JP2016502947A - 流体製品用ホルダ及び該ホルダの製造方法 - Google Patents

流体製品用ホルダ及び該ホルダの製造方法 Download PDF

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Abstract

吹き込み成形によって壁(3)を備えたホルダ(1)を形成するための方法であり、中間フォームを形成するために第一及び第二の金型部(10、11)に対してプレフォームを押し出し、第一と第二の金型部(10、11)との間に縁部(5)を形成するために第二の金型部(11)を動かして中間フォームを取り、第一及び第二の金型部(10、11)は、縁部(5)が第一及び第二の縁部(13、14)で構成されるようにされ、第二の縁部(14)は第一の縁部(13)よりも壁に近く、第一の縁部(13)は第二の金型部(11)の動作の方向に対し角度(α)を成し、それに対し第二の縁部(14)はより大きな角度(β)を成す。【選択図】図6

Description

本発明は、流体製品用ホルダ(容器)、及びそのようなホルダの製造方法に関するものである。
より具体的には、本発明は、吹き込み成形によって製造されるホルダに関わるものであり、かかるホルダは例えばホルダの底部として作用するためにホルダの壁に対して直立した縁部を有する。
そのようなホルダは、多数の異なる製品のために意図することができる。特に、ここではビール用の小さい樽に関わる。
そのようなホルダは、吹き込み成形による公知の方法で作ることができる。例えばプレフォーム(予備成形体)は、ここでは押し出し成形によって作られる。これは、材料が可塑性である温度で一端を閉じた熱可塑性材料、例えばポリエチレンのシェル体である。
このプレフォームは、圧縮空気によって冷やされた金型に対して吹き込まれ、そうすることによって、それはほぼ最終的なホルダの形状及び寸法を有するが、まだ細部の多くが備わっていない中間フォームができる。
実質的には、その直後、材料が未だ可塑性である場合、金型の一部はホルダの下側になるよう位置決めされた位置で、金型の別の部分に対して動かされる。
結果として、中間フォームの材料を内側に押して、中間フォームのこの部分がホルダの最終的な望ましい形状に変形するようにする。
従って金型の一部は、二つの部分の端位置で二つの部分の間に空間が存在するような形状になり、かかる空間に縁部が形成される。
このような製造は、一般的に逆さまの向きで行われる、すなわち最終的なホルダの下側は、ホルダが製造される装置の頂部でプレフォーム及び中間フォームの頂部から形成される。
従来技術では、相互に金型の一部を動かす際に、中間フォームの壁の材料の相当量が内側に押し込まれる。この材料は、縁部と壁との間の移行部に近い壁の内側に、ほぼ涙形の断面で環状に肥厚しながら蓄積される。
これによって、この肥厚の次に狭窄が起こり得る。
このようにして形成されたホルダの欠点は、縁部とホルダの壁との間の移行部の位置に脆弱な箇所が発生するので、その後の使用中にホルダ内に断裂が生じる恐れがある。
このような脆弱な箇所が如何に発生するのか必ずしも明らかではないが、以下の要因が考えられる:
・肥厚と壁との間に鋭角な移行部があり、それがストレスを集中させるよう作用する;
・狭窄は、もしそれが起こるならば当然細くて脆弱である;
・流量の結果として、熱可塑性材料のポリマー鎖は局所的に好ましい方向を取ることができるが、使用中ホルダに負荷のかかる方向と一致しない;
・肥厚部での熱可塑性材料の冷却は、壁での冷却よりもはるかに遅いため、内部ストレスが材料に生じる恐れがある;
・ホルダはいわば天地を逆さまにして製造されるために、重力は熱可塑性材料の流れ方向と同じ方向に大きいので、上記影響がより広い範囲に生じてしまう。
本発明の目的は、吹き込み成形により液体製品用のホルダを形成するための方法を提供することによって、上述の及び他の欠点の解決策を提供することにあり、ホルダは壁及び壁と一体に形成され壁の外側に突出する縁部を備え、熱可塑性プレフォームは、熱可塑性中間フォームを形成するために第一の金型部及び第二の金型部に対してガス圧で外側に押され、第一及び第二の金型部との間の空間内に縁部を形成するために中間フォームの一部は第二の金型部分によって内側に押されるように第二の金型部を内側に移動させることによって、第一の金型部及び第二の金型部は、形成された縁部が第一の縁部と第二の縁部を包含するような形状になり、そこで第二の縁部は第一の縁部よりも壁に近く、第一の縁部が方向に対して第一の角度を成し、そこに第二の金型部が動かされ、第二の縁部がこの方向に対してより大きな角度を成し、第一の角度は10°より大きい。
