JP2006334855A - プリフォームの成形方法、プリフォーム及び壜体 - Google Patents

プリフォームの成形方法、プリフォーム及び壜体 Download PDF

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Abstract

【課題】 プリフォームにおいて、異なる色合いの着色樹脂からなる複数の着色層を積層状に形成し、さらにこれら着色層の層厚を上下方向に徐々に変化させることを課題とするものであり、もって着色濃度、色合い、あるいはこの両者に係るグラデーションが高度に現出され、今までにない加飾性を有する２軸延伸ブロー成形の合成樹脂製壜体を提供することにある。
【解決手段】 底部中央に対向位置するゲートを介して金型のキャビティ内に少なくとも１つの着色樹脂を含む複数の樹脂を逐次的に射出する２軸延伸ブロー成形用のプリフォーム成形方法逐次射出法であって、ショートショット状態で金型キャビティ内に位置する先に射出した着色樹脂の中央部を楔状に突き進むように次に射出する樹脂を流動させて積層状とし、プリフォームにおいて、前記先に射出した着色樹脂からなる着色層の層厚が底部のゲートに対向する位置に向かって漸減的に変化するグラデーション領域を形成するようにする。
【選択図】 図４

Description

本発明は層厚をグラデーション状に変化させた着色層を有する合成樹脂製のプリフォームの成形方法および当該成形方法によるプリフォーム、そして着色濃度、色合いをグラデーション状に変化させて加飾した合成樹脂製壜体に関する。
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製等の壜体は、飲料用、食品用、化粧料等のさまざまな分野に使用されており、商品として差別化するため、様々な加飾方法が採用されている。印刷されたシュリンクフィルムにより壜体を加飾する場合が多いが、特許文献１には積層構造にし、中間層に着色層を間歇的に形成したプリフォームをブロー成形した壜体に関する記載がある。
特開平２−９８４０９号公報
本発明は、プリフォームにおいて、異なる色合いの着色樹脂からなる複数の着色層を積層状に形成し、さらにこれら着色層の層厚を上下方向に徐々に変化させることを課題とするものであり、もって着色濃度、色合い、あるいはこの両者に係るグラデーションが高度に現出され、今までにない加飾性を有する２軸延伸ブロー成形の合成樹脂製壜体を提供することにある。
上記技術的課題を解決する本発明のうち、請求項１〜５はプリフォームの成形方法に係るものであり、このうち請求項１記載の発明の成形方法は、
底部中央に対向位置するゲートを介して金型のキャビティ内に少なくとも１つの着色樹脂を含む複数の樹脂を逐次的に射出する２軸延伸ブロー成形用のプリフォーム成形方法であって、
ショートショット状態で金型キャビティ内に位置する先に射出した着色樹脂の中央部を楔状に突き進むように次の樹脂を流動させて積層状とし、プリフォームにおいて、前記先に射出した着色樹脂からなる着色層の層厚が底部に向かって漸減的に変化するグラデーション領域を形成するようにしたこと、にある。
請求項１記載の成形方法によれば、ショートショット状態で金型キャビティ内に位置する先に射出した着色樹脂は、キャビティ壁面から離れた中央部の樹脂温度が高く溶融粘度が低いので、次に射出する樹脂はこの中央部を楔状に突き進むように流動し、その結果、先の着色樹脂からなる着色層にその層厚が上流方向（ゲート位置方向）に向かって漸減的に変化する部分ができる。
そして、このように成形されたプリフォームにおいて、先に射出した着色樹脂からなる着色層の層厚が底部に向かって漸減的に変化する、着色層の層厚に係るグラデーション領域を形成することができる。
なお、請求項１の成形方法では、加飾目的に応じて次に例示的に示すような段階の逐次成形で、さまざまな積層構造を有するプリフォームを得ることができ、これらのプリフォームを２軸ブロー成形することによりさまざまに着色加飾した壜体を得ることができる。
