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WO2010032678A1 - 圧縮成形方法及び装置 - Google Patents

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WO2010032678A1
WO2010032678A1 PCT/JP2009/065850 JP2009065850W WO2010032678A1 WO 2010032678 A1 WO2010032678 A1 WO 2010032678A1 JP 2009065850 W JP2009065850 W JP 2009065850W WO 2010032678 A1 WO2010032678 A1 WO 2010032678A1
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WO
WIPO (PCT)
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compression molding
compression
mold
mold member
side wall
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/065850
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English (en)
French (fr)
Inventor
宗久 廣田
穣 浅野
丈太郎 長尾
利房 東
Original Assignee
東洋製罐株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 東洋製罐株式会社 filed Critical 東洋製罐株式会社
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Priority to JP2010529733A priority patent/JP5408138B2/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a compression molding method and apparatus for compressing a soft or molten synthetic resin material to form a cup-shaped product such as a container having a bottom wall and a cylindrical side wall extending from the periphery of the bottom wall. About.
  • a cup-shaped product such as a food and drink container having a bottom wall and a cylindrical side wall extending from the periphery of the bottom wall is formed by compression molding an appropriate synthetic resin such as polypropylene or polyethylene.
  • compression molding as disclosed in Patent Documents 1 and 2 below, molding having a male mold means constituted by a single mold member and a female mold member constituted by a single mold member.
  • a compression molding apparatus including a mold means and a mold opening / closing means is used. When the mold means is in the open state, the synthetic resin material in the softened or molten state is supplied to the male mold means or the female mold means, and then compression pressure is applied to the mold means by the mold opening / closing means, and thus the synthetic resin material is cupped. Molded into a shaped product.
  • the conventional compression molding method and apparatus for compression molding cup-shaped products have the following problems to be solved.
  • the synthetic resin material that is compressed and allowed to flow is cooled early at the side wall portion, the fluidity is hindered, and the synthetic resin material is It does not flow sufficiently well to the tip of the side wall, and this tends to cause molding defects.
  • it is necessary to make the compression pressure excessive the compression molding apparatus becomes heavy and expensive, and the compression molding cost is also expensive.
  • the present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is that excessive compression pressure is required even when the product is relatively large or when it is desired to make the side wall sufficiently thin. And to provide a new and improved compression molding method and apparatus that allows a cup-shaped product to be compression molded as required.
  • the present inventors separately performed compression molding of the bottom wall and the main portion excluding the tip of the side wall and compression molding of the side wall tip in the cup-shaped product, The present inventors have found that the above main problem can be achieved by performing compression molding of the front end portion of the side wall after the compression molding with the main portion excluding the front end portion of the side wall.
  • a compression molding method for achieving the main technical problem a softened or molten synthetic resin material is compressed and a cylinder extending from the periphery of the bottom wall and the bottom wall is compressed.
  • a first compression molding step of compression molding the bottom wall and a main portion excluding the tip of the side wall; and a second compression molding step of compression molding the tip of the side wall The second compression process is started after the start of the first compression molding process, In the first compression step, the synthetic resin material is caused to flow beyond the main part of the side wall, In the second compression molding step, the synthetic resin material that has flowed beyond the main portion of the side wall is compression molded.
  • a compression molding method is provided.
  • a compression molding apparatus for molding a cup-shaped product having a side wall, A mold means including male mold means and female mold means, and a mold opening / closing means for opening and closing the mold means,
  • One of the male mold means and the female mold means is a first mold member that defines the bottom wall and a main portion excluding the tip of the side wall, and a second that defines the tip of the side wall.
  • a mold member of A compression molding apparatus is provided.
  • the compression pressure in the second compression molding step is preferably smaller than the compression pressure in the first compression molding step.
  • the female mold means has the first mold member and the second mold member, and the male mold means is constituted by a single mold member.
  • the mold opening / closing means is a first pressurizing means for applying a compression pressure to the first mold member, and an application of the compression pressure by the first pressurizing means.
  • a second pressurizing means for applying a compression molding pressure to the second mold member with a delay.
  • the compression pressure by the second pressurizing means is preferably smaller than the compression pressure by the first pressurizing means.
  • the mold opening / closing means is connected to the one of the male mold means and the female mold means via a movable base, and the first mold member Is connected to the movable base via compression spring means, and the second mold member is fixed to the movable base.
  • a typical example of a cup-shaped product is a container, and the tip of the side wall includes an annular flange.
  • an excessive compression pressure can be applied even when the product is relatively large or when it is desired to make the side wall sufficiently thin.
  • the cup-shaped product can be compression molded as required.
  • Sectional drawing which shows the typical example of the container compression-molded by the compression molding method and apparatus of this invention Sectional drawing which shows the main component of suitable embodiment of the compression molding apparatus comprised according to this invention in the mold open state. Sectional drawing which shows the main component of the compression molding apparatus shown in FIG. 2 in the state by which the 1st compression molding process was performed. Sectional drawing which shows the main component of the compression molding apparatus shown in FIG. 2 in the state by which the 2nd compression molding process was performed. Sectional drawing which shows the main component of other suitable embodiment of the compression molding apparatus comprised according to this invention in the mold open state. Sectional drawing which shows the main component of the compression molding apparatus shown in FIG. 5 in the state by which the 1st compression molding process was performed.
  • FIG. 5 Sectional drawing which shows the main component of the compression molding apparatus shown in FIG. 5 in the state by which the 2nd compression molding process was performed.
  • FIG. 1 shows a container which is a typical example of a cup-shaped product compression-molded by the compression molding method and apparatus of the present invention.
  • the container denoted as a whole by the number 2 is composed of a bottom wall 4 and a side wall 6.
