JP7480186B2 - 樹脂製容器の製造方法、製造装置および金型ユニット - Google Patents

樹脂製容器の製造方法、製造装置および金型ユニット Download PDF

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Description

本発明は、樹脂製容器の製造方法、製造装置および金型ユニットに関する。
化粧品や乳液等を収容する容器には、消費者の購買意欲を高めるため、容器自体に美的鑑賞に堪える外観が要求される。この種の化粧品等を収容する容器には、重厚感や高級感があり、繰返し使用しても美麗な状態を保つことが可能なガラス製のびんが好んで用いられている。また、容器の美観を向上させるため、化粧品等を収容する容器に、内部着色で縦縞の模様を付す要望がある。
ところで、ガラス製のびんは重くて割れやすく、輸送や製造にかかるコストも高い。そのため、化粧品等を収容する容器においてもガラス製のびんを樹脂製容器に代替することが検討されている。
樹脂製容器の製造方法の一つとして、ホットパリソン式のブロー成形方法が従来から知られている。ホットパリソン式のブロー成形方法は、プリフォームの射出成形時の保有熱を利用して樹脂製容器がブロー成形される。そのため、コールドパリソン式と比較して多様かつ美的外観に優れた樹脂製容器を製造できる点で有利である。
例えば、特許文献1-4には、容器のガスバリア性を向上させるために、PET樹脂製の容器の中間層として縦帯状のガスバリア樹脂を周方向に並列に配置する構成が開示されている。この特許文献1の技術では、多重ノズル内で2種の樹脂を合流させて金型のキャビティ内に充填し、積層プリフォームを成形している。
特許第4953178号公報 特許第5765656号公報 特許第6058484号公報 特許第6058485号公報
ところで、特許文献1-4の技術では、複数種類の樹脂を同時に射出して中間層の幅、位置、形状を精密に制御することが実際には非常に困難であり、また射出成形装置の構成も複雑で高価なものとなる。そのため、特許文献1の技術は、ブロー成形後の容器に内部着色で縦縞の色模様を安定して形成する用途には必ずしも適していない。
そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ブロー成形後の容器に内部着色で縦縞の色模様を安定して形成できる製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様であるホットパリソン式の樹脂製容器の製造方法は、軸方向に延びる溝を有する有底筒状のプリフォームの透光性を備える第1層を、第1の樹脂材料で射出成形する第1射出成形工程と、第1の樹脂材料とは色の異なる第2の樹脂材料を、射出成形時の保有熱を有する第1層の溝内に射出し、第1層の外周側または内周側に透光性を備える第2層を積層する第2射出成形工程と、第2射出成形工程で得られた透光性を備える多層のプリフォームを、第1射出成形工程および第2射出成形工程での射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形し、第2層による縦縞状の色模様を有する樹脂製容器を製造するブロー成形工程と、を有する。
本発明の一態様によれば、ブロー成形後の容器に内部着色で縦縞の色模様を安定して形成できる。
本実施形態の多層構造のプリフォームの断面図である。 本実施形態の樹脂製容器の例を示す図である。 本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。 第1例のプリフォームの製造工程を示す図である。 第2例のプリフォームの製造工程を示す図である。 容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。 本実施形態の変形例のプリフォームを示す図である。 他の実施形態におけるブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。 他の実施形態での容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。
<プリフォームの構成例>
まず、図1を参照して、本実施形態に係る多層構造のプリフォームの構成例を説明する。
図1(a)は、本実施形態の第1例のプリフォーム10の縦断面図であり、図1(b)は図1(a)のIb-Ib線断面図である。図1(c)は、本実施形態の第2例のプリフォーム10の縦断面図であり、図1(d)は図1(c)のId-Id線断面図である。
