JP2021122951A - 容器の製造方法及び容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】胴部が所望の厚みに形成された容器を製造することが可能な新たな容器の製造方法及びこれにより製造された容器を提供する。【解決手段】合成樹脂製の筒状パリソン12を押し出す押出し工程と、筒状パリソン12を金型13で食い切るとともに金型13の上方において切断する切断工程と、筒状パリソン12の内側に、筒状パリソン12の内径よりも大径のアッパープラグ15を上方から挿入し、アッパープラグ15により筒状パリソン12を金型13のキャビティ13cの内面に押し付けて成形する成形工程と、を有する容器の製造方法、及び、内面が、内径が一定の形状あるいは内径が下方に向けて連続的または段階的に減少する形状であり、口部2の外周面に、径方向外側に突出するとともに下向きテーパー面2c2を備えた環状のモイルカット部2cが一体に設けられている容器1、100。【選択図】図8

Description

本発明は、容器の製造方法及び容器に関する。
従来、筒状の口部と、口部に連なる筒状の胴部と、胴部の下端を閉塞する底部とを備えた合成樹脂製の容器を製造する方法として、押し出しブロー成形法が知られている。
例えば特許文献1には、押出し機のノズルから合成樹脂製の筒状パリソンを押し出し、この筒状パリソンを分割式のキャビティの下端部で挟み込んで食い切るとともに金型の上方において切断機により切断し、次いで、切断された筒状パリソンの内側にアッパープラグを上方から挿入して筒状パリソンの口部に対応する部分の内面をアッパープラグで成形しつつアッパープラグに設けた吹込み口から筒状パリソンの内部に加圧エアーを供給して筒状パリソンの胴部に対応する部分を金型のキャビティに沿った所定形状にブロー成形することで、所定形状の容器を製造する、押出しブロー成形法が記載されている。
特開2003−71910号公報
しかし、押出しブロー成形法では、容器の口部の内面をアッパープラグにより所定形状に成形することができるが、胴部の内面は、ブロー成形により金型のキャビティの内面形状に倣った形状に成形されることになるので、局所的に肉溜りが生じたり、肉厚が薄過ぎる部分が生じたりするなど、胴部を所望の厚みに形成することが困難である、という問題点があった。
そのため、容器の内面を精度よく所定形状に形成することで胴部を所望の厚みに形成可能な新たな容器の製造方法と、これにより製造された容器が求められていた。
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、胴部が所望の厚みに形成された容器を製造することが可能な新たな容器の製造方法及びこれにより製造された容器を提供することにある。
本発明の容器の製造方法は、筒状の口部と、前記口部に連なる筒状の胴部と、前記胴部の下端を閉塞する底部とを備えた合成樹脂製の容器を製造する容器の製造方法であって、押出し機のノズルから合成樹脂製の筒状パリソンを押し出す押出し工程と、前記筒状パリソンを分割式の金型のキャビティの下端部で挟み込んで食い切るとともに前記金型の上方において切断する切断工程と、切断した前記筒状パリソンの内側に、前記筒状パリソンの内径よりも大径のアッパープラグを上方から挿入し、前記アッパープラグにより前記筒状パリソンを前記金型のキャビティの内面に押し付けて成形する成形工程と、を有することを特徴とする。
本発明の容器の製造方法は、上記構成において、前記筒状パリソンが、複数の層を有する積層パリソンであるのが好ましい。
本発明の容器の製造方法は、上記構成において、前記金型が、前記キャビティの上端に連なり、上方に向かうに連れて拡径するテーパー面を備え、前記アッパープラグが、下端において前記テーパー面に当接可能な保持筒の内側に上下方向に相対移動自在に保持されており、前記成形工程において、前記テーパー面と、前記テーパー面に当接した前記保持筒の下端との間でモイル部分を切断するとともに前記筒状パリソンの上端を成形するのが好ましい。
本発明の容器は、筒状の口部と、前記口部に連なる筒状の胴部と、前記胴部の下端を閉塞する底部とを備えた合成樹脂製の容器であって、前記口部の上端から前記胴部の下端までの範囲における内面が、前記口部の上端と前記胴部の下端との間において、内径が一定の形状あるいは内径が前記口部の上端から前記胴部の下端に向けて連続的または段階的に減少する形状であり、前記口部の外周面に、径方向外側に突出するとともに前記口部の軸方向に対して傾斜する下向きテーパー面を備えた環状のモイルカット部が一体に設けられていることを特徴とする。
