JP6716167B2 - 合成樹脂製のプリフォーム及び内容物入り容器 - Google Patents

合成樹脂製のプリフォーム及び内容物入り容器 Download PDF

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Description

本発明は、外周面に雄ねじを備えた円筒状の口部と口部に連なる円筒状の胴部と胴部の下端を閉塞する底部とを有し、ブロー成形により所定形状の容器に成形される合成樹脂製のプリフォーム及び内容物を収容した容器の口部をキャップで閉塞してなる内容物入り容器に関する。
従来から、飲料や洗剤、シャンプー、ハンドソープ等のトイレタリーなどを内容物として収容する容器として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂材料により形成された合成樹脂製の容器が多く用いられている。
このような容器は、例えば特許文献１に示されるように、円筒状の口部と、この口部に連なる円筒状の胴部と、胴部の下端を閉塞する底部とを一体に備える合成樹脂製のプリフォームをブロー成形することにより所定形状に成形されるのが一般的である。そして、ブロー成形された容器の内部に内容物を充填し、その口部をキャップで閉塞することにより、内容物入り容器とされる。
特開２０１３−２０９１０１号公報
特許文献１に示される従来のプリフォームは、口部と胴部との間に、口部の外周面から径方向外側に向けて突出するネックリング（サポートフランジ）を備え、ブロー成形の際には、このネックリングの下面を金型の上面に当接させることにより、口部の開口を上向きとした姿勢でブロー成形用の金型に保持されるようになっている。このように、プリフォームを、口部の開口を上向きとした姿勢でブロー成形用の金型に保持させ、ブロー成形によって当該プリフォームを容易かつ確実に所定形状の容器に成形することができる。
しかしながら、洗剤やシャンプー、ハンドソープ等のトイレタリーなどを内容物として収容する用途に用いられる容器では、そのデザイン上の問題により、プリフォームにネックリングを設けることができない場合がある。この場合、プリフォームを、口部を金型の外部に露出させた状態でブロー成形用の金型に保持させることができないため、ブロー成形を採用することができないという問題点があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ネックリングを設けることなく金型を使用したブロー成形によって容器に成形可能な合成樹脂製のプリフォームを提供すること、及びネックリングを備えない内容物入り容器を提供することにある。
本発明の合成樹脂製のプリフォームは、外周面に雄ねじを備えた円筒状の口部と該口部に連なる円筒状の胴部と該胴部の下端を閉塞する底部とを有し、ブロー成形により所定形状の容器に成形される合成樹脂製のプリフォームであって、前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に連なるとともに該外周面に対して径方向内側に向けて延びる保持面を備え、前記口部の外周面と前記胴部の外周面とが同径であり、前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に対して径方向内側に向けて凹む凹溝を備え、前記凹溝の内面の一部が前記保持面を構成していることを特徴とする。
本発明の合成樹脂製のプリフォームは、外周面に雄ねじを備えた円筒状の口部と該口部に連なる円筒状の胴部と該胴部の下端を閉塞する底部とを有し、ブロー成形により所定形状の容器に成形される合成樹脂製のプリフォームであって、前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に連なるとともに該外周面に対して径方向内側に向けて延びる保持面を備え、外周面に係止溝を備えるとともに内周面に雌ねじを備えた円筒状の外カバーが、前記雌ねじが前記雄ねじにねじ結合した状態で前記口部に装着されていることを特徴とする。
本発明の合成樹脂製のプリフォームは、上記構成において、前記口部の外周面と前記胴部の外周面とが同径であり、前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に対して径方向内側に向けて凹む凹溝を備え、前記凹溝の内面の一部が前記保持面を構成しているのが好ましい。
本発明の合成樹脂製のプリフォームは、上記構成において、前記凹溝が、前記口部と前記胴部との間で全周に亘って延びているのが好ましい。
本発明の合成樹脂製のプリフォームは、上記構成において、前記口部の外周面が前記胴部の外周面よりも大径であり、前記保持面が、外周縁において前記口部の外周面に連なるとともに内周縁において前記胴部の外周面に連なっているのが好ましい。
