JP2019209519A - プリフォーム、及びプリフォームの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】肉厚に偏りが発生しにくいプリフォーム、及びプリフォームの製造方法を提供する。【解決手段】本発明のプリフォーム１１は、内体１３と、内体１３の外面に積層された外体１２とを有し、延伸ブロー成形に用いられる合成樹脂製プリフォーム１１であって、筒状の口部１４と、口部１４に連なる胴部１５と、胴部１５の下端を閉塞する底部１６とを備え、内体１３の底部１６における内面には、内側に突出する凸部１６ａが設けられていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、内層体と該内層体の外面に積層された外層体とを備えた合成樹脂製容器のブロー成形に用いられるプリフォーム、及びプリフォームの製造方法に関する。

従来から、内層体と該内層体の外面に積層された外層体とを備えた合成樹脂製容器のブロー成形に用いられるプリフォームが知られている。例えば、特許文献１には、外側プリフォームの底部に孔設部を設けて、当該孔設部を通じて内側プリフォーム用の樹脂を金型内に充填することで積層構造のプリフォームを製造することが開示されている。

特開２０００− ４３１２６号公報

しかし、特許文献１に記載のプリフォームの製造方法では、内側プリフォームを形成する際に、コア本体のゲート側端が支持されていないため、コア本体が外側プリフォームに対して径方向にずれることで内側プリフォームの肉厚に偏りが生じる場合がある。特に、肉厚が薄い場合には、コア本体のずれが発生すると成形安定性や成形後の製品外観に悪影響を及ぼすため改善の余地があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、肉厚に偏りが発生しにくいプリフォーム、及びプリフォームの製造方法を提供することにある。

本発明のプリフォームは、
内体と、該内体の外面に積層された外体とを有し、延伸ブロー成形に用いられる合成樹脂製プリフォームであって、
筒状の口部と、
該口部に連なる胴部と、
該胴部の下端を閉塞する底部と
を備え、
前記内体の底部における内面には、内側に突出する凸部、又は外側に凹む凹部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明のプリフォームは、上記構成において、前記内体を長手方向に二分したときの底部側において、前記内体は外面から外側に突出する突出部を有することが好ましい。

また、本発明のプリフォームは、上記構成において、前記突出部の外面は、前記外体の外面と滑らかに接続することが好ましい。

また、本発明のプリフォームは、上記構成において、前記突出部の少なくとも一部は、前記内体の底部に設けられたＲ面上に形成されていることが好ましい。

また、本発明のプリフォームの製造方法は、
内体と、該内体の外面に積層された外体とを有し、筒状の口部と、該口部に連なる胴部と、該胴部の下端を閉塞する底部とを備える合成樹脂製プリフォームの製造方法であって、
前記底部における内面に、内側に突出する凸部、又は外側に凹む凹部が設けられた内体を形成するステップと、
前記内体を金型のキャビティ内に配置するステップと、
前記内体の内面に、前記凸部に対応するコア凹部、又は前記凹部に対応するコア凸部を有するコア部材を嵌合するステップと、
前記キャビティと前記内体の外面との間の空間に前記外体を形成するステップと
を含むことを特徴とする。

また、本発明のプリフォームの製造方法は、上記構成において、前記内体は、該内体を長手方向に二分したときの底部側において、外面から外側に突出する突出部を有し、前記内体は、前記突出部が前記キャビティに当接するように、前記キャビティ内に配置されることが好ましい。

本発明によれば、肉厚に偏りが発生しにくいプリフォーム、及びプリフォームの製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態であるプリフォームの正面断面図である。 内体の底部に設けられる凸部のバリエーションを示す図である。 内体に設けられる突出部のバリエーションを示す図である。 本発明の一実施形態であるプリフォームの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態であるプリフォームを構成する内体の正面断面図である。 本発明の一実施形態であるプリフォームを構成する内体の内面にコア部材を嵌合させた状態を示す正面断面図である。 図６における、底部の拡大断面図である。 図６において、外体を形成しプリフォームを完成させた状態を示す正面断面図である。

