WO2020250552A1 - 被覆層を有する容器の製造方法 - Google Patents

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container
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heating
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弘光 清都
肇 稲垣
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東洋製罐株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a container having a coating layer.
  • a container made of synthetic resin is known, which is manufactured by forming a preform using a synthetic resin such as polyethylene terephthalate and molding the preform into a bottle shape by stretch blow molding or the like.
  • the synthetic resin container is used, for example, as a beverage container containing various beverages as contents.
  • Patent Document 1 discloses a composite container and a method for producing the same.
  • a preform made of a plastic material is prepared, and a plastic member is provided so as to surround the outside of the preform, and these are brought into close contact with each other to prepare a composite preform.
  • a plastic member is provided so as to surround the outside of the preform, and these are brought into close contact with each other to prepare a composite preform.
  • the preform of the composite preform and the plastic member are integrally expanded to manufacture the composite container.
  • An object of the present invention is to provide an excellent method for producing a composite container.
  • the method for producing a container having a coating layer is to form a preform having a coating layer using a thermoplastic synthetic resin, and to obtain the preform from the outside of the preform. This includes heating with an infrared heater, heating from the inside of the preform using an internal heating unit, and blow molding the heated preform to form a container having a coating layer.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a configuration example of a container according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an outline of a configuration example of a preform according to an embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining an example of manufacturing a preform according to an embodiment, and is a diagram for explaining primary injection molding.
  • FIG. 3B is a diagram for explaining an example of manufacturing a preform according to an embodiment, and is a diagram for explaining secondary injection molding.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining an example of heating the preform according to the embodiment.
  • FIG. 4B is a diagram for explaining an example of heating the heating rod according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an example of blow molding according to one embodiment.
  • the present embodiment relates to a synthetic resin container.
  • the present embodiment particularly relates to a method for manufacturing a synthetic resin container.
  • the synthetic resin container according to the present embodiment is a composite container having a multi-layer structure.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an outline of a configuration example of the container 100 according to the present embodiment.
  • the container 100 is a bottomed, substantially cylindrical bottle having a mouth at one end. That is, as shown in FIG. 1, the container 100 includes a body portion 110 in which the contents are housed and a mouth portion 120 in which the contents can be taken in and out. The end of the container 100 opposite to the mouth 120 is closed as the bottom 130. A screw 121 is formed on the mouth portion 120 so that a cap (not shown) can be attached.
  • the body 110, the mouth 120, and the bottom 130 are integrally formed by the container body 102.
  • the container 100 includes a coating layer 104 that covers the container body 102 at the body 110 and the bottom 130.
  • the container 100 is a composite container having a coating layer.
  • the container body 102 is formed of a thermoplastic resin.
  • the container body 102 is formed by using, for example, an ethylene terephthalate-based thermoplastic polyester resin such as polyethylene terephthalate.
  • the thermoplastic polyester resin is not limited to polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, acrylate polyarylate, polylactic acid, polyethylene furanoate, or a copolymer thereof may be used. Further, a mixture of these resins, or a mixture of these resins and other resins may be used. Further, polycarbonate, acrylonitrile resin, polypropylene, propylene-ethylene copolymer, polyethylene and the like can also be used.
  • the coating layer 104 is also formed of a thermoplastic resin.
  • the coating layer 104 is preferably formed by using a thermoplastic resin that is incompatible with the thermoplastic resin that forms the container body 102. By using an incompatible thermoplastic resin, the coating layer 104 can be easily peeled off from the container body 102. This facilitates recycling of the container 100.
  • ethylene terephthalate-based thermoplastic polyester is used for the container body 102, for example, a polyolefin-based resin such as polyethylene or polypropylene, an ethylene-vinyl alcohol copolymer, polymethoxylylen adipamide (MXD6) or the like is used as the coating layer 104. It is preferable that a polyamide resin or the like is used.
  • the coating layer 104 is colored, decorated, and has various functions. For example, pigments or colorants may be added for coloring.
  • the coating layer 104 may have, for example, a light-shielding property. Since the container body 102 and the coating layer 104 can be easily separated, the recyclability of the colorless and transparent container body 102 is maintained regardless of the colored coating layer 104.
  • the container 100 is manufactured by the so-called two-stage method. That is, first, a bottomed tubular preform is produced by injection molding. The preform is then heated and softened. This softened preform is set in a mold and molded into a predetermined container shape by biaxial stretching blow molding.
  • FIG. 2 shows an outline of a configuration example of the preform produced in this embodiment.
  • the preform 200 produced in this embodiment has a substantially cylindrical shape with one end open and the other end closed.
  • a mouth portion 220 is formed on the opening side.
  • the closed side will be referred to as the bottom 230.
  • the bottom 230 has a hemispherical shape.
  • the cylindrical portion between the mouth portion 220 and the bottom portion 230 will be referred to as a body portion 210.
  • the mouth 220 of the preform 200 is not stretched by blow molding performed later. Therefore, the mouth 220 of the preform 200 becomes the mouth 120 of the container 100 as it is.
  • a screw 221 for attaching a cap (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the mouth 220 of the preform 200.
  • a neck ring 222 is provided on the body 210 side of the mouth 220 so as to project in an annular shape along the circumferential direction.
