JP2021049786A - 複合プリフォームの製造装置、複合プリフォームの製造方法、および複合容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリフォームとプラスチック製部材との密着性を高めることが可能な、複合プリフォームの製造装置を提供する。【解決手段】複合プリフォームの製造装置１００は、プリフォーム１０ａを供給する供給ゾーン１０１と、供給ゾーン１０１の下流側に設けられ、プリフォーム１０ａを予備加熱する第１加熱ユニット１１０とを備えている。第１加熱ユニット１１０の下流側には、予備加熱されたプリフォーム１０ａの外側に、プリフォーム１０ａに対して熱収縮する作用をもつプラスチック製部材４０ａを設けるプラスチック製部材装着ユニット１０２が設けられている。プラスチック製部材装着ユニット１０２の下流側には、プラスチック製部材４０ａを加熱することにより、プラスチック製部材４０ａをプリフォーム１０ａに対して熱収縮させる第２加熱ユニット１０３が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、複合プリフォームの製造装置、複合プリフォームの製造方法、および複合容器の製造方法に関する。

近時、飲食品等の内容液を収容するボトルとして、プラスチック製のものが一般化してきており、このようなプラスチックボトルには内容液が収容される。

このような内容液を収容するプラスチックボトルは、金型内にプリフォームを挿入し、２軸延伸ブロー成形することにより製造される。

ところで、従来の２軸延伸ブロー成形法では、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームを用いて容器形状に成形している。しかしながら、従来の２軸延伸ブロー成形法においては、単にプリフォームを容器形状に成形するだけであるのが一般的である。このため、容器に対して様々な機能や特性（バリア性や保温性等）を持たせる場合、例えばプリフォームを構成する材料を変更する等、その手段は限定されてしまう。

国際公開第２０１４／２０８７４６号

一方、本発明者らは、上記課題を解決するため、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や、複合容器を作製する際に用いられる複合プリフォーム、及びこれらの製造方法を提案している（特許文献１参照）。このような複合容器においては、プリフォームと、プリフォームの外側に設けられるプラスチック製部材との密着性を高めることが求められている。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、プリフォームとプラスチック製部材との密着性を高めることが可能な、複合プリフォームの製造装置、複合プリフォームの製造方法、および複合容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、複合プリフォームの製造装置において、複合プリフォームの製造装置において、プリフォームを供給する供給ゾーンと、前記供給ゾーンの下流側に設けられ、前記プリフォームを予備加熱する第１加熱ユニットと、前記第１加熱ユニットの下流側に設けられ、予備加熱された前記プリフォームの外側に、前記プリフォームに対して熱収縮する作用をもつプラスチック製部材を設けるプラスチック製部材装着ユニットと、前記プラスチック製部材装着ユニットの下流側に設けられ、前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる第２加熱ユニットとを備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造装置である。

本発明は、前記第２加熱ユニットの下流側に設けられ、前記プラスチック製部材を冷却する冷却ユニットを更に備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造装置である。

本発明は、前記第１加熱ユニットにおいて、前記プリフォームは４０℃〜９０℃の温度に加熱されることを特徴とする複合プリフォームの製造装置である。

本発明は、複合プリフォームの製造方法において、プリフォームを供給する工程と、前記プリフォームを予備加熱する工程と、予備加熱された前記プリフォームの外側にプラスチック製部材を設ける工程と、前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させることにより、複合プリフォームを作製する工程とを備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法である。

本発明は、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程の後、前記プラスチック製部材を冷却する工程を更に備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法である。

本発明は、前記プリフォームは４０℃〜９０℃の温度に予備加熱されることを特徴とする複合プリフォームの製造方法である。

本発明は、前記複合プリフォームの製造方法によって複合プリフォームを作製する工程と、前記複合プリフォームに対してブロー成形を施すことにより、前記プリフォームおよび前記プラスチック製部材を一体として膨張させる工程とを備えたことを特徴とする複合容器の製造方法である。

