JP2987874B2 - 中間成形品と２軸延伸ブロー成形壜体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２軸延伸ブロー成形操作により壜体に成形
される合成樹脂製中間成形品と、この中間成形品から２
軸延伸ブロー成形される壜体に関するもので、さらに詳
言すれば、有底円筒形状に射出成形された中間成形品の
底部の構造と、この中間成形品から２回のブロー成形操
作により成形される壜体の底壁の構造に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

液体収納容器である壜体として、ガラス製壜体に代わ
って合成樹脂製壜体が多用されるようになっているが、
この合成樹脂製壜体の内、大型壜体はその殆どが飽和ポ
リエステル樹脂、特にポリエチレンテレフタレート樹脂
（以下、単にPETと称する）製である。

大型のPET製壜体は、その優れた特性および物性を有
効に発揮するように、例外なしに２軸延伸ブロー成形手
法により成形されている。すなわち、一般には、有底円
筒形状に射出成形された中間成形品を、２軸延伸ブロー
成形可能温度に加熱した状態で、延伸ピンを利用して軸
芯方向に機械的に延伸変形させると共に、圧力流体（一
般には圧縮空気）を吹き込んで径方向に膨らみ延伸変形
させて壜体に成形している。

このように、合成樹脂製２軸延伸ブロー成形壜体は、
底壁中心部分に延伸ピンの先端が圧接した状態で２軸延
伸ブロー成形されるので、第５図に示すように、この延
伸ピンの先端に接触する延伸中心部分を含む底壁中心部
（40a）の充分な延伸が達成されず、このため底壁中心
部（40a）に局部的に肉厚となった未延伸部分が残留形
成されることになっていた。

この底壁中心部（40a）は、未延伸または充分な延伸
を受けない部分であるので、熱影響で白化して壜体の外
観を劣化させるばかりか、機械的な耐衝撃性も低く、さ
らに耐熱性が劣ると云う不都合を発生させていた。

この不都合を解消する従来技術として、実公昭58−52
913号公報がある。この実公昭58−52913号公報に示され
た技術は、中間成形品の底部を、内外面が球状でかつ中
心に向かい次第に肉薄になる形状に成形すると共に、そ
の底部内面の中心部の小面積部分を平坦に形成したもの
であり、成形される２軸延伸ブロー成形壜体の底壁を、
比較的充分に延伸させた状態で最終形状に成形できると
云う効果を発揮する。

また、２軸延伸ブロー成形壜体における底壁の延伸量
不足を解消する従来技術として、“ダブルブロー”と称
される技術がある。この技術は、中間成形品を準成形品
に２軸延伸ブロー成形した後に、この準成形品を再度ブ
ロー成形温度まで加熱して最終形状にブロー成形するの
であるが、この二度目のブロー成形操作は、延伸ピンを
使用せずに達成するので、底壁中心部の延伸ピンとの接
触による延伸変形の不達成を解消するものとなってい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、実公昭58−52913号公報に示された従
来技術にあっては、確かに中間成形品の底部に充分な延
伸を与えることができる可能性があるのであるが、底部
の延伸中心部にブロー成形操作完了まで延伸ピンが接触
するので、この底壁中心部の延伸変形は本質的に不可能
であり、このため成形品である壜体の底壁には、その中
心部が延伸不充分な肉厚部分として残留すると云う問題
があった。

また、この従来技術にあっては、底部の壁厚分布を、
底部だけで設定し、最も延伸変形し易い胴筒部との関連
が考慮されていないので、過剰延伸が発生したり、延伸
不充分が生じたりすると云う問題があった。すなわち、
この種の２軸延伸ブロー成形壜体にあっては、成形品で
ある壜体の口筒の大きさ、壜体の容量、さらには平均延
伸倍率等の相違に従って、胴筒部の壁厚が設定されるの
であるが、この胴筒部の壁厚に関係なしに底部の壁厚分
布を設定したのでは、底部の延伸変形形態を上記したブ
ロー成形条件に対応させることができず、このため底部
に過剰延伸とか延伸不足が生じることになっていたので
ある。

