JP2008126638A - インジェクションブロー成形瓶およびその金型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、有底略筒状のインジェクションブロー成形瓶であって、該成形瓶はポリフェニルサルホン樹脂からなり、該成形瓶の底部外面壁が、外周側から底部中心に向かって緩やかな球面状に底上げされた凹部を形成するとともに、該球面状凹部の中央部表面から上部に向かって同心円状の中央沈降部が形成されており、さらに該同心円状の中央沈降部の外側に、同心円状の凸状内側外輪部を介して環状の外側沈降部が形成されており、かつ該成形瓶の底部内面壁は、凹凸がない滑らかな球面を形成していることを特徴としている。また、本発明は、上記成形瓶を製造するための金型を提供する。
【選択図】図1
Description
該成形瓶の底部外面壁が、外周側から底部中心に向かって緩やかな球面状に底上げされた凹部を形成するとともに、
該球面状凹部の中央部表面から上部に向かって同心円状の中央沈降部が形成されており、
さらに該同心円状の中央沈降部の外側に、同心円状の凸状内側外輪部を介して環状の外側沈降部が形成されており、
かつ該成形瓶の底部内面壁は、凹凸がない滑らかな球面を形成していることを特徴としている。
前記成形瓶の底部外面壁の球面状凹部の中央部表面から上部に向かって形成された同心円状の中央沈降部で最も窪んだ位置が、該仮想底部曲線から高さ0.38〜0.43mmの位置であり、
かつ該同心円状の中央沈降部の外側に同心円状の外輪部を介して形成された環状の外側沈降部で最も窪んだ位置が、該仮想底部曲線から高さ0.28〜0.33mmの位置であることが好ましい。
本発明の有底略筒状の成形瓶の底部を成形するために用いられる金型は、有底略筒状の成形瓶を成形するために用いられる金型であって、
該金型の底部外面壁が、外周側から底部中心に向かって緩やかな球面状に盛り上げられた凸部を形成するとともに、
該球面状の凸部の中央部表面から上部に向かって同心円状の中央隆起部が形成されており、
さらに該同心円状の中央隆起部の外側に、同心円状の凹状内側外輪部を介して環状の外側隆起部が形成されていることを特徴としている。
前記金型の底部外面壁の球面状凸部の中央部表面から上部に向かって形成された同心円状の中央隆起部で最も盛り上がった位置が、該仮想底部曲線から高さ0.38〜0.43mmの位置であり、
かつ該同心円状の中央隆起部の外側に同心円状の外輪部を介して形成された環状の外側隆起部で最も盛り上がった位置が、該仮想底部曲線から高さ0.28〜0.33mmの位置
であることが好ましい。
図1および図2には、本発明の有底略筒状のインジェクションブロー成形瓶(以下、「本発明の成形瓶」ともいう。)の断面図である。図1および図2では、本発明の成形瓶として、哺乳瓶である場合の例が示されている。
3.5〜3.7mmである。また、胴体部18の肉厚T2は、通常0.4mm以上、好ま
しくは0.5〜1.0mmである。さらに下部ショルダー19の肉厚T3は、通常0.4
mm以上、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは0.75mm以上である。底部肉厚T4は、通常2.0mm以上、好ましくは2.2〜2.5mmである。
している例である。
本発明のインジェクションブロー成形瓶は、全体として上記のような有底略筒状の形状を有しているが、本発明の成形瓶は、ポリフェニルサルホン樹脂を使用したことによる歩留まりを改善するために、その底部が所定の形状に形成されている。
000、RADEL R−5800(ソルベイアドバンストポリマーズ社製)などが上市
されており、これらを好適に用いることができる。また、本発明の成形瓶は、上記ポリフェニルサルホン樹脂を主原材料として用い、本発明の目的を損なわない範囲内で、弾性部材および充填剤などの他の各種添加材料を配合してもよい。
