(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層の樹脂製のシートから、広口容器を二軸延伸ブロー成形するために用いる一次成形中間体を製造する中間体成形工程と、
前記一次成形中間体を二軸延伸ブロー成形して広口カップ容器を製造する容器成形工程と、を含む広口カップ容器の製造方法において、
前記シートの表層部分が結晶性樹脂から形成されており、前記シートの内層部分が非晶性樹脂から形成されていて、
前記中間体成形工程は、
前記シートを加熱する加熱工程と、
加熱された前記シートを、打抜き刃を保有する雄雌型で打ち抜き圧縮同時成形して、前記一次成形中間体を製造する成形工程とを含み、
前記加熱工程は前記シートをガラス転移点以上に加熱し、
前記成形工程は、
軟化した前記シートを打抜き刃でハーフカットすると共に、打ち抜かれるシート部分の外周縁部分を固定する工程と、
雄雌型で打ち抜かれるシート部分を圧縮成形する工程と、
打抜き刃で更に前記シートを押し切ることにより、圧縮成形された多数の一次成形中間体を完全に打ち抜く工程と、
打ち抜かれた一次成形中間体をガラス転移点以下まで冷却した後に前記雄雌型から取り出す工程とを含む広口カップ容器の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
雄型と雌型の温度差を３℃以内にする広口カップ容器の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記シートの前記表層部分の厚さは当該シート厚さの２０〜６０％であり、
前記シートの前記内層部分の厚さは当該シート厚さの４０〜８０％である広口カップ容器の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記シートの前記表層部分の厚さは当該シート厚さの３０〜５０％であり、
前記シートの前記内層部分の厚さは当該シート厚さの５０〜７０％である広口カップ容器の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の前記中間体成形工程を含む広口カップ容器用一次成形中間体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乳製品などの容器として広く用いられているプラスチック製の広口カップ容器の製造方法および、その一次成形中間体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の広口カップ容器は、一般に、底付きの円錐台形状の胴部と、その上端開口部に形成された円環状フランジとを備えた形状をしている。広口カップ容器の製造方法および装置は、本願人により出願された下記の特許文献に開示されている。ここに開示の製造方法および装置では、射出成形により製造されたプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、広口カップ容器を製造するように構成されている。
【０００３】
【特許文献】
国際公開第０３／００８１７６号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
広口カップ容器に耐熱性などの所望の特性を付与するためには、一般には、それに対応する特性を備えたプリフォームを用意する必要がある。特に、複合樹脂を用いることにより優れた特性の広口カップ容器を得ることができるので、プリフォームも複合樹脂あるいは多層構造の樹脂素材からなるものを用いることが望ましい場合がある。
【０００５】
しかしながら、従来においては、広口カップ容器をブロー成形するために用いる所望特性のプリフォームを効率良く製造可能な方法あるいは装置は何ら提案されていない。
【０００６】
本発明の課題は、ブロー成形により所望の特性を備えた広口カップ容器を製造するための製造方法を提案することにある。
【０００７】
特に、本発明の課題は、ブロー成形により広口カップ容器を製造する場合に用いるのに適した一次成形中間体の製造方法を提案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の広口カップ容器の製造方法は、
多層の樹脂製のシートから、広口容器を二軸延伸ブロー成形するために用いる一次成形中間体を製造する中間体成形工程と、
前記一次成形中間体を二軸延伸ブロー成形して広口カップ容器を製造する容器成形工程と、
を含む広口カップ容器の製造方法において、
前記シートの表層部分が結晶性樹脂から形成されており、前記シートの内層部分が非晶性樹脂から形成されていて、
前記中間体成形工程は、
前記シートを加熱する加熱工程と、
加熱された前記シートを、打抜き刃を保有する雄雌型で打ち抜き圧縮同時成形して、前記一次成形中間体を製造する成形工程とを含み、
