JP2020196160A - プリフォームおよび容器成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の首部から肩部にかけて厚肉になる不具合を防止しうるプリフォームを実現する。【解決手段】ブロー成形により容器を成形するためのプリフォーム（１）であって、口部（１０）と、口部（１０）に連設する大径部（２０）と、大径部（２０）に連設し、大径部（２０）から離間するに従って縮径する縮径部（３０）と、縮径部（３０）に連設する小径部（４０）と、を備え、縮径部（３０）は、縮径部上部（３１）と、縮径部下部（３３）と縮径部中部（３２）と、を有し、縮径部中部（３２）の肉厚は、大径部（２０）の肉厚の８５％以下であり、縮径部上部（３１）は、その肉厚が、大径部（２０）と同一の肉厚から、縮径部中部（３２）と同一の肉厚へと、連続的に変化するように形成され、縮径部（３０）の軸心方向に沿った縮径部上部（３１）の長さは３ｍｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ブロー成形により容器を成形するためのプリフォーム、および、プリフォームをブロー成形して容器を成形する容器成形方法に関する。

飲料を充填する用途などに、プラスチック製の容器が汎用されている。かかる容器は、射出成形により製造されたプリフォームを材料として、二軸延伸ブロー成形などのブロー成形により製造されることが一般的である。このような容器の製造方法に鑑み、プリフォームには良好なブロー成形性が求められる。ブロー成形工程における成形不良は、容器の外観の美観を損なう、容器製造の歩留まりが低下する、などの不具合を引き起こすおそれがある。そのため、プリフォームのブロー成形性を向上する種々の発明が提案されている。

たとえば特開２０１８−７９５７４号公報（特許文献１）には、口部直下部分の肉厚を胴部の肉厚より小さくしたプリフォームが開示されている。このプリフォームによれば、容器の口部直下の部分に未延伸部が生じる不具合が生じにくい。また、特開２０１７−７２６４号公報（特許文献２）、特開２０１７−３０２１５号公報（特許文献３）などにも、ブロー成形性を向上したプリフォームが開示されている。

特開２０１８−７９５７４号公報 特開２０１７−７２６４号公報 特開２０１７−３０２１５号公報

しかし、特許文献１〜３のような技術を適用した場合であっても、容器の首部から肩部にかけて厚肉になる不具合が生じる場合があった。たとえば、特許文献１の技術は容器の首部の未延伸を防止する技術であり、特許文献２の技術は容器の胴部の賦形不良を防止する技術であり、特許文献３の技術はブロー成形工程における容器の破裂を防止する技術である。したがって、これらの技術によっては、肩部の偏肉は防止できなかった。

そこで、容器の首部から肩部にかけて厚肉になる不具合を防止しうるプリフォームの実現が望まれる。

本発明に係るプリフォームは、ブロー成形により容器を成形するためのプリフォームであって、口部と、前記口部に連設する円筒状の大径部と、前記大径部に連設し、前記大径部から離間するに従って縮径する円錐台筒状の縮径部と、前記縮径部に連設する有底円筒状の小径部と、を備え、前記縮径部は、前記大径部に連設する縮径部上部と、前記小径部に連設する縮径部下部と、前記縮径部上部および前記縮径部下部に連設する縮径部中部と、を有し、前記縮径部中部の肉厚は、前記大径部の肉厚の８５％以下であり、前記縮径部上部は、その肉厚が、前記大径部に連設する部分における前記大径部と同一の肉厚から、前記縮径部中部に連設する部分における前記縮径部中部と同一の肉厚へと、連続的に変化するように形成され、前記縮径部の軸心方向に沿った前記縮径部上部の長さは３ｍｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明に係る容器成形方法は、前記プリフォームをブロー成形して容器を成形することを特徴とする。

これらの構成によれば、容器の首部から肩部にかけて厚肉になる不具合を好適に防止しうる。したがって、美観に優れた容器を提供しうる。また、これらの構成によれば、工場のラインで首部を掴んで搬送可能な形状による搬送適性の維持と、上記の偏肉の防止とを好適に両立しうる。

