JPH08511999A - 絞り出し式容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 絞り出し式容器と、それを成形するための方法と、装置とであって、この方法には、熱可塑性材料のシートを加熱軟化することと、このシートを保持することと、そのシートに対して延伸工具を移動して該工具をシートに押し当てて延伸することと、延伸工具の有する多数のフィンガーを移動することとが含まれる。フィンガーは、工具がシートに対して移動するときに、工具の軸から外方へ移動してシートを拡張し、肩部を有する中空容器を形成する。容器よりも小さい断面のキャビティを設け、容器の肩部の一部をそのキャビティの表面プロフィルに整合させることによって、中空容器に一体的な首が形成される。本発明にかかる方法を実施するための装置も開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 絞出し式容器 本発明は、ペーストや液体を封入するのに好適な絞り出し式プラスチックチュ ーブ（collapsible plastlc tube）、特に、一体成形された首、または、ねじ付 きの首を有するこの種チューブに係わる。 練り歯磨きのようなペーストやシャンプーのような液体を封入し、そして、取 り出すための絞り出し式チューブは、亜鉛合金の衝撃押出し（impact extrusion ）による一体成形で製造されるのが普通であった。 最近では、このチューブが、チューブを押出し、またはシーム溶接し、これを 積層してねじキャップを装着できるねじ付きの首を有する成形体とする方法によ って、多層プラスチックから製造されるようになった。 いずれの製法も、別に成形された首、または、ねじ付きの首を取り付ける組立 工程を必要としないから、その分だけ製品コストが軽減される。 従来のブロー成形法は、１回のブロー成形工程で一体成形された首、または、 ねじ付きの首を有する管状容器を製造することができるが、壁厚制御や多層材ブ ロー成形なとに関して、従来のブロー成形法には物理的制約があるから、多層プ ラスチックや精密な壁厚制御を必要とする場合には、一般に不適当である。 そこで、本発明の目的は、一体成形された首、または、ねじ付きの首を有する 容器を製造するための、上記欠点を解消または軽減する方法を提供することにあ る。 米国特許第4,288,401号には、プランジャにフィンガーまた はブレード列を設け、加熱された熱可塑性シート材の平面にプランジャを進入さ せながらシート材を延伸することによって該シート材から容器を形成する方法が 記載されている。カスペーション・ダイレーション（cｕspation−dilation）と 呼ばれるこの方法は、シートからの容器形成に関するパラメーターの正確な制御 を可能にする。米国特許第4,288,401号の開示内容は、参考のためにすべて本明 細書中に引用した。 出願人は、一体成形された首を有する容器を製造するためのカスペーション・ ダイレーション法を改良することができた。 本発明は、１つの実施態様として、 ｉ）熱可塑性シート材を加熱軟化し； ii）そのシートを保持し； iii）そのシートに圧接してこれを延伸するように、シートに対して延伸工具を 移動し； iv）延伸工具がシートに対して移動するのに伴って、延伸工具に設けた複数のフ ィンガーが工具の軸線から外方へ移動してシートを延伸し、肩部のある中空容器 を形成するように、前記複数のフィンガーを移動し； ｖ）容器よりも断面の小さいキャビティを設け； vi）容器肩部の一部をキャビティの表面プロフィルと整合させることによって、 中空容器に一体的な首を形成する、 ステップを含む容器成形方法を提供する。 本発明の好ましい実施態様では、キャビティを例えばねじ付き蓋（closure） のような蓋で構成すればよい。このようにすれば容器肩部をキャビティ表面プロ フィルと整合させるステップによって、首に蓋と補完関係のねじが形成されるこ とになる。 キャビティを、一体的な首に任意の形状を与えるように形成 されたモールドキャビティで構成してもよい。