JPWO2019065993A1 - ブロー成形方法及びブロー成形装置 - Google Patents

Abstract

樹脂製のプリフォーム１０に一次ブローを施して中間成形品３０を形成し、更に中間成形品３０に最終ブローを施して最終成形品である中空容器４０を形成するブロー成形方法であって、一次ブロー及び最終ブローを実施する少なくとも一方のステップが、ブローにより対象物であるプリフォーム１０又は一次成形品２０ａ〜２０ｃを延伸させるステップと、ブローした空気の排気により対象物である一次成形品２０ａ〜２０ｃの延伸させた各部を収縮させるステップと、を所定時間内に連続して繰り返す薄肉化ステップを含んでいる構成とする。

Description

本発明は、ブロー成形方法及びブロー成形装置に関する。

従来、熱可塑性の樹脂材料で形成される中空容器（ボトル）は、軽量性や耐久性に優れて取り扱いが容易であり、それでいて所期の美観も確保しやすいため、広く社会で活用されている。この種の中空容器の一例としては、飲料等の液体を充填可能なＰＥＴボトルが挙げられる。

このような中空容器は、通常、いわゆるブロー成形法によって成形される。ブロー成形法には、代表的に、射出成形したプリフォームに残存する熱量を該プリフォームに保持させ、ブロー適温となったプリフォームにブローを施して延伸させるホットパリソン式と、射出成形した後に室温まで冷却させたプリフォームを別途準備し、それをブロー適温まで加熱した上でプリフォームにブローを施して延伸させるコールドパリソン式と、がある（例えば、特許文献１参照）。

また、中空容器の耐熱性の向上を目的としたブロー成形方法も様々提案されている。例えば、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工程と、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工程と、金型から取り出されて収縮した中間成形品を金型外で熱処理する工程と、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工程と、を有する手法がある（特許文献２参照）。上記のような金型外で熱処理する工程を省略した手法も存在する（特許文献３参照）。特許文献２や特許文献３に係る発明では、熱処理により樹脂の結晶化を促進させ、これにより耐熱性の向上を図ることを試みている。

特開２０１３−１０７３９１号公報 特許第３７６００４５号公報 特許第３９０７４９４号公報

ここで、上述のホットパリソン方式やコールドパリソン方式のブロー成形方法では、プリフォームの肉厚に応じて各部（肩部、胴部及び底部等）の延伸されやすさが異なる。このため、何れの方式であっても、最終成形品である中空容器において肉厚のばらつきが生じてしまう虞がある。肉厚のばらつきは、例えば、中空容器の取り扱い性、剛性度、落下耐性、トップロード耐性といった中空容器の各種性能の低下を招き、さらに中空容器の美観や品質、商品価値を損ねる要因ともなり得る。このため、中空容器の肉厚は、できるだけ均一化することが望まれている。特に、ホットパリソン方式のブロー成形方法では、プリフォームの肉厚が同じでも射出成形に由来する偏温が生ずるため、肉厚が均一化された（整った）中空容器の成形は一層困難になる。

また特許文献２，３に係る発明のように、熱処理により樹脂の結晶化を促進させることで耐熱容器を形成する場合、中間成形品の各部に偏った肉厚分布が形成されていると、それに伴い、各部の温度分布のばらつきも大きくなる。その結果、肉厚の整った耐熱容器の製造が難しくなる。さらに、耐熱容器の肉厚が均一になっていない（整っていない）と、高温（例えば、約８５〜９５℃）の内容物を充填した際に肉厚の薄い部分と厚い部分とで変形量の差が顕著になりやすく、容器全体として歪みが生じやすい。特にホットパリソン方式のブロー成形方法では、プリフォームに射出成形由来の偏温が生ずるため、中間成形品の各部の偏肉度合（肉厚分布の偏り）は一層大きくなり易い。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、中空容器の各部の偏肉度合を改善することができるブロー成形方法及びブロー成形装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一つの態様は、樹脂製のプリフォームに一次ブローを施して中間成形品を形成し、更に前記中間成形品に最終ブローを施して最終成形品を形成するブロー成形方法であって、前記一次ブロー及び前記最終ブローを実施する少なくとも一方のステップが、ブローにより対象物を延伸させるステップと、ブローした空気の排気により前記対象物の延伸させた各部を収縮させるステップと、を所定時間内に連続して繰り返す薄肉化ステップを含んでいることを特徴とするブロー成形方法にある。

ここで、前記薄肉化ステップは、ブローにより前記対象物の各部を延伸させる第１ステップと、前記第１ステップで前記対象物内に導入した気体を排気させ、前記対象物の延伸させた各部を収縮させる第２ステップと、前記第２ステップ後のブローにより前記対象物の各部を延伸させる第３ステップと、前記第３ステップで前記対象物内に導入した気体を排気させ、前記対象物の延伸させた各部を収縮させる第４ステップと、を少なくとも含むことが好ましい。

さらに前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップ及び前記第４ステップを行う時間は、それぞれ２秒以内であることが好ましい。また前記第２ステップを、前記第４ステップよりも短時間で行うことが好ましい。

また前記一次ブローを実施するステップが前記薄肉化ステップを含む場合、前記第１ステップでは、前記対象物である前記プリフォーム内の底部を延伸ロッドで押圧しながら各部を延伸させることが好ましい。

また前記薄肉化ステップでは、前記第１ステップでのブロー以降、前記延伸ロッドを前記対象物内の底部に当接させた状態を維持することが好ましい。

また前記一次ブローを実施するステップでは、射出成形後の前記プリフォームに残存する熱量を利用して前記中間成形品を形成することが好ましい。

また前記一次ブローは熱処理ブローであり、当該一次ブローを実施することで前記中間成形品の樹脂の結晶化を促進させることが好ましい。

また本発明の他の態様は、ブロー成形型内で樹脂製のプリフォームに一次ブローを施すことで中間成形品を成形し、更に最終ブロー成形型内で前記中間成形品に最終ブローを施す成形手段を具備するブロー成形装置であって、前記成形手段は、前記一次ブロー及び前記最終ブローの少なくとも一方を実施する際に、ブローによる対象物の各部の延伸と、ブローした気体の排気による前記対象物の延伸させた各部の収縮と、を所定時間内に連続して繰り返すことを特徴とするブロー成形装置にある。

