JP5666253B2 - オーバーモールド容器の製造方法、オーバーモールド容器の製造装置、ブロー成形装置 - Google Patents
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Description
前記インナーボトルは、上端を開口として、当該開口から下方に延長する首部と、当該首部に一体的に連続する収納部とから構成され、
当該インナーボトルを有底の中空管状に成形されたプリフォームをブロー成形することで製造するとともに、当該インナーボトルをアウター成形用の金型内に配置して当該金型内に溶融樹脂を射出して前記アウターを形成し、
前記プリフォームの成形に際し、中空内部の底面に凸部あるいは凹部を形成し、
前記ブロー成形に際し、前記インナーボトルの外形形状に彫られたブロー成形用の金型と、先端が中空筒状のエア吹出ノズルと、当該ノズルの中空筒内に内蔵されているとともに前記エア吹出ノズルの先端から繰り出し可能で先端が前記凸部あるいは凹部に係合する形状に形成された柱状の延伸ロッドとを用い、加熱された前記プリフォームを前記ブロー成形用の金型内に配置しつつ、ロッド繰り出しステップと、延伸ステップと、ブローステップとを実行し、
前記ロッド繰り出しステップでは、前記エア吹出ノズルの先端を当該プリフォームの開口から前記中空内部に挿入しつつ当該開口を密閉するとともに、前記延伸ロッドを前記プリフォームの底部に向けて繰り出して当該ロッドの先端形状と当該底部の形状とを係合させ、
前記延伸ステップでは、前記ロッドをさらに繰り出して、前記プリフォームを前記開口から底面に向かう方向に延伸させ、
前記ブローステップでは、前記ロッドの先端と前記プリフォームの底面との係合状態を維持しつつ、前記エア吹出ノズルから気体を吹きだしてプリフォームを前記インナーボトルの形状となるまで膨張させ、
前記アウターを成形する際に、前記インナーボトルの前記首部を固定するともに、柱状で先端に前記凹部あるいは凸部に係合する凸状の係合部あるいは凹状の係合部が形成されている位置決めロッドを前記インナーボトルの開口から前記底面に向けて挿入して、当該位置決めロッドの先端形状と当該底面との形状とが係合するように当接させる位置決めステップを実行する、
ことを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法としている。
前記インナーボトルをアウター成形用の金型内に配置するとともに、当該金型内に溶融樹脂を射出して前記アウターを成形する際に、柱状の位置決めロッドを用いて位置決めステップと、加圧ステップと、循環ステップとを実行し、
前記インナーボトルは、上端を開口として、当該開口から下方に延長する首部と、当該首部に一体的に連続する収納部とから構成され、
前記柱状の位置決めロッドは、先端が前記インナーボトル内部の底面形状に係合する形状に形成されているとともに、内部に当該ロッドの延長方向に沿う複数の通気管が形成されており、
前記複数の通気管は、それぞれ、前記位置決めロッドにおいて、前記インナーボトルの外方に露出する部位にて開口する外部口と、当該インナーボトル内に挿入されている部位にて開口する内部口とを連絡するように形成されているともに、気体の供給管と排気管とに区別され、
前記位置決めステップでは、前記首部を固定するともに、前記位置決めロッドを前記インナーボトルの開口から前記底面に向けて挿入して、当該位置決めロッドの先端形状と当該底面との形状とが係合するように当接させ、
前記加圧ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給し、当該供給管の内部口から前記インナーボトルの内壁に気体を吹き付けつつ、当該インナーボトル内が所定の圧力となるまで加圧し、
前記循環ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給しつつ、当該供給した気体を前記排気管の内部口から取り入れて当該排気管の外部口を経由して前記インナーボトルの外方に排気することで、前記加圧ステップにより上昇させた前記インナーボトル内の圧力を維持しつつ、当該インナーボトル内の前記 気体を循環させる、
ことを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法としてもよい。
前記複数の通気管は、それぞれ、前記位置決めロッドにおいて、前記インナーボトルの外方に露出する部位にて開口する外部口と、当該インナーボトル内に挿入されている部位にて開口する内部口とを連絡するように形成されているともに、気体の供給管と排気管とに区別され、
