JP6530270B2 - 容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、押出しブロー成形によって形成される二軸延伸ブロー成形用のプリフォーム、及びこのプリフォームを二軸延伸ブロー成形して形成される容器に関する。

近年、軽量であって外観意匠性に優れる等の数多くの優れた特性を有することから、ブロー成形により形成された合成樹脂製の容器が多方面で多量に使用されている。この種の容器は、口部、胴部及び底部を備えた有底筒状に形成された合成樹脂製のプリフォームを延伸効果が発現する温度にまで加熱し、この状態で延伸ロッドによる縦方向への延伸とプリフォーム内に供給する加圧媒体による横方向への延伸とによる二軸延伸ブロー成形によって所定形状に成形することにより製造されるのが一般的である。

一方、プリフォームを容器に成形する二軸延伸ブロー成形としては、プリフォームに供給する加圧媒体として加圧した空気に替えて加圧した液体を用いるようにした液体ブロー成形が知られている。液体ブロー成形によれば、プリフォームに供給する液体として最終的に製品として容器に収容される内容液を用いることにより、成形後の容器への内容液の充填工程を省略して、その製造工程やブロー成形装置の構成を簡略化することができる。

このような合成樹脂製の容器の製造に用いられるプリフォームとしては、例えば特許文献１に記載されるように、押出機から押し出されたチューブ状の溶融パリソンを、その軸線を境として左右に分割可能な二つ割りの金型で挟み込み、その内部に加圧した気体を吹き込んで金型の内面に沿った形状に成形する押出しブロー成形（ダイレクトブロー成形）により形成されたものが知られている。

特開２００３−７１９１０号公報

しかしながら、上記従来のプリフォームは、押出しブロー成形において二つ割りの金型により溶融パリソンが挟み込まれることによって、その底部に真っ直ぐな１本のパーティングラインが形成される構成となっているので、当該底部のパーティングライン付近における肉厚とパーティングラインから９０度ずれた部位における肉厚との差が大きく、その肉厚の差に起因して二軸延伸ブロー成形による延伸の途中でプリフォームが破裂する虞があるという問題点があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、押出しブロー成形により形成されたプリフォームを、二軸延伸ブロー成形によって安定的に容器に成形することができる技術を提案することにある。

本発明の容器の製造方法は、押出しブロー成形によって口部、胴部及び底部を備えた有底筒状のプリフォームを形成し、前記プリフォームを液体を加圧媒体とした二軸延伸ブロー成形することにより底部に環状の接地部を備えた容器に成形する、容器の製造方法であって、前記押出しブロー成形により、前記プリフォームの前記底部に、前記底部の軸心から外側に向けて延びるとともに、該底部を周方向に少なくとも三分割する形状の底部パーティングラインを設け、前記二軸延伸ブロー成形により、前記容器の底部に、前記底部パーティングラインの痕となる底部パーティングライン痕を、前記接地部の内側に位置するように設けることを特徴とする。

本発明の容器の製造方法は、上記構成において、前記プリフォームの底部に、４本の前記底部パーティングラインを十文字形状に配置して設けるのが好ましい。

本発明の容器の製造方法は、上記構成において、それぞれの前記底部パーティングラインの、前記底部の軸心から外側端までの長さを全て同一とするのが好ましい。

本発明によれば、押出し成形によりプリフォームの底部に形成される底部パーティングラインを、当該底部を周方向に少なくとも三分割する形状に形成するようにしたので、プリフォームの底部の肉厚を周方向に均一化させて、当該プリフォームを、二軸延伸ブロー成形によって破裂させることなく安定的に容器に成形することができる。

本発明の一実施の形態であるプリフォームであって、（ａ）はその半断面図であり、（ｂ）はその底面図である。 本発明の一実施の形態である容器であって、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）はその底面図である。 図１に示すプリフォームの底部における肉厚分布であって、（ａ）はその測定位置を示す図であり、（ｂ）は肉厚の測定結果を示す図である。 図２に示す容器の底部における肉厚分布であって、（ａ）はその測定位置を示す図であり、（ｂ）は参考例の容器の測定位置を示す図であり、（ｃ）は肉厚の測定結果を示す図である。 （ａ）は図１に示すプリフォームの変形例の底面図であり、（ｂ）は図２に示す容器の変形例の底面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態である二軸延伸ブロー成形用のプリフォーム１（以下、「プリフォーム１」とする）及び容器１１をより具体的に例示説明する。

