JPH11240066A - プラスチックボトルの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラスチックボトルブロー成形用プリフォーム
（パリソン）の口部又はブロー成形後のプラスチックボ
トルの口部を加熱により結晶化処理して強化しながらボ
トルを成形するプラスチックボトルの成形方法を提供す
る。 【解決手段】プリフォーム３２の口部３２ｃ若しくはブ
ロー成形後のボトルの口部を加熱体５１にて加熱し、加
熱した口部内にガイドピン部４４を密に挿入した状態で
該口部を再度加熱処理して結晶化させるプラスチックボ
トルの成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリフォームをブ
ロー成形して得られるプラスチックボトルの口部を加熱
により結晶化処理して強化するプラスチックボトルの成
形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にポリエチレンテレフタレート製の
プラスチックボトル（通称；ペットボトル）の成形加工
は、図４（ａ）〜（ｇ）の成形加工の工程図に示すよう
に、まず、（ａ）にてコア型部Ａの支持部１に取付支持
されたコア型２（内金型）のネック２ａに半円形状の一
対の対向するネック型３、３を、図中矢印（以下実際の
矢印方向は上下方向）のように所定間隙を以て近接さ
せ、続いてプリフォーム成形用キャビティ部Ｂのキャビ
ティ１１（外金型）内に設けた型部１１ａ内に（ｂ）の
ように前記コア型２を装填して、コア型２と型部１１ａ
との間に空間部３１を形成する。

【０００３】次に（ｃ）にて射出ノズル１１ｃより溶融
樹脂（ポリエチレンテレフタレート）を、コア型２とキ
ャビティ１１の型部１１ａとの間の空間部３１に流路１
１ｂを通って射出した後に、型を冷却して樹脂を固化さ
せることにより胴部３２ａ、底部３２ｂ、口部３２ｃ、
ネジ部３２ｄを備えたプリフォーム３２が成形され、続
いて（ｄ）にてコア型２とともにプリフォーム３２（パ
リソン）を、キャビティ１１の型部１１ａ内より引き抜
き、続いて支持部１に取り付けたコア型２もネック型
３、３にて保持された状態のプリフォーム３２内から引
き抜く。

【０００４】次に前記ネック型３、３にて保持された状
態のプリフォーム３２（パリソン）を温度調整ポット
（図示せず）内に装填してプリフォーム３２をブロー成
形温度まで加熱した後、（ｅ）に示すようにネック型
３、３にて保持された状態のプリフォーム３２をブロー
成形用キャビティ部Ｃのキャビティ２１（外金型）内に
設けたボトル成形用型部２１ａ内に装填し、続いてブロ
ー装置支持部４に取り付けられたブローアシストプラグ
５をそのプリフォーム３２内に装填して、ネック型３、
３と支持部４とを固定した後、（ｆ）にて前記アシスト
プラグ５を伸長させながらその先端部にてプリフォーム
３２の内底部を押しながらブローエアをブローエアノズ
ル４ａからアシストプラグ５とプリフォーム３２との間
に導入して、プリフォーム３２をボトル成形用型部２１
ａの内面に密着するように膨張させてボトルＰを成形
し、続いてボトル成形用型部２１ａを冷却してボトルＰ
を固化させ、そして最後に（ｇ）に示すようにキャビテ
ィ２１、２１及びネック型３、３を開放して、ボトルＰ
の成形を完了する。

【０００５】ところで、従来より上記プラスチックボト
ルの成形加工においては、ボトルＰの口部３２ｃを加熱
して結晶化させて強度を高める加熱強化処理がされるも
のであり、従来のプラスチックボトル口部の加熱強化方
法としては、特開昭５７−１８９８２４号、特開平１−
２５８９２９号などがある。

【０００６】上記方法は、口部を加熱する工程と、加熱
した口部内に口径よりも僅かに小さい外径の型ピンを挿
入する工程と、口部の内外を前記型ピンと外側からの冷
気とにより徐冷する工程とにより白化（結晶化）させる
ものである。

【０００７】その他に例えば、特開昭６２−２８４７２
３号があり、この方法は、プリフォームの口部を外側か
ら加熱しながら熱結晶化するとともに、その口部内に加
熱ノズルを密に嵌入して該口部内を内側からも加熱して
熱結晶化を促進させるとともに口部を内側から押し拡
げ、前記加熱ノズルを抜き取った後に口部を徐冷するも
のである。

