JPH07256743A - 複合材容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板紙とプラスチックから形成された複合材容
器の製造コストを低減させる。 【構成】 前記板紙からなる外側部分の少なくとも二つ
のセクションを立ち上げて、これらセクションの各々が
折り曲げて形成された少なくとも二つの平面状の面を備
えた板紙ブランクを含むようにする段階と、前記少なく
とも二つのセクションからジャケットを形成する段階
と、前記ポリマ材料を前記ジャケットのほぼ内側でブロ
ー成形することによってブロー成形機の中で前記内側ラ
イニングを形成する段階とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液体食品、家具洗浄
剤、あるいはその他の液体材料を運搬及び貯蔵するのに
適した複合材容器に関する。一般にこうしたタイプの構
造物は、板紙とプラスチックの複合材から形成されてお
り、従って、安価に製造することができ、またリサイク
ルも容易である。

【０００２】

【従来の技術】この発明の有用性としては、ミルク、果
物ジュース、漂白剤、自動車の凍結防止剤、そして家具
の洗浄剤などに対して使用される１リットルから５リッ
トルの消費者向きサイズを有する再閉可能な液体容器に
焦点を当てている。こうした容器に対する今日の市場要
求のかなりの部分は、エー・アール・アーリング(A.R.U
hling)の「メソッド・フォー・フォーミング・ア・ブロ
ウン・プラスチック・コンテナ(Method for Forming a
Blown Plastic Container)」という名称の米国特許第
4,070,429(´429)号に開示されているようなブロー成形
されたプラスチック容器によって満たされている。

【０００３】ブロー成形とは、高温でかつ粘性を有する
サーモプラスチックポリマからなる中空で管状構造のパ
リソンをモールドキャビティの中へ押し出しするプロセ
スを表すための用語である。閉じられたモールドキャビ
ティの中へ十分な量のパリソンを設置し、パリソンのチ
ューブの両端をピンチングなどによって閉じたら、閉じ
たパリソンの中にインフレーションニードルを挿入し、
ニードルを通して圧縮ガスを放出する。閉じられたパリ
ソンの中で圧縮ガスが膨張すると、パリソンの高温のサ
ーモプラスチック壁が拡張して、閉じられたモールド壁
へ当接し、所望の物体形状を形成する。このようにして
形成を行ったら、モールドに閉じ込められたサーモプラ
スチック材料からなる物体をモールドの中で冷却して固
化させる。そのあとモールドキャビティを開いて、形成
された物体を取り出す。

【０００４】一般に、このプロセスは単層のサーモプラ
スチックパリソンを用いて行われるが、当該分野におい
ては多層の薄層も用いられている。製品あるいは内容物
の識別やそれに関する情報は、容器が形成されたあとに
取り付けられる。こうした識別や情報の取り付けは、マ
スキングをして外側からスプレイ塗布するか、あるいは
外壁へ容易に固定することのできる印刷された紙ラベル
を用いて行われる。どちらの場合にも、グラフィックス
の領域はある程度制限される。従って、グラフィックス
をさらに容易に取り付けることができるようなブロー成
形ボトルを用いることができれば、より優れた容器が得
られるであろう。

【０００５】また、当該分野においては多重壁の容器も
知られている。この多重壁の容器は、外側の一体化され
たシリンダと、内側のブロー成形されたボトルとを有す
る。こうした従来技術の例は、ケー・アール・アレン
(K.R.Allen) の「マルチウォール・コンテナーズ(Multi
wall Containers)」という名称の米国特許第 2,959,812
(´812)号である。ところが、一体化されたシリンダを
使用すると、容器をブロー成形機で迅速かつ安価に製造
することができない。これは、一体化されたシリンダを
ブロー成形機の中へ移動し、ブロー成形機の中で中心位
置合わせを行い、ブロー成形機によって充填を行い、パ
リソンをシリンダの長手方向に沿ってシリンダの内側表
面に触れないようにしてその中へ通す必要があり、それ
にはかなり長い時間を要するからである。また、一体化
されたシリンダは、特にシリンダが金属あるいはプラス
チックから形成されている場合には、容易に取り外すこ
とができない。従って、この容器は、リサイクルを行っ
てプラスチックと紙へ成分分離することが容易ではな
い。従って、容器をさらに迅速かつ容易にリサイクルで
きれば、より優れた容器が得られるであろう。