  • the bottom wall 4 is circular in a bottom view, and has a central portion 8 protruding upward and a substantially flat annular outer peripheral portion 10.
  • the side wall 6 extending upward from the periphery of the bottom wall 4 has a substantially inverted truncated cone shape as a whole.
  • An annular shoulder 12 facing downward is formed at the tip or upper end of the side wall 6, and the diameter of the main portion 14 below the annular shoulder 12 is gradually increased upward.
  • FIG. 2 shows the main components of a preferred embodiment of a compression molding apparatus constructed according to the present invention for compression molding the container 2 (in FIG. 2 and FIGS. 3 to 7 to be described later).
  • a container to be compression-molded and a molding cavity of such a container are illustrated somewhat schematically, and the shape of the container 2 in FIGS. 2 to 7 is slightly different from the shape of the container 2 in FIG.
  • the illustrated compression molding apparatus includes male means 20 and female means 22.
  • the male mold means 20 is composed of a single mold member 24.
  • the mold member 24 fixed on the stationary base 25 includes the inner surface of the bottom wall 4, the main portion 14 of the side wall 6, and the inner surface of the annular shoulder 12.
  • the inner surface of the short cylindrical portion 16 and the upper surface of the annular flange 18 are defined.
  • the female mold means 22 is composed of a first mold member 26 and a second mold member 28.
  • the first mold member 26 is fixed to the lower surface of the movable base 30.
  • a first pressurizing means 31 that can be constituted by a hydraulic cylinder mechanism.
  • a molding cavity 32 is formed at the center of the lower surface of the first mold member 26.
  • the molding cavity 32 is formed on the outer surface and the side wall of the bottom wall 4 of the container 2. 6 defines the outer surface of the main part 14.
  • a flat annular surface 34 surrounding the molding cavity 32 exists on the lower surface of the first mold member 26, and the annular surface 34 defines the outer surface of the annular shoulder 12 of the side wall 6.
  • the second mold member 28 has a cylindrical shape as a whole, and is fixed to the inner peripheral surface of the movable auxiliary base 36 having an annular disk shape.
  • An annular shoulder surface 38 facing downward is formed on the inner peripheral surface of the second mold member 28, and as will be clearly understood from the following description, the annular shoulder surface 38 is the annular flange 18 of the container 2.
  • the cylindrical inner peripheral surface above the annular shoulder surface 38 defines the outer peripheral surface of the short cylindrical portion 16 of the container 2, and the upper end of the cylindrical inner peripheral surface below the annular shoulder surface 38.
  • the part defines the outer peripheral surface of the annular flange 18 of the container 2.
  • a second pressurizing means 40 is attached to the movable auxiliary base 36.
  • the second pressurizing means 40 constitutes a mold opening / closing means together with the first pressurizing means 31.
  • the second pressurizing means 40 is composed of two hydraulic cylinder mechanisms 42 disposed on the upper surface of the movable auxiliary base 36 with an angular interval of 180 degrees.
  • Each of the hydraulic cylinder mechanisms 42 includes a cylinder 44 and a piston 46.
  • the lower surface of the cylinder 44 is fixed to the upper surface of the movable auxiliary base 36.
  • the rod 48 of the piston 46 passes through the upper end wall of the cylinder 44 and extends upward, and the extended end is connected to the base 30 via a circular connecting plate 50.
  • the piston head side and the piston rod side of the cylinder 44 are selectively connected to a pressure oil outlet and a pressure oil reservoir of the oil / air pressure converter 52 via an appropriate communication path (not shown).
  • the male mold means 20 in the mold open state in which the female mold means 22 is spaced upward from the male mold means 20.
  • the softened or molten synthetic resin material 54 is supplied onto the upper surface of the mold member 24.
  • the synthetic resin material 54 may be an appropriate synthetic resin such as polypropylene or polyethylene.
  • the piston rod side of the cylinder 44 is connected to the pressure oil outlet of the hydraulic / pneumatic converter 52.
  • the piston 46 is in the lowest lowered position with respect to the cylinder 42.
  • the movable base 30 is lowered to the position shown in FIG. 3 by the action of the first pressurizing means 31 (first compression step).
  • first pressurizing means 31 first compression step
  • the first mold member 26 of the female mold means 22 is positioned at a required closed position with respect to the mold member 24 of the male mold means 20, and the synthetic resin material 54 is compressed to form the first mold member 24 and the first mold member 24.
  • the molding space defined between the mold member 26 and the mold member 26 is caused to flow, whereby the main portion 14 of the side wall 6 is molded together with the bottom wall 4 of the container 2.
  • the second mold member 28 of the female mold member 22 has not yet been lowered to the predetermined closed position with respect to the mold member 24 of the male mold means 20, and the mold member 24 and the second mold member 28.
  • the synthetic resin material 54 that can flow in the molding space defined between the mold member 24 and the first mold member 26 is the width of the molding space that is allowed to flow (that is, the main portion of the side wall 6 of the container 2). 14 is relatively small, or even if the synthetic resin material 54 is cooled to a relatively low temperature and its fluidity is reduced, as clearly understood from the experimental examples to be described later, the tip of the fluid space is Since the mold member 24 and the second mold member 28 are opened to a relatively large space that is not yet closed, the mold member 24 and the second mold member 28 are allowed to flow well without requiring excessive compression pressure. A part is allowed to flow beyond the main portion 14 of the side wall 6 of the container 2 into a relatively large space that is not yet closed between the mold member 24 and the second mold member 28.
  • the piston rod side is connected to the pressure oil reservoir, and the piston head side is connected to the pressure oil outlet (second compression molding step).
