(57)【要約】【課題】容器の少なくとも一部を厚肉化して剛性を高くするとともに、このような容器を比較的簡素な設備で成形できるようにする技術の提供。【解決手段】熱収縮性の樹脂フィルムを用いた容器であって、少なくとも一部の肉厚を加熱・収縮させて大きくした。また、熱収縮性の樹脂フィルムを筒状又は袋状に形成して一次成形体１０とした後、この一次成形体１０を加熱・収縮させて所定の外形形状の容器１２を成形するようにしてもよい。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱収縮性の樹脂フィルムを用いた容器であって、少なくとも一部の肉厚を加熱・収縮させて大きくしたことを特徴とした容器。
【請求項２】
熱収縮性の樹脂フィルムを筒状に形成して一次成形体とした後、前記一次成形体を加熱・収縮させて所定の外形形状の容器を成形することを特徴とした容器の成形方法。
【請求項３】
筒状に形成した前記樹脂フィルムの一方を閉塞して、有底筒状の前記一次成形体を形成することを特徴とする請求項２に記載の容器の成形方法。
【請求項４】
熱収縮性の樹脂フィルムを三方が閉塞した袋状の一次成形体とした後、前記一次成形体を加熱・収縮させて所定の外形形状の容器を成形することを特徴とする容器の成形方法。
【請求項５】
前記一次成形体の底部を、前記樹脂フィルムの熱収縮率に応じて、所定量膨出させたことを特徴とする請求項３又は４に記載の容器の成形方法。
【請求項６】
容器の外形形状に応じて形成された治具を準備し、前記一次成形体を前記治具に被せ、加熱・収縮させて前記一次成形体を前記治具に密着させるようにしたことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項７】
前記治具は、少なくとも一部に打栓用突状を有し、加熱・収縮によって前記一次成形体を前記打栓用突状に密着させて前記容器の一部に打栓用ノズルを形成することを特徴とする請求項６に記載の容器の成形方法。
【請求項８】
前記容器が途中部位に形状変化部を有する場合において、分離可能な複数の部分からなる治具を準備し、前記形状変化部に前記治具の一部を挿入して加熱・収縮させることを特徴とする請求項６又は７に記載の容器の成形方法。
【請求項９】
前記容器が開口部に向けて縮径する形状変化部を有する場合において、外形を変更可能な治具を準備し、前記容器の外形にしたがった第一の形態で前記一次成形体を被せて加熱・収縮させ、前記第一の形態から外形を変更した第二の形態で前記治具を容器から取り出すことを特徴とする請求項６又は７に記載の容器の成形方法。
【請求項１０】
前記一次成形体と前記治具とを加熱炉に入れ、前記一次成形体の全体を同時に加熱・収縮させることを特徴とする請求項９に記載の容器の成形方法。
【請求項１１】
前記治具が、容器の形状変化部の少なくとも一部と点接触又は線接触するものであることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項１２】
容器の外形形状に応じて形成されたキャビティを有する金型を準備し、
このキャビティと互いに対応する部分の周長が前記キャビティよりも長い一次成形体を形成し、
この一次成形体を折り縮めて前記キャビティに挿入し、
前記一次成形体に流体を供給して、前記一次成形体の表面が前記キャビティの内面に接触するまで膨張させ、
前記流体による前記一次成形体の表面と前記キャビティの内面との接触状態を保持したままで、前記一次成形体を加熱・収縮させて前記キャビティの形状にしたがった容器を成形すること、
を特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項１３】
同一又は異なる種類の樹脂フィルムを積層した積層フィルムを加熱・収縮させ、容器を成形することを特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項１４】
前記一次成形体の一部を、他の部位よりも大きく熱収縮させて、前記容器の少なくとも一部に高剛性部分を形成したことを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項１５】
前記一次成形体の一部を、前記他の部位よりも径大に形成したことを特徴とする請求項１４に記載の容器の成形方法。
【請求項１６】
前記一次成形体の少なくとも一部を、前記樹脂フィルムの最大収縮率まで収縮させたことを特徴とする請求項２〜１５のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項１７】
前記樹脂フィルムの表面に、前記一次成形体の収縮量に応じた形状及び大きさで、予め文字，模様，図形又は記号を付したことを特徴とする請求項２〜１６のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項１８】
前記樹脂フィルムが、延伸されたポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ乳酸、エチレンビニルアルコール共重合体の単層フィルム又は多層フィルムのいずれかであることを特徴とする請求項２〜１７のいずれかに記載の容器の成形方法。
【請求項１９】
熱収縮性の樹脂フィルムを筒状に形成して一次成形体を得た後、前記一次成形体を加熱・収縮させて所定の外形形状の容器を成形するための治具であって、
前記一次成形体の内部に挿入される本体と、
この本体の内部に進退移動自在に設けられた操作ロッドと、
この操作ロッドに連結手段によって連結され、かつ、前記本体に対して回動自在に設けられた複数のアームと、
このアームの先端に設けられ、前記容器の内面と接触して前記容器の外形形状を決定する支持ポイントと、
前記本体と前記アーム及び／又は前記アーム同士を連結してリンク機構を構成し、前記操作ロッドを進退移動させたときに前記複数のアームを回動させる支持部材と、
