JPH10286874A - 耐熱容器の成形方法 - Google Patents
耐熱容器の成形方法Info
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Abstract
の寸法精度の向上を図ることができる耐熱容器の成形方
法を提供すること。 【解決手段】 耐熱容器の成形方法は、一次ブロー成形
工程、一次熱処理工程、二次熱処理工程及び二次ブロー
工程を有する。一次ブロー成形工程では、合成樹脂製の
プリフォーム10を一次ブロー成形品12にブロー成形
する。一次熱処理工程では、一次ブロー成形品12を熱
処理型102内に保持して熱処理する。金型より取り出
された一次ブロー成形品12は収縮して中間成形品14
となる。二次熱処理工程では、その中間成形品14を金
型外の加熱ボックス106で熱処理する。このとき、中
間成形品14はほとんど収縮しない。二次ブロー成形工
程では、最終ブロー成形型104内で中間成形品14を
ブロー成形して最終成形品16にする。
Description
法に関し、特にポリエチレンテレフタレート(以下、P
ETと称す。)等の合成樹脂製の耐熱容器の成形方法に
関する。
成樹脂製の薄肉の包装容器は、射出成形あるいは押出し
成形によって得られたプリフォームをブロー型内に配置
し、延伸ロッドにて縦方向に延伸させると共に、プリフ
ォーム内部に吹き込んだ気体の圧力によって横方向に延
伸させることで得られる。
択によっては、容器内部に例えば加熱殺菌された果汁飲
料等の高温の内容物を充填した場合に該容器が変形して
しまうという、容器の耐熱性の問題がある。例えば、P
ET製の容器は、上述した通常のブロー成形方法で成形
されるだけでは、耐熱性が得られない。
の方法が提案されている。
87768号公報に示されるような耐熱容器の成形方法
を提案している。
を有する。まず、プリフォームを一次ブロー成形して、
最終成形品よりも軸方向長さが長い一次ブロー成形品を
成形する。次に、一次ブロー成形品の外形とほぼ同じ形
状のキャビティ面を持つ熱処理型内にて、PET樹脂の
結晶化を促進させる温度(150〜220℃)で一次ブ
ロー成形品を熱処理する。最後に、熱処理型から取り出
されて軟化収縮状態にある中間成形品を、最終成形品の
外形と同じ形状のキャビティ面を持つ最終ブロー型内で
ブロー成形して、耐熱性のある最終成形品を成形してい
る。
に優れた容器を成形することができ、さらに短時間に所
望の熱処理を行うことができることや、熱処理後に収縮
した中間成形品の形状や大きさが安定していることなど
の多くの優れた利点を有する。
型を用いていることから、従来の熱風による熱処理に比
べて加熱効率が高く遙かに生産性は向上した。しかし、
耐熱性が要求されない炭酸飲料容器などの成形サイクル
に比べれば、上記方法は熱処理型での熱処理に要する時
間を多く必要としており、さらなる生産性の向上が望ま
れている。
程までの間の中間成形品の温度低下に起因して、最終ブ
ロー成形時に設計通りの最終成形品をブロー成形できず
に、その寸法精度が悪化しやすいという問題もある。こ
の温度低下の要因として、熱処理終了時に一次ブロー成
形品内のエアーを排気することや、熱処理工程から最終
ブロー成形工程に至るまでの中間成形品の搬送が挙げら
れる。
熱処理型は、一次成形品のネック部を支持するネック支
持部材(例えばネックガイド部材)と、一次成形品の胴
部と接触するキャビティ型と、一次成型品の底部に接触
する底型とより構成される。この際、キャビティ型は1
50〜220℃の結晶化温度に加熱される一方で、ネッ
ク支持部材及び底型は、通常低温(30〜100℃)に
維持される。このため、キャビティ型の温度は、ネック
支持部材との境界領域及び底型との境界領域にて熱の移
動が行われ易いため、その2箇所の境界領域にて結晶化
温度よりも低下し易い。
ック下部から肩部にかけての第一部分と、一次成形品の
接地部からヒール部にかけての第二部分に相当し、これ
らの領域での結晶化が不十分となるおそれがある。結果
として、最終成形品の第一部分と第二部分での耐熱性
が、他の部分の耐熱性に比べて低下し易い。
比べて厚肉なために加熱されにくく、しかも一次ブロー
成形工程での配向度も低いため、さらに他の部分に比べ
て耐熱性が低下する傾向にある。
生産性の向上及び寸法精度の向上を図ることのできる耐
熱容器の製造方法を提供することにある。
寸法を安定させることで、生産性の向上及び寸法精度の
向上を図ることのできる耐熱容器の製造方法を提供する
ことにある。
ル部の耐熱性を向上させることのできる耐熱容器の製造
