JP2018079574A

JP2018079574A - 合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォーム

Info

Publication number: JP2018079574A
Application number: JP2016221273A
Authority: JP
Inventors: 伴成田嶋; Tomonari Tajima; 温小宮; Atsushi Komiya; 紀敬引地; Noritaka Hikichi; 弘光清都; Hiromitsu Kiyoto
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2018-05-24

Abstract

【課題】耐熱性に優れた合成樹脂製耐熱容器を製造することができる合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームを提供する。【解決手段】口部２、胴部３、及び底部４を含む有底筒状に形成された合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームにおいて、口部２と胴部３との間に、口部２の直下に口部２と同軸に垂下し、かつ、胴部４よりも薄肉とされた円筒状のストレート部５と、胴部３に向かって肉厚を増しながらストレート部５と胴部３とを接続する接続部６とを形成し、ストレート部５の軸方向に沿った長さＬ５を１〜３ｍｍとする。【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂製の耐熱容器をブロー成形によって製造するためのプリフォーム、すなわち、合成樹脂製耐熱容器のブロー成形用プリフォームに関し、特に、口部下を好適に二軸延伸ブロー成形するためのプリフォームに関する。

従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて、射出成形や圧縮成形などによって有底筒状のプリフォームを作製し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形によってボトル状に成形してなる合成樹脂製の容器が、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする容器として広い分野で利用されている。

また、この種の容器に内容物を充填する方法の一つとして、加熱滅菌された内容物を高温のまま充填、密封する方法（ホットパック法）が知られており、このような方法で内容物を充填する場合には、合成樹脂材料の結晶化度を高めることによって耐熱性が付与された耐熱容器が用いられている。

合成樹脂製の容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するに際し、その結晶化度を高めて耐熱容器とするには、一次ブロー成形型内にセットされたプリフォームを二軸延伸ブロー成形（一次ブロー成形）することで、最終的な容器形状よりも大きく延伸させて十分に配向結晶化させた中間成形品とし、次いで、これを取り出してヒートセット（熱結晶化）して加熱収縮させた後に、二次ブロー成形型内にセットして二次ブロー成形することによって最終的な容器形状に成形する、いわゆる二段ブロー成形法が知られている（例えば、特許文献１など参照）。

また、二段ブロー成形法では、工程数が多く、設備投資や設備の維持に要する負担も大きいことから、一段ブロー成形法（一回の二軸延伸ブロー成形）により耐熱容器を製造する試みもなされており、ブロー成形型をヒートセット温度に加熱して、成形後の容器をブロー成形型内でヒートセットして耐熱容器とすることも知られている（例えば、特許文献２など参照）。

特開２００３−１０３６０９号公報特開２００６−２９７８７３号公報

ところで、合成樹脂製の容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するためのプリフォームは、通常、口部、胴部、及び底部を含む有底筒状に形成されている。このようなプリフォームを二軸延伸ブロー成形するに際し、口部は延伸されずにそのまま容器口部となり、口部の直下から胴部側の部位が延伸されて所望の容器形状に成形されるが、口部の直下の部分は延伸され難く、未延伸部となってしまう傾向がある。特に、一段ブロー成形法では、最終的な容器形状（ブロー成形型のキャビティ形状）によってプリフォームの延伸倍率が制限されるため、最終的な容器形状よりも大きく延伸させた中間成形品を経て最終的な容器形状に成形する二段ブロー成形に比べて、このような未延伸部が残り易い傾向にある。

成形された容器口部の直下に未延伸部が多く残ってしまうと、その部分の耐熱性が不十分となり熱変形し易くなってしまう。このため、ホットパック法により内容物を充填、密封する際に、容器口部が傾いてしまったり、熱変形による影響が容器口部にまで及んでキャップとの嵌合又は螺合に支障を来たして密封不良の原因になってしまったりして、耐熱容器としての使用に耐えられなくなるという問題がある。

本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、二段ブロー成形法はいうまでもなく、一段ブロー成形法によっても耐熱性に優れた合成樹脂製耐熱容器を製造することができる合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームの提供を目的とする。