（１）着色透明樹脂／無色透明樹脂
（２）着色透明樹脂／無色透明樹脂／透明着色樹脂
（３）着色透明樹脂／異色透明樹脂／無色透明樹脂
（４）着色透明樹脂／異色透明樹脂／さらに異色の透明樹脂／無色透明樹脂
勿論、目的に応じて透明性の樹脂だけでなく、半透明あるいは不透明性の樹脂を使用することもできる。またすべて同一樹脂を使用して色だけを変えることもできるし、異種の樹脂を使用することもできる。
たとえば、（３）の例では、１番目に着色透明樹脂、２番目に１番目とは異なる色に着色された異色透明樹脂、３番目に無色透明樹脂が逐次的に射出されるが、チャビティ内で２番目の樹脂が1番目の樹脂の中央部を突き進み、さらに３番目の樹脂が２番目の樹脂の中央部を突き進む。このためプリフォームでは、１番目と２番目の着色透明樹脂による着色層の膜厚に係るグラデーション領域が重なるように形成される。
そして、このようなプリフォームを２軸延伸ブロー成形することにより、着色濃度と色合いが共に連続的に徐々に変化するグラーでションを現出して加飾された壜体を提供することができる。
ここで、着色層の層厚に係るグラデーションの程度、すなわち層厚の変化の態様は、目的に応じて各樹脂の射出における射出量、射出速度、射出圧力、射出樹脂温度、金型温度等の条件、そして使用する樹脂の溶融粘度等により制御することができる。
請求項２記載の発明の成形方法は、請求項１記載の発明において、次に射出する樹脂の射出速度および射出圧力の組み合わせにより、先に射出した着色樹脂からなる着色層の層厚に係るグラデーションの程度を制御するようにすること、にある。
請求項２記載の上記方法により、逐次射出の条件のうち射出速度および射出圧力の組み合わせにより着色層の層厚に係るグラデーションの程度を比較的容易に制御することができる。
請求項３記載の発明の成形方法は、請求項１または２記載の発明において、３段階で樹脂を逐次的に射出するようにしたこと、にある。
請求項３記載の成形方法は、３段階で樹脂を逐次的に射出する方法であり、設備面あるいは工程の点からも比較的容易に実現でき、加飾目的に応じて下に例示するように、３段階で、色合いも含めた３種、あるいは２種の樹脂をさまざまな態様で組み合わせて逐次射出することができる。
（１）無色透明樹脂／着色透明樹脂／無色透明樹脂
（２）着色透明樹脂／無色透明樹脂／同色透明樹脂
（３）着色透明樹脂／無色透明樹脂／異色透明樹脂
（４）着色透明樹脂／異色透明樹脂／無色透明樹脂
（５）着色透明樹脂／異色透明樹脂／さらに異色の透明樹脂
なお、着色成分を除いた基材樹脂としては、すべて同じ樹脂を使用することもできるし、たとえば一つの樹脂に溶融粘度の低い樹脂を使用したり、異種の樹脂を使用することもできる。また目的に応じて半透明、あるいは不透明な樹脂、あるいは不透明状に着色した樹脂も使用することもできる。
請求項４記載の発明の成形方法は、請求項１、２または３記載の発明において、先に射出する着色樹脂の溶融粘度を、次に射出する樹脂に比較して低粘度としたこと、にある。
請求項４記載の成形方法は、次の樹脂がショートショット状態の先の着色樹脂の中央部を突き進むように流動してプリフォームにおけるグラデーション領域を形成するが、着色樹脂を低粘度とすることにより、このグラデーション領域の形成作用がより効果的に発揮され、着色樹脂の層厚を曳糸状に変化させることが可能となる。
請求項５記載の発明の成形方法は、請求項１、２、３または４記載の発明において、各樹脂を透明性を有する樹脂としたことにある。
請求項５載の成形方法により、最終製品である壜体で光の透過により着色濃度あるいは色合いに係るグラデーション効果をより効果的に現出させることができ、今までにない加飾効果を有する壜体を提供することができる。
次に請求項６記載の発明はプリフォームに係るものであり、その手段は、
