JP2012245642A - 樹脂製容器の成形方法及び樹脂製容器 - Google Patents

Abstract

【課題】生産コストが抑えられ、安定した品質の樹脂製容器を成形できる樹脂製容器の成形方法、及びこれにより成形された樹脂製容器を提供する
【解決手段】ブロー成形金型３に、ストレッチロッド２の先端側へ小さい第２の口部２２が位置するようにプリフォーム２０を装填し、ストレッチロッド２の先端２Ａを、当該第２の口部２２を閉塞するようにプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａに当接させて当該第２の口部２２を内側からエアシールし、エアシール状態を保てるように、ブローエアー５０を吹き込むと共にストレッチロッド２を下降させ、当該ブローエアー５０を漏洩させずにプリフォーム本体２３を２軸延伸する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液状の内容物を収容するために用いられる樹脂製容器とその成形方法に関する。

薬剤等が含まれた輸液を患者に投与するために用いるものとして、輸液を収容した輸液ボトル等の輸液容器が広く普及している。このような輸液容器として、輸液を収容した可撓性のある容器本体、及びこの容器本体に形成された互いに対向する２つの口部を備えたものが知られている（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。これらの輸液容器は、一般に、インフレーション法によって成形機から押し出したチューブ状の樹脂に、空気を吹き込んで所定の大きさに膨らませ、さらにこれを引き取りと空気の注入によるチューブラー２軸延伸する方法で成形されている。

特許第４０４８３３７号公報 特開平５−３３７１６３号公報

上述の成形方法では生産速度が遅いため、高コストとなる。さらに、厚みの制御が難しいことから、品質もバラツキ易いといった欠点が存在する。一方、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなる容器の成形法としてブロー成形法が普及しており、同成形法によって食品、飲料品、薬品、工業用品向けの容器が製造されている。

ブロー成形法を採用した場合、生産速度が比較的早く生産効率が良い。また、厚みの制御は上述の成形法を採用する場合よりも容易であるために、品質のバラツキは少ない。しかしながら、特許文献１や特許文献２のように、２つの口部を備えた樹脂製容器をブロー成形法で成形しようとしても、一方の口部からブローエアーが抜けてしまうため、当該成形法で成形することができない。その対策として、成形ごとに一方の口部を別の栓部材で閉じてブローエアーを抜けないようにすることも考えられるが、この場合には、成形ごとに栓部材を設ける作業が必要であり、作業状態によってはブローエアーの抜けが生じることや、場合によっては口部形状を変形させてしまうという問題が生じる。

そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、生産コストが抑えられ、安定した品質の樹脂製容器を成形できる樹脂製容器の成形方法、及びこれにより成形された樹脂容器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、次の技術的手段を講じた。
即ち、本発明の樹脂製容器の成形方法は、容器本体、及びこの容器本体に形成された互いに対向する第１、第２の口部を備え、当該第２の口部が当該第１の口部より小さい内寸法を有する樹脂製容器の成形方法であって、前記樹脂製容器の形状が型取られたブロー成形金型に、前記容器本体となる筒状のプリフォーム本体とこのプリフォーム本体に形成された前記第１、第２の口部とを備えるプリフォームを、このプリフォームに挿入されるストレッチロッドの先端側に当該第２の口部が位置するように装填し、前記第２の口部の内寸法よりも大きい先端寸を有する前記ストレッチロッドの先端を当該第２の口部を閉塞するように前記プリフォーム本体の内面下端部分に当接させて当該第２の口部を内側からエアシールし、エアシール状態を保てるように、ブローエアーを吹き込むと共に前記ストレッチロッドを下降させ、当該ブローエアーを漏洩させずに前記プリフォーム本体を２軸延伸することを特徴とするものである。