例えば、一体的な首は、スプレー ノズルのような特定形状のノズルであるとか、チューブであるとか、漏斗または 台として機能するフレア部であるとか、或いは他の機能部材を首に、従って、容 器に装着し易くするように形成された単なる取り付け部の形状であるとかにする ことができる。 １つの実施態様では、蓋自体を複数の要素で構成することができる。蓋を構成 する要素の第１の要素は、キャビティ壁を形成し、単に容器の首に複合蓋を装着 する手段として機能する。この場合、蓋の第１の要素は、蓋内で形成されつつあ る首の加熱された熱可塑性材料に融着し易い材料で成形することができる。他の 実施態様では、第１の要素の表面ブロフィルを容器の首が所要の部位に機械的に 固定されるように形成することができる。 整合ステップは、型としてキャビティまたは蓋を利用して肩部をブロー成形す ることによって、達成することできる。 容器肩部の一部をキャビティへ押入する押し棒を、延伸工具に組み込む構成も 可能である。キャビティと押し棒の寸法及びキャビティへの押し棒の進入距離を 利用することによって、首の壁厚を制御するとともに、首を密封する密封部を得 ることができ、その密封部には所要の制御された厚みやプロフィルをもたせるこ とができる。 比較的厚い首が必要な場合には、整合ステップをシート延伸の前、またはシー ト延伸と同時に実行すればよい。 本発明の製法は、無菌状態下での容器形成に好適であるから、例えば人工肛門 用バッグ（colostomy bags）や血液貯蔵バッグなどのような、医療用具に適した 一体的な首を有する容器を製造することができる。 さらに他の実施態様として、本発明は、加熱軟化した熱可塑性シートを延伸成 形する装置を提供し、この装置は、実質的な非延伸動作に対してシートを保持す る手段と、延伸工具と、シートに圧接してこれを延伸するように延伸工具を一次 動作させる手段とから成り、この延伸工具が、シートに圧接してこれを延伸する 少なくとも１つの先端と、継続する延伸工具の一次動作と同期して一次動作の方 向と交差する方向にシートを拡張する手段と、前記拡張によって形成する容器よ りも断面の小さいキャビティ手段と、シートの一部をキャビティの表面プロフィ ルと整合させる手段とから成る。 整合手段は、シートの一部をキャビティに押入するプランジャで構成すること ができる。 他の実施態様として、キャビティの表面プロフィルと整合するようにシートの 一部をブロー成形する装置で整合手段を構成することも可能である。 装置は、延伸工具と協調してキャビティを移動する手段を含むことができる。 本発明の理解を容易にするため、好ましい実施例を添付の図面に示す。ただし 、以下の説明は、あくまでも説明のためのものであり、以上に述べた本発明の概 念に制限を加えるものではない。 図１は、ワンピース絞り出し式チューブの断面図である。 図２は、図１のＡにおける断面図である。 図３は、図１のＡにおける断面図及び斜視図であって、ツーピース成形キャッ プを示す。 図４は、成形工具の１単位の断面図である。 図５は、ワンピース絞り出し式チューブの断面図である。 図６は、図５のＡにおける断面図である。 図７は、成形工具１単位の断面図である。 図８は、成形工具１単位の上下部分の断面図である。 図９は、初期クランプ位置にある成形工具１単位の上下部分を示す断面図であ る。 図10は、最終成形位置にある成形工具の１単位を示す断面図である。 図11は、図１の製品に異なるねじ端を付けた場合の断面図である。 図12は、図11における部分Ｂの断面図である。 図13は、図11における部分Ａの断面図である。 図14は、最終成形位置にある成形工具の１単位を示す断面図である。 図１及び３は、この種のワンピース絞り出し式チューブの２つの実施例をそれ それ示し、一方は従来の横断方向熱シールで開口端を閉塞する態様であり、他方 は適当な剛性端部フランジと別設のフォイル蓋とで開口端を閉塞し、立てること ができるようにした態様である。 図１ないし３に示す絞り出し式チューブは、等間隔に配列した突条（２）によ って長手方向に補強された薄い円筒状、円錐状または非円筒状の壁（１）と、比 較的厚い切頭円錐状の肩部（４）と、肩部（４）と同じ壁厚であってねじ（５） が成形された一体的なねじ付きニップルと、ニップル閉塞膜（６）とから成る。 