JP2007045119A - 筒状胴部を備えたプラスチック容器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄くて細長い円筒状胴部を備えた軽いプラスチック容器を製造するのに適した方法を提案すること。
【解決手段】円筒状胴部2、底部3および先端部4を備えたプラスチック容器の製造方法であって、円筒状胴部2より厚くて短い厚肉円筒状胴部12の両端に、底部3および先端部4が既に形成されたプリフォーム11を、射出成形により製造する(ステップST1)。プリフォーム11の厚肉筒状胴部12を延伸ブローに適した温度に加熱する(ステップST2)。プリフォーム11の加熱部分を延伸ブローして、最終長さの薄い円筒状胴部2を備えたプラスチック容器1を成形する(ステップST3)。
【選択図】図3
【解決手段】円筒状胴部2、底部3および先端部4を備えたプラスチック容器の製造方法であって、円筒状胴部2より厚くて短い厚肉円筒状胴部12の両端に、底部3および先端部4が既に形成されたプリフォーム11を、射出成形により製造する(ステップST1)。プリフォーム11の厚肉筒状胴部12を延伸ブローに適した温度に加熱する(ステップST2)。プリフォーム11の加熱部分を延伸ブローして、最終長さの薄い円筒状胴部2を備えたプラスチック容器1を成形する(ステップST3)。
【選択図】図3
Description
本発明は、プラスチック製の円筒容器などを効率良く廉価に製造することのできるプラスチック容器の製造方法に関するものである。
従来において、液体や粉体などの固体を収納するためのプラスチック製の細長い円筒状容器は、射出成形により製造されている。射出成形法により筒状のプラスチック容器を製造する場合には、筒状胴部が長くなる程、また、その肉厚が薄くなる程、生産効率が低下し、コスト高になる。
本発明の課題は、この点に鑑みて、薄くて軽い筒状胴部を備えたプラスチック容器を効率良く、しかも廉価に製造可能な方法を提案することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は、第1端部と、第2端部と、これら第1端部および第2端部の間に形成された筒状胴部とを備えたプラスチック容器の製造方法において、前記第1端部と、前記第2端部と、前記筒状胴部より短い厚肉筒状胴部とを備えたプリフォームを射出成形により製造するプリフォーム製造工程と、このプリフォームの前記厚肉筒状胴部の少なくとも一部を延伸成形あるいは延伸ブロー成形に適した温度に加熱する加熱工程と、前記プリフォームの加熱部分に延伸成形あるいは延伸ブロー成形を施して、最終長さの前記筒状胴部を備えたプラスチック容器を形成する成形工程とを含むことを特徴としている。
本発明の方法では、筒状胴部を備えたプラスチック容器における第1端部および第2端部を射出成形により製造し、これらの間の筒状胴部については、少なくともその一部を延伸成形あるいは延伸ブロー成形により製造している。延伸成形あるいは延伸ブロー成形を採用することにより、従来に比べて薄肉で、しかも細長い筒状胴部を効率良く廉価に製造できる。
ここで、薄くて細長い筒状胴部を形成するために、本発明の前記成形工程では、前記厚肉筒状胴部をその軸線方向に延伸、または、延伸ブローすることを特徴としている。
また、所望の太さの薄い筒状胴部を形成するために、本発明の前記成形工程では、前記厚肉筒状胴部をその軸線方向および当該軸線方向に直交する方向に延伸ブローして、太さの異なる前記筒状胴部を成形することを特徴としている。
さらに、精度良く、所望の太さの薄い筒状胴部を形成するために、本発明の前記成形工程は、前段成形工程と後段成形工程とを含み、前記前段成形工程では、延伸ロッドで前記プリフォームの前記厚肉筒状胴部を軸線方向に延伸しながら、当該プリフォームが前記延伸ロッドに接触しないように前記厚肉筒状胴部内にエアーを吹き込み、前記後段成形工程では、型閉めしたブロー金型内において、延伸後のプリフォーム内にブローエアーを吹き込み、最終形状の前記筒状胴部を成形することを特徴としている。