  • the cylinder 44 is lowered with respect to the piston 46 fixed to the movable base 30, whereby the second mold member 28 of the female mold means 22 is moved to the male mold means 20.
  • the portion of the side wall 6 of the container 2 excluding the main portion 14 between the mold member 24 and the second mold member 28, that is, the short cylindrical portion. 16 and the annular flange 18 are compression molded.
  • the compression pressure by the second pressurizing means 40 may be considerably smaller than the compression pressure by the first pressurizing means 32.
  • the movable base 30 is raised, the female mold means 22 is separated upward from the male mold means 20 to be in the mold open state, and the compression molded container 2 is taken out.
  • the piston head side of the cylinder 44 is connected to the pressure oil reservoir, and the piston rod side of the cylinder 44 is connected to the pressure oil outlet, whereby the hydraulic cylinder The mechanism 42 is returned to the state shown in FIG.
  • FIG. 5 shows the main components of another preferred embodiment of a compression molding apparatus constructed according to the present invention for compression molding the container 2.
  • the first mold member 126 of the female mold means 122 is connected to the movable base 130 via compression spring means composed of a plurality of compression spring members 125.
  • the movable auxiliary base 136 to which the second mold member 128 of the female mold means 122 is fixed is movable bases via a plurality of connecting column members 127 arranged outside the first mold member 126. 130 is fixed.
  • the second pressurizing means is not provided. Except for the above-described configuration of the embodiment illustrated in FIG. 5, the embodiment is substantially the same as the embodiment illustrated in FIG.
  • the movable base 130 is lowered to the position shown in FIG. 6 by the action of the first pressurizing means 131 (first compression step).
  • first compression step the first mold member 126 of the female mold means 122 is positioned at the required closed position with respect to the mold member 124 of the male mold means 120, and the synthetic resin material 54 is compressed to form the first mold member 124 and the first mold member 124.
  • the molding space defined between the mold member 126 and the mold member 126 is caused to flow, whereby the main portion 14 of the side wall 6 is molded together with the bottom wall 4 of the container 2.
  • the second mold member 128 of the female mold member 122 has not yet been lowered to the predetermined closed position with respect to the mold member 124 of the male mold means 120, and the mold member 124 and the second mold member 128. There is a relatively large space between them.
  • the synthetic resin material 54 that can flow in the molding space defined between the mold member 124 and the first mold member 126 is flowed well without the need for excessive compression pressure, and the A part is discharged beyond the main part 14 of the side wall 6 of the container 2 into a relatively large space that is not yet closed between the mold member 124 and the second mold member 128.
  • the operation of the first pressurizing means 131 is delayed for a predetermined time (for example, 0.2 to 0.4 seconds) from the execution of the first compression process described above or subsequently to the execution of the first compression process described above.
  • a predetermined time for example, 0.2 to 0.4 seconds
  • the movable base 130 is lowered to the position shown in FIG. 7 (second compression step).
  • the first mold member 126 of the female mold means 122 is not lowered, so that the compression spring member 125 is gradually compressed as the movable base 130 is lowered. .
  • the second mold member 128 of the female mold means 122 is lowered in response to the lowering of the movable base 130, and is positioned at a predetermined closed position with respect to the mold member 124 of the male mold means 120, thus forming the mold member.
  • a portion excluding the main portion 14 of the side wall 6 of the container 2, that is, the short cylindrical portion 16 and the annular flange 18 are compression-molded between 124 and the second mold member 128.
  • the lowering pressure of the second mold member 128 in the second compression step is such that a part of the applied pressure of the first pressurizing means 131 is consumed for the compression of the compression spring member 125, and therefore the first compression step. It is smaller than the descending pressure of the first mold member 126 in FIG.
  • the movable base 130 is raised and the female mold means 122 is separated upward from the male mold means 120 to be in the mold open state (in this case, the compression spring member 125 is elastically restored and the first mold member 126 is restored. Is lowered relative to the movable base 130), and the compression molded container 2 is taken out.
  • the female mold means is composed of two members, a first mold member and a second mold member, but instead of or in addition to this, the male mold means Can be composed of two members, a first mold member and a second mold member.
  • Experimental example 1 A container having a configuration as illustrated in FIG. 1 was compression-molded using a compression molding apparatus as illustrated in FIGS.
  • the supply amount (weight per unit area) of the synthetic resin material (polypropylene at 220 to 230 ° C.) was 4.7 g.
  • the temperature of the mold member of the male mold means and the temperature of the first mold member and the second mold member of the female mold means were set to 60 ° C.
  • the displacement of the first mold member and the second mold member and the fluctuation of the compression load in the female means at the time of compression molding were measured, it was as shown in FIG.
  • the dimensions of each part of the compression molded container are as shown in FIG.
  • FIG. 1 A container as illustrated in FIG. 1 was compression molded using a compression molding apparatus as illustrated in FIGS.
  • a container having a shape as shown in FIG. 1 can be compression-molded by varying the supply amount of the synthetic resin material (polypropylene at 220 to 230 ° C.) and the first compression load by the first pressurizing means. I tried to do it.
  • Annular flange when the temperature of the mold member of the male mold means and the first mold member and the second mold member of the female mold means is set to 60 ° C. and 25 ° C. during compression molding
  • the conditions under which the container having the shape shown in FIG. 1 could be compression-molded without generating so-called sinks and shorts were as shown in FIG.
  • Comparative Experiment Example 1 The experiment was conducted except that the first mold member and the second mold member in the female mold means were integrally formed, and the compression molding apparatus in which the movable auxiliary base and the second pressurizing means were omitted was used. In the same manner as in Example 2, it was attempted whether or not a container having a shape as shown in FIG. When the temperature of the first mold member and the second mold member formed integrally with the male mold means and the female mold means at the time of compression molding is set to 60 ° C. and when set to 25 ° C. The conditions under which the container having the shape as shown in FIG. 1 could be compression-molded were as shown in FIG.
