JP6825730B2 - 複合プリフォームの製造装置、複合プリフォームの製造方法、および複合容器の製造方法 - Google Patents

複合プリフォームの製造装置、複合プリフォームの製造方法、および複合容器の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、複合プリフォームの製造装置、複合プリフォームの製造方法、および複合容器の製造方法に関する。
近時、飲食品等の内容液を収容するボトルとして、プラスチック製のものが一般化してきており、このようなプラスチックボトルには内容液が収容される。
このような内容液を収容するプラスチックボトルは、金型内にプリフォームを挿入し、2軸延伸ブロー成形することにより製造される。
ところで、従来の2軸延伸ブロー成形法では、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)製のプリフォームを用いて容器形状に成形している。しかしながら、従来の2軸延伸ブロー成形法においては、単にプリフォームを容器形状に成形するだけであるのが一般的である。このため、容器に対して様々な機能や特性(バリア性や保温性等)を持たせる場合、例えばプリフォームを構成する材料を変更する等、その手段は限定されてしまう。
国際公開第2014/208746号
一方、本発明者らは、上記課題を解決するため、ガスバリア性等の様々な機能や特性が付与された複合容器や、複合容器を作製する際に用いられる複合プリフォーム、及びこれらの製造方法を提案している(特許文献1参照)。このような複合容器においては、プリフォームと、プリフォームの外側に設けられるプラスチック製部材との密着性を高めることが求められている。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、プリフォームとプラスチック製部材との密着性を高めることが可能な、複合プリフォームの製造装置、複合プリフォームの製造方法、および複合容器の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、複合プリフォームの製造装置において、複合プリフォームの製造装置において、プリフォームを供給する供給ゾーンと、前記供給ゾーンの下流側に設けられ、前記プリフォームを予備加熱する第1加熱ユニットと、前記第1加熱ユニットの下流側に設けられ、予備加熱された前記プリフォームの外側に、前記プリフォームに対して熱収縮する作用をもつプラスチック製部材を設けるプラスチック製部材装着ユニットと、前記プラスチック製部材装着ユニットの下流側に設けられ、前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる第2加熱ユニットとを備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造装置である。
本発明は、前記第2加熱ユニットの下流側に設けられ、前記プラスチック製部材を冷却する冷却ユニットを更に備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造装置である。
本発明は、前記第1加熱ユニットにおいて、前記プリフォームは40℃〜90℃の温度に加熱されることを特徴とする複合プリフォームの製造装置である。
本発明は、複合プリフォームの製造方法において、プリフォームを供給する工程と、前記プリフォームを予備加熱する工程と、予備加熱された前記プリフォームの外側にプラスチック製部材を設ける工程と、前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させることにより、複合プリフォームを作製する工程とを備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法である。
本発明は、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程の後、前記プラスチック製部材を冷却する工程を更に備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法である。
本発明は、前記プリフォームは40℃〜90℃の温度に予備加熱されることを特徴とする複合プリフォームの製造方法である。
本発明は、前記複合プリフォームの製造方法によって複合プリフォームを作製する工程と、前記複合プリフォームに対してブロー成形を施すことにより、前記プリフォームおよび前記プラスチック製部材を一体として膨張させる工程とを備えたことを特徴とする複合容器の製造方法である。
本発明によれば、プリフォームとプラスチック製部材との密着性を高めることができる。
図1は、一実施の形態による複合容器を示す部分垂直断面図。 図2は、一実施の形態による複合容器を示す水平断面図(図1のII−II線断面図)。 図3は、一実施の形態による複合プリフォームを示す部分垂直断面図。 図4は、本発明の一実施の形態による複合プリフォームの製造装置を示す平面図。 図5(a)〜(d)は、本発明の一実施の形態による複合プリフォームの製造方法を示す概略図。 図6(a)〜(d)は、本発明の一実施の形態による複合容器の製造方法を示す概略図。
