JP2004034557A

JP2004034557A - 容器の成形方法

Info

Publication number: JP2004034557A
Application number: JP2002196293A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Aikawa; 相川　孝之; Koichi Ishizaka; 石坂　公一; Kenji Yoshihiro; 吉弘　憲司; Koji Maeda; 前田　耕二
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: JP4103474B2

Abstract

【課題】予備成形品の形成や高圧エアのブロー，金型の型締め力等を必要とする延伸ブロー成形方法を用いることなく、所望のプラスチック容器を簡易かつ精度良く成形する。
【解決手段】上部に開口する所定の中空逆截頭円錐形状のキャビティ１１１とキャビティ１１１の上部開口に嵌合するフランジキャビティ１１２を有する金型１１０と、金型１１０をキャビティ１１１の軸線を中心に回転させる金型駆動手段１２０とを備え、金型１１０のキャビティ１１１底部に溶融したプラスチック樹脂１０が投入され、金型１１０が金型駆動手段１２０により回転駆動されることにより、溶融樹脂が遠心力により流動ないし配向されてキャビティ１１１の内壁面に沿って上昇しつつ行き亘り、逆截頭円錐形状の容器が形成されるように構成してある。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート等からなるプラスチック製カップやプラスチック製ボトルのような容器の成形方法に関し、特に、所定の容器形状に形成されたキャビティ内で、溶融樹脂を遠心力によって流動，配向させることにより、予備成形品（プリフォーム，パリソン）の形成やブロー用の高圧エア，金型に対する強い型締め力やそのための強力な型締め装置等を必要とする延伸ブロー成形方法を用いることなく、より簡易な工程，方法によって精度良く所望の樹脂製容器を成形することができる容器の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートやポリエステル，ポリプロピレン，ポリアミド，ポリエチレン等のプラスチック樹脂からなるプラスチックカップやプラスチックボトル等のプラスチック容器が知られている。プラスチック容器は、透明性，ガスバリヤー性に優れ、コーラ，サイダー等の炭酸飲料、果汁飲料、ミネラルウォーターに代表される飲料水等の飲料用のカップ容器やボトル容器として使用されている。
ここで、この種のプラスチックボトル容器は、一般に、延伸ブロー成形方法と呼ばれる方法により形成，製造されるようになっている。
延伸ブロー成形方法とは、まず、射出成形，押出成形等によりプリフォーム，パリソンと呼ばれる予備成形品を形成し、この予備成形品を延伸温度に加熱して所定形状のキャビティ金型にセットした後、内部に高圧エアを吹き込んで延伸成形し、これを冷却することにより最終成形品を形成するという方法で、量産性に優れた成形方法として広く用いられている。
【０００３】
なお、この種の延伸ブロー成形方法には、ホットパリソン法（一段ブロー成形法）とコールドパリソン法（二段ブロー成形法）の二つの方法があり、ホットパリソン法は、ポリエステル樹脂を射出成形等することにより有底プリフォーム（パリソン）を形成し、このプリフォームを完全に冷却することなく軟化状態で延伸ブローすることによりカップやボトル等の最終成形品に形成するもので、生産性に優れている。
コールドパリソン法は、ポリエステル樹脂を射出成形等することにより、最終形状より寸法が小さく、かつ、ポリエステルが非結晶である冷却有底プリフォームを予め形成し、この冷却プリフォームを延伸温度に予備加熱して、ブロー成形金型内で延伸することで最終成形品を形成する方法で、容器の寸法等の精度に優れている。
このようなプラスチック容器の延伸ブロー成形方法は、例えば、特開昭５３−０４４２６７号公報や特開昭５４−１４０６８７号公報等に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような延伸ブロー成形方法では、予め予備成形品を形成しておき、その後、これに高圧エアをブローするという工程が取られるため、必ず予備成形品を形成する必要があった。このため、最終成形品を直接に形成することができず、製造工程が煩雑であるという指摘があった。
また、延伸ブロー成形方法では、予備成形品をブロー成形するための高圧エアが必要であり、例えば１０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の高圧の吹込みエアがブロー成形のたびに消費されることになっていた。このため、省エネルギーの面からの改善も指摘されていた。
さらに、延伸ブロー成形では、一般に、二つ割りに構成された金型内に高圧エアをブローするため、二つ割りの金型を堅固に閉じ合わせて保持しておかなければならなかった。このため、強い型締め力が必要となり、強力な型締め装置頭による型締め作業が煩雑で、容器の製造装置全体が大型化，複雑化するという問題が指摘されていた。
本発明者は、このような事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、溶融樹脂を遠心力を利用して流動，配向させることにより、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、プラスチック容器を得ることができることに想到した。
【０００５】
すなわち、本発明は、上述した従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、所定の容器形状に形成された金型のキャビティ内で、溶融樹脂を遠心力によって流動，配向させることにより、予備成形品（プリフォーム，パリソン）の形成やブロー用の高圧エア，強力な型締め装置等を必要とする延伸ブロー成形方法を用いることなく、より簡易な方法によって精度良く所望の樹脂成形品を得ることができる容器の成形方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の容器の成形方法は、請求項１に記載するように、所定の中空容器形状に形成された金型のキャビティ底部に溶融したプラスチック樹脂を投入する工程、又は当該金型のキャビティ底部にプラスチック樹脂を投入して溶融させる工程と、前記金型をキャビティの軸線を中心に回転させ、溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向させてキャビティ内壁面に沿って行き亘らせて容器を形成する工程と、を有する方法としてある。