はポリエーテルスルホン樹脂よりも溶融しにくいため、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)を用いる場合よりも、成形の際の加熱温度を高くする必要があり、その差は10℃近
くなる。ポリエーテルスルホン樹脂を用いた場合における成形の際の加熱温度は、すでに300℃を超えていることから、これよりもさらに10℃近くも高い温度で成形を行うためには、ポリエーテルスルホン樹脂(PES)を含む高融点樹脂で採用されている高温樹脂成型条件をさらに改善する必要がある。
一軸延伸のインジェクションブロー成形の際に用いるパリソンは、上記ポリフェニルサルホン樹脂から形成されているが、このパリソンの長さは、得ようとするインジェクションブロー成形体の長さ(深さ)と略同一の長さを有している。したがって、このパリソンをブロー成形しても長手方向には樹脂はほとんど伸びることがなく、パリソンが周方向に膨張して、金型内周壁面に当接し、金型内周壁面に形成された形状の成形瓶が形成される。したがって本発明の成形瓶は、瓶の深さ方向にはほとんど延伸されていない。
本発明の成形瓶の底部における形状の概略については、図1(A)の縦断面図、図1(B)の底部裏面図に示した通りである。前述のとおり、本発明の成形瓶の底部は、底部外面壁が、外周側から底部中心に向かって緩やかな球面状に底上げされた凹部20を形成するとともに、凹部20の中央部表面から上部に向かって同心円状の中央沈降部21が形成されており、さらに中央沈降部21の外側に、同心円状の外輪部を介して環状の外側沈降部22が形成されている。そして、中央沈降部21の外側であって外側沈降部22の内側には凸状内側外輪部24が形成され、外側沈降部22の外側には凸状外側外輪部25が形成されている。その一方で、成形瓶の底部内面壁は、凹凸がない滑らかな球面23を形成している。
ウエルド43が原因となって、矢印で示す成形瓶底面における強度が成形瓶内側からの応力bに対して低下することになると考えられる。成形瓶内側から成形瓶底面に向けた応力bは、特に成形瓶内容物として液体などを充填した状態のまま、成形瓶ごと落下させたような場合に、ゲート跡脇周縁部42に微細なウエルド43を起点とする亀裂を生じさせやすい。すなわち、ポリフェニルスルホン樹脂を用いた瓶体では、落下衝撃によって、上述のようにしてゲート跡脇周辺部42に生じた微細なウエルド43からひび割れが発生しやすく、このひび割れから瓶体自体が破損するという、ポリフェニルスルホン製の瓶体固有の破損原因となる。
図5(C)に示すように、本発明の瓶体の底部外面壁は、成形瓶の外周側から底部中心に向かって平滑な球面状に底上げされた凹部50を形成している。底部における外面壁を平坦な面でなく、緩やかな球面とすることにより、落下の際に受ける衝撃を凹部50が吸収して緩和するものと推定され、より高い耐衝撃性を付与することができる。なお、低部外面壁における球面状に底上げされた凹部とは、図2に示すように、底上げされた略中央領域が僅かに平坦状とされているものであっても、曲面状に底上げされた外周部と曲面的に連接されているものをも含む。また、一般にインジェクションブロー成形により瓶体を製造する際に、底部の形態保持力が低く脱型のタイミングが早いと、底部が図5(C)に示すように平坦な球面状にならずに、中央部が下方向に落ち込んだ、いわゆる「引け」が発生するが、こうした「引け」が発生すると、上記の微細なウエルド43からのひび割れが発生しやすい。
すなわち、本発明の成形瓶底部において、前記中央沈降部21および外側沈降部22によってこれらの間に凸状内側外輪部24である凸部54が形成され、本来ウエルド43が発生しやすいゲート41の外周となるゲート跡脇周辺部42に相当する位置に、環状の凸部54が形成されることとなる。この凸部54は、他の底部の樹脂肉厚と比して樹脂厚が増しているので、この環状の凸部54が形成されることにより、この瓶体の底部の強度が高くなると共にその形態保持性が高くなり、底部の「引け」が発生しにくくなる。また、パリソンが金型に押し付けられて変形する際に中央沈降部21および外側沈降部22に接触する溶融樹脂がその周辺に押し出されていくため、中央沈降部21および外側沈降部22から凸部54に向けて複数の矢印で示す応力cが作用し、樹脂をウエルドの発生位置方向に押しつけるために、ウエルド43がゲート跡脇周辺部42に発生しにくい状態となる。したがって、底部のひび割れ等の原因と考えられるゲート跡脇周辺部42の微細なウエルド43の発生自体を抑制することができ、より落下衝撃性の高い成形瓶を得ることができる。
