JPS6378728A - ２軸延伸ブロ−成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性合成樹脂、特にポリエチレンテレフ
タレート樹脂（以下、単にＰＥＴと表記する）製壜体で
ある製品の２軸延伸ブロー成形方法に関するもので、さ
らに詳言すれば、機械強度および耐熱強度に優れた製品
を成形する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

各種の液体を収納する壜状製品として、重量が嵩むばか
りか割れ易いガラス製壜体に代わって熱可塑性合成樹脂
、特にＰＥＴ製２軸延伸ブロー成形製品が広く採用され
るようになっている。

この熱可塑性合成樹脂製２軸延伸ブロー成形製品は、軽
量であると共に、機械的な耐衝撃性に優れており、さら
に成形が簡単で大量生産に好都合であり、そして安価に
製造することができる等の優れた効果を発揮するものと
なっているのであるが、このような多数の利点をもって
いる反面、成形される製品に自立機能を持たせるべく、
製品の底部中央部分を内方に陥没させ、底部の周端部分
を脚部分に形成する一般的な製品構造とすると、内方に
陥没した底部中央部分を充分に延伸変形させることがで
きず、これがためこの底部中央部分の耐熱性が他の製品
部分に比べて大きく劣ることになり、熱の作用によって
不正に変形したり、白化して製品の外観を劣化させるこ
とになったり、脚部分を提供する底部周端部分に過剰に
延伸が掛かって、この脚部分の肉厚が極端に薄くなり、
もって底部の機械的強度が大幅に低下すると云う不都合
が生じている。

また、製品本体に自立機能を持たせずに、製品本体の底
部を半球殻状に膨出させて成形し、この製品本体の底部
に、製品本体とは別体物である脚部提供用のスカートを
組付ける構造のものがあるが、このものは、確かに製品
本体の底部を含めた胴部の肉厚をほぼ均一にすることが
できるばかりか、底部にほぼ満足できる延伸量を与える
ことができるので、底部の耐熱性を高めることができる
と共に、機械的強度も大きくすることができるのである
が、反面製品本体とは別体物であるスカートを組付けな
ければならないので、製品の組立作業が面倒であると共
に、収納できる液体の量の割には製品の容積が大きくな
ってしまい、さらに一つの製品を製造するのにより多く
の材料量を消費することになるので、製品単価が高くな
ると云う重大な欠点をもっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この上記した従来例における不都合および欠点は、２軸
延伸ブロー成形される製品の底部の構造が反転湾曲して
いるのにもかかわらず、他の部分と一緒に同じ延伸ブロ
ー成形操作で最終形状に成形してしまうこと、また製品
を一体物として成形することができないことにその原因
がある。

本発明は、上記した従来例における問題点を解決すべく
創案されたもので、２実延伸ブロ一成形品の底部に成形
される極端な肉薄部分の発生を防止することを目的とし
たものであり、また他の目的は自立機能を持った２軸延
伸ブロー成形製品の底部の耐熱性を充分に高めることを
目的としたものである。

本発明は、この上記した目的を達成すべく、底部を含む
胴部の所望する延伸量までの２軸延伸ブロー成形を、反
転湾曲のない形状のまま達成することによって、前記底
部を含む胴部を、その全域の肉厚がほぼ均一となるよう
延伸成形し、底部中央部分の反転湾曲をこの２軸延伸ブ
ロー成形とは全く別個でかつ変形部分に延伸をかけるこ
とのない単純な陥没変形により達成して自立機能部分を
成形し、この底部中央部分を単純に陥没変形させた成形
品を、はとんど延伸変形を与えないか、もしくは延伸変
形を与えたとしてもわずかの延伸変形を与えただけで最
終形状に延伸ブロー成形して製品の成形を完了させるの
である。

また、成形された製品の底部を含めた全体的な耐熱性の
向上をより一層高めるために、底部中央部分を単純に陥
没変形させた成形品の延伸変形部分、すなわち底部を含
む胴部を均一に加熱し、もって延伸成形された前記胴部
内に発生した内部残留応力による熱収縮を自由な状態で
発生させて前記内部残留応力を消滅させ、この熱収縮し
た成形品をほとんど延伸変形させることな（、もしくは
わずかな延伸変形量で最終形状に延伸ブロー成形して製
品の成形を完了させるのである。

