧しながら超音波ホーンを超音波振動させることにより、容器の縁部に沿った部分を切断するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0010】
上記のような本発明のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法によれば、切断する部分に超音波ホーンで加圧しながら超音波振動させることで、切断部分を溶かしながら超音波ホーンを切断部分に挿入できるため、容器の割れや容器にギザギザの分離痕を残すようなことなく、容器の縁部に沿った部分を短時間で切断することができる。
しかも、切断中に樹脂が溶融した状態では、超音波振動のエネルギーが伝わらないため、切断中に樹脂を過度に溶融させることがなく、樹脂が蒸散して容器の表面を汚してしまうような虞がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
ポリエステル樹脂製の容器について、容器の縁部に沿って余分な部分を切り離す際に、容器の側にバリを残すようなことなく、容易に切断できるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、超音波を発振する超音波ホーンの先端部と、受け部材の先端部との間に、容器の縁部に沿った部分を挟み込んで、加圧しながら超音波ホーンを超音波振動させることにより、容器の縁部に沿った部分を切断する、ということで実現した。
【0012】
本発明の方法が適用されるポリエステル樹脂製容器は、ポリエステル樹脂の単層構造によるパリソンやシート、或いは、ポリエステル樹脂を主体とする多層構造のパリソンやシート等を材料として、圧空成形法や真空成形法やブロー成形法等の適宜の成形法により、余分な部分(パリソンやシートのうちで容器として使用しない部分)を介して繋がった複数個の容器、又は、余分な部分が容器の縁部に繋がった単数個の容器として成形されるものである。
そのように成形されるポリエステル樹脂製容器について、容器の縁部に沿って余分な部分を切り離す際に、容器の側にバリを残すようなことなく、容易に切断できるような、本発明のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法を、以下に示すような実施例によって詳しく説明する。
【実施例】
【0013】
本実施例はアンプル容器に関するものであって、図1に示すように、アンプル容器1では、円形板状の底部11から上方に円筒形の胴部12が形成され、胴部12の上端から円錐台形の肩部13を介して、胴部12よりも小径で中央がやや膨出した太鼓形の頸部14が形成され、頸部14の上端から内方に口部15が形成されている。また、口部15の内縁から上方に、容器の開口部を封鎖する部分として、算盤珠形の中空球形部16が形成されており、この中空球形部16の上面側には、容器を開封する際の摘み部分として、板状の摘み部17が一体的に形成されている。
【0014】
そのようなアンプル容器では、口部15と中空球形部16との境界に、レーザー光線の照射により薄肉化されて脆性化された弱化部18が形成されていて、容器を開封する際には、摘み部17を指で摘んで捩ることにより、弱化部18が破断され、中空球形部16と口部15が切り離されて、口部15が開口されることで、内容液を注出するための開口部が形成されることとなる。
【0015】
なお、中空球形部16と口部15が切り離されて開口部が形成された際に、弱化部18の破断跡が口部15の上面よりも上方に突出しないようにすると共に、弱化部18による破断部分を薄くして開封し易くするために、容器の成形時には、中空球形部16の下端を口部15の上面から0.1mm程下方に金型で押し込むように成形している。
【0016】
上記のようなポリエステル樹脂製のアンプル容器を製造する場合、先ず、バリの部分を介して繋がった複数個の容器(又は、バリの部分が容器の縁部に繋がった単数個の容器)として成形するために、筒型のパリソンや二枚のシートを、複数(又は単数)の容器型を凹設した二つ割りの金型で挟んで、圧空成形法や真空成形法やブロー成形法等の適宜の成形法により成形することとなるが、本実施例では、この成形をダイレクトブロー成形法によって行っている。
【0017】
また、容器の成形時に内容液を充填・密封する方法としては、先ず、内容液の充填空間を成形して、その上端開口から内容液を充填してから、上端開口を密封するように封鎖部分を成形するという方式と、充填空間の成形時に同時に封鎖部分を成形してから、容器の充填空間の下端開口から内容液を充填・密封するという方式の二通りがあるが、本実施例では、前者の方法を採用することで、先ず、頸部14の上端が開放された状態の充填空間を成形して、頸部14の上端開口から内容液を充填した後、頸部14の上端部分を口部15と中空球形部16と摘み部17とに成形することで、内容液が入った充填空間を密封している。
【0018】