さらに、従来の“ダブルブロー”成形技術にあって
は、一次成形操作である延伸ピンを使用した２軸延伸ブ
ロー成形操作時に、この延伸ピンに接触して延伸変形の
できなかった底部中心部を、二次成形操作であるブロー
成形操作により充分に延伸変形させることが可能なので
あるが、この二次成形操作であるブロー成形操作時に、
一次成形操作により延伸変形して肉薄になったものの、
充分には延伸変形しなかった隣接部分が、肉薄となって
延伸変形し易い状態にあるため、この部分が底壁中心部
に先立って延伸変形するため、この底壁中心部の延伸変
形が充分に達成できないと云う問題があった。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点
を解消すべく創案されたもので、一次成形操作によるブ
ロー成形で、底壁中心部周辺部分に延伸限間近まで充分
に延伸変形させることをその技術的課題とし、もって底
壁全域が充分に延伸されて均一な肉厚となった壜体を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記技術的課題を解決するための本発明の手段は、 合成樹脂製２軸延伸ブロー成形壜体に成形される中間
成形品であること、 上端に口筒部を連設した円筒形状の胴筒部の下端に、
半球殻状の底部を膨出連設して構成されること、 底部の外周面の中心軸芯に沿った方向の曲率を、中心
軸芯上に位置する曲率中心（01）を曲率中心として形成
すること、 底部の下側部分を除く本体部分の内周面の中心軸芯に
沿った方向の曲率を、前記曲率中心（01）よりも下位
で、中心軸芯よりも遠く位置する曲率中心（02）を曲率
中心として形成すると共に、下側部分に内周面の中心軸
芯に沿った方向の曲率を、前記曲率中心（02）よりも下
位で、中心軸芯よりも近く位置する曲率中心（03）を曲
率中心として形成すること、 底部の下側部分を除く本体部分の中心軸芯に対する垂
直方向に沿った厚みを、胴筒部の壁厚とほぼ等しい値に
設定すること、 下側部分の壁厚を前記本体部分下端部の壁厚とほぼ等
しい値に設定すること、 下側部分の内側面の小面積である中心部分を平坦面と
すること、 にある。

また、上記した中間成形品から成形される２軸延伸ブ
ロー成形壜体としては、 上端に口筒部を連設した円筒形状の胴筒部の下端に、
半球殻状の底部を膨出連設して構成されること、 底部の下側部分を除く本体部分の中心軸芯に対する垂
直方向に沿った厚みを、胴筒部の壁厚とほぼ等しい値に
設定し、また下側部分の壁厚を本体部分下端部の壁厚と
ほぼ等しい値に設定し、さらに下側部分の内側面の小面
積である中心部分を平坦面とした中間成形品を準成形品
に２軸延伸ブロー成形し、この準成形品を加熱処理して
収縮変形（この収縮変形は、加熱処理により引き起こさ
れるものであるので、強制収縮変形となる）させてから
最終形状にブロー成形される２軸延伸ブロー成形壜体で
あること、 胴部下端にほぼ半球殻状に膨出連設された底壁の壁厚
分布を、胴部の壁厚の0.6〜1.5倍程度の範囲内でほぼ均
一にしたこと、 にある。

〔作用〕

中間成形品の底部の本体部分は、半球殻状となってい
ると共に、中心軸芯に垂直な方向に沿った厚さを胴筒部
の壁厚とほぼ等しくしているので、この底部の本体部分
の壁厚分布は、胴筒部との連設部分から下側部分に近づ
くに従って急速にその壁厚を減少させるものとなる。

また、底部の下側部分は、本体部分の下端部と等しい
壁厚になっているので、その壁厚は他の中間成形品部分
の壁厚よりも小さくなっている。

このため、この肉厚の小さい底部の下側部分および本
体部分の下側の部分は、延伸変形し易い部分となるの
で、中間成形品を２軸延伸ブロー変形させた際に、この
底壁の下側部分および本体部分の下側の部分が最も早期
に延伸限近くまで延伸変形されることになる。