21に位置し、ゲート跡脇周辺部42が凸状内側外輪部24に位置することとなる。このような形状を底部に付与することにより、凸部54へ向けられる応力cを効果的に作用させることができ、ウエルド43がゲート跡脇周辺部42により発生しにくい状態となり得る。すなわち、成形瓶底部において中央沈降部21および外側沈降部22を形成することにより、ゲート跡に起因するウエルドの発生を抑制し、このウエルドを起点とするひび割れ等を効果的に防止することができ、しかも、凸状内側外輪部24や凸状外側外輪部25が環状に突出するため、補強部としても機能し、各沈降部21,22と相まって底面部のひび割れ等を防止することができる。
1の最も窪んだ位置までの距離、高さh3は仮想底部曲線50aから外側沈降部22の最も窪んだ位置までの距離を示す。
mに設定し、さらに中央沈降部21の中心から外側沈降部22の中心までの距離58を3.6mmに設定した哺乳瓶の例が示されている。この哺乳瓶において、中央沈降部21の中心から、外側沈降部21と仮想底部曲線50aとの接点までの距離59は、1.8mm
である。前記h2とh3との比は、h2/h3=0.7317である。すなわち、本発明の哺乳瓶では、h2とh3との比を上記のような値とすることにより、中央沈降部21が形成する窪みよりも、外側沈降部22が形成する窪みの方が深くなり、ゲート跡脇周辺部42のウエルド43の発生をより効果的に抑制することが可能となる。
mm、好ましくは0.39〜0.42mm、高さh3は、通常0.28〜0.33mm、
好ましくは0.29〜0.31mmで変動させることができる。また、前記距離58は、通常3.4〜3.8mm、好ましくは3.55〜3.65mmの範囲内で、さらに前記距離59は、通常1.7〜1.9mm、好ましくは1.75〜1.85mmの範囲内で、またh2とh3との比の値は、通常0.68<h2/h3<0.78、好ましくは0.70<h2/h3<0.75の範囲内で変動させることができる。またこの時、凸状内側外輪部24と凸状外側外輪部25は、下層底部曲線50aから僅かに突出するよう構成されており、
その突出量は中央沈降部21や外側沈降部22の窪み量よりも小さい。
合、4.7〜4.8mmに設定している。このように成形瓶底の最も高い位置における高さ(h1)を上記のように設定すると、成形瓶の底部外面壁において滑らかに湾曲する球
面状を付与することができ、平坦な面を形成する底部を有する成形瓶よりも落下の際における応力を吸収して緩和することができ、底部の耐衝撃性がより向上する。本発明では、この成形瓶底の最も高い位置における高さ(h1)を通常4.3〜5.2mmであり、好
ましくは4.6〜5.0mmの範囲で変動させることができる。
底部外周付近の樹脂肉厚に偏肉が発生することを抑制できるとともに、ゲート跡脇周辺部42のウエルド発生を抑制するために形成された底部外面壁の凹凸形状の効果を最大限引き出すことができる。なお、底部内周壁面における凹凸がない滑らかな球面とは、成形に伴い、僅かに突出する凸部等が存在することをも含む。また、底部内周壁面に凹凸がないため、成形瓶に充填する内容物が付着しても洗浄しやすい。
図6には、本発明の成形瓶を製造するインジェクションブロー金型の例を示す。
を保持したリップ型62を受型64に嵌合させて、パリソン60をブローキャビティ71内に配置させる。