  • the preform 200 has a preform main body 202 that forms a mouth portion 220, a body portion 210, and a bottom portion 230.
  • the preform 200 has a preform coating layer 204 that covers the preform main body 202 at the body 210 and the bottom 230.
  • the preform coating layer 204 is provided up to the end surface of the neck ring 222 on the bottom 230 side.
  • the preform body 202 is stretched to form the container body 102 of the container 100, and the preform coating layer 204 is stretched to form the coating layer 104 of the container 100.
  • the preform main body 202 and the preform coating layer 204 are integrally stretched.
  • the method of producing the preform will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • the preform is produced by a so-called double molding (two-color molding) method.
  • the preform body 202 is injection molded.
  • a primary injection molding die 310 is used for molding the preform main body 202.
  • the primary injection molding mold 310 includes a core mold 311 and a mouth mold 312 and a primary body mold 313.
  • the core mold 311 is a male mold for molding the inner surface of the preform main body 202.
  • the core mold 311 moves relative to the preform 200 in parallel with the central axis of the preform when the mold is opened.
  • the mouth mold 312 is a female mold for molding the outer peripheral surface of the mouth portion 220 including the opening end side from the neck ring 222 of the preform main body 202.
  • the mouth mold 312 includes a plurality of molds that slide in a direction perpendicular to the central axis of the preform 200 when the mold is opened.
  • the primary body mold 313 is a female mold for molding the outer peripheral surfaces of the body portion 210 and the bottom portion 230 including the closed end side from the neck ring 222 of the preform main body 202.
  • the primary body mold 313 moves relative to the preform 200 in parallel with the central axis of the preform when the mold is opened.
  • the primary injection molding die 310 is provided with a gate 315 for filling a cavity formed by molding with a thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin heated and melted through the gate 315 is injection-injected into the cavity of the molded primary injection molding die 310. After the injection, when the resin is solidified by cooling, the formed preform main body 202 is extracted from the primary body type 313 together with the core type 311 and the mouth type 312.
  • the preform coating layer 204 is injection-molded on the outer periphery of the body 210 and the bottom 230 of the preform main body 202.
  • a secondary injection molding mold 320 is used for molding the preform coating layer 204.
  • the core mold 311 and the mouth mold 312 are commonly used with the primary injection molding mold 310.
  • a secondary cylinder mold 323 is further used in the secondary injection molding mold 320.
  • the secondary body type 323 is configured to form a gap corresponding to the thickness of the preform coating layer 204 with the molded preform main body 202.
  • the secondary injection molding mold 320 is provided with a gate 325 for filling the cavity formed by molding with the thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin heated and melted through the gate 325 is injection-injected into the cavity of the molded secondary injection molding mold 320. After the injection, when the resin is solidified by cooling, the mold is opened and the preform 200 including the formed preform coating layer 204 and the preform body 202 is taken out.
  • the manufacturing method of the preform 200 is not limited to this.
  • Compression molding or the like may be used for producing the preform 200.
  • the preform coating layer 204 may be formed by arranging the heat-shrinkable material around the preform main body 202 and heat-shrinking the material.
  • the preform coating layer 204 can be easily formed so as to cover the entire bottom 230 of the preform 200. That is, the covering layer 104 that covers the entire bottom 130 of the container 100 can be easily formed.
  • the container 100 is formed by blow molding using the preform 200 produced as described above.
  • the heating method of the preform 200 performed prior to blowing will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
  • FIG. 4A is a diagram showing an outline of an apparatus configuration relating to heating of the preform 200.
  • the preform 200 is heated by using an external heating unit 410 provided outside the preform 200 and an internal heating unit 460 inserted inside the preform 200.
  • the external heating unit 410 includes an infrared heater 411.
  • the infrared heater 411 heats the preform 200 by radiant heat.
  • the internal heating unit 460 includes a heating rod 461.
  • the heating rod 461 is, for example, a metal rod.
  • the heating rod 461 is inserted into the preform 200 in a preheated state, and heats the preform by radiant heat.
  • preform heating is often performed using an infrared heater provided outside.
  • the preform 200 according to the present embodiment has a two-layer structure of the preform main body 202 and the preform covering layer 204.
  • the infrared transmittance of the preform coating layer 204 is low due to being colored or having a light-shielding property, it is difficult for the inside of the preform main body 202 to be heated only by the external heating unit 410.
  • the preform 200 can be used in a short time even if the infrared transmittance of the preform coating layer 204 is low. The whole of can be heated to a suitable temperature.
  • the preform 200 is held by, for example, a holder 480 having a substantially cylindrical shape.
  • the preform 200 is held by the holder 480 so that the holder 480 is inserted into the mouth 220 with the bottom 230 facing up and the mouth 220 facing down.
  • the holder 480 transports the preform 200 in the horizontal direction.
  • the holder 480 can rotate about an axis.
  • the internal heating unit 460 can move in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the holder 480 conveys the preform 200 to the external heating unit 410 that radiates infrared rays.
  • the preform 200 is heated by the external heating unit 410 while the preform 200 passes in front of the external heating unit 410.
