JP7373065B2 - 液体用プラスチック容器及びプラスチック容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体用のプラスチック容器に関し、特に、液体用の輸送及び貯蔵容器のための内部容器であって、格子又は板金で作られた外側ジャケットと、パレット型下部構造とを備え、プラスチック容器は、ブロー成形型内の管状プリフォームからブロー成形によってブロー成形された本体として実現され、容器壁の嵌合接続領域に容器取付具を接続するための容器ソケットを有し、容器ソケットは、容器開口部を備え、溶着継手を介して容器取付具の接続フランジに接続される、内部容器に関する。

上述の種類のプラスチック容器は、特許文献１から知られており、前記プラスチック容器は、ホットプレート突合せ溶着継手を介して容器ソケットに接続された容器取付具を有する。公知のプラスチック容器は、ブロー成形によって製造され、容器取付具を接続する役割をする容器ソケットを形成するために、膨張部が、ブロー成形された本体の製造と同時に容器壁の嵌合接続領域に形成され、壁部分が、容器ソケットを形成するために容器開口部を形成するように切削工具によって膨張部から除去される。切削工具の使用後、容器ソケットは、それによって、容器壁に平行な平面内に溶着接触面を形成する外縁を有する容器開口部を備えることになる。その後のミラー溶着又は突合せ溶着の間、加熱ミラーは、容器ソケット上に実現された溶着接触面と容器取付具の接続フランジ上に実現された溶着接触面との両方をそれらの溶着温度まで加熱するために、容器ソケットと反対側に配置された容器取付具の接続フランジとの間にホットプレートとして配置され、溶着接触面は、溶着ミラーが取り外されると、互いに圧接され、溶着継手を形成するように、その位置で冷却される。

欧州特許出願公開１６３０１０５号明細書

プラスチック容器の容器ソケットと容器取付具の接続部品との間に溶着継手を形成するための上述の方法は、特に、容器壁が多層構造を有するプラスチック容器においても使用され、その多層構造において、ポリエチレン製の内層は、再生材料製の外層と組み合わされ、２つの層は、例えば、ＥＶＯＨ（エチレン－ビニルアルコール共重合樹脂）バリア層によって分離される。ＥＶＯＨ層も再生材料からなる再生材料層も、典型的にはポリエチレンからなる容器取付具に接続するために溶着するのに適しておらず、このことは、容器ソケットと容器取付具との間に溶着継手を形成することができるようにするために、容器ソケットの外縁部の領域において外層及びＥＶＯＨ層を最初に除去しなければならないことを意味する。

したがって、本発明の目的は、多層壁構造を有し、溶着継手によって簡単な方法で容器取付具を備えることができるプラスチック容器及びプラスチック容器の製造方法を提案することである。

前記目的を達成するために、本プラスチック容器は、請求項１の特徴を有する。

本発明によれば、容器壁は、第１プラスチック材料で作られた内層と、第２プラスチック材料で作られた外層とを有し、容器ソケットは、容器ソケットの端面が、少なくとも部分的に、外層の反対側に配置された内層セグメントによって形成され、容器ソケットの溶着接触面が、内層セグメントによって形成されるように、容器開口部に向かって広がる長手方向断面を有する。

ここで、用語「端面」は、プラスチック容器の正面、すなわち、容器ソケットを有する容器壁に平行な平面への容器ソケットの表面突起として解釈されるべきであり、その結果、内層セグメントは、端面への表面突起を形成し、それにより、容器取付具の接続部品と容器ソケットとの間に溶着接触が確立されるときに、容器ソケットの溶着接触面を形成する。内層セグメントに対する外層の位置が、外層が内層セグメントに対向して配置される、すなわち、内層セグメントとは反対を向くように決められるという事実は、溶着中に、容器取付具の接続フランジと容器壁の外層との間に溶着接触が確立されるのを妨げる。その代わり、本発明による設計は、溶着接点又は容器ソケット上の溶着接触面の形成を内層セグメントに制限する。これにより、溶着継手の品質に悪影響を及ぼす溶着接触が、溶着継手に関連して互換性のない材料間で発生する可能性がないことが保証される。