本発明の容器は、上記構成において、複数の層を有する積層構造であるのが好ましい。
本発明によれば、胴部が所望の厚みに形成された容器を製造することが可能な新たな容器の製造方法及びこれにより製造された容器を提供することができる。
本発明の一実施の形態である容器の正面図である。 図1に示す容器の半断面図である。 図2における範囲Aを拡大して示す拡大断面図である。 本発明の一実施の形態である容器の製造方法の、押出し工程を示す説明図である。 本発明の一実施の形態である容器の製造方法の、切断工程を示す説明図である。 本発明の一実施の形態である容器の製造方法の、成形工程を開始した直後の状態を示す説明図である。 モイルカット部が形成された部分を拡大して示す拡大断面図である。 本発明の一実施の形態である容器の製造方法の、成形工程を完了した状態を示す説明図である。 成形工程の後に、アッパープラグと保持筒とを金型から離脱させた状態を示す説明図である。 図1に示す容器をプリフォームとした二軸延伸ブロー成形により形成されたボトルの正面図である。 本発明の他の実施の形態であるジャー容器の正面図である。
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。
図1、図2に示す本発明の一実施の形態の容器1は、二軸延伸ブロー成形などのブロー成形においてプリフォームとして用いることができるものである。
本実施の形態では、容器1は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の、加熱により延伸性が発現する合成樹脂材料により形成された合成樹脂製となっている。なお、容器1は、上記以外の他の合成樹脂材料で形成されたものとすることもできる。
容器1は、口部2と、口部2に連なる胴部3と、胴部3の下端を閉塞する底部4とを備えている。
口部2は、ブロー成形によっては延伸されない部分であり、円筒状に形成されている。口部2の内周面は、内径が一定の円筒状である。口部2の外周面には、図示しないキャップを口部2にねじ結合により装着するための雄ねじ2aが一体に設けられている。また、口部2の下端部分には、円環状のネックリング2bが一体に設けられている。
また、口部2は、外周面に、雄ねじ2aに替えて、キャップを打栓により口部2に装着するための環状の突起が設けられた構成としてもよい。
さらに、口部2は、雄ねじ2aやネックリング2bが設けられない構成としてもよい。
口部2の外周面には、モイルカット部2cが一体に設けられている。モイルカット部2cは、口部2の外周面から径方向外側に突出するとともに口部2の全周に亘って延びる環状となっている。図3に示すように、モイルカット部2cは、上面が口部2の上端に同一面状に連なる平面2c1であるとともに、下方を向く面が口部2の軸方向に対して傾斜する下向きテーパー面2c2となる、断面略三角形状となっている。
胴部3は、ブロー成形によって延伸される部分であり、図1、図2に示すように、口部2と同軸の円筒状に形成されて口部2の下端に一体に連なっている。
図2に示すように、胴部3の内周面は、内径が一定の円筒状となっており、その内径は口部2の内周面の内径と同一となっている。すなわち、容器1の内面5は、口部2の上端から胴部3の下端までの範囲において、内径が一定であり、何れの位置においても、容器1の軸線Oに垂直な断面形状が同一の円筒状となっている。
胴部3の外周面は、外径が、口部2との連接部分から下方に向けて徐々に拡径した後、一定となる形状となっている。
底部4は、下方に向けて凸となる半球状ないしドーム状となっており、胴部3の下端に一体に連なっている。底部4の内面は、胴部3の内周面に滑らかに連なる半球状の面となっている。
なお、底部4は、胴部3の下端を閉塞する形状であれば、その形状は種々変更可能である。
図1に示すように、容器1には、当該容器1を分割式の金型を用いて製造する際に生じるパーティングラインPL1を有している。図1においては1本のパーティングラインPL1のみを示すが、容器1は、軸線Oを挟んだ両側に一対のパーティングラインPL1を有している。これらのパーティングラインPL1は、軸線Oを通る平面と容器1の外周面との交差部分に沿って、一定の幅で口部2の上端から底部4の下端にまで連続して延びている。
