WO2021060497A1 - 樹脂製容器の製造方法および樹脂製容器の製造装置 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a method for manufacturing a resin container and an apparatus for manufacturing a resin container.
- the hot parison type blow molding method is a method of blow molding using the heat retained during injection molding of preforms, and it is possible to manufacture containers that are more diverse and have an excellent aesthetic appearance compared to the cold parison type blow molding method. It is possible.
- Patent Documents 1 and 2 various methods and devices have been developed for the purpose of shortening the molding cycle in the hot parison type blow molding machine.
- Patent Documents 1 and 2 the time required for the injection molding mold opening / closing operation and the elevating operation of the stretching device is shortened, in Patent Document 3, the control method of the injection device is changed, and in Patent Document 4, early release is possible.
- the molding cycle is shortened by adopting a preform shape and its injection molding mold.
- molding is performed by shortening the cooling time of the preform in the injection molding step and performing post-cooling in the temperature control step. Technologies for shortening the cycle time have been developed.
- the container manufactured by blow molding by this method tends to have poor wall residue due to insufficient stretching during blow molding, and the wall thickness distribution of the container tends to be improperly formed, which is aesthetically pleasing.
- the present inventor has found that the appearance and physical properties are deteriorated as a technical problem.
- an object of the present disclosure is to provide a method and an apparatus for manufacturing a resin container in which a defective meat residue is unlikely to occur on the shoulder of the container while shortening the molding cycle time by post-cooling in the temperature control step. To do.
- the method for manufacturing a resin container of the present disclosure is: An injection molding process that injects a resin preform having a neck and a body, A temperature control process that controls the temperature of the injection-molded preform while cooling it, A method for manufacturing a resin container, which comprises a blow molding step of blowing-molding the temperature-controlled preform to manufacture a resin container.
- a step portion thicker than the engaging groove of the neck portion is formed between the neck portion and the body portion of the preform, and the outer diameter of the step portion is at least the neck portion. Formed to be larger than the outer diameter of the engagement groove,
- the preform is blow molded so that at least a part of the step portion remains between the neck portion and the shoulder portion of the container that is blow molded based on the preform.
- the preform having the step portion having a high holding heat is stretched and blown so that at least a part of the step portion remains between the neck portion and the shoulder portion of the container. Therefore, it can be satisfactorily stretched and blown from the neck portion to the shoulder portion of the container.
- the molding cycle time is shortened by post-cooling in the temperature control step, and the meat residue is less likely to occur on the shoulder portion of the container.
- the resin container manufacturing apparatus of the present disclosure is An injection-molded part that injects a resin preform having a neck part and a body part, A temperature control unit that controls the temperature of the injection-molded preform while cooling it, A device for producing a resin container, comprising a blow molding unit for producing a resin container by blow molding the temperature-controlled preform.
- the injection-molded portion forms a step portion thicker than the neck portion between the neck portion and the body portion of the preform, and the outer diameter of the step portion is at least the said of the preform. Larger than the outer diameter of the engagement groove on the neck,
- the temperature control portion simultaneously cools the body portion of the preform from the inside and the outside of the body portion.
- the blow-molded portion blow-molds the preform so that at least a part of the step portion remains between the neck portion and the shoulder portion of the container that is blow-molded based on the preform.
- the preform having the step portion having a high holding heat is stretched and blown so that at least a part of the step portion remains between the neck portion and the shoulder portion of the container. Therefore, it can be satisfactorily stretched and blown from the neck portion to the shoulder portion of the container.
- the molding cycle time is shortened by post-cooling in the temperature control portion and the meat residue is less likely to occur on the shoulder portion of the container.
- FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the resin container which concerns on embodiment of this disclosure. It is a figure explaining the injection molding die which comprises the injection molding part. It is a figure explaining the temperature control mold which comprises the temperature control part. It is a figure explaining the blow molding die which comprises the blow molding part. It is a figure which shows the step part which remains in a blow-molded resin container. It is a flowchart explaining the manufacturing method of a resin container. It is a figure explaining the support ring formed in the neck part. It is a figure which shows the modification of the injection molding die. It is a figure which shows the modification of the preform formed by injection molding.
- FIG. 1 is a schematic view showing a resin container manufacturing apparatus 10.
- the resin container manufacturing apparatus 10 includes an injection molding unit 11 for injection molding the preform of the resin container and a temperature control unit 12 for adjusting the temperature of the formed preform. And have.
