以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図1乃至図10は本発明の一実施の形態を示す図である。
(複合容器の構成)
まず、図1および図2により、本実施の形態による複合容器の製造方法(ブロー成形方法)によって作製される複合容器の概要について説明する。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ複合容器10Aを正立させた状態(図1)における上方および下方のことをいう。
図1および図2に示す複合容器10Aは、後述するように、ブロー成形金型50を用いてプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを含む複合プリフォーム70(図3参照)に対して2軸延伸ブロー成形を施すことにより、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを一体として膨張させて得られたものである。
このような複合容器10Aは、内側に位置するプラスチック材料製の容器本体10と、容器本体10の外側に密着して設けられたプラスチック製部材40とを備えている。
このうち容器本体10は、口部11と、口部11下方に設けられた首部13と、首部13下方に設けられた肩部12と、肩部12下方に設けられた胴部20と、胴部20下方に設けられた底部30とを備えている。
他方、プラスチック製部材40は、容器本体10の外面に薄く延ばされた状態で密着されており、容器本体10に対して容易に移動又は回転しない状態で取付けられている。
次に容器本体10について詳述する。容器本体10は、上述したように口部11と、首部13と、肩部12と、胴部20と、底部30とを有している。
このうち口部11は、図示しないキャップに螺着されるねじ部14と、ねじ部14下方に設けられたフランジ部17とを有している。なお、口部11の形状は、従来公知の形状であっても良い。
首部13は、フランジ部17と肩部12との間に位置しており、略均一な径をもつ略円筒形状を有している。また、肩部12は、首部13と胴部20との間に位置しており、首部13側から胴部20側に向けて徐々に径が拡大する形状を有している。
さらに、胴部20は、全体として略均一な径をもつ円筒形状を有している。しかしながら、これに限られるものではなく、胴部20が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状を有していても良い。あるいは、胴部20が上方から下方に向けて均一でない水平断面をもつ筒形状を有していても良い。また、本実施の形態において、胴部20は、凹凸が形成されておらず、略平坦な表面を有しているが、これに限られるものではない。例えば、胴部20にパネル又は溝等の凹凸が形成されていても良い。
一方、底部30は、中央に位置する凹部31と、この凹部31周囲に設けられた接地部32とを有している。なお、底部30の形状についても特に限定されるものではなく、従来公知の底部形状(例えばペタロイド底形状や丸底形状等)を有していても良い。
また胴部20における容器本体10の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば50μm〜250μm(50μm以上かつ250μm以下をいう。以下同様)程度に薄くすることができる。さらに、容器本体10の重量についても、これに限定されるものではないが、容器本体10の満注容量が例えば500mlの場合、10g〜20gとすることができる。このように容器本体10の肉厚を薄くすることにより、容器本体10の軽量化を図ることができる。
このような容器本体10は、合成樹脂材料を射出成形して製作したプリフォーム10a(後述)を二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。なおプリフォーム10a、すなわち容器本体10の材料としては熱可塑性樹脂、特にPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)を使用することが好ましい。容器本体10は、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、黒色、白色等の色に着色されていても良いが、リサイクルのしやすさを考慮した場合、無色透明であることが好ましい。また、上述した各種樹脂をブレンドして用いても良い。さらに、容器本体10の内面に、容器のバリア性を高めるために、例えばダイヤモンド状炭素膜や酸化珪素薄膜等の蒸着膜を形成しても良い。
また、容器本体10は、2層以上の多層成形ボトルとして形成することもできる。すなわち押し出し成形または射出成形により、例えば、中間層をMXD6、MXD6+脂肪酸塩、PGA(ポリグリコール酸)、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)又はPEN(ポリエチレンナフタレート)等のガスバリア性及び遮光性を有する樹脂(中間層)として3層以上からなるプリフォーム10aを押出成形後、ブロー成形することによりガスバリア性及び遮光性を有する多層ボトルとして形成しても良い。なお、中間層としては、上述した各種樹脂をブレンドした樹脂を用いても良い。
また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡プリフォームを成形し、この発泡プリフォームをブロー成形することによって、容器本体10を作製しても良い。このような容器本体10は、発泡セルを内蔵しているため、容器本体10全体の遮光性を高めることができる。
このような容器本体10は、例えば満注容量が100ml〜2000mlのボトルからなっていても良い。あるいは、容器本体10は、満注容量が例えば10L〜60Lの大型のボトルであっても良い。
