(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性合成樹脂で予め一体に成形されている口頸部と肩部とよりなる口部材を、チューブホルダーの先端の雄型部に外嵌させて固定する第１工程と、
該チューブホルダーに熱可塑性合成樹脂製の薄肉チューブを外嵌し、該薄肉チューブの先端部を前記雄型部を超えさせて所定長さだけ延出させ、薄肉チューブの先端部を、その内外面の加熱，冷却域に配置する第２工程と、
前記薄肉チューブの先端部外面を冷却しながらその内面を加熱し、該先端部に、軸方向の収縮と、半径方向への変形とを行わせる第３工程と、
前記第３工程を経たチューブホルダーに外嵌されたままの薄肉チューブの、先端部の外面を加熱して先端部を徐々に萎んで開口端に至るよう変形させる第４工程と、
前記口部材を外嵌，固定している雄型部を進出させ、口部材の口頸部を薄肉チューブの前記開口端から突出させ、薄肉チューブの開口端に連続する萎んだ部分たる加熱状態の薄肉チューブ先端部を、チューブ容器の肩部成形用の雌型部と前記雄型部との間で挟圧し、該先端部と口部材の肩部とを溶着させる第５工程とで構成されている
チューブ容器の製造方法。
【請求項２】
口部材の肩部の長さを、成形されるチューブ容器の肩部の長さより短くし、口頸部に連続する所定長さの肩部のみを、薄肉チューブの先端部と口部材の肩部との二重溶着構造とする請求項１記載のチューブ容器の製造方法。
【請求項３】
口部材の肩部の長さを、成形されるチューブ容器の肩部の長さと等しくして、肩部全体を薄肉チューブの先端部と口部材の肩部との二重溶着構造とする請求項１記載のチューブ容器の製造方法。
【請求項４】
薄肉チューブの先端部の内面および外面の加熱を加熱空気の吹き付けによって行う請求項１，請求項２または請求項３記載のチューブ容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性合成樹脂の薄肉チューブを素材として、ヒンジタイプやプルトップタイプ等の任意構造の口頸部を有するチューブ容器を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱可塑性合成樹脂を用いてチューブ容器を製造する方法としては、パリソンからのブロー成形方法が公知であるが、小さい口頸部の成形が困難であり、成形金型の受ける制約のため、比較的単純な構造の口頸部のものしか成形できないとか、成形された容器にパーテイングラインが入る等の問題を有しているのみでなく、口頸部の成形工程が複雑となり、生産効率が低い問題も有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の薄肉チューブ容器の製造方法における問題点に鑑み、本発明は、予め所要構造に成形されている熱可塑性合成樹脂製の所望構造と口頸部と薄肉チューブとを用い、高い生産効率で、可飾性に富み、しかも容器胴部と口頸部との接続部分のガスバリヤ性の高いチューブ容器の製造方法を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１の発明では、第１工程として、熱可塑性合成樹脂で予め一体に成形されている口頸部と肩部とよりなる口部材を、チューブホルダーの先端の雄型部に外嵌させて固定し、第２工程として、該チューブホルダーに熱可塑性合成樹脂製の薄肉チューブを外嵌し、該チューブの先端部を、前記雄型部を超えさせて所定長さだけ延出させ、薄肉チューブの先端部を、その内外面の加熱，冷却域に配置させた。
【０００５】
次いで第３工程として、前記薄肉チューブの先端部外面を冷却しつつ、その内面を加熱し、該先端部に、軸方向の収縮と、半径方向への変形とを行わせた。
【０００６】
さらに第４工程として、チューブホルダーに外嵌されて第３工程を経た薄肉チューブの先端部の外面を加熱して、該先端部を徐々に萎んで開口端に至るよう変形させた。
【０００７】
次いで第５工程として、前記口部材を外嵌，固定している雄型部を進出させ、口部材の口頸部を薄肉チューブの前記開口端から突出させ、薄肉チューブの開口端に連続する萎んだ部分たる加熱状態の薄肉チューブ先端部を、チューブ容器の肩部成形用の雌型部と前記雄型部との間で挟圧し、該先端部と口部材の肩部とを溶着させるという製造方法とした。