【０００６】最後に、当該分野においてはボトルタイプ
の容器も使用されている。このボトルタイプの容器は、
サーモプラスチックポリマからなる連続した壁ライナ
を、互いに対向する板紙クラッディングジャケットの対
の内側表面へ内側からブロー成形して製造される。板紙
クラッディングジャケットは、連続したライナ壁のラッ
プによって、クラッディングジャケットとの継目に沿っ
てほぼ端部と端部(edge-to-edge)の接合が行われる。平
坦な表面の上に置いたときに容器が安定するように、両
方のジャケットの底部パネルに沿って少なくとも一つの
折り曲げられたリッジが形成されている。この点に関し
て少し成功した従来技術の例が、アール・エー・ファレ
ル(R.A.Farrell) の「ペーパーボード・ボトル(Paperbo
ard Bottle) 」という名称の米国特許第 5,122,399(´3
99)号に開示されている。この板紙ボトルは迅速に製造
することができるけれども、必然的に、ボトルのほぼ全
体を被う必要がある板紙から形成されている。従って、
板紙の量を少なくすることができれば、より優れた複合
材容器が得られるであろう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したことから、板
紙とプラスチックから構成されており、迅速かつ安価に
製造することができ、なおかつプラスチックからなるボ
トル部分のほぼ全体を被うことのないような複合ボトル
容器に対する要求の存在することは明かである。この発
明の目的は、こうした要求や、当該分野における他の要
求を、以下の説明を一度読めば技術者にとってより明瞭
な形で満たすことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】概して言えば、この発明
は、板紙からなる部分的な外側部分と、ブロー成形され
たポリマからなる内側ライニングとを有する複合液体容
器を連続的に形成するための方法を提供することによっ
て、こうした要求を満足させている。この発明の方法は
以下の段階からなっている。すなわち、前述した板紙か
らなる外側部分の少なくとも二つのセクションを立ち上
げて、これらセクションの各々が折り曲げて形成された
少なくとも二つの平面状の面を備えた板紙ブランクを含
むようにする段階と、前記少なくとも二つのセクション
からジャケットを形成する段階と、前記ポリマ材料を前
記ジャケットのほぼ内側でブロー成形することによって
ブロー成形機の中で前記内側ライニングを形成して、前
記内側ライニングの一部が前記ジャケットへ密着した状
態で連続的に接合するようにし、また前記内側ライニン
グの上側部分と下側部分が前記ジャケットから離れる方
向へ延びるようにする段階と、前記ジャケットと内側ラ
イニングを前記ブロー成形機から取り外す段階と、必要
に応じて前記内側ライニングをトリミングして前記複合
液体容器を製造する段階からなっている。

【０００９】ある実施例においては、板紙ブランクは板
紙ブランクに沿った端部と端部と継目接合によって板紙
ジャケットを形成するために使用される。別の実施例に
おいては、板紙及びプラスチックからなる複合ボトル容
器を迅速に製造することができ、ボトルのリサイクル性
が向上する。なぜなら、この場合には板紙をポリマーラ
イニングからより容易に取り外すことが可能だからであ
る。

【００１０】この発明による板紙及びプラスチックから
なる複合ボトル容器は以下の利点を有する。すなわち、
軽量であり、組み立てが簡単であり、リサイクル性に優
れており、安定性がよく、耐久性に優れており、経済性
に優れており、強度が強くて安全である。実際、多くの
実施例において、組み立ての容易さや、リサイクル性、
経済性からなるこれらのファクタは、従来知られている
複合容器に比べてかなり高いレベルにまで向上されてい
る。以下で説明するにつれてより明かになるであろうこ
の発明の上述した特徴及びその他の特徴は、添付図面に
基づく以下の詳細な説明から十分に理解できるであろ
う。図面においては、類似した部材には同じような参照
番号が付けられている。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。まず、図１を参照する。図１には板紙のブ
ランク１１が描かれている。ブランク１１は部分的に通
常の折り目１２を有する。実施例においてはブランク１
１には二つの折り目１２が設けられているけれども、各
ブランク１１に設ける折り目の最小の数は１であること
に留意すべきである。

【００１２】ブランク１１の基礎的な基板材料は板紙ｐ
である。板紙ｐの厚みＰは０．１７８〜０．８８９mm
（0.007 〜0.035 インチ）である。板紙のストックを、
一緒に譲渡されたビー・エー・ゴールドバーグ(B.A.Gol
dberg)の「コンポジット・ペーパーボード・アンド・ポ
リマ・パッケージ(Composite Paperboard and PolymerP
ackage)」という名称の米国特許第 5,009,939(´939)号
に記載されているような選択されたポリマからなる押し
出しされたカーテンコートを用いて前処理する。もし最
終的なブランク製品にグラフィックスを付ける場合に
は、前処理された巻かれた状態の板紙リール（図示され
ていない）を印刷機械へ通す。このとき、印刷機械は同
時にグラフィックスへ位置決め用の印(registration in
dicia)を付ける。

