JP5491296B2 - 偏芯ボトルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏芯ボトルの製造方法に関する。

ボトル胴部の周方向一側がボトル口部に対して大きく外方に膨らんだ偏芯ボトルの製造方法として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１に記載の技術は、射出延伸ブロー成形法を採用するものであって、周方向に均一肉厚のパリソン（プリフォーム）を射出成形した後、該パリソンをネックリングで保持して偏芯キャビティを有するブロー金型にセットし、延伸ブロー成形することにより、ボトル胴部のほぼ半周部分は薄肉に成形し、残余の半周部分を厚肉に成形するものである。

しかし、医薬品容器、化粧品容器若しくは食料品容器などとして用いられる場合、ボトルの各種バリアー性が要求されるため、ボトル胴部の肉厚はできるだけ均一にすることが求められている。

従来の射出延伸ブロー成形法の場合、ブロー成形に至るまでのプリフォームの軟化状態では、その部分的な肉厚変化によってプリフォームに意図しない変形が生じるため、均一肉厚とするにはプリフォームは全体が変形しないような対称形状を選定する必要があり、最終製品の形状も対称形状若しくはそれに近い形状に限定されてしまう。

また、ダイレクトブロー成形法も知られているが、パリソンの押出し成形時に片側偏肉形状に起因する変形が著しく、比較的小径かつ肉厚変化の大きいパリソンは押出し成形が事実上不可能であるため、パリソンを最終製品に近い大きさに押出し成形して全体にバリを挟むことで対応している。

しかし、バリは原材料のロスであり、製造コストの増加を招くとともに、ロスであるバリの冷却を行う必要もあるために成形サイクルも長くなってしまう。さらに、バリ噛みでピンチオフが形成されるが、この部分は衝撃強度が低く、ボトルの落下強度を弱くし、加えて成形時のピンホール発生の原因ともなっている。

特開平５−３０５９３４

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、成形ロスが無く、耐衝撃強度にも優れ、均一肉厚とすることでバリア性にも優れた偏芯ボトルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。

即ち、本発明の偏芯ボトルの製造方法は、コアピンと雌型からなる射出成形金型において周方向一側のみを厚肉とした有底筒状の偏肉プリフォームをコアピン外周に射出成形する工程と、該射出成形工程の直後に軟化状態のプリフォームをコアピンで保持したままブロー成形型の偏芯キャビティ内へ移送する工程と、コアピンで保持されたプリフォームをブローすることにより前記周方向一側が径方向外方へ比較的大きく膨らんだ偏芯ボトルをブロー成形する工程と、を備えることを特徴とするものである。

プリフォームの射出成形時に偏肉による金型内流動の偏りや成形圧力の不均等が生じることが懸念されたが、本願発明者らの鋭意工夫によりプリフォーム射出成形工程において低圧充填制御を行うことにより、良好な偏肉プリフォームを得ることができた。より具体的には、プリフォーム射出成形工程において、射出充填される成形樹脂材料のビカット軟化点の＋２０℃〜−３０℃に温調された金型内へ溶融した成形樹脂材料を１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの低圧で充填することが好ましい。

本願発明によれば、軟化状態の偏肉プリフォームをコアピン外周に密着保持させたままブロー成形型へ移送するので、当該移送工程並びにブロー工程においてプリフォームに意図しない変形が生じることが防止される。また、ブロー成形時に、プリフォームの前記周方向一側の厚肉部の成形樹脂材料は、周方向他側の薄肉部の成形樹脂材料に対して、保有熱量が比較的大きいことに起因して比較的高温であって粘度が比較的小さくなるが、射出成形工程において、プリフォームが離型可能な程度の高温金型として射出成形工程中にプリフォームの表層部に形成される表面固化層を極力薄肉とするとともに、ブロー成形時に低粘度部位である厚肉部の膨張抵抗が前記薄肉部の膨張抵抗よりも大きくなるように厚肉部と薄肉部との肉厚差を設けることが好ましい。これにより、ブロー工程においてプリフォームの肉厚差を起因とした膨張し難さを利用することができ、ブロー工程における吹き込みエアーによってプリフォームの高粘度の薄肉側が先に膨らみ製品ボトルの短径胴壁を形成し、次に低粘度の厚肉部が膨らみ製品長径胴壁まで引き伸ばされることによって、製品胴部は長径部、短径部に関わらず均一肉厚に成形される。

本発明によれば、インジェクションブロー成形法によって均一肉厚の偏芯ボトルを製造することができ、ダイレクトブロー成形法を用いた場合のバリやピンチオフの発生がなく、製造コストの低減、耐衝撃強度の向上を図ることができるとともに、成形サイクルの短縮化をも図ることができる。

本発明の一実施形態に係る偏芯ボトルの製造工程を示す断面図であって、（ａ）はプリフォーム射出成形工程、（ｂ）はプリフォーム移送工程、（ｃ）はプリフォームをブロー成形型内にセットした状態、（ｄ）はブロー直後の状態を示す。 同実施形態で用いられる偏肉プリフォームを示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はプリフォームの縦断面図である。 同実施形態によって製造される偏芯ボトルを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る偏芯ボトル１をインジェクションブロー成形法により成形する製造工程を示し、図２は、射出成形工程において射出成形されるプリフォーム２を示し、図３は、本実施形態に係る製造方法によって成形される最終製品である偏芯ボトル１を示している。

