JP2010208686A - 容器、金型、および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器を連結した構造物は、容器部分疲労による破損が起因するため容器強化、基礎容器頸部の硬質部の危険性を回避する必要性がある。
【解決する手段】
容器、および構築容器全体を強化するには、各容器内面に部分肉厚を垂直、水平方向、トラスに複数形成し、そのクロス肉厚（骨材構築）部分が容器外圧を内面から補強する。基礎容器の頸部雄ねじ形状に適合する雌ねじ容器を形成することで、その連結部分に緩衝性が生まれた。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の容器連結による容器強化と、容器緩衝に関する技術。

本出願人は、複数容器の頸部と底部とを連結するとともに、連結された容器、（以下、連結容器という）を直線、側壁方向に組み上げる技術を提案している。(下記特許文献１参照) また容器底部に受容部を組み込む技術をも提案している。その明細書段落（００３９）に記載している＜変形例３＞には受容部を組み込むことなく、底部金型自体に頸部に雄ねじ部と同等の構造を組み込み、ブロー成形によって、直接容器の底部に、他の容器の頸部雄ねじ部と適合可能な雌ねじ部を一体成形する成形工法も提案している。（下記特許文献２参照）

容器、その容器底部に組み込まれた受容部の成形方法、上記の一体成形の方法でも共に連結容器がブロー成形される。しかしながら、いずれの容器も複数連結し構築物、緩衝構築物を構成すると、次の課題が発生する。1、容器全体の部分成形条件（硬質、軟質）が相違することで、軟質部分で素材疲労が起因しやすい、例えば、容器の連結部分に、長時間風圧試験をすると、容器連結部に、部分素材疲労（図１に示す肩部１００ 収容体中央部１１１ 底部面１１２に）、が起こる。すなわち、破損する現象が見られた。したがって、このような容器で構築物、緩衝構築物を作ることは課題が残る。また、基礎容器の頸部、注入口の緩衝対策が皆無である為、安全性が確保出来ない。

特許第３７６９６３３号明細書 特許第４２２８３７４号明細書

そこで、本発明の目的は、複数の容器を縦方向に連結したときの連結部、容器全体、各部分、特に容器底部面周辺の素材強化を構築しなければ、構築物として使用価値が低減する。すなわち、容器全体、各部分、底部面の成形素材を強化することに加え、重要な課題は、第１容器頸部の硬質部分への緩衝対策に関する技術を提供することにある。

本発明は前記課題を解決するために、次の手段を採用した。すなわち、本発明の一態様は、他の容器と連結可能な構成容器として例示できる。まず、容器構築に活用する容器を強固な容器に形成するには、プリフォームの変形（金型設計変更）により、容器内部壁の強化が可能になる。すなわち、容器内面の成形疲労が起因する部分に肉厚部を形成する。特に底部面に受容部を一体成形する場合は樹脂量プラス、受容部質量分を加算した上での増量が底部面を強固にする。また骨材と樹脂の融合により容器強化による成形疲労をなくし、容器全体、特に収容部内面空洞部の変形を抑制し、容器、肩部、収容体中央部、底部円周部の強化を可能にする。

プリフォーム金型、その金型変更例１ コア部の頂点より少なくとも３箇所以上ネックリング方向に垂直、曲線凹部を形成することにより、プリフォームを樹脂成形後には、プリフォーム外面に垂直、曲線に凸部が３箇所に肉厚成形される。金型変更例２ 側壁一対金型の肩部、収容体中央部、底部側には水平に凹部円周部を形成する。この場合の側壁一対金型はアクチュエータによる可動式であり。従来のシリンダー金型の方式とは相違する。そのプリフォーム樹脂成形後には、プリフォーム外面に垂直と水平に凸部が各３箇所づつ
に肉厚成形される。（垂直、ネックリング形状になって肉厚される）なお、垂直、水平の数は限定せず、トラスについては開示を省略

