(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック製の内側容器と紙製の外側容器とからなる複合容器を製造する方法であって、
前記複合容器の底部を成形する底型に、前記外側容器の底部が挿入される窪みを設け、
前記窪みに前記外側容器の底部を挿入して前記底型に前記外側容器を装着させ、
次いで、前記内側容器となる加熱したプリフォームを前記外側容器の内側に配置し、
次いで、前記複合容器の前記底部以外の部分を成形する割型を前記底型に合体させ、
次いで、前記プリフォーム内に延伸棒を挿入してプリフォームを延伸させ、前記プリフォーム内に流体を加圧注入するようにした、
ことを特徴とする複合容器の製造方法。
【請求項２】
プラスチック製の内側容器と紙製の外側容器とからなる複合容器を製造する方法であって、
前記複合容器の底部を成形する底型に、前記外側容器の底部が挿入される窪みを設け、
前記窪みに前記外側容器の底部を挿入して前記底型に前記外側容器を装着する外側容器装着工程と、
前記内側容器となる加熱したプリフォームを保持するプリフォーム保持工程と、
前記底型に保持された前記外側容器の内側に前記プリフォームを挿入するプリフォーム挿入工程と、
前記複合容器の前記底部以外の部分を成形する割型を前記底型に合体させる型合体工程と、
前記プリフォーム内に延伸棒を挿入してプリフォームを延伸する延伸工程と、
前記プリフォーム内に流体を加圧注入するブロー工程と、
を備えることを特徴とする複合容器の製造方法。
【請求項３】
前記底型への前記外側容器の装着は、前記外側容器の底部が前記窪みに嵌合されることで行なわれる請求項１または２記載の複合容器の製造方法。
【請求項４】
前記底型は、前記窪みの内壁に設けられた第１の開口と、前記底型の外壁に設けられた第２の開口と、前記第１の開口と前記第２の開口とを接続する通路とを備え、さらに、前記第２の開口を通じて空気を吸引する吸引手段が設けられ、前記底型への前記外側容器の装着は、前記外側容器の底部が前記窪みに挿入され前記吸引手段により前記第２の開口および前記通路を介して前記第１の開口から空気が吸引されることで行なわれる請求項１または２記載の複合容器の製造方法。
【請求項５】
前記第１の開口は前記窪みの側壁に設けられている請求項４記載の複合容器の製造方法。
【請求項６】
前記窪みの側壁に、前記外側容器の外面に接する柔軟材が装着されている請求項３または４記載の複合容器の製造方法。
【請求項７】
前記柔軟材はゴムである請求項６記載の複合容器の製造方法。
【請求項８】
前記外側容器の内面には、接着剤が塗布されている請求項１または２記載の複合容器の製造方法。
【請求項９】
前記プラスチック製の内側容器は、ポリエチレンテレフタレート製である請求項１または２記載の複合容器の製造方法。
【請求項１０】
前記流体は空気である請求項１または２記載の複合容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラスチック製の内側容器と紙製の外側容器とからなる複合容器を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料水を販売する際の容器として、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴともいう）の容器、いわゆるＰＥＴボトルが広く使用されている。
ＰＥＴボトルはガラス容器に比べて軽量であるため、輸送や貯蔵が容易であり、製造コストの点で有利である。
しかし、そのまま廃棄されたり、あるいは土中に埋められたりした場合、水にはもちろん解けず、酸化もせず、そして微生物によって分解もされないので、長期間に渡ってその形態を維持し続ける。
しかも、ＰＥＴボトルは極めて多量に消費されている。このようなことは、ＰＥＴボトルに限らずプラスチック容器全般に言えることであり、その結果引き起こされる環境汚染は重大な問題となっている
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を緩和する１つの方法は、容器に使用するプラスチックの量をできる限り少なくすることである。
しかし、単純にプラスチックの使用量を少なくすると、プラスチック容器の機械的強度が低下し、容器としての機能を果たさなくなる。