  • Experimental example 3 A container as shown in FIG. 1 was compression-molded under the two conditions shown in FIG. 11 using a compression molding apparatus as shown in FIGS.
  • the synthetic resin material was polypropylene at 220 to 230 ° C.
  • the wall thickness of the compression molded container was measured at a plurality of sites, it was as shown in FIG.
  • Comparative Experiment Example 2 The experiment was performed except that a compression molding apparatus in which the first mold member and the second mold member in the female mold means were integrally formed and the movable auxiliary base and the second pressurizing means were omitted was used. In the same manner as in Example 3, compression molding was performed under the two conditions shown in FIG. When the wall thickness of the compression molded container was measured at a plurality of sites, it was as shown in FIG.
  • FIG. 1 A container as shown in FIG. 1 is compressed using a compression molding apparatus as shown in FIGS. 2 to 4, and the supply amount of synthetic resin material (polypropylene at 220 to 230 ° C.) and the first pressurizing means are used. It was investigated whether or not the container as shown in FIG. 1 could be compression-molded without causing so-called sinks and shorts in the annular flange.
  • the temperature of the mold member of the male mold means and the temperature of the first mold member and the second mold member of the female mold means were set to 25 ° C. The result was as shown in FIG.
  • Comparative Experiment Example 3 The experiment was conducted except that the first mold member and the second mold member in the female mold means were integrally formed, and the compression molding apparatus in which the movable auxiliary base and the second pressurizing means were omitted was used. In the same manner as in Example 4, it was examined whether or not a container as illustrated in FIG. 1 could be compression molded. The result was as shown in FIG.
  • the thickness of the bottom wall and the side wall of the container can be reduced and the weight of the container can be reduced (Experimental Example 2). It is understood that Comparative Experimental Example 1 and Experimental Example 3 and Comparative Experimental Example 2), and also that the compression molding load can be reduced (Experimental Example 4 and Comparative Experimental Example 3).
  • Container 4 Container bottom wall 6: Side wall of container 20: Male mold means 22: Female mold means 26: First mold member in female mold means 28: Second mold member in female mold means 32: First pressurizing means 40: Second pressurizing means 120: Male mold means 122: Female mold means 126: First mold member in female mold means 128: Second mold member in female mold means 125: Compression spring member (compression spring means)