方法を提供することにある。
め、本発明方法は、合成樹脂製のプリフォームを一次ブ
ロー成形品にブロー成形する一次ブロー成形工程と、前
記一次ブロー成形品を加熱された金型内に保持して熱処
理する一次熱処理工程と、前記金型から取り出されて収
縮した中間成形品を前記金型外で熱処理する二次熱処理
工程と、前記金型外で熱処理された中間成形品を最終ブ
ロー成形型内で最終成形品にブロー成形する二次ブロー
成形工程と、を有することを特徴とする。
いて金型内で熱処理された一次ブロー成形品は、結晶化
が促進され、金型から取り出された際に生じる収縮によ
って、残留歪みが除去されて中間成形品となる。
次熱処理工程において金型外で熱処理することで、更に
結晶化を促進させて、最終成形品の耐熱性を向上でき
る。さらに、最終ブロー成形時に中間成形品が延伸適温
となることを確保できる。すなわち、二次熱処理工程に
より、一次熱処理終了時の排気やその後の中間成形品の
搬送に起因した中間成形品の温度低下を相殺できる。従
って、最終ブロー成形時に温度低下に起因して最終成形
品の寸法精度が悪化することを防止することができる。
処理時間を短縮しても、更に二次熱処理工程において金
型外で熱処理することができるので、成形サイクルを短
縮し、生産性を著しく向上することができる。このと
き、二次熱処理工程では、製造コストが比較的高い金型
を要しないので、ブロー成形機のコストの大幅な増加と
はならない。
製のプリフォームを一次ブロー成形品にブロー成形する
一次ブロー成形工程と、前記一次ブロー成形品を加熱さ
れた金型内に保持して熱処理する一次熱処理工程と、前
記金型から取り出されて収縮した中間成形品をに前記金
型外で熱処理する二次熱処理工程と、前記金型外で熱処
理された中間成形品を最終ブロー成形型内で最終成形品
にブロー成形する二次ブロー成形工程と、を有し、前記
一次ブロー成形工程では、前記一次ブロー成形品の縦軸
長さが、前記最終成形品よりも大きく形成され、前記一
次熱処理工程後に前記金型から取り出されて収縮した中
間成形品の縦軸及び横軸長さは、前記最終成形品よりも
若干小さくされ、前記二次熱処理工程では、前記中間成
形品をほとんど収縮させることなく熱処理することを特
徴とする。
ロー成形品を最終ブロー成形品より大きく設定しておく
ことで、一次熱処理後の収縮によって、中間成形品の縦
軸及び横軸長さは、最終成形品よりも若干小さくされ
る。さらに中間成形品は、一次熱処理後の収縮によっ
て、一次ブロー成形品中の残留応力のほとんどが除去さ
れている。従って、中間成形品を金型外で二次熱処理し
ても、中間成形品はほとんど収縮変形することはない。
このため、常に安定した大きさの中間成形品を最終ブロ
ー成形型内に配置することが可能になり、型閉時に中間
成形品を挟み込むことを防止できる。また、二次ブロー
成型工程に中間成形品ほとんど延伸させることがなく最
終成形品を成形できる。従って、最終成形品には二次ブ
ロー成形工程での延伸に起因した歪みはほとんど生じな
い。
成樹脂製のプリフォームを一次ブロー成形品にブロー成
形する一次ブロー成形工程と、前記一次ブロー成形品を
加熱された金型内に保持して熱処理する一次熱処理工程
と、前記金型から取り出されて収縮した中間成形品を前
記金型外で熱処理する二次熱処理工程と、前記金型外で
熱処理した中間成形品を最終ブロー成形型内で最終成形
品にブロー成形する二次ブロー成形工程と、を有し、前
記中間成形品は、開口するネック部と、筒状の胴部と、
前記胴部の一端を密閉する底部と、前記ネック部及び前
記胴部を結ぶ肩部と、前記胴部と前記底部を結ぶヒール
部とを有し、前記二次熱処理工程では、前記中間成形品
の前記肩部及び前記ヒール部に対する熱量を前記胴部よ
りも大きく設定して熱処理を行うことを特徴とする。
耐熱性の低下しがちな肩部とヒール部付近を他の部分よ
りも積極的に加熱することができるので、耐熱性を向上
させることができる。
理工程は、前記金型内に配置された前記一次ブロー成形
品内部を加圧して熱処理する工程と、該熱処理終了後に
前記一次ブロー成形品の内部を排気する工程と、を含む
ことが好ましい。さらに、二次熱処理工程では、前記中
間成形品内に加圧気体を導入せずに前記中間成形品を熱
処理することが好ましい。
を排気して成形品温度が低下しても、二次熱処理工程に
て延伸適温に加熱できるからである。また、二次熱処理
工程後に中間成形品内部を排気する必要がないため、二
次ブロー成形工程前に中間成形品の温度が著しく低下す
ることも防止できる。さらに、中間成形品内部に加圧気
体を導入しないため、中間成形品の外形を保持する金型
も不要である。
