JP6115853B2 - 2軸延伸ブロー成形容器、その容器用プリフォーム及びそのプリフォームの射出成形装置 - Google Patents
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Description
内容物を外から見えない様にする手段としては、容器自体を着色した樹脂により不透明にする、容器の外表面を不透明に塗装する、容器の外表面を不透明な、あるいは表面に不透明な印刷をしたシュリンクフィルムでオーバーコートする等の手段が用いられている。
一方、予め射出成形により試験管状(有底の筒状)に形成された予備成形品であるプリフォームを2軸延伸ブロー成形したポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)樹脂製等の、2軸延伸ブロー成形容器ではダイレクトブロー成形容器のように、容器に縦帯状の透明な窓部を形成しようとしても、透明な窓部の一部に着色した樹脂が混入して窓部の一部が不透明になってしまう等の問題がある。
略全体が不透明なA樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明なB樹脂からなる縦帯状部が形成されるとともに、底部の底壁において、縦帯状部が底壁の周縁から中心方向に、底壁の中心位置を越えて配設されている試験管状のプリフォームを射出成形するための射出成形装置において、
この射出成形装置は溶融したA樹脂とB樹脂を周方向に沿って積層するノズル部と、該ノズル部の先端に配設される金型を有し、
ノズル部は、
円筒状の内側マンドレルと外側マンドレルを同中心軸状に配設し、また内側マンドレルにノズルの先端部で溶融樹脂A、Bの流動を開放及び遮断する機能を発揮する円柱状のシャットオフピンを挿入配設し、
内側マンドレルと外側マンドレルの間に下流側に向かって円筒状流路と、この円筒状の流路が下流に向かってテーパー状に縮径する縮径流路を順に形成し、この縮径流路の下流に溶融樹脂A、Bが円筒状から円柱状に合流する円柱状の合流路を配設し、
また、円筒状流路と縮径流路を周方向に分断するように縦溝流路を形成したものであり、
この縦溝流路は所定位置から下流側で、上流側に比較して流路幅を縮幅すると共に流路深さを深くしたものであり、
溶融状態のB樹脂を縦溝流路に供給し、溶融状態のA樹脂を縦溝流路を除く円筒状流路に供給し、ノズル部の合流路でB樹脂を該合流路の周縁から中心位置を越えてA樹脂中にスリット状に積層し、そして金型のキャビティのプリフォームの底部底壁の中央に相当する位置に配設されるピンゲートを介して円柱状に合流した溶融樹脂A、Bを金型のキャビティ内に射出、充填する構成とする、
と云うものである。
2軸延伸ブロー成形に適用される試験管状のパリソンの射出成形の場合には、円筒状に形成された溶融樹脂A、Bを円筒状のままではなくノズル部の先端でその円筒よりも小径の円柱状に合流させ、この円柱状に合流した溶融樹脂A、Bを、ピンゲートを介してその円柱よりも大径の試験管状に形成された円筒状のキャビティ内に射出、流動させて充填する。
上記のノズル部の先端部で円柱状に合流、形成された溶融樹脂A、Bでは、B樹脂は円柱状に形成されるA樹脂の中にその周縁部から中心位置にかけてスリット状に積層した(挟み込まれた)状態となる。
B樹脂を透明な樹脂にして、容器の周壁に縦帯状に窓部を形成しようとする場合、前述したように透明な窓部の一部、特に窓部の内周面側に着色樹脂が混入し、窓部の一部が不透明になってしまう等の問題が生じる。
一方、B樹脂が円柱状の流路の中心位置を越えてスリット状に積層する場合には、着色したA樹脂からなる周壁の内周面側に透明なB樹脂が混入する懸念があるが、透明なB樹脂は着色したA樹脂により被覆されるので、外観的性が損なわれることはない。
その基本的な技術思想は、ノズル部の先端部で円柱状に合流した状態で、円柱状の流路内で、スリット状に積層するB樹脂を周縁から中心位置に向けて少なくとも中心位置に十分到達するように、さらに、射出成形条件の僅かな振れによるB樹脂の積層位置の変動や、ピンゲートから射出される溶融樹脂の流動挙動に乱れが生じることを考慮して、B樹脂を周縁から中心位置を越えてスリット状に積層するように、ノズル部内でのB樹脂の流路設計する点にある。
