JP6957841B2

JP6957841B2 - 合成樹脂製容器の製造方法

Info

Publication number: JP6957841B2
Application number: JP2016147016A
Authority: JP
Inventors: 三浦　正樹; 秀人門前
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: JP2018016344A

Description

本発明は、スタッキング可能な合成樹脂製容器の製造方法に関する。

従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを形成し、次いで、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなる合成樹脂製の容器が、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする容器として広い分野で一般的に利用されている。

そして、この種の合成樹脂製容器に関し、他の容器の口部側が挿入可能とされた陥没凹部を容器底部に設けて、二以上の容器を上下に積み重ねられるようにした、スタッキング可能（stackable）な容器が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１２５２３６号公報

しかしながら、このようなスタッキング可能な容器において、その容器底部に設けられた陥没凹部は、挿入された容器の口部側を覆い隠すことができる程度に、容器内方に大きく陥没した形状になっている。このため、ブロー成形に際しては、例えば、図１０に示すように、かかる陥没凹部を成形する底型ＢＭｐ１にプリフォームＰＦの延伸が妨げられてしまい、型内の容器底部の接地部を成形する部位ＣＧまでプリフォームＰＦが延伸されずに、接地部が成形できなくなってしまうという問題がある。このような問題は、底部全体の面積に対して、陥没凹部の占める割合が大きく、接地部の面積が小さい容器で特に顕著である。

また、このような問題を解決するには、例えば、図１１に示すように、陥没凹部を成形する底型ＢＭｐ２を可動式にすることが考えられる。すなわち、型内の底部の接地部を成形する部位ＣＧを越えて、下死点に位置する底型ＢＭｐ２に到達するまでプリフォームＰＦを延伸させてから、底型ＢＭｐ２を上死点まで上昇させて、当該部位ＣＧを越えて延伸された部分を押し戻しながら反転させることによって、陥没凹部が設けられた底部形状を賦形することが考えられる。

しかしながら、この場合には、型内の底部の接地部を成形する部位ＣＧを越えて延伸された部分が、これを反転させて陥没凹部を成形するための反転代として十分な長さとなるように、陥没凹部の深さに応じて、底型ＢＭｐ２のストロークＳ_０を長くしなければならないが、そのためには、装置の大型化を招き、その形成は容易にできるものではない。

そこで、本発明者らは、図１２に示すように、底型挿通部の径を拡げて、その内周面と底型ＭＢｐ３との間に、延伸されたプリフォームが入り込める空間を形成することで、底型ＢＭｐ３のストロークＳ１を長くせずとも、延伸されたプリフォームに十分な長さの反転代を確保できると考えて検討を試みた。
しかしながら、この場合には、延伸されたプリフォームの先端側はフリーな状態にあるため、プリフォームに僅かにでも偏肉があると、その影響で延伸に過不足が生じてしまう虞がある。そして、延伸が不足すると反転代が確保できずに賦形不良となり、延伸が過剰であると反転したときの肉余りによってバリが発生してしまうという問題がある。

本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、他の容器の口部側が挿入可能とされた陥没凹部を容器底部に設けて、二以上の容器を上下に積み重ねられるようにした合成樹脂製容器において、陥没凹部が設けられた底部形状が賦形性良く良好に成形されたスタッキング可能な合成樹脂製容器の製造方法の提供を目的とする。

本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法は、以下の方法としてある。

すなわち、口部、肩部、胴部、及び底部を備え、前記底部に、他の容器の口部側が挿入可能とされた陥没凹部が設けられて、二以上の容器を上下に積み重ねられるようにした合成樹脂製容器の製造方法であって、前記底部の接地部の内周縁に沿って立ち上る基部と、前記基部に対して同心状に縮径して、前記他の容器の口部に装着された蓋体が遊嵌状に嵌入する蓋体嵌入部とを有し、前記基部と前記蓋体嵌入部とが段部を介して連接されている前記陥没凹部に対応する形状の底型が、型内の前記接地部を成形する部位の内周縁に沿って穿設された底型挿通部に昇降可能に挿通されるとともに、前記底型が、下死点に位置したときに、前記底型の軸心を含む鉛直面において、前記底型挿通部の内周面と、前記段部を成形する段部成形部のエッジ部を含む水平面と、前記蓋体嵌入部を成形する蓋体嵌入部成形部の側面とに接する三点内接円の曲率半径Ｒが、５ｍｍ以上となるように形成されたブロー成形型を用い、加熱、軟化させてブロー成形が可能な状態とされたプリフォームを前記ブロー成形型にセットして、前記底型を下死点に待機させた状態でブロー成形を開始し、前記接地部を成形する前記部位を越えて、下死点に位置する前記底型に到達するまで前記プリフォームを延伸させて、前記底型挿通部の内周面と、前記蓋体嵌入部成形部と、前記段部成形部とで囲まれる空間内に、延伸された前記プリフォームの先端側を入り込ませた成形中間体とし、次いで、前記底型を上昇させて、前記成形中間体のうち、前記接地部を成形する前記部位を越えて延伸された部分を押し戻しながら反転させつつ、ブロー成形を完了することを特徴とする。

