(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂で形成された薄肉チューブ(15)から、キャップが装着される口筒部(5)を備えたチューブ容器(1)を製造する方法であって、
前記口筒部(5)を成形する雄型(16)を備えたチューブホルダ(17)に前記薄肉チューブ(15)を装着し、薄肉チューブの先端をチューブホルダの先端から一定寸法突出させて取り付ける第１工程と、
薄肉チューブの端部の内壁面に加熱空気を放出し前記雄型から離れる方向に強制的に吸引するとともに、薄肉チューブの端部の外壁面を冷却して薄肉チューブの内側と外側との間に温度差を設けることにより、薄肉チューブの先端部の形状を保持しつつ、薄肉チューブの端部内側を軟化させる第２工程と、
薄肉チューブの端部の外壁面に加熱空気を放出し雄型から離れる方向に強制的に吸引することにより、薄肉チューブの先端を萎ませて密着させる第３工程と、
萎ませて密着させた薄肉チューブの先端に雄型と協働する雌型(27)を用いて口筒部及び肩部を成形する第４工程、とを有するチューブ容器の製造方法において、
前記第２工程において、薄肉チューブ(15)の外壁面(21)を冷却面(43)に接触させる
ことを特徴するチューブ容器の製造方法。
【請求項２】
前記第４工程において、口筒部及び肩部を圧縮成形すると同時にこの口筒部に注出口を穿孔することを特徴とする請求項１記載のチューブ容器の製造方法。
【請求項３】
前記薄肉チューブが少なくとも２層を備えた積層チューブであることを特徴とする請求項１記載のチューブ容器の製造方法。
【請求項４】
前記薄肉チューブは外側層と内側層との間に中間層を挟装した３層構造をなし、この中間層を形成する材料は外側層と内側層を形成する材料と異なる材料であり、前記内側層の肉厚は外側層の肉厚よりも厚いことを特徴とする請求項１または２に記載のチューブ容器の製造方法。
【請求項５】
前記薄肉チューブは外側層と内側層との間に中間層を挟装した３層構造をなし、この中間層を形成する材料は外側層と内側層を形成する材料と異なる材料であり、前記内側層を形成する材料の流動性は前記外側層を形成する材料の流動性より良いことを特徴とする請求項１または２に記載のチューブ容器の製造方法。
【請求項６】
前記薄肉チューブは外側層と内側層との間に中間層を挟装した３層構造をなし、この中間層を形成する材料は外側層と内側層を形成する材料と異なる材料であり、前記内側層の肉厚は外側層の肉厚よりも厚く、前記内側層を形成する材料の流動性は前記外側層を形成する材料の流動性より良いことを特徴とする請求項１または２に記載のチューブ容器の製造方法。
【請求項７】
熱可塑性樹脂で形成された薄肉チューブ(15)から、キャップが装着される口筒部(5)を備えたチューブ容器(1)を製造する装置であって、
前記薄肉チューブ(15)を保持し、保持した薄肉チューブの内部に挿入される圧縮成形用の雄型(16)を有し、この雄型(16)は薄肉チューブの先端から一定寸法だけ軸方向内側に配されるとともに軸方向に沿って移動可能にされているチューブホルダ(17)と、
前記薄肉チューブの先端部の内壁面に加熱空気を放出するとともに、薄肉チューブの先端部の外壁面を冷却し、内壁面加熱後の加熱空気を薄肉チューブから軸方向に離間する方向へ吸引する内部加熱器(23)と、
薄肉チューブの先端部の外壁面に加熱空気を放出し、外壁面加熱後の加熱空気を薄肉チューブから軸方向に離間する方向へ吸引する外部加熱器(25)と、
前記チューブホルダの雄型(16)と協働して薄肉チューブの端部を挟み込み口筒部(5)及び肩部に圧縮成形する雌型(27)と、を有するチューブ容器の製造装置において、
前記内部加熱器(23)の冷却部(33)が、環状の隙間部(35)をもって加熱部(37)の外側に設けられ、
該冷却部(33)が、薄肉チューブ(15)の先端部の外壁面(21)と接触し、該外壁面を冷却する冷却面(43)を有し、
内壁面を加熱した加熱空気を、前記隙間(35)に連なり、薄肉チューブ(15)から離間する方向へ吸引する加熱空気吸引路(39)が設けられている、
チューブ容器の製造装置。
【請求項８】
前記チューブホルダの雄型(16)と前記雌型(27)とにより薄肉チューブの端部を口筒部(5)及び肩部に圧縮成形する時に口筒部に注出口を形成する穿孔器(29)を備えたことを特徴とする請求項７記載のチューブ容器の製造装置。
【請求項９】
前記内部加熱器(23)は、前記薄肉チューブの先端部の外壁面を冷却する環状の冷却部と、この冷却部の内側に冷却器との間に環状の隙間を有して配された加熱部と、前記環状の隙間に連なる加熱空気吸引路とを備え、冷却部と加熱部との間の前記環状の隙間に前記チューブホルダで保持された薄肉チューブの先端部が挿入可能になっていて、前記加熱部には、その内部に加熱空気通路が設けられるとともに、薄肉チューブを挟んで冷却部と対向する部位に加熱空気放出口が設けられていることを特徴とする請求項７または８に記載のチューブ容器の製造装置。
【請求項１０】