前記加圧ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給し、当該供給管の内部口から前記インナーボトルの内壁に気体を吹き付けつつ、当該インナーボトル内が所定の圧力となるまで加圧し、
前記循環ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給しつつ、当該供給した気体を前記排気管の内部口から取り入れて当該排気管の外部口を経由して前記インナーボトルの外方に排気することで、前記加圧ステップにより上昇させた前記インナーボトル内の圧力を維持しつつ、当該インナーボトル内の前記気体を循環させるオーバーモールド容器の製造方法としてもよい。
製造済みの前記インナーボトルを内部に配置した状態で、前記アウターとなる溶融樹脂が射出される金型と、当該インナーボトル内に挿入される柱状の位置決めロッドと、位置決め手段と、気体供給手段と、排気手段とを備え、
前記柱状の位置決めロッドは、先端が前記インナーボトル内部の底面形状に係合する形状に形成されているとともに、内部に当該ロッドの延長方向に沿う複数の通気管が形成され、
前記位置決め手段は、前記インナーボトルの開口側を保持するととともに、前記位置決めロッドを当該開口から前記底面に向けて挿入して、当該位置決めロッドの先端形状と当該底面との形状とが係合するように当接させ、
前記複数の通気管は、それぞれ、前記位置決めロッドにおいて、前記インナーボトルの外方に露出する部位にて開口する外部口と、当該インナーボトル内に挿入されている部位にて開口する内部口とを連絡するように形成されているともに、気体の供給管と排気管とに区別され、
前記気体供給手段は、気体の供給源と、当該気体供給源と前記供給管の外部口とを連絡する気体供給路と、当該気体供給路の途上に介在して、前記気体供給源から前記供給管内に導入される気体の流量を調整するための供給用バルブとを含み、
前記排気手段は、前記排気管の外部口に接続されて、前記インナーボトル内の気体を当該ボトルの外方に排気するための気体排出路と、当該気体排出路の途上に介在して、前記インナーボトル内から排気される気体の流量を調整するための排気用バルブとを含む、
ことを特徴とするオーバーモールド容器の製造装置としている。
前記インナーボトルの外形形状に彫られたブロー成形用の金型と、
中空筒状で、前記プリフォームの開口を密閉しつつ、当該プリフォームの中空内部に挿入されるとともに、先端から圧搾気体の吹き出しが可能なエア注入ノズルと、
前記エア注入ノズルの中空筒内に内蔵されて、前記先端方向に繰り出し可能であるとともに、先端が、前記プリフォームの内面底部の形状に係合するように形成されている延伸ロッドとを備えたことを特徴としている。
上述したように、オーバーモールド容器は、その製造時において、インナーボトルにアウターを被装する際、インナーボトルがアウター成形用の金型内で動き、アウターを均一に被装されない場合があった。図2に、アウターが均一に被装されていないオーバーモールド容器101の一例を示した。図2(A)は、当該オーバーモールド容器1の縦断面図であり、(B)は(A)におけるx−x矢視断面図である。この図に示したように、従来の方法で製造されたオーバーモールド容器101は、インナーボトル10とアウター20との軸がずれて、例えば、円筒状の収納部12の周囲に一定の厚さのアウター20を被装しようとしても、その横断面が同心円状にならず、偏心してしまう可能性があった。
図4は、本発明の一実施形態に係るオーバーモールド容器1aを示す図である。図1(A)は、当該容器1aの一部破断斜視図であり、(B)はその縦断面図である。図示したオーバーモールド容器1aは、図1に示した従来のオーバーモールド容器1とほぼ同じ構造であるが、その製造時において、インナーボトル10aがアウター20aの成形用金型内で正確に位置決めされた状態で固定されるための構造を備えている点に特徴を有している。具体的には収納部12aの内側底面16aに、アウター20a成形時の位置決めのために利用される略半球状の凸部30が形成されている。