まず円筒状流路と縮径流路を周方向に分断するように縦溝流路を形成することによりA樹脂とB樹脂の周方向の区分けを明確にすることができる。
また、縦溝流路は所定位置から下流側で、上流側に比較して流路幅を縮幅すると共に流路深さを深くすることにより縦溝流路を流動するB樹脂の圧力低下を抑制する共に、B樹脂の流動方向をより横方向、すなわちノズル部の中心軸方向に向けることにより、
ノズル部の先端部での合流時、円柱状の流路の中心位置近傍でB樹脂がA樹脂を周縁部方向に押し込むように力を作用させることができ、B樹脂を、円柱状の流路の周縁から中心方向に向けて少なくとも中心位置に十分到達するように、さらには中心位置を越えて、スリット状に積層することが可能となる。
容器に縦帯状の透明な窓部を形成する際には、同一の合成樹脂でA樹脂は着色して不透明な樹脂、B樹脂は未着色で透明な樹脂とする。
また、上記構成、さらには以降の説明では射出成形装置について、便宜上、例えば縦溝流路と云うように縦、横と云う方向性を含んだ用語を使用しているが、縦はノズル部の中心軸方向に相当し、横は中心軸方向と直角な方向に相当する。
また、上記構成では「縦溝流路の下流側の所定範囲で、上流側に比較して縦溝流路の流路幅を縮幅すると共に流路深さを深くしたものであり、・・・」と云う構成要件が記載されているが、必ずしも、同一の所定範囲で流路幅を縮幅したり、流路深さを深くする必要はなく、それぞれについてその範囲を適宜決めることができる。
本発明のプリフォームに係る主たる構成は、略全体が不透明な樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明な樹脂からなる縦帯状部が窓部として形成されている2軸延伸ブロー成形容器を成形するための射出成形による試験管状のプリフォームであって、
略全体が不透明な樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明な樹脂からなる縦帯状部が形成されるとともに、底部の底壁において、縦帯状部が底壁の周縁から中心方向に、該底壁の中心位置を越えて配設されている、と云うものである。
なお、前述した本発明の射出成形装置では、縦帯状部をプリフォームの全高さ範囲に形成する構成とすることができるが、上流側にチェックバルブを配設する等の手段により、縦溝流路へのB樹脂の供給を適宜のタイミングで遮断、開始することにより、縦帯状部を、たとえば口筒部を除く所定の高さ範囲に亘って配設することも可能である。
本発明の2軸延伸ブロー成形容器に係る主たる構成は、略全体が不透明な樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明な樹脂からなる縦帯状部が窓部として形成されるとともに、底部の底壁において、縦帯状部が底壁の周縁から中心方向に、該底壁の中心位置を越えて配設されている、と云うものである。
勿論、縦帯状部の配設範囲は上記のように全高さ範囲に限定されることなく、使用目的に応じて予め定めた所定の高さ範囲とすることができる。
本発明のプリフォームの射出成形装置にあっては、ノズル部内でB樹脂が流動する縦溝流路の下流側の形状を、流路幅を縮幅する、流路深さを深くする、内側マンドレル、さらにはストッパーピンの先端部にスリットを刻設する等の構成とすることによりB樹脂の横方向への流動性を高め、B樹脂を、A樹脂と合流する円柱状の流路の周縁から中心方向に向けて少なくとも中心位置に十分到達するように、さらには中心位置を越えて、A樹脂中にスリット状に積層することができる。
さらに、このプリフォームを2軸延伸ブロー成形することにより、縦帯状の透明な窓部をクリアに形成した窓付きの容器を提供することができる。
図1と図2は本発明の2軸延伸ブロー成形容器の一実施例を示すものであり、図1は全体斜視図、図2(a)は図1中のA−A線に沿って示す平断面図、図2(b)は底面図である。
この容器201は2軸延伸ブロー成形したPET樹脂製のボトル状のもので、口筒部202、テーパー筒状の肩部204、円筒状の胴部205、そして底部206を有し、口筒部202にはネックリング203が周設されている。
また、縦帯状部212の横幅は、各部分の横方向への延伸倍率によって変動している。
また、縦帯状部212は2延伸ブロー成形の結果、中心位置から周縁に向かって扇状に拡幅した形状となっている。