この底部の壁厚分布は、多くの実験の結果に基づいて
設定されたもので、ブロー成形操作により最も延伸変形
し易い胴筒部の壁厚を基準として、中心軸芯に垂直な方
向に沿った壁厚を胴筒部と等しくすることにより、径方
向への延伸変形を胴筒部と同等に発生させるようにし、
また実質的な壁厚を胴筒部よりも薄くすることにより、
軸芯方向への延伸変形を胴筒部よりも早期に発生するよ
うにし、もって底部に軸方向への充分な延伸変形を与え
ると共に、径方向に対しても胴筒部に充分追従した延伸
変形が発生するようにして、底部に充分な延伸変形が生
じるようにしている。

なお、底部の下側部分の内側面の小面積である中心部
分を平坦面とすることにより、この中心部分の壁厚がわ
ずかに大きくなっている。これは、この中心部分が２軸
延伸ブロー成形時における延伸ピンとの圧接部分である
ため、延伸ピンとの圧接による押圧により、その肉厚が
強制的に減少させられるので、この強制的に減少させら
れる肉厚を予め補充しておくためと、ゲートカットによ
る肉厚の減少を補充しておくためである。

本発明による中間成形品は、上記した作用を発揮する
のであるが、この中間成形品から成形される最終成形品
としての壜体は、“ダブルブロー”成形手段で成形され
る。

すなわち、中間成形品を通常の２軸延伸ブロー成形手
法に従って準成形品に成形する。この準成形品胴筒部と
底部とは、中間成形品の上記した作用説明から明らかな
ように、底部の中心部分を除いてほぼ均等に延伸限近く
まで延伸変形され、底部の中心部分だけが延伸変形不足
部分となっている。

この準成形品を、ブロー成形温度まで再加熱すると、
延伸変形により準成形品の各部に発生している内部応力
により比較的大きな収縮変形が発生する。

この状態から、準成形品を延伸ピンを使用することな
しにブロー成形すると、比較的大きな収縮変形の発生し
た底部に延伸変形がほぼ集中することになるが、底部の
中心部分以外の部分は、ほぼ延伸変形限まで変形してい
るので、延伸変形力は未延伸部分である底部中央部分に
集中し、この中心部分を延伸限間近まで延伸変形させ
る。

このように、壜体は、その底壁の全域をほぼ延伸限ま
で均一の延伸変形させて成形されるのであるが、中間成
形品の底部の壁厚が予め薄く成形されていること、二次
ブロー成形に先立つ再加熱処理により底部に比較的大き
い収縮変形が生じること等の理由により、成形された壜
体の底壁の壁厚は胴部壁厚の0.6〜1.5倍程度となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、図面を参照しながら説明
する。

第１図は、本発明による中間成形品１の構造を示す全
体縦半断面図で、円筒形状をした胴筒部３の上端に、外
周面に螺条を刻設した口筒部２を連設すると共に、胴筒
部３の下端に、半球殻状に膨出した底部４を連設して構
成されており、PET材料を使用して射出成形されてい
る。

中間成形品１における胴筒部３と口筒部２との境界部
分の外周面には、外鍔状のフランジが周設されており、
また胴筒部３内周面の上端部分は、口筒部２内周面に向
かって徐々に肉厚を減少する方向に傾斜したテーパ面と
なっている。

（以下、第２図参照）底部４の外周面は、中心軸芯Ｏ
上に位置した曲率中心01だけを曲率中心として単純な球
弧面状に成形されているのに対し、底部４の内周面は、
底部４の本体部分4aの内周面が、曲率中心01よりも下位
で、中心軸芯Ｏよりも遠く位置する曲率中心02を曲率中
心として成形され、下側部分4bの内周面が、曲率中心02
よりもさらに下位で、中心軸芯Ｏよりも近く位置する曲
率中心03を曲率中心として成形され、そして中心部分4c
が、曲率中心03の直下部分から中心軸芯Ｏに垂直な平坦
面となっている。