上記構成の容器1は、本発明の一実施の形態である容器の製造方法により製造することができる。以下に、本発明の一実施の形態である容器の製造方法により、上記構成の容器1を製造する手順について説明する。
本発明の一実施の形態である容器の製造方法は、押出し機のノズルから合成樹脂製の筒状パリソンを押し出す押出し工程と、筒状パリソンを分割式の金型のキャビティの下端部で挟み込んで食い切るとともに金型の上方において切断する切断工程と、切断した筒状パリソンの内側に、筒状パリソンの内径よりも大径のアッパープラグを上方から挿入し、アッパープラグにより筒状パリソンを金型のキャビティの内面に押し付けて成形する成形工程と、を有している。
より具体的に説明すると、まず、図4に示すように、押出し工程において、押出し機10のノズル11から合成樹脂製の筒状パリソン12を押し出す。押出し機10は、その内部において、容器1と同一の合成樹脂材料を所定の温度にまで加熱して可撓性を有する状態とし、円筒状に成形しつつノズル11から外部に押し出す。ノズル11は下方に向けられており、ノズル11から押し出された筒状パリソン12は、ノズル11の下方に垂れ下がった状態となる。
ノズル11の下方には、成形用の金型13が配置されている。金型13は分割式となっており、右型13aと左型13bとが水平方向(図4において左右方向)に開閉可能に組み合わされた構成となっている。金型13は、右型13aと左型13bとが組み合わされると、その内部に容器1の外形に対応した形状のキャビティ13cが区画形成されるようになっている。また、右型13aと左型13bの、それぞれのキャビティ13cの下端部における互いの合わせ部分は、鋭角な食切り刃13dとなっている。
押出し工程において、筒状パリソン12は、開かれた状態の右型13aと左型13bとの間に向けてノズル11から押し出され、右型13aと左型13bとの間に配置される。
次に、図5に示すように、切断工程において、筒状パリソン12を、分割式の金型13のキャビティ13cの下端部で挟み込んで食い切るとともに金型13の上方において切断する。
すなわち、筒状パリソン12が間に配置された状態で、右型13aと左型13bとを互いに接近する閉じ方向に移動させて組み合わせることで、筒状パリソン12を一対の食切り刃13dの間に挟み込み、これにより筒状パリソン12を食い切って切断する。金型13のキャビティ13cの下方側には、筒状パリソン12の食い切られた部分よりも下方側の余剰部分12aを逃がす空間13eが設けられている。
金型13とノズル11との間には切断機14が設けられており、筒状パリソン12は、金型13の上方において切断機14により切断される。切断機14は、左右一対の切断刃14aを備えており、これらの切断刃14aで筒状パリソン12を挟み込むことで、金型13の上方において筒状パリソン12を切断する。
このように、切断工程において、筒状パリソン12を、分割式の金型13のキャビティ13cの下端部で挟み込んで食い切るとともに、金型13の上方において切断機14により切断することで、金型13のキャビティ13cの内部において、筒状パリソン12は、下端部が金型13に食い切られることで閉塞された状態となる。
次に、図6に示すように、成形工程において、切断した筒状パリソン12の内側に、筒状パリソン12の内径よりも大径のアッパープラグ15を上方から挿入する。アッパープラグ15は、円柱状の本体部15aと、本体部15aの先端に一体に設けられた下方に向けて凸の半球状ないしドーム状の先端部15bとを有しており、本体部15aは、筒状パリソン12の内径よりも大径であるとともに容器1の口部2及び胴部3の内周面と同径となっている。
金型13には、キャビティ13cの上端に連なり、上方に向かうに連れて拡径するテーパー面13fが設けられている。
一方、アッパープラグ15は、円筒状の保持筒16の内側に上下方向に相対移動自在に保持されている。図7に示すように、保持筒16の下端16aは、軸線Oに垂直な平面となっており、保持筒16は下端16aの角部16bにおいて、テーパー面13fに全周に亘って当接することができる。保持筒16が、その下端16aの角部16bにおいてテーパー面13fに全周に亘って当接することで、金型13のキャビティ13cの内部にある筒状パリソン12から、金型13の上方にはみ出したモイル部分12bを切断して除去することができる。