図1に示す第1例および第2例のプリフォーム10の全体形状は、いずれも一端側が開口され、他端側が閉塞された有底円筒形状である。これらのプリフォーム10は、円筒状に形成された胴部14と、胴部14の他端側を閉塞する底部15と、胴部14の一端側の開口に形成された首部13とを備えた第1層を備える。また、これらのプリフォームは、第1層11に第2層12が積層された多層構造を有している。この第1層11と第2層12は、後述のように2段階の射出成形により形成される。
図1(a)、(b)に示すように、第1例のプリフォーム10では、第1層11の外周側にそれぞれ軸方向に沿って延びる溝11aが複数形成されている。第1層11の溝11aは、周方向に等間隔に配置され、これにより図1(b)に示す第1層11の横断面は外歯車状をなしている。そして、第1層11の外周側の各溝11aには、溝11aの空間を埋めるように第2層12がそれぞれ形成されている。
一方、図1(c)、(d)に示すように、第2例のプリフォーム10では、第1層11の内周側にそれぞれ軸方向に沿って延びる溝11bが複数形成されている。第1層11の溝11bは、周方向に等間隔に配置され、これにより図1(d)に示す第1層の横断面は内歯車状をなしている。そして、第1層11の内周側の各溝11bには、溝11bの空間を埋めるように第2層12がそれぞれ形成されている。また、図1(c)に示すように、第2例のプリフォーム10では、第1層11の底部中央に穴16が形成され、第2層12によって第1層11の穴16が内側から塞がれている。
なお、第1層11および第2層12の形状や寸法などの仕様は、製造する容器の形状や、容器に形成する色模様などに応じて適宜調整される。
以下、第1層11を形成する樹脂材料を第1の樹脂材料とも称し、第2層12を形成する樹脂材料を第2の樹脂材料とも称する。
第1の樹脂材料および第2の樹脂材料は、いずれも熱可塑性の合成樹脂であり、容器の仕様に応じて適宜選択できる。具体的な材料の種類としては、例えば、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)、PCTA(ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、Tritan(トライタン(登録商標):イーストマンケミカル社製のコポリエステル)、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、PC(ポリカーボネート)、PES(ポリエーテルスルホン)、PPSU(ポリフェニルスルホン)、PS(ポリスチレン)、COP/COC(環状オレフィン系ポリマー)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル:アクリル)、PLA(ポリ乳酸)、ナイロンなどが挙げられる。これらの樹脂材料には、着色剤などの添加材が適宜添加されうる。
また、上記の各プリフォーム10において、第1層11と第2層12は色の異なる樹脂材料が採用される。例えば、第1の樹脂材料と第2の樹脂材料は、着色剤の分量(色の濃淡)や着色剤の種類(色の種類)が異なる。第1の樹脂材料と第2の樹脂材料の一方には着色剤を添加しなくてもよい。
また、第1層11および第2層12のうち両方もしくは少なくとも一方、例えば、外周に臨む部分のある層は、光を透過させる性質(透光性)を有していてもよい。なお、透光性を有する層は着色されていてもよい。本実施形態では、第1の樹脂材料が透明である(透光性を備えている)ものとして説明する。
また、第1の樹脂材料と第2の樹脂材料は、容器の仕様に応じて組み合わせを適宜設定できるが、互いに溶着性の高い材料を組み合わせることが好ましい。一例として、第1の樹脂材料と第2の樹脂材料を、着色剤の組成の異なる同種の樹脂材料(例えば、PET同士)としてもよい。
<樹脂製容器の構成例>
次に、図2を参照して、本実施形態に係る樹脂製容器(以下、単に容器とも称する)の構成例を説明する。
図2(a)は、第1例のプリフォーム10をブロー成形して得た容器20の一例を示す図であり、図2(b)は図2(a)のIIb-IIb線断面図である。図2(c)は、第2例のプリフォーム10をブロー成形して得た容器20の一例を示す図であり、図2(d)は図2(c)のIId-IId線断面図である。図2(a)、(c)の各図において、図中右半分は容器20の外観を示し、図中左半分は容器20の縦断面を示している。
図2(a)、(c)に示す容器20には、例えば、化粧水や乳液等が収容される。容器20は、上端に開口を有する首部21と、首部21から連続する円筒状の胴部22と、胴部22から連続する底部23とを有している。
これらの容器20の胴部22には、軸方向に沿って延びる色模様が周方向に縞状をなすようにそれぞれ形成されている。かかる模様の装飾が施されることで容器20の美観が向上し、化粧品容器等として使用したときに消費者の購買意欲をより高めることができる。
本実施形態の容器20の色模様は、第1層11と第2層12の肉厚分布により形成される。