次にプラスチック製部材40について説明する。プラスチック製部材40(40a)は後述するようにプリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられ、プリフォーム10aの外側に密着された後、プリフォーム10aとともに2軸延伸ブロー成形されることにより得られたものである。
プラスチック製部材40は容器本体10の外面に接着されることなく取付けられており、容器本体10に対して移動又は回転しないほどに密着されている。このプラスチック製部材40は、容器本体10の外面において薄く引き延ばされて容器本体10を覆っている。また、図2に示すように、プラスチック製部材40は、容器本体10を取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、略円形状の水平断面を有している。
この場合、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、口部11を除く、首部13、肩部12、胴部20および底部30の全体を覆うように設けられている。これにより、容器本体10の首部13、肩部12、胴部20および底部30に対して所望の機能や特性を付与することができる。さらに、プラスチック製部材40は1つに限らず、複数設けても良い。例えば、2つのプラスチック製部材40を、首部13および肩部12の外面と底部30の外面とにそれぞれ設けても良い。
本実施の形態において、プラスチック製部材40は、少なくとも容器本体10の首部13を覆っている。この場合、プラスチック製部材40は、首部13の全域を覆っていても良く、首部13の一部領域のみを覆っていても良い。なお、首部13における容器本体10の厚みは、例えば200μm〜5000μmである。また、首部13の周囲におけるプラスチック製部材40の外径D3は、例えば25mm〜29mmである。複合容器10Aの軸線CLに対して垂直な平面F上において、首部13におけるプラスチック製部材40の外周形状は、長軸と短軸とを有する閉じた曲線形状をもつ。この曲線形状は、後述するブロー成形金型50の首部収容領域52の曲線形状Csに対応した形状からなる。
一方、プラスチック製部材40は、容器本体10に対して溶着ないし接着されていないため、容器本体10から剥離して除去することができる。具体的には、例えば刃物等を用いてプラスチック製部材40を切除したり、プラスチック製部材40に予め図示しない切断線を設け、この切断線に沿ってプラスチック製部材40を剥離したりすることができる。これにより、プラスチック製部材40を容器本体10から分離除去することができる。
このようなプラスチック製部材40としては、プリフォーム10aに対して収縮する作用をもたないものであっても良く、収縮する作用をもつものであっても良い。
またプラスチック製部材40の厚みは、これに限定されるものではないが、容器本体10に取り付けられた状態であって、胴部20の周囲において例えば5μm〜500μm程度とすることができる。また、プラスチック製部材40の厚みは、首部13の周囲において例えば5μm〜1000μm程度となっている。
(複合プリフォームの構成)
次に図3により、上述した複合容器10Aを作製する際に用いられる複合プリフォームの構成について説明する。
図3に示すように、複合プリフォーム70は、プラスチック材料製のプリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側に設けられた有底円筒状のプラスチック製部材40aとを備えている。
プリフォーム10aは、口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aとを備えている。このうち口部11aは、上述した容器本体10の口部11に対応するものであり、口部11と略同一の形状を有している。また、胴部20aは、上述した容器本体10の首部13、肩部12および胴部20に対応するものであり、略円筒形状を有している。底部30aは、上述した容器本体10の底部30に対応するものであり、略半球形状を有している。
プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aの外面に接着されることなく取付けられており、プリフォーム10aに対して移動又は回転しないほどに密着されているか、又は自重で落下しない程度に密着されている。プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aを取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、円形状の水平断面を有している。
この場合、プラスチック製部材40aは、容器本体10の首部13に対応する部分(首部対応部分)13aを含む胴部20aの全域と、底部30aの全域とを覆うように設けられている。首部対応部分13aは、略均一な径をもつ略円筒形状を有している。
なお、プラスチック製部材40aは、口部11a以外の全域又は一部領域に設けられていても良い。本実施の形態において、プラスチック製部材40aは、少なくともプリフォーム10aの首部対応部分13aを覆っている。この場合、プラスチック製部材40aは、首部対応部分13aの全域を覆っていても良く、首部対応部分13aの一部領域のみを覆っていても良い。なお、首部対応部分13aにおけるプラスチック製部材40aの外径D2は、例えば25mm〜29mmとなっている。また、首部対応部分13aにおけるプラスチック製部材40aの厚みは、例えば5μm〜1000μm程度とすることができる。さらに、プラスチック製部材40aは1つに限らず、複数設けても良い。例えば、2つのプラスチック製部材40aを胴部20aの外側2箇所にそれぞれ設けても良い。