図１に示すプリフォーム１は合成樹脂製となっており、半球殻状の底部２、底部２に連結する円筒状の胴部３及び胴部３の上部において開口する口部４を有する有底円筒状（略試験管状）に形成されている。また、口部４には、円板状のネックリング５と、ネックリング５の上方に設けられた雄ねじ部６とが設けられている。

プリフォーム１を形成する合成樹脂材料としては、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）やポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）等の種々のものを用いることができる。

このプリフォーム１は押出しブロー成形（ダイレクトブロー成形）によって形成されるものである。すなわち、詳細は図示しないが、プリフォーム１は、押出機から押し出されたチューブ状の溶融パリソンを金型で挟み込み、その下端を金型で食い切って閉塞するとともに上端の開口からその内部に加圧した気体（空気）を吹き込むことで、金型の内面に沿った形状に形成される。

分割可能な金型を用いた押出しブロー成形により形成されるプリフォーム１の底部２には、当該金型の合わせ目に沿った底部パーティングラインが形成される。本発明では、プリフォーム１の底部２に、当該底部２を周方向に少なくとも三分割（好ましくは三等分）する形状の底部パーティングラインを形成するようにしている。特に、本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、プリフォーム１の底部２に、この底部２を周方向に四等分するように十文字形状に配置される４本の底部パーティングライン２ａ〜２ｄを形成するようにしている。このような底部パーティングライン２ａ〜２ｄを底部２に備えるプリフォーム１は、例えば以下の金型を用いた押出しブロー成形により形成することができる。

すなわち、プリフォーム１を押出しブロー成形する際に用いられる金型の胴部３及び口部４に対応する金型部分は、プリフォーム１の軸線を含む一の平面を境として分割可能な二つ割り構造のものとされる。これに対して、プリフォーム１を形成する金型の底部２に対応する金型部分は、プリフォーム１の軸線を含む一の平面と、プリフォーム１の軸線を含むとともに一の平面に対して直交する他の平面とを境として四つに分割可能な四つ割り構造のものとされる。

このような金型を用いた押出しブロー成形により、プリフォーム１の底部２には、図１（ｂ）に示すように、金型部分の合わせ目に沿った４本の底部パーティングライン２ａ〜２ｄが形成される。これらの底部パーティングライン２ａ〜２ｄは、それぞれ底部２の軸心から径方向外側に向けて真っ直ぐに延びるとともに底部２の軸心を中心として周方向に互いに９０度ずれて等間隔に放射状に並んで配置されている。つまり、底部パーティングライン２ａ〜２ｄは、底部２の下方側から見て十文字形状に配置されている。このように、プリフォーム１の底部２には当該プリフォーム１が押出しブロー成形される際に底部パーティングライン２ａ〜２ｄが形成されるが、これらの底部パーティングライン２ａ〜２ｄは底部２を周方向に四等分する形状とされている。

本実施の形態においては、それぞれの底部パーティングライン２ａ〜２ｄは、何れも底部２の軸心から底部２の外周縁にまで達する長さに形成されている。すなわち、４本の底部パーティングライン２ａ〜２ｄの底部２の軸心から外側端までの長さは全て同一である。

それぞれの底部パーティングライン２ａ〜２ｄは、底部２の軸心から径方向外側に向けて延びるが、その外側端が底部２の外周縁にまで達しない長さに形成されたものとすることもできる。この場合においても、４本の底部パーティングライン２ａ〜２ｄの底部２の軸心から外側端までの長さを全て同一とするのが好ましい。

本実施の形態においては、プリフォーム１の胴部３には、それぞれ底部パーティングライン２ａ、２ｃに連なる胴部パーティングライン３ａ、３ｂが形成され、口部４には胴部パーティングライン３ａ、３ｂに連なる口部パーティングライン４ａ、４ｂが形成されている。

上記のように、胴部パーティングライン３ａ、３ｂは、底部パーティングライン２ａ、２ｃに連ねて形成されるが、胴部パーティングライン３ａ、３ｂが底部パーティングライン２ａ〜２ｄに対して周方向にずれて形成された構成とすることもできる。

また、プリフォーム１は、底部２に対応する４分割構成の金型部分を、その上端側が胴部３の下端側の所定領域にまで達する大きさのものとすることにより、それぞれの底部パーティングライン２ａ〜２ｄの外側端に所定長さの胴部パーティングラインが連ねて形成される構成とすることもできる。

