JP3936744B2 - 円筒形胴部を有する押出しブロー成形容器およびその成形用金型 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、円筒形胴部を有する押出しブロー成形容器の底割れ防止技術に関する。
押出しブロー成形容器、とくに容器口部に大気導入口を設けた積層剥離ブロー成形容器の底割れ防止技術として、容器底部の底シール部に底リブを形成するとともに底シール部を形成するそれぞれの融着部に他方の融着部に圧入する喰込み突出部を設け、該融着部を相互に噛み合うようにして融着させた押出しブロー成形容器が本出願前に提案されている（特開平８−２１６２３８号公報）。
上記従来技術においては、ブロー成形容器の底シール部に底リブを形成し、該底リブは、容器底壁より突出する２枚の融着部の内側面を融着することにより、形成された。底リブを構成するそれぞれの融着部に、喰込み突出部と喰込み凹部とが交互に形成された喰込み部を形成し、両融着部を該喰込み部において相互に噛み合うよう融着させることにより、底シール部の融着力を強化するとともに、パーティングラインに平行する剪断力（図２中、Ｘ−Ｘ’線に沿う剪断力）に対する強度を大きくして、大容量の押出しブロー成形容器の底割れをなくすようにしていた。
とくに、積層剥離ブロー成形容器においては、喰込み部を形成することにより内袋を構成するナイロン等の接着性の弱い樹脂でも強固に融着させることができ、底割れを生じないということで、喰込み部を形成することは極めて有益である。
しかしながら、楕円筒形胴部及び楕円形底部を有する容器（以下「楕円筒形容器」という）と円柱形胴部及び円形底部を有する容器（以下「円筒形容器」という）との間では底割れ現象に差が見られる。とくに接着性の弱い樹脂を内袋に使用する積層剥離ブロー成形容器では、大型の円筒形容器となると、楕円筒形容器と異なり、内容液を充填した容器を落としたり、衝撃を与えたりすると、底割れ現象がしばしば発生するという問題点があった。
発明の概要
本発明は、前記の問題点を解決するため、円筒形押出しブロー成形容器、とくにナイロン等の接着性の弱い樹脂を内袋に使用する円筒形の積層剥離ブロー成形容器における底シール部の接着性を改善し、底割れを防止することを技術的課題とし、大型の円筒形ブロー成形容器、特に大型の円筒形積層剥離ブロー成形容器を提供することを目的とする。
本発明者は、楕円筒形容器と円筒形容器との底割れ現象について研究と比較実験を重ね、底割れ現象の差が、ブロー成形品の成形直後からの経時収縮によりシール部の接着力に強弱が生じることに起因していることを見いだした。
一般に、押出しブロー成形容器の成形後の経時収縮については、円筒形容器ではパーティングラインの方向（図２中、Ｘ−Ｘ’線方向）に収縮するという特性が、逆に楕円筒形状の容器では、パーティングラインに対し直交する方向（図２中、Ｙ−Ｙ’線方向）に収縮するという特性があることが知られている。
前記従来のブロー成形容器は、底シール部に底割れ防止用の底リブを設けているが、円筒形容器では、収縮の方向がパーティングラインの方向となるために、底リブの融着面が押し広げられることになり、楕円筒形状の容器と異なり、底割れが発生し易くなっている。
そこで、本発明者は円筒形ブロー成形容器において、底部の収縮方向をパーティングライン方向と直交する方向（楕円筒容器の収縮方向と同じ方向）に収縮するようにすると、融着面の接着性が強化され、底割れを防ぐことができるという考えに到達した。
さらに楕円筒形容器と円筒形容器との底割れ現象についての比較実験を重ね、円筒形容器ではリブ幅が薄い方がパーティングライン方向の収縮を押さえられることとなり、底割れに対し効果的であること、
楕円筒形状の積層剥離ブロー成形容器では、底リブの喰込み部が上下二段に配置されていたが、円筒形状の積層剥離ブロー成形容器では、喰込み部を一段に配置した方が底割れを防止できること、
底リブの喰込み部を形成するピンのテーパ角を少なくし、リブ幅いっぱいまで長くすることにより、底の融着性を向上させることができること、
容器底部の形状、底リブの形状をアーチ型にすると、経時変化による底部の垂れ下がりを防ぐことができること、