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図1乃至図6は本発明の一実施の形態を示す図である。
複合容器および複合プリフォームの概要
まず、図1および図2により、本実施の形態による複合容器の概要について説明する。
なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ複合容器10Aを正立させた状態(図1)における上方および下方のことをいう。
図1および図2に示す複合容器10Aは、後述するように、ブロー成形金型50を用いてプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを含む複合プリフォーム70(図3参照)に対して2軸延伸ブロー成形を施すことにより、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを一体として膨張させて得られたものである。
このような複合容器10Aは、内側に位置するプラスチック材料製の容器本体10と、容器本体10の外側に密着して設けられたプラスチック製部材40とを備えている。
このうち容器本体10は、口部11と、口部11下方に設けられた首部13と、首部13下方に設けられた肩部12と、肩部12下方に設けられた胴部20と、胴部20下方に設けられた底部30とを備えている。
他方、プラスチック製部材40は、容器本体10の外面に薄く延ばされた状態で密着されており、容器本体10に対して容易に移動又は回転しない状態で取付けられている。
次に容器本体10について詳述する。容器本体10は、上述したように口部11と、首部13と、肩部12と、胴部20と、底部30とを有している。
このうち口部11は、図示しないキャップに螺着されるねじ部14と、ねじ部14下方に設けられたフランジ部17とを有している。なお、口部11の形状は、従来公知の形状であっても良い。
首部13は、フランジ部17と肩部12との間に位置しており、略均一な径をもつ略円筒形状を有している。また、肩部12は、首部13と胴部20との間に位置しており、首部13側から胴部20側に向けて徐々に径が拡大する形状を有している。
さらに、胴部20は、全体として略均一な径をもつ円筒形状を有している。しかしながら、これに限られるものではなく、胴部20が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状を有していても良い。あるいは、胴部20が上方から下方に向けて均一でない水平断面をもつ筒形状を有していても良い。また、本実施の形態において、胴部20は、凹凸が形成されておらず、略平坦な表面を有しているが、これに限られるものではない。例えば、胴部20にパネル又は溝等の凹凸が形成されていても良い。
一方、底部30は、中央に位置する凹部31と、この凹部31周囲に設けられた接地部32とを有している。なお、底部30の形状についても特に限定されるものではなく、従来公知の底部形状(例えばペタロイド底形状や丸底形状等)を有していても良い。
また胴部20における容器本体10の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば100μm〜350μm(100μm以上かつ350μm以下をいう。以下同様)程度に薄くすることができる。さらに、容器本体10の重量についても、これに限定されるものではないが、例えば容器本体10の内容量が500mlである場合は10g〜25gとすることができる。このように容器本体10の肉厚を薄くすることにより、容器本体10の軽量化を図ることができる。
このような容器本体10は、合成樹脂材料を射出成形して製作したプリフォーム10a(後述)を二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。なお容器本体10の材料としては熱可塑性樹脂、特にPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)を使用することが好ましい。容器本体10は、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、黒色、白色等の色に着色されていても良いが、リサイクルのしやすさを考慮した場合、無色透明であることが好ましい。また、上述した各種樹脂をブレンドして用いても良い。さらに、容器本体10の内面に、容器のバリア性を高めるために、例えばダイヤモンド状炭素膜や酸化珪素薄膜等の蒸着膜を形成しても良い。
また、容器本体10は、2層以上の多層成形ボトルとして形成することもできる。すなわち押し出し成形または射出成形により、例えば、中間層をMXD6、MXD6+脂肪酸塩、PGA(ポリグリコール酸)、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)又はPEN(ポリエチレンナフタレート)等のガスバリア性及び遮光性を有する樹脂(中間層)として3層以上からなるプリフォーム10aを作製した後、ブロー成形することによりガスバリア性及び遮光性を有する多層ボトルとして形成しても良い。なお、中間層としては、上述した各種樹脂をブレンドした樹脂を用いても良い。