そこで、紙を組み合せた複合容器が注目されている。
この複合容器は、プラスチック製の内側容器を、紙製の外側容器によって覆うことによって形成され、プラスチックの使用量を減らすことによる内側容器の強度低下を、紙製の外側容器の強度によって補っている。
いうまでもなく紙は水によって容易に崩れて植物繊維に還元され、また微生物によって分解される。
従って、紙を用いた複合容器は環境汚染問題の緩和に有効である。
そこで、本発明の目的は、このような長所を備えた複合容器を、低コストで製造できるようにする複合容器の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、プラスチック製の内側容器と紙製の外側容器とからなる複合容器を製造する方法であって、前記複合容器の底部を成形する底型に、前記外側容器の底部が挿入される窪みを設け、前記窪みに前記外側容器の底部を挿入して前記底型に前記外側容器を装着させ、次いで、前記内側容器となる加熱したプリフォームを前記外側容器の内側に配置し、次いで、前記複合容器の前記底部以外の部分を成形する割型を前記底型に合体させ、次いで、前記プリフォーム内に延伸棒を挿入してプリフォームを延伸させ、前記プリフォーム内に流体を加圧注入するようにしたことを特徴とする。
また、本発明は、プラスチック製の内側容器と紙製の外側容器とからなる複合容器を製造する方法であって、前記複合容器の底部を成形する底型に、前記外側容器の底部が挿入される窪みを設け、前記窪みに前記外側容器の底部を挿入して前記底型に前記外側容器を装着する外側容器装着工程と、前記内側容器となる加熱したプリフォームを保持するプリフォーム保持工程と、前記底型に保持された前記外側容器の内側に前記プリフォームを挿入するプリフォーム挿入工程と、前記複合容器の前記底部以外の部分を成形する割型を前記底型に合体させる型合体工程と、前記プリフォーム内に延伸棒を挿入してプリフォームを延伸する延伸工程と、前記プリフォーム内に流体を加圧注入するブロー工程とを備えることを特徴とする。
【０００５】
本発明はまた、前記底型への前記外側容器の装着は、前記外側容器の底部が前記窪みに嵌合されることで行なわれることを特徴とする。
本発明はまた、前記底型が、前記窪みの内壁に設けられた第１の開口と、前記底型の外壁に設けられた第２の開口と、前記第１の開口と前記第２の開口とを接続する通路とを備え、さらに、前記第２の開口を通じて空気を吸引する吸引手段が設けられ、前記底型への前記外側容器の装着は、前記外側容器の底部が前記窪みに挿入され前記吸引手段により前記第２の開口および前記通路を介して前記第１の開口から空気が吸引されることで行なわれることを特徴とする。
本発明はまた、前記第１の開口が前記窪みの側壁に設けられていることを特徴とする。
本発明はまた、前記窪みの側壁に、前記外側容器の外面に接する柔軟材が装着されていることを特徴とする。
本発明はまた、前記柔軟材がゴムであることを特徴とする。
【０００６】
本発明はまた、前記外側容器の内面に、接着剤が塗布されていることを特徴とする。
本発明はまた、前記プラスチック製の内側容器が、ポリエチレンテレフタレート製であることを特徴とする。
本発明はまた、前記流体が空気であることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
外側容器は、その底部が底型の窪みに挿入されることによって底型に装着され、内側容器となるプリフォームは、底型に装着された外側容器内の所定位置に収容される。
その状態で、複合容器の底部以外の部分を形成する割型が底型に合体され、そして、プリフォーム内に延伸棒が挿入されてプリフォームが延伸され、プリフォーム内に流体が加圧注入される。
その結果、プリフォームが膨張し、その外面が外側容器の内面に密着して内側容器となり、内側容器と外側容器とかなる複合容器が製造される。
【０００８】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
まず、本発明により製造する複合容器について説明する。
図５（Ａ）は複合容器の平面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同底面図を示す。