曲率中心02の曲率中心01に対する位置のずれ量は、胴
筒部３の壁厚に従って設定されるもので、本体部分4aの
高さ方向に沿ったほぼ全域で、本体部分4aの中心軸芯Ｏ
に対して垂直となった方向に沿った肉厚が、胴筒部３の
壁厚とほぼ等しくなるように設定される。しかしなが
ら、実際には、本体部分4aの下端部分では、その周面の
中心軸芯Ｏに対する傾斜角度が大きくなるので、壁厚は
小さくなるものの、中心軸芯Ｏに対して垂直となった方
向に沿った肉厚は、胴筒部３の壁厚よりも大きくなる。

曲率中心03は、本体部分4aの下端部分の壁厚をそのま
ま下側部分4bの壁厚とすべく、その位置が設定される
が、中心部分4cが平坦面となっているので、この中心部
分4cの周囲に位置する下側部分4bの周縁部分が、底部４
の最も壁厚の薄い部分となる。

この中間成形品１を、通常の２軸延伸ブロー成形手法
により準成形品に成形すると、底部４の中心部分4cは、
延伸ピン先端の圧接により機械的に圧縮されてその肉厚
を減少させるものの、殆ど延伸変形することがないが、
胴筒部３よりも壁厚の小さい底部４は、最も肉薄の下側
部分4b周縁部分から早期に軸方向に延伸され、また胴筒
部３と同等に径方向に延伸変形される。すなわち、底部
４は、その径方向への延伸変形量が、胴筒部３に比べて
構造的に少なくなる条件に置かれているのであるが、こ
の径方向への延伸量の不足分を、軸方向の延伸によりカ
バーしているのである。

中間成形品１から２軸延伸ブロー成形された準成形品
を、ブロー成形温度まで加熱し、最終成形品としての壜
体10にブロー成形する。

この準成形品の壜体10へのブロー成形に際し、そのブ
ロー金型の成形空間は、準成形品よりもわずかに大きい
程度で良いが、必要に応じて底壁40成形部分だけを、そ
の深さ方向の寸法を大きくしても良い。これは、準成形
品の加熱処理によって発生する収縮変形が、内部応力消
滅のためのものであるので、中心部分4cを除く各部は充
分に延伸された状態のままであり、それゆえ新たに延伸
を与える必要がないためであるが、底部４には未延伸ま
たは充分に延伸されていない中心部分4cがあるので、こ
の中心部分4cに充分な延伸を確実に与えることができる
ようにするためである。

ブロー成形可能温度までの加熱処理により、準成形品
の各部には収縮変形が発生するが、この収縮変形は底部
４が最も大きく、このため二次ブロー成形処理における
延伸変形力は、この底部４に集中して作用することにな
る。準成形品における底部４にあっては、中心部分4c以
外の部分はほぼ延伸限まで延伸変形されているので、こ
の作用する延伸変形力は、未延伸もしくは不充分延伸部
分である中心部分4cに集中して作用し、この中心部分4c
を充分に延伸変形させるので、最終成形品である壜体10
の底壁40は、その全域がほぼ均一に延伸限まで延伸変形
され、もってその壁厚が第４図に示すようにほぼ均一な
ものとなる。

なお、このようにして成形された第３図に示した壜体
10を再加熱処理して、底壁40を壜体10内部に陥没変形さ
せてから、最終形状にブロー成形することにより、自立
機能を有する壜体を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示
す効果を奏する。

中間成形品の底部の壁厚分布を、中心軸芯に垂直な方
向に沿った肉厚が、胴筒部の壁厚とほぼ等しくすること
を目安に設定するので、中心部分に向かい次第に肉薄に
成形されるべき底部の壁厚分布の設定が、簡単でかつ正
確に達成できる。

底部の中心軸芯に垂直な方向に沿った肉厚を、胴筒部
の壁厚と等しくすることにより、底部の実質的な壁厚を
小さくし、もって２軸延伸ブロー成形時における胴筒部
と底部とに作用する延伸変形力をバランスさせることが
でき、これにより中心部分を除く底部全域を充分に延伸
変形させることができる。

