JP7395453B2 - 樹脂製容器の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホットパリソン式ブロー成形法による樹脂製容器の製造装置および製造方法に関する。具体的には、製造時間を短縮させても外観や物性が良質な樹脂製容器の製造を可能にする、ホットパリソン式ブロー成形法による樹脂製容器の製造装置及び製造方法に関する。

従来、プリフォームを射出成形する射出成形部と、射出成形部で成形したプリフォームを温度調整する温度調整部と、温度調整部で温度調整したプリフォームをブロー成形するブロー成形部とを備えたブロー成形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のブロー成形装置は、射出成形部及びブロー成形部のみを主に備えた従来のブロー成形装置（例えば、特許文献２参照）に温度調節部を追加したものである。射出成形部で成形された直後のプリフォームは、ブロー成形に適した温度分布を備えていないため、射出成形部とブロー成形部との間により積極的にプリフォームの温度調整が可能な温度調整部を設けることにより、プリフォームをブロー成形に適した温度まで温度調整することを可能にしていた。なお、この温度調整部は、加熱ポット型（加熱ブロック）や加熱ロッドを用い、プリフォームを非接触で加熱して、温度調整する方式になっている。

また、底部のみが厚く形成された容器（化粧品容器）をブロー成形する場合の温度調整方法も存在する。具体的には、この種の容器のプリフォームに対してブロー成形に適した温度分布を有するように温度調整するための温度調整部として、プリフォームの底部及び底部に連続する胴部の下部の外周面を冷却ポットで機械的に密着して確実に冷却し、底部に連続する胴部の下部を除く胴部を加熱ブロックにより所定の温度に昇温させることにより、ブロー成形を行った際に所望の厚さを有する底部と、均一で薄肉に延伸された壁部を有する胴部とを備えた、容器を製造するためのブロー成形装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。さらに、プリフォームを射出成形部の外に温度調整部でも冷却することで、成形サイクル時間を規定する射出成形時間の短縮を図ったブロー成形装置も提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開平６－３１５９７３号公報 国際公開第２０１７／０９８６７３号 国際公開第２０１３／０１２０６７号 特開平０５－１８５４９３号公報

しかしながら、上記従来の技術によるブロー成形装置では、射出成形後の冷却時間を短く設定した場合、温度調整部で偏温除去や均温度化を十分に行うことができず、偏肉や白化（白濁化、材料がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のブロー成形時に結晶化し易い熱可塑性樹脂の場合に発生する）を良好に抑制した高品質な容器を製造することは、未だ確立できていなかった。

本発明は、成形サイクル時間が短縮化されたホットパリソン式ブロー成形法であっても良好な品質の容器を製造することのできる樹脂製容器の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、プリフォームを射出成形する射出成形部と、前記射出成形部で成形した前記プリフォームを温度調整する温度調整部とを備え、前記温度調整部で温度調整した前記プリフォームをブロー成形する、樹脂製容器の製造装置において、前記プリフォームの外側表面温度が前記プリフォームのガラス転移温度より３０℃以上６０℃以下だけ高い状態で前記プリフォームを前記温度調整部に挿入し、前記温度調整部にてブロー成形に適切な所定の温度まで前記プリフォームを冷却させることを特徴とする。

この場合において、前記温度調整部は、温調コア型と温調キャビティ型とで前記プリフォームを挟んで圧縮変形させてもよい。前記温度調整部は、前記プリフォームの内側に空気を循環させてもよい。

また、本発明は、プリフォームを射出成形し、射出成形した前記プリフォームを温度調整部で温度調整し、温度調整した前記プリフォームをブロー成形する、樹脂製容器の製造方法において、前記プリフォームの外側表面温度が前記プリフォームのガラス転移温度より３０℃以上６０℃以下だけ高い状態で前記プリフォームを前記温度調整部に挿入し、前記温度調整部にてブロー成形に適切な所定の温度まで前記プリフォームを冷却させることを特徴とする。

この場合において、前記温度調整部は、温調コア型と温調キャビティ型とで前記プリフォームを挟んで圧縮変形させてもよい。前記温度調整部は、前記プリフォームの内側に空気を循環させてもよい。

さらに、本発明は、プリフォームを射出成形する射出成形部と、前記射出成形部で成形した前記プリフォームをブロー成形するブロー成形部とを備えた、樹脂製容器の製造装置において、前記プリフォームが前記射出成形部から離型されてから４秒以上８秒以下だけ経過するまでに、前記プリフォームの外側表面温度を離型時の外側表面温度に対して８０℃以上上昇させてから、前記プリフォームを前記ブロー成形部に挿入することを特徴とする。