本発明の内容物入り容器は、外周面に雄ねじを備えた円筒状の口部と、前記口部に連ねて設けられ、内容物を収容した容器胴部と、前記口部と前記容器胴部との間に設けられ、前記口部の外周面に連なるとともに該外周面に対して径方向内側に向けて延びる保持面と、を有する合成樹脂製の容器と、外周面に係止溝を備えるとともに内周面に雌ねじを備え、該雌ねじが前記雄ねじにねじ結合した状態で前記口部に固定された円筒状の外カバーと、前記係止溝にアンダーカット係合する係合片を備え、前記外カバーの外側に装着されて前記口部を閉塞するキャップと、を有し、前記口部の外周面と前記容器胴部の上端の外周面とが同径であり、前記口部と前記容器胴部との間に、前記口部の外周面に対して径方向内側に向けて凹む凹溝を備え、前記凹溝の内面の一部が前記保持面を構成していることを特徴とする。
本発明によれば、ネックリングを設けることなく金型を使用したブロー成形によって容器に成形可能な合成樹脂製のプリフォームを提供すること、及びネックリングを備えない内容物入り容器を提供することができる。
本発明の一実施の形態である合成樹脂製のプリフォームの正面図である。 外カバーが装着された状態のプリフォームの正面図である。 プリフォームに外カバーを装着する手順を示す断面図である。 プリフォームをブロー成形用の金型に装着した状態を示す断面図である。 ブロー成形によりプリフォームを容器に成形した状態を示す断面図である。 内容物が充填された容器の口部をキャップで閉塞した状態を示す断面図である。 図１に示すプリフォームの変形例のプリフォームの正面図である。
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。
図１に示す本発明の一実施の形態である合成樹脂製のプリフォーム１（以下、単に「プリフォーム１」という。）は、ブロー成形により所定形状の容器に成形されるものである。本実施の形態においては、プリフォーム１が、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の合成樹脂材料を射出成形して形成され、ブロー成形により、シャンプーやハンドソープ等のトイレタリーを内容物として収容するための容器に成形されるものとした場合を示す。
なお、プリフォーム１は、合成樹脂材料を射出成形して形成したものに限らず、合成樹脂材料を圧縮成形や押出しブロー成形して形成したものとすることもできる。
このプリフォーム１は、円筒状の口部１１と、口部１１に一体に連なる円筒状の胴部１２と、胴部１２の下端（図１中において下方側の端）に一体に連なって胴部１２の下端を閉塞する半球形状の底部１３とを有している。本実施の形態においては、口部１１の外周面１１ａと胴部１２の外周面１２ａは、何れも軸方向に向けて一定の外径を有し、互いに同径（同一の外径）となっている。また、口部１１、胴部１２及び底部１３は互いに同軸に配置されている。これにより、プリフォーム１は、全体として略試験管形状となっている。
口部１１の外周面１１ａには、後述する外カバー２０を装着するための雄ねじ１１ｂが一体に設けられている。
また、口部１１と胴部１２の間には、口部１１の外周面１１ａの下端に連なるとともに当該外周面１１ａに対して径方向内側に向けて延びる保持面１４が設けられている。この保持面１４は、口部１１や胴部１２の軸方向に対して垂直であり、底部１３の側（図１中で下方側）に向けられている。
本実施の形態においては、口部１１と胴部１２の間に、口部１１の外周面１１ａ及び胴部１２の外周面１２ａに対して径方向内側に向けて凹む凹溝１５が設けられ、この凹溝１５の内面の一部が保持面１４を構成している。より具体的には、凹溝１５は、口部１１と胴部１２との間で当該口部１１ないし胴部１２の全周に亘って延びる環状に形成され、その周方向に垂直な断面は矩形形状となっている。そして、凹溝１５の３つの内面のうち、図１中で下方を向く面が保持面１４を構成している。
なお、プリフォーム１の口部１１と胴部１２との境界は明確ではないが、口部１１は、プリフォーム１がブロー成形された後においても形状が変化せず、そのまま成形後の容器の口部となる部分であり、胴部１２はブロー成形によって軸方向及び径方向に延伸されて成形後の容器の容器胴部を形成する部分である。
