CN105073383A - 预成型坯及树脂制容器 - Google Patents

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川村伸生
岩堀宏哉
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Nihon Yamamura Glass Co Ltd
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Abstract

一种预成型坯(1)，其具有沿轴向长的圆筒状的预成型坯主体(2)和形成于该预成型坯主体(2)的长度方向两侧的两个口部(3、4)，通过吹塑成型法使预成型坯主体(2)双轴延伸而成型为输液容器(40)。在设预成型坯主体(2)的轴向大致中央部分(11)的壁厚为t1、设预成型坯主体(2)的轴向两端部分(10、12)的壁厚分别为t2、t3时，满足1.5＜(t1/t2)＜2.5、1.2＜(t1/t3)＜3.0的关系式，使从中央部分(11)到两端部分(10、12)之间的壁厚随着朝向各端部分(10、12)而逐渐减小。由此得到具有极其均匀的壁厚的输液容器(40)。

Description

预成型坯及树脂制容器
技术领域
本发明涉及通过吹塑成型法成型为树脂制容器的预成型坯及该树脂制容器。
背景技术
作为容纳输液的树脂制容器，已知在挠性主体的上下具有两个口部的输液容器。上述输液容器一般通过直接吹塑而成型。作为比该成型法提高生产速度的成型法，延伸吹塑成型法已普及。在采用延伸吹塑成型法的情况下，生产速度较快，并且容易控制厚度，因此具有品质偏差小这样的优点。
在通过吹塑成型法成型输液容器的情况下，采用通过注塑成型法成型的预成型坯。将按所需的壁厚形成的该预成型坯装填到吹塑成型模具中加热至成型温度，吹入吹气而进行双轴延伸。通过将预成型坯双轴延伸，从而在吹塑成型模具内成型为规定形状的成型体，将其取出而得到树脂制容器。例如，专利文献1中记载了如下的预成型坯：通过确定肩部相应部的最小壁厚与主体部相应部的壁厚之比，从而防止加热时中心轴偏心。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-334816号公报
发明内容
发明要解决的课题
例如，在输液容器中，需要使容器主体部尽量均等地变形而使输液良好地排出，希望得到以更均匀的壁厚形成的容器。在专利文献1的预成型坯中，在吹塑成型时，除了口部的预成型坯主体朝向长度方向和宽度方向被双轴延伸，但根据成型条件，延伸程度根据沿长度方向的部位的不同而变化。当在长度方向上延伸程度不同时，存在这样的问题：壁厚根据容器主体部的部位而变化，无法满足高的要求性能。
因此，本发明的目的在于，鉴于上述以往技术的问题，提供能够得到具有极均匀的壁厚的主体部的树脂制容器的预成型坯及由此成型的树脂制容器。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，寻求到了以下的技术手段：
即，本发明的预成型坯的特征在于，具备：预成型坯主体，其是沿轴向长的圆筒状，通过吹塑成型法被双轴延伸而成为树脂制容器的容器主体，在设轴向大致中央部分的壁厚为t1、设轴向两端部分的壁厚分别为t2、t3时，满足以下的关系式：
1.5＜(t1/t2)＜2.5
1.2＜(t1/t3)＜3.0
从该中央部分到该两端部分之间的壁厚随着朝向该各端部分而逐渐减小；以及
两个口部，它们形成于所述预成型坯主体的长度方向两侧。