上記のプリフォーム金型による。樹脂成形工程後のプリフォーム（構築）外面には、凸部垂直肉厚成形、凸部水平肉厚成形はプリフォーム外面にて交差(クロス)する。すなわち、そのプリフォームは変形された形状で成形される。（頸部形状は変更しない）その変形プリフォームを段階加温して、通常のブロー金型の側壁金型空洞部でブロー成形すれば、成形工程後の容器内面には、垂直肉厚部分と、水平肉厚部分が交差し、容器の内部面で肉厚形成し、容器内部面の空洞部を支えることになる、特に肉厚部分での、交差部分は外圧に対する支えとなる。

容器を強化する方法としては、容器内面肉厚方法のほか、あらかじめ骨材を形成し、ブロー成形の側壁一対金型の固定側に骨材を組み込みブロー成形時に骨材と樹脂との融合による一体成形強化を図る方法も存在する。

次に、容器連結時の第１容器の硬質部分（頸部外面）対する連結と緩衝対策について説明する。本出願人の、容器連結による構築についての提案はすでに公知である。容器構築は、第１容器（基礎容器いう）の底部雌ねじ部に第２容器の頸部雄ねじ部が連結されて順次容器が連結される。しかしながら、第１容器の頸部雄ねじには、従来は、市販の容器蓋による容器密閉をしていたが。容器蓋では、その基礎容器の頸部が硬質であるために安全性（緩衝）が確保出来ないため、頸部部分の対策に雄ねじ部に適合した雌ねじ容器を形成すれば緩衝機能を有する容器（緩衝容器）が成形される。

上記、緩衝容器の第１容器の頸部雄ねじ部に適合する容器雌ねじ部（緩衝容器）を成形するには、やはり、プリフォーム形状の変形が有効な手段である。すなわち、プリフォーム金型の構成においてコア部の外面に（第１容器頸部雄ねじ部に適合する雌ねじ容器を形成するには）雄ねじ部を形成する。その下部には肉厚ネックリングが形成され、その下部には試験管形状のコア部を形成する。一方側壁金型はシリンダー方式で通常の射出金型方式でよい。

上記、緩衝用のプリフォーム成形からブロー成形に移行する工程は、プリフオームを加温し、ブロー成形機にて空気吹き込みを経てプリフォーム成形するのではあるが、この緩衝プリフォームは、従来のプリフォームと形状が相違し、基礎容器の頸部雄ねじ部に適合するためのプリフォーム内壁部に雌ねじ部を形成している。そのためブロー側壁金型、および支持台でのプリフォーム支持する手段がないため、プリフォーム雌ねじ部に適合する雄ねじ部を吹き込みシリンダーに形成することにより、その雄ねじ部にプリフォーム内壁雌ねじ部を回転固定してプリフォームを固定する。この場合、空気吹き込みシリンダーの長さと金型空洞部との位置設定は現場で調整する。延伸温度は事前の調整工程によって、実験的に求めておいてもよい。すなわち、製造工程の中で、次の工程まで時間、室温等によって最適な条件を設定すればよい。

プリフォームを加温する場合、内壁雌ねじ部とネックリング肉厚部の境界線には反射板が形成され、雌ねじ部分は加温せず常温で、ネックリング肉厚部は高熱加温し試験管部分は一定温度設定でよい。なおブロー成形時にはプリフォームの内壁雌ねじ部を、側部金型の内部に完全に送入した状態で空気吹き込みブロー成形をする。この場合にはプリフォーム雌ねじ部部分を側部金型空洞部内において包囲状態でブロー成形を完了することが望ましい。ここでは、側部金型の内部に完全送入と説明したが、吹き込みシリンダー外部に形成した雄ねじ部形状、その空気シリンダーの雄ねじとプリフォーム内壁雌ねじに適合締めを行うことで、側壁金型空洞部にプリフォームが完全に収納される。このプリフォームの加温温度はネックリング肉厚部には溶解に近い温度で加温することでブロー成形時の空気
圧が作用して肉厚部が雌ねじ部外面方向に樹脂が融合して雌ねじ容器を形成する。

ブロー金型、その側壁金型の固定側金型に組み込む
立体骨材について説明する。この立体骨材は容器をブロー成形するとき。側壁一対金型の側に組み込む骨材であり、可動側側壁金型との空洞部内で樹脂融合による、容器外面に骨材が嵌合する。すなわち容器が外圧に対して、立体骨材が荷重を支えて容器自体を支える。