プリフォーム２の射出成形工程（図１ａ参照）は射出成形金型３において行われ、ブロー工程（図１ｃ，ｄ参照）はブロー成形型４において射出成形工程の直後に行われる。射出成形金型３は、回転台に上下駆動可能に取付けられたコアピン５と、雌型６と、射出ノズル７とを備え、コアピン５と雌型６との間に形成されるキャビティ内に射出ノズル７から溶融樹脂を射出充填することにより、周方向一側のみが厚肉とされた偏肉プリフォーム２を射出成形可能である。偏肉プリフォーム２の射出成形に際し、偏肉による金型内の樹脂流動の偏りや成形圧力の不均等を低減するために、射出ノズル７からの樹脂充填を低速低圧充填制御することが好ましい。

なお、図示実施例においては、コアピン５はその軸心が水平となされ、雌型６を半割状に上下に型開きしてコアピン５を上方に移動させることによって（図１ｂ参照）、コアピン５外周に軟化状態のプリフォーム２を密着保持させたまま該プリフォーム２を雌型６から離型させている。その後、上記回転台を回転駆動することによって、プリフォーム２を保持するコアピン５をブロー成形型に移送する。

また、一般的には射出成形金型の雌型は、射出成形直後にある程度樹脂を固化させるために冷却されるが、本発明においてはプリフォーム２を構成する樹脂の軟化状態を維持するべく、一般的な金型温度に比して、高温に設定されている。具体的な設定温度は、使用される樹脂材料の種類、添加材の種類や量、プリフォームのサイズ等によって様々であるが、成形樹脂材料のビカット軟化点の＋２０℃〜−３０℃に雌型を温調するのが好ましい。これにより、ブロー成形型への移送工程においてもプリフォームの軟化状態を維持することが可能である。

ブロー成形型４も射出成形金型３の雌型と同様に上下に半割状に型開き可能に構成されており、型開きされたブロー成形型４内の所定位置に上記コアピン５を位置決めして型締めすることにより、軟化状態のプリフォーム２がブロー成形型４の偏芯キャビティ内に移送される（図１ｃ参照）。コアピン５の軸中央には、プリフォーム２内に加圧空気を吹き込むための空気流路（図示せず）が形成されており、プリフォーム２が冷却固化する前にプリフォーム２内に加圧空気を吹き込むことによって、ボトル胴部の周方向一側のみが径方向外方に大きく膨らんだ偏芯ボトル１がブロー成形される（図１ｄ参照）。なお、ブロー成形工程においてプリフォーム２の加熱温調は行わない。

本発明においては、ブロー成形工程を射出成形工程の直後、すなわち、射出成形後にプリフォーム２を構成する樹脂が軟化している状態で且つコアピン５外周にプリフォーム２を密着保持させた状態でブローすることが極めて重要である。コアピン５外周にプリフォーム２を密着保持させていることによって、プリフォーム２を構成する樹脂が軟化状態であっても、該プリフォーム２に、自重や、肉厚差による収縮差に起因した意図しない変形が生じることを回避しつつブロー成形を行うことができる。さらに、射出成形金型の雌型６への接触や、ブロー成形型４への移送工程における自然冷却等によって、ブロー成形時には、プリフォーム２の前記周方向一側の厚肉部の成形樹脂材料は、周方向他側の薄肉部の成形樹脂材料に比して、保有熱量が比較的大きいことに起因して比較的高温であって粘度が比較的小さくなるが、射出成形工程において、プリフォームが離型可能な程度の高温金型として、射出成形工程中にプリフォームの表層部に形成される表面固化層を極力薄肉とするとともに、ブロー成形時に低粘度部位である厚肉部の膨張抵抗が前記薄肉部の膨張抵抗よりも大きくなるように厚肉部と薄肉部との肉厚差を設けることが好ましい。

本実施形態のインジェクションブロー成形法によって成形された偏芯ボトル１は、ボトル胴部の周方向の肉厚変化が小さく、従来公知の方法によっては得られなかった均一肉厚の偏芯ボトルが得られた。

１ 偏芯ボトル
２ 偏肉プリフォーム
３ 射出成形金型
４ ブロー成形型
５ コアピン
６ 雌型

Claims (2)

1. コアピンと雌型からなる射出成形金型において周方向一側のみを厚肉とした有底筒状の偏肉プリフォームをコアピン外周に射出成形する工程と、
   該射出成形工程の直後に軟化状態のプリフォームをコアピンで保持したままブロー成形型の偏芯キャビティ内へ移送する工程と、
   コアピンで保持されたプリフォームをブローすることにより前記周方向一側が径方向外方へ比較的大きく膨らんだ偏芯ボトルをブロー成形する工程と、
   を備える偏芯ボトルの製造方法において、
   プリフォーム射出成形工程において、射出充填される成形樹脂材料のビカット軟化点の＋２０℃〜−３０℃に温調された金型内へ溶融した成形樹脂材料を１０ＭＰａ〜５０ＭＰａの低圧で充填することを特徴とする偏芯ボトルの製造方法。
2. ブロー成形時に、プリフォームの前記周方向一側の厚肉部の成形樹脂材料は、周方向他側の薄肉部の成形樹脂材料に対して、保有熱量が比較的大きいことに起因して比較的高温であって粘度が比較的小さくなるとともに、かかる低粘度部位である厚肉部の膨張抵抗が前記薄肉部の膨張抵抗よりも大きくなるように厚肉部と薄肉部との肉厚差を設けることを特徴とする請求項１に記載の偏芯ボトルの製造方法。

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