JP5102524B2 - Plastic bottle manufacturing method - Google Patents
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本発明は、PETボトルなどのプラスチックボトルの試作品をブロー成形して製造する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for blow-molding a prototype of a plastic bottle such as a PET bottle.
飲料水などを詰めて販売に供されるPETボトルは、従来は同じようなデザインのものが多かったが、コンビニエンスストアなどにおいて棚に多くの種類のPETボトルを並べて販売することが主流になっており、PETボトルのデザインが売り上げに大きく影響するようになっている。このため、見栄えが良く、購買意欲を高めることができる各種のデザインのPETボトルが求められている。 Conventionally, many PET bottles that are packed with drinking water and sold for sale have the same design, but it has become mainstream to sell many types of PET bottles on the shelves at convenience stores. As a result, the design of PET bottles has a major impact on sales. For this reason, PET bottles of various designs that have a good appearance and can increase the willingness to purchase have been demanded.
このような飲料用のPETボトルなどのプラスチックボトルのデザインは、モックアップモデルなど、見本のモデル型を作製して評価される。しかしモデル型はデザイン見本としての意味はあるが、飲料用のプラスチックボトルとしての、飲料水などの充填性、飲料水の飲み易さ、強度などのボトル性能、取り扱い性などを評価することはできず、またプラスチックの容器としての具体的な意匠性を評価することもできない。このため、見本のモデル型を基にしてプラスチックボトルを数十本から数百本程度試作し、試作品で試験して上記の評価を行なう必要がある。 The design of such plastic bottles such as PET bottles for beverages is evaluated by producing sample model molds such as mock-up models. However, although the model type is meaningful as a design sample, it is possible to evaluate the filling performance of drinking water, ease of drinking water, bottle performance such as strength, and handling properties as plastic bottles for beverages. In addition, it is not possible to evaluate the specific design properties of plastic containers. For this reason, it is necessary to make several tens to several hundreds of plastic bottles based on a model model of the sample, and test the prototype for the above evaluation.
ここで、PETボトルなどのプラスチックボトルは、一般に、ブロー成形用の金型を用いてブロー成形することによって製造されている(例えば特許文献1等参照)。 Here, plastic bottles such as PET bottles are generally manufactured by blow molding using a mold for blow molding (see, for example, Patent Document 1).
しかし金型の作製には多大の費用と時間がかかるものであり、数十本から数百本程度を試作するために金型を作製することは、費用の割が合わないという問題がある。また試作段階では何度も試作と試験を繰り返す必要があるが、その度に金型を作製すると、莫大な費用が必要になるばかりでなく、金型を作製するのに要する時間で試作や試験に長時間がかかってしまうという問題もある。さらに、試作を行なうにあたって、手作業でブロー成形を行なう場合には、金型は重量が重いため、手作業での取り扱い性が悪く、また金型は熱を伝導し易いため、金型でブロー成形を繰り返して行なっているうちに、加熱して軟化させたパリソンの熱が金型の表面に伝わって、金型の表面の温度が高くなり、この点においても金型は手作業での取り扱い性に問題を有するものである。 However, it takes a lot of cost and time to manufacture a mold, and there is a problem that it is not cost-effective to manufacture a mold for producing tens to hundreds of prototypes. In addition, it is necessary to repeat trial production and testing many times at the trial production stage. Producing a mold every time not only requires enormous costs, but also trial production and testing in the time required to produce the mold. There is also a problem that it takes a long time. In addition, when performing blow molding by hand when making a prototype, since the mold is heavy, it is difficult to handle by hand, and the mold easily conducts heat. During repeated molding, the heat of the parison heated and softened is transferred to the mold surface, and the mold surface temperature rises. In this respect, the mold is handled manually. It has a problem with sex.