プラスチック容器の特に好ましい実施形態において、容器ソケットは円錐形であり、溶着接触面は、内層が設けられ、容器取付具の接続フランジ上に形成された外側円錐に溶着された内側円錐の壁面によって形成されている。

本発明による方法では、第１プラスチック材料で作られた内層と、第２プラスチック材料で作られた外層とを有する容器壁を備えたプラスチック容器のブロー成形中に、容器壁に形成された膨らみが被覆壁に向かって増加する断面を有するように膨らみを形成するために、容器壁がブロー成形型の拡張壁凹部内に拡張され、容器開口を形成するために被覆壁が切断されると、内層セグメントによって形成され、容器開口に向かって延在する溶着接触面が形成される。以下に説明する溶着方法は、特にホットプレート突合せ溶着方法として実施することができる。特にスピン溶着及び振動溶着のような公知の摩擦溶着技術は、有利に使用可能な他の可能な溶着技術である。

この種の製造方法は、内側セグメントによって形成された溶着接触面が容器ソケットの端面内に配置されて露出していること、及び、容器取付具の接続フランジと容器ソケットとの間に溶着接触が確立されるときに、内側セグメントと容器取付具の接続フランジとの間に表面接触が形成されていることを確実にする。

容器壁が円錐状に広がる壁凹部に拡張され、その結果、上述の円錐状の溶着接触面が得られ、その結果、有利な効果が得られることが特に好ましい。

膨張部が少なくとも２つの膨張ステップで形成される場合、膨張部の中央部分は第１膨張ステップで形成され、中央部分と同心円状に配置された膨張部の円錐壁部は、続いて第２膨張ステップで形成され、膨張部の形成中に最大で生じる膨張は、膨張部が単一の膨張ステップで形成される場合と比較して減少させることができ、それに応じて容器壁の膨張から生じる肉厚減少は制限される。したがって、特に内層セグメントが高品質の溶着継手を形成するために必要な材料厚さを有することを確保することができる。

膨張部の中央部分が円筒形であれば特に有利であり、円錐の領域で均一な肉厚分布を得ることができる。

膨張部の中央部分とブロー成形体とを同時に形成することができると有利であり、これは、２段階膨張法の実施がブロー成形体を製造するためのブロー成形プロセスの必要時間の著しい増加を伴わないことを意味する。

パレット容器として実現されると共に、プラスチック容器として実現される内部容器を含む液体容器の斜視図である。 プラスチック容器の嵌合接続領域を一部切断した拡大側面図である。 容器ソケットと容器取付具の接続部品との間に形成された溶着継手の拡大詳細図である。 図３ａに示す容器ソケットの正面図である。 ブロー成形によって容器ソケットを製造する第１製造工程を示す図である。 容器ソケットを形成するための膨張部の中央部分を示す図であり、膨張部は、図４ａに示す第１製造ステップでプラスチック容器上に製造されている。 容器ソケットを製造するための第２製造工程を示す図である。 第２製造工程においてプラスチック容器上に製造された容器ソケットを形成するための膨らみを示す図である。 図５ｂに示された膨張部の断面図である。 容器取付具がホットプレート突合せ溶着によって容器ソケットにどのように接続されるかの概略図である。 容器取付具がホットプレート突合せ溶着によって容器ソケットにどのように接続されるかの概略図である。 容器取付具がホットプレート突合せ溶着によって容器ソケットにどのように接続されるかの概略図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態をより詳細に説明する。

図１は、使い捨て容器として、また再使用可能な容器として使用することができ、この場合には直方体の形状を有し、本実施形態では、プラスチック容器１０の頂部にある容器壁１３に形成され、キャップ１４を備えた充填ネック１５と、プラスチック容器１０の前部にある容器壁１３の嵌合接続領域１６にある容器ソケット１７とを有するプラスチック容器１０を有する輸送及び貯蔵容器を示し、容器ソケット１７は、本実施形態ではタッピング取付具として実現される容器取付具１８を接続する役割を果たす。