また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡プリフォームを成形し、この発泡プリフォームをブロー成形することによって、容器本体10を作製しても良い。このような容器本体10は、発泡セルを内蔵しているため、容器本体10全体の遮光性を高めることができる。
このような容器本体10は、例えば満注容量が100ml〜2000mlのボトルからなっていても良い。あるいは、容器本体10は、満注容量が例えば10L〜60Lの大型のボトルであっても良い。
次にプラスチック製部材40について説明する。プラスチック製部材40(40a)は後述するようにプリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられ、プリフォーム10aの外側に密着された後、プリフォーム10aとともに2軸延伸ブロー成形されることにより得られたものである。
プラスチック製部材40は容器本体10の外面に接着されることなく取付けられており、容器本体10に対して移動又は回転しないほどに密着されている。このプラスチック製部材40は、容器本体10の外面において薄く引き延ばされて容器本体10を覆っている。また、図2に示すように、プラスチック製部材40は、容器本体10を取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、略円形状の水平断面を有している。
この場合、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、口部11を除く、首部13、肩部12、胴部20および底部30を覆うように設けられている。これにより、容器本体10の首部13、肩部12、胴部20および底部30に対して所望の機能や特性を付与することができる。
なお、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち口部11以外の全域又は一部領域に設けられていても良い。例えば、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、口部11および首部13を除く、肩部12、胴部20および底部30の全体を覆うように設けられていても良い。または、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、口部11、首部13および底部30の中心部を除く、肩部12、胴部20および底部30の全体を覆うように設けられていても良い。あるいは、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、胴部20の全域又は一部領域のみを覆うように設けられていても良い。
一方、プラスチック製部材40は、容器本体10に対して溶着ないし接着されていないため、容器本体10から剥離して除去することができる。具体的には、例えば刃物等を用いてプラスチック製部材40を切除したり、プラスチック製部材40に予め図示しない切断線を設け、この切断線に沿ってプラスチック製部材40を剥離したりすることができる。これにより、プラスチック製部材40を容器本体10から分離除去することができる。
このようなプラスチック製部材40としては、後述するようにプリフォーム10aに対して熱収縮する作用をもつものが用いられる。
またプラスチック製部材40の厚みは、これに限定されるものではないが、容器本体10に取り付けられた状態で例えば5μm〜500μm程度とすることができる。
次に図3により、複合プリフォームの構成について説明する。
図3に示すように、複合プリフォーム70は、プラスチック材料製のプリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側に設けられた無底円筒状のプラスチック製部材40aとを備えている。
プリフォーム10aは、口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aとを備えている。このうち口部11aは、上述した容器本体10の口部11に対応するものであり、口部11と略同一の形状を有している。また、胴部20aは、上述した容器本体10の首部13、肩部12および胴部20に対応するものであり、略円筒形状を有している。底部30aは、上述した容器本体10の底部30に対応するものであり、略半球形状を有している。
プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aの外面に接着されることなく取付けられており、プリフォーム10aに対して移動又は回転しないほどに密着されているか、又は自重で落下しない程度に密着されている。プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aを取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、円形状の水平断面を有している。
この場合、プラスチック製部材40aは、胴部20aのうち容器本体10の全域と、底部30aの全域とを覆うように設けられている。