一方、射出成形などに用いられる型ではあるが、モデル型を基にして樹脂型を作製し、この樹脂型で成形を行なう技術も提案されている(特許文献2参照)。このものは、モデル型を型枠に固定して、モデル型の片面側において型枠に液状の第一の型形成用樹脂を注入し、この第一の型形成用樹脂が固化した後、モデル型の他方の片面側において型枠に液状の第二の型形成用樹脂を注入し、この第二の型形成用樹脂が固化した後、第一の型形成用樹脂と第二の型形成用樹脂を分離すると共にモデル型を除去することによって、モデル型を除去した部分が成形面となった樹脂製の成形型を作製することができるものである。 On the other hand, although it is a type | mold used for injection molding etc., the technique which produces a resin type | mold based on a model type | mold, and shape | molds with this resin type | mold is also proposed (refer patent document 2). This model fixes the model mold to the mold, injects the liquid first mold forming resin into the mold on one side of the model mold, and after the first mold forming resin is solidified, the model A liquid second mold forming resin is injected into the mold on the other side of the mold, and after the second mold forming resin is solidified, the first mold forming resin and the second mold forming resin are solidified. By separating the resin and removing the model mold, it is possible to produce a resin mold with the part from which the model mold has been removed serving as a molding surface.
しかし、この特許文献2のものにあって、型枠に液状の型形成用樹脂を注入して固化させることによって成形型を作製するようにしているため、成形型の作製に時間を要するものであり、成形型を作製するのに要する時間で試作や試験に長時間がかかってしまうという問題を有するものであった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ブロー成形型を短時間で且つ安価に作製することができて、試作用のプラスチックボトルを迅速に製造することができると共に試作の費用を低減することができ、また軽量で且つ熱伝導性の低いブロー成形型を用いることにより、作業性良好に試作用のプラスチックボトルを容易に製造することができるプラスチックボトルの製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points. A blow mold can be produced in a short time and at a low cost, and a prototype plastic bottle can be produced quickly and at the same time, the cost of trial production can be reduced. It is possible to provide a plastic bottle manufacturing method that can easily manufacture a plastic bottle for trial production with good workability by using a blow mold that is light in weight and low in thermal conductivity. It is the purpose.
本発明の請求項1に係るプラスチックボトルの製造方法は、プラスチックボトルのモデル型1の外形寸法のデータに基づいて、発泡性樹脂のブロック2を切削して、モデル型1の外形と雄・雌が逆の成形面3を発泡性樹脂のブロック2に加工することによって、ブロー成形型4を作製し、このブロー成形型4に軟化した熱可塑性樹脂のパリソン5を挿入すると共にパリソン5に空気を吹き込むことによって、ブロー成形型4の成形面3で成形して試作用のプラスチックボトル6を製造することを特徴とするものである。