【０００８】また、その他に特開昭６２−２８４７２４
号があり、これはプリフォームの口部を外側から加熱し
ながら熱結晶化するとともに、その口部内に加熱ノズル
を密に嵌入して該口部内を内側からも加熱して熱結晶化
を促進させるとともに口部を内側から押し拡げ、前記加
熱ノズルを抜き取った後、該口部を外側から嵌合する治
具により内方径方向に押圧しながら徐冷するものであ
る。

【０００９】また、上記のような従来の口部の結晶化方
法の他に、例えば特開昭５５−５１５２５号のように、
ボトル（壜体）を回転させながら口部を加熱して結晶化
させる方法などもある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなプラスチックボトル口部の結晶化における口部の
加熱処理は、ヒーターなどの加熱手段を用いて行うもの
であり、口部が不均一に加熱されると口部はその熱によ
って不用意に変形したり歪みを生じたりし易く、口部が
不均一に加熱されることにより結晶化の進行が不安定と
なって十分な強度が得られない場合がある。

【００１１】本発明は、プラスチックボトルブロー成形
用のプリフォーム（パリソン）の口部又はブロー成形後
のプラスチックボトルの口部に対して加熱手段により加
熱操作する際に、ガイドに沿って回転できるようにした
口部に対して、その口部の外周に沿って相対的に加熱手
段を近接回転させながら、口部全体を均一に加熱するこ
とによって口部を結晶化してボトルを成形するプラスチ
ックボトルの成形方法を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリフォーム
をブロー成形して得られるプラスチックボトルの口部を
加熱により結晶化処理して強化するプラスチックボトル
の成形方法において、プリフォームの口部若しくはブロ
ー成形後のボトルの口部を加熱体にて加熱し、加熱した
口部内にガイドピンを密に挿入した状態で該口部を再度
加熱して結晶化させることを特徴とするプラスチックボ
トルの成形方法である。

【００１３】また本発明は、上記発明のプラスチックボ
トルの成形方法において、前記プリフォーム又はボトル
の口部を回転移動させながら、口部外周面に近接して定
位置に固定する前記加熱体にて加熱するプラスチックボ
トルの成形方法である。

【００１４】また本発明は、上記発明のプラスチックボ
トルの成形方法において、前記プリフォーム又はボトル
の口部を定位置に固定させ、該口部外周面に近接して回
転移動する前記加熱体にて加熱するプラスチックボトル
の成形方法である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明のプラスチックボトルの成
形方法を、図１（ａ）〜（ｇ）に示す成形工程の実施の
形態に従って以下に詳細に説明する。

【００１６】図１（ａ）〜（ｄ）はプリフォーム成形工
程を示し、コア型部Ａとプリフォーム成形用キャビティ
部Ｂによりプリフォーム成形される。

【００１７】図１（ａ）に示すようにコア型部Ａ（内金
型部）は、移動動作可能なコア取付支持部１（可動ブロ
ック）と該支持部１に取り付け支持されたプリフォーム
成形用コア型２（内金型）と該コア型２のネック部２ａ
に対して所定間隙に近接動作乃至離反動作する半円形状
の互いに対向する開閉式の各々ネック型３、３と該ネッ
ク型３、３の対向内面に螺設したネジ型部３ａとを備え
る。

【００１８】また同図に示すように、プリフォーム成形
用キャビティ部Ｂ（外金型部）は互いに対向して開閉動
作する各々キャビティ１１、１１（外金型）と、該キャ
ビティ１１、１１の内部に形成されたプリフォーム型部
１１ａと、溶融樹脂の供給流路１１ｂと射出ノズル１１
ｃとを備える。

【００１９】まず、図１（ａ）にてコア型部Ａの支持部
１に取付支持されたコア型２（内金型）のネック２ａに
半円形状の一対の対向するネック型３、３を、矢印のよ
うに所定間隙を以て近接させ、続いてプリフォーム成形
用キャビティ部Ｂのキャビティ１１（外金型）内に設け
た型部１１ａ内に、図１（ｂ）のように前記コア型２を
装填し、コア型２と型部１１ａとの間に空間部３１を形
成する。