請求項２にあっては、底壁全体が充分に延伸変形され
て成形されるので、充分に高い耐熱性と透明性とを発揮
することになり、これにより高温内容液充填、または熱
湯シャワー等による加熱処理により、壜体の底壁中央部
が外方に膨出する変形が発生したり、底壁中央部が白濁
して壜体の外観を劣化させる等の不都合の発生を皆無と
することができる。

壜体の底壁全域を、均一な肉厚で充分に延伸変形させ
て成形しているので、外部からの衝撃が底壁の局部に集
中して作用することがなく、これにより底壁の耐衝撃性
を飛躍的に高めることができる。

壜体の中間成形品からの“ダブルブロー”成形手順
は、従来からの手順をそのまま実施すれば良いので、成
形が簡単であると共に、新たに成形設備を設ける必要が
なく、安価に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による中間成形品の一実施例を示す、
全体縦半断面図である。 第２図は、第１図に示した実施例における、底部の拡大
縦半断面図である。 第３図は、本発明による壜体の一実施例を示す全体正面
図である。 第４図は、本発明による壜体の底壁の構造例を示す、要
部拡大縦断面図である。 第５図は、従来の壜体の底壁の構造例を示す、拡大縦断
面図である。 符号の説明 1;中間成形品、2;口筒部、3;胴筒部、4;底部、4a;本体
部分、4b;下側部分、4c;中心部分、10;壜体、30;胴部、
40;底壁、O;中心軸芯、01、02、03;曲率中心、40a;中心
部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂製２軸延伸ブロー成形壜体に成形
   される中間成形品であって、上端に口筒部（２）を連設
   した円筒形状の胴筒部（３）の下端に半球殻状の底部
   （４）を膨出連設して構成され、該底部（４）の外周面
   の中心軸芯（０）に沿った方向の曲率を、中心軸芯
   （０）上に位置する曲率中心（01）を曲率中心として形
   成し、該底部（４）の下側部分（4b）を除く本体部分
   （4a）の内周面の中心軸芯（０）に沿った方向の曲率
   を、前記曲率中心（01）よりも下位で、中心軸芯（０）
   よりも遠く位置する曲率中心（02）を曲率中心として形
   成すると共に、下側部分（4b）の内周面の中心軸芯
   （０）に沿った方向の曲率を、前記曲率中心（02）より
   も下位で、中心軸芯（０）よりも近く位置する曲率中心
   （03）を曲率中心として形成し、これにより、前記底部
   （４）の下側部分（4b）を除く本体部分（4a）の中心軸
   芯（０）に対する垂直方向に沿った厚みを、前記胴筒部
   （３）の壁厚とほぼ等しい値に設定すると共に、前記下
   側部分（4b）の壁厚を前記本体部分（4a）下端部の壁厚
   とほぼ等しい値に設定し、さらに前記下側部分（4b）の
   内側面の中心部分（4c）を平坦面とした合成樹脂製壜体
   成形用中間成形品。
2. 【請求項２】上端に口筒部（２）を連設した円筒形状の
   胴筒部（３）の下端に半球殻状の底部（４）を膨出連設
   して構成され、前記底部（４）の下側部分（4b）を除く
   本体部分（4a）の中心軸芯（０）に対する垂直方向に沿
   った厚みを、前記胴筒部（３）の壁厚とほぼ等しい値に
   設定し、また前記下側部分（4b）の壁厚を前記本体部分
   （4a）下端部の壁厚とほぼ等しい値に設定し、さらに前
   記下側部分（4b）の内側面の中心部分（4c）を平坦面と
   した中間成形品（１）を準成形品に２軸延伸ブロー成形
   し、該準成形品を加熱処理して収縮変形させてから最終
   形状にブロー成形される２軸延伸ブロー成形壜体であっ
   て、胴部（30）下端にほぼ半球殻状に膨出連設された底
   壁（40）の壁厚分布を前記胴部（30）の壁厚の0.6〜1.5
   倍程度の範囲内でほぼ均一にした合成樹脂製２軸延伸ブ
   ロー成形壜体。