なお、プラスチック製部材40aは、口部11a以外の全域又は一部領域に設けられていても良い。例えば、プラスチック製部材40aは、首部13に対応する部分13aおよび口部11aを除く、胴部20aおよび底部30aの全体を覆うように設けられていても良い。または、プラスチック製部材40aは、底部30を除く、首部13aおよび胴部20aを覆うように設けられていても良い。あるいは、プラスチック製部材40aは、胴部20aの全域又は一部領域のみを覆うように設けられていても良い。
このようなプラスチック製部材40aとしては、プリフォーム10aに対して熱収縮する作用をもつものが用いられる。すなわち、プラスチック製部材(外側収縮部材)40aは、例えば、外部から熱が加えられた際、プリフォーム10aに対して熱収縮するものが用いられる。
プラスチック製部材40aとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹旨、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、フタル酸ジアリル樹脂、フッ素系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリブタジエン、ポリブテン−1、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロンMXD6、芳香族ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテレフタル酸エチレン、ポリテレフタル酸ブチレン、ポリナフタレン酸エチレン、Uポリマー、液晶ポリマー、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、シリコーン樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアセタール、エポキシ樹脂等を挙げることができる。このうちポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の熱可塑性非弾性樹脂を用いることが好ましい。またそれらのブレンド材料や多層構造、部分的多層構造のものであってもよい。さらに、プラスチック製部材40aの材料には、その特性が損なわれない範囲において、主成分の樹脂以外にも、各種の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば、可塑剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、スリップ剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤、および着色顔料等を添加することができる。また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡部材を使用し、この発泡プリフォームを成形することによって、遮光性を高めることができる。
またプラスチック製部材40aが容器本体10(プリフォーム10a)と同一の材料からなっていても良い。この場合、複合容器10Aのうち、例えば強度を高めたい部分に重点的にプラスチック製部材40を配置し、当該箇所の強度を選択的に高めることができる。例えば、容器本体10の肩部12周辺および底部30周辺にプラスチック製部材40を設け、この部分の強度を高めても良い。このような材料としては、熱可塑性樹脂、特にPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)を挙げることができる。
またプラスチック製部材40aは、酸素バリア性又は水蒸気バリア性等のガスバリア性を有する材料からなっていても良い。この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aのガスバリア性を高め、容器内への酸素の侵入を防ぎ、内容液が劣化することを防止し、また、容器内から外部への水蒸気の蒸散を防ぎ、内容量が減少することを防止することができる。例えば、容器本体10のうち、肩部12、首部13、胴部20および底部30の全域にプラスチック製部材40を設け、この部分のガスバリア性を高めても良い。このような材料としては、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、MXD−6(ナイロン)、PGA(ポリグリコール酸)、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)またはこれらの材料に脂肪酸塩などの酸素吸収材を混ぜることも考えられる。
またプラスチック製部材40aは、紫外線等の光線バリア性を有する材料からなっていても良い。この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aの光線バリア性を高め、紫外線等により内容液が劣化することを防止することができる。例えば、容器本体10のうち、肩部12、首部13および胴部20にプラスチック製部材40aを設け、この部分の紫外線バリア性を高めても良い。このような材料としては、ブレンド材料、またはPETやPE、PPに遮光性樹脂を添加した材料が考えられる。また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることにより作製された、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡部材を使用しても良い。