等と見いだした。
本発明の技術的課題は、上記の知見に基づき、円筒形ブロー成形容器の底シール部に沿って肉厚の楕円形隆起部を形成し、ブロー成形時の成形品取出し後の経時収縮を利用し、楕円形隆起部により収縮の方向性を変化させ、楕円筒形容器と同様にパーティングライン方向に直交する方向に収縮させることによって解決することができた。
さらに経時収縮を効果的にするため、ブロー金型では、ピンチオフ部以外のところには冷却性の良いアルミを使用し、冷却路もピンチオフ部から離れた位置に配置した。
それにより、成形品取出し後においても、楕円形隆起部および底リブの周りに部分的に熱を保持させ、楕円形隆起部部分が経時収縮するようにする。
さらに、底シール部の壁面、底リブの形状をアーチ型にすること、底リブの高さ（容器の軸方向の長さ）を薄くし、ピンの段差をなくすこと、喰込み部を形成するピンのテーパー角を少なくし、リブ幅いっぱいまで長くすること等によってより効果的に解決することができる。
技術的課題を解決するための具体的構成として、円筒形押出しブロー成形容器、または容器口部に大気導入孔を穿孔した円筒形の積層剥離ブロー成形容器において、容器底部の底壁が平担壁と楕円形隆起部とを有し、該楕円形隆起部が、該底壁の底シール部周辺に形成されており、パーティングラインを長径の軸線方向とする楕円形の水平断面形状を有し、前記平坦壁に対して肉厚に形成されていることを特徴とする構成を採用する。更に、底シール部にアーチ状の底リブを形成してもよい。
また、前記底シール部の底リブを、その厚さを、シール部底壁の厚さにほぼ等しいかまたはそれ以下の薄肉とし、底リブを構成する各融着部に、対向する融着部に圧入する喰込み部を形成し、該喰込み部が底リブの中心線に沿って交互に配設されるようにしたことを特徴とする構成を採用する。
円筒形容器の押出しブロー成形金型において、金型のピンチオフ部周辺にパーティングラインに沿って楕円状隆起部を設け、該楕円状隆起部とその周辺領域に、当該領域以外の部分の材料に比して熱伝導性の低い材料を配設し、成形品取出した後において、容器に形成された楕円形隆起部に部分的に熱を保持させるようにしたことを特徴とする構成を採用する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施態様による、積層体よりなるブロー成形容器の一部断面正面図である。
図２は、図１に示したブロー成形容器の底面図である。
図３は、図１に示した容器の、図２Ａ−Ａ線における容器底部の拡大横断面図である。
図４は、図１に示した容器の、容器底部の拡大縦正面図である。
図５は、容器底部の底シール部の拡大横断面図である。
図６は、金型のピンチオフ部の拡大横断面図である。
図７(a)は、単層よりなる容器の底シール部の拡大横断面図で、図７(b)は、積層体よりなる容器の底シール部の拡大横断面図である。
発明の好ましい態様の記載
次に、本発明の好ましい実施形態について説明する。
始めに、積層剥離ブロー成形容器における実施形態について、図面を参照して説明する。
図１〜５に示された容器１は、外側層２と内側層３とよりなる積層体からつくられており、積層押出しブロー成形によって成形されている。しかしながら、本発明は、積層体よりなる容器に限定されず、単層体よりなる容器にも適用することができる。
前記外側層２は、外観形状を維持する機能を有する材料ならばよく、例えば、高密度ポリエチレン樹脂などが挙げられるが、これらの物質に限定されるものではない。内側層３は、外側層２に積層され、外側層から剥離することができるものであって、変形自在のものよりなり、例えば、ナイロン、エチレンビニルアルコール共重合体（エバール樹脂）等よりなるが、これらに限定されるものではない。
積層剥離ブロー成形容器１は、円筒形の容器胴部４と容器口部５と容器底部６とから構成されている。容器口部５の外側層２には、外側層２と内側層３との間に大気を導入する開口７が外側層２に穿孔されており、該開口７を通して空気が取り入れられることによって、内側層３が外側層２から剥離する。