根据上述本发明，在设预成型坯主体的轴向大致中央部分的壁厚为t1、设预成型坯主体的轴向两端部分的壁厚分别为t2、t3时满足上述的关系式，并且从该中央部分到该两端部分之间的壁厚随着朝向该各端部分而逐渐减小，由此能够防止在预成型坯主体被双轴延伸时由沿长度方向的部位的不同导致的延伸程度的变化。因此，能够得到极均匀的壁厚的树脂制容器。
若所述预成型坯主体在一个所述口部的紧下方具有颈部，并且所述轴向大致中央部分的壁厚t1和靠所述颈部的一侧的轴向一端部分的壁厚t2进一步满足以下的关系式：1.5＜(t1/t2)，则能够使树脂制容器的与颈部相连的肩部的壁厚薄且均匀。
若使从所述预成型坯主体的轴向两端部分中的一方或者双方到所述中央部分之间的外表面朝向内侧弯曲，则能够减轻肩部及主体部的重量，并且能够使肩部及主体部的壁厚更均匀。
一种树脂制容器，该树脂制容器是通过吹塑成型法对预成型坯进行双轴延伸而得到的，优选的是，所述预成型坯形成为上述的各预成型坯，所述预成型坯主体的纵延伸倍率是1.7～2.1，长边侧横延伸倍率是3.3～3.9，短边侧横延伸倍率是2.1～2.8。在该情况下，能够适当地调节树脂的分子取向，并得到高强度的树脂制容器。
发明效果
如上所述，根据本发明，由于能够在预成型坯主体被双轴延伸时防止因沿长度方向的部位的不同而导致的延伸程度的变化，因此能够得到极均匀的壁厚的树脂制容器。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的预成型坯的剖视图。
图2中，(a)是用于采用预成型坯成型输液容器的成型机的概略横剖视图，(b)是其概略纵剖视图。
图3是将预成型坯装填到吹塑成型模具中的状态的图。
图4是进行预成型坯的延伸的状态的图。
图5中，(a)是成型的输液瓶的主视图，(b)是其俯视图。
图6是本发明的第二实施方式的预成型坯的剖视图。
图7是本发明的第三实施方式的预成型坯的剖视图。
图8是本发明的第四实施方式的预成型坯的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的第一实施方式的预成型坯1的剖视图。在下面的说明中，将与图1中的上下对应的一侧简称为上下。图1所示的预成型坯1是通过未图示的注塑成型机成型的聚丙烯制的预成型坯，其通过吹塑成型法被双轴延伸而成型为输液容器(树脂制容器)。该预成型坯1具有：沿轴向长的圆筒状的预成型坯主体2；形成于该预成型坯主体2的上侧的圆筒状的第一口部3；和形成于预成型坯主体2的下侧的圆筒状的第二口部4，在预成型坯主体2上的第一口部3的紧下方形成有颈部5。
第一口部3具有与预成型坯主体2同样的内径，在该第一口部3形成有位于预成型坯1的上端的上凸缘部6和空开规定间隔地位于该上凸缘部6的下侧的中凸缘部7。第二口部4以从预成型坯主体2缩径的方式形成。在第二口部4形成有位于下端的下凸缘部8和将该第二口部4封闭的薄膜部9。另外，也可以这样：在第二口部不设置这样的薄膜部，而使第二口部贯通。
预成型坯主体2从轴向上端部分10(下面，称为上端部分)经轴向中央部分11(下面，称为中央部分)到轴向下端部分12(下面，称为下端部分)以相同内径形成得较长，其壁厚随着从中央部分11朝向上端部分10而逐渐减小，并且随着从中央部分11朝向下端部分12而逐渐减小。
本实施方式的预成型坯主体2的轴向尺寸h1是44mm，颈部5的轴向尺寸h2是8mm。从预成型坯主体2的轴向中央到颈部5的下端的轴向尺寸h3是21mm，从预成型坯主体2的轴向中央到下端的轴向尺寸h4是15mm。预成型坯主体2的中央部分11的厚度中央径(直径)n1是18.7mm，该中央部分11的壁厚t1是3.4mm。还作为颈部5的下端的预成型坯主体2的上端部分10的壁厚t2是1.74mm，预成型坯主体2的下端部分12的壁厚t3是1.49mm。除了预成型坯主体2的颈部5以外的周面2a从中央部分11到上端部分10以向外侧鼓出的方式弯曲，并且从中央部分11到下端部分12以向外侧鼓出的方式弯曲。另外，可以适当地变更以上的各部位的尺寸。
