JP2005169698A - ２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２軸延伸ブロー成形法により成形される容器の本体部分に、ベルトの係止部やフックなどの比較的小さい機能的突起を、プリフォームを形成する樹脂を用いて一体成形することのできる方法を提供する。
【解決手段】 ブロー成形室１０に連通し、かつ、外部に開口する開口部２３を有する突起形成室２０を設け、プリフォーム６には、延伸ロッド３による延伸時に突起形成室２０内に入り込む凸部６３を形成しておき、凸部６３が突起形成室２０内に入り込んでいる状態で開口部２３から押し型４を挿入することにより、凸部６３を形成する樹脂を突起形成室２０内に充満させて突起形成室２０に沿った形状に賦形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２軸延伸ブロー成形法により成形される容器の容器本体部分に、所望形状の突起を形成する方法に関する。

樹脂製のボトルをはじめとする樹脂製容器の成形方法として、ダイレクトブロー成形法や２軸延伸ブロー成形法が多用されている。特に、ＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などでは、機械的強度を向上させ、あるいはガスバリア性並びに光透過率を向上させるべく、プリフォームとして有底パリソンを用い、延伸ロッドで縦方向に延伸したうえでブロー成形を行う、２軸延伸ブロー成形法が主として用いられている。

ところで、このようなブロー成形法により成形される容器の本体部分に、把手やベルトの係止部、あるいは支持部材への係合部などの機能的な突起を形成する方法として、従来、ダイレクトブロー成形法の場合には、プリフォームを形成する樹脂の一部で把手などを一体に形成する方法が採用されているが、２軸延伸ブロー成形法ではこのような方法を採用することができない。そのため、２軸延伸ブロー成形法により成形される成形品の容器本体部分に、上記のような機能的な突起を形成する方法として、従来、あらかじめ成形しておいた把手などの部材を、プリフォームとは別にブロー成形金型内にインサートしておき、その状態で２軸延伸ブロー成形を行うことにより、別部材からなる把手などの部材をブロー成形品と一体化させる方法が採用されている（例えば特許文献１，２参照）。
特開２００３−８０５８９０号公報 特開２００３−５４５６５号公報

しかしながら、２軸延伸ブロー成形法により成形される容器等の成形品の容器本体部分に機能的突起を形成する従来の方法によると、あらかじめインサートすべき部材を成形してブロー成形金型内に配置する必要があり、工程が複雑でコストも高くなるという問題がある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、２軸延伸ブロー成形法により成形される容器の本体部分に、ベルトの係止部や支持部材に対するフックなどの比較的小さい機能的突起を、別途成形してブロー成形金型にインサートして一体化させることなく、プリフォームを形成する樹脂を用いて一体成形することのできる方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法は、２軸延伸ブロー成形法を用いた成形工程中で、成形される容器本体部から外側に突出する所要形状の突起を一体に形成する方法であって、プリフォームに、延伸ロッドによる延伸軸方向に沿って外側に突出する凸部を形成する一方、ブロー成形金型には、延伸ロッドによる延伸軸上に、ブロー成形室に連通し、形成すべき突起の形状を有する突起形成室を設けるとともに、その突起形成室には金型外部に臨む開口部を形成し、上記プリフォームを延伸ロッドで延伸させて上記凸部を突起形成室内に挿入してブロー成形するとともに、上記突起形成室の開口部から押し型を挿入して凸部を構成する樹脂を当該突起形成室内に充満させることによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本発明においては、上記凸部を、プリフォームの他の部位よりも高温に加熱した状態で成形に供すること（請求項２）が好ましい。

また、本発明においては、上記押し型を所要温度に加熱した状態で上記突起形成室の開口部から挿入する方法（請求項３）を採用することもできる。

更に、本発明においては、上記凸部として、プリフォームの射出成形時に生じるゲートを利用すること（請求項４）もできる。

そして、本発明においては、上記突起形成室の具体的形状として、容器本体を成形するためのブロー成形室に連通する小径部と、その小径部に連通する大径部を有する形状とすること（請求項５）により、容器本体に繋がる小径部の先端に大径部を備えた形状の突起（図８参照）とすることができる。