容器20の周方向において、第1層11の溝11a、11b以外の部分(畝11c、11dの部分)はほぼ第1層11のみで(第1層11の割合が高く)形成されているので、第1層11の色が現れる。
一方、容器20の周方向において、第1層11の溝11a、11bの部分にはそれぞれ第2層12が積層されている。そのため、第1層11の溝11a、11bの部分には、図2(a)、(b)であれば外周に位置する第2層12の色、または図2(c)、(d)であれば透明な第1層11ごしに内層側の第2層12の色が現れる。
なお、容器20の胴部22の肉厚を底部23に対してかなり薄く形成し、胴部22は均肉化された肉厚分布としてもよい。容器20を上記の肉厚分布を有する形状とすると高級感や重量感が強調され、容器20を消費者の持つ化粧品容器のイメージにより近づけることができる。
<容器の製造装置の説明>
図3は、本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態のブロー成形装置30は、容器の製造装置の一例であって、プリフォーム10を室温まで冷却せずに射出成形時の保有熱(内部熱量)を活用して容器20をブロー成形するホットパリソン方式(1ステージ方式とも称する)を採用する。
ブロー成形装置30は、第1射出成形部31と、第2射出成形部32と、温度調整部33と、ブロー成形部34と、取り出し部35と、搬送機構36とを備える。第1射出成形部31、第2射出成形部32、温度調整部33、ブロー成形部34および取り出し部35は、搬送機構36を中心として所定角度(例えば72度)ずつ回転した位置に配置されている。
(搬送機構36)
搬送機構36は、図3の紙面垂直方向の軸を中心に回転する移送板(図3では不図示)を備える。移送板には、プリフォーム10の首部13(または容器20の首部21)を保持するネック型36a(図3では不図示)が、配置されている。移送板が単一の略円盤状部材で構成される場合、ネック型36aは所定角度ごとにそれぞれ1以上配置されている。移送板が成形部毎に分割された略扇状部材から構成される場合は、ネック型36aは分割された移送板の各々に1以上配置される。
搬送機構36は、移送板を回転させることで、ネック型36aで首部が保持されたプリフォーム10(または容器20)を、第1射出成形部31、第2射出成形部32、温度調整部33、ブロー成形部34、取り出し部35の順に搬送する。従って、ネック型36aの各々は、複数の成形ステーションで(少なくも第1射出成形部31と第2射出成形部32で)共用される。また、ネック型36aの外側面(または内側面)には、テーパー部36a1が形成されている。テーパー部36a1が各成形ステーションの金型と接触または嵌合することで、成形時における両者の相対的な位置関係を規制することができる。なお、搬送機構36は、移送板を昇降させることもでき、第1射出成形部31や第2射出成形部32における型閉じや型開き(離型)に係る動作も行う。
(第1射出成形部31)
第1射出成形部31は、キャビティ型40、コア型41、ホットランナー型42とから構成される第1射出成形用の金型を備え、プリフォーム10の第1層11を製造する。第1射出成形部31には、ホットランナー型42に第1の樹脂材料を供給する第1射出装置37が接続されている。キャビティ型40は、ホットランナー型42に臨む面とは反対側の面に嵌合部(嵌合用凹凸部、位置規制部)40bを備える(図4(a)、図5(a)、(b)参照)。嵌合部40bは、ネック型36aのテーパー部36a1と略相似形のテーパー部40b1を有し、ネック型36のテーパー部36a1をテーパー部40b1で受ける。
図4(a)は、第1例のプリフォーム10(図1(a))の第1層11を成形する第1射出成形部31aを示す。図5(a)、(b)は、第2例のプリフォーム10(図1(c))の第1層11を成形する第1射出成形部31bを示す。なお、本明細書において第1射出成形部31a、31bを区別する必要がないときには、第1射出成形部31と総称する。
図4(a)、図5(a)に示すように、第1射出成形部31においては、上記のキャビティ型40、コア型41と、搬送機構36のネック型36aとを型閉じして第1層11の型空間(成形空間)を形成する。
図4(a)に示すキャビティ型40は、プリフォーム10の内層(第1層11)の外周形状を規定する。図4(a)に示すコア型41は、キャビティ型40内に挿入され、内層の内周形状を規定する。
一方、図5(a)、(b)に示すキャビティ型40は、プリフォーム10の外層(第1層11)の外周形状を規定する。図5(a)、(b)に示すコア型41は、キャビティ型40内に挿入され、外層の内周形状を規定する。
そして、上記の型空間内にホットランナー型42を介して第1射出装置37から第1の樹脂材料を流し込むことで、第1射出成形部31においてプリフォーム10の第1層11が製造される。