本発明によれば、プリフォームとプラスチック製部材との密着性を高めることができる。

図１は、一実施の形態による複合容器を示す部分垂直断面図。 図２は、一実施の形態による複合容器を示す水平断面図（図１のII−II線断面図）。 図３は、一実施の形態による複合プリフォームを示す部分垂直断面図。 図４は、本発明の一実施の形態による複合プリフォームの製造装置を示す平面図。 図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態による複合プリフォームの製造方法を示す概略図。 図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態による複合容器の製造方法を示す概略図。

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６は本発明の一実施の形態を示す図である。

複合容器および複合プリフォームの概要
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１００μｍ〜３５０μｍ（１００μｍ以上かつ３５０μｍ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、例えば容器本体１０の内容量が５００ｍｌである場合は１０ｇ〜２５ｇ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を作製した後、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。

なお、プラスチック製部材４０は、容器本体１０のうち口部１１以外の全域又は一部領域に設けられていても良い。例えば、プラスチック製部材４０は、容器本体１０のうち、口部１１および首部１３を除く、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ても良い。または、プラスチック製部材４０は、容器本体１０のうち、口部１１、首部１３および底部３０の中心部を除く、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ても良い。あるいは、プラスチック製部材４０は、容器本体１０のうち、胴部２０の全域又は一部領域のみを覆うように設けられていても良い。

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、後述するようにプリフォーム１０ａに対して熱収縮する作用をもつものが用いられる。

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例えば５μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。

次に図３により、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無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、胴部２０ａのうち容器本体１０の全域と、底部３０ａの全域とを覆うように設けられている。

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。例えば、プラスチック製部材４０ａは、首部１３に対応する部分１３ａおよび口部１１ａを除く、胴部２０ａおよび底部３０ａの全体を覆うように設けられていても良い。または、プラスチック製部材４０ａは、底部３０を除く、首部１３ａおよび胴部２０ａを覆うように設けられていても良い。あるいは、プラスチック製部材４０ａは、胴部２０ａの全域又は一部領域のみを覆うように設けられていても良い。

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に対して熱収縮する作用をもつものが用いられる。すなわち、プラスチック製部材（外側収縮部材）４０ａは、例えば、外部から熱が加えられた際、プリフォーム１０ａに対して熱収縮するものが用いられる。

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、容器内への酸素の侵入を防ぎ、内容液が劣化することを防止し、また、容器内から外部への水蒸気の蒸散を防ぎ、内容量が減少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および胴部２０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。さらに、ブロー成形された後のプラスチック製部材４０に対して印刷が施されても良い。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。

複合プリフォームの製造装置
次に、図４により、本実施の形態による複合プリフォームの製造装置の概要について説明する。

図４に示す複合プリフォームの製造装置１００は、上述した複合プリフォーム７０を製造する装置である。この複合プリフォームの製造装置１００は、供給ゾーン１０１と、第１加熱ユニット１１０と、プラスチック製部材装着ユニット１０２と、第２加熱ユニット１０３と、冷却ユニット１０４と、取出ゾーン１０５とを備えている。

供給ゾーン１０１、第１加熱ユニット１１０、プラスチック製部材装着ユニット１０２、第２加熱ユニット１０３、冷却ユニット１０４および取出ゾーン１０５は、複合プリフォームの製造装置１００内で、プリフォーム１０ａの進行方向に沿って上流側から下流側に向けてこの順番に配置されている。

次に、複合プリフォームの製造装置１００の各要素についてさらに説明する。

供給ゾーン１０１は、プラスチック材料製のプリフォーム１０ａを供給する領域である。この供給ゾーン１０１において、外部からプリフォーム１０ａが自動又は手動で供給される。供給されたプリフォーム１０ａは、口部１１ａを下方に向けた状態で上流側搬送機構１０６に保持されて搬送される。

上流側搬送機構１０６は、供給ゾーン１０１から供給されたプリフォーム１０ａを上流側から下流側に向けて搬送するものである。上流側搬送機構１０６は、プリフォーム１０ａを回転（自転）させつつ、供給ゾーン１０１から第１加熱ユニット１１０を通過してプラスチック製部材装着ユニット１０２まで搬送する。