【００２０】次に図１（ｃ）にて射出ノズル１１ｃより
溶融樹脂（ポリエチレンテレフタレート）を、コア型２
とキャビティ１１の型部１１ａとの間の空間部３１に流
路１１ｂを通って射出した後に、キャビティ１１の構造
体内に冷水を送流してキャビティ１１を冷却して樹脂を
固化させることにより胴部３２ａ、底部３２ｂ、口部３
２ｃ、ネジ部３２ｄを備えたプリフォーム３２が成形さ
れ、続いて図１（ｄ）にてコア型２とともにプリフォー
ム３２（パリソン）を、キャビティ１１の型部１１ａ内
より引き抜く。

【００２１】そして図１（ｅ）に示すように引き抜かれ
た前記プリフォーム３２の口部３２ｃ外周にあるネック
型３、３を開放分離して、プリフォーム３２をコア型２
より引き抜く。

【００２２】図１（ｆ）〜（ｇ）は成形された上記プリ
フォーム３２の口部３２ｃを加熱結晶化して強化する口
部強化処理工程であり、プリフォーム３２を口部加熱ガ
イド手段Ｄに装着して口部３２ｃを加熱することにより
行う。

【００２３】図１（ｆ）に示すように、口部加熱ガイド
手段Ｄは支持ブロック４１と、該支持ブロック４１に取
り付け支持されたプリフォーム３２を装着するための回
転軸部４２と、該回転軸部４２の基部周囲に沿って設け
た口部３２ｃの内周をガイドするガイドピン部４４とを
備える。

【００２４】口部加熱ガイド手段Ｄのガイドピン部４４
は、ストレートな回転軸部４２に沿って移動動作可能で
あって、その移動動作はガイドピン部４４の作動アーム
４５に接続した適宜駆動手段（エアシリンダー、モータ
ーで駆動回転する回転ギアやラック・ピニオンギアな
ど）を使用して行うことができる。

【００２５】前記回転軸部４２はシャフト状であって、
必要に応じてその先端部に保持体４３を備え、支持ブロ
ック４１に対して自由回転可能又はモーターにて駆動回
転可能に設けてもよいし、あるいは該回転軸部４２は、
支持ブロック４１に対して立設固定して、その回転軸部
４２先端部に対して自由回転可能な保持体４３を設けた
ものでもよい。

【００２６】また、前記ガイド部４４は回転軸部４２の
基部に対して、図示するように一体に若しくは接触して
設けてられていてもよいし、又は所定間隔を置いて設け
られていてもよい。

【００２７】前記ガイド部４４の外方には、それと対向
して１個所乃至回転軸部４２の外周を囲むように２個所
〜複数個所に、又は連続環状に、電熱ヒーター方式、高
周波加熱方式、熱風加熱方式などによる加熱部５１を備
える。

【００２８】まず、図１（ｆ）に示すように口部加熱ガ
イド手段Ｄの回転軸部４２をプリフォーム３２の口部３
２ｃより装填し、図１（ｇ）に示すように回転軸部４２
の先端部（又は保持体４３）をプリフォーム３２の底部
３２ｂ内面に押し当て、プリフォーム３２の底部３２ｂ
外側から回転可能な回転支持体６１を回転軸部４２方向
に押し当てることによって、プリフォーム３２を回転可
能に保持する。

【００２９】そして同図１（ｇ）に示すように回転軸部
４２側、又は回転支持体６１側を、モーターにて駆動回
転させることによりプリフォーム３２を回転させ、該プ
リフォーム３２の口部３２ｃの外周面に近接する加熱体
５１（定位置に固定）によって口部３２ｃを６３℃〜１
２１℃程度に加熱する。なお回転支持体６１は単にシャ
フト先端状部であってもよいし、シャフト先端状部に取
り付けたプレート状部であってもよいし、プリフォーム
３２の底部３２ｂの外形状に対応した形状の凹状部など
であってもよい。