本発明のブロー成形方法によれば、各部の偏肉度合を改善でき、特に底部の薄肉化を図った中空容器を提供することができる。

また、本発明のブロー成形装置によれば、各部の偏肉度合を改善でき、特に底部の薄肉化の改善を図った中空容器を提供することができる。

実施形態１に係るブロー成形方法を説明する図。 実施形態１に係るブロー成形方法の薄肉化ステップ（Ｓｔｐ）を説明する図。 実施形態１に係るブロー成形装置の概略構成を示す図。 実施形態１に係るブロー成形方法及びブロー成形装置を説明する図。 実施形態１に係るブロー成形方法及びブロー成形装置を説明する図。 実施形態２に係るブロー成形装置の概略構成を示す図。 実施形態２に係るブロー成形方法及びブロー成形装置を説明する図。 実施形態３に係るブロー成形装置の概略構成を示す図。 ブロー成形により形成される中空容器の一例を示す図。 ブロー成形により形成される中空容器の一例を示す図。

本実施形態について、図面を参照して説明する。以下の実施形態は、本発明の一態様であり、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図や説明中、同一の部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（実施形態１）
図１及び図２は、本実施形態に係るブロー成形方法を説明するための図である。図１は、ブロー成形方法の全体の流れを示す図であり、図２は、ブロー成形方法に含まれる薄肉化ステップ（Ｓｔｐ）の流れを示す図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るブロー成形方法は、樹脂製のプリフォーム１０に複数のブローステップを含む一次ブローを施すことで偏肉度合が改善された中間成形品３０を成形し、更に中間成形品３０に最終ブロー（二次ブロー）を施すことで中空容器４０を成形するものである。また詳しくは後述するが、この方法では、射出成形により形成したプリフォーム１０から一次成形品２０（２０ａ〜２０ｃ）を経て中間成形品３０を形成し、この中間成形品３０に最終ブロー（二次ブロー）を施すことで最終成形品である中空容器４０を成形する。

また、本実施形態に係るブロー成形方法は、射出成形後のプリフォーム１０に残存する熱量を利用して、ブロー適温に調整したプリフォーム１０にブローを施す、いわゆるホットパリソン式によるものである。ここでのプリフォーム１０はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）からなるため、各種のブロー温度は、ＰＥＴの結晶化温度や軟化点等に基づいて適宜調整される。ただし、プリフォーム１０を構成する樹脂材料はＰＥＴに限定されず、ＰＥＴを含む又はＰＥＴとは異なる他の樹脂材料であってもよい。

また中間成形品３０は、上述のように一次ブロー（本実施形態では、熱処理ブロー）によって形成される。当然ながら、中間成形品３０の成形過程で得られる一次成形品２０（２０ａ〜２０ｃ）も一次ブローによって形成される。

詳しくは、一次ブロー（熱処理ブロー）は、所定のブローステップと、所定の排気ステップと、を所定時間内に連続して複数回繰り返す薄肉化ステップを含んでいる。ブローステップでは、プリフォーム１０や一次成形品２０等の対象物の各部を延伸させる。排気ステップでは、ブローした気体（例えば、空気）の排気により、つまりブローした気体を対象物である一次成形品２０から排出することにより、一次成形品２０の延伸した各部を収縮させる。なお、本実施形態で言う各部とは、例えば、一次成形品２０の肩部、胴部及び底部等である。

一般的にホットパリソン式のブロー成形方法では、プリフォームの各部の延伸されやすさは、各部の肉厚によって決まる。すなわちプリフォームは、相対的に厚肉である部分（胴部等）ほど保有熱が高く延伸されやすい。言い換えれば、プリフォームは、相対的に薄肉である部分（底部等）ほど保有熱が相対的に低く延伸されづらい。このため、例えば、ホットパリソン式のブロー成形方法でプリフォームから中空容器を形成する場合、プリフォームの肉厚部分に対応する中空容器４０の部位（胴部等）は比較的肉薄になり易く、プリフォーム薄肉部分に対応する中空容器４０の部位（底部等）は比較的肉厚となり易い。

しかしながら、上記のような薄肉化ステップを行うことで、繰り返されるブローステップのたびに、そのときの厚肉部分（特に底部）を延伸させることができる。従って、厚肉になりがちな中空容器４０の底部を好適に薄肉化することができる。加えて、薄肉化ステップの全体を通じて各部の肉厚をバランスよく延伸させることができる。つまり、このような薄肉化ステップにより、最終成形品である中空容器４０の偏肉度合の改善を図ることができる。言い換えれば、中空容器４０の肉厚の均一化を図ることができる。

本実施形態では、薄肉化ステップは、第１ブローステップ（第１ステップ）と、第１排気ステップ（第２ステップ）と、第２ブローステップ（第３ステップ）と、第２排気ステップ（第４ステップ）と、を少なくとも含んでいる。このように薄肉化ステップでは、ブローステップと、排気ステップとが、所定時間内に交互に実施されることになる。なお、これらのステップは、それぞれ、所定時間（例えば、２秒）以内で連続して実施される。

また薄肉化ステップでは、第１ブローステップで形成される一次成形品２０（２０ａ）、第１排気ステップで形成される一次成形品２０（２０ｂ）、第２ブローステップで形成される一次成形品２０（２０ｃ）を経て、第２排気ステップにて中間成形品３０が形成される。

