JP2577807B2 - 予備成形体およびその予備成形体から形成される容器 - Google Patents

予備成形体およびその予備成形体から形成される容器

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に、ブロー成形によりプラスチック容
器をつくるのに用いられる新規で有用なプラスチック予
備成形体の改良に関するものであり、さらに詳しくは、
ラミネート構造を有するプラスチック予備成形体および
その予備成形体から形成される容器に関する。
〔従来の技術〕
ポリエチレンテレフタレート（PET）予備成形体およ
びこの予備成形体からブロー成形される容器は良く知ら
れている。
しかしながら、PETそれ自体は、容器として要求され
るすべての必要な特性を備えてはいない。それゆえに、
まずPETの内側層および外側層、内側および外側の中間
バリア層、ならびにPETないしは他のプラスチックから
形成される芯体を含む５層構造のラミネート予備成形体
が開発されている。Krishnakumarらの米国特許第460951
6号およびBeckの米国特許第4550043号は、ラミネート予
備成形体とそれを用いてブロー成形された容器に関する
典型的な最近の認可された特許である。
〔発明が解決しようとする課題およびそれを解決するための手段〕
この発明は、特に、内側と外側のPET層と芯体層を含
む主として３層構造を有するプラスチック予備成形体に
関するものである。このような予備成形体は、また良く
知られているが、芯体層材料に欠陥を持っている。すな
わち、芯体層材料は、PETよりも高価なものであり、そ
して、ブロー成形容器の底部が形成される際、底部の二
軸方向の延伸が少なく結果として生ずる容器の底部を形
成する予備成形体の部分の厚さの減少がほとんど無いた
め、必要なものではない。
この発明は、特に、予備成形体射出成形用金型キャビ
ティ内に予備成形体を完成するためにプラスチック材料
の３番射出をすることに関し、このプラスチック材料の
第３番射出に伴なって、最初の芯体層材料の内部にさら
に芯体層を形成し、そして、予備成形体の底形成部内の
より高価な芯体層材料を置き換えさせるものである。
さらに、予備成形体射出成形用金型キャビティの中に
異種のプラスチック材料を連続的に射出成形するために
好適な装置が従来から提案されているが、これらの装置
において、プラスチック材料が予備成形体射出成形用金
型キャビティの中に射出される際に通るノズルには、キ
ャビティ内に最後に射出された材料の一部が残留してい
ることがわかる。このノズルの内部に残留したプラスチ
ック材料は、同じ予備成形体射出成形用金型キャビティ
に、次の予備成形体を形成するための第１番目に射出さ
れる材料となるのはもちろんのことである。
３層の予備成形体の芯体層を形成するプラスチック材
料が、予備成形体射出成形用金型キャビティの中に第１
番目に射出されるのは、好ましいことではない。しかし
ながら、最後に射出される材料を第１番目に射出される
材料、すなわちPETと同一もしくは実質的に同一に作る
ことにより、現在の成形装置のこの欠陥は解消すること
ができる。
〔作用〕
この発明に関して最も特徴的なことは、計量された第
１プラスチック材料の第１番目の射出成形があり、次い
で、計量された第２プラスチック材料の第２番目の射出
成形があり、この第２プラスチック材料は、第１番目に
射出された第１プラスチック材料を予備成形体射出成形
用金型キャビティの壁にこすりつけながら押し進めるよ
うに作用する。そして、第２材料は、第１材料の内側層
と外側層との間に芯体層を形成する。２つの射出される
材料の量、特に第２材料の量を調整することによって、
そしてさらに、第３番目の射出成形によって予備成形体
射出成形用金型キャビティを充填することによって、第
２材料の量は著しく減少される。
さらに、第３番目に射出される材料を第１材料と同じ
にすることによって、次の順の予備成形体を形成するた
めに、射出成形ノズル内には、予備成形体射出成形用金
型キャビティ内に最初に導かれるべく、第１材料と同じ
材料が残っている。これによって、予備成形体の首部の
端面は要求される材料となる。
〔実施例〕
上記および以下に示される他の目的に関して、この発
明の本質は、次の詳細な説明、クレームおよび添付図面