理温度は、前記一次熱処理工程における前記金型の温度
と同じかそれよりも高くすることが好ましい。一次熱処
理工程の熱処理時間を短縮しても、不足分の熱処理効果
を二次熱処理工程にて補償できるからである。この結
果、容器の生産性を向上しながら、容器の耐熱性も確保
できる。
置された赤外線ヒータによって行うことが好ましい。赤
外線を吸収しやすい合成樹脂製の中間成形品を効率よく
熱処理できるからである。特に、二次熱処理工程では中
間成形品がほとんど収縮しないので、固定設置された赤
外線ヒータを用いて、しかも中間成形品の収縮を必ずし
も規制しなくても熱処理できる。もし、一次ブロー成形
品を熱処理する際に赤外線ヒータを用いるとすれば、熱
処理途中にて一次ブロー成形品の大きさが変化してしま
い、ヒータの配置や温度コントロールなどが難しくな
る。二次熱処理に赤外線ヒータを用いれば、そのような
ヒータの配置や温度の調整はほとんど不要となる。な
お、二次熱処理工程は中間成形品の外面に熱風を当てて
行うことでもよい。また、いずれの加熱方式にあって
も、二次熱処理工程にて中間成形品を自転させれば、そ
の周方向にて均一加熱が実現できる。
成形品の肩部とヒール部を主に加熱するためのヒータ
を、他のヒータよりも中間成形品の縦軸中心線に近づけ
て配置することが好ましい。特に、耐熱性の低下しがち
な肩部とヒール部付近を他の部分よりも積極的に加熱す
ることができるので、その部分の耐熱性を向上させるこ
とができる。
50℃〜220℃であり、熱処理時間は、2〜10秒程
度とされることが好ましい。上記の金型温度により短時
間にて一次ブロー成形品の結晶化を効果的に促進させる
ことができ、生産性が向上する。
と、一次ブロー成形工程における一次ブロー成形用の金
型とを兼用しても良く、あるいは別個としても良い。一
次ブロー成形用の金型と、一次熱処理用の金型とを別個
に設けると、一次ブロー成形工程に要する時間から熱処
理時間から省くことができ、成形サイクルを短縮するこ
とができる。このとき、一次ブロー成形工程にて用いら
れる一次ブロー成形型のキャビティ形状と、一次熱処理
工程にて用いられる熱処理型のキャビティ形状と実質的
に同じとすることができる。
ー成形型は、本成形に用いられる合成樹脂のガラス転移
点以上の温度であって、最終成形品に求められる耐熱温
度以上の温度に加熱することが好ましい。これにより、
二次ブロー成形時に生じたわずかな歪みを除去でき、最
終成形品が後に耐熱温度に晒されても収縮することはな
い。
図面を参照して詳細に説明する。
ける各成形工程を示している。
の5工程から成る。第1工程にて図1に示すプリフォー
ム10を成形しておく。第2工程にて、図1に示す一次
ブロー成形型100内にてプリフォーム10より一次ブ
ロー成形品12を一次ブロー成形して得る。第3工程に
て、図1に示す熱処理型102内にて、一次ブロー成形
品12に一次熱処理を施す。第4工程にて、一次熱処理
後に収縮した中間成形品14に対して、金型外にて二次
熱処理を施す。第5工程にて、図1に示す最終ブロー成
形型104内にて、二次熱処理された中間成形品14よ
り最終成形品16にブロー成形する。
における成形品10,12,14,16をその大きさが
判るように並べて示してある。なお、本実施例では各成
形品を倒立状態にて成形しているので、図2(A)〜図
2(D)でも各成形品を倒立状態にて示している。この
各成形品10,12,14,16について以下、順に説
明する。
れたPET製の成形品で、有底筒状の胴部18と、この
胴部18の開口側に形成されたネック部20とからな
る。
着されるねじ部22を有する。ネック部20は後のブロ
ー成形工程にて配向されることはない。このネック部2
0に耐熱性を付与するために、ネック部20を加熱徐冷
して結晶化(白化)させたり、ネック部20に耐熱性ピ
ースをインサートしたり、あるいはネック部20をPE
T樹脂と耐熱性樹脂とで多層成形することができる。
チレンナフタレート)製であれば、ネック部20への耐
熱性の付与は必ずしも要しない。
ー成形型100内で、プリフォーム10を延伸ロッド及
び加圧気体を用いて二軸延伸ブロー成形して得られる。
この一次ブロー成形品12の縦軸長さは、図2(B)と
図2(D)との比較から分かる通り、最終成形品16よ
りも長い。なお、一次ブロー成形型100は、一次ブロ
ー成形品12の冷却もしくは取り出し後に、一次ブロー
成形品12に大きな収縮変形をもたらさない程度に温調
することができる。
の後一次ブロー成形品12を熱処理することで収縮して
得られる中間成形品14の大きさを考慮して決定され