底部中央に対向位置するゲートを介して金型のキャビティ内に少なくとも１つの着色樹脂を含む複数の樹脂を逐次的に射出する逐次射出成形方法により成形された２軸延伸ブロー成形用のプリフォームであって、
ショートショット状態で金型キャビティ内に位置する先に射出した着色樹脂の中央部を楔状に突き進むような次の樹脂の流動作用により、前記先の着色樹脂からなる着色層の層厚が底部に向かって漸減的に変化するグラデーション領域が形成されていること、
にある。
請求項６記載の上記構成のプリフォームは前述した請求項１〜５記載の逐次射出成形方法によって得ることができ、このプリフォームを２軸延伸ブロー成形して、着色樹脂からなる着色層により着色濃度、色合い、あるいはこの両者に係るグラデーションが高度に現出された今までにない加飾性を有する壜体を提供することができる。
次に、請求項７および請求項８記載の発明は壜体に係るものであり、そのうち請求項７記載の発明の手段は、
底部中央に対向位置するゲートを介して金型のキャビティ内に少なくとも１つの着色樹脂を含む複数の樹脂を逐次的に射出する逐次射出成形方法により成形され、先に射出した着色樹脂の中央部を楔状に突き進むような次の樹脂の流動作用により、先の着色樹脂からなる着色層において、層厚が底部に向かって漸減的に変化するグラデーション領域が形成されたプリフォームを２軸延伸ブロー成形した壜体であって、
先に射出した着色樹脂による着色層の層厚が底部に向かって漸減的に変化して、この着色層により着色濃度、色合い、あるいはこれら両者が連続的に徐々に変化するグラデーションを現出して加飾されていること、にある。
請求項７記載の上記壜体は前述した請求項１〜５記載の成形方法によって得ることができる、請求項６記載のプリフォームを２軸延伸ブロー成形することにより得ることができ、着色層により着色濃度、色合い、あるいはこれら両者に係るグラデーションが高度に現出された今までにない加飾性を有する壜体を提供することができる。
請求項８記載の発明の手段は、請求項７記載の発明にあって、ＰＥＴ樹脂製とし、３色の着色樹脂からなる３色の着色層により、着色濃度と色合いが連続的に徐々に変化するグラーでションを現出させたこと、にある。
請求項８記載の上記構成により、３色で、着色濃度と色合いが連続的に徐々に変化するグラデーションを現出させた、今までにない装飾性を有したＰＥＴ樹脂製壜体を提供することができる。
本発明は、上記した方法、構成であり以下に示す効果を奏する。
まず、請求項１〜請求項５はプリフォームの成形方法に係るものであり、その中で請求項１記載の発明にあっては、先に射出した着色樹脂の中央部を楔状に突き進むような次に射出する樹脂の流動作用により、プリフォームにおいて先に射出した着色樹脂からなる着色層の層厚が底部に向かって漸減的に変化するグラデーション領域が形成され、逐次成形のバリエーションによりさまざまな積層構造を有するプリフォームを得ることができ、このプリフォームを２軸延伸ブロー成形することにより、今までにない、さまざまに着色加飾した壜体を得ることことができる。
請求項２記載の発明にあっては、逐次射出の条件のうち射出速度および射出圧力の組み合わせにより着色層の層厚に係るグラデーションの程度を比較的容易に制御することができる。
請求項３記載の発明にあっては、３段階で樹脂を逐次射出する方法であり、設備面あるいは工程の点からも比較的容易に実現でき、また加飾目的に応じて着色の色合いも含めた３種あるいは２種の樹脂をさまざまな態様で組み合わせることができる。
請求項４記載の発明にあっては、着色樹脂を低粘度とすることにより、グラデーション領域を形成する作用がより効果的となり着色樹脂の層厚を曳糸状に変化させることが可能となる。
請求項５記載の発明にあっては、光の透過によりグラデーション効果をより効果的に現出させることができ、今までにない装飾効果を有する壜体を提供することができる。