本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法によれば、底型のストロークを長くせずとも、十分な長さの反転代を確保することが可能となり、さらに、延伸されたプリフォームの先端側が、底型の段部成形部によって規制されるため、反転代となる部分の延伸に過不足が生じないようにすることが可能である。

その結果、合成樹脂製容器の陥没凹部が設けられた底部の形状を賦形性よく良好に成形することができる。

本発明に係る合成樹脂製容器の一実施形態の概略を示す正面図である。本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法の一例を示す説明図である。図２の要部拡大図である。本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法の一例を示す説明図である。本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法の一例を示す説明図である。本発明の実施形態に用いるブロー成形型の底型の一例を斜視して示す説明図である。本発明の実施形態に用いるブロー成形型の底型の他の例を斜視して示す説明図である。本発明の実施形態に用いるブロー成形型の底型の他の例を斜視して示す説明図である。本発明に係る合成樹脂製容器の一実施形態の変形例の概略を示す正面図である。従来技術の一例を示す説明図である。従来技術の他の例を示す説明図である。合成樹脂製容器の製造方法の検討例を示す説明図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明に係る容器１は、口部２、肩部３、胴部４、及び底部５を備えており、本発明の一実施形態として図示する容器１は、胴部４が円筒状に形成された、一般に、丸形ボトルと称される容器形状を有している。

このような容器１は、熱可塑性樹脂を使用して射出成形や圧縮成形などにより有底筒状のプリフォームを成形し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などにより所定の容器形状に成形することによって製造される。

容器１を製造するにあたり、使用する熱可塑性樹脂としては、ブロー成形が可能な任意の樹脂を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，非晶ポリアリレート，ポリ乳酸又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステル，これらの樹脂あるいは他の樹脂とブレンドされたものなどが好適である。特に、ポリエチレンテレフタレートなどのエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが、好適に使用される。また、ポリカーボネート，アクリロニトリル樹脂，ポリプロピレン，プロピレン−エチレン共重合体，ポリエチレンなども使用することができる。

口部２は、内容物の取り出し口となる円筒状の部位であり、かかる口部２には、容器内を密封する蓋体６が取り付けられる。
なお、図１では、蓋体６の一部を切り欠いて示している。

また、口部２の下端は、胴部４に向かって拡径して口部２と胴部４との間をつなぐ肩部３に連接しており、図示する例において、肩部３は円錐台状に形成されている。

胴部４は、容器１の高さ方向の大半を占める部位であり、上端が肩部３に連接し、下端が底部５に連接している。特に図示しないが、胴部４には、いわゆるホットパックにより内容物を充填、密封した後に、常温に冷却された容器内の圧力減少分を吸収する減圧吸収パネルや、横方向の耐荷重強度を高めるための環状の横溝などを、必要に応じて設けることができる。

ここで、高さ方向とは、口部２を上にして容器１を水平面に正立させたときに、水平面に直交する方向をいうものとし、この状態で容器１の上下左右及び縦横の方向を規定するものとする。また、容器１を成形するブロー成形型１００についても同様とし、成形される容器１に対応させて、その方向を規定するものとする。

また、底部５は、容器１を水平面に正立させたときに、当該水平面に接触して、容器１を自立可能とするための接地部５０を有しており、底部５の側面は、接地部５０の外周縁に沿って斜め上方に湾曲しながら胴部４の下端に連接している。図示する例において、接地部５０は、周方向に沿って環状に延在するように形成されているが、容器１が自立可能であれば、その具体的な形状は限定されない。