好ましくは、第一の金型部及び第二の金型部は、第一の縁部と第二の縁部との組み合わせで及び/又は第一の縁部及び第二の縁部が垂直断面すなわち第二の金型部が動かされる方向に平行な断面で連続して成り及び/又は第一の縁部が自由端であるような形状が作られる。
このように縁部が固定される位置での壁の脆弱化は、少なくとも部分的に回避される。
動きの最後の段階では、この方法で2つの金型部の間の空間から押し出される熱可塑性材料は、金型の形状に起因した公知技術を伴う場合よりも一層水平方向に強制されるので、この材料は壁の大部分に広がる。
好ましい変形例では、以下の手段のうちの1つ以上がより大きな範囲で上記影響を得るために適用される:
・第一の金型部及び第二の金型部は、第二の縁部が第二の金型部の移動方向に80°より大きい角度を成すような形状である。
・第一の金型部及び第二の金型部は、第二の縁部を直接的に壁に接続するか或いは第二の縁部よりも短い第三の縁部を介して壁に接続するような形状である。
・第一の金型部及び第二の金型部は、縁部と壁とを接続する位置と自由端との間の距離が、縁部の断面の中心線上で測定され、少なくとも20ミリメートル且つ最大で70ミリメートル、好ましくは28ミリメートル乃至60ミリメートルであるような形状である。
・第一の金型部及び第二の金型部は、第二の縁部が上記距離の少なくとも12%且つ最大で35%、好ましくは15%乃至28%に渡って伸びるような形状である。
・第一の金型部及び第二の金型部は、第一の縁部が上記距離の少なくとも15%且つ最大で85%、好ましくは20%乃至75%に渡って伸びるような形状である。
・第一の金型部及び第二の金型部は、縁部が壁に接続する位置で、第一の縁部が壁に対して70°乃至115°、好ましくは80°乃至105°の角度を成すような形状である。
第一の金型部及び第二の金型部は、縁部が壁に接続する位置で、第二の縁部が壁に対して10°乃至50°、好ましくは15°乃至50°、さらに好ましくは20°乃至30°の角度を成すような形状である。
好ましい変形例では、縁部の位置に連続した壁を備えたホルダを形成するための方法に関わる。
これは、壁が縁部から反対方向に延び、縁部がホルダの開口部を画定する縁ではないことを意味する。
別の好ましい変形例では、本発明はホルダ用の底部を備えたホルダを形成する方法にも関わり、底部は縁部によって形成される。
さらに好ましい変形例では、本発明は1バール以上に加圧された流体用のホルダを形成する方法に関わる。これは、ホルダが1バール、好ましくは少なくとも5バールの超過気圧に耐えなければならないことを意味する。
好ましい変形例では、ホルダは長手軸線を有し、第二の金型部の移動方向がかかる長手軸線の方向に一致する。
長手軸線は、第二の金型部に垂直で、ホルダが所定の距離にわたって同一の断面を有する軸である。樽など殆どのホルダの使用位置で見られるのは、垂直中心軸である。
本発明はまた、流体製品のためのホルダに関わるものであり、かかるホルダは壁と一体に形成され壁の外側に突出する縁部及び製品のための貯蔵空間を形成するために壁を備えていて、ホルダは中央に長手軸線を有し、縁部は第一の縁部及び第二の縁部を包含し、第二の縁部は第一の縁部よりも壁に近く、第一の縁部は長手軸線に対して第一の角度を成し、第二の縁部は長手軸線に対して大きな角度を成し、第一の角度は10°よりも大きい。
ホルダは、少なくとも第一の金型部及び第二の金型部を備えた金型を利用して吹き込み成形により製造され、製造中、第一と第二の金型部との間の空間に縁部を形成するよう第二の金型部は動かされる。
関係する縁部部品を使わず同様の方法で製造された縁部を備えたホルダよりも、このようなホルダは強度があり、より圧力に耐え及び/又は少ない材料で作ることができる。
