JP5260368B2 - ブロー成形用金型、及び樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブロー成形用金型、及びそれを用いた樹脂成形体の製造方法に関する。

ブロー成形では、パリソンに空気を吹き込むことで膨張させるに際して、パリソンとキャビティ面との間に空気が残留すると、ブロー成形された樹脂成形体には空気残留跡が形成されることがある。このような空気残留跡は、樹脂成形体において外観上の不具合となるおそれがある。こうした不具合の対策としては、金型の適切な位置に孔を形成し、その孔によりキャビティ内の空気を排出させる方法がある。また、特許文献１では、気密保持機構の内部に金型を設ける構成が提案されている。この気密保持機構は、金型を開いた状態であっても、金型全体を減圧することができるように構成されている。この減圧した状態で金型を閉じるとともにパリソンに空気を吹き込むことにより、パリソンとキャビティ面との密着性が高められるため、パリソンとキャビティ面との間において空気の残留が局部的に発生する現象が抑制される。

特開平７−３２９１６１号公報

ところで、特許文献１の気密保持機構では、開いた状態の金型を気密状態にした後に、金型を閉じた状態とされるまで気密状態を維持する必要がある。すなわち、気密保持機構には、金型を気密状態に維持するシール部を設ける必要がある。シール部は、金型の開閉操作により、金型と摺接されることになる。こうしたシール部は、例えばゴム等により形成されることから、金型の開閉操作が繰り返されることにより、劣化が進行することになる。このため、上記気密保持機構では、その耐久性が十分に得られないおそれがある。一方、キャビティ内の空気を排出させる孔を金型に多数形成すれば、パリソンとキャビティ面との間隙における空気の残留は低減されるものの、空気を有効に排出する位置や数について成形体の寸法や形状に応じて設定することは、金型の設計について煩雑化を招くことになる。また、特許文献１では、金型のキャビティ面をサンドブラスト等で処理することが空気の残留を低減する有効な手段とされているものの、そうした処理によってキャビティ面に微細な凹凸を点在させたとしても、平坦状の側壁を有する樹脂成形体の成形においては、空気の残留は有効に低減され難いという問題があった。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パリソンとキャビティ面との間隙において空気の残留を低減することの容易なブロー成形用金型、及び樹脂成形体の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、キャビティ内に開口する吸引孔を有してなり、パリソンとキャビティ面との間隙を前記吸引孔からの吸引により減圧するとともに前記パリソンをブロー成形することで平坦状の側壁を有する樹脂成形体を成形するブロー成形用金型であって、前記吸引孔は、前記平坦状の側壁を成形するキャビティ面に形成されるとともに前記キャビティ面の短手方向に延びるスリット状をなし、前記キャビティ面には前記吸引孔から延びる凹条が複数形成されてなり、前記凹条は、前記吸引孔の延びる方向と異なる方向に延びる直線状に形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、吸引孔からの吸引によりパリソンとキャビティ面との間隙が減圧されるため、パリソンとキャビティ面との間隙に存在する空気が円滑に排出される。これにより、キャビティ面に対するパリソンの密着性が高められる。しかも、金型のキャビティ面には、吸引孔から延びる凹条が形成されているため、パリソンとキャビティ面との間隙に存在している空気は凹条に沿って吸引孔へ導かれるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブロー成形用金型において、前記凹条は、ヘアライン加工により形成されていることを要旨とする。
この構成によれば、微細な凹条が形成されるため、凹条が例えば樹脂成形体の光沢や光透過性に影響を与えることを極力回避することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のブロー成形用金型において、前記凹条は、鏡面加工したキャビティ面をヘアライン加工することで形成されていることを要旨とする。

この構成によれば、鏡面加工により平滑性の高められたキャビティ面に対してヘアライン加工が施されることで、ヘアライン加工の精度が高められる結果、凹条の深さ等のばらつきが抑制されるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のブロー成形用金型において、前記凹条の深さが０．０２０〜０．０３５ｍｍであることを要旨とする。
このように凹条の深さを設定することで、パリソンとキャビティ面との間隙に存在している空気は凹条に沿って吸引孔へより円滑に導かれるようになる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のブロー成形用金型において、前記樹脂成形体が中空部の容量を１〜１００ｍＬとする樹脂容器であることを要旨とする。