【００１３】従来のブロー成形プロセスと同じように、
図２〜６は対称な形に分割されたモールド３０を示して
いる。モールド３０はモールド対部材３１，３２を有す
る。これらのモールド対部材は機械的に連結されてお
り、図２、図３及び図６に示されている開いた状態と、
図４及び図５に示されている閉じた状態との間を往復運
動する。従来のブロー成形の特徴である、完成した製品
の対部分の外側表面の寸法及び形状と合致するように形
成された対称な形のキャビティ３３が、モールド対部材
の各々に設けられている。モールド対部材の一端におい
ては、製品を収容するキャビティが充填部３４の中へ開
口している。充填部３４はインフレーションバルブを閉
じ込めるような構造に形成されている。モールド対部材
３１には中空構造のインフレーションニードル３５も設
けられている。

【００１４】この発明に特有なのは、両方のモールド対
部材３１，３２に設けられている真空導管３６である。
真空導管３６には、キャビティ３３の中に開口したオリ
フィス３７が設けられている。図２に示されているよう
にモールド３０が開いているときにボトルのブランク１
１は各キャビティの中に設置され、各モールドキャビテ
ィの中において、組み立てられたボトルのブランク１１
の位置は、フィルムｆを塗布するまでは真空導管３６に
よって固定される。また、モールド３０が開いている状
態において、モールド３０は、当該分野においてパリソ
ン４０として知られている、押し出しされたフィルム材
料の管状部を取り囲むような位置へ移動される。パリソ
ン４０は図３に示されているように、開いたモールド対
部材の間に設置される。

【００１５】ボトルのブランク１１とパリソン４０を設
置したら、モールド対部材を図４に示されているように
閉じて、パリソン４０の上側の押し出しヘッド（図示さ
れていない）端部を、溶融された継目４２に沿ってシー
リングする。パリソン４０の下側端部すなわち遠い方の
端部は、前述した成形サイクルに関して述べたのと同じ
シーリング作業によって継目４３に沿ってシーリングさ
れる。そのあと、サイクルの最後に、二つの継目４２，
４３をパリソンの切断ライン４４に沿って切断する。

【００１６】モールド対部材３１，３２を閉じると、イ
ンフレーションニードル３５が押されてインフレーショ
ンバルブ４１のパリソンフィルム壁を貫通する。通常の
真空によってパリソン４０をインフレーションニードル
３５の上へ引っ張ることによって、インフレーションニ
ードル３５の貫通を助ける。この状態において、３．４
５×１０⁴ 〜６．２１×１０⁵ Ｐａ(5〜90p.s.i.) の範
囲の圧縮空気あるいはその他のガスをインフレーション
ニードルを介してインフレーションバルブ４１の中に充
填し、さらに閉じたパリソン４０の内部へ充填する。パ
リソン４０内の圧力によって、高温で柔軟性を有するポ
リマーチューブは拡張してモールドキャビティの壁及び
ブランク１１の内側表面へ当接し、図５に示されている
ようにフィルム厚Ｆを有する内側ライニングを形成す
る。

【００１７】少し冷却したあと、図６に示されているよ
うに二つのモールド対部材３１，３２を分離する。板紙
の二つのブランク１１は膨張したパリソン４０へしっか
りと接合され、単一のユニット５０を形成する。次にこ
のユニット５０を、ヒートシールされた継目４２，４３
の間の切断ライン４４において、押し出しされたパリソ
ンから分離する。プロセスのこの時点において、ユニッ
ト５０は、二つの板紙のブランク１１が、フィルムｆか
らなる連続した薄膜化されていない下側領域４５によっ
て接合された形になる。フィルムｆはインフレーション
バルブ４１を含んでおり、ブランク１１が膨張したパリ
ソン４０へしっかりと接合されるようになっている。

