JP2007118488A

JP2007118488A - 射出成形プリフォーム

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Publication number: JP2007118488A
Application number: JP2005316254A
Authority: JP
Inventors: Koji Ito; 鋼二伊藤; Takeshi Tomita; 武冨田; Hiroshi Saietsusan; 広細越山; Minoru Abe; 稔阿部
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-17
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: JP4748475B2

Abstract

【課題】本発明は従来の射出成形装置をノズル部、金型等を大きく変更することなく使用でき、連続稼働可能で工業的な利用ができるゲートカット不要のプリフォーム、特には底部形状の創出を技術的な課題としたものである。
【解決手段】射出成形された２軸延伸ブロー成形用のプリフォームにおいて、底部外面中央に、長さ寸法を最大で前記底部の肉厚の１．５倍とした射出成形において形成されるスプルー部をカットしないで有し、底部内面中央のスプルー部に対向する位置に、スプルー部も含めた底部の肉厚の変動を緩和するように、スプルー部による凸状の形状を補完する凹部を形成し、凹部に２軸延伸ブロー成形における延伸ロットの先端部が嵌入して芯出し可能な構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形された２軸延伸ブロー成形用のプリフォームに関する。

従来より、飲料用の容器等で、ペットボトル等の合成樹脂製壜体が幅広く使用されている。ペットボトルは主としてポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）樹脂を原料として射出成形で試験管状の形状をしたプリフォームを成形し、このプリフォームを２軸延伸ブロー成形して成形する。

図４にペットボトル用のプリフォームの一例を示す。このプリフォーム１０１は、螺条が刻設された口筒部１０２とネックリング１０５と円筒状の胴部１０３と底部１０７を有する。そしてここでは底部１０７には射出成形による溶融樹脂の通路として付随的に形成されるスプルー部１０６をカット（所謂ゲートカット）せずに示している。

図５は図４に示すプリフォーム１０１の射出成形に使用する射出成形装置の要部を縦断して示す概略説明図ある。ノズル部１７が、断熱リング１９を介して金型１１に固定されており、ノズル部１７はシャットオフピン１８の上下により樹脂流路が開閉される（図５は閉状態を示す。）。また金型１１はキャビティ金型１２とコア金型１３から構成され、ノズル部１７先端から射出された溶融樹脂は、スプルー１５、ゲート１６を介してキャビティ１４を充填して、プリフォーム１０１が成形される。

また、図６は図４のプリフォーム１０１を壜体に２軸延伸ブロー成形するための装置の概略説明図である。この図７に示した例ではブロー成形のための金型２１はブロー芯型２２と、本体割金型２３と、底部金型２４とから構成されており、ブロー芯型２２は、プリフォーム１０１の口筒部に嵌入する嵌入部２２ａを有し、その中心部にブロー用の空気孔（図中省略）と延伸ロッド２５を同心状に設け、嵌入部２２ａと本体割金型２３の上端部とでプリフォーム１０１の口筒部１０２を挟持し、プリフォーム１０１の底部１０７を、内側に位置する延伸ロッド２５と外側に位置する支持ピン２６との間に延伸中心位置が変位しないように挟持する。

そして、この挟持状態を保持しながら、延伸ロッド２５を底部金型２４に向かって前進させると共に、支持ピン２６を後退させてプリフォーム１０１を縦方向に延伸させると同時に、プリフォーム１０１内に加圧空気を噴射して膨張せしめて２軸方向に延伸ブロー成形する。なお支持ピン２６を使用しない場合もある。

ここで、プリフォーム１０１のスプルー部１０６は、予めカットしておく必要があるが、たとえば特許文献１にはこのスプルー部をカットするための装置に関する発明が記載されている。また、たとえば延長ノズルタイプ、あるいはウエルタイプの射出成形金型、ピンポイントゲートの採用、あるいは特許文献２に記載の方法のようにスプルーのないパリソンの射出成形方法も種々提案されている。
特開２００４−１２２６３６号公報特開平１１−２８７６１号公報

しかしながら、上記したスプルーをカットする方法ではカットのために別工程が必要であり、またカットのための設備も必要であるのでコストが上昇してしまうという問題がある。またスプルーのないパリソンの射出成形方法も、ノズルタッチを行なう機構や、ゲート部分の温度を保持するための加熱機構により金型の構造が一層複雑になるうえに、ゲート部分に樹脂が固着するという問題がある。またピンポイントゲートの場合には流路が閉塞する問題があり、いずれの方式でも長時間の連続稼働に難点があり、工業的な利用が困難である。

そこで、本発明は従来の射出成形装置をノズル部、金型等を大きく変更することなく使用でき、連続稼働可能で工業的な利用ができるゲートカット不要のプリフォーム、特には底部形状の創出を技術的な課題としたものである。