ところで、上記のように成形されたアンプル容器では、筒型のパリソンや二枚のシートを金型で挟んで容器を成形することで、図2に示すように、容器1の縁部から連続するようにバリ2の部分とその外側の余分な部分が形成されることとなるが、そのようなバリ2の部分とその外側の余分な部分を切り離して図1に示すような容器1とするためには、容器1の縁部に沿ってバリ2の部分を切断するようにトリミングすることが必要となる。
【0019】
そのようなアンプル容器のトリミングについて、本実施例の方法は、図3(A),(B)に示すように、受け部材31と超音波ホーン32とを備えたトリミング装置3を使用して実施されるものであり、受け部材31の先端部31aと、超音波ホーン32の先端部32aは、何れも、それぞれの平面形状が、図示していないが、容器1の縁部(外縁)と相似形状であって、容器1の縁部に沿ってバリ2の部分と当接するように、容器1の縁部の形状よりも僅かに大きくなっている。そして、受け部材31の先端部31aおよび超音波ホーン32の先端部32aの内側には、バリ2の部分で切り離された容器1を受け入れる空間部33が形成されている。
【0020】
そのようなトリミング装置3により、先ず、図3(A)に示すように、バリ2の部分(及びその外側の余分な部分)と一体的に成形された容器1を、受け部材31の上に載置して、容器1の縁部に沿ったバリ2の部分を、受け部材31の先端部31aに当接させてから、次いで、図3(B)に示すように、超音波ホーン32の先端部32aを、容器1の縁部に沿ったバリ2の部分に当接させて、バリ2の部分を超音波ホーン32により加圧しながら、超音波ホーンを超音波振動させることによって、受け部材31の先端部31aと超音波ホーン32の先端部32aとで挟まれたバリ2の部分を切断するようにしている。
【0021】
具体的に、本実施例では、受け部材31の先端部31aと超音波ホーン32の先端部32aについて、超音波ホーン32の先端部32aの横幅を0.3mmとし、受け部材31の先端部31aの横幅を0.2mmとして、超音波ホーン32の先端部32aの横幅を受け部材31の先端部31aの横幅超よりも広く形成している。また、受け部材31の先端部31aの硬度をHRC55とし、超音波ホーン32の先端部32aの硬度をHRC58として、受け部材31の先端部31aの硬度が超音波ホーン32の先端部32aの硬度よりも低くなるようにしている。
【0022】
また、超音波ホーン32による加圧と超音波振動について、切断するバリ2の部分の厚さが約0.5mmであるのに対して、この部分を受け部材31の先端部31aと超音波ホーン32の先端部32aとの間に挟み込んでから、超音波ホーン32により、400kPaの圧力で加圧しながら、周波数が20kHzで振幅60μmの超音波を発振させている。この超音波の発振時間は約0.8msec程度であるが、特に、本実施例では、0.3msecの間発振し、0.1msecの減衰期間を置いて、振幅を40μmに減衰させて0.4msecの間発振させており、そうすることで、樹脂を切断するのに必要な溶融状態以上に厚く広範囲に樹脂を溶融させることなく、必要以上に余分に溶融した樹脂が蒸散現象を起こすことがないようにしている。
【0023】
さらに、本実施例では、容器1の縁部に沿ったバリ2の部分の切断を完了させた後で、超音波ホーン32を超音波振動させながら、超音波ホーン32の先端部32aと受け部材31の先端部31aとを遠ざけるようにしており、そうすることで、バリ2の部分や容器1を超音波ホーン32の先端部32aに付着させることなく、バリ2の部分や容器1から超音波ホーン32の先端部32aを完全に分離させるようにしている。
【0024】
以上、本発明のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法の一実施例について説明したが、本発明の方法は、上記のような実施例にのみ限定されるものではなく、適宜に変更可能なものであって、例えば、本発明の方法が適用される容器については、上記の実施例に示したようなアンプル容器に限られるものではなく、以下に述べるようなトレー型のフランジ付き容器であっても良いものである。
【0025】
トレー型のフランジ付き容器では、金属製の缶容器と同程度の耐熱性を有するように、球晶性ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂の単層構造や、ポリエステル樹脂を主体とした熱可塑性樹脂による多層構造を備えたものがあって、そのようなポリエステル樹脂製のフランジ付き容器ではレトルト殺菌処理が可能なものとなる。
【0026】
なお、そのようなポリエステル樹脂製のフランジ付き容器では、図4に示すように、略長方形の底部21から上方に、増径しながらテーパー状に広がるように胴部22が形成され、胴部22の上端から外側に向かって水平に広がるようにフランジ部23が形成されている。このフランジ部23には、図示していないが、ヒートシール法や接着剤によりシート状の蓋体が貼着させて容器は密封されることとなるが、この蓋体については、合成樹脂製の単層や多層或いはアルミ箔や合成樹脂を積層させた多層のシートからなるもので、イージーピール性が付与されたり、ストロー等の開封具を容易に差し込める等の所望の構成が付与されたものがある。