このように内容量が少量の樹脂容器においては、手にとって目視する機会が多いため、上記間隙において空気が残留することで空気残留跡が生じた場合、比較的小さな空気残留跡であっても視認され易いという問題がある。上述した吸引孔から延びる凹条により、パリソンとキャビティ面との間隙に存在している空気は凹条に沿って吸引孔へ導かれるようになる結果、比較的小さな空気残留跡であってもその発生は抑制されるようになる。従って、内容量が少量の樹脂容器を成形するに際して、空気残留跡が視認され難いため、そうした樹脂容器の外観上の品質を維持することができる。

請求項６に記載の発明は、平坦状の側壁を有する樹脂成形体を成形する金型を用いて、同金型のキャビティ内に配置されたパリソンとキャビティ面との間隙を減圧するとともに前記パリソンをブロー成形する工程を備えてなる樹脂成形体の製造方法であって、前記金型は、前記キャビティ内に開口する吸引孔を有してなり、前記パリソンと前記キャビティ面との間隙を前記吸引孔からの吸引により減圧するように構成され、前記吸引孔は、前記平坦状の側壁を成形するキャビティ面に形成されるとともに前記キャビティ面の短手方向に延びるスリット状をなし、前記キャビティ面には前記吸引孔から延びる凹条が複数形成されてなり、前記凹条は、前記吸引孔の延びる方向と異なる方向に延びる直線状に形成されていることを要旨とする。

この方法によれば、パリソンとキャビティ面との間隙に存在している空気は凹条に沿って吸引孔へ導かれるようになる。

本発明によれば、パリソンとキャビティ面との間隙において空気の残留を低減することの容易なブロー成形用金型、及び樹脂成形体の製造方法を提供することができる。

本実施形態のブロー成形用金型を示す模式断面図。 （ａ）は第１金型をキャビティ方向から見た側面図、（ｂ）は（ａ）に示される２ｂ−２ｂ線に沿った部分拡大断面図。 （ａ）はブロー成形用金型の開放状態を示す断面図、（ｂ）はブロー成形用金型の閉塞状態を示す断面図。 （ａ）は本実施形態の樹脂容器を示す正面図、（ｂ）は同樹脂容器を示す側面図。 樹脂容器の変形例を示す正面図。

本発明を樹脂容器の成形に用いられるブロー成形用金型及び樹脂容器の製造方法に具体化した実施形態について図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２（ａ）に示されるように、ブロー成形用金型は、第１金型１１及び第２金型１２から構成されるとともに、キャビティ内に開口する吸引孔１３を有している。吸引孔１３は、キャビティの外部まで連通されるとともに図示しない排出管を介して真空ポンプ等の真空装置に接続される。この真空装置の作動により、キャビティ内の空気は吸引孔１３を通じて排出されるようになっている。本実施形態のブロー成形用金型は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示される樹脂容器３１のブロー成形に用いられる。樹脂容器３１は、中空部を有する本体部３２と、それに一体成形される蓋部３３とから構成され、本体部３２は平坦状の側壁３２ａを有している。

図１に示されるように、第１金型１１及び第２金型１２の有する吸引孔１３は、側壁３２ａを成形するキャビティ面１１ａ，１２ａに開口されている。キャビティ面１１ａ，１２ａは、図１の上下方向を長手方向とする長方形状をなし、吸引孔１３は、各キャビティ面１１ａ，１２ａにおいて、上部、中間部及び下部の各位置に設けられている。なお、吸引孔１３は、図２（ａ）に示されるようにキャビティの短手方向に延びるスリット状をなしている。このように吸引孔１３をスリット状に形成することで、キャビティ面１１ａ，１２ａに沿って残留している空気が円滑に排出されるようになる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、第１金型１１及び第２金型１２において、キャビティ面１１ａ，１２ａには、吸引孔１３から延びる凹条１４が形成されている。こうした凹条１４は、円筒状の溶融樹脂であるパリソンから本体部３２をブロー成形するに際して、パリソンとキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在する空気を吸引孔１３へ導く。