【０００７】
このような工程からなる本発明の容器の成形方法によれば、所望のカップ容器等の形状に対応した、例えば中空逆截頭円錐形状（「截頭円錐形状」とは円錐体の頭部を底面と平行な平面で切り取った残りの部位がなす立体形状）等の容器形状にキャビティを形成した金型に、延伸適温で溶融したプラスチック樹脂を投入し、又は投入した非溶融プラスチック樹脂をキャビティ内で延伸適温で溶融させ、その後、金型全体をキャビティの軸線を中心に回転させることで、溶融樹脂は遠心力によりキャビティ内に広がり、キャビティ内壁面に沿って流動ないし配向される。そして、流動，配向された溶融樹脂は逆截頭円錐形状等に広がる壁面を上昇してキャビティ内に行き亘り、上昇力と重力が釣り合う点で容器形状に成形されることになる。
【０００８】
従って、この状態で金型等を介して樹脂を冷却して硬化させることで、そのまま所望の容器を形成することができ、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、所望の容器を得ることができるようになる。
このように、本発明では、溶融樹脂をそのまま容器に形成できることから、予備成形品（プリフォーム，パリソン）も、ブロー用の高圧エアも一切不要となる。また、高圧エアによるブロー成形が不要となることから、例えば二つ割り等に構成された金型を強い型締め力で保持する必要もなくなる。
これにより、本発明では、きわめて簡易な工程，方法によって高精度に所望の容器を成形することが可能となり、従来の延伸ブロー成形方法における工程の煩雑さ，複雑さ，装置の大型化，省エネルギー性等の問題をすべて解消することができるようになる。
なお、本発明により成形される容器は、キャビティに投入する樹脂量，金型の回転速度を調整することにより所望の肉厚に形成することができる。
例えば、金型の回転速度は、成形初期段階では、回転速度を遅くすることで容器底部の厚みを大きくすることができ、溶融樹脂が容器側部に流動，配向して上昇した段階で回転速度を上げることにより、容器側部の肉厚を小さくすることができる。
【０００９】
一方、請求項２記載の容器の成形方法は、上部に開口する所定の中空容器形状に形成された金型のキャビティに、先端から溶融したプラスチック樹脂を押出するノズルを挿入し、当該ノズル先端を前記キャビティの底部近傍に位置させる工程と、前記ノズルを軸回りに回転させつつ当該ノズル先端からキャビティ底部に向かって溶融したプラスチック樹脂を押出させ、溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向させて容器底部を形成する工程と、前記ノズルを回転させつつ軸方向に沿って前記キャビティの底部近傍から上部開口まで移動させ、当該ノズル先端から押出した溶融樹脂をキャビティ内壁面に沿って行き亘らせて容器胴部を形成する工程と、を有する方法としてある。
【００１０】
このような工程からなる本発明の容器の成形方法によれば、所望のボトル容器等の形状に対応した中空形状のキャビティを形成した金型に、先端から溶融したプラスチック樹脂を押出するノズルを挿入するとともに、ノズルを回転させつつ、ノズル先端からキャビティ底部に向かって溶融樹脂を押出することで、溶融樹脂は遠心力によりキャビティ内に流動ないし配向する。その後、ノズルを回転させた状態で、キャビティの底部から上部開口まで移動させると、溶融樹脂がキャビティ内壁面に沿って流動，配向してキャビティ内に行き亘り、容器形状に成形される。従って、この状態で金型等を介して樹脂を冷却して硬化させることで、そのまま所望の容器を形成することができる。
【００１１】
これにより、請求項１記載の発明と同様、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、所望の容器を得ることができ、簡易な工程，方法によって高精度に所望の容器を成形でき、従来の延伸ブロー成形方法における工程の煩雑さ，複雑さ等を解消することができる。
特に、本発明では、溶融樹脂を押出するノズルを移動させることによりキャビティ内に樹脂を行き亘らせることができ、容器の肉厚調整も容易となるので、キャビティの形状、すなわち、成形する容器の形状は、特定の形状に限られず、任意の所望の形状とすることができ、特に、口部や肩部を有するボトル容器の成形に好適となる。
なお、上述した請求項１記載の発明と同様、本発明により成形される容器は、ノズルから押出する樹脂量，ノズルの回転速度，上下方向への移動速度を調整することにより所望の肉厚に形成することができる。
例えば、キャビティの底部近傍では、ノズルの回転速度，上下方向への移動速度を遅くすることで、容器底部の厚みを大きくすることができ、その後、ノズルの上方への移動速度を上げることで容器側部の肉厚を小さくすることができる。さらに、キャビティの上部開口近傍で移動速度を下げることで、ボトル容器の口部となる肉厚を大きく形成することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の容器の成形方法は、上部に開口する所定の中空容器形状に形成された金型のキャビティに、先端から溶融したプラスチック樹脂を押出するノズルを挿入し、当該ノズル先端を前記キャビティの底部近傍に位置させる工程と、前記ノズルを軸回りに回転させつつ当該ノズル先端からキャビティ底部に向かって溶融したプラスチック樹脂を押出させ、溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向させて容器底部を形成する工程と、前記金型をキャビティの軸線を中心に回転させて溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向するとともに、前記ノズルを回転させつつ軸方向に沿って前記キャビティの底部近傍から上部開口まで移動させ、当該ノズル先端から押出した溶融樹脂をキャビティ内壁面に沿って行き亘らせて容器胴部を形成する工程と、を有する方法としてある。
【００１３】
このような工程からなる本発明の容器の成形方法によれば、請求項１記載の発明と請求項２記載の発明を組み合わせることができる。すなわち、本発明によれば、例えばカップ容器に好適な逆截頭円錐形状のキャビティを形成した金型を回転させると同時に、溶融樹脂を押出するノズルを上下移動させることで、キャビティ内に溶融樹脂を行き亘らせつつ、回転する金型の遠心力によって流動，配向することができ、短時間でキャビティ内に溶融樹脂を満遍なく行き亘らせることができるとともに、容器を構成する樹脂層の肉厚調整をより精度良く調節することが可能となり、本発明を更に効率よく高精度に実施することができるようになる。