る。しかし、一次ブロー成形品12から中間成形品14
に至るまでの収縮量は、種々の成形条件の影響を受け
る。このため、目的とする最終成形品16を得るための
成形条件に依存して、一次ブロー成形品12の大きさの
設定は異なる。当業者であれば、目的とする最終成形品
毎に、一次ブロー成形品12の大きさを種々テストする
ことで任意に設定可能である。特に注意したいのは、中
間成形品14の胴径の大きさであ。この胴径が大きすぎ
ると、図1に示す最終ブロー成形型104内に中間成形
品14を配置して型締めした際に、中間成形品14の胴
部が最終ブロー成形型104のパーティング面間に挟み
込まれるからである。中間成形品14の胴径を決定する
一次ブロー成形品12の胴径は、最終成形品16の胴径
より若干大きく設定することが好ましいが、縦軸方向の
収縮量に比べて径方向の収縮量が小さいので、挟み込み
防止のためにあまり大きくしすぎない方がよい。
限らず、例えば、フリーブローと呼ばれる、延伸ロッド
を用いない成形方法で得ても良い。
に示すように、ネック部20と、肩部24と、胴部26
と、ヒール部28と、底部30とからなり、底部30
は、接地部32と、上げ底部34とからなる。
24は、胴部26へ向けて拡径する低延伸領域となって
いる。胴部26は、十分に延伸配向された薄肉となって
おり、ヒール部28及び接地部32は、胴部26から上
げ底部32へ向けて配向度が減少している。上げ底部3
4は、容器内方へ向けて凸状であり、配向度が低く厚肉
である。
部26は高延伸されていることから、その延伸時に生じ
た歪みが胴部26に残留している。
ブロー成形品12を熱処理し、その後一次ブロー成形品
12が収縮することによって得られる。この中間成形品
14はさらに図1に示す加熱ボックス106にて二次熱
処理を受けるが、後述のようにこの二次熱処理工程では
ほとんど収縮されない。
での一次熱処理時に多くの歪みが除去され、結晶化が促
進した状態となっている。
(熱処理時に除去できずに残った)歪みによって収縮し
た中間成形品14は、熱的に非常に安定しており、その
後この中間成形品14をさらに加熱してもほとんど変形
しない。
(D)との比較から分かるように、最終成形品16より
も縦軸及び横軸長さが若干小さくされている。この場
合、中間成形品14は最終成形品16の大きさにできる
限り近い状態が好ましい。ただし、最終ブロー成形型1
04(図1参照)が閉じるときに中間成形品14を挟み
込む危険性がある点を考慮して、中間成形品16の大き
さを決定すべきである。
を上下に分ける環状凹溝38を有する。環状凹溝38よ
りもネック部20側の胴部36は、なめらかな曲面で構
成されたラベル張り付け部40であり、環状凹溝38よ
りも底部30側の胴部36は、円周方向に複数配置され
た減圧吸収用パネル部42を有している。
中間成形品14、最終成形品16ともほぼ同じ形状であ
る。
ロー成形型100及び二次熱処理工程における加熱ボッ
クス106について説明する。
02及び二次ブロー成形工程における最終ブロー成形型
104は、一次ブロー成形型100と機能的にはほぼ同
様の構成となっているため、詳細な説明は省略する。こ
こで、一次ブロー成形型100と熱処理型102とは、
キャビティ形状を含めて実質的に同一の構成を有する。
最終ブロー成形型104は、最終成形品16の外形形状
に一致するキャビティを有する点で、一次ブロー成形型
100及び熱処理型102と相違している。
図を示している。
温(100〜120℃)に加熱され、一対の割型及び底
型62から成る一次ブロー成形型100内に配置されて
いる。
の搬送部材46上に倒立状態にて載置されている。
循環搬送するために、搬送用チェーン48に固定され、
レール50に沿って移動するためのカムフォロア52を
有している。
回転するための歯付きの自転用スプロケット54と、プ
リフォーム10のネック部20内に入り込む図示しない
搬送用ピンがある。
ロー成形工程、一次熱処理工程、二次ブロー成形工程時
にブローエアーを供給するためのシールピストン56が
あり、搬送部材46に向かって上昇しシールするように
なっている。
に相当する部分にプリフォーム10を位置決めするため
の冷却されたネックガイド部材58を有する。さらに、
一次ブロー成形型100は、一次ブロー成形品12の肩
部24から接地部32に亘る領域と対向する領域にて、
上下方向で8段階に分かれた環状ヒータ60を内蔵して
いる。
4、胴部26、ヒール部28、接地部32等の各部の耐
熱性の要求に応じて可変設定可能である。また、型構造
を簡単にするために、複数の環状ヒータ60に代えて、