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。なお、本明細書、特許請求の範囲、及び図面においては、上下方向は、図１に示すようにプリフォーム１１の口部１４を上方に向けた状態における上方、下方を意味するものとする。また、径方向外側とは、図１におけるプリフォーム１１の中心軸線Ｏを通り中心軸線Ｏに垂直な直線に沿って外側に向かう方向であり、径方向内側とは、当該直線に沿って中心軸線Ｏに向かう方向を意味するものとする。なお、図１の下方に、プリフォーム１１を射出成形する際のゲート４１（図７参照）が配置される。従って、図１の下方側がゲート４１側となる。

図１に示す本発明の一実施形態であるプリフォーム１１は、延伸ブロー成形により合成樹脂製容器を製造するための中間製品である。プリフォーム１１は、合成樹脂製容器の内層体を形成する合成樹脂製の内体１３と、外層体を形成する合成樹脂製の外体１２とを備えた二重構造となっており、その外形形状は、円筒状の口部１４と、この口部１４の下方に連なる円筒状の胴部１５と、この胴部１５の下端を閉塞する底部１６とを有する有底筒状（略試験管状）となっている。

口部１４は、合成樹脂製容器の口部に対応した形状に形成されており、外周面に雄ねじ１４ａが設けられている。この雄ねじ１４ａによって、注出キャップや注出ポンプ等の注出部材をねじ結合させて口部１４に装着することができる。なお、口部１４は、雄ねじ１４ａに替えて円環状の突起を備えて、注出キャップ等の注出部材が打栓によってアンダーカット状に係合することにより装着される構成とすることもできる。口部１４の下部には、例えば延伸ブロー成形により合成樹脂製容器を成形する際にブロー成形用の金型に固定するためのネックリング１９が設けられている。

プリフォーム１１の底部１６は、図１に示すように、Ｒ面を有する湾曲形状（半球形状）に形成されている。また、図１に示す例では、外体１２の厚みが内体１３の厚みよりも薄く構成されている。これは、図示の例では、内体１３が、合成樹脂製容器の骨格部分をなす内層体を形成するのに対し、外体１２は、合成樹脂製容器において内容物を外部光から遮光するための遮光層としての外層体を形成するものであり、合成樹脂製容器内の内容物を使用後に、外層体を内層体から剥離して分別廃棄することを想定しているからである。しかし、この態様には限定されず、内体１３の厚みが外体１２の厚みよりも薄く構成され、外体１２が、合成樹脂製容器の骨格部分をなす外層体を形成し、内体１３が、内容物が外層体に直接触れないように保護する保護層としての内層体を形成するものとしてもよい。

本実施形態において、内体１３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、等の延伸ブローが可能な合成樹脂材料により形成されている。また、外体１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロンやエチレン―ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）の合成樹脂材料によって形成されている。外体１２は内体１３よりも厚みが薄く形成されており、内体１３の外面における胴部１５及び底部１６の全体を覆うように積層されている。内容物としてビールや他の炭酸飲料を想定した場合、外体１２には、ガスバリア性に優れた材質を用いることが好ましい。また、内容物としてビールやワイン等の遮光性が必要とされる飲料を想定した場合、外体１２には、紫外線等の所定の波長の光に対する光透過率が低い材質を用いるか、又は所定の波長の光に対する光透過率が低くなるように着色された材料を用いることが好ましい。そして、外体１２に内体１３とは異なる材質を採用した場合には、合成樹脂製容器内の内容物を使用後に、外層体を内層体から剥離して分別廃棄することが可能となる。

内体１３の底部１６における内面には、図１に示すように、内側に突出する凸部１６ａが設けられている。凸部１６ａは、図１、及び図２（ａ）に示す例では、角錐台形状を有している。後述するように、内体１３をインサート材としてプリフォーム１１をインサート成形する際、又は内体１３の成形後に外体１２を二色成形等により成形する際に、内体１３の内面に嵌合する金型のコア部材３０（図６〜図８参照）のゲート４１側端に設けられたコア凹部３６ａにこの凸部１６ａが嵌合することによって、コア部材３０に対する内体１３の径方向の位置を位置合わせすることができる。