【００１８】パリソン４０を切断したあと、分離された
ユニット５０を従来の切断用の型（図示されていない）
の通常のアンビル（図示されていない）の上へ設置す
る。特許(´939)に記載されているような従来の方法に
従ってユニット５０をトリミングして、図７に示されて
いるような完成したボトル６０を製造する。また、図７
に示されているように、完成した板紙とプラスチックか
らなる複合材ボトル６０は、ボトルのブランク１１と、
ポリマの内側ライニング４６と、露出した上側領域４７
と、露出した下側領域４５を有する。「露出した」とい
う言葉は、板紙のブランク１１がボトルの一部を被って
いるという事実、すなわち上側領域４７と下側領域４５
がブランク１１によって被われないままになっていると
いう事実を表している。最後に、図７からわかるよう
に、ブランク１１は従来の接着剤を用いて継目６２に沿
って接着される。ボトル６０のもう一方のサイドに別の
継目６２が設けられており、好ましくは二つの接着継目
を用いてブランク１１を内側ライニング４６に対して保
持するようになっていることに留意すべきである。ま
た、ボトル６０の上側領域４７を従来の方法によって成
形して、ネジ式かスナップ式の従来のクロージャを受容
できるようなネックを形成してもよい。ポリマの厚みの
分布を、ネックと上側領域４７の厚みが０．７６２〜
２．０３mm(30 〜80mil)になるようにする。この厚み
は、クロージャと、積み上げるための上部負荷を支える
ことができる。ブランク１１の下側になるボトル６０の
中央部分では厚みを０．１２７〜０．５０８mm(5〜20mi
l)に減らす。下側領域４５は０．７６２〜１．５２mm(3
0 〜60mil)の厚みになっており、上部負荷と入力に対す
る強度が付与されている。

【００１９】ブランク１１を、弱い接合部と強い接合部
からなるパターン４９を介して内側ライニング４６へ接
合する。接合部パターンを実現する二つの方法は、エチ
レンビニルアセテートラテックスのような熱活性接着剤
をブランク１１の上へパターン塗布する方法か、同時押
し出しされたバイネル等の接着剤ポリマ層をブランク１
１上へのパターン化された塗布と組み合わせることによ
って接合を防止する方法である。継目６２に使用される
ポリマ材料は、色をつけたり不透明にするために添加さ
れる高密度ポリエチレンのようなポリオレフィンが好ま
しい。

【００２０】ボトル６０を無菌パッケージングに使用し
たい場合には、パリソン４０を、生物的に無菌なガス
と、モールドインジェクションの上にシールされたイン
フレーションバルブ４１の中に設けられたニードル開口
部を用いて膨張させる。内部が無菌であり、ガスに対し
て密閉性を有するユニット５０を、無菌環境においてト
リミングと充填、シーリングが完了するまで、この状態
で輸送し、貯蔵する。

【００２１】これまでは、ボトル６０を製造するための
この発明の基本的な装置と方法を説明してきた。この装
置と方法の大量生産には、それぞれが当該分野において
独立な地位を築いているいくつかの装置と従来の方法を
調和させて一体化する必要がある。図８の立面図は回転
式のブロー成形機１００を示している。このブロー成形
機１００には同時押し出しパリソンヘッド１１０が供給
を行う。同時押し出しパリソンヘッド１１０は一体化さ
れた多数の樹脂押し出し成形機１１１によって供給が行
われる。樹脂押し出し成形機１１１は各樹脂フローチュ
ーブ１１２に連結されている。フィードホッパ１１３は
樹脂押し出し成形機１１１の各コンパートメントへ固体
の樹脂ビードを供給する。

【００２２】ブランク１１を供給マガジンの中に充填し
て、輸送機構１２１へ供給する。輸送機構１２１は、対
向した配置にあるブランク１１の対を、分離して開いた
各モールド３０のモールド対部材３１，３２の中に挿入
する。これらのブランク１１は、モールドのホイールが
回転してパリソン４０と位置が揃うまで、モールドキャ
ビティの中において前述した真空導管３６によって位置
が保持される。モールドのホイールがパリソンと位置が
揃うと、モールドの対部材が閉じ、パリソン４０が膨張
される。

【００２３】適当な冷却期間のあと、モールド３０を回
転の解放ステーションにおいて開く。一体化されたパリ
ソンとブランクのユニット５０は別の輸送機構１３０に
受容される。輸送機構１３０の受容端部に設けられたト
リムユニット１４０には従来の切断用の型（図示されて
いない）が設けられている。押し出しされたフィルムｆ
は一般に均一なポリマ材料として説明されてきたが、こ
の発明はそれに限定されるわけではない。溶融したポリ
マの押し出し技術は、単一のパリソン流として様々なポ
リマからなる多層ポリマを押し出すことが可能である。
従って、フィルムｆの成分は、いくつかの異なる成分の
層からなるように設計することが可能である。このと
き、各層は特定のガスあるいはガスの組合せに対して最
大限のバリヤ性能を持つように選択される。