  • the internal heating unit 460 moves horizontally with the holder 480. Before and after the preform 200 passes through the external heating unit 410, the internal heating unit 460 also moves in the vertical direction.
  • the internal heating unit 460 is inserted into the preform 200 via the hollow portion of the holder 480.
  • the preform 200 is heated by the internal heating unit 460 while the internal heating unit 460 is inserted inside the preform 200.
  • the plurality of holders 480 convey the plurality of preforms 200 to the external heating unit 410 one after another, so that a large amount of preforms are heated one after another.
  • the external heating unit 410 includes a plurality of infrared heaters 411, a first reflector 413, and a second reflector 414.
  • the infrared heater 411 emits infrared rays to heat the preform 200.
  • the plurality of infrared heaters 411 may be configured so that the output can be adjusted individually.
  • the first reflector 413 is provided on the opposite side of the preform 200 with respect to the infrared heater 411.
  • the first reflector 413 reflects infrared rays radiated on the opposite side of the preform 200 to increase the energy efficiency of the external heating unit 410.
  • the second reflector 414 is provided between the infrared heater 411 and the mouth 220 of the preform 200.
  • the second reflector 414 blocks infrared rays so that the mouth 220 of the preform 200, which is not deformed in the subsequent blow molding, is not heated.
  • the external heating unit 410 may include a plurality of air outlets 421. Cooling air is blown out toward the preform 200 from the outlet 421.
  • the plurality of outlets 421 may be configured so that the amount of air blown out can be adjusted individually.
  • the outlet 421 may not be provided.
  • the internal heating unit 460 has a heating rod 461 and a heat insulating body 462.
  • the heating rod 461 is made of a metal that is easily induced and heated.
  • the heating rod 461 is arranged at a position corresponding to the body 210 and the bottom 230 of the preform 200 to be heated.
  • a heat insulating body 462 is arranged at a position corresponding to the mouth 220 of the preform 200 that should not be heated.
  • the metal heating rod 461 Before being inserted into the preform 200, the metal heating rod 461 is heated by induction heating. Therefore, as shown in FIG. 4B, the heating rod 461 is inserted into the induction heating coil 470.
  • the heating rod 461 is heated to, for example, about 400 ° C. to 600 ° C., for example, about 500 ° C.
  • the inner surface of the preform 200 can be easily heated to, for example, about 140 ° C. In this way, for example, the temperature of the preform main body 202 made of polyethylene terephthalate can be raised to, for example, about 110 ° C. to 120 ° C., which has good moldability.
  • the temperature distribution in the longitudinal axis direction of the heating rod 461 can be adjusted. It can be adjusted appropriately according to the heating requirements of the reform 200. The thickness, length, shape, and the like of the heating rod 461 may be adjusted according to the heating requirement of the preform 200.
  • the preform 200 is heated from the outside of the preform 200 by using the infrared heater 411 of the external heating unit 410, and from the inside of the preform 200 by using the heating rod 461 of the internal heating unit 460. .. At this time, the preform 200 is uniformly heated in the circumferential direction by being rotated around its longitudinal axis by the holder 480.
  • the temperature distribution in the longitudinal axis direction of the preform 200 can be adjusted by adjusting the output of each of the plurality of infrared heaters 411. If there is an outlet 421, the temperature distribution of the preform 200 may be adjusted by also utilizing the blowing of air onto the preform 200. With respect to heating from the inside, the temperature distribution in the longitudinal axis direction of the preform 200 can be adjusted by adjusting the temperature distribution in the longitudinal axis direction of the heating rod 461.
  • a heating rod 461 is used as the internal heating unit 460
  • the present invention is not limited to this.
  • a cartridge heater may be used for the internal heating unit 460. That is, the inside of the preform 200 may be heated by the heat generated by the cartridge heater inserted inside the preform 200.
  • the preform 200 after heating is conveyed to the blow molding apparatus.
  • the container 100 is formed by blow molding on the preform 200 after heating.
  • the blow molding apparatus blow-molds the heated preform 200, which is conveyed one after another, one after another using a plurality of blow molding dies.
  • FIG. 5 the broken line schematically shows the shape of the preform 200 before blow molding.
  • the preform 200 is held and conveyed by a holder 580 that also serves as a blow nozzle that blows blow air.
  • the holder 580 has a substantially cylindrical shape and is inserted into the mouth 220 of the preform 200.
  • the holder 480 used when heating the preform 200 may be used as it is.
  • the mouth portion 220 is fixed by a fixing member 585 that surrounds the mouth portion 220.
  • the bottom 230 side of the neck ring 222, such as the body 210 of the preform 200, is arranged in a blow molding die 510 having a hollow cavity when closed.
  • the blow molding mold 510 includes, for example, a first body mold 511 and a second body mold 512 that mainly form the shape of the body 110 of the container 100, and a base mold that mainly forms the shape of the bottom 130 of the container 100. It has 513 and.
  • the configuration of the blow molding mold 510 shown here is an example, and the configuration of the blow molding mold 510 is not limited to this.
  • the preform 200 arranged in the closed blow molding mold 510 is stretched using, for example, a stretching rod and pressurized air.
  • the preform 200 is stretched in the axial direction by a stretching rod (not shown), and is stretched in the axial direction and the circumferential direction by blow air blown into the preform 200.