本発明の実施形態として、図4に示したオーバーモールド容器1aを製造するための装置(以下、製造装置)を挙げる。図5は、当該製造装置40aの概略図である。この図では、当該製造装置40aの主要部の縦断面を示している。この図では、アウター20aを成形するための金型50a内にインナーボトル10aが配置された状態を示している。製造装置40aは、アウター20aを射出成形する際に用いられ、金型50aを主体とした一般的な構成を備えるとともに、アウター20aの成形工程中にインナーボトル10aを金型50a内に正確に位置決めされた状態で保持するための構成として、柱状のロッド60aを備えている。なお、溶融樹脂を射出するゲート部41は、当該インナーボトル10aの底部15側に配置されている。
本発明のオーバーモールド容器の製造方法の概略を第1の実施例として以下に説明する。ここでは図4に示したオーバーモールド容器1aを、図5に示した製造装置40aを用いて製造する手順を挙げる。図6(A)〜(D)に、当該手順の概略を示した。まず、製造済みのインナーボトル10aをアウター20aの成形用金型50a内に配置する。このインナーボトル10aは、中空内部11の底面16aに上述した凸部30aが形成されている。そして、インナーボトル10aの開口14から位置決めロッド60aを中空部分11の底面16aに当接するまで挿入する。このとき、位置決めロッド60aの先端64の係合部66aをインナーボトル10aの底面16aの凸部30aに係合させる。それによって、インナーボトル10aが金型50aに対して位置決めされる。
オーバーモールド容器を構成するインナーボトルは、ブロー成形などによって製造される。周知のごとく、ブロー成形は、まず、プリフォーム、あるいはパリソンと呼ばれる有底管状の樹脂成形体(以下、プリフォーム)を製造し、そのプリフォームをインナーボトルの外形状に彫られている金型内に配置するとともに、そのプリフォームの内部にエアを吹き込む、という手順で行われる。プリフォームは、エアを吹き込まれて膨張し、その外表面が金型の内面に押しつけられ、最終的に、インナーボトルの形状に成形される。
上記第1の実施例では、インナーボトル10aの底面16aの凸部30aと、位置決めロッド60aの先端64の凹状の係合部66aとが係合することで、アウター20aの成形時にインナーボトル10aが正しく位置決めされ、かつ移動が規制される。それによって、アウター20aを均一に被装されることができる。なお、インナーボトル10aの底面16aと位置決めロッドの60先端64の係合は、上記の凸部30aと凹状の係合部66aとによるものには限定されない。例えば、図8(A)に示したように、インナーボトル10bの底面16bに凹部30bを形成し、位置決めロッド60bの先端64に凸状の係合部66bを形成してもよい。あるいは、(B)に示したように、インナーボトル10cの底面16cが曲面で構成されている場合では、位置決めロッド60cの先端64をその曲面に係合する曲面となるように形成してもよい。この例では、底面16c全体が半球状に凹んでいる、いわゆる試験管タイプのインナーボトル10cであり、位置決めロッド60cの先端64は、この底面16cの形状に係合する球の表面の一部となっている。もちろん、インナーボトルの底面とロッドの先端とが係合する形状であれば、インナーボトルの底面に形成される凸部や凹部は、半球状に限らず、柱状、錐状、多面体状、リング状など、適宜な形状とすることができる。インナーボトルの底面自体の形状とロッド先端の面形状とによって係合させる場合についても、インナーボトルの底面は、試験管タイプのように半球状でなくてもよい。もちろん、第2の実施例においても、プリフォーム110の底面116と延伸ロッド160の先端164との係合形状は適宜な形状とすることができる。
<アウター成形時のその他の問題点>
第1の実施例では、位置決めロッド60aの先端64とインナーボトル10aの底面16aとを、それぞれ係合可能な形状とすることで、インナーボトル10aの外表面にアウター20aを均一に被装することが可能となった。すなわち、当該第1の実施例では、アウター20aの成形時に、金型150内におけるインナーボトル10aの位置を正確に合わせつつ、その金型50a内でのインナーボトル10aの動きを確実に規制することで、アウター20aの厚さを均一にすることができた。
図9は、第3の実施例の製造方法に使用される製造装置40bの概略である。金型50bや位置決めロッド60dなど、この製造装置40bの主要部分は、第1の実施例にて使用した製造装置40aとほぼ同様の構成を有しているが、位置決めロッド60dの内部の構造が大きく異なっている。そして、当該製造装置40bには、その位置決めロッド60dの内部構造に関連する各種付属装置や配管なども備えている。なお、図9に示した製造装置40bは、金型50bの形状が、第1の実施例として示した製造装置40bにおける金型50aとは若干異なっており、インナーボトル10aの首部13を外側から保持するための別部材51を備えた構成となっている。そして、当該図9では、金型50b内にインナーボトル10aが位置決めされつつ、動きが規制されている状態を示している。