プリフォーム１の搬送を容易に行い得るようにするために、本実施の形態においては、図２に示すように、口部１１に外カバー２０を装着するようにしている。外カバー２０は合成樹脂製となっており、図３に示すように、口部１１よりも大径の円筒状に形成され、その外周面に係止溝２０ａを備えるとともに内周面に雌ねじ２０ｂを備えている。係止溝２０ａは、プリフォーム１を搬送するための搬送機のチャックが係合可能な溝幅（図１中で上下方向の幅）を有し、外カバー２０の外周面の全周に亘って延びる環状に形成されている。一方、雌ねじ２０ｂは、口部１１の雄ねじ１１ｂに対応した形状となっており、雌ねじ２０ｂを雄ねじ１１ｂにねじ結合させることにより、外カバー２０を口部１１に装着することができる。外カバー２０の上端には口部１１の内径と同等の内径を有する内向きのフランジ２０ｃが一体に設けられ、このフランジ２０ｃの下面が口部１１の開口端に当接するまで雌ねじ２０ｂを雄ねじ１１ｂにねじ込むことで、外カバー２０を口部１１に対して軸方向の所定位置に固定することができる。
次に、このような構成のプリフォーム１を、ブロー成形により所定形状の容器に成形する手順（ブロー成形方法）について説明する。
まず、図３に示すように、プリフォーム１に外カバー２０を装着する。
次に、図４に示すように、外カバー２０の係止溝２０ａに搬送機３０のチャック３０ａを係合させ、この搬送機３０を用いてプリフォーム１をブロー成形用の金型３１にまで搬送し、当該金型３１に装着する。
なお、プリフォーム１は、胴部１２及び底部１３を予めヒーター等によって延伸効果が発現する所定温度にまで加熱させてから金型３１に装着するのが好ましい。この場合、プリフォーム１の加熱は、口部１１に外カバー２０を装着する前に行ってもよく、口部１１に外カバー２０を装着した後に行ってもよい。また、生産性を考慮して、プリフォーム１を射出成形や押出し成形等により成形する際に生じる余熱を利用した所謂ホットプリフォーム法によりプリフォーム１を所定の温度で金型３１に装着することもできる。
金型３１の上面には、プリフォーム１を配置するための開口３１ａが設けられ、プリフォーム１は、その口部１１が開口３１ａから上方に向けて外部に突出するとともに胴部１２及び底部１３が金型３１のキャビティ３１ｂの内部に配置された状態で金型３１に装着される。なお、キャビティ３１ｂは、成形後の容器に対応したボトル形状となっている。また、詳細は図示しないが、金型３１は左右に型開きすることができるようになっており、金型３１を開くことで成形後の容器を当該金型３１から取り出すことができる。
ここで、金型３１の開口３１ａの内周縁には凸部３２が設けられている。この凸部３２は、凹溝１５の溝幅以下の厚みを有するリブ状に形成され、開口３１ａの全周に亘って環状に設けられている。そして、この凸部３２がプリフォーム１の凹溝１５に配置され、保持面１４が凸部３２の上面に支持されることにより、プリフォーム１は金型３１に保持されている。
次に、金型３１の上方に配置されている図示しないノズルを下降させ、プリフォーム１の口部１１に挿通する。そして、当該ノズルを通してプリフォーム１の内部に加圧エアーを供給することによりプリフォーム１を所定形状の容器にブロー成形する。このように、金型３１内に配置されたプリフォーム１をブロー成形することで、図５に示すように、当該プリフォーム１の胴部１２及び底部１３がキャビティ３１ｂの内面に沿った所定形状に成形された容器４０を製造することができる。
また、プリフォーム１は、保持面１４が凸部３２の上面に支持されることにより金型３１に保持されているので、ブロー成形によって口部１１に上方から加圧エアーが供給されても、当該供給圧等によってブロー成形時に金型３１から脱落することが防止される。
ブロー成形の際に、ノズルの内側を通って進出する延伸ロッドによりプリフォーム１の胴部１２を縦方向（軸方向）に延伸させるようにしてもよい。延伸ロッドを設けることにより、プリフォーム１の胴部１２を、延伸ロッドを用いて縦方向に延伸させつつ加圧エアーで径方向に延伸させることができる。この場合、延伸ロッドによる胴部１２の縦延伸は、胴部１２の内部へ加圧エアーを供給する前に行うのが好ましいが、胴部１２の内部への加圧エアーの供給とともに行ってもよい。
ブロー成形が完了すると、ノズルを上方に向けて移動させて口部１１から離脱させ、次に、金型３１を左右に型開きする。そして、外カバー２０の係止溝２０ａに搬送機３０のチャック３０ａを再び係合させ、当該搬送機３０により金型３１から成形後の容器４０を取り出し、内容物充填行程へと搬送する。そして、図６に示すように、容器４０の口部１１から、プリフォーム１の胴部１２及び底部１３がブロー成形されて形成された容器胴部４１の内部に内容物４２を充填した後、外カバー２０の外側に有頂筒状のキャップ４３を打栓し、当該キャップ４３の周壁内周面から突出する係合片４３ａを外カバー２０の係止溝２０ａにアンダーカット係合させて口部１１をキャップ４３により閉塞する。このとき、キャップ４３は、図示しない回り止め機構により、外カバー２０に対して回り止めされた状態で固定される構成とすることもできる。キャップ４３を外カバー２０に対して回り止めした構成とすることにより、キャップ４３を外カバー２０と共回りするようにして、キャップ４３の回転操作により口部１１を開閉可能な構成とすることができる。