本発明の特徴をより良く示すことを意図して、本発明によるホルダ及び本発明による方法の好ましい実施形態は、発明の本質を制限することなく例として添付図面を参照して以下に説明される。
従来の流体用ホルダを示す断面図。 図1のF2で示された一部分を示す拡大断面図。 図2に示された図1のホルダの一部分の連続した製造段階の一つの段階を示す断面図。 図2に示された図1のホルダの一部分の連続した製造段階の別の段階を示す断面図。 図2に示された図1のホルダの一部分の連続した製造段階のさらに別の段階を示す断面図。 本発明による流体用ホルダを示す断面図。 図6のF7で示された部分を示す拡大断面図。 図7のF8で示された部分を陰影無しで示す拡大図。 図7に示された図6のホルダの一部分の連続した製造段階の一つの段階を示す断面図。 図7に示された図6のホルダの一部分の連続した製造段階の別の段階を示す断面図。 図7に示された図6のホルダの一部分の連続した製造段階のさらに別の段階を示す断面図。
図1及び図2に示されたホルダ1は、ビール樽であり、使用時約3乃至5バールの超過気圧でされている。ホルダ1は、垂直長手軸線Lを有し、この長手軸線Lに対し垂直な断面が丸い形状を有する。
ホルダ1は、流体のための貯蔵空間2を備える。この貯蔵空間2は、ホルダの壁3によって形成され画定される。貯蔵空間2の頂部には口部4が設けられ、この口部4にビールの注ぎ口(タップ)が接続できる。
ホルダ1は支持体の上にホルダ1を安定して置くために基部を備えている。この基部は、壁に対して約90°の角度、長手軸線に対して約30°の角度αでホルダ1の下側に壁3から斜め下方に突出する縁部5によって形成されている。
壁3及び縁部5は、ポリプロピレンで作られており、一つの部品で形成され一体化されている。
望ましくない製造結果としては、縁部5が壁3の外側に突出する部位の近くで、ホルダ1が壁3の内側に肥厚6を有する点にある。この肥厚6の次に狭窄7がある。実際、壁3にある縁部5の結合部位がホルダ1の最も脆弱な部位であることが判明している。
そのようなホルダ1は、吹き込み成形で製造される。これは、ホルダ1が下向きに口4をその後上向きに基部を製造する方針及び方向付けで実行される。
この目的のために、ポリプロピレン8のシェル体は、ホルダ1用のプレフォームとして作用する押出機を用いて公知の方法で製造される。このシェル体は、ポリプロピレン8が可塑性であるような温度に置かれている。形成されたシェル体は、それが下側にのみ開放されるようにその頂部をスキージされ閉じられている。
次いで、シェル体は金型9に置かれ、その下側に口部4を形成することになる部分を備えて、圧縮空気導入管の周囲に押し込まれる。その後、圧縮空気導入の結果として、シェル体は金型9に押し込まれて、ポリプロピレン8が金型の形状を取るようになる。この状態は図3に示されている。従ってポリプロピレン8の可塑性質量体はホルダ1を製造するための中間フォームを形成する。
これは、第一の金型部10と第二の金型部11から金型9を構成し、第二の金型部11は第一の金型部10に対して移動可能であり、第一の金型部10と第二の金型部11が未だにホルダ1の望ましい形状を共に画定する位置にない状況にある。
シェル体が圧力下に置かれた後、同時に又は直後に、第二の金型部11は内部すなわち金型キャビティの内部に向けて垂直下方に押される。よって金型部10、11は、第二の金型部11の終端位置すなわちその動きの終わりに、ホルダ1の所望の形状を金型部10と11との組み合わせによって得られる。金型部11の位置及びこの終端位置でのポリプロピレン8は図5に示され、図4は中間位置を示している。
よって、上記終端位置で、第一の金型部10と第二の金型部11との間に、底部の所望の形状と一致する空間12が設けられる。第二の金型部11の動作中、図3、図4、図5の一連の流れで示されるように、この空間12のポリプロピレン8の一部がそこから圧搾され、壁3の内部に肥厚6を形成するので、この空間12は次第に小さくなる。
ポリプロピレン8の流動性が重力と組み合わされることによって、さらに狭窄7が形成される。
金型9は冷却されて、この最後に述べた金型9とポリプロピレン8との間の接触を介して冷され固化される。