を有することを特徴とする容器成形用治具。
【請求項２０】
前記アーム同士を連結し、前記容器の胴部の外形形状を決定する連結手段を有し、この連結手段の一部に、前記容器の胴部の外面に凹部又は凸部を形成するための一つ又は複数の凹部又は凸部を形成したことを特徴とする請求項１９に記載の容器成形用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱収縮性の樹脂フィルムを用いた容器と、その容器の成形方法及び容器成形用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、飲料品等の内容物を充填した樹脂製の容器として、例えば、ＰＥＴボトルが多用されている。
図１２は、ＰＥＴボトルの成形工程を概略的に示したフローチャートである。まず、ＰＥＴボトルの樹脂材料（ポリエチレンテレフタレート）を溶融して金型に流し込み、中空状のプリフォームを形成する（ステップＳ１）。
次いで、このプリフォームを加熱し（ステップＳ２）、ボトル用の金型にセットする（ステップＳ３）。そして、延伸棒でプリフォームを縦方向に延ばし（ステップＳ４）、プリフォームの内部に高圧の空気を吹き込んで、前記金型の内面にプリフォームの外面を押し付ける（ステップＳ５）。冷却後、前記金型からＰＥＴボトルを取り出し（ステップＳ６）、必要な仕上げ工程等を経て、ＰＥＴボトルの表面に、商品名やメーカー名等を付したラベルをシュリンク成形によって貼付する（ステップＳ７）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来のＰＥＴボトルの成形においては、樹脂材料を溶融・射出し、プリフォームを成形するための大型の射出成形機が必要となる。また、ブロー成形を行うための金型や高圧エアの供給装置等が必要となる。
このように、ＰＥＴボトルの成形には大掛りな設備や装置が必要で、かつ、多数の工程を必要とするため、コスト高となり、また、多大なエネルギを費すという問題がある。
さらに、従来の二軸延伸及びダイレクトブロー成形では、超薄肉成形をすることが非常に困難であるという問題もあった。
【０００４】
また、ＰＥＴボトルの表面に貼付されるラベルは、ＰＥＴボトルと異なる材質の樹脂から形成されているため、リサイクルの観点から、ラベルをＰＥＴボトルから剥がして廃棄するようにするのが好ましい。しかし、ラベルを剥離する作業が面倒であるため、このような分離廃棄はほとんど行われておらず、多大なリサイクルコストを費やしているというのが現状である。
さらに、近年ではあらゆる場面でＰＥＴボトルが使用されるに至っており、ＰＥＴボトルの軽量化及び薄肉化の要請が高まってきている。
【０００５】
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたもので、容器の少なくとも一部を厚肉化して剛性を高くするとともに、このような容器を比較的簡素な設備で成形できるようにすること、及び、廃棄の際にラベルを剥がす必要がなく、成形コスト，省エネルギ及びリサイクルコストに優れ、さらに、容器の肉厚がフィルムの元厚以上となることより、一定以上の剛性を維持しつつ軽量化及び薄肉化を図ることのできる容器、この容器の成形方法及び容器成形用治具の提供を目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成を図るため、本発明の容器は、熱収縮性の樹脂フィルムを用いた容器であって、少なくとも一部の肉厚を加熱・収縮させて大きくした構成の容器としてある。
このような構成とすれば、容器の一部、例えば、ボトル状の容器においては容器の首部や底部等の剛性を強くすることができる。本発明では熱収縮フィルムの収縮率、加熱、収縮前の一次成形体とキャビティとの対応部分の周長及び温度や加熱箇所等の加熱条件を選択して、上記構成の容器を成形する。
なお、本発明は、ボトル状の容器に限らず、箱状，筒状の容器、パウチ等の平形袋状の容器にも適用が可能である。また、首部と底部だけでなく、他の箇所の肉厚を大きくすることもできる。例えば、容器の周方向の任意の箇所に肉厚部を形成すると、周方向の剛性が増し、高さ方向の任意の箇所に肉厚部を形成すると、高さ方向の剛性が増す。
【０００７】
このような容器は、次に示すような方法で成形する。
すなわち、熱収縮性の樹脂フィルムを筒状に形成して一次成形体を得た後、前記一次成形体を加熱・収縮させて所定形状の容器を成形する方法としてある。
この場合、前記一次成形体の一方の端を閉じて、有底筒状に形成してもよい。
【０００８】
また、熱収縮性の樹脂フィルムを三方が閉塞した袋状の一次成形体を得た後、前記一次成形体を加熱・収縮させて所定の外形形状の容器を成形する方法としてもよい。
これらの方法によると、材料を溶融しプリフォームを形成する工程やブロー成形工程を省略することができ、工程数を削減して簡素な設備で容器を成形することができるほか、消費エネルギを削減することができ、コスト的に優れた容器の成形方法を得ることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記一次成形体の底部を、前記樹脂フィルムの熱収縮率に応じて、所定量膨出させることが好ましい。
このようにすると、加熱・収縮後に容器の底部を任意の形状、例えば、平坦面状に仕上げることができる。
【００１０】
また、本発明は、容器の外形形状に応じて形成された治具を準備し、前記一次成形体を前記治具に被せ、加熱・収縮させて前記一次成形体を前記治具に密着させるようにすることが好ましい。
このような治具を用いることで、精密な外形形状を有する容器を成形することができる。
【００１１】