以下に、本発明の第3の実施例として、図9に示した製造装置40bを使用して、図4に示したオーバーモールド容器1aのアウター20aを成形する手順を説明する。まず、製造済みのインナーボトル10aをアウター20aの成形用金型50b内に位置決めした状態で配置する。本実施例では、インナーボトル10aは、首部13が保持部材51で固定されて金型50b内に配置される。そして、インナーボトル10aの開口14から位置決めロッド60dを挿入し、インナーボトル10aの底面16aに形成されている凸部30aと位置決めロッド60dの先端64に形成されている凹状の係合部66aとを係合させて、インナーボトル10aの金型50b内での動きを規制しつつ、位置を合わせる。
アウターに光透過性樹脂を用いたオーバーモールド容器では、インナーボトルの外表面に加飾が施されることが多い。インナーボトルの外表面は、アウターの成形時に高温の溶融樹脂と接触するため、溶解して流動しやすい、という問題が潜在している。加飾は文字や図案の表示部分であり、インナーボトルの外表面が流動すれば、その文字や図案が歪むことになる。あるいは、加飾部分の表面に微細な凹凸などが生じたりして、加飾の美観が損なわれたり、アウター自体の品質(ガラスに似た透明感、材質感など)が損なわれたりする。
本発明が対象とするオーバーモールド容器は、図4に示したオーバーモールド容器1aなどのように、アウター20aがインナーボトル10aにおける首部13の基部から底部15までを覆う構造に限らず、図14(A)に示したオーバーモールド容器1bのように、アウター20bが、インナーボトル10aの首部13の基部から肩部17に至る途中まで覆う構造や、図10(B)に示したオーバーモールド容器1cのように、アウター20cが、底部15から肩部17までの間、すなわち収納部12の一部を覆う構造であってもよい。また、上記第1の実施例では、金型50aは、インナーボトル10aの底部15側にゲート41を備えて、下方から溶融樹脂を射出していたが、側方にゲート部を設けた金型を用いれば、図14(C)に示したオーバーモールド容器1cのように、底部15がアウター20dで覆われていないオーバーモールド容器1dも製造可能である。すなわち、本発明は、インナーボトルの外表面の少なくとも一部がアウターで覆われたオーバーモールド容器を対象としている。また、本発明は、アウター成形時に、インナーボトルを正しい位置に固定可能とする技術に関するものであり、当然のことながら、その位置決めに供される凹凸形状を底面に備えたインナーボトルも本発明の対象としている。
10,10a〜10g インナーボトル、11 インナーボトルの中空内部、
12 収納部、13 首部、14 開口、15 インナーボトルの底部、
16 インナーボトル内側の底面、17,18,32,33 収納部内の角部、
20、20a〜20d アウター、
30a インナーボトル(またはプリフォーム)底面の凸部、
30b インナーボトル底面の凹部、40a,40b 製造装置、
41 ゲート部、50a,50b アウター成形用の金型、
52,53 エア供給路、54 エア排出路、55,56 供給用バルブ、
57 排気用バルブ、58 エア供給部、60 ロッド、
60a〜60e 位置決めロッド、61,62,81,91 供給管、
61i,62i,71 エア吹出口、61o,62o, エア導入口、
63 排気管、63i エア排出口、63o エア導出口、
64 位置決めロッドの先端、66a,66b 位置決めロッドの係合部、
70 加飾、140 ブロー成形装置、110 プリフォーム、
150 ブロー成形用の金型、160 延伸ロッド、161 エア注入ノズル、
164 延伸ロッドの先端、170 延伸ロッド先端の凹部
Claims (8)
- 樹脂製の有底中空体であるインナーボトルの表層に溶融樹脂の射出成形体であるアウターで覆ってなるオーバーモールド容器の製造方法であって、
前記インナーボトルは、上端を開口として、当該開口から下方に延長する首部と、当該首部に一体的に連続する収納部とから構成され、
