JP2024166310A - 金型ユニットおよびブロー成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外層、内層の順で複数段階の射出成形を行ってプリフォームを成形するとともに、ホットパリソン式のブロー成形法を適用して樹脂製容器を製造する製造方法で適用される金型ユニットを提供する。【解決手段】ホットパリソン式の樹脂製容器の製造方法に適用され、射出成形金型から離型された保有熱を有する有底形状の樹脂製のプリフォームを収容し、プリフォームを冷却するための金型ユニットは、プリフォームの内部形状に対応する外形を有し、プリフォームの内部に挿入可能なコア金型と、プリフォームを収容し、プリフォームの温度を調整するキャビティ型と、プリフォームの底部に臨む可動部材と、を備える。金型ユニットは、コア金型または可動部材のいずれかに、プリフォームの底部を貫通する開口を形成する穿孔部を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、樹脂製容器の製造に適用される金型ユニットおよびブロー成形装置に関する。

従来から樹脂製容器は様々な用途に適用されており、複数の樹脂層を有する樹脂製容器も種々実用化されている。例えば、内層および外層の二層構造を有し、内容物の排出に応じて内層が外層から剥離してゆく樹脂製の剥離容器が知られている。この種の剥離容器は、デラミボトルまたはエアレスボトルとも称され、例えば醤油などの調味液や化粧品の化粧液、シャンプーやハンドソープなどの液状洗剤、消毒・殺菌などで用いられる液状薬剤の容器に利用されている。
現状、この種の剥離容器の製造では、押出ブロー方式の利用が一般的であって、延伸ブロー方式の利用は少ない（特許文献１参照）。

特許第５２６７９０１号公報

例えば、剥離容器の外観、寸法精度、物性強度などの向上や、無駄な材料の抑制による環境負荷の低減の観点から、剥離容器の製造において、射出成形工程からブロー成形工程までを連続して行う１ステージのホットパリソン式のブロー成形法を適用することが検討されている。

しかしながら、剥離容器は、水分バリア性やガスバリア性などの機能面、耐座屈性（耐荷重性）や耐衝撃性（落下強度）などの物性面、外観デザイン面といった要望に全て応えるよう設計すると、外層用の樹脂材料の融点が内層用の樹脂材料の融点より高く設定される場合がある。二層構造のプリフォームを成形する射出成形工程において、内層を形成した後に高温の外層の樹脂材料を充填すると、外層の樹脂材料に接触した内層の表面が溶融して熱変形してしまう。このため、ホットパリソン式のブロー成形法を適用して剥離容器を製造すること自体が極めて困難である。

そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、外層、内層の順で複数段階の射出成形を行ってプリフォームを成形するとともに、ホットパリソン式のブロー成形法を適用して樹脂製容器を製造する製造方法で適用される金型ユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様の金型ユニットは、ホットパリソン式の樹脂製容器の製造方法に適用され、射出成形金型から離型された保有熱を有する有底形状の樹脂製のプリフォームを収容し、プリフォームを冷却するための金型ユニットであって、プリフォームの内部形状に対応する外形を有し、プリフォームの内部に挿入可能なコア金型と、プリフォームを収容し、プリフォームの温度を調整するキャビティ型と、プリフォームの底部に臨む可動部材と、を備える。金型ユニットは、コア金型または可動部材のいずれかに、プリフォームの底部を貫通する開口を形成する穿孔部を有する。

本発明の一態様によれば、外層、内層の順で複数段階の射出成形を行ってプリフォームを成形するとともに、ホットパリソン式のブロー成形法を適用して樹脂製容器を製造する製造方法で適用される金型ユニットが提供される。

本実施形態の多層構造のプリフォームの縦断面図である。 本実施形態の樹脂製容器の例を示す図である。 本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。 第１射出成形部の構成例を示す図である。 第１温度調整部の第１例の金型ユニットを示す図である。 第１温度調整部の第２例の金型ユニットを示す図である。 第２射出成形部の構成例を示す図である。 容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、多層構造のプリフォームを用いたホットパリソン式のブロー成形法による容器の製造例として、剥離容器を製造する場合について説明する。

実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。

＜プリフォームの構成例＞
まず、図１を参照して、本実施形態に係る剥離容器用のプリフォームの構成例を説明する。図１は本実施形態のプリフォーム１０の縦断面図である。プリフォーム１０の全体形状は、一端側が開口され、他端側が閉塞された有底円筒形状である。プリフォーム１０は、円筒状に形成された胴部１４と、胴部１４の他端側を閉塞する底部１５と、胴部１４の一端側の開口に形成された首部１３とを備えている。

プリフォーム１０は、第１層（外層）１１の内側に第２層（内層）１２が積層された二層構造を有している。この第１層１１と第２層１２は、後述のように２段階の射出成形によりそれぞれ異なる熱可塑性の樹脂材料で形成される。第１層１１は、成形性や透明性に優れた性質を有し、容器に求められる耐座屈性や耐衝撃性を付与できる合成樹脂で構成される。一方、第２層１２は、容器の内容物の安定的な保管や内容物の劣化（酸化）の抑制に資する性質（例えば、水分バリア性、ガスバリア性、耐熱性、耐薬品性）を有する合成樹脂で構成される。また、第１層１１の樹脂材料には、第２層１２の樹脂材料よりも融点が高いものが選択される。なお、第１層１１も内容物の安定的な保管や内容物の劣化の抑制に資する性質を備えていてもよい。さらに、第１層１１と第２層１２とがそれぞれ異なる性質を備えていてもよい。例えば、第１層１１が水分バリア性を担う材料で形成され、第２層１２がガスバリア性を担う材料で形成されていてもよい。さらに、第１層１１と第２層１２は同種の合成樹脂で構成されてもよい（第１層１１と第２層１２の樹脂材料の融点は同じでもよい）。この場合、第１層１１と第２層１２の少なくとも一方には、内容物の安定的な保管や内容物の劣化（酸化）の抑制に資する添加剤を含有させることが好ましい。