さらには、プリフォームの厚肉筒状胴部と同一太さの筒状胴部、あるいは細い筒状胴部を精度良く形成するために、本発明の前記成形工程では、延伸ロッドを用いて前記プリフォームの前記筒状容器の前記厚肉筒状胴部を軸線方向に延伸しながら、当該厚肉筒状胴部が前記延伸ロッドの外周面に密着するように、当該厚肉筒状胴部の外側に高圧エアーを導入することを特徴としている。
次に、本発明の方法では、50℃から160℃までの範囲内の温度に調整された前記延伸ロッドを用いることを特徴としている。
また、本発明の方法では、50℃から160℃までの範囲内の温度に調整された前記ブロー金型を用いることを特徴としている。
本発明の方法によれば、前記成形工程において、前記プリフォームの前記厚肉筒状胴部を、その軸長が1.2倍から5倍までの範囲内の寸法となるように延伸することができる。
また、プラスチック素材としては、PET、PEN、PPおよびPCのいずれか一つを用いることができる。
この代わりに、PETまたはPENに、PE、PP、PC、ナイロンおよびEVOHのうちの少なくとも一つを1〜25重量%配合した混合樹脂を用いることもできる。
また、前記樹脂あるいは混合樹脂に、難燃剤、酸化防止剤、および紫外線防止剤のうちの少なくとも一つを混合して、プラスチック容器の難燃性、耐久性を改善することもできる。
次に、本発明の筒状胴部を備えたプラスチック容器は、上記の方法によって製造されたことを特徴としている。本発明の方法によれば、プリフォーム外径より細い外径の筒状胴部を備えたプラスチック容器を製造できる。また、第1端部および第2端部がほぼ同一外径のプラスチック容器を製造できる。さらに、第1端部、第2端部および筒状胴部の内径がほぼ同一のプラスチック容器を製造できる。
本発明の筒状胴部を備えたプラスチック容器の製造方法では、筒状胴部の両端部分を、予め射出成形によって成形しておき、これらの部分を備えたプリフォームの厚肉筒状胴部の一部あるいは全部を延伸あるいは延伸ブローして、所望の厚さ、太さ、および長さの筒状胴部を備えたプラスチック容器を製造している。したがって、射出成形では得ることが出来ない、あるいは得ることが困難な薄くて細長い筒状胴部を備えたプラスチック容器を効率良く、しかも廉価に製造できる。
以下に、図面を参照して本発明を適用した筒状胴部を備えたプラスチック容器の製造方法の一例を説明する。
(実施の形態1)
図1(a)、(b)および(c)は、本発明の方法によって製造されたプラスチック容器の一例を示す縦断面図、先端側の端面を示す端面図、および底側の端面を示す端面図である。プラスチック容器1は、全体として同一外径の円筒であり、細長い円筒状胴部2(筒状胴部)と、この円筒状胴部2の一端を封鎖している底部3(第1端部)と、円筒状胴部2の他端に形成されている先端部4(第2端部)とを備えている。底部3は円筒状胴部2に連続している厚肉円筒部分3aと、この厚肉円筒部分3aの端を封鎖している円形底板3bを備えている。先端部4は円筒状胴部2に連続している厚肉円筒部分4aと、先端開口部4bとを備えており、これらの内径は、円筒状胴部2の内径に比べて肉厚の差だけ小径となっている。また、円筒状胴部2における底部3および先端部4に連続している部分は、これらの部分からテーパ状に肉厚が漸減しているテーパ状部分2a、2bとされ、これらの間の部分が薄肉円筒部分2cとされている。
図1(a)、(b)および(c)は、本発明の方法によって製造されたプラスチック容器の一例を示す縦断面図、先端側の端面を示す端面図、および底側の端面を示す端面図である。プラスチック容器1は、全体として同一外径の円筒であり、細長い円筒状胴部2(筒状胴部)と、この円筒状胴部2の一端を封鎖している底部3(第1端部)と、円筒状胴部2の他端に形成されている先端部4(第2端部)とを備えている。底部3は円筒状胴部2に連続している厚肉円筒部分3aと、この厚肉円筒部分3aの端を封鎖している円形底板3bを備えている。先端部4は円筒状胴部2に連続している厚肉円筒部分4aと、先端開口部4bとを備えており、これらの内径は、円筒状胴部2の内径に比べて肉厚の差だけ小径となっている。また、円筒状胴部2における底部3および先端部4に連続している部分は、これらの部分からテーパ状に肉厚が漸減しているテーパ状部分2a、2bとされ、これらの間の部分が薄肉円筒部分2cとされている。