【０００８】
請求項２の発明では、請求項１の発明に、口部材の肩部の長さを、成形されるチューブ容器の肩部の長さより短くし、口頸部に連続する所定長さの肩部のみを薄肉チューブの先端部と口部材の肩部との二重溶着構造とするという工程を付加した。
【０００９】
請求項３の発明では、請求項１の発明に、口部材の肩部の長さと成形されるチューブ容器の肩部の長さとを等しくし、肩部全体を薄肉チューブの先端部と口部材の肩部との二重溶着構造とするという工程を付加した。
【００１０】
請求項４の発明では、薄肉チューブの先端部の内面および外面の加熱を、加熱空気吹き付けで行う方法を、請求項１，請求項２または請求項３のいずれかの発明に付加した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、図１に一例として示されるごとく、口部材１の肩部２の長さＡが、チューブ容器３の肩部４の長さＢより短く、口頸部５に連続する所定長さ、図示例では長さＡの肩部４のみを、後述する薄肉チューブの先端部で成形された肩肉部６と、口部材１の肩部２との二重溶着構造としたチューブ容器３か、図２に一例として示されるごとく口部材７の肩部８の長さＣとチューブ容器９の肩部１０の長さＣとを等しく、肩部１０全体を薄肉チューブの先端部で成形された肩肉部１１と、口部材７の肩部８との二重溶着構造としたチューブ容器９のごとき構造のチューブ容器を製造する方法に関する。
【００１２】
図１，図２において予め成形されている口部材１および７の各口頸部５および１２が、キャップをネジ結合させる構造とされているが、本発明の製造方法では、口頸部５，１２に相当する部材は予め成形されているものであるため、キャップが口頸部にヒンジ結合されている形式のものとか、あるいは口頸部の開口部がプルトップタイプで、さらにキャップが結合されている形式のもの等、如何なるタイプの口頸部のチューブ容器であっても成形できる。
【００１３】
図３ないし図１３は、前記図１に示されるチューブ容器３を製造する工程と、製造装置とを示す請求項１，請求項２および請求項４の各発明を併せ適用した実施の一例を示しており、その第１工程では、図３に示されるごとく、図４，図６に示されている熱可塑性合成樹脂製の薄肉チューブ１３を、摺動自在に外嵌させる芯金たるチューブホルダー１４の先端１５に、軸１６で上下動自在に配設されている雄型部１７に対し、予め別工程で成形された熱可塑性合成樹脂製の口部材１を外嵌，固定する。
【００１４】
前記口部材１は、チューブ容器３の肩部４の一部を形成する肩部２と、該容器３の口頸部となる口頸部５とで形成されており、雄型部１７は、口頸部５に圧入され、口部材１を固定する先頭部１８と、チューブ容器３の肩部内面を成形する截頭円錐部１９と、薄肉チューブ１３の内径と等しい外径の案内筒部１９Ａ，１９Ｂとで構成されている。
【００１５】
図４および図５は、第２工程，第３工程において実施される製造工程と、使用される製造装置とを示しており、該製造装置は薄肉チューブ１３の先端部２０の内面２１を加熱空気の吹き付けで加熱する内部加熱器２２と、前記先端部２０の外面２３に密接して外面２３を冷却する冷却部２４とで構成されている。
【００１６】
前記内部加熱器２２と冷却部２４とは外郭体２５内に配置され、冷却部２４は中央に、薄肉チューブ１３を円滑に内嵌させ、その外面２３に軽く当接する内孔２６を有し、内孔２６に隣接する内部に水等の冷却媒体の循環路２７を形成されている。
【００１７】
内部加熱器２２は、冷却部２４の内孔２６内に環状間隙２８を存して配置された小径筒部３０を有し、小径筒部３０は閉塞頂部直下の周壁に、多数の加熱媒体たる加熱空気の吹出口２９と、加熱空気の圧送源に連通する内腔３１とを形成され、前記環状間隙２８は、外郭体２５と内部加熱器２２の外周壁との間に形成された加熱空気の吸引路３２に連通している。
【００１８】