上記本発明の樹脂製容器の成形方法では、樹脂製容器の形状が型取られたブロー成形金型に、ストレッチロッドの先端側に小さい第２の口部が位置するようにプリフォームを装填し、ストレッチロッドの先端をプリフォーム本体の内面下端部分に当接させて当該第２の口部を内側からエアシールし、このエアシール状態を保てるように、ブローエアーを吹き込むと共にストレッチロッドを下降させ、当該ブローエアーを漏洩させずにプリフォーム本体を２軸延伸する。つまり、本発明に係る成形方法によってブロー成形法の採用が可能となるため、生産速度が早く生産効率が良い。また、厚みの制御は容易であるため、品質のバラツキを少なくすることができる。

前記プリフォーム本体の内面下端部分に当接する前記ストレッチロッドの先端当接部が断面凸状又は断面凹状のアールに形成されていると共に、当該プリフォーム本体の内面下端部分がこの先端当接部に沿った断面凹状又は断面凸状のアールに形成されていることが好ましい。
この場合、ストレッチロッドの先端当接部とプリフォーム本体の内面下端部分との間のシール性が高まるため、確実なエアシール状態を得ることができる。これにより、生産管理が容易となり、樹脂製容器の品質をより安定させることができる。

前記ストレッチロッドの先端を当接させる前記プリフォーム本体の内面下端部分が、当該ストレッチロッドの進行方向へ向かうに従って横断面を小さくするテーパー状とされていてもよい。この場合においても、ストレッチロッドの先端当接部とプリフォーム本体の内面下端部分との間のシール性が高まるため、確実なエアシール状態を得ることができる。これにより、生産管理が容易となり、樹脂製容器の品質をより安定させることができる。

前記ストレッチロッドが円柱状に形成されていると共に前記プリフォームの第１、第２の口部が円筒状に形成され、当該ストレッチロッドの先端寸としての直径が前記第２の口部の内寸法としての内径よりも２ｍｍ以上大きくなっていることが好ましい。
この場合、ストレッチロッドの軸芯とプリフォームの軸芯のずれに基づくシール性の低下が抑えられるため、生産管理が容易となり、樹脂製容器の品質をより安定させることができる。

本発明の樹脂製容器は、容器本体、及びこの容器本体に形成された互いに対向する第１、第２の口部を備え、当該第２の口部が当該第１の口部より小さい内寸法を有する樹脂製容器であって、当該樹脂製容器の形状が型取られたブロー成形金型に、前記第１、第２の口部を備えるプリフォームを装填し、このプリフォームをブロー成形して得られる樹脂製容器において、ストレッチロッドの先端で前記第２の口部を閉塞するようにして当該第２の口部を内側からエアシールし、エアシール状態を保てるように当該ストレッチロッドによる縦延伸をブローエアーによる横延伸に通常よりも先行させて成形された２軸延伸状態の容器本体を有することを特徴とするものである。

上記本発明の樹脂製容器では、ストレッチロッドによる縦延伸をブローエアーによる横延伸に通常よりも先行させ、当該縦延伸と横延伸の比率をより安定させた状態で成形された容器本体を備えているため、用途に応じた要求特性を確実に満たし、高い品質を維持することができる。