- the resin container manufacturing apparatus 10 includes a blow molding unit 13 for blowing a temperature-controlled preform to manufacture a resin container, a take-out unit 14 for taking out the manufactured resin container, and the like. It has.
- the preform and the resin container are conveyed in the order of the injection molding section 11, the temperature control section 12, the blow molding section 13, and the take-out section 14 in the resin container manufacturing apparatus 10 by the transport means 16.
- the injection molding unit 11, the temperature control unit 12, the blow molding unit 13, and the take-out unit 14 are provided at positions rotated by a predetermined angle (90 degrees in this embodiment) about the transport means 16.
- the transporting means 16 is composed of, for example, a rotating plate or the like, and the preform and the resin container are conveyed to each part as the rotating plate rotates. As shown in FIGS. 2 to 4, the preform and the resin container are conveyed to each part as the rotating plate rotates while the neck portion 21 is supported by the neck mold 102 attached to the rotating plate.
- the resin container manufacturing device 10 is a hot parison type manufacturing device in which a temperature control section 12 is provided between the injection molding section 11 and the blow molding section 13, and continuously manufactures preforms and resin containers. To be implemented.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the injection molding die 100 constituting the injection molding unit 11.
- the injection molding die 100 includes a neck mold 102, an injection core mold 104, and an injection cavity mold 106.
- the injection molding die 100 is formed by pouring a synthetic resin material such as a polyester resin (for example, PET: polyethylene terephthalate) into a cavity formed by molding these molds (filling with a molten resin). It is configured to form the reform 20.
- a synthetic resin material such as a polyester resin (for example, PET: polyethylene terephthalate)
- PET polyethylene terephthalate
- the preform 20 has a neck portion 21, a step portion 22 connected to the neck portion 21, a body portion 23 connected to the step portion 22, and a bottom portion 24 connected to the body portion 23.
- the step portion 22 is an intermediate connecting portion provided between the neck portion 21 and the body portion 23, and is a portion that protrudes in the outer diameter direction from the lower end T of the neck portion 21.
- the thickness T2 of the step portion 22 is formed to be at least thicker than the thickness T1 of the engaging groove 21a of the neck portion 21.
- the thickness T2 of the step portion 22 may be the same as the thickness of the engaging protrusion 21b, or may be thicker or thinner than the thickness of the engaging protrusion 21b.
- the outer diameter of the step portion 22 is formed to be at least larger than the outer diameter of the engaging groove 21a of the neck portion 21.
- the outer diameter of the step portion 22 may be the same as the outer diameter of the engaging protrusion 21b, and may be larger or smaller.
- a first corner portion is formed between the outer wall surface of the lower portion of the neck portion 21 (lower portion of the lowermost engaging protrusion 21b) and the upper surface of the step portion 22. Is provided, and the angle K1 is set to, for example, 90 ° to 110 °.
- a second corner portion is provided between the upper surface and the side surface of the step portion 22, and the angle K2 thereof is set to, for example, 80 ° to 100 °.
- the step portion 22 of the preform 20 is defined by an upper step portion 22a defined by a part of the lower cavity surface of the neck mold 102 and a part of the upper cavity surface of the injection cavity mold 106. It is composed of a lower step portion 22b.
- the upper step portion 22a is formed between the neck portion 21 and the lower step portion 22b.
- the lower step portion 22b is formed between the upper step portion 22a and the body portion 23.
- the vertical length of the upper step portion 22a and the vertical length of the lower step portion 22b are substantially the same.
- the boundary between the upper step portion 22a and the lower step portion 22b is located at a position corresponding to the parting surface between the bottom surface of the neck mold 102 and the upper surface of the injection cavity mold 106, the boundary corresponds to the parting line. Traces may be observable.
- the upper step portion 22a is set as a region of 1.5 mm to 2.0 mm above the step portion 22 with the lower end T of the neck portion 21 as the base end, and the lower step portion 22b is set as a region of 1.5 mm connected to the upper step portion 22b. You may.
- the outer wall surface of the step portion 22 and the outer wall surface of the body portion 23 are connected to each other, and for example, a state in which they are substantially flush with each other or a state in which a gently reduced diameter portion (for example, a tapered shape) is provided in the middle. Is formed to be.
- the body portion 23 is formed so that its inner wall surface gradually inclines toward the center side of the preform 20 as the inner wall surface thereof approaches the bottom portion 24 of the preform 20, and the inner diameter of the body portion 23 faces the bottom 24 of the preform 20. It is formed so as to gradually become smaller.