ところで、最終成形品である中空容器４０は、飲料等の液体を充填可能な容器（いわゆるＰＥＴボトル）である。この中空容器４０の胴部４１には、最終ブローを行うときの最終ブロー成形型の形状に対応して、例えば周方向に亘って凹部４２が形成されている（図１参照）。また、中空容器４０は、その底部４３に容器内方へ凸状に突出する上底部４４が形成されるとともに、その裾野に上底部４４を周方向に取り囲む裾野部４５（ヒール部）が形成されている（図２参照）。

また、中空容器４０と同様に、プリフォーム１０から中空容器４０を形成する過程で得られる一次成形品２０にも、その底部２３に成形品の内方へ凸状に突出する上底部２４が形成されるとともに、その裾野に上底部２４を周方向に取り囲む裾野部（ヒール部）２５が形成されている。また中間成形品３０にも、その底部３３に上底部３４及び裾野部（ヒール部）３５が形成されている。

図３は、本実施形態に係るブロー成形装置１００の概略構成を示す図である。図３に示すように、ブロー成形装置１００は、プリフォーム１０、一次成形品２０、中間成形品３０及び中空容器４０を順次間欠的に回転させて次工程に搬送するタイプの装置（間欠回転搬送式）であり、射出装置１１０が接続される射出成形部１２０、温調部１３０、ブロー成形部（中間成形部：一次ブロー成形部）１４０、最終成形部（二次ブロー成形部）１５０及び取出部１６０の５つのステーションを機台上に備えている。これらの５つのステーションの上方には図示しない回転盤（移送盤）が回転可能に設けられ、回転盤は成形品を保持し搬送するためのネック型（後述）を支持している。このうちブロー成形部（中間成形部）１４０を中心に、上記の薄肉化ステップが行われる。なお、ブロー成形部１４０と最終成形部１５０は機台にスライド可能に設置されており、回転盤に支持されたネック型に対して交互に移動させられる。

図４及び図５は、ブロー成形装置１００の構成や動作、及び本実施形態に係るブロー成形方法を説明するための図である。図４は、ブロー成形方法の全体の流れに対応した図であり、図５は、ブロー成形方法に含まれる薄肉化ステップ（Ｓｔｐ）に対応した図である。

射出成形部１２０は、射出装置１１０から射出されるＰＥＴによってプリフォームを射出成形する（図４（ａ））。射出成形部１２０は、射出装置１１０に接続される射出成形型１２１を備えている。射出成形型１２１は、プリフォーム１０の胴部の外面を規定する射出キャビティ型１２２と、プリフォーム１０の内面を規定するコア型１２３と、を備えている。射出成形型１２１の上部には、成形品であるプリフォーム１０のネック部の外壁面を規定する水平方向に開閉可能な割型からなるネック型１２４が設けられている。

この射出成形部１２０では、原料であるＰＥＴを、射出キャビティ型１２２の底部中央に設けられたゲート１２５を介して射出キャビティ型１２２内に充填することで、プリフォーム１０が形成される。射出成形されたプリフォーム１０は、ネック型１２４に保持された状態で温調部１３０に搬送される。

温調部１３０では、ブロー成形部（中間成形部）１４０におけるブロー成形前に、プリフォーム１０の温度を調整する（温調工程：図４（ｂ））。温調部１３０は、例えばプリフォーム１０を収容する温調ポット１３１を備えており、この温調ポット１３１により、射出成形後にプリフォーム１０に残存する熱量を利用しながら、ＰＥＴの延伸適正温度（例えば８０〜９０℃程度）になるように温度調整を行う。所定の延伸適温に調整（加熱）されたプリフォーム１０は、その後、ブロー成形部１４０に搬送される。

ブロー成形部１４０は、その後の最終成形部１５０とともに、本実施形態に係る成形手段を構成する。ブロー成形部１４０は、一次ブロー（本実施形態では、熱処理ブロー）を行うための部分であり、プリフォーム１０から一次成形品２０を経て、中間成形品３０を成形する（図４（ｃ）及び（ｄ））。ブロー成形部１４０は、ブロー成形型１４１を備えており、ブロー成形型１４１は、開閉可能な一対のブロー成形割型１４２と、延伸ロッド１４３と、ブロー底型１４４と、を備えている。なお、本実施形態では、一次ブローとして熱処理ブローを行っているが、一次ブローは熱処理を伴わないブローであってもよい。

延伸ロッド１４３は、プリフォーム１０の口部１２に嵌入されるブローコア１４５を通して縦軸方向（上下方向）に移動可能とされている。また、ブロー成形部１４０は、ブローコア１４５を介して空気（加圧気体）を供給する供給部（図示は省略）を備えている。

ブロー成形部１４０では、一次ブロー型（熱処理ブロー型）であるブロー成形型１４１内に配置されたプリフォーム１０の底部を延伸ロッド１４３により容器内方から押圧することで、プリフォーム１０を縦軸方向に延伸させる。これとともに、供給部から空気を供給して、ＰＥＴの結晶化以上の温度（例えば１８０℃〜２００℃程度）に加熱されたブロー成形型１４１及びブロー底型１４４の内壁面に接触するまでプリフォーム１０を径方向に延伸させる。

これにより、中空容器４０よりもサイズが大きい一次成形品２０（２０ａ）を成形する（第１ブローステップ：図５（ａ））。このような第１ブローステップでは、ＰＥＴの残留応力を緩和でき、その結晶化密度を向上させることができる。

上記の通り、プリフォーム１０の肉厚等に応じて各部の延伸されやすさが異なる。すなわち、プリフォーム１０は、肉厚である部分ほど熱保有量が大きく、第１ブローステップにて延伸されやすい。このため、第１ブローステップによるプリフォーム１０の延伸は、胴部が先行し、底部の延伸は遅れがちとなる。すなわち、第１ブローステップにおいては、プリフォーム１０の胴部は比較的大きく延伸されるものの底部の延伸量は比較的少ない。したがって、第１ブローステップで形成される一次成形品２０ａは、胴部に比べて底部２３が比較的厚肉となる。