以下、第１層１１の樹脂材料を第１の樹脂材料とも称し、第２層１２の樹脂材料を第２の樹脂材料とも称する。
第１の樹脂材料と第２の樹脂材料の組み合わせは、剥離容器の仕様に応じて適宜選択できる。具体的な材料の種類としては、例えば、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）、ＰＣＴＡ（ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート）、Ｔｒｉｔａｎ（トライタン（登録商標）：イーストマンケミカル社製のコポリエステル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＣＯＰ／ＣＯＣ（環状オレフィン系ポリマー）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル：アクリル）、ＰＬＡ（ポリ乳酸）などが挙げられる。

一例として、第１の樹脂材料は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であり、第２の樹脂材料は、ＰＰ（ポリプロピレン）である。ＰＰの融点は１６０～１７０℃程度であり、ＰＥＴの融点はＰＰの融点よりも高く、２４５～２６０℃程度である。

また、プリフォーム１０の胴部１４において、第２層１２の厚さｔ２に対する第１層１１の厚さｔ１の比（ｔ１／ｔ２）は１．５以上であることが好ましい。当該厚さの比は、成形される剥離容器の透明性を確保する観点から３．０以下であることが好ましい。

また、プリフォーム１０の底部１５において、第１層１１の底部の中心には第１層１１を貫通して開口部１６が形成されている。第１層１１の開口部１６は、第２層１２によって内側から塞がれている。また、プリフォーム１０において、開口部１６の外側には、第２層１２からなる露出部が形成されている。露出部の直径は、開口部１６の直径より大きく形成されている。

また、プリフォーム１０の底部１５には、剥離容器に空気導入孔を形成するための凹部１７が形成されている。凹部１７は、例えば円形状であって、プリフォーム１０の底部１５の中心から径方向に間隔を空けて少なくとも１か所形成されるが、周方向に沿って凹部１７が複数形成されていてもよい。容器の厚さ方向における凹部１７の深さは、少なくとも凹部１７が第１層１１を貫通して、第２層１２の表面が凹部１７内に露出する寸法に設定されている。

＜剥離容器の構成例＞
次に、図２を参照して、本実施形態に係る樹脂製の剥離容器２０の構成例を説明する。図２は、本実施形態の剥離容器２０の縦断面図である。

剥離容器２０は、プリフォーム１０を延伸ブロー成形することで得られるボトル形状の樹脂製容器であり、例えば、例えば醤油などの調味液が収容される。なお、剥離容器２０の用途は、化粧品の化粧液やシャンプー（液状洗剤）または消毒・殺菌液（薬剤）など、他の内容物を収容するものでもよい。

剥離容器２０は、プリフォーム１０と同様に、第１層１１の内側に第２層１２が積層された二層構造を有している。剥離容器２０の胴部２２において、第２層１２の厚さｔ１２に対する第１層１１の厚さｔ１１の比（ｔ１１／ｔ１２）は、プリフォーム１０の胴部１４における厚さの比（ｔ１／ｔ２）とほぼ同様である。

剥離容器２０は、上端に開口を有する首部２１と、首部２１から連続する円筒状の胴部２２と、胴部２２から連続する底部２３とを有している。剥離容器２０の製造においては、プリフォーム１０の胴部１４および底部１５が延伸ブローで膨らむことで、剥離容器２０の胴部２２および底部２３に賦形される。また、延伸ブローの際には、プリフォーム１０の凹部１７が延伸されることで、剥離容器２０の底部２３には第１層１１を貫通する空気導入孔２４が形成される。なお、首部２１には、不図示の栓体が気密状態で係合される。栓体は、プッシュ式のポンプ機構または外気の流入を遮断／抑制する吐出機構を備えている。首部２１に栓体を係合させることで、内容物の吐出時以外には、首部２１から胴部２２への外気の流入が抑制されて内容物の劣化（酸化）が抑制できる。さらに、栓体により、第１層１１と第２層１２との間にも首部２１から外気が流入することもない。

剥離容器２０においては、第２層１２の内側の空間に内容物が充填される。剥離容器２０では、第２層１２から内容物が排出される際に空気導入孔２４から第１層１１と第２層１２の間に徐々に空気が流入し、第１層１１と第２層１２が剥離していく。これにより、第２層１２の内容物を空気に触れさせずに容器内で内容物の占める容積を空気に置き換えることができ、第２層１２に充填された内容物を容器外に排出できる。さらに、剥離容器２０では、第２層１２の容積が内容物の消費に応じ自動的に小さくなり、内容物が少なくなったときは内容物を栓体のポンプ機構や吐出機構の側に集約させることが可能になる。そのため、剥離容器２０では、吐出不能となる内容物の残量を最小限にすることができる。