凹条１４は、スリット状の吸引孔１３の延びる方向と異なる方向に延びる直線状に形成されている。このように凹条１４を形成することで、パリソンとキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在する空気は、各吸引孔１３に効率的に導かれ易くなる。また、各吸引孔１３に空気を円滑に導くという観点から、凹条１４は、各吸引孔１３の間に位置するキャビティ面１１ａ，１２ａの全体にわたって形成されることが好ましい。

本実施形態の凹条１４は、各吸引孔１３の間に位置するキャビティ面１１ａ，１２ａの全体にわたってヘアライン加工することで多数形成されている。こうしたヘアライン加工では微細な凹条１４が形成されるため、凹条１４が例えば樹脂成形体の光沢や光透過性に影響を与えることを極力回避することができる。ヘアライン加工は、例えばサンドペーパー等の研磨材を使用した周知の方法で施すことができる。

本実施形態のヘアライン加工は、鏡面加工したキャビティ面１１ａ，１２ａに施されている。このように鏡面加工により平滑性の高められたキャビティ面１１ａ，１２ａに対してヘアライン加工が施されることで、ヘアライン加工の精度が高められる結果、凹条１４の深さ等のばらつきが抑制されるようになる。なお、鏡面加工は、例えばバフ研磨等の周知の研磨方法で施すことができる。

凹条１４の深さは、好ましくは０．０２０〜０．０３５ｍｍである。凹条１４の深さが０．０２０ｍｍ以上であると、パリソンとキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在する空気が吸引孔１３へ円滑に導かれるようになる。一方、凹条１４の深さが０．０３５ｍｍを超える場合、樹脂容器３１の側壁３２ａにおいて凹条１４の痕跡が目視されやすくなる傾向になるため、側壁３２ａの外観に違和感が生じるおそれがある。

次に、本実施形態のブロー成形用金型による樹脂容器３１の製造方法について説明する。
樹脂容器３１の製造方法は、ブロー成形用金型のキャビティ内に配置されたパリソンとキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙を減圧するとともにパリソンをブロー成形する工程を備えている。

図３（ａ）に示されるように、第１金型１１と第２金型１２との間にパリソン２１を配置した後に、図３（ｂ）に示されるようにブロー成形用金型を型締めすることで、ブロー成形用金型のキャビティにパリソン２１が配置される。なお、パリソン２１は押出機に設けられたダイス２２から円筒状をなすように押出成形される。パリソン２１の原料となる樹脂材料としては、ブロー成形可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されない。本実施形態ではポリオレフィン系樹脂の一種であるポリエチレン樹脂を用いている。

続いて、図３（ｂ）に矢印で示すように、ダイス２２の中央部に開口するエアー孔２２ａからパリソン２１内に空気を送り込むとともに、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙を吸引孔１３からの吸引により減圧する。このとき、パリソン２１は、その内部に送り込まれた空気により膨張するとともに吸引孔１３を通じた減圧によりキャビティ面１１ａ，１２ａに引き寄せられる。このように吸引孔１３を通じた減圧によって、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在する空気が円滑に排出される。これにより、キャビティ面１１ａ，１２ａに対するパリソン２１の密着性が高められるようになる。しかも、ブロー成形用金型のキャビティ面１１ａ，１２ａには、吸引孔１３から延びる凹条１４が形成されているため、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在している空気は凹条１４に沿って吸引孔１３へ導かれるようになる。

このようにパリソン２１が成形されるとともに金型との接触により冷却されることで、樹脂容器３１の本体部３２の成形が完了する。この本体部３２は開口部を有しており、その開口部から本体部３２の内部（中空部）に図示しないノズルから液状物が注入される。続いて、ブロー成形用金型とは別の金型で蓋部３３を成形することで、本体部３２の開口部を封止する。このようにして図４（ａ）及び図４（ｂ）に示される樹脂容器３１が得られる。

樹脂容器３１では、蓋部３３を指で摘んで捻ることにより、開封できるようになっている。また、樹脂容器３１における中空部の容量は、１〜１００ｍＬの範囲であり、開封後に液状物３４を使い切るタイプの少量容器である。液状物３４としては、特に限定されないが、例えば健康補助食品、保健機能食品、清涼飲料水等の飲食品、医薬品、医薬部外品、化粧品、洗浄剤等が挙げられる。本実施形態の樹脂容器３１は、透明又は半透明の樹脂容器３１であり、封入されている液状物３４は容器外方から視認可能である。