また本実施形態では、最終成形品である中空容器４０の裾野部４５から上底部４４までの高さは、一次成形品２０ａの裾野部２５から上底部２４までの高さよりも低くなっている。つまり、一次成形品２０ａの方が、中空容器４０よりも上げ底に形成されている。その結果、一次成形品２０ａの底部２３（特に、上底部２４）は一回のブロー処理（第１ブローステップ）のみでは延伸しきらず、胴部に比べて肉厚となり易い。

またブロー成形部１４０は、第１ブローステップ後に、ブローコア１４５を介して、第１ブローステップでブローした空気を排気させ、一次成形品２０ａの延伸した各部を収縮させる（第１排気ステップ：図５（ｂ））。なお、排気は、ブローコア１４５上部の図示しない排気弁を開弁することで行うことができる。

このときの収縮の程度は比較的大きく、一次成形品２０ａにおいて上底部２４を周方向に取り囲む裾野部２５が口部２２側に引き上げられる量は、上底部２４の延伸ロッド１４３が当接する部分が口部２２側に引き上げられる量よりも大きくなる。これと同時に、裾野部２５以外の各部も収縮する。これらの結果、一次成形品２０ａよりもサイズの小さい一次成形品２０ｂが得られる（図５（ｂ））。また、この際、肉厚で熱保有量が大きい上底部２４の樹脂が裾野部２５の方向に引っ張られる形になる。そのため、上底部２４において、延伸ロッド１４３が接触している中央領域と延伸ロッド１４３が接触していない周辺領域との肉厚差は小さくなる。なお、第１ブローステップにより高延伸された一次成形品２０ａの裾野部２５や胴部の保有熱量は、上底部２４よりも相対的に低くなる。

ブロー成形部１４０は、第１排気ステップにかかる排気後に、引き続き一次成形品２０ｂへの熱処理を施しながら、一次成形品２０ｂの口部２２よりブローコア１４５を介し、供給部から空気を供給する。これにより一次成形品２０ｂの各部が延伸されて一次成形品２０ｃが形成される（第２ブローステップ：図５（ｃ））。このとき、底部２３（上底部２４）が特に延伸される。底部２３（上底部２４）は、上記の第１ブローステップで延伸度合いが低く相対的に厚肉に維持されており、第２ブローステップの段階で他の部分よりも熱保有量が大きいからである。

第２ブローステップによれば、ブロー成形型１４１内で底部２３がさらに延伸し、これにより底部２３の薄肉化が図られる。一次成形品２０ｃの底部２３の厚さｄ２は、一次成形品２０ａにおける底部２３の厚さｄ１よりも薄くなる。

なお、一次成形品２０ａの底部２３の厚さｄ１および一次成形品２０ｃの底部２３の厚さｄ２は、延伸ロッド１４３と接触した上底部２４の中央領域と裾野部２５との間に位置し、延伸ロッド１４３と非接触である上底部２４の外周領域の厚さを示している。また、底部２３ほどではないにしろ底部２３以外の各部（肩部や胴部等）も２回延伸されることで、各部の肉厚がバランスのとれた一次成形品２０ｃが形成される。加えて、上記の第１ブローステップとともに、第２ブローステップによってもＰＥＴの残留応力が緩和され、その結晶化密度を向上させることができるので、最終的に得られる中空容器４０の耐熱性の向上を図ることができる。

ブロー成形部１４０は、第２ブローステップ後に、ブローコア１４５を介して第２ブローステップでブローした空気を排気させ、一次成形品２０ｃの延伸した各部を収縮させる（第２排気ステップ：図５（ｄ））。これにより、中空容器４０よりもサイズが小さい中間成形品３０が形成される。また、中間成形品３０は、一次成形品２０ｂよりも若干大きいサイズに形成される。

なお、第１ブローステップの後のステップ、つまり、第１排気ステップ、第２ブローステップ及び第２排気ステップにおいて、ブロー成形部１４０は、延伸ロッド１４３を縦軸方向へ押し下げた位置の状態に保持させておく。これにより、延伸ロッド１４３が一次成形品２０の底部２３及び中間成形品３０の底部３３の内壁面に当接した状態が維持される。よって、一次成形品２０をブロー成形又は収縮させた際に、一次成形品２０の中心軸に対する底部２３の軸ずれ及び中間成形品３０の中心軸に対する底部３３の軸ずれを確実に防止できる。

図５（ｄ）では、中間成形品３０（延伸ロッド１４３）の中心線Ｌ１と、凸状に突出する上底部３４の中心線Ｌ２と、が略一致して表されている。両者の軸ずれを防止できることで、中空容器４０の偏肉度合の改善をより図りやすくなる。

薄肉化ステップにおいてブロー及び排気が連続して繰り返され、一次成形品２０の厚肉である部分が薄肉化されて全体の偏肉度合が改善されていくにつれ、一次成形品２０の各部の熱保有量も小さくなっていき、ブローや排気に応じた一次成形品２０の延伸や収縮の程度が小さくなる。例えば、上記の第２ブローステップにおいて特に底部２３の薄肉化が図られているため、第２排気ステップでの底部２３の収縮度合いは、第１排気ステップでのそれよりも小さくなる。

第２排気ステップにより得られる中間成形品３０は、次の最終ブロー成形型１５１内に保持できるよう、中空容器４０よりサイズが小さいことが必要である。それでいて、中間成形品３０は、最終成形品である中空容器４０のサイズに近いことが好ましい。これによれば、最終ブロー（二次ブロー）時に中間成形品３０の延伸の程度を小さく抑えることができ、最終ブローにより成形された中空容器４０に残留し得る応力を小さくすることができる。その結果、例えば、熱による変形を好適に抑制できる中空容器４０となる。