図２〜４に示すように、容器底部６は、容器の外周に設けられた底端壁８と、該底端壁８の内側に位置し底端壁８から容器内方（上方）に湾曲する底壁９とからなる。該底壁９には、円心を通るパーティングラインに沿って底シール部１０があり、該底シール部１０には底リブ１１が形成されている。
前記底壁９は、平坦壁１２と楕円形隆起部１３と容器の位置決め用段部１４とよりなる。該楕円形隆起部１３は、底リブ１１の周辺に肉厚に形成されており、円心に向かうに従って拡幅するとともに、円心に向かうに従って容器内方（上方）に隆起している。
前記底リブ１１は、円心を通り、パーティングラインに沿って底壁９に形成されている。該底リブ１１は、前記楕円形隆起部１３の下面から容器外方（下方）に向かって垂下し、円心に行くに従って上方に隆起しており、アーチ型に形成されている。底リブ１１には、一定の間隔をおいて底リブ１１の中心線に沿って喰込み部１５が配列されている。底リブの高さ（容器の軸方向長さ）は、小さくするのが好ましい。
図５に示すように、底シール部１０の底リブ１１は、後述のようにパリソンが融着することによって形成され、それぞれの融着部１６ａ，１６ｂには、融着面１０ａから径方向に突出する喰込み突出部１７ａ，１７ｂと、径方向に凹設された凹部１８ａ、１８ｂとが形成されている。該突出部と該凹部とは一つおきに形成されている。また、融着部１６ａに形成された突出部１７ａ、凹部１８ａは、融着部１６ｂに形成された凹部１８ｂ、突出部１７ｂに対応する位置に配置されている。突出部１７ａ、１７ｂは、対応する凹部１８ｂ、１８ａに圧入嵌合され、従って融着部１６ａ、１６ｂは、融着とともにこれらの嵌合によって一体化され、底リブ１１となる。
図中２ａ，２ｂは、融着部１６ａ，１６ｂの外側層、３ａ，３ｂは融着部１６ａ，１６ｂの内側層である。
次に、図６をもとに上記容器を整形するためのブロー金型について説明する。
図６に示すように、ブロー金型２０は、対向する二つの割型２０ａ，２０ｂからなり、それぞれの割型には、キャビティ２１ａ，２１ｂとピンチオフ部２２ａ，２２ｂとが形成されている。
前記ピンチオフ部２２ａ，２２ｂは、下方に樹脂逃がし部２４ａ，２４ｂを設けたピンチオフ刃２３ａ，２３ｂと、段部２５ａ，２５ｂと、ピン２６ａ，２６ｂとから構成されている。段部２５ａ，２５ｂは、ピンチオフ刃２３ａ、２３ｂのキャビティ側に位置する。段部２５ａ，２５ｂは、ピンチオフ刃の刃先端から、パーティングラインと直交する方向において容器の径方向外側に位置して、底リブ１１の、容器の径方向の肉厚を形成する。ピン２６ａ、２６ｂは、段部２５，２５ｂから、容器の径方向内側に突設されている。ピン２６ａとピン２６ｂとは、交互に配置される。
前記段部２５ａに設けられたピン２６ａと対向する段部２５ｂに設けられたピン２６ｂとは、交互に等間隔をおいて配置されている。該ピン２６の先端は、円錐台形に形成されている。該ピン２６の先端部のテーパー角を小さくすることが好ましい。ピンの先端部のテーパー角を小さくすることによって、喰込み深さを深くすることが可能となる。
前記ピンチオフ刃２３ａ，２３ｂと段部２５ａ，２５ｂとによって、容器の底リブ１１が形成され、ピン２６ａ，２６ｂによって喰込み部１５（突出部１７ａ、１７ｂ及び凹部１８ａ、１８ｂ）が形成される。
ピンチオフ刃２３ａ、２３ｂと段部２５ａ，２５ｂの距離は、融着部を形成するパリソンの高さより短くなっている。
前記キャビティ２１ａ，２１ｂの底壁には、パーティングラインに沿ってパーティングラインを長径の方向とする楕円形状を有し、円心に向かうに従って容器内方（上方）に膨隆する楕円状隆起部２７ａ，２７ｂが設けられ、ピンチオフ刃２３ａ，２３ｂの上面は、アーチ形状になっている。
金型の材質には、冷却性の良いアルミを使用する。しかしながら、ピンチオフ周辺部２８ａ，２８ｂには熱伝導の低い材料を使用する。また、例えば水等の冷媒を絶えず循環させる冷却路（図示せず）は、楕円状隆起部２７ａ，２７ｂから離れた位置に配置している。