を参照することにより、より明確に理解される。
第１図は一般的な予備成形体射出成形用金型の片側断
面図であり、この金型内において、本発明による３層構
造と５層構造を有する予備成形体が射出成形される。
第２図は、予備成形体金型キャビティ内にプラスチッ
ク材料を３回射出する場合の射出連続時間を示す図であ
る。
第３図は、第１図の予備成形体からブロー成形された
容器の片側断面図であり、容器本体の中間部分は切り欠
かれており、異なる層は表されていない。
これらの図面を参照しつつ詳細に説明すると、第１図
に示されるように、一般的な予備成形体射出成形用金型
は、符号数字10で示されている。
金型10は、マルチキャビティタイプがより好ましく、
このタイプのものは、多くのキャビティ12を有し、この
中にはコア14が適当な場所に配置されている。
各々のキャビティ12は、射出成形用ノズル18のため
に、シート16によって表される底開口部を備えている。
この金型10の底開口部は、またスプール孔20をキャビテ
ィ12の底部に含んでいる。
金型10は開閉可能なネックリング22と組み合わされて
おり、このリング22は、まず最初に予備成形体24のよう
に射出成形された予備成形体を取り出すためにコア14と
ともに金型10から分離可能であり、さらに成形された予
備成形体をはがすために、キャビティ12およびコア14か
ら順次分離可能である。一般には予備成形体24がキャビ
ティ12から先ず取り出されて、次いでコア14から取り外
される。
図示された予備成形体24は、符号26によって示される
ように首部を含んでおり、この首部は、外周ネジ28と、
リング32によって形成されたタンパ・バンド支持肩部30
と、サポート又はキャッピング・フランジ34を含んでい
る。
首部26の下において、予備成形体24は、肩形成部36を
含み、この肩形成部36においては徐々に肉厚が増大し、
そして、肩形成部36は、短いリング部38を介して首部26
に連結されている。
肩形成部36の下には、伸長した本体形成部40があり、
この本体形成部40はキャビティ12とコア14のわずかなテ
ーパを除けば、略円柱状形状をなし、しかも均一な厚み
となっている。このような本体形成部40は、底形成部42
に連続しており、この底形成部42は、円柱状部分44と、
一般に半球状の底部46を有している。この場合、円柱状
部44は、本体形成部40と比べて厚さが増大していること
に注目すべきである。
予備成形体24は、1985年６月25日に認可されたPocock
らの特許第4525401号に従って、一般に形成される。こ
の特許において底形成部は、中間層又は芯体層の厚みを
削減できるように、より多きな厚みを有している。
第２図に最も良く示されるように、予備成形体24は、
キャビティ12の中に溶融プラスチック材料を連続的に充
填することによって形成される。
予め選定され計量された第１材料Ａは、ノズル18を通
じてキャビティ12の底部に１番射出される。次いで、予
め選定され計量された第２材料Ｂは、第１材料Ａをキャ
ビティ12の中に押しやりつつ、キャビティ12の中に射出
される。第１材料Ａはキャビティの中を前進しながら、
キャビティの壁に付着し、第２材料Ｂは、第１材料Ａの
分離された層の中に入ってゆく。この方法は、一般に前
述のKrishnaumarらおよびBeckの特許に開示されてい
る。
前もって、第１材料Ａの量のみが計量されており、第
２材料Ｂはキャビティ12を完全に充填するための量が射
出される。しかしながら、第２材料Ｂは一般に第１材料
Ａよりも高価であるという事実上の見地から、第２材料
Ｂの使用、特に底形成部42の使用は削減することが要望
されている。この発明によれば、金型キャビティ12の完
全な充填は、金型キャビティ12の中に、溶融プラスチッ
ク材料Ｃにより、第３番目の分離射出成形を行なうこと
によって達成される。材料Ｃは、第１図に明確に示され
るように、底形成部42の内部にほぼ完全に位置してい
る。
この場合、材料Ｃの射出は、材料Ｃの量の広がりのた
めに、第２材料Ｂの材料節約という結果をもたらすこと
が示される。
さらに、第１図からわかるように、最後に射出成形さ
れる材料は、スプール開口20を充填するのみならず、ノ
ズル18の最終射出通路をも充填する。この最終射出通路
は、通例のものであり、図示されていない。最終射出通