またプラスチック製部材40aは、容器本体10(プリフォーム10a)を構成するプラスチック材料よりも保冷性の高い材料(熱伝導性の低い材料)からなっていても良い。
この場合、容器本体10そのものの厚みを厚くすることなく、内容液の温度が複合容器10Aの表面まで伝達しにくくすることが可能となる。これにより、複合容器10Aの保冷性が高められる。例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20の保冷性を高めても良い。また、使用者が複合容器10Aを把持した際、冷たすぎることにより複合容器10Aを持ちにくくなることが防止される。このような材料としては、発泡化したポリウレタン、ポリスチレン、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂などが考えられる。これら樹脂を含んでなる樹脂材料に、中空粒子を混合することが好ましい。中空粒子の平均粒子径は、1〜200μmであることが好ましく、5〜80μmであることがより好ましい。なお、「平均粒子径」とは、体積平均粒子径を意味し、粒度分布・粒径分布測定装置(例えば、ナノトラック粒度分布測定装置、日機装株式会社製など)を用いて公知の方法により測定することができる。また、中空粒子としては、樹脂などから構成される有機系中空粒子であってもよく、ガラスなどから構成される無機系中空粒子であってもよいが、分散性が優れるという理由から、有機系中空粒子が好ましい。有機系中空粒子を構成する樹脂としては、例えば、架橋スチレン−アクリル樹脂などのスチレン系樹脂、アクリロニトリル−アクリル樹脂などの(メタ)アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂などを挙げることができる。また、ローペイクHP−1055、ローペイクHP−91、ローペイクOP−84J、ローペイクウルトラ、ローペイクSE、ローペイクST(ロームアンドハース(株)製)、ニポールMH−5055(日本ゼオン(株)製)、SX8782、SX866(JSR(株)製)などの市販される中空粒子を用いることも出来る。中空粒子の含有量としては、プラスチック製部材40aに含有される樹脂材料100質量部に対して、0.01〜50質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましい。
またプラスチック製部材40aは、容器本体10(プリフォーム10a)を構成するプラスチック材料よりも滑りにくい材料からなっていても良い。この場合、容器本体10の材料を変更することなく、使用者が複合容器10Aを把持しやすくすることができる。例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20を持ちやすくしても良い。
このプラスチック製部材40aには、予めデザイン又は印字等の印刷が施されていても良い。この場合、印刷は例えばインクジェット法やグラビア印刷法等の印刷法により、無地のプラスチック製部材40aにデザイン又は印字が施されて形成されても良い。この印刷は、プリフォーム10aに取り付けられる前のプラスチック製部材40aに対して施されても良く、プリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを設けた状態で施されても良い。さらに、ブロー成形された後のプラスチック製部材40に対して印刷が施されても良い。また、プラスチック製部材40aは、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、黒色、白色等の色に着色されていても良く、また透明であっても不透明であっても良い。
複合プリフォームの製造装置
次に、図4により、本実施の形態による複合プリフォームの製造装置の概要について説明する。
図4に示す複合プリフォームの製造装置100は、上述した複合プリフォーム70を製造する装置である。この複合プリフォームの製造装置100は、供給ゾーン101と、第1加熱ユニット110と、プラスチック製部材装着ユニット102と、第2加熱ユニット103と、冷却ユニット104と、取出ゾーン105とを備えている。
供給ゾーン101、第1加熱ユニット110、プラスチック製部材装着ユニット102、第2加熱ユニット103、冷却ユニット104および取出ゾーン105は、複合プリフォームの製造装置100内で、プリフォーム10aの進行方向に沿って上流側から下流側に向けてこの順番に配置されている。
次に、複合プリフォームの製造装置100の各要素についてさらに説明する。
供給ゾーン101は、プラスチック材料製のプリフォーム10aを供給する領域である。この供給ゾーン101において、外部からプリフォーム10aが自動又は手動で供給される。供給されたプリフォーム10aは、口部11aを下方に向けた状態で上流側搬送機構106に保持されて搬送される。