上記の樹脂製容器として、例えば、薬剤等が含まれた輸液を収容するための輸液容器が挙げられ、コストが抑えられ、安定した品質の当該輸液容器を生産することができる。

上記の通り、本発明によれば、ブローエアーを漏洩させずにプリフォーム本体を２軸延伸するブロー成形法の採用が可能となり、生産速度が早くなるため、生産コストが抑えられる。また、厚みの制御は容易となり、品質のバラツキを少なくできるため、安定した品質の樹脂製容器を得ることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る樹脂製容器の成形方法を実施するための成形機の概略横断面図であり、（ｂ）はその概略縦断面図である。 樹脂製容器の成形方法に用いるプリフォームの断面図とこれに挿入されるストレッチロッドの図である。 樹脂製容器の成形方法を実施している状態を示す図である。 プリフォーム本体の延伸が進行している状態を説明する図である。 （ａ）は樹脂製容器の成形方法で成形された輸液ボトルの正面図であり、（ｂ）はその側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂製容器の成形方法を実施するための成形機１の概略横断面図と概略縦断面図であり、図２は樹脂製容器の成形方法に用いるプリフォーム２０の断面図とこれに挿入されるストレッチロッド２の図である。以下の説明において、図１及び図２の上下に対応する側を単に上下とする。図１に示す成形機１はブロー成形法を実施するための機器構成を備えており、２つ割のブロー成形金型３と、このブロー成形金型３の上方に位置されるストレッチロッド装置４と、ブローエアーを供給するためのブローエアー装置１１と、これらストレッチロッド装置４及びブローエアー装置１１を制御する制御部１２とで主に構成されている。ブロー成形金型３の各金型３Ａには、完成品である輸液ボトル（樹脂製容器）の形状が型取られており、型閉じによって輸液ボトルの形状のキャビティが形成されるようになっている。ブロー成形金型３の各金型３Ａには、本体成形部分５と互いに対向する上下の２つの口部分６、７が形成されている。

本体成形部分５は、横長で上下方向に伸びた筒状のキャビティが形成されるように横長部８と楕円部９とで構成されている。ストレッチロッド装置４は、円柱状のストレッチロッド２と、このストレッチロッド２を上下駆動可能に支持するブローノズル１０と、ストレッチロッド２を上下駆動させる駆動部１３とを備えている。ストレッチロッド装置４は、図示しない固定部材でストレッチロッド２の軸芯をブロー成形金型３のキャビティの軸芯と一致させるようにして固定されている。上下方向に制御駆動させられるストレッチロッド２は、所定速度で所定量だけブローノズル１０から下方へ突出されて、ブロー成形金型３のキャビティへ進入するようになっている。

図２に示すプリフォーム２０は、ポリプロピレン（ＰＰ）からなり、上下方向に伸びる円筒状のプリフォーム本体２３と、このプリフォーム本体２３の上側に形成された円筒状の第１の口部２１と、プリフォーム本体２３の下側に形成された円筒状の第２の口部２２とからなる。このプリフォーム２０は、図示しない射出成形機等によって予め成形されたものである。プリフォーム本体２３の内径（内寸法）ｎ１は17.0mm、厚み中央径ｎ２は19.4mm、中央部の肉厚ｔ１は3.5mmである。第１の口部２１はプリフォーム本体２３と同じ内径を有しており、当該第１の口部２１には、プリフォーム２０の上端に位置する上鍔部２４と、この上鍔部２４の下側に所定間隔を空けて位置する中鍔部２５が形成されている。

第２の口部２２の内径（内寸法）ｎ３は7.4mmであり、当該第２の口部２２はプリフォーム本体２３から縮径されるようにして形成されている。従って、第２の口部２２は、第１の口部２１よりも小さい内径ｎ３を有している。第２の口部２２には、プリフォーム２０の下端に位置する下鍔部２６と、当該第２の口部２２を閉塞する薄膜部２７が形成されている。第２の口部２２の長さｈ１は10.0mm、薄膜部２７の厚みｔ２は0.5mmである。中鍔部２５の下面から下鍔部２６の上面までの長さｈ２は64.1mmとなっている。プリフォーム２０に挿入されるストレッチロッド２は全長に渡って同径をなしており、その直径ｎ４は15.0mmである。これにより、ストレッチロッド２がプリフォーム２０に挿入された状態で、当該ストレッチロッド２と第１の口部２１及びプリフォーム本体２３との間に、十分なブローエアーを通せるだけの間隔が空けられる。

ストレッチロッド２の直径（先端寸）ｎ４は上記のとおり15.0mmであることから、第２の口部２２の内径ｎ３よりも２ｍｍ以上大きくなっている。これにより、ストレッチロッド２が下方へ向けて駆動（下降）され、その先端２Ａがプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａへ当接すると、第２の口部２２が当該ストレッチロッド２によって閉塞される。なお、ここでいうプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａとは、必ずしもプリフォーム本体２３の領域のみをいうのではなく、第２の口部２２の領域に入る部分をも含まれる。従って、ストレッチロッド２が当接するとは、第２の口部２２の領域も含めた部分に当接する場合も含まれる。