前記治具は、少なくとも一部に打栓用突状を有し、加熱・収縮によって前記一次成形体を前記打栓用突状に密着させることにより、前記容器の一部を打栓ノズルとして成形してもよい。
このようにすると、容器に、キャップを止着するための打栓ノズル（首部）を形成することができる。
ここで、打栓ノズルとは、キャップを止着するための螺子や突起などの打栓用突状を有する首部（ノズル）のことを意味する。
【００１２】
また、本発明は、前記容器が形状変化部を有する場合において、分離可能な複数の部分からなる治具を準備し、前記形状変化部に前記治具の一部を挿入して加熱・収縮させる方法としてある。
この方法によれば、胴部と首部を有する容器や、胴部の途中にくびれ部を有する容器のように複雑な形状の容器を、前記治具の各部分を順次前記形状変化部に挿入して加熱・収縮を行う作業を行うことで、本発明の方法によって成形することが可能になる。
【００１３】
また、本発明は、前記容器が形状変化部を有する場合において、外形を変更可能な治具を準備し、前記容器の外形にしたがった第一の形態で前記一次成形体を被せて加熱・収縮させ、前記第一の形態から外形を変更した第二の形態で前記治具を容器から取り出す成形方法としてある。
この方法によれば、胴部と首部を有する容器や、胴部の途中にくびれ部を有する容器のように複雑な形状の容器を、単一の治具で成形することが可能になる。この場合、前記一次成形体と前記治具とを加熱炉に入れ、前記一次成形体の全体を同時に加熱・収縮させる方法とすることで、容器の成形工程をさらに簡素なものにすることができる。
【００１４】
また、本発明は、前記治具が、容器の形状変化部の少なくとも一部と点接触又は線接触する成形方法としてある。
容器の外形形状は、少なくとも容器の形状変化部の位置を決定することで、決定することができる。この方法によれば、きわめて簡単な治具を用いて、容器の成形を行うことが可能になる。
ここで、点接触及び線接触における点及び線とは、フィルムを支持するために接触する部分であることから、フィルムが破断しない状態で接触するだけの表面積を有していることは当然である。
【００１５】
また、本発明は、同一又は異なる種類の樹脂フィルムを積層した積層フィルムを加熱・収縮させ、容器を成形する方法としてある。
このように、本発明では、容器の用途あるいは内容物の種類に応じて任意の積層樹脂フィルムを用いて容器を成形することが可能である。
【００１６】
また、本発明は、前記一次成形体の一部を、他の部位よりも大きく熱収縮させて、前記容器の少なくとも一部に高剛性部分を形成した成形方法としてある。
この場合、前記一次成形体の一部を、前記他の部位よりも径大に形成するとよい。
この方法によれば、大きく熱収縮した部分の肉厚が厚くなって、当該部分の剛性を高めることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記一次成形体の少なくとも一部を、前記樹脂フィルムの最大収縮率まで収縮させた成形方法としてある。
この方法によれば、これ以上の熱を加えても容器に変形が生じないので、内容物を充填した後に加熱することのある容器の成形にも本発明を適用することが可能になる。
【００１８】
また、本発明は、前記樹脂フィルムの表面に、前記一次成形体の収縮量に応じた形状及び大きさで、予め文字，模様，図形又は記号を付した成形方法としてある。
この方法によれば、容器の成形後にラベル等を貼付する工程が不要となる。
【００１９】
本発明の容器の成形方法においては、次に示すような容器成形用治具を用いることで、効率良く容器の成形を行うことが可能である。
すなわち、本発明の治具は、熱収縮性の樹脂フィルムを筒状に形成して一次成形体を得た後、前記一次成形体を加熱・収縮させて所定の外形形状の容器を成形するための治具であって、前記一次成形体の内部に挿入される本体と、この本体の内部に進退移動自在に設けられた操作ロッドと、この操作ロッドに連結手段によって連結され、かつ、前記本体に対して回動自在に設けられた複数のアームと、
このアームの先端に設けられ、前記容器の内面と接触して前記容器の外形形状を決定する支持ポイントと、前記本体と前記アーム及び／又は前記アーム同士を連結してリンク機構を構成し、前記操作ロッドを進退移動させたときに前記複数のアームを回動させる支持部材とを有する構成としてある。
【００２０】
この構成によれば、一次成形体の内部に治具を挿入した状態で、前記一次成形体を加熱・収縮させることで、支持ポイントの配置に応じた外形形状の容器を成形することができる。また、容器成形後に、治具のアームを回動させて折り畳むことで、容器から治具を取り出すことが可能になる。
【００２１】
本発明の治具は、前記アーム同士を連結し、前記容器の胴部の外形形状を決定する連結手段を有し、この連結手段の一部に、前記容器の胴部の外面に凹部又は凸部を形成するための一つ又は複数の凹部又は凸部を形成して構成してもよい。このように構成することで、本発明の治具を用いて、例えば、容器の外面に螺旋状の溝や突起を有する容器の成形も可能になる。
【００２２】
本発明の成形方法は、上記のような治具に限らず、容器の外形形状に応じて形成されたキャビティを有する金型を用いることができる。そして、前記キャビティと一次成形体との互いに対応する部分の周長が前記キャビティよりも長い一次成形体を形成し、この一次成形体を折り縮めて前記キャビティに挿入し、前記一次成形体に空気や水等の流体を供給して、前記一次成形体の表面が前記キャビティの内面に接触するまで膨張させ、前記流体による前記一次成形体の表面と前記キャビティの内面との接触状態を保持したままで、前記一次成形体を加熱・収縮させて前記キャビティの形状にしたがった容器を成形することができる。
この方法によれば、容器の肉厚の制御が容易になるという利点がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる容器と容器の成形方法の好適な実施形態を説明する。