第６図に示された状態の金型にパリソンを入れ、割型２０ａと割型２０ｂとを近接させ、密着させる。ピン２６により突出部１７及び凹部１８が形成される。パリソンの径方向に対抗するパリソン壁が金型の密着によって融着し、段部２５により底リブ１１が形成され、ピンチオフ刃２３によりパリソンの下端部分は切断される。その後、パリソン内に吹き込み口（図示せず）から圧縮流体を吹き込み、キャビティ２１により容器がブロー成形される。
ブロー成形時には、ピンチオフ部２２の段部２５によってパリソンが押圧され上に盛り上がるので、パーティングライン周辺の容器底壁を厚くすることができる。また、金型の楕円状隆起部２７ａ，２７ｂによって肉厚の楕円形隆起部１３が形成される。
また、ピンチオフ部の段部２５により薄肉の底リブ１１が形成される。また、ピンチオフ部のピン２６により、喰込み突出部１７と凹部１８とが交互に形成され、強固な底リブが１１が形成されるのである。
ピンチオフ周辺部２８ａ，２８ｂには熱伝導の低い材料を使用し、循環路を楕円状隆起部２７ａ，２７ｂから離れた位置に配置しているので、金型より製品の取り出し時には、楕円形隆起部１３、底リブ１１の周辺に部分的に熱を持たせていることとなる。従って、経時収縮により楕円形隆起部部分が融着面に直交する方向に収縮するようになる。
容器の底シール部１０に楕円形状を有する楕円形隆起部１３を設けたことにより、成形後の経時収縮をパーティングラインに直交する方向に変えることができる。
さらに、金型のピンチオフ部２２以外の部分には、熱伝導性のよりアルミを使用し、冷却回路により冷却するようにし、成形品を金型より出した後も楕円形隆起部、底リブの周りに部分的に熱を保持させたことによって、楕円形隆起部１３部分のパーティングライン方向の経時収縮を一層強めるようにしている。
また、底リブ１１の厚さを薄くすることによって、パーティングライン方向への収縮が弱められ、融着部の接着安定性が向上されている。
パーティングラインに沿う楕円形隆起部１３の形状，底リブ１１の形状を上方に隆起するアーチ状にしているので、成形後の経時変化によって中央部分が落下することが防止できる。
ピン２６のテーパー角を少なくし、底リブ１１の喰込み部１５の融着面１０ａからの突出長さを大きくとり、融着面において垂直方向の剪断力に対する応力が強くなる。
喰込み部を一曲線上に一列にしたので、上下二列にした時よりも喰込み部の剪断力に対する対抗力が強くなっている。
以上の作用が総合され、融着面の接着性を著しく改善することができ、円筒形積層剥離ブロー成形容器大型化が可能になった。
次に、円筒形積層剥離ブロー成形容器における底シール部の実施例について説明する。
外側層に高密度ポリエチレン、内側層にナイロンを用いて、容量５００mlの積層剥離ブロー成形容器を押出しブロー成形によって成形した。
成形されたブロー成形容器は、底部の直径約８６mm、融着面の幅約５２mmであり、底シール部には、長径５２mm、短径２０mmの楕円平面から膨出する楕円面に近似する曲面で、壁底面での曲率を約３００mmとした楕円形隆起部が形成され、その底壁の厚さは、約３mmであった。
底リブは、幅２mmで、喰込み部は、曲率が２４６mmの円弧線上に４mmの間隔をおいて交互に噛み合うように配設されていた。
喰込み部の凹部は、表面部で直径１．４mm、底部で０．６mm、深さ１．５mmであった。
比較例として前記特開平８−２１６２３８号記載の楕円筒形ブロー成形容器を製造した。該楕円筒形ブロー成形容器では、底壁に平面壁に形成され、底リブは直線状で、その幅は通常約３mmとしている。そして、喰込み部は、上下二列に配列されていた。
本発明の円筒形ブロー成形容器は、同程度の容量の楕円筒形ブロー成形容器と比較して、同等の底シール部の接着性を得ることができた。
次に、単層又は積層の円筒形状の押出しブロー成形容器における実施形態について説明する。
本実施態様は、容器底部の底シール部の構成を単層又は積層の円筒形状の押出しブロー成形容器に適用したものである。
通常の単層又は積層ブロー成形容器は、図１〜図５に示された積層剥離ブロー成形容器とは、大気導入孔が形成されないこと、各層が剥離可能でないことで相違しているが、容器の底シール部の構成については、前記実施形態で説明した金型を用い、通常のブロー成形方法で成形することによって、前記同様の底シール部を形成させることができる。
