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
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Description
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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36aのテーパー部36a1をテーパー部40b1で受ける。
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。
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。
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36aのテーパー部36a1をテーパー部50b1で受ける。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (8)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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