JP2003211523A

JP2003211523A - プラスチック製容器の製造方法およびその成形装置

Info

Publication number: JP2003211523A
Application number: JP2002019288A
Authority: JP
Inventors: Yuzuru Maruyama; 譲丸山; Kenjiro Tanaka; 健二朗田中
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック製容器の所定の部位の肉厚のみ
を溶融樹脂を間欠的に供給して厚くすることができ、し
かも、間欠的に供給される溶融樹脂が垂れ下がって容器
の外観特性が劣ることのない容器の製造方法と装置の提
供。【解決手段】主押出機から加熱溶融されて押し出される
パリソンの所定部位に、溶融樹脂を連通路を介してパリ
ソンに所定量を間欠的に供給し、このパリソンを溶融ブ
ロー成形するプラスチック製容器の製造方法において、
溶融樹脂の供給完了後、連通路内の溶融樹脂を引き戻
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプラスチッ
ク製ボトルに代表されるプラスチック製の容器で、管状
パリソンを押出機から押し出し、これを金型で挟み込ん
でブロー成形される容器の製造方法とその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック製の容器、例えばプラスチ
ック製のボトルで薄肉化を図ったボトルは、今後ますま
す需要の増えることが予想される。また、その一方で、
コストの低減，廃棄処理時の減容化等を目的としてもボ
トルの薄肉化が進められている。通常、プラスチック製
のボトルは、押出機で加熱溶融されてダイヘッドから押
し出されたホットパリソンを直ちに金型内でブロー成形
（溶融ブロー成形）して製造されるダイレクトブローボ
トルと、押出機から押し出されまたは射出機から射出さ
れたパリソンを一旦冷却した後、このパリソン（コール
ドパリソン）を延伸可能温度まで加熱して金型内でブロ
ー成形（延伸ブロー成形）して製造される延伸ブローボ
トルに大別される。

【０００３】従来、溶融ブロー成形において、パリソン
の肉厚を部分的に調整するには、ダイヘッド（ダイス）
におけるコアとシェルとの間隔を変化させて行っている
が、この場合、コアを上下動させて調整する方法（特開
昭６２−２０２７１３号）とシェルの位置を変位させて
調整する方法（特開平５−１０４５２５号）とがある。

【０００４】ダイレクトブローボトルの薄肉化を図るた
めには、ブロー比を考慮してパリソンを出来るだけ薄肉
の状態でダイヘッドから押し出す必要がある。しかしな
がら、コアとシェルとの間隔を変化させてパリソンの肉
厚を調整する従来技術にあっては、パリソンの肉厚を小
さくかつ徐々に変化させることは容易であるが、大きく
かつ急激に変化させるのは困難であった。すなわち、ダ
イヘッドによってパリソンの肉厚を急激に変化させるた
めには、コアのテーパ角を大きくしなければならない
が、コアのテーパ角を大きくすると、樹脂の押出圧や吐
出量を十分にコントロールできなくなり、パリソンの微
妙な肉厚の調整が難しくなるため生産現場での実用化は
困難であった。

【０００５】このように、口部の所定肉厚を確保しつつ
ボトルの胴部や肩部を薄肉にすることはできず、胴部や
肩部を薄肉にすると、口部も薄肉化してしまう。薄肉化
した口部はキャッピングを施すときに変形が生じて密封
性が不完全になる（液漏れ等の不良の原因となる）とと
もに、口部の径寸法や表面を加工するリーマ仕上げも困
難になる。

【０００６】そこで、本出願人は、これらの問題点を解
決する手段として、押出機から加熱溶融されて押し出さ
れたパリソンを溶融ブロー成形してなる薄肉ボトルの製
造方法において、前記薄肉ボトルを成形したときに口部
が厚肉となるように、前記パリソンのボトル口部に対応
する部位に所定の量の溶融樹脂を付加するようにした発
明の出願を行い、ボトルの胴部や肩部を薄肉にしても、
口部については必要な肉厚を確保できるようにした薄肉
ボトルとその製造方法等を提供した。