請求項６記載の発明はプリフォームに係るものであり、このプリフォームを２軸延伸ブロー成形して、着色層により着色濃度、色合い、あるいはこの両者に係るグラデーションが高度に現出された今までにない加飾性を有する壜体を提供することができる。
次に、請求項７および請求項８記載の発明は壜体に係るものである。
請求項７記載の発明にあっては、着色層により着色濃度、色合い、あるいはこれら両者に係るグラデーションが高度に現出された今までにない加飾性を有する壜体を提供することができる。
請求項８記載の発明にあっては、３色の着色濃度と色合いが連続的に徐々に変化するグラデーションを現出させた、今までにない装飾性を有したＰＥＴ樹脂製壜体を提供することができる。
以下、本発明のプリフォームの成形方法、プリフォーム、および壜体の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明のプリフォーム成形方法に適用する逐次射出パターンの一例を示す概略説明図であり、図２および図３は本発明のプリフォーム成形方法に使用する金型の一例を示す断面図である。
図２および図３に示す金型１はコア金型２とキャビティ金型３から成り、試験管状のプリフォームに対応したキャビティ４が形成されている。そしてゲート５はプリフォーム１０１の底部１０７（図５も参照）の中央部に対応する位置に形成されており、図１に示される射出パターンで射出される溶融樹脂はこのゲート５から供給され、キャビティ４内を口筒部１０４に対応する部分に向かって流動してキャビティ４を充填する。
図１に概略的に示す射出パターンは逐次射出パターンの一例であり、1次Ｊ１（時間ｔ１〜ｔ２）、2次Ｊ２（時間ｔ２〜ｔ３）、３次Ｊ３（時間ｔ３〜ｔ４２）の３段階で着色樹脂１２ｆ、１２ｃ、１２ｔを逐次的にキャビティ４内に射出する。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は上記射出パターンのそれぞれｔ２時点、ｔ３時点およびｔ４時点での状態を示す概略説明図であり、ｔ２時点ではキャビティ４がショートショット状に、着色樹脂１２ｆでゲート５から略１／３程度の範囲に充填された状態となっている（図２、図３および図４（ａ）参照）。
次に、上記充填状態でｔ２時点で１次射出Ｊ１が停止して着色樹脂１２ｆの供給が停止され、次に逐次的に２次射出Ｊ２が開始され、着色樹脂１２ｓがゲート５からキャビティ内４に流入し着色樹脂１２ｆの中央部を楔状に突き進むようにして、キャビティ４内を口筒部１０４に相当する部分に向かって流動し、２次射出Ｊ２の停止するｔ３時点で図４（ｂ）に示す状態となる。
そして、上記２次射出Ｊ２で射出された着色樹脂１２ｓの流動の結果、１次射出Ｊ１の着色樹脂１２ｆは図４（ｂ）に示した範囲Ｗｆ１で２重円筒状となり、この範囲Ｗｆ１で着色樹脂１２ｆの層厚は上流方向（ゲート５位置方向）に向かって漸減的に変化している。
次に逐次的に３次射出Ｊ３が開始され、着色樹脂１２ｔが、ゲート５からキャビティ内４に流入し、今度は２次射出Ｊ２された着色樹脂１２ｓの中央部を楔状に突き進むようにしてキャビティ４内を口筒部１０４に相当する部分に向かって流動し、３次射出Ｊ３の停止するｔ４時点で図４（ｃ）に示す状態となる。
この３次射出Ｊ２で射出された着色樹脂１２ｔの流動の結果、２次射出Ｊ２の着色樹脂１２ｓは図４（ｃ）に示した範囲Ｗｓで２重円筒状となり、この範囲Ｗｓで着色樹脂１２ｓの層厚は上流方向に向かって漸減的に変化している。
またこの際、着色樹脂１２ｆの２重円筒状の部分は範囲Ｗｆ２へとさらに伸張している。
図５は本発明のプリフォームの実施例であり、１次射出Ｊ１、２次射出Ｊ２、３次射出Ｊ３に同一のＰＥＴ樹脂を用い、それぞれ黄色、薄青色、薄赤色に着色した着色透明樹脂１２ｆ、１２ｓ、１２ｔを使用し、上記のような逐次射出成形方法により成形したプリフォーム１０１を一部縦断して示す正面図である。