上記技術的課題を解決する手段のうち、請求項１記載の発明の手段は、
射出成形された２軸延伸ブロー成形用のプリフォームであって、
底部外面中央に、長さ寸法を最大で前記底部の肉厚の１．５倍とした射出成形において形成されるスプルー部をカットしないで有し、
底部内面中央のスプルー部に対向する位置に、スプルー部も含めた底部の肉厚の変動を緩和するように、スプルー部による凸状の形状を補完する凹部を形成し、
凹部に２軸延伸ブロー成形における延伸ロットの先端部が嵌入して芯出し可能に構成したこと、
にある。

請求項１記載の上記構成により、スプルー部の長さ寸法が最大でも底部の肉厚の１．５倍であるので、底部内面中央のスプルー部に対向する位置に、スプルー部による凸状の形状を補完するように凹部を形成することにより、スプルー部の存在による底部での肉厚の変動を緩和することができると共に、
この凹部に延伸ロッドの先端部を嵌入させて容易に高精度に芯出しできるので、
スプルー部の存在にかかわらず底部の縦方向及び横方向の延伸をスムーズに達成することができる。
このためスプルー部をカットするためのゲートカット工程が不要となる。

ここで、通常、プリフォームの底部の肉厚は２〜７ｍｍ程度であるが、射出成形装置におけるスプルーの長さ寸法をこの程度の寸法とすれば、射出成形機においてノズル部と金型との間に断熱板等を使用することによりノズル部が金型温度の影響を受けないようにすることができ、ノズル部先端近傍で樹脂の固化がないようにすることができ、連続稼働可能で工業的な利用が可能となる。
ここで、スプルー部の長さ寸法を底部の肉厚の１．５倍を超える寸法としてしまうと、このスプルー部の凸状の形状を凹部により補完することができなくなり、均一な延伸ができなくなる。
一方、スプルー部の長さ寸法の最小値は連続運転が可能であるかどうかを判定基準として決めることができる。

また、通常、プリフォームの金型への固定姿勢はいくらかのばらつきを有するため、延伸ロッドのプリフォームに係る延伸前の芯出しを高精度に実現することは必ずしも容易ではない。さらに、延伸段階ではプリフォーム間に何らかの摩擦力が作用して、芯出した状態を一定に保持することは難しく、成形バッチ毎にずれが発生し不良品が発生することにもなる。
ここで、本実施例の上記構成では凹部を利用して、延伸前は勿論のこと延伸中もこの芯出し状態を安定して保持することができる。

請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、凹部の形状をスプルー部の形状に対して略相補性を有する形状とすること、にある。

請求項２記載の上記構成により、スプルー部も含めたプリフォーム底部の肉厚分布の変動をより効果的に緩和することができる。ここで、スプルー部の長さ寸法が底部の肉厚に近い寸法の場合、凹部の深さ寸法を底部の肉厚に近い値にすると、底部に肉厚の極端に薄い部分ができてしまうので、このような場合には凹部の深さ寸法をスプルー部の長さ寸法に比較して小さく設定する。

本発明は上記した方法であり、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、スプルー部による凸状の形状を補完するように凹部を形成することにより、スプルー部の存在による底部での肉厚の変動を緩和することができると共に、この凹部に延伸ロッドの先端を嵌入させて容易に高精度に芯出しできるので、スプルー部の存在にかかわらず底部の縦方向及び横方向の延伸をスムーズに達成することができる。

請求項２記載の発明にあっては、凹部の形状をスプルー部の形状に略相補性を有する形状とすることにより、スプルー部も含めたプリフォーム底部の肉厚分布の変動をより効果的に緩和することができる

以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１〜図３は本発明のプリフォームの第１実施例を説明するものである。
図１はプリフォームの縦断正面図であり、図２は底部近傍を示す要部拡大縦断面図である。このプリフォーム１はＰＥＴ樹脂製であり、螺条が刻設された口筒部２とネックリング３と円筒状の胴部４と底部５を有する試験管状であり、その寸法は高さ１７０ｍｍ、胴部外径４０ｍｍ、底部肉厚３．５ｍｍである。

そして底部５には射出成形金型の溶融樹脂の通路となるスプルーで付随的に形成されるスプルー部６を残存した状態である。このスプルー部６は円錐台状であり、長さＬは３．５ｍｍ、先端６ａの径は４ｍｍ、基端６ｂの径は５ｍｍである。（図２参照）
因みに図４に示す従来のプリフォーム１０１のスプルー部６の長さは７ｍｍ、先端径は４ｍｍ、基端径は６ｍｍである。