また、底部５には、その中央部を容器内方に陥没させて、他の容器１の口部２側が挿入可能とされた陥没凹部５１が設けられている。このような陥没凹部５１を設けることで、容器１は、図１に示すように、二以上の容器１を上下に積み重ねられるようになっている。

陥没凹部５１は、接地部５０の内周縁に沿って立ち上る基部５２と、かかる基部５２に対して同心状に縮径して、他の容器１の口部２に装着された蓋体６が遊嵌状に嵌入する蓋体嵌入部５３とを有し、基部５２と蓋体嵌入部５３とが段部５４を介して連接されている。

本実施形態において、蓋体嵌入部５３は、容器１の軸心と同軸に形成され、二以上の容器１を同軸上に積み重ねられるようにしてあり、肩部３には、上方に積み重ねられた容器１の陥没凹部５１の開口部周縁に係合する環状係合部３０を設けておくのが好ましい。このようにすることで、容器１をより安定した状態で積み重ねることができる。

このような容器１は、容器内方に大きく陥没する陥没凹部５１が設けられた底部５の形状が賦形性よく成形されるように、陥没凹部５１を成形する底型ＢＭを可動式としたブロー成形型１００を用いて製造することができる（図２参照）。

ブロー成形型１００は、その型内の底部５の接地部５０を成形する部位ＣＧの内周縁に沿って鉛直方向に穿設された底型挿通部に、底型ＢＭが挿通された構成とされている。そして、底型ＢＭは、かかる底型挿通部の内周面１０１を摺動する摺動部ＢＭ０を有しており、図示しない駆動装置によって底型挿通部内を鉛直方向に昇降可能とされている。
また、底型ＢＭは、陥没凹部５１に対応する形状とされ、上記摺動部ＢＭ０とともに、蓋体嵌入部５３を成形する蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３と、段部５４を成形する段部成形部ＢＭ５４と、基部５２を成形する基部成形部ＢＭ５２とを有している。

容器１を製造するには、まず、図２に示すように、加熱、軟化させてブロー成形が可能な状態とされたプリフォームＰＦをセットするとともに、底型ＢＭを下死点で待機させた状態で、ブロー成形型１００を型閉じする。そして、図示しない延伸ロッドを下動させつつ、プリフォームＰＦの内部にブローエアーを吹き込んでブロー成形を開始する。

このとき、延伸ロッドの下動速度やブローエアーの圧力などを適宜調整することで、プリフォームＰＦを均一に延伸することができ、型内の底部５の接地部５０を成形する部位ＣＧを越えて、下死点に位置する底型ＢＭに到達するまでプリフォームＰＦを延伸させて、成形中間体ＭＭとする(図４参照)。次いで、底型ＢＭを上死点まで上昇させて、当該部位ＣＧを越えて延伸された部分を押し戻しながら反転させつつ、ブロー成形を完了させる。これにより、延伸されたプリフォームＰＦをブロー成形型１００の成形面に密着させて、その形状を賦形する（図５参照）。

このようにして容器１を製造するにあたり、本実施形態にあっては、ブロー成形により延伸されたプリフォームＰＦの先端側が、底型挿通部の内周面１０１と、底型ＢＭの蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３と、底型ＢＭの段部成形部ＢＭ５４とで囲まれる空間内に入り込み（図４参照）、型内の底部５の接地部５０を成形する部位ＣＧを越えて延伸された部分が、これを反転させて陥没凹部５１を成形するための反転代として十分な長さとなるようにすることができる。このため、底型ＢＭのストロークＳを長くせずとも、十分な長さの反転代を確保することが可能となる。さらに、本実施形態によれば、延伸されたプリフォームの先端側は、底型ＢＭの段部成形部ＢＭ５４によって規制されるため、反転代となる部分の延伸に過不足が生じないようにすることも可能であり、陥没凹部５１が設けられた底部５の形状を賦形性よく良好に成形することができる。