このプリフォーム101は射出成形したPET樹脂製の試験管状の形状をしたもので、口筒部102、円筒状の胴部105、底部106を有し、口筒部102にはネックリング103が周設されている。
図5は図6中のC−C線に沿って示す縦断面図、図6は平面図、図7は図5中のノズル部11近傍を要部拡大して示す縦断面図、図8は図5中の内側マンドレルとシャットオフピンの底面図、そして図9は図5中の内側マンドレル21の外周面の展開図である。
このうち、ノズル部11の基本的な構成は、円筒状の内側マンドレル21と外側マンドレル22を同中心軸状に配設し、また内側マンドレル21にノズル部11の先端部で溶融樹脂の流動を開放及び遮断する機能を発揮する円柱状のシャットオフピン20を、摺動状に前進、後退可能に挿入、配設したものである。
また、内側マンドレル21と外側マンドレル22は図7中に示したように円筒領域Hcとテーパー領域Htから構成され、テーパー領域Htにおけるテーパー面のノズル部11の中心軸Axに対する傾斜角度An1は30°である。
図7、図8に示されるようにテーパー領域Htでは、縦溝流路17の流路深さが深くなるように、内側マンドレル21のテーパー面からノズル部11の中心軸Axに対する傾斜角度An2が45°になるようにスリット21sが刻設され、さらにこのスリット21sをシャットオフピン20に延設するようにして、このシャットオフピン20の周壁から先端面にかけての部分にスリット20sを、先端面の中心位置Cxを越えて形成している。
図9は、上記円筒領域Hcにおける内側マンドレル21の外周面の、縦溝流路17が形成される周位置を0°とした展開図で切削加工の切削深さがわかるように塗り潰し状態を変えて示したものである。
図中、白抜きで示される領域は、切削加工のない、所謂、加工残しの領域で外側マンドレル22の内周面に内接する領域である。
また、黒く塗り潰した領域は流路深さが1mmの流路が形成される領域、クロスハッチした領域は、A樹脂Raを円筒状流路15に分配するために傾斜した溝状に周設された流路、すなわちマニホールド14であり、A樹脂Raが供給される90°の位置では流路深さは1.5mmで、周方向に沿って緩やかに1mmまで変化している領域である。
ここで、図中、90°、−90°、180°の3箇所に偏心防止リブ21rが示されているが(図8も参照)、これは、内側マンドレル21と外側マンドレル22の偏心を防止するためのものである。
また、図9に示されるように、B樹脂Rbが流動する縦溝流路17とA樹脂Raが流動する円筒状流路15が並列する領域である並列領域Habでは、内側マンドレル21に一対の縦条状のガイドリブ21g、21gを並列状に加工残しし、A樹脂Raが流動する円筒状流路15を周方向に分断するようにしている。
そして、このようなガイドリブ21g、21gはテーパー領域Htにも延長されている(図8参照)。
まず、PET樹脂を白色に着色したA樹脂Raを、樹脂供給部SaからA樹脂導入路12aに供給し、供給開始位置13a、マニホールド14を介して円筒状流路15に流動させ、一方未着色のPET樹脂であるB樹脂Rbを樹脂供給部SbからB樹脂導入路12bに供給し、供給開始位置13bを介して縦溝流路17に流動させる。
ここで、B樹脂Rbの供給開始位置13bはA樹脂Raの供給開始位置より上流側に配設されている。
なお、上記樹脂供給部Sa、Sbには、例えばスクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の装置が使用される。
縮径流路16を経てA樹脂RaとB樹脂Rbにより縮径円筒状に形成された溶融樹脂A(Ra)、B(Rb)は縮径流路16の先端の位置で合流し、円柱状の合流路19で円柱状に形成される。
そして、このようにA樹脂RaにB樹脂Rbがスリット状に積層された円柱状の溶融樹脂A(Ra)、B(Rb)を金型1のキャビティ2のプリフォームの底部の中央に相当する位置に配設されるピンゲート3を介してキャビティ2内に射出し、充填する(図5参照)。
なお、(e)は(d)の比較例として示す断面図である。
ここで、この合流時には円柱状の合流路19の中心位置近傍でA樹脂RaとB樹脂Rbが衝突するが、この衝突時、B樹脂RbがA樹脂Raにより合流路19の周縁部方向に押し込まれて図10(e)に示したようにスリット状に形成されるB樹脂Rb部分の先端が中心位置Cxにまで到達しない場合がある。