雌ねじ容器は最適な緩衝機能を有しているが、容器ソケットのまた容器間を接続する役割も存在する。簡単に説明すれば、市販容器蓋を２個用意してその上面同士を張り合わせたもの。基本的には同じ、しかしながら、強度、分離しない為には一体成形をする必要が存在する。そのためには射出成形による左コア部外面雄ねじ部（右ねじ）は左側から一方右コア部外面ねじ部（右ねじ）に形成すれば、左右の容器ソケット内に他の容器の頸部が適合する右回転を有する容器ソケットが形成される。

本発明によれば複数容器を縦横連結し、構築物後、分離、変形、破損しない自然環境に対応した構築物を構築する一方、緩衝容器は緩衝構築物等に活用し、物、人に対して安全性が確保できるなど用途が広がる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る容器、その容器の製造に用いる、プリフォーム成形金型、およびブロー成形金型を用いた容器の製造方法について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。なお、下図で説明するプリフォームおよびコア部は立設した状態であることを前提に説明する。

＜構築容器の概要＞
図２に、本実施形態に係る構築プリフォーム２の金型の断面図を示す。コア部３と側壁一対金型５、頸部形成可動金型１９との金型構成により構築容器１のプリフォーム２を形成する。コア部３には垂直に３本（開示省略）の垂直凹部４が形成されている。コア部３の先には段差１３が半球状１５に形成されている。また側壁一対金型５には肩部１６ 収容体中央部１７、底部円周部１８に肉厚部分が適合する場所に水平凹部６が形成されている。頸部成形金型１９は可動式である。上記金型による垂直凹部４と水平凹部６はプリフォーム成形後には、プリフォーム外面に垂直凸部７、水平凸部８となり交差２０する。すなわちプリフォーム２の内面と外面が部分肉厚となりブロー成形時には容器内部壁を補強することになる。

図３は構築プリフォーム２の側壁一対金型５とコア部３の断面図である。ここでの説明はプリフォーム２の側壁金型５についてのみ説明する、従来プリフォームを成形するには、試験管形状のシリンダー内にコア部３を送入して試験菅形状のプリフォームが形成されていた。プリフォーム２本体円筒形に水平に凹凸部を形成するには、物理的にシリンダー方式では樹脂充填後、シリンダー内より成形品を取り出すことが不可能であるため、側部一対金型５（可動）を採用する。側部金型５内は円筒形空洞を形成しているが、その円周側壁の肩部１６、収容体中央部１７、底部面１８に水平凹部円周部金型６を形成、この円筒空洞部に樹脂充填後にはプリフォーム外面に肩部１６、収容体中央部１７、底部面１８に凸部水平肉厚部８が形成される。

図４は構築プリフォームを上方から見た図である。（頸部省略）プリフォーム内面の円周０度、１２０度、２４０度に垂直肉厚部７が形成されている。また外面には水平肉厚形状
８は肩部、収容体中央部、底部面円周に形成される。このプリフォームを成形後、通常のブロー成形機（金型変更のない）で樹脂成形すれば凸部は容器内面に肉厚される。図５に底部より見たプリフォームの平面図を示す。この骨材配置も上面より見たのと同様の位置に配置されるため。５図の説明は省略する。

図６はコア部３と側部金型５による成形後の変形プリフォーム２の外観図を示す図である。通常のプリフォームとの相違する構築プリフォーム形状２は本体円筒部に垂直凸部７が形成され、その肩部１６、収容体中央部１７、底部面１８に適合する円筒部の円周に水平凸部８が等分に形成され、垂直凸部７と水平凸部８は交差２０して、容器内部面を支えることになる。

図７は構築容器成形の実施形態に係るブロー金型２４の展開斜視図である。変形プリフォーム２を設計変更しない通常ブロー成形機内で成形すると、プリフォームの円周部に現れていた凹凸部は構築容器の表面上には現れないで、容器内面に肉厚部分が形成される。このことは容器内面に骨材（肉厚）部分形成され、容器荷重を内部より支えることになる。上記構築プリフォームをブロー成形する工程の説明については（特許文献２）の明細書の（００２４）にはプリフォーム成形金型の例を示し、（００２５）の図９によりブロー成形金型の例を示し、（００２６）にはブロー成形の工程を説明している。故に本発明のプリフォーム成形、ブロー成形については省略する。
＜雌ねじ容器の概要＞