以上の通り、ブロー成形部１４０を中心に行われる薄肉化ステップを経て、プリフォーム１０は最終成形品である中空容器４０よりも若干小さい中間成形品３０となる。中間成形品３０は、ネック型１２４に保持された状態で最終成形部１５０に搬送される。

最終成形部１５０は、先のブロー成形部１４０とともに、本実施形態に係る成形手段の一部を構成する。最終成形部１５０では、中間成形品３０をブロー成形することにより中空容器４０を成形する（最終成形工程：図４（ｅ））。最終成形部１５０は、最終ブロー成形型１５１を備えており、最終ブロー成形型１５１は、開閉可能な最終ブロー成形割型１５２と、最終ブロー底型１５３と、を備えている。

最終ブロー成形割型１５２は、中空容器４０の外形形状に沿った内壁面を有している。この内壁面には、中空容器４０の凹部４２に対応する位置に内側に突出する凸部１５４が設けられており、また、最終成形部１５０は、ブローコア型を介して空気（加圧気体）を供給する供給部を備えている。

そして、最終ブロー成形型１５１内に配置された中間成形品３０の内部に、供給部からブローコアを介して空気を供給し、所定温度（例えば１００℃〜１２０℃程度）に加熱された最終ブロー成形割型１５２の内壁面に接触するまで中間成形品３０を縦軸方向及び径方向延伸され、その後、ブローエアの循環により冷却される。これにより中空容器４０が成形される。中空容器４０は、その後、取出部１６０に搬送され、取出部１６０から装置外に取り出される。

以上説明したブロー成形方法及びブロー成形装置１００によれば、ブロー成形部１４０における薄肉化ステップで、ブローステップと排気ステップとを所定時間内に連続して繰り返す。第１ブローステップでは、プリフォーム１０の胴部を主に延伸させるため、一次成形品２０ａの底部２３は、胴部に比べて厚肉のまま維持される。次の第１排気ステップでの収縮後も一次成形品２０ｂの底部２３が厚肉のまま維持される。これにより、次の第２ブローステップで、相対的に厚肉で熱保有量が大きい底部２３が好適に延伸されて薄肉化され、一次成形品２０ｃの底部２３の肉厚が比較的均一化される。

また、第２ブローステップにより、底部２３ほどではないにしろ底部２３以外の各部も再度延伸されることで、一次成形品２０ｃは各部の肉厚のバランスがとれたものとなる。厚肉である部分が薄肉化されて全体の偏肉度合が改善されるにつれ、一次成形品２０ｃの各部の熱保有量も小さくなるので、次の第２排気ステップに伴う一次成形品２０ｃの大きな収縮も回避される。

このように、ブロー成形方法及びブロー成形装置１００によれば、上記の薄肉化ステップを行うので、中間成形品３０の偏肉度合を改善できる。そして、この中間成形品３０を最終ブローすることによって得られる中空容器４０の偏肉度合も改善することができる。特に中空容器４０の底部４３の高延伸化と薄肉化を図ることができると共に、底部４３の肉厚の均一化を図ることができる。また、成形工程での一次ブローとして熱処理ブローを実施することにより樹脂の結晶化を促進でき、得られる中空容器４０の耐熱性の向上を図ることができる。

本実施形態において、薄肉化ステップで断続的に行われるブロー・排気の各時間は、例えば、それぞれ２秒以内という短時間である。そのため、このようなブローや排気を繰り返すとしても、全体の製造時間が大幅に長くなることもない。ゆえに本実施形態は大量生産にも適しており、近年の中空容器の利用機会の益々の拡大に対し、優れた製造効率や容器品質の確保という期待にも応えることができる。

これまで説明した薄肉化ステップにおける第１ブローステップを行う時間は、例えば、０．７秒〜０．８秒である。第１ブローステップを行う時間は、プリフォーム１０を延伸させる程度や、ＰＥＴ（一次成形品２０ａ）に熱処理を施すのに十分な時間等に基づいて適宜調整可能である。

薄肉化ステップにおける第１排気ステップを行う時間は、例えば、０．５秒〜０．６秒程度である。第１排気ステップを行う時間は、ブローした空気を排気させるのに要する時間等に基づいて適宜調整可能である。かかる時間は、次の第２ブローステップにおいて一次成形品２０ｂの底部２３の薄肉化を好適に図る観点からは、短くされる方が好ましい。目安としては、第１排気ステップを、例えば後の第２排気ステップよりも短時間で行うのがよい。

第２ブローステップを行う時間は、例えば、１．２秒〜１．３秒程度である。第２ブローステップを行う時間は、プリフォーム１０の各部を延伸させる程度や、ＰＥＴ（一次成形品２０ｂ）に熱処理を施すのに十分な時間等に基づいて適宜調整可能である。

第２排気ステップを行う時間は、例えば、０．９秒〜１．１秒程度である。第２排気ステップを行う時間は、同じ排気ステップでも第１排気ステップよりも長い。第２排気ステップを行う時間が、比較的長く確保されることで、第２排気ステップに伴う収縮の程度をできるだけ小さく抑えることができる。

ちなみに、これらのステップを行う時間は、中空容器４０や中間成形品３０のサイズから逆算して調整できる。上記の通り、一次ブロー成形（薄肉化ステップ）により得られる中間成形品３０は、最終成形品である中空容器４０のサイズに近いことが好ましい。このため、ブローステップに伴う一次成形品２０等の各部の延伸の程度や、排気ステップに伴う一次成形品２０の各部の収縮の程度を考慮し、中空容器４０のサイズに近い中間成形品３０が得られるよう、これらのステップを行う時間を調整する。