本発明に係る合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームは、合成樹脂製の耐熱容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するためのプリフォームであって、口部、胴部、及び底部を含む有底筒状に形成され、前記口部と前記胴部との間に、前記口部の直下に前記口部と同軸に垂下し、かつ、前記胴部よりも薄肉とされた円筒状のストレート部と、前記胴部に向かって肉厚を増しながら前記ストレート部と前記胴部とを接続する接続部とを有し、前記ストレート部の軸方向に沿った長さが１〜３ｍｍである構成としてある。

本発明によれば、耐熱性に優れた合成樹脂製耐熱容器を製造することができる。

本発明に係る合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームの一実施形態の概略を示す要部切欠き断面図である。図１に示すプリフォームを用いて二軸延伸ブロー成形された耐熱容器を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は主面図である。図１に示すプリフォームをブロー成形型にセットした状態を示す説明図である。本発明に係る合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームの他の実施形態の概略を示す要部切欠き断面図である。本発明に係る合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームの他の実施形態の概略を示す要部切欠き断面図である。本発明に係る合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームの他の実施形態の概略を示す要部切欠き断面図である。本発明に係るプリフォームを用いて二軸延伸ブロー成形された丸形耐熱容器の一例を示す正面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明に係る合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームの一実施形態として、容量２Ｌの角形ボトル状の耐熱容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するためのプリフォーム１を図１に示す。図１は、プリフォーム１の要部切欠き断面図（部分断面図）であり、プリフォーム１の軸心を一点鎖線で示している。
また、図２は、図１に示すプリフォーム１を用いて二軸延伸ブロー成形される耐熱容器を示す説明図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。図２に示す耐熱容器Ｃ１は、容器口部Ｃ２、容器胴部Ｃ３、及び容器底部Ｃ４を備え、さらに、容器口部Ｃ２と容器胴部Ｃ３との間に容器肩部Ｃ５を備えた瓶型容器で、容器胴部Ｃ３は、高さ方向ほぼ中央に位置するウェスト部Ｃ３０によって隔てられた下胴部Ｃ３１と上胴部Ｃ３２とを含むように形成されている。
また、図１に示すプリフォーム１をブロー成形型Ｍにセットした状態を図３に示す。図３に示すブロー成形型Ｍは、図２に示す耐熱容器Ｃ１の形状に対応するキャビティを有しており、図３では、図２（ａ）のＡ−Ａ断面に対応するブロー成形金型Ｍの断面を示している。
なお、ブロー成形金型Ｍの奥行き形状（キャビティ内面にある減圧吸収パネルやリブ、凹凸等）は省略している。

図１に示すプリフォーム１は、熱可塑性樹脂を使用して射出成形、又は圧縮成形などにより、円筒状の胴部３と、胴部３の一端側に開口する口部２と、胴部３の他端側を閉塞する半球状の底部４とを含む有底筒状に形成されている。

使用する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリ乳酸，ポリエチレンフラノエート又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステル，これらの樹脂あるいは他の樹脂とブレンドされたものなどが挙げられ、特に、ポリエチレンテレフタレート等のエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが好適であるが、これらに限定されない。

口部２は、二軸延伸ブロー成形によって延伸されずに、そのまま容器口部Ｃ２とされる部位であり、口部２の外周面には、図示しないキャップを取り付けるためのネジ山２１が形成されている。また、口部２の下端には、周方向に沿って外方に突出する環状のネックリング２２が形成されている。

二軸延伸ブロー成形によって延伸されない口部２は、二軸延伸ブロー成形後に熱結晶化して耐熱性を付与するようにしてもよいが、熱結晶化処理時のハンドリング性を考慮すると、二軸延伸ブロー成形前のプリフォーム１の段階で熱結晶化させておくのが好ましい。

また、口部２と胴部３との間には、口部２の直下に口部２と同軸に垂下し、かつ、胴部３よりも薄肉とされた円筒状のストレート部５と、胴部３に向かって肉厚を増しながらストレート部５と胴部３とを接続する接続部６とを有している。

このようなプリフォーム１を二軸延伸ブロー成形するに際しては、口部２の直下のストレート部５から底部４までの部位が、図示しない公知の延伸ロッドにより軸方向（高さ方向）に延伸されつつ、高圧流体ブローにより軸方向及び周方向（幅方向）に延伸されて、延伸された部位にブロー成形型Ｍのキャビティ形状が転写されることによって所望の容器形状に成形される。