輸送及び貯蔵容器を実現するために、プラスチック容器１０を支持する本実施形態で平坦な大樽底部として実現される支持底部２０を有するパレット式下部構造１９上にプラスチック容器１０が配置されている。

プラスチック容器１０は、管状プリフォームからブロー成形され、容器ソケット１７は、ブロー成形プロセス中にプラスチック容器１０の直方体と共に製造される。

図２は、プラスチック容器１０をブロー成形して作製した後、容器ソケット１７と容器取付具１８の接続フランジ２１との間に作製した溶着継手５２を示す。図２及び図３の拡大図に示すように、特に、プラスチック容器１０の容器壁１３は多層壁構造を有し、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）製の内層２２は、本実施形態ではバリア層２３によって外層２４から分離され、本実施形態ではバリア層２３はＥＶＯＨ製である。内層２２は、プラスチック容器１０内に収容された液体との直接接触のために、特に食品接触の場合には、材料品質に関するより高い要求を満たさなければならないので、内層は、典型的には、ＨＤＰＥのような規定された組成物の均質な材料から作られる。これとは反対に、使用済みプラスチック容器のプラスチック材料を細断し研削することによって製造される再生材料とも呼ばれる再生材料が、外層２４の材料としてしばしば使用される。また、本実施形態で防爆容器として実現されているプラスチック容器１０は、外面として導電性材料からなる外面層２５を有している。

本明細書で使用される外層という用語は、内層とは反対に、プラスチック容器の外側に向かって配置される層を指すが、外層は、必ずしもプラスチック容器の最外層を形成する必要はなく、代わりに、プラスチック容器の外側に向かって配置される別の層（例えば、上記の例として言及した外面層、又は別の機能層若しくは装飾層）を備えることができる。好ましくは、内層は、未使用材料からなり、外層は、ブロー成形体の製造中に生成される製造廃棄物から、又はリサイクルプラスチック容器から生じ得る、粉砕された材料から形成された材料からなる。

上述の例示的な実施形態にもかかわらず、内層及び外層は、一方を他方の上に直接配置することもできる。上記の例として述べたバリア層のような機能層を介在させる場合には、機能層と隣接する層との間に結合剤を追加的に設けることができる。

図６ａ～図６ｃに示すように、容器ソケット１７と容器取付具１８の接続フランジ２１との間の、図２及び図３に示すようなホットプレート突合せ溶着継手５２は、第１加熱溶着接触面２６及び２７が、互いに対向配置される溶着接触面２６及び２７の間に配置される溶着ミラー２８によって柔らかい組織が得られるまで溶かされて容器ソケット１７と接続フランジ２１とが溶着されるようにして製造される。この目的のために、溶着接触面２６及び２７は、溶着ミラー２８の加熱面２９及び３０に対して移動され、図６ｂに例示されているように、熱伝導によって加熱される。溶着接触面２６及び２７において必要な溶着温度に達すると、すなわち、一旦、容器ソケット１７及び接続フランジ２１が溶着接触面２６及び２７の領域でそれに応じて溶融すると、溶着ミラー２８は図６ｂに図示されているその介在位置から除去され、溶着接触面２６及び２７は図６ｃに図示されているように、加圧下で互いに動かされるので、溶着継手５２を、その後の冷却中に形成されることができる。

溶着継手の製造は、溶着接触面２６及び２７の領域において対応する材料適合性を必要とするので、ＰＥ材料からなる容器取付具１８は、ＥＶＯＨ材料からなるバリア層２３、又は材料が適合しない容器壁１３の電気伝導性の外面層２５に溶着することができない。

図６ａ～図６ｃにホットプレート突合せ溶着継手として図示した溶着継手を確実なものにするために、内層２２に加えてバリア層２３、外層２４及び外面層２５を含む容器壁１３と接続フランジ２１、容器ソケット１７との間には、特に図２及び図３ａに示すように、容器ソケット１７が、容器ソケット１７に形成された容器開口部３に向かって広がる長手方向断面を有することができ、その結果、図３ｂに示す容器ソケット１７の端面３２、すなわち、図３ｂに示す容器ソケット１７の正面図３ｂにおいて引抜面内に突出した容器ソケット１７の表面は、突合せ溶着継手５２が製造されるときに溶着接触面２６を形成するために、図３ａに示す接続フランジ２１の溶着接触面２７と直接接触することができる内層セグメント３３を有する。容器ソケット１７の接触面２６を形成する内層セグメント３３がこのように配置される場合、バリア層２３も外面層２５も溶着継手５２の製造に悪影響を及ぼすことはない。