本発明に係る第２工程では、図４に示されるごとく、チューブホルダー１４に薄肉チューブ１３を外嵌させ、その先端部２０を、雄型部１７を超えて、所定長さＨだけ延出させ、続いて第３工程として、チューブホルダー１４を下降させ、図５に示すごとく、先端部２０の先端縁から所定高さ部分Ｌを、前記吹出口２９と内孔２６とによる先端部２０の内外周面の加熱，冷却域に配置し、第３工程として所定時間の加熱と冷却とを行う。
【００１９】
前記所定高さ部分Ｌの長さ、吹出口２９の開口面積、加熱空気温度と圧力、加熱，冷却時間は、薄肉チューブ１３の材質，肉厚，成形すべき容器肩部と口頸部の形状等に応じ、実験的に予め計測され、選定される。前記第３工程における加熱，冷却後、チューブホルダー１４を薄肉チューブ１３を外嵌させたまま、加熱，冷却域から上昇させ、製造装置外に配置する。
【００２０】
前記第３工程の完了により、図４に示される薄肉チューブ１３の先端部２０の先端縁から所定高さＬの部分は、図６−Ａに示すごとく、外方へ向かって僅かに拡径され、かつ所定高さ部分Ｌが若干軸方向に収縮されている。この変形は、薄肉チューブ１３の材質、特に積層チューブの場合には、積層材の材質によるガラス転移点以上の温度による加熱の際のメモリ現象による瞬間的原状復帰作用によるものと思われ、その変形状態は加熱温度と材質とにより、図６−Ａのほか図６ーＢ，図６ーＣあるいは図６ーＤのごとく現出し、図６ーＡ，図６ーＢ，図６ーＣの場合には膨出部位は、内孔２６面により内側へ押圧された形状で次工程へ送られるが、その変形度合は材質別に実験的に確認される。
【００２１】
加熱媒体たる加熱空気は、図４，図５において、矢印Ａで示すごとく、内部加熱器２２の内腔３１に圧送された加熱空気が吹出口２９から薄肉チューブ１３の先端部２０の所定高さ部分Ｌの内面２１に吹き付けられたのち、加熱空気の吸引路３２に作用する吸引負圧により、矢印Ｂで示すごとく、環状間隙２８、吸引路３２を経て圧送源に回収される。
加熱空気を吹出口２９から内面に吹き付けられた薄肉チューブ１３は、この吹き付け部分の外面が、冷却部２４の内孔２６に当接することにより冷却されるので、不定形の変形を生ずることなく、図６−Ａに示す形状に制御された変形を生ずる。
【００２２】
図７ないし図１０は、本発明の第４工程と、使用される装置と、第４工程を経た薄肉チューブ１３の形状とを示しており、第４工程の実施に使用される装置は、図７に示されるごとく、第３工程において、図６−Ａに示されるごとく、加熱，冷却加工を受けた薄肉チューブ１３の下端部の高さＫの帯域を外面から加熱する外部加熱装置３３であり、図６−Ａに示されるチューブホルダー１４に外嵌されたままの薄肉チューブ１３の先端部を嵌入させうる環状孔３４を有し、環状孔３４の内周面の略全周にわたる加熱空気の吹出口３５が開設されており、加熱空気路３６が外部加熱装置３３の内周面に接近して形成されている。なお、加熱空気の供給路の図示は省略されている。吹出口３５から吹き出された加熱空気は、外部加熱装置３３の下部の吸引路３７により矢印Ｃのごとく、加熱空気供給源に吸引，回収される。
【００２３】
前記第３工程を経た図６−Ａに示される薄肉チューブ１３は、図７に示されるごとく、外部加熱装置３３の直上に配置され、チューブホルダー１４に外嵌されたまま、矢印Ｄ方向に下降させられ、前記先端部２０の所定高さＫの帯域が加熱空気の吹出口２９に臨む位置まで、環状孔３４内へ挿入され、加熱空気路３６に圧送された加熱空気を吹出口２９から吹き付けられる。
吹き付けられた加熱空気は薄肉チューブ１３の先端部２０の所定高さＫの帯域に沿って矢印Ｃに示すごとく吸引路３７に向かって流れる。
【００２４】
吹出口２９から加熱空気を吹き付けられた薄肉チューブの先端部２０の高さＫの帯域は、図９，図１０に示されるごとく、中心に向かって上部から下端に向い徐々に萎み、概ね逆截頭円錐形に近い不整形に変形し、開口端３８がチューブホルダー１４に固定されている口部材１の口頸部５と同心で、かつ僅かに大径となるまで萎ませられる。
【００２５】
前記薄肉チューブ１３の先端部２０の、図９，図１０に示される形状への変形は、薄肉チューブ１３の材質，径，肉厚，高さＫの数値に応じ、加熱空気温度、その吹き付け時間を実験的に予め計測し、所定形状となる温度，時間が選定される。