このようなプラスチック製部材40aとしては、プリフォーム10aに対して収縮する作用をもたないものであっても良く、収縮する作用をもつものであっても良い。
前者の場合、プラスチック製部材40aとしては、例えばブロー成形により作製されたブローチューブ、シート成形により作製されたシート成形チューブ、押出成形により作製された押出チューブ、インフレーション成形により作製されたインフレーション成形チューブ等を用いることができるが、これに限定されるものではなく、上記以外の成形方法を用いても良い。
後者の場合、すなわちプラスチック製部材(外側収縮部材)40aが収縮する作用をもつ場合、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、例えば、外的な作用(例えば熱)が加えられた際、プリフォーム10aに対して収縮(例えば熱収縮)するものが用いられても良い。あるいは、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、それ自体が収縮性ないし弾力性を持ち、外的な作用を加えることなく収縮可能なものであっても良い。
プラスチック製部材40aとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹旨、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、フタル酸ジアリル樹脂、フッ素系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリブタジエン、ポリブテン−1、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロンMXD6、芳香族ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテレフタル酸エチレン、ポリテレフタル酸ブチレン、ポリナフタレン酸エチレン、Uポリマー、液晶ポリマー、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、シリコーン樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアセタール、エポキシ樹脂等を挙げることができる。このうちポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の熱可塑性非弾性樹脂を用いることが好ましい。またそれらのブレンド材料や多層構造、部分的多層構造のものであってもよい。さらに、プラスチック製部材40aの材料には、その特性が損なわれない範囲において、主成分の樹脂以外にも、各種の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、スリップ剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤、および着色顔料等を添加することができる。また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡部材を使用し、この発泡プリフォームを成形することによって、遮光性を高めることができる。
またプラスチック製部材40aが容器本体10(プリフォーム10a)と同一の材料からなっていても良い。この場合、複合容器10Aのうち、例えば強度を高めたい部分に重点的にプラスチック製部材40を配置し、当該箇所の強度を選択的に高めることができる。例えば、容器本体10の肩部12周辺および底部30周辺にプラスチック製部材40を設け、この部分の強度を高めても良い。このような材料としては、熱可塑性樹脂、特にPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)を挙げることができる。
またプラスチック製部材40aは、酸素バリア性又は水蒸気バリア性等のガスバリア性を有する材料からなっていても良い。この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aのガスバリア性を高め、酸素や水蒸気によって内容液が劣化することを防止することができる。例えば、容器本体10のうち、肩部12、首部13、胴部20および底部30の全域にプラスチック製部材40を設け、この部分のガスバリア性を高めても良い。このような材料としては、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、MXD−6(ナイロン)、PGA(ポリグリコール酸)、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)またはこれらの材料に脂肪酸塩などの酸素吸収材を混ぜることも考えられる。
またプラスチック製部材40aは、紫外線等の光線バリア性を有する材料からなっていても良い。この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aの光線バリア性を高め、紫外線等により内容液が劣化することを防止することができる。例えば、容器本体10のうち、肩部12、首部13、胴部20および底部30の全域にプラスチック製部材40aを設け、この部分の紫外線バリア性を高めても良い。このような材料としては、ブレンド材料、またはPETやPE、PPに遮光性樹脂を添加した材料が考えられる。また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることにより作製された、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡部材を使用しても良い。