図2は、プラスチック容器1の製造に用いるプリフォームを示す縦断面図である。プリフォーム11はプラスチックの射出成形品であり、厚肉円筒状胴部12(厚肉筒状胴部)と、この厚肉円筒状胴部12の一端を封鎖している底部13と、厚肉円筒状胴部12の他端に形成されている先端部14とを備えている。厚肉円筒状胴部12は、最終成形品であるプラスチック容器1の円筒状胴部2と同一外径のものであるが、肉厚が厚く、軸長が約半分の寸法となっている。これに対して、底部13および先端部14は、プラスチック容器1の底部3および先端部4と同一形状および厚さのものであり、それぞれ、厚肉円筒部分3aおよび円形底板3bに対応する部位13a、13bと、厚肉円筒部分4aおよび先端開口部4bに対応する部位14aおよび14bを備えている。
以下に述べるように、プリフォーム11の底部13および先端部14は、延伸ブロー成形されることなく、そのままプラスチック容器1の底部3および先端部4となる。プリフォーム11の厚肉筒状胴部12のみが延伸ブローされて、プラスチック容器1の薄くて長い円筒状胴部2に成形される。
図3はプラスチック容器1の製造工程を示す概略フローチャートである。本例の製造方法では、まず、プラスチック素材からプリフォーム11を射出成形により製造する(プリフォーム製造工程:ステップST1)。次に、プリフォーム11の厚肉円筒状胴部12を延伸ブローに適した温度に加熱する(加熱工程:ステップST2)。しかる後に、プリフォーム11の加熱部分を延伸ブローして、最終長さの円筒状胴部2を備えたプラスチック容器1を製造する(部分延伸ブロー工程:ステップST3)。
プリフォーム11を射出成形するために用いるプラスチック素材としては、PET、PEN、PPあるいはPCを用いることができる。この代わりに、PETまたはPENに、PE、PP、PC、ナイロンおよびEVOHのうちの少なくとも一つを1〜25重量%配合した混合樹脂を用いることもできる。また、難燃性、耐久性、耐候性などの付与、あるいは、内容物の劣化防止などのために、難燃剤、酸化防止剤、紫外線防止剤を混合したものを用いることもできる。
成形工程である部分延伸ブロー工程(ステップST3)は、延伸工程(ステップST3a)とブロー成形工程(ステップST3b)の二工程が含まれている。延伸工程(ステップST3a)においては、延伸ブローに適した状態に加熱されたプリフォーム11を型開き状態のブロー成形金型に入れ、当該プリフォーム11の底部13および先端部14を部分割型で固定し、延伸ロッドをプリフォーム11の先端部14の先端開口部14bから挿入して、プリフォーム11の厚肉円筒状胴部12を軸線方向に所定量だけ延伸する。延伸は、プリフォーム11の厚肉円筒状胴部12が延伸ロッドに接触しないように、所定圧力のエアーを先端開口部14bからプリフォーム11内に吹き込みながら行う。
延伸が完了した時点でブロー成形金型を閉じて、ブロー成形工程(ステップ3b)を行う。この工程では、高圧ブローエアーをプリフォーム内に吹き込み、延伸部分をブロー成形金型の内周面に押し当てて、当該延伸部分に最終形状を付与する。以上の工程を経て、薄くて長い円筒状胴部2が備わったプラスチック容器1が得られる。なお、ブロー成形型の内周面部分は、50℃から160℃までの範囲内の温度に加熱した状態で用いることが望ましい。
本発明者等は、本例の方法により、外径が60mm、長さが350mmのプラスチック容器1を製造したところ、厚さが0.5mmの薄くて軽いものを得ることができた。従来における射出成形法により製造した同一寸法のプラスチック容器では、肉厚を1.5mm程度まで薄くすることが限界である。本例の方法によれば、従来に比べて、格段に薄肉で軽量な円筒状のプラスチック容器が得られることが確認できた。
また、プラスチック容器1の円筒状胴部2は、延伸されて結晶化度が上昇し、強度、耐熱性およびガスバリア性が共に改善されるという利点もある。