ここで、第1射出成形部31aのキャビティ型40の内面には、軸方向に沿って延びる突起40aが周方向に等間隔に形成され、図示を省略するがキャビティ型40の内面は内歯車状をなしている。このキャビティ型40の各突起40aは第1層11の溝11aに対応する形状であり、上記のキャビティ型40により、図1(b)に示すように第1層11の外周にはそれぞれ軸方向に延びる溝11aおよび畝(幅狭で細長い突起)11cが形成される。
一方、第1射出成形部31bのコア型41の表面には、軸方向に沿って延びる突起41aが周方向に等間隔に形成され、図示を省略するがコア型41の横断面は外歯車状をなしている。このコア型41の各突起41aは第1層の溝11bに対応する形状であり、上記のコア型41により、図1(d)に示すように第1層11の内周にはそれぞれ軸方向に延びる溝11bおよび畝11dが形成される。
なお、図5(a)、(b)では、コア型41の突起41aの部分の縦断面を示している。
また、図5(b)に示すように、第1射出成形部31bにおいては、コア型41に近接する位置まで軸方向に移動可能なバルブピン43がホットランナー型42の内部に設けられる。バルブピン43は、第1の樹脂材料が型空間に充填されるまではホットランナー型42の内部に収容され、第1の樹脂材料が型空間に充填された後にコア型41に近接する位置まで突出する。このような射出成形時のバルブピン43の移動により、第1層11の底部中央に、樹脂材料の肉厚が周辺部よりも薄い薄膜部18を形成することができる。
また、第1射出成形部31の型開きをしたときにも、搬送機構36のネック型36aは開放されずにそのままプリフォーム10の第1層11を保持して搬送する。第1射出成形部31で同時に成形されるプリフォーム10の数(すなわち、ブロー成形装置30で同時に成形できる容器20の数)は、適宜設定できる。
(第2射出成形部32)
第2射出成形部32は、キャビティ型50、コア型51、ホットランナー型52とから構成される第2射出成形用の金型を備え、第1層11の外周部または内周部に第2層12を射出成形する。第2射出成形部32には、ホットランナー型52に第2の樹脂材料を供給する第2射出装置38が接続されている。また、キャビティ型50は、ホットランナー型52に臨む面とは反対側の面に嵌合部(位置規制部)50bを備える(図4(b)、図5(c)参照)。嵌合部50bは、ネック型36aのテーパー部36a1と略相似形のテーパー部50b1を有し、ネック型36のテーパー部36a1をテーパー部50b1で受ける。
図4(b)は、第1例のプリフォーム10(図1(a))の第2層12を成形する第2射出成形部32aを示す。図5(c)は、第2例のプリフォーム10(図1(c))の第2層12を成形する第2射出成形部32bを示す。なお、本明細書において第2射出成形部32a、32bを区別する必要がないときには、第2射出成形部32と総称する。
第2射出成形部32aは、第1射出成形部31aで射出成形されたプリフォーム10の第1層11を収容する。図4(b)に示すように、第2射出成形部32aを型閉じした状態では、第1層11の外周側の胴部から底部にかけて、キャビティ型50の内面との間に型空間が形成される。
図4(b)に示すコア型51は、プリフォーム10の内層(第1層11)に挿入され、内層を内側から保持する。図4(b)に示すキャビティ型50は、コア型51が挿入される内層を受け入れるとともに、内層の外周面との間に外層(第2層12)の型空間を形成し、外層の外周形状を規定する。
上記の型空間内にホットランナー型52を介して第2射出装置38からの第2の樹脂材料を充填することで、第1層11の溝11aの部分にそれぞれ第2層12が形成される。これにより、第1例のプリフォーム10が製造される。
第2射出成形部32bは、第1射出成形部31bで射出成形されたプリフォーム10の第1層11を収容する。図5(c)に示すように、第2射出成形部32bを型閉じした状態では、第1層11の内周側の溝11bと、コア型51の表面との間に型空間が形成される。
図5(c)に示すキャビティ金型50は、プリフォーム10の外層(第1層11)を受け入れて、外層を外側から保持する。図5(c)に示すコア型51は、外層の内側に挿入されるとともに、外層の内周面との間に内層(第2層12)の型空間を形成し、内層の内周形状を規定する。
上記の型空間内にホットランナー型52を介して第2射出装置38から第2の樹脂材料を充填することで、第1層11の溝11bの部分にそれぞれ第2層12が形成される。これにより、第2例のプリフォーム10が製造される。また、第2射出成形部32では、畝11cとキャビティ型50または畝11dとコア型51との間の狭い型空間を設け、畝11c、11dの外表面にも薄い第2層12を形成させてもよい。畝11c、11dにおける第2層12の厚さは、溝11a、11bにおける厚さの1/4以下であることが好ましく、溝11a、11bにおける厚さの1/5以下であることがより好ましい。