【００２６】
第４工程で図９，図１０に示される形状とされた薄肉チューブ１３は、チューブホルダー１４に嵌着されたまま、第５工程において、口部材１と薄肉チューブ１３との接着を行われる。図１１，図１２および図１３は、第５工程と、この工程で使用される装置と成形されたチューブ容器の要部を示している。
【００２７】
第５工程で使用される装置は、図１１に示されるごとく、雄型部１７に対応する雌型部３９と、雌型部３９のキャビティ４０の底部の開口部４１と、開口部４１の下部に配置された中空フレーム４２とで構成され、雌型部３９は図示を省略した加熱部材が付設され、また中空フレーム４２内には、口部材１の口頸部の頂面４３に、吐出口等を打ち抜き形成する必要の存する際の打抜装置の配設空間とされている。
【００２８】
第４工程を経た図９に示す形状の薄肉チューブ１３は、チューブホルダー１４に嵌着され、かつ加熱状態のまま、雌型部３９の直上に導かれたのち、チューブホルダー１４により矢印Ｅ方向に下降されて、萎み変形された先端部２０をキャビティ４０内に挿入される。
【００２９】
続いて雄型部１７は適宜の駆動装置に結合されている軸１６の下動により、雌型部３９のキャビティ４０との間で、薄肉チューブ１３の萎み変形された先端部２０を押圧成形すると同時に該先端部２０と口部材１の肩部２とを溶着させ、キャビティ４０によって、チューブ容器３の肩部４を形成する。
【００３０】
肩部４の成形、所要の冷却の後、軸１６を上動させ、ついでチューブホルダー１４を上動させることにより、図１３に示すチューブ容器３の雌型部３９からの離型が行われ、次いでチューブホルダー１４からのチューブ容器３の脱型が行われてチューブ容器３の肩部，口頸部の成形が完了する。
【００３１】
前記工程においては、チューブ容器３の図示の省略されている底部は開口のままとされているので、内容物質の充填後に溶着等により閉鎖され、図２に示す口部材７を有するチューブ容器９も全く同様の方法，装置により成形される。
【００３２】
以上説明した実施態様において、薄肉チューブ１３に対する加熱源として加熱空気を使用しているが、温度条件，加熱態様を加熱空気と同一としうるものであれば、他の加熱源，加熱媒体を使用できることは勿論である。
【００３３】
【実施例】
薄肉チューブとして、接着性ポリエチレンを内層および外層とし、中間層としてエチレン・ビニール共重合樹脂を用いた３層構造の、厚さ0.5mmのガスバリヤ性を有するチューブを用い、次の条件で成形を行った。
第３工程における薄肉チューブの内面加熱を、加熱空気温度：375℃、空気流量：400 l／min.（大気圧換算）、加熱空気の吸引力：300 l／min.（大気圧換算）、冷却水量2.2 l/min.、内面加熱時間１秒とし、第４工程における外面加熱を加熱空気の温度：400℃、加熱空気流量380 l／min.（大気圧換算）、加熱空気の吸引力：370 l／min.（大気圧換算）、外面加熱時間３秒とした。
第５工程では、外部が１８℃前後に冷却されている雌型部３９に対し、雄型部１７を約750Kg／cm2の成形圧で加圧し、３秒間加圧したのち加圧を解除することにより、口部材１と薄肉チューブ１３との接着を行う。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、熱可塑性合成樹脂で予め成形されている口部材を、チューブホルダーの先端の雄型部に外嵌し、固定しておき、この口部材にチューブホルダーに外嵌させた熱可塑性合成樹脂製の薄肉チューブを、前記雄型部と雌型部とによる加熱下における加圧で溶着させるので、雄型部，雌型部による薄肉チューブと口部材との溶着が可能な形状，構造であれば如何なる形状，構造の口部材でも採用することが可能となり、製造可能なチューブ容器の品種を拡大できる効果がある。
【００３５】
成形されたチューブ容器の肩部は、口部材の口頸部の連続する肩部と、薄肉チューブの先端部との、口頸部基部から始まる二重溶着構造となり、チューブ容器肩部のガスバリヤ性を向上させうる効果を奏する。
【００３６】
