JP7448783B2 - ブローピン及び成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器等のブロー成形に用いられるブローピンと、該ブローピンを用いたブロー成形の成形方法に関する。

従来から、押出し成形されたパリソンから容器等を成形するブロー成形が行われている。特許文献１には、カットリングを備えるブローピンを用いて、口部を備える容器のブロー成形が開示される。このような容器には、特許文献２で示すように、プルリングが形成される栓部材を口部に打栓した容器もある。このような容器は、口部の下にくびれ部を形成して、該くびれ部の下側に栓部材のアンダーカット部を乗り越え嵌合させて栓部材を係止する。

特許第５９７０９０６号公報 特開２０１８－１２２８９６号公報

上記の容器のように、くびれ部が形成される場合、金型には、くびれ部を形成するための環状突部が設けられる。そして、ブローピンは、環状突部との間で樹脂材料（パリソン）を挟み込んで該樹脂材料を押圧する部位（多くはカットリングに形成される）を有する。しかしながら、ブローピンを口部に挿入する際、パリソンとブローピン（ブローピン本体やカットリング）との間に閉塞された空間が形成されることがある。すると、ブローピンの挿入の進行と共に当該閉塞された空間が徐々に小さくなり、当該閉塞された空間の空気が樹脂材料を圧迫して、成形品に凹部が形成される等の成形不良を引き起こす場合があった。

本発明は、成形不良を低減したブローピン及び成形方法を提供する。

本発明のブローピンは、空気排出路を備えるリング部を有し、前記リング部の上方にカットリングを備えることを特徴とする。

本発明の成形方法は、パリソンを金型で挟み込み、パリソンの上端部を切断して開口する型締工程と、前記金型の環状突部との間でパリソンを押圧するリング部備えるブローピンを前記上端部から挿入し、前記パリソンと前記リング部の外周との間に形成される空間の空気を、前記リング部に形成される該リング部の外周から該リング部の外側に空気を排出する空気排出路を通じて排出するブローピン挿入工程と、前記ブローピンの降下により、前記ブローピンのカットリング下面と前記金型上面とによって前記パリソンの上方をカットすると共に容器の口部を形成する口部形成工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、成形不良を低減したブローピン及び成形方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る成形方法で成形した容器の口部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るブローピンを示し、（ａ）はブローピンの断面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ端面で示すリング部の下面を示す図である。 本発明の実施形態における成形方法を示す図であり、パリソンを金型で挟み込んだ状態を示す要部拡大端面図である。 本発明の実施形態における成形方法を示す図であり、金型にブローピンを挿入する過程を示す要部拡大端面図である。 本発明の実施形態における成形方法を示す図であり、ブローピンの金型への挿入が完了した状態を示す要部拡大端面図である。

次に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は容器１の口部１０を拡大して示す断面模式図である。容器１は、プルリング２１を有する中栓２０が打設され、外キャップ３０が着脱可能に形成される。なお、中栓２０、外キャップ３０は二点鎖線で示す。口部１０は、上端部に円筒状の外壁部１１が形成される。外壁部１１の内周側は開口部１１ａとされる。外壁部１１は、接続壁部１２と連続して接続される。接続壁部１２は、内周側が縮径するよう断面視テーパ状に形成される。接続壁部１２は、首壁部１３と連続して接続する。首壁部１３は、内周側を縮径開口部１３ａとし、外周には雄ねじ部１３ｂが形成される。首壁部１３は、全体を図示しない容器の収納部１８と連続して接続する。ここで、接続壁部１２から首壁部１３に亘る外周は、くびれ部１５が形成される。

中栓２０は、口部１０の外壁部１１の内外から挟み込むように形成される二重筒状壁部２２が形成される。二重筒状壁部２２の外側の壁部の下端には、径方向内側に環状（又は間欠する環状）に突出するアンダーカット部２３が形成される。このアンダーカット部２３が、外壁部１１の外周からくびれ部１５に落ち込むようにしてくびれ部１５と嵌合することにより、中栓２０は口部１０に固定される。二重筒状壁部２２の内側の壁部には、プルリング２１が形成される栓板２４が形成される。二重筒状壁部２２の内側の壁部及び栓板２４は、首壁部１３の内周面１３ｃと密着する栓ガイド筒２５と接続される。また、外キャップ３０は、雌ねじ部３１を有し、口部１０の首壁部１３の雄ねじ部１３ｂと螺合して容器１に取り付けられる。