また、剥離容器２０の底部２３の中心には、プリフォーム１０と同様に第１層１１を貫通する開口部２５（非積層部２５、単層部２５）が形成されている。開口部２５には第２層１２の材料が開口部２５を塞いで充填され、剥離容器２０の底部２３の開口部２５近傍においては第１層１１の外側に第２層１２が露出した状態となっている。この第２層１２の露出部（膨出部）は径方向の外側に向けて張り出しており、開口部２５の直径より大きく形成されている。剥離容器２０の露出部は、プリフォーム１０の露出部が延伸されることで形成される。剥離容器２０の開口部２５において第２層１２が第１層１１の外側に露出することで第２層１２が第１層１１に部分的に固定（係止）され、第１層１１に対する第２層１２の位置ずれが抑止される。

＜剥離容器の製造装置の説明＞
図３は、本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態のブロー成形装置３０は、容器の製造装置の一例であって、プリフォーム１０を室温まで冷却せずに射出成形時の保有熱（内部熱量）を活用して剥離容器２０をブロー成形するホットパリソン方式（１ステージ方式または１ステップ方式とも称する）を採用する。

ブロー成形装置３０は、第１射出成形部３１と、第１温度調整部３２と、第２射出成形部３３と、第２温度調整部３４と、ブロー成形部３５と、取り出し部３６と、搬送機構３７とを備える。第１射出成形部３１、第１温度調整部３２、第２射出成形部３３、第２温度調整部３４、ブロー成形部３５および取り出し部３６は、搬送機構３７を中心として所定角度（例えば６０度）ずつ回転した位置に配置されている。

（搬送機構３７）
搬送機構３７は、図３の紙面垂直方向の軸を中心に回転する回転板（移送板）３７ａを備える。回転板３７ａには、プリフォーム１０の首部１３（または剥離容器２０の首部２１）を保持するネック型３７ｂ（図３では不図示）が、所定角度ごとにそれぞれ１つ以上配置されている。搬送機構３７は、回転板３７ａを回転させることで、ネック型３７ｂで保持されたプリフォーム１０（または剥離容器２０）を、第１射出成形部３１、第１温度調整部３２、第２射出成形部３３、第２温度調整部３４、ブロー成形部３５、取り出し部３６の順に搬送する。なお、搬送機構３７は、回転板３７ａを昇降させることもでき、第１射出成形部３１や第２射出成形部３３における型閉じや型開き（離型）に係る動作も行う。

（第１射出成形部３１）
第１射出成形部３１は、キャビティ型４０、コア型４１、ホットランナー型４２を備え、成形時に搬送されるネック型３７ｂと協働し、プリフォーム１０の第１層１１を製造する。キャビティ型４０は、開口側（上方側）の第１のキャビティ型４０Ａと底面側（下方側）の第２のキャビティ型４０Ｂから構成される。図３に示すように、第１射出成形部３１には、ホットランナー型４２に第１の樹脂材料を供給する第１射出装置３８が接続されている。キャビティ型４０とホットランナー型４２は、一体化した状態で、ブロー成形装置３０の機台に固定されている。コア型４１は、コア型昇降機構に固定されている。

キャビティ型４０は、第１層１１の外周の形状を規定する。第１のキャビティ型４０Ａは、キャビティ型４０の開口側に臨む金型であって、第１層１１の胴部外周の形状を規定する。第２のキャビティ型４０Ｂは、キャビティ型４０の底面側に臨む金型であって、第１層１１の底部外周の形状を規定する。また、ホットランナー型４２は、第１射出装置３８から第１の樹脂材料を導入する樹脂供給部４２ａを有する。コア型４１は、第１層１１の内周側の形状を規定する金型であって、キャビティ型４０の内周側に上側から挿入される。ネック型３７ｂはプリフォーム１０（第１層１１）の首部１３の外形を規定する。図４では、キャビティ型４０が第１のキャビティ型４０Ａと第２のキャビティ型４０Ｂに分割されている例を示したが、キャビティ型４０は分割されずに一体的に構成されていてもよい。

また、キャビティ型４０のホットランナー型４２は、コア型４１に近接する位置まで軸方向に移動可能な不図示のバルブピン（樹脂供給部４２ａを開閉する棒状部材）を内部に有していてもよい。ホットランナー型４２のバルブピンは、例えば、第１の樹脂材料が型空間に充填されるまではホットランナー型４２の内部に収容され、第１の樹脂材料が型空間に充填された後、第２のキャビティ型４０Ｂの底面よりもコア型４１に近接する位置まで突出する。

図４に示すように、第１射出成形部３１においては、上記のキャビティ型４０、コア型４１と、搬送機構３７のネック型３７ｂとを型閉じして第１層１１の型空間を形成する。そして、上記の型空間の底部からホットランナー型４２を介して第１の樹脂材料を流し込むことで、第１射出成形部３１においてプリフォーム１０の第１層１１が製造される。なお、ホットランナー型４２が上記のバルブピンを有する場合は、第１層１１の型空間に第１の樹脂材料を流し込んだ後にバルブピンを上昇させ、第２のキャビティ型４０Ｂの底面より突出しコア型４１に近接する位置まで移動させてもよい。これにより、第１層１１の底部中央を周辺部より肉厚の薄い薄膜状に成形できるため、後述する第１温度調整部３２における開口部１６の形成がより確実に行える。