前記外部加熱器は、内部に加熱空気通路が設けられた環状の加熱部を有し、この加熱部の内側に前記チューブホルダで保持された薄肉チューブの先端部が挿入可能になっていて、加熱部の内側に加熱空気吸引路が接続されており、挿入された薄肉チューブの先端部と対向する加熱部の内壁面に加熱空気放出口が設けられていることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のチューブ容器の製造装置。
【請求項１１】
前記熱可塑性樹脂で形成された薄肉チューブが、楕円形の断面形状を有し、多層構造よりなり、これら層の内少なくとも一層が異なる色を有しており、容器にマーブル模様を呈することを特徴とする、請求項１に記載のチューブ容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、熱可塑性樹脂で形成された薄肉チューブから、口筒部を備えたチューブ容器を一体成形するチューブ容器の製造方法及びその製造装置に関するものである。
口筒部を備えたチューブ容器の製造方法としては、パリソンをブロー成形することによりチューブ容器を製造する方法が知られている。しかし、該方法では、肩部の延伸倍率が小さいことより、肩部が肉厚に形成されてしまうという欠点を有する。該欠点を克服するためには、パリソンの肉厚を細かく調整する必要があるが、困難である。たとえ、パリソンの肉厚を調整することができたとしても、口筒部の内径が小さい場合には、吹き込みノズルを口筒部に挿入することが非常に困難である。更に、ブロー成形をして型開きをすると、型と型との境目であるパーティングラインがチューブ容器に形成されてしまうという欠点も有する。パーティングラインがチューブ容器の表面に形成されてしまうことより、チューブ容器表面の印刷が難しい。
上述のブロー成形方法による欠点を克服するため、薄肉チューブの内部に加熱器を挿入し、加熱空気を薄肉チューブの内壁に放出させて薄肉チューブの先端部の内部を軟化させた後、加熱された薄肉チューブの先端部の外側から加熱空気を放出させて薄肉チューブの先端部を円錐形状等に変形させた後、薄肉チューブの内部から圧縮成形手段を用いて口筒部を作成する方法がある。
しかし、薄肉チューブの内部から加熱空気を放出する場合、従来の技術においては薄肉チューブの形状変化を防止するための形状変化防止手段を有しておらず、また加熱空気の放出方向は薄肉チューブの内壁面に向かって外側に放出され、ヘッド形成部から離れる方向に流出させていた。このため、加熱された薄肉チューブは外側に膨張して外観が変化していた。
従って、薄肉チューブの先端部に口筒部を形成する樹脂を集めるための外部か熱処理をする場合、薄肉チューブの先端部が外部加熱器に挿入しずらくなるため作業効率が低下したり、また、薄肉チューブの外壁に加熱空気を放出させる位置の特定が正確にできず、必要以外の部位が加熱されて薄肉チューブが変形した。このため、口筒部を作成するための軟化部分の容積が増加してチューブ容器のテーパ肩部の肉厚が厚くなったり、所望のチューブ形状が得られず商品価値がないチューブ容器しか得られないという問題が生じていた。また、薄肉チューブが変形してしまうことより、チューブ容器の表面に印刷をした後に、口筒部を形成することはできなかった。
発明の概要
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、所望のチューブ形状に成形でき、チューブの肩部の肉厚を薄く成形することができるとともに、作業効率の向上を図ることのできるチューブ容器の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
また、従来の技術においては、肩部にマーブル模様などの装飾を施す場合、チューブ容器を成形した後、印刷によりマーブル模様を付与することとしていた。本発明によれば、チューブ容器を製造する際に、併せて肩部にマーブル模様をも付与することができる。
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
以下に、本発明のポイントを簡単に述べる。
（1）本発明は、熱可塑性樹脂で形成された薄肉チューブから、キャップが装着される口筒部を備えたチューブ容器を製造する方法において、
前記口筒部を成形するヘッド形成部を備えたチューブホルダーに前記薄肉チューブを装着し、薄肉チューブの先端をチューブホルダーの先端から一定寸法突出させて取り付ける第１工程と、
薄肉チューブの端部の内壁面に加熱空気を放出し前記雄型から離れる方向に強制的に吸引するとともに、薄肉チューブの端部の外壁面を冷却して薄肉チューブの内側と外側との間に温度差を設けることにより、薄肉チューブの先端部の形状を保持しつつ、薄肉チューブの端部内側を軟化させる第２工程と、
薄肉チューブの端部の外壁面に加熱空気を放出し、雄型から離れる方向に強制的に吸引することにより、薄肉チューブの先端を萎ませて密着させる第３工程と、
萎ませて密着させた薄肉チューブの先端を雄型と協働する雌型を用いて口筒部及び肩部を成形する第４工程と
を有するチューブ容器の製造方法において、
前記第２工程において、薄肉チューブ(15)の外壁面(21)を冷却面(43)に接触させることを特徴とするチューブ容器の製造方法である。