なお、本例では、プリフォーム11の円筒状胴部12の全体を加熱して延伸ブローしている。この代わりに、円筒状胴部12の一部のみを加熱し、加熱部分のみを延伸ブローしてもよい。
(実施の形態2)
図4(a)および(b)は、本発明の方法によって製造されたプラスチック容器の一例を示す半断面図、およびその一部を拡大して示す部分拡大断面図である。プラスチック容器21は全体として円筒形状をしており、細長い円筒状胴部22(筒状胴部)と、この円筒状胴部22の一端を封鎖している底部23(第1端部)と、円筒状胴部22の他端に形成されている先端部24(第2端部)とを備えている。
図4(a)および(b)は、本発明の方法によって製造されたプラスチック容器の一例を示す半断面図、およびその一部を拡大して示す部分拡大断面図である。プラスチック容器21は全体として円筒形状をしており、細長い円筒状胴部22(筒状胴部)と、この円筒状胴部22の一端を封鎖している底部23(第1端部)と、円筒状胴部22の他端に形成されている先端部24(第2端部)とを備えている。
底部23は、厚肉円筒部23aと、この内部を封鎖している円形底板23bとを備えている。厚肉円筒部23aは円筒状胴部22に連続している一定厚さの円筒部分23cと、この部位23cの後端に連続して僅かに先細りとなっている円筒部分23dとを備えており、これらの境界部分に円形底板23bが位置している。また、円形底板23bの外側面には2枚の補強リブ23eが垂直に起立しており、各補強リブ23eの両端は円筒部分23dに繋がっている。
先端部24は、厚肉円筒部分24aと、その外周面から外方に突出している円筒状突起24bとを備えており、厚肉円筒部分24aの先端が開口部24cとなっている。
円筒状胴部22は、両側の底部23および先端部24の内径と同一内径であり、これらに連続して肉厚が漸減しているテーパ状円筒部分22a、22bと、これらに連続している薄肉円筒部分22cとを備えている。
図5は、プラスチック容器1の製造に用いるプリフォームを示す半断面図である。プリフォーム31はプラスチックの射出成形品であり、厚肉円筒状胴部32(厚肉筒状胴部)と、この厚肉円筒状胴部32の一端を封鎖している底部33と、厚肉円筒状胴部32の他端に形成されている先端部34とを備えている。厚肉円筒状胴部32は、最終成形品であるプラスチック容器1の円筒状胴部22と同一内径のものであるが、肉厚が厚く、軸長が約半分の寸法となっている。これに対して、底部33および先端部34は、プラスチック容器1の底部23および先端部24と同一形状および厚さのものである。
ここで、プリフォーム31の底部33および先端部34は、延伸ブロー成形されることなく、そのままプラスチック容器21の底部23および先端部24となる。これに対して、プリフォーム31の厚肉筒状胴部32は後述のように延伸ブローされて、両端部分にテーパ状に肉厚が漸減しているテーパ状円筒部分22a、22bと、これらの間に形成されている薄肉円筒部分22cを備えたプラスチック容器21の円筒状胴部22となる。
プリフォーム31からプラスチック容器21の製造工程例を説明する。まず、プラスチック素材からプリフォーム31を射出成形により製造する(プリフォーム製造工程)。次に、プリフォーム31の厚肉円筒状胴部32を延伸に適した温度に加熱する(加熱工程)。しかる後に、プリフォーム31の加熱部分を延伸して、最終長さの円筒状胴部22を備えたプラスチック容器21を製造する(成形工程)。
プリフォーム31を射出成形するために用いるプラスチック素材としては、PET、PEN、PPあるいはPCを用いることができる。この代わりに、PETまたはPENに、PE、PP、PC、ナイロンおよびEVOHのうちの少なくとも一つを1〜25重量%配合した混合樹脂を用いることもできる。また、難燃性、耐久性、耐候性などの付与、あるいは、内容物の劣化防止などのために、難燃剤、酸化防止剤、紫外線防止剤を混合したものを用いることもできる。