なお、以下の説明では、ボトル状の容器を例に挙げて説明するが、本発明は、このようなボトル状の容器に限らず、箱状，筒状の容器、パウチ等の平形袋状の容器等、あらゆる形態の容器に適用が可能である。
［第一の実施形態］
図１は本発明の第一の実施形態にかかり、容器の成形の手順を説明する概略図である。
この第一の実施形態では、図１（ｅ）に示すように、有底円筒状の胴部１２ｂと、キャップを螺着するための螺子部１２ｅが形成された首部１２ｄとを有する容器１２を成形するものとして説明する。
【００２４】
この実施形態では、まず、樹脂フィルムを筒状に丸め、接着剤で重ね合わせ部を接合して円筒状の胴部１０ｂを形成した後、この胴部１０ｂの一方の開口部を閉じて接着剤で接合し、底部１０ｃを形成して、図１（ａ）に示すような有底筒状の一次成形体１０を形成する。
なお、一次成形体としては、樹脂フィルムの三方を閉塞した袋状（パウチ状）の一次成形体を用いることもできる。
本発明の成形方法に用いることができる樹脂フィルムの材料は、所定温度に加熱することによって一定の収縮率で収縮する熱収縮性のものであればよく、例えば、一軸又は二軸延伸等で延伸されたポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ＰＥＴ等のポリエステル、ポリ乳酸、エチレンビニルアルコール共重合体のいずれかを用いることができる。また、これらを単層又は多層にして用いることができる。
【００２５】
なお、完成品である容器１２の底部１２ｃを平坦面状に形成する場合には、加熱時の材料の熱収縮率を考慮して、図１（ａ）に示すように、一次成形体１０の底部１０ｃの一部又は全部を、所定量膨出させておくとよい。
また、加熱時の材料の熱収縮率を考慮して、樹脂フィルムの表面に予め文字や図形等を印刷しておくとよい。このようにすると、一次成形体１０を加熱収縮させるだけで、商品やメーカーを表す文字や図形等を有する容器が成形されるので、シュリンク成形工程等でラベルを貼付する必要がなくなり、容器を成形する工程の簡素化を図ることができる。
【００２６】
次いで、容器１２の胴部１２ｂの外形形状（単なる形状の他、各部の寸法も含まれるものとする）に応じて予め形成された治具である第一のコア２を準備する。
そして、図１（ｂ）に示すように、上記で形成された有底筒状の一次成形体１０を、その開口部１０ａから、第一のコア２に被せる。この後、第一のコア２とともに一次成形体１０を図中矢印で示す方向に回転させながら、加熱ブロワー３で胴部１０ｂ及び底部１０ｃを満遍なく加熱する。
もちろん、一次成形体１０及び第一のコア２を停止させた状態で、加熱ブロワー３を一次成形体１０の周りに移動させるようにしてもよいし、加熱炉等に一次成形体１０及び第一のコア２を挿入して、一次成形体１０の全体を同時に加熱するようにしてもよい。
【００２７】
この加熱により、一次成形体１０が収縮して第一のコア２の外周面に密着する。したがって、この状態で一次成形体１０を冷却し、開口部１０ａから第一のコア２を引き抜くことで、図１（ｃ）に示すように、第一のコア２の外形形状にしたがった、つまり、容器１２の胴部１２ｂの外形形状にしたがった二次成形体１１が得られる。
なお、この二次成形体１１の底部１１ｃは、加熱・収縮によって一次成形体１０の底部１０ｃがほぼ平坦状に収縮して形成される。
【００２８】
この後、図１（ｄ）に示すように、容器１２の首部１２ｄの外形形状にしたがって予め形成され、かつ、一部に打栓用突状４ａが形成された治具としての第二のコア４を準備し、開口部１１ａから二次成形体１１に挿入する。
そして、第二のコア４と二次成形体１１との位置合わせを行い、第二のコア４と二次成形体１１とを回転させながら、加熱ブロワー３で二次成形体１１の下部を部分的に加熱して収縮させる。
これにより、二次成形体１１の胴部１１ｂの下端部分がさらに収縮して第二のコア４の外周面に密着し、第二のコア４と同形状の首部１２ｄが形成される。また、首部１２ｄの先端に、打栓用突状（螺子）４ａに応じた螺子部１２ｅが形成される。
【００２９】
ところで、この容器１２は、第二のコア４の打栓用突状４ａと螺子部１２ｅとが螺合している状態なので、このままでは第二のコア４を引き抜くことはできない。
そこで、第二のコア４に対して容器１２を相対的に回転させ、打栓用突状４ａと螺子部１２ｅの螺合状態を解除しながら、容器１２から第二のコア４を取り外す。
【００３０】
このようにして、胴部１２ｂ，底部１２ｃ，首部１２ｄ及び螺子部１２ｅを有する容器１２が成形される。この容器は、首部１２ｄと底部１２ｃの肉厚が胴部１２ｂの肉厚よりも大きくなっている。
熱収縮性のフィルムを用いた容器をこのような構成とすれば、容器の首部１２ｄと底部１２ｃの剛性を強くすることができる。
また、首部１２ｄと底部１２ｃだけでなく、他の箇所の肉厚を大きくしてもよい。例えば、胴部１２ｂの、周方向の任意の箇所に肉厚部を形成すると周方向の剛性が増し、高さ方向の任意の箇所に肉厚部を形成すると高さ方向の剛性が増す。なお、一次成形体１０の形成と、二次成形体１１の形成及び、打栓ノズル（打栓用突状を有する首部１２ｄ）の形成は、それぞれ別の工程で行うことも可能である。
【００３１】
［第二の実施形態］
上記の第一の実施形態の成形方法では、二次成形体１１の胴部１１ｂの一部をさらに加熱・収縮させて首部１２ｄと螺子部１２ｅを形成するようにすることで、胴部１１ｂよりも高い剛性を有する首部１２ｄと螺子部１２ｅとを得ることができる。これは、首部１２ｄと螺子部１２ｅとの収縮量が胴部１２ｂの収縮量よりも大きく、その分だけ首部１２ｄと螺子部１２ｅの肉厚が厚くなるためである。
【００３２】
このことは、すなわち、高い剛性を必要とする部分の収縮量を大きくすることで、当該部分の肉厚を厚くし、目的とする剛性を得ることができるということを示している。