路の中に残留している材料Ｃは、次の予備成形体24を形
成するために、キャビティ12の中に第１番目に射出され
る材料になることは明らかである。過去において、射出
成形サイクルの始めに第２材料Ｂの限られた量が射出さ
れることは望まれていなかったことがわかっている。
予備成形体24に見られるように、第２材料Ｂは実質的
に、首部26の上部まで広がっているが、首部26のより低
いところに終結してもよい。これは最初にキャビティ12
の中に射出された第１材料Ａの量に依存する。第２材料
Ｂは結果として芯体層48を形成しており、第１材料Ａを
内側層50と外側層52とに分離している。このようにして
予備成形体24は、まず基本的に３層構造になる。
プラスチック材料技術の現状において、バージンPET
材料は、第１材料Ａの好適材料である。他方、第２材料
Ｂは結果として作られる容器の用途に依存するのである
が、着色PET、再生PET、MXD−６ナイロン、コポリエス
テル、ポリプロピレン（PP）、PP/PETブレンド、ポリア
クリロニトリル、ポリカーボネート等を含む種々の材料
から選択される。
本発明の以前には、第１材料Ａは予備成形体24の40〜
60体積パーセントを占め、残り、すなわち40〜60％を第
２材料Ｂがしめていた。本発明によれば、材料Ｃをキャ
ビティ12に充填することによって第２材料Ｂの材料節約
を図ることができる。第２材料Ｂの体積パーセントは、
30〜40％まで減少できる一方で、材料Ｃの体積パーセン
トは、10〜20％となる。
さらに第１図を参照すると、底形成部42において、材
料Ｃは芯体層48の内部に芯体層54を形成し、この芯体層
54は芯体層48を内側中間層56と外側中間層58とに分割す
る。一方で、内側層50と外側層52は、実質的に同じよう
に残っている。このようにして、底形成部42は５層構造
に形成される。
さらに、予備成形体24の底部に明らかに示されるよう
に、最後に射出されるプラスチック材料は、プラスチッ
ク材料Ｃであり、このものは、外側中間層58と外側層52
を貫いて延びるスプール60を形成する。上述したよう
に、材料Ｃは第１材料Ａと同じ材料、すなわちPETとす
るのがより好ましい。
第３図において、予備成形体24は、通常のブロー成形
によって容器62を形成する。この容器62は首部26を有
し、このものは予備成形体24のそれと一致する。そし
て、また容器62は第１図のリング部38に対応する無延伸
リング部38を有する。
他方、肩形成部36は、軸方向および径方向の両方に徐
々に引き伸ばされ、肉厚を薄くし、２軸延伸を増大せし
めて肩64を形成する。
予備成形体24の本体形成部分40は、軸方向と径方向の
両方に実質的に引き伸ばされ、より高い２軸延伸された
容器本体66を形成する。最後に予備成形体24の底形成部
42は、外径が略円柱状の底部68、湾曲した支持環70およ
び底壁72となる。
容器62の底は、徐々にその中央に向って厚さが増して
おり、これに伴ない底の中央は実質的に引き伸ばされて
おらず、予備成形体24の最も底部と同程度の厚さである
ことがわかる。
上述のことから、このような容器の底部は、本質的に
５層構造であるが容器の本体部66と上方部は、３層構造
になるように慣行の３層容器に一部修正を加えているこ
とがわかる。一方、容器底部の第２材料の大幅な削減
は、結果とて生ずる容器の外観、強度、可能なバリア特
性を決して低下させるものではない。
従って、本発明によれば、容器62は３層構造のみの容
器に比べより安価な材料コストで作られる。
予備成形体の１つの好適な具体例のみが、ここに明確
に図示され、記述されているけれども、添付のクレーム
によって明らかにされるように、この発明の精神、範囲
を逸脱しない限りにおいて、予備成形体は変更され得
る。
〔発明の効果〕
上述のように本発明を構成することによって、第３材
料としての材料Ｃをキャビティに充填することによっ
て、第２材料としての高価な第２材料Ｂを節約すること
ができる。
従って、従来の容器に比べて安価な材料コストで作ら
れ、しかも結果として生ずる容器の外観、深度、バリア
性を低下させるものでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は一般的な予備成形体射出成形用金型の片側断面
図、第２図は予備成形体金型キャビティ内にプラスチッ