さらに、上記のように、胴部パーティングライン３ａ、３ｂと口部パーティングライン４ａ、４ｂは互いに連ねて形成されるのが好ましいが、これらが互いに周方向にずれて形成された構成とすることもできる。

さらに、プリフォーム１は、押出しブロー成形する際に用いられる金型の胴部３に対応する金型部分を円筒状の非分割構成のものとすることにより、胴部３に胴部パーティングライン３ａ、３ｂが形成されない構成とすることもできる。

さらに、プリフォーム１を押出しブロー成形する際に用いられる金型を、底部２、胴部３及び口部４を一体に成形するとともに四つに分割可能な四つ割り構造のものとすることにより、底部２に形成される４本の底部パーティングラインのそれぞれに胴部３に形成される４本の胴部パーティングラインが連なるとともに、４本の胴部パーティングラインのそれぞれに口部４に形成される４本の口部パーティングラインが連なる構成とすることもできる。

なお、底部パーティングラインと胴部パーティングラインとを連ねる場合、または胴部パーティングラインと口部パーティングラインを連ねる場合は、それらの少なくとも１本が互いに連ねられていればよい。

このプリフォーム１は、加圧媒体として液体を用いた液体ブロー成形により二軸延伸ブロー成形されて所定の形状の容器１１に成形される。二軸延伸ブロー成形においては、延伸効果が発現する温度にまで加熱しておいたプリフォーム１を、図示を省略する成形金型に装着し、これもまた図示を省略するブロー成形装置の延伸ロッドによる軸方向への縦延伸、及び口部４に接続したノズルからプリフォーム１内に加圧した液体を注入することによる横延伸によって、成形金型のキャビティに沿った形状にプリフォーム１を賦形して所望の形状の容器１１を成形する。なお、延伸ロッドを用いることなく、加圧した液体のみでプリフォーム１を二軸延伸ブロー成形するようにしてもよい。

液体ブロー成形においては、種々の液体を加圧媒体として用いることができる。例えば、飲料用の容器を成形する場合には、容器に充填される水、お茶、清涼飲料水等の液体を加圧媒体として用いることができる。また、トイレタリー用の容器を成形する場合には、化粧料やシャンプー、リンス等の液体を加圧媒体として用いることができる。このように、最終的に製品として容器に収容される液体を加圧媒体として用いることにより、容器の内部への内容液の充填工程を省略して、その製造工程やブロー成形装置の構成を簡略化することができる。

図２に示すように、本発明の一実施の形態である容器１１は、プリフォーム１の底部２及び胴部３を延伸させる一方、口部４は未延伸としてなるものであって、容器１１の内側に向けて中央部を凹ませた円板状の底部１２と、底部１２に連結するとともに上部が縮径した円筒状の胴部１３と、胴部１３の上部において開口する口部１４（ネックリング１５と雄ねじ部１６を有している）とから構成されている。

図２（ｂ）における１２ａ〜１２ｄは、先に述べた４本の底部パーティングライン２ａ〜２ｄに対応する底部パーティングライン痕を示す。すなわち、プリフォーム１を二軸延伸ブロー成形して形成された容器１１の底部１２に残った４本の底部パーティングライン２ａ〜２ｄの痕が底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｄである。なお、底部パーティングライン痕１２ａ、１２ｃの、底部パーティングライン痕１２ｂ、１２ｄよりも外側にまで延びた部分は胴部パーティングライン３ａ、３ｂの痕として残ったものである。これらの底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｄは底部パーティングライン２ａ〜２ｄと同様に、底部１２の軸心を中心として周方向に互いに９０度ずれて等間隔に放射状に並んで配置されている。なお、底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｄは、二軸延伸ブロー成形によってほぼ消えてしまうこともあり得る。

容器１１は、その底部１２に環状の接地部１７を備えている。この接地部１７は、容器１１をその口部１４が上方を向く正立姿勢として支持面に置いたときに、当該支持面に当接する部位である。図２（ｂ）に示すように、底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｄは、それぞれ環状の接地部１７の内側に位置するようになっており、一方、底部パーティングライン痕１２ａ、１２ｃに連なる胴部パーティングライン３ａ、３ｂの痕は接地部１７にまで達している。