さらにまた、本発明は、プリフォームを射出成形する射出成形部と、前記射出成形部で成形した前記プリフォームをブロー成形するブロー成形部とを備えた、樹脂製容器の製造方法において、前記プリフォームが前記射出成形部から離型されてから４秒以上８秒以下だけ経過するまでに、前記プリフォームの外側表面温度を離型時の外側表面温度に対して８０℃以上上昇させ、前記プリフォームを前記ブロー成形部に挿入することを特徴とする。

本発明では、成形サイクル時間が短縮化されたホットパリソン式ブロー成形法であっても良好な品質の容器を製造することのできる樹脂製容器の製造装置および製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るブロー成形装置（射出成形部、温度調整部、ブロー成形部、取出し部を有する）の斜視図を示す。 前記射出成形部で射出成形されているプリフォームの正面から見た拡大断面図を示す。 前記温度調整部の概略図を示す。 前記温度調整部の別形態の図を示す。 プリフォームがブロー成形部でブロー成形されている様子の断面図を示す。 プリフォームを温度調整したときの温度分布のグラフを示す。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るブロー成形装置（射出成形部、温度調整部、ブロー成形部、取出し部を有する）の斜視図を示し、図２は、射出成形部で射出成形されているプリフォームの正面から見た拡大断面図を示し、図３は、温度調整部を正面から見た断面図を示し、図４は、温度調整部で温度調整されているプリフォームを正面から見た拡大断面図を示し、図５は、プリフォームがブロー成形部でブロー成形されている様子の断面図を示している。

ブロー成形装置（樹脂製容器の製造装置）１００は、図１に示すように、射出成形部１０と、温度調整部２０と、ブロー成形部３０と、取出部４０とを備えており、プリフォーム１を射出成形した後に、ブロー成形して容器１ａを製造するための装置である。

射出成形部１０、温度調整部２０、ブロー成形部３０、及び取出部４０は、上から見たときに正方形の４つの辺を形成するような配列で配置されている。これらの上方には、射出成形部１０で成形されたプリフォーム１のネック部３（図２参照）を保持するネック型５０（図３参照）が設けられた不図示の回転盤が設けられている。この回転盤は、上方から見たときに正方形の４つの辺を形成するような配列で４組のネック型５０が配置されている。これにより、回転盤が射出成形部１０、温度調整部２０、ブロー成形部３０、及び取出部４０上で垂直軸を中心に反時計回りに９０度ずつ回転することにより、４組のネック型５０の各々は、射出成形部１０、温度調整部２０、ブロー成形部３０、及び取出部４０を等しい時間で順次移動して、ネック型５０に保持されたプリフォーム１に対して各工程が等しい時間だけ実施されるようになっている。

射出成形部１０は、射出コア型１１、射出キャビティ型１２、及び不図示の射出装置を備え、プリフォーム１を射出成形するように設けられている。
プリフォーム１は、図２に示すように、解放側のネック部３及び閉鎖側の貯留部（本体部）２を有して有底状（有底中空状）に形成されている。プリフォーム１は、ブロー成形されることにより容器１ａ（図５参照）となるものであり、ブロー成形後の容器１ａを図中上下方向および左右方向に縮めて厚肉にしたような形状を有している。貯留部２は、解放側のネック部３に連なる胴部２ａと、閉鎖側に位置して胴部２ａに連なる底部２ｂとから構成されている。射出コア型１１、射出キャビティ型１２には、チラーに接続されて低温（例えば５℃以上２０℃以下）の冷媒が流通する流路（不図示）が形成されている。

プリフォーム１を射出成形する際には、射出コア型１１、射出キャビティ型１２、及びネック型５０が組み合わされてプリフォーム１に対応する空間を規定する。このとき、射出コア型１１でプリフォーム１の貯留部２及びネック部３の内面形状を成形し、射出キャビティ型１２で貯留部２の外面形状を成形するとともに、ネック型５０でネック部３の外面形状を成形する。