第１層１１の底部外周に臨む第２のキャビティ型４０Ｂの上面側には、所定位置に第１の突起部４４が設けられている。例えば、第１の突起部４４は、円柱形状、円錐状（テーパ円柱状）、角柱状、角錐状であって、樹脂供給部４２ａの位置する底部中央から径方向に間隔を空けて少なくとも１つ配置されている。
第１の突起部４４の形状は、例えば軸方向に延長するリブ形状などの他の形状であってもよく、底部中央を基準として回転対称をなすように複数形成されていてもよい。また、第１の突起部４４の数は、複数であってもよい。その際に、各々の第１の突起部４４は中心軸を基準として点対称の位置関係で配置されていてもよい。

図４に示すように、第１層１１の底部外周面（または第２のキャビティ型４０Ｂのキャビティ基準面）からの第１の突起部４４の突出量ｈ１は、第１層１１の厚さとほぼ同じ寸法である。そのため、第１射出成形部３１を型閉じしたときには、第１の突起部４４の先端はコア型４１の表面に臨む（すなわち、第１の突起部４４の先端はコア型４１の表面近傍に配置される）。これにより、第１射出成形部３１の射出成形においては、第１の突起部４４により、プリフォーム１０の凹部１７に対応する位置に円形等の凹部１１ａが第１層１１に形成される。第１層１１の凹部１１ａは、第１層１１を貫通していてもよく、コア型４１と第１の突起部４４に挟まれて形成された薄膜を有するものであってもよい。

また、第１射出成形部３１の型開きをしたときにも、搬送機構３７のネック型３７ｂは開放されずにそのままプリフォーム１０の第１層１１を保持して搬送する。第１射出成形部３１で同時に成形されるプリフォーム１０の数（すなわち、ブロー成形装置３０で同時に成形できる剥離容器２０の数）は、適宜設定できる。なお、図３では、４つのプリフォームを同時に搬送する構成を示している。

（第１温度調整部３２）
第１温度調整部３２は、後述する第１例の金型ユニット５０ａまたは第２例の金型ユニット５０ｂのいずれかを備える。第１温度調整部３２は、射出成形後の保有熱を備えた（高温状態にある）プリフォーム１０の第１層１１を、所定温度に保たれた金型ユニット５０ａ，５０ｂに収容することで温度調整する（第１層１１が加熱または冷却される）。また、第１温度調整部３２は、第２射出成形部３３に搬送される前に、プリフォーム１０の第１層１１の温度分布を所定の状態に調整する機能も担う。
さらに、第１温度調整部３２は、プリフォーム１０の第１層１１を金型ユニット５０ａ，５０ｂに収容する際に、第１層１１の底部中心に開口部１６を形成する。

図５は、第１温度調整部３２の第１例の金型ユニット５０ａを示す図である。
第１例の金型ユニット５０ａは、キャビティ型（ポット型）５１と、コア型５２ａと、可動型５３ａとを備える。

キャビティ型５１は、第１射出成形部３１で製造されたプリフォーム１０の第１層１１を収容可能な温調空間を有する金型である。キャビティ型５１は、プリフォーム１０の軸方向に沿って上下３段に分割された構成であり、上から順に、上段型５１ａ、中段型５１ｂ、下段型５１ｃを有する。キャビティ型５１の下段型５１ｃは、支持台５６に載置されている。また、プリフォーム１０の底部１５に臨む下段型５１ｃの底部中央と、支持台５６には、可動型５３ａを挿通する空間が軸方向に沿って形成されている。

上段型５１ａ、中段型５１ｂ、下段型５１ｃのそれぞれには、ヒーターが設けられていたり、内部に温度調整媒体（冷却媒体）の流れる流路（不図示）が形成されていたりする。そのため、キャビティ型５１の温度は、ヒーターや温度調整媒体により所定の温度に保たれる。なお、上段型５１ａ、中段型５１ｂ、下段型５１ｃのヒーターや温度調整媒体の温度を変更することで、プリフォーム１０の温度分布を軸方向において変化させてもよい。なお、ヒーターが設けられたキャビティ型はプリフォーム１０を非接触で加熱し、温度調整媒体の流路が設けられたキャビティ型はプリフォーム１０に接触して温調または冷却を行う。

コア型５２ａは、キャビティ型５１に対して軸方向に移動可能な金型であって、キャビティ型５１に収容される第１層１１の内側に挿入される。コア型５２ａの内部には温度調整媒体（冷却媒体）の流れる流路（温調部材または冷却部材（不図示））が形成または内蔵され、上記の温度調整媒体によりコア型５２ａは所定の温度に保たれる。また、コア型５２ａの形状は、第１層１１の内周面に対応する形状に形成されている。そのため、第１層１１にコア型５２ａを挿入したときには、第１層の内周面はコア型５２ａの表面と面接触して両者の間で効率的に熱交換が行われる。

また、第１層１１の底部１５に臨むコア型５２ａの先端中心には、下側に向けて軸方向に突出する円錐形状の穿孔部（パンチングニードル）５４が設けられている。穿孔部５４は、コア型５２ａが第１層１１に挿入されたときに第１層１１の底部を貫通し、第１層１１の底部中心に開口部１６を形成する機能を担う。