  • the container 100 corresponding to the inner surface shape of the blow molding mold 510 is formed.
  • the preform main body 202 of the preform 200 and the preform coating layer 204 are integrally stretched.
  • the container body 102 and the covering layer 104 covering the container body 102 are formed.
  • the preform 200 in the heating before blow molding, is heated from the outside of the preform 200 by using the infrared heater 411 and from the inside of the preform 200 by using the internal heating unit 460. .. Therefore, even when the infrared rays radiated from the infrared heater 411 are difficult to reach the preform main body 202, such as when the preform coating layer 204 is colored in a dark color, the preform main body 202 is supported by the heating rod 461. Can be heated.
  • the preform coating layer 204 may be unintentionally deformed. Therefore, it is necessary to adjust the degree of heating to be appropriate. In particular, it has been confirmed that the preform coating layer 204 near the mouth 220 is easily deformed.
  • the time for heat transfer as described above is not required. Further, it is not necessary to raise the temperature outside the preform 200 so that the preform coating layer 204 is deformed.
  • Each of the output of the external heating unit 410 and the output of the internal heating unit 460 can be appropriately adjusted according to various requirements. For example, the temperature of the preform main body 202 can be easily made higher than the temperature of the preform coating layer 204. Therefore, according to the present embodiment, the container 100 in which the coating layer 104 is provided so as to cover the container body 102 can be efficiently produced.
  • the container 100 may be required to have a light-shielding property.
  • the container body 102 colorless and transparent, coloring the coating layer 104, and making the coating layer 104 easily separable from the container body 102, the container 100 realizes both proper recycling and coloring of the container body 102. Can be done.

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Abstract

被覆層を有する容器の製造方法は、熱可塑性の合成樹脂を用いて被覆層を有するプリフォームを形成することと、前記プリフォームを、当該プリフォームの外部から赤外線ヒータで加熱するとともに、当該プリフォームの内部から内部加熱ユニットを用いて加熱することと、加熱された前記プリフォームをブロー成形することで、被覆層を有する容器を形成することとを含む。

Description

被覆層を有する容器の製造方法
　本発明は、被覆層を有する容器の製造方法に関する。
　ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂を用いてプリフォームを形成し、このプリフォームを延伸ブロー成形などによってボトル状に成形することで製造される合成樹脂製の容器が知られている。合成樹脂製容器は、例えば、各種飲料品を内容物とする飲料用容器として用いられている。
　このような容器に種々の機能や特性を持たせるために、容器の周囲を被覆層で覆った複合容器が知られている。例えば、特許文献１には、複合容器及びその製造方法が開示されている。開示されている製造方法では、まず、プラスチック材料製のプリフォームを準備し、このプリフォームの外側を取り囲むようにプラスチック製部材を設けてこれらを密着させ複合プリフォームを作製する。次に、ブロー成形型内で複合プリフォームに対してブロー成形を施すことにより、複合プリフォームのプリフォーム及びプラスチック製部材を一体として膨張させて、複合容器を製造する。
