JP3556320B2 - 把手付ボトルの成形方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、高温状態の液体を充填可能な把手付ボトルの成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
果汁、ミネラルウォーターなど高温状態の液体を充填する耐熱合成樹脂ボトルは知られており、その製法としてプリフォームを高温に加熱した金型内でブロー成形し、金型に数秒間密着させて熱処理する方法がある。
また、あらかじめ成形された把手の付いた合成樹脂ボトルも知られ、その製法として、例えば特開昭63−95931号に記載されているように、あらかじめ成形された把手を配置する部分が設けられた金型を用い、プリフォーム内に高圧のブローエアを吹き込んで金型内面に沿わせるようにしてボトルを成形すると共に、把手の嵌合部にプリフォームの壁を巻き付かせて把手を取り付け、底型をボトル下方に抜くと共に、胴型をボトル横方向に開いてボトルを取り出す方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の従来の把手付ボトルの耐熱性を向上するため、前者の熱処理方法を適用しようとすると、把手嵌合部付近は中心に近くて延伸度合が小さく肉厚が大きいため、加熱によると白濁が生じやすいものであり、これを避けるため熱処理温度を低く抑えると、得られた把手付ボトルの耐熱性が不十分となり、高温の液体を充填すると熱変形して正立しなくなるなどの品質不良が生ずるおそれがあった。本発明は、冷却の条件を工夫し、得られたボトルの前後方向および左右方向の直径を調整して収縮性のバランスを設定することにより、高温の液体を充填したときボトルが把手対向側に傾いたりするのを防ぐようにしたボトルの成形方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、嵌合部を有する把手をあらかじめ挿入した金型内で70℃以上130℃以下に加熱したプリフォームを二軸延伸ブロー成形して、その嵌合部にプリフォーム壁を巻き付かせて把手付ボトルとする方法において、金型の胴型の温度を80℃以上200℃以下とし、底型の温度を50℃以上150℃以下としておくと共に、ボトル本体をブロー成形し、金型に数秒間密着させて熱処理し、その後にブローエアを排気すると共に、ボトル本体中心から見て把手取付け方向と略々直交方向のボトル本体側面部により多く冷却媒体が当たるように、ボトル本体内に位置させた中空延伸ロッドの周側に形成した孔を通して冷却媒体を噴出させ、ボトル本体を内部より冷却して取り出すようにした把手付ボトルの成形方法を特徴とするものである。
【0005】
上記直交方向の側面部により多くの冷却媒体が当たるようにするために、中空延伸ロッドの構成を、上記直交方向に向けて孔を明けた構成のものとするか、または、三方向以上に向けて明けた孔の内、上記直交方向に向けた孔の数を多くするか孔径を大きくするかなどして、直交方向の孔の開口率が他の方向の孔よりも大きくなるように構成のものとするのが好ましい。
【0006】
また、本発明は、さらに、把手取付け位置のボトル本体側面部とその対向側面部とを結ぶボトル本体の直径を、これと直交方向の側面部を結ぶボトル本体の直径に対して0.95〜0.97の長さ比となるように成形される把手付ボトルの成形方法を特徴とする。上記ボトル本体の形状は、胴形が横断面で円状、多角形状、その他の任意形状とすることができ、かつ凹凸条、凹凸面などの形成も任意である。この場合、前記の直径は胴部の仮想内接円又は外接円に相当する円の直径として考慮される。
【0007】
【作用】
冷却媒体がより多く当たる前記直交方向の側面部に対して相対的に高い冷却温度で処理された把手取付け側の対向側面部が離型時に若干収縮(水平断面において中心側に収縮、以下同じ)した状態でボトルが成形される一方、このボトルに高温液体を充填すれば、熱処理が相対的に少ない上記直交方向の側面部が把手取付け位置の側面部とその対向側面部に比して若干大きく収縮し、結果としてボトルの正立状態の保持が実現することになる。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。
図1は本発明に係る把手付ボトルの成形状態図、図2はそのII−II線断面図、図3は延伸ロッドの変形例図、図4は把手付ボトルの側面図と底面略図である。
【0009】