ブロー成形方法及びブロー成形装置１００は、ホットパリソン式を採用している。ホットパリソン式のブロー成形方法では、一次ブロー（熱処理ブロー）を実施する前にプリフォームが温度調整されるが（温調工程）、偏温除去と均温化が優先される場合、プリフォームの底部領域に好適な温度分布を付与できない場合が多く、従来、中空容器の底部の薄肉化が一般に困難とされる場合が多い。これに対し、本実施形態によれば、そのようなホットパリソン式のブロー成形方法を採用しても、中空容器４０の底部４３の延伸度合を高めて薄肉化でき、偏肉度合の改善を図ることができる。これにより、中空容器４０の胴部と底部の肉厚さを低減させて略等しい厚さにすることができ、中空容器４０の耐熱性や剛性の向上、軽量化を図ることが可能になる。また、中空容器４０の底部４３の延伸度合が高められる結果、落下に対する底部４３のワレ耐性（落下耐性）も向上できる。

本実施形態に係るブロー成形方法及びブロー成形装置１００は、ホットパリソン式に限定されず、コールドパリソン式であっても好適に実施可能である。更に、薄肉化ステップは、熱処理ブロー時に限られず、最終ブロー時に実行することもできる。

（実施形態２）
本実施形態に係るブロー成形方法及びブロー成形装置は、基本的には実施形態１と同じ構造であるものの、ブロー成形部の構成が異なる。以下、異なる部分を中心に説明する。

図６は、本実施形態に係るブロー成形装置１００Ａの概略構成を示す図である。図６に示すように、ブロー成形装置１００Ａは、回転搬送式の装置であり、射出成形部１２０、温調部１３０、ブロー成形部１７０及び取出部１６０が、搬送機構の周囲に、搬送方向に沿ってそれぞれ配置されている。射出成形部１２０、温調部１３０及び取出部１６０については、実施形態１で説明した通りである。ブロー成形部１７０は、実施形態１で説明したブロー成形部１４０及び最終成形部１５０を兼ねるステーションである。

図７は、ブロー成形装置１００Ａの構成や動作、及び本実施形態に係るブロー成形方法を説明するための図である。なお図中のＳｔｐで表される工程は、実施形態１で説明した薄肉化ステップに相当する。

ブロー成形部１７０は、ブロー成形型１７１を備えている。ブロー成形型１７１は、開閉可能なブロー成形割型１７２と、延伸ロッド１７３と、ブロー底型１７４と、を備えている。またブロー成形割型１７２の内壁面には、中空容器４０の凹部４２に対応する凸部１７５が設けられている。延伸ロッド１７３は、プリフォーム１０の口部１２に嵌入されるブローコア１７６を通して縦軸方向移動可能とされている。また、ブロー成形部１４０は、ブローコア１７６を介して空気（加圧気体）を供給する供給部を備えている。

そして、本実施形態に係るブロー成形方法及びブロー成形装置１００Ａでは、射出成形部１２０でプリフォーム１０を射出成形し、温調部１３０でプリフォーム１０が加熱されると、プリフォーム１０は、ブロー成形部１７０に搬送されて、ブロー成形型１７１内に配置される。

ブロー成形部１７０では、まず、ブロー成形型１７１内に配置されたプリフォーム１０を延伸ロッド１７３により縦軸方向に延伸させる（図７（ｃ））。そして、供給部から供給される空気により、所定温度に設定されたブロー成形型１７１の内壁面に接触するまで径方向に延伸させる（一次ブロー）。これにより、中空容器４０と同一のサイズの一次成形品２０を成形する（第１ブローステップ：図７（ｃ））。なおブロー成形型１７１（ブロー成形割型１７２及びブロー底型１７４）は、ＰＥＴの結晶化以上の温度（例えば、８０℃〜１００℃程度）に設定されるのが望ましいが、常温（例えば、２０℃程度）に設定されていても構わない。

その後、ブロー成形型１７１を利用して、実施形態１で説明した第１排気ステップ、第２ブローステップ及び第２排気ステップにより、所定時間内に排気、ブロー及び排気がそれぞれ断続的に行われる。第２排気ステップによる排気によって一次成形品２０の各部が収縮し、最終成形品である中空容器４０よりも若干小さいサイズの中間成形品３０が形成される（図７（ｄ））。

そして、このブロー成形型１７１内で中間成形品３０をさらにブロー成形することで、中空容器４０を形成する（図７（ｅ））。本実施形態では、最終ブロー時、中間成形品３０内に延伸ロッド１７３が挿入された状態を保持しているが、延伸ロッド１７３を抜き取ることもできる。その後は、実施形態１と同様、中空容器４０が取出部１６０に搬送され、この取出部１６０から装置外に取り出される。

以上説明した本実施形態によれば、実施形態１と同様、偏肉度合を改善でき、特に底部の薄肉化を図ることができる。また、ブロー成形型１７１やブロー底型１７４の温度を実施形態１の温度よりも低いが樹脂の結晶化の温度以上に設定すれば、得られる中空容器４０の耐熱性の向上を図ることもできる。さらに、中空容器４０の底部４３の延伸度合が高められる結果、落下に対する底部４３のワレ耐性（落下耐性）も向上できる。

更に、本実施形態によれば、一つのブロー成形型１７１内で、一次ブローによる成形（薄肉化ステップによる偏肉度合の改善）と、最終ブローによる成形（中空容器４０への最終的な賦形）と、を実施する点で、中空容器４０の製造に用いる装置の簡略化を図ることができる。従って、本実施形態は、実施形態１と同様、大量生産にも適しており、近年の中空容器の利用機会の益々の拡大に対し、優れた製造効率や容器品質の確保という期待にも応えることができる。

（実施形態３）
本実施形態に係るブロー成形方法及びブロー成形装置は、コールドパリソン式を採用している点が実施形態１と異なる。以下、異なる部分を中心に説明する。

図８は、本実施形態に係るブロー成形装置１００Ｂの概略構成を示す図である。

本実施形態では、射出成形した後に室温まで冷却させたプリフォームを別途準備し、それをブロー適温までヒータ等で加熱した上でプリフォームにブローを施して延伸させる。従って、本実施形態に係るブロー成形方法では、実施形態１で説明したようなプリフォームを射出成形する工程を実施しない。

