JP2006517484A - 伸張された容器ネジと製造方法 - Google Patents

Abstract

本体（２４）および少なくとも１つの雄ネジ（３８）を設けた首部（３６）を有する
プラスチック容器（４０）を製造するインジェクション型成形工程又は圧縮型成型工程を有し、本体（２４）および少なくとも１つの雄ネジ（３８）を設けた首部（３６）を作製するステップと、同時又はそれ以前に、収納容器の本体を形成するためにプラスチック予備成形物を型成形するステップと、収納容器の型成形を行った後に、又は以前に、インジェクション成型型又は圧縮型を拡大し、少なくとも一つのインジェクション成型または圧縮成形されたプラスチック予備成形首部を成形するステップとを有するプラスチック容器の成形方法。好適な実施の形態においては、首部は容器本体がブロー成形された後に拡大される。本発明は細い首を有する容器又は容器首部を広い口部をプラスチック容器又は収納容器を拡大するために適用されうる。

Description

本発明は、成形されたプラスチック容器とそのような容器を製造する方法に関する。

単層または多層のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）容器のようなプラスチック容器の製造において、本体と、および１つ以上の雄ネジを設けた首部とを有する容器予備成形物を成形するのが慣例である。その首部は、一般的には、その最終形状まで成形される一方、予備成形物の本体は、容器本体の所望の形状まで引続いて吹込成形される。この製造技法は、種々の首部の径を有する容器の成形加工には妥当であるが、その工程の生産量は、予備成形物と首部の径の大きい容器の成形加工に採用されるときに大幅に減少される。たとえば、２８ｍｍの首部の径を有する予備成形物用の９６個の金型キャビティを有する予備成形物金型キャビティブロックは、キャビティブロックが同一のサイズの場合に４３ｍｍの首部の径を有する４８個のキャビティだけに一般的に対応するであろう。この生産量は、約２．０インチすなわち５０ｍｍより大きい首部の径を有する広口予備成形物の場合にはさらに減少される。

この製造生産量の問題を解決するために、細口の予備成形物を成形することにより、ついで容器本体と、ネジを設けた容器首部と、および容器を金型から取外した後に、予備成形物首部と共に容器本体と首部から取外す必要があるトリムモイルまたはトリム円蓋とを形成する予備成形物本体をキャビティ内で吹込成形することにより広口容器を成形加工することが提案されている。この技法は、細口の予備成形物を使用でき、かくして予備成形物成形段階中に高い生産量を維持するが、モイルと予備成形物首部が、再利用または廃棄しなければならないトリムスクラップを構成するという欠点を有する。さらに、たとえば、バリヤー樹脂の中間層を有する多層容器を成形加工するときに、この技法は、バリヤー層の縁部が、モイルトリム平面において露出されるので、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）のような多くの親水性バリヤー樹脂の場合にかなりの水蒸気吸収とバリヤー特性の低下を生じる恐れがあるという欠点を有する。さらに、および多分一層重要なことに、容器首部上の雄ネジは、この技法において吹込成形されて、直接成形により形成される雄ネジのように鮮明に形成および詳細に形成されない。

したがって本発明の基本目的は、プラスチック容器を製造する方法、および／またはそのような方法により形成されるプラスチック容器を提供することにあり、そこにおいて、容器のネジが、吹込成形ではなく加圧成形（圧縮成形または射出成形）により成形され、かつそれは、予備成形物成形段階において高い生産量を維持する。

本発明の第１の態様に従って、本体、および少なくとも１つの雄ネジを設けた首部を有するプラスチック容器を製造する方法は、本体、および少なくとも１つの雄ネジを設けた首部を有するプラスチック予備成形物を加圧成形（すなわち、射出成形または圧縮成形）するステップと、予備成形物の本体を吹込成形して容器の本体を形成するステップと、および容器本体を吹込成形する前か、それに引続いてか、またはその前後に、加圧成形された予備成形物首部を膨張して、少なくとも１つの加圧成形された雄ネジを有する容器首部を形成するステップとを含む。本発明の好ましい実施態様において、首部は、容器本体が吹込成形された後に膨張される。本発明を、２８ｍｍのような小さい細口の径から４３ｍｍのような大きい細口の径まで予備成形物または容器の首部を膨張させるのに採用できる。本発明を、細口の予備成形物または容器の首部を、広口の予備成形物または容器の首部まで、２８ｍｍから６３ｍｍまで、または４８ｍｍから６３ｍｍまでのように膨張させるようにも実施できる。本発明を、広口首部を、より大きい広口首部に、６３ｍｍから８３ｍｍまでのように膨張させるようにも実施できる。