本発明に係る把手付ボトル1は、図1,2に示すように、両端部をボトル本体2への嵌合部3aとした把手3をあらかじめ金型10に挿入し、この金型10内で70℃以上130℃以下に加熱したプリフォーム4を二軸延伸ブロー成形し、上記嵌合部3aにプリフォーム4の壁を巻き付かせて成形してなるものであり、金型10の胴型10a,10bの温度を80℃以上200℃以下とし、底型11の温度を50℃以上150℃以下としておくと共に、ブローエアを送り込んでボトル本体2をブロー成形し、金型に数秒間密着させて熱処理した後、ブローエアを排気した後に、中空の延伸ロッド21から、周側に形成してある孔22を通して冷却媒体をボトル本体2内に噴出させ、この噴出は、ボトル本体2の中心軸から見て把手3の取付け方向(把手側と対向側とを結ぶ方向)Bのボトル本体側面部よりも、これと略々直交方向Aの側面部により多く冷却媒体が当たるように行い、つまり、把手3の取付け方向がその直交方向より高温になっているようにしつつ冷却し、ボトル本体2を内部より冷却して成形してなるものである。
【0010】
プリフォーム4の材質としては、特にポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂が加熱により耐熱性を向上できるので好ましい。プリフォーム4はあらかじめ70℃以上130℃以下の延伸温度範囲に加熱しておく必要がある。
また、このプリフォーム4は、図1に示すようにあらかじめ少なくとも口栓部5天面近辺、望ましくはネックリング部6までを加熱して結晶化処理して白化させるのが好ましい。このことで高温充填時の口栓部5の変形による内容物の漏れや空気の侵入をなくすことができる。
【0011】
ブロー成形用金型10の胴型10a,10bの温度は80℃以上200℃以下の範囲とし、底型11の温度は50℃以上150℃以下、望ましくは90℃以上120℃以下の範囲にしておく。
胴型10a,10bの温度が80℃未満では、成形したボトル1の胴部に耐熱性が付与されず、高温充填時に変形が発生する。また、200℃を越えると把手3の嵌合部3aまでの巻き付き不良の発生およびこの近辺の白濁が発生する。底型11の温度が50℃未満では、得られたボトル1の底部7の耐熱性が乏しく、150℃を越えると成形時に変形する。
【0012】
上記胴型10a,10bは、それぞれの内部に設けられた図示しない温水配管等により保温されており、成形後のボトル1を2〜10秒間、特に好ましくは4〜8秒間接触させて熱処理を行い、耐熱性を向上させるようにしてある。
【0013】
中空の延伸ロッド21は、ボトル本体2の底部7付近まで進入可能に設置し、その周面には、ボトル本体2の中心と把手3とを結ぶ垂直断面に沿う横方向、即ち把手取付け方向Bには孔22を形成せず、この方向Bと略々直交方向Aの側面に孔22を形成し、かつロッド長手方向には適宜間隔を置いて複数個形成し、冷却媒体が上記直交方向Aのボトル本体2の側面部分に当たってから本体内に充満し、口元より系外に排出(図1の矢視状態)されるようにしてある。冷却時間は2〜10秒間、特に好ましくは4〜8秒間がよい。冷却媒体としては、空気等の気体が好ましく、この場合、ロッド内圧で20〜40kg/cm2 程度が好ましい。
なお、上記孔22は丸孔として図示してあるが、孔形状は任意であり、細長溝条の孔などであってもよい。
【0014】
上記孔22は、把手取付け方向Bにも明けることが可能である。この場合には図3(1)に示すように、把手取付け方向Bの孔22よりも直交方向Aの孔22が同径で数多くなるように形成するか、同(2)に示すように、把手取付け方向Bの孔22の径を小径とし、直交方向Aの孔22を同数で大径となるように形成し、或いはこれらの混合態様とするなどが可能であり、いずれにしても上記直交方向Aのボトル本体2の側面部分により多く冷却媒体が当たるように形成するものとする。
【0015】
上記のようにして成形した把手付ボトル1は、冷却媒体がより多く当たる上記直交方向Aの側面部に対して相対的に高い冷却温度で処理された把手取付け側の対向側面部が離型時に若干収縮し、把手取付け位置の側面部は把手によってほとんど収縮しない状態で形成され、従って上記把手取付け方向Bのボトル本体2下部の直径Sが上記直交方向Aのボトル本体2下部の直径Lよりも若干短い横断面楕円状、すなわち、L:S=1:0.95〜0.97に形成される。
上記冷却媒体による冷却程度は、胴下部の横断面が真円状のブロー成形用金型10を使用した場合でもボトル本体が上記長短比の状態となるように設定するものである。
【0016】