【００１４】
また、特に請求項４では、前記容器が形成された後に、前記金型の上方から、前記容器に嵌合する容器形状の吸引コアを挿入し、当該容器を吸引する工程と、この容器を吸引した吸引コアを前記金型上方に移動させることにより、前記容器を前記金型から取り出す工程と、を更に有する方法としてある。
【００１５】
このような工程からなる本発明の容器の成形方法によれば、請求項１記載の発明を実施するにあたって、所定の中空容器形状のキャビティ内に成形された容器に、金型上方から吸引コアを挿入することで、吸引コアの吸引力により容器を金型から取り出すことができる。これにより、容器の取出し工程を自動化できるとともに、吸引コアの吸引力を利用することで、容器に変形，破損等を生じさせることなく、容易かつ確実に容器を取り出すことができ、より信頼性の高い容器の成形方法を提供することができる。
また、このように吸引コアを容器に挿入，嵌合させることで、吸引コアによって容器を容器内側から冷却することも可能となり、より迅速，確実に容器を冷却することができ、冷却温度の調整等もより容易かつ柔軟に行えるようになり、汎用性，拡張性に優れた容器の成形方法を実現することができるようになる。
【００１６】
さらに、請求項５では、前記金型のキャビティに、底部から少なくとも二層以上積層される多層プラスチック樹脂を遠心力により流動ないし配向することにより、前記容器を多層容器に形成する方法としてある。
【００１７】
このような工程からなる本発明の容器の成形方法によれば、請求項１記載の発明を実施するにあたって、例えば逆截頭円錐形状等の容器形状に形成されたキャビティ内に投入するプラスチック樹脂を、キャビティ底部から上部に向かって積層される多層プラスチック樹脂とすることで、この多層プラスチック樹脂を回転する金型の遠心力によって流動，配向させることで、多層樹脂からなる容器を成形することが可能となる。これにより、多層容器を成形する場合にも本発明を適用することができ、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、簡易な工程により、透明性やガスバリヤー性等に優れた多層の容器を製造することができる。
【００１８】
なお、本発明により成形される容器としては、最終成形品としての容器、あるいは予備成形品としての容器がある。すなわち、本発明の容器の成形方法では、カップやボトル等の最終成形品を直接的に成形することができるとともに、延伸ブロー成形に用いられる予備成形品（プリフォーム，パリソン）を成形することもでき、金型に備えられるキャビティの形状，大きさ等を変更することにより、任意の用途の容器を成形することができるものであり、それが最終成形品であっても良く、また、予備成形品であっても良い。
このように、本発明によれば、汎用性，拡張性に優れた容器の成形方法を提供することができ、従来の延伸ブロー成形方法に代わる成形方法として実施できると同時に、従来からの延伸ブロー成形方法等の一部を補完，置換する成形方法としても活用することができるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る容器の成形方法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。
［第一実施形態］
まず、本発明に係る容器の成形方法の第一実施形態について、図１〜図５を参照しつつ説明する。
［プラスチック容器の製造装置］
図１は、本発明の第一実施形態に係る容器の成形方法を実施するための製造装置を模式的に示す要部断面正面図である。
同図に示す本実施形態のプラスチック容器の製造装置は、金型１１０と金型駆動手段１２０とを備えている。
金型１１０は、所定の容器形状に対応する中空部を構成するキャビティ１１１，フランジキャビティ１１２及びボトム金型兼ノックアウト部材１１３を備えており、この金型１１０の中空部に溶融されたプラスチック樹脂が投入され、所定形状の容器が成形されるようになっている。
【００２０】
金型１１０に投入されるプラスチック樹脂１０は、熱可塑性樹脂であって、延伸及び熱結晶化に適した樹脂であれば任意のものを使用することができ、例えば、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，ポリカーボネート，ポリアリレート、又はこれらの共重合体等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のブレンド物が好適であり、特に、ポリエチレンテレフタレート等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、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，ポリエチレン等も使用することができる。これらの樹脂には、成形品の品質を損なわない範囲内で種々の添加剤、例えば、着色剤，紫外線吸収剤，離型剤，滑剤，核剤，酸化防止剤，帯電防止剤等を配合することができる。
【００２１】
また、プラスチック樹脂１０を構成するエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルは、エステル反復単位の大部分、一般に７０モル％以上をエチレンテレフタレート単位を占めるものであり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５０〜９０℃、融点（Ｔｍ）が２００〜２７５℃の範囲にあるものが好適である。
エチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が耐圧性，耐熱性，耐熱圧性等の点で特に優れているが、エチレンテレフタレート単位以外にイソフタル酸やナフタレンジカルボン酸等の二塩基酸とプロピレングリコール等のジオールからなるエステル単位の少量を含む共重合ポリエステルも使用することができる。
そして、このようなプラスチック樹脂１０が、ガラス転移点（Ｔｇ）以上の延伸温度、例えば８５〜１２０℃に加熱，溶融されて金型１１０のキャビティ１１１に投入されることになる。
【００２２】