前記加熱工程は前記シートをガラス転移点以上に加熱し、
前記成形工程は、
軟化した前記シートを打抜き刃でハーフカットすると共に、打ち抜かれるシート部分の外周縁部分を固定する工程と、
雄雌型で打ち抜かれるシート部分を圧縮成形する工程と、
打抜き刃で更に前記シートを押し切ることにより、圧縮成形された多数の一次成形中間体を完全に打ち抜く工程と、
打ち抜かれた一次成形中間体をガラス転移点以下まで冷却した後に前記雄雌型から取り出す工程とを含むことを特徴としている。
【０００９】
一方、前記シートの利用効率を高めるためには、打抜き後の前記シートのスケルトンを、所定のサイズの粉砕した後に、前記中間層形成用の樹脂として再利用することが望ましい。
【００１０】
本発明では、シート中央部分の冷却不足に起因する球晶化防止のために、前記シートとして、その表層部分が結晶性樹脂から形成され、その内層部分が非晶性樹脂から形成されているものを用いているが、前記シートの前記表層部分の厚さを当該シート厚さの２０〜６０％とし、前記内層部分の厚さを当該シート厚さの４０〜８０％とすることが望ましい。特に、前記シートの前記表層部分の厚さを当該シート厚さの３０〜５０％とし、前記内層部分の厚さを当該シート厚さの５０〜７０％とすることが望ましい。
【００１１】
一方、本発明は広口カップ容器用一次成形中間体の製造方法に関するものであり、上記のように一次成形中間体を製造することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した広口カップ容器の製造装置を説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明を適用した広口カップ容器の製造装置の全体構成図である。広口カップ容器の製造装置１は、多層シート２を製造するための多層シート押出し製造ライン３と、多層シート２から一次成形中間体としてのプリフォーム４を製造するためのプリフォーム製造ライン５と、プリフォーム４を二軸延伸ブロ−成形して広口カップ容器６Ａを製造するブロー成形容器製造ライン７を有している。これらの各製造ライン３、５、７がインライン化された構成となっている。また、製造装置１は、製造された広口カップ容器６の胴部外周面に印刷およびラベルを貼り付けるための印刷ステーション８と、印刷後の広口カップ容器６Ａを整列・集合および梱包するための梱包ステーション９を有している。
【００１４】
多層シート押出し製造ライン３は、複数の押出し機、本例では第１〜第５の押出し機３１〜３５と、冷却ロール装置３６と、検査機３７と、コーター３８と、乾燥機３９と、巻取り機４０とを備えている。各押出し機３１〜３５からＴ−ダイを介して各樹脂が所定の厚さでシート状に押出されて積層されて多層シート２が形成され、この多層シート２が冷却ロール装置３６で冷却された後に検査機３７、コーター３８および乾燥機３９を介して、巻取り機４０で巻き取られる。
【００１５】
図に示す多層シート２は５種８層のシートであり、その表面側から順に、ＰＥＮ樹脂層（１００μ）ＰＥＮ、ＰＥＮ樹脂層（１００μ）ＰＥＮ、接着性樹脂からなる接着層（１００μ）ａｄ、ＭＸＤ６樹脂層（１００μ）ＭＸＤ６、接着層（１００μ）ａｄ、バージン材であるＰＥＴ樹脂とプリフォーム製造ライン５から回収した打ち抜き後の多層シート２のスケルトンの粉砕フラフを溶融した再生樹脂からなる混合樹脂層（２３００μ）Ｒ＋ＰＥＴ、ＰＥＮ樹脂層（１００μ）ＰＥＮおよびＰＥＮ樹脂層（１００μ）ＰＥＮが形成されている。例えば、押出し機３１から混合樹脂層Ｒ＋ＰＥＴが押出され、押出し機３２から２層分のＰＥＮ樹脂層ＰＥＮが押出され、押出し機３３から２層分のＰＥＮ樹脂層ＰＥＮが押出され、押出し機３４からＭＸＤ６樹脂層ＭＸＤ６が押出され、押出し機３５から２層分の接着層ａｄが押出される。
【００１６】
巻取り機４０で得られた多層シートのロールは、プリフォーム製造ライン５に供給される。プリフォーム製造ライン５は、巻き出し機５１と、プレヒータ５２と、打ち抜き圧縮成形装置５３と、強制冷却・集積装置５４とを備えている。巻き出し機５１に取り付けられたロールから巻き出された多層シート２は、プレヒータ５２によって予備加熱された後に、打ち抜き圧縮成形装置５３に供給され、ガラス転移点以上の温度に加熱されて軟化する。
【００１７】
軟化した多層シート２は、打ち抜き圧縮成形装置５３の雄雌型の打ち抜き刃によってハーフカットされ、これと同時に、打ち抜かれるシート部分の外周縁部分が昇降式のホルダによって固定される。外周縁部分がホルダによって固定された状態で、雄雌型で打ち抜かれる各シート部分が圧縮成形される。圧縮成形後は、打抜き刃で更に多層シートを押し切ることにより、多層シートから圧縮成形された多数の一次成形中間体４が完全に打ち抜かれる。打ち抜かれた一次成形中間体４は、ガラス転移点以下まで冷却された後に雄雌型から取り出される。この後は、強制冷却・集積装置５４において強制冷却された後に、次段のブロー成形容器製造ライン７に移送するために集積される。