この複合容器７０は、底部５０、胴部５２、口部５６、ならびに胴部５２と口部５６との間の肩部５４とからなる。
底部５０はほぼ正方形で、これに対応し胴部５２の断面もほぼ正方形である。
肩部５４では断面積が上にいく程狭くなり、最も狭くなったところで、断面が円筒形の口部５６に接続している。
底部５０の周囲の外側および胴部５２、肩部５４の外側はそれぞれ紙製の外側容器（カートンともいわれる）５８からなり、一方、底部５０および胴部５２、肩部５４の内側と口部５６とはＰＥＴ製の内側容器６０からなる。
【０００９】
紙製の外側容器５８は、複合容器に成形する前は、図４（Ａ）に示すような形状となっている。
すなわち、外側容器５８は、縦長の直方体をなす四つの胴部片５８ｄと、各胴部片５８ｄの上端に連接された肩部片５８ａと、各胴部片５８の下端に連接された底部片５８ｂとで構成され、１枚の紙が糊代部５８ｃで接着されて構成されている。
このような外側容器５８は、型に装着される前の段階では、図４（Ｂ）に示すように、胴部片５８ｄを押し潰して扁平にされ、このように扁平にされた多数の外側容器５８は重ねられて外側容器収納部に収められている。
尚、内側容器６０は、図５に示すように、複合容器７０の底部５０、胴部５２、肩部５４の内側部分を構成する底部５０Ａ、胴部５２Ａ、肩部５４Ａと、口部５６とで構成され、口部５６には鍔６２が形成されている。
【００１０】
次に、本実施例で用いる底型について説明する。
図２（Ａ）は底型の平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図を示す。
この底型２は図４および図５に示した複合容器７０の底の部分を成形するための金型であり、そして、外側容器５８の底部５０を挿入して、外側容器５８を保持するための窪み４を有している。
この窪み４は、外側容器５８の断面形状と同じ正方形であり、その寸法は、外側容器５８の断面寸法と同じか、または若干大きくなっている。
窪み４の４つの側壁４ａは、図５に示した複合容器７０の胴部５２の底に近い側部を成形するものであり、各側壁４ａの中央には開口４ｂが形成されている。
また、底型２の底面には、これら４つの開口４ｂにそれぞれ対応する位置に４つの開口２ａが形成されており、開口４ｂと対応する開口２ａとはそれぞれ通路２ｂによって接続されている。
窪み４の底の中央部は若干盛り上がっているが、それは、成形された複合容器７０の底部５０Ａを容器内側に凹ませ、それによって容器底部の強度を高めて、収容物の重量に対抗するためである。
底型２の、側壁４ａに平行な４つの外壁２ｃには、外壁２ｃに沿って横長の突出片６がそれぞれ形成されている。
これらの突出片６は、底型２を、後述する他の型と合体させたとき、底型２を他の型に対して正確な位置関係で固定するためのものである。
【００１１】
次に本実施例で用いる底型２以外の型、すなわち図５に示した複合容器の胴部５２、肩部５４、ならびに口部５６の一部を成形する一対の割型について説明する。
尚、これら一対の割型は左右対称であるため、その一方を説明する。
図３（Ａ）は割型の平面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同底面図を示す。
割型２０の型面２０Ａには、複合容器７０の形状に対応した凹部２１と、底型２が嵌合される凹部２８等が形成されている。
前記凹部２１は、複合容器７０の胴部５２の隣接する２つの外面を成形する互いに直交する２つの壁面２２と、肩部５４の外面を成形する壁面２４で構成されている。
割型２０の上端面に形成された窪み２６は、複合容器７０のプリフォームを型に装着するとき、口部５６の鍔６２が配置される部分である。
凹部２８は、上記底型２と合体させるとき、底型２が嵌合される空間である。底型２と合体させるとき、凹部２８の壁面に形成された溝２８ａには底型２の突出片６が嵌合する。
尚、割型２０上には、図１に示すように左右の分割体からなるホルダー９２が合体され、このホルダー９２の内側に保持手段９４で保持されたプリフォーム３４の上部が配置されるが、これらホルダー９２及び保持手段９４は、延伸ブロー成形で用いられる公知のホルダー、手段が用いられるため詳細な説明は省略する。
【００１２】