プリフォームの肉厚の偏りがあると、ブロー成形の過程においてその薄肉部分から破れが生じてプリフォームが破裂する虞がある。特に、液体ブロー成形では、加圧媒体として流れの直進性が高い非圧縮性流体を用いるため、圧縮性流体を用いる場合とは異なり、ブロー開始時にプリフォーム内に供給される流体によってプリフォームの底部に大きな負荷が加えられることになるので、プリフォームが破裂する虞が高い。液体ブロー成形においてプリフォームが破裂すると、当該液体が生産設備内に飛散することになるので、生産設備の停止及び復旧作業に時間を要することになる。そのため、プリフォームの底部に大きな肉厚差があると、破裂または芯ずれを生じる可能性が高く、そのため、底部を極力均等な肉厚にしておく必要がある。そこで、本発明のプリフォーム１では、液体ブロー成形によっても当該プリフォーム１を破裂させることなく安定的に容器１１に成形することができるように、上記のように、底部パーティングライン２ａ〜２ｄを底部２が周方向に四等分される形状として、底部２の肉厚差を極力低減させるようにしている。

押出しブロー成形によって得られるプリフォーム１、及びこのプリフォーム１を二軸延伸ブロー成形することによって得られる容器１１のそれぞれについて、底部２、１２の肉厚分布を調査した。その結果を図３及び図４に示す。ここで、図３（ａ）に示すように、ネックリング５からの所定距離ｈにおける底部２の肉厚ｗを、その周方向に均等に分割した８箇所（Ａ〜Ｈ）で測定し、図３（ｂ）にその測定結果を示した。また、図４（ａ）に示すように、容器１１の底部１２の肉厚を点Ａ〜Ｈの８箇所（点Ａ〜Ｈは、先に述べたプリフォーム１の測定点に対応している）で測定し、図４（ｃ）にその測定結果を示した。なお、図４（ｂ）は、二つ割りの金型を用いた押出しブロー成形（エアブロー）によって、チューブ状の溶融パリソンから直接的に形成した容器（参考例）の底面図を示したものである。この参考例の容器では、その底部に一本の直線状のパーティングラインが形成されている。参考例の容器についても、図４（ｂ）の点Ａ〜Ｈの８箇所で底部の肉厚を測定し、図４（ｃ）にその測定結果を参考例として二点鎖線で示した。

図３（ｂ）に示した通り、プリフォーム１の底部２での肉厚は、周方向においてそれ程大きく変化しておらず、底部２の周方向肉厚分布は均等に近いといえる。また、図４（ｃ）に示した通り、プリフォーム１を二軸延伸ブロー成形して形成した容器１１の底部１２での肉厚は、周方向においてそれ程大きく変化しておらず、底部１２の周方向肉厚分布は均等に近いといえる。一方、底部に一本の直線状のパーティングラインが形成された参考例の容器では、図４（ｃ）に示した通り、その肉厚はパーティングライン近傍で厚く、パーティングラインに対して９０度ずれた所で薄くなっており、肉厚分布は周方向で不均等になっている。

このように、本発明のプリフォーム１では、その底部２に形成される底部パーティングライン２ａ〜２ｄを、当該底部２を周方向に四等分する形状としたので、底部２の周方向肉厚分布を均等にすることができる。これにより、液体を加圧媒体とした二軸延伸ブロー成形によりプリフォーム１を容器１１に成形する際に、プリフォーム１の底部２を、その肉厚に偏りを生じさせることなく均一に延伸することができるので、当該二軸延伸ブロー成形の際にプリフォーム１を底部２の部分から破裂させることなく安定的に容器１１に成形することができる。

また、底部２に形成される各底部パーティングライン２ａ〜２ｄの底部２の軸心から外側端までの長さを全て同一とすることにより、各底部パーティングライン２ａ〜２ｄが底部２の肉厚に与える影響を均一化して、底部２の周方向肉厚分布をより均等にすることができる。

以上、本発明の構成とその作用効果を説明したが、本発明は前記実の施形態に記載の構成に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、押出しブロー成形によってプリフォーム１の底部２に形成される４本の底部パーティングライン２ａ〜２ｄを十文字形状に配置した場合を示したが、これに限らず、例えば図５（ａ）に示すように、底部２に形成される３本の底部パーティングライン２ａ〜２ｃを、底部２を周方向に３等分するＹ字形状に配置した構成とすることもできる。この場合においても、各底部パーティングライン２ａ〜２ｃの長さが等しくされるのが好ましい。また、図５（ａ）に示すプリフォーム１を、液体を加圧媒体とした二軸延伸ブロー成形によって成形することにより、図５（ｂ）に示すように、周方向に等間隔に並ぶ底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｃを備えた容器１１を形成することができる。この場合においても、直線状の底部パーティングラインを設けた場合に比べ、当該容器１１の底部１２の肉厚分布を周方向で均等なものとすることができる。