可動型５３ａは、第１層１１の底部中心に下側から臨む金型であって、下段型５１ｃおよび支持台５６に昇降可能に挿通される。可動型５３ａの表面には、コア型５２ａの穿孔部５４の形状に対応し、型閉時に穿孔部５４を受ける凹部５５ａが形成されている。

次に、図６を参照しつつ、第２例の金型ユニット５０ｂの構成を説明する。第２例の金型ユニット５０ｂの説明において、第１例の金型ユニット５０ａと同様の構成については同一符号を付して重複説明を省略する。

第２例の金型ユニット５０ｂは、キャビティ型（ポット型）５１と、コア型５２ｂと、可動型５３ｂとを備える。

第２例の金型ユニット５０ｂのコア型５２ｂは、キャビティ型５１に対して軸方向に移動可能な金型であって、キャビティ型５１に収容される第１層１１の内側に挿入される。コア型５２ｂの内部には温度調整媒体（冷却媒体）の流れる流路（不図示）が形成または内蔵され、上記の温度調整媒体によりコア型５２ｂは所定の温度に保たれる。また、コア型５２ｂの形状は、第１層１１の内周面に対応する形状に形成されている。そのため、第１層１１にコア型５２ｂを挿入したときには、第１層の内周面はコア型５２ｂの表面と面接触して両者の間で効率的に熱交換が行われる。
また、第１層１１の底部１５に臨むコア型５２ｂの先端中心には、可動型５３ｂに設けられた後述の穿孔部５４ｂの形状に対応し、型閉時に穿孔部５４ｂを受ける凹部５５ｂが形成されている。

可動型５３ｂは、第１層１１の底部中心に下側から臨む金型であって、下段型５１ｃおよび支持台５６に昇降可能に挿通される。可動型５３ｂには、上側に向けて軸方向に突出する円錐形状の穿孔部５４ｂ（パンチングニードル）が設けられている。穿孔部５４ｂは、可動型５３ｂが上昇して型閉されたときに、コア型５２ｂが挿入された状態の第１層１１の底部１５を貫通し、第１層１１の底部中心に開口部１６を形成する機能を担う。

また、図５、図６に示す金型ユニット５０ａ、５０ｂは、キャビティ型５１からの放射熱（輻射熱）で第１層１１を外側から加熱しつつ、温度調整媒体の流れるコア型５２ａ、５２ｂを接触させることで第１層１１を内側から冷却している。

第２射出成形部３３では、後述のように、第１層１１の外側がキャビティ型６０との接触により冷却されて温度が低下する。そのため、ブロー成形時にプリフォーム１０が膨らみにくくなることを抑制するために、第１温度調整部３２では外側から第１層１１を加熱して保有熱を確保することが好ましい。

また、第２射出成形部３３では、後述のように第１層１１の内側が第２の樹脂材料で加熱されるため、第１層１１の白化が生じやすくなる。そのため、第１温度調整部３２では内側から第１層１１を冷却して第１層１１の白濁化（結晶化）を抑制することが好ましい。

（第２射出成形部３３）
第２射出成形部３３は、図７に示すように、キャビティ型６０、コア型６１、ホットランナー型６２を備え、成形時に搬送されるネック型３７ｂと協働し、第１層１１の内周部に第２層１２を射出成形する。キャビティ型６０は、開口側（上方側）の第１のキャビティ型６０Ａと底面側（下方側）の第２のキャビティ型６０Ｂから構成される。また、図３に示すように、第２射出成形部３３には、ホットランナー型６２に第２の樹脂材料を供給する第２射出装置３９が接続されている。

キャビティ型６０は、第１層１１を収容する金型である。第１のキャビティ型６０Ａは、キャビティ型６０の開口側に臨む金型であって、第１層１１の胴部１４を収容する。第２のキャビティ型６０Ｂは、キャビティ型６０の底面側に臨む金型であって、第１層１１の底部１５を収容する。また、ホットランナー型６２は、第２射出装置３９から第２の樹脂材料を導入する樹脂供給部６２ａを有する。コア型６１は、第２層１２の内周側の形状を規定する金型であって、キャビティ型６０の内周側に上側から挿入される。ネック型３７ｂはプリフォーム１０（第２層１２）の首部１３の上部形状を規定する。なお、キャビティ型６０は、第１のキャビティ型６０Ａと第２のキャビティ型６０Ｂが分割されずに一体的に構成されていてもよい。

図７に示すように、第２射出成形部３３は、第１射出成形部３１で射出成形されたプリフォーム１０の第１層１１を収容する。第２射出成形部３３を型閉じした状態では、第１層１１の内周側と、コア型６１の表面との間に型空間が形成される。第２射出成形部３３においては、上記の型空間の底部からホットランナー型６２を介して第２の樹脂材料を流し込むことで、第１層１１の内周側に第２層１２が積層されたプリフォーム１０が形成される。

また、第１層１１の底部外周に臨む第２のキャビティ型６０Ｂの上面側には、第１射出成形部３１の第１の突起部４４と対応する所定位置に、プリフォーム１０の凹部１７の形状に対応した円柱状等の第２の突起部６４が設けられている。第２の突起部６４は、第２射出成形部３３に第１層１１が収容されたときに、第１層１１の凹部１１ａに挿通される。