日本国特開２０１６－１１２８０６号公報
　上述のような複合容器の需要が増加するとき、効率的な複合容器の製造方法が求められる。
　本発明は、複合容器の優れた製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、被覆層を有する容器の製造方法は、熱可塑性の合成樹脂を用いて被覆層を有するプリフォームを形成することと、前記プリフォームを、当該プリフォームの外部から赤外線ヒータで加熱するとともに、当該プリフォームの内部から内部加熱ユニットを用いて加熱することと、加熱された前記プリフォームをブロー成形することで、被覆層を有する容器を形成することとを含む。
　本発明によれば、複合容器の優れた製造方法を提供できる。
図１は、一実施形態に係る容器の構成例の概略を示す断面図である。 図２は、一実施形態に係るプリフォームの構成例の概略を示す断面図である。 図３Ａは、一実施形態に係るプリフォームの作製の一例について説明するための図であり、一次射出成形について説明するための図である。 図３Ｂは、一実施形態に係るプリフォームの作製の一例について説明するための図であり、二次射出成形について説明するための図である。 図４Ａは、一実施形態に係るプリフォームの加熱の一例について説明するための図である。 図４Ｂは、一実施形態に係る加熱棒の加熱の一例について説明するための図である。 図５は、一実施形態に係るブロー成形の一例について説明するための図である。
　本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、合成樹脂製容器に関する。本実施形態は、特に、合成樹脂製容器の製造方法に関する。本実施形態に係る合成樹脂製容器は、多層構造を有する複合容器である。
　［容器について］
　図１は、本実施形態に係る容器１００の構成例の概略を示す縦断面図である。図１に示す例では、容器１００は、一端に口を有する有底の略円筒形状のボトルである。すなわち、図１に示すように、容器１００は、内容物が収容される胴部１１０と、内容物が出し入れされ得る口部１２０とを備える。容器１００の口部１２０と反対側の端部は、底部１３０として閉じている。口部１２０には、図示しないキャップが取り付けられるように、ネジ１２１が形成されている。
　容器１００において、胴部１１０、口部１２０及び底部１３０は、容器本体１０２によって一体に形成されている。容器１００は、胴部１１０及び底部１３０において容器本体１０２を覆う被覆層１０４を備える。このように、容器１００は、被覆層を有する複合容器である。
　容器本体１０２は、熱可塑性樹脂によって形成される。容器本体１０２は、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステル樹脂を用いて形成される。熱可塑性ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートに限らず、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、非晶ポリアリレート、ポリ乳酸、ポリエチレンフラノエート又はこれらの共重合体などが用いられてもよい。また、これらの樹脂の混合物、あるいは、これらの樹脂と他の樹脂との混合物などが用いられてもよい。また、ポリカーボネート、アクリロニトリル樹脂、ポリプロピレン、プロピレン－エチレン共重合体、ポリエチレンなども使用され得る。
　被覆層１０４も、熱可塑性樹脂によって形成される。被覆層１０４は、容器本体１０２を形成する熱可塑性樹脂と非相溶性の熱可塑性樹脂を用いて形成されることが好ましい。非相溶性の熱可塑性樹脂を用いることで、被覆層１０４は容器本体１０２から容易に剥がされ得る。このことは、容器１００のリサイクルを容易にする。容器本体１０２にエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが用いられる場合、被覆層１０４に、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）等のポリアミド系樹脂などが用いられることが好ましい。
　被覆層１０４は、着色されたり、加飾されたり、種々の機能が持たされたりする。例えば着色のため、顔料又は着色剤などが添加されてもよい。被覆層１０４は、例えば遮光性を有していてもよい。容器本体１０２と被覆層１０４とを容易に分離できることで、着色された被覆層１０４にかかわらず、無色透明の容器本体１０２のリサイクル性が維持される。
　［製造方法について］
　本実施形態に係る容器１００の製造方法について説明する。本実施形態では、容器１００は、いわゆる、２ステージ法によって製造される。すなわち、初めに、射出成形によって有底筒状のプリフォームが作製される。次に、プリフォームは、加熱され、軟化させられる。この軟化したプリフォームは、金型内にセットされ、二軸延伸ブロー成形により所定の容器形状に成形される。
　〈プリフォームの作製〉
　本実施形態で作製されるプリフォームの構成例の概略を図２に示す。本実施形態で作製されるプリフォーム２００は、一端が開口し他端が閉塞した略円筒形状を有する。開口している側には、口部２２０が形成されている。閉塞した側を底部２３０と称することにする。底部２３０は、半球形状をしている。口部２２０と底部２３０との間の円筒形状の部分を胴部２１０と称することにする。
　プリフォーム２００の口部２２０は、後に行われるブロー成形によって延伸されない。したがって、プリフォーム２００の口部２２０は、そのまま容器１００の口部１２０となる。プリフォーム２００の口部２２０の外周面には、図示しないキャップを取り付けるためのネジ２２１が形成されている。また、口部２２０の胴部２１０側には、周方向に沿って環状に張り出すネックリング２２２が設けられている。
