JP4439099B2 - 容器の絞り成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
この発明は、アルミニウム箔などの金属箔等で形成される容器の絞り成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム箔を絞り成形したトレイや小鍋などは使い捨て容器として広く用いられている。この種の容器は、一般に底壁がほぼ平坦で底壁の周縁から側壁が９０度以上の角度で外側に拡がって立ち上る形状になっている。このような形状であるため、運送や保管の際に容器の下部から衝撃が加えられると底壁が変形したり損傷することが多い。また底壁と側壁とが連なる隅角部近辺にも繰り返し衝撃が加わるため、ストレスが局部に集中し、金属疲労によるピンホールやクラックが発生し易い。
【０００３】
上記のような強度上の問題のほか、底壁が平坦であると手で持ち上げる際に指を引掛ける個所がなく、特にトレイ状の高さが低い容器では取り扱いが難しい問題がある。
【０００４】
【発明の課題】
そのため、例えば実開昭５１−３５３６１号公報には、アルミニウム箔容器の底部の周囲に断面Ｕ字形のビードを形成することが提案されている。しかしながらこのようなビードは、成形型の凸部によって形成されたものであるため、少くとも２ｍｍ程度の巾と深さを有するものしか形成できず、通常のリブと補強効果はほとんど変らず、またビードの部分だけ余分に延伸されるため、ビードが薄くなってピンホール等が生じ易い問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の第１の課題は、運送などの取り扱い中に容器の底壁にできるだけ衝撃が加わらないようにし、底壁の変形や損傷の発生を防止することである。
【０００６】
この発明の第２の課題は、底壁と側壁との隅角部に繰り返し衝撃が加えられても損傷が生じ難いようにすることである。
【０００７】
この発明の第３の課題は、容器のフランジ部や底壁周辺を手で持って容器を持ち上げたとき、内容物の荷重がかなり大きくても変形が生じ難いようにすることである。
【０００８】
この発明の第４の課題は、容器の底壁に指を引掛け易くし、手で容易に持ち上げることができるようにすることである。
【０００９】
【課題の解決手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、先端部にテーパ面がそれぞれ設けられた上型と下型が筒状の空洞内に上下動可能に取り付けられ、前記上型の先端部外周には、この先端部のテーパ面に対応するテーパ面を有する割り型が拡径可能に取り付けられ、前記上型及び下型の外周にはそれぞれ押し型及び突き型がそれぞれの外周に対して上下動可能に取り付けられ、前記空洞内に導入された成形材料を下型で押し上げ上型に取り付けられた割り型に押圧して下型の先端部のテーパ面から胴部に続くほぼ鍋形状に絞り成形し、上型の割り型と下型で成形材料を挟持したまま上型と下型を下方に移動させると下型のテーパ面に接触していた部分が下型外周の突き型で突き上げられて接触が外れながら上方に膨出する余剰部を形成し、押し型を下降させてこの余剰部を押圧し押し型の先端部外面に形成された逃げ部によって巾の狭い突条形状に前記余剰部を整形し、前記上型を下降させてそのテーパ面によって前記割り型を拡径し前記余剰部を割り型の外面によって空洞に押圧してほぼ偏平な足部を容器底壁の外面に形成することから成る容器の絞り成形方法を採用したのである。
【００１０】
上記足部の巾を内寸で２ｍｍ未満、かつ高さを０．５〜１０ｍｍの範囲にするのが好ましい。
【００１１】
【実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、成形容器１は、底壁２とその周縁から立ち上る側壁３を有し、側壁３の上端開口部３ａの外周にはフランジ部４が設けられ、フランジ部４の周縁には縁巻き４ａが形成されている。
【００１２】