ボトル本体2の直径比が上記の時、成形時のボトル1は若干傾斜した形態となるが、高温液体を充填すると、上記直交方向Aと把手取付け方向Bの側面の収縮程度が異なり、熱処理が相対的に少ない上記直交方向Aの側面部が把手取付け方向Bの側面部、特に把手取付け位置の対向側面部に比して若干大きく収縮し、真円に近くなるとともにボトル傾斜が小さくなり、把手付ボトル1はほぼ正立することになる。
【0017】
なお、上記においてボトル本体2の横断面形状を楕円状として述べたが、この形状は変形円状、多角形状、その他の任意形状とすることができるものであって限定されるものではない。
金型10の底型11には、図示しない凹凸のリブ形状を形成しておくのが好ましく、これによって成形された把手付ボトル1の底部7には、対応する凹凸リブが形成されて底部7の強度を向上させると共に、液体充填時の変形を防止することができる。
【0018】
表1は、上記本発明に係る成形方法によって成形した実施例1及び実施例2の把手付ボトルと、四側面すべてに同一孔を形成してなる延伸ロッドを用いて成形してなる対比例としての把手付ボトルとの成形状態を比較したものである。
なお、上記以外はいずれも同金型により同一条件で成形したものである。
【0019】
表1において、「ボトル高さの差」は、成形ボトル垂直高さの最大値から垂直高さの最小値を引いた寸法差を示しており、この高さの差が大きい程傾斜度が大きく、高さの差が小さい程正立に近いことを意味する。
「ボトル取出時」は、金型から取出した直後の成形ボトルを指し、「高温充填時」は、70℃温水をネックリング部6近くまで充填後、密栓し、24時間常温にて保存した後の成形ボトルを指す。
【0020】
【表1】
【0021】
実施例1,2は、ボトル胴径の長径L:短径S=1:0.95〜1:0.97の範囲であるが、ボトル取出時にボトルは傾斜しているものの、高温液体の充填後は傾斜が小さくなり、ほぼ正立することが確認された。
しかし、同比が1:1の対比例では、ボトル取出時に正立しているものの、高温液体充填後に傾斜し、正立しない場合が生じ、商品となり難いという品質問題が生じた。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、延伸ロッドからの冷却媒体を把手取付け方向に比して直交方向の側面部により多く当てることにより、従来とは異なる把手付ボトルを成形することができ、このボトルによれば、高温液体の充填後にボトルが傾斜することなく、ほぼ正立するので、安定して載置可能な液体充填ボトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る把手付ボトルの成形状態図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1,2に示した延伸ロッドの変形例を示し、(1)は変形の一例を示す延伸ロッドの部分側面図とその横断面図、(2)は別の変形の一例を示す延伸ロッドの部分側面図とその横断面図である。
【図4】成形された把手付ボトルを示し、(1)はその側面図、(2)はその底面略図である。
【符号の説明】
1 把手付ボトル
2 ボトル本体
3 把手
3a 把手の嵌合部
4 プリフォーム
7 底部
10 金型
10a 胴型
10b 胴型
11 底型
21 延伸ロッド
22 孔
A 直交方向
B 把手取付け方向
L 長径
S 短径
Claims (2)
- 嵌合部を有する把手をあらかじめ挿入した金型内で70℃以上130℃以下に加熱したプリフォームを二軸延伸ブロー成形し、その嵌合部にプリフォーム壁を巻き付かせて把手付ボトルを成形する方法において、金型の胴型の温度を80℃以上200℃以下とし、底型の温度を50℃以上150℃以下としておくと共に、ボトル本体をブロー成形し、金型に数秒間密着させて熱処理し、その後にブローエアを排気すると共に、ボトル本体中心から見て把手取付け方向と略々直交方向のボトル本体側面部により多く冷却媒体が当たるように、ボトル本体内に位置させた中空延伸ロッドの周側に形成した孔を通して冷却媒体を噴出させ、ボトル本体を内部より冷却して取り出すことを特徴とする把手付ボトルの成形方法。
- 把手取付け位置のボトル本体側面部とその対向側面部とを結ぶボトル本体の直径が、これと直交方向の側面部を結ぶボトル本体の直径に対して0.95〜0.97の長さ比に成形されることを特徴とする請求項1に記載の把手付ボトルの成形方法。
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