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Abstract

製品が比較的大きい場合或いは側壁を充分に薄くすることが望まれる場合でも、過大な圧縮圧力を必要とすることなく、カップ状製品を所要とおりに圧縮成形することを可能にする圧縮成形方法及び装置を提供する。カップ状製品における底壁と側壁の先端部を除く主部との圧縮成形と側壁の先端部との圧縮成形とを別個に遂行し、底壁と側壁の先端部を除く主部との圧縮成形に遅れて側壁の先端部の圧縮成形を遂行する。

Description

圧縮成形方法及び装置
　本発明は、軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材を圧縮して、底壁とこの底壁の周縁から延出する筒状側壁とを有する、容器の如きカップ状製品を成形する圧縮成形方法及び装置に関する。
　底壁とこの底壁の周縁から延出する筒状側壁とを有する、飲食物用容器の如きカップ状製品は、ポリプロピレン或いはポリエチレンの如き適宜の合成樹脂を圧縮成形することによって成形される。かかる圧縮成形においては、下記特許文献１及び２に開示されている如く、単一の成形型部材から構成された雄型手段と単一の成形型部材から構成された雌型部材とを有する成形型手段と型開閉手段とを含む圧縮成形装置が使用される。成形型手段が開状態にある時に雄型手段又は雌型手段に軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材が供給され、次いで型開閉手段によって成形型手段に圧縮圧力が付加され、かくして合成樹脂素材がカップ状製品に成形される。
特開昭６２－９０２１０号公報 国際公開第２００８／０３２８４１号パンフレット
　然るに、カップ状製品を圧縮成形する従来の圧縮成形方法及び装置には、次のとおりの解決すべき問題が存在する。特に、製品が比較的大きい場合或いは側壁を充分に薄くすることが望まれる場合、圧縮されて流動せしめられる合成樹脂素材が側壁の部位において早期に冷却されて流動性が阻害され、合成樹脂素材が側壁の先端まで充分良好に流動せしめられず、これに起因して成形不良が発生する傾向がある。かかる傾向を回避乃至抑制するためには圧縮圧力を過大にせしめることが必要であり、圧縮成形装置が高重量で高価なものとなり、圧縮成形コストも高価になる。
　本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、製品が比較的大きい場合或いは側壁を充分に薄くすることが望まれる場合でも、過大な圧縮圧力を必要とすることなく、カップ状製品を所要とおりに圧縮成形することを可能にする、新規且つ改良された圧縮成形方法及び装置を提供することである。
　本発明者等は鋭意検討及び実験の結果、カップ状製品における底壁と側壁の先端部を除く主部との圧縮成形と側壁の先端部との圧縮成形とを別個に遂行し、底壁と側壁の先端部を除く主部との圧縮成形に遅れて側壁の先端部の圧縮成形を遂行することによって、上記主たる課題を達成することができることを見出した。
　即ち、本発明の一局面によれば、上記主たる技術的課題を達成する圧縮成形方法として、軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材を圧縮して、底壁と該底壁の周縁から延出する筒状側壁とを有するカップ状製品を成形する圧縮成形方法にして、
　該底壁と該側壁の先端部を除く主部とを圧縮成形する第一の圧縮成形工程と、該側壁の該先端部を圧縮成形する第二の圧縮成形工程とを含み、
　該第一の圧縮成形工程の開始に遅れて該第二の圧縮工程を開始し、
　該第一の圧縮工程においては該側壁の該主部を超えて合成樹脂素材を流動せしめ、
　該第二の圧縮成形工程においては該側壁の主部を超えて流動せしめられた合成樹脂素材を圧縮成形する、
　ことを特徴とする圧縮成形方法が提供される。
　本発明の第二の局面によれば、上記主たる技術的課題を達成する圧縮成形装置として、軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材を圧縮して、底壁と該底壁の周縁から延出する筒状側壁とを有するカップ状製品を成形する圧縮成形装置にして、
　雄型手段及び雌型手段を含む成形型手段と該成形型手段を開閉せしめるための型開閉手段とを含み、
　該雄型手段と該雌型手段とのいずれか一方は該底壁と該側壁の先端部を除く主部とを規定する第一の成形型部材と該側壁の該先端部を規定する第二の成形型部材とを有する、
　ことを特徴とする圧縮成形装置が提供される。
　上記圧縮成形方法においては、好ましくは、該第二の圧縮成形工程における圧縮圧力は該第一の圧縮成形工程における圧縮圧力よりも小さい。上記圧縮成形装置においては、該雌型手段が該第一の成形型部材と該第二の成形型部材とを有し、該雄型手段は単一の成形型部材から構成されているのが好適である。上記圧縮成形装置の好適実施形態においては、該型開閉手段は該第一の成形型部材に圧縮圧力を付加する第一の加圧手段と、該第一の加圧手段による圧縮圧力の付加に遅れて該第二の成形型部材に圧縮成形圧力を付加する第二の加圧手段とを含む。該第二の加圧手段による圧縮圧力は該第一の加圧手段により圧縮圧力よりも小さいのが好適である。上記圧縮成形装置の他の好適実施形態においては、該型開閉手段は可動基台を介して該雄型手段と該雌型手段との該一方に接続されており、該第一の成形型部材は圧縮ばね手段を介して該可動基台に接続されており、該第二の成形型部材は該可動基台に固定されている。カップ状製品の典型例は容器であり、該側壁の該先端部は環状フランジを含む。
　後述する実験例からも明確に理解されるとおり、本発明の圧縮成形方法及び装置によれば、製品が比較的大きい場合或いは側壁を充分に薄くすることが望まれる場合でも、過大な圧縮圧力を必要とすることなく、カップ状製品を所要とおりに圧縮成形することができる。
