JPH11254515A - 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
ロー成形後の口部内に加熱体４４を挿入し、該口部を再
度加熱処理して結晶化させる。

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内に加熱体を挿入した状態で該
口部を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
の口部内に加熱体を挿入する前に、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加熱体に
て口部を予め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
の口部内に加熱体を挿入する前に、定位置に固定した口
部の外周面に近接して回転移動する加熱体にて口部を予
め加熱するプラスチックボトルの成形方法である。

【００１５】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、プリフォーム又はボトルの口
部と胴部との間の外周に熱遮蔽仕切板を設け、加熱体に
て口部を予め加熱しながら、胴部側のみを冷却操作する
プラスチックボトルの成形方法である。

【００１６】

【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）〜（ｈ）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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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る。

【００２１】続いて図１（ｂ）のようにプリフォーム成
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、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。

【００２２】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
れる。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】図１（ｆ）〜（ｈ）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を口部加熱手
段Ｄに装着して口部３２ｃを加熱することにより行う。

【００２６】図１（ｆ）に示すように、口部加熱手段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を装着するための支軸部４
２と、該支軸部４２に沿ってスライド移動可能に設けた
口部３２ｃの内周をガイドするとともにその口部３２ｃ
を内面より加熱する加熱体４４（ガイドピンを兼ねる）
とを備える。なお加熱体４４の形状は、加熱体４４の外
周面が口部３２ｃの内周面の全面若しくは部分面に対し
て、所定の間隔を置いて近接するか、接触するか、又は
密に接触するかのいずれかの程度の形状であればよい。

【００２７】例えば、加熱体４４の形状は、口部３２ｃ
の内周形状に対応した形状であることが適当であって、
例えば口部３２ｃの内周形状が円筒形状であれば加熱体
４４も円筒形状が適当である。

【００２８】口部加熱手段Ｄの加熱体４４は、ストレー
トな支軸部４２に沿って移動動作可能であって、その移
動動作は、加熱体４４の作動部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。

【００２９】上記加熱体４４は、少なくともその外周面
が金属製の熱板面（必要に応じて平滑な熱板面）になっ
ていて、加熱方式は特に本発明においては限定されない
が、例えば加熱体４４の熱板内部に電熱ヒーターを装備
した電熱ヒーター方式、あるいは加熱体４４の内部を加
熱エアーや蒸気を循環送流させた加熱エアー方式や蒸気
方式、その他高周波加熱方式、超音波加熱方式などが使
用できる。

【００３０】前記支軸部４２はシャフト状であって支持
ブロック４１に対して固定又は自由回転可能に設け、必
要に応じてその支軸部４２の先端部には固定又は自由回
転可能な保持体４３を設けるものである。

【００３１】まず、図１（ｆ）に示すように口部加熱手
段Ｄの支軸部４２を、予め別の加熱体によって６３℃〜
１２１℃程度に加熱されているプリフォーム３２の口部
３２ｃより装填する。

【００３２】そして、図１（ｇ）に示すように支軸部４
２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３２
ｂ外側から回転可能な回転支持体６１を支軸部４２方向
に押し当てることによってプリフォーム３２を保持す
る。

【００３３】次に、図１（ｈ）に示すように、口部加熱
手段Ｄの加熱体４４を６３℃〜１２１℃程度に加熱され
ているプリフォーム口部３２ｃ内に挿入して、口部３２
ｃの内周面と加熱体４４の外周面とを僅かな間隔を置い
て近接、又は接触、又は密に接触させて口部３２ｃを加
熱する。そしてこの加熱体４４によって口部３２ｃの温
度が６３℃〜１２１℃程度の温度を継続するようにし、
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３
２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。

【００３４】加熱体４４を挿入した後における口部３２
ｃに対する結晶化のための加熱は、６３℃〜１２１℃程
度（そのうち１２０℃以下が適当）、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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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
加熱手段Ｄを用いて加熱強化処理することは可能であ
る。

【００３８】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手段
Ｄの一例を図３〜図４又は図５〜図６の側断面図に示
す。なお図２は成形されたプリフォーム３２の口部３２
ｃ（又はプラスチックボトルの口部）を予め加熱するた
めの加熱手段である。

【００３９】まず、口部加熱手段Ｄに装着保持される前
に、予めプリフォーム口部３２ｃを６３℃〜１２１℃程
度に加熱する際に使用する口部加熱手段５０を、図２に
基づいて説明すれば、口部加熱手段５０はプリフォーム
３２の底部３２ｂ又は成形後のボトルＰの底部を保持す
る支持体５１を備える。

【００４０】該支持体５１は、ブロック体５２と、該ブ
ロック体５２にプリフォーム３２の底部３２ｂ又は成形
後のボトルＰの底部の外形に対応した形状の凹状部５３
を備え、該ブロック体５２は、電動モーターにより適宜
回転速度で駆動回転可能な支軸部５４によって回転可能
に支持されている。