薄肉チューブの内壁を加熱した加熱空気を強制的に吸引排除するため、加熱のいらない部位が加熱されることはなく、また、同時に薄肉チューブの外壁を冷却し、且つ、膨張変形を規制するため、加熱の前後において薄肉チューブの形状を保持することができる。さらに、薄肉チューブの外壁を加熱するに際し、加熱した加熱空気を強制的に吸引排除するため、加熱のいらない部位が加熱されることもない。従って、口筒部を形成するための軟化部分を一定容積にすることができ、チューブ容器の肩部の肉厚を所望の薄肉にすることができるとともに、所望のチューブ形状に成形することができる。
（2）内容物の注出を行う注出口の形成は、口筒部及び肩部を圧縮成形すると同時に口筒部に注出口を穿孔してもよいし、チューブ容器の成形時には口筒部を閉塞した状態に成形しておき、成形後別途注出口を穿孔してもよい。
（3）薄肉チューブは２層以上を備えた積層チューブを使用してもよく、単層チューブであってもよい。
（4）前記薄肉チューブは外側層と内側層との間に中間層を挟装した３層構造をなし、この中間層を形成する材料は外側層と内側層を形成する材料と異なる材料であり、前記内側層の肉厚は外側層の肉厚よりも厚くしてもよい。
内側層の肉厚を外側層の肉厚よりも厚くすることにより、口筒部の圧縮成形時におけるチューブ容器の成形不良を防止することができる。
（5）前記薄肉チューブは外側層と内側層との間に中間層を挟装した３層構造をなし、この中間層を形成する材料は外側層と内側層を形成する材料と異なる材料であり、前記内側層を形成する材料の流動性は前記外側層を形成する材料の流動性より良いようにしてもよい。
内側層を形成する材料の流動性と外側層を形成する材料の流動性に相違を持たせ、且つ、内側層を形成する材料の流動性を外側層を形成する材料の流動性より良くすることにより、異なる樹脂材料の接合部の線状のムラの発生を防止することができる。
（6）前記薄肉チューブは外側層と内側層との間に中間層を挟装した３層構造をなし、この中間層を形成する材料は外側層と内側層を形成する材料と異なる材料であり、前記内側層の肉厚は外側層の肉厚よりも厚く、前記内側層を形成する材料の流動性は前記外側層を形成する材料の流動性より良いようにしてもよい。
内側層の肉厚を外側層の肉厚よりも厚くすることにより、口筒部の圧縮成形時におけるチューブ容器の成形不良を防止することができる。また、内側層を形成する材料の流動性と外側層を形成する材料の流動性に相違を持たせ、且つ、内側層を形成する材料の流動性を外側層を形成する材料の流動性より良くすることにより、異なる樹脂材料の接合部の線状のムラの発生を防止することができる。
（7）また、本発明は、熱可塑性樹脂で形成された薄肉チューブから、キャップが装着される口筒部を備えたチューブ容器を製造する装置であって、
前記薄肉チューブを保持し、保持した薄肉チューブの内部に挿入される圧縮成形用の雄型を有し、この雄型は薄肉チューブの先端から一定寸法だけ軸方向内側に配されるとともに軸方向に沿って移動可能にされているチューブホルダと、
前記薄肉チューブの先端部の内壁面に加熱空気を放出するとともに、薄肉チューブの先端部の外壁面を冷却し、内壁面加熱後の加熱空気を薄肉チューブから軸方向に離間する方向へ吸引する内部加熱器と、
薄肉チューブの先端部の外壁面に加熱空気を放出し、外壁面加熱後の加熱空気を薄肉チューブから軸方向に離間する方向へ吸引する外部加熱器と、
前記チューブホルダの雄型と協働して薄肉チューブの端部を挟み込み口筒部及び肩部に圧縮成形する雌型、と
を有するチューブ容器の製造装置において、
前記内部加熱器(23)の冷却部(33)が、環状の隙間部(35)をもって加熱部(37)の外側に設けられ、
該冷却部(33)が、薄肉チューブ(15)の先端部の外壁面(21)と接触し、該外壁面を冷却する冷却面(43)を有し、
内壁面を加熱した加熱空気を、前記隙間(35)に連なり、薄肉チューブ(15)から離間する方向へ吸引する加熱空気吸引路(39)が設けられている、チューブ容器の製造装置である。この製造装置を用いることにより、前記製造方法の発明を容易に実施することができる。
（8）また、この製造装置は、チューブホルダの雄型と雌型とにより薄肉チューブの端部を口筒部及び肩部に圧縮成形する時に口筒部に注出口を形成する穿孔器を備えてもよい。
（9）上述のチューブ容器の製造装置の内部加熱器は、薄肉チューブの先端部の外壁面を冷却する環状の冷却部と、この冷却部の内側に冷却器との間に環状の隙間を有して配された加熱部と、前記環状の隙間に連なる加熱空気吸引路とを備え、冷却部と加熱部との間の前記環状の隙間に前記チューブホルダで保持された薄肉チューブの先端部が挿入可能になっていて、前記加熱部には、その内部に加熱空気通路が設けられるとともに、薄肉チューブを夾んで冷却部と対向する部位に加熱空気放出口が設けられていてもよい。
（10）さらに、上述のチューブ容器の製造装置の外部加熱器は、内部に加熱空気通路が設けられた環状の加熱部を有し、この加熱部の内側に前記チューブホルダで保持された薄肉チューブの先端部が挿入可能になっていて、加熱部の内側に加熱空気吸引路が接続されており、挿入された薄肉チューブの先端部と対向する加熱部の内壁面に加熱空気放出口が設けられていてもよい。