预成型坯主体2的中央部分11的壁厚t1、预成型坯主体2的上端部分10的壁厚t2和预成型坯主体2的下端部分12的壁厚t3满足以下的关系式：
1.5＜(t1/t2)＜2.5
1.2＜(t1/t3)＜3.0
由于预成型坯主体2的中央部分11的壁厚t1和预成型坯主体2的两端部分10、12各自的壁厚t2、t3满足上述的关系式，并且从中央部分11到两端部分10、12之间的壁厚随着朝向该各端部分10、12而逐渐减小，因此能够防止在预成型坯主体2被双轴延伸时由沿长度方向的部位的不同导致的延伸程度的变化。
图2(a)是用于采用预成型坯1成型输液容器的成型机15的概略横剖视图，(b)是其概略纵剖视图。图2所示的成型机15具备用于实施吹塑成型法的设备结构，其主要由吹塑成型模具16、位于该吹塑成型模具16的上方的拉伸杆装置17、用于供给吹气50的吹气装置18、以及对这些拉伸杆装置17和吹气装置18进行控制的控制部19构成。
吹塑成型模具16由分成两个的主体模20和底模21构成。在主体模20构成有供预成型坯1的第一口部3插嵌的第一插嵌部22和主体部23，形成有在横长上沿上下方向延伸的筒状的型腔24。底模21是供由预成型坯1成型的成型体的第二口部4插嵌、并且成型出该第二口部4的附近的模，其由基模5和该基模上侧的支承模26构成。在底模21的中央形成有插嵌第二口部4的第二插嵌部27，在支承模26形成有环状的口模28，所述环状的口模28模制出第二口部4的根部部分。
在底模21的内部形成有用于供冷却水流动的水路29。该水路29由环绕第二插嵌部27的周围的环状路30和靠近第二插嵌部27的前端底部的凸状路31构成。通过使冷却水在该环状路30和凸状路31中流动，从而底模21被冷却，第二插嵌部27及口模28被保持成低于主体模20的温度。
在成型聚丙烯制的输液瓶的情况下，优选的是，使口模28的温度为10℃～20℃。该情况下的冷却水的水温还根据底模21的大小及形状而不同，但可以调节成例如15℃左右。与此同时，模制出成型体的主体部的主体模20的温度被调节成80℃～130℃，以保持成型体的适当的冷却温度。
这样，在本实施方式的吹塑成型模具16中，口模28的温度被调节成10℃～20℃，与此同时，主体模20的温度被调节成80℃～130℃，口模28被保持成低于主体模20的温度。即，被口模28模制出的成型体的第二口部4的根部部分被冷却成低于成型体的主体部的温度。
供第二口部4插嵌的第二插嵌部27的内径r1与该第二口部4的最大外径r2在尺寸差上为0.5mm～3.0mm的范围即可。若使第二插嵌部27的内径r1相对于第二口部4的最大外径r2具有这样的尺寸差，则在第二口部4开始向第二插嵌部27插嵌并向下方行进时，能够通过该第二插嵌部27限制第二口部4欲从轴心偏离的动作，从而控制在上述尺寸差的范围内。只要能够限制第二口部4欲从轴心偏离的动作，则能够防止该第二口部4变成偏心状态。
拉伸杆装置17具备：圆柱状的拉伸杆32；将该拉伸杆32支撑成能够上下驱动的吹塑嘴33；以及上下驱动拉伸杆32的驱动部34。拉伸杆装置17通过未图示的固定部件被固定成使拉伸杆32的轴心与吹塑成型模具16的型腔24的轴心一致。沿上下方向被控制驱动的拉伸杆32按规定速度从吹塑嘴33向下方突出规定量而进入到吹塑成型模具16的型腔24中。
拉伸杆32的直径r3大于第二口部4的内径r4。由此，拉伸杆32朝向下方被驱动，当其前端与预成型坯主体2抵接时，第二口部4被拉伸杆32从内侧封闭。当第二口部4被拉伸杆32封闭后，该第二口部4从内侧被气封。