開口端を有するこの未充填のチューブに別設のキャップ（３）を取り付けたのち 、開口端（11）から充填を行う。充填後、この開口端を扁平に閉じ、横断方向に 熱シールする。これらのすべて（ただし、キャップ３を除く）の部分を、図４に 示す方法及び装置に より、溶融状態の比較的厚い熱可塑性材料のシートから熱成形して一体的な成形 体とする。 ワンピースキャップに代わる実施態様が、図３に示すツーピースキャップ組立 体であり、これも本発明の絞り出し式容器の一体的部分として含めることができ る。この場合、キャップ組立体は、外側キャップ８と、あらかじめこれと組み立 てた内側ねじ付きリング７とから成る。次いで、肩部（４）を形成する成形温度 下にある成形材料が、このツーピースキャップ（７,８）に押入され、ねじ付き リング７の内側の下端に示すアンダーカット９により、このねじ付きリング（７ ）の内部で回転したり、あるいはねじ付きリング（７）から抜けたりしないよう に、キャップ組立体内に保持される。このツーピースキャップ（７,８）を製品 に装着する方法は、ワンピースキャップ３の場合と同じであり、詳しくは後述す る。 図４は、本発明の製品を成形するのに使用される多重セット、典型的には４０ セットから成る成形工具の１単位を示す。図４ａでは、比較的厚い加熱軟化状態 の熱可塑性シート（12）がバレルカム（13）とキャビティモールド（14）との間 にクランプされている。このクランプ段階の前に、すでにプラスチックねじ付き キャップ（３）が型の中に配置ずみてある。クランプ段階で、シート（12）は（ 製品が円筒状または切頭円錐状の場合）、先端が初期直径ｄ₁の円を画くように 配列された複数の成形ブレード（16）と接触する。 図４ｂは、製品が完成したあとの工具の最終位置を示す。この時点では、ピボ ットリング（18）及び溝付きボス（20）を介してブレード（16）の束を取り付け てあるシャフト（21）が下限位置まで降下し、この位置で、ブレードの先端は最 終直径ｄ₂の 円を画く。ブレードの動作が完了したら、ポート（15）から加圧空気を導入して シートの底をねじ付きキャップ３によって構成されるキャビティの内面22と整合 させる。 肩部（４）及びニップル（５）の最終厚さは、ｄ₂とｄ₁との比及びシート（12 ）の初期厚さによって決定される。 ニップル（５）のねじ部は、製品の材料と融着せず、しかもこの高温材料と接 触しても軟化または変形しない材料で形成されるキャップ（３）のねじによって 直接成形される。製品の材料とキャッブ（３）の材料との組み合わせは、当業者 には周知のように多様であり、例えば、製品を単層または多層のポリプロピレン シートから、キャップを製品よりも融点の高いポリアミドから、それそれ製造す ることができる。 図５は、製品の他の実施態様を示し、この製品は、適宜に採用することができ る剛性な底部フランジ（23）を有し、熱シールしたフォイルまたはフィルム（24 ）で閉塞可能である。この製品は、充填時及び使用時にフランジを下にして立て ることができる。 ねじ付きニップル（５）の他の実施態様を図５及び６に示す。ニップル部分は 、キャップ（３）と図７に示す棒（25）との間で圧縮成形することによって形成 することができる。このようにすれは肩部（４）の壁よりもニップルの壁を厚く することができ、内側成形面（26）が得られる。ニップル壁及び肩部壁と比較し てニップル閉塞膜（６）を薄くすることができるのもこの方法の利点である。 上記方法を図７に示す。図示のように棒（25）はブレード（16）の先端よりも 下方へ突出している。初期クランプにおいて、加熱軟化した未延伸の厚いシート （12）が比較的低温の棒端（25） を包んでいる。押し棒シャフト（21）を駆動することによって工具を最終位置ま で押下すると、この厚い材料部分が棒端によってねじ付きキャップ（３）に押入 され、キャップと棒端との間で圧縮されてキャップと整合する形状に成形される 。 棒端（25）をキャップ（３）に押入する力によって、ニップル端（６）の厚さ が決定される。