本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）本実施形態のブロー成形用金型では、吸引孔１３から延びる凹条１４が形成されているため、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在している空気は凹条１４に沿って吸引孔１３へ導かれるようになる。これにより、平坦状の側壁３２ａを有する樹脂容器３１であっても、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙において空気の残留を低減することが容易である。従って、樹脂容器３１の外面において、前記空気の残留を要因とした空気残留跡が形成されたとしても、視認の困難な大きさとすることができるため、樹脂容器３１の外観上の不具合を抑制することができる。

（２）凹条１４は、ヘアライン加工により形成されている。ヘアライン加工では、微細な凹条１４が形成されるため、凹条１４が側壁３２ａの光沢や光透過性に影響を与えることを極力回避することができる。また、ヘアライン加工では、例えばエッジングといった表面加工よりも凹条１４を簡単に形成することができる。

（３）鏡面加工により平滑性の高められたキャビティ面１１ａ，１２ａをヘアライン加工することで、ヘアライン加工の精度が高められる結果、凹条１４の深さ等のばらつきが抑制されるようになる。従って、空気の残留を低減する効果について位置的なばらつきを抑制することができる。

（４）凹条１４の深さは、０．０２０〜０．０３５ｍｍであることが好ましい。この場合、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在している空気は凹条１４に沿って吸引孔１３へより円滑に導かれるようになる。また、側壁３２ａの外観に違和感が生じることを抑制することができる。

（５）本実施形態の樹脂容器３１では、中空部の容量が１〜１００ｍＬである。このように内容量が少量の樹脂容器３１においては、手にとって目視する機会が多い。このため、空気残留跡が生じた場合、比較的小さな空気残留跡（例えば直径１〜２ｍｍ程度の空気残留跡）であっても視認され易いという問題がある。この点、上述した吸引孔１３から延びる凹条１４により、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙に存在している空気は凹条１４に沿って吸引孔１３へ導かれるようになる結果、比較的小さな空気残留跡であってもその発生は抑制されるようになる。従って、内容量が少量の樹脂容器３１を成形するに際して、空気残留跡が視認され難いため、外観上の品質を維持することができる。

（６）樹脂容器３１は、透明又は半透明であることにより、封入されている液状物３４等の内容物が容器外部から視認可能に構成されている。この場合、側壁３２ａを介して内容物を視認することが多く、比較的小さな空気残留跡であっても視認され易くなる。特に、内容物が透明又は半透明の液状物３４の場合、液状物３４を透過する光を通じて側壁３２ａにおける空気残留跡は視認され易く、側壁３２ａの外観に違和感を生じる可能性は高くなる。こうした透明又は半透明の樹脂容器３１、さらには内容物を透明又は半透明の液状物３４とした樹脂容器３１では、上記ブロー成形用金型は特に有効である。

（７）樹脂容器３１は、ブロー成形用金型のキャビティ内に配置されたパリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙を減圧するとともにパリソン２１をブロー成形する工程を通じて製造されている。このように製造することで、平坦状の側壁３２ａを有する樹脂容器３１であっても、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙において空気の残留を低減することが容易である。従って、外観上の不具合発生率の減少に貢献することができる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・前記凹条１４は、研磨方法の一種であるヘアライン加工により形成されているが、エッジング、レーザー加工等の表面加工により形成してもよい。

・前記ヘアライン加工は、鏡面加工したキャビティ面１１ａ，１２ａに施されているが、その鏡面加工を省略してもよい。
・前記凹条１４は、側壁３２ａを成形するためのキャビティ面１１ａ，１２ａの全体に形成されていてもよいし、部分的に形成されていてもよい。部分的に形成された場合であっても、吸引孔１３から延びる凹条１４が形成されることで、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙において空気の残留を低減することは容易となる。

・吸引孔１３の数、位置又は形状は、キャビティ面１１ａ，１２ａの外形に応じて適宜変更してもよい。
・前記樹脂容器３１は、内容量が少量の樹脂容器３１であるが、中空部の容量が１００ｍＬを超える樹脂容器３１を成形可能となるようにブロー成形用金型を変更してもよい。