对采用成型机15来成型输液容器的方法进行说明。图3是将预成型坯1装填到吹塑成型模具16中的状态的图，图4是进行预成型坯1的延伸的状态的图。本实施方式的成型方法包括：装填工序，将预成型坯1装填到吹塑成型模具16中；延伸工序，对该预成型坯1进行双轴延伸；以及保持工序，在吹塑成型模具16内对成型体进行冷却。
首先，在装填工序中，如图3所示，以第二口部4位于向预成型坯1进入的拉伸杆32的行进方向前方的方式将该预成型坯1装填到吹塑成型模具16中。此时，将预成型坯1的第一口部3的中凸缘部7卡挂于第一插嵌部22的上侧，固定成该预成型坯1的轴心与型腔24的轴心一致。
驱动拉伸杆32并使其通过第一口部3而进入到预成型坯1的内部。降低拉伸杆32直至其前端与预成型坯主体2抵接。然后，将第二口部4封闭而从内侧气封。接着，吹入吹气50，并且进一步向下方驱动拉伸杆32，通过借助于拉伸杆32的纵延伸和借助于吹气50的横延伸对预成型坯主体2进行双轴延伸。
此时，通过控制部19控制拉伸杆装置17的驱动部34和吹气装置18，以在这些动作下保持第二口部4的气封状态。为了保持气封状态，控制部19控制对拉伸杆32向下方的驱动和吹气50的吹入压，以使借助于拉伸杆32的纵延伸比通常先于借助于吹塑50的横延伸进行。通过借助于拉伸杆32的纵延伸先于借助于吹塑50的横延伸进行，从而拉伸杆32的前端成为始终与预成型坯主体2抵接的状态，得以保持气封状态。
在本实施方式中，通过吹塑成型模具16的加热使预成型坯温度变成123℃，并使拉伸杆32的拉伸速度为1m/s。通过控制部19逐步控制吹气装置18的预吹压，使得在该拉伸速度下保持气封状态。使借助于拉伸杆32的纵延伸先于借助于吹塑50的横延伸进行，并且使借助于这些的双轴延伸进行直至如图4所示地第二口部4被插嵌至底模21的第二插嵌部27。
预成型坯1的第一口部3和第二口部4的形状大致不变，仅预成型坯主体2被双轴延伸而逐渐变薄。预成型坯主体2被双轴延伸至型腔24的形状而变成成型体35。在该成型体35中，第二口部4成为被插嵌于底模21的第二插嵌部27的状态。此时，通过支承模26的口模28模制出成型体35的第二口部4的根部部分35a。
在保持工序中，将双轴延伸而成的成型体35在与吹塑成型模具16接触的状态下保持规定时间而进行冷却。如上所述，口模28的温度通过水路29被调节成10℃～20℃，并且主体模20的温度被调节成80℃～130℃，该口部28的温度被保持得更低。由此，与口模28接触的第二口部4的根部部分35a沿周向均等地比成型体35的主体部35b被冷却得早。由于成型体35的第二口部4的根部部分35a比主体部35b早固化，因此能够防止第二口部4变成偏心状态。
并且，由于供第二口部4插嵌的第二插嵌部27的内径r1与该第二口部4的最大外径r2在尺寸差上为0.5mm～3.0mm，因此能够通过第二插嵌部27限制第二口部4欲从轴心偏离的动作。通过第二口部4的根部部分35a被冷却至更低的温度以及限制第二口部4欲从轴心偏离的动作，从而能够提高防止第二口部4偏心的效果。
图5(a)是成型出的输液容器40的主视图，(b)是其俯视图。该输液容器40具备：使预成型坯主体2双轴延伸而成的容器主体41；以及形成于该容器主体41的相互对置的第一、第二口部3、4。第一、第二口部3、4的尺寸与预成型坯1的尺寸相同，主体径(长边)d1是68mm，主体径(短边)d2是42mm，从颈部5的下端到第二口部4的根部为止的尺寸h5是100mm。因此，轴向的延伸倍率即纵延伸倍率是100/51＝1.96，与轴向垂直的方向且长边侧的延伸倍率即长边侧横延伸倍率是68/19.1＝3.56，与轴向垂直的方向且短边侧的延伸倍率即短边侧横延伸倍率是42/19.1＝2.20。