図７(a)に単層ブロー成形容器の底シール部が示されているが、図において、３０ａ、３０ｂは融着部、３１は融着面、３２は凹部、３３は喰込み突出部である。
本発明によれば、底シール部の接着性を強化したことにより、素材樹脂としてポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等のピンチオフ部において落下強度が弱い材料や、融着性の弱い材料を使用した場合でも、底割れを防止することができ、大容量の円筒形ブロー成形容器が成形できるようになる。
図７(b)に積層ブロー成形容器の底シール部が示されているが、図において、４０ａ、４０ｂは融着部、４１は融着面、４２ａ、４２ｂは外側層、４３ａ、４３ｂは内側層、４４は接着層、４５は凹部、４６は喰込み突出部である。
積層ブロー成形容器の外側層４２には、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の補強材料層、内側層４３には、ナイロン、エバール、ポリエチレンテレフタレート等の機能材料層が使用されるが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
底シール部の接着性を強化したことにより、ナイロン等の接着性の弱い樹脂であっても、大容量の円筒形積層ブロー成形容器が成形できるようになる。
本発明は、上記のように構成されているから、次の効果を奏する。
円筒形ブロー成形容器の底シール部の融着面に沿って肉厚の楕円形隆起部を形成し、成形直後の経時収縮をパーティングラインに直交する方向に変えるようにしたから、円筒形ブロー成形容器における底割れが著しく改善され、円筒形ブロー成形容器を大きくすることができる。
特に、ナイロン等の接着性の弱い樹脂を内袋に使用する円筒形の積層剥離ブロー成形容器における底シール部の接着性強化に好適であり、円筒形容器の大型化が可能となる。

Claims (6)

1. 円筒形押出しブロー成形容器において、容器底部の底壁（9）が平坦壁（12）と楕円形隆起部（13）とを有し、
   該楕円形隆起部（13）が、該底壁（9）の底シール部（10）周辺に形成されており、パーティングラインを長径の軸線方向とする楕円形の水平断面形状を有し、前記平坦壁（12）に対して肉厚に形成されていることを特徴とする円筒形押出しブロー成形容器。
2. 更に、底シール部（10）にアーチ状の底リブ（11）を形成したことを特徴とする、請求の範囲１に記載のブロー成形容器。
3. 容器口部（5）に大気導入孔（7）を穿孔した円筒形の積層剥離ブロー成形容器において、容器底部の底壁（9）が平担壁（12）と楕円形隆起部（13）とを有し、
   該楕円形隆起部（13）が、該底壁（9）の底シール部（10）周辺に形成されており、パーティングラインを長径の軸線方向とする楕円形の水平断面形状を有し、前記平担壁（12）に対して肉厚に形成されていることを特徴とする円筒形積層剥離ブロー成形容器。
4. 更に、底シール部（10）にアーチ状の底リブ（11）を形成したことを特徴とする、請求の範囲３に記載のブロー成形容器。
5. 底シール部（10）に形成したアーチ状の底リブ（11）の厚さを、シール部底壁（9）の厚さにほぼ等しいかまたはそれ以下の薄肉とし、底リブ（11）を構成する各融着部（16a，16b）に、対向する融着部に圧入する喰込み部（15）を形成し、該喰込み部（15）が底リブ（11）の中心線に沿って交互に配設されるようにしたことを特徴とする請求の範囲２または４記載のブロー成形容器。
6. 円筒形容器の押出しブロー成形金型において、金型のピンチオフ部（22a，22b）周辺にパーティングラインに沿って楕円状隆起部（27a，27b）を設け、該楕円状隆起部（27a，27b）とその周辺領域（28a，28b）に、当該領域以外の部分の材料に比して熱伝導性の低い材料を配設し、成形品取出し後において、容器に形成された楕円形隆起部（13）に部分的に熱を保持させるようにしたことを特徴とするブロー成形金型。

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