（11）本発明の薄肉チューブの原材料は、例えば接着性ポリエチレンと、エチレンビニルアルコール共重合体等のガスバリア性を有する樹脂とを使用することができる。但し、薄肉チューブの原材料は前記の例に限るものではない。
(12)本発明は、上記方法において、前記熱可塑性樹脂で形成された薄肉チューブが、楕円形の断面形状を有し、多層構造よりなり、これら層の内少なくとも一層が異なる色を有しており、容器にマーブル模様を呈することを特徴とする。
積層チューブを構成する各層は、所望の色に着色することが好ましい。
マーブル模様を付する方法によれば、第３工程において薄肉チューブの先端部は内側に萎み、折り畳まれる。この状態で第４工程においてこの先端部を口筒部及び肩部に圧縮成形するので、折り畳まれた部分においては、内外層の位相のずれ、重なり、変位が生じることとなり、外側層が引き延ばされ、薄くなる。この外側層が薄になった部分においては、中間層又は内側層が透けて見えることとなり、母線方向に沿ったマーブル模様が呈されることとなる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施の形態に使用する薄肉チューブの正面図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態における第１の工程で使用するチューブホルダの正面図である。
図３は、本発明の第１の実施の形態においてチューブホルダに薄肉チューブを装着した状態を示す断面図である。
図４は、本発明の第１の実施の形態における内部加熱器の断面図である。
図５は、本発明の第１の実施の形態における第２の工程の熱処理後のチューブホルダに装着された薄肉チューブの断面図である。
図６は、本発明の第１の実施の形態における外部加熱器の断面図である。
図７は、本発明の第１の実施の形態における第３の工程の熱処理直後のチューブホルダに装着された薄肉チューブの正面図である。
図８は、本発明の第１の実施の形態における第３の工程の熱処理後のチューブホルダに装着された薄肉チューブの正面図である。
図９は、本発明の第１の実施の形態において第４の工程における口筒部の成形前を示す雄型の断面図である。
図１０は、本発明の第１の実施の形態において第４の工程における口筒部の成形時を示すチューブホルダ及び雄型の断面図である。
図１１は、本発明の第１の実施の形態において第４の工程における口筒部の成形後を示すチューブホルダ及び雄型の断面図である。
図１２は、本発明の第１の実施の形態により成形されたチューブ容器の断面図である。
図１３は、本発明の第１及び第２の実施の形態に使用する薄肉チューブの縦断面図である。
図１４は、本発明の第３の実施の形態により製造されたチューブ容器の平面図である。
図１５は、本発明の第３の実施の形態により製造されたチューブ容器の肩部及び口筒部の一部正面図である。
図１６は、図１７中Ａ−Ａ線より見た一部断面図である。
図１７は、本発明の第３の実施の形態において第３の工程の熱処理後のチューブホルダに装着された薄肉チューブの一部正面図である。
発明の好ましい態様
以下、本発明の第１の実施の形態を図１から図１３の図面に基づいて説明する。
初めに、本発明によって製造されたチューブ容器について図１２を用いて説明する。チューブ容器１は柔軟な円筒状の樹脂を熱成形してなる収容胴部３と、樹脂を圧縮成形法により成形された口筒部５を備えている。収容胴部３は直胴部７とテーパ肩部９から構成されている。口筒部５は先端に図示しない内容物を外部に注出する注出口１１を有し、口筒部５の外壁面にはキャップ等を装着するネジ山１３が設けられている。
このチューブ容器１は薄肉チューブ１５を素材として一体成形されたものである。前記薄肉チューブ１５は、図１に示すように、接着性ポリエチレンと、エチレンビニルアルコール共重合体等のガスバリア性を有する樹脂とを加熱後、引き延ばされて押し出し成形された筒状のもので、一定の長さに切断されたものである。
薄肉チューブ１５は、単層構造で構成することができ、また多層構造で構成することができる。例えば、薄肉チューブ１５は、図１３に示すように、外側層６１と内側層６３との間に中間層６５を挟装した３層構造をなすことができる。しかしながら、本発明は、３層構造に限定されるものではない。
外側層６１は、チューブ容器を製造するのに用いられる公知の樹脂材料を用いることができ、例えば、印刷適性を有するポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
内側層６３及び中間層６５は、所望の物性を有する公知の樹脂材料を用いることができる。例えば、ガスバリア性を要求する場合には、内側層６３又は中間層６５に、ガスバリア性を有する樹脂を用いることができる。ガスバリア性を有する樹脂としては、例えば、エチレンビニルアルコール共重合体（EVOH）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、PET-G（ポリエチレンテレフタレート系樹脂で、グリコール成分の一部が1,4-シクロヘキサンジメタノールで置換されている熱可塑性コポリエステル）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）を挙げることができる。ビタミンを含有する内容物や着色材を含有する内容物を容器に充填する場合には、内側層６３に非吸着性を有する樹脂を用いることができる。非吸着性を有する樹脂としては、例えば、非吸着性PETを挙げることができる。