また、陥没凹部５１が設けられた底部５の形状を、賦形性よくより良好に成形できるようにするには、段部形成部ＢＭ５４は、底型ＢＭが下死点に位置したときに、型内の底部５の接地部５０を成形する部位ＣＧから段部形成部ＢＭ５４までの高さ方向に沿った距離が、基部成形部ＢＭ５２の高さＨと同等となる位置にあるのが好ましい。つまり、底型ＢＭのストロークＳは、基部成形部ＢＭ５２の高さＨの２倍であることが好ましい。さらに、基部成形部ＢＭ５２の下端部から蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３の上端部までの高さｈは、２０ｍｍ以上であるのが好ましい。
なお、蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３の側面と、基部成形部ＢＭ５２の側面は、抜き勾配を考慮してテーパー面とするのが好ましい。また、段部成形部ＢＭ５４の蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３側には、賦形性を考慮してＲを付けるのが好ましい。

また、蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３は、底型ＢＭの軸心を含む鉛直面において、底型挿通部の内周面１０１と、底型ＢＭの段部成形部ＢＭ５４のエッジ部を含む水平面と、底型ＢＭの蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３の側面とに接する三点内接円ｉＣの曲率半径が、５ｍｍ以上となるように形成するのが好ましい（図３参照）。
なお、図３は、図２中一点鎖線で囲む部分を拡大して示す要部拡大図である。

このようにすることで、段部成形部ＢＭ５４に到達した延伸されたプリフォームＰＦの先端形状が、周方向に沿って不揃いとなるのを抑制することができる。これにより、成形中間体ＭＭの再現性の高い安定した成形が可能となり、ブロー成形における賦形性を向上させることができる。

その結果、ブロー成形を経て最終的に製造された容器１は、その軸心を含む鉛直面において、接地部５０の内周縁を通る鉛直線と、段部５４のエッジ部を含む水平面と、蓋体嵌入部５３の側面とに接する三点内接円の曲率半径が、５ｍｍ以上となるように形成され、底部５の形状が賦形性よく良好に成形されたものとなる。

また、底型ＢＭを上昇させて、型内の底部の接地部５０を成形する部位ＣＧを越えて延伸された部分を押し戻しながら反転させる際に、当該部分は容器内方に巻き込まれながら底型ＢＭに賦形されて陥没凹部５１に成形される。このため、周方向に沿った長さ（周長）が一致せず、反転前と反転後の周長差に起因して、成形された陥没凹部５１に皺が発生してしまうことがある。

底型ＢＭには、このような周長差を吸収して皺の発生を抑制し、又は皺が発生しても目立たなくようにするための凹凸形状を設けておくのが好ましい。
例えば、図６に示すように、蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３の側面と段部成形部ＢＭ５４とに跨る複数の凸条ＢＭ５５を周方向に沿って形成することによって、当該凹凸形状を設けるようにしてもよい。このような凹凸形状を設けた底型ＢＭを用いて成形された容器１は、陥没凹部５１に、蓋体嵌入部５３の側面と段部５４とに跨る複数の凹溝が周方向に沿って形成され、顕著な皺の発生が抑制されたものとなる。

また、底型ＢＭに設ける凹凸形状は、図７に示すように、基部成形部ＢＭ５２の側面に複数の凹溝ＢＭ５６を周方向に沿って形成することによって設けるようにしてもよい。このような凹凸形状を設けた底型ＢＭを用いて成形された容器１は、陥没凹部５１の基部５２の側面に複数の凸条が周方向に沿って形成され、顕著な皺の発生が抑制されたものとなる。

また、図８に示すように、基部成形部ＢＭ５２を部分的に切り欠いて凹凸形状を設けることによっても顕著な皺の発生を抑制できるが、この場合には、基部成形部ＢＭ５２を部分的に切り欠いた部位ＢＭ５７に、蓋体嵌入部成形部ＢＭ５３の側面と面一となる面があらわれるようにするのが好ましい。このようにすることで、成形された容器１の陥没凹部５１には、蓋体嵌入部５３と面一に延在するリブ部５７が形成される（図９参照）。これにより、陥没凹部５１に挿入された他の容器１の口部側がリブ部５７によりサポートされ、容器１をより安定した状態で積み重ねることができる。このような態様とする場合、リブ部５７は、周方向に沿って等間隔に三つ以上形成するのが好ましい。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

例えば、前述した実施形態では、丸形ボトルと称される容器形状を有する容器１を図示して説明しているが、図示する例は、本発明の一実施形態を示しているに過ぎず、本発明が適用される容器形状は、図示するものには限定されない。本発明は、二以上の容器１を上下に積み重ねられるようにするために、底部５に設けた陥没凹部５１の形状に技術的な特徴があり、それ以外の部位の具体的な形状については、必要に応じて適宜変更することができる。