キャビティ１１１は、上部に開口した所定の容器形状に形成された金型で、本実施形態では、カップ容器に対応した中空逆截頭円錐形状（「截頭円錐形状」とは円錐体の頭部を底面と平行な平面で切り取った残りの部位がなす立体形状）となっており、このキャビティ１１１底部に溶融されたプラスチック樹脂１０が投入されるようになっている。
このように所定の容器に対応した逆截頭円錐形状のキャビティ１１１を備えることで、後述するように、溶融されたプラスチック樹脂１０は、遠心力によって上方に向かって広がるキャビティ１１１の内壁斜面を上昇することができ、内壁斜面に沿って流動ないし配向されることになる。
ここで、キャビティ１１１の中空部の形状は、カップ容器等の所望の容器の外形に対応しており、投入されたプラスチック樹脂１０がキャビティ１１１の内壁に沿って流動，配向されることにより、所望のカップ形状等の容器が成形されることになる。従って、キャビティ１１１の中空部の形状を変更することで成形される容器の形状を任意のものに変更することができ、例えば、キャビティ１１１の内壁に凹凸を設けることで、容器外形に凹凸形状を形成することができるようになる。
【００２３】
なお、図１では図示を省略してあるが、金型１１０には、キャビティ１１１の底部に投入されたプラスチック樹脂を加熱，溶融させる加熱手段を備えることもできる。
このようにキャビティ１１１内のプラスチック樹脂１０を加熱，溶融させる加熱手段を備えると、キャビティ１１１には、予め延伸適温で溶融させた溶融樹脂を投入することができるとともに、溶融していないプラスチック樹脂１０を投入後、加熱手段を用いて加熱，溶融させることも可能となり、より汎用性，拡張性に富んだ製造装置とすることができる。ここで、キャビティ１１１内のプラスチック樹脂１０を加熱、溶融させる加熱手段としては、例えば、ヒータや誘導加熱装置等、公知の加熱手段を用いることができる。
【００２４】
フランジキャビティ１１２は、キャビティ１１１の上部開口に嵌合する蓋状に形成された金型であり、キャビティ１１１内で流動，配向されるプラスチック樹脂１０のキャビティ１１１外部への飛出しを規制するストッパとなっている。
具体的には、フランジキャビティ１１２とキャビティ１１１が連続する接続部分には、カップ容器等の縁部が形成されるように、中空状の膨大部が形成されており、キャビティ１１１の内壁に沿って延伸されたプラスチック樹脂１０が膨大部に溜まることで、容器縁部が形成されることになる。
また、フランジキャビティ１１２は、中心部が開口した環状に形成されており、この開口から、プラスチック樹脂１０をキャビティ１１１内に投入できるようになっている。これにより、キャビティ１１１には、フランジキャビティ１１２を嵌合させた後においても、プラスチック樹脂１０を自由に投入できるようになる。
但し、フランジキャビティ１１２は開口のない蓋状のものとすることもできる。このようにすると、フランジキャビティ１１２を嵌合させた状態でキャビティ１１１の上部開口が完全に覆われることになり、遠心力により溶融樹脂が外部に飛散することを完全に防止できるようになる。なお、この場合には、溶融樹脂は、フランジキャビティ１１２がキャビティ１１１に取り付けられる前にキャビティ１１１内に投入されることになる。
【００２５】
ボトム金型兼ノックアウト部材部材１１３は、キャビティ１１１の底部を構成する金型であり、キャビティ１１１の内壁に連続する、いわゆる面一状に配設されている。そして、このボトム金型兼ノックアウト部材１１３は、キャビティ１１１の底部から上方に向かって上下動するようになっており、キャビティ１１１内で延伸，成形された容器の突出し手段、すなわち、ノックアウトとなるように構成されている。
ここで、ボトム金型兼ノックアウト部材１１３は、本実施形態ではキャビティ１１１の底部に面一状に配設されるようにしてあるが、これを、キャビティ１１１の底部から突出するように配設することもできる。このようにすると、キャビティ１１１内壁に沿って成型される容器の底部に台座（袴）を形成できるようになる。
【００２６】
このようなボトム金型兼ノックアウト部材１１３を備えることで、キャビティ１１１内で成形された容器は、フランジキャビティ１１２を外した後、ボトム金型兼ノックアウト部材１１３が上方に駆動されることによりキャビティ１１１の外部に突き出されることになり、容易に容器を取り出せるようになる。
なお、本実施形態では、後述するように、容器の取出し手段として吸引コア１３０を備えることができるようになっており（図５）、このような吸引コア１３０を備える場合には、ボトム金型兼ノックアウト部材１１３のノックアウト構造を省略することができる。勿論、ボトム金型兼ノックアウト部材１１３のノックアウト構造を吸引コア１３０とともに併設するようにしても良い。
【００２７】
金型駆動手段１２０は、金型１１０をキャビティ１１１の逆截頭円錐形状の軸線を中心にして、所定の回転数で回転及び停止させる回転駆動手段である。
この金型駆動手段１２０によって回転されることにより、金型１１０には遠心力が付与され、キャビティ１１１内に投入された溶融樹脂が遠心力により流動，配向され、溶融樹脂はキャビティ１１１の内壁面を上昇して所定形状の容器が成形されることになる。ここで、金型駆動手段１２０は、金型１１０を所定の回転速度で回転及び停止させることができる限り、どのような駆動手段であっても良く、例えば、モータ等の公知の回転駆動手段を用いることができる。
【００２８】
［容器の成形方法］
次に、以上のような構成からなる製造装置を用いて実施する本実施形態の容器の成形方法について、図２及び図３を参照しつつ説明する。
図２及び図３は、図１で示した製造装置を用いて実施する本実施形態に係る容器の成形方法の各工程を示す説明図である。
まず、図２（ａ）に示すように、金型１１０のキャビティ１１１内の底部に、ガラス転移点（Ｔｇ）以上の延伸適温に加熱，溶融したプラスチック樹脂１０を投入する。このとき、非溶融状態のプラスチック樹脂１０をキャビティ１１１内に投入後、加熱手段によってキャビティ１１１内のプラスチック樹脂１０を加熱，溶融されるようにしても良い。なお、プラスチック樹脂１０の投入は、金型１１０のフランジキャビティ１１２の開口から容易に行うことができる。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、金型駆動手段１２０により、金型１１０をキャビティ１１１の軸線を中心に所定の回転数で回転させる。これにより、金型１１０には遠心力が付与され、キャビティ１１１底部の溶融樹脂は遠心力によりキャビティ１１１内で広がり、キャビティ内壁面に沿って流動，配向される。
流動，配向された溶融樹脂は、図２（ｂ）〜（ｃ），図３（ａ）に示すように、逆截頭円錐形状に広がる壁面を上昇し、キャビティ１１１内に行き亘っていく。