上流側搬送機構106は、供給ゾーン101から供給されたプリフォーム10aを上流側から下流側に向けて搬送するものである。上流側搬送機構106は、プリフォーム10aを回転(自転)させつつ、供給ゾーン101から第1加熱ユニット110を通過してプラスチック製部材装着ユニット102まで搬送する。
第1加熱ユニット110は、供給ゾーン101の下流側に設けられており、プリフォーム10aを外側から予備加熱するものである。第1加熱ユニット110は、上流側搬送機構106に沿って配置された、例えば赤外線ヒーターからなるヒーター111を有している。このヒーター111により、回転(自転)しながら第1加熱ユニット110を通過するプリフォーム10aが予備加熱される。この第1加熱ユニット110において、プリフォーム10aは常温(10℃〜30℃)から予備加熱温度まで加熱される。この場合、予備加熱温度は、例えば40℃〜90℃であり、好ましくは50℃〜70℃である。なお、予備加熱温度は、プリフォーム10aの表面で測定された温度をいう。予備加熱温度を40℃以上とすることにより、後述する、プリフォーム10aとプラスチック製部材40aとの密着性を高める効果をより確実に得ることができる。また、予備加熱温度を90℃以下とすることにより、例えばPET等の樹脂材料からなるプリフォーム10aの性質に変化を及ぼすことが防止される。
プラスチック製部材装着ユニット102は、第1加熱ユニット110から搬送されてきた予備加熱されたプリフォーム10aの外側に、プラスチック製部材40aを設けるものである。このプラスチック製部材装着ユニット102は、第1ホイール112と、挿着部113とを有している。
このうち第1ホイール112は、上流側搬送機構106から搬送されてきた予備加熱されたプリフォーム10aを受け取り、回転しながら第2加熱ユニット103へ搬送するものである。また、挿着部113は、予め準備されたプラスチック製部材40aを、プリフォーム10aの外側に挿着(緩挿)するものである。
第2加熱ユニット103は、プリフォーム10aに挿着されたプラスチック製部材40aを外側から加熱することにより、プラスチック製部材40aをプリフォーム10aに対して熱収縮させるものである。これにより、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aに密着し、図3に示す複合プリフォーム70が得られる。第2加熱ユニット103は、第2ホイール114と、第2ホイール114の周囲に設けられた加熱装置115とを有している。このうち第2ホイール114は、プラスチック製部材40a及びプリフォーム10aを回転(公転)させつつ加熱装置115によって加熱するものである。このとき、プラスチック製部材40aを周方向均等に加熱するため、プリフォーム10aをその中心軸線に沿って回転(自転)させることが好ましい。加熱装置115は、プラスチック製部材40aを熱収縮可能な温度に加熱するものであり、例えば赤外線ヒーターまたは熱風機からなる。なお、第2加熱ユニット103において、第2ホイール114の周方向に沿って3つの加熱装置115が配置されているが、加熱装置115の個数や位置はこれに限られるものではない。
第2加熱ユニット103で作製された複合プリフォーム70は、引き続き口部11aを下方に向けた状態で、第3ホイール116によって下流側搬送機構117に送られる。
下流側搬送機構117は、第3ホイール116から受け取った複合プリフォーム70を上流側から下流側に向けて搬送するものである。下流側搬送機構117は、複合プリフォーム70を第3ホイール116から冷却ユニット104を通過させ、取出ゾーン105まで搬送する。
冷却ユニット104は、第2加熱ユニット103で加熱されたプラスチック製部材40aを冷却するものであり、例えばプラスチック製部材40aに対してエアを吹き付けるエア供給装置(冷却装置)118を有している。なお、冷却ユニット104においても、プラスチック製部材40aを周方向均等に冷却するため、プリフォーム10aをその中心軸線に沿って回転(自転)させることが好ましい。
取出ゾーン105は、このようにして得られた複合プリフォーム70を取り出す領域である。取出ゾーン105において、複合プリフォーム70は、自動又は手動で複合プリフォームの製造装置100の外部へ搬出される。
複合プリフォームの製造および複合容器の製造方法
次に図4乃至図6により、本実施の形態による複合プリフォーム70の製造方法および複合容器10Aの製造方法(ブロー成形方法)について説明する。このうち図5(a)〜(d)は、本実施の形態による複合プリフォーム70の製造方法を示す図であり、図6(a)〜(d)は、本実施の形態による複合容器10Aの製造方法を示す図である。
なお、図5(a)〜(d)において、複合プリフォーム70は、図4に示す複合プリフォームの製造装置100を用いて作製される。複合プリフォーム70を製造する各工程は、複合プリフォームの製造装置100の図示しない制御部が、上流側搬送機構106、第1加熱ユニット110、プラスチック製部材装着ユニット102、第2加熱ユニット103、第3ホイール116、下流側搬送機構117、および冷却ユニット104をそれぞれ制御することによって実行される。