通常、上記第一の金型部10及び第二の金型部11はそれぞれ多数の従属する部品を包含するが、従属部品は本発明の目的のためには説明せずにできる。例えば当該技術分野で周知であるように、第一の金型部10は、まず入口管の周囲にポリプロピレン8を押して、少なくとも二つの従属部品を横に開くようにして、それがうまく適合して製造された後、金型9からホルダ1を取り出すことができるようにされる。
図6及び図7に示される本発明によるホルダ1は、以下の通り上記従来のホルダ1とは異なる。
この場合、底部を形成する突出する縁部5は3つの連続した縁部すなわち上部から底部へ第一の縁部13、第二の縁部14、そして第三の縁部15で構成される。
第一の縁部13は、ホルダ1の壁から約90°の角度でまた長手軸線Lに対して30°の角度で斜め下向きに伸びている。第二の縁部14は水平に伸びている、すなわち長手軸線Lに対して角度βで、最初に述べた角度αよりも大きく、より具体的にはこの例では90°である。
第三の縁部15は、長手軸線Lに対して異なる角度を画定することができないような一定でない厚さを備えたとても短い縁部であるが、それは重要ではない。さらに、この第三の縁部15は、第二の縁部14と壁3との間の移行部として考えることができる。
本発明によるこのホルダ1は、縁部5の取り付け位置の壁3の内側に、壁3の肥厚16が存在する。しかし、公知のホルダ1の肥厚6と比較してもこの肥厚16は薄く広がっている。この肥厚16はまた狭窄を伴うことがない。
第一の縁部13の長さL1は、図8に示すように、縁部5の自由端17からこの第一の縁部の中心に渡って測定され、35ミリメートルである。
第二の縁部14の長さL2は、同じく図8に示されるようにこの第二の縁部14の中心に渡って測定され、11ミリメートルである。
第三の縁部15の長さL3は、第二の縁部14との接続から縁部5の位置で壁3の突出部18まで測定され、5ミリメートルである。
これは、縁部5が壁3と縁部5の自由端17を接続する位置から蓋縁部5が伸びる距離L1+L2+L3は、51ミリメートルということになる。
第一の縁部13は、縁部5が壁3に接続する位置で、壁3に対し86°の角度γを成している。
第二の縁部14は、縁部5が壁3に接続する位置で、壁3に対し24°の角度δを成している。
図6及び図7に示されたホルダ1は、壁3に対し縁部5の取り付け位置で、特記すべき脆弱化を有することがない。
図8〜図10に示すように、本発明によるホルダ1の製造方法は、単にホルダ1の所望の形状に一致させる異なる形状を有する金型部10、11によって上記方法とは異なっている。
このことから、重力との組み合わせで、第一の金型部10と第二の金型部11との間の空間から押し出されるポリプロピレン8の流れ方向と流速が変化して、公知の方法による過剰な肥厚6および狭窄7は発生せず、しかもこのポリプロピレン8は比較的均等に広がる。
本発明は、例として説明されまた添付図面に示された実施形態に限定されるものではなく、そのような方法及びホルダは本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更に応じて実現することができる。
1 ホルダ
2 貯蔵空間
3 壁
4 口
5 縁部
6 肥厚
7 狭窄
8 ポリプロピレン
9 金型
10 第一の金型部
11 第二の金型部
13 第一の縁部
14 第二の縁部
15 第三の縁部
16 肥厚
17 自由端
18 突出部
α 角度
β 角度
γ 角度
δ 角度
L 長手軸線
L1 長さ
L2 長さ
L3 長さ
このような製造は、一般的に逆さまの向きで行われる、すなわち最終的なホルダの下側は、ホルダが製造される装置の頂部でプレフォーム及び中間フォームの頂部から形成される。そのような従来の製造方法及び/又はその製品は、ドイツ国公告第DE 1130151 B1号、欧州公開第EP 0704379 A2号、ドイツ国公開第DE 10 2005 001649 A1号および欧州公開第EP 0936149 A1号に記載されている。

Claims (26)

  1. 壁(3)及び壁(3)と一体に形成され壁(3)の外側に突出する縁部(5)を備えた液体製品用のホルダ(1)を吹き込み成形により形成する方法であって、