上方から順に、黄色の着色層１０２ｆ、薄青色の着色層１０２ｓ、薄赤色の着色層１０２ｔが位置し、高さ位置ｈｆでは着色層１０２ｆは２重円筒状となり、その層厚が底部１０７に向かって漸減的に変化した層厚に係るグラデーション領域１１０ｆが形成されている。
また、高さ範囲ｈｓでは着色層１０２ｓは、２重円筒状となり、その層厚が底部１０７に向かって漸減的に変化した層厚に係るグラデーション領域１１０ｓが形成されている。
次に図６（ａ）は、図５のプリフォーム１０１を２軸延伸ブロー成形して得られた、円筒状の胴部２０６を有する壜体２０１であり、（ｂ）は着色層２０２積層構造を説明するため、壁を横方向に部分的に拡大して示した縦断面図である。
この壜体２０１では上記説明した図５のプリフォーム１０１の３つの着色層１０２ｆ、１０２ｓ、１０２ｔの積層構造に対応して、それらが２軸延伸ブロー成形で延伸されて形成された、黄色、薄青色、薄赤色の着色層２０２ｆ、２０２ｓ、２０２ｔが積層している。
そして、この壜体２０１では、全体としては透明であるが着色濃度、色合い、に係るグラデーションが現出されている。
詳述すると、まず口筒部２０４から肩部２０５ａにかけての部分は黄色透明で、肩部２０５では延伸による壁の肉厚変化により下方にむけて着色濃度が薄くなるよう、濃度に係るデグラデーションが現出している。次に高さ範囲ｈ１の範囲は、黄色の着色層２０２ｆと薄青色の着色層２０１ｓが重なって、緑色から下方に向かって徐々に薄青色に変化する領域である。
またその下の高さ範囲ｈ２は、図５のプリフォーム１０１の高さ範囲ｈｓが延伸された部分に相当し、薄青色の着色層２０２ｓと薄赤色の着色層２０２ｔが重なって、紫色から下方に向かって徐々に赤色の度合いが高くなる領域である。
なお高さ範囲ｈ２にも黄色の着色層１０２ｆが伸びているが、その層厚は極く薄くなっているので、色合いに係る影響は小さい。
ここで、着色樹脂１２ｓと着色樹脂１２ｔの着色濃度を濃くすると、
例えば高さ範囲ｈ１では着色樹脂１２ｓの影響が大きくなり、黄色と青色の色合いに係るグラデーションが鮮やかに現出しないので、本実施例では前述したように着色樹脂１２ｓと着色樹脂１２ｔをそれぞれ薄青色、薄赤色とした。
以上、実施例により本発明の実施形態を説明したが本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。使用する合成樹脂はＰＥＴ樹脂に限らず、ＰＰ樹脂等の従来より２軸延伸ブロー成形壜体に使用されている樹脂を使用することがきるし、目的に応じて着色樹脂の溶融粘度を変えることもでき、また同種に限らず他の種類の樹脂を使用することもできる。
また、上記実施例では３段階で樹脂を逐次的に射出した例を説明したが、目的に応じて２段階、あるいは４段階以上とすることもできる。また３段階での逐次射出においても、本実施例の着色透明樹脂／異色透明樹脂／さらに異色の透明樹脂の組み合わせの他にも下記に例示したように樹脂をさまざまな態様で組み合わせることができる。
（１）無色透明樹脂／着色透明樹脂／無色透明樹脂
（２）着色透明樹脂／無色透明樹脂／同色透明樹脂
（３）着色透明樹脂／無色透明樹脂／異色透明樹脂
（４）着色透明樹脂／異色透明樹脂／無色透明樹脂
本発明のプリフォームの成形方法により、着色層により着色濃度、色合い、あるいは両者に係るグラデーションが高度に現出された今までにない加飾性を有する壜体を提供することができ、これにより製品を差別化することができ、幅広い使用展開が期待される。
本発明のプリフォーム成形方法に適用する逐次射出パターンの一例を示す概略説明図である。 プリフォーム成形用の金型の一例を示す縦断正面図である。 図２の金型のＡ−Ａ線に沿った平断面図である。 図１の射出パターンによる金型キャビティへの溶融樹脂の充填過程を示す概略説明図である。 図１の射出パターンにより成形されたプリフォームを一部縦断して示す正面図である。 図５のプリフォームを２軸延伸ブロー成形して得られた壜体の（ａ）正面図と、（ｂ）壁を横方向に部分的に拡大して示す縦断面図である。
符号の説明
１ ；金型