第１加熱ユニット１１０は、供給ゾーン１０１の下流側に設けられており、プリフォーム１０ａを外側から予備加熱するものである。第１加熱ユニット１１０は、上流側搬送機構１０６に沿って配置された、例えば赤外線ヒーターからなるヒーター１１１を有している。このヒーター１１１により、回転（自転）しながら第１加熱ユニット１１０を通過するプリフォーム１０ａが予備加熱される。この第１加熱ユニット１１０において、プリフォーム１０ａは常温（１０℃〜３０℃）から予備加熱温度まで加熱される。この場合、予備加熱温度は、例えば４０℃〜９０℃であり、好ましくは５０℃〜７０℃である。なお、予備加熱温度は、プリフォーム１０ａの表面で測定された温度をいう。予備加熱温度を４０℃以上とすることにより、後述する、プリフォーム１０ａとプラスチック製部材４０ａとの密着性を高める効果をより確実に得ることができる。また、予備加熱温度を９０℃以下とすることにより、例えばＰＥＴ等の樹脂材料からなるプリフォーム１０ａの性質に変化を及ぼすことが防止される。

プラスチック製部材装着ユニット１０２は、第１加熱ユニット１１０から搬送されてきた予備加熱されたプリフォーム１０ａの外側に、プラスチック製部材４０ａを設けるものである。このプラスチック製部材装着ユニット１０２は、第１ホイール１１２と、挿着部１１３とを有している。

このうち第１ホイール１１２は、上流側搬送機構１０６から搬送されてきた予備加熱されたプリフォーム１０ａを受け取り、回転しながら第２加熱ユニット１０３へ搬送するものである。また、挿着部１１３は、予め準備されたプラスチック製部材４０ａを、プリフォーム１０ａの外側に挿着（緩挿）するものである。

第２加熱ユニット１０３は、プリフォーム１０ａに挿着されたプラスチック製部材４０ａを外側から加熱することにより、プラスチック製部材４０ａをプリフォーム１０ａに対して熱収縮させるものである。これにより、プラスチック製部材４０ａがプリフォーム１０ａに密着し、図３に示す複合プリフォーム７０が得られる。第２加熱ユニット１０３は、第２ホイール１１４と、第２ホイール１１４の周囲に設けられた加熱装置１１５とを有している。このうち第２ホイール１１４は、プラスチック製部材４０ａ及びプリフォーム１０ａを回転（公転）させつつ加熱装置１１５によって加熱するものである。このとき、プラスチック製部材４０ａを周方向均等に加熱するため、プリフォーム１０ａをその中心軸線に沿って回転（自転）させることが好ましい。加熱装置１１５は、プラスチック製部材４０ａを熱収縮可能な温度に加熱するものであり、例えば赤外線ヒーターまたは熱風機からなる。なお、第２加熱ユニット１０３において、第２ホイール１１４の周方向に沿って３つの加熱装置１１５が配置されているが、加熱装置１１５の個数や位置はこれに限られるものではない。

第２加熱ユニット１０３で作製された複合プリフォーム７０は、引き続き口部１１ａを下方に向けた状態で、第３ホイール１１６によって下流側搬送機構１１７に送られる。

下流側搬送機構１１７は、第３ホイール１１６から受け取った複合プリフォーム７０を上流側から下流側に向けて搬送するものである。下流側搬送機構１１７は、複合プリフォーム７０を第３ホイール１１６から冷却ユニット１０４を通過させ、取出ゾーン１０５まで搬送する。

冷却ユニット１０４は、第２加熱ユニット１０３で加熱されたプラスチック製部材４０ａを冷却するものであり、例えばプラスチック製部材４０ａに対してエアを吹き付けるエア供給装置（冷却装置）１１８を有している。なお、冷却ユニット１０４においても、プラスチック製部材４０ａを周方向均等に冷却するため、プリフォーム１０ａをその中心軸線に沿って回転（自転）させることが好ましい。