図７に示すように、第１層１１の底部外周面（または第２のキャビティ型６０Ｂのキャビティ基準面）からの第２の突起部６４の突出量ｈ２は、第１層１１の厚さよりも大きい寸法である。つまり、第２の突起部６４の突出量ｈ２は、第１の突起部４４の突出量ｈ１よりも大きい（ｈ２＞ｈ１）。そのため、第２射出成形部３３を型閉じしたときには、第２の突起部６４の先端は第１層１１の凹部１１ａを貫通して第１層１１の内周側まで突出する。第２射出成形部３３の第２のキャビティ型６０Ｂに第２の突起部６４を設けることで、プリフォーム１０の底部１５に凹部１７を形成することができる。

また、第２の突起部６４の突出量ｈ２は、プリフォーム１０の厚さよりも小さく設定されている。つまり、第２射出成形部３３での射出成形では、コア型６１と第２の突起部６４の間に第２の樹脂材料が流れ込むので、第２の突起部６４により第２層１２を貫通する孔は形成されない。

なお、第２射出成形部３３において、第１層１１を収容するキャビティ型６０の型空間の軸方向深さは、第１層１１の軸方向長さよりも短くしてもよい。これにより、キャビティ型６０に第１層１１を収容したときに、第１層１１の底部がキャビティ型６０の底面に押し当てられて両者が接触し、第１層１１の底部とキャビティ型６０の間に隙間が生じることを抑制できる。また、第２層１２が第１層１１の開口部１６から露出できるよう、第２のキャビティ型６０Ｂの底部中央領域に凹部形状の成形空間を設け、底部中央領域において第１層１１と第２のキャビティ型６０Ｂとの間に僅かな隙間が形成されるようにしてもよい。

（第２温度調整部３４）
第２温度調整部３４は、第２射出成形部３３で製造されたプリフォーム１０の均温化や偏温除去を行い、プリフォーム１０の温度を最終ブローに適した温度（例えば約９０℃～１０５℃）に調整する。また、第２温度調整部３４は、射出成形後の高温状態のプリフォーム１０を冷却する機能も担う。さらに、第２温度調整部３４はプリフォーム１０を加熱する機能を有していてもよい。

（ブロー成形部３５）
ブロー成形部３５は、第２温度調整部３４で温度調整されたプリフォーム１０に対してブロー成形を行い、剥離容器２０を製造する。
ブロー成形部３５は、剥離容器２０の形状に対応した一対の割型であるブローキャビティ型と、底型と、延伸ロッドおよびエア導入部材（いずれも不図示）を備える。ブロー成形部３５は、プリフォーム１０を延伸しながらブロー成形する。これにより、プリフォーム１０がブローキャビティ型の形状に賦形されて剥離容器２０を製造することができる。

（取り出し部３６）
取り出し部３６は、ブロー成形部３５で製造された剥離容器２０の首部２１をネック型３７ｂから開放し、剥離容器２０をブロー成形装置３０の外部へ取り出すように構成されている。

＜容器の製造方法の説明＞
次に、本実施形態のブロー成形装置３０による剥離容器２０の製造方法について説明する。図８は、容器２０の製造方法の工程を示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１：第１射出成形工程）
まず、図４に示すように、第１射出成形部３１において、キャビティ型４０、コア型４１および搬送機構３７のネック型３７ｂで形成された型空間に第１射出装置３８から第１の樹脂材料が射出され、プリフォーム１０の第１層１１が成形される。このとき、第１の突起部４４により、第１層１１の底部には凹部１１ａが形成される。

その後、第１射出成形部３１が型開きされると、搬送機構３７の回転板３７ａが所定角度回転し、ネック型３７ｂに保持されたプリフォーム１０の第１層１１が、射出成形時の保有熱を含んだ状態で第１温度調整部３２に搬送される。

（ステップＳ１０２：第１温度調整工程）
次に、第１温度調整部３２において、第１例の金型ユニット５０ａまたは第２例の金型ユニット５０ｂにプリフォーム１０の第１層１１が収容され、第１層１１の冷却と温度分布の調整（均温化や偏温除去）が行われる。

第１例の金型ユニット５０ａが採用される場合、第１層１１の内側にコア型５２ａを挿入するとコア型５２ａの先端に設けられた穿孔部５４ａが第１層１１の底部１５と接触する。このとき、可動型５３ａを第１層１１に向けて上昇させると、第１層１１がコア型５２ａに押し付けられることで穿孔部５４ａが第１層１１の底部１５を貫通し、第１層１１の底部中心に開口部１６が形成される。

第２例の金型ユニット５０ｂが採用される場合、第１層１１の内側にコア型５２ｂを挿入するとコア型５２ｂが第１層１１の底部１５の内面と接触する。このとき、可動型５３ｂを第１層１１に向けて上昇させると、可動型５３ｂの穿孔部５４ａが第１層１１の底部１５を貫通し、第１層１１の底部中心に開口部１６が形成される。

また、第１温度調整部３２での第１層１１は射出成形時の保有熱を有し、比較的変形しやすい状態にある。そのため、第１層１１に開口部１６を形成すると、第１層１１の底部中心にあった第１の樹脂材料は、穿孔部５４ａ，５４ｂに押しのけられて開口部１６の周囲の材料と一体化する。したがって、本実施形態では、開口部１６の形成の際に廃材を生じさせずに済む。
その後、搬送機構３７の回転板３７ａが所定角度回転し、ネック型３７ｂに保持されたプリフォーム１０の第１層１１が、第２射出成形部３３に搬送される。