射出成形部１０は、熱可塑性の合成樹脂等材料（例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のポリエステル系樹脂）を高温で加熱して溶かし、溶かした材料を不図示の射出装置により射出コア型１１と射出キャビティ型１２及びネック型５０とで画定される成形空間（キャビティ）の間に射出して充填させ、射出した材料のうち型面（キャビティ面）に近い部分の材料を融点（例えばＰＥＴの場合は約２５５℃）よりも低い温度まで冷やして固めることにより貯留部２に表面層（スキン層）を形成し、プリフォーム１を成形するようになっている。このとき、プリフォーム１の貯留部２の内部層（コア層）は融点以下かつガラス転移点温度以上の温度に保ち（例えば１５０℃以上２３０℃以下）、貯留部２がブロー成形部３０で延伸可能な熱量（保有熱）を有するように調整する。なお、本発明では成形サイクル時間、つまり、プリフォーム１の成形時間を従来よりも短縮化させている。具体的には、プリフォームの射出成形時間を構成する射出時間（充填時間）と冷却時間のうち、冷却時間を従来法より著しく短く設定している。例えば、冷却時間は、射出時間の２／３以下、好ましくは１／２以下、更に好ましくは１／３以下に設定される。

射出コア型１１は、プリフォーム１の貯留部２（より具体的には胴部２ａ）に対応する部分の横方向断面がネック部３に対応する部分の横方向断面よりも小さく形成されている。これにより、射出成形されたプリフォーム１の内側は、ネック部３よりも貯留部２の方がプリフォーム１の軸心Ｚに垂直な方向の内部空間面積が小さく形成されている。

また、射出コア型１１は、プリフォーム１の底部２ｂと対応する型面（キャビティ面）上の位置に近付く程、横方向断面が漸次的に小さく形成されている。これにより、射出成形されたプリフォーム１の内側は、プリフォーム１の軸心Ｚに垂直な方向に広がる内部空間面積は、プリフォーム１の底部２ｂに近付く程、漸次的に小さくなるように形成されている。

射出成形部１０で射出成形された後にある程度（貯留部２の内外表面に表面層が形成されて外形が維持できる程度）固まったプリフォーム１は、ネック型５０に保持されたまま射出キャビティ型１２および射出コア型から引き抜かれ（離型され）、図１に示すように、回転盤が上面視で反時計回りに９０度回転することにより温度調整部２０に搬送される。このプリフォーム１は従来法よりも高温な状態で射出成形部１０にて離型されるため、貯留部２の表面層は薄く形成される一方、内部層は厚く形成されて従来法よりも高い保有熱が維持されている。

温度調整部２０は、射出成形部１０の隣に配置されており、図３および図４に示すように、温調コア型２１またはエア導入出部材２１ａの何れか一方及び温調キャビティ型２２を備えている。
射出成形部１０から搬送されてきたプリフォーム１は、温調キャビティ型２２上に取り付けられた芯出しリング６０にネック型５０が当接するまで回転盤と共に下がって温調キャビティ型２２内に差し込まれる。プリフォーム１が温調キャビティ型２２内に差し込まれると、プリフォーム１のネック部３に形成された上側開口を通して温調コア型２１またはエア導入出部材２１ａがプリフォーム１内に差し込まれる。なお、温調コア型２１を用いる場合は、温調コア型２１がプリフォーム１内に差し込まれた後に、温調コア型２１と共にプリフォーム１が温調キャビティ型２２に差し込まれてもよい。

温調コア型２１及び温調キャビティ型２２は、内部に形成された流路内を冷媒（温調媒体）が流れていることにより、１０℃以上９０℃以下、より好ましくは６０℃以上８０℃以下に冷却されている。エア導入出部材２１ａは所定温度の冷却用圧縮空気を貯留部２に流通させる。射出成形部１０で従来よりも高温状態で離型されて温度調整部２０に搬送されたプリフォーム１は、ブロー成形するには温度が高過ぎ、搬送時の放冷で解消できなかった偏温も有する。温調コア型２１と温調キャビティ型２２への接触、または、外表面を温調キャビティ型２２に当接させつつ内表面にエア導入出部材２１ａからの圧縮空気を吹き当てることで、プリフォーム１は冷却されてブロー成形に適した温度に温度調整される。

図３は、プリフォーム１の貯留部２を、温調キャビティ型２２と温調コア型２１で冷却する例である。温調コア型２１は、温調コア型２１を温調キャビティ型２２に挿入した際にネック部３に接触しないようにくびれ部２３ａが形成されている。

また、本実施形態に係る温調コア型２１は、射出成形部１０のテーパー形状に形成された射出コア型１１よりも小さな角度のテーパー形状を有している。これにより、プリフォーム１を射出成形部１０から取り外し（離型）または成形し易い形状からブロー成形し易い所望形状へ圧縮変形させることができる。