(1)A樹脂RaとB樹脂Rbが並列状に流動する領域Habにおいて、一対の縦条状のガイドリブ21g、21gで、A樹脂Raが流動する円筒状の流路15を周方向に確実に分断する。
(2)縦溝流路17の形状を下流側で流路幅を縮幅(本実施例では1/4に縮幅)して、B樹脂Rbの圧力低下を抑制する。
(3)縮径流路16を構成するテーパー状に縮径する内側マンドレル21に、この縮径流路16の傾斜角度An1より大きな傾斜角度An2でスリット21sを刻設して縦溝流路17の流路深さを深くする。
(4)さらに上記スリット21sを延設するように、シャットオフピン20にスリット20sを刻設してこのシャットオフピン20の先端面にまで縦溝流路17を延設する。
プリフォームの成形時に透明なB樹脂Rbからなる縦帯状部112の一部に白色に着色したA樹脂Raの流入を確実に防ぐことができ、
さらに、このプリフォームを2軸延伸ブロー成形することにより、図1、図2に示したような、縦帯状の透明な窓部212wをクリアに形成した窓付きの容器201を提供すことが可能となった。
たとえば上記実施例では容器をPET樹脂製の丸形壜体としたが、ポリプロピレン樹脂等の2軸延伸ブロー成形可能な他の合成樹脂を使用することができ、また容器の形状も角形壜体等、他の形状とすることができる。
また、窓部212wを形成する樹脂として着色透明な樹脂を使用することもできる。
そして、上記、2軸延伸ブロー成形容器の実施例(図1、2参照)では、胴部205における窓部212wは全高さ範囲にわたって同じ横幅でストレート状としたが、縦溝流路17の形状やB樹脂Rbの射出圧力により、たとえば図12に示したように胴部105の下端部で下方に向かって拡幅するB樹脂Rbからなる帯状部112を有するプリフォーム101を成形することができ、このプリフォーム101を2軸延伸ブロー成形することにより、図11に示した2軸延伸ブロー成形容器201のように、胴部205の下端部で、B樹脂Rbからなる窓部212wの横幅を下方に拡幅するように形成することもできる。
2 ;キャビティ
3 ;ピンゲート
11;ノズル部
12a;(A樹脂の)導入路
12b;(B樹脂の)導入路
13a;(A樹脂の)供給開始位置
13b;(B樹脂の)供給開始位置
14;マニホールド
15;円筒状流路
16;縮径流路
17;縦溝流路
19;合流路
20;シャットオフピン
20s;スリット
21;内側マンドレル
21s;スリット
21g;ガイドリブ
21r;偏心防止リブ
22;外側マンドレル
101;プリフォーム
102;口筒部
103;ネックリング
105;胴部
106;底部
107;ゲート跡
112;縦帯状部
201;容器(2軸延伸ブロー成形容器)
202;口筒部
203;ネックリング
204;肩部
205;胴部
206;底部
212;縦帯状部
212w;窓部
An1、An2;傾斜角度
Ax;中心軸
Cx;中心位置
Hab;並列領域
Hc;円筒領域
Ht;テーパー領域
Ra;A樹脂
Rb;B樹脂
Sa;樹脂供給部(A樹脂用)
Sb;樹脂供給部(B樹脂用)
W1、W2:流路幅
Claims (12)
- 略全体が不透明な樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部(206)の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明な樹脂からなる縦帯状部(212)が窓部(212w)として形成されるとともに、前記底部(206)の底壁において、前記縦帯状部(212)が該底壁の周縁から中心方向に、該底壁の中心位置(Cx)を越えて配設されていることを特徴とする2軸延伸ブロー成形容器。
- 前記底部(206)の底壁を含む全高さ範囲に亘って前記縦帯状部(212)が配設されている請求項1記載の2軸延伸ブロー成形容器。
- 前記縦帯状部(212)が前記底部(206)に向けて拡幅している請求項1または2記載の2軸延伸ブロー成形容器。