図８に示すように、本実施形態に係るブロー成形装置１００Ｂは、温調部（加熱部）１３０と、ブロー成形部１４０と、最終成形部１５０と、取出部１６０と、を備えているが、実施形態１で説明したような射出成形部１２０を具備していない。

温調部（加熱部）１３０は、プリフォーム１０の縦軸方向に所定間隔で配置される複数本の棒状ヒータを備え、別途準備した常温のプリフォームを加熱して、ブロー成形に適した温度に調整する（温調工程／加熱工程）。その後、実施形態１と同様に、ブロー成形部１４０を中心に薄肉化ステップを行い、最終ブローを経て、最終成形品である中空容器４０を得る。

以上説明した本実施形態によれば、コールドパリソン式であっても、実施形態１と同様に薄肉化ステップを行うので、中空容器４０の偏肉度合を改善でき、特に底部の薄肉化を図ることができる。また、ブロー成形部１４０での一次ブローとして熱処理ブローを実施することにより樹脂の結晶化を促進でき、得られる中空容器４０の耐熱性の向上を図ることもできる。

加えて、本実施形態に係るブロー成形装置１００Ｂは、実施形態１と同様、大量生産にも適しており、近年の中空容器の利用機会の益々の拡大に対し、優れた製造効率や容器品質の確保という期待にも応えることができる。

（他の実施形態）
以上、本実施形態に係るブロー成形方法及びブロー成形装置の一態様について説明したが、本発明は上記の実施形態１〜３の何れかに限定されない。また上記の実施形態１〜３は、本発明の範囲内で互いに組み合わせることが可能である。

例えば、上述の実施形態に係るブロー成形方法及びブロー成形装置によって形成される中空容器の形状は、特に限定されるものではない。

図９及び図１０は、ブロー成形によって形成された中空容器の他の例を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は底面図であり、（ｃ）は底部の断面図である。上述の実施形態では、中空容器４０の胴部４１が、減圧吸収パネル部として機能する形状に形成されているが、例えば、図９、図１０に示すように、中空容器４０は、その底部４３が減圧吸収パネル部として機能するように形成されていてもよい。なお減圧吸収パネル部とは、他の部分に比べて変形し易い形状に形成されており、高温状態の内容物が充填されて蓋で封止された後に中空容器４０が冷却される際、内部の減圧に伴い変形する部分である。なお、図９、図１０の中空容器４０、高温状態の内容物を充填する前の状態、すなわち減圧による変形が生じていない状態である。

図９及び図１０に示す中空容器４０の底部４３は、上底部４４及び裾野部（ヒール部）４５で構成されており、この上底部４４が減圧吸収パネル部として機能する。また上底部４４は、傾斜部４４ａと中間壁部４４ｂと凹状部４４ｃとを備えている。傾斜部４４ａは、裾野部４５の縦壁部４５ａから連続して中空容器４０の外部側（下側）に傾斜して設けられる。中間壁部４４ｂは接地面に対し略平行面で、傾斜部４４ａの内側と凹状部４４ｃの外側を接続するように設けられる。凹状部４４ｃは、中間壁部４４ｂの内側に連続して設けられ、中空容器４０の内部側（上側）に凹状に形成されている。

さらに上底部４４の外周部の傾斜部４４ａには、中空容器４０の外部側（下側）に突出する複数のリブ４６が形成されている。これらのリブ４６は、中空容器４０の周方向に亘って断続的に複数形成され、さらに、中空容器４０の径方向で少なくとも二列以上に配置されている。各リブ４６は、平面視において略長円状に形成されている。またリブ４６の長さは、中空容器４０の径方向の外側に配置されるものほど長くなっている。さらにリブ４６の横断面の形状は、中空容器４０の外部側（下側）に対して湾曲的に突出した円弧状になっている。勿論、各リブ４６の形状は特に限定されるものではない。

このように中空容器４０の底部４３に、減圧吸収パネル部として機能する上底部４４を設けると共に、上底部４４の傾斜部４４ａに複数のリブ４６を設けることで、上底部４４の美的外観の低下を抑制することができる。

ここで、一般的に、中空容器の各部の肉厚を高精度に調整することは難しい。例えば、上底部の肉厚を均一にするのは難しい。このため、上底部の傾斜部にリブが設けられていない従来の中空容器では、内部の減圧に伴い上底部が変形する際、上底部は、変形しやすい部分と変形し難い部分との境に筋が発生し、また、上底部の全体が凹凸状になってしまう虞がある。それに伴い、中空容器の美的外観が著しく悪くなり、商品価値が低下してしまう虞がある。

しかしながら、上述のように中空容器４０の傾斜部４４ａに複数のリブ４６を設けることで、上記筋の発生を抑制することができ、また筋が発生しても複数のリブ４６の間に形成されるため見えづらくなる。またリブ４６の装飾効果により、減圧吸収パネル部として機能する上底部４４全体の凹凸状態も識別しづらくなる。

よって、減圧吸収後の上底部４４の表面の美的外観の低下、つまり中空容器４０の商品価値の低下を抑制でき、それに伴い、消費者の購買意欲の低下も抑制することができる。

また上述の実施形態では、一次ブロー時に薄肉化ステップを行う態様について説明したが、最終ブロー（二次ブロー）時に薄肉化ステップを行うことも可能である。最終ブロー時に薄肉化ステップを行う場合、熱処理されて高温の中間成形品に対して薄肉化ステップを行うこととなる。これによっても、底部の薄肉化を図ることができ、各部の偏肉度合の改善を図ることができる。また一次ブロー時及び最終ブロー時の両方で、薄肉化ステップを行うこともできる。