一次ブロー成形品12の縦軸方向に渡って延びる複数の
棒状ヒータや、温調流体路を用いることができる。その
場合には、複数の棒状ヒータ60を、一次ブロー成形品
12を囲むように円周上に配置したり、上記流路を円周
方向に配置することが好ましい。この棒状ヒータや、温
調流体路は、上下方向の位置毎に独立して温度調節でき
るものが好ましい。
と上げ底部34とに接触する底型62は、温調媒体が循
環するための通路64が設けられている。
の温調媒体を循環させることによって、90〜120℃
程度に温調されていることが好ましい。一次ブロー成形
型100の底型62を温調する理由は、図1に示す熱処
理型102の底型62では、一次ブロー成形品12の接
地部32の一部と上げ底部34とを十分に加熱できない
おそれがあるからである。なぜなら、熱処理型102内
にて一次ブロー成形品12を熱処理中に、その底部30
が熱収縮によって熱処理型102の底型62から離れて
しまうからである。これを考慮して熱処理型102の底
型62を高温に温調すると、一次ブロー成形品12の底
部30の形状が好ましくない変形を起こすことになって
しまう。従って、熱処理型102の底型62は、ある程
度低い温度に設定しなければならず、結果として熱処理
型102では底部30を十分に熱処理ができない状態と
なっている。
2にて底部30の熱処理を行っているのである。
て収縮した中間成形品14を、その側方に配置した赤外
線ヒータ66a〜66hで加熱する加熱ボックス106
を示している。
中間成形品14の縦軸方向にて間隔をおいて8本が配置
され、中間成形品14の搬送方向(図3の裏面から表面
に向かう方向)に沿って延びている。
波長赤外線(遠赤外線)、中波長赤外線、短波長赤外線
(近赤外線)の内から適宜選ぶことができる。一般にプ
ラスチックは中波長の赤外線を吸収しやすいといわれて
いるが、ここではヘリウス社製の短波長赤外線(近赤外
線・最大エネルギー波長1.0〜2.0μm)ヒータを
用いている。
の温度は、約300〜2000℃に設定可能である。こ
れにより、二次熱処理工程にて中間成形品14が加熱さ
れる温度は、少なくとも熱処理型102の温度と同じか
それ以上に設定される。なお、二次熱処理工程時に中間
成形品14の収縮をほとんど生じさせないためには、中
間成形品14を150〜220℃に加熱するものが好ま
しい。
がりすぎないように、各部の赤外線ヒータ66a〜66
hへの供給電力や、中間成形品14との距離を調整する
ことが好ましい。
部28に対向する赤外線ヒータ66a、66hは、胴部
26と対向する赤外線ヒータ66b〜66gよりも中間
成形品14の縦軸中心側に近付けて配置することが好ま
しい。
胴部26よりも径が小さいということもあるが、胴部2
6よりも厚肉のために加熱効率の悪い肩部24とヒール
部28に、十分な熱量を付与したいという目的がある。
の供給電力を他の部分よりも高くすることも有効であ
る。
の加熱ボックス106内に運ばれるので、各赤外線ヒー
タ66a〜66hの高さ位置が中間成形品14のどの領
域と対向するかが明確である。ただし、赤外線ヒータ6
6a〜66hの各種調整、例えば高さ調整などは目的に
応じて可能である。
ヒータ66a〜66hの反対側には、反射板68が設け
られている。これは、中間成形品14を透過した赤外線
を有効に利用するために用いられる。なお、この加熱ボ
ックス106内を通過するとき、中間成形品14は自転
駆動される。これにより、中間成形品14はその周方向
にて均一に加熱される。
には、ネック部20を赤外線から保護するために、遮蔽
板70が中間成形品14の搬送路の両側に設けられてい
る。
ボックス106内での中間成形品14の加熱が停止状態
で行われる場合には、その停止位置にて遮蔽板70を開
閉させても良い。
の成形方法について説明する。
のプリフォーム10を射出成形する。このとき、少なく
ともねじ部22に相当する形状を有し、かつ、耐熱性樹
脂で成形したピースをあらかじめ金型内にインサートし
ておき、溶融PET樹脂を10〜30℃に冷却されたプ
リフォーム成形用金型内に充填する。これにより、少な
くともねじ部22に耐熱性を有するプリフォーム10が
射出成形される。
0を搬送部材46に載置して一次ブロー成形工程へと搬
送する(図1参照)。
熱を利用する場合(ホットパリソン方式)には、プリフ
ォーム10を早い段階でプリフォーム成形用金型から取
り出して、プリフォーム10が暖かいうちに搬送部材4
6により搬送する。
(コールドパリソン方式)には、プリフォーム成型用金
型内で十分に冷却した後、プリフォーム10を取り出
す。その後、図示せぬ再加熱ステーションへプリフォー