図８は雌ねじ容器３１の雌ねじプリフォーム３２金型５１，５２の断面図を示す。このコア部３４に雄ねじ部３３が形成され雌ねじプリフォーム３３成形後には雌ねじプリフォーム３２内部壁４０に雌ねじ部３３が形成される。側部金型５１，５２の内部はプリフォームの外面と同様の円筒形状の空洞を有する。側壁金型５１，５２にはネックリング肉厚部３６の適合位置に水平凹部４１が円周に形成されている。またコア部３４プリフォーム内面と同様の円筒形であり側壁部の空洞に挿入することによってプリフオームの厚みと同一の厚みを形成する。支持部４２にコア部３４取り付け、可動金型を装着し、側部金型５１５２に挿入することで雌ねじプリフォーム成形用３２の空間が形成される。頸部雌ねじ部口から空洞に至る部分にはノズルを装着可能な孔部が設けられている。したがって、そしてノズルから容器１の材料、例えばポリエチレンテレフタレート等を射出し、空洞内に充填することで雌ねじプリフォーム３２が形成される。

図９に雌ねじプリフォーム３２の断面を示す。このプリフォーム内面に雌ねじ部３５が形成され、外部面には肉厚ネックリング３６が形成された変形ネックリングである。
この雌ねじプリフォームを加温する場合。雌ねじ部とネックリング肉厚部３６の間に反射板を配置して雌ねじ部は常温でネックリング肉厚部３６は溶解状態での加温工程が必要。

図１０は雌ねじ容器金型断面図を示す。側部金型と空気吹き込み延伸棒３８、支持金型を装着し、空気吹き込み延伸棒３８の外面雄ねじ部３３と雌ねじ容器３１とを連結した後にプリフォームを加温する場合雌ねじ部分は加温せず、ネックリング肉厚部分３６との間には反射板を配置して、加温区分を設ける。すなわち、常温、溶解温度との差を利用して、雌ねじ部分３３の外面にネックリング肉厚部３６が溶解保持状態での空気吹き込みを行うと、肉厚溶解部分３６が常温の雌ねじ部に溶着する、ゆえに雌ねじ容器が形成される。

図１１は雌ねじ容器３１を示す断面図である。容器本体は緩衝機能を向上するために肉薄に成形、底部を設けないなどが可能となり、風船形状が可能になり、雌ねじ容器３１が緩衝容器３１として用途が広大する。

図１２は緩衝容器３１の上面からみた平面図である。容器本体と雌ねじ容器３１とが示さ
れている、いわゆる硬質部分の少ない雌ねじ容器３１が完成する。
＜変形例＞
上記、第１実施形態で図１３は骨材の立体図面である。垂直骨材が３箇所０度、１２０、２４０度に配置されている。底面円周部と収容体中央部、肩部各配置位置に円周骨材が形成され、各交差部分で支えとなっている。このような骨材はブロー成形金型の側壁一対の固定側に骨材を組み込み、樹脂成形後には骨材と樹脂が融合して一体となる。変形プリフォームを使用すれば、なお強固な部分肉厚と、骨材とで強固な構築容器を成形することが可能となる。

図１４に容器ソケット６０の破断斜視図を示す。左右側容器蓋６１，６２は互いに方向は違っても右回転で容器が閉まるが、容器蓋の内壁雌ねじの形状はソケット内では左右逆ねじで形成されなければ、全ての容器を連結することが出来ない。
容器ソケットを形成する金型の開示はしない。

連結容器の例である。 本発明の一実施形態に係る構築容器金型とプリフォームの断面図である。 構築プリフォームの側壁金型の例を示す断面図である。 容器を上方から見た平面図である。（頸部は省略） 容器を底面から見た平面図である。（頸部は省略） 構築プリフォーム外観図を示す図である。 本発明の一実施形態に係るブロー成形側壁金型を示す斜視図である。 本発明の二実施形態に係る雌ねじプリフォーム金型を示す断面図である。 雌ねじプリフォームの断面を示す図である。 雌ねじ容器ブロー成形金型の例を示す断面図である。 雌ねじ容器の断面図を示す図である。 雌ねじ容器を上方から見た図である。 変形例１に係る骨材の斜視図を示した図である。 変形例２に係る容器ソケットの破断断面図である。

