JP2005059407A - 二軸延伸ブロー成形法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリフォームの肉厚の偏りやばらつきが原因となって発生するブロー成形品の肉厚の偏りやばらつきを回避、抑制可能な二軸延伸ブロー成形法を提案すること。
【解決手段】 プリフォーム１に膨張収縮可能な成形用の筒体２を挿入し、ブロー金型内において成形用の筒体２内に二軸延伸ロッドおよびブローエアを導入して、当該成形用の筒体２を介してプリフォーム１を二軸延伸ブローする。均一な肉厚で膨張する成形用の筒体２によってプリフォーム１が延伸されるので、肉厚の偏りやばらつきに起因する延伸状態の不均一性が除去あるいは抑制され、その結果、均一な肉厚のブロー成形品が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は一次成形品であるプリフォームを二軸延伸ブロー成形して、均一な肉厚のボトルなどのプラスチック容器を製造可能な二軸延伸ブロー成形法に関するものである。

ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ボトル、ＰＰ（ポリプロピレン）ボトル、ＰＣ（ポリカーボネート）ボトルなどのプラスチックボトルは、一般に、二軸延伸ブロー成形法により製造されている。二軸延伸ブロー成形法では、プリフォームを加熱した後に、ブロー成形用の金型内において延伸ロッドで縦方向に、ブローエアにより横方向に延伸させることにより、金型形状に対応した形状の成形品を得るようにしている。

二軸延伸ブロー成形法においては、プリフォームの微小な肉厚の偏り・ばらつきや、それに伴う温度ムラが原因となって、成形品の肉厚に偏りやばらつきが発生する。特に、低延伸倍率のＰＥＴボトルや、ＰＰボトル、ＰＣボトルなどにおいて肉厚のばらつきが顕著に表れる。このようなプリフォームの肉厚の偏りやばらつきは、プリフォーム成形金型の精度や、プリフォームの射出成形時の樹脂流れの状態などに起因して発生する。従って、ブロー成形段階において、プリフォームの肉厚のばらつきに起因して成形品の肉厚にばらつき等が発生してしまうことはやむを得ないものと考えられている。

また、一般に、射出成形品と異なり、ブロー成形品ではある程度の肉厚の偏りやばらつきの発生（偏肉）を許容する傾向が強い。これは、プリフォームを中空のブロー金型内でエアブローするという成形法ではある程度の肉厚の偏り、ばらつきが避けられないものと考えられてきたからである。

ここで、プラスチックボトルにおいては、その使用条件、例えば引張り強度や座屈強度、あるいは炭酸ガスや酸素などのガス透過量などの最低要求性能から最低肉厚が定められる場合が多い。肉厚の偏りやばらつきが大きい場合には、肉厚が変動しても最低肉厚が確保されるように全体の肉厚を厚く設計する必要がある。この結果、ボトルの重量の増大、生産性の低下、コスト上昇という弊害を招くことになる。

従って、ブロー成形品の肉厚の偏りやばらつきを極力抑えることが良いことは明らかである。しかしながら、従来においては、プリフォームの肉厚の偏りやばらつきが原因となって発生するブロー成形品の肉厚の偏りやばらつきを確実に回避あるいは抑制可能な方法は提案されていない。

本発明の課題は、プリフォームの肉厚の偏りやばらつきが原因となって発生するブロー成形品の肉厚の偏りやばらつきを確実に回避あるいは抑制可能な二軸延伸ブロー成形法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の二軸延伸ブロー成形法は、プリフォームに膨張収縮可能な成形用の筒体を挿入し、ブロー金型内において前記成形用の筒体内に二軸延伸ロッドおよびブローエアを導入して、当該成形用の筒体を介して前記プリフォームを二軸延伸ブローすることを特徴としている。