温度調整部２０は、図３に示すように、温調コア型２１がプリフォーム１の貯留部２の内表面の略全体に接して押圧すると共に、温調キャビティ型２２がプリフォーム１の貯留部２の外表面の略全体に接して押圧するように設けられている。これにより、プリフォーム１が射出成形部１０で離型された後に不規則的に収縮変形していても、温調コア型２１と温調キャビティ型２２との間にプリフォーム１の貯留部２を挟んでプリフォーム１の形状を修正することができる。また、温度調整部２０は、プリフォーム１を温調コア型２１と温調キャビティ型２２とで圧力をかけながら挟むと共に冷却させることで、射出成形時の一次形状のプリフォーム１から最終的な容器１ａへのブロー成形に適した二次形状のプリフォーム１へと強制的に圧縮変形させながら内外同時に温度調整を行っても良い。

なお、本実施形態では、プリフォーム１の貯留部２を温調コア型２１と温調キャビティ型２２とで圧力をかけて挟みながら冷却しているが、これに限らず、図４に示すように、温調キャビティ型２２とエア導入出部材６１とを備えた代替的な温度調整部を用いてプリフォーム１を冷却してもよい。

図４は、プリフォーム１の貯留部２を、温調キャビティ型２２とエア導入出部材６１で冷却する例である。同図中、エア導入部材６１は、中空で内部にエア流通孔が設けられたロッド部材６２と、嵌合コア（温調用ブローコア部材）６３とから構成されている。

ロッド部材６２は、嵌合コア６３の内部に上下動可能に収容されている。ロッド部材６２の先端にはエアを噴出または吸引可能な内方流通口６２ａが設けられている。エアの温度はプリフォーム１や容器１ａの肉厚に応じ、例えば約０℃以上約２０℃以下（常温）の範囲内で適宜設定される。

嵌合コア６３は、エア導入部材６１がプリフォーム１に挿入されると（気密可能に当接されると）、ネック部３に嵌る（密接する）ように構成されている。これにより、プリフォーム１の内部のエアがネック部３から嵌合コア６３の外側に漏れることを防止できる。ロッド部材６２と嵌合コア６３との間の隙間は、プリフォーム１に対しエアを給排するためのエア流通経路である。嵌合コア６３の先端とロッド部材６２とが形成する隙間が、エアを噴出または吸引可能な第一の外方流通口６４を構成する。内方流通口６２ａおよび外方流通口６４は、それぞれ送風口および排出口となり得る。

プリフォーム１を温度調整する際には、まず、プリフォーム１を温調キャビティ型２２のプリフォーム形状の空間内に収容する。続いて、キャビティ型２２に収容されたプリフォーム１の内部にエア導入部材６１を挿入する（気密可能に当接する）。次に、第一の内方流通口６２ａを閉栓した状態でエア導入部材６１の外方流通口６４からプリフォーム１の内部にエアを送り、プリフォーム１の貯留部２をキャビティ型２２の内壁に密着させる予備ブローを行う。

予備ブローが終了すると、内方流通口６２ａを開栓し、該内方流通口６２ａからエアをプリフォーム１内に導入しつつ、外方流通口６４を介してプリフォーム１の外部にエアを排出する冷却ブロー（クーリングブロー）を行う。このように、予備ブローと冷却ブローとでは、エアの流れる方向を逆に設定するのが好ましい。この時、内方流通口６２ａからエアが噴出し続けているため、プリフォーム１は内部を流れるエアの対流により、内側から冷却される。また、プリフォーム１はキャビティ型２２と接触し続けるため、外側からブロー成形に適した温度以下にならないように温度調整または冷却され、さらに、射出成形時に生じた偏温も低減される。なお、キャビティ型２２がプリフォーム形状の空間を有しているため、プリフォーム１の形状は大きく変化しない。一定時間冷却されたプリフォーム１は、ブロー成形部３０へ移動させる。

なお、エア導入部材６１のエアの流通方向は適宜変えることができる。例えば、図４に示すように、冷却ブローにおいて、外方流通口６４からエアを送り、内方流通口６２ａからロッド部材６２の内部を通って排出するようにしてもよい。この際の予備ブローは、外方流通口６４を閉栓させた状態で、内方流通口６２ａからプリフォーム１の内部にエアを送るのが好ましい。プリフォーム１の下方側（貯留部２の底部側）の冷却効果を上げたい場合は、内方流通口６２ａから外方流通口６４の方向へエアを流す。プリフォーム１の上方側（貯留部２の上側）の冷却効果を上げたい場合は、外方流通口６４から内方流通口６２ａの方向にエアを流す。なお、プリフォーム１の特定部分を集中的に冷却して容器１ａの特定部分の肉厚を大きくさせたい場合等には、予備ブローと冷却ブローとのエアの送風方向を同じに設定しても構わない。