本実施例の複合容器７０の製造方法ではこのような型を用いて延伸ブロー成形がなされる。
以下、図１の工程図を参照して説明する。
外側容器５８は図４（Ｂ）に示した扁平な状態で多数が容器収納部３２に収納されており、工程Ａでは、その容器収納部３２から１枚の外側容器５８が取り出され、そして、外側容器形成手段（図示せず）によって図４（Ａ）に示したような箱の状態に形成される。
また、このとき、同じく外側容器形成手段によって、肩部片５８ａと底部片５８ｂは内側に折り曲げられる。
なお、外側容器５８の内面には、加熱によって粘着状態になって接着効果を発揮する接着剤が塗布されている。
【００１３】
工程Ｂでは、このように箱型に形成された外側容器５８が底型２の位置まで、搬送手段（図示せず）によって搬送される。
底型２は回転機構（図示せず）に、その窪み４を下側に向けて取り付けられており、位置Ｐ１において回転機構が停止したとき、搬送されてきた外側容器５８の底部が、すなわち、胴部片５８の底部寄りの部分と底部片５８ｂが底型２の窪み４内に挿入するかたちで底型２に装着される。
このとき吸引手段（図示せず）は底型２の開口２ａを通じて、従って通路２ｂを通じて空気を吸引しており、その結果、装着された外側容器５８の胴部片５８の底部寄りの部分はそれぞれ、窪み４の側壁の開口４ｂに吸着される。
これにより、外側容器５８は底型２に確実に装着保持される（工程Ｃ、すなわち本発明の外側容器装着工程）。
その後、上記回転機構が反時計方向に回転し、底型２および外側容器５８は共に円運動される。
そして、底型２が、位置Ｐ１の直上の位置Ｐ２に来たとき、すなわち、底型２上の外側容器５８が上を向いた状態で回転機構は停止する。
【００１４】
一方、上述のように外側容器５８が外側容器収納部３２から取り出され、箱状に形成されているとき、複合容器のプリフォーム３４が、９０°Ｃ程度に加熱された後、位置Ｐ２の上部に設置された保持手段９４に搬送され、保持手段９４によって口部を上にして保持される（工程Ｄ、すなわちプリフォーム保持工程）。
【００１５】
その後、工程Ｅにおいて、位置Ｐ２にある底型２は、昇降手段（図示せず）によって上方に移動され、プリフォーム３４が、底型２に装着された外側容器５８内の所定位置に挿入され、収容された状態で停止する（プリフォーム挿入工程）。
なお、プリフォーム３４は、ＰＥＴ製の有底プリフォームであり、射出成形や、押出ブロー成形によって作製したものである。
【００１６】
次に、一対の割型２０が駆動手段（図示せず）によって、外側容器５８の両側から外側容器５８に向かって水平に移動し、その凹部２８に底型２を収容するかたちで、底型２と合体する（型合体工程）。
同様に、一対のホルダー９２も合体される。
このとき、底型２に装着されている外側容器５８の外面は、割型２０の対応する壁面２２、２４にほぼ密着した状態となる。
なお、図１では、一対の割型２０のうちの一方のみが示されている。実際には、もう一方の割型が紙面手前に図の割型２０と対向して配置されている。
従って、一対の割型２０は最初は、紙面を挟んで一定の距離をおいて対向して前後に配置されており、その後、上記駆動手段によって互いに接近し、紙面の位置で合体する。
なお、底型２と合体するとき、底型２の４つの突出片６は、それぞれ割型２０の溝２８ａに嵌合し、その結果、割型２０および底型２の位置関係が正確に決定され、そして底型２が一対の割型２０に対して固定される。
【００１７】
型の合体が終了すると、プリフォーム３４の口部５６を通じて所定の延伸棒がプリフォーム３４の内部に挿入され、その延伸棒によってプリフォーム３４はその長軸方向に延伸され（延伸工程）、同時に口部５６から空気がプリフォーム３４内に加圧注入されて、プリフォーム３４は型内で、従って外側容器５８内で膨張する。
その結果、内側容器６０が成形されて完成し、その外面は外側容器５８の内面に密着する（ブロー工程）。
また、このとき、高温の内側容器６０によって、外側容器５８内面に塗布された接着剤が加熱され、溶融して接着性を発現するので、外側容器５８の内面と内側容器の外面とがこの接着剤によって接着される。
その後、型２、２０、９２を離型して、図５に示す完成した複合容器７０が取り出される。
【００１８】