成形工程においては、例えば図6(a)に示すように、延伸に適した状態に加熱されたプリフォーム31の先端部34を両側から固定用割金型41、42で把持して移動しないように固定する。また、図6(b)に示すように、プリフォーム31の底部33が変形しないように、当該底部33が丁度はまり込む底型44を当該底部34に被せて固定する。この状態で、プリフォーム31の内径とほぼ同一の外径の延伸ロッド43をプリフォーム31の先端部34の先端開口部34cから挿入し、当該延伸ロッド43を押し上げてプリフォーム31の厚肉円筒状胴部32を軸線方向に所定量だけ延伸する。
この延伸時には、底部33を覆っている底型44も延伸ロッド43と同期させて上昇させる。延伸ロッド43の円形外周面43aは、厚肉円筒状胴部32を延伸成形に適した温度状態に保持するために加熱しておくことが望ましく、例えば、50℃から160℃までの範囲内の温度に加熱した状態としておく。図6(c)は延伸終了時点の状態を示してある。
延伸成形が終了した後は、延伸ロッド23を引き抜き、固定用割金型21、22を開き、成形後のプラスチック容器1を取り出す。延伸ロッド23の引き抜きのために、延伸ロッド23の円形外周面23aは、その先端側に向けて僅かに外径が細くなるように抜き勾配を付けておく。
ここで、プラスチック容器1の延伸成形部を精度良く成形するために、延伸ロッド43による延伸を、高圧ブローエアーにより延伸中の厚肉円筒状胴部32を外側から内側の延伸ロッド43の円形外周面43aに押し当てながら行うようにしてもよい。この場合には、延伸ロッド43の円形外周面43aの形状をプラスチック容器21の円筒状胴部22に付与することができるので、当該円筒状胴部22を両側の底部23、先端部24よりも小径、あるいは大径にすることができ、また、部分的に異なる径とすることもできる。
(その他の実施の形態)
上記の例は、円筒状胴部を備えたプラスチック容器の製造に関するものである。本発明の方法は、多角形状など円形以外の断面形状をした筒状胴部を備えたプラスチック容器の製造にも適用できる。
上記の例は、円筒状胴部を備えたプラスチック容器の製造に関するものである。本発明の方法は、多角形状など円形以外の断面形状をした筒状胴部を備えたプラスチック容器の製造にも適用できる。
また、最終成形品であるプラスチック容器の筒状胴部の形状によっては、最終成形品の筒状胴部よりも太い厚肉筒状胴部を備えたプリフォームを製造し、この厚肉筒状胴部を二軸延伸ブローして、細長い薄肉の筒状胴部を成形することもできる。
なお、筒状胴部の軸線方向の延伸倍率としては、一般に、1.2倍から5倍までの範囲とすることができる。
1、21 プラスチック容器
2、22 円筒状胴部
3、23 底部
4、24 先端部
11、31 プリフォーム
12、32 厚肉円筒状胴部
13、33 底部
14、34 先端部
41、42 固定用割金型
43 延伸ロッド
44 底型
2、22 円筒状胴部
3、23 底部
4、24 先端部
11、31 プリフォーム
12、32 厚肉円筒状胴部
13、33 底部
14、34 先端部
41、42 固定用割金型
43 延伸ロッド
44 底型
Claims (12)
- 第1端部と、第2端部と、これら第1端部および第2端部の間に形成された筒状胴部とを備えたプラスチック容器の製造方法であって、
前記第1端部と、前記第2端部と、前記筒状胴部より短い厚肉筒状胴部とを備えたプリフォームを射出成形により製造するプリフォーム製造工程と、
このプリフォームの前記厚肉筒状胴部の少なくとも一部を延伸成形、あるいは延伸ブロー成形に適した温度に加熱する加熱工程と、
前記プリフォームの加熱部分に延伸成形、あるいは延伸ブロー成形を施して、最終長さの前記筒状胴部を備えたプラスチック容器を形成する成形工程と
を含むことを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項1において、
前記成形工程では、前記厚肉筒状胴部をその軸線方向に延伸、または、延伸ブローすることを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項1において、
前記成形工程では、前記厚肉筒状胴部をその軸線方向および当該軸線方向に直交する方向に延伸ブローして、太さの異なる前記筒状胴部を成形することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項3において、