    熱可塑性プレフォームが、第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)に対してガス圧で外側に押されて、熱可塑性中間フォームを形成し、
    中間フォームの一部が第二の金型部(11)によって内側に押されるように第二の金型部(11)を内側に移動させて、第一の金型部(10)と第二の金型部(11)との間の空間(12)内に縁部(5)を形成し、
    第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、形成した縁部(5)が第一縁部(13)と第二縁部(14)を包含するような形状のものであり、
    第二縁部(14)が第一縁部(13)よりも壁(3)に近く、
    第一縁部(13)が、第二の金型部(11)の動く方向に対して第一の角度(α)を成し、
    第二縁部(14)が、第二の金型(11)の動く方向に対してより大きい角度(β)を成す方法において、
    第一縁部(13)が、第二の金型(11)の動く方向に対して10°より大きい角度(α)を成すこと
    を特徴とする方法。
  2. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第一の縁部(13)と第二の縁部(14)とを一体で適合するような形状であること
    を特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)が、第一の縁部(13)と第二の縁部(14)とが垂直断面において連続するような形状であること
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
  4. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第一の縁部(13)が縁部の自由端(17)であるような形状であること
    を特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、縁部(5)と壁(3)とを接続する位置と縁部(5)の自由端(17)との間の距離が少なくとも20ミリメートル且つ最大70ミリメートルであるような形状であること
    を特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第二の縁部(14)が縁部(5)と壁(3)とを接続する位置と縁部(5)の自由端(17)との間の距離の少なくとも12%且つ最大35%に渡って伸びるような形状であること
    を特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第一の縁部(13)が縁部(5)と壁(3)とを接続する位置と縁部(5)の自由端(17)との間の距離の少なくとも15%且つ最大85%に渡って伸びるような形状であること
    を特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第一の縁部(13)が縁部(5)と壁(3)とを接続する位置で壁(3)に対して70°乃至115°の角度(γ)を成すような形状であること
    を特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第二の縁部(14)が縁部(5)と壁(3)とを接続する位置で壁(3)に対して10°乃至50°の角度(δ)を成すような形状であること
    を特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 壁(3)が、縁部(5)の位置で連続した壁(3)であること
    を特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第二の縁部(14)が第二の金型部(11)の動作の方向に対して80°より大きい角度(β)を成すような形状であること
    を特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)は、第二の縁部(14)が壁(3)に直接的に接続されるか或いは壁(3)と繋がっている第三の縁部(15)を介して接続されるような形状であって、かかる第三の縁部(15)が第二の縁部(14)より短いことを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の方法。