【００１８】
ここで、打ち抜き後に残った多層シートのスケルトンは、回収されて、例えば、シート押出し製造ライン３の第１の押出し機３１において、バージン材料と混合されて再利用される。
【００１９】
ブロー成形容器製造ライン７は、二連のラインからなり、各ラインは、ヒータステーション７１とブローステーション７２から構成されている。製造されたプリフォーム４は、所定の送りピッチでヒータステーション７１に順次に供給され、ここを通過する間に再加熱されて、当該プリフォーム構成樹脂のガラス転移点以上とされ、ブローステーション７２に送り込まれる。ブローステーション７２は例えば、二軸延伸ブロー成形機が回転テーブル上に一定の角度間隔で配置されたロータリー式のものであり、各プリフォーム４が二軸延伸ブロー成形機に投入されて、ブロー成形が施されて、広口カップ容器６Ａが得られる。
【００２０】
各二軸延伸ブロー成形機により形成された広口カップ容器６Ａは、各二軸延伸ブロー成形機から取り出された後に、印刷ステーション８に搬送され、ここにおいて、必要に応じて、各広口カップ容器６Ａの胴部外周面に所定の印刷が施される。また、必要に応じて、ラベル貼合機やシュリンクラベル貼合機、あるいは感熱式ラベルの貼合機を用いて、胴部外周面にラベルが貼り付けられる。印刷が施され、あるいはラベルが貼付された広口カップ容器６Ｂは、整列・集合・梱包装置９に供給され、ここで梱包される。
【００２１】
（実施の形態２）
図２は本発明を適用した広口カップ容器の製造装置の別の例を示す概略構成図である。本例の製造装置１１の基本構成は図１の製造装置１と同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、それらの説明は省略するものとする。
【００２２】
製造装置１１の特徴は、多層シート押出し製造ライン３が、一次多層シート２Ａの製造ライン３Ａと二次多層シート２Ｂの製造ライン３Ｂとに分かれており、これらの多層シート２Ａ、２Ｂがプリフォーム製造ライン５において積層されて複合多層シート２Ｃとされ、この複合多層シート２Ｃを用いてプリフォーム４が製造されることである。
【００２３】
一次多層シート２Ａは、ＰＥＮ樹脂層（２００μ）、接着層（１００μ）、ＭＸＤ６樹脂層（１００μ）、接着層（１００μ）、混合樹脂層（９００μ）およびＰＥＴＧ樹脂層（１００μ）から構成されている。例えば、製造ライン３Ａには第１〜第３の押し出し機３１Ａ〜３５Ａが備わっており、押出し機３１Ａから混合樹脂層が押出され、押出し機３２からＰＥＮ樹脂層が押出され、押出し機３３ＡからＭＸＤ６樹脂層が押出され、押出し機３４Ａから接着層が押出され、押出し機３５ＡからＰＥＴＧ樹脂が押し出される。
【００２４】
二次多層シート２Ｂは、ＰＥＴＧ樹脂層（１００μ）、混合樹脂層（１２００μ）、ＰＥＮ樹脂層（１００μ）およびＰＥＮ樹脂層（１００μ）から構成されている。製造ライン３Ｂは、第１〜第４の押出し機３１Ｂ〜３４Ｂが備わっており、例えば、押出し機３１Ｂから混合樹脂層が押出され、押出し機３２Ｂおよび３３ＢからＰＥＮ樹脂層が押出され、押出し機３４ＢからＰＥＴＧ樹脂層が押出される。
【００２５】
【実施例】
ＰＥＴ／ＰＥＴ＋Ｒ／ＰＥＴからなる単一樹脂２種３層構造の多層シートから、広口カップ用プリフォームを製造した。
【００２６】
この場合、多層シート押出し製造ラインにおいては、押出し機として、メインがＴＥＸ１２０α−３１．５ＡＷ−２Ｖ同方向二軸押出し機（株式会社日本製鋼所製）（付帯設備：ギヤポンプ、フィードパイプ、スクリーンチェンジャー、フィードブロック、Ｔ−ダイ）であり、サブがＰ７５−２８ＡＷ押出し機（株式会社日本製鋼所製）（付帯設備：ギヤポンプ、フィードパイプ、スクリーンチェンジャー）の二台からなる２種３層の共押出し機を用い、シート成形部分としてタッチロールおよびチルロールから構成されるものを採用し、更に、厚み測定装置、シリコン片面塗布装置、耳トリミング装置、アキュムレーターが付設されているものを用いた。
【００２７】
メイン押出し機には、原料樹脂のＰＥＴの未乾燥品と、プリフォーム成形後に残る多層シートのスケルトンの粉砕フラフとを混合して投入した。供給されたＰＥＴ樹脂と粉砕フラフは、押出し機内が２６０℃から２８０℃に加熱されているため回転するスクリューに押し込まれながら徐々に溶ける。この間、二つのベントがＰＥＴ樹脂とフラフ中の水分を抜き取り、水分量は０．００５％以下となる。溶けたＰＥＴ樹脂はギヤポンプ、フィードパイプを通り、未溶融物や異物を取り除くスクリーンチェンジャー、フィードブロックを通過しＴ−ダイからコア層として下向きに押出される。