ＰＥＴ材料は１２０℃から２００℃程度の温度帯で徐冷すると結晶化による白化や白濁が生じてしまうので、射出成形部１０にて高温状態で離型されたプリフォーム１から透明度の高い容器１ａ（図５参照）を製造するためには、プリフォーム１を結晶化する温度帯以下まで急冷する必要がある。このとき、厚肉な壁部５を貯留部２、特に胴部２ｂに有するプリフォーム１の場合は、壁部５の中央まで十分に冷却するのは従来困難であった。しかしながら、図３に示すような温度調整方法では、プリフォーム１の壁部５が厚肉であっても圧縮変形させ、図４に示すような温度調整方法では、プリフォーム１内に冷却空気を送風させているため、変温除去や均温化および冷却化の効率を大幅に高められる。また、全体的にブロー成形に適した温度分布になるため、最終的な形態である容器１ａの肉厚の偏りを防止することができる。

温度調整部２０で温度調整されたプリフォーム１は、ネック型５０に保持されたまま温調キャビティ型２２から引き抜かれ、図１に示すように、回転盤がさらに反時計回りに９０度回転してブロー成形部３０に搬送される。

ブロー成形部３０は、図１に示すように、温度調整部２０の隣に配置されており、ブロー型３１と不図示のエアー吹込部とを備えている。
ブロー型３１は、容器１ａの形状に対応する型面が内側に形成されており、温度調整部２０の温調キャビティ型２２よりもかなり大きな型面になっている。

エアー吹込部は、ブロー型３１内に差し込まれたプリフォーム１内に空気を充填するように設けられている。
ブロー成形部３０に搬送されたプリフォーム１は、ブロー型３１内に差し込まれ、エアー吹込部がプリフォーム１のネック部３の開口に接続され、エアー吹込部がプリフォーム１内に空気を吹き込ませると、図５に示すように、貯留部２の外面全体がブロー型３１の型面に密着して押し付けられるまでプリフォーム１の貯留部２が膨らまされ、容器１ａが成形されるようになっている。

ブロー成形部３０でブロー成形されたプリフォーム１（容器１ａ）は、ネック型５０に保持されたままブロー型３１から引き抜かれ、図１に示すように、回転盤がさらに反時計回りに９０度回転して取出部４０に搬送される。

取出部４０は、図１に示すように、ブロー成形部３０と射出成形部１０との間に配置されている。取出部４０では、ネック型５０が開いて容器１ａを保持しなくなることにより容器１ａが落下し、ブロー成形装置１００から容器１ａが取り出されるようになっている。

本実施形態に係るブロー成形装置１００は、プリフォーム１の外形を維持できる程度までしか冷却されていない高温状態でプリフォーム１を射出キャビティ型１２から離型するようになっている。すなわち、射出成形部１０において離型されたプリフォーム１の胴部２ａの外側表面温度（胴部２ａの外周面における表面層の温度）が胴部２ａの内側表面温度（胴部２ａの内周面における表面層の温度）より高くなる前に、例えば外側表面温度がプリフォーム１のガラス転移温度より３０℃以上６０℃以下だけ高い温度で、プリフォーム１を温度調整部２０に挿入（搬入）している。温度調整部２０は、挿入されたプリフォーム１を温度調整部２０に挿入（搬入）された時点の温度から１５℃以上３０℃以下だけ外表面温度を低下させるように、表面層を介して内部層を冷却させるようになっている。なお、ＰＥＴ製のプリフォーム１のガラス転移温度は例えば約７５℃である。

通常、射出成形部１０で十分な冷却時間が与えられて成形されたプリフォーム１は、樹脂の収縮により射出コア型１１に強く接触する一方で射出キャビティ型１２から離れる傾向があり、温度調整部に搬送されてきたときには、外側表面温度が内側表面温度より高くなっている。また、プリフォーム１の内部層と表面層との温度勾配（熱勾配）は比較的小さい状態になっている。