【０００７】上記した特許出願の発明では、ボトルの胴
部や肩部を薄肉にしても、口部については必要な肉厚を
充分に確保した高機能の薄肉ボトルが確かに提供される
が、例えば使用される溶融樹脂の流動性が極端に悪い場
合等は、本来所定量だけ間欠的に供給されるはずの溶融
樹脂が連続的に押し出され流動するパリソンに引きずら
れてしまい、パリソンに所定量以上の溶融樹脂を供給し
てしまったり、あるいは引きずられた溶融樹脂が糸引き
現象を起こしてボトル外観を損なってしまうことが想定
される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１にかかる発明は、主押出機から加
熱溶融されて押し出されるパリソンの所定部位に、溶融
樹脂を連通路を介してパリソンに所定量を間欠的に供給
し、このパリソンを溶融ブロー成形するプラスチック製
容器の製造方法において、溶融樹脂の供給完了後、連通
路内の溶融樹脂を引き戻すことを特徴とする。

【０００９】また、所定量の溶融樹脂を連通路を介して
パリソンに間欠的に供給して付加する方法としては、ア
キュムレータ付き副押出機から供給付加する方法、往復
移動可能なスクリューを備えた副押出機から供給付加す
る方法、射出機から供給付加する方法をそれぞれ態様と
し、いずれも場合も連通路内の溶融樹脂を引き戻すこと
としている。

【００１０】さらに、溶融樹脂の引き戻し量を、間欠的
に供給される溶融樹脂の所定量の０．１〜５０％以内の
量を引き戻すこととし、また、主押出機のダイヘッドに
パリソンコントローラが設けられている場合には、溶融
樹脂の間欠供給および引き戻しのタイミングをパリソン
コントローラの動作と同期させることとした。

【００１１】また、上記のプラスチック製容器を製造す
るための装置の態様として、請求項７にかかる発明にあ
っては、加熱溶融したパリソンを押し出す主押出機のダ
イヘッドに、パリソンの特定部位に溶融樹脂を部分的に
間欠供給するとともに、供給完了後に前記溶融樹脂を引
き戻すことが可能な溶融樹脂供給装置が連通路を介して
取り付ける構成とした。

【００１２】さらに、連通路を介して主押出機のダイヘ
ッドに連接する溶融樹脂供給装置として、アキュムレー
タ付き副押出機、往復移動可能なスクリューを備えた副
押出機、あるいは射出機を用いることを構成とし、溶融
樹脂の引き戻し量が、間欠的に供給される１回毎の溶融
樹脂供給量の０．１〜５０％である構成とした。

【００１３】また、主押出機にはパリソンコントローラ
付きダイヘッドが設けられ、前記溶融樹脂供給装置には
溶融樹脂の間欠供給および引き戻しのタイミングが該パ
リソンコントローラの動作と同期してタイミング調整機
能を設けることを構成とした。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプラスチック製容
器の製造方法及びその装置の実施形態について説明す
る。

【００１５】［薄肉ボトルの実施形態］まず、本発明の
プラスチック製容器の製造方法によって得られる容器の
一実施形態について説明する。図１は、本発明の製造方
法によってブロー成形されたボトルの一実施形態の要部
断面図を示す。このボトル１の胴部２と口部３の間に位
置する肩部４の肉厚は、口部３と肩部４との接続部５か
ら急激に薄肉になっている。肩部の肉厚が薄くなる形態
としては、図１に示すように接続部５が段差部を介さず
に連続的に薄くなるものの他に、段差部を介して急激に
薄くなるようにしても良い。

【００１６】なお、口部３に付加する溶融樹脂の種類
は、ボトル本体と同じ種類であっても良く、また、異な
る溶融樹脂であってもよい。これらのボトルの材質，用
途，サイズ等によって決定され、さらに、付加する溶融
樹脂の量についても、ボトルの材質，用途，サイズ等に
よって適宜調整する。