【００３０】次に、６３℃〜１２１℃程度に加熱した口
部３２ｃの回転を停止若しくは回転した状態で、図１
（ｈ）に示すように口部加熱ガイド手段Ｄのガイドピン
部４４をプリフォーム３２の口部３２ｃ内に密に挿入す
る。そして、口部３２ｃを回転させた状態で加熱体５１
によって６３℃〜１２１℃程度に加熱を継続し、その後
に、口部３２ｃを常温若しくは冷温のエアブローにて徐
冷若しくは急冷して結晶化させ、プリフォーム３２の口
部３２ｃ及び口部３２ｃの外周に成形されているネジ部
３２ｄを結晶化して強度を強化するものである。

【００３１】ガイドピン部４４を挿入した後における加
熱体５１による口部３２ｃに対する結晶化のための加熱
は、６３℃〜１２１℃程度又は口部３２ｃのガラス転移
点である７０℃以上１４０℃〜１７０℃以下であり、加
熱時間は４０秒〜１８０秒以上であって４分〜１０分以
下が適当である。

【００３２】このようにしてプリフォーム３２の口部３
２ｃを結晶化して強化処理した後には、従来の技術にお
ける図４（ｅ）に示すように、前記プリフォーム３２の
口部３２ｃ外周のネジ部３２ｄにネック型３、３を嵌合
閉鎖した後、このプリフォーム３２を温度調整ポット
（図示せず）内にてブロー成型温度まで加熱した後、ブ
ロー成形用キャビティ部Ｃのキャビティ２１（外金型）
内に設けたボトル成形用型部２１ａ内に装填し、続いて
ブロー装置支持部４に取り付けられたブローアシストプ
ラグ５をそのプリフォーム３２内に装填して、ネック型
３、３と支持部４とを固定する。

【００３３】そして図４（ｆ）にて前記アシストプラグ
５を伸長させながらその先端部にてプリフォーム３２の
内底部を押しながらブローエアをブローエアノズル４ａ
からアシストプラグ５とプリフォーム３２との間に導入
して、プリフォーム３２をボトル成形用型部２１ａの内
面に密着するように膨張させてボトルＰを成形し、続い
てボトル成形用型部２１ａを冷却してボトルＰを固化さ
せ、そして最後に図４（ｇ）に示すようにキャビティ２
１、２１及びネック型３、３を開放して、ボトルＰの成
形を完了する。

【００３４】なお、本発明のプラスチックボトル成形方
法においては、上記の他に、プラスチックボトル成形後
のボトルＰの口部に対して、本発明における前述の口部
加熱ガイド手段Ｄを用いて加熱強化処理することは可能
である。

【００３５】本発明のプラスチックボトル成形方法にお
いて使用する口部の加熱強化処理のための口部加熱ガイ
ド手段Ｄの一例を図２〜図３の側断面図に示す。

【００３６】図２〜図３に示す口部加熱ガイド手段Ｄ
は、プリフォーム３２の口部３２ｃ側又はボトルの口部
側を、定位置に固定された加熱体５１に対して回転移動
させて加熱強化処理する方式に使用するものである。こ
の口部加熱ガイド手段Ｄは定位置に固定の支持ブロック
４１に対して固定状態で回転軸部４２が立設され、該回
転軸部４２先端部には自由回転可能な保持体４３を備
え、該回転軸部４２の基部には、プリフォーム３２の口
部３２ｃの内径よりも多少大きめの外径に設定されたガ
イドピン部４４が該軸部４２に沿ってスライド移動可能
に取り付けられ、該ピン部４４は作動アーム４５に取り
付けた適宜駆動手段（エアシリンダー、モーターにて駆
動回転する回転ギア、ラック・ピニオンギアなど）によ
って回転軸部４２の先端方向に駆動移動できるようにな
っている。

【００３７】該保持体４３と対向してプリフォーム３２
の底部３２ｂ又は成形後のボトルＰの底部を押圧保持す
る支持体６１は、モーターにて駆動回転する軸部６４に
取り付け支持されたブロック体６２と、該ブロック体６
２にプリフォーム３２の底部３２ｂ又は成形後のボトル
Ｐの底部の外形状に対応した凹状部６３を備え、該凹状
部６３には、吸着固定用のエア吸引用孔６２ａを備え、
軸部６４内のエア通路６４ａよりエアが吸引されて、プ
リフォーム３２の底部３２ｂ又は成形後のボトルＰの底
部を吸着保持する。