一方、本実施形態に係るブロー成形装置１００は、従来技術のものに比べてプリフォーム１が非常に高温のまま温度調整部２０に搬送されるようになっている。射出成形部１０で内部層の保有熱が従来のものよりも高い状態でプリフォーム１を射出コア型１１及び射出キャビティ型１２から離型しているため、内部層と表面層との温度勾配は従来よりも大きくなる。そのため、プリフォーム１の内部層と表面層との熱伝達による熱交換を活発化させている。これにより、温度調整部２０への搬送中に戻り熱（内部層から表面層への熱量の移動）によりプリフォーム１の外表面温度を一旦上昇させて射出成形部１０と温度調整部２０との間の短い移送時間（射出成形部１０の離型動作時間と射出成形部１０から次工程への搬送時間、例えば４．０秒以上１２．０秒以下、より好ましくは４．０秒以上８．０秒以下）を利用して内部層と表面層との間の温度差の解消や均温化及び偏温除去を促進させている。つまり、高温離型により、この移送時間の間に、プリフォーム１の表面層の温度が、射出成形型に近い温度（例えば、５．０℃以上２０．０℃以下）から１１０℃以上１３０℃以下の温度まで急上昇する程度に熱量の移動を促進させ、プリフォーム１の均温化や偏温除去の効果を高めている（移送時間の間に、プリフォーム１の表面層の温度を、射出成形型の設定温度（例えば５．０℃以上２０℃以下）に対して１１０℃以上１３０℃以下の温度まで急上昇させている）。同時に、この移送時間において、プリフォーム１の外気への放冷を行い、高温離型により生じたプリフォーム１の余分な熱量を放出させて、次工程（温度調整部２０やブロー成形部３０）において必要となる内部層の冷却時間を短縮させている。このため、温度調整部２０におけるプリフォーム１の内部層の冷却効率や内部層と表面層との温度調整効率を高めて短時間で結晶化温度帯域より低下させることができ、短時間で延伸配向に適した温度分布状態のプリフォームの調整が可能になり、透明性や物性の高い容器を短時間で製造可能になっている。さらに、高温離型によりプリフォーム１が次工程までに表面層が高温化して軟化するため、プリフォーム１の表面層に転写した射出コア型や射出キャビティ型に由来する粗さが解消できる。このため、従来技術と比べ、ブロー成形直前におけるプリフォーム１の表面層の粗さを小さくさせることができ、表面粗さが小さく表面光沢に優れた容器１ａを製造することができる。

以下、射出成形部１０で射出成形されたプリフォーム１の温度調整部２０における温度調整について具体的に説明する。
図６は、プリフォームを温度調整したときの温度分布のグラフを示す。
図６（ａ）は、温度調整部で温度調整（冷却）される直前の温度分布を示している。この図において、横軸は肉厚方向の位置を示し、縦軸は温度を示し、温度分布曲線Ｃ１は従来技術による離型直後から所定の移送時間（約５秒、具体的には４．０秒以上８．０秒以下）経過した温度調整前の温度分布を示し、温度分布曲線Ｃ２は本実施形態による離型直後から所定の移送時間（約５秒、具体的には４．０秒以上８．０秒以下）経過した温度調整前の温度分布を示している。また、図６（ａ）において、温度分布曲線Ｃ１ａは従来技術による射出成形部１０の離型直後の温度分布を示し、温度分布曲線Ｃ２ａは本実施形態による射出成形部１０の離型直後の温度分布を示している。

図６（ｂ）は、温度調整部で温度調整（冷却）された直後の温度分布を示している。この図において、横軸は肉厚方向の位置を示し、縦軸は温度を示し、温度分布曲線Ｃ３は従来技術による温度調整後の温度分布を示し、温度分布曲線Ｃ４は本実施形態による温度調整前の温度分布を示している。また、破線で示す温度分布曲線Ｃ５は、コールドパリソン法でプリフォームを温度調整した直後の温度分布を示している。

本実施形態に係るブロー成形装置１００では、図６（ａ）に温度分布曲線Ｃ２、Ｃ２ａで示すように、プリフォーム１の外側表面温度を射出成形部１０の離型直後から約５秒の移送時間中に約２０℃から約１２０℃まで約１００℃上昇させており、短時間に８０℃以上急激に上昇させている。すなわち、本実施形態に係るブロー成形装置１００では、図６（ａ）に温度分布曲線Ｃ２で示すように、プリフォーム１の外側表面温度がＰＥＴ製のプリフォーム１のガラス転移温度である約７５℃よりも３０℃程度高い状態、すなわち約１１５℃の状態プリフォーム１を温度調整部２０に挿入している。このとき、プリフォーム１の内側表面温度は１１７℃程度であり、内側表面温度よりも外側表面温度の方が低くなっている。