前記成形工程は、前段成形工程と後段成形工程を含み、
前記前段成形工程では、延伸ロッドで前記プリフォームの前記厚肉筒状胴部を軸線方向に延伸しながら、当該プリフォームが前記延伸ロッドに接触しないように前記厚肉筒状胴部内にエアーを吹き込み、
前記後段成形工程では、型閉めしたブロー金型内において、延伸後のプリフォーム内にブローエアーを吹き込み、最終形状の前記筒状胴部を成形することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項3において、
前記成形工程では、延伸ロッドを用いて前記プリフォームの前記筒状容器の前記厚肉筒状胴部を軸線方向に延伸しながら、当該厚肉筒状胴部が前記延伸ロッドの外周面に密着するように、当該厚肉筒状胴部の外側に高圧エアーを導入することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項4または5において、
50℃から160℃までの範囲内の温度に調整された前記延伸ロッドを用いることを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項4において、
50℃から160℃までの範囲内の温度に調整された前記ブロー金型を用いることを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項1ないし7のうちのいずれかの項において、
前記成形工程では、前記プリフォームの前記厚肉筒状胴部を、その軸長が1.2倍から5倍までの範囲内の寸法となるように延伸することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項1ないし8のうちのいずれかの項において、
前記プリフォームを、PET、PEN、PPおよびPCのいずれか一つの樹脂を用いて射出成形することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項1ないし8のうちのいずれかの項において、
前記プリフォームを、PETまたはPENに、PE、PP、PC、ナイロンおよびEVOHのうちの少なくとも一つを1〜25重量%配合した混合樹脂を用いて射出成形することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項9または10において、
前記樹脂あるいは混合樹脂に、難燃剤、酸化防止剤、および紫外線防止剤のうちの少なくとも一つを混合することを特徴とするプラスチック容器の製造方法。 - 請求項1ないし11のうちのいずれかの項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする筒状胴部を備えたプラスチック容器。
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JPS52111965A (en) * | 1976-03-17 | 1977-09-20 | Katashi Aoki | Elongating parison blow molding method |
JPH0278520A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-19 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 上げ底を有する中空容器の延伸ブロー成形方法 |
JPH0462028A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-27 | Dainippon Printing Co Ltd | 高延伸ブロー成形容器の製造方法 |
-
2005
- 2005-08-12 JP JP2005234709A patent/JP2007045119A/ja active Pending
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