外側層６１、内側層６３、中間層６５のいずれにも、接着性を有する樹脂を用いることができる。接着性を有する樹脂を用いることにより、接着剤を使用しなくて済むこととなる。接着性を有する樹脂としては、例えば接着性ポリエチレンがあり、三井石油株式会社のアドマー（商品名）、三菱化学株式会社のモディック（商品名）を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。接着性を有する樹脂を用いない場合には、公知の接着剤を用いることができる。
従って、例えば、接着性ポリエチレンとEVOHとの２層構造も本発明に含まれるし、接着性を有しないポリエチレンと、接着剤よりなる接着剤層と、EVOHとの３層構造も本発明に含まれる。また、ポリエチレンと、接着剤と、EVOHと、接着剤と、ポリエチレンとよりなる５層構造のものも本発明に含まれる。
薄肉チューブ１５の断面形状は、真円であってもよく、楕円であってもよい。
本発明による方法発明の実施に直接使用するチューブ容器の製造装置の第１の実施の形態を、図２、図４、図６、図９を用いて説明する。
チューブ容器の製造装置は、チューブホルダー１７と、内部加熱器２３と、外部加熱器２５と、雌型２７と、穿孔器２９とから構成されている。
前記チューブホルダ１７は、薄肉チューブ１５を保持し口筒部５及びテーパ肩部９を圧縮成形するものであり、チューブホルダ本体３１と雄型１６から構成されている。雄型１６及びチューブホルダ本体３１は、薄肉チューブ１５と同形の断面円形をなし、チューブホルダ本体３１の先端には前記雄型１６がチューブホルダ本体３１に対して移動可能に備えられている。薄肉チューブ１５は、図３に示すように、その先端がチューブホルダ１７の先端から一定寸法突出した状態でチューブホルダ１７のチューブホルダ本体３１に装着されている。
内部加熱器２３は、薄肉チューブ１５の内壁面１９を加熱するとともに外壁面２１を冷却し、薄肉チューブ１５の内側と外側との間に温度差を設けながら内壁面１９を軟化するものであり、内部加熱器２３は、図４に示すように、薄肉チューブ１５の先端部１５ａの外壁面２１を冷却する環状の冷却部３３と、この冷却部３３の内側に環状の隙間部３５を有して配された加熱部３７と、前記環状の隙間部３５に連なる加熱空気吸引路３９とを備えている。
前記冷却部３３は、その内部に例えば水等の冷媒を絶えず循環させる循環部４１と薄肉チューブ１５の外壁面２１を冷却する冷却面４３を備えており、前記冷却面４３を薄肉チューブ１５の外壁面２１に接触させることにより、薄肉チューブ１５の外壁面２１が冷却される。
前記加熱部３７は、図示しない熱発生部と連通する有頂筒状をなしており、加熱部３７の上部は薄肉チューブ１５の先端部１５ａの内側に挿入できるように小径部３７ａをなし、小径部３７ａと連通する加熱部３７の下部は大径部３７ｂをなしている。前記小径部３７ａの上方には薄肉チューブ１５を挟んで冷却部３３と対向する部位に開口した加熱空気放出口４５が設けられている。
前記隙間部３５に連なる加熱空気吸引路３９は、図示しない加熱空気吸引手段と連通し、加熱空気を薄肉チューブ１５の先端部１５ａから離間する方向に吸引する。
前記外部加熱器２５は、薄肉チューブ１５の先端部１５ａの外壁面２１を加熱するものであり、図６に示すように、その内部に加熱空気通路４７が設けられた環状の加熱部４９を有し、この加熱部４９の内側に前記チューブホルダ１７で保持された薄肉チューブ１５の先端部１５ａが挿入可能になっており、加熱部４９の内側に加熱空気吸引路５１が接続され、挿入された薄肉チューブ１５の先端部１５ａを挟んで対向する部位に加熱空気放出口５３が設けられている。
前記雌型２７は、図９に示すように、チューブ容器１のテーパ肩部９の外面形状に対応した形状のキャビティ５５ａを有する第１金型５５と、第１金型５５の下方に位置し口筒部５の外面形状に対応した形状のキャビティ５７ａを有する第２金型５７を設けている。第２金型５７の下方には、口筒部５に注出口１１を形成する前記穿孔器２９が設けられている。穿孔器２９はバネ等の弾性手段によって図９の上方に付勢され、薄肉チューブ１５の端部１５ｂが雄型１６と雌型２７の協働により圧縮成形と同時に口筒部５に注出口１１を穿孔する。
次に、本発明のチューブ容器の製造方法について、図１から図１１を用いて説明する。
チューブ容器１の原料となる樹脂を取り付ける第１工程を図１から図３を用いて説明する。
チューブ容器１の原材料となる薄肉チューブ１５は、図３に示すように、チューブホルダ１７の外周に配され、その端部は前記雄型１６の先端から一定寸法だけ軸方向外側に突出して取り付けられている。雄型１６は薄肉チューブ１５をチューブホルダ１７に取り付けても、薄肉チューブ１５の内側をチューブホルダ１７の軸方向に移動することができる。
次に、薄肉チューブ１５の内壁面１９を軟化させる第２工程を図４、図５を用いて説明する。