【００１７】ボトルに使用される熱可塑性樹脂として
は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレン等のオレフィン系樹脂を好適に使用できる。さ
らに、これらのオレフィン系樹脂を他の樹脂、エチレン
−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド樹脂、環状オ
レフィン樹脂、ポリエステル樹脂等と組み合わせて使用
することもできる。

【００１８】［製造方法の実施形態］次に、本発明のプ
ラスチック製容器の製造方法の一実施形態について説明
する。図２は、実施形態にかかるプラスチック製容器の
ボトルの製造方法に用いる成形装置の概略図を示す。図
２に示すパリソンの成形装置は、主押出機１０，ダイヘ
ッド２０，副押出機３０、貯溜部４０・切換部４１及び
貯溜部４０とダイヘッド２０とを連結する連通路４４か
らなっている。

【００１９】主押出機１０は、熱可塑性樹脂を加熱溶融
して押し出してダイヘッド２０へ連続的に供給する。ダ
イヘッド２０は、図示しない制御部からのコントロール
プログラムにもとづく指示にしたがってシェル２１とコ
ア２２の間隔を調整するパリソンコントローラ７０を有
しており、押出機１０から押し出された溶融樹脂を、ボ
トルの各部位に対応するパリソンの各部位の肉厚を所定
の肉厚に制御して押し出している。ダイヘッド２０から
押し出されたパリソンは、直ちに、図示されていない公
知のブロー成形機に供給され、公知のブロー成形法によ
ってボトルに成形される。

【００２０】副押出機３０は、溶融樹脂を一時的に貯蔵
する貯溜部４０、溶融樹脂の貯溜と供給の切換を行う切
換部４１を備えており、溶融樹脂を間欠的に押し出す。
この副押出機３０から押し出される所定量の溶融樹脂
は、貯溜部４０から切換部４１を介して、貯溜部４０と
ダイヘッド２０を連結する連通路４４を通って間欠的に
ダイヘッド２０に供給される。

【００２１】貯溜部４０は、二つのアキュムレータ４
２，４３を備え、切換部４１は、切換バルブ４５を備え
ている。切換バルブ４５は、副押出機３０と二つのアキ
ュムレータ４２，４３の間及び二つのアキュムレータ４
２，４３と連通路４４の間の接続、切断を交互に行う。
切換バルブ４５と二つのアキュムレータ４２，４３の作
動は、制御部からのパリソンコントロールプログラムに
もとづく指示に連動して行うことが好ましい。

【００２２】具体的には、副押出機３０から溶融押し出
しされた所定量の溶融樹脂を、切換バルブ４５を介して
一方のアキュムレータ４２に充填する。そして、パリソ
ンコントロールプログラムに、パリソンの肉厚を厚くす
るように指示されている所定の部位（ボトルの口部に対
応する部位）がダイヘッド２０の出口にさしかかると、
制御部からの指令にもとづいて切換バルブ４５が切り換
わるとともに、アキュムレータ４２が作動して、充填さ
れていた溶融樹脂を連通路４４を介してダイヘッド２０
に供給し、パリソンの所定の部位に溶融樹脂を付加す
る。

【００２３】このとき、切換バルブ４５は一方のアキュ
ムレータ４２と連通路４４を接続すると同時に、副押出
機３０と他方のアキュムレータ４３を接続してアキュム
レータ４３に副押出機３０から押し出された溶融樹脂を
充填する。したがって、副押出機３０から二つのアキュ
ムレータ４２，４３に交互に溶融樹脂が貯溜され、か
つ、アキュムレータ４２，４３から交互にダイヘッド２
０に所定量の溶融樹脂が連通路４４を介して供給され
る。ここで、切換バルブ４５の切り換え動作は図示され
ていないシリンダで行い、二つのアキュムレータ４２，
４３の作動は、それぞれのシリンダ４２ａ，４３ａなど
で行う。