（ステップＳ１０３：第２射出成形工程）
続いて、第２射出成形部３３にプリフォーム１０の第１層１１が収容され、第２層１２の射出成形が行われる。
第２射出成形部３３においては、図７に示すように、第１層１１の内周側と、第１層１１の内周に臨むコア型６１の表面との間に型空間が形成され、上記の型空間内にホットランナー型６２から第２の樹脂材料を充填する。なお、射出成形のときには、第１層１１の開口部１６から第２の樹脂材料が第１層１１の内周側に導かれる。

ここで、第２射出成形部３３で充填する第２の樹脂材料の温度は、第１の樹脂材料の融点よりも低い温度に設定される。また、第２射出成形部３３で第２の樹脂材料を充填するときの第１層１１の表面温度は、第２の樹脂材料の融点以下の温度に冷却されている。

第２射出成形部３３では、第１層１１の外周側にはキャビティ型６０が臨み、キャビティ型６０によって第１層１１の形状が外周側から保持される。このため、第２の樹脂材料が第１層１１と接触しても第１層１１の熱変形を抑制できる。

また、第２射出成形部３３では、第２の突起部６４が第１層１１の凹部１１ａを貫通して塞いでいるので、プリフォーム１０の凹部１７が第２の樹脂材料で塞がれることはない。また、第２射出成形部３３における第２の突起部６４は第１層の内周側まで先端が突出するので、第２の突起部６４により形成されるプリフォーム１０の凹部１７は、第１層１１を貫通して第２層１２の表面が凹部１７内に露出する形状となる。

また、第２射出成形部３３において、第１層１１を収容するキャビティ型６０の型空間の軸方向深さは第１層１１の軸方向長さよりも短い。そのため、第１層１１の底部１５がキャビティ型６０の底面に押し当てられ、第１層１１の底部１５とキャビティ型６０の間に隙間が生じることが抑制される。したがって、第１層１１とキャビティ型６０の間に第２の樹脂材料が流れ込みにくくなり、第２の樹脂材料が第１層１１の外周を被覆する成形不良の発生が抑制される。

以上のようにして、第１射出成形工程および第２射出成形工程により、第１層１１の内周側に第２層１２が積層されたプリフォーム１０が製造される。
その後、第２射出成形部３３が型開きされると、搬送機構３７の回転板３７ａが所定角度回転し、ネック型３７ｂに保持されたプリフォーム１０が、射出成形時の保有熱を含んだ状態で第２温度調整部３４に搬送される。

（ステップＳ１０４：第２温度調整工程）
続いて、第２温度調整部３４にプリフォーム１０が収容され、プリフォーム１０の温度を最終ブローに適した温度に近づけるための温度調整が行われる。
その後、搬送機構３７の回転板３７ａが所定角度回転し、ネック型３７ｂに保持された温度調整後のプリフォーム１０が、ブロー成形部３５に搬送される。

（ステップＳ１０５：ブロー成形工程）
続いて、ブロー成形部３５において、剥離容器２０のブロー成形が行われる。
まず、ブローキャビティ型を型閉じしてプリフォーム１０を型空間に収容し、エア導入部材（ブローコア）を下降させることで、プリフォーム１０の首部１３にエア導入部材が当接される。そして、延伸ロッドを降下させてプリフォーム１０の底部１５を内面から抑えて、必要に応じて縦軸延伸を行いつつ、エア導入部材からブローエアを供給することで、プリフォーム１０を横軸延伸する。これにより、プリフォーム１０は、ブローキャビティ型の型空間に密着するように膨出して賦形され、剥離容器２０にブロー成形される。なお、プリフォーム１０が剥離容器２０より長い場合、底型は、ブローキャビティ型の型閉じ前はプリフォーム１０の底部１５と接触しない下方の位置で待機させ、型閉じ後に成形位置まで素早く上昇させる。

なお、本実施形態では、底部１５に凹部１７が形成されたプリフォーム１０をブロー成形することで、剥離容器２０において、第１層１１を貫通し第２層１２の表面まで至る空気導入孔２４を確実に形成することができる。

（ステップＳ１０６：容器取り出し工程）
ブロー成形が終了すると、ブローキャビティ型が型開きされる。これにより、ブロー成形部３５から剥離容器２０が移動可能となる。
続いて、搬送機構３７の回転板３７ａが所定角度回転し、剥離容器２０が取り出し部３６に搬送される。取り出し部３６において、剥離容器２０の首部２１がネック型３７ｂから開放され、剥離容器２０がブロー成形装置３０の外部へ取り出される。

以上で、剥離容器２０の製造方法における１つのサイクルが終了する。その後、搬送機構３７の回転板３７ａを所定角度回転させることで、上記のＳ１０１からＳ１０６の各工程が繰り返される。なお、ブロー成形装置３０の運転時には、１工程ずつの時間差を有する６組分の容器の製造が並列に実行される。

また、ブロー成形装置３０の構造上、第１射出成形工程、第１温度調整工程、第２射出成形工程、第２温度調整工程、ブロー成形工程および容器取り出し工程の各時間はそれぞれ同じ長さになる。同様に、各工程間の搬送時間もそれぞれ同じ長さになる。