薄肉チューブ１５が装着されたチューブホルダ１７を移動させ、図４に示すように、薄肉チューブ１５の先端部１５ａを内部加熱器２３の冷却面４３と加熱部３７の小径部３７ａとの間の隙間部３５に挿入する。そして、加熱部３７により、内壁面１９を加熱すると同時に、冷却面４３により薄肉チューブ１５の外壁面２１を冷却する。加熱は、矢印が示すように、加熱部３７の内部に加熱空気を流し、加熱空気放出口４５から放出させることにより行なわれ、この加熱により内壁面１９は軟化する。内壁面１９に衝突した加熱空気は、図示しない吸引手段により加熱空気吸引路３９を通って図４の下方に強制的に吸引される。このため、加熱してはいけない部分への加熱の影響は極めて少ない。
加熱空気の温度及び時間は、薄肉チューブ１５の内壁面１９を軟化させるに十分な温度及び時間であればよい。加熱空気の温度は、後述の実施例において記しているが、これらに限定されるものではない。加熱時間も後述の実施例に限定されるものではない。しかしながら、あまり加熱空気の温度を高くすると、樹脂が溶融してしまう可能性もあるので、加熱の程度は、加熱時間を調整することが好ましい。
冷却は、循環部４１に絶えず水等の冷媒を循環させることにより冷却面４３と接する薄肉チューブ１５の外壁面２１から熱を吸収することにより行なわれる。薄肉チューブ１５の外壁面２１を冷却することにより、外壁面２１の軟化を防止して薄肉チューブ１５の先端部１５ａの形状を保持する。
薄肉チューブ１５の内壁面１９を軟化処理した薄肉チューブ１５の先端部１５ａは、図５に示すように、その肉厚が厚くなり長さが収縮する。これは、引き延ばされ押し出し成形された薄肉チューブ１５のガラス転移点を越えた温度で加熱部３７で加熱されたため、メモリ現象により瞬間的に収縮して元の形状に戻るためと思われる。そして、この収縮した薄肉チューブ１５の先端部１５ａは、本発明により成形される口筒部５及びテーパ肩部９を形成するために必要な一定容積の樹脂を提供する。
次に、薄肉チューブ１５の先端部１５ａの外壁面２１を軟化させる第３工程を図６から図８を用いて説明する。
先端部１５ａが肉厚となった薄肉チューブ１５が装着されたチューブホルダ１７を移動させ、図６に示すように、外部加熱器２５の加熱部４９の内側に薄肉チューブ１５の先端部１５ａを挿入する。そして、薄肉チューブ１５の外壁面２１を加熱する。加熱は、薄肉チューブ１５の先端部１５ａの外周外側に設けられた加熱器４９により行なわれる。加熱空気放出口５３から放出された加熱空気が薄肉チューブ１５の外壁面２１に衝突することにより、薄肉チューブ１５の外壁面２１は加熱される。外壁面２１に衝突した加熱空気は、図６に示す矢印の方向に、加熱空気吸引路５１を通って吸引排出される。外壁面２１に衝突した加熱空気を吸引するのは、薄肉チューブ１５の先端部１５ａを内側に萎ませて密着させることと、加熱してはいけない部分への加熱の影響を小さくするためである。
加熱空気の温度及び時間は、薄肉チューブ１５の先端部１５ａを軟化させるに十分な温度及び時間であればよい。加熱空気の温度は、後述の実施例において記しているが、これらに限定されるものではない。加熱時間も、後述の実施例において記しているが、これらに限定されるものではない。しかしながら、あまり加熱空気の温度を高くすると、樹脂が溶融してしまう可能性もあるので、加熱の程度は、加熱時間を調整することが好ましい。
外壁面２１を加熱処理した薄肉チューブ１５の先端部１５ｂは、図７に示すように、薄肉チューブ１５の内側に変形した後、図８に示すように、熱収縮により萎んで密着する。萎んで密着した部分は、口筒部５及びテーパ肩部９を成形するための一定容積の樹脂を提供する。
外部加熱を行う範囲は、口筒部５及びテーパ肩部９を成形するための容積に依存する。例えば、直径19mmの薄肉チューブ１５の場合にはチューブ端部から15mm、直径25mmの薄肉チューブ１５の場合にはチューブ端部から22mmを加熱したが、これらの数値に限定されるものではない。
次に、チューブ容器１の口筒部５及びテーパ肩部９を成形する第４工程を図９から図１１を用いて説明する。
先端部１５ｂが萎んで密着した薄肉チューブ１５が装着されたチューブホルダ１７を、図９、図１０に示すように、雌型２７の上部に移動させ、チューブホルダ１７を下降させて、先端部１５ｂを雌型２７の上に載置する。その後、雄型１６をチューブホルダ１７に対して下降させて雌型２７と協働して薄肉チューブ１５の先端部１５ｂを挟み込み口筒部５及びテーパ肩部９に圧縮成形する。これと同時に、図１０に示すように、穿孔器２９が口周部５に注出口１１を穿孔する。
そして、この圧縮成形後、図１１に示すように、薄肉チューブ１５が装着されたチューブホルダ１７を上方に引き上げ、薄肉チューブ１５をチューブホルダ１７から取り出して図１２に示すチューブ容器１が完成する。
実施例１
薄肉チューブ１５は接着性ポリエチレンと、ガスバリア性を有するEVOH共重合体とを使用し、肉厚は0.5mmとした。外側層及び内側層は接着性ポリエチレンよりなり、中間層はEVOHよりなるものであった。薄肉チューブ１５の直径は、19mmであった。