またプラスチック製部材40aは、容器本体10(プリフォーム10a)を構成するプラスチック材料よりも保冷性又は保温性の高い材料(熱伝導性の低い材料)からなっていても良い。この場合、容器本体10そのものの厚みを厚くすることなく、内容液の温度が複合容器10Aの表面まで伝達しにくくすることが可能となる。これにより、複合容器10Aの保冷性又は保温性が高められる。例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20の保冷性又は保温性を高めても良い。また、使用者が複合容器10Aを把持した際、冷たすぎたり熱すぎたりすることにより複合容器10Aを持ちにくくなることが防止される。このような材料としては、発泡化したポリウレタン、ポリスチレン、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂などが考えられる。これら樹脂を含んでなる樹脂材料に、中空粒子を混合することが好ましい。中空粒子の平均粒子径は、1〜200μmであることが好ましく、5〜80μmであることがより好ましい。なお、「平均粒子径」とは、体積平均粒子径を意味し、粒度分布・粒径分布測定装置(例えば、ナノトラック粒度分布測定装置、日機装株式会社製など)を用いて公知の方法により測定することができる。また、中空粒子としては、樹脂などから構成される有機系中空粒子であってもよく、ガラスなどから構成される無機系中空粒子であってもよいが、分散性が優れるという理由から、有機系中空粒子が好ましい。有機系中空粒子を構成する樹脂としては、例えば、架橋スチレン−アクリル樹脂などのスチレン系樹脂、アクリロニトリル−アクリル樹脂などの(メタ)アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂などを挙げることができる。また、ローペイクHP−1055、ローペイクHP−91、ローペイクOP−84J、ローペイクウルトラ、ローペイクSE、ローペイクST(ロームアンドハース(株)製)、ニポールMH−5055(日本ゼオン(株)製)、SX8782、SX866(JSR(株)製)などの市販される中空粒子を用いることも出来る。中空粒子の含有量としては、プラスチック製部材40aに含有される樹脂材料100質量部に対して、0.01〜50質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましい。
またプラスチック製部材40aは、容器本体10(プリフォーム10a)を構成するプラスチック材料よりも滑りにくい材料からなっていても良い。この場合、容器本体10の材料を変更することなく、使用者が複合容器10Aを把持しやすくすることができる。例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20を持ちやすくしても良い。
このプラスチック製部材40aには、予めデザイン又は印字等の印刷が施されていても良い。この場合、印刷は例えばインクジェット法やグラビア印刷法等の印刷法により、無地のプラスチック製部材40aにデザイン又は印字が施されて形成されても良い。この印刷は、プリフォーム10aに取り付けられる前のプラスチック製部材40aに対して施されても良く、プリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを設けた状態で施されても良い。また、プラスチック製部材40aは、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、黒色、白色等の色に着色されていても良く、また透明であっても不透明であっても良い。
次にプラスチック製部材40aの形状について説明する。
図3および図4(a)に示すように、プラスチック製部材40aは、全体として有底円筒形状からなり、円筒状の胴部41と、胴部41に連結された底部42とを有していても良い。この場合、プラスチック製部材40aの底部42がプリフォーム10aの底部30aを覆うので、複合容器10Aの胴部20に加え、底部30に対してもバリア性等の様々な機能や特性を付与することができる。このようなプラスチック製部材40aは、例えば上述したブローチューブやシート成形チューブを挙げることができる。
また、図4(b)に示すように、プラスチック製部材40aは、全体として円管形状(無底円筒形状)からなり、円筒状の胴部41を有していても良い。この場合、プラスチック製部材40aとしては、例えば上述したブローチューブ、押出チューブ、インフレーション成形チューブ、シート成形チューブを用いることができる。
また、図4(c)および図4(d)に示すように、プラスチック製部材40aは、フィルムを筒状に形成してその端部を貼り合わせることにより作製されても良い。この場合、図4(c)に示すように、プラスチック製部材40aは、胴部41を有する管形状(無底円筒形状)に構成されていても良く、図4(d)に示すように、底部42を貼り合わせることにより有底筒形状に構成されていても良い。
(複合容器の製造方法)
次に図5(a)〜(f)により、本実施の形態による複合容器10Aの製造方法(ブロー成形方法)について説明する。
まず、プラスチック材料製のプリフォーム10aを準備する(図5(a)参照)。この場合、例えば図示しない射出成形機を用いて、射出成形法によりプリフォーム10aを作製しても良い。また、プリフォーム10aとして、従来一般に用いられるプリフォームを用いても良い。
次に、プラスチック製部材40aを準備する。この場合、プラスチック製部材40aは、全体として有底円筒形状からなり、円筒状の胴部41と、胴部41に連結された底部42とを有している。