また、スプルー部６に対向する底部５の内面には、上記スプルー部６の形状に対して略相補性の形状を有する円錐台状の凹部８が形成されており、その深さＤは２ｍｍ、底８ａの径は４ｍｍ、基端８ｂの径は５ｍｍである。（図２参照）

図３は本実施例のプリフォーム１を成形するための射出成形装置を縦断して示す概略説明図である。この射出成形装置の基本的な構造は前述した図５の装置と同様であるが、ノズル部１７の先端をゲート１６に近付けてスプルー１５の長さを半分の長さ（７→３．５ｍｍ）とし、そしてコア金型１３の先端に前述したプリフォーム１の凹部８を形成するための凸部１３ａを形成したものとしている。

ここで、ノズル部１７をゲートに近付けすぎると、金型温度の影響がノズル部の先端部分に及んで、樹脂が固化する等の問題が生じるので、長時間の連続稼働すなわち工業的な利用が可能な範囲でスプルー１５の長さ寸法の最小値を設定することができる。本実施例のようにスプルーの長さが３．５ｍｍ程度の場合には長時間の連続稼働が可能であった。

次に、本実施例のプリフォーム１の２軸延伸ブロー成形は、基本的には図６について前述したような方法で実施されるが、その際、延伸ロッド２５と支持ピン２６の配置は図２に示したようにする。すなわち延伸ロッド２５の先端部２５ａを凹部８に嵌入し、支持ピン２６をスプルー部６の先端６ａ面に当接させた状態で、前述した方法に従って２軸延伸ブロー成形を実施する。
この際、凹部８により、延伸前の延伸ロッド２５によるプリフォーム１の芯出しを容易にかつ高精度に実施できると共に、延伸変形する際にも延伸ロッド２５の先端部が凹部８に嵌入することにより、芯出し状態が維持されるので２軸延伸ブロー成形を安定して、高い生産性で実施することができる。

以上、実施例に沿って本願発明の実施の態様を説明したが、本願発明はこれら実施例に限定されるものではない。たとえば本願発明のＰＥＴ樹脂製の他にもポリプロピレン樹脂製等の射出成形されたプリフォームを２軸延伸ブロー成形する用途で使用することができる。

以上説明したように本発明のプリフォームはゲートカットの工程を省略できるものであり、高い生産性、低コストで２軸延伸ブロー成形容器を提供することができ、幅広い用途展開が期待できる。またプリフォームの形状も試験管状のものに限定されず、たとえばカップ容器を成形するための小型カップ状であってもよい。

本発明のプリフォームの第１実施例を示す縦断正面図である。図１のプリフォームの要部拡大縦断面図である。図１のプリフォームを成形するための射出成形装置の要部を縦断して示す概略説明図ある。従来のプリフォーム（スプルーのカット前）を示す部分縦断正面図である。図４のプリフォームを成形するための射出成形装置の要部を縦断して示す概略説明図ある。２軸延伸ブロー成形装置を縦断して示す概略説明図である。

符号の説明

１；プリフォーム
２；口筒部
３；ネックリング
４；胴部
５；底部
６；スプルー部
６ａ；先端
６ｂ；基端
８；凹部
８ａ；底
８ｂ；基端
Ｌ；（スプルー部）長さ
Ｄ；（凹部）深さ
１１；射出成形金型
１２；キャビティ金型
１３；コア金型
１３ａ；凸部
１４；キャビティ
１５；スプルー
１６；ゲート
１７；ノズル部
１８；シャットオフピン
１９；断熱リング
２１；ブロー成形金型
２２；ブロー芯型
２２ａ；嵌入部
２３；本体割金型
２４；底部金型
２５；延伸ロッド
２５ａ；先端部
２６；支持ピン
１０１；プリフォーム
１０２；口筒部
１０３；胴部
１０４；底部
１０５；ネックリング
１０６；スプルー部

Claims

射出成形された２軸延伸ブロー成形用のプリフォーム(1)であって、底部(5)外面中央に、長さ寸法を最大で前記底部(5)の肉厚の１．５倍とした射出成形において形成されるスプルー部(6)をカットしないで有し、前記底部(5)内面中央の前記スプルー部(6)に対向する位置に、前記スプルー部(6)を含めた底部(6)の肉厚の変動を緩和するように、前記スプルー部(6)による凸状の形状を補完する凹部(8)を形成し、該凹部(8)に２軸延伸ブロー成形における延伸ロットの先端部が嵌入して芯出し可能に構成したことを特徴とする合成樹脂製のプリフォーム。
凹部(8)の形状をスプルー部(6)の形状に対して略相補性を有する形状とした請求項１記載のプリフォーム。