〔問題点を解決するための手段および作用〕以下、本発
明の２軸延伸ブロー成形方法を、本発明方法の具体的な
操作順を示す図面を参照しながら説明する。

本発明による２軸延伸ブロー成形方法は、有底円筒形状
に成形された熱可塑性合成樹脂製の一次成形品Ｓ１を、
半球殻状に膨出させた底部Ｓ２ｂを含む胴部Ｓ２ａ全域
の肉厚がほぼ均一である二次成形品Ｓ２に２軸延伸ブロ
ー成形する一次延伸成形工程Ａと、二次成形品Ｓ２を、
この二次成形品Ｓ２の底部Ｓ２ｂの中央部分を内方に陥
没変形させて、成形目的品である増体形状の製品Ｓの底
部ｓｂと近似した底部Ｓ３ｂに変形させて三次成形品Ｓ
３に成形する底部変形工程Ｂと、三次成形品Ｓ３をほと
んど延伸変形させることなく製品Ｓにブロー成形する二
次延伸成形工程りとを順に行って製品Ｓの成形を達成す
るのである。

また、成形される製品Ｓ全体により高い耐熱性を与えた
い場合には、底部変形工程Ｂで成形された三次成形品Ｓ
３を二次延伸成形工程りで製品Ｓに成形する前に、この
三次成形品Ｓ３全体を均一に加熱して、三次成形品Ｓ３
内に発生している内部残留応力による熱収縮を引き起こ
させて四次成形品Ｓ４に成形する加熱収縮工程Ｃを行い
、この加熱収縮工程Ｃで成形された四次成形品Ｓ４を二
次延伸成形工程りで製品Ｓに成形する。

一次延伸成形工程Ａは、射出成形等により有底円筒形状
に成形された一次成形品Ｓ１を、その全体を延伸効果の
出る温度に均一に加熱した状態でホルダー４に組付は保
持して２軸延伸ブロー成形用の一次ブロー金型１に組付
け、ホルダー４に組付けられた延伸ピン５と一次ブロー
金型１に組付けられた底ピン３とにより軸方向に延伸さ
せると共に、圧力流体の圧入により径方向に延伸させて
二次成形品Ｓ２に成形する（特に、第２図ないし第４図
参照）。

この−次延伸成形工程Ａの際に使用される一次ブロー金
型１は、成形される二次成形品Ｓ２の底部Ｓ２ｂの形状
が単純湾曲により半球殻状に膨出する形状となるように
単純湾曲した成形型面を有しており、このためこの−次
ブロー金型ｌにより一次成形品Ｓ１から２軸延伸ブロー
成形される二次成形品Ｓ２は、その底部Ｓ２ｂを含む胴
部Ｓ２ａ全域をほぼ均一な肉厚で成形されることになる
。

底部変形工程Ｂは、成形された二次成形品Ｓ２の半球殻
状に膨出した底部Ｓ２ｂの中央部分を、最終成形品であ
る製品Ｓの底部ｓｂの陥没凹部Ｓｃとほぼ同じ形状に陥
没変形させて三次成形品Ｓ３に成形する（第６図および
第７図参照）。

この底部変形工程Ｂに際して、二次成形品Ｓ２の底部Ｓ
２ｂ中央部分の陥没変形手段は、特に特定されることは
なく、どのような手段を使用して達成しても良いのであ
るが、ただ底部Ｓ２ｂ中央部分の陥没変形に際して、二
次成形品Ｓ２のいかなる部分にも延伸力が作用すること
のないようにすることが望ましい。これは、この底部Ｓ
２ｂ中央部分の変形に際して延伸力が作用すると、この
延伸力の作用によって折角はぼ均一な肉厚に成形された
底部Ｓ２ｂを含む胴部Ｓ２ａの肉厚が不均一になってし
まうからである。特に、この延伸力が変形される底部Ｓ
２ｂ中央部分に作用するようなことになると、底部Ｓ２
ｂの肉厚が他の部分の肉厚よりも薄くなり本発明の効果
を半減させることになる。

加熱収縮工程Ｃは、三次成形品Ｓ３内の内部残留応力を
消滅させるためのもので、三次成形品Ｓ３全体を熱変形
の発生する温度に均一に加熱することにより、内部残留
応力に従って収縮変形し、この内部残留応力による収縮
変形を自由に発生させることによって内部残留応力が消
滅するのである。