１ 構築容器
２ 構築プリフォーム
３ 構築コア部本体
４ 垂直凹部コア
５ 側壁一対金型
６ 水平側壁凹部金型
７ 垂直肉厚（骨材）
８ 水平肉厚（骨材）
９ 立体骨材
１０ 雄ねじ部コア
１１ 底面肉厚部
１２ 側壁一対金型
１３ コア段差部
１４ アクチュエータコア
１５ コア半球状
１６ 肩部
１７ 収容体中央部部
１８ 底部円周部
１９ （プリフォーム金型の）.頸部形成部
２０ 交差
２４ ブロー金型
３１ 雌ねじ容器
３２ 雌ねじプリフォーム
３３ 雄ねじコア部
３４ コア本体
３５ 雌ねじ部
３６ ネックリング肉厚部
３７ 吹き込みシリンダー
３８ エアーシリンダーコア（延伸棒）
３９ アクチュエータ金型
４０ 内部壁
４１ 水平凹部
４２ 支持部
４３ 延伸部
５１ 側部金型（雌ねじ容器）
５２ 側部金型
６０ 容器ソケット
６１ 左容器蓋
６２ 右容器蓋
６３ 反射板
６４ 樹脂反転部
８１ （構築プリフォーム金型の）側壁部
８２ （緩衝容器プリフォーム金型の）側壁部
１００ 素材疲労部分
１０１ 肩部疲労部分
１１１ 容器変形部
２２１ 第１容器
２２２ 第２容器
２２３ 第３容器
３３１ 右容器蓋
３３２ 左容器蓋
５５５ 樹脂充填部

Claims (5)

1. 容器、その容器の収容体内面と外面を補強する方法であって、
   前記収容体内面、その容器収容体内面、および外面に垂直、水平、トラスに交わる部分肉厚（骨材）を形成した容器。
2. 金型を用いて、容器収容体内面と外面を補強する方法であって、
   変形プリフォーム成形は側壁一対金型とコア部とでブロー成形され
   前記 変形プリフォームは側壁金型とコア部空洞部に樹脂成形される。
   前記コア部、そのコア部は、外面に複数垂直に凹部を有し、段差のあるコア部であって。前記側壁金型、その側壁金型の内面は一対の内壁部を有し複数凹部をその内部円周に水平に等間隔に形成した可動の側壁金型であって。
   前記コア部には垂直、側壁一対金型には水平、トラスに凹部を形成し、
   前記、変形プリフォームを成形は、通常のブロー成形機による製造工程で
   前記ブロー成形機金型の空洞部にプリフォーム樹脂が送られると、成形後容器外面に肉厚部分が形成されない容器。
3. 金型を用いて、容器収容体外面に骨材を形成する方法であって、
   プリフォーム形成、およびブロー成形は通常の成形方法であって、
   前記ブロー成形、そのブロー成形金型の一対の側壁金型
   前記固定側壁金型、その金型にあらかじめ形成した骨材を固定する工程により
   前記ブロー側壁金型の内壁面に空洞部適合した骨材が
   前記金型空洞部、その側壁金型にプリフォーム樹脂が送られると金型空洞部内で容器外面に樹脂と骨材が融合した容器
4. 容器、雌ねじ容器、基準容器の頸部硬質部への連結と緩衝機能向上の容器であって、
   雌ねじ容器、その雌ねじ容器は収容体と雌ねじにより一体形成された雌ねじ容器。
5. 金型を用いて、雌ねじ容器を製造する方法であって、
   プリフォーム成形は側壁一対金型とコア部とにより
   前記プリフォームが形成される。
   前記コア部、その一部外面（雌ねじ部に適合する部分）に雄ねじ部を形成し、
   前記雄ねじ部はプリフォーム製造工程後
   前記、プリフォーム内壁部に雌ねじ形状が形成、
   前記プリフォームを加温後、ブロー成形機側壁金型に組み込み
   空気圧を送入して一体容器成形が雌ねじに形成された雌ねじ容器