- the neck type 102 is a cavity surface that defines the outer shape of the neck portion 21 of the preform 20, an outer neck defining portion 111, and a cavity surface that defines the outer shape of the upper step portion 22a of the step portion 22 of the preform 20. It has a certain outer step defining portion 112 and.
- the inner diameter of the outer step defining portion 112 is formed to be at least larger than the inner diameter of the portion of the outer neck defining portion 111 that defines the engaging groove 21a of the neck portion 21.
- the inner diameter of the outer step defining portion 112 may be the same as the inner diameter of the portion of the outer neck defining portion 111 that defines the engaging protrusion 21b of the neck portion 21, or defines the engaging protrusion 21b. It may be larger or smaller than the inner diameter of the portion.
- the injection core type 104 includes an inner neck defining portion 121 that defines the inner shape of the neck portion 21 of the preform 20, an inner step defining portion 122 that defines the inner shape of the step portion 22 of the preform 20, and the preform 20. It has an inner body defining portion 123 that defines the inner shape of the body portion 23, and an inner bottom defining portion 124 that defines the inner shape of the bottom 24 of the preform 20.
- the inner step defining portion 122 is continuous with the inner neck regulating portion 121
- the inner body regulating portion 123 is continuous with the inner step regulating portion 122
- the inner bottom regulating portion 124 is continuous with the inner body regulating portion 123.
- a part of the injection core mold 104 including the inner neck defining portion 121, the inner step defining portion 122, the inner body defining portion 123, and the inner bottom defining portion 124 is tapered.
- the injection core type 104 is configured to be able to move up and down in the vertical direction Y1 in FIG.
- the injection core type 104 shown in FIG. 2 is in a state in which the formation of the preform 20 is completed and the preform 20 is in the process of rising upward.
- the injection cavity type 106 has an outer body defining portion 131 that defines the outer shape of the body 23 of the preform 20, an outer bottom defining portion 132 that defines the outer shape of the bottom 24 of the preform 20, and an outer body defining portion 131. It has an opening 133 located on the opposite side of the outer bottom defining portion 132 and an outer step defining portion 134 which is a cavity surface that defines the outer shape of the lower step portion 22b of the step portion 22. ..
- a hot runner 108 is connected to the lower part of the injection cavity type 106.
- the hot runner 108 is connected to the injection device 15.
- the molten resin such as PET is filled from the injection device 15 via the hot runner 108.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the temperature control mold 200 constituting the temperature control unit 12.
- the temperature control mold 200 includes a neck type 102, a temperature control core type (blow core type for temperature control) 202, an air introduction rod 203, and a temperature control cavity type 204. ..
- the neck mold 102 is a common neck mold that moves to the position of the temperature control mold 200 while holding the preform 20 formed by the injection molding portion 11.
- the temperature control core type 202 is configured to be able to move up and down in the vertical direction Y2 in FIG. As shown in FIG. 3, when the temperature control core type 202 is lowered and inserted into the neck type 102 with respect to the state where the neck type 102 and the temperature control cavity type 204 are molded, the temperature control core type 202 Is configured to fit or abut on the neck 21 of the preform 20. As a result, it is possible to prevent the air inside the preform 20 from leaking from the neck portion 21 to the outside of the temperature control core type 202.
- the air introduction rod 203 is configured to be able to move up and down in the vertical direction Y2 in FIG. 3 inside the temperature control core type 202.
- a first inner distribution port 221 capable of ejecting or discharging air (air supply or exhaust: supply / exhaust) is provided.
- the gap between the temperature control core type 202 and the air introduction rod 203 is a distribution route for supplying and discharging air to the preform 20.
- the gap formed by the tip of the temperature control core type 202 and the air introduction rod 203 constitutes the first outer distribution port 222 capable of ejecting or sucking air.
- the first inner distribution port 221 and the first outer distribution port 222 can serve as an air outlet and an outlet, respectively.
- the temperature control cavity type 204 accommodates the preform 20 formed by the injection molding unit 11.
- a cooling medium circulation path 205 is provided inside the temperature control cavity type 204.
- a cooling medium such as water flows through the cooling medium circulation path 205.
- the temperature control mold 200 accommodates the preform 20 formed by the injection molding unit 11 in the temperature control cavity mold 204, and adjusts the temperature of the preform 20 while cooling it to a temperature suitable for blow molding. It is configured in.