本発明による複合容器の製造方法では、上述のように、底型２に予め外側容器５８を保持させておき、その状態で型を合体させ、その後、延伸工程、ブロー工程を行い、内側容器６０を成形して複合容器７０を得るようにした。
従って、この製造方法では、外側容器５８を型内に挿入するための特別の部品や装置は不要である。
また、外側容器５８が型内に直接装着されるので、外側容器５８を精度よく配置することができ、製造歩留りの向上に有効である。
【００１９】
また、この製造方法では、外側容器５８も型内に挿入して、内側容器６０をブロー成形するので、内側容器６０の成形と同時に、外側容器５８との複合も行われる。
従って、内側容器６０を型で成形した後、何らかの方法で、外側容器５８を装着するといった手法に比べ、工程数が少なくて済み、また内側容器６０と外側容器５８との密着度が非常に高いため、高強度の複合容器７０が得られる。
【００２０】
なお、上述した実施例では、外側容器５８の装着手段として、底型２に、窪み４、開口４ｂ、通路２ｂ、ならびに開口２ａを設けたが、単に窪み４だけでも、その寸法を適切に設定することにより、外側容器５８の外面と、窪み４の側壁との間の摩擦力で外側容器５８を保持することができる。
また、窪み４の側壁に、ゴムなどの柔軟材の薄板を貼り付けるなどして、上記摩擦力を高め、より確実に外側容器５８が保持されるようにすることも可能である。
【００２１】
また、実施例では、内側容器６０はＰＥＴ製としたが、内側容器６０がＰＥＴ以外のプラスチックによるものであっても、本発明はもちろん適用可能である。
また、プリフォーム３４内に加圧注入する流体は、プリフォームを膨張させ得るものであればよく、従って空気以外にも種々のガスを用いることもでき、さらには液体を用いることも可能である。
また、本実施例では、断面が正方形の複合容器７０を製造するとしたが、これはあくまでも一例であって、複合容器７０の形状は任意である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による複合容器の製造方法では、底型に予め外側容器を装着して保持させておき、内側容器となるプリフォームを外側容器の内側に配置し、その状態で他の型を合体させ、ブロー成形を行うようにした。
従って、外側容器を型内に挿入するための特別の部品や装置は不要である。
また、外側容器が型に直接装着されるので、外側容器を精度よく配置することができ、製造歩留りの向上に有効である。そのため、低コストで複合容器を製造することができる。
また、複合容器では、プラスチックの使用量を低減しても十分な強度が得られるので、飲料水や酒類といった液体の容器として、あるいは種々の固形物や粉末などの容器として、複合容器を広く使用することにより、環境汚染の問題を緩和できる。
そして、本発明は複合容器を低コストで製造できるようにして、環境問題の解決に貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複合容器の製造方法にもとづいて複合容器を製造する工程の一例を示す工程図である。
【図２】（Ａ）は図１の製造工程で用いる金型のうちの底型の平面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同底面図である。
【図３】（Ａ）は図１の製造工程で用いる金型のうちの一対の割型を示す平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図である。
【図４】（Ａ）は図１の製造工程で用いる外側容器を示す斜視図、（Ｂ）は同正面図である。
【図５】（Ａ）は複合容器を示す平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は底面図である。
【符号の説明】
２  底型
２ａ、４ｂ  開口
２ｂ  通路
２ｃ  外壁
４ａ  側壁
２０  割型
２２、２４  壁面
２８  凹部
２８ａ  溝
３２  外側容器収納部
３４  プリフォーム
３６  複合容器
５０  底部
５２  胴部
５４  肩部
５６  口部
５８  外側容器
６０  内側容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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