【００２４】そして、アキュムレータ４２，４３からダ
イヘッド２０に所定量の溶融樹脂の供給が完了した後、
シリンダ４２ａ、４３ａを後退させ、連通路４４内の残
存する溶融樹脂をアキュムレータ４２，４３に引き戻
し、連通路４４内の溶融樹脂の先端部分をダイヘッド内
のパリソンと接触しないようにする。なお、溶融樹脂を
引き戻すためにシリンダ４２ａ、４３ａを後退させる場
合、その後退ストロークは、溶融樹脂の所定量に対する
引き戻し量の割合に基づき、シリンダの全ストローク長
から求めることができる。

【００２５】溶融樹脂の引き戻し量は、溶融樹脂の所定
供給量の０．１％〜５０％の量を引き戻すことが好まし
く、より好ましくは０．１％〜３０％、さらに好ましく
は０．１〜２０％の範囲で、溶融樹脂の所定供給量およ
び樹脂の流動性等を考慮し、適宜設定する。

【００２６】また、副押出機３０としては、定量ずつ連
続的に押し出す押出機だけでなく、間欠的に定量の溶融
樹脂を押し出す往復移動型のスクリューを備えた押出機
を用いることもできる。この場合、副押出機３０のスク
リューの前進後退運動は切換バルブ４５の動作とアキュ
ムレータ４２，４３の動作と同期して制御される。

【００２７】上記のようにして、ダイヘッド２０から押
し出されたパリソンの所定の部位に、副押出機３０から
連通路４４を介して供給された所定量の溶融樹脂を付加
し、付加完了後直ちに連通路４４内の溶融樹脂を引き戻
すことにより、連続して押し出されるパリソンに連通路
４４内の溶融樹脂が引きずられ、パリソンの流れ方向に
垂れ下がることが防止される。

【００２８】なお、本実施形態のボトルの製造方法にお
いては、単層用ダイヘッドを用いた例について説明した
が、多層用ダイヘッドを用いた場合にも同様にして製造
することができる。この場合、口部のみならず、胴部も
多層構造のボトルとなる。また、パリソンを形成する樹
脂と口部に付加する溶融樹脂は、同種の樹脂とすること
が好ましいが、異種の樹脂を用いることもできる。さら
には、使用される溶融樹脂のＭＦＲが０．１〜３０ｇ／
１０ｍｉｎの範囲の樹脂を使用することが望ましい。

【００２９】図３は、図２の溶融樹脂供給装置の動作タ
イミングを示している。図中、アキュームレータＡと
は、図２における溶融樹脂供給装置のアキュームレータ
４２であり、他方のアキュームレータ４３はアキューム
レータＢとしてある。また、図中のはアキュームレー
タ４２、４３からの溶融樹脂の射出、は連通路内の溶
融樹脂のサックバック、は切替バルブ４５の切替、
はアキュームレータ４２、４３への溶融樹脂の貯留（充
填）、はアキュームレータに溶融樹脂が貯留後から射
出へ移行する間のシリンダ４２ａ、４３ａの停止をそれ
ぞれ示している。

【００３０】図２、図３より、アキュームレータＡ（ア
キュームレータ４２）は、貯留された樹脂を射出後、シ
リンダ４２ａが後退して溶融樹脂を引き戻す。この間、
アキュームレータＢ（アキュームレータ４３）は、副押
出機３０から溶融樹脂が連通路４４を介してダイヘッド
２０内のパリソンへ供給されている。そして、アキュー
ムレータＡの溶融樹脂の引き戻しが完了すると同時に、
アキュームレータＢへの溶融樹脂の充填が完了すると、
切替バルブ４５が切り替わる。切替バルブ４５の切替え
が完了すると、今度はアキュームレータＡに副押出機３
０から溶融樹脂が供給され、この間にアキュームレータ
Ｂより溶融樹脂が連通路を介してダイヘッド２０内のパ
リソンに供給され、供給後に樹脂を引き戻し、再び切替
バルブ４５が切り替わる。