このように、金型13の上方にはみ出したモイル部分12bをモイルカットすることで、筒状パリソン12の上端における外周面にモイルカット部2cが形成される。また、テーパー面13fと、テーパー面13fに当接した保持筒16の下端16aとの間で、筒状パリソン12の上端が、軸方向に垂直な平面に成形される。
図8に示すように、成形工程において、アッパープラグ15を、筒状パリソン12の内側の、キャビティ13cの口部2に対応する部分を超え、胴部3に対応する部分にまで達し、先端部15bがキャビティ13cの底部分に所定の間隔を空けて対向するストローク端位置となるまで挿入する。筒状パリソン12の内径よりも大経のアッパープラグ15を筒状パリソン12の内側に挿入すると、筒状パリソン12の内面はアッパープラグ15の外周面に倣った形状に成形される。また、筒状パリソン12の内径よりも大経のアッパープラグ15を筒状パリソン12の内側に挿入することで、筒状パリソン12は、アッパープラグ15により径方向外側に向けて押されて金型13のキャビティ13cの内面に押し付けられるとともに余剰部分が徐々に下方に押し込まれることで、筒状パリソン12の外面はキャビティ13cに倣った形状に成形される。
筒状パリソン12の厚み(内径と外径との差)は、成形工程において、キャビティ13cに配置されてアッパープラグ15が挿入される筒状パリソン12の体積が、アッパープラグ15がストローク端位置となったときにキャビティ13cとアッパープラグ15との間に生じる空間の容積に対応したものとなるように、適宜設定すればよい。
成形工程が完了して容器1が成形されると、図9に示すように、アッパープラグ15を保持筒16とともに上方に移動させて金型13から離脱させ、次いで、金型13を開いて右型13aを左型13bとを分離させ、製造された容器1を金型13から取り出す。
このように、本実施の形態の容器の製造方法によれば、押出し機10のノズル11から押し出した合成樹脂製の筒状パリソン12を、分割式の金型13のキャビティ13cの下端部で挟み込んで食い切るとともに金型13の上方において切断し、切断した筒状パリソン12の内側に、筒状パリソン12の内径よりも大径のアッパープラグ15を上方から挿入することで筒状パリソン12を金型13のキャビティ13cの内面に押し付けて容器1を成形するようにしたので、容器1の胴部3の外周面をキャビティ13cにより所定の形状に精度よく形成しつつ、胴部3の内周面をアッパープラグ15により所定の形状に精度よく成形することができる。したがって、本実施の形態の容器の製造方法によれば、胴部3の外面形状と内面形状とを所望の形状に精度よく形成することができるので、胴部3が所望の厚みに形成された容器1を製造することができる。また、簡素な構成の分割式の金型13を用いて、胴部3が所望の厚みに形成された容器1を製造することができるので、当該容器1を安価に製造することができる。
また、本実施の形態の容器の製造方法では、金型13を、キャビティ13cの上端に連なり、上方に向かうに連れて拡径するテーパー面13fを備えた構成とし、アッパープラグ15を、下端16aにおいてテーパー面13fに当接可能な保持筒16の内側に上下方向に相対移動自在に保持された構成とし、成形工程において、テーパー面13fと、テーパー面13fに当接した保持筒16の下端16aとの間でモイル部分12bを切断するとともに筒状パリソン12の上端を成形するようにしたので、容器1の口部2の上端部分を所定の形状に精度よく成形することができる。
図10は、図1に示す容器1をプリフォームとした二軸延伸ブロー成形により形成されたボトル20の正面図である。
ボトル20は、容器1と同一形状の円筒状の口部21を有している。口部21は、外周面に、それぞれ容器1の雄ねじ2a、ネックリング2b、モイルカット部2cと同一の形状の雄ねじ21a、ネックリング21b、モイルカット部21cを一体に備えている。
口部21の下端には、肩部22を介して胴部23が一体に設けられている。胴部23は、口部21よりも大径の円筒状となっており、その下端は胴部23に一体に連なる底部24により閉塞されている。