【0027】
そのようなポリエステル樹脂製のフランジ付き容器を製造する場合、球晶性ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂の単層構造のシートや、ポリエステル樹脂を主体とした熱可塑性樹脂による多層構造のシートを材料として、先ず、塑性変形が可能な状態にまでシートを予備加熱してから、容器のフランジ部となる部分を上金型と下金型の周縁部分で挟持し、上金型側からプラグや圧空でシートを押し付けたり、下金型側から真空でシートを引き付けたりして、容器の外面形状が複数個(又は単数個)凹設された下金型にシートを押し付けることで、フランジ部から外側の余分なシート部分を介して繋がった複数個の容器(又は、余分なシート部分がフランジ部から外側に繋がった単数個の容器)として成形される。
【0028】
ところで、上記のように成形されたフランジ付き容器では、容器のフランジ部となるシートの部分を金型で挟んで容器を成形することで、容器のフランジ部の外縁から連続するように余分なシートが繋がっていることとなるが、そのような余分なシートを容器のフランジ部と切り離すためには、容器のフランジ部の縁部(外縁)に沿ってシートを切断するようにトリミングすることが必要となる。
【0029】
その場合、シートの材質がポリエステル樹脂であるため、容器のフランジ部となるシートの部分を上金型と下金型の周縁部分で挟持した途端に樹脂の固化が始まって、容器のフランジ部の縁部(外縁)に沿った部分で樹脂が粘りのある硬いものとなるため、容器のフランジ部の縁部(外縁)に沿ってシートを切断する際に、単なるピンチオフによる切断では、かなりの圧力を必要とし、また、フランジ部の先端から糸を引いたような微細なバリが発生してしまう虞がある。
【0030】
これに対して、本発明のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法を適用して、超音波を発振する超音波ホーンの先端部と、受け部材の先端部との間に、容器のフランジ部の外縁に沿ったシートの部分を挟み込んで、加圧しながら超音波ホーンを超音波振動させることにより、容器のフランジ部の外縁に沿ったシートの部分を、バリを発生させるようなことなく、容易に切断することができて、余分なシートを容器のフランジ部から切り離すことができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法が適用される容器の一例であるアンプル容器を示す正面図。
【図2】図1に示したアンプル容器がバリの部分と一体的に成形された状態を示す正面図。
【図3】図2に示したバリ付きのアンプル容器に対し、本発明の方法を適用して容器からバリの部分を切り離すときの状態を示す断面説明図。
【図4】本発明のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法が適用される容器の一例であるフランジ付き容器を示す斜視図。
【符号の説明】
【0032】
1 容器(アンプル容器)
2 バリ
3 トリミング装置
31 (トリミング装置の)受け部材
31a (受け部材の)先端部
32 (トリミング装置の)超音波ホーン
32a (超音波ホーンの)先端部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
余分な部分と一体的に成形された容器に対し、容器の縁部に沿って余分な部分を切り離すようなポリエステル樹脂製容器のトリミング方法として、超音波を発振する超音波ホーンの先端部と、受け部材の先端部との間に、容器の縁部に沿った部分を挟み込んで、加圧しながら超音波ホーンを超音波振動させることにより、容器の縁部に沿った部分を切断するようにしたことを特徴とするポリエステル樹脂製容器のトリミング方法。
【請求項2】
超音波ホーンを超音波振動させて容器の縁部に沿った部分を切断中に、超音波振動の振幅を減少させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法。
【請求項3】
容器の縁部に沿った部分の切断が完了した後で、超音波ホーンを超音波振動させながら、超音波ホーンの先端部と受け部材の先端部とを遠ざけるようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエステル樹脂製容器のトリミング方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−285835(P2009−285835A)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−137394(P2008−137394)
【出願日】平成20年5月27日(2008.5.27)
【出願人】(000208455)大和製罐株式会社 (309)
【Fターム(参考)】