本発明は、他の目的、特徴および利点と共に、下記の説明、付属の請求項、および添付図面から最も良く理解される。

用語の「細口」首部と「広口」首部は、本発明においては従来の意味において、「広口」首部が約２．０インチすなわち５０ｍｍよりも大きい外形（Ｅ径）を有する一方、細口首部が約２．０インチすなわち５０ｍｍ以下の外径を有するように採用され、２８ｍｍと４３ｍｍの首部は、一般的にはプラスチック容器業界において細口首部であるが、本発明は、これらの特定の首部径に決して限定されるものではない。６３ｍｍの首部は、プラスチック容器業界において従来の相対的に小さい広口首部であるが、本発明は、またここでも、この特定のサイズの広口首部に限定されない。８３ｍｍの首部は、大きい従来の広口首部サイズである。

図１は、本体１２および一体で成形された首部１４を備える予備成形物１０を図示する。首部１４は、首部上に一体で成形される１つ以上の雄ネジ１６を有する。予備成形物１０は、加圧成形工程において成形加工でき、かつ単層または多層の構造にできる。（この適用の目的のために、用語の「加圧成形」は、射出と圧縮成形を包含し、かつそれに限定される。米国特許第４，６９０，６３３号を参照。）標準的な予備成形物１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）構造の内層と外層と、およびＥＶＯＨまたはナイロンのようなバリヤー材料の１つ以上の中間層とを備える多層を有することができる。中間の層または複数の層は、予備成形物本体１２内に配設され、かつ予備成形物首部１４中に伸張できるか、または伸張できない。本発明は、これらの代表的な材料に決して限定されないが、以下で述べるように、ＰＥＴ首部に関連して特定の利点を享受することが分かる。

予備成形物１０は、吹込金型１８内に位置決めされ、予備成形物本体１２が、金型１８により形成されるキャビティ２０内に配設される。加圧空気を予備成形物１０の内部へ加えることにより、予備成形物本体１２が金型キャビティ２０の境界まで膨張される。結果として生じた中間容器２２は、図２に図示され、予備成形物本体１２の膨張により形成される吹込成形された本体２４、および雄ネジ１６を設けた一体で成形された首部１４を有する。ついで容器２２は、図３に図示される首部膨張装置２６へ送られる。プラグ２８が２９において容器首部１４に挿入されて、３０において、その軸の回りに回転される。プラグ２８は、最初に成形された予備成形物首部１４の内径未満の最小径３２と所望の最終首部内径に等しいかまたはそれより僅かに大きい（弛緩できるように）大径３４を備えた円錐端部を有する。プラグ２８には、円筒形部分３５も設けられ、その部分は、膨張された容器首部に嵌込まれ、かつその中で回転する。蓋３７が、首部の軸方向縁部または上端封止面と摩擦係合して、その面を平坦に保つ。プラグ２８を、熱伝導により容器首部１４を加熱するように加熱でき、それにより、容器首部の塑性膨張が容易になる。代案として、容器首部を、膨張プラグの挿入前に加熱できる。他の代案として、プラグ２８を固定して、挿入中に容器を回転することができる。プラグ２８を通して空気を供給して容器側壁を強化できるであろう。膨張の他の手段、たとえば、プラグ２８の代わりに空気ブラダを使用できるであろう。

プラグ２８は引続いて、４２において引き出されて、膨張された首部３６（図３と４）を有する容器４０が残される。首部３６には、雄ネジ３８が設けられ、その雄ネジは、形状が予備成形物ネジ１６と同様であるが、首部と共に半径方向と周辺方向に膨張される。かくして、ネジ３８は、予備成形物ネジ１６と比べて膨張または伸張されるが、そうされない場合は、成形されたネジ１６の形状により決まる形状を有し、吹込成形により得られるネジよりも鮮明に形成および詳細に形成される。かくして、図４は、本体２４、および膨張されたネジ３８が設けられる一体の首部３６を有する容器４０を図示する。

本発明の一実施態様において、２８ｍｍの内径を有する首部を、４３ｍｍの首部径まで、すなわち約５３．６％の径方向膨張まで膨張できる。本発明の他の実施態様において、４３ｍｍの首部径を、６３ｍｍの首部径まで、すなわち約４６．５％まで膨張できる。本発明の第３の実施態様において、２８ｍｍの首部径を、約１２５％の膨張である６３ｍｍの首部径まで膨張できる。本発明のさらに他の実施態様において、６３ｍｍの首部径を、８３ｍｍまで、すなわち約３２％の膨張まで膨張できる。首部は、必要に応じて、４３ｍｍから６４ｍｍへの膨張、ついで６３ｍｍから８３ｍｍまでの膨張のように複数の膨張を受けることができる。予備成形物ネジと首部は、伸張後に適切な寸法に達するように、最終の所望サイズよりも大きく、かつ厚くされる必要がある。上述のように首部を、伸張の前または伸張中に、膨張プラグからの熱伝導により、および／または輻射熱のような他の手段により加熱できる。首部とネジの伸張により、その首部とネジにおいて好都合な分子配向が得られる。伸張により、最終容器の首部の部位も強化される。特に容器が高温充填用途に採用されるときに、容器首部を、かなりの弛緩と収縮を避けるために、膨張中または膨張後に、全体的にまたは部分的に結晶化できることも考えられる。そのような結晶化は、ネジを備える首部の外面に生じるか、または容器首部の厚さを通して全体に延びることができる。そのような結晶化は、首部の膨張と首部ネジの伸張と同時に、またはそれに引続いて実施できる。