そこで、この第二の実施形態では、部分的に収縮量を大きくして剛性を向上させた容器の成形方法を、図２を参照しながら説明する。
【００３３】
図２は、上記の第一の実施形態の場合よりもさらに首部の剛性を向上させた容器の成形方法を示している。
この図２の例では、容器の首部となる一次成形体の対応部分を、胴部となる部分よりも大きく形成しておき、首部となる部分をほぼ限界まで加熱・収縮させて、首部の剛性を高くした容器を成形する場合を示している。
図２に示すように、一次成形体２０は、容器２２（図２中仮想線で示す）の底部２２ｃとなる円弧状の底部２０ｃと、容器２２の胴部２２ｂとなる胴部２０ｂと、容器２２の首部２２ｄとなる膨出部２２ｆとを有している。
【００３４】
膨出部２２ｆは、胴部２２ｂよりも径大に形成されていて、膨出部２２ｆをほぼ限界まで加熱・収縮させることで、首部２２ｄが成形されるようになっている。
したがって、一次成形体２０を周囲から加熱すると、一次成形体２０は図中矢印で示す方向に収縮して、仮想線で示すような容器２２が成形される。この場合、一次成形体の膨出部２２ｆをほぼ限界まで収縮させ、首部２２ｄを成形しているので、首部２２ｄの剛性をきわめて高いものにすることができる。
【００３５】
［第三の実施形態］
上記した第一及び第二の実施形態では、一次成形品１０，２０又は二次成形品１１，２５の外形形状に応じた外周面を有する立体状のコア２，４を用いて、容器１２，２７を成形するものとして説明した。しかし、容器の外形形状は、容器の形状変化部の位置によって決定される。
そこで、この第三の実施形態の成形方法では、上記のようなコアを用いることなく、簡素な方法で容器の外形形状を決定するようにしている。
【００３６】
図３は、本発明の第三の実施形態を説明する斜視図である。
この実施形態では、四角筒状の胴部３２ｂと四角筒状の首部３２ｄとを有する角筒状の容器３２を成形するものとして説明する。
図３に示すように、この容器３２は、底部３２ｃと胴部３２ｂとの間の形状変化部Ｉ，胴部３２ｂと首部３２ｄとの間の形状変化部ＩＩ，ＩＩＩ、及び開口部３２ａの周縁の形状変化部ＩＶを有している。
このような容器３２の外形形状は、少なくとも、各形状変化部Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶの角部に配置された各々四つの支持ポイントＰ１〜Ｐ４によって決定することができる。
【００３７】
したがって、樹脂フィルムを有底筒状に形成した一次成形体（例えば図１（ａ）参照）を、予め所定位置に配置された支持ポイントＰ１〜Ｐ４を有する治具に被せ、加熱炉等に入れて加熱・収縮させると、前記一次成形体が支持ポイントＰ１〜Ｐ４のそれぞれに密着して、所定位置に形状変化部Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶを有する四角筒状の容器３２が成形される。
この実施形態によれば、容器３２を成形するための治具の構成を簡素にすることができ、より安価なコストで容器３２を成形することが可能になるという利点がある。
【００３８】
また、この第三の実施形態の支持ポイントＰ１〜Ｐ４は、第一及び第二の実施形態で用いた立体状のコア２，４と組み合わせて用いることができる。
図４は、図３の容器３２の首部３２ｄを円筒状の首部３２ｄ′とした場合を示している。四角筒状の胴部３２ｂは、図３を参照しながら説明したように、支持ポイントＰ１（図３参照）及び支持ポイントＰ２を用いて形成することができる。また、円筒状の首部３２ｄ′は、例えば、第一の実施形態の容器１２の成形に用いた第二のコア４（図１（ｄ）参照）を利用することができる。
このように、第三の実施形態で説明したような支持ポイントと第一及び第二の実施形態で説明したようなコアとを組み合わせることで、多様な外形形状の容器を容易に成形することができる。
【００３９】
［第四の実施形態］
次に、図５〜図８を参照しながら、本発明の第四の実施形態にかかる成形方法を説明する。
上記した第一及び第二の実施形態では、首部１２ｄ，２２ｄを有する容器１２，２２を、複数のコア２，４を用いて、一次成形体から二次成形体，二次成形体から完成品というように、段階的に成形するものとして説明した。この実施形態では、治具を変形自在とすることによって、胴部を形成した中子部分を、胴部より細い首部を通過させて容器の外側に抜き出すことが可能となり、細い首部を有する容器を、一回の工程で成形できるようにしている。
【００４０】
図５は、この実施形態で使用する変形自在な治具の一例を示す斜視図である。図５に示すように、変形自在な治具７は、有底筒状の一次成形体４０の内部に挿入される筒状の本体７１と、この本体７１の上端に設けられた複数の支持ポイントＰ１と、この本体７１の下方に設けられた複数の支持ポイントＰ２と、本体７１の貫通孔内を挿通して設けられた操作ロッド８３とを有している。なお、支持ポイントＰ１，Ｐ２は、先の第三の実施形態で説明した支持ポイントＰ１，Ｐ２に対応している。
支持ポイントＰ１は、本体７１の上端近傍に回動自在に設けられた上アーム７２の先端に位置している。上アーム７２は、本体７１の外周面に案内されながら昇降するリング状の昇降部材７５に、取付金具７８及び連結用のピン７８４を介して取り付けられている。
本体７１の外周面には、昇降部材７５の昇降方向と同方向に長孔７１ａが形成されている。また、この長孔７１ａには、スライダ７５１が移動自在に嵌め込まれている。そして、昇降部材７５とスライダ７５１とが、後述する連結ボルト８５（図６参照）によって連結されている。そのため、昇降部材７５は、本体７１の周りを回転することなく、スライダ７５１とともに鉛直上下方向に昇降することができる。
【００４１】