成形用の筒体として、肉厚に偏りやばらつきが生ずることなく膨張可能なものを用意しておけば、ブローエアを導入すると当該成形用の筒体が均一な肉厚で膨張して、プリフォームを均一な圧力で延伸する。プリフォーム内にブローエアを直接に導入して延伸させる場合には、プリフォームの肉厚に偏りやばらつきがあると、それによって各部分で延伸状態が不均一になる。しかるに、本発明では、均一な肉厚で膨張する成形用の筒体を介してプリフォームが延伸されるので、肉厚の偏りやばらつきに起因する延伸状態の不均一性が除去あるいは抑制され、結果として、均一な肉厚のブロー成形品が得られる。

成形用の筒体は膨張してプリフォームをブロー金型に密着させて当該プリフォームに賦形した後は、ブローエアを除去することにより収縮して元の形状に復帰する必要がある。また、成形用の筒体は、繰り返し使用できるように、繰り返し膨張収縮が可能であることが望ましい。

このような素材としては天然ゴムあるいは合成ゴムが適している。合成ゴムとしては、イソプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンプロピレンゴムなどを用いることができる。

成形用の筒体は加熱されたプリフォームに挿入されるので、所定の耐熱性を備えていることが望ましい。例えば、プロピレン樹脂からなるプリフォームの場合にはブロー成形に適した１３０℃程度まで加熱される。従って、成形用の筒体の素材としては耐熱性のあるシリコンゴムを用いることが望ましい。

次に、成形用の筒体は一般にプリフォームと相似形状となるようにすればよい。また、扁平断面のブロー成形品を製造する場合、その断面形状に応じて、成形用の筒体の肉厚を周方向に沿って変化させることが望ましい。例えば長円形、楕円形の扁平ボトルを製造する場合には、延伸倍率の高い長軸側の肉厚が厚く、延伸倍率の低い短軸側の肉厚が薄い成形用の筒体を用いることが望ましい。

以上説明したように、本発明の二軸延伸ブロー成形法では、プリフォームに成形用の筒体を入れ、この成形用の筒体に二軸延伸ロッドおよびブローエアを導入して膨張させ、膨張する成形用の筒体によってプリフォームを延伸してブロー金型に密着させるようにしている。従って、プリフォームを延伸ロッドおよびブローエアにより直接に二軸方向に延伸する場合とは異なり、プリフォームの肉厚の偏りやばらつきに起因してブロー成形品に肉厚の偏りやばらつきが発生するという不具合を回避あるいは抑制できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したプラスチックボトルの二軸延伸ブロー成形法を説明する。

図１（ａ）はプラスチックボトル成形用のプリフォームを示す縦断面図である。プリフォーム１は有底筒状の円筒状本体部分１ａと、この本体部分１ａの先端に形成されている口部１ｂとを有し、口部１ｂ外周面には雄ねじ部１ｃが形成され、本体部分１ａとの間には大径の口部フランジ１ｄが形成されている。口部１ｂは延伸されずにそのままブロー成形品であるプラスチックボトルの口部として残り、本体部分１ａのみが二軸方向に延伸されて所定の形状が賦与される。

図１（ｂ）はプリフォーム１に挿入される成形用の筒体２を示す縦断面図である。成形用の筒体２は本例ではシリコンゴムから形成されており、均一な肉厚の円筒状本体部分２ａと、この本体部分２ａの開口縁に形成された大径の口部フランジ２ｂとを備えている。本体部分２ａは、全体として、プリフォーム１の本体部分１ａよりも一回り小さな相似形状をしており、全長がプリフォーム１よりも長い。

図１（ｃ）は、ブローマンドレルに取り付けたプリフォーム１と成形用の筒体２を示す縦断面図である。ブローマンドレル３は下半部分が大径円筒部３ａとされ、この上端からは同軸状態で小径円筒部３ｂが突出しており、この小径円筒部３ａにプリフォーム１が装着される。小径円筒部３ｂの内径は成形用の筒体２の外径よりも大きく、ここを通して、成形用の筒体２がプリフォーム１の内側に同軸状態で挿入される。成形用の筒体２の外形輪郭はプリフォーム１の本体部分１ａの内周面形状と相似形であるので、図１（ｃ）に示すように、これらの間隔が各部分で均一となるように、成形用の筒体２をプリフォーム１の内部に挿入することができる。