図２及び図３に示す例示的な実施形態において、容器ソケット１７は円錐形であり、容器ソケット１７の溶着接触面２６は、容器ソケット１７によって形成されて容器取付具１８の接続フランジ２１上に形成された外側円錐３６に溶着される、内側円錐３５の壁面３４によって形成される。

ブロー成形によって容器壁１３上に形成された容器ソケット１７の製造は、図４ａ～図５ｃを参照して以下に説明され、容器ソケット１７は、容器壁１３内に最初に形成された膨張部３７に基づいて形成される。図４ａと図５ａの比較によって示されるように、膨張部３７は、２つの膨張ステップで生成される。図４ａに示されるように、本実施形態で使用される、ブロー金型の金型壁３８内の壁凹部３９上に配置された成形型４０は、円筒状の内側スライド４１と、この円筒状の内側スライド４１と同軸に配置された外側スライド４２と、内側スライド４１のスライド底部４３及び４４と、半径方向縁部４５を除いて壁凹部３９の金型底部４６を形成する外側スライド４２とを有する。

図４ａ及び図５ａに示すように、壁凹部３９は、それが金型底部４６の方向に金型壁３８内に広がるような方法で実現され、それによって、壁凹部３９が全体に円錐状になるような方法で金型壁３８内に環状のアンダーカット４７を形成する。

図４ａに示すように、第１膨張工程の間、内側スライド４１及び外側スライド４２は、内側スライド４１のスライド底部４３が金型底部４６の平面内に位置し、外側スライド４２のスライド底部４４は、アンダーカット４７が外側スライド４２によって覆われ、円筒状の金型キャビティ４９が壁凹部３９内に形成されるように、本質的に金型壁面４８の平面内に位置する相対位置にある。

図４ａと図４ｂの両図によって示されるように、容器壁１３が壁凹部３９内に拡張されると、膨張部３７の中央部分５０が最初に形成される、すなわち、図５ａに示される第２拡張工程において続いて完成される膨張部３７の予備成形体であって、第２拡張工程を実行するために、外側スライド４２が、そのスライド底部４４が内側スライド４１のスライド底部４３と同一平面になるまで移動される。これは、両方のスライド底部４３及び４４がここで金型底部４６の平面内に配置され、アンダーカット４７を含む金型キャビティ５１が形成されることを意味する。

第２膨張工程では、中央部分５０を取り囲み、第１膨張工程の間に外側スライド４２によって依然として支持されている容器壁１３の嵌合接続領域１６の円錐壁部５３が膨張され、外側スライド４２のスライド底部４４の面積と内側スライド４１に対する外側スライド４２のスライド突起によって形成されたスライド内壁面５４の面積の合計に等しい面積を有する壁部５３が形成される。この面積は、外側スライド４２のスライド底部４４とアンダーカット４７の表面との和によって形成される壁凹部３９の部分表面よりも僅かに小さいだけであるので、図５ａに示される第２膨張工程における膨張は、本質的に、外側スライド４２によって支持される壁部５３を、金型底部４６の半径方向縁部４５に、かつ隣接するアンダーカット４７に折り畳むようにさせ、壁部５３は、限定された程度にしか膨張せず、最も膨張した膨張部３７の部分は、金型底部４６に接触する膨張部３７の被覆壁５５の面積において実現される。

図５ｃの分離線によって示されるように、被覆壁５５は、容器ソケット１７上に容器開口部３１を形成するために分離切断によって除去される膨張部３７の部分を形成し、これは、完成した容器ソケット１７が、容器壁１３の周囲の嵌合接続領域１６と比較して、容器ソケット１７の機能を脅かすほどには減少しない十分な壁厚を有することを意味する。