当該インナーボトルを有底の中空管状に成形されたプリフォームをブロー成形することで製造するとともに、当該インナーボトルをアウター成形用の金型内に配置して当該金型内に溶融樹脂を射出して前記アウターを形成し、
前記プリフォームの成形に際し、中空内部の底面に凸部あるいは凹部を形成し、
前記ブロー成形に際し、前記インナーボトルの外形形状に彫られたブロー成形用の金型と、先端が中空筒状のエア吹出ノズルと、当該ノズルの中空筒内に内蔵されているとともに前記エア吹出ノズルの先端から繰り出し可能で先端が前記凸部あるいは凹部に係合する形状に形成された柱状の延伸ロッドとを用い、加熱された前記プリフォームを前記ブロー成形用の金型内に配置しつつ、ロッド繰り出しステップと、延伸ステップと、ブローステップとを実行し、
前記ロッド繰り出しステップでは、前記エア吹出ノズルの先端を当該プリフォームの開口から前記中空内部に挿入しつつ当該開口を密閉するとともに、前記延伸ロッドを前記プリフォームの底部に向けて繰り出して当該ロッドの先端形状と当該底部の形状とを係合させ、
前記延伸ステップでは、前記ロッドをさらに繰り出して、前記プリフォームを前記開口から底面に向かう方向に延伸させ、
前記ブローステップでは、前記ロッドの先端と前記プリフォームの底面との係合状態を維持しつつ、前記エア吹出ノズルから気体を吹きだしてプリフォームを前記インナーボトルの形状となるまで膨張させ、
前記アウターを成形する際に、前記インナーボトルの前記首部を固定するともに、柱状で先端に前記凹部あるいは凸部に係合する凸状の係合部あるいは凹状の係合部が形成されている位置決めロッドを前記インナーボトルの開口から前記底面に向けて挿入して、当該位置決めロッドの先端形状と当該底面との形状とが係合するように当接させる位置決めステップを実行する、
ことを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法。 - 樹脂製の有底中空体であるインナーボトルの表層に溶融樹脂の射出成形体であるアウターで覆ってなるオーバーモールド容器の製造方法であって、
前記インナーボトルをアウター成形用の金型内に配置するとともに、当該金型内に溶融樹脂を射出して前記アウターを成形する際に、柱状の位置決めロッドを用いて位置決めステップと、加圧ステップと、循環ステップとを実行し、
前記インナーボトルは、上端を開口として、当該開口から下方に延長する首部と、当該首部に一体的に連続する収納部とから構成され、
前記柱状の位置決めロッドは、先端が前記インナーボトル内部の底面形状に係合する形状に形成されているとともに、内部に当該ロッドの延長方向に沿う複数の通気管が形成されており、
前記複数の通気管は、それぞれ、前記位置決めロッドにおいて、前記インナーボトルの外方に露出する部位にて開口する外部口と、当該インナーボトル内に挿入されている部位にて開口する内部口とを連絡するように形成されているともに、気体の供給管と排気管とに区別され、
前記位置決めステップでは、前記首部を固定するともに、前記位置決めロッドを前記インナーボトルの開口から前記底面に向けて挿入して、当該位置決めロッドの先端形状と当該底面との形状とが係合するように当接させ、
前記加圧ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給し、当該供給管の内部口から前記インナーボトルの内壁に気体を吹き付けつつ、当該インナーボトル内が所定の圧力となるまで加圧し、
前記循環ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給しつつ、当該供給した気体を前記排気管の内部口から取り入れて当該排気管の外部口を経由して前記インナーボトルの外方に排気することで、前記加圧ステップにより上昇させた前記インナーボトル内の圧力を維持しつつ、当該インナーボトル内の前記 気体を循環させる、
ことを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法。 - 請求項2において、前記インナーボトルの底面の一部に凹部、あるいは凸部が形成され、前記位置決めロッドの先端には、当該凹部、あるいは凸部に係合する凸状の係合部あるいは凹状の係合部が形成されていることを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法。
- 請求項1において、前記位置決めロッドの内部には、当該ロッドの延長方向に沿う複数の通気管が形成されているとともに、前記アウターを成形する際に、加圧ステップと、循環ステップとを実行し、