【００２８】
同様に、サブ押出し機には、予め１５０℃で４〜５時間乾燥させた原料樹脂のＰＥＴを原料供給装置から投入した。機内は２６０℃から２８０℃に加熱されているため、投入されたＰＥＴ樹脂は、回転するスクリューに押し込まれながら徐々に溶融する。溶けたＰＥＴ樹脂はギヤポンプ、フィードパイプを通り、未溶融物や異物を取り除くスクリーンチェンジャー、フィードブロックを通過し、Ｔ−ダイから表面および裏面の表層として下向きにメインのコア層と共に押出しされる。
【００２９】
押出された溶融ＰＥＴ樹脂はシート成形部分を構成しているタッチロールとチルロールのすき間に落とされ、そのクリアランスに対応する厚さのシートが形成される。その後、必要に応じて厚み測定装置、シリコン塗布装置、耳トリミング装置を通過してシートが出来上がる。ここで作られるシートは２〜３ｍｍの厚さである。
【００３０】
次に、このＰＥＴシートをガラス転移点より３０℃以上望ましくは４０℃以上に高い温度に加熱した。この加熱温度は、シートが軟化して起こるドローダウンが起きない温度に抑える必要がある。具体的にはシート表面温度を１２０℃に加熱した。加熱したシートに対して、打抜き刃付きで必要な肉厚分布と形状の雄雌圧縮成形用金型を設置した送り装置付きプレス機で打ち抜き圧縮同時成形を行ない、広口カップ容器を二軸延伸ブロー成形するためのプリフォーム（一次成形中間体）を製造した。
【００３１】
打抜き刃付き雄雌圧縮成形金型は水冷式の構造で刃物が線膨張で損傷するのを防ぐため雄型と雌型の温度差を３℃以内でコントロールし、これ以上では機械停止する機構となっている。また、冷却によって厚肉でもＰＥＴ樹脂の球晶化を防ぐ効果を持っている。
【００３２】
（多層シートの層構成例）
多層シートの層構成としては次の構成を挙げることができる。
（１）ＰＥＴ／ＰＥＮ／Ｒ＋ＰＥＴ／ＰＥＮ／ＰＥＴ
（２）ＰＥＴ／ＰＥＮ／Ｒ＋ＰＥＴ／ａｄ／ＭＸＤ６／ａｄ／ＰＥＮ／ＰＥＴ
（３）ＰＥＴ／ＰＥＮ／Ｒ＋ＰＥＴ／ａｄ／ＰＧＡ／ａｄ／ＰＥＮ／ＰＥＴ
【００３３】
（耐熱性樹脂、耐寒衝撃性樹脂の例）
次に、耐熱性および耐寒衝撃性を付与するために用いることのできる樹脂の例を以下に列記する（Ｔｇ：ガラス転移点、Ｔｍ：融点）
（１）ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）
Ｔｇ：２２０℃、Ｔｍ：２４０℃、成形温度：３２０℃
（２）ＰＣ（ポリカーボネイト）
Ｔｇ：１５０℃、Ｔｍ：２４０℃、成形温度：３００℃〜３２０℃
（３）ＰＳＦ（ポリサルホン）
Ｔｇ：１９１℃、Ｔｍ：２０７℃、成形温度：３４０℃〜４００℃
（４）ＰＡＲ（ポリアリレート）
Ｔｇ：１９１℃、Ｔｍ：２６０℃、成形温度：３００℃
【００３４】
（その他の実施の形態）
図１、２の製造ラインにおいて、ブロー成形容器製造ライン７と印刷ステーション８の間に、容器コーティングラインを介在させるようにしてもよい。容器コーティングラインでは、広口カップ容器６Ａにバリヤー性を付与するために、その内周面あるいは外周面、または双方の面に、シリカなどの無機質素材からなるコーティングを形成する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多層の樹脂シートから、広口カップ容器を製造するための一次成形中間体を製造し、この一次成形中間体を二軸延伸ブローして広口カップ容器を製造している。したがって、一次成形中間体を製造するための多層シートの構成樹脂、層構成を適切に選択することにより、広口カップ容器に要求される各種の特性を当該広口カップ容器に付与可能な一次成形中間体を得ることができる。よって、本発明によれば、所望の特性を備えた広口カップ容器を二軸延伸ブロー成形により製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した広口カップ容器の製造装置の概略構成図である。
【図２】  本発明を適用した広口カップ容器の製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１、１１  製造装置
２  多層シート
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ  多層シート
３、３Ａ、３Ｂ  多層シート押出し製造ライン
４  プリフォーム（一次成形中間体）
５  プリフォーム製造ライン
６Ａ、６Ｂ  広口カップ容器
７  ブロー成形容器製造ライン
８  印刷ステーション
９  整列・集合・梱包装置
【図１】
0004117217.tif 000002
【図２】
0004117217.tif 000003