- the temperature of the cooling medium flowing through the cooling medium circulation path 205 is set to, for example, about 10 ° C. to about 65 ° C.
- the temperature control mold 200 has a neck portion 21, a step portion 22, a body portion 23, and a bottom portion 24 of the preform 20 which is injection-molded by direct cooling by the air blown from the air introduction rod 203 and the temperature control cavity mold 204. The temperature is adjusted by cooling from the inside and outside at the same time.
- the heater 206 may be provided above the temperature control cavity type 204 facing the step portion 22. The heater 206 is not for heating the body 23.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the blow molding die 300 constituting the blow molding portion 13.
- F4A of FIG. 4 shows a state in which the preform 20 is housed in the blow molding die 300.
- F4B in FIG. 4 shows a state in which the preform 20 is inflated to the shape of the resin container 30.
- the blow molding die 300 includes a neck mold 102, a blow core mold 302, a drawing rod 304, a blow cavity mold 306, and a bottom mold 308.
- the neck mold 102 is a common neck mold that moves to the position of the blow molding mold 300 while holding the temperature-controlled preform 20 in the temperature control portion 12.
- air is introduced from the blow core mold 302 while the temperature-controlled preform 20 in the temperature control portion 12 is stretched by the stretching rod 304, and the preform 20 is formed by the blow cavity mold 306 and the bottom mold 308.
- the resin container 30 is formed by inflating it into a specified shape.
- the outer shapes of the side surfaces and the bottom surface of the resin container 30 are defined.
- the bottom mold 308 is arranged in the lower center of the molding space of the blow cavity mold 306.
- the extension rod 304 is configured inside the blow core type 302 so as to be able to move up and down in the vertical direction Y3 in FIG.
- a contact portion 311 is provided which comes into contact with the inner bottom surface of the preform 20 to prevent misalignment during stretching.
- a second inner flow port 312 capable of ejecting air is formed on the outer peripheral surface of the extension rod 304.
- the blow core type 302 When the blow core type 302 is inserted into the neck type 102 with respect to the state of F4A in FIG. 4 in which the neck type 102, the blow cavity type 306 and the bottom type 308 are molded, the blow core type 302 is inserted into the neck portion 21 of the preform 20. It is configured to fit or abut. As a result, it is possible to prevent the air inside the preform 20 from leaking from the neck portion 21 to the outside of the blow core type 302.
- the gap between the extension rod 304 and the blow core type 302 is a distribution route for supplying and discharging air to the preform 20.
- the gap formed by the tip of the blow core type 302 and the extension rod 304 constitutes the second outer flow port 313 capable of sucking air.
- the extension rod 304 is configured so that air can be ejected from the second inner flow port 312 into the preform 20.
- the second inner distribution port 312 is an air outlet, and the second outer distribution port 313 is an discharge port.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the blow-molded resin container 30.
- the resin container 30 has an upper step portion 22a between the neck portion 21 and the shoulder portion 36.
- the upper step portion 22a is a part of the step portion 22 formed on the preform 20 at the time of injection molding of the preform 20.
- the blow molding portion 13 blow molds the preform 20 so that at least a part of the step portion 22 formed at the time of injection molding of the preform 20 remains between the neck portion 21 and the shoulder portion 36 of the resin container 30. To do.
- step 22 As an example of an event in which at least a part of step 22 remains between the neck portion 21 and the shoulder portion 36 of the resin container 30, for example, a trace of the step portion 22 is placed on the shoulder portion 36 of the resin container 30. An example in which (line) remains is also included.
- the take-out portion 14 is configured so that the resin container 30 can be taken out by opening the neck portion 21 of the resin container 30 from the neck mold 102.
- FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the resin container 30.
- the injection molding step S1 for injection molding the preform 20 the temperature control step S2 for adjusting the temperature of the preform 20, and the preform 20 are blow molded. It has at least a blow molding step S3 for molding the resin container 30 and a take-out step S4.
- the injection molding process S1 will be described.
- the injection molding die 100 composed of the neck mold 102, the injection core mold 104, and the injection cavity mold 106 is molded.
- the cavity of the molded injection mold 100 is filled with the resin material from the injection device 15 via the hot runner 108.
- the step portion 22 is molded between the neck portion 21 and the body portion 23 of the preform 20.
- the step portion 22 is formed so that its thickness T2 is at least thicker than the thickness T1 of the engaging groove 21a of the neck portion 21.