このように、プリフォーム１をブロー成形して容器４０を成形し、この容器４０に内容物４２を充填した後、外カバー２０にキャップ４３を打栓することで、外周面１１ａに雄ねじ１１ｂを備えた円筒状の口部１１と、口部１１に連ねて設けられ、内容物４２を収容した容器胴部４１と、口部１１と容器胴部４１との間に設けられ、口部１１の外周面１１ａに連なるとともに外周面１１ａに対して径方向内側に向けて延びる保持面１４と、を有する合成樹脂製の容器４０と、外周面に係止溝２０ａを備えるとともに内周面に雌ねじ２０ｂを備え、雌ねじ２０ｂが雄ねじ１１ｂにねじ結合した状態で口部１１に固定された円筒状の外カバー２０と、係止溝２０ａにアンダーカット係合する係合片４３ａを備え、外カバー２０の外側に装着されて口部１１を閉塞するキャップ４３と、を有する内容物入り容器５０を製造することができる。
このように、本発明のプリフォーム１では、口部１１と胴部１２の間に、口部１１の外周面１１ａから径方向内側に向けて延びる保持面１４を設け、金型３１の凸部３２を当該保持面１４に係合させてプリフォーム１を金型３１に抜け止め保持させるようにしたので、ネックリングを設けることなく当該プリフォーム１をブロー成形によって容器４０に容易かつ確実に成形することができる。また、プリフォーム１を、ネックリングに替えて凹溝１５を備えた構成としたことにより、当該プリフォーム１や容器４０を軽量化することができるとともに、凹溝１５よりも下側の部分をブロー成形時に延伸し易くすることができる。さらに、当該プリフォーム１をブロー成形して形成した容器４０を用いることにより、ネックリングを備えない内容物入り容器５０を提供することができる。
図７は、図１に示すプリフォームの変形例のプリフォームの正面図である。なお、図７においては、前述した部位に対応する部位に同一の符号を付してある。
図１に示すプリフォーム１では、口部１１の外周面１１ａと胴部１２の外周面１２ａとを同径とし、口部１１と胴部１２との間に口部１１の外周面１１ａに対して径方向内側に向けて凹む凹溝１５を設け、この凹溝１５の内面の一部で保持面１４を構成するようにしている。
これに対して、図７に示す変形例のプリフォーム１では、口部１１の外周面１１ａを胴部１２の外周面１２ａよりも大径とし、口部１１と胴部１２との間の段差面を保持面１４とするようにしている。すなわち、保持面１４を、口部１１や胴部１２の軸方向に対して垂直であるとともに、その外周縁において口部１１の外周面１１ａに連なるとともに内周縁において胴部１２の外周面１２ａに連なる段差面に形成するようにしている。
このような構成によれば、金型３１の開口３１ａに凹溝１５に対応した形状の凸部３２を設けることなく、保持面１４を当該開口３１ａの開口縁に支持させてプリフォーム１を金型３１に保持させることができるので、凸部３２の強度等に関する考慮を不要として、当該金型３１の設計の自由度を高めることができる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態においては、プリフォーム１を、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の合成樹脂製としたが、これに限らず、他の合成樹脂材料により形成されたものとすることもできる。
また、前記実施の形態においては、プリフォーム１を、ブロー成形により、シャンプーやハンドソープ等のトイレタリーを内容物として収容するための容器４０に成形する場合を示したが、これに限らず、他の内容物を収容する用途に用いられる容器を成形するものとしてもよい。
さらに、前記実施の形態においては、保持面１４ないし凹溝１５を、口部１１や胴部１２の周方向の全周に亘って延びる環状のものとしたが、これに限らず、口部１１や胴部１２の周方向の一部のみに亘って延びる形状とすることもできる。この場合、金型３１の凸部３２や開口３１ａの開口縁も、当該保持面１４ないし凹溝１５に対応した形状に形成される。
さらに、前記実施の形態においては、プリフォーム１を加圧エアーを加圧媒体としてブロー成形するようにしているが、これに限らず、液体を加圧媒体とした液体ブロー成形により成形するようにしてもよい。この場合、液体ブロー成形においてプリフォーム１に供給する液体としては、最終的に製品として容器４０に充填される内容物を用いるのが好ましい。これにより、成形後の容器４０への内容物の充填工程を省略して、その生産性を高めることができる。
さらに、前記実施の形態においては、口部１１に外カバー２０を装着した状態で容器４０を内容物の充填行程にまで搬送し、容器４０に内容物を充填した後、口部１１に装着された外カバー２０の外側にキャップ４３を装着して口部１１を閉塞するようにしているが、口部１１に外カバー２０を装着した状態で容器４０を内容物の充填行程にまで搬送し、容器４０に内容物を充填した後、外カバー２０を口部１１から取り外し、口部１１に直接ネジ式のキャップを装着して口部１１を閉塞する構成とすることもできる。また、口部１１に外カバー２０を装着することなく、搬送機３０のチャック３０ａにより口部１１を直接保持してプリフォーム１を搬送する構成とすることもできる。