そして、溶融樹脂は、フランジキャビティ１１２とキャビティ１１１の連続部分の膨大部で流動，配向が規制され、これによって、キャビティ１１１及びフランジキャビティ１１２の内壁形状に沿った容器が成形される。
ここで、キャビティ１１１に投入する樹脂量及び金型１１０の回転速度は任意に調整可能で、成形される容器を所望の肉厚に形成することができる。例えば、金型１１０の回転速度を成形初期段階で回転速度を遅くすることで、容器底部の厚みを大きくすることができる。そして、溶融樹脂が容器側部に流動，配向して上昇した段階で回転速度を上げることで、容器側部の肉厚を小さくすることができる。
【００３０】
このようにして、溶融樹脂は、遠心力による上昇力と重力とが釣り合う点で容器形状に成形されることになる。
この状態で、金型１１０等を介して公知の冷却方法により溶融樹脂を冷却することで、樹脂を固化ないし結晶化させることで、容器が得られる。
その後は、図３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、キャビティ１１１からフランジキャビティ１１２を外して、ボトム金型兼ノックアウト部材１１３を上方に移動させることにより、容器（プラスチック樹脂１０）を金型１１０から取り出す。以上により、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、所望の容器を得ることができる。
【００３１】
なお、以上の成形方法によれば、カップ等の最終成形品を直接的に成形することができるとともに、得られた容器を延伸ブロー成形等に用いられる予備成形品（プリフォーム，パリソン）とすることもできる。すなわち、本実施形態に係る容器の成形方法によれば、金型１１０に備えられるキャビティ１１１の大きさ，形状等を変更することにより、任意の用途の容器を成形することができるものであり、容器は最終成形品であっても、予備成形品であっても良い。
このように、本実施形態に係る成形方法は、汎用性，拡張性に優れた容器の成形方法であり、従来の延伸ブロー成形方法に代わる成形方法として実施できると同時に、従来からの延伸ブロー成形方法等の一部を補完，置換する成形方法としても活用することができる。
【００３２】
なお、図２〜図３では、容器を形成するプラスチック樹脂１０として、熱可塑性ポリエステル等が単層（一層）で構成される場合を示したが、これを二層以上の熱可塑性ポリエステル層により構成することもできる。
すなわち、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、金型１１０のキャビティ１１１に、底部から少なくとも二層以上（図４では三層）に積層される多層プラスチック樹脂１０ａを投入し、この多層プラスチック樹脂１０ａを遠心力により流動，配向することで、容器を多層容器に形成することができる。
このように、本実施形態に係る成形方法は、カップ容器等として多層容器を成形する場合にも適用することができ、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、簡易な工程により、透明性やガスバリヤー性等に優れた多層の容器を得ることができる。なお、多層プラスチック樹脂１０ａは、少なくとも二層以上に積層される限り任意の構成とすることができ、例えば、二層以上の熱可塑性ポリエステル層からなる内層及び外層の間に封入される中間層を備えることができ、中間層を酸素吸収層とすることができる。このように酸素吸収層を備えることにより、ボトル容器内への外部からの酸素の透過を抑制し、ボトル容器内の内容物の外部からの酸素による変質を防止することができ、特に炭酸ガス入り飲料用のボトル容器に好適となる。
【００３３】
また、図２〜図３では、固化ないし結晶化された容器の取出しにボトム金型兼ノックアウト部材１１３を用いるようにしてあるが、容器の取出し方法としては、特にこの場合に限定されるものではなく、他の方法によることもできる。
例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、金型１１０の上方に、キャビティ１１１内に形成される容器に嵌合可能な逆截頭円錐形状の吸引コア１３０を備えるとともに、この吸引コア１３０を金型１０に対して昇降自在に移動させるシリンダ等の吸引コア駆動手段（図示せず）を備えることにより、容器を金型１１０から取り出すことができる。
【００３４】
吸引コア１３０は、キャビティ１１１内で成形される容器とほぼ同形状に形成され、上方から容器に挿入，嵌合できる形状に形成されるとともに、表面にエア吸引用の吸い込み孔が形成され、図示しない吸引ポンプ等に接続されるようになっている。
この吸引コア１３０を用いて容器を金型１１０から取り出す場合には、まず、図２〜図３と同様の方法により容器を成形した後（図５（ａ）に示す状態）、キャビティ１１１からフランジキャビティ１１２を取り外し、吸引コア１３０を吸引コア駆動手段によって金型上方から容器に挿入する（図５（ｂ）に示す状態）。
この状態で、吸引コア１３０の吸い込み孔からエア吸引を行い、容器を吸引しつつ、吸引コア１３０を金型上方に移動させ（図５（ｃ））、これによって、容器を金型１１０から取り出すことができる。
【００３５】
このような吸引コア１３０を用いて容器の取出しを行うと、容器の取出し工程が自動化できるとともに、吸引コア１３０の吸引力を利用することで、容器に変形，破損等を生じさせることなく、容易かつ確実に容器を取り出すことができるようになる。
また、このように吸引コア１３０を容器に挿入，嵌合させることで、吸引コア１３０によって容器を容器内側から冷却することも可能となり、より迅速，確実に容器を冷却することができ、冷却温度の調整等もより容易かつ柔軟に行えるようになる。