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

本発明に係るプリフォームは、一態様として、前記縮径部の軸心方向に沿った前記縮径部上部の外径の変化率は、前記縮径部の軸心方向に沿った前記縮径部上部の内径の変化率より大きいことが好ましい。

この構成によれば、肩部の偏肉をさらに効果的に防止しうる。

本発明に係るプリフォームは、一態様として、前記小径部の肉厚は、前記縮径部中部の肉厚より大きいことが好ましい。

この構成によれば、肩部の偏肉をさらに効果的に防止しうる。

本発明に係るプリフォームは、一態様として、重量が５〜１８ｇであることが好ましい。

この構成によれば、市場に一般に流通する容器のうち、内容量が比較的小さい容器の成形において、肩部の偏肉を効果的に防止しうる。なお、かかる偏肉は、内容量が小さい容器の成形において特に生じやすい傾向がある。

本発明に係る容器成形方法は、一態様として、前記容器の内容量が１００〜１０００ｍＬであることが好ましい。

この構成によれば、本発明に係る容器成形方法によって、市場に広く流通する内容量の容器について美観に優れた容器を製造しうる。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係るプリフォームの正面図 図１に図示したＡ部分の拡大図 実施形態に係るペットボトルの正面図

本発明に係るプリフォームおよび容器成形方法の実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るプリフォームを、飲料用のペットボトル１００（容器の例。以下、ボトル１００と記載する。）を成形するためのプリフォーム１に適用した例について説明する。

〔プリフォームおよびボトルの概略〕
本実施形態に係るプリフォーム１は、口部１０、大径部２０、縮径部３０、および小径部４０を備え、全体として試験管状の形状を有する（図１）。プリフォーム１の重量は１５ｇである。各部の詳細については後述するが、プリフォーム１からボトル１００を成形すると、プリフォーム１の口部１０、大径部２０、縮径部３０、および小径部４０は、それぞれ、ボトル１００の口部１０１、首部１０２、肩部１０３、および胴部１０４となる（図３）。なお、以下の説明における「上下」は、プリフォーム１の口部１０側およびボトル１００の口部１０１側を「上」、プリフォーム１の小径部４０側およびボトル１００の胴部１０４側を「下」と定義するものとする。

プリフォーム１は、ポリエチレンテレフタレートの射出成形によって成形される。また、ボトル１００は、プリフォーム１の二軸延伸ブロー成形（ブロー成形の例）によって成形できる。なお、本実施形態では、ボトル１００の内容量が３５０ｍＬである例を示している。ボトル１００に充填する液体は特に限定されず、たとえば、清涼飲料水（炭酸飲料水、茶、果汁、コーヒー、ココアなど）、アルコール飲料、乳飲料などの飲料、スープや味噌汁などの液体食品、ソースや醤油などの液体調味料、などが挙げられる。

〔プリフォームの各部の構造〕
以下では、プリフォーム１の各部の構造について説明する。口部１０は、外周面に雄ねじ部１１が形成された円筒状の形状を有する（図１）。口部１０の上部はプリフォーム１の外部に向けて開口しており、口部１０の下端部は大径部２０に連設する。なお、大径部２０との連設部には、サポートリング１２が設けられている。口部１０は、プリフォーム１からボトル１００を成形する際に延伸されない部分である。したがって口部１０の形状はボトル１００の口部１０１の形状と略同一であり、ボトル１００の使用状態において蓋部材（不図示）と螺合する。雄ねじ部１１は、かかる螺合のために設けられている。

大径部２０は、その上端部が口部１０に連設し、その下端部が縮径部３０に連設する円筒状の部分として形成されている。本実施形態における大径部２０の内径は２０．２５ｍｍであり、これは小径部４０の内径１４．９ｍｍより大きい。また、大径部２０の肉厚は２．３ｍｍである。