上アーム７２のさらに上方には、支持部材７４が本体７１に回動自在に設けられている。この支持部材７４は、取付金具７６及び連結用のピン７６４を介して、本体７１の上端に取り付けられている。また、この支持部材７４の先端が、連結用のピン７４４を介して、上アーム７２に連結されている。上アーム７２の途中部位には、孔７２ａが形成されていて、ピン７４４はこの孔７２ａに回動自在に挿入されている。
【００４２】
上記の態様により、上アーム７２と支持部材７４とは、開閉自在な傘の骨構造と同様のリンク機構を構成するので、昇降部材７５を昇降させることにより、上アーム７２が回動して、支持ポイントＰ１を拡開方向（本体７１から遠ざける方向）又は収縮方向（本体７１に近づく方向）に移動させる。
【００４３】
支持ポイントＰ２は、本体７１の下方に回動自在に設けられた下アーム７３の先端に位置している。下アーム７３は、本体７１の外周面に案内されながら昇降するリング状の昇降部材７７に、取付金具７９及び連結用のピン７９４を介して取り付けられている。上アーム７２と下アーム７３とは、連結部材８０で連結されている。この連結部材８０の上下両端は、上アーム７２の先端と下アーム７３の先端とに、それぞれ連結用のピンを介して回動自在に取り付けられている。なお、図５においては、図示の便宜のため、連結部材８０を仮想線（二点鎖線）で示している。
【００４４】
本体７１の外周面には、昇降部材７７の昇降方向と同方向に長孔７１ｂが形成されている。上アーム７２の昇降部材７５と同様に、昇降部材７７は長孔７１ｂに沿って移動するスライダ７７１に、連結ボルトによって連結されている。したがって、昇降部材７７は、本体７１の周りを回転することなく、鉛直上下方向に昇降することができる。
【００４５】
上記の態様により、上アーム７２，連結部材８０及び下アーム７３は一つのリンク機構を構成するので、昇降部材７５及び昇降部材７７を昇降させることにより、上アーム７２に連動して下アーム７３が回動して、支持ポイントＰ２を拡開方向（本体７１から遠ざける方向）又は収縮方向（本体７１に近づく方向）に移動させる。
また、本体７１の下端には、容器の首部を形成するためのコア８１が取り付けられている。上記した上アーム７２及び下アーム７３を回動させるリンク機構は、各支持ポイントＰ１，Ｐ２を収縮方向に移動させたときに、コア８１の外径よりも内側に支持ポイントＰ１，Ｐ２が格納されるように、設計されていなければならない。
さらに、特に図示はしないが、操作ロッド８３を所定の位置でロックすることのできるロック機構を設けるとよい。このようにすることで、支持ポイントＰ１，Ｐ２を任意の拡開位置に位置決めすることができ、単一の治具７で大きさの異なる複数種類の容器を成形することが可能になる。
【００４６】
図６は、昇降部材７５を昇降させる機構及びこの昇降部材７５の昇降を上アーム７２に伝達する伝達機構の詳細を説明する図で、図５のＡ部の拡大分解斜視図である。
なお、以下では、上アーム７２の場合のみについて図示及び説明をするが、下アーム７３についても変わりがないので、図示及び詳しい説明は省略する。
上アーム７２をリング状の昇降部材７５に取り付ける取付金具７８は、図示するように、底部７８１と、この底部７８１の両側に対向して立設された側壁７８２とからなっている。上アーム７２の基部は、二つの側壁７８２の間に挿入される。
【００４７】
側壁７８２のほぼ中央には、貫通孔７８２ａが形成されている。上アーム７２を回動自在に昇降部材７５に連結するピン７８４は、二つの側壁７８２の間に挿入された上アーム７２の基部の貫通孔７２ｂを挿通するように、貫通孔７８２ａに挿入される。ピン７８４の端部には、ねじ孔７８４ａが形成されていて、このねじ孔７８４ａにボルト７８５を挿入することでピン７８４が取付金具７８に固定される。また、上アーム７２は、ピン７８４を軸として上下に回動自在である。
【００４８】
取付金具７８の底部７８１には、取り付け用のボルト７８６が挿入される上下二つの貫通孔７８１ａが形成されている。また、底部７８１の中央には、昇降部材７５，スライダ７５１及び操作ロッド８３を連結するための連結ボルト８５の軸部が挿通できる貫通孔７８１ｂが形成されている。図示するように、連結ボルト８５の頭部が上アーム７２の基部と干渉しないように、貫通孔７８１ｂの周りに凹所を形成して、連結ボルト８５の頭部が当該凹所に収納されるようにするのが好ましい。
【００４９】
一方、昇降部材７５の側面には、ボルト７８６が螺入されるねじ孔７５ｂが形成されているとともに、連結ボルト８５の軸部が挿通できる貫通孔７５ａが形成されている。
さらに、スライダ７５１のほぼ中央にも、連結ボルト８５の軸部が挿通できる貫通孔７５１ａが形成され、操作ロッド８３の上端には、連結ボルト８５のねじ部が螺入されるねじ孔８３ａが形成されている。
【００５０】
したがって、取付金具７８を二つのボルト７８６で昇降部材７５に取り付けた後、連結ボルト８５を貫通孔７８１ｂに挿入し、昇降部材７５の貫通孔７５ａ，スライダ７５１の貫通孔７５１ａを挿通させて操作ロッド８３のねじ孔８３ａに螺入することで、操作ロッド８３とスライダ７５１及び昇降部材７５が連結される。これにより、操作ロッド８３の昇降動作が、連結ボルト８５を介して昇降部材７５に伝達され、操作ロッド８３を押し上げることで昇降部材７５が上昇し、操作ロッド８３を押し下げることで昇降部材７５が下降する。
【００５１】
なお、スライダ７５１は、長孔７１ａを形成した部分における本体７１の側壁の肉厚よりも若干厚肉に形成しておくとよい。このようにすることで、連結ボルト８５を締め付けても、操作ロッド８３と昇降部材７５との間の間隔を、本体７１の側壁の肉厚よりも常に大きくすることができ、連結ボルト８５の締め過ぎによる動作不良を未然に防止することができる。
【００５２】
次に、上記構成の治具７を用いた容器４２の成形の手順を、図７及び図８を参照しながら説明する。