The plastic bottle manufacturing method according to
また請求項2の発明は、請求項1において、発泡性樹脂のブロック2で作製されたブロー成形型4は、見掛け密度が0.2〜1.1g/cm3であることを特徴とするものである。
The invention of
また請求項3の発明は、請求項1又は2において、発泡性樹脂のブロックで作製されたブロー成形型4は、熱伝導率が0.01〜1Wm−1K−1であることを特徴とするものである。
The invention of
また請求項1の発明は、ブロー成形型4を、成形面3としてプラスチックボトル6の側面を成形する側面成形用凹面7を形成した複数の側面成形用割型部8と、成形面3としてプラスチックボトル6の底部を成形する底部成形面9を形成した底部成形用型部10とを備えて形成し、各側面成形用割型部8の側面形成用凹面7にプラスチックボトル6の底部側の端部位置において嵌合凹所11を切削して凹設すると共に底部成形用型部10の外周部に嵌合凸部12を突設し、側面成形用割型部8の嵌合凹所11に底部成形用型部10の嵌合凸部12を嵌合して各側面成形用割型部8間に底部成形用型部10を取り付けた状態で、各側面成形用割型部8を型締めし、これらの側面成形用割型部8の側面成形用凹面7や底部成形用型部10の底部成形面9で囲まれるキャビティにパリソン5を挿入してブロー成形を行なうことを特徴とするものである。
The invention of
また請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、プラスチックボトル6はPETボトルであることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the
本発明によれば、ブロー成形型4はモデル型1の外形寸法のデータに基づいて発泡性樹脂のブロック2を切削して作製されるものであり、金属を切削して作製したり、樹脂を注入して固化させて作製する場合のような時間を要することなく、短時間でブロー成形型4を作製することができ、試作用のプラスチックボトル6の作製に迅速に対応することができるものである。また発泡性樹脂のブロック2を切削して作製されるブロー成形型4は、金型に比して安価に作製することができ、プラスチックボトル6を試作する費用を低減することができるものである。さらに発泡性樹脂のブロック2を切削して作製されるブロー成形型4は、軽量であって取り扱い性が良好であると共に、また熱伝導率が低くて断熱性に優れ、ブロー成形の際の熱伝導で表面が高温になることを抑制して、取り扱い性が良好になり、試作用のプラスチックボトル6を容易に製造することができるものである。
According to the present invention, the
また、ブロー成形型4を軽量に作製して取り扱い性を良好にするうえで、ブロー成形型4は見掛け密度が0.2〜1.1g/cm3であることが好ましい。
Moreover, when producing the
さらにブロー成形型4を断熱性高く作製して取り扱い性を良好にするうえで、ブロー成形型4は熱伝導率が0.01〜1Wm−1K−1であることが好ましい。
Furthermore, when making the
また、ブロー成形型4を、成形面3としてプラスチックボトル6の側面を成形する側面成形用凹面7を形成した複数の側面成形用割型部8と、成形面3としてプラスチックボトル6の底部を成形する底部成形面9を形成した底部成形用型部10とを備えて形成するにあたって、各側面成形用割型部8の側面形成用凹面7にプラスチックボトル6の底部側の端部位置において嵌合凹所11を切削して凹設すると共に底部成形用型部10の外周部に嵌合凸部12を突設し、側面成形用割型部8の嵌合凹所11に底部成形用型部10の嵌合凸部12を嵌合して各側面成形用割型部8間に底部成形用型部10を取り付けた状態で、各側面成形用割型部8を型締めすることによって、嵌合凹所11に対する嵌合凸部12の嵌合で、側面成形用割型部8間に底部成形用型部10を固定して保持することができるものであり、側面成形用割型部8に底部成形用型部10を固定するための治具等を不要にすることができるものである。
Further, the
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
発泡性樹脂のブロック2としては、特に限定されるものではないが、発泡ポリウレタンや発泡ポリスチレンの成形品で形成したものを用いることができる。発泡ポリウレタンや発泡ポリスチレンには、ポリ塩化ビニリデンやフェノール樹脂などからなる中空微小球樹脂、ガラスなどの無機物からなる中空微小球等、中空微小球を含有させることができる。
Although it does not specifically limit as the