取出ゾーン１０５は、このようにして得られた複合プリフォーム７０を取り出す領域である。取出ゾーン１０５において、複合プリフォーム７０は、自動又は手動で複合プリフォームの製造装置１００の外部へ搬出される。

複合プリフォームの製造および複合容器の製造方法
次に図４乃至図６により、本実施の形態による複合プリフォーム７０の製造方法および複合容器１０Ａの製造方法（ブロー成形方法）について説明する。このうち図５（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態による複合プリフォーム７０の製造方法を示す図であり、図６（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態による複合容器１０Ａの製造方法を示す図である。

なお、図５（ａ）〜（ｄ）において、複合プリフォーム７０は、図４に示す複合プリフォームの製造装置１００を用いて作製される。複合プリフォーム７０を製造する各工程は、複合プリフォームの製造装置１００の図示しない制御部が、上流側搬送機構１０６、第１加熱ユニット１１０、プラスチック製部材装着ユニット１０２、第２加熱ユニット１０３、第３ホイール１１６、下流側搬送機構１１７、および冷却ユニット１０４をそれぞれ制御することによって実行される。

まず、プラスチック材料製のプリフォーム１０ａを例えば射出成形法により成形する（図５（ａ）参照）。

次に、プリフォーム１０ａは、複合プリフォームの製造装置１００の供給ゾーン１０１（図４参照）に手動又は自動で供給される。

続いて、プリフォーム１０ａは、上流側搬送機構１０６により、第１加熱ユニット１１０（図４参照）に搬送される。この第１加熱ユニット１１０において、プリフォーム１０ａは、ヒーター１１１により、例えば４０℃〜９０℃の温度に予備加熱される（図５（ｂ）参照）。

次に、プリフォーム１０ａは、上流側搬送機構１０６により、プラスチック製部材装着ユニット１０２（図４参照）に搬送される。このプラスチック製部材装着ユニット１０２において、予備加熱されたプリフォーム１０ａの外側にプラスチック製部材４０ａが設けられる（図５（ｃ）参照）。

この間、プリフォーム１０ａは、上流側搬送機構１０６から第１ホイール１１２に受け渡され、第１ホイール１１２で回転（公転）しながら搬送される。この状態で、挿着部１１３によって、プラスチック製部材４０ａがプリフォーム１０ａの外側に挿着（緩挿）される。

次いで、プラスチック製部材４０ａおよびプリフォーム１０ａは、プラスチック製部材装着ユニット１０２の第１ホイール１１２から第２加熱ユニット１０３の第２ホイール１１４に受け渡される（図４参照）。この第２加熱ユニット１０３において、プラスチック製部材４０ａは、例えば５０℃〜１００℃の温度に加熱され、プリフォーム１０ａに対して熱収縮する。これにより、プラスチック製部材４０ａがプリフォーム１０ａに密着し、複合プリフォーム７０が得られる（図５（ｄ）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４０ａは、口部１１ａを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置１１５によって周方向に均等に加熱される。

本実施の形態において、上述したように、第１加熱ユニット１１０において、プリフォーム１０ａが予備加熱されている。このため、第２加熱ユニット１０３でプラスチック製部材４０ａを加熱したとき、プラスチック製部材４０ａは、内側と外側との両方から加熱される。したがって、プラスチック製部材４０ａの厚み方向に略均一に熱が伝わるので、プラスチック製部材４０ａを均一に熱収縮させることができる。この結果、プラスチック製部材４０ａがプリフォーム１０ａに対して一様に密着し、プラスチック製部材４０ａが部分的にプリフォーム１０ａから剥離する不具合を防止することができる。一方、仮に、このような予備加熱を行わない場合、加熱装置１１５からの熱の一部が、プラスチック製部材４０ａからプリフォーム１０ａに対して逃げてしまい、プラスチック製部材４０ａを均一に加熱することが難しくなるおそれがある。