第２の口部２２がストレッチロッド２によって閉塞されると、当該第２の口部２２は内側からエアシールされる。図２の拡大図に示すように、プリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａに当接するストレッチロッド２の先端当接部２ａは、断面凸状のアールに形成されていると共に、この先端当接部２ａを当接させる当該プリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａは、先端当接部２ａに沿った断面凹状のアールに形成されている。従って、ストレッチロッド２の先端当接部２ａがプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａへ当接すると、断面凸状のアールと断面凹状アールが合わさり、第２の口部２２が内側から確実にエアシールされる。なお、第２の口部２２は薄膜部２７で閉塞されているが、この薄膜部２７はブローエアーの圧力や、ストレッチロッド２の接触で破損してしまう程度の上記厚みしか有していない。

ストレッチロッド２の先端当接部２ａ及びプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａの形状に関し、上記の形状とは逆に、ストレッチロッド２の先端当接部を断面凹状のアールに形成し、プリフォーム本体２３の内面下端部分をこの先端当接部に沿った断面凸状のアールに形成してもよい。この場合においても、ストレッチロッド２の先端当接部がプリフォーム本体２３の内面下端部分へ当接すると、断面凹状のアールと断面凸状のアールとが合わさり、第２の口部２２が内側から確実にエアシールされる。

さらに、ストレッチロッド２の先端２Ａを当接させるプリフォーム本体２３の内面下端部分が下方（ストレッチロッド２の進行方向）へ向かうに従って横断面を小さくするテーパー状となっていてもよい。より具体的には、下方へ向かうに従って縮径するテーパー状となった内面下端部分が挙げられる。この場合、ストレッチロッド２をプリフォーム本体２３の内面下端部分へ押し当てるのに伴ってシール性が上がっていき、第２の口部２２が内側から確実にエアシールされる。

上述の成形機１を用いて輸液ボトルを成形するための成形方法を説明する。図３は、樹脂製容器の成形方法を実施している状態を示す図であり、図４は、プリフォーム２０の延伸が進行している状態を説明する図である。まず、図３のように、ブロー成形金型３に、プリフォーム２０に挿入されるストレッチロッド２の先端側に第２の口部２２が位置するように、当該プリフォーム２０を装填する。その際、プリフォーム２０の第１の口部２１の中鍔部２５を各金型３Ａの上側の口部分６の上側に引っ掛けて、当該プリフォーム２０の軸芯と各金型３Ａで形成されたキャビティの軸芯が一致するように固定する。

ストレッチロッド２を駆動させプリフォーム２０の内部へ進入させる。ストレッチロッド２を、その先端２Ａがプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａへ当接するまで下げていく。そして、第２の口部２２を閉塞するようにして内側からエアシールする。続いて、ブローエアー５０を吹き込むと共にストレッチロッド２を下方へさらに駆動させ、ストレッチロッド２での縦延伸とブローエアー５０での横延伸とで、プリフォーム本体２３を２軸延伸する。

その際、これらの動作で第２の口部２２のエアシール状態が保てるように、ストレッチロッド装置４の駆動部１３及びブローエアー装置１１を制御部１２で制御する。制御部１２は、上記エアシール状態を保てるようにするために、ストレッチロッド２による縦延伸をブローエアー５０による横延伸に通常よりも先行させるように、ストレッチロッド２の下方への駆動とブローエアー５０の吹き込み圧を制御する。ストレッチロッド２による縦延伸がブローエアー５０による横延伸よりも先行することで、ストレッチロッド２の先端２Ａが常にプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａへ当接した状態となり、エアシール状態を保てるようになる。

本実施形態では、ブロー成形金型３の加熱によりプリフォーム温度が１２３℃となるようにし、ストレッチロッド２のストレッチスピードを１m/sとした。ブローエアー装置１１による吹き込み圧を、このストレッチスピードでエアシール状態を保てるように制御部１２により逐次制御した。図４のように、ストレッチロッド２による縦延伸をブローエアー５０による横延伸に先行させながら、これらによる２軸延伸を第２の口部２２がブロー成形金型３の下側の口部分７へ収まるまで進行させる。