なお、上述したように、容器の取出し手段として吸引コア１３０を備える場合には、金型１１０のボトム金型兼ノックアウト部材１１３のノックアウト構造を省略することができ、また、ボトム金型兼ノックアウト部材１１３のノックアウト構造を吸引コア１３０とともに併用することもできる（図５（ｃ）参照）。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係る容器の成形方法によれば、所望のカップ容器等の形状に対応した容器形状のキャビティ１１１を備えた金型１１０に、延伸適温で溶融したプラスチック樹脂１０を投入し、又は投入したプラスチック樹脂１０をキャビティ内で溶融させ、その後、金型１１０全体をキャビティ１１１の軸線を中心に回転させることで、溶融樹脂が遠心力によりキャビティ１１１内に広がり、キャビティ１１１内壁面に沿って流動，配向される。そして、流動，配向された溶融樹脂は逆截頭円錐形状に広がる壁面を上昇してキャビティ１１１内に行き亘り、上昇力と重力が釣り合う点で容器形状に成形されることになり、この状態で金型等を介して樹脂を冷却して硬化させることで、そのまま所望の容器を形成することができる。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、所望の容器を得ることができる。これにより、本実施形態の製造装置及び成形方法を実施することで、溶融樹脂をそのまま容器に形成できることから、予備成形品（プリフォーム，パリソン）も、ブロー用の高圧エアも一切不要となる。また、高圧エアによるブロー成形が不要となることから、分割構成された金型を強力な型締め装置等で保持，型締めする必要もなくなる。
従って、本実施形態によれば、きわめて簡易な工程，方法によって高精度に所望の容器を成形することが可能となり、従来の延伸ブロー成形方法における工程の煩雑さ，複雑さ，装置の大型化，省エネルギー性等の問題をすべて解消することができるようになる。
【００３８】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る容器の成形方法の第二実施形態について、図６〜図１１を参照しつつ説明する。
［プラスチック容器の製造装置］
図６は、本発明の第二実施形態に係る容器の成形方法を実施するための製造装置を模式的に示す要部断面正面図である。
同図に示すように、本実施形態に係るプラスチック容器の製造装置は、金型２１０と溶融樹脂押出用のノズル２２０を備えている。
金型２１０は、所定の容器形状に対応する中空部を構成するキャビティ２１１（２１１ａ，２１１ｂ）を備えており、このキャビティ２１１の中空部形状に沿って所定の容器が形成されるようになっている。
【００３９】
キャビティ２１１ａ，２１１ｂは、上部に開口した所定の中空形状に形成された金型で、本実施形態では、容器縦方向に二分割された一対の金型からなり、一体的に組み合わされて所定の容器形状の中空部を形成するようになっている。
ここで、本実施形態では、キャビティ２１１によって形成される中空部の形状は、上述した第一実施形態におけるような容器胴部が直線状をなす容器形状に限定されず、任意のボトル容器やカップ容器等に対応する所望の形状にすることができる。
すなわち、本実施形態では、後述するように、溶融樹脂を押出するノズル２２０を移動させることによりキャビティ２１１内に樹脂を行き亘らせるようにしてあるので、第一実施形態で示したような樹脂が上昇可能な逆截頭円錐状の斜面形状等、キャビティ２１１の中空部の形状には特に拘束されない。従って、本実施形態では、図６に示すように、キャビティ２１１の中空部を口部や肩部を有するボトル容器形状に対応する形状としてある。勿論、キャビティ２１１の中空部の形状は、図６に示すボトル容器形状に限定されるものではなく、第一実施形態におけるカップ形状やその他の形状等、任意の形状とすることができる。
【００４０】
ノズル２２０は、キャビティ２１１の上部開口から挿抜自在に挿入される管状部材からなり、キャビティ２１１の底部に向かって溶融したプラスチック樹脂１０を押出する樹脂押出手段である。
図７に本実施形態に係る製造装置に備えられる溶融樹脂押出用のノズル２２０の要部断面斜視図を示す。
同図に示すように、ノズル２２０は、溶融樹脂が流動可能な円筒管状部材に樹脂押出用の先端部を備えた構成となっている。先端部は溶融樹脂が下向き及び水平方向に押出されるようにスリット状の切欠きが形成してある。
そして、このノズル２２０が、ノズル駆動手段２２１（図１０及び図１１参照）によって所定の速度で昇降移動されるとともに、所定の回転速度で軸回り方向に回転されるようになっている。
【００４１】
具体的には、ノズル２２０は、ノズル駆動手段２２１によって金型２１０の上方から降下され、ノズル先端がキャビティ２１１の底部に位置するように挿入され、この位置から軸回りに回転されつつキャビティ２１１の底部から上部開口まで移動される。そして、この回転及び上方移動する際に、ノズル２２０の先端からは溶融したプラスチック樹脂１０が押出されるようになっている。
図８及び図９にノズル２２０から押出される溶融樹脂の状態を示す。
図８は、ノズル２２０の先端がキャビティ２１１の底部に位置している状態を示しており、この状態でノズル２２０の先端から押出された溶融樹脂は、キャビティ２１１の底部に流出するとともに、回転するノズル２２０によって付与される遠心力により軸回り方向に流動ないし配向され、容器底部が形成される。
図９は、ノズル２２０が回転しつつキャビティ２１１内を上方に移動している状態を示しており、この状態では、ノズル２２０の先端から押出された溶融樹脂は、ノズル２２０の先端から落下しつつ回転するノズル２２０によって付与される遠心力により軸回り方向に流動，配向され、容器胴部が形成されることになる。
【００４２】
これにより、ノズル２２０から押出された溶融樹脂は、ノズル２２０の回転による遠心力でノズル軸回り方向に流動，配向され、かつ、ノズル２２０が、キャビティ２１１の底部から上部開口まで移動されることにより、溶融樹脂はキャビティ内壁面に沿って行き亘り、所定の中空形状の容器が形成されることになる。ここで、ノズル２２０から押出する樹脂量，ノズル２２０の回転速度，上下方向への移動速度は任意に調整することができ、これによって、成形される容器の肉厚を所望の大きさに形成することができる。例えば、キャビティ２１１の底部近傍では、ノズル２２０から押出する樹脂量を多くし、ノズルの回転速度，上下方向への移動速度を遅くすることで、容器底部の厚みを大きくすることができる。そして、ノズル２２０の上方への移動速度を上げるとともに、押出樹脂量を少なくすることで容器側部の肉厚を小さくすることができる。さらに、キャビティ２１１の上部開口近傍で押出樹脂量を多くしつつ移動速度を下げることで、ボトル容器の口部となる肉厚を大きく形成することができる。
なお、ノズル２２０から押出される溶融状態のプラスチック樹脂１０は、上述した第一実施形態におけるプラスチック樹脂１０と同様のものが用いられる。
【００４３】
［容器の成形方法］
次に、以上のような構成からなる本実施形態に係る製造装置を用いて実施する容器の成形方法について、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。
図１０及び図１１は、図６〜図９で示した製造装置を用いて実施する本実施形態に係る容器の成形方法の各工程を示す説明図である。