また、突起形成室の他の具体的形状として、一方のブロー成形金型に設けられたピンが当該突起形成室を上記延伸ロッドによる延伸軸に直交する方向に横切る形状とすることにより、上記突起を、容器本体から突出する突出体にその突出方向に直交する貫通孔が形成された形状（図１０参照）とすること（請求項６）もできる。

更に、突起形成室の更に他の具体的形状として、一方のブロー成形金型に設けられたピンが当該突起形成室をその一方の側縁部において上記延伸ロッドによる延伸軸に直交する方向に横切る形状とすることにより、上記突起を、容器本体から突出するフック状の形状（図１１参照）とすること（請求項７）も可能である。

本発明は、ブロー成形金型に、そのブロー成形室に連通し、かつ、外部に臨む開口部を備えた突起形成室を設ける一方、プリフォームには、延伸ロッドによる延伸時にその突起形成室内に挿入される凸部を形成し、突起形成室内に凸部を挿入した状態で開口部から当該突起形成室内に押し型を押し込むことにより、凸部を構成している樹脂を突起形成室内に充満させることによって、２軸延伸ブロー成形工程中に所要形状の突起を一体に形成しようとするものである。

すなわち、ブロー成形室に連通させて、延伸ロッドによる延伸軸上に突起形成室を設け、延伸ロッドによるプリフォームの延伸時に当該プリフォームにその延伸軸に沿って外側に突出する凸部を突起形成室内に挿入し、その状態で突起形成室に設けた開口部から押し型を挿入することによって、凸部を突起形成室内面に沿わせるように賦形することができる。

その際、凸部の温度をプリフォームの他の部位の温度、つまりブロー成形温度よりも高く（例えば融点近傍にまで加熱）することことにより、突起の成形性がよくなり、そのためには、請求項２に係る発明のようにプリフォームの凸部を他の部位よりも高温に加熱して成形を行うか、請求項３に係る発明のように、押し型を適当な温度に加熱することが望ましく、これら両者を併用してもよい。

また、請求項４に係る発明のように、プリフォームに形成する凸部を、このプリフォームの射出成形時に生じるゲート口を利用すれば、通常の２軸延伸ブロー成形法においてプリフォームの射出成形後、ブロー成形前に必要なゲートカット工程を省くことができる。

本発明によれば、２軸延伸ブロー成形法により成形工程中で、成形品である容器本体部分にベルトへの係止部などの所要形状をした機能的突起を、プリフォームを形成する樹脂の一部により一体に形成することができるので、別部材であらかじめ形成していた突起用の部材をブロー成形金型内にインサートすることによってブロー成形品と一体化させる従来の２軸延伸ブロー成形品への突起の形成方法に比して、工程の簡略化を図ることができ、コストを低減することができる。

また、プリフォームの凸部を他の部位に比して高い温度に加熱するか、あるいはその凸部を突起形成室の開口部から押し込む押し型を加熱することにより、凸部を形成する樹脂を突起形成室内に充満させることによる賦形性が向上する。

更に、プリフォームに形成すべき凸部として、当該プリフォームの射出成形時に生じるゲートを利用すると、通常の２軸延伸ブロー成形法において射出成形したプリフォームを用いる場合に必要なゲートカット工程を不要とすることができるなど、更なる工程の簡略化と低コスト化を達成することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１および図２は本発明方法を適用した成形方法に用いる金型の要部構成を示す図であり、図１は部分断面図で、図２はそのＡ−Ａ矢視図である。

ブロー成形金型１は互いに接近／離隔する一対の割型１ａ，１ｂによって構成されており、図１ではこれらの割型１ａ，１ｂが互いに密着した状態を示しており、この密着状態において、容器本体を成形するためのブロー成形室１０が形成される。このブロー成形室１０の上端部には、延伸ロッド３を挿入し、かつ、空気を吹き込むための開口部１０ａが設けられている。

また、ブロー成形金型１を構成する各割型１ａ，１ｂの底部には、突起形成室用部分金型２ａ，２ｂがそれぞれねじ止めによって固着されており、これらにより、割型１ａ，１ｂの密着状態において突起形成室２０が形成される。