なお、図5(c)では、第1層11において溝11bが形成されている箇所での縦断面を示している。
(温度調整部33)
温度調整部33は、図示しない温度調整用の金型(温調ポットや温調コア)を備える。温度調整部33は、第2射出成形部32から搬送されるプリフォーム10を所定温度に保たれた金型ユニットに収容することで均温化や偏温除去を行い、プリフォーム10の温度を最終ブローに適した温度(例えば約90℃~105℃)に調整する。また、温度調整部33は、射出成形後の高温状態のプリフォーム10を冷却する機能も担う。なお、温調ポットは、ネック型36aと接触して嵌合可能な嵌合部(位置規制部)を備え、嵌合部はネック型36aのテーパー部36a1と略相似形のテーパー部を有する。
(ブロー成形部34)
ブロー成形部34は、温度調整部33で温度調整されたプリフォーム10に対してブロー成形を行い、容器20を製造する。
ブロー成形部34は、容器20の形状に対応した一対の割型であるブローキャビティ型と、底型と、延伸ロッドおよびエア導入部材(ブローコア、いずれも不図示)とから構成されるブロー成形用の金型を備える。ブロー成形部34は、プリフォーム10を延伸しながらブロー成形する。これにより、プリフォーム10がブローキャビティ型の形状に賦形されて容器20を製造することができる。一対のブローキャビティ型は、ネック型36aと接触して嵌合可能な嵌合部(位置規制部)を備え、嵌合部はネック型36aのテーパー部36a1と略相似形のテーパー部を有する。
(取り出し部35)
取り出し部35は、ブロー成形部34で製造された容器20の首部21をネック型36aから開放し、容器20をブロー成形装置30の外部へ取り出すように構成されている。取り出し部35は、ネック型36aの開口部から挿入される取り出しロッド(取り出し用の金型)を備える。取出しロッドはネック型36aと略当接可能な嵌合部(位置規制部)を備える。
<容器の製造方法の説明>
次に、本実施形態のブロー成形装置30による容器の製造方法について説明する。図6は、容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。
(ステップS101:第1射出成形工程)
まず、図4(a)、図5(a)に示すように、第1射出成形部31において、キャビティ型40、コア型41および搬送機構36のネック型36aで形成された型空間に第1射出装置37から第1の樹脂材料が射出され、プリフォーム10の第1層11が成形される。第1例のプリフォーム10を形成する場合には第1射出成形部31aが用いられ、第2例のプリフォーム10を形成する場合には第1射出成形部31bが用いられる。
第1射出成形部31bにおいては、図5(b)に示すように、プリフォーム10の第1層11が成形された後、コア型41に近接する位置までバルブピン43を突出させる工程が行われる。これにより、第1層11の底部中央には、肉厚が周辺部よりも薄い薄膜部18が形成される。
その後、第1射出成形部31が型開きされると、搬送機構36の移送板が所定角度回転し、ネック型36aに保持されたプリフォーム10の第1層11が、射出成形時の保有熱を含んだ状態で第2射出成形部32に搬送される。
(ステップS102:第2射出成形工程)
続いて、第2射出成形部32にプリフォーム10の第1層11が収容され、第2層12の射出成形が行われる。第1例のプリフォーム10を形成する場合には第2射出成形部32aが用いられ、第2例のプリフォーム10を形成する場合には第2射出成形部32bが用いられる。
第2射出成形部32aにおいては、図4(b)に示すように、第1層11の外周側の溝11aと、第1層11の外周に臨むキャビティ型50との間に型空間が形成される。上記の型空間内にホットランナー型52から第2の樹脂材料を充填する。
図4(b)において第1層11の内周側にはコア型51が挿入され、コア型51によって第1層11の形状が内周側から保持される。このため、第2の樹脂材料が第1層11と接触しても第1層11の熱変形を抑制できる。以上のようにして、第1例のプリフォーム10を成形する場合、第1層11の外周側に第2層12を形成することができる。
一方、第2射出成形部32bにおいては、図5(c)に示すように、第1層11の内周側の溝11bと、第1層11の内周に臨むコア型51との間に型空間が形成される。上記の型空間内にホットランナー型52から第2の樹脂材料を充填する。なお、第1層11の底部には薄膜部18が形成されているが、第2の樹脂材料の射出圧で薄膜部18が破断されて底部に穴16ができ、上記の穴16から第2の樹脂材料が第1層11の内周側に導かれる。