・前記樹脂容器３１では液状物３４が封入されているが、粉末、錠剤等の固体状物を封入する樹脂容器に変更してもよい。
・前記樹脂容器３１は、着色剤を含有する熱可塑性樹脂から成形してもよい。樹脂容器３１を例えば褐色の色調とすることで、内容物の保存安定性を高めることができる。

・前記樹脂容器３１は、透明又は半透明の樹脂容器３１であるが、不透明の樹脂容器に変更してもよい。
・例えば図５に示されるように、複数の樹脂容器３１が連結部３５を介して一体となった連結体として成形可能となるように、ブロー成形用金型を変更してもよい。なお、連結部３５は、隣り合う樹脂容器３１を互いに捻るようにして手で力を加えることで破断可能な薄板状に形成されており、用いる樹脂容器３１のみを分離して使用することができるようになっている。

・前記樹脂容器３１は、本体部３２に蓋部３３が一体となるように成形しているが、本体部とそれに取着可能な蓋部とを別体で成形してもよい。
・樹脂容器３１以外の樹脂成形体を成形するようにブロー成形用金型を変更してもよい。樹脂容器３１以外の樹脂成形体としては、例えば車両用部品、住宅用部品、家電用部品等が挙げられる。すなわち、前記ブロー成形用金型は、中空部を有する樹脂成形体であれば適用することが可能であるとともに、パリソン２１とキャビティ面１１ａ，１２ａとの間隙において、空気の残留を容易に低減することができる。

次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・前記吸引孔はスリット状をなし、前記ヘアライン加工による凹条は、前記吸引孔の延びる方向と異なる方向に延びる直線状に形成されているブロー成形用金型。

・前記樹脂容器が透明又は半透明の樹脂容器であるブロー成形用金型。
・前記樹脂容器の中空部には、透明又は半透明の液状物が封入されるブロー成形用金型。

１１…第１金型、１１ａ，１２ａ…キャビティ面、１２…第２金型、１３…吸引孔、１４…凹条、２１…パリソン、３１…樹脂成形体としての樹脂容器、３２ａ…側壁。

Claims (6)

1. キャビティ内に開口する吸引孔を有してなり、パリソンとキャビティ面との間隙を前記吸引孔からの吸引により減圧するとともに前記パリソンをブロー成形することで平坦状の側壁を有する樹脂成形体を成形するブロー成形用金型であって、
   前記吸引孔は、前記平坦状の側壁を成形するキャビティ面に形成されるとともに前記キャビティ面の短手方向に延びるスリット状をなし、
   前記キャビティ面には前記吸引孔から延びる凹条が複数形成されてなり、
   前記凹条は、前記吸引孔の延びる方向と異なる方向に延びる直線状に形成されていることを特徴とするブロー成形用金型。
2. 前記凹条は、ヘアライン加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブロー成形用金型。
3. 前記凹条は、鏡面加工したキャビティ面をヘアライン加工することで形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブロー成形用金型。
4. 前記凹条の深さが０．０２０〜０．０３５ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のブロー成形用金型。
5. 前記樹脂成形体が中空部の容量を１〜１００ｍＬとする樹脂容器であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のブロー成形用金型。
6. 平坦状の側壁を有する樹脂成形体を成形する金型を用いて、同金型のキャビティ内に配置されたパリソンとキャビティ面との間隙を減圧するとともに前記パリソンをブロー成形する工程を備えてなる樹脂成形体の製造方法であって、
   前記金型は、前記キャビティ内に開口する吸引孔を有してなり、前記パリソンと前記キャビティ面との間隙を前記吸引孔からの吸引により減圧するように構成され、
   前記吸引孔は、前記平坦状の側壁を成形するキャビティ面に形成されるとともに前記キャビティ面の短手方向に延びるスリット状をなし、
   前記キャビティ面には前記吸引孔から延びる凹条が複数形成されてなり、
   前記凹条は、前記吸引孔の延びる方向と異なる方向に延びる直線状に形成されていることを特徴とする樹脂成形体の製造方法。

Images