ブロー成形金型１に固着された突起形成室用部分金型２ａ，２ｂの直下には、押し型４が配置されている。この押し型４は保持部材５により保持されており、この保持部材５は、例えば２軸延伸ブロー成形機における底型の上下動機構に取り付けられ、これにより押し型４が上下動するようになっている。

上記した突起形成室用部分金型２ａ，２ｂは、この例においては、互いに略同等の形状をしており、分割面側（対向面側）から見た図を図３（Ａ）に示し、その分割面でこれら両者が密着した状態の底面図を同図（Ｂ）に示す。また、図４には図３（Ａ）においてＡで示される部分の拡大図を示す。

これらの図に示すように、この例における突起形成室用部分金型２ａ，２ｂを密着させた状態で形成される突起形成室２０は、基端がブロー成形室１０に連通する断面円形の小径部２１と、その小径部２１の先端に位置して当該小径部２１と同心に円盤状に拡径した大径部２２を有するとともに、その大径部２２を挟んで小径部２１と同軸上の反対側には、下方外部に開口する開口部２３が設けられている。この開口部２３の内径寸法は、小径部２１の内径寸法よりも若干小さく設定されている。また、開口部２３の下方は、断面円形の空洞２４が設けられている。そして、各突起形成室用部分金型２ａ，２ｂは、それぞれの下端部に設けられているフランジ部２５ａ，２５ｂにおいて各ブロー成形金型１ａ，１ｂに対してねじ止めされる。

また、前記した押し型４は、図５に保持部材５で保持された状態の部分断面図を示すように、基体４１の先端に円筒状の押し込み部４２を備えるとともに、基体４１には押し込み部４２と反対側に開口する空洞４３が形成された形状を有し、基体４１の下端外周に形成された雄ねじ４１ａが保持部材５に形成された雌ねじ５１にねじ込まれることによって、この保持部材５に対して固定される。保持部材５には、押し型４の空洞４３に連通する空洞５２が形成されているとともに、底部にはその空洞５２に対して半径方向に連通する溝５３が形成され、更に、空洞５２に対して押し型４の近傍で貫通する雌ねじ５４が形成されている。

押し型４の押し込み部４２の直径は、突起形成室２０の開口部２３の内径に対して僅かに小さく、また、基体４１の直径は、突起形成室２０に連通する空洞２３の内径よりも僅かに小さい寸法となっている。これにより、保持部材５の上昇時には、押し型４の基体４１が突起形成室用部分金型２ａ，２ｂの空洞２４に入り込むとともに、押し込み部４２が開口部２３内に押し込まれる。

また、保持部材５の溝５３には、必要に応じてヒータ（図示せず）が嵌め込まれるとともに、雌ねじ５４には温度センサ（図示せず）が取り付けられ、これらにより、押し型４を所望温度に調節することができる。

以上の金型構成のもとに２軸延伸ブロー成形に供されるプリフォームは、図６にその縦断面図を示すように、外周に雄ねじ６１ａが形成された口頸部６１の下に有底の胴部６２を一体に形成するとともに、その胴部６２の下端に凸部６３を一体に設けた構造とされ、このプリフォーム６は射出成形により成形される。そして、凸部６３は、射出成形時に生じるゲートをそのまま利用している。この凸部６３は、突起形成室２０の小径部２１および開口部２３に挿入可能な外径寸法となっている。

さて、以上のプリフォーム６を用いた２軸延伸ブロー成形工程においては、まず、プリフォーム６の各部を所要温度に加熱する。この加熱は、各部の成形に最適な温度とすることが好ましく、例えばポリプロピレンの場合、胴部６２の上部は例えば１００℃程度、下部は９０℃程度とするとともに、凸部６３については、融点よりも僅かに低い、例えば１６０℃程度とする。