本発明の圧縮成形方法及び装置によって圧縮成形される容器の典型例を示す断面図。 本発明に従って構成された圧縮成形装置の好適実施形態の主要構成要素を型開状態で示す断面図。 図２に図示する圧縮成形装置の主要構成要素を第一の圧縮成形工程が遂行された状態で示す断面図。 図２に図示する圧縮成形装置の主要構成要素を第二の圧縮成形工程が遂行された状態で示す断面図。 本発明に従って構成された圧縮成形装置の他の好適実施形態の主要構成要素を型開状態で示す断面図。 図５に図示する圧縮成形装置の主要構成要素を第一の圧縮成形工程が遂行された状態で示す断面図。 図５に図示する圧縮成形装置の主要構成要素を第二の圧縮成形工程が遂行された状態で示す断面図。 実験例１の結果を示す線図。 実験例１の結果を示す線図。 実験例２及び比較実験例１の条件及び結果を示す線図。 実験例３及び比較実験例２の条件及び結果を示す線図。 実験例４及び比較実験例３の結果を示す線図。
　以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された圧縮成形方法及び装置の好適実施形態について、更に詳細に説明する。
　図１は、本発明の圧縮成形方法及び装置によって圧縮成形されるカップ状製品の典型例である容器を図示している。全体を番号２で示す容器は、底壁４と側壁６とから構成されている。底壁４は底面図において円形であり、上方に突出せしめられている中央部８と実質上平坦な環状外周部１０とを有する。底壁４の周縁から上方に延出する側壁６は全体として略逆円錐台筒形状である。側壁６の先端部即ち上端部には下方に面した環状肩部１２が形成され、この環状肩部１２よりも下方の主部１４は上方に向かって径が漸次増大せしめられている。環状肩部１２よりも上方には、実質上鉛直に上方に突出する短円筒部１６及びこの短円筒部１６の上端から実質上水平に半径方向外方に延出する環状フランジ１８が存在する。
　図２には、上記容器２を圧縮成形するための、本発明に従って構成された圧縮成形装置の好適実施形態の主要構成要素が図示されている（図２並びに後述する図３乃至図７においては、図示の便宜上、圧縮成形される容器及びかかる容器の成形空洞を幾分模式化して図示しており、図２乃至図７における容器２の形状は図１の容器２の形状と若干異なる）。図示の圧縮成形装置は雄型手段２０と雌型手段２２とを含んでいる。雄型手段２０は単一の成形型部材２４から構成されている。静止基台２５上に固定されている成形型部材２４は、後の説明から明確に理解される如く、上記容器２の底壁４の内面、側壁６の主部１４、環状肩部１２の内面、短円筒部１６の内面及び環状フランジ１８の上面を規定する。
　図２を参照して説明を続けると、雌型手段２２は第一の成形型部材２６と第二の成形型部材２８とから構成されている。第一の成形型部材２６は可動基台３０の下面に固定されている。可動基台３０には油圧シリンダ機構から構成することができる第一の加圧手段３１が接続されている。第一の成形型部材２６の下面中央部には成形空洞３２が形成されており、かかる成形空洞３２は、後の説明から明確に理解される如く、上記容器２の底壁４の外面及び側壁６の主部１４の外面を規定する。第一の成形型部材２６の下面には成形空洞３２を囲繞する平坦な環状面３４が存在し、かかる環状面３４は側壁６の環状肩部１２の外面を規定する。
　第二の成形型部材２８は全体として円筒形状であり、環状円板形状である可動補助基台３６の内周面に固定されている。第二の成形型部材２８の内周面には下方を向いた環状肩面３８が形成されており、後の説明から明確に理解される如く、環状肩面３８が上記容器２の環状フランジ１８の下面を規定し、環状肩面３８よりも上方の円筒形状内周面が上記容器２の短円筒部１６の外周面を規定し、環状肩面３８よりも下方の円筒形状内周面の上端部が上記容器２の環状フランジ１８の外周面を規定する。
　可動補助基台３６には第二の加圧手段４０が付設されている。後の説明から明確に理解されるとおり、第二の加圧手段４０は上記第一の加圧手段３１と共に型開閉手段を構成する。図示の実施形態においては、第二の加圧手段４０は、１８０度の角度間隔をおいて可動補助基台３６の上面に配設された２個の油圧シリンダ機構４２から構成されている。油圧シリンダ機構４２の各々は、シリンダ４４とピストン４６とから構成されている。シリンダ４４はその下面が可動補助基台３６の上面に固定されている。ピストン４６のロッド４８はシリンダ４４の上端壁を貫通して上方に延出せしめられており、その延出端は円形連結板５０を介して上記基台３０に連結されている。シリンダ４４のピストンヘッド側及びピストンロッド側は適宜の連通路（図示していない）を介して油空圧変換器５２の圧油流出口と圧油溜とに選択的に接続される。
　上述した圧縮成形装置による容器２の圧縮成形工程について説明すると、図２に図示する如く、雄型手段２０に対して雌型手段２２が上方に離隔されている型開状態において、雄型手段２０の成形型部材２４の上面上に軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材５４が供給される。合成樹脂素材５４はポリプロピレン或いはポリエチレンの如き適宜の合成樹脂でよい。図２に図示する型開状態において、第二の加圧手段４０を構成する２個の油圧シリンダ機構４２においては、シリンダ４４のピストンロッド側が油空圧変換機５２の圧油流出口に接続されており、ピストン４６はシリンダ４２に対して最下降位置にある。
　次いで、第一の加圧手段３１の作用によって可動基台３０が図３に図示する位置まで下降される（第一の圧縮工程）。これによって雌型手段２２の第一の成形型部材２６は雄型手段２０の成形型部材２４に対して所要閉位置に位置付けられ、合成樹脂素材５４が圧縮されて成形型部材２４と第一の成形型部材２６との間に規定される成形空間を流動せしめられ、これによって容器２の底壁４と共に側壁６の主部１４が成形される。一方、雌型部材２２の第二の成形型部材２８は雄型手段２０の成形型部材２４に対して未だ所定閉位置まで下降されておらず、成形型部材２４と第二の成形型部材２８との間には比較的大きな空間が存在する。成形型部材２４と第一の成形型部材２６との間に規定されている成形空間を流動せしめられる合成樹脂素材５４は、流動せしめられる成形空間の幅（即ち、容器２の側壁６の主部１４の肉厚）が比較的小さい或いは合成樹脂素材５４が比較的低温に冷却されその流動性が低減せしめられても、後に言及する実験例からも明確に理解されるとおり、流動空間の先端が成形型部材２４と第二の成形型部材２８との間の未だ閉じられていない比較的大きな空間に開放されている故に、過剰な圧縮圧力を必要とすることなく良好に流動せしめられて、その一部は容器２の側壁６の主部１４を超えて成形型部材２４と第二の成形型部材２８との間の未だ閉じられていない比較的大きな空間に流出せしめられる。