発泡性樹脂ブロック2の密度や熱伝導率は、発泡倍率や中空微小球の含有量の調整によてって調整することができるものであり、本発明において発泡性樹脂ブロック2の見掛け密度は0.2〜1.1g/cm3の範囲に設定するのが好ましい。発泡性樹脂ブロック2の見掛け密度が1.1g/cm3以下であることによって、軽量のブロー成形型4を作製することができ、ブロー成形時の取り扱い性が向上するものであり、見掛け密度が1.1g/cm3を超えて高いと、ブロー成形型4の軽量化の効果を十分に得ることができない。発泡性樹脂ブロック2の見掛け密度が0.2g/cm3より低い場合には、作製されるブロー成形型4の強度が低くなって耐久性に問題が生じるので、発泡性樹脂ブロック2の見掛け密度は0.2g/cm3より高いものであることが好ましい。
The density and thermal conductivity of the
また発泡性樹脂ブロック2の熱伝導率は0.01〜1Wm−1K−1の範囲に設定するのが好ましい。発泡性樹脂ブロック2の熱伝導率が1Wm−1K−1以下であることによって、断熱性の高いブロー成形型4を作製することができ、ブロー成形時にブロー成形型4の表面が高温になることを防いで取り扱い性を向上することができるものであり、発泡性樹脂ブロック2の熱伝導率が1Wm−1K−1を超えて高いと、断熱性の高いブロー成形型4を作製する効果を十分に得ることができない。発泡性樹脂ブロック2の熱伝導率が0.01Wm−1K−1より低くなるようにするには、発泡性樹脂ブロック2の見掛け密度を低く形成することが必要であって、ブロー成形型4に強度のうえで問題が生じるので、発泡性樹脂ブロック2の熱伝導率は0.01Wm−1K−1以上であることが好ましい。
Moreover, it is preferable to set the thermal conductivity of the
次に、上記の発泡性樹脂ブロック2を用いてブロー成形型4を作製する方法について説明する。まず、プラスチックボトル6のデザインに基づいてモックアップなどのモデル型1を作製する。モデル型1の作製は、薄い紙を順次切り重ねてモックアップを作製する紙積層モックアップモデリングで行なうことができる。勿論、この方法に限定されるものではなく、アクリル樹脂などを削ってモデル型1を作製することもできる。図5にモデル型1の一例を示す。
Next, a method for producing the
このようにプラスチックボトル6のデザインに基づいてモデル型1を作製した後、モデル型1の外形の寸法データに基づいて、CAD/CAM法で、NC切削機械やMC切削機械を制御しながら矩形板状の発泡性樹脂ブロック2の片面を切削し、モデル型1の外形の雄形状と雌形状に対応する逆の雌形状と雄形状となった成形面3を発泡性樹脂ブロック2に加工することによって、ブロー成形型4を作製することができる。発泡性樹脂ブロック2は、発泡樹脂からなるものであるので、金型のように金属を切削加工する場合よりも、遥かに切削加工が容易であり、短時間の加工でブロー成形型4を作製することができるものである。また切削加工は、型枠に液状樹脂を流し込んで固化させる場合よりも、短時間の加工で成形型を作製することができるものである。従って、試作用のプラスチックボトル6の作製に迅速に対応してブロー成形型4を作製することが可能になるものである。また、発泡性樹脂ブロック2からなるブロー成形型4は、金型に比して非常に安価であり、プラスチックボトル6の試作を低いコストで行なうことができるものである。
After producing the
ここでブロー成形型4は、図2に示すように、プラスチックボトル6の側面を成形する複数の側面成形用割型部8と、プラスチックボトル6の底部を成形する底部成形用型部10からなるものであり、側面成形用割型部8は通常、一対の割り型として形成されるので、ブロー成形型4は三面の型部からなっている。プラスチックボトル6の底面6aは図6のようにプラスチックボトル6の内側へ凸曲しており、一対の側面成形用割型部8だけでブロー成形型4を形成する場合はブロー成形の後の型開きが困難になるので、2面の側面成形用割型部8の他にプラスチックボトル6の底部を成形する底部成形用型部10を必要とするものである。
Here, the
側面成形用割型部8は図3に示すように、プラスチックボトル6の側面を成形する側面成形用凹面7を成形面3として切削加工して形成されるものであり、側面成形用凹面7の上端部はプラスチックボトル6の口頸部6bを成形する口頸成形部7aとなっている。また底部成形用型部10は図4に示すように、プラスチックボトル6の底面6aを成形する底部成形面9を成形面3として切削加工して形成されるものである。
As shown in FIG. 3, the side surface forming
また側面成形用割型部8には、プラスチックボトル6の底部に対応する位置において、側面成形用凹面7の端部に連通して、側面成形用凹面7よりさらに掘り下げて切削した嵌合凹所11が形成してある。一方、底部成形用型部10の外周には、この嵌合凹所11に嵌合可能な嵌合凸部12が張り出して形成してある。