ム10を運び、赤外線ヒータなどで100〜120℃に
加熱した後に、プリフォーム10を搬送部材46に載置
して搬送する。
0は、30℃前後に冷却された型開状態の一次ブロー成
形型100間に配置される。一次ブロー成形型100を
型締めした後、プリフォーム10を延伸ロッド及び加圧
気体により二軸延伸ブロー成形して一次ブロー成形品1
2が得られる(図1参照)。
後の収縮を考慮して、最終成形品16の縦軸長さよりも
大きく形成される。ここで本実施例では、一次,二次熱
処理工程をそれぞれ熱処理型102内,金型外の加熱ボ
ックス106にてそれぞれ行うものである。このため、
金型外のみで熱処理を1回だけ行う場合に比べて、一次
ブロー成形品12から中間成形品14に至るまでの収縮
量は極めて小さく、特に縦方向の収縮量の違いは著し
い。なぜなら、金型外のみで加熱するときには一次ブロ
ー成形品が残留応力に依って自由に収縮し、その収縮量
が比較的多くなるからである。これに対して、本実施例
のように熱処理型との接触によって一次熱処理すると、
熱処理型と一次ブロー成型品の接触の際に、一次ブロー
成形品の有していた残留ひずみは結晶化することによっ
て除去される。そして、熱処理型から一次ブロー成型品
を取り出す際に、完全に除去されなかった残留ひずみに
従って一次ブロー成形品が収縮して中間成形品となる
が、その際の収縮は極めて小さくなる。
て、一次ブロー成型用の金型や型締装置を小型化でき、
接触による高効率な熱処理なので、熱処理に必要とされ
るスペースも省ける。結果として、一次ブロー成形型1
00及びそれに付属する装置を小型化できるメリットが
ある。
成形品12内の排気を行い、さらに一次ブロー成形型1
00を型開する。一次ブロー成形型100より取り出さ
れた一次ブロー成形品12は、搬送部材46により熱処
理型102に向けて搬送される。
は、150〜220℃に加熱された型開状態の熱処理型
102間に配置される。図1に示すように、熱処理型1
02を型締めした後、5〜25 kg/cm2の高圧エア
を一次ブロー成形品12内に導入して、一次ブロー成形
品12の外表面を熱処理型102のキャビティ面に2〜
10秒程度密着させて一次熱処理を実施する。
向上するが、この熱処理後の収縮により得られる中間成
形品14の結晶化度は低く、歪みも完全に除去されな
い。一次熱処理時間が長ければ、結晶化度は高くなり歪
みも完全に除去されて、一次ブロー成形品12はほとん
ど収縮しないが、生産性が低くなる。
的に合わせて適宜選択することができるが、2〜10秒
程度が生産性の点からも耐熱性確保の点からも適当な範
囲である。
一次ブロー成形品12内を排気し、熱処理型102を型
開する。これにより、一次ブロー成形品12が収縮して
歪みが除去され、最終成形品16よりもその縦軸及び横
軸長さが若干小さな中間成形品14が得られる。
06へと搬送される。図1に示すように、加熱ボックス
106内に配置された中間成形品14は、赤外線ヒータ
66a〜66hによって十分に加熱されて二次熱処理さ
れる。
熱処理温度は、熱処理型102の温度と同じかそれ以上
であることが好ましく、一次熱処理工程にて得られた結
晶化を促進する。
よってひずみが予め除去されているので、二次熱処理で
はほとんど収縮することなく加熱される。従って、結晶
化を促進させるのが目的のこの二次熱処理工程では、中
間成形品14の収縮変形を規制する手段は必ずしも要し
ない。この二次熱処理工程では、熱処理型102を用い
る一次熱処理工程とは異なり、中間成形品14内部に加
圧気体を導入しなくてもよいため、二次熱処理後に中間
成形品14内部の排気が不要となり、この排気に起因し
た中間成形品14の温度低下の問題は生じない。
間成形品の温度低下は、二次熱処理工程によって補われ
ることになり、最終成形品の寸法制度が向上する。
を使用することも考えられる。しかし、金型コストが増
加することの他に、高圧気体を用いた二次熱処理では、
その二次熱処理後の排気により中間成形品14の温度低
下の影響が大きく、本実施例の方が優れている。
品14は自転されながら加熱され、その周方向にて均一
加熱が行われる。しかも、上端及び下端の赤外線ヒータ
66a、66hが他よりも近接した位置から肩部24及
びヒール部28を輻射加熱することができる。このた
め、中間成形品14の熱処理が不十分であった部分が十
分に熱処理され、中間成形品14の全体の結晶化度が向
上する。
より、熱処理型102内での一次熱処理時間を短縮する
ことが可能になる。この結果、耐熱性を向上させながら
生産性の向上も可能になる。