ボトル20は、口部21に、容器1を成形した際に生じたパーティングラインPL1を備えるとともに、肩部22、胴部23及び底部24に、ボトル20を分割式の金型を用いて二軸延伸ブロー成形した際に生じたパーティングラインPL2を備えている。図示する場合では、パーティングラインPL1とパーティングラインPL2は、互いに周方向位置がずれて配置されているが、周方向位置が一致してもよい。
なお、肩部22、胴部23及び底部24においては、容器1を成形した際に生じたパーティングラインPL1は、二軸延伸ブロー成形において延伸されることにより消失するが、パーティングラインPL1が残っていてもよい。
図11は、本発明の他の実施の形態であるジャー容器の正面図である。なお、図11において、前述した部材に対応する部材には、同一の符号を付してある。
本発明の容器は、図1に示す容器1のように、二軸延伸ブロー成形などのブロー成形においてプリフォームとして用いられるものに限らず、例えば図11に示すようなジャー容器100とすることもできる。
ジャー容器100は、円筒状の口部2と、口部2に連なる円筒状の胴部3と、胴部3の下端を閉塞する底部4とを備えている。
また、ジャー容器100の内面5は、口部2の上端から胴部3の下端までの範囲において内径が一定であり、何れの位置においても、ジャー容器100の軸線Oに垂直な断面形状が同一の円筒状となっている。
さらに、ジャー容器100の口部2の外周面には、モイルカット部2cが一体に設けられている。モイルカット部2cは、口部2の外周面から径方向外側に突出するとともに口部2の全周に亘って延びる環状となっており、図3に示すのと同様に、上面が口部2の上端に同一面状に連なる平面であるとともに、下方を向く面が口部2の軸方向に対して傾斜する下向きテーパー面となる、断面三角形状となっている。
このような構成を有するジャー容器100も、上記した本発明の一実施の形態である容器の製造方法により製造することができる。
本実施の形態では、容器1ないしジャー容器100は、1種類の合成樹脂材料のみで形成された単層構造となっているが、これらを、容器内外方向に積層された複数の層を有する積層構造とすることもできる。
この場合、外側の層と内側の層とを互いに異材質又は同材質で形成し、これらの層を径方向に互いに固着した積層構造としてもよく、あるいは外側の層と内側の層とを互いに異材質又は同材質で形成し、これらの層を互いに剥離可能に積層した積層構造としてもよい。また、積層構造は、2層に限らず、3層以上の構成としてもよい。
例えば、容器1においては、それぞれポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等で形成される外側の層と内側の層との間に、EVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂)等のバリア層を設けることで、当該容器1を二軸延伸ブロー成形して製造されるボトル20にバリア機能を付与することができる。
また、ジャー容器100において、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等で形成される内側の層の外側に、EVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂)の層を設けることで、ジャー容器100を外面に高い光沢を有する美観の高いものとすることができる。
さらに、容器1ないしジャー容器100において、ポリプロピレン(PP)ないしポリエチレン(PE)で形成される内側の層の外側に、ポリエチレンテレフタレート(PET)の層を設けた構成とすることもできる。
容器を製造する方法として、射出成形法が知られているが、射出成形法では、上記のように複数の層を有する容器を製造することは困難である。
これに対し、上記した本実施の形態の容器の製造方法では、押出し工程において、押出し機10のノズル11から押し出す筒状パリソン12を、複数の層を有する積層パリソンとすることで、上記のような複数の層を有する積層構造の容器1ないしジャー容器100を、容易かつ安価に製造することができる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態においては、容器1は、内面5が、口部2の上端から胴部3の下端までの範囲において、内径が一定の形状とされているが、これに限らず、口部2の上端から胴部3の下端までの範囲における内面5が、口部2の上端と胴部3の下端との間において、内径が口部2の上端から胴部3の下端に向けて連続的または段階的に減少する形状であれば、例えば、内面5は、口部2の上端と胴部3の下端との中間部分から胴部3の下端までの部分に径方向内側に向けて突出する突出部分を備えた形状とするなど、その形状は種々変更可能である。