- 略全体が不透明な樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明な樹脂からなる縦帯状部が窓部として形成されている2軸延伸ブロー成形容器を成形するための射出成形による試験管状のプリフォームであって、略全体が不透明な樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部(106)の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明な樹脂からなる縦帯状部(112)が形成されるとともに、前記底部(106)の底壁において、前記縦帯状部(112)が該底壁の周縁から中心方向に、該底壁の中心位置(Cx)を越えて配設されていることを特徴とするプリフォーム。
- 前記底部(106)の底壁を含む全高さ範囲に亘って前記縦帯状部(112)が配設されている請求項4記載のプリフォーム。
- 前記縦帯状部(112)が前記底部(106) に向けて拡幅している請求項4または5記載のプリフォーム。
- 略全体が不透明なA樹脂からなる周壁の所定の周位置で、底部(106)の底壁を含む所定の高さ範囲に亘って透明乃至半透明なB樹脂からなる縦帯状部(112)が形成されるとともに、前記底部(106)の底壁において、前記縦帯状部(112)が該底壁の周縁から中心方向に、該底壁の中心位置(Cx) を越えて配設されている試験管状のプリフォームを射出成形するための射出成形装置であって、
溶融した前記A樹脂と前記B樹脂を周方向に沿って積層するノズル部(11)と、該ノズル部(11)の先端に配設される金型(1)を有し、
前記ノズル部(11)は、
円筒状の内側マンドレル(21)と外側マンドレル(22)を同中心軸状に配設し、また該内側マンドレル(21)に該ノズル(11)の先端部で前記溶融樹脂A、Bの流動を開放及び遮断する機能を発揮する円柱状のシャットオフピン(20)を挿入配設し、
前記内側マンドレル(21)と前記外側マンドレル(22)の間に、下流側に向かって、円筒状流路(15)と、円筒状の流路が下流に向かってテーパー状に縮径する縮径流路(16)を順に形成し、該縮径流路(16)の下流に前記溶融樹脂A、Bが円筒状から円柱状に合流する円柱状の合流路(19)を配設し、
また、前記円筒状流路(15)と前記縮径流路(16)を周方向に分断するように縦溝流路(17)を形成したものであり、
この縦溝流路(17)は所定位置から下流側で、上流側に比較して流路幅(W)を縮幅すると共に流路深さ(D)を深くしたものであり、
前記溶融状態のB樹脂を前記縦溝流路(17)に供給し、溶融状態のA樹脂を該縦溝流路(17)を除く前記円筒状流路(15)に供給し、前記ノズル部(11)の合流路(19)でB樹脂を該合流路(19)の周縁から中心位置を越えてA樹脂中にスリット状に積層し、そして前記金型(1)のキャビティ(2)の、プリフォームの底部底壁の中央に相当する位置に配設されるピンゲート(3)を介して前記のように円柱状に合流した溶融樹脂A、Bを該金型(1)のキャビティ(2)内に射出、充填する構成とした射出成形装置。 - 前記円筒状流路(15)と前記縮径流路(16)内に、流路を周方向に分断する一対の縦条状のガイドリブ(21g,21g)を並列状に配設し、該一対のガイドリブ(21g,21g)間を縦溝流路(17)とした請求項7記載の射出成形装置。
- 前記円筒状流路(15)の下端部位置から前記縦溝流路(17)の流路幅(W)を縮幅する構成とした請求項7または8記載の射出成形装置。
- 前記テーパー状の縮径流路(16)の前記ノズル部(11)の中心軸(Ax)に対する傾斜角度(An1)に比較して大きな傾斜角度(An2)で、該縮径流路(16)を構成する内側マンドレル(21)にスリット(21s)を刻設し、縦溝流路(17)の流路深さ(D)が深くなるように構成した請求項7、8または9記載の射出成形装置。
- 前記シャットオフピン(20)の開放位置で、前記内側マンドレル(21)に刻設したスリット(21s)を該シャットオフピン(20)に延設するようにして、該シャットオフピン(20)の周壁から先端面にかけての部分に傾斜角度(An2)でスリット(20s)を刻設する構成とした請求項10記載の射出成形装置。
- 前記スリット(20s)を、前記シャットオフピン(20)の先端面において、該先端面の周縁から中心方向に、該先端面の中心位置(Cx)を越えて刻設する構成とした請求項11記載の射出成形装置。
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