前記底壁２の外面周辺には、底壁２から突出する足部６が設けられている。この足部６は、後に詳述するように、折り畳みによって形成されたものであって、その最大巾Ｗは２ｍｍ未満、好ましくは０．１〜１ｍｍで、高さＨは０．５〜１０ｍｍ、好ましくは２ｍｍを超えるのがよい。断面形状は、図２のようなほぼ三角形状のほか、図３(イ) 、(ロ) 、(ハ) のように、内側に屈曲したもの、外側に屈曲したもの、段階状に屈曲したものなど、種々の形状を採りうる。また、全体の平面形状も種々選択可能である。例えば図４に示す足部６は、底壁２と側壁３の隅角部に沿って形成されている。この例では容器１の底壁２の平面形状が円形であるため、足部６も円形になっているが容器１の底壁２が多角形の場合には足部６は多角形となる。さらにこの例では、底壁２と側壁３の隅角部即ち底壁２の周縁に沿って足部６が形成されているが底壁２の周縁よりも内側に底壁２とほぼ相似形の足部６を形成してもよい。図５及び図６に他の例を示す。図５は波形になった足部６、図６は内側に突出する複数の突起部６ｂを設けた足部６を示す。勿論波形の数、突起部６ｂの数は図示に限らない。また底壁２の周縁から内側に、図５及び図６と相似形の足部６を設けてもよい。
【００１３】
次に成形方法について説明する。図７(イ) に示すように、筒状の空洞Ｂを有する上下の外型１０、１１の間にアルミニウム箔等の成形材料Ａが供給される。この空洞Ｂ内には、上型２０及び下型３０が上下動可能に取り付けられており、それぞれの先端部には、テーパ面２０ａ、３０ａが設けられ截頭円錐形になっている。そして上型２０の先端部外周には、前記テーパ面２０ａに対応するテーパ面２１ａを有する割り型２１（図９参照）が取り付けられている。この割り型２１は、複数に分割された割りコレットのように外径が拡大縮小可能になっている。また、上型２０及び下型３０の外周には、それぞれ押し型２２及び突き型３２が独立してスライド可能に取り付けられている。
【００１４】
いま、図７(イ) に示すように、成形材料Ａが上下外型１０、１１の空洞Ｂ内に導入され、下型３０で上方に押し上げて上型２０に取り付けられた割り型２１に押圧すると、下型３０の先端部から胴部に続くほぼ鍋形状に絞り成形される。このとき、従来の絞り成形よりも深く絞るように成形する。なお、押し型２２は割り型２１の先端面よりも後退した位置、突き型３２は、下型３０のテーパ面３０ａに丁度届く位置にある。
【００１５】
続いて図７(ロ) のように、突き型３２を図７(イ) と同じ位置にした状態で、上型２０の割り型２１と下型３０で成型材料Ａを挟持したまま、上下型２０と３０を下方に移動させると、下型３０のテーパ面３０ａに接触していた部分が突き型３２に突き上げられて接触が外れながら上方に膨出する余剰部６ａを形成する。次いで図８(ハ) (ニ) に示すように、押し型２２を下降させる。この押し型２２の先端部外面には、逃げ部２２ａが形成されているため、前述の余剰部６ａを押圧すると、巾の狭い突条形状の余剰部６ａに整形される。なお、押し型２２は、その先端面が上型２０の割り型２１と同一面になるまで下降する。余剰部６ａが整形された後、押し型２２を割り型２１よりも上方に退避させる。そして図９(イ) (ロ) に示すように、上型２０を下降させると、そのテーパ面２０ａによって割り型２１が拡径し、余剰部６ａが割り型２１の外面によって外型１０の空洞Ｂに押圧され、ほぼ偏平な足部６が形成される。
【００１６】
なお、以上の図では、ほぼ丸形の容器を成形する例を示したが、これに限らず、楕円形や多角形の容器も同様にして成形することができる。また、容器の材質はアルミニウム箔のような金属箔、金属箔と合成樹脂や紙等との積層体、紙単体など、絞り成形が可能なものであれば何を用いてもよい。さらに、容器の形態は、通常手で取り扱い可能なサイズの鍋や皿のほか、食卓に置いたままで使用する大皿や大鉢等も含まれる。
【００１７】
以下さらに詳細な実施例を挙げる。
【００１８】
【実施例１】
厚さ７０μｍのアルミニウム箔（ＪＩＳ３００４合金箔）を用いて、開口部の径が２０２ｍｍ、底壁の径が１４２ｍｍ、高さが２０ｍｍの容器を成形した。この容器の底壁外面の周縁に沿って、最大巾（内寸）が１．０ｍｍ、高さがそれぞれ０ｍｍ（Ａ）、１ｍｍ（Ｂ）、２ｍｍ（Ｃ）、３ｍｍ（Ｄ）、４ｍｍ（Ｅ）、５ｍｍ（Ｆ）の足部を設けた６種類のトレイ状容器を用意した。
【００１９】
それぞれの容器の水平方向強度を比較検査するため、万能試験機により図１０に示す矢印方向の圧縮試験を実施した。測定結果は図１０の通りであった。容器（Ａ）はひどく変形したままであったが、容器（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は変形するがやや復元するため、変形はさほど目立たなかった。