この実施形態では、成形しようとする容器４２（図７中仮想線で示す）と相似形の胴部４０ｂ及び首部４０ｄを有し、胴部４０ｂの一端側に円弧状に膨出する底部４０ｃが形成された一次成形体４０を用いる。そして、この一次成形体４０を加熱して収縮限界まで熱収縮させ、首部４２ｄを有する四角筒形状の容器４２を成形するものとする。
【００５３】
まず、図７に示すように、操作ロッド８３を上方に押し上げ、昇降部材７５，７７を上昇させる。これにより、支持ポイントＰ１，Ｐ２が拡開して、容器４２の各形状変化部に応じた位置に移動する。
そして、この治具７に、有底筒状の一次成形体４０を被せる。
この状態で、一次成形体４０及び治具７を加熱炉等に入れ、一次成形体４０の全体を同時に加熱する。これにより、一次成形体４０のほぼ全体が収縮限界まで熱収縮して、各支持ポイントＰ１，Ｐ２及びコア８１にしたがった外形形状を有する容器４２が成形される。
【００５４】
容器４２を冷却した後、図８に示すように、操作ロッド７３を押し下げて、支持ポイントＰ１，Ｐ２を本体７１に沿った格納位置まで移動させる。このとき、支持ポイントＰ１，Ｐ２の全てがコア８１よりも内側に位置するので、図８中仮想線で示すように、首部４２ｄを挿通させて治具７を取り出すことが可能になる。
この実施形態によれば、複雑な形状の容器を単一の工程で成形することが可能になり、さらなる工程の削減とコストダウンを図ることができるという利点がある。
【００５５】
また、支持ポイントＰ１，Ｐ２を任意の位置でロックすることのできるロック機構を設けることで、単一の治具７を用いて、外形形状の異なる複数種類の容器を成形することが可能になる。
さらに、この実施形態では、容器４２と相似形の一次成形体４０を形成し、この一次成形体４０をほぼ熱収縮の限界まで収縮させて容器４２を成形するようにしているので、容器４２に熱を加えてもこれ以上変形することがない。したがって、高温殺菌充填するお茶やコーヒー，紅茶のような内容物の容器として好適である。また、消費者が、容器ごと内容物を加熱して温めることも可能となる。
【００５６】
［第五の実施形態］
次に、図９を参照しながら本発明の第五の実施形態について説明する。
この第五の実施形態では、第四の実施形態で用いたのと同様の可動式の治具を用いる。ただし、この実施形態の治具７′は、連結部材８０′の一部に、凹部８０ａ′が複数箇所（この実施形態では二箇所）形成されている点で、第四の実施形態の治具７と異なる。
このような治具７′を用いて、第四の実施形態と同様の手順で容器５２を成形すると、この容器５２の胴部５２ｂには、凹部８０ａ′と同形状の溝５２ｇが形成される。
このように、連結部材８０′の形状を種々に変更することで、様々な外形形状を有する容器を成形することができる。
【００５７】
［第六の実施形態］
次に、図１０及び図１１を参照しながら、本発明の第六の実施形態について説明する。
図１０及び図１１は、第六の実施形態にかかる容器の成形の手順を説明する図である。
この実施形態においては、成形しようとする容器９２（図１１（ｃ）参照）の外形形状に合わせて形成されたキャビティ１１３を有する金型１１０と、キャビティ１１３に挿入された一次成形体９０に空気等の流体を供給するエアコンプレッサ等の流体供給源と、金型１１０の開口部１１０ａに装着され、前記流体供給源からの流体を一次成形体９０の内部に導くノズル１００と、金型１１０を加熱するヒータや誘導加熱コイル等の加熱手段１１５（図１１（ｂ）参照）を準備する。なお、加熱手段１１５については、金型１１０の内部に設けてもよい。また、前記流体としては、空気の他、二酸化炭素や窒素等の不活性ガス等の気体を用いることができる。さらに、前記流体として水等の液体を用いることもできる。液体は、外力による体積変化がきわめて小さいので、このような液体を用いるときは、一次成形体９０の内部に流体を充填した後、バルブを閉じる等して、流体を一次成形体９０の内部に密封するとよい。
【００５８】
まず、図１０（ａ）に示すように、第一の実施形態と同様に、熱収縮性の樹脂フィルムから袋状の一次成形体９０を形成する。この場合、一次成形体９０とキャビティ１１３との互いに対応する部分において、一次成形体９０の周長がキャビティ１１３の周長よりも長くなるように、一次成形体９０を形成する。ここで、「一次成形体９０とキャビティ１１３との互いに対応する部分」とは、一次成形体９０を加熱・収縮させて容器９２を成形したときに、容器９２とキャビティ１１３とが密接することになる部分をいい、「周長」とは、一次成形体９０の外周面及びキャビティ１１３の内面に沿った長さを指すものとする。例えば、胴部９０ｂの所定部分の外周面の周長が、この部分に対応するキャビティ１１３の内周面の周長よりも長くなるように、一次成形体９０を形成する。
そして、この一次成形体９０の開口部９０ａから、ノズル１００を一次成形体９０の内部に挿入する。
一次成形体９０の周長は、対応するキャビティ１１３の部分の周長よりも長く形成されているので、このままではキャビティ１１３に挿入することは困難である。そこで、図１０（ｂ）に示すように、ノズル１００の周りに一次成形体９０を巻き付けて折り縮め、その見掛け上の大きさをキャビティ１１３よりも十分に小さくする。
【００５９】
金型１１０は、図１０（ｃ）に示すように、縦に分割された開閉自在な二つの分割型Ａ１１１及び分割型Ｂ１１２を有している。一次成形体９０及びノズル１００は、図中仮想線で示すように、分割型Ａ１１１及び分割型Ｂ１１２を開いた状態で、キャビティ１１３内に挿入される。このとき、ノズル１００の途中に設けられたキャップ部１０１及び一次成形体９０の開口部９０ａの部分が、金型１１０の開口部１１０ａ内に挿入されるようにする。これにより、分割型Ａ１１１及び分割型Ｂ１１２を閉じたときに、一次成形体９０の開口部９０ａが、キャップ部１０１と金型１１０の開口部１１０ａの内周面との間に保持された状態になる。
【００６０】