【００２４】上述した説明を一旦読めば、当該分野の技
術者には他の多くの特徴や変形、改良がより明かとなろ
う。従って、こうした特徴、変形、改良は、この発明の
範囲内である。この発明の範囲は特許請求の範囲によっ
て決まる。なお、記載されている数値に関し、括弧書に
よって別の数値が併記されている数値は括弧内の数値を
基に換算されたものである。このため、その数値と括弧
内の数値との間に不一致がある場合には、括弧内の数値
が正しい数値とされなくてはならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】切断された板紙ジャケットブランクを示す図で
ある。

【図２】一対のジャケットブランクが充填されているこ
の発明による開いて分割されているブロー成形機を示す
図である。

【図３】一対のジャケットブランクと押し出しされたパ
リソンが充填されているこの発明による開いて分割され
ているブロー成形機を示す図である。

【図４】パリソンを膨張させる前の、閉じた状態にある
この発明のブロー成形機の断面図である。

【図５】パリソンを膨張させた後の、閉じた状態にある
この発明のブロー成形機の断面図である。

【図６】パリソンを膨張させた後の、開いた状態にある
この発明のブロー成形機の断面図である。

【図７】この発明による板紙とプラスチックからなる複
合ボトルを示す図である。

【図８】この発明による一体化された製造装置の立面図
である。

【図９】この発明による一体化された製造装置の拡大立
面図である。

【図１０】この発明による一体化された製造装置の拡大
立面図である。

【図１１】回転式ブロー成形機を用いているこの発明の
拡大平面図である。

【符号の説明】 １１ ブランク １２ 折り目 ３３ キャビティ ４０ パリソン ４２，４３ 継目 ４５ 下側領域 ４６ 内側ライニング ４７ 上側領域 ４９ パターン

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板紙からなる部分的な外側部分と、ブロ
   ー成形されたポリマからなる内側ライニングとを有する
   複合材液体容器を連続的に製造するための方法であっ
   て、 前記板紙からなる外側部分の少なくとも二つのセクショ
   ンを立ち上げて、これらセクションの各々が折り曲げて
   形成された少なくとも二つの平面状の面を備えた板紙ブ
   ランクを含むようにする段階と、 前記少なくとも二つのセクションからジャケットを形成
   する段階と、 前記ポリマ材料を前記ジャケットのほぼ内側でブロー成
   形することによってブロー成形機の中で前記内側ライニ
   ングを形成して、前記内側ライニングの一部が前記ジャ
   ケットへ密着した状態で連続的に接合するようにする一
   方、前記内側ライニングの上側部分と下側部分が前記ジ
   ャケットから離れる方向へ延びるようにする段階と、 前記ジャケットと内側ライニングを前記ブロー成形機か
   ら取り外す段階と、 必要に応じて前記内側ライニングをトリミングして、前
   記複合液体容器を製造する段階と、を有する方法。
2. 【請求項２】 前記立ち上げる段階が、 前記少なくとも二つのセクションの各々をブロー成形機
   の各キャビティの中に設置する段階と、 前記セクションの各々を前記キャビティの中で真空装置
   によって保持する段階と、 前記少なくとも二つのセクションの各々を前記セクショ
   ンの間に位置する継目に沿って接触させる段階と、を有
   する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記ジャケットを形成する段階が、前記
   少なくとも二つのセクションをそれらの間に位置する継
   目に沿って互いに接着する段階を有する請求項１記載の
   方法。
4. 【請求項４】 前記内側ライニングを形成する段階が、 前記ポリマ材料からなるパリソンを形成する段階と、 前記パリソンを前記ジャケットへ隣接させて設置する段
   階と、 前記パリソンの中にガスを導入することによって前記パ
   リソンを膨張させ、前記ジャケットへ密着させる段階
   と、を有する請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記組み立てる段階が、前記少なくとも
   二つのセクションに接着剤をコーティングする段階を有
   する請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記接着剤がエチレンビニルアセテート
   ラテックスである請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 前記組み立てる段階が、前記少なくとも
   二つのセクションに接着剤をコーティングする段階を有
   する請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 前記接着剤がバイネルである請求項７記
   載の方法。
9. 【請求項９】 前記接着する段階が、前記少なくとも二
   つのセクションをポリオレフィンを用いて接着する段階
   を有する請求項３記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記ポリオレフィンが高密度ポリエチ
    レンである請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記コーティングをする段階が、前記
    少なくとも二つのセクションを予め決められたパターン
    に従ってコーティングして前記予め決められたパターン
    に沿って接着が行われるようにする段階を有する請求項
    ５記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記コーティングをする段階が、前記
    少なくとも二つのセクションを予め決められたパターン
    に従ってコーティングして事実上前記予め決められたパ
    ターンに沿っては接着が行われないようにする段階を有
    する請求項７記載の方法。