Further, the
上記のようにして作製した図2の試作用のブロー成形型4を用いてプラスチックボトル6をブロー成形するにあたっては、一対の各側面成形用割型部8の嵌合凹所11にそれぞれ、底部成形用型部10の嵌合凸部12を嵌合させた状態で、一対の側面成形用割型部8を型締めする。このように一対の各側面成形用割型部8と底部成形用型部10を組み付けて型締めすることによって、図1に示すように、一対の側面成形用割型部8の側面成形用凹面7と底部成形用型部10の底部成形面9で囲まれるキャビティ15が形成される。そして、下端が閉じるようにプリフォームした筒状のパリソン5をブロー成形型4内に、口頸成形部7aによって形成される上端の開口から挿入し、パリソン5の上端の開口から2〜3MPa程度の空気を吹き込む。このとき、パリソン5の上端の開口部の外周にはスクリュー部5aがプリフォームして形成してあり、スクリュー部5aより下側の部分は100℃程度に加熱されていて軟化状態になっている。従ってパリソン5内に空気を吹き込むことによって、パリソン5のスクリュー部5aより下側の部分をブロー成形型4のキャビティ15内で膨らませて、側面成形用割型部8の側面成形用凹面7や底部成形用型部10の底部成形面9に密着させることによって、側面成形用凹面7で側面形状を成形すると共に底部成形面9で底部形状を成形した、図6のようなプラスチックボトル6をブロー成形することができるものである。
When the
このようにブロー成形を行なった後、プラスチックボトル6をブロー成形型4から脱型するにあたっては、まず一対の側面形成用割型部8を引き離すように開く。この段階では底部成形用型部10はプラスチックボトル6の底面に残ったままであり、側面形成用割型部8を開いて嵌合凹所11と嵌合凸部12の嵌合が外れた後に、底部成形用型部10をプラスチックボトル6の底面6aから下方へ離型することができるものである。プラスチックボトル6の底面6aは凸曲した形状に成形されるが、このように一対の側面形成用割型部8と底部成形用型部10をプラスチックボトル6から異なる方向に離型させることによって、底面6aの凸曲形状が支障となることなくプラスチックボトル6の脱型を行なうことができるものである。
After performing blow molding in this way, when the
ここで、プラスチックボトル6の底面6aの凸曲形状が支障となることなく脱型を行なうことができるように、上記のようにブロー成形型4を側面成形用割型部8と底部成形用型部10とに分割して形成しているものであるが、側面成形用割型部8と底部成形用型部10を組み付けてブロー成形する際には、側面成形用割型部8の嵌合凹所11に対する底部成形用型部10の嵌合凸部12の嵌合で、側面成形用割型部8に底部成形用型部10を固定することができるものである。従って、底部成形用型部10を側面成形用型部8に固定するための治具などを用いる必要がなく、ブロー成形型4の型構造を簡単なものにすることができるものである。
Here, the
そして上記のようにプラスチックボトル6をブロー成形型4を用いて試作するにあたって、簡易なブロー成形装置を用いて手作業でブロー成形を行なう場合、ブロー成形型4は上記のように見掛け密度が1.1g/cm3以下の発泡性樹脂ブロック2で作製されており、ブロー成形型4は軽量に形成されている。従って、ブロー成形型4を持ち上げたりして行なう手作業が容易になり、手作業によるブロー成形の作業性が良好なものになるものである。
When the
またブロー成形型4は上記のように熱伝導率が1Wm−1K−1以下の発泡性樹脂ブロック2で作製されており、ブロー成形型4は断熱性が高く形成されている。従って、100℃程度に加熱されたパリソン5をブロー成形型4で繰り返してブロー成形しても、パリソン5の熱がブロー成形型4の表面に熱伝導することを低減して、ブロー成形型4の表面が高温になることを防ぐことができるものであり、ブロー成形型4の表面に手を触れたりして行なう手作業が容易になり、手作業によるブロー成形の作業性が良好なものになるものである。
The
ここで、ブロー成形に用いる上記のパリソン5としては、任意の熱可塑性樹脂を使用することができるが、ポリエチレンテレフタレートのパリソン5を用いてブロー成形することによって、飲料用に一般に使用されているPETボトルの試作品を製造することができるものである。
Here, as the above-mentioned
1 モデル型
2 発泡性樹脂ブロック
3 成形面
4 ブロー成形型
5 パリソン
6 プラスチックボトル
7 側面成形用凹面
8 側面成形用割型部
9 底部成形面
10 底部成形用型部
11 嵌合凹所
12 嵌合凸部
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