　プリフォーム２００は、口部２２０、胴部２１０及び底部２３０を形成するプリフォーム本体２０２を有する。また、プリフォーム２００は、胴部２１０及び底部２３０において、プリフォーム本体２０２を覆うプリフォーム被覆層２０４を有する。プリフォーム被覆層２０４は、ネックリング２２２の底部２３０側の端面にまで設けられている。
　後のブロー成形において、プリフォーム本体２０２が延伸されて容器１００の容器本体１０２が形成され、プリフォーム被覆層２０４が延伸されて容器１００の被覆層１０４が形成される。プリフォーム本体２０２とプリフォーム被覆層２０４とは、一体として延伸される。
　プリフォームの作製方法について、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。プリフォームは、いわゆる、ダブルモールド成形（二色成形）法によって作製される。
　初めに、プリフォーム本体２０２が射出成形される。図３Ａに示すように、プリフォーム本体２０２の成形には、一次射出成形型３１０が用いられる。一次射出成形型３１０は、コア型３１１と、口部型３１２と、一次胴型３１３とを含む。コア型３１１は、プリフォーム本体２０２の内面を成形するための雄型である。コア型３１１は、型開きするときにプリフォームの中心軸と平行にプリフォーム２００に対して相対的に移動する。口部型３１２は、プリフォーム本体２０２のネックリング２２２から開口端側を含む口部２２０の外周面などを成形するための雌型である。口部型３１２は、型開きするときにプリフォーム２００の中心軸に対して垂直な方向にスライドする複数の金型を含む。一次胴型３１３は、プリフォーム本体２０２のネックリング２２２から閉塞端側を含む胴部２１０及び底部２３０の外周面を成形するための雌型である。一次胴型３１３は、型開きするときにプリフォームの中心軸と平行にプリフォーム２００に対して相対的に移動する。一次射出成形型３１０には、型締めされて形成されるキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填するためのゲート３１５が設けられている。
　型締めされた一次射出成形型３１０のキャビティに、ゲート３１５を介して加熱溶融させた熱可塑性樹脂が射出注入される。注入後、冷却によって樹脂が固化したら、形成されたプリフォーム本体２０２が、コア型３１１及び口部型３１２と共に一次胴型３１３から抜き出される。
　続いて、プリフォーム本体２０２の胴部２１０及び底部２３０の外周に、プリフォーム被覆層２０４が射出成形される。図３Ｂに示すように、プリフォーム被覆層２０４の成形には、二次射出成形型３２０が用いられる。二次射出成形型３２０では、コア型３１１と口部型３１２とが、一次射出成形型３１０と共通して用いられる。二次射出成形型３２０では、さらに二次胴型３２３が用いられる。二次胴型３２３は、成形されたプリフォーム本体２０２との間に、プリフォーム被覆層２０４の厚み分の空隙を形成するように構成されている。二次射出成形型３２０には、型締めされて形成されるキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填するためのゲート３２５が設けられている。
　型締めされた二次射出成形型３２０のキャビティに、ゲート３２５を介して加熱溶融させた熱可塑性樹脂が射出注入される。注入後、冷却によって樹脂が固化したら、型開きされ、形成されたプリフォーム被覆層２０４及びプリフォーム本体２０２を含むプリフォーム２００が取り出される。
　ここでは、プリフォーム２００をダブルモールド成形法を用いて作製する例を挙げて説明したが、プリフォーム２００の作製方法はこれに限らない。プリフォーム２００の作製には、コンプレッション成形などが用いられてもよい。また、熱収縮材料をプリフォーム本体２０２の周囲に配置して熱収縮させることで、プリフォーム被覆層２０４が形成されてもよい。
　ただし、ダブルモールド成形によれば、プリフォーム２００の底部２３０の全体を覆うように、プリフォーム被覆層２０４を容易に形成することができる。すなわち、容器１００の底部１３０の全体を覆う被覆層１０４を容易に形成することができる。
　〈プリフォームの加熱方法〉
　上述のようにして作製されたプリフォーム２００を用いてブロー成形により容器１００が形成される。ここでは、ブローに先立って行われるプリフォーム２００の加熱方法について、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。
　図４Ａは、プリフォーム２００の加熱に係る装置構成の概略を示す図である。本実施形態では、プリフォーム２００は、プリフォーム２００の外部に設けられた外部加熱ユニット４１０と、プリフォーム２００の内部に挿入される内部加熱ユニット４６０とを用いて加熱される。外部加熱ユニット４１０は、赤外線ヒータ４１１を含む。赤外線ヒータ４１１は、放射熱によってプリフォーム２００を加熱する。内部加熱ユニット４６０は、加熱棒４６１を含む。加熱棒４６１は、例えば金属製の棒である。加熱棒４６１は、予め加熱された状態でプリフォーム２００に挿入され、放射熱によってプリフォームを加熱する。外部加熱ユニット４１０によって外部から加熱され、内部加熱ユニット４６０によって内部から加熱されることで、プリフォーム２００の全体が適切に加熱され得る。
　一般に、プリフォームの加熱は、外部に設けられた赤外線ヒータを用いて行われることが多い。一方で、本実施形態に係るプリフォーム２００は、プリフォーム本体２０２とプリフォーム被覆層２０４との２層構造となっている。特に、着色されていたり、遮光性を有していたりすることで、プリフォーム被覆層２０４の赤外線の透過率が低い場合、外部加熱ユニット４１０のみでは、プリフォーム本体２０２の内側が加熱されにくい。本実施形態のように、外部加熱ユニット４１０に加えて、内側に挿入される内部加熱ユニット４６０が用いられることで、プリフォーム被覆層２０４の赤外線透過率が低くても、短時間でプリフォーム２００の全体が適温に加熱され得る。
　プリフォーム２００は、例えば、略円筒形状の保持具４８０によって保持される。プリフォーム２００は、底部２３０を上に口部２２０を下にして、口部２２０に保持具４８０が差し込まれるようにして、保持具４８０に保持される。保持具４８０は、プリフォーム２００を水平方向に搬送する。また、保持具４８０は、軸周りに回転することができる。内部加熱ユニット４６０は、水平方向及び鉛直方向に移動することができる。