　上述した第一の圧縮工程を遂行してから所定時間（例えば０．２乃至０．４秒）遅れて、第二の加圧手段４０を構成する２個の油圧シリンダ機構４２において、シリンダ４４のピストンロッド側が圧油溜に接続され、ピストンヘッド側が圧油流出口に接続される(第二の圧縮成形工程)。かくすると、図４に図示する如く、可動基台３０に固定されているピストン４６に対してシリンダ４４が下降せしめられ、これによって雌型手段２２の第二の成形型部材２８が雄型手段２０の成形型部材２４に対して所定閉位置に位置付けられ、かくして成形型部材２４と第二の成形型部材２８との間にて容器２の側壁６の主部１４を除く部分、即ち短円筒部１６及び環状フランジ１８が圧縮成形される。第二の加圧手段４０による圧縮圧力は第一の加圧手段３２による圧縮圧力よりも相当小さくてよい。
　上述したとおりにして第一の圧縮成形工程及び第二の圧縮成形工程が終了し容器２が圧縮成形され、所要冷却時間が経過して容器２が所要温度以下に冷却されると、可動基台３０が上昇せしめられて雌型手段２２が雄型手段２０から上方に離隔されて型開状態にせしめられ、圧縮成形された容器２が取り出される。第二の加圧手段４０を構成する２個の油圧シリンダ機構４２においては、シリンダ４４のピストンヘッド側が圧油溜に接続されシリンダ４４のピストンロッド側が圧油流出口に接続され、これによって油圧シリンダ機構４２が図２に図示する状態に戻される。
　図５には、上記容器２を圧縮成形するための、本発明に従って構成された圧縮成形装置の他の好適実施形態の主要構成要素が図示されている。図５に図示する実施形態においては、雌型手段１２２の第一の成形型部材１２６は、複数個の圧縮ばね部材１２５から構成された圧縮ばね手段を介して可動基台１３０に連結されている。雌型手段１２２の第二の成形型部材１２８が固定されている可動補助基台１３６は、第一の成形型部材１２６の外側に配置された複数個の連結柱部材１２７を介して可動基台１３０に固定されている。図５に図示する実施形態においては第二の加圧手段は配設されていない。図５に図示する実施形態の上述した構成以外は、図２に図示する実施形態と実質上同一である。
　図５に図示する圧縮成形装置による容器２の圧縮成形工程について説明すると、図５に図示する如く、雄型手段１２０に対して雌型手段１２２が上方に離隔されている型開状態において、雄型手段１２０の成形型部材１２４の上面上に軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材５４が供給される。
　次いで、第一の加圧手段１３１の作用によって可動基台１３０が図６に図示する位置まで下降される（第一の圧縮工程）。これによって雌型手段１２２の第一の成形型部材１２６は雄型手段１２０の成形型部材１２４に対して所要閉位置に位置付けられ、合成樹脂素材５４が圧縮されて成形型部材１２４と第一の成形型部材１２６との間に規定される成形空間を流動せしめられ、これによって容器２の底壁４と共に側壁６の主部１４が成形される。一方、雌型部材１２２の第二の成形型部材１２８は雄型手段１２０の成形型部材１２４に対して未だ所定閉位置まで下降されておらず、成形型部材１２４と第二の成形型部材１２８との間には比較的大きな空間が存在する。成形型部材１２４と第一の成形型部材１２６との間に規定されている成形空間を流動せしめられる合成樹脂素材５４は、過剰な圧縮圧力を必要とすることなく良好に流動せしめられて、その一部は容器２の側壁６の主部１４を超えて成形型部材１２４と第二の成形型部材１２８との間の未だ閉じられていない比較的大きな空間に流出せしめられる。
　上述した第一の圧縮工程を遂行してから所定時間（例えば０．２乃至０．４秒）遅れて或いは上述した第一の圧縮工程の遂行に引き続いて、第一の加圧手段１３１の作用により可動基台１３０が図７に図示する位置まで下降される（第二の圧縮工程）。この際には、図７に図示する如く、雌型手段１２２の第一の成形型部材１２６は下降せしめられることがない故に圧縮ばね部材１２５が可動基台１３０の下降に応じて漸次圧縮される。一方、雌型手段１２２の第二の成形型部材１２８は可動基台１３０の下降に応じて下降され、雄型手段１２０の成形型部材１２４に対して所定閉位置に位置付けられ、かくして成形型部材１２４と第二の成形型部材１２８との間にて容器２の側壁６の主部１４を除く部分、即ち短円筒部１６及び環状フランジ１８が圧縮成形される。かかる第二の圧縮工程における第二の成形型部材１２８の下降圧力は、第一の加圧手段１３１の加圧力の一部が圧縮ばね部材１２５の圧縮に消費される故に、第一の圧縮工程における第一の成形型部材１２６の下降圧力より小さい。
　上述したとおりにして第一の圧縮成形工程及び第二の圧縮成形工程が終了し容器２が圧縮成形され、所要冷却時間が経過して容器２が所要温度以下に冷却されると、可動基台１３０が上昇せしめられて雌型手段１２２が雄型手段１２０から上方に離隔されて型開状態にせしめられ（この際には圧縮ばね部材１２５が弾性的に復元され、第一の成形型部材１２６は可動基台１３０に対して相対的に下降される）、圧縮成形された容器２が取り出される。
　以上、添付図面を参照して本発明に従って構成された圧縮成形方法及び装置の好適実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる好適実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能であることは多言を要しない。例えば、図示の実施形態においては雌型手段を第一の成形型部材と第二の成形型部材との２個の部材から構成しているが、これに代えて或いはこれに加えて雄型手段を第一の成形型部材と第二の成形型部材との２個の部材から構成することもできる。
　実験例１
　図１に図示するとおりの形態の容器を図２乃至４に図示するとおりの圧縮成形装置を使用して圧縮成形した。合成樹脂素材（２２０乃至２３０℃のポリプロピレン）の供給量(目付量)は４．７ｇであった。圧縮成形の際には雄型手段の成形型部材並びに雌型手段の第一の成形型部材及び第二の成形型部材の温度を６０℃に設定した。圧縮成形の際の雌型手段における第一の成形型部材及び第二の成形型部材の変位及び圧縮荷重の変動を測定したところ図８に示すとおりであった。また、圧縮成形した容器の各部寸法は図９に示すとおりであった。