内部加熱器２３の使用条件は次の通りである。加熱空気の温度は摂氏380度、加熱空気の空気圧力は0.08MPa（尚、加熱空気の空気流量は410Nl/minである）、加熱後の加熱空気の吸引力は330Nl/minであった。加熱時間は、１秒であった。
また、外部加熱器２５の使用条件は次の通りである。加熱空気の温度は摂氏300度、加熱空気の空気圧力は0.09MPa（尚、加熱空気の空気流量は380Nl/minである）、加熱後の加熱空気の吸引力は350Nl/min、冷却部の水量は2.2l/minであった。加熱時間は４秒であった。また、加熱範囲は、チューブ端から15mmであった。
前記条件を使用した結果、良好なチューブ容器１が成形された。
実施例２〜５
表１に示したような構成の薄肉チューブ１５を用いて、チューブ容器１を成形した。各実施例における内部加熱器２３及び外部加熱器２５の使用条件を、表１に示す。
いずれの実施例においても、良好なチューブ容器１が成形された。
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次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。本発明の第２の実施の形態は、薄肉チューブ１５が３層の場合の、各層の肉厚及び物性に関するものであり、製造方法及び製造装置は上述と同じものなので説明を省略する。
ここで、本出願人は、３層構造の薄肉チューブ１５の各層の樹脂材料の肉厚や流動性を種々変えてチューブ容器１を製造したところ、肉厚や流動性はチューブ容器１の欠陥発生率に大きな影響を与えることが判明した。これについて、表２及び表３の実験結果を参照して説明する。尚、該実験における３層構造に関して、外側層６１及び内側層６３は同一材料の接着性ポリエチレンであり、中間層６５はEVOHである。
［表２について］
表２中、流動性はメルトインデックス（以下、ＭＩと記す。）の価で表され、このＭＩは一定の温度及び圧力で規定の直径及び長さをもつオリフィスから熱可塑性樹脂の溶融材料を押し出し、その重量をはかり、これを１０分間当たりのｇ数に換算して表した数値である。尚、測定方法はASTM-D-1238に従った。一般にＭＩが大きいほど溶融時の流動性や加工性が良好であり、引っ張り強さ、耐ストレスクラッキング性は低下する。
また、表２中、良品率の判定基準は次の通りである。
◎  欠陥発生率が非常に少ない
○  欠陥発生率が少ない
△  欠陥発生率がやや多い
×  欠陥発生率が非常に多い
尚、ここでいう欠陥とは、成形時に肩部に突起が発生したり、ネジ部が欠けていたり、注出口が開口していない場合等をいう。
また、表２では各実験ナンバー毎のサンプル数は５０個である。
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表２の実験No．１〜３の結果から、外側層６１と内側層６３の肉厚ｄ3、ｄ1を同一とし、且つ、外側層６１と内側層６３の樹脂材料の流動性も同一としたのでは、成形されるチューブ容器１に多数の欠陥が発生することが分かる。
また、表２の実験No．４、５の結果から、内側層６３の肉厚ｄ1を外側層６１の肉厚ｄ3より厚くしたほうが良品率が向上することが分かる。
［表３について］
表２の実験結果に基づき内側層６３の肉厚ｄ1を外側層６１の肉厚ｄ3よりも厚くすることを前提にして中間層６５の肉厚ｄ2やＭＩを変数として実験を行った結果が表３である。
表３中、ウェルドマークとは、熱可塑性樹脂の接合部における線状のムラをいう。一般に熱可塑性樹脂を流動させて金型内に充填して成形品とする時に、樹脂の２つ以上の流れが完全に融合しないと、その接合部に線状のムラを生じる。このムラが目立つと成形品の商品価値を低下させることになる。また、このムラが目立たなくてもこのウェルドマークに直行する方向の強さは、ウェルドマークの無い部分に比べてかなり低くなり、応力腐食割れを起こし易くもなる。
表３中、ウェルドマークの判定基準は次の通りである。
○  ムラが目立たない
△  ムラがやや目立つ
×  ムラが非常に目立つ
尚、良品率の判定基準は前記表２中の良品率の判定基準と同一である。また、表３では各実験ナンバー毎のサンプル数は１００個である。
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表３の実験No．１及び６の結果から、内側層６３の肉厚ｄ1を外側層６１の肉厚ｄ3より厚くすることにより、良品率が高いチューブ容器１が得られ、内側層６３の樹脂材料のＭＩを外側層６１の樹脂材料のＭＩより大きくすることにより、ウェルドマークの目立たないチューブ容器１を得られることが分かる。
また、表３の実験No．３〜５若しくは実験No．６〜８の結果から、中間層６５の肉厚ｄ2を厚くすると、ウェルドマークが目立つチューブ容器１が増加する。
尚、口筒部５の端部に設けるべき注出口１１が開口しないという欠陥（以下、穴詰まりと記す。）は実験No．５及びNo．８にのみ生じた。このことと前記実験No．３〜５若しくは実験No．６〜８の結果から、中間層６５の肉厚ｄ2を厚くすると、この穴詰まりが発生し易くなることが分かる。
以上より、３層の積層薄肉チューブ１５を使用する場合には、以下の条件を満たすことが好ましい。