次に、このように加熱したプリフォーム６をブロー成形金型１ａ，１ｂの間に配置して型閉めした後、延伸ロッド３を下降させてプリフォーム６の底部を押して延伸させる。この延伸ロッド３による延伸により、図７（Ａ）に要部断面図を示すように、プリフォーム６の凸部６３が突起形成室２０内に挿入された状態となる。その状態で１次ブローを開始すると同時に、図７（Ｂ）に示すように、押し型４を上昇させてその押し込み部４２を突起形成室２０の開口部２３内に挿入していく。これにより、プリフォーム６の凸部６３を形成する樹脂は、上側が延伸ロッド３で押しつけられ、下から押し型４が挿入される結果、大径部２２内に流動し、やがて図７（Ｃ）に示す押し型４の上昇端では、突起形成室２０の小径部２１と大径部２２内に充満した状態となる。この押し型４の上昇後、あるいは上昇過程で２次ブローを行った後、ブロー成形金型１ａ，１ｂを開いて押し型４を下降させて成形品を取り出す。

このようにして成形された成形品である容器は、図８に縦断面図を示すように、上端側に口頸部７１が一体に形成された容器本体７の底部近傍に、容器本体７に繋がる小径部７２の先端に大径部７３が設けられた突起７０が一体に形成されたものとなる。このような突起７０は、例えば図９に示すように、一端側に長手方向に所定の距離を開けて形成された２つの孔８１ａ，８１ｂをスリット８１ｃで連結したベルト８の係止部として機能し、このようなベルト８の他端側を口頸部７１に係合させることにより、スパン長さが可変のハンド８により持ち運び等が可能な容器が得られる。

ここで、本発明方法により形成することのできる突起の形状は、以上の実施の形態で述べたもののほか、図１０および図１１に示すような形状等とすることもできる。

図１０に示す突起７０１は、容器本体７から突出する突出部７０１ａに、その突出方向に直交する貫通孔７０１ｂを形成した形状を有しており、この貫通孔７０１ｂに、壁体などから水平に突出するピンなどを挿入することにより、容器を吊り下げることが可能となる。

このような突起７０１を形成する場合の突起形成用部分金型は、図１２に型開き状態の縦断面図で示すように、一方の突起形成用部分金型２０１ａに円筒突出部２０２ａを形成する一方、他方の突起形成用部分金型２０１ｂには、その円筒突出部２０２ａが嵌まり込む凹所２０２ｂを形成し、これらを密着させた状態では、図１３（Ａ）に縦断面図を、同図（Ｂ）はその平面図を示すように、突起形成室２００の内部を円筒突出部２０２ａが水平に貫くようにしたものを用いる。また、下端部分には突起形成室２００を外部に臨ませる断面円形の開口部２０３を形成しておく。そして、図６に示したものと同等のプリフォーム６を、型開き状態で延伸ロッドで延伸させ、凸部６３を突起形成室２００内に挿入して型閉めすることにより、凸部６３を形成する樹脂を若干偏平に押しつぶすと同時に、円筒突出部２０２ａにより水平の貫通孔を穿つ。その状態でブロー成形を行うとともに、押し型４を上昇させて開口部２０３に押し込み部４２を押し込むことにより、凸部６３を形成する樹脂を突起形成室２００内に充満させる。これにより、図１０に示したような貫通孔７０１ｂを備えた突起７０１を容器本体７に対して一体に形成することができる。

一方、図１１に示すものは、容器本体７にフック状の突起７０２一体に形成したものであって、このような突起７０２を形成することにより、上記と同様に容器を吊り下げることが可能となる。このようなフック状の突起７０２の形成に当たって用いる突起形成用部分金型は、図１２，図１３に示したものに準じたものとすることができる。すなわち、図１２，図１３の部分金型では、円筒状突出部２０２ａを突起形成室２００の水平方向略中央に設けることにより、突出部７０１ｂの略中央部を貫通孔７０１ｂが貫く突起７０１を形成したが、円筒状突出部２０２ａを水平方向にずらせて、図１０における突出部７０１ａの側縁部分を切り欠くように貫通孔７０１ｂを形成すれば、図１１に示すようなフック状の突起７０２を形成することができる。

なお、以上の各実施の形態においては、押し型４を加熱せずにプリフォーム６の凸部６３を所要温度に加熱した状態で成形する例を示したが、更に、必要に応じて保持部材５の溝５３にヒータを装着し、押し型４を所要温度に加熱することにより、凸部６３の成形性をより確実なものとすることができる。