次に、プリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを設けることにより、プリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側に密着されたプラスチック製部材40aとを有する複合プリフォーム70を作製する(図5(b)参照)。このとき、プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aのうち、首部対応部分13aを含む胴部20aと、底部30aとを覆っている。
この場合、プリフォーム10aの外径と同一又はわずかに小さい内径をもつプラスチック製部材40aを、プリフォーム10aに対して押し込むことにより、プリフォーム10aの外面に密着させても良い。
このように、予めプリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを密着させ、複合プリフォーム70を作製しておくことにより、複合プリフォーム70を作製する一連の工程(図5(a)〜(b))と、複合容器10Aをブロー成形により作製する一連の工程(図5(c)〜(f))とを別々の場所(工場等)で実施することが可能になる。
次に、複合プリフォーム70は、加熱装置51によって加熱される(図5(c)参照)。このとき、複合プリフォーム70は、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置51によって周方向に均等に加熱される。この加熱工程におけるプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aの加熱温度は、例えば90℃乃至130℃としても良い。
続いて、加熱装置51によって加熱された複合プリフォーム70は、ブロー成形金型50に送られる(図5(d)参照)。
複合容器10Aは、このブロー成形金型50を用いて成形される。このブロー成形金型50は、互いに分割された一対の胴部金型50a、50b(第1の胴部金型50a、第2の胴部金型50b)と、底部金型50cとを含む(図5(d)参照)。図5(d)において、一対の胴部金型50a、50b間は互いに開いており、底部金型50cは上方に上がっている。この状態で一対の胴部金型50a、50b間に、複合プリフォーム70が挿入される。
次に図5(e)に示すように、底部金型50cが下がったのちに一対の胴部金型50a、50bが閉鎖され、一対の胴部金型50a、50bおよび底部金型50cにより密閉されたブロー成形金型50が構成される。
次にプリフォーム10a内に空気が圧入され、複合プリフォーム70に対して2軸延伸ブロー成形が施される。
このことにより、ブロー成形金型50内でプリフォーム10aから容器本体10が得られる。この間、胴部金型50a、50bは30℃乃至80℃まで加熱され、底部金型50cは5℃乃至25℃まで冷却される。この際、ブロー成形金型50内では、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aが一体として膨張される。これにより、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aは、一体となってブロー成形金型50の内面に対応する形状に賦形される。
次に図5(f)に示すように、一対の胴部金型50a、50bおよび底部金型50cが互いに離れ、ブロー成形金型50内から複合容器10Aが取出される。
(複合容器の製造方法の変形例)
次に、図6(a)〜(f)により、本実施の形態による複合容器10Aの製造方法(ブロー成形方法)の変形例について説明する。図6(a)〜(g)に示す変形例は、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aがプリフォーム10aに対して収縮する作用をもつものであり、他の構成は、図5(a)〜(f)に示す形態と略同一である。図6(a)〜(f)において、図5(a)〜(f)と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、プラスチック材料製のプリフォーム10aを準備する(図6(a)参照)。
次に、プリフォーム10aの外側に、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aを設ける(図6(b)参照)。この場合、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、全体として有底円筒形状からなり、円筒状の胴部41と、胴部41に連結された底部42とを有している。このプラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、胴部20aのうち容器本体10の首部13に対応する部分(首部対応部分13a)を含む全域と、底部30aの全域とを覆うように装着される。
次に、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、加熱装置51によって加熱される(図6(c)参照)。このとき、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置51によって周方向に均等に加熱される。この加熱工程におけるプリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aの加熱温度は、例えば90℃乃至130℃としても良い。
このように、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aが加熱されることにより、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aが熱収縮し、プリフォーム10aの外側に密着する(図6(c)参照)。このとき、プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aのうち、首部対応部分13aを含む胴部20aと、底部30aとを覆っている。なお、プラスチック製部材(外側収縮部材)40a自体が収縮性を有する場合、プリフォーム10aの外側にプラスチック製部材(外側収縮部材)40aを設けた時点(図6(b)参照)でプラスチック製部材(外側収縮部材)40aがプリフォーム10aの外側に密着していても良い。