　保持具４８０は、赤外線を放射する外部加熱ユニット４１０へとプリフォーム２００を搬送する。プリフォーム２００が外部加熱ユニット４１０の前を通過する間、プリフォーム２００は、外部加熱ユニット４１０によって加熱される。プリフォーム２００が外部加熱ユニット４１０の前を通過するとき、内部加熱ユニット４６０は、保持具４８０と共に水平方向に移動する。プリフォーム２００が外部加熱ユニット４１０を通過する前後では、内部加熱ユニット４６０は、鉛直方向にも移動する。プリフォーム２００が外部加熱ユニット４１０を通過するときには、内部加熱ユニット４６０は、保持具４８０の中空部を介してプリフォーム２００の内部に挿入される。内部加熱ユニット４６０がプリフォーム２００の内部に挿入されている間、プリフォーム２００は、内部加熱ユニット４６０によって加熱される。
　複数の保持具４８０が複数のプリフォーム２００を次々と外部加熱ユニット４１０に搬送することで、多量のプリフォームの加熱が次々と行われる。
　外部加熱ユニット４１０は、複数の赤外線ヒータ４１１と、第１の反射板４１３と第２の反射板４１４とを備える。赤外線ヒータ４１１は、プリフォーム２００を加熱するため、赤外線を放射する。複数の赤外線ヒータ４１１は、各々個別に出力が調整できるように構成されていてもよい。第１の反射板４１３は、赤外線ヒータ４１１に対して、プリフォーム２００と反対側に設けられている。第１の反射板４１３は、プリフォーム２００と反対側に放射された赤外線を反射して、外部加熱ユニット４１０のエネルギー効率を高める。第２の反射板４１４は、赤外線ヒータ４１１とプリフォーム２００の口部２２０と間に設けられている。第２の反射板４１４は、後のブロー成形において変形させないプリフォーム２００の口部２２０が加熱されないように、赤外線を遮断する。
　ある実施形態では、外部加熱ユニット４１０は、複数の空気の吹き出し口４２１を備えていてもよい。吹き出し口４２１からは、プリフォーム２００に向けて冷却用の空気が吹き出される。複数の吹き出し口４２１は、各々個別に空気の吹き出し量を調整できるように構成されていてもよい。吹き出し口４２１は、設けられていなくてもよい。
　内部加熱ユニット４６０は、加熱棒４６１と断熱体４６２とを有する。加熱棒４６１は、誘導加熱され易い金属で作られている。加熱棒４６１は、加熱されるべきプリフォーム２００の胴部２１０及び底部２３０に対応する位置に配置される。加熱されるべきでないプリフォーム２００の口部２２０に対応する位置には、断熱体４６２が配置される。
　プリフォーム２００に挿入される前に、金属製の加熱棒４６１は誘導加熱によって加熱される。このため、図４Ｂに示すように、加熱棒４６１は、誘導加熱コイル４７０の中に挿入される。加熱棒４６１は、例えば４００℃乃至６００℃程度、例えば５００℃程度に加熱される。このような加熱棒４６１によって、プリフォーム２００の内面は、例えば１４０℃程度に容易に加熱され得る。このようにして、例えばポリエチレンテレフタレート製のプリフォーム本体２０２の温度を、成形性がよい例えば１１０℃乃至１２０℃程度に昇温させることができる。
　加熱棒４６１の長手軸方向について、誘導加熱コイル４７０の密度が調整されたり、誘導加熱コイル４７０に投入される電力が調整されたりすることで、加熱棒４６１の長手軸方向の温度分布は、プリフォーム２００の加熱の要求に応じて適切に調整され得る。プリフォーム２００の加熱の要求に応じて、加熱棒４６１の太さ、長さ、形状などが調整されてもよい。
　本実施形態では、外部加熱ユニット４１０の赤外線ヒータ４１１を用いてプリフォーム２００の外部から、また、内部加熱ユニット４６０の加熱棒４６１を用いてプリフォーム２００の内部から、プリフォーム２００が加熱される。このとき、プリフォーム２００は、保持具４８０によってその長手軸周りに回転させられることで、周方向に関して均一に加熱される。
　外部からの加熱に関しては、複数の赤外線ヒータ４１１の各々の出力を調整することで、プリフォーム２００の長手軸方向の温度分布が調整され得る。吹き出し口４２１がある場合には、プリフォーム２００への空気の吹きかけも利用して、プリフォーム２００の温度分布が調整されてもよい。内部からの加熱に関しては、加熱棒４６１のその長手軸方向の温度分布を調整することで、プリフォーム２００の長手軸方向の温度分布が調整され得る。
　ここでは、内部加熱ユニット４６０として、加熱棒４６１を用いた例を示したが、これに限らない。例えば、内部加熱ユニット４６０には、カートリッジヒータが用いられてもよい。すなわち、プリフォーム２００の内部に挿入されたカートリッジヒータが発熱することで、プリフォーム２００の内部が加熱されてもよい。
　〈ブロー成形〉
　加熱後のプリフォーム２００は、ブロー成形装置へと搬送される。加熱後のプリフォーム２００に対するブロー成形によって、容器１００が形成される。ブロー成形装置は、次々と搬送されてくる加熱後のプリフォーム２００を、複数のブロー成形型を用いて次々とブロー成形する。
　ブロー成形について、図５に示す模式的断面図を参照して説明する。図５において、破線は、ブロー成形前のプリフォーム２００の形状を模式的に示す。
　プリフォーム２００は、ブローエアーを吹き込むブローノズルを兼ねる保持具５８０に保持されて搬送される。保持具５８０は、略円筒形状を有しており、プリフォーム２００の口部２２０に挿入される。ここで用いられる保持具５８０としては、プリフォーム２００の加熱の際に用いられる保持具４８０がそのまま用いられてもよい。ブロー成形型において、口部２２０は、その周囲を囲む固定部材５８５によって固定される。プリフォーム２００の胴部２１０などネックリング２２２よりも底部２３０側は、閉じられたときに中空のキャビティを有するブロー成形型５１０内に配置される。
　ブロー成形型５１０は、例えば、容器１００の主に胴部１１０の形状を形成する第１の胴型５１１及び第２の胴型５１２と、容器１００の主に底部１３０の形状を形成するベース型５１３とを有する。ここに示したブロー成形型５１０の構成は一例であり、ブロー成形型５１０の構成は、これに限らない。