また、成形に用いる樹脂としては、前記したようにポリプロピレンのほか、ポリエチレンテレフタレートなども用い得ることは勿論である。

更に、貫通孔を備えた突起、もしくはフック状の突起を形成する場合の金型においては、突起形成室は前記した実施の形態のようにブロー成形金型に一体に設けるほか、ブロー成形金型とは独立的に左右方向に移動可能とし、ブロー成形金型のみを閉じた状態で延伸ロッドによりプリフォームを延伸させた後、突起形成室を構成する分割金型を閉じて円筒突出部により凸部に孔を穿ってもよい。

更にまた、突起形成室の開口部への押し型の挿入タイミングは特に限定されるものではなく、ブロー成形工程と同時であってもよいし、その前後であってもよい。

本発明方法を適用した成形方法に用いる金型の要部構成を示す部分断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図１，図２における突起形成用部分金型２ａ，２ｂの説明図で、（Ａ）は分割面から見て示す図であり、（Ｂ）は突起形成用部分金型２ａ，２ｂの密着状態で示す底面図である。 図３（Ａ）においてＡで示される部分の拡大図である。 図１，図２における押し型４とそれを保持する保持部材５の部分断面図である。 本発明の実施の形態において用いられるプリフォームの構造例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態における突起の形成過程を順に表す要部断面図である。 本発明の実施の形態により成形される容器の構造を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態により成形される容器の突起７０に係合させるベルトの一端部の構造の例の説明図である。 本発明方法により形成可能な突起の他の形状の例を示す縦断面図である。 本発明方法により形成可能な突起の更に他の形状の例を示す縦断面図である。 図１０の突起を形成する場合に用いる突起形成用部分金型の構造例を示す図であり、金型を開いた状態で示す縦断面図である。 図１２の突起形成用部部分金型を閉じた状態で示す縦断面図（Ａ）およびその平面図（Ｂ）である。

符号の説明

１ａ，１ｂ ブロー成形金型
１０ ブロー成形室
２ａ，２ｂ 突起形成用部分金型
２０ 突起形成室
２１ 小径部
２２ 大径部
２３ 開口部
３ 延伸ロッド
４ 押し型
４１ 基体
４２ 押し込み部
５ 保持部材
６ プリフォーム
６１ 口頸部
６２ 胴部
６３ 凸部

Claims (7)

1. ２軸延伸ブロー成形法を用いた成形工程中で、成形される容器本体部から外側に突出する所要形状の突起を一体に形成する方法であって、
   プリフォームに、延伸ロッドによる延伸軸方向に沿って外側に突出する凸部を形成する一方、ブロー成形金型には、延伸ロッドによる延伸軸上に、ブロー成形室に連通し、形成すべき突起の形状を有する突起形成室を設けるとともに、その突起形成室には金型外部に臨む開口部を形成し、
   上記プリフォームを延伸ロッドで延伸させて上記凸部を突起形成室内に挿入してブロー成形するとともに、上記突起形成室の開口部から押し型を挿入して凸部を構成する樹脂を当該突起形成室内に充満させて賦形することを特徴とする２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法。
2. 上記凸部を、プリフォームの他の部位よりも高温に加熱した状態で成形に供することを特徴とする請求項１に記載の２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法。
3. 上記押し型を所要温度に加熱した状態で上記突起形成室の開口部から挿入することを特徴とする請求項１または２に記載の２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法。
4. 上記凸部として、プリフォームの射出成形時に生じるゲートを利用することを特徴とする請求項１、２または３に記載の２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法。
5. 上記突起形成室を、容器本体を成形するためのブロー成形室に連通する小径部と、その小径部に連通する大径部を有する形状とすることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法。
6. 上記突起形成室を、一方のブロー成形金型に設けられたピンが当該突起形成室を上記延伸ロッドによる延伸軸に直交する方向に横切る形状とすることにより、上記突起を、容器本体から突出する突出体にその突出方向に直交する貫通孔が形成された形状とすることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法。
7. 上記突起形成室を、一方のブロー成形金型に設けられたピンが当該突起形成室をその一方の側縁部において上記延伸ロッドによる延伸軸に直交する方向に横切る形状とすることにより、上記突起を、容器本体から突出するフック状の形状とすることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の２軸延伸ブロー成形法による成形品への突起形成方法。

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