【００４１】該ブロック体５２の上側にはプリフォーム
３２の胴部３２ａを差し込み保持可能な円筒状のホルダ
ー部５５を一体的に備え、該ブロック体５２の凹状部５
３の下部には吸着固定用のエア吸引用孔５２ａを備え、
支軸部５４内のエア通路６４ａよりエアが吸引されて、
ホルダー部５５内に差し込まれたプリフォーム３２の底
部３２ｂ又は成形後のボトルＰの底部を吸着してプリフ
ォーム３２を保持することができる。

【００４２】また、図２に示す口部加熱手段５０は、ホ
ルダー部５５内に差し込み装填されたプリフォーム３２
の口部３２ｃの外周に近接した電熱ヒーター方式、高周
波加熱方式、超音波加熱方式などによる加熱体５６を備
える。

【００４３】また、プリフォーム３２の胴部３２ａと口
部３２ｃとの間の外周に沿って熱遮蔽板５７を備え、口
部３２ｃを加熱する加熱体５６の熱放出が胴部３２ａ側
に影響を及ぼさないようにする。

【００４４】また、図２に示すようにプリフォーム３２
の胴部３２ｃを冷却する冷却部５８を胴部３２ｃに近接
して備えるようにしてもよく、例えば胴部３２ｃに向か
って冷却エアーを吹き付けるための冷却エアーノズルな
どでもよい。

【００４５】そして、口部加熱手段５０のホルダー部５
５内にプリフォーム３２の胴部３２ａを装填した後、支
軸部５４を軸にして口部加熱手段５０を駆動回転させ、
冷却部５８より冷却エアーを吹き付け、胴部３２ａを冷
却しながら、回転する口部３２ｃを加熱体５６により６
３℃〜１２１℃程度に加熱するものである。

【００４６】次に図３〜図４に示す口部加熱手段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支
軸部４２が立設され、該支軸部４２先端部には固定（又
は回転可能）状態に保持体４３を備え、該支軸部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加熱体４４が、該軸部４
２に沿ってスライド移動可能に取り付けられている。

【００４７】前記加熱体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
って支軸部４２の先端方向に駆動移動と復帰移動できる
ようになっており、また、前記加熱体４４の内部には加
熱エアー若しくは蒸気を送流する流路４４ａを備え、供
給口４５ａから排出口４５ｂ方向に送流される加熱エア
ー若しくは蒸気によって加熱された加熱体４４の外周面
をプリフォーム口部３２ｃの内周面に対して近接若しく
は接触させることによりプリフォーム口部３２ｃを加熱
することができる。

【００４８】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、支持軸６４に取り付け支持されたブロ
ック体６２と、該ブロック体６２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６
４ａよりエアが吸引されて、プリフォーム３２の底部３
２ｂ又は成形後のボトルＰの底部を吸着保持する。

【００４９】図４は口部加熱手段Ｄの加熱体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３
２の口部３２ｃ内に挿入した状態を示すものである。

【００５０】図５〜図６に示す口部加熱手段Ｄは、支持
ブロック４１に対して支軸部４２、保持体４３（図３〜
図４参照）を省略したものであり、図５に示すように上
下方向に移動可能な支持ブロック４１に、プリフォーム
３２の口部３２ｃの内径よりも多少小さめの外径又は同
一外径又は多少大きめの外径に設定された加熱体４４が
一体的に取り付けられているものである。

【００５１】図６は口部加熱手段Ｄの加熱体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３
２の口部３２ｃ内に挿入した状態を示すものである。

【００５２】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、加熱体４４の外周面をプリフォーム口
部３２ｃの内周面に対して密に嵌合させるような加熱方
式の場合は、プリフォーム３２の口部３２ｃに挿入する
際に、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。

【００５３】また、口部３２ｃへの加熱体４４の挿入時
に加熱体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
ため望ましくない。

【００５４】

【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加熱
体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。

【００５５】また、加熱体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。

【００５６】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の実施の
形態において口部の結晶化処理前に予め行う加熱操作に
使用する加熱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
口部の結晶化処理に使用する口部加熱手段の一例を示す
側断面図。

【図４】本発明のプラスチックボトル成形方法における
口部の結晶化処理に使用する口部加熱手段の一例の動作
状態を説明する側断面図。

【図５】本発明のプラスチックボトル成形方法における
口部の結晶化処理に使用する口部加熱手段の他の例を示
す側断面図。

【図６】本発明のプラスチックボトル成形方法における
口部の結晶化処理に使用する口部加熱手段の他の例の動
作状態を説明する側断面図。

【図７】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…支軸部 ４３…保持体 ４４…口
部加熱体 ４５…加熱体作動部 ５１…加熱体 ５７…熱遮蔽板 ５８…冷却部 ６１…支持体

Claims (4)

【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内に
   加熱体を挿入した状態で該口部を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内に加
   熱体を挿入する前に、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加熱体にて口部を予め
   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内に加
   熱体を挿入する前に、定位置に固定した口部の外周面に
   近接して回転移動する加熱体にて口部を予め加熱する請
   求項１記載のプラスチックボトルの成形方法。
4. 【請求項４】プリフォーム又はボトルの口部と胴部との
   間の外周に熱遮蔽仕切板を設け、加熱体にて口部を予め
   加熱しながら、胴部側のみを冷却操作する請求項２又は
   請求項３記載のプラスチックボトルの成形方法。