図5(c)において第1層11の外周側にはキャビティ型50が臨み、キャビティ型50によって第1層11の形状が外周側から保持される。このため、第2の樹脂材料が第1層11と接触しても第1層11の熱変形を抑制できる。以上のようにして、第2例のプリフォーム10を成形する場合、第1層11の内周側に第2層12を形成することができる。
なお、第2射出成形工程での第1層11は射出成形時の保有熱を有し、比較的変形しやすい状態にある。そのため、型空間に第2の樹脂材料を射出すると、型空間に存在していた空気は第1層11をわずかに弾性変形させながら上方に押し出されて排気される。そのため、第2層12の成形時に空気溜まりが生じにくいので、プリフォーム10の成形不良は抑制される。
以上のように、第1射出成形工程および第2射出成形工程により、第1例または第2例のプリフォーム10が製造される。
その後、第2射出成形部32が型開きされると、搬送機構36の移送板が所定角度回転し、ネック型36aに保持されたプリフォーム10が、射出成形時の保有熱を含んだ状態で温度調整部33に搬送される。
(ステップS103:温度調整工程)
続いて、温度調整部33において、温度調整用の金型ユニットにプリフォーム10が収容され、プリフォーム10の温度を最終ブローに適した温度に近づけるための温度調整が行われる。その後、搬送機構36の移送板が所定角度回転し、ネック型36aに保持された温度調整後のプリフォーム10が、ブロー成形部34に搬送される。
(ステップS104:ブロー成形工程)
続いて、ブロー成形部34において、容器20のブロー成形が行われる。
まず、ブローキャビティ型を型閉じしてプリフォーム10を型空間に収容し、エア導入部材(ブローコア)を下降させることで、プリフォーム10の首部13にエア導入部材が当接される。そして、延伸ロッドを降下させてプリフォーム10の底部15を内面から抑えて、必要に応じて縦軸延伸を行いつつ、エア導入部材からブローエアを供給することで、プリフォーム10を横軸延伸する。これにより、プリフォーム10は、ブローキャビティ型の型空間に密着するように膨出して賦形され、容器20にブロー成形される。なお、プリフォーム10が容器20より長い場合、底型は、ブローキャビティ型の型閉じ前はプリフォーム10の底部と接触しない下方の位置で待機させ、型閉じ後に成形位置まで素早く上昇させる。
また、本実施形態では、第1例または第2例のプリフォーム10をブロー成形することで、第1層11と第2層12の延伸により周方向に色が変化する縦縞の縞模様が施された容器20が製造される。
(ステップS105:容器取り出し工程)
ブロー成形が終了すると、ブローキャビティ型が型開きされる。これにより、ブロー成形部34から容器20が移動可能となる。
続いて、搬送機構36の移送板が所定角度回転し、容器20が取り出し部35に搬送される。取り出し部35において、容器20の首部21がネック型36aから開放され、容器20がブロー成形装置30の外部へ取り出される。
以上で、容器の製造方法における1つのサイクルが終了する。その後、搬送機構36の移送板を所定角度回転させることで、上記のS101からS105の各工程が繰り返される。なお、ブロー成形装置30の運転時には、1工程ずつの時間差を有する5組分の容器の製造が並列に実行される。
また、ブロー成形装置30の構造上、第1射出成形工程、第2射出成形工程、温度調整工程、ブロー成形工程および容器取り出し工程の各時間はそれぞれ同じ長さになる。同様に、各工程間の搬送時間もそれぞれ同じ長さになる。
以上のように、本実施形態では、第1射出成形工程でプリフォーム10の第1層11が射出成形され、第2射出成形工程で第1層11の内周側または外周側の溝11a、11bに第2層12を射出成形して多層構造のプリフォーム10が製造される。本実施形態では、2段階の射出成形で多層構造のプリフォーム10をそれぞれ成形することで、第1層11の溝11a、11bと、溝11a、11bに形成される第2層12との形状および肉厚分布を精度よく制御できる。これにより、容器20に内部着色で縦縞の縞模様を安定して形成できる。
また、本実施形態では、2段階の射出成形で多層構造のプリフォーム10を製造し、射出成形時の保有熱を有する状態でプリフォーム10をブロー成形して容器20を製造する。そのため、1回の射出成形で多層構造のプリフォームを製造する場合と比べると、それぞれの射出成形部の装置構成や制御をシンプルにできるので、容器の製造コストを抑制できる。
また、例えば、冷却されたプリフォームを嵌合して多層構造のプリフォームを製造し、再加熱後にブロー成形を行う場合(コールドパリソン方式)と比べると、本実施形態の場合、プリフォームを常温近くまで冷却せずにすみ、プリフォームの組み立てや再加熱の工程も不要となる。そのため、本実施形態によれば、プリフォーム10の射出成形から容器20のブロー成形までの一連の工程を比較的短時間で完了させることができ、縦縞の縞模様を有する容器20をより短いサイクルで製造できる。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。