まず、プラスチック材料製のプリフォーム10aを例えば射出成形法により成形する(図5(a)参照)。
次に、プリフォーム10aは、複合プリフォームの製造装置100の供給ゾーン101(図4参照)に手動又は自動で供給される。
続いて、プリフォーム10aは、上流側搬送機構106により、第1加熱ユニット110(図4参照)に搬送される。この第1加熱ユニット110において、プリフォーム10aは、ヒーター111により、例えば40℃〜90℃の温度に予備加熱される(図5(b)参照)。
次に、プリフォーム10aは、上流側搬送機構106により、プラスチック製部材装着ユニット102(図4参照)に搬送される。このプラスチック製部材装着ユニット102において、予備加熱されたプリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aが設けられる(図5(c)参照)。
この間、プリフォーム10aは、上流側搬送機構106から第1ホイール112に受け渡され、第1ホイール112で回転(公転)しながら搬送される。この状態で、挿着部113によって、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aの外側に挿着(緩挿)される。
次いで、プラスチック製部材40aおよびプリフォーム10aは、プラスチック製部材装着ユニット102の第1ホイール112から第2加熱ユニット103の第2ホイール114に受け渡される(図4参照)。この第2加熱ユニット103において、プラスチック製部材40aは、例えば50℃〜100℃の温度に加熱され、プリフォーム10aに対して熱収縮する。これにより、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aに密着し、複合プリフォーム70が得られる(図5(d)参照)。このとき、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aは、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置115によって周方向に均等に加熱される。
本実施の形態において、上述したように、第1加熱ユニット110において、プリフォーム10aが予備加熱されている。このため、第2加熱ユニット103でプラスチック製部材40aを加熱したとき、プラスチック製部材40aは、内側と外側との両方から加熱される。したがって、プラスチック製部材40aの厚み方向に略均一に熱が伝わるので、プラスチック製部材40aを均一に熱収縮させることができる。この結果、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aに対して一様に密着し、プラスチック製部材40aが部分的にプリフォーム10aから剥離する不具合を防止することができる。一方、仮に、このような予備加熱を行わない場合、加熱装置115からの熱の一部が、プラスチック製部材40aからプリフォーム10aに対して逃げてしまい、プラスチック製部材40aを均一に加熱することが難しくなるおそれがある。
続いて、複合プリフォーム70は、第2加熱ユニット103から第3ホイール116を経て、下流側搬送機構117に受け渡され、下流側搬送機構117によって冷却ユニット104(図4)に搬送される。この冷却ユニット104において、プラスチック製部材40aに対してエアが吹き付けられ、プラスチック製部材40aが冷却される。これにより、複合プリフォーム70の表面温度が常温(10℃〜30℃)まで低下する。
その後、下流側搬送機構117により、複合プリフォーム70は取出ゾーン105(図4参照)に搬送される。取出ゾーン105において、複合プリフォーム70は、複合プリフォームの製造装置100の外部へ搬出される。
次に、複合プリフォーム70は、例えばブロー成形機等(図示せず)の加熱装置51によって加熱される(図6(a)参照)。このとき、複合プリフォーム70は、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置51によって周方向に均等に加熱される。この加熱工程におけるプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aの加熱温度は、例えば90℃〜130℃としても良い。
続いて、加熱装置51によって加熱された複合プリフォーム70は、ブロー成形金型50(図4参照)に送られる。
複合容器10Aは、このブロー成形金型50を用いて成形される(図6(b)参照)。
この場合、ブロー成形金型50は互いに分割された一対の胴部金型50a、50bと、底部金型50cとからなる(図6(b)参照)。図6(b)において、一対の胴部金型50a、50b間は互いに開いており、底部金型50cは上方に上がっている。この状態で一対の胴部金型50a、50b間に、複合プリフォーム70が挿入される。