この加熱収縮工程Ｃに際して、三次成形品Ｓ３内部に発
生している内部残留応力は、二次成形品Ｓ２の延伸ブロ
ー成形条件に従ってその程度を予め予測することができ
るので、この内部残留応力による収縮量もほぼ正確に予
測することができる。

二次延伸成形工程りは、三次成形品Ｓ３または四次成形
品Ｓ４を製品Ｓに成形する最終成形工程で、三次成形品
Ｓ３または四次成形品Ｓ４を二次ブロー金型２に組付け
て製品Ｓにほとんど延伸変形させることな（ブロー成形
する。

この二次延伸成形工程りに際して、三次成形品Ｓ３また
は四次成形品Ｓ４を製品Ｓに延伸成形するのに、全く延
伸変形を与えることなくその成形を達成することは不可
能であり、成る程度の延伸変形を受けることになるが、
この延伸変形量は、成形される製品Ｓの内部に大きな内
部残留応力が発生しない範囲で行われることになる。特
に底部Ｓ３ｂまたはＳ４ｂから底部ｓｂへの延伸成形は
、その延伸量をできる限り小さくなるように考慮する必
要がある。

本発明方法は、基本的には、上記したごとく、−次延伸
成形工程Ａと底部変形工程Ｂとそして二次延伸成形工程
りとを順におこなって達成されるものとなっているので
あるが、底部ｓｂのより良い賦形性を得るには、三次成
形品ｓ３が延伸成形に適した充分な温度に加熱されてい
る必要があることから、通常の成形装置を使用しての本
発明の実施では、底部変形工程Ｂにより成形された三次
成形品Ｓ３の全体温度は延伸成形には低過ぎる値となっ
ているのため、二次延伸成形工程りを実施する際には再
加熱操作が必要となる。それゆえ、本発明方法の実際の
実施に際しては、上記した再加熱操作を加熱収縮工程Ｃ
で行うようにするのが有利である。

（実施例〕 図示実施例の場合、−次延伸成形工程Ａは、第２図ない
し第４図に示すごとく、−次成形品Ｓ１の底部Ｓｌｂ中
央部分を底ビン３の先端と延伸ピン５の先端との間で軽
く挟持した状態で一次成形品Ｓ１を軸方向に延伸すると
共に、この−次成形品ｓｌ内に圧力流体を圧入して達成
されている。

底部変形工程Ｂは、第５図ないし第７図に示すごとく、
−次ブロー金型１内でブロー成形された二次成形品Ｓ２
内に圧入された圧力流体を排出し、二次成形品Ｓ２内の
圧力をほぼ大気圧程度にしてから、後退限に後退位置し
ていた底ピン３を所望量前進させて二次成形品Ｓ２の底
部Ｓ２ｂ中央部分を二次成形品Ｓ２の内部に向かって押
し込み、もってこの底部Ｓ２ｂ中央部分の陥没変形を達
成し、二次成形品Ｓ２から三次成形品Ｓ３への成形を達
成する。

なお、この底部変形工程Ｂを行うには、二次成形品Ｓ２
がまだ変形可能な温度にある必要があり、このため二次
成形品Ｓ２内のブロー圧力を取り去った際に、延伸ブロ
ー成形により二次成形品ｓ２内に発生した延伸成形力に
対する抗力としての内部残留応力の作用のため、この二
次成形品ｓ２はわずかに収縮変形（第５図参照）するこ
とになる、この二次成形品Ｓ２における延伸成形力に対
する抗力としての内部残留応力は、加熱収縮工程Ｃにお
ける内部残留応力とは別のもので、延伸作用に対して一
種の反撥力として発生するものであり、この抗力として
の内部残留応力による二次成形品ｓ２の収縮量は極めて
少ない量である。また、実際に底部変形工程Ｂを実施す
る際における二次成形品ｓ２の温度は１２０〜１８０℃
の範囲にあるのが最も望ましい。

底部変形工程Ｂを経て成形された三次成形品ｓ３は、−
次ブロー金型１からホルダー４に保持された状態のまま
離型させられた後、そのまま加熱収縮工程Ｃを受ける。

加熱収縮工程Ｃは、加熱ヒータ６によりホルダー４に保
持されている三次成形品Ｓ３全体を熱収縮の発生する温
度まで均一に加熱して、三次成形品Ｓ３を四次成形品Ｓ
４に収縮変形させて達成している。この加熱収縮工程Ｃ
における三次成形品Ｓ３に対する加熱温度は、１７０〜
２３０　’Ｃの間が最も望ましい。