以下、本実施形態のブロー成形装置およびブロー成形方法の効果を説明する。
本実施形態では、第１射出成形工程でプリフォーム１０の第１層１１（外層）を成形し、第２射出成形工程で第１層１１の開口部１６から第１層１１の内側に第２層１２（内層）を射出成形して二層構造のプリフォーム１０が製造される。本実施形態によれば、融点の高い樹脂材料で外層を先に形成し、その後に外層よりも融点の低い樹脂材料で内層を形成できる。つまり、外層が射出成形時の保有熱を有する状態のまま内層の射出成形を連続的に行って、剥離容器２０の仕様に適した二層構造のプリフォーム１０を製造できる。本実施形態では、外層および内層がいずれも射出成形時の保有熱を有する状態で二層構造のプリフォーム１０が離型されるので、ホットパリソン式のブロー成形法で剥離容器２０を製造するときに好適なプリフォーム１０を得ることができる。

そして、本実施形態では、射出成形時の保有熱を有する状態で、上記の二層構造のプリフォーム１０を延伸ブロー成形して剥離容器２０を製造する。そのため、本実施形態では、ホットパリソン式のブロー成形法によって、美的外観や物性強度等に優れた剥離容器２０を製造できる。コールドパリソン式のブロー成形と比べると、本実施形態では製造されたプリフォーム１０を常温近くまで冷却せずにすみ、プリフォーム１０の再加熱の工程も不要となる。そのため、本実施形態によれば、プリフォーム１０の射出成形から剥離容器２０のブロー成形までの一連の工程を比較的短時間で完了させることができ、剥離容器２０をより短いサイクルで製造できる。

また、本実施形態では、第１射出成形工程と第２射出成形工程の間に第１温度調整工程を設け、この第１温度調整工程で第１層１１に開口部１６を形成する。第１温度調整工程を経ることで、第１射出成形工程での金型内での冷却時間を短縮できるとともに、第２層１２を成形する前に第１層１１の偏温を抑制できる。また、第１温度調整工程で第１層１１に開口部１６を形成することで、射出金型内に開口部１６を形成する機構を組み込まずにすむので、射出成形装置の構成を簡素化することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。

上記実施形態では、積層構造のプリフォームを用いたホットパリソン式のブロー成形法で剥離容器を製造する場合について説明した。しかし、本発明のブロー成形方法は、剥離容器の製造に限定されず、他の樹脂製容器の製造にも適用可能である。例えば、異なる色の樹脂材料を用いて外層、内層の順で射出成形を行ってグラデーションや色分け模様を有するプリフォームを成形し、ホットパリソン式のブロー成形法で樹脂製の装飾容器を製造する場合にも本発明を適用できる。

加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、ブロー成形装置３０の成形ステーション数は適宜増減させてもよい（例えば第２温度調整部３４や取り出し部３６などを省略して５つにする、など）。また、金型ユニット５０ａ、５０ｂはブロー成形部３５を備えない射出成形装置に搭載して剥離容器用プリフォームを成形する目的で利用してもよい。

１０…プリフォーム、１１…第１層、１２…第２層、１５…底部、１６…開口部、２０…剥離容器、３０…ブロー成形装置、３１…第１射出成形部、３２…第１温度調整部、３３…第２射出成形部、３４…第２温度調整部、３５…ブロー成形部、３８…第１射出装置、３９…第２射出装置、５０ａ，５０ｂ…金型ユニット、５１…キャビティ型、５２ａ，５２ｂ…コア型、５３ａ，５３ｂ…可動型、５４ａ，５４ｂ…穿孔部、５５ａ，５５ｂ…凹部

Claims (4)

1. ホットパリソン式の樹脂製容器の製造方法に適用され、射出成形金型から離型された保有熱を有する有底形状の樹脂製のプリフォームを収容し、前記プリフォームを冷却するための金型ユニットであって、
   前記プリフォームの内部形状に対応する外形を有し、前記プリフォームの内部に挿入可能なコア金型と、
   前記プリフォームを収容し、前記プリフォームの温度を調整するキャビティ型と、
   前記プリフォームの底部に臨む可動部材と、を備え、
   前記コア金型または前記可動部材のいずれかに、前記プリフォームの底部を貫通する開口を形成する穿孔部を有する
   金型ユニット。
2. 前記穿孔部は、前記コア金型の先端から前記プリフォームの軸方向に突出して形成され、
   前記可動部材は、前記穿孔部を受ける凹部を有する
   請求項１に記載の金型ユニット。
3. 前記穿孔部は、前記コア金型の軸方向に突出して前記可動部材に形成され、
   前記コア金型は、前記穿孔部を受ける凹部を有する
   請求項１に記載の金型ユニット。
4. 有底筒状のプリフォームの第１層を、第１の樹脂材料で射出成形する第１射出成形部と、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金型ユニットを有し、前記第１射出成形部で製造された前記第１層の温度調整を行うとともに、前記第１層の底部に開口部を形成する温度調整部と、
   前記開口部から前記第１層の内周側に第２の樹脂材料を射出し、前記第１層の内周に第２層を積層する第２射出成形部と、
   前記第２射出成形部で得られた多層のプリフォームを、射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形して樹脂製容器を製造するブロー成形部と、を備える
   ブロー成形装置。
   
   

Images