プリフォーム２０の第１の口部２１と第２の口部２２の形状はほぼ不変であり、プリフォーム本体２３のみが２軸延伸されて序々に薄くなっていく。プリフォーム本体２３がキャビティの形状まで延伸され、図４に示す輸液ボトル３０の容器本体３１の形状となる。図５は、樹脂製容器の成形方法で成形された輸液ボトル３０の正面図と側面図である。この輸液ボトル３０は、プリフォーム本体２３を２軸延伸させた容器本体３１、及びこの容器本体３１に形成された互いに対向する第１、第２の口部２１、２２を備えている。輸液ボトル３０の各部の寸法は次のとおりである。第１、第２の口部２１、２２の内径はプリフォーム２０のものと変わらず、胴外径（長辺）ｄ１は68.5mmであり、胴外径（短辺）ｄ２は41.5mmであり、中鍔部２５の下面から下鍔部２６の上面までの長さｈ３は96.0mmであり、容器本体３１の厚み中央径は58.7mm（円換算）である。従って、縦延伸倍率：96.0／64.1＝1.498、横延伸倍率：58.7／19.4＝3.025となり、縦延伸倍率と横延伸倍率の比率は約１：２となっている。

上記本実施形態の樹脂製容器の成形方法では、輸液ボトル３０の形状が型取られたブロー成形金型３に、ストレッチロッド２の先端側に小さい第２の口部２２が位置するようにプリフォーム２０を装填し、ストレッチロッド２の先端２Ａをプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａに当接させて当該第２の口部２２を内側からエアシールし、このエアシール状態を保てるように、ブローエアー５０を吹き込むと共にストレッチロッド２を下降させ、当該ブローエアー５０を漏洩させずにプリフォーム本体２３を２軸延伸する。このように、ブロー成形法の採用を可能としているため、生産速度が早い。これにより生産コストを抑えることができる。また、厚みの制御は容易であり、品質のバラツキを少なくできるため、安定した品質の輸液ボトル３０を得ることができる。

プリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａに当接するストレッチロッド２の先端当接部２ａが断面凸状のアールに形成されていると共に、この先端当接部２ａを当接させる当該プリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａがこの先端当接部２ａに沿った断面凹状のアールに形成されているため、ストレッチロッド２の先端当接部２ａとプリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａとの間のシール性が高まる。そのため、確実なエアシール状態を得ることができ、生産管理が容易となり、輸液ボトル３０の品質をより安定させることができる。ストレッチロッド２の先端当接部２ａが断面凹状のアールに形成されていると共に、この先端当接部２ａを当接させる当該プリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａがこの先端当接部２ａに沿った断面凸状のアールに形成されている場合や、プリフォーム本体２３の内面下端部分２３ａがストレッチロッド２の進行方向へ向かうに従って横断面を小さくするテーパー状とした場合であっても同様の効果を得ることができる。

ストレッチロッド２の先端寸としての直径ｎ４が第２の口部２２の内寸法としての内径ｎ３よりも２ｍｍ以上大きくなっているので、ストレッチロッド２の軸芯とプリフォーム２０の軸芯のずれに基づくシール性の低下が抑えられ、生産管理が容易となり、輸液ボトル３０の品質をより安定させることができる。

本実施形態の輸液ボトル３０は、ストレッチロッド２による縦延伸をブローエアー５０による横延伸に通常よりも先行させて成形された２軸延伸状態の容器本体３１を有しており、当該縦延伸と横延伸の比率をより安定させた状態で成形された当該容器本体３１が得られているため、輸液ボトル３０としての要求特性を確実に満たし、高い品質を維持することができる。