【００３１】そして、溶融樹脂が充填されたアキューム
レータＡは、連通路４４と連通するもののシリンダ４２
ａが停止した状態となり、次の射出開始の信号を受ける
状態となり、一連の動作（１サイクル）が完了する。な
お、図２におけるダイヘッド２０は、図示しないパリソ
ンコントローラにより、テーパ状のコア２２が上下動し
てシェル２１との間隔を変化させ、ブロー成形されるボ
トル形状にあわせてパリソンの肉厚を制御しているた
め、このパリソンコントローラのコントロールプログラ
ムに連動させて、アキュームレータ４２、４３のシリン
ダ４２ａ、４３ａへの射出開始信号が出される構成とな
っている。

【００３２】

【実施例】次に、本実施形態の実施例方法によって製造
したボトルと、従来の供給完了後に溶融樹脂の引き戻し
を行なわずに製造したボトルとを比較して説明する。

【００３３】［実施例］図２に示す成形装置（ブロー成
形部分は図示せず）を用い、次の条件（溶融樹脂の引き
戻しあり）で内容量１０００ｍｌボトルを製造した。 ○主押出機使用材料：高密度ポリエチレン（融点１３２℃）樹脂の溶融温度：２００℃ 樹脂のＭＦＲ：０．３ｇ／１０ｍｉｎ質量（ボトル重量）：５０ｇ／本 ○副押出機使用材料：高密度ポリエチレン（融点１３２℃）樹脂の溶融温度：２００℃ 樹脂のＭＦＲ：１．０ｇ／１０ｍｉｎ質量（供給量）：３ｇ／本引き戻し量：０．３ｇ／本 ○ダイヘッド温度：２００℃

【００３４】［比較例］実施例において用いた成形装置
（ブロー成形部分は図示せず）を用い、次の条件（溶融
樹脂の引き戻しなし）で、実施例と同じ形状のボトルを
製造した。 ○主押出機使用材料：高密度ポリエチレン（融点１３２℃）樹脂の溶融温度：２００℃ 樹脂のＭＦＲ：０．３ｇ／１０ｍｉｎ質量（ボトル重量）：５０ｇ／本 ○副押出機使用材料：高密度ポリエチレン（融点１３２℃）樹脂の溶融温度：２００℃ 樹脂のＭＦＲ：１．０ｇ／１０ｍｉｎ質量（供給量）：３ｇ／本引き戻し量：なし ○ダイヘッド温度：２００℃

【００３５】上記の結果、本発明にかかる実施例の製造
方法にもとづいてボトルを製造した場合には、副押出機
から溶融樹脂を連通路を介して供給した後、連通路内の
溶融樹脂がパリソンによって垂れ下がる現象は生じなか
ったのに対し、従来の溶融樹脂を引き戻すことのない製
造方法にもとづいてボトルを成形した場合には、連通路
内の溶融樹脂がパリソンによって垂れ下がる現象が生
じ、ブロー成形されたボトルの外観に垂れ下がりの跡が
見られ、不良品となってしまった。

【００３６】本発明は、上記した実施形態及び実施例に
限定されるものではない。例えば、パリソンに溶融樹脂
を付加するための手段としては、上記副押出機と貯溜部
・切換部を組み合わせたものだけではなく、他の手段を
用いてもよく、例えば射出機などの間欠的に溶融樹脂が
供給されるものを連通路を介し連接することにより用い
ることもできる。この場合、射出機における射出の制御
は、上記実施形態の場合と同様に、制御部からのパリソ
ンコントロールプログラムの指示にもとづいて行う。ま
た、スクリューが前後に往復移動してスクリューの後退
時に溶融樹脂を貯溜する押出機に連通路を連接して用い
ることもできる。

【００３７】

【発明の効果】上記のような、本発明の容器の製造方法
によれば、容器の所定の部位の肉厚のみを厚くすること
ができ、しかも、溶融樹脂が垂れ下がって容器の外観特
性が劣ることのない容器が提供される。また、本発明の
製造装置によれば、上記の容器を確実に製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチックボトルの一実施形態の要
部断面図を示す。