棒（25）の外径とキャップ（３）の内径との間の機械的クリアラ ンスが、ニップルの壁厚を決定し、肩部（４）の壁厚は、主としてｄ₁とｄ₂との 比及びシート（12）の初期厚さによって決定される。 図７から明らかなように、キャビティへのブレード先端の初期進入量は、図４ に示す工具の場合よりも大きく、こうすることで、参考のために本明細書に引用 した米国特許第4,288,401号に詳細が記載されている”カスペーション・ダイレ ーション”成形法による製品の壁厚分布制御の機能がブレードによって果される ことになる。 図８は、開放位置における成形工具１単位の上下部分を示す。多くの場合、製 造装置全体は、互いに隣接して動作し、共通する一対の保持ブロック内に据え付 けられた多数の前記単位で構成されている。この工具は、最初に型入れされたね じ付きキャップ内へワンピースチューブを押入して絞り出し式チューブを成形す るのに利用されるものである。典型的なねじ付きキャップ（30）は、円筒状また は非円筒状の型（32）に機械加工を施して得たレシーバ（31）に挿入される。型 （32）自体は、後退可能なシャフト（33）の端部に取りつけられる。米国特許第 4,288,401号に記載されているカスペーション／ダイレーション（Cuspation／Di lation）成形工具（34）は、金属製または非金属製の成形棒（35）を有し、これ がバレルカム（36）の開 口端から突出している。 図９は、対向する一対の工具を閉鎖位置で示し、比較的厚い加熱軟化状態の熱 可塑性シート（37）がバレルカム（36）とキャビティモールド（32）との間にク ランプされている。クランプ段階で、シート（37）は先端が初期直径ｄ₁の円を 画くように配列された（ただし、円筒状または切頭円錐状の製品の場合）成形工 具のブレード（34）と接触する。シート（37）の初期クランプと同時、またはそ の直後に、シートの内側部分が棒（35）によってキャップ（30）の開口端に押入 され、キャップのねじと整合するように成形される。キャップのねじに押入され る材料（38）の厚さは初期シート厚さと同じか、またはこれに近い厚さとなる。 棒（35）の端部に位置する材料（39）ははるかに薄く、環状を呈する材料（40） はこの時点で未延伸状態にあるが、のちに絞り出し式チューブの円錐端部分とな る。 図10は、製品が完成したのちの工具の最終位置を示す。ここでは、成形工具（ 34）が下限位置まで降下しており、ブレードの先端は最終直径ｄ₁の円を画く位 置にある。ブレードの動作が完了すると、ポート（41）から加圧空気が導入され る。 円錐端（42）の最終厚さはｄ₁とｄ₂との比、棒（35）の直径、及びシート（37 ）の初期厚さによって決定される。 本発明の製品及び製法の長所は、下記の通りである： −深いキャビティモールドの上端から突出しているか、またはこれと等高の位置 ぎめ穴を介して高速でキャップを型入れすることができる。従って、キャビティ モールドへ深く導入する必要がない。 −ねじ部分を形成する材料が完成成形体の残り部分に比較して実質的に厚く、従 って、ねじ蓋の取り付けが確実になる。 −キャップ端における密閉膜を形成する材料は、完全に溶融して粘性が極めて低 い状態で供給されるから、任意の厚さに形成することができる。 −円錐端の材料厚さを、完成チューブの他のどの部分の厚さとも関係なく制御で きる。 −チューブ壁の材料厚さも、完成チューブの他のとの部分の厚さとも関係なく制 御できる。 従って、上記方法で製造されるチューブは、最小限のプラスチック材料を使用 して個々の用途に適応させるとともに、極めて生産効率の高い多重キャビティ（ muiti cavity）成形工具において、溶融状態のシートから単一の作業で高速生産 することができる。 図11は、図１の製品が、図12及び13に示すように、２つの異なるねじ付き端を 有する場合を示す。一方のねじ付き端は、噴霧スプレーを得たければ針で容易に 破ることのできる極めて薄い膜が先端に残っており、ペーストを絞り出したけれ はもっと下方の茎状部分を切除すれはよいノズルを形成している。