図１１（ａ）は、分割型Ａ１１１及び分割型Ｂ１１２を閉じたときのキャビティ１１３内部における一次成形体９０の様子を示している。そして、この状態で、金型１１０の外側に誘導加熱コイルやヒータ，加熱エア配管等の加熱手段１１５を配置し、金型１１０を加熱する。また、ノズル１００を図示しない流体供給源に接続し、流体をノズル１００の貫通孔１００ａから一次成形体９０の内部に供給する。
この流体の供給により、ノズル１００の周りに巻き付けられていた一次成形体９０が膨張を始め、図１１（ｂ）に示すようにキャビティ１１３の内周面に接触するまで膨張する。
なお、このとき、キャビティ１１３と一次成形体９０との間に存在する空気は、金型１１０に形成された図示しない空気抜きの孔から、大気中に逃がされる。
【００６１】
加熱手段１１５による金型１１０の加熱によって、一次成形体９０が熱収縮するが、一次成形体９０の内部に供給されている流体の作用によって、一次成形体９０の径方向への収縮は抑制される。
前述したように、一次成形体９０の対応部分の周長はキャビティ１１３の対応部分の周長よりも長くなるように形成されているので、流体によって一次成形体９０がキャビティ１１３に接触するまで膨張させられても、対応部分の周長が長い分だけ多数の皺となって一次成形体９０の表面に現れる。そのため、流体の圧力によって一次成形体９０の表面をキャビティ１１３の内面に接触させたままで加熱を行うと、一次成形体９０は、前記皺が表面方向に引き延ばされながら収縮する。これにより、図１１（ｃ）に示すように、キャビティ１１３の内面の形状にしたがった外形形状の容器９２が成形される。
この実施形態の成形方法によれば、容器９２の肉厚を、キャビティ１１３に対する一次成形体９０の大きさによって決定することができるので、容器９２の肉厚制御が容易になるという利点がある。
【００６２】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により限定されるものではない。
例えば、本発明は、上記で説明したようなボトル状の容器に限らず、箱状，筒状の容器、パウチ等の平形袋状の容器等、あらゆる形態の容器に適用が可能である。
また、上記の説明では、コア，治具，金型を用いて容器を成形するものとして説明したが、樹脂フィルムを構成する材料の熱収縮率を考慮して、予め容器の外形と相似形の一次成形体を形成し、この一次成形体を加熱収縮させて所定の外形形状の容器を成形するようにすることで、これらコア，治具，金型を用いることなく容器を成形することが可能になる。
【００６３】
さらに、容器を成形する際の治具としては、例えば、任意の外形をなす空気袋を用いることもできる。このようにすると、容器の成形後、空気袋から空気を抜いて容器内から抜き出す方法を採用することもできる。
【００６４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、熱収縮性の樹脂フィルムからなり、少なくとも一部の肉厚を大きくして、当該部分の剛性を高めた容器を得ることができる。そして、このような容器を、簡素な設備及び少ない工程数で成形することができる。
また、予め文字等を付して一次成形体を形成することで、ラベルを剥がす等の必要がなくなってリサイクルも容易になる。さらに、本発明の治具を用いることにより、高圧エアによるブロー成形等が必要なくなるので、エネルギ消費量を削減することができる。
したがって、本発明によれば、大幅なコストダウンと消費エネルギの削減を図ることができるとともに、リサイクルの促進を図ることができ、さらに、容器の薄肉化及び軽量化が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかり、容器の成形の手順を説明する概略図である。
【図２】本発明の第二の実施形態にかかる容器の成形の手順を説明する概略図である。
【図３】第三の実施形態を示す図である。
【図４】第三の実施形態のさらに他の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の第四の実施形態にかかる容器成形用治具の斜視図である。
【図６】昇降部材を昇降させる機構及びこの昇降部材の昇降を上アームに伝達する伝達機構の詳細を説明する図で、図５のＡ部の拡大分解斜視図である。
【図７】図５及び図６の治具を用いた容器の成形の手順を説明する図である。
【図８】成形された容器から治具を抜き取る様子を説明する図である。
【図９】第五の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の第六の実施形態の成形の手順を説明する図である。
【図１１】本発明の第六の実施形態にかかり、図１０に連続する成形の手順を説明する図である。
【図１２】ＰＥＴボトルの成形工程を概略的に示したフロー図である。
【符号の説明】
２，５　第一のコア
４　第二のコア
６　コア
７，７′　治具
Ｐ１〜Ｐ４　支持ポイント
１０，２０，３０，４０，９０　一次成形体
１０ａ　開口部
１０ｂ　胴部
１０ｃ　底部
１０ｄ　首部
１０ｅ　螺子部
１１，２５　二次成形体
１２，２２，２７，３２，４２，５２，９２　容器
【図１】
2004034420.tif 000003
【図２】
2004034420.tif 000004
【図３】
2004034420.tif 000005
【図４】
2004034420.tif 000006
【図５】
2004034420.tif 000007
【図６】
2004034420.tif 000008
【図７】
2004034420.tif 000009
【図８】
2004034420.tif 000010
【図９】
2004034420.tif 000011
【図１０】
2004034420.tif 000012
【図１１】
2004034420.tif 000013
【図１２】
2004034420.tif 000014