この加熱収縮工程Ｃに引き続いて四次成形品ｓ４を製品
Ｓに成形する二次延伸成形工程りは、四次成形品Ｓ４の
温度が、加熱収縮工程Ｃによる加熱処理の熱を利用して
、四次成形品ｓ４がまだ延伸成形可能な温度範囲にある
内にホルダー４に保持された状態のまま二次ブロー金型
２に組付けて、四次成形品Ｓ４の製品Ｓへの延伸成形を
達成する。

この二次延伸成形工程りにおける四次成形品ｓ４の実際
の延伸量は、体禎倍率で１．１〜１．４倍の間であるが
、最も望ましいのはほとんど延伸させないことである。

本発明方法により成形された製品Ｓの従来品に対する底
部ｓｂ肉厚分布、耐熱性、機械的強度の相違の実際例を
以下に示す。

イ）底部肉厚分布　（単位１１） 胴部Ｓａと底部ｓｂとの境界部分 従来品　０．４２　　　　本発明品　０．４２底部ｓｂ
の脚部の外側部分 従来品　０．２０　　　　本発明品　０．４０底部ｓｂ
下端部分 従来品　０．１０　　　　本発明品　０．４０底部ｓｂ
の脚部の内側部分 従来品　１．５０　　　　本発明品　０．８０口）耐熱
性 従来品の場合、増体温度が７５℃以上となると、４１ｍ
あった陥没凹部の高さが、ＩＭまで減少する変形を引き
起こした。

本発明品の場合、製品Ｓ温度が１２０℃となっても、３
．８鶴あった陥没凹部Ｓｃの高さには変化が生じなかっ
た。

ハ）機械的強度　（落下テスト） 内容液を充填した増体を温度５℃にした状態で、１．２
ｍの高さからコンクリート上に垂直落下させた際、従来
品は一回の落下テストでＮＧとなったのに対して、本発
明品は玉量の落下テストでもＯＫであった。

〔発明の効果〕

このように、本発明方法は、−次成形品Ｓ１を、単純湾
曲して半球殻状に膨出した底部Ｓ２ｂを有する二次成形
品Ｓ２に２軸延伸ブロー成形し、この二次成形品Ｓ２の
底部Ｓ２ｂ中央部分を延伸変形を発生させることなく製
品Ｓの底部ｓｂに近似した形状に陥没変形させて三次成
形品Ｓ３の底部Ｓ３ｂを成形するので、この三次成形品
Ｓ３の底部Ｓ３ｂの肉厚は他の底部Ｓ３ｂを含めた胴部
Ｓ３ａの肉厚とほぼ等しい値となり、このためこの三次
成形品Ｓ３をほとんど延伸変形させることなく二次延伸
成形工程りで成形される製品Ｓは、その底部ｓｂを含む
胴部Ｓａをその全域にわたってほぼ均一な肉厚で成形さ
れることになり、これによって底部ｓｂ周端部分の脚部
分を提供する部分の肉厚が極端に薄くなると云う不都合
を生じることがないばかりか、底部ｓｂ中央部分に不要
に位置していた成形材料を胴部Ｓａ側に移動させること
ができるので、従来に比べて少ない成形材料量で同一規
格の製品Ｓを成形することができることになる。

また、二次成形品Ｓ２の底部Ｓ２ｂは、半球殻状に膨出
成形されるので、その延伸変形が、胴部Ｓ２ａと同等に
、−次延伸成形工程Ａの最後の時点まで持続されること
になり、このため充分な延伸量を受けて成形されること
になるから、製品Ｓの底部ｓｂには充分な延伸量が与え
られており、もって底部ｓｂには高い耐熱性が与えら、
それゆえ底部ｓｂの不正な熱変形や、熱白化等の不都合
の発生による製品Ｓの外観の劣化および液体収納能力の
低下の発生を大幅に低減させることができる。

さらに、加熱収縮工程Ｃを経て高い耐熱性を有する製品
Ｓを成形する場合、三次成形品Ｓ３の底部Ｓ３ｂの肉厚
がほぼ均一であるので、この底部Ｓ３ｂにおける熱収縮
量を底部Ｓ３ｂ全域において均一に発生させることがで
き、これによって底部ｓｂの賦形性の良いそして機械通
強度の高いさらに耐熱性の高い製品Ｓを得ることができ
ることになる。