図13に示すね じ付き端は、ねじ金型またはあらかじめ挿入したキャップと延伸工具から突き出 させた適当な非金属製押し棒との間で圧縮することによって形成されたものであ る。 図12のねじ付き端は、金型と内側面を成形するための円錐形を呈する押し棒と の間で圧縮成形したものである。この押し棒をノズル最先端の金型面ぎりぎりま で押入することによって、材科の厚さを極めて薄い膜にまで薄くするか、場合に よっては完全に穿孔することができる。 充填後に密閉膜を貼り付けることのできるフランジ付き端部をも図示した。 図14は、本発明のチューブの端部にねじを形成する手段を示す。この場合、ね じ金型は、上下動及び回転自在な金型端の蓋体（43）の一部である。成形完了後 、シャフト（33）でこの蓋体（43）を回転し、螺脱することによって、製品を蓋 体（43）から取り外すことができる。螺脱ステップは、製品がねじれて破損する ことがないように、押し棒端部（25）の周りに収縮している製品のねじ付き端に 押し棒端部（25）を挿入したまま行うことが好ましい。 後記する請求の範囲によって限定される本発明の思想または範囲を逸脱するこ となく、以上に述べた各部の構成及び配置に多様な変更、改良及び／または補足 を導入することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．容器の成形方法であって、 ｉ） 熱可塑性シート材を加熱軟化し； ii） 前記シートを保持し； iii） 前記シートに圧接してこれを延伸するように、該シートに対して延伸 工具を移動し； iv） 前記延伸工具が前記シートに対して移動するのに伴って、該延伸工具 に設けた複数のフィンガーが工具の軸線から外方へ移動して前記シートを拡張し 、肩部のある中空容器を形成するように、前記複数のフィンガーを移動し； ｖ） 前記容器よりも断面の小さいキャビティを設け； vi） 前記容器の肩部の一部を前記キャビティの表面プロフィルと整合させ ることによって中空容器にこれと一体的な首を形成する、 ステップを含むことを特徴とする前記容器の成形方法。 ２．前記キャビティがねじ付き蓋のような蓋であり、該蓋のキャビティ表面プロ フィルと補完関係となるように前記一体的な首を成形することを特徴とする請求 の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記蓋が複数の構成要素から成る複合蓋であり、前記複数構成要素の一つが 前記キャビティの前記表面プロフィルを形成することを特徴とする請求の範囲第 １項または第２項に記載の方法。 ４．前記複数構成要素の前記一つが、前記複数構成要素の他の要素を前記一体的 な首に装着する手段として機能すること を特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。 ５．前記複数構成要素の前記一つが、前記一体的な首に機械的にロックされる手 段を含むことを特徴とする請求の範囲第３項または第４項に記載の方法。 ６．前記機械的ロック手段が、前記複数構成要素の前記一つの内面に設けたアン ダーカットを含み、前記一体的な首が前記アンダーカットの周りに形成されて該 一体的な首から前記複数構成要素の前記一つが脱落するのを防止することを特徴 とする請求の範囲第５項に記載の方法。 ７．前記複数構成要素の前記一つが前記複数構成要素の他の要素と協働してその 装着を確実にする外側ねじ付き面を含むことを特徴とする請求の範囲第３項から 第６項までのいずれか１項に記載の方法。 ８．前記複数構成要素の前記一つを、前記キャビティ内で成形中の前記首の前記 加熱軟化状態にある熱可塑性シートに融着し易い材料で形成することを特徴とす る請求の範囲第４項から第７項までのいずれか１項に記載の方法。 ９．前記キャビティが、前記一体的な首を形成するのに適した形状の金型キャビ ティであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 １０．前記一体的な首を、スプレーノズル、チューブ、漏斗や台座として作用す るフレア部、または他の部材を装着するための取り付け部材として形成すること を特徴とする請求の範囲第９項に記載の方法。 １１．前記金型キャビティがねじを含み、前記成形ずみの一体的な首が前記金型 キャビティねじと補完関係のねじを含むことを特徴とする請求の範囲第９項に記 載の方法。 １２．前記容器または前記金型キャビティを回転させることによって、前記金型 キャビティを前記成形ずみの一体的な首周りから取り外すことを特徴とする請求 の範囲第11項に記載の方法。 １３．前記熱可塑性シートを拡張しなから前記肩部の前記部分を前記キャビティ に押入するように前記キャビティを前記延伸工具と協調させながら動作させるこ とを特徴とする請求の範囲第12項に記載の方法。 １４．前記延伸工具が前記肩部の一部を前記キャビティに押入する押し棒を含む ことを特徴とする請求の範囲第１項から第13項までのいずれか１項に記載の方法 。 １５．前記一体的な首の壁厚が、前記押し棒の外面と前記キャビティの内面との 間のクリアランス、及び前記熱可塑性シートの初期厚さによって決定されること を特徴とする請求の範囲第14項に記載の方法。 １６．前記一体的な首が、その開口にまたがってこれを閉塞するニップル密閉膜 を含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第15項までのいずれか１項に記載 の方法。 １７．熱可塑性材料の加熱軟化状態にあるシートを延伸成形するための装置にお いて、 前記装置が、実質的な非延伸動作に対してシートを保持する手段と、延伸 工具と、シートに圧接してこれを延伸するように延伸工具を一次動作させる手段 とを含み、前記延伸工具が、シートに圧接してこれを延伸する少なくとも一つの 先端と、継続する延伸工具の一次動作と同期して一次動作の方向と交差する方向 にシートを拡張する手段と、前記拡張によって形成される容器よりも断面の小さ いキャビ ティ手段と、シートの一部をキャビティの表面プロフィルと整合させる手段とを 含むことを特徴とする前記装置。 １８．前記シートを拡張する前記手段が、前記延伸工具の一次動作方向とほぼ直 交する方向に運動自在な複数のブレードを含むことを特徴とする請求の範囲第17 項に記載の装置。 １９．前記ブレードが、ピボットリングを中心に、前記延伸工具に隣接する初期 位置から前記延伸工具よりも外方の最終位置まで枢動することを特徴とする請求 の範囲第17項または第18項に記載の装置。 ２０．前記整合手段が、前記シートの一部を前記キャビティへ押入するプランジ ャを含むことを特徴とする請求の範囲第17項から第19項までのいすれか１項に記 載の装置。 ２１．前記ブレードがブレード先端を含み、該先端が、前記延伸工具の一次動作 方向において前記プランジャよりも浅い位置にあることを特徴とする請求の範囲 第20項に記載の装置。 ２２．前記整合手段が、前記シートの一部をブロー成形することによって前記キ ャビティの前記表面プロフィルと整合させる機構を含むことを特徴とする請求の 範囲第17項から第21項までのいずれか１項に記載の装置。 ２３．前記一次動作の開始前に前記延伸工具を囲むバレルカムの形態を呈する第 １ハウジングと、前記一次動作と同時に前記延伸工具が進入する金型キャビティ の形態を呈する第２ハウジングとを含むことを特徴とする請求の範囲第17項から 第22項までのいずれか１項に記載の装置。 ２４．前記第１及び第２ハウジングのいずれか一方が前記ブロー成形を行うため の加圧流体導入ポートを含むことを特徴とする請求の範囲第20項に記載の装置。 ２５．前記延伸工具と協調するように前記キャビティを駆動する手段を含むこと を特徴とする請求の範囲第17項から第24項までのいずれか１項に記載の装置。 ２６．前記キャビティを駆動する前記手段が、前記延伸工具の移動方向に移動可 能であって、前記キャビティに連結するシャフトを含むことを特徴とする請求の 範囲第25項に記載の装置。 ２７．請求の範囲第１項から第16項までのいずれか１項に記載の方法に従って製 造された絞り出し式容器。 ２８．請求の範囲第17項から第26項までのいずれか１項に記載の装置によって製 造された絞り出し式容器。