２ ；コア金型
３ ；キャビティ金型
４ ；キャビティ
５ ；ゲート
１２（１２ｆ、１２ｓ、１２ｔ）；着色樹脂
１２ａ、１２ｂ；（金型面）近傍部
１２ｃ；（キャビティ）中央部
１０１；プリフォーム
１０２（１０２ｆ、１０２ｓ、１０２ｔ）；着色層
１０４；口部
１０５；ネックリング
１０６；胴部
１０７；底部
１１０（１１０ｆ、１１０ｓ）；グラデーション領域
２０１；壜体
２０２（２０２ｆ、２０２ｓ、２０２ｔ）；着色層
２０４；口筒部
２０５；ネックリング
２０５ａ；肩部
２０６；胴部
２０７；底部
Ｗｆ１、Ｗｆ２，Ｆｓ；範囲
ｈｆ、ｈｓ；高さ範囲
ｈｆ１、ｈｆ２；高さ範囲
ｈ１、ｈ２；高さ範囲
Ｊ１；１次射出
Ｊ２；２次射出
Ｊ３；３次射出
ｔ１〜ｔ４；時間

Claims (8)

  1. 底部(107)中央に対向位置するゲート(5)を介して金型(1)のキャビティ(4)内に少なくとも１つの着色樹脂(12)を含む複数の樹脂を逐次的に射出する逐次射出法において、ショートショット状態で金型(1)キャビティ(4)内に位置する先に射出した着色樹脂(12)の中央部(12c)を楔状に突き進むように次に射出した樹脂を流動させて積層状とし、プリフォーム(101)において、前記先に射出した着色樹脂(12)からなる着色層(102)の層厚が底部(107)に向かって漸減的に変化するグラデーション領域(110)を形成するようにした２軸延伸ブロー成形用のプリフォーム成形方法。
  2. 次に射出する樹脂の射出速度および射出圧力の組み合わせにより、先に射出した着色樹脂(12)からなる着色層(102)の層厚に係るグラデーションの程度を制御するようにした請求項１記載のプリフォーム成形方法
  3. ３段階で樹脂を逐次的に射出するようにした請求項１または２記載のプリフォーム成形方法。
  4. 先に射出する着色樹脂(12)の溶融粘度を、次に射出する樹脂に比較して低粘度とした請求項１、２または３記載のプリフォーム成形方法。
  5. 各樹脂を透明性を有する樹脂とした請求項１、２、３または４記載のプリフォーム成形方法。
  6. 底部(107)中央に対向位置するゲート(5)を介して金型(1)のキャビティ(4)内に少なくとも１つの着色樹脂(12)を含む複数の樹脂を逐次的に射出する逐次射出成形方法により成形されたプリフォーム(101)であって、ショートショット状態で金型(1)キャビティ(4)内に位置する先に射出した着色樹脂(12)の中央部を楔状に突き進むような次の樹脂の流動作用により、前記先の着色樹脂(12)からなる着色層(102)において、層厚が底部(107)に向かって漸減的に変化するグラデーション領域(110)が形成されていることを特徴とする２軸延伸ブロー成形用のプリフォーム。
  7. 底部(107)中央に対向位置するゲート(5)を介して金型(1)のキャビティ(4)内に少なくとも１つの着色樹脂(12)を含む複数の樹脂を逐次的に射出する逐次射出成形方法により成形され、先に射出した着色樹脂(12)の中央部を楔状に突き進むような次の樹脂の流動作用により、前記先の着色樹脂(12)からなる着色層(102)において、層厚が底部(107)に向かって漸減的に変化するグラデーション領域(110)が形成されたプリフォーム(101)を２軸延伸ブロー成形した壜体であって、先に射出した着色樹脂(12)による着色層(202)の層厚が底部に向かって漸減的に変化して、該着色層(202)により着色濃度、色合い、あるいはこれら両者が連続的に徐々に変化するグラーでションが現出して加飾された合成樹脂製壜体。
  8. ポリエチレンテレフタレート樹脂製であり、３色の着色樹脂(12)からなる３色の着色層(202f、202s、202t)により、着色濃度と色合いが連続的に徐々に変化するグラーでションを現出させた請求項７記載の合成樹脂製壜体。
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