続いて、加熱装置51によって加熱されたプリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、ブロー成形金型50に送られる(図6(d)参照)。この場合、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aを熱収縮させる加熱と、プリフォーム10aをブロー成形する加熱とを同一工程で実行することができる。
プリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、このブロー成形金型50を用いて成形され、上述した図5(a)〜(f)の場合と略同様にして、容器本体10と、容器本体10の外面に設けられたプラスチック製部材(外側収縮部材)40とを備えた複合容器10Aが得られる(図6(d)〜(f)参照)。
次に図7(a)〜(g)により、本実施の形態による複合容器10Aの製造方法(ブロー成形方法)の他の変形例について説明する。図7(a)〜(g)に示す変形例は、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aがプリフォーム10aに対して収縮する作用をもち、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aを2段階で加熱するものであり、他の構成は、図5(a)〜(f)および図6(a)〜(f)に示す形態と略同一である。図7(a)〜(g)において、図5(a)〜(f)および図6(a)〜(f)と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
まず、プラスチック材料製のプリフォーム10aを準備する(図7(a)参照)。
次に、プリフォーム10aの外側に、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aを設ける(図7(b)参照)。
次に、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、第1の加熱装置55によって加熱される(図7(c)参照)。このとき、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aの加熱温度は、例えば50℃乃至100℃としても良い。
プラスチック製部材(外側収縮部材)40aが加熱されることにより、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aが熱収縮し、プリフォーム10aの外側に密着する。これにより、プリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側に密着されたプラスチック製部材(外側収縮部材)40aとを有する複合プリフォーム70が得られる(図7(c)参照)。この際、プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aのうち、首部対応部分13aを含む胴部20aと、底部30aとを覆う。
このように、第1の加熱装置55を用いて予めプリフォーム10aの外側にプラスチック製部材(外側収縮部材)40aを加熱密着させ、複合プリフォーム70を作製しておくことにより、複合プリフォーム70を作製する一連の工程(図7(a)〜(c))と、複合容器10Aをブロー成形により作製する一連の工程(図7(d)〜(g))とを別々の場所(工場等)で実施することが可能になる。
次に、複合プリフォーム70は、第2の加熱装置51によって加熱される(図7(d)参照)。このとき、複合プリフォーム70は、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、第2の加熱装置51によって周方向に均等に加熱される。この加熱工程におけるプリフォーム10aおよびプラスチック製部材(外側収縮部材)40aの加熱温度は、例えば90℃乃至130℃としても良い。
続いて、第2の加熱装置51によって加熱された複合プリフォーム70は、ブロー成形金型50に送られる(図7(e)参照)。
複合プリフォーム70は、このブロー成形金型50を用いて成形され、上述した図5(a)〜(f)の場合と略同様にして、容器本体10と、容器本体10の外面に設けられたプラスチック製部材(外側収縮部材)40とを備えた複合容器10Aが得られる(図7(e)〜(g)参照)。
(ブロー成形金型の構成)
次に、図8および図9を参照して、上述したブロー成形工程(図5(d)〜(f)、図6(d)〜(f)、図7(e)〜(g)参照)において、複合容器10Aをブロー成形法により製造する際に用いられるブロー成形金型の構成について詳細に説明する。図8および図9は、本実施の形態によるブロー成形金型を示す図である。このうち図8(a)(b)は、それぞれ一対の胴部金型50a、50bが密着した際の、ブロー成形金型50の垂直断面図であり、複合容器10Aの軸線CLを含む平面に沿う断面図である。図9は、一対の胴部金型50a、50bが密着した際の、ブロー成形金型50の水平断面図であり、複合容器10Aの軸線CL方向に対して垂直な平面に沿う水平断面図である。
本実施の形態において、ブロー成形金型50は、上述したように、一対の胴部金型50a、50b(第1の胴部金型50a、第2の胴部金型50b)と、底部金型50c(図5(d)〜(f)、図6(d)〜(f)、図7(e)〜(g)参照)とを備えている。