さらに、上述の実施形態では、プリフォーム１０を構成する樹脂材料がＰＥＴであり、また、最終成形品である中空容器がいわゆるＰＥＴボトルである例を説明したが、樹脂材料はＰＥＴに制限されない。選択される樹脂材料（例えばポリエチレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ））に応じて、薄肉化ステップの温度や時間等を調整することが可能である。

上記の実施形態では、第１ブローステップ、第１排気ステップ、第２ブローステップ及び第２排気ステップからなる薄肉化ステップを説明したが、薄肉化ステップは、これ以降に更なるブローステップや排気ステップを含んでいてもよい。第２排気ステップ以降のブローステップ（例えば、第３ブローステップ（第５ステップ）、第４排気ステップ（第７ステップ）・・・）は、第１ブローステップや第２ブローステップと同様の要領で行うことができ、第２排気ステップ以降の排気ステップ（例えば、第３排気ステップ（第６ステップ）、第４排気ステップ（第８ステップ）・・・）は、第１排気ステップや第２排気ステップと同様の要領で行うことができる。

また、実施形態１と実施形態２の装置は、間欠回転搬送式の代わりに、中間成形品及び中空容器を直線ライン上に順次搬送するリニア搬送式の構成であってもよい。

以上、本発明によれば、中空容器の各部の偏肉度合の改善を図ることができるブロー成形方法及びブロー成形装置を提供することができる。

本発明は、ブロー成形方法及びブロー成形装置に関する産業分野で利用することができる。

１０ プリフォーム、１２ 口部、２０ 一次成形品、２２ 口部、２３ 底部、２４ 上底部、２５ 裾野部（ヒール部）、３０ 中間成形品、 ３３ 底部、 ３４ 上底部、３５ 裾野部（ヒール部）、４０ 中空容器、４１ 胴部、４２ 凹部、４３ 底部、４４ 上底部、４４ａ 傾斜部、４４ｂ 中間壁部、４４ｃ 凹状部、４５ 裾野部（ヒール部）、４６ リブ、１００ ブロー成形装置、１００Ａ ブロー成形装置、１００Ｂ ブロー成形装置、１１０ 射出装置、１２０ 射出成形部、１２１ 射出成形型、１２２ 射出キャビティ型、１２３ コア型、１２４ ネック型、１２５ ゲート、１３０ 温調部、１３１ 温調ポット、１４０ ブロー成形部（中間成形部）、１４１ ブロー成形型、１４２ ブロー成形割型、１４３ 延伸ロッド、 １４４ ブロー底型、１４５ ブローコア、１５０ 最終成形部、１５１ 最終ブロー成形型、１５２ 最終ブロー成形割型、１５３ 最終ブロー底型、１５４ 凸部、１６０ 取出部、１７０ ブロー成形部、 １７１ ブロー成形型、１７２ ブロー成形割型、１７３ 延伸ロッド、１７４ ブロー底型、１７５ 凸部、１７６ ブローコア

Claims (9)

1. 樹脂製のプリフォームに一次ブローを施して中間成形品を形成し、更に前記中間成形品に最終ブローを施して最終成形品を形成するブロー成形方法であって、
   前記一次ブロー及び前記最終ブローを実施する少なくとも一方のステップが、ブローにより対象物を延伸させるステップと、ブローした空気の排気により前記対象物の延伸させた各部を収縮させるステップと、を所定時間内に連続して繰り返す薄肉化ステップを含んでいる
   ことを特徴とするブロー成形方法。
2. 請求項１に記載のブロー成形方法であって、
   前記薄肉化ステップは、
   ブローにより前記対象物の各部を延伸させる第１ステップと、
   前記第１ステップで前記対象物内に導入した気体を排気させ、前記対象物の延伸させた各部を収縮させる第２ステップと、
   前記第２ステップ後のブローにより前記対象物の各部を延伸させる第３ステップと、
   前記第３ステップで前記対象物内に導入した気体を排気させ、前記対象物の延伸させた各部を収縮させる第４ステップと、を少なくとも含む
   ことを特徴とするブロー成形方法。
3. 請求項２に記載のブロー成形方法であって、
   前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップ及び前記第４ステップを行う時間は、それぞれ２秒以内である
   ことを特徴とするブロー成形方法。
4. 請求項２又は３に記載のブロー成形方法であって、
   前記第２ステップを、前記第４ステップよりも短時間で行う
   ことを特徴とするブロー成形方法。
5. 請求項２〜４の何れか一項に記載のブロー成形方法であって、
   前記一次ブローを実施するステップが前記薄肉化ステップを含み、
   前記第１ステップでは、前記対象物である前記プリフォーム内の底部を延伸ロッドで押圧しながら各部を延伸させる
   ことを特徴とするブロー成形方法。
6. 請求項５に記載のブロー成形方法であって、
   前記薄肉化ステップでは、
   前記第１ステップでのブロー以降、前記延伸ロッドを前記対象物内の底部に当接させた状態を維持する
   ことを特徴とするブロー成形方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のブロー成形方法であって、
   前記一次ブローを実施するステップでは、射出成形後の前記プリフォームに残存する熱量を利用して前記中間成形品を形成する
   ことを特徴とするブロー成形方法。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のブロー成形方法であって、
   前記一次ブローは熱処理ブローであり、当該一次ブローを実施することで前記中間成形品の樹脂の結晶化を促進させる
   ことを特徴とするブロー成形方法。
9. ブロー成形型内で樹脂製のプリフォームに一次ブローを施すことで中間成形品を成形し、更に最終ブロー成形型内で前記中間成形品に最終ブローを施す成形手段を具備するブロー成形装置であって、
   前記成形手段は、前記一次ブロー及び前記最終ブローの少なくとも一方を実施する際に、ブローによる対象物の各部の延伸と、ブローした気体の排気による前記対象物の延伸させた各部の収縮と、を所定時間内に連続して繰り返す
   ことを特徴とするブロー成形装置。

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