以上の説明から明らかなごとく、本発明による２軸延伸
ブロー成形方法は、製品の底部周端部分の極端な肉薄の
発生を確実に防止して底部全域をほぼ均一な肉厚に成形
することができるので、高い機械的強度の底部を有する
製品を得ることができ、また底部全域を充分な延伸量を
与えて成形できるので高い胴部と同等の耐熱性を底部に
与えることができ、これによって製品全体の耐熱性を向
上させると共に熱による外観の劣化とか機能の低下を阻
止することができ、さらに耐熱製品を成形する際におけ
る底部の賦形性を飛躍的に向上させることができ、また
さらに操作が簡単で実施するための装置の構成も簡単な
ものとすることかできる等長（の優れた効果を発揮する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の工程フローチャートを示す線図
である。 第２図ないし第１２図は、本発明方法により成形される
製品の具体的な実施例における成形変化状態を順に示す
縦断面図で、第２図ないし第４図は一次延伸成形工程を
、第５図ないし第８図は底部変形工程を、第９図は加熱
収縮工程を、そして第１Ｏ図ないし第１２図は二次延伸
成形工程を示すものである。 符号の説明 Ｓ；製品、５ａＳＳｌａ　％　Ｓ２ａ　５Ｓ３ａ　％　
Ｓ４ａ　　；胴部、５ｂＳＳｌｂ　、　Ｓ２ｂ　、　Ｓ
３ｂ　５Ｓ４ｂ　　；底部、ＳＣ；陥没凹部、Ａ；−次
延伸成形工程、Ｂ；底部変形工程、Ｃ；加熱収縮工程、
Ｄ；二次延伸成形工程、１；−次ブロー金型、２；二次
ブロー金型、３；底ピン、４；ホルダー、５；延伸ビン
、６；加熱ヒータ。 出願人　株式会社　吉　野　工　業　所ブラシγ辺

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有底円筒形状に成形された熱可塑性合成樹脂製の
   一次成形品（Ｓ１）を、半球殻状に膨出させた底部（Ｓ
   ２ｂ）を含む胴部（Ｓ２ａ）全域の肉厚がほぼ均一であ
   る二次成形品（Ｓ２）に２軸延伸ブロー成形する一次延
   伸成形工程（Ａ）と、前記二次成形品（Ｓ２）を、該二
   次成形品（Ｓ２）の底部（Ｓ２ｂ）の中央部分を内方に
   陥没変形させて、成形目的品である壜体形状の製品（Ｓ
   ）の底部（Ｓｂ）と近似した底部（Ｓ３ｂ）に変形させ
   て三次成形品（Ｓ３）に成形する底部変形工程（Ｂ）と
   、前記三次成形品（Ｓ３）をほとんど延伸変形させるこ
   となく製品（Ｓ）にブロー成形する二次延伸成形工程（
   Ｄ）とを順に行う２軸延伸ブロー成形方法。
2. （２）有底円筒形状に成形された熱可塑性合成樹脂製の
   一次成形品（Ｓ１）を、半球殻状に膨出させた底部（Ｓ
   ２ｂ）を含む胴部（Ｓ２ａ）全域の肉厚がほぼ均一であ
   る二次成形品（Ｓ２）に２軸延伸ブロー成形する一次延
   伸成形工程（Ａ）と、前記二次成形品（Ｓ２）を、該二
   次成形品（Ｓ２）の底部（Ｓ２ｂ）の中央部分を内方に
   陥没変形させて、成形目的品である壜体形状の製品（Ｓ
   ）の底部（Ｓｂ）と近似した底部（Ｓ３ｂ）に変形させ
   て三次成形品（Ｓ３）に成形する底部変形工程（Ｂ）と
   、前記三次成形品（Ｓ３）を加熱して、該三次成形品（
   Ｓ３）内に生じている残留内部応力に従って収縮変形さ
   せて四次成形品（Ｓ４）に成形する加熱収縮工程（Ｃ）
   と、該四次成形品（Ｓ４）をほとんど延伸変形させるこ
   となく製品（Ｓ）に延伸ブロー成形する二次延伸成形工
   程（Ｄ）とを順に行う２軸延伸ブロー成形方法。