すなわち、本発明は、底部５に設けられた陥没凹部５１が、底部５の接地部５０の内周縁に沿って立ち上る基部５２と、基部５２に対して同心状に縮径して、他の容器１の口部２に装着された蓋体６が遊嵌状に嵌入する蓋体嵌入部５３とを有し、基部５２と蓋体嵌入部５３とが段部５４を介して連接されていれば、これ以外の細部の構成は、前述した実施形態に限定されることなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態で説明した細部の構成を適宜取捨選択して組み合わせることもできる。

本発明は、スタッキング可能な合成樹脂製容器として広く利用することができる。

１容器
２口部
３肩部
４胴部
５底部
５０接地部
５１陥没凹部
５２基部
５３蓋体嵌入部
５４段部
１００ブロー成形型
１０１底型挿通部の内周面
ＢＭ底型
ＢＭ０摺動部
ＢＭ５２基部成形部
ＢＭ５３蓋体嵌入部成形部
ＢＭ５４段部成形部

Claims

口部、肩部、胴部、及び底部を備え、前記底部に、他の容器の口部側が挿入可能とされた陥没凹部が設けられて、二以上の容器を上下に積み重ねられるようにした合成樹脂製容器の製造方法であって、
前記底部の接地部の内周縁に沿って立ち上る基部と、前記基部に対して同心状に縮径して、前記他の容器の口部に装着された蓋体が遊嵌状に嵌入する蓋体嵌入部とを有し、前記基部と前記蓋体嵌入部とが段部を介して連接されている前記陥没凹部に対応する形状の底型が、型内の前記接地部を成形する部位の内周縁に沿って穿設された底型挿通部に昇降可能に挿通されるとともに、前記底型が、下死点に位置したときに、前記底型の軸心を含む鉛直面において、前記底型挿通部の内周面と、前記段部を成形する段部成形部のエッジ部を含む水平面と、前記蓋体嵌入部を成形する蓋体嵌入部成形部の側面とに接する三点内接円の曲率半径Ｒが、５ｍｍ以上となるように形成されたブロー成形型を用い、
加熱、軟化させてブロー成形が可能な状態とされたプリフォームを前記ブロー成形型にセットして、前記底型を下死点に待機させた状態でブロー成形を開始し、
前記接地部を成形する前記部位を越えて、下死点に位置する前記底型に到達するまで前記プリフォームを延伸させて、前記底型挿通部の内周面と、前記蓋体嵌入部成形部と、前記段部成形部とで囲まれる空間内に、延伸された前記プリフォームの先端側を入り込ませた成形中間体とし、
次いで、前記底型を上昇させて、前記成形中間体のうち、前記接地部を成形する前記部位を越えて延伸された部分を押し戻しながら反転させつつ、ブロー成形を完了することを特徴とする合成樹脂製容器の製造方法。
前記段部成形部は、前記底型が下死点に位置したときに、前記接地部を成形する前記部位から前記段部成形部までの高さ方向に沿った距離が、前記基部を成形する前記底型の基部成形部の高さと同等となる位置にある請求項１に記載の合成樹脂製容器の製造方法。
前記底型に、前記蓋体嵌入部成形部の側面と前記段部成形部とに跨る複数の凸条を周方向に沿って形成することによって、前記陥没凹部に、前記蓋体嵌入部の側面と前記段部とに跨る複数の凹溝を周方向に沿って形成する請求項１又は２に記載の合成樹脂製容器の製造方法。
前記底型に、前記基部を成形する前記底型の基部成形部の側面に複数の凹溝を周方向に沿って形成することによって、前記陥没凹部の前記基部の側面に複数の凸条を周方向に沿って形成す請求項１又は２に記載の合成樹脂製容器の製造方法。
前記底型に、前記蓋体嵌入部成形部の側面と面一となる面があらわれるように、前記基部を成形する前記底型の基部成形部を部分的に切り欠いて凹凸形状を設けることによって、前記陥没凹部に、前記蓋体嵌入部と面一に延在するリブ部を形成する請求項１又は２に記載の合成樹脂製容器の製造方法。