なお、凸部１６ａの形状としては、図２（ａ）に示す角錐台形状の他、図２（ｂ）に示す円錐台形状や、図２（ｃ）に示す球帯形状であってもよい。凸部１６ａの形状として角錐台形状を採用した場合には、内体１３とコア部材３０との径方向の位置合わせのみならず周方向の位置合わせも行うことができる。他方、凸部１６ａの形状として円錐台形状や球帯形状を採用した場合には、周方向の位置に依らず凸部１６ａをコア凹部３６ａに嵌合させることができる。特に、凸部１６ａの形状として球帯形状を採用した場合には、内体１３とコア部材３０の軸線同士が多少傾いていた場合でも凸部１６ａをコア凹部３６ａに比較的容易に嵌合させることができる。

内体１３を長手方向（図１の上下方向）に二分したときの底部側（図１の下側）において、内体１３は、外面から外側に突出する突出部１６ｂを有している。突出部１６ｂは、図１の例では、内体１３の底部１６におけるＲ面上に形成されている。この突出部１６ｂは、後述するように、内体１３をインサート材としてプリフォーム１１をインサート成形する際、又は内体１３の成形後に外体１２を二色成形により成形する際に、内体１３の外面に設けられた突出部１６ｂが金型のキャビティ４０（図７参照）の内面に当接することで、キャビティ４０に対する内体１３の径方向の位置を位置合わせすることができる。

なお、突出部１６ｂの形状としては、図３（ａ）に示す上下端において幅、厚みともシュリンクする形状の他、図３（ｂ）に示すトラック形状や、図３（ｃ）に示す矩形形状であってもよい。突出部１６ｂの形状として図３（ａ）に示す上下端において幅、厚みともシュリンクする形状を採用した場合には、突出部１６ｂの隅部に面取りが施されており、内体１３をキャビティ４０内に配置する際に、突出部１６ｂをスムーズにキャビティ４０の内面に当接させることができる。他方、突出部１６ｂの形状として図３（ｂ）に示すトラック形状や、図３（ｃ）に示す矩形形状を採用した場合には、突出部１６ｂの外面のうちキャビティ４０に当接する面積が大きくなるため、より精度良くキャビティ４０に対する内体１３の径方向の位置を位置合わせすることができる。

次に、本発明の一実施形態に係るプリフォーム１１の製造方法について説明する。

図４は、本実施形態に係るプリフォーム１１の製造方法を実施する手順を示すフローチャートである。プリフォーム１１を製造するに際しては、まず、射出成形等により、図５に示す内体１３を成形する（ステップＳ１０１）。内体１３は、図５に示すように、底部１６における内面に、内側に突出する凸部１６ａが設けられると共に、底部１６に設けられたＲ面上の外面から外側に突出する突出部１６ｂが設けられている。なお、突出部１６ｂは、内体１３を長手方向（図５の上下方向）に二分したときの底部１６側（図１の下側）に設けられていればよく、必ずしも底部１６やＲ面上に設けられている必要はない。

次に、ステップＳ１０１で成形した内体１３を、金型のキャビティ４０（図７参照）内に配置する（ステップＳ１０２）。ここでいう金型は、外体１２を成形するための金型であり、内体１３をインサート材としてプリフォーム１１をインサート成形する場合と、内体１３の成形後に外体１２を二色成形により成形する場合とがある。そして、いずれの成形方法による場合でも、図６に示すように、内体１３の内面に、凸部１６ａに対応するコア凹部３６ａを有するコア部材３０を嵌合する（ステップＳ１０３）。コア部材３０は、内体１３の内面形状に対応した外面形状を有しているが、その直径は、内体１３の内面の直径よりも僅かに小さく構成されている。これによって、コア部材３０と内体１３はすきま嵌めを構成するため、内体１３の内側にコア部材３０を容易に嵌合することができる。しかも、コア部材３０を内体１３の内側に嵌合させる際、図６に示すように、内体１３の底部１６における内面に設けられた凸部１６ａが、コア部材３０のゲート４１側端（図６における下端）に設けられたコア凹部３６ａに嵌合する。これによって、コア部材３０と内体１３がすきま嵌めを構成していても、コア部材３０に対する内体１３の径方向位置は、凸部１６ａとコア凹部３６ａとの嵌合によって位置決めされる。従って、コア部材３０と内体１３とのクリアランスに起因して内体１３がコア部材３０に対して偏心し、内体１３の外側にオーバーモールドされる外体１２の肉厚が偏ることがない。なお、コア凹部３６ａの形状は、凸部１６ａの形状に合わせて、角錐台形状、円錐台形状、球帯形状、及びその他の形状から適宜選択することができる。