【００３８】前記軸部６４及びブロック体６２を駆動回
転させることにより口部３２ｃを回転させながら加熱体
５１によって口部を均一に加熱するものである。

【００３９】なお上記図２における方式とは逆に、支持
体６１及びプリフォーム３２又は成形後のボトルＰを定
位置に固定させ、加熱体５１を該プリフォーム３２の口
部３２ｃの周囲を駆動回転させるようにしてもよい。

【００４０】図３は、口部加熱ガイド手段Ｄのガイドピ
ン部４４を、軸部４２の先端方向にスライド移動させて
プリフォーム３２の口部３２ｃ内に挿入した状態を示す
ものである。

【００４１】本発明の成形方法は上述したようにして行
うものであるが、ガイドピン部４４をプリフォーム３２
の口部３２ｃに挿入する際には、温度が上昇し過ぎてか
ら速い速度で挿入するとネジ部の高さやネジピッチが縮
小してしまうため、挿入前のプリフォームの加熱温度
（加熱による軟らかさの程度）に合わせた最適な挿入速
度を設定して注意深く行う必要がある。

【００４２】また、口部３２ｃへのガイドピン部４４の
挿入時にガイドピン部４４を回転させることは、ネジの
リード長さを成形すべき設計長さに対して大きく狂わせ
る恐れが有るために最小限の回転に抑えることが望まし
い。

【００４３】

【発明の効果】本発明のプラスチックボトル成形方法
は、プラスチックボトルブロー成形用のプリフォーム
（パリソン）の口部、又はブロー成形後のプラスチック
ボトルの口部を加熱体により均一に加熱した状態でガイ
ドピン部を口部内に密に挿入し、その挿入状態を保持し
た状態で口部に対して加熱操作することによってボトル
口部の安定した均一な結晶化が可能となり、プリフォー
ム口部あるいはプラスチックボトル口部の強度の向上に
効果的である。

【００４４】また、ガイドピンを口部に挿入して強制的
に押し拡げるため、結晶化に起因するネジ部の寸法収縮
を見込んだ設計を必ずしも要しないものである。

【００４５】また結果として同一射出成形金型で口元加
熱品と口元非加熱品との共通化を計ることができ、生産
効率が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチックボトル成形方法の実施の
形態を示す成形工程図。

【図２】本発明のプラスチックボトル成形方法における
ボトル口部の結晶化処理に使用する口部加熱ガイド手段
の一例を示す側断面図。

【図３】本発明のプラスチックボトル成形方法における
ボトル口部の結晶化処理に使用する口部加熱ガイド手段
の動作状態を説明する側断面図。

【図４】一般的なプラスチックボトル成形方法を説明す
る成形工程図。

【符号の説明】

Ａ…コア型部 Ｂ…プリフォーム成形用キャビティ部 Ｃ…ブロー成形用キャビティ部 Ｄ…口部加熱ガイド手
段 １…支持部 ２…コア型 ３…ネック型 １１…プリフォーム成形用キャビティ ２１…ブロー成形用キャビティ ３１…成形用空間部 ３２…プリフォーム ３２ａ…胴
部 ３２ｂ…底部 ３２ｃ…口部 ３２ｄ…ネジ部 ４１…支持部 ４２…回転軸部 ４３…保持体 ４４…
口部ガイドピン部 ４５…ピン部作動アーム ５１…加熱体 ６１…支持体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリフォームをブロー成形して得られるプ
   ラスチックボトルの口部を加熱により結晶化処理して強
   化するプラスチックボトルの成形方法において、プリフ
   ォームの口部若しくはブロー成形後のボトルの口部を加
   熱体にて加熱し、加熱した口部内にガイドピンを密に挿
   入した状態で該口部を再度加熱して結晶化させることを
   特徴とするプラスチックボトルの成形方法。
2. 【請求項２】前記プリフォーム又はボトルの口部を回転
   移動させながら、口部外周面に近接して定位置に固定す
   る前記加熱体にて加熱する請求項１記載のプラスチック
   ボトルの成形方法。
3. 【請求項３】前記プリフォーム又はボトルの口部を定位
   置に固定させ、該口部外周面に近接して回転移動する前
   記加熱体にて加熱する請求項１記載のプラスチックボト
   ルの成形方法。