容器１は、ブロー成形により形成される。この成形手順の概略を説明すると、先ず、熱可塑性樹脂を押出機から筒状に押し出したパリソンを金型で挟み込む。パリソン上端はカットされ、パリソン下端は金型の喰い切り歯によって喰い切る。そして、ブローピンを金型に差し込み、ブローピンから圧縮気体をパリソンに吹き込み、パリソンを膨らませ、パリソンを成形する。パリソンの成形終了後、金型を開いて製品である容器１を取り出す。

図２（ａ）は、容器１のブロー成形で用いるブローピン５０の断面図である。ブローピン５０は、略筒状のブローピン本体５１を備える。ブローピン本体５１の外形は、容器１の形状等に適合させて適宜の形状で形成される。ブローピン本体５１には、ブローピン本体５１から径方向外方に突出するリング部５２が設けられる。リング部５２は、ブローピン本体５１や後述のカットリング５３とは別部材として形成してもよいし、ブローピン本体５１と一体としてもよい。リング部５２が別部材の場合には、例えばリング部５２の内周面に、ブローピン本体５１と螺合するねじ部を形成してブローピン本体５１に固定することができる。リング部５２は、リング部５２の外周からリング部５２の外側に空気を排出する空気排出路５２ａを有する。本実施形態のリング部５２には、周方向等間隔に４箇所の空気排出路５２ａが形成される。なお、空気排出路５２ａは、４箇所に限定されることなく、１箇所でもよいし、４箇所以外の複数個所に設けてもよい。

空気排出路５２ａは、リング部５２の径方向に形成される横空気排出溝５２ａ１を有する。横空気排出溝５２ａ１は、リング部５２の下面に放射状に所定間隔の等間隔で形成される凹溝である。本実施形態においては、リング部５２は、下面縁がＣ面取りされて、当該Ｃ面取り部分に横空気排出溝５２ａ１が開口される。そして、リング部５２の中央孔部の内周面には、軸方向に沿って形成される縦空気排出溝５２ａ２が形成される。縦空気排出溝５２ａ２は、凹溝に形成されて、一端は横空気排出溝５２ａ１と接続され、他端はリング部５２の上面側に開口される。

なお、空気排出路５２ａの横空気排出溝５２ａ１は、パリソンを形成する樹脂が入り込まない程度の小さい穴とすると好適である。例えば、横空気排出溝５２ａ１の大きさは、幅３ｍｍ、高さ（リング部５２の底面からの高さ）０．０３ｍｍとすることができる。このように、横空気排出溝５２ａ１は、高さよりも幅を大きくすることにより、樹脂が横空気排出溝５２ａ１を覆ってしまい空気を逃がすことができなくなることを防止することができる。

リング部５２の上方のブローピン本体５１には、カットリング５３が設けられる。カットリング５３は、ブローピン本体５１に対して遊嵌して軸方向に移動自在とされる。なお、図２（ａ）ではリング部５２とカットリング５３は離間した状態が示されている。カットリング５３は、ブローピン本体５１から径方向に突出するよう間欠的に設けられる規制突起５１ａにより上方への移動が規制される。カットリング５３のブローピン本体５１への取付けは、カットリング５３の内周面に、規制突起５１ａを通過可能とする切欠きを設け、軸回りに回転することにより規制突起５１ａで規制可能な状態とすることもできる。また、ブローピン本体５１は、螺合構造を用いて上下に分割可能に形成して、リング部５２やカットリング５３を取り付け可能に形成してもよい。

次に、ブローピン５０を用いたブロー成形について説明する。なお、金型８０は、図３～５において、左右に分割される分割型である。図３～５に示すように、金型８０には、キャビティ８５の中央上部を容器１の口部１０に対応する部位として、該部位に、くびれ部１５を形成するための環状突部８１が形成される。環状突部８１は、断面視山形状に形成される。環状突部８１の下方には、首壁部１３の雄ねじ部１３ｂを形成するためのねじ部８２が形成される。

ブローピン５０を用いたブロー成形は、先ず、図３に示すように、型締工程として、パリソン６０を金型８０により挟み込んで、パリソン６０の上端部及び下端部を金型８０の図示しない喰い切刃によりカットする。

次に、図４に示すように、ブローピン挿入工程として、ブローピン５０を金型８０のパリソン６０に挿入する。このとき、リング部５２の外周とパリソン６０が接している部位Ｐにおけるパリソン６０は、ブローピン５０に熱を奪われて冷却されるので、他の部位よりも早く硬化し始める。一方、金型８０の環状突部８１とブローピン５０の外周で挟まれるパリソン６０の部位Ｑも同様に硬化し始める。すると、ブローピン５０（リング部５２）外周とパリソン６０とで囲まれた空間Ｓ（空気溜まり）が形成される。空間Ｓは、ブローピン５０の下降に伴って小さくなる。すると、空間Ｓの空気は、図４の白抜きの矢印に示すように、リング部５２の空気排出路５２ａを通って空間Ｓの外側（本実施形態においてはリング部５２の外周側からリング部５２の上面側）に排出される。リング部５２の上面側に排出された空気は、リング部５２とカットリング５３との間を通ってパリソン６０の外部に排出される。なお、カットリング５３の内径にも隙間が形成されていれば、該隙間を介しても外部に空間Ｓの空気が排出される。