上記実施形態では、2段階の射出成形で2層構造のプリフォーム10を成形し、このプリフォーム10をブロー成形する例を説明した。しかし、本発明のブロー成形装置30において、射出成形部をさらに追加し、n段階の射出成形でn層構造のプリフォームを成形するようにしてもよい(ただし、nは3以上の整数)。これにより、より複雑な配色の色模様の容器を製造することが可能となる。なお、射出成形部を3以上設ける場合には、各層の保有熱を好ましい温度に調整するために、射出成形部の間に温度調整部を適宜追加してもよい。
また、本発明の縞模様のパターンは、上記実施形態の例に限定されるものではない。一例として、図7(a)は、図1(b)の変形例であって、第1層11の外周において溝11a(畝11c)を180°おきに2か所形成したプリフォーム10の横断面を示している。図7(a)のプリフォーム10をブロー成形した場合、2本の縦縞の色模様を有する容器20が形成される。なお、同種の容器を形成する場合、第1層11の内周に溝11b、畝11dおよび第2層12を形成してもよい。また、畝11cまたは溝11bを形成する第1層11は透明であるため(透光性を備えているため)、畝11cまたは溝11bに対応した容器20の胴部は、内容物の残量が確認できる部位にもなる。
また、図7(b)は、図1(d)の変形例であって、溝11bの溝深さが周方向に曲線状に変化するプリフォーム10の横断面を示している。図7(b)のプリフォーム10をブロー成形した場合、第2層12の周方向の肉厚変化に伴って、容器20の周方向に縦縞状の周期的なグラデーションを生じさせることができる。なお、同種の容器を形成する場合、第1層11の外周に溝11aおよび第2層12を形成してもよい。
さらに、図2(d)において、第1層の畝11dを、容器20の中心軸側に突出する形状とし、容器内側に凸リブを形成してもよい。容器20の内側に形成される凸リブは、胴部22の少なくとも下方から底部23内側に延在する様に形成され、それらの凸リブの間隔は略均等に設けることが好ましい。これにより、容器20の剛性度や耐圧強度を高めることができる。
なお、各変形例での溝の本数、幅、間隔等の仕様は、任意に変更可能である。
また、上記実施形態では、いわゆる5ステーション型のブロー成形装置30の構成例を説明した。しかし、本発明のブロー成形装置は、第1射出成形部31と第2射出成形部32との間に、プリフォーム10の第1層11を補助的に加熱または冷却する温度調整部を有する6ステーション型のブロー成形装置であってもよい。
図8は、他の実施形態として、6ステーション型のブロー成形装置30aの構成例を模式的に示す図である。また、図9は、他の実施形態での容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。なお、以下の他の実施形態の説明において、上記実施形態と同様の要素に関する重複説明は適宜省略する。
図8に示すブロー成形装置30aは、第1射出成形部31と、温度調整部39(第1温度調整部)と、第2射出成形部32と、温度調整部33(第2温度調整部)と、ブロー成形部34と、取り出し部35と、搬送機構36とを備える。第1射出成形部31、温度調整部39、第2射出成形部32、温度調整部33、ブロー成形部34および取り出し部35は、搬送機構36を中心として所定角度(例えば60度)ずつ回転した位置に配置されている。
ブロー成形装置30aの搬送機構36は、図8の紙面垂直方向の軸を中心に回転する移送板36bを備える。移送板36bは、ネック型で首部が保持されたプリフォーム10(または容器20)を、第1射出成形部31、温度調整部39、第2射出成形部32、温度調整部33、ブロー成形部34、取り出し部35の順に搬送する。
また、温度調整部39は、温度調整部33とほぼ同様の構成であって、図示しない温度調整用の金型(温調ポットや温調コア)を備える。温度調整部39は、第1射出成形部32から搬送されるプリフォーム10の第1層11を所定温度に保たれた金型ユニットに収容することで、第1層11の補助的な加熱または冷却を行う。
図9に示すように、他の実施形態のブロー成形装置30aによる容器の製造方法では、第1射出成形工程(S101)と第2射出成形工程(S102)の間に第1温度調整工程(S101a)が実行される点で、図6に示す上記実施形態の製造方法と相違する。
第1温度調整工程(S101a)では、温度調整部39において、温度調整用の金型ユニットにプリフォーム10の第1層11が収容され、第1層11の冷却と、温度分布の調整(均温化や偏温除去)が行われる。このとき、温度調整部39では必要に応じて第1層11の加熱が行われてもよい。