このとき、口部２の直下のストレート部５の部分は延伸され難く、未延伸部となってしまう傾向があるが、本実施形態では、口部２の直下に口部２と同軸に垂下し、かつ、胴部３よりも薄肉とされた円筒状のストレート部５を形成し、かかるストレート部５の軸方向に沿った長さＬ_５を１〜３ｍｍとすることで、口部２の直下のストレート部５の部分が、適度に延伸され易くなるようにすることができる。

その結果、プリフォーム１を用いて二軸延伸ブロー成形された耐熱容器Ｃ１にあっては、容器口部Ｃ２の直下から容器肩部Ｃ５にかけて過延伸部が生じたりすることなく、また、未延伸部が多く残ってしまうこともない。加熱条件、延伸ロッドとブローのタイミング条件などの成形条件にも依るが、容器口部Ｃ２の直下に残る未延伸部（全く延伸されない部分）は、二軸延伸ブロー成形前のストレート部５の０〜５０％程度に抑制することができる。

これにより、二軸延伸ブロー成形された耐熱容器Ｃ１の容器口部Ｃ２の直下の部分の耐熱性を十分なものとして、特に、ホットパック法により８５〜９３℃の内容物を充填、密封する際に、容器口部Ｃ２が傾いてしまったり、熱変形による影響が容器口部Ｃ２にまで及んでキャップとの嵌合又は螺合に支障を来たして密封不良の原因になってしまったりすることなのない、耐熱性に優れた合成樹脂製の耐熱容器Ｃ１を、二段ブロー成形法はいうまでもなく、一段ブロー成形法によっても製造することが可能になる。

また、プリフォーム１の胴部３の及びストレート部５の肉厚Ｔ_３，Ｔ_５は、二軸延伸ブロー成形された耐熱容器Ｃ１において、その容器口部Ｃ２の直下の部位の肉厚、容器肩部Ｃ５の肉厚、容器胴部Ｃ３の肉厚が適度に確保されるように適宜調整することができる。
例えば、胴部３の肉厚Ｔ_３を２．４〜４．０ｍｍとし、ストレート部５の肉厚Ｔ_５を１．０〜２．４ｍｍとして、ストレート部５の肉厚Ｔ_５に対する胴部３の肉厚Ｔ_３の比（Ｔ_３/Ｔ_５）を１．５〜４．０とするのが好ましい。
これにより、容器口部Ｃ２の直下の部位、容器肩部Ｃ５、容器胴部Ｃ３に、耐熱性の確保と軽量化に好適な０．２５〜０．３５ｍｍ程度の厚さを確保し易くすることができる。

また、プリフォーム１を用いて二軸延伸ブロー成形された耐熱容器Ｃ１において、その容器口部Ｃ２の直下の部位の肉厚や、容器胴部Ｃ３の肉厚が適度に確保されるようにするためには、二軸延伸ブロー成形される耐熱容器Ｃ１の最終的な製品形状に応じて、プリフォーム１の寸法を適宜調整するのが好ましい。
例えば、プリフォーム１の胴部３が円筒状である場合、二軸延伸ブロー成形される耐熱容器Ｃ１の容器口部Ｃ２を除いた高さ（すなわち、容器口部Ｃ２の直下から容器底部Ｃ４に至る軸方向に沿った長さ）Ｈに対する、プリフォーム１の口部２を除いた長さ（すなわち、口部２の直下から底部４に至る軸方向に沿った長さ）ｈの比（ｈ／Ｈ）が、１/４〜１／２であるのが好ましく、二軸延伸ブロー成形される耐熱容器Ｃ１の容器胴部Ｃ４の最大幅Ｗmax（図２（ａ）参照）に対する、プリフォーム１の胴部３の平均直径Ｄaveの比（Ｄave/Ｗmax）が、１／５〜１／２であるのが好ましい。
なお、プリフォーム１の胴部３の平均直径とは、胴部３部分の軸方向中央部における、外径と内径との和を２で除した値（（外径＋内径）／２：厚さ方向中央部間の直径）のこととする。