なお、パリソン６０と金型８０の環状突部８１との間の空間Ｕの空気は、金型内に設けた空気排出孔（不図示）から外部に排出される。

このように、従来は空気溜まりとされる空間Ｓの空気が圧縮されることにより、容器１の口部１０に凹みが形成されてしまい成形不良が生じる場合があったが、本発明に係るブローピン５０を用いることにより空間Ｓの空気は空気溜まり以外の外部に排出されるので、容器１の成形不良が低減される。

そして、図５に示すように、ブローピン５０が完全に下降し終えると、カットリング５３の下面と金型８０の上面が当接することにより、口部１０の天面より上方のパリソン６０がカットされると共に、金型８０に倣って容器１の口部１０が形成される。その後、ブローピン５０を介して圧縮空気が充填されて、キャビティ８５に倣って樹脂材料（パリソン６０）が成形される。成形後、金型８０が開く。このとき、ブローピン５０のブローピン本体５１が環状突部８１に対応する箇所（容器１における首壁部１３の内周面１３ｃ）からリング部５２までの間の樹脂がブローピン５０に吸着して、ブローピン５０は成形後の容器１を保持することができる。その後、図示しない把持手段により容器１を取り出す。このように、リング部５２は、型開き後におけるブローピン５０による容器１の保持にも寄与している。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることは無く、適宜変更して実施することができる。例えば、本実施形態の容器１は、外キャップ３０と中栓２０が別体として形成したが、一体とすることもできる。また、本実施形態では容器１のブロー成形について説明したが、これに限られず、他の製品についても実施することができる。また、本実施形態における空気排出路５２ａは、凹溝状の横空気排出溝５２ａ１と縦空気排出溝５２ａ２により形成されるが、これに限られず、一端が成形時の空気溜まりに対して開口され、他端が該空気溜まり以外に開口されていればよい。換言すれば、本発明は、本実施形態における首壁部１３の内周面１３ｃの上側に、内周面１３ｃよりも拡径した部分（接続壁部１２、外壁部１１）を備えるブロー成形品について実施することができる。

１ 容器 １０ 口部
１１ 外壁部 １１ａ 開口部
１２ 接続壁部 １３ 首壁部
１３ａ 縮径開口部 １３ｂ 雄ねじ部
１３ｃ 内周面
１５ くびれ部 １８ 収納部
２０ 中栓 ２１ プルリング
２２ 二重筒状壁部 ２３ アンダーカット部
２４ 栓板 ２５ 栓ガイド筒
３０ 外キャップ ３１ 雌ねじ部
５０ ブローピン ５１ ブローピン本体
５１ａ 規制突起 ５２ リング部
５２ａ 空気排出路 ５２ａ１ 横空気排出溝
５２ａ２ 縦空気排出溝 ５３ カットリング
６０ パリソン ８０ 金型
８１ 環状突部 ８２ ねじ部
８５ キャビティ

Claims (5)

1. 空気排出路を備えるリング部を有し、前記リング部の上方にカットリングを備えることを特徴とするブローピン。
2. 前記空気排出路は、一端が前記リング部外周に開口し、他端が前記リング部の外側に開口することを特徴とする請求項１に記載のブローピン。
3. 前記空気排出路は、前記リング部の下面に所定間隔で放射状に形成される横空気排出溝を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブローピン。
4. 前記空気排出路は、前記横空気排出溝と接続して中央孔部の内周面に軸方向に沿って形成される縦空気排出溝を有することを特徴とする請求項３に記載のブローピン。
5. パリソンを金型で挟み込み、前記パリソンの上端部を切断して開口する型締工程と、
   前記金型の環状突部との間で前記パリソンを押圧するリング部を備えるブローピンを前記パリソンの前記上端部から挿入し、前記パリソンと前記リング部の外周との間に形成される空気溜まりの空気を、前記リング部に形成される空気排出路により前記空気溜まり以外に排出するブローピン挿入工程と、
   前記ブローピンの降下により、前記ブローピンのカットリング下面と前記金型上面とによって前記パリソンの上方をカットすると共に容器の口部を形成する口部形成工程と、
   を有することを特徴とする成形方法。

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