続いて、複合プリフォーム７０は、第２加熱ユニット１０３から第３ホイール１１６を経て、下流側搬送機構１１７に受け渡され、下流側搬送機構１１７によって冷却ユニット１０４（図４）に搬送される。この冷却ユニット１０４において、プラスチック製部材４０ａに対してエアが吹き付けられ、プラスチック製部材４０ａが冷却される。これにより、複合プリフォーム７０の表面温度が常温（１０℃〜３０℃）まで低下する。

その後、下流側搬送機構１１７により、複合プリフォーム７０は取出ゾーン１０５（図４参照）に搬送される。取出ゾーン１０５において、複合プリフォーム７０は、複合プリフォームの製造装置１００の外部へ搬出される。

次に、複合プリフォーム７０は、例えばブロー成形機等（図示せず）の加熱装置５１によって加熱される（図６（ａ）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℃〜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（図４参照）に送られる。

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（図６（ｂ）参照）。 この場合、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と、底部金型５０ｃとからなる（図６（ｂ）参照）。図６（ｂ）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６（ｃ）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℃〜８０℃まで加熱され、底部金型５０ｃは５℃〜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。

このようにして、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４０とを備えた複合容器１０Ａが得られる。

次に図６（ｄ）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。

上述したように、複合プリフォーム７０において、プラスチック製部材４０ａがプリフォーム１０ａに対して均一に密着されているので、複合容器１０Ａを作製した後、プラスチック製部材４０が容器本体１０の外面に均一に密着しており、プラスチック製部材４０が容器本体１０から部分的に浮き上がったり剥離したりする不具合が防止される。これにより、プラスチック製部材４０によって複合容器１０Ａに付与されたガスバリア性等の機能や特性が部分的に失われるおそれがない。また、複合容器１０Ａの外観を良好に保持することもできる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、プリフォーム１０ａを予備加熱し、この予備加熱されたプリフォーム１０ａの外側にプラスチック製部材４０ａを設け、その後、プラスチック製部材４０ａを熱収縮する。これにより、複合プリフォーム７０におけるプリフォーム１０ａとプラスチック製部材４０ａとの密着性を高めることができる。この結果、複合プリフォーム７０を用いて作製された複合容器１０Ａにおいて、プラスチック製部材４０と容器本体１０との密着性を高め、特性や外観を良好に維持することができる。

１０ 容器本体
１０Ａ 複合容器
１０ａ プリフォーム
４０、４０ａ プラスチック製部材
５０ ブロー成形金型
７０ 複合プリフォーム
１００ 複合プリフォームの製造装置
１０１ 供給ゾーン
１０２ プラスチック製部材装着ユニット
１０３ 第２加熱ユニット
１０４ 冷却ユニット
１０５ 取出ゾーン
１０６ 上流側搬送機構
１１０ 第１加熱ユニット
１１１ ヒーター
１１２ 第１ホイール
１１３ 挿着部
１１４ 第２ホイール
１１５ 加熱装置
１１６ 第３ホイール
１１７ 下流側搬送機構
１１８ エア供給装置

Claims (4)

1. 複合プリフォームの製造方法において、
   プリフォームを準備する工程と、
   予め印刷が施されたプラスチック製部材を準備する工程と、
   前記プリフォームの外側にプラスチック製部材を設ける工程と、
   前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させることにより、複合プリフォームを作製する工程と、
   前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程の後、前記プラスチック製部材を冷却する工程と、を備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法。
2. 複合プリフォームの製造方法において、
   プリフォームを準備する工程と、
   プラスチック製部材を準備する工程と、
   前記プリフォームの外側にプラスチック製部材を設ける工程と、
   前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程と、
   前記プラスチック製部材に印刷を施す工程と、
   前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程の後、前記プラスチック製部材を冷却する工程と、を備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法。
3. 前記冷却する工程において、前記プラスチック製部材の表面温度が１０℃〜３０℃となることを特徴とする請求項１又は２記載の複合プリフォームの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項記載の複合プリフォームの製造方法によって複合プリフォームを作製する工程と、
   前記複合プリフォームに対してブロー成形を施すことにより、前記プリフォームおよび前記プラスチック製部材を一体として膨張させる工程とを備えたことを特徴とする複合容器の製造方法。

Images