縮径部３０は、その上端部が大径部２０に連設し、その下端部が小径部４０に連設する円錐台筒状の部分として形成されている（図１）。上下に連設する大径部２０および小径部４０のそれぞれの内径に大小に対応して、縮径部３０は大径部から小径部方向へ離間するに従って縮径する。より具体的には、大径部２０に連設する縮径部上部３１の内径は２０．３ｍｍであり、小径部４０に連設する縮径部下部３３の内径は１５．２ｍｍであり、縮径部上部３１および縮径部下部３３に連設する縮径部中部３２の内径は、上端部の２０．３ｍｍから下端部の１５．２ｍｍへと漸減する。

図２に、大径部２０および縮径部３０の上側部分の拡大図を示す。縮径部中部３２の肉厚は１．８ｍｍであり、これは大径部２０の肉厚２．３ｍｍの７８％である。縮径部上部３１の肉厚は、その上部においては連設する大径部２０と同一の２．３ｍｍであり、その下部においては連設する縮径部中部３２と同一の１．８ｍｍである。縮径部上部３１は、その肉厚が、上端部における２．３ｍｍから下端部における１．８ｍｍへと連続的に変化するように形成されている。なお、縮径部上部３１の軸心Ｘに沿った方向の長さは１ｍｍである。

図２に示したように、縮径部上部３１の内周部が連続的に形成されている一方で、縮径部上部３１の外周部では、大径部２０との連設部３１ａおよび縮径部中部３２との連設部３１ｂにおいて傾きが非連続に変化する。これは、縮径部上部３１における肉厚の変化が、縮径部上部３１の外周側において分担されているためである。換言すれば、軸心Ｘ方向に沿った縮径部上部３１の外径の変化率は、軸心Ｘに沿った縮径部上部３１の内径の変化率より大きい。

小径部４０は、その上端部が縮径部３０（縮径部下部３３）に連設する有底円筒状の部分として形成されている。本実施形態における小径部４０の内径は、底部４１を除き１４．９ｍｍである。また、小径部４０の肉厚は２．５ｍｍである。

なお、小径部４０の肉厚が２．５ｍｍであり、縮径部中部３２の肉厚が１．８ｍｍであることに対応し、縮径部下部３３の肉厚は、上端部における１．８ｍｍから下端部における２．５ｍｍへと連続的に変化するように形成されている。

〔ペットボトルの成形〕
次に、プリフォーム１からボトル１００を成形する二軸延伸ブロー成形について説明する。かかる二軸延伸ブロー成形は、公知の二軸延伸ブロー成形により実施できる。本実施形態では、二軸延伸ブロー成形に供するプリフォームとして上記の構造を有するプリフォーム１を採用することで、成形時の偏肉を抑制できる。特に、縮径部上部３１において急峻に肉厚が変化するため、縮径部上部３１はプリフォーム１の他の部分に比べて延伸を受けやすくなる。すると、縮径部上部３１の延伸を起点として縮径部３の全体が均一に延伸されやすくなり、ボトル１００の首部１０２から肩部１０３にかけて肉厚が均一になりやすい。従来のプリフォームを用いた二軸延伸ブロー成形では、ボトルの首部から肩部にかけて厚肉になる不具合が生じやすい傾向があったが、本実施形態のプリフォーム１を採用することで、この不具合を抑制しうる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るプリフォームおよび容器成形方法のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の実施形態では、ポリエチレンテレフタレート製のプリフォーム１を例として説明した。しかし、本発明に係るプリフォームを構成する材料は、熱可塑性樹脂である限り特に限定されない。かかる熱可塑性樹脂としては、たとえば、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などを採用しうる。

上記の実施形態では、プリフォーム１の重量が１５ｇである構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプリフォームの重量は特に限定されず、成形する容器の内容量および肉厚に基づいて適宜決定されうる。ただし、本発明に係るプリフォームの重量が５〜１８ｇであると、肩部の偏肉が問題になりやすい内容量が比較的小さい容器の成形において、かかる偏肉を効果的に防止しうる点で好ましい。なお、本発明に係るプリフォームの重量が１０ｇ〜１８ｇであると、より好ましい。