さらに、薄肉チューブの先端部は、外面を冷却しながら内面から加熱する工程と、これに続く該先端部に対する外面からの加熱とにより、チューブ容器としての肩部成形に必要な肉厚を、薄肉チューブを素材としながら先端部に形成でき、容器肩部の強度を大きくしうる効果も奏する。
【００３７】
前述のごとく、口部材として如何なる形状，構造のものでも採用できることに加えて、その色彩、，色調を変える手段とか、薄肉チューブを積層チューブとし、そのいずれかのフィルムの色彩，色調を変える手段等の採用によりチューブ容器の可飾性を大きくしうる効果を奏する。
【００３８】
口部材と薄肉チューブの先端部とは、雄型部と雌型部とによる加熱下における加圧のみで溶着させうることと、薄肉チューブの先端部の加熱のみで足りることとにより、前記溶着に要する成形時間は３ないし５秒程度で足り、チューブ容器の口頸部と肩部とを圧縮成形する場合の１０秒前後の成形時間，射出成形する場合の２０秒前後の成形時間に比し、生産性を著しく向上させうる効果も奏する。
【００３９】
請求項２の発明によると、チューブ容器の肩部が、薄肉チューブの素材のみで形成された部分と、該素材と口部材の肩部とが重なった部分との２部分で構成されるため、色調の相違により意匠的効果を発現させうる効果を奏する。
【００４０】
請求項３の発明によると、チューブ容器の口頸部と肩部との接続部分の機械的ガスバリヤ性を完全なものとしうる効果を奏する。
【００４１】
請求項４の発明によると、加熱媒体の取り扱いが容易であるのみでなく、加熱空気温度を一定としても、加熱空気の吹き付け時間の調節のみにより、薄肉チューブの軟化度合を調節することができるので、工程管理，品質管理が容易となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で製造されたチューブ容器の一例の要部縦断面図である。
【図２】  本発明で製造されたチューブ容器の別の例の要部縦断面図である。
【図３】  本発明の実施に使用されるチューブホルダーと、これに組み付けられた雄型部との一例を、口部材のみを断面として示した要部の側面図であり、本発明の第１工程を示している。
【図４】  本発明に使用される装置の実施の一例における第２工程の開始直前の状態を示す略示縦断面図である。
【図５】  図４に示す装置における本発明の第３工程を示す略示縦断面図である。
【図６−Ａ】  本発明の第３工程完了時における薄肉チューブの変形状態を示す略示縦断面図である。
【図６−Ｂ】  薄肉チューブの異なる変形状態を示す略示縦断面図である。
【図６ーＣ】  薄肉チューブの別の変形状態を示す略示縦断面図である。
【図６ーＤ】  薄肉チューブの他の変形状態を示す略示縦断面図である。
【図７】  本発明における第４工程で使用される装置の実施の一例における第４工程開始直前の状態を示す略示縦断面図である。
【図８】  図７に示す装置における本発明の第４工程を示す略示縦断面図である。
【図９】  本発明における第４工程完了時における薄肉チューブの先端部の変形状態を示す略示縦断面図である。
【図１０】  図９に示すものの下面図である。
【図１１】  本発明の第５工程で使用される装置の実施の一例における第５工程開始直前の状態を示す略示縦断面図である。
【図１２】  図１１に示す装置における本発明の第５工程を示す略示縦断面図である。
【図１３】  本発明における第５工程完了後における脱型状態を示す略示縦断面図である。
【符号の説明】
１  口部材
２  口部材の肩部
３  チューブ容器
４  容器の肩部
５  口部材の口頸部
１３  薄肉チューブ
１４  チューブホルダー
１７  雄型部
２０  先端部
２１  内面
２３  外面
３８  開口端
３９  雌型部
Ｈ  所定長さ
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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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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