まず図１０（ａ）に示すように、金型２１０の上方に配設されたノズル２２０を、ノズル駆動手段２２１によって降下させ、金型２１０の上部開口からノズル２２０をキャビティ２１１内に挿入し、ノズル２２０の先端がキャビティ２１１の底部に位置するように降下させる。
この状態で、図１０（ｂ）に示すように、ノズル駆動手段２２１によりノズル２２０を軸回りに回転させるとともに、ノズル先端から溶融したプラスチック樹脂１０を押出させる。これにより、ノズル先端から押出された溶融樹脂は、キャビティ２１１の底部に流出するとともに、回転するノズル２２０によって付与される遠心力により軸回り方向に流動，配向され、容器底部が形成されることになる。
【００４４】
そして、ノズル２２０を回転させつつ溶融樹脂を押出させた状態のまま、図１０（ｃ）及び図１１（ａ）に示すように、ノズル２２０をキャビティ２１１の底部から上部開口まで移動させる。このようにすると、ノズル先端から押出された溶融樹脂は、回転するノズル２２０によって付与される遠心力により、ノズル先端から軸回り方向に流動，配向され、溶融樹脂はキャビティ２１１の内壁に沿って行き亘り、容器胴部が形成される。これにより、所定の中空形状の容器が形成されることになる。
溶融樹脂がキャビティ２１１の全体に行き亘った後は、図１１（ｂ）に示すように、ノズル２２０の樹脂押出を停止させ、ノズル２２０を金型２１０内から退避させるとともに、金型２１０等を介して溶融樹脂を冷却して、樹脂を固化ないし結晶化する。その後は、図１１（ｃ）に示すように、キャビティ２１１ａ，２１１ｂを開き、硬化した容器を取り出すことにより、所望の容器が得られる。
【００４５】
なお、容器の肉厚は、上述したように、ノズル２２０から押出する樹脂量，ノズル２２０の回転速度，上下方向への移動速度は任意に調整することで所望の肉厚に形成することができる。
また、図１０〜図１１では、プラスチック樹脂１０により単層（一層）の容器を形成する場合を示したが、図１０（ａ）〜（ｃ）及び図１１（ａ）〜（ｂ）の工程を繰り返すことにより、任意の層数の多層容器を形成することができる。
また、以上のようにして得られる容器は、第一実施形態における場合と同様、カップ容器等の容器の最終成形品であっても良く、また、容器の予備成形品であっても良いことは言うまでもない。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る容器の成形方法によれば、所望のボトル容器等の形状に対応した中空形状のキャビティ２１１を形成した金型２１０に、先端から溶融したプラスチック樹脂１０を押出するノズル２２０を挿入するとともに、ノズル２２０を回転させつつ、ノズル先端からキャビティ２１１の底部に向かって溶融樹脂を押出させることで、溶融樹脂を遠心力によりキャビティ内に行き亘らせることができる。そして、ノズル２２０を回転させた状態で、キャビティの底部から上部開口まで移動させることで、溶融樹脂をキャビティ内壁面に沿って流動，配向させ、キャビティ内に行き亘らせて、容器形状に成形することができる。従って、この状態で金型等を介して樹脂を冷却して硬化させることで、そのまま所望の容器を形成することができる。
【００４７】
このようにして、本実施形態においても、上述した第一実施形態の場合と同様に、従来の延伸ブロー成形方法を用いることなく、所望の容器を得ることができ、簡易な工程，方法によって高精度に所望の容器を成形することが可能となり、従来の延伸ブロー成形方法における工程の煩雑さ，複雑さ，装置の大型化，省エネルギー性等を解消することができる。
また、特に本実施形態に係る成形方法では、溶融樹脂を押出するノズル２２０を上下方向に移動させることによりキャビティ２１１内に樹脂を行き亘らせることができ、肉厚も任意に調整可能となるので、キャビティ２１１の形状、すなわち、成形する容器の形状は、第一実施形態におけるようなカップ形状の場合に限られず、任意の所望の形状とすることができる。従って、本実施形態は、特に口部や肩部を有するボトル容器の成形に好適となる。
【００４８】
［第三実施形態］
さらに、本発明に係る容器の成形方法の第三実施形態について、図１２を参照しつつ説明する。
本発明の第三実施形態に係る容器の成形方法を実施するための製造装置を模式的に示す要部断面正面図である。
同図に示すように、本実施形態では、図１〜図５に示した第一実施形態に係る製造装置に、図６〜図１１に示した第二実施形態に係る製造装置に備えられるノズル２２０（及びノズル駆動手段２２１）を組み合わせた構成となっている。
このような構成からなる製造装置を用いて容器を成形するには、まず、所定の中空逆截頭円錐形状に形成された金型１１０のキャビティ１１１に、先端から溶融したプラスチック樹脂１０を押出するノズル２２０を挿入し、ノズル先端をキャビティ１１１の底部に位置させた状態でノズル２２０を軸回りに回転させつつノズル先端からキャビティ１１１の底部に向かって溶融したプラスチック樹脂１０を押出させる。これにより、溶融樹脂が遠心力によりノズル軸回り方向に流動，配向してキャビティ１１１内に広がる。
同時に、金型駆動手段１２０により、金型１１０全体をキャビティ１１１の軸線を中心に回転させる。これにより、押出された溶融樹脂は遠心力によりキャビティ１１１の内壁に沿って流動，配向される。
そして、金型１１０を回転させた状態で、ノズル２２０を回転させつつ軸方向に沿ってキャビティ１１１の底部近傍から上部開口まで移動させる。これにより、ノズル先端から押出された溶融樹脂をキャビティ内壁面に沿って行き亘らせることができ、所定形状の容器を形成することができる。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、上述した第一実施形態と第二実施形態に係る容器の成形方法を組み合わせて実施することができる。
そして、このような本実施形態では、カップ容器に好適な逆截頭円錐形状のキャビティ１１１を備える金型１１０を回転させると同時に、溶融樹脂を押出するノズル２２０を上下移動させることで、キャビティ１１１内に溶融樹脂を押出させつつ遠心力によって流動，配向することができるので、より短時間にキャビティ１１１内に溶融樹脂を行き亘らせることができるとともに、容器を構成する樹脂層の肉厚調整をより精度良く調節することが可能となる。
従って、本発明に係る成形方法を更に効率よく高精度に実施することができるようになる。
【００５０】