上記の実施形態では、ボトル１００の内容量が３５０ｍＬである例について説明した。しかし、本発明に係るプリフォームを用いて成形する容器の内容量、および本発明に係る容器成形方法において成形される容器の内容量は、特に限定されない。ただし、ボトルの首部から肩部にかけて厚肉になる不具合は、より小さい内容量の容器において生じやすい傾向があるため、たとえば内容量が１００〜１０００ｍＬ、特に１００〜６００ｍＬの容器を成形する際に本発明に係るプリフォームおよび容器成形方法を適用すると、上記の不具合を好適に防止しうる。

上記の実施形態では、軸心Ｘ方向に沿った縮径部上部３１の外径の変化率が、軸心Ｘに沿った縮径部上部３１の内径の変化率より大きい構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、縮径部の軸心方向に沿った縮径部上部の外径の変化率が、縮径部の軸芯方向に沿った縮径部上部の内径の変化率と等しい構成、または当該内径の変化率より小さい構成も採用されうる。

上記の実施形態では、大径部２０の肉厚が２．３ｍｍであり、縮径部中部３２の肉厚が１．８ｍｍであり、小径部４０の肉厚が２．５ｍｍである構成を例として説明した。しかし、本発明に係るプリフォームの各部の肉厚は、縮径部中部の肉厚が大径部の肉厚の８５％以下である限り、特に限定されない。たとえば、小径部の肉厚が、大径部または縮径部中部と同一であってもよい。ただし、小径部の肉厚が縮径部中部の肉厚より大きいと、容器の首部から肩部にかけて厚肉になる不具合をより好適に防止しうる点で好ましい。なお、本発明に係るプリフォームの各部の肉厚は、縮径部中部の肉厚が大径部の肉厚の６０％以上であることが好ましい。縮径部中部の肉厚が大径部の肉厚の６０％以上であると、プリフォームの射出成形時にショートショットなどの不具合が生じにくく、プリフォームの生産性が向上しやすい。また、大径部の肉厚に対する縮径部中部の肉厚の割合が上記の範囲内であると、ボトルの肩部の肉厚が適正になりやすい。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、たとえば飲料容器を成形するためのプリフォームに利用することができる。

１ ：プリフォーム
１０ ：口部
１１ ：雄ねじ部
１２ ：サポートリング
２０ ：大径部
３０ ：縮径部
３１ ：縮径部上部
３１ａ ：連設部
３１ｂ ：連設部
３２ ：縮径部中部
３３ ：縮径部下部
４０ ：小径部
４１ ：底部
Ｘ ：軸心
１００ ：ペットボトル
１０１ ：ペットボトルの口部
１０２ ：ペットボトルの首部
１０３ ：ペットボトルの肩部
１０４ ：ペットボトルの胴部

Claims (6)

1. ブロー成形により容器を成形するためのプリフォームであって、
   口部と、
   前記口部に連設する円筒状の大径部と、
   前記大径部に連設し、前記大径部から離間するに従って縮径する円錐台筒状の縮径部と、
   前記縮径部に連設する有底円筒状の小径部と、を備え、
   前記縮径部は、前記大径部に連設する縮径部上部と、前記小径部に連設する縮径部下部と、前記縮径部上部および前記縮径部下部に連設する縮径部中部と、を有し、
   前記縮径部中部の肉厚は、前記大径部の肉厚の８５％以下であり、
   前記縮径部上部は、その肉厚が、前記大径部に連設する部分における前記大径部と同一の肉厚から、前記縮径部中部に連設する部分における前記縮径部中部と同一の肉厚へと、連続的に変化するように形成され、
   前記縮径部の軸心方向に沿った前記縮径部上部の長さは３ｍｍ以下であるプリフォーム。
2. 前記縮径部の軸心方向に沿った前記縮径部上部の外径の変化率は、前記縮径部の軸心方向に沿った前記縮径部上部の内径の変化率より大きい請求項１に記載のプリフォーム。
3. 前記小径部の肉厚は、前記縮径部中部の肉厚より大きい請求項１または２に記載のプリフォーム。
4. 重量が５〜１８ｇである請求項１〜３のいずれか１項の記載のプリフォーム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリフォームをブロー成形して容器を成形する容器成形方法。
6. 前記容器の内容量が１００〜１０００ｍＬである請求項５に記載の容器成形方法。
   

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