により、最終ブロー成形型104に向けて搬送される。
中間成形品14が型開状態の最終ブロー成形型104間
に配置された後、最終ブロー成形型104が型締めされ
る。その後、図1に示すように、中間成形品14をブロ
ー成形して最終成形品16が得られる。最終ブロー成形
時の中間成形品の温度は、高温に維持されているので、
最終ブロー成形時に歪みはほとんど発生しないと考えら
れる。しかし、最終ブロー成形時の延伸によって新たに
多少の歪みが発生する。この歪みに起因した耐熱性の低
下を防止するため、最終ブロー成形型104は、最終成
形品16に求められる所望の耐熱温度よりも高い温度、
特に成形樹脂のガラス転移点(PET樹脂は70℃程
度)より高い温度に加熱しておくことが好ましい。本実
施例では、最終ブロー成形型104を80〜130℃に
加熱している。
ロー型104の型閉の際に中間成形品14を挟み込む心
配が無く、効率の良い成形を行うことができる。その理
由として、中間成形品14は、最終成形品16よりも小
さくなるように一次ブロー成形型100及び熱処理型1
02の形状等が設計されているからである。さらに、中
間成形品14は、一次熱処理工程後の収縮状態が極めて
安定しており、偏心や局部的な変形が少なく、さらに二
次熱処理による収縮もほとんどないため、中間成形品1
4の形状及び大きさが安定しているからである。
程で熱処理されているため、最終ブロー成形時に温度が
低下しているようなことがなく、二次ブロー成形工程で
の延伸適温が確保される。この結果、二次ブロー成形工
程にて最終ブロー成形型104のキャビティ面に従った
外形の最終成形品16が得られ、その寸法精度が高ま
る。しかも、二次熱処理工程で、肩部24及びヒール部
28に十分な熱処理を施しているため、その部分での耐
熱性を向上させることができる。
ー成形型104を型開し、図1に示すように最終成形品
16を取り出せば、一サイクルの成形が終了する。
要旨の範囲内で種々の形態に変更可能である。
102を用意して熱処理を行うようにしているが、この
例に限らず、一次ブロー成形品の肉厚分布に少なからず
悪影響を及ぼすと思われるが、一次ブロー成形型100
を兼用して一次熱処理を行うようにすることもできる。
このとき、一次ブロー成形型100の温度を、熱処理型
102の温度と同様に設定しておけばよい。
を用いて熱処理を行うようにしているが、熱風やマイク
ロ波等の他の非接触式の熱処理を行うようにすることも
可能である。
形状況に応じて適宜変更可能である。
成形方法を示す工程図である。
ける成形品を示す拡大図である。
ー成形型を示す断面図である。
を示す断面図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 合成樹脂製のプリフォームを一次ブロー
成形品にブロー成形する一次ブロー成形工程と、 前記一次ブロー成形品を加熱された金型内に保持して熱
処理する一次熱処理工程と、 前記金型から取り出されて収縮した中間成形品を前記金
型外で熱処理する二次熱処理工程と、 前記金型外で熱処理された中間成形品を最終ブロー成形
型内で最終成形品にブロー成形する二次ブロー成形工程
と、 を有することを特徴とする耐熱容器の成形方法。 - 【請求項2】 合成樹脂製のプリフォームを一次ブロー
成形品にブロー成形する一次ブロー成形工程と、 前記一次ブロー成形品を加熱された金型内に保持して熱
処理する一次熱処理工程と、 前記金型から取り出されて収縮した中間成形品をに前記
金型外で熱処理する二次熱処理工程と、 前記金型外で熱処理された中間成形品を最終ブロー成形
型内で最終成形品にブロー成形する二次ブロー成形工程
と、 を有し、 前記一次ブロー成形工程では、前記一次ブロー成形品の
縦軸長さが、前記最終成形品よりも大きく形成され、 前記一次熱処理工程後に前記金型から取り出されて収縮
した中間成形品の縦軸及び横軸長さは、前記最終成形品
よりも若干小さくされ、 前記二次熱処理工程では、前記中間成形品をほとんど収
縮させることなく熱処理することを特徴とする耐熱容器
の成形方法。 - 【請求項3】 合成樹脂製のプリフォームを一次ブロー
成形品にブロー成形する一次ブロー成形工程と、 前記一次ブロー成形品を加熱された金型内に保持して熱
処理する一次熱処理工程と、 前記金型から取り出されて収縮した中間成形品を前記金
型外で熱処理する二次熱処理工程と、 前記金型外で熱処理した中間成形品を最終ブロー成形型
内で最終成形品にブロー成形する二次ブロー成形工程
と、 を有し、 前記中間成形品は、開口するネック部と、筒状の胴部
と、前記胴部の一端を密閉する底部と、前記ネック部及