本発明の金型は、図7(E)に示すように、前記本発明の成形瓶を成形することができる底部金型79であり、有底略筒状の成形瓶における底部の強度を高めるため、形成する成形瓶の底部の形状に対応した凹凸を有する。すなわち、底部金型79における外面壁は、外周側から底部中心に向かって緩やかな球面状に盛り上げられた凸部80を形成するとともに、凸部80の中央部表面から上部に向かって同心円状の中央部起部82が形成されており、さらに中央隆起部82の外側に同心円状の外輪部を介して環状の外側隆起部83が形成されている。そして、中央隆起部82の外側に、凸部80の中央部表面から下部に向かって、同心円状に沈降した凹状内側外輪部87が形成され、外側隆起部83の外側に、凸部80の中央部表面から下部に向かって、同心円状に沈降した凹状外側外輪部88が形成されている。
り上がった位置までの距離、高さh5は仮想底部曲線80aから外側隆起部83の最も盛り上がった位置までの距離を示す。
1.8mmに設定している。前記h4とh5との比は、h4/h5=0.7317に設定している。すなわち、本発明の哺乳瓶の金型では、h4とh5との比を上記のような値とすることにより、中央隆起部82が形成する突起よりも、外側隆起部83が形成する突起の方が高くなり、ゲート跡脇周辺部42のウエルド43の発生をより効果的に抑制することが可能となる。
くは0.39〜0.42mmの範囲内、高さh5は、通常0.28〜0.33mm、好ま
しくは0.29〜0.31mmの範囲内、また前記距離84は、通常3.4〜3.8mm、好ましくは3.55〜3.65mmの範囲内、前記距離86は、通常1.7〜1.9mm、好ましくは1.75〜1.85mmの範囲内で変動させることができる。さらに、金型の高さ(h6)は、通常は4.0〜5.5mm、好ましくは4.5〜5.0mm、より
好ましくは4.7〜4.8mmの範囲内で変動させることが可能である。さらにh4とh5との比の値は、通常0.68<h4/h5<0.78、好ましくは0.70<h4/h5<0.75の範囲内の値とすることができる。この範囲であると、成形瓶底部において滑らかに湾曲する略曲面形状を付与することができ、平坦な面を形成する底部を有する成形瓶よりも落下の際における応力を分散することが可能となるので、成形瓶底部の耐衝撃性がより向上する。また、凹状内側外輪部87と凹状外側外輪部88は、仮想底部曲線80aか
らわずかに窪むよう構成されている。
左右金型77、78および底部金型79を設置した後、ブローコア66の吹き出し孔から高圧エアをパリソン60内に吹き込み、パリソンを延伸させ、左右金型77、78および底部金型79が形成する所望の形状に形成する。圧力を調整したエアを吹き込むと、ポリフェニルサルホン樹脂を適切に延伸させることができ、偏肉を抑制して均一な肉厚の哺乳瓶を得ることができる。また、前記のとおり、滑らかな球面状を呈した底部内面壁を有した成形瓶を得ることができる。
この落下強度試験は、図2に示される形状を有した用量240mlの哺乳瓶を用いて行った。この哺乳瓶は、ポリフェニルサルホン樹脂(商品名:RADEL R−5000、
ソルベイアドバンストポリマーズ社製)を用いて、上述のようにインジェクションブロー成形により製造されたものである。
、T4=2.4mm、哺乳瓶の底部の高さは、h1=4.8mmである。この底部の凹部(B)におけるh2の値は0.3mm、h3の値は0.41mm、距離58は3.6mmとした。このような哺乳瓶を製造するために使用したブロー成形用金型の底部金型は、h4の
値を0.3mm、h5の値を0.41mmとし、距離84を3.6mmにした。
特性の高いポリフェニルスルホン樹脂から形成されている。ポリフェニルスルホンは強度の高い樹脂であるが、成形性に起因して底部からひび割れが生じやすいというポリフェニルスルホン樹脂製の成形瓶固有の問題点を有している。本発明によれば、ポリフェニルスルホン製の成形瓶の底部の形状を特定の形状とすることにより、ゲート跡周縁部からのひび割れの発生を防止できる。従って、本発明によれば、ポリフェニルスルホンを用いた実用性の高い成形瓶を提供される。このようなポリフェニルスルホンから形成された成形瓶は、強度が高いばかりではなく、ビスフェノール骨格を有していないので環境ホルモンが発生することはなく、非常に高い安全性を有している。
11 授乳用乳首