　閉じられたブロー成形型５１０内に配置されたプリフォーム２００は、例えば、延伸ロッドと加圧エアーとを用いて延伸される。プリフォーム２００は、例えば、図示しない延伸ロッドにより軸方向に延伸されつつ、プリフォーム２００内に吹き込まれるブローエアーにより軸方向及び周方向に延伸される。その結果、ブロー成形型５１０の内面形状に応じた容器１００が形成される。ここで、プリフォーム２００のプリフォーム本体２０２と、プリフォーム被覆層２０４とは、一体に延伸される。その結果、容器本体１０２とそれを覆う被覆層１０４とが形成される。
　本実施形態では、ブロー成形前の加熱において、プリフォーム２００は、プリフォーム２００の外部から赤外線ヒータ４１１を用いて加熱されるとともに、プリフォーム２００の内部から内部加熱ユニット４６０を用いて加熱される。したがって、プリフォーム被覆層２０４が濃い色に着色されている場合など、赤外線ヒータ４１１から放射された赤外線がプリフォーム本体２０２に到達しにくい場合であっても、プリフォーム本体２０２は加熱棒４６１によって加熱され得る。
　内部加熱ユニット４６０が用いられなくても、プリフォーム２００の外側を加熱した後にしばらく放置することで、熱を内側に伝熱させてプリフォーム本体２０２を昇温させることも可能である。しかしながら、この場合には、伝熱のための時間を要する。このことは、容器１００の成形サイクルを低下させて生産効率を下げたり、製造装置におけるプリフォームの移送距離を伸長させて生産コストを上昇させたりする。
　また、プリフォーム２００の外部の温度を高くしすぎると、プリフォーム被覆層２０４が意図しない変形を起こすおそれもある。このため、加熱の程度が適切になるように調整する必要がある。特に、口部２２０近くのプリフォーム被覆層２０４が変形しやすいことが確認されている。
　これらに対して本実施形態によれば、上述のような伝熱のための時間を必要としない。また、プリフォーム２００の外側の温度をプリフォーム被覆層２０４が変形するほど高くする必要もない。各種要求に応じて、外部加熱ユニット４１０の出力と、内部加熱ユニット４６０の出力との各々が適宜に調整され得る。例えば、プリフォーム本体２０２の温度をプリフォーム被覆層２０４の温度よりも高くすることも容易にできる。このため、本実施形態によれば、容器本体１０２を覆うように被覆層１０４が設けられた容器１００を、効率的に生産することができる。
　容器１００の内容物を外光から保護するために、容器１００に遮光性が求められることがある。本実施形態によれば、このような遮光性を被覆層１０４によって実現した容器１００を生産することができる。容器本体１０２を無色透明にし、被覆層１０４を着色し、被覆層１０４を容器本体１０２から容易に分離可能な構成とすることで、容器１００では容器本体１０２のリサイクル適正と着色との両立が実現され得る。
　以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
　この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先権の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
１００　容器
１０２　容器本体
１０４　被覆層
１１０　胴部
１２０　口部
１２１　ネジ
１３０　底部
２００　プリフォーム
２０２　プリフォーム本体
２０４　プリフォーム被覆層
２１０　胴部
２２０　口部
２２１　ネジ
２２２　ネックリング
２３０　底部
３１０　一次射出成形型
３１１　コア型
３１２　口部型
３１３　一次胴型
３１５　ゲート
３２０　二次射出成形型
３２３　二次胴型
３２５　ゲート
４１０　外部加熱ユニット
４１１　赤外線ヒータ
４１３　第１の反射板
４１４　第２の反射板
４２１　吹き出し口
４６０　内部加熱ユニット
４６１　加熱棒
４６２　断熱体
４７０　誘導加熱コイル
４８０　保持具
５１０　ブロー成形型
５１１　第１の胴型
５１２　第２の胴型
５１３　ベース型
５８０　保持具
５８５　固定部材

 

Claims (6)

  1. 　熱可塑性の合成樹脂を用いて被覆層を有するプリフォームを形成することと、
    　前記プリフォームを、当該プリフォームの外部から赤外線ヒータで加熱するとともに、当該プリフォームの内部から内部加熱ユニットを用いて加熱することと、
    　加熱された前記プリフォームをブロー成形することで、被覆層を有する容器を形成することと
    　を含む被覆層を有する容器の製造方法。
  2. 　前記内部加熱ユニットは、前記プリフォームの内部に挿入されるように構成された加熱棒を有し、
    　前記加熱棒を加熱することをさらに含み、
    　前記プリフォームを当該プリフォームの内部から加熱することは、加熱した前記加熱棒を前記プリフォームの内部に挿入することを含む、
    　請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記加熱棒を加熱することは、前記加熱棒を４００℃乃至６００℃に加熱することを含む、請求項２に記載の製造方法。
  4. 　前記プリフォームを形成することは、遮光性の材料を用いて前記被覆層を形成することを含む、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の製造方法。
  5. 　前記プリフォームを形成することは、ダブルモールド成形法により形成することを含む、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の製造方法。
  6. 　前記容器の本体は、熱可塑性ポリエステル樹脂を用いて形成され、
    　前記被覆層は、ポリオレフィン系樹脂を用いて形成される、
    　請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の製造方法。

     
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