また、図２に示すような、容量が比較的大きい耐熱容器Ｃ１では、ホットパック法により内容物を充填、密封した後に、容器胴部Ｃ３の下胴部Ｃ３１が膨らみ易く、また、上げ底形状とされた容器底部Ｃ４が押し下げられ易い傾向がある。このような変形を抑制するには、容器胴部Ｃ３の下胴部Ｃ３１から容器底部Ｃ４にかけてバランスの良い肉厚分布となるように成形されるのが好ましい。

例えば、口部２の直下から胴部３側の部分（口部２を除いた部分）の重量が４２．５ｇ以下のポリエチレンテレフタレート樹脂製のプリフォーム１を用いて容量２Ｌの角形ボトル状の耐熱容器Ｃ１を二軸延伸ブロー成形する際には、胴部４の少なくとも一部において、口部２の直下の外径Ｄ_２よりも、胴部４の外径Ｄ_４が大きくなるようにするのが好ましい。これとともに、プリフォーム１をブロー成形型Ｍにセットしたときに、二軸延伸ブロー成形される耐熱容器Ｃ１の容器胴部Ｃ４の最大幅Ｗmax方向において、ブロー成形型Ｍのキャビティ面とプリフォーム１との間に形成される最大間隙Ｇ（図３参照）が、４３．５ｍｍよりも小さくなるようにプリフォーム１の寸法を設定するのが好ましい。このようにすることで、容器胴部Ｃ３の下胴部Ｃ３１から容器底部Ｃ４にかけてバランスの良い肉厚分布とすることができ、また、二軸延伸ブロー成形時のバーストを抑制して成形性良く耐熱容器Ｃ１を成形することができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

本発明に係る合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォームの他の実施形態を図４、図５、図６に示す。
図４は、容量３００〜６００ｍＬの角形又は丸形ボトル状の耐熱容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するためのプリフォーム１の一例であり、図５は、容量３５０〜６００ｍＬの角形又は丸形ボトル状の耐熱容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するためのプリフォーム１の一例であり、図６は、容量９００〜２０００ｍＬの角形又は丸形ボトル状の耐熱容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するためのプリフォーム１の一例である。これらのプリフォーム１は、いずれも、口部２の直下に口部２と同軸に垂下し、かつ、胴部３よりも薄肉とされた円筒状のストレート部５が形成されており、かかるストレート部５の軸方向に沿った長さＬ_５を１〜３ｍｍとすることで、口部２の直下の部分が、適度に延伸され易くなるようになっている。
なお、丸形ボトルの例として、円筒状の胴部に、容器内方側に凹んでいる減圧吸収パネル６面（正面視の３面と、背面に隠れた３面）を備えたボトルを図７に示す。

本発明は、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする合成樹脂製容器を製造する技術として利用可能である。

１プリフォーム
２口部
３胴部
４底部
５ストレート部
６接続部
Ｍ容器

Claims

合成樹脂製の耐熱容器を二軸延伸ブロー成形によって製造するためのプリフォームであって、
口部、胴部、及び底部を含む有底筒状に形成され、
前記口部と前記胴部との間に、
前記口部の直下に前記口部と同軸に垂下し、かつ、前記胴部よりも薄肉とされた円筒状のストレート部と、
前記胴部に向かって肉厚を増しながら前記ストレート部と前記胴部とを接続する接続部と
を有し、
前記ストレート部の軸方向に沿った長さが１〜３ｍｍであることを特徴とする合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォーム。
前記ストレート部の肉厚が１．０〜２．４ｍｍ、前記胴部の肉厚が２．４〜４．０〜ｍｍであり、前記ストレート部に対する前記胴部の肉厚比が１．５〜４．０である請求項１に記載の合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォーム。
前記胴部が円筒状であり、
ブロー成形される前記耐熱容器の容器口部を除いた高さＨに対する、当該プリフォームの前記口部を除いた長さｈの比（ｈ／Ｈ）が、１／４〜１／２であり、二軸延伸ブロー成形される前記耐熱容器の容器胴部の最大幅Ｗmaxに対する、プリフォーム１の胴部３の平均直径Ｄaveの比（Ｄave/Ｗmax）が、１／５〜１／２である請求項１又は２に記載の合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォーム。
前記耐熱容器を一段ブロー成形によって製造するためのプリフォームである請求項１〜３のいずれか一項に記載の合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォーム。
前記口部が熱結晶化されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の合成樹脂製耐熱容器の二軸延伸ブロー成形用プリフォーム。