このうち第1の胴部金型50aは、略平坦な面からなる第1の合わせ面50dと、第1の合わせ面50dに形成された第1の首部対応凹部52aとを有している。第1の首部対応凹部52aは、複合容器10Aの首部13の一部(この場合は周方向半分)に対応している。
また第2の胴部金型50bは、略平坦な面からなる第2の合わせ面50eと、第2の合わせ面50eに形成された第2の首部対応凹部52bとを有している。第2の合わせ面50eは、一対の胴部金型50a、50bおよび底部金型50cが密着したとき、第1の合わせ面50dに密着する。また第2の首部対応凹部52bは、複合容器10Aの首部13の他の一部(この場合は周方向半分)に対応している。
図8(a)に示すように、一対の胴部金型50a、50bが密着した状態で、第1の首部対応凹部52aと第2の首部対応凹部52bとによって、首部収容領域52が形成される。首部収容領域52には、複合容器10Aの首部13(プリフォーム10aの首部対応部分13a)が収容される。この首部収容領域52には、複合容器10A(プリフォーム10a)の軸線CL方向に沿って、首部13(首部対応部分13a)を収容する空洞が形成されている。
図9に示すように、首部収容領域52の外周形状は、長軸Laと、長軸Laよりも短い短軸Liとを有する閉じた曲線形状Csをもっている。閉じた曲線形状Csの長軸Laと短軸Liとは、複合容器10Aの軸線CLにおいて互いに直交している。この場合、長軸Laは、第1の合わせ面50d及び第2の合わせ面50eに対して平行な方向に位置する。こけに対して、短軸Liは、第1の合わせ面50d及び第2の合わせ面50eに対して直交する方向に位置する。
本実施の形態において、閉じた曲線形状Csは、略楕円形状をもつ。ここで略楕円形状とは、厳密な楕円形状のほか、複数の微小な円弧を連続的につなぎ合わせて楕円形状に近似させた形状としたものも含む。
図8(a)に示すように、長軸La方向に沿って見た場合、胴部金型50a、50bが閉じた状態で、ブロー成形金型50の首部収容領域52は、プリフォーム10aのプラスチック製部材40aに接触しない。すなわち、首部収容領域52を構成する閉じた曲線形状Csの長軸Laの長さDaは、プリフォーム10aの首部対応部分13aにおけるプラスチック製部材40aの外径D2よりも長い(Da>D2)。したがって、胴部金型50a、50bが閉じた際、長軸La方向(第1の合わせ面50d及び第2の合わせ面50eに対して平行な方向)において、首部収容領域52は、首部対応部分13aの周囲のプラスチック製部材40aに対してわずかに離間して配置される。このため、首部収容領域52の位置で、第1の合わせ面50dと第2の合わせ面50eとによってプラスチック製部材40aが挟まれることがない。これにより、プラスチック製部材40aが第1の合わせ面50dと第2の合わせ面50eとによって挟まれたままブロー成形されるおそれがない。この結果、第1の合わせ面50dと第2の合わせ面50eとによって挟まれたプラスチック製部材40が、ブロー成形後にバリ状に側方に突出する不具合を防止することができる。
具体的には、長軸Laの長さDaは、例えば25mm〜29mmとしても良い。また、閉じた長軸Laの長さDaは、首部対応部分13aにおけるプラスチック製部材40aの外径D2よりも例えば0.5mm〜2mmだけ長いことが好ましい。長軸Laの長さDaが、プラスチック製部材40aの外径D2よりも0.5mm以上長いことにより(Da−D2≧0.5mm)、第1の合わせ面50dと第2の合わせ面50eとによってプラスチック製部材40aが挟まれる不具合をより確実に防止することができる。一方、長軸Laの長さDaが、プラスチック製部材40aの外径D2よりも2mm以下だけ長いことにより(Da−D2≦2mm)、ブロー成形後に首部13が太くなりすぎる不具合を防止することができる。なお、ブロー成形後、プリフォーム10aの首部対応部分13aと、その周囲のプラスチック製部材40aとは、首部収容領域52の内側の形状に沿って賦形される。このため、軸線CLに対して垂直な平面において、複合容器10Aの首部13におけるプラスチック製部材40の外周形状は、長軸と短軸とを有する閉じた曲線形状をもつ。この曲線形状は、上記首部収容領域52の曲線形状Csに対応した形状となる。
一方、図8(b)に示すように、短軸Li方向に沿って見た場合、胴部金型50a、50bが閉じた状態で、ブロー成形金型50の首部収容領域52は、プリフォーム10aのプラスチック製部材40aに接触しても良く、接触しなくても良い。短軸Li方向において首部収容領域52がプラスチック製部材40aに接触する場合、胴部金型50a、50bが閉じた際、首部対応部分13aの周囲のプラスチック製部材40aは、第1の首部対応凹部52aと第2の首部対応凹部52bとによって挟み込まれて保持される。このため、ブロー成形時の圧力によってプラスチック製部材40aがプリフォーム10aからずれる不具合を防止することができる。これにより、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aからずれたままブロー成形されるおそれがなく、ブロー成形後のプラスチック製部材40が不正常な位置となってしまう不具合を防止することができる。一方、短軸Li方向において首部収容領域52がプラスチック製部材40aに接触しない場合であっても、ブロー成形時にプリフォーム10aが膨らみ始めてから即座に、プラスチック製部材40aが首部収容領域52に当たる。このため、ブロー成形時に、首部対応部分13aの周囲のプラスチック製部材40aは、径方向に膨張し、第1の首部対応凹部52aと第2の首部対応凹部52bとによって密着して保持される。したがって、DiがD2よりも若干長い場合であっても、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aからずれる不具合を防止することができる。