上記実施形態の樹脂製容器の成形方法及び輸液ボトルは、本発明に係る樹脂製容器の成形方法及び樹脂製容器を例示したものである。本発明の樹脂製容器の成形方法に、必要に応じて他の工程を含めるようにしてもよく、ストレッチロッドで第２の口部をシールするために、ストレッチロッドの先端の形状や、プリフォーム本体の内面下端部分の形状を変更してもよい。成形する樹脂製容器や、ストレッチロッド等の形状を変更してもよい。本発明の樹脂製容器の成形方法で成形する樹脂製容器は、輸液ボトルに限られず、飲料用、薬品用、工業用等の他の用途に用いる容器であってもよい。成形に使用される樹脂は適宜変更されるものであり、ポリプロピレンの他、ポリエチレン、ポリエステル、ナイロン、塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の可撓性を有する公知のものを採用することができる。

１ 成形機
２ ストレッチロッド
２Ａ 先端
２ａ 先端当接部
３ ブロー成形金型
４ ストレッチロッド装置
１２ 制御部
２０ プリフォーム
２１ 第１の口部
２２ 第２の口部
２３ プリフォーム本体
２３ａ 内面下端部分
３０ 輸液ボトル
３１ 容器本体

そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、生産コストが抑えられ、安定した品質の樹脂製容器を成形できる樹脂製容器の成形方法、及びこれにより成形された樹脂製容器を提供することを目的とする。

Claims (6)

1. 容器本体、及びこの容器本体に形成された互いに対向する第１、第２の口部を備え、当該第２の口部が当該第１の口部より小さい内寸法を有する樹脂製容器の成形方法であって、
   前記樹脂製容器の形状が型取られたブロー成形金型に、
   前記容器本体となる筒状のプリフォーム本体とこのプリフォーム本体に形成された前記第１、第２の口部とを備えるプリフォームを、このプリフォームに挿入されるストレッチロッドの先端側に当該第２の口部が位置するように装填し、
   前記第２の口部の内寸法よりも大きい先端寸を有する前記ストレッチロッドの先端を当該第２の口部を閉塞するように前記プリフォーム本体の内面下端部分に当接させて当該第２の口部を内側からエアシールし、
   エアシール状態を保てるように、ブローエアーを吹き込むと共に前記ストレッチロッドを下降させ、当該ブローエアーを漏洩させずに前記プリフォーム本体を２軸延伸することを特徴とする樹脂製容器の成形方法。
2. 前記プリフォーム本体の内面下端部分に当接する前記ストレッチロッドの先端当接部が断面凸状又は断面凹状のアールに形成されていると共に、当該プリフォーム本体の内面下端部分がこの先端当接部に沿った断面凹状又は断面凸状のアールに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製容器の成形方法。
3. 前記ストレッチロッドの先端を当接させる前記プリフォーム本体の内面下端部分が当該ストレッチロッドの進行方向へ向かうに従って横断面を小さくするテーパー状となっていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製容器の成形方法。
4. 前記ストレッチロッドが円柱状に形成されていると共に前記プリフォームの第１、第２の口部が円筒状に形成され、当該ストレッチロッドの先端寸としての直径が前記第２の口部の内寸法としての内径よりも２ｍｍ以上大きくなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂製容器の成形方法。
5. 容器本体、及びこの容器本体に形成された互いに対向する第１、第２の口部を備え、当該第２の口部が当該第１の口部より小さい内寸法を有する樹脂製容器であって、
   当該樹脂製容器の形状が型取られたブロー成形金型に、前記第１、第２の口部を備えるプリフォームを装填し、このプリフォームをブロー成形して得られる樹脂製容器において、
   ストレッチロッドの先端で前記第２の口部を閉塞するようにして当該第２の口部を内側からエアシールし、エアシール状態を保てるように当該ストレッチロッドによる縦延伸をブローエアーによる横延伸に通常よりも先行させて成形された２軸延伸状態の容器本体を有することを特徴とする樹脂製容器。
6. 当該樹脂製容器は、薬剤等が含まれた輸液を収容するための輸液容器であることを特徴とする請求項５に記載の樹脂製容器。

Images