【００２０】
【実施例２】
厚み９０μｍのアルミニウム箔（ＪＩＳ３００４合金箔）を用いて、開口部の径が２１５ｍｍ、底壁の径が１４６ｍｍ、高さが５６ｍｍの容器を成形した。この底壁に最大巾（内寸）が１．０ｍｍ、高さが各々０ｍｍ（Ａ）、２ｍｍ（Ｂ）、３ｍｍ（Ｃ）、５ｍｍ（Ｄ）である足部を設けた４種類の皿状容器を用意した。それぞれの容器の底壁側からの垂直方向の方向の強度を比較調査するため、万能試験機により図１１に示す圧縮試験を実施した。測定データを図１１に示す。試験後の容器の変形具合を評価したところ、容器（Ａ）はひどく変形したままであったが、容器（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は足部が先に変形し、その後底壁も変形するが、試験後はかなり原形に復元するため、変形はさほど目立たなかった。
【００２１】
【実施例３】
実施例２と同様の材料を用い同サイズの容器を成形した。その底壁に高さが２ｍｍ、最大巾（内寸）がそれぞれ０ｍｍ（Ａ）、１．０ｍｍ（Ｂ）、２．０ｍｍ（Ｃ）である足部を設けた３種類の容器を用意した。それぞれの容器を裏返した状態で、底壁と側壁の端角部（足部がある容器の場合は足部）に対し、垂直に対して３０度の角度から荷重を掛けそのときの変形の具合いを目視観察し、その結果を評価した。容器（Ａ）、（Ｂ）は荷重によって足部が滑らかに変形するため、穴があきそうな折れ曲りは生じなかったが、容器（Ｃ）は荷重によって足部が複雑な折れ曲がり方をし、鋭角に折れた部分にピンホールの発生が多く見られた。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によれば、以上のように、成形容器の底壁外面に、底壁から突出する足部を折り畳みによって形成したので、荷重や衝撃に対する強度に優れ、凹凸のある場所に置いても底壁の変形や損傷が発生し難く、また容器を持ち上げる場合も足部に指が掛かるため、容易に持ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の成形容器の一例を示す縦断面図
【図２】同上の隅角部を示す一部拡大縦断面図
【図３】同上の足部の形状を示す一部拡大縦断面図
【図４】容器の裏面図
【図５】容器の裏面図
【図６】容器の裏面図
【図７】成形工程を示す縦断面図
【図８】成形工程を示す縦断面図
【図９】足部の折り畳み工程を示す縦断面図
【図１０】実施例の試験結果を示すグラフ
【図１１】実施例の試験結果を示すグラフ
【符号の説明】
１ 成形容器
２ 底壁
３ 側壁
３ａ 開口部
４ フランジ
４ａ 縁巻き
６ 足部
６ａ 余剰部
６ｂ 突起部
１０ 上外型
１１ 下外型
２０ 上型
２０ａ テーパ面
２１ 割り型
２１ａ テーパ面
２２ 押し型
２２ａ 逃げ部
３０ 下型
３０ａ テーパ面
３２ 突き型
Ａ 成形材料
Ｂ 空洞
Ｈ 高さ
Ｗ 巾

Claims (2)

1. 先端部にテーパ面がそれぞれ設けられた上型と下型が筒状の空洞内に上下動可能に取り付けられ、前記上型の先端部外周には、この先端部のテーパ面に対応するテーパ面を有する割り型が拡径可能に取り付けられ、前記上型及び下型の外周にはそれぞれ押し型及び突き型がそれぞれの外周に対して上下動可能に取り付けられ、前記空洞内に導入された成形材料を下型で押し上げ上型に取り付けられた割り型に押圧して下型の先端部のテーパ面から胴部に続くほぼ鍋形状に絞り成形し、上型の割り型と下型で成形材料を挟持したまま上型と下型を下方に移動させると下型のテーパ面に接触していた部分が下型外周の突き型で突き上げられて接触が外れながら上方に膨出する余剰部を形成し、押し型を下降させてこの余剰部を押圧し押し型の先端部外面に形成された逃げ部によって巾の狭い突条形状に前記余剰部を整形し、前記上型を下降させてそのテーパ面によって前記割り型を拡径し前記余剰部を割り型の外面によって空洞に押圧してほぼ偏平な足部を容器底壁の外面に形成することから成る容器の絞り成形方法。
2. 前記足部の巾が内寸で２ｍｍ未満、かつ高さが０．５〜１０ｍｍである請求項１に記載の容器の絞り成形方法。

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