前記複数の通気管は、それぞれ、前記位置決めロッドにおいて、前記インナーボトルの外方に露出する部位にて開口する外部口と、当該インナーボトル内に挿入されている部位にて開口する内部口とを連絡するように形成されているともに、気体の供給管と排気管とに区別され、
前記加圧ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給し、当該供給管の内部口から前記インナーボトルの内壁に気体を吹き付けつつ、当該インナーボトル内が所定の圧力となるまで加圧し、
前記循環ステップでは、前記供給管の外部口に気体を供給しつつ、当該供給した気体を前記排気管の内部口から取り入れて当該排気管の外部口を経由して前記インナーボトルの外方に排気することで、前記加圧ステップにより上昇させた前記インナーボトル内の圧力を維持しつつ、当該インナーボトル内の前記気体を循環させる、
ことを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法。 - 前記2〜4のいずれかにおいて、前記インナーボトルは、角部を有する形状に形成されており、前記加圧ステップ、および前記循環ステップの少なくとも一方のステップでは、前記供給管の少なくとも一部の特定の内部口によって、前記角部に対応する部位に選択的に気体を吹き付けることを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法。
- 請求項2〜5のいずれかにおいて、前記アウターは光透過性樹脂からなるとともに、前記インナーボトルの外表面には加飾が施されており、前記加圧ステップ、および前記循環ステップでは、前記供給管の少なくとも一部の特定の内部口によって、前記加飾が施されている領域に対応する前記インナーボトルの内壁面に向けて選択的に気体を吹き付けることを特徴とするオーバーモールド容器の製造方法。
- 樹脂製の有底中空体であるインナーボトルの表層に溶融樹脂の射出成形体であるアウターで覆ってなるオーバーモールド容器を製造するための装置であって、
製造済みの前記インナーボトルを内部に配置した状態で、前記アウターとなる溶融樹脂が射出される金型と、当該インナーボトル内に挿入される柱状の位置決めロッドと、位置決め手段と、気体供給手段と、排気手段とを備え、
前記柱状の位置決めロッドは、先端が前記インナーボトル内部の底面形状に係合する形状に形成されているとともに、内部に当該ロッドの延長方向に沿う複数の通気管が形成され、
前記位置決め手段は、前記インナーボトルの開口側を保持するととともに、前記位置決めロッドを当該開口から前記底面に向けて挿入して、当該位置決めロッドの先端形状と当該底面との形状とが係合するように当接させ、
前記複数の通気管は、それぞれ、前記位置決めロッドにおいて、前記インナーボトルの外方に露出する部位にて開口する外部口と、当該インナーボトル内に挿入されている部位にて開口する内部口とを連絡するように形成されているともに、気体の供給管と排気管とに区別され、
前記気体供給手段は、気体の供給源と、当該気体供給源と前記供給管の外部口とを連絡する気体供給路と、当該気体供給路の途上に介在して、前記気体供給源から前記供給管内に導入される気体の流量を調整するための供給用バルブとを含み、
前記排気手段は、前記排気管の外部口に接続されて、前記インナーボトル内の気体を当該ボトルの外方に排気するための気体排出路と、当該気体排出路の途上に介在して、前記インナーボトル内から排気される気体の流量を調整するための排気用バルブとを含む、
ことを特徴とするオーバーモールド容器の製造装置。 - 樹脂製の有底中空体であるインナーボトルの表層に溶融樹脂の射出成形体であるアウターで覆ってなるオーバーモールド容器を構成する前記インナーボトルを製造するために、有底の中空管状のプリフォームをブロー成形する装置であって、
前記インナーボトルの外形形状に彫られたブロー成形用の金型と、
中空筒状で、前記プリフォームの開口を密閉しつつ、当該プリフォームの中空内部に挿入されるとともに、先端から圧搾気体の吹き出しが可能なエア注入ノズルと、
前記エア注入ノズルの中空筒内に内蔵されて、前記先端方向に繰り出し可能であるとともに、先端が、前記プリフォームの内面底部の形状に係合するように形成されている延伸ロッドと、
を備えたことを特徴とするブロー成形装置。
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