また、前記実施の形態においては、容器1は、胴部3の外面がネックリング2bの下端から下方に向けて径方向外側に拡径する形状となっているが、これに限らず、例えば、ネックリング2bの下端と底部4との間で外径が一定の形状や、その一部または全体が径方向内側に縮径する形状とするなど、その外形形状は種々変更可能である。
また、前記実施の形態においては、容器として、プリフォームとして用いられる容器1とジャー容器100を例示したが、これに限らず、筒状の口部と、口部に連なる筒状の胴部と、胴部の下端を閉塞する底部とを備え、口部の上端から胴部の下端までの範囲における内面が、口部の上端と胴部の下端との間において、内径が一定の形状あるいは内径が口部の上端から前記胴部の下端に向けて連続的または段階的に減少する形状であり、口部の外周面に、径方向外側に突出するとともに口部の軸方向に対して傾斜する下向きテーパー面を備えた環状のモイルカット部が一体に設けられた合成樹脂製の容器であれば、その形状ないし用途は種々変更可能である。
さらに、容器1ないし筒状パリソン12の材料は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)に限らず、他の合成樹脂材料としてもよい。
1 容器
2 口部
2a 雄ねじ
2b ネックリング
2c モイルカット部
2c1 平面
2c2 下向きテーパー面
3 胴部
4 底部
5 内面
10 押出し機
11 ノズル
12 筒状パリソン
12a 余剰部分
12b モイル部分
13 金型
13a 右型
13b 左型
13c キャビティ
13d 食切り刃
13e 空間
13f テーパー面
14 切断機
14a 切断刃
15 アッパープラグ
15a 本体部
15b 先端部
16 保持筒
16a 下端
16b 角部
20 ボトル
21 口部
21a 雄ねじ
21b ネックリング
21c モイルカット部
22 肩部
23 胴部
24 底部
100 容器
O 軸線
PL1 パーティングライン
PL2 パーティングライン

Claims (5)

  1. 筒状の口部と、前記口部に連なる筒状の胴部と、前記胴部の下端を閉塞する底部とを備えた合成樹脂製の容器を製造する容器の製造方法であって、
    押出し機のノズルから合成樹脂製の筒状パリソンを押し出す押出し工程と、
    前記筒状パリソンを分割式の金型のキャビティの下端部で挟み込んで食い切るとともに前記金型の上方において切断する切断工程と、
    切断した前記筒状パリソンの内側に、前記筒状パリソンの内径よりも大径のアッパープラグを上方から挿入し、前記アッパープラグにより前記筒状パリソンを前記金型のキャビティの内面に押し付けて成形する成形工程と、を有することを特徴とする容器の製造方法。
  2. 前記筒状パリソンが、複数の層を有する積層パリソンである、請求項1に記載の容器の製造方法。
  3. 前記金型が、前記キャビティの上端に連なり、上方に向かうに連れて拡径するテーパー面を備え、
    前記アッパープラグが、下端において前記テーパー面に当接可能な保持筒の内側に上下方向に相対移動自在に保持されており、
    前記成形工程において、前記テーパー面と、前記テーパー面に当接した前記保持筒の下端との間でモイル部分を切断するとともに前記筒状パリソンの上端を成形する、請求項1または2に記載の容器の製造方法。
  4. 筒状の口部と、前記口部に連なる筒状の胴部と、前記胴部の下端を閉塞する底部とを備えた合成樹脂製の容器であって、
    前記口部の上端から前記胴部の下端までの範囲における内面が、前記口部の上端と前記胴部の下端との間において、内径が一定の形状あるいは内径が前記口部の上端から前記胴部の下端に向けて連続的または段階的に減少する形状であり、
    前記口部の外周面に、径方向外側に突出するとともに前記口部の軸方向に対して傾斜する下向きテーパー面を備えた環状のモイルカット部が一体に設けられていることを特徴とする容器。
  5. 複数の層を有する積層構造である、請求項4に記載の容器。
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