优选的是，预成型坯主体2的纵延伸倍率是1.7～2.1，并且长边侧横延伸倍率是3.3～3.9，短边侧横延伸倍率是2.1～2.8。若使纵延伸倍率和横延伸倍率为上述范围，则能够适当地调节将预成型坯主体2双轴延伸时的分子取向，能够得到作为成型体35的输液容器40的高机械强度。
根据本实施方式的预成型坯1，由于预成型坯主体2的中央部分11的壁厚t1和预成型坯主体2的两端部分10、12的壁厚t2、t3满足规定的关系式，并且从该中央部分11到该两端部分10、12之间的壁厚随着朝向该各端部分10、12而逐渐减小，因此能够防止在预成型坯主体2被双轴延伸时由沿长度方向的部位的不同导致的延伸程度的变化。因此，能够得到具有极均匀的壁厚的容器主体41的输液容器40。
本实施方式的输液容器40具有使借助于拉伸杆32的纵延伸比通常先于借助于吹气50的横延伸进行而成型出的双轴延伸状态的容器主体41，能够得到在使该纵延伸与横延伸的比率更稳定的状态下成型出的该容器主体41，因此，能够可靠地满足作为输液容器40的要求特性并维持高品质。
图6是本发明的第二实施方式的预成型坯43的剖视图。本实施方式与上述实施方式不同的主要之处在于，预成型坯主体44的上端部分45的壁厚更薄。预成型坯主体44的从上端部分45经中央部分46到下端部分47以相同内径形成得较长，从中央部分46到两端部分45、47之间的壁厚随着从该中央部分46朝向该上端部分45而逐渐减小，并且随着从该中央部分46朝向该下端部分47而逐渐减小。
预成型坯主体44的轴向尺寸、预成型坯主体44的轴向中央到上端的轴向尺寸、从轴向中央到下端的轴向尺寸、预成型坯主体44的中央部分46的厚度中央径以及下端部分47的壁厚t3与上述实施方式相同。预成型坯主体44的周面44a从中央部分46到上端部分45以向外侧鼓出的方式弯曲，并且从中央部分46到下端部分47以向外侧鼓出的方式弯曲。本实施方式的预成型坯主体44的中央部分46的壁厚t1是3.68mm，上端部分45的壁厚t2是1.41mm。
预成型坯主体44的中央部分46的壁厚t1、上端部分45的壁厚t2、下端部分47的壁厚t3与第一实施方式同样地满足1.5＜(t1/t2)＜2.5且1.2＜(t1/t3)＜3.0的关系式。中央部分46的壁厚t1、两端部分45、47各自的壁厚t2、t3满足上述关系式，并且从中央部分46到两端部分45、47之间的壁厚随着朝向各端部分45、47而逐渐减小，因此能够防止在预成型坯主体44被双轴延伸时由沿长度方向的部位的不同导致的延伸程度的变化。
本实施方式的颈部48由颈部上部48a和比该颈部上部48a的壁厚小的颈部下部48b形成为阶梯差形状。颈部上部48a的轴向尺寸h6是5mm、壁厚t4是2.23mm，颈部下部48b的轴向尺寸h7是6.0mm、壁厚t5是1.41mm。这样，在本实施方式中，颈部48形成为阶梯差形状，预成型坯主体44与壁厚小的颈部下部48b连接。预成型坯主体44的与颈部下部48b连接的上端部分45的壁厚t2与颈部下部48b的壁厚t5相同。并且，预成型坯主体44的与颈部下部48b连接的上端部分45的壁厚t2和中央部分46的壁厚t1除了满足上述关系式以外还满足1.5＜(t1/t2)的关系式。根据以上结构，能够使成型体上的与颈部48连接的肩部的壁厚薄且均匀。
图7是本发明的第三实施方式的预成型坯53的剖视图。本实施方式与第一实施方式不同之处在于，预成型坯主体54的从上端部分55到中央部分56之间的外表面54a朝向内侧弯曲。除此以外的结构与第一实施方式大致相同，预成型坯主体54的从下端部分57到中央部分56之间的外表面54b与第一实施方式同样地朝向外侧弯曲。通过使从上端部分55到中央部分56之间的外表面54a朝向内侧弯曲，从而能够减轻树脂制容器的肩部及主体部的重量，并且能够使肩部及主体部的壁厚更均匀。另外，也可以不仅使预成型坯主体的从上端部分到中央部分之间的外表面、也使预成型坯主体的从下端部分到中央部分之间的外表面朝向内侧弯曲。