一方、従来技術による温度調整では、温度分布曲線Ｃ１、Ｃ１ａで示されるように、プリフォーム１の外側表面温度は、射出成形部１０の離型直後から約５秒の移送時間中に、約２０℃から約８０℃まで約６０℃程度しか上昇させることができない。すなわち、従来技術による温度調整では、射出成形工程を長時間行ってプリフォームをじっくりと冷却しているため、温度分布曲線Ｃ１で示すように、プリフォームの外側表面温度が約８７℃の状態でプリフォームを温度調整部に挿入している。このとき、内側表面温度よりも外側表面温度の方が高くなっている。

本実施形態に係る温度調整部２０は、主に温度調整部２０でプリフォーム１を温度調整するため、図６（ｂ）に温度分布曲線Ｃ４で示すように、温度調整されたプリフォーム１の外側表面温度は８５℃程度まで下がっている。このとき、内側表面温度よりも外側表面温度の方が高くなっている。

一方、従来技術による温度調整では、プリフォームの壁部の中央に蓄積していた熱がプリフォームの内側表面及び外側表面に伝達されるため、温度分布曲線Ｃ３で示すように、温度調整されたプリフォームの外側表面温度は１０２℃程度まで上がっている。このとき、内側表面温度よりも外側表面温度の方が高くなっている。

また、コールドパリソン法で作成したプリフォームの温度調整では、温度分布曲線Ｃ５で示すように、常温の状態から温度調整されたプリフォームの外側表面温度は１００℃程度まで上がっている。このとき、内側表面温度よりも外側表面温度の方が高くなっており、ホットパリソン法による従来技術による温度調整である温度分布曲線Ｃ３と外側表面温度が略同じ程度になっている。

本実施形態に係るブロー成形装置１００は、プリフォーム１の外側表面温度がプリフォーム１のガラス転移温度より３０℃以上６０℃以下だけ高い状態でプリフォーム１を温度調整部２０に挿入し、温度調整部２０にてブロー成形に適切な所定の温度までプリフォーム１を冷却させている。これにより、射出成形工程を短時間で行うことができて成形サイクル時間が短縮化されるとともに、温度調整部２０で十分に冷却されるため、ホットパリソン式射出ブロー成形方であっても良好な品質の容器を製造することができる。

また、射出成形工程の冷却時間を充填時間の２／３以下、好ましくは１／２以下、更に好ましくは１／３以下に設定した本実施形態の成形条件では、プリフォーム１は射出成形部１０で従来技術よりも高温状態で離型される。これにより、射出成形部１０から次工程への短い移送時間中（例えば４秒以上１２秒以下、より好ましくは４．０秒以上８．０秒以下の間）に、従来技術に比べてプリフォーム１を効率的な均温化させて全体的に温度低下（熱量低下）させることが可能になる。また、次工程（温度調整部２０またはブロー成形部３０）でのプリフォーム１や容器１ａの冷却時間を短縮させることができる。この結果、成形サイクル時間を従来技術より短縮しても、外観不良が抑えられた容器１ａを製造することができる。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、プリフォーム１を温調コア型２１と温調キャビティ型２２とで挟み込んで圧縮変形させながら冷却させる温度調整部２０を用いているが、これに限定されない。温度調整部にてプリフォームの外側表面温度を１５℃以上冷却させることができれば、温調ロッドと温調ポットとの間にプリフォームを配置して、温調ロッドからプリフォームの内側に空気を送風して循環させるタイプの温度調整部を用いても良い。

また、上記実施形態では、射出成形されたプリフォーム１は、温度調整部２０を用いて冷却されているが、これに限定されない。ブロー成形に適切な所定の温度までプリフォーム１を冷却させることができれば、温度調整部を用いなくてもよい。

１…プリフォーム
２…貯留部
３…ネック部
４…ゲート
５…壁部
１０…射出成形部
１１…射出コア型
１２…射出キャビティ型
１ａ…容器
２０…温度調整部
２１…温調コア型
２２…温調キャビティ型
３０…ブロー成形部
３１…ブロー型
４０…取出部
５０…ネック型
６０…リング
１００…ブロー成形装置（樹脂製容器の製造装置）
Ｚ…軸心

Claims (10)