▲１▼内側層６３の肉厚ｄ1は外側層６１の肉厚ｄ3より大きいこと
▲２▼内側層６３のＭＩは外側層６１のＭＩより大きいこと
次に、本発明の第３の本発明によれば、チューブ容器１の肩部にマーブル模様を付することができる。本発明によれば、チューブ容器１の肩部及び口筒部を成形すると同時に、図１４及び１５に示したようなマーブル模様を付することができることとなる。
チューブ容器１の肩部にマーブル模様を付する場合には、多層構造よりなる薄肉チューブ１５を用い、各層に着色する。例えば、白色の容器にピンク色のマーブル模様を付すのであれば、外側層を白色に、中間層及び／又は内側層をピンク色に着色する。着色材は、公知のものを使用することができる。また、薄肉チューブの断面形状は、楕円である。
チューブ容器１の肩部及び口筒部にマーブル模様を付する製造方法及びこれに用いる製造装置は、上述のチューブ容器の製造方法と同じである。従って、第１工程及び第２工程についての説明は省略する。
上述したチューブ容器の製造方法の第３工程においては、上述のように、加熱器４９により薄肉チューブ１５の外壁面２１を加熱し、また外壁面２１に衝突した加熱空気は、加熱空気吸引路５１を通って吸引排出される。加熱空気が衝突し、吸引排出されるので、軟化した薄肉チューブ１５の先端部１５ａは、加熱空気の衝突による正圧と吸引排出に伴う不圧との作用により、図７及び図１７に示すように内側に萎む。上述のように、薄肉チューブの断面形状は、楕円である。従って、長辺方向における収縮程度は、短辺方向における収縮程度に対して大きなものとなる。このため、先端部１５ｂは、図１６に示したように、半径方向において折り畳まれた如く不定形状を呈すこととなる。
このような状態において、第４工程を実施する。すなわち、上述のように、雄型１６をチューブホルダ１７に対して下降させて雌型２７と協働して薄肉チューブ１５の先端部１５ｂを挟み込み口筒部５及びテーパ肩部９に圧縮成形する。この時、折り畳まれた部分が押圧成形されるので、折り畳まれた部分において、内外層の位相のずれ、重なり、樹脂の流動、変位が生ずる。このため、外側層は、引き延ばされ、口筒部から肩部の周縁部に沿って向かう個所に薄くなった部分が生ずる。この薄くなった部分においては、中間層又は内側層が透けて見えることとなる。このため、肩部には、母線方向に沿って中間層の色が不定形に透けて見えることとなり、これが母線方向に沿った不定形のマーブル模様となる。
実施例５
薄肉チューブ１５は、３層構造よりなり、外側層は接着性ポリエチレンよりなり、中間層はEVOHよりなり、内側層は接着性ポリエチレンよりなる。外側層は白色に着色した。一方、内側層はピンク色に着色した。中間層は着色しなかった。総肉厚は0.5mmとした。チューブ容器１５の長径は30mm、短径は20mmであった。
内部加熱器２３の使用条件は次の通りである。加熱空気の温度は摂氏375度、加熱空気の空気流量は410Nl/min、加熱後の加熱空気の吸引力は300Nl/min、冷却部の水量は2.2l/minであった。
また、外部加熱器２５の使用条件は次の通りである。加熱空気の温度は摂氏400度、加熱空気の空気流量は380Nl/min、加熱後の加熱空気の吸引力は400Nl/min、外部加熱時間は４秒であった。加熱範囲は、チューブ端から22mmであった。
前記条件を使用した結果、口筒部及び肩部にマーブル模様を呈した良好なチューブ容器１が成形された。
以上説明したように、本発明によれば、薄肉チューブの内壁面を加熱する際に、加熱後の加熱空気を薄肉チューブから離間する方向へ吸引し、且つ、薄肉チューブの外壁面を冷却することにより、加熱後の薄肉チューブの形状変化を防止して以後の工程を円滑に進めることができる。
しかも、薄肉チューブの外壁面を加熱する際も、加熱後の加熱空気を薄肉チューブから離間する方向へ吸引することにより、加熱をしてはいけない部分が加熱されないため、軟化部分を一定量に保つことができ、チューブ容器のテーパ肩部の肉厚を薄くすることができる。また、外観形状が変化しないため、所望の形状のチューブ容器を得ることができる。
本発明によれば、薄肉チューブから直接チューブ容器を製造するので、チューブ容器にパーティングラインが生ずることが無い。従って、本発明によれば、チューブ容器への印刷が容易となる。また、本発明によれば、加熱後の薄肉チューブの形状変化を防止しつつチューブ容器を製造することができるので、予め薄肉チューブに印刷をしておき、その後、口筒部及び肩部のみを成形することが可能である。
また、薄肉チューブを外側層と内側層との間に中間層を挟装した３層構造とした場合には、内側層を外側層より厚くし、あるいは内側層を成形する材料の流動性を外側層を成形する材料の流動性より良くすることにより、欠陥のないチューブ容器を得ることができる。
更に、本発明によれば、チューブ容器を製造する際に、併せて肩部にマーブル模様をも付与することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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