  13. ホルダのための基部を備えた流体用ホルダ(1)を形成するための方法であって、かかる基部が縁部(5)で形成され、流体が1バール以上の過圧状態にある流体であること
    を特徴とする請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 流体製品用のホルダ(1)において、このホルダ(1)が製品を貯蔵するための空間(2)を形成する壁(3)と、壁(3)と一体に形成され、壁(3)から外側に突出する縁部(5)とを備えた流体製品用のホルダ(1)であって、
    ホルダ(1)が、少なくとも第一の金型部(10)及び第二の金型部(11)を備えた金型(9)を利用して吹き込み成形で製造され、製造中、第二の金型部(11)を、第一の金型部(10)と第二の金型部(11)との間に形成される空間(12)内に縁部(5)を形成するように移動させ、
    ホルダ(1)が、中央長手軸線(L)を有し、
    縁部(5)が第一の縁部(13)及び第二の縁部(14)を包含し、
    第二の縁部(14)が第一の縁部(13)よりも壁に近く、
    第一の縁部(13)が長手軸線(L)に対して第一の角度(α)を成し、
    第二の縁部(14)が長手軸線(L)に対して大きな角度(β)を成しているホルダ(1)において、
    第一の縁部(13)が長手軸線(L)に対して10°より大きい角度(α)を成していること
    を特徴とするホルダ。
  15. 第一の縁部(13)と第二の縁部(14)とが接続していること
    を特徴とする請求項14に記載のホルダ。
  16. 第一の縁部(13)と第二の縁部(14)が垂直断面で連続していること
    を特徴とする請求項14又は請求項15に記載のホルダ。
  17. 第一の縁部(13)が、縁部(5)の自由端(17)であること
    を特徴とする請求項14〜請求項16のいずれか一項に記載のホルダ。
  18. 縁部(5)と壁(3)とを接続する位置と縁部(5)の自由端(17)との間の距離が、少なくとも20ミリメートル且つ最大70ミリメートルであること
    を特徴とする請求項14〜請求項17のいずれか一項に記載のホルダ。
  19. 第二の縁部(14)が、縁部(5)と壁(3)とを接続する位置と縁部(5)の自由端(17)との間の距離の少なくとも12%且つ最大35%の距離に渡って伸びていることを特徴とする請求項14〜請求項18のいずれか一項に記載のホルダ。
  20. 第一の縁部(13)が、縁部(5)と壁(3)とを接続する位置と縁部(5)の自由端(17)との間の距離の少なくとも15%且つ最大85%に渡って伸びていること
    を特徴とする請求項14〜請求項19のいずれか一項に記載のホルダ。
  21. 第一の縁部(13)が、縁部(5)と壁(3)とを接続する位置で壁(3)に対して70°乃至115°の角度(γ)を成すこと
    を特徴とする請求項14〜請求項20のいずれか一項に記載のホルダ。
  22. 第二の縁部(14)が、縁部(5)と壁(3)とを接続する位置で壁(3)に対して10°乃至50°の角度(δ)を成していること
    を特徴とする請求項14〜請求項21のいずれか一項に記載のホルダ。
  23. 壁(3)が、縁部(5)の両側に伸びていること
    を特徴とする請求項14〜請求項22のいずれか一項に記載のホルダ。
  24. 第二の縁部(14)が、長手軸線(L)に対して80°より大きい角度(β)を成すこと
    を特徴とする請求項14〜請求項23のいずれか一項に記載のホルダ。
  25. 第二の縁部(14)が、壁(3)に直接的に接続するか或いは第二の縁部(14)よりも短い第三の縁部(15)を介して壁に接続すること
    を特徴とする請求項14〜請求項24のいずれか一項に記載のホルダ。
  26. 1バール以上の過圧状態にある流体のためのホルダであること
    を特徴とする請求項14〜請求項25のいずれか一項に記載のホルダ。
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