図７に示す矢印の方向にコア部材３０を移動させて、コア部材３０を内体１３に嵌合させる際、内体１３のＲ面状の底部１６の外面から外側に突出する突出部１６ｂが、金型のキャビティ４０の内面に当接する（ステップＳ１０４）。本実施形態において、突出部１６ｂは、周方向に連続して帯状に形成されており、突出部１６ｂの外面がキャビティ４０の内面に当接することで、内体１３がキャビティ４０に対して径方向に位置決めされる。そして、本実施形態では、突出部１６ｂを金型のキャビティ４０の内面に当接させることによって、設計上の外体１２の外面位置とキャビティ４０の内面位置とを近づけることができる。従って、内体１３の外面とキャビティ４０の内面との間の空間が、外体１２が形成されるべき空間となるように精度良く位置決めすることができる。なお、上記の技術的特徴によって、突出部１６ｂの外面は、外体１２の外面と滑らかに接続するように構成することができる。従って、プリフォーム１１に応力集中等が生じないようにすることができる。

また、本実施形態では、突出部１６ｂが半球状のＲ面上に設けられているので、突出部１６ｂを金型のキャビティ４０の内面に当接させることによって、図７に示すように、内体１３の径方向位置のみならず、上下方向の位置についても、キャビティ４０に対して位置合わせすることができる。

次に、ステップＳ１０３及びＳ１０４により形成された、キャビティ４０と内体１３との間の空間に、外体１２用の合成樹脂を射出し、外体１２を成形する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の後、プリフォーム１１を金型から離型することで、プリフォーム１１の製造は終了する。

プリフォーム１１から合成樹脂製容器を製造するためには、ステップＳ１０５で形成されたプリフォーム１１のネックリング１９をブロー成形用金型の基準面に突き当てて固定し、プリフォーム１１を延伸ブロー成形する。

以上述べたように、本実施形態に係るプリフォーム１１では、内体１３と、内体１３の外面に積層された外体１２とを有し、筒状の口部１４と、口部１４に連なる胴部１５と、胴部１５の下端を閉塞する底部１６とを備え、内体１３の底部１６における内面には、内側に突出する凸部１６ａが設けられるように構成した。このような構成の採用によって、プリフォーム１１を製造する際に内体１３を金型のコア部材３０に対して径方向に位置決めすることができるので、コア部材３０の内体１３への嵌合を容易にしつつ、外体１２の肉厚に偏りが発生しにくくすることができる。

また、本実施形態では、内体１３を長手方向に二分したときの底部１６側において、内体１３が外面から外側に突出する突出部１６ｂを有するように構成した。このような構成の採用によって、外体１２を成形する際に内体１３を金型のキャビティ４０に対して径方向に位置決めすることができるので、外体１２の肉厚に更に偏りが発生しにくくすることができる。

また、本実施形態では、突出部１６ｂの外面は、外体１２の外面と滑らかに接続するように構成した。このような構成の採用によって、プリフォーム１１に応力集中等が生じないようにすることができる。

また、本実施形態では、突出部１６ｂの少なくとも一部は、内体１３の底部１６に設けられたＲ面上に形成されるように構成した。このような構成の採用によって、突出部１６ｂを金型のキャビティ４０の内面に当接させることによって、内体１３の径方向位置のみならず、上下方向の位置についても、キャビティ４０に対して位置合わせすることができる。

また、本実施形態に係るプリフォーム１１の製造方法は、内体１３と、内体１３の外面に積層された外体１２とを有し、筒状の口部１４と、口部１４に連なる胴部１５と、胴部１５の下端を閉塞する底部１６とを備える合成樹脂製プリフォーム１１の製造方法であって、底部１６における内面に、内側に突出する凸部１６ａが設けられた内体１３を形成するステップと、内体１３を金型のキャビティ４０内に配置するステップと、内体１３の内面に、凸部１６ａに対応するコア凹部３６ａを有するコア部材３０を嵌合するステップと、キャビティ４０と内体１３の外面との間の空間に外体１２を形成するステップとを含むように構成した。このような構成の採用によって、プリフォーム１１を製造する際に内体１３を金型のコア部材３０に対して径方向に位置決めすることができるので、コア部材３０の内体１３への嵌合を容易にしつつ、外体１２の肉厚に偏りが発生しにくくすることができる。