　実験例２
　図１に図示するとおりの容器を図２乃至図４に図示するとおりの圧縮成形装置を使用して圧縮成形した。合成樹脂素材（２２０乃至２３０℃のポリプロピレン）の供給量及び第一の加圧手段による第一の圧縮荷重を種々に変動せしめて、図１に図示するとおりの形状の容器を圧縮成形することができるか否かを試みた。圧縮成形の際に雄型手段の成形型部材並びに雌型手段の第一の成形型部材及び第二の成形型部材の温度を６０℃に設定した場合及び２５℃に設定した場合の、環状フランジに所謂ヒケ及びショートを生成せしめることなく図１に図示するとおりの形状の容器を圧縮成形することができた条件は図１０に示すとおりであった。
　比較実験例１
　雌型手段における第一の成形型部材と第二の成形型部材とを一体に形成し、可動補助基台及び第二の加圧手段を省略した圧縮成形装置を使用したことを除いて、実験例２と同様にして図１に図示するとおりの形状の容器を圧縮成形することができるか否かを試みた。圧縮成形の際に雄型手段の成形型部材並びに雌型手段の一体に形成した第一の成形型部材及び第二の成形型部材の温度を６０℃に設定した場合及び２５℃に設定した場合の、図１に図示するとおりの形状の容器を圧縮成形することができた条件は図１０に示すとおりであった。
　実験例３
　図１に図示するとおりの容器を図２乃至図４に図示するとおりの圧縮成形装置を使用して、図１１に示すとおりの２種の条件で圧縮成形した。合成樹脂素材は２２０乃至２３０℃のポリプロピレンであった。圧縮成形した容器の壁厚を複数個の部位で測定したところ図１１に示すとおりであった。
　比較実験例２
　雌型手段における第一の成形型部材と第二の成形型部材とを一体に形成し、可動補助基台及び第二の加圧手段を省略した圧縮成形装置を使用したことを除いて、実験例３と同様にして、図１１に示すとおりの２種の条件で圧縮成形した。圧縮成形した容器の壁厚を複数個の部位で測定したところ図１１に示すとおりであった。
　実験例４
　図１に図示するとおりの容器を図２乃至図４に図示するとおりの圧縮成形装置を使用し、合成樹脂素材（２２０乃至２３０℃のポリプロピレン）の供給量及び第一の加圧手段による第一の圧縮荷重を変動せしめて、環状フランジに所謂ヒケ及びショートを生成せしめることなく図１に図示するとおりの容器を圧縮成形することができるか否かを検討した。圧縮成形の際に雄型手段の成形型部材並びに雌型手段の第一の成形型部材及び第二の成形型部材の温度を２５℃に設定した。その結果は図１２に示すとおりであった。
　比較実験例３
　雌型手段における第一の成形型部材と第二の成形型部材とを一体に形成し、可動補助基台及び第二の加圧手段を省略した圧縮成形装置を使用したことを除いて、実験例４と同様にして、図１に図示するとおりの容器を圧縮成形することができるか否かを検討した。その結果は図１２に示すとおりであった。
　実験例及び比較実験例を考察すると、本発明に従って構成された圧縮成形方法及び装置によれば、容器の底壁及び側壁の厚さを低減し容器の重量を低減することができる（実験例２及び比較実験例１並びに実験例３及び比較実験例２）こと、そしてまた圧縮成形荷重を低減できる（実験例４及び比較実験例３）ことが理解される。
　　　２：容器
　　　４：容器の底壁
　　　６：容器の側壁
　　２０：雄型手段
　　２２：雌型手段
　　２６：雌型手段における第一の成形型部材
　　２８：雌型手段における第二の成形型部材
　　３２：第一の加圧手段
　　４０：第二の加圧手段
　１２０：雄型手段
　１２２：雌型手段
　１２６：雌型手段における第一の成形型部材
　１２８：雌型手段における第二の成形型部材
　１２５：圧縮ばね部材（圧縮ばね手段）

Claims (9)

  1. 　軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材を圧縮して、底壁と該底壁の周縁から延出する筒状側壁とを有するカップ状製品を成形する圧縮成形方法にして、
    　該底壁と該側壁の先端部を除く主部とを圧縮成形する第一の圧縮成形工程と、該側壁の該先端部を圧縮成形する第二の圧縮成形工程とを含み、
    　該第一の圧縮成形工程の開始に遅れて該第二の圧縮工程を開始し、
    　該第一の圧縮工程においては該側壁の該主部を超えて合成樹脂素材を流動せしめ、
    　該第二の圧縮成形工程においては該側壁の主部を超えて流動せしめられた合成樹脂素材を圧縮成形する、
    　ことを特徴とする圧縮成形方法。
  2. 　該第二の圧縮成形工程における圧縮圧力は該第一の圧縮成形工程における圧縮圧力よりも小さい、請求項１記載の圧縮成形方法。
  3. 　カップ状製品は容器であり、該側壁の該先端部は環状フランジを含む、請求項１又は２記載の圧縮成形方法。
  4. 　軟化乃至溶融状態の合成樹脂素材を圧縮して、底壁と該底壁の周縁から延出する筒状側壁とを有するカップ状製品を成形する圧縮成形装置にして、
    　雄型手段及び雌型手段を含む成形型手段と該成形型手段を開閉せしめるための型開閉手段とを含み、
    　該雄型手段と該雌型手段とのいずれか一方は該底壁と該側壁の先端部を除く主部とを規定する第一の成形型部材と該側壁の該先端部を規定する第二の成形型部材とを有する、
    　ことを特徴とする圧縮成形装置。
  5. 　該雌型手段が該第一の成形型部材と該第二の成形型部材とを有し、該雄型手段は単一の成形型部材から構成されている、請求項４記載の圧縮成形装置。
  6. 　該型開閉手段は該第一の成形型部材に圧縮圧力を付加する第一の加圧手段と、該第一の加圧手段による圧縮圧力の付加に遅れて該第二の成形型部材に圧縮成形圧力を付加する第二の加圧手段とを含む、請求項４又は５記載の圧縮成形装置。
  7. 　該第二の加圧手段による圧縮圧力は該第一の加圧手段により圧縮圧力よりも小さい、請求項４又は５記載の圧縮成形装置。
  8. 　該型開閉手段は可動基台を介して該雄型手段と該雌型手段との該一方に接続されており、該第一の成形型部材は圧縮ばね手段を介して該可動基台に接続されており、該第二の成形型部材は該可動基台に固定されている、請求項４又は５記載の圧縮成形装置。
  9. 　カップ状製品は容器であり、該側壁の該先端部は環状フランジを含む、請求項４から８までのいずれかに記載の圧縮成形装置。
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