ブロー成形に適した温度に加熱された後のプリフォーム１に対して、図１（ｃ）に示すように成形用の筒体２が挿入された後に、この状態のままで、ブロー金型内にプリフォーム１がセットされる。図２にはブロー金型装置にプリフォーム１がセットされ、二軸延伸ブローされている状態を示してある。ブロー金型装置４としては一般的に使用されているものをそのまま採用することができる。図示の例では、ブロー金型装置４は、左右の開閉型４１、４２と、上底型４３と、ブローマンドレル３を把持可能なベース４４とを備えており、ベース４４に把持されたブローマンドレル３を通して延伸ロッド４５を昇降可能であり、また、延伸ロッド４５を介してブローエアを吹き込み可能となっている。

ブロー金型装置４にプリフォーム１をセットして型閉めを行い、しかる後に、下側から延伸ロッド４５を上昇させると共にブローエアの吹き込みを開始する。プリフォーム１の内側には成形用の筒体２が挿入されているので、延伸ロッド４５およびブローエアは当該成形用の筒体２の内部に導入される。従って、まず成形用の筒体２が二軸方向に延伸して膨張し、二軸方向に膨張する筒体２によって、外側のプリフォーム１が二軸方向に延伸される。そして、図２に示すように、膨張した筒体２によってプリフォーム１が開閉型４１、４２に密着して賦形される。

この後は、延伸ロッド４５を下方に引き抜くと共にブローエアを排出する。この結果、成形用の筒体２は収縮して、図３に示すように元の形状に復帰する。しかる後に、型開きを行い、ブローマンドレル３から図４に示す形状の成形後のプラスチックボトル５を上方に引き抜いて回収すると共に、成形用の筒体２もブローマンドレル３から下方に引き抜いて回収する。回収した成形用の筒体２は繰り返しプリフォームの二軸延伸ブロー成形のために用いられる。

（ａ）はプリフォームの縦断面図、（ｂ）は成形用の筒体の縦断面図、（ｃ）はブローマンドレルにプリフォームおよび成形用の筒体を装着した状態を示す縦断面図である。 プリフォームをブロー金型装置によって二軸延伸ブローした状態を示す縦断面図である。 成形用の筒体を元の形状に復帰させた後の状態を示すブロー金型装置の縦断面図である。 ブロー成形品であるプラスチックボトルを示す縦断面図である。

符号の説明

１ プリフォーム
２ 成形用の筒体
３ ブローマンドレル
４ ブロー金型装置
５ プラスチックボトル

Claims (7)

1. プリフォームに膨張収縮可能な成形用の筒体を挿入し、ブロー金型内において前記成形用の筒体内に二軸延伸ロッドおよびブローエアを導入して、当該成形用の筒体を介して前記プリフォームを二軸延伸ブローする二軸延伸ブロー成形法。
2. 請求項１において、
   前記成形用の筒体は繰り返し膨張収縮させることのできる素材から形成されている二軸延伸ブロー成形法。
3. 請求項２において、
   前記成形用の筒体の素材は、天然ゴムあるいは合成ゴムである二軸延伸ブロー成形法。
4. 請求項２において
   前記成形用の筒体の素材はシリコンゴムである二軸延伸ブロー成形法。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記成形用の筒体は前記プリフォームと相似形状をしている二軸延伸ブロー成形法。
6. 請求項５において、
   前記成形用の筒体の肉厚が周方向に沿って変化している二軸延伸ブロー成形法。
7. 請求項１ないし６のうちのいずれかの項に記載の二軸延伸ブロー成形法に用いる前記成形用の筒体。

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