その後、搬送機構36の移送板36bが所定角度回転し、ネック型に保持されたプリフォーム10の第1層11が、第2射出成形部33に搬送される。なお、図9の他の工程は、図6の工程と同様である。
加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
10…プリフォーム、11…第1層、11a,11b…溝、12…第2層、13…首部、14…胴部、15…底部、16…穴、18…薄膜部、20…容器、22…胴部、30…ブロー成形装置、31…第1射出成形部、32…第2射出成形部、34…ブロー成形部、37…第1射出装置、38…第2射出装置、50…キャビティ型、51…コア型

Claims (8)

  1. ホットパリソン式の樹脂製容器の製造方法であって、
    軸方向に延びる溝を有する有底筒状のプリフォームの透光性を備える第1層を、第1の樹脂材料で射出成形する第1射出成形工程と、
    前記第1の樹脂材料とは色の異なる第2の樹脂材料を、射出成形時の保有熱を有する前記第1層の前記溝内に射出し、前記第1層の外周側または内周側に透光性を備える第2層を積層する第2射出成形工程と、
    前記第2射出成形工程で得られた透光性を備える多層のプリフォームを、前記第1射出成形工程および前記第2射出成形工程での射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形し、前記第2層による縦縞状の色模様を有する樹脂製容器を製造するブロー成形工程と、
    を有する樹脂製容器の製造方法。
  2. 前記溝は、前記第1層の外周側に形成され、
    前記第2射出成形工程では、前記第1層の形状を保持するコア型が前記第1層の内周側に挿入されるとともに、前記第1層の外周側に臨むキャビティ型と前記溝との間に前記第2の樹脂材料が射出される
    請求項1に記載の樹脂製容器の製造方法。
  3. 前記溝は、前記第1層の内周側に形成され、
    前記第2射出成形工程では、前記第1層の形状を保持するキャビティ型が前記第1層の外周側に配置されるとともに、前記第1層の内周側に臨むコア型と前記溝との間に前記第2の樹脂材料が射出される
    請求項1に記載の樹脂製容器の製造方法。
  4. 前記第1射出成形工程では、前記第1層の一部に肉厚の薄い薄膜部を形成し、
    前記第2射出成形工程では、前記第2の樹脂材料の射出により前記薄膜部を破断させて、前記第1層の内周側に前記第2の樹脂材料を導く
    請求項3に記載の樹脂製容器の製造方法。
  5. 前記第1の樹脂材料および前記第2の樹脂材料は、着色剤の組成の異なる同種の樹脂材料である
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の樹脂製容器の製造方法。
  6. 前記第1射出成形工程では、
    前記第1層の外周形状を規定する第1のキャビティ金型と、
    前記第1のキャビティ金型内に挿入され、前記第1層の内周形状を規定する第1のコア金型と、を用いて前記第1層を射出成形し、
    前記第1のコア金型の内面には、前記第1層の前記溝に対応する形状を有し、軸方向に延びる突起が形成されている
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の樹脂製容器の製造方法。
  7. ホットパリソン式の樹脂製容器の製造装置であって、
    軸方向に延びる溝を有する有底筒状のプリフォームの透光性を備える第1層を、第1の樹脂材料で射出成形する第1射出成形部と、
    前記第1の樹脂材料とは色の異なる第2の樹脂材料を、射出成形時の保有熱を有する前記第1層の前記溝内に射出し、前記第1層の外周側または内周側に透光性を備える第2層を積層する第2射出成形部と、
    前記第2射出成形部で得られた透光性を備える多層のプリフォームを、前記第1射出成形部および前記第2射出成形部での射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形し、前記第2層による縦縞状の色模様を有する樹脂製容器を製造するブロー成形部と、
    を有する樹脂製容器の製造装置。
  8. 前記第1射出成形部は、
    前記第1層の外周形状を規定する第1のキャビティ金型と、
    前記第1のキャビティ金型内に挿入され、前記第1層の内周形状を規定する第1のコア金型と、を含み、
    前記第1のコア金型の内面には、前記第1層の前記溝に対応する形状を有し、軸方向に延びる突起が形成されている
    請求項7に記載の樹脂製容器の製造装置。
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