次に図6(c)に示すように、底部金型50cが下がったのちに一対の胴部金型50a、50bが閉鎖され、一対の胴部金型50a、50bおよび底部金型50cにより密閉されたブロー成形金型50が構成される。次にプリフォーム10a内に空気が圧入され、複合プリフォーム70に対して2軸延伸ブロー成形が施される。
このことにより、ブロー成形金型50内でプリフォーム10aから容器本体10が得られる。この間、胴部金型50a、50bは30℃〜80℃まで加熱され、底部金型50cは5℃〜25℃まで冷却される。この際、ブロー成形金型50内では、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aが一体として膨張される。これにより、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aは、一体となってブロー成形金型50の内面に対応する形状に賦形される。
このようにして、容器本体10と、容器本体10の外面に設けられたプラスチック製部材40とを備えた複合容器10Aが得られる。
次に図6(d)に示すように、一対の胴部金型50a、50bおよび底部金型50cが互いに離れ、ブロー成形金型50内から複合容器10Aが取出される。
上述したように、複合プリフォーム70において、プラスチック製部材40aがプリフォーム10aに対して均一に密着されているので、複合容器10Aを作製した後、プラスチック製部材40が容器本体10の外面に均一に密着しており、プラスチック製部材40が容器本体10から部分的に浮き上がったり剥離したりする不具合が防止される。これにより、プラスチック製部材40によって複合容器10Aに付与されたガスバリア性等の機能や特性が部分的に失われるおそれがない。また、複合容器10Aの外観を良好に保持することもできる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、プリフォーム10aを予備加熱し、この予備加熱されたプリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを設け、その後、プラスチック製部材40aを熱収縮する。これにより、複合プリフォーム70におけるプリフォーム10aとプラスチック製部材40aとの密着性を高めることができる。この結果、複合プリフォーム70を用いて作製された複合容器10Aにおいて、プラスチック製部材40と容器本体10との密着性を高め、特性や外観を良好に維持することができる。
10 容器本体
10A 複合容器
10a プリフォーム
40、40a プラスチック製部材
50 ブロー成形金型
70 複合プリフォーム
100 複合プリフォームの製造装置
101 供給ゾーン
102 プラスチック製部材装着ユニット
103 第2加熱ユニット
104 冷却ユニット
105 取出ゾーン
106 上流側搬送機構
110 第1加熱ユニット
111 ヒーター
112 第1ホイール
113 挿着部
114 第2ホイール
115 加熱装置
116 第3ホイール
117 下流側搬送機構
118 エア供給装置

Claims (4)

  1. 複合プリフォームの製造方法において、
    プリフォームを準備する工程と、
    予め印刷が施されたプラスチック製部材を準備する工程と、
    前記プリフォームを予備加熱する工程と、
    予備加熱された前記プリフォームの外側にプラスチック製部材を設ける工程と、
    前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させることにより、複合プリフォームを作製する工程と
    前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程の後、前記プラスチック製部材を冷却する工程とを備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法。
  2. 複合プリフォームの製造方法において、
    プリフォームを準備する工程と、
    プラスチック製部材を準備する工程と、
    前記プリフォームを予備加熱する工程と、
    予備加熱された前記プリフォームの外側にプラスチック製部材を設ける工程と、
    前記プラスチック製部材を加熱することにより、前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程と、
    前記プラスチック製部材を前記プリフォームに対して熱収縮させる工程の後、前記プラスチック製部材を冷却する工程と、
    前記プラスチック製部材に印刷を施す工程とを備えたことを特徴とする複合プリフォームの製造方法。
  3. 前記プリフォームは40℃〜90℃の温度に予備加熱されることを特徴とする請求項1又は2記載の複合プリフォームの製造方法。
  4. 請求項1乃至のいずれか一項記載の複合プリフォームの製造方法によって複合プリフォームを作製する工程と、
    前記複合プリフォームに対してブロー成形を施すことにより、前記プリフォームおよび前記プラスチック製部材を一体として膨張させる工程とを備えたことを特徴とする複合容器の製造方法。
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