ク材料を３回射出する場合の射出連続時間を示す図、第
３図は第１図の予備成形体からブロー成形された容器の
片側断面図である。 10……金型、12……キャビティ、14……コア、16……
座、18……ノズル、22……ネックリング、24……予備成
形体、26……首部、36……肩形成部、40……本体形成
部、42……底形成部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーブン ライル シュミッド アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03054，メリマック，イーストリッジ ロード 75 (72)発明者 ウエイン エヌ．コレッティ アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03054，メリマック，フレンチ コー ト 19 (56)参考文献 特開 昭63−214422（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ブロー成形によって容器を形成するために
    用いる射出成形によって形成される３層構造部分と５層
    構造部分を有するプラスチック予備成形体であって、 前記予備成形体は、首部と、肩形成部と、本体形成部
    と、底形成部を有し、 少なくとも本体形成部と底形成部が第１材料で形成され
    る内側層および外側層と、この内側層と外側層の間に形
    成される第２材料の層を有し、 予備成形体の底形成部における第２材料の層の内側に、
    第２材料以外の材料によって形成される芯体層が形成さ
    れていることを特徴とする予備成形体。
  2. 【請求項２】前記第２材料以外の材料が第１材料と同じ
    材料であり、予備成形体が２つの異なる材料から形成さ
    れている請求項１記載の予備成形体。
  3. 【請求項３】前記第２材料以外の材料が予備成形体射出
    成形金型のキャビティ内に最後に射出され、第１材料が
    予備成形体射出成形金型のキャビティ内に最初に射出さ
    れ第２材料以外の材料が第１材料と同じ材料である請求
    項１記載の予備成形体。
  4. 【請求項４】前記第２材料以外の材料が、第２材料より
    も安価な材料である請求項１または３記載の予備成形
    体。
  5. 【請求項５】前記第２材料の層が、予備成形体射出成形
    金型のキャビティ内に第２材料が射出された際に肩形成
    部を通過し首部まで伸びて形成される層である請求項１
    記載の予備成形体。
  6. 【請求項６】前記底形成部が、本体形成部の伸張部分を
    形成する一部分および増大された壁厚みの一部分を含ん
    でいる請求項１記載の予備成形体。
  7. 【請求項７】前記予備成形体は、少なくとも本体形成部
    が３層構造に形成されており、第２材料の層が、第１材
    料で形成される内側層および外側層よりも厚い芯体層と
    なるように形成されている請求項１記載の予備成形体。
  8. 【請求項８】前記予備成形体は、底形成部が５層構造を
    有しており、底形成部における第２材料の層が、第２材
    料以外の材料によって形成される芯体層によって分離さ
    れ、第１材料で形成される内側層および外側層よりも薄
    い内側中間層と外側中間層を形成している請求項１記載
    の予備成形体。
  9. 【請求項９】前記第１材料と第２材料がそれぞれ計量さ
    れた量の材料であり、第２材料以外の材料が、予備成形
    体射出成形金型のキャビティを完全に充填するだけの量
    の材料である請求項１記載の予備成形体。
  10. 【請求項１０】首部と肩形成部と本体形成部と底形成部
    を有し、少なくとも本体形成部と底形成部が、第１材料
    で形成される内側層および外側層とこの内側層と外側層
    の間に形成される第２材料の層とを有し、底形成部が、
    第２材料の層の内側に第２材料以外の材料によって形成
    される芯体層を有する予備成形体を、ブロー成形するこ
    とによって形成されることを特徴とするプラスチック容
    器。
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