- the step portion 22 is formed so that its outer diameter is at least larger than the outer diameter of the engaging groove 21a of the neck portion 21.
- the step portion 22 has a state in which the outer wall surface thereof is substantially flush with the outer wall surface of the body portion 23 or a state in which a reduced diameter portion (for example, a tapered shape) is provided between the outer wall surface of the body portion 23. Mold.
- the inner wall surface of the body portion 23 gradually inclines toward the center side of the preform 20 as the inner wall surface thereof approaches the bottom portion 24 of the preform 20, and the inner diameter of the body portion 23 gradually decreases. It should be noted that the wall thickness of the body portion 23 may be gradually increased toward the bottom portion 24.
- the preform 20 is molded by maintaining the mold-clamped state for a predetermined time and then releasing the mold-clamping.
- a cooling medium is flowed through the circulation passages provided in the injection core type 104 and the injection cavity type 106.
- the cooling medium is set in the range of, for example, about 5 ° C. to about 20 ° C.
- the molded preform 20 is raised together with the injection core mold 104 and the neck mold 102 to release the preform 20 from the injection cavity mold 106. Subsequently, the injection core mold 104 is further raised to release the injection core mold 104 from the preform 20. Then, the preform 20 held by the neck mold 102 is rotated together with the neck mold 102 by the transport means 16 and moved to the temperature control unit 12 (temperature control step).
- the temperature control step S2 will be described.
- the preform 20 moved to the temperature control section 12 is housed in the temperature control cavity type 204 by lowering the neck type 102.
- the temperature control core type 202 is lowered to bring the temperature control core type 202 into contact with the inner surface of the preform 20.
- the air introduction rod 203 is lowered and inserted into the preform 20.
- the first inner distribution port 221 closed air is sent from the first outer distribution port 222 to the inside of the preform 20, and a preliminary blow is performed to bring the preform 20 into close contact with the inner wall of the temperature control cavity type 204. ..
- the first inner distribution port 221 is opened, air is introduced from the first inner distribution port 221 and air is discharged to the outside of the preform 20 through the first outer distribution port 222.
- the cooling blow may be a method in which air is introduced from the first outer distribution port 222 and the air is discharged to the outside of the preform 20 through the first inner distribution port 221.
- the body 23 of the preform 20 is cooled from the inside (inner surface side) by the convection of the air flowing inside.
- the body portion 23 is also cooled from the outside (the side of the outer surface). In this way, the temperature of the preform 20 is adjusted to a temperature suitable for blow molding.
- the temperature can be adjusted (heat amount adjustment) by heating the step portion 22, so that the temperature of the step portion 22 can be controlled more precisely.
- the preform 20 is released from the temperature control core type 202 by raising the temperature control core type 202 and the air introduction rod 203. Subsequently, the preform 20 is released from the temperature control cavity type 204 by raising the neck mold 102 holding the preform 20. Then, the preform 20 held by the neck mold 102 is rotated together with the neck mold 102 by the conveying means 16 and moved to the blow molding unit 13 (blow molding step).
- the blow molding step S3 will be described.
- the preform 20 is housed in the blow cavity type 306.
- the preform 20 is stretched by the stretching rod 304, the preform 20 is expanded to the shape of the blow cavity type 306 by introducing blow air from the blow core type 302, and is made of resin. Mold the container 30.
- step S3 at least a part of the step portion 22 (the portion including the upper step portion 22a) formed at the time of injection molding of the preform 20 is the neck portion 21 of the resin container 30.
- the preform 20 is blow-molded into the resin container 30 so as to remain between the shoulder portion 36.
- the resin container 30 is opened from the blow molding mold 300, and the resin container 30 is moved to the take-out portion 14.
- the preform is separated from the injection mold at a high temperature, and the insufficient cooling of the preform is supplemented by post-cooling (additional cooling) in the temperature control process.
- a hot parison type blow molding method that enables cycling has been devised. According to this method, whitening (crystallization) due to slow cooling of a crystalline plastic such as PET can be suppressed, and a high-quality container can be produced at high speed.
- the preform formed by this method has a problem that the lower region of the neck portion (the boundary between the neck portion and the body portion) tends to be cooled.