图8是本发明的第四实施方式的预成型坯60的剖视图。本实施方式与第一实施方式不同的主要之处在于，预成型坯主体61的轴向尺寸短。本实施方式的预成型坯主体61的轴向尺寸h8是44mm。预成型坯主体61的中央部分62的厚度中央径n2(中央部分的直径)是19.4mm，中央部分62的壁厚t1是3.38mm，上端部分63的壁厚t2是1.83mm，下端部分64的壁厚t3是1.74mm。预成型坯主体61的周面61a与第一实施方式同样地从中央部分62到上端部分63以向外侧鼓出的方式弯曲，并且从中央部分62到下端部分64以向外侧鼓出的方式弯曲。
此外，预成型坯主体2的中央部分62的壁厚t1、上端部分63的壁厚t2、下端部分64的壁厚t3与第一实施方式同样地满足1.5＜(t1/t2)＜2.5且1.2＜(t1/t3)＜3.0的关系式。
各实施方式的预成型坯例示了本发明，但不受限制。本发明的树脂制容器不限于输液容器，也可以是饮料用、药品用、工业用等用于其它用途的容器。在输液容器的情况下，只要具有相互对置的两个口部，则怎样的都可以。例如，在实施方式的输液容器中，设置有将第二口部封闭的底部，但也可以不设置底部而使第二口部贯通。可以适当地变更用于树脂制容器的树脂，除了聚丙烯以外，还可以采用聚乙烯、涤纶、尼龙、氯乙烯、聚氯乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物等具有挠性的公知的材料。
标号说明
1、43、53、60：预成型坯
2、44、54、61：预成型坯主体
3：第一口部
4：第二口部
10、45、55、63：上端部分
11、46、56、62：中央部分
12、47、57、64：下端部分
5、48：颈部
15：成型机
16：吹塑成型模具
17：拉伸杆装置
18：吹气装置
20：主体模
21：底模
22：第一插嵌部
24：型腔
25：基模
26：支承模
27：第二插嵌部
28：口模
29：水路
32：拉伸杆
35：成型体
40：输液容器
41：容器主体
50：吹气

Claims (4)

1.一种预成型坯，其特征在于，
所述预成型坯具备：
预成型坯主体，其是沿轴向长的圆筒状，通过吹塑成型法被双轴延伸而成为树脂制容器的容器主体，在设轴向大致中央部分的壁厚为t1、设轴向两端部分的壁厚分别为t2、t3时，满足以下的关系式：
1.5＜(t1/t2)＜2.5
1.2＜(t1/t3)＜3.0
从该中央部分到该两端部分之间的壁厚随着朝向该各端部分而逐渐减小；以及
两个口部，它们形成于所述预成型坯主体的长度方向两侧。
2.根据权利要求1所述的预成型坯，其特征在于，
所述预成型坯主体在一个所述口部的紧下方具有颈部，所述轴向大致中央部分的壁厚t1和靠所述颈部的一侧的轴向一端部分的壁厚t2进一步满足以下的关系式：
1.5＜(t1/t2)。
3.根据权利要求1所述的预成型坯，其特征在于，
从所述预成型坯主体的轴向两端部分中的一方或者双方到所述中央部分之间的外表面朝向内侧弯曲。
4.一种树脂制容器，该树脂制容器是通过吹塑成型法对预成型坯进行双轴延伸而得到的，该树脂制容器的特征在于，
所述预成型坯形成为权利要求1至3中任一项所述的预成型坯，所述预成型坯主体的纵延伸倍率是1.7～2.1，长边侧横延伸倍率是3.3～3.9，短边侧横延伸倍率是2.1～2.8。
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