Claims (5)

1. 液体用のプラスチック容器（１０）と、格子又は板金よりなる外側ジャケットと、パレット式下部構造とを有する液体用の内部容器であって、
   前記プラスチック容器（１０）は、管状予備成形体からブロー成形によりブロー成形体として製造され、容器壁（１３）の嵌合接続領域（１６）に容器取付具（１８）を接続する容器ソケット（１７）を有するとともに、前記容器ソケット（１７）には容器開口部（３１）が設けられ、溶着継手（５２）を介して前記容器取付具（１８）の接続フランジ（２１）に接続されており、
   前記容器壁（１３）は、第１プラスチック材料からなる内層（２２）と第２プラスチック材料からなる外層（２４）とを有し、
   前記容器ソケット（１７）は、前記容器ソケット（１７）の端面（３２）が前記外層（２４）に対向して配置された内層セグメント（３３）により少なくとも一部が形成されるように容器開口部（３１）に向かって拡径する長手方向の断面を有し、
   前記容器ソケット（１７）の溶着接触面（２６）が前記内層セグメント（３３）により形成され、
   前記容器ソケット（１７）は、前記溶着接触面（２６）が内側円錐（３５）の壁面（３４）により形成されるように前記容器開口部（３１）に向かって拡径する円錐形状であり、
   前記内側円錐（３５）は前記内層（２２）を備え、前記容器取付具（１８）の接続フランジ（２１）上に形成された前記容器開口部（３１）に向かって拡径する外側円錐（３６）に溶着されており、
   前記容器取付具（１８）は、前記プラスチック容器（１０）の外方へ延びている
   ことを特徴とする内部容器。
2. 液体用のプラスチック容器（１０）を、液体用の輸送及び貯蔵容器のための内側容器として製造する方法であり、
   格子又は板金からなる外側ジャケット及びパレット型下部構造を含み、
   前記プラスチック容器（１０）は、ブロー成形によって管状プリフォームからブロー成形された本体として製造され、容器取付具（１８）を接続するための容器ソケット（１７）を有し、
   前記容器ソケット（１７）は、容器壁（１３）の嵌合接続領域（１６）に製造され、容器開口部（３１）が設けられ、
   前記容器ソケット（１７）を製造するために、ブロー成形型の壁凹部（３９）に、被覆壁（５５）によって閉じられた容器壁（１３）の膨張部（３７）が製造され、
   次に、前記被覆壁（５５）を切断することによって、前記容器開口部（３１）が形成され、
   次に、前記容器ソケット（１７）と前記容器取付具（１８）の接続フランジ（２１）との間の接続部が溶着継手（５２）の様式で設けられる、方法であって、
   前記容器壁（１３）は、第１プラスチック材料から作られた内層（２２）と、第２プラスチック材料から作られた外層（２４）とを有し、
   前記膨張部（３７）を形成するために、前記容器壁（１３）は、前記容器壁（１３）に形成された前記膨張部（３７）が前記被覆壁（５５）に向かって増加する断面を有するように、前記プラスチック容器（１０）のブロー成形中にブロー成形型の拡張する壁凹部（３９）内に拡張され、
   前記被覆壁（５５）が前記容器開口部（３１）を形成するために切断されると、内層セグメント（３３）によって形成され、前記容器開口部（３１）に向かって延びる溶着接触面（２６）が設けられており、
   前記容器壁（１３）が、円錐状に広がる前記壁凹部（３９）に拡張される
   ことを特徴とする方法。
3. 前記膨張部（３７）が、少なくとも２つの膨張ステップで形成され、
   前記膨張部（３７）の中央部分（５０）が、第１膨張ステップで形成され、
   前記膨張部の円錐壁部（５３）は、前記中央部分が形成されると続いて第２膨張ステップで同心円状に配置される
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記膨張部（３７）の前記中央部分（５０）が、円筒形である
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記膨張部（３７）の前記中央部分（５０）とブロー成形体とが同時に形成される
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の方法。