また、図５（ａ）に示すプリフォーム１は、胴部３に胴部パーティングライン３ａ、３ｂが形成されない構成とされている。この場合、図５（ｂ）に示すように、底部パーティングライン２ａ〜２ｃに対応する底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｃが、それぞれ環状の接地部１７の内側に位置する構成とすることができる。すなわち、成形後の容器１１の接地部１７に底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｃが設けられない構成とすることができる。このような構成とすることにより、接地部１７を底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｃによる凹凸が設けられることなく平坦に形成することを可能として、容器１１の接地安定性を高めることができる。また、容器１１を正立姿勢としたときに底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｃが外部に露出しないようにして、この容器１１の美観を高めることができる。

上記のように、底部１２の接地部１７に底部パーティングライン痕１２ａ〜１２ｃが設けられない構成は、プリフォーム１の底部２に設ける底部パーティングライン２ａ〜２ｃの長さ及び二軸延伸ブロー成形におけるプリフォーム１の底部２の縦方向及び横方向への延伸度合いを調整することにより設定することができる。

さらに、プリフォーム１の底部２に形成されるパーティングラインは、底部２を周方向に少なくとも三分割する形状であれば、５本以上のパーティングラインを周方向に並べて配置した構成とすることもできる。この場合、各パーティングラインは等間隔で配置されることが好ましい。

さらに、前記実施の形態においては、プリフォーム１の底部２に形成される底部パーティングライン２ａ〜２ｄの長さが全て同一とされているが、これらを異なる長さに形成するようにしてもよい。

さらに、前記実施の形態において、プリフォーム１は半球殻状の底部２および円筒状の胴部３を有する構成とされたが、底部２や胴部３の形状はこれに限定されることなく、当該胴部３の横断面を楕円や多角形にするなど、適宜変更することができる。

さらに、前記実施の形態においては、プリフォーム１から形成される容器１１が有底円筒状である場合について説明したが、有底角筒状のように他の形状でもよく、また図示した容器１１よりもより小型、より大型の容器についても適用することができる。

さらに、前記実施の形態においては、プリフォーム１及び容器１１は単層構造となっているが、これに限らず、例えばプリフォーム１及び容器１１を、外層と内層と備えた二層構造、内層と外層との間に接着層やバリア層等の中間層を備えた三層構造などの多層構造とすることもできる。

１ 二軸延伸ブロー成形用のプリフォーム
２ 底部
２ａ 底部パーティングライン
２ｂ 底部パーティングライン
２ｃ 底部パーティングライン
２ｄ 底部パーティングライン
３ 胴部
３ａ 胴部パーティングライン
３ｂ 胴部パーティングライン
４ 口部
４ａ 口部パーティングライン
４ｂ 口部パーティングライン
５ ネックリング
６ 雄ねじ部
１１ 容器
１２ 底部
１２ａ 底部パーティングライン痕
１２ｂ 底部パーティングライン痕
１２ｃ 底部パーティングライン痕
１２ｄ 底部パーティングライン痕
１３ 胴部
１４ 口部
１５ ネックリング
１６ 雄ねじ部
１７ 接地部

Claims (3)

1. 押出しブロー成形によって口部、胴部及び底部を備えた有底筒状のプリフォームを形成し、前記プリフォームを液体を加圧媒体とした二軸延伸ブロー成形することにより底部に環状の接地部を備えた容器に成形する、容器の製造方法であって、
   前記押出しブロー成形により、前記プリフォームの前記底部に、前記底部の軸心から外側に向けて延びるとともに、該底部を周方向に少なくとも三分割する形状の底部パーティングラインを設け、
   前記二軸延伸ブロー成形により、前記容器の底部に、前記底部パーティングラインの痕となる底部パーティングライン痕を、前記接地部の内側に位置するように設けることを特徴とする容器の製造方法。
2. 前記プリフォームの底部に、４本の前記底部パーティングラインを十文字形状に配置して設ける、請求項１に記載の容器の製造方法。
3. それぞれの前記底部パーティングラインの、前記底部の軸心から外側端までの長さを全て同一とする、請求項１または２に記載の容器の製造方法。

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