具体的には、曲線形状Csの短軸Liの長さDiは、例えば25mm〜28mmとしても良い。また、長軸Laの長さDaは、短軸Liの長さDiよりも例えば1.0%〜5.0%だけ長くしても良い。短軸Liの長さDiと長軸Laの長さDaとを上記範囲に設定することにより、複合容器10Aの首部13の周囲でプラスチック製部材40がバリ状に突出する不具合を防止するとともに、ブロー成形時にプラスチック製部材40aがプリフォーム10aからずれる不具合を防止するという本実施の形態による効果を確実に得ることができる。
なお、一例として、首部対応部分13aにおけるプリフォーム10aの径が25.5mmであり、プラスチック製部材40aの外径D2が26.1mmであり、短軸Liの長さが26.16mmであり、長軸の長さLaが26.60mmである。
以上説明したように、本実施の形態によれば、複合容器10Aの軸線CL方向に対して垂直な平面において、首部収容領域52の外周形状は、長軸Laと短軸Liとを有する閉じた曲線形状Csをもち、長軸Laは、第1及び第2の合わせ面50d、50eに平行な方向に位置している。このため、長軸La方向において、ブロー成形の際に第1及び第2の合わせ面50d、50eによってプラスチック製部材40aが挟まれてしまい、ブロー成形後にこの部分がバリ状に側方に突出する不具合を防止することができる。一方、短軸Li方向において、ブロー成形の際に第1及び第2の首部対応凹部52a、52bによってプラスチック製部材40aが挟持される。これにより、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aからずれた状態でブロー成形されてしまう不具合を防止することができる。これにより、ガスバリア性等の様々な機能や特性が付与された複合容器10Aを高い品質で作製することができる。
とりわけ、本実施の形態によれば、プラスチック製部材40によって首部13が覆われているので、首部13に対するガスバリア性等の機能を保持しつつ、首部13周囲のプラスチック製部材40がバリ状に突出する不具合を防止することができる。また、プラスチック製部材40がずれることにより首部13が露出し、首部13に対するガスバリア性等の機能が喪失してしまう不具合を防止することができる。
さらに、本実施の形態によれば、複合容器10Aを作製する際、一般的なブロー成形装置をそのまま用いることができるので、複合容器10Aを作製するための新たな成形設備を準備する必要が生じない。また、プリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを設けているので、プリフォーム10aを成形するための新たな成形設備を準備する必要も生じない。
(ブロー成形金型の変形例)
次に、図10により本実施の形態によるブロー成形金型の変形例について説明する。図10に示す変形例は、首部収容領域52を構成する閉じた曲線形状Csが、図9に示す形状と異なっているものであり、他の構成は上述した実施の形態と略同一である。図10において、図1乃至図9に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
図10に示すブロー成形金型50において、第1の胴部金型50aと第2の胴部金型50bとは、複合容器10Aの軸線CLに対して平行な回転軸Raを中心として互いに回動可能となっている。すなわち、第1の胴部金型50aと第2の胴部金型50bとは、回転軸Raを中心にヒンジ状に互いに開閉可能となっている。
図10において、閉じた曲線形状Csは、長軸Laと短軸Liとを有する非楕円状の形状をもつ。長軸Laは、一対の端部E1、E2を有し、短軸Liは、一対の端部E3、E4を有している。また、長軸Laの中心点(一対の端部E1、E2から等距離にある点)Pは、短軸Li及び軸線CLよりも回転軸Ra側に位置している。
この場合、(i)長軸Laの一方(回転軸Raから遠い側)の端部E1と軸線CLとの距離Dbと、(ii)短軸Liの一方の端部E3と軸線CLとの距離Dcと、(iii)短軸Liの他方の端部E4と軸線CLとの距離Ddとは、互いに同一である(Db=Dc=Dd)。これに対して、(iv)長軸Laの他方(回転軸Raに近い側)の端部E2と軸線CLとの距離Deは、上記距離Db、Dc、Ddよりも長い(Db=Dc=Dd<De)。また、閉じた曲線形状Csは、(i)端部E1、E3の間に延びる第1円弧A1と、(ii)端部E1、E4の間に延びる第2円弧A2と、(iii)端部E2、E3の間に延びる第1楕円弧A3と、(iv)端部E2、E4の間に延びる第2楕円弧A4とによって構成されている。
なお、上記に限らず、長軸Laの一方(回転軸Raから遠い側)の端部E1と軸線CLとの距離Dbが、短軸Liの一方(又は他方)の端部E3(又はE4)と軸線CLとの距離Dc(又はDd)と異なっていても良い。
図10において、長軸Laの他方(回転軸Raに近い側)の端部E2を、他の端部E1、E3、E4よりも複合容器10Aの軸線CLから遠く配置している。一般に、首部収容領域52のうち、回転軸Raに近い端部E2近傍は、プラスチック製部材40aが挟まれ易い箇所である。このため端部E2において、プラスチック製部材40aと首部収容領域52とを離間させることにより、プラスチック製部材40がバリ状に突出する不具合を確実に防止することができる。一方、首部収容領域52のうち、相対的にプラスチック製部材40aが挟まれにくい箇所である端部E1、E3、E4において、プラスチック製部材40aを挟持することができる。これにより、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aからずれる不具合を防止することができる。