また、本実施形態では、内体１３は、内体１３を長手方向に二分したときの底部１６側において、外面から外側に突出する突出部１６ｂを有し、内体１３は、突出部１６ｂがキャビティ４０に当接するように、キャビティ４０内に配置されるように構成した。このような構成を採用することによって、外体１２を成形する際に内体１３を金型のキャビティ４０に対して径方向に位置決めすることができるので、外体１２の肉厚に更に偏りが発生しにくくすることができる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

例えば、本実施形態では、外体１２及び内体１３を射出成形により成形する例を挙げて説明したが、これに限定されず、圧縮成形等の他の成形方法を採用してもよい。

また、本実施形態では、口部１４や胴部１５を略円筒状に形成するようにしているが、これに限らず、例えば角筒状や楕円筒状とすることもできる。

また、本実施形態では、内体１３の底部１６における内面に、内側に突出する凸部１６ａを設けると共に、コア部材３０側にコア凹部３６ａを設けるように構成したが、この態様には限定されない。内体１３の底部１６における内面に、外側に突出する凹部を設けると共に、コア部材３０側にコア凸部を設けるように構成してもよい。

また、本実施形態では、内体１３の底部１６のＲ面上において外面から外側に突出する突出部１６ｂを設けるように構成したが、この態様には限定されない。突出部１６ｂは、少なくとも一部がＲ面上に設けられていてもよい。また、突出部１６ｂは、Ｒ面上以外の底部１６に設けられていてもよい。更に、突出部１６ｂは、底部１６又はＲ面上に設けられている必要はなく、内体１３を長手方向（図１の上下方向）に二分したときの底部１６側（図１の下側）に設けられていればよい。但し、外体１２成形後のプリフォーム１１の引き抜きを考慮すると、突出部１６ｂはＲ面上に形成されていることが好ましい。

また、本実施形態では、突出部１６ｂは、周方向に連続して帯状に形成されるものとしたが、この態様には限定されない。突出部１６ｂは、周方向の複数箇所に間欠的に設けられていてもよい。

１１ プリフォーム
１２ 外体
１３ 内体
１４ 口部
１４ａ 雄ねじ
１５ 胴部
１６ 底部
１６ａ 凸部
１６ｂ 突出部
１９ ネックリング
３０ コア部材
３６ａ コア凹部
４０ キャビティ
４１ ゲート
Ｏ 中心軸線

Claims (6)

1. 内体と、該内体の外面に積層された外体とを有し、延伸ブロー成形に用いられる合成樹脂製プリフォームであって、
   筒状の口部と、
   該口部に連なる胴部と、
   該胴部の下端を閉塞する底部と
   を備え、
   前記内体の底部における内面には、内側に突出する凸部、又は外側に凹む凹部が設けられていることを特徴とするプリフォーム。
2. 前記内体を長手方向に二分したときの底部側において、前記内体は外面から外側に突出する突出部を有する、請求項１に記載のプリフォーム。
3. 前記突出部の外面は、前記外体の外面と滑らかに接続する、請求項２に記載のプリフォーム。
4. 前記突出部の少なくとも一部は、前記内体の底部に設けられたＲ面上に形成されている、請求項２又は３に記載のプリフォーム。
5. 内体と、該内体の外面に積層された外体とを有し、筒状の口部と、該口部に連なる胴部と、該胴部の下端を閉塞する底部とを備える合成樹脂製プリフォームの製造方法であって、
   前記底部における内面に、内側に突出する凸部、又は外側に凹む凹部が設けられた内体を形成するステップと、
   前記内体を金型のキャビティ内に配置するステップと、
   前記内体の内面に、前記凸部に対応するコア凹部、又は前記凹部に対応するコア凸部を有するコア部材を嵌合するステップと、
   前記キャビティと前記内体の外面との間の空間に前記外体を形成するステップと
   を含む合成樹脂製プリフォームの製造方法。
6. 前記内体は、該内体を長手方向に二分したときの底部側において、外面から外側に突出する突出部を有し、
   前記内体は、前記突出部が前記キャビティに当接するように、前記キャビティ内に配置される、請求項５に記載の合成樹脂製プリフォームの製造方法。

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