1. 有底中空状のプリフォームを射出成形する射出成形部と、前記射出成形部で成形した前記プリフォームを温度調整する温度調整部と、前記温度調整部で温度調整した前記プリフォームを容器にブロー成形するブロー成形部と、前記プリフォームや前記容器を保持するネック型が設けられた回転盤と、を少なくとも備えた樹脂製容器の製造装置において、
   前記回転盤により、前記プリフォームの胴部の外側表面温度が前記プリフォームを構成する材料のガラス転移温度より３０℃以上６０℃以下だけ高い状態で前記プリフォームを前記温度調整部に搬入させた後、前記温度調整部で搬入された前記プリフォームをブロー成形に適切な所定の温度まで冷却させることを特徴とする、
   樹脂製容器の製造装置。
2. 前記射出成形部は、射出コア型、射出キャビティ型および射出装置を備えており、
   前記射出コア型、前記射出キャビティ型および前記ネック型を組み合わせることで形成される成形空間に、前記射出装置より合成樹脂材料を射出して前記プリフォームを射出成形し、次いで、射出成形された前記プリフォームを離型する、
   請求項１に記載の樹脂製容器の製造装置。
3. 前記温度調整部は、温調キャビティ型とエア導入部材とを備えており、
   前記エア導入部材は、前記プリフォームのネック部に当接する嵌合コアと前記プリフォームの前記胴部に挿入されるロッド部材とを有しており、
   前記エア導入部材からエアを噴出させて前記温調キャビティ型の内壁に前記プリフォームの前記胴部を密着させることで前記プリフォームを外側から温調または冷却し、前記エア導入部材からエアを前記胴部に噴出し続けることで前記プリフォームを内側から冷却する、
   請求項１に記載の樹脂製容器の製造装置。
4. 前記温度調整部は、温調コア型と温調キャビティ型とで前記プリフォームを挟んで圧縮変形させることを特徴とする、
   請求項１に記載の樹脂製容器の製造装置。
5. 合成樹脂材料からなるプリフォームを射出成形部で射出成形し、射出成形した前記プリフォームを温度調整部で温度調整し、温度調整した前記プリフォームをブロー成形する、樹脂製容器の製造方法において、
   前記温度調整部に、前記プリフォームを胴部の外側表面温度が前記プリフォームを構成する材料のガラス転移温度より３０℃以上６０℃以下だけ高い状態で前記プリフォームを搬入させた後、前記温度調整部で前記プリフォームをブロー成形に適切な所定の温度まで冷却させることを特徴とする、
   樹脂製容器の製造方法。
6. 前記射出成形部は、射出コア型、射出キャビティ型およびネック型を組み合わせることで形成される成形空間に合成樹脂材料を射出して前記プリフォームを射出成形し、次いで、射出成形された前記プリフォームを離型する、
   請求項５に記載の樹脂製容器の製造方法。
7. 前記温度調整部は、前記プリフォームのネック部に当接するエア導入部材からエアを噴出させ温調キャビティ型の内壁に前記プリフォームの前記胴部を密着させることで前記プリフォームを外側から温調または冷却し、前記エア導入部材からエアを前記胴部に噴出し続けることで前記プリフォームを内側から冷却する、
   請求項５に記載の樹脂製容器の製造方法。
8. 前記温度調整部は、温調コア型と温調キャビティ型とで前記プリフォームを挟んで圧縮変形させることを特徴とする、
   請求項５に樹脂製容器の製造方法。
9. 有底中空状のプリフォームを射出成形する射出成形部と、前記射出成形部で成形した前記プリフォームをブロー成形するブロー成形部を少なくとも有する次工程部と、を備えた樹脂製容器の製造装置において、
   前記プリフォームが前記射出成形部から離型されてから４秒以上８秒以下だけ経過するまでに、前記プリフォームの胴部の外側表面温度を、離型時の外側表面温度または射出キャビティ型の温度に対して８０℃以上上昇させてから、前記プリフォームを前記次工程部に搬送させることを特徴とする、
   樹脂製容器の製造装置。
10. 有底中空状のプリフォームを射出成形する射出成形部と、前記射出成形部で成形した前記プリフォームをブロー成形するブロー成形部を少なくとも有する次工程部とを備えた、樹脂製容器の製造方法において、
    前記プリフォームが前記射出成形部から離型されてから４秒以上８秒以下だけ経過するまでに、前記プリフォームの外側表面温度を離型時の外側表面温度に対して８０℃以上上昇させ、
    前記プリフォームを前次工程部に搬送させることを特徴とする、
    樹脂製容器の製造方法。

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