以上、本発明の容器の成形方法について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係る容器の成形方法は、上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言うまでもない。
例えば、上述した第一及び第三実施形態では、金型１１０をキャビティ１１１，フランジキャビティ１１２及びボトム金型１１３からなる横方向に三分割された構成とし、第二実施形態では、金型２１０をキャビティ２１１ａ，２１１ｂからなる縦方向に二分割された構成としてあるが、金型の分割構成自体は、上記の第一〜第三実施形態の場合に限定されるものではない。
すなわち、本発明は、成形する容器形状に対応した所定の形状の中空部が形成される金型であり、金型の分割方向や分割数には限定はなく、例えば、第一実施形態で示した金型１１０を縦方向の二分割構成等とするようにしても本発明の適用が妨げられるものではない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の容器の成形方法によれば、所定の容器形状に形成された金型の中空部内で、溶融樹脂を遠心力によって流動，配向させることにより、延伸ブロー成形における予備成形品（プリフォーム，パリソン）の形成やブロー用の高圧エア，金型の強い型締め力やそのための型締め装置等を必要とする延伸ブロー成形方法を用いることなく、より簡易な工程，方法によって精度良く所望の樹脂成形品を成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る容器の成形方法を実施するための製造装置を模式的に示す要部断面正面図である。
【図２】図１に示す製造装置を用いた本発明の第一実施形態に係る容器の成形方法の各工程を示す説明図である。
【図３】図２に続いて本発明の第一実施形態に係る容器の成形方法の各工程を示す説明図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る容器の成形方法において多層プラスチック樹脂により多層容器を成型する場合の工程の一部を示す説明図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る容器の成形方法において容器を吸引コアを用いて取り出す場合の工程の一部を示す説明図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る容器の成形方法を実施するための製造装置を模式的に示す要部断面正面図である。
【図７】図６に示す製造装置に備えられる溶融樹脂押出用のノズルを示す要部断面斜視図である。
【図８】（ａ）は、図６に示す製造装置に備えられる金型のキャビティ底部までノズルを挿入させた状態の要部断面斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す状態のノズル先端から溶融樹脂が押出される状態の要部拡大断面図である。
【図９】（ａ）は、図６に示す製造装置に備えられる金型のキャビティ内で挿入したノズルを上昇させた状態の要部断面斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す状態のノズル先端から溶融樹脂が押出される状態の要部拡大断面図である。
【図１０】図６に示す製造装置を用いた本発明の第二実施形態に係る容器の成形方法の各工程を示す説明図である。
【図１１】図１０に続いて本発明の第二実施形態に係る容器の成形方法の各工程を示す説明図である。
【図１２】本発明の第三実施形態に係る容器の成形方法を実施するための製造装置を模式的に示す要部断面正面図である。
【符号の説明】
１０　プラスチック樹脂
１０ａ　多層プラスチック樹脂
１１０　金型
１１１　キャビティ
１１２　フランジキャビティ
１１３　ボトム金型兼ノックアウト部材
１２０　金型駆動手段
１３０　吸引コア
２１０　金型
２１１（２１１ａ，２１１ｂ）　キャビティ
２２０　ノズル

Claims

所定の中空容器形状に形成された金型のキャビティ底部に溶融したプラスチック樹脂を投入する工程、又は当該金型のキャビティ底部にプラスチック樹脂を投入して溶融させる工程と、
前記金型をキャビティの軸線を中心に回転させ、溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向させてキャビティ内壁面に沿って行き亘らせて容器を形成する工程と、を有することを特徴とする容器の成形方法。
上部に開口する所定の中空容器形状に形成された金型のキャビティに、先端から溶融したプラスチック樹脂を押出するノズルを挿入し、当該ノズル先端を前記キャビティの底部近傍に位置させる工程と、
前記ノズルを軸回りに回転させつつ当該ノズル先端からキャビティ底部に向かって溶融したプラスチック樹脂を押出させ、溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向させて容器底部を形成する工程と、
前記ノズルを回転させつつ軸方向に沿って前記キャビティの底部近傍から上部開口まで移動させ、当該ノズル先端から押出した溶融樹脂をキャビティ内壁面に沿って行き亘らせて容器胴部を形成する工程と、を有することを特徴とする容器の成形方法。
上部に開口する所定の中空容器形状に形成された金型のキャビティに、先端から溶融したプラスチック樹脂を押出するノズルを挿入し、当該ノズル先端を前記キャビティの底部近傍に位置させる工程と、
前記ノズルを軸回りに回転させつつ当該ノズル先端からキャビティ底部に向かって溶融したプラスチック樹脂を押出させ、溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向させて容器底部を形成する工程と、
前記金型をキャビティの軸線を中心に回転させて溶融樹脂を遠心力により流動ないし配向するとともに、前記ノズルを回転させつつ軸方向に沿って前記キャビティの底部近傍から上部開口まで移動させ、当該ノズル先端から押出した溶融樹脂をキャビティ内壁面に沿って行き亘らせて容器胴部を形成する工程と、を有することを特徴とする容器の成形方法。
前記容器が形成された後に、
前記金型の上方から、前記容器に嵌合する容器形状の吸引コアを挿入し、当該容器を吸引する工程と、
この容器を吸引した吸引コアを前記金型上方に移動させることにより、前記容器を前記金型から取り出す工程と、を更に有する請求項１又は３記載の容器の成形方法。
前記金型のキャビティに、底部から少なくとも二層以上積層される多層プラスチック樹脂を遠心力により流動ないし配向することにより、前記容器を多層容器に形成する請求項１，２，３又は４記載の容器の成形方法。