【図２】本発明のプラスチックボトルの製造方法に用い
るパリソン成形装置の一実施形態の概略断面図を示す。

【図３】図２におけるパリソン成形装置における成形タ
イミングを示す。

【符号の説明】

１プラスチックボトル２胴部３口部４肩部５接続部１０主押出機２０ダイヘッド３０副押出機４０貯留部４１切換部４２，４３アキュムレータ４５切換バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主押出機から加熱溶融されて押し出さ
れるパリソンの所定部位に、溶融樹脂を連通路を介して
前記パリソンに所定量を間欠的に供給し、このパリソン
を溶融ブロー成形するプラスチック製容器の製造方法に
おいて、前記溶融樹脂の供給完了後、前記連通路内の溶
融樹脂を引き戻すことを特徴とするプラスチック製容器
の製造方法。
【請求項２】前記所定の量の溶融樹脂をアキュムレ
ータ付き副押出機から連通路を介して前記パリソンに間
欠的に供給して付加し、供給付加完了後、前記連通路内
の溶融樹脂を引き戻すことを特徴とする請求項１に記載
のプラスチック製容器の製造方法。
【請求項３】前記所定の量の溶融樹脂を往復移動可
能なスクリューを備えた副押出機から連通路を介して前
記パリソンに間欠的に供給して付加し、供給付加完了
後、前記連通路内の溶融樹脂を引き戻すことを特徴とす
る請求項１に記載のプラスチック製容器の製造方法。
【請求項４】前記所定の量の溶融樹脂を射出機から
連通路を介して前記パリソンに間欠的に供給して付加
し、供給付加完了後、前記連通路内の溶融樹脂を引き戻
すことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製容
器の製造方法。
【請求項５】前記溶融樹脂の引き戻し量が間欠的に
供給される溶融樹脂の所定量の０．１〜５０％以内の量
を引き戻すことを特徴とする請求項１〜４に記載のプラ
スチック製容器の製造方法。
【請求項６】前記主押出機の押出口にはパリソン形
状に樹脂を押し出すダイヘッドを設けるとともに、該ダ
イヘッド内には上下動してパリソンの肉厚を調整するパ
リソンコントローラを設け、該パリソンコントローラの
移動に連動して前記溶融樹脂を供給、引き戻しすること
を特徴とする請求項１〜５に記載のプラスチック製容器
の製造方法。
【請求項７】加熱溶融したパリソンを押し出す主押
出機のダイヘッドに、前記パリソンの特定部位に溶融樹
脂を部分的に間欠供給するとともに、供給完了後に前記
溶融樹脂を引き戻すことが可能な溶融樹脂供給装置が連
通路を介して取り付けられていることを特徴とするプラ
スチック製容器の成形装置。
【請求項８】前記溶融樹脂供給装置がアキュムレー
タ付き副押出機であることを特徴とする請求項７に記載
のプラスチック製容器の成形装置。
【請求項９】前記溶融樹脂供給装置が往復移動可能
なスクリューを備えた副押出機であることを特徴とする
請求項７に記載のプラスチック製容器の成形装置。
【請求項１０】前記溶融樹脂供給装置が射出機である
ことを特徴とする請求項７に記載のプラスチック製容器
の成形装置。
【請求項１１】前記溶融樹脂供給装置における溶融樹
脂の引き戻し量が、間欠的に供給される１回毎の溶融樹
脂供給量の０．１〜５０％である請求項６〜１０に記載
のプラスチック製容器の成形装置。
【請求項１２】前記主押出機にはパリソンコントロー
ラ付きダイヘッドが設けられ、前記溶融樹脂供給装置に
は溶融樹脂の供給／引き戻しのタイミングが該パリソン
コントローラの動作と同期して溶融樹脂の供給／引き戻
しを行うタイミング調整機能が設けられていることを特
徴とする請求項７〜１１に記載のプラスチック製容器の
成形装置。