12 キャップ
12a 螺子溝
13 開口部
14 首部
15 螺子溝
16 瓶本体
17 上部ショルダー
18 胴体部
19 下部ショルダー
20 底部
21 中央沈降部
22 外側沈降部
23 球面
24 凸状内側外輪部
25 凸状外側外輪部
30 瓶本体
31 胴体部
32 パリソン
41 ゲート跡
42 ゲート跡脇周辺部
43 ウエルド
50 凹部
50a 仮想底部曲線
54 凸部
56 球面
58 中央沈降部21の中心から外側沈降部22の中心までの距離
59 中央沈降部21と仮想底部曲線50aとの接点までの距離
60 パリソン
62 リップ型
64 リップ型62に対応した受型
66 ブローコア
68 受型
70 ブロー成形機
71 ブローキャビティ
72 金型
75 ロッド
76 吹き込み手段
77 左金型
78 右金型
79 底部金型
80 凸部
80a 仮想底部曲線
82 中央隆起部
83 外側隆起部
84 中央隆起部82の中心から外側隆起部83の中心までの距離
86 中央隆起部82の中心から、外側隆起部83と仮想底部曲線80aとの接点までの
距離
87 凹状内側外輪部
88 凹状外側外輪部
Claims (7)
- 前記凸状内側外輪部は、前記球面状凹部の中央部表面から下部に向かって同心円状に突出しており、
さらに前記外側沈降部の外側に、前記球面状凹部の中央部表面から下部に向かって同心円状に突出した凸状外側外輪部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のインジェクションブロー成形瓶。 - 前記凹部に前記中央沈降部および外側沈降部が形成されることなく、平滑な球面状である仮想底部曲線を仮定した場合において、
前記成形瓶の底部外面壁の球面状凹部の中央部表面から上部に向かって形成された同心円状の中央沈降部で最も窪んだ位置が、該仮想底部曲線から高さ0.38〜0.43mmの位置であり、
かつ該同心円状の中央沈降部の外側に同心円状の外輪部を介して形成された環状の外側沈降部で最も窪んだ位置が、該仮想底部曲線から高さ0.28〜0.33mmの位置であることを特徴とする請求項1または2に記載のインジェクションブロー成形瓶。 - 前記成形瓶が哺乳瓶であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインジェクションブロー成形瓶。
- 有底略筒状の成形瓶を成形するために用いられる金型であって、
該金型の底部外面壁が、外周側から底部中心に向かって緩やかな球面状に盛り上げられた凸部を形成するとともに、
該球面状の凸部の中央部表面から上部に向かって同心円状の中央隆起部が形成されており、
さらに該同心円状の中央隆起部の外側に、同心円状の凹状内側外輪部を介して環状の外側隆起部が形成されていることを特徴とする有底略筒状の成形瓶の底部を成形するために用いられる金型。 - 前記凹状内側外輪部は、前記球面状の凸部の中央部表面から下部に向かって同心円状に沈降しており、
さらに前記外側隆起部の外側に、前記球面状の凸部の中央部表面から下部に向かって同心円状に沈降した凹状外側外輪部が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の金
型。 - 前記凸部に前記中央隆起部および外側隆起部が形成されることなく、平滑な球面状である仮想底部曲線を仮定した場合において、
前記金型の底部外面壁の球面状凸部の中央部表面から上部に向かって形成された同心円状の中央隆起部で最も盛り上がった位置が、該仮想底部曲線から高さ0.38〜0.43mmの位置であり、
かつ該同心円状の中央隆起部の外側に同心円状の外輪部を介して形成された環状の外側
隆起部で最も盛り上がった位置が、該仮想底部曲線から高さ0.28〜0.33mmの位置であることを特徴とする請求項4に記載の有底略筒状の成形瓶の底部を成形するために用いられる請求項5または6に記載の金型。
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