容器首部の膨張は、今まで検討された実施態様において単一の段階で実施される。他方では、首部膨張は、吹込成形の前後に連続した段階で実施されるであろう。たとえば、最初の２８ｍｍの首部は、たとえば、吹込金型が４３ｍｍ予備成形物を受容するように設定される場合、容器本体を吹込成形する前に４３ｍｍまで膨張されるであろう。吹込成形後に首部は、ついで６３ｍｍまでさらに膨張されるであろう。他の変更態様として、首部は、僅かに過大膨張され、ついで収縮と弛緩されるであろう。たとえば、首部は、４３ｍｍから６３．５ｍｍまで膨張され、ついで６３ｍｍまで多分プラグ上に収縮されるであろう。これは、膨張後に応力を除去させるという利点を有するであろう。収縮は、結晶化工程中のように熱への暴露により生じるであろう。

かくして、先に記載された目的と目標の全てを完全に達成する、プラスチック容器を製造する方法とプラスチック容器が開示されてきた。本発明は、その現在好ましい実施態様と連携して開示されてきたし、また幾つかの変更態様と変形態様が検討されてきた。他の変更態様と変形態様は、当該技術に有能な者にとり容易に考えられる。本発明は、付属請求項の精神と広い範囲に入る、そのような全ての変更態様と変形態様を包含しようとするものである。

予備成形物、および本発明の１つの現在好ましい実施態様に従って中間容器生成物を成形する吹込金型の概略線図である。 図１における吹込成形後の中間容器の概略立面図である。 図２に図示される中間容器の首部を膨張する装置の概略線図である。 図３の工程に従って膨張された首部を有する容器の概略立面図である。

符号の説明

１０ 予備成形物
１２ 予備成形物本体
１４ 容器首部
１６ 雄ネジ
１８ 吹込金型
２０ 金型キャビティ
２２ 中間容器
２４ 容器本体
２６ 首部膨張装置
２８ プラグ

Claims (14)

1. 本体（２４）、および少なくとも１つの雄ネジ（３８）を設けた首部（finish）（３６）を有するプラスチック容器（４０）を製造する方法であって、
   （ａ）本体（１２）と少なくとも１つの雄ネジ（１６）を設けた首部（１４）を有するプラスチック予備成形物（１０）を加圧成形するステップと、
   （ｂ）前記予備成形物の前記本体を吹込成形して、前記容器の前記本体（２４）を形成するステップと、および
   （ｃ）前記射出成形された予備成形物の首部（１４）を半径方向外方に膨張して、少なくとも１つの加圧成形された雄ネジ（３８）を有する容器首部（３６）を形成するステップとを含む方法。
2. 前記ステップ（ｃ）において形成される前記首部（３６）は、少なくとも５０ｍｍの径を有する広口首部である請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップ（ｃ）と同時に、またはそれに引続いて前記首部（３６）を結晶化する別のステップ（ｄ）を含む請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ステップ（ｃ）の前、またはその間に前記首部（１４）を加熱する別のステップ（ｄ）を含む請求項１または２に記載の方法。
5. 前記ステップ（ｃ）は、プラグ（２８）を前記首部（１４）に挿入することにより実施される請求項４に記載の方法。
6. 前記プラグ（２８）または前記首部（１４）を、前記プラグを前記首部に挿入中に回転させる別のステップを含む請求項５に記載の方法。
7. 前記首部（１４）は、前記ステップ（ｃ）において少なくとも３２％膨張される上述の請求項のいずれかに記載の方法。
8. 前記首部（１４）は、前記ステップ（ｃ）において少なくとも１２５％膨張される請求項７に記載の方法。
9. 前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｂ）の前に実施される上述の請求項のいずれかに記載の方法。
10. 前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｂ）に引続いて実施される上述の請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
11. 前記ステップ（ｃ）は、少なくとも２つの段階、すなわち前記ステップ（ｂ）の前の段階と前記ステップ（ｂ）に引続く第２の段階で実施される上述の請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
12. 請求項１、２または７に記載される方法に従って製造されるプラスチック容器。
13. 吹込成形された容器本体（２４）と前記本体と一体で成形された首部（３６）を有するプラスチック容器（４０）であって、
    前記首部は、少なくとも１つの雄ネジ（３８）を有し、そこにおいて、前記首部の成形後に前記首部を周辺方向に伸張しかつ半径方向に膨張することによる分子配向があるプラスチック容器。
14. 前記首部（３６）の少なくとも一部分は結晶化される請求項１３に記載の容器。
    

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