さらに、前記実施の形態においては、プリフォーム１は、１種類の合成樹脂材料のみで形成された単層構造とされているが、これに限らず、複数種類の合成樹脂材料を積層した積層構造のものとすることもできる。この場合、複数の樹脂層が互いに接着された構成とすることができるが、それ以外にも、外側層と内側層とを異材質で形成して互いが接着しないように積層した積層構造や、当該積層構造において外側層と内側層との間に接着層を軸方向帯状に設けた積層構造のものとすることもできる。このようにプリフォーム１を、その外側層と内側層とを互いに接着させない積層構造とした場合には、当該プリフォーム１をブロー成形により積層剥離容器に形成することができる。なお、積層構造のプリフォーム１としては、上記のものに限らず、種々の層構成とすることができる。
１ 合成樹脂製のプリフォーム
１１ 口部
１１ａ 外周面
１１ｂ 雄ねじ
１２ 胴部
１２ａ 外周面
１３ 底部
１４ 保持面
１５ 凹溝
２０ 外カバー
２０ａ 係止溝
２０ｂ 雌ねじ
２０ｃ フランジ
３０ 搬送機
３０ａ チャック
３１ 金型
３１ａ 開口
３１ｂ キャビティ
３２ 凸部
４０ 容器
４１ 容器胴部
４２ 内容物
４３ キャップ
４３ａ 係合片
５０ 内容物入り容器

Claims (6)

  1. 外周面に雄ねじを備えた円筒状の口部と該口部に連なる円筒状の胴部と該胴部の下端を閉塞する底部とを有し、ブロー成形により所定形状の容器に成形される合成樹脂製のプリフォームであって、
    前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に連なるとともに該外周面に対して径方向内側に向けて延びる保持面を備え、
    前記口部の外周面と前記胴部の外周面とが同径であり、
    前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に対して径方向内側に向けて凹む凹溝を備え、
    前記凹溝の内面の一部が前記保持面を構成していることを特徴とする合成樹脂製のプリフォーム。
  2. 外周面に雄ねじを備えた円筒状の口部と該口部に連なる円筒状の胴部と該胴部の下端を閉塞する底部とを有し、ブロー成形により所定形状の容器に成形される合成樹脂製のプリフォームであって、
    前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に連なるとともに該外周面に対して径方向内側に向けて延びる保持面を備え、
    外周面に係止溝を備えるとともに内周面に雌ねじを備えた円筒状の外カバーが、前記雌ねじが前記雄ねじにねじ結合した状態で前記口部に装着されていることを特徴とする合成樹脂製のプリフォーム。
  3. 前記口部の外周面と前記胴部の外周面とが同径であり、
    前記口部と前記胴部との間に、前記口部の外周面に対して径方向内側に向けて凹む凹溝を備え、
    前記凹溝の内面の一部が前記保持面を構成している、請求項２に記載の合成樹脂製のプリフォーム。
  4. 前記凹溝が、前記口部と前記胴部との間で全周に亘って延びている、請求項１または３に記載の合成樹脂製のプリフォーム。
  5. 前記口部の外周面が前記胴部の外周面よりも大径であり、
    前記保持面が、外周縁において前記口部の外周面に連なるとともに内周縁において前記胴部の外周面に連なっている、請求項２に記載の合成樹脂製のプリフォーム。
  6. 外周面に雄ねじを備えた円筒状の口部と、
    前記口部に連ねて設けられ、内容物を収容した容器胴部と、
    前記口部と前記容器胴部との間に設けられ、前記口部の外周面に連なるとともに該外周面に対して径方向内側に向けて延びる保持面と、を有する合成樹脂製の容器と、
    外周面に係止溝を備えるとともに内周面に雌ねじを備え、該雌ねじが前記雄ねじにねじ結合した状態で前記口部に固定された円筒状の外カバーと、
    前記係止溝にアンダーカット係合する係合片を備え、前記外カバーの外側に装着されて前記口部を閉塞するキャップと、を有し、
    前記口部の外周面と前記容器胴部の上端の外周面とが同径であり、
    前記口部と前記容器胴部との間に、前記口部の外周面に対して径方向内側に向けて凹む凹溝を備え、
    前記凹溝の内面の一部が前記保持面を構成していることを特徴とする内容物入り容器。
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