び前記胴部を結ぶ肩部と、前記胴部と前記底部を結ぶヒ
ール部とを有し、 前記二次熱処理工程では、前記中間成形品の前記肩部及
び前記ヒール部に対する熱量を前記胴部よりも大きく設
定して熱処理を行うことを特徴とする耐熱容器の成形方
法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、 前記一次熱処理工程は、前記金型内に配置された前記一
次ブロー成形品内部を加圧して熱処理する工程と、該熱
処理終了後に前記一次ブロー成形品の内部を排気する工
程と、を含み、 前記二次熱処理工程では、前記中間成形品内に加圧気体
を導入せずに前記中間成形品を熱処理することを特徴と
する耐熱容器の成形方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかにおいて、 前記二次熱処理工程にて前記中間成形品が熱処理された
後の温度は、前記一次熱処理工程における前記金型の温
度と同じかそれよりも高いことを特徴とする耐熱容器の
成形方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかにおいて、 前記二次熱処理工程は、前記中間成形品の側方に配置さ
れた複数の赤外線ヒータによって行われることを特徴と
する耐熱容器の成形方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至5のいずれかにおいて、 前記二次熱処理工程は、前記中間成形品の外面に熱風を
当てて行うことを特徴とする耐熱容器の成形方法。 - 【請求項8】 請求項6または7において、 前記二次熱処理工程は、前記中間成形品を自転させる工
程を含むことを特徴とする耐熱容器の成形方法。 - 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかにおいて、 前記一次熱処理工程に用いられる前記金型の温度は、1
50℃〜220℃であり、熱処理時間は、2〜10秒と
されていることを特徴とする耐熱容器の成形方法。 - 【請求項10】 請求項1乃至9のいずれかにおいて、 前記一次ブロー成形工程は一次ブロー成形型を用いて実
施され、 前記一次熱処理工程は、前記一次ブロー成形型とは異な
る熱処理型を用いて実施されることを特徴とする耐熱容
器の成形方法。 - 【請求項11】 請求項10において、 前記一次ブロー成形工程にて用いられる前記一次ブロー
成形型のキャビティ形状は、前記一次熱処理工程にて用
いられる熱処理型のキャビティ形状と実質的に同じであ
ることを特徴とする耐熱容器の成形方法。 - 【請求項12】 請求項1乃至11のいずれかにおい
て、 前記二次ブロー成形工程に用いられる前記最終ブロー成
形型は、前記合成樹脂のガラス転移点以上の温度であっ
て、前記最終成形品に求められる耐熱温度以上の温度に
加熱されていることを特徴とする耐熱容器の成形方法。 - 【請求項13】 請求項3において、 前記二次熱処理工程は、前記中間成形品の側方に配置さ
れた複数の赤外線ヒータによって前記中間成形品を熱処
理し、 前記複数の赤外線ヒータは、前記中間成形品の前記肩
部、前記胴部、前記ヒール部の各部に対向して配置さ
れ、前記中間成形品の前記肩部と前記ヒール部とに対向
する前記赤外線ヒータは、他の前記赤外線ヒータよりも
前記中間成形品の縦軸中心線に近付けて配置されること
を特徴とする耐熱容器の成形方法。 - 【請求項14】 ポリエチレンテレフタレート製のプリ
フォームをブロー成形して、最終成形品の軸方向長さよ
りも長い一次ブロー成形品を成形する一次ブロー成形工
程と、 前記一次ブロー成形品を加熱された金型内に保持し、前
記一次ブロー成形品内部を加圧して前記一次ブロー成形
品を2〜10秒の期間だけ前記金型内面に密着させ、前
記ポリエチレンテレフタレートの結晶化を促進する15
0℃〜220℃にて熱処理し、それにより前記一次ブロ
ー成形品に生じた歪みを除去する一次熱処理工程と、 前記金型から取り出されて、前記一次ブロー成形品の残
留歪みに従って収縮した最終成型品の胴径よりも小さい
胴径を有する中間成形品を、前記ポリエチレンテレフタ
レートの結晶化を促進する温度にて赤外線ヒータの軸射
熱で熱処理する二次熱処理工程と、 前記金型外で熱処理された中間成形品を、前記最終成形
品に求められる所望の耐熱温度以上に加熱された最終ブ
ロー成形型内で、前記最終成形品にブロー成形する二次
ブロー成形工程と、 を有することを特徴とする耐熱容器の成形方法。
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