- the cause is that the diameter of the neck portion and the lower region of the neck portion are substantially the same, the thickness of the lower region is approximately the same as the thickness of the thin neck portion, and the thickness of the lower region of the neck portion during injection molding is approximately the same. This is because the amount of heat (held heat) is small, and the amount of heat in the lower region of the neck portion is taken away through the nearby mold. Further, in this method, since the preform is cooled in the temperature control step in order to maintain the high cycle, it is difficult to carry out reheating in the temperature control step, and there is a high possibility that the lower region of the neck portion is further cooled.
- the preform 20 is post-cooled in the temperature control step S2, so that the cooling time in the injection molding step S1 can be shortened.
- a step portion 22 having a wall thickness at least thicker than the engaging groove 21a of the neck portion 21 is formed between the neck portion 21 and the body portion 23 of the preform 20.
- the step portion 22 corresponding to the lower region of the neck portion described above is at least thicker than the engaging groove 21a of the neck portion 21.
- the outer diameter of the step portion 22 is formed to be larger than the outer diameter of the engaging groove 21a of the neck portion 21 of the preform 20.
- the upper step portion 22a that contacts the neck mold 102 of the step portions 22 has a low amount of heat held at a low temperature, but the lower step portion 22b that does not contact the neck mold 102 is thickened. Only the amount of heat retained can be increased compared to the conventional preform.
- the preform 20 having the thick step portion 22 in a state where the holding heat is high is at least the step portion 22 between the neck portion 21 and the shoulder portion 36 of the resin container 30. Stretch blow is performed so that a part (a part including at least a part of the upper step portion 22a) remains. Therefore, the portion including the lower step portion 22b of the wall thickness in a state where the retained heat is high can be satisfactorily stretched and blown from the neck portion 21 to the shoulder portion 36 of the resin container 30.
- the body of the preform 20 is formed without changing the shape of the injection core mold 104.
- a space for forming the portion 22 thickly can be secured in the injection cavity 106.
- blow molding is performed using a preform having a thick body and a short length. It is desirable to increase the stretching ratio at the time.
- the neck and the outer wall of the body are made substantially flush with each other (the diameters are made substantially the same), and the inner wall of the body is made of the preform. It was a method of biasing toward the central axis. However, as a result, it becomes necessary to make the injection core mold thinner (reduce the diameter).
- the preform 20 is provided with a portion (step portion 22) protruding from the lower end of the neck portion 22 in the outer diameter direction, and the step portion 22 is connected to the body portion 23. And said.
- the body portion 23 can be formed so that the inner wall surface thereof gradually inclines toward the center side of the preform 20 as the inner wall surface thereof approaches the bottom portion 24 of the preform 20. That is, the inner diameter of the body portion 23 can be formed so as to gradually decrease toward the bottom portion 24 of the preform 20.
- the body portion 23 of the preform 20 is thicker.
- a high draw ratio at the time of blow molding can be achieved, and the physical properties (strength / rigidity) of the shoulder and body of the resin container 30 are secured. be able to.
- the molding cycle time is shortened by post-cooling in the temperature control step S2, and the shoulder portion 36 of the resin container 30 is less likely to have a defective meat residue. be able to.
- the production of the resin container 30 having an appropriate wall thickness distribution can be realized by the high cycle hot parison type blow molding method.
- the heater 206 is provided, the temperature of the step portion 22 can be adjusted (heat amount adjustment) by heating, so that the temperature of the step portion 22 can be controlled more precisely.
- the preform 20 can be blow-molded at a more suitable temperature, so that the shapeability of the preform 20 in blow molding can be further improved.
- the step portion 22 includes an inner step defining portion 122 of the injection core type 104, an outer step defining portion 112 of the neck mold 102, and an injection cavity type. It is formed by a mold closing surface with the outer step defining portion 134 of 106.
- the thick upper step portion 22a can be formed at the portion where the contact with the neck mold 102 is long. Therefore, it is possible to increase the amount of heat held by forming the thick step portion 22 at the portion where the amount of heat is taken away by the mold and is likely to cause poor meat residue.
- the step portion 22 and the body portion 23 of the preform 20 are molded so that their outer wall surfaces are substantially flush with each other. Further, the inner wall surface of the body portion 23 is formed so as to gradually incline toward the center side of the preform toward the bottom portion 24 of the preform 20.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a support ring formed on the neck portion 21.
- FIG. 7A of FIG. 7 is a diagram showing a convex portion 25 (support ring) formed on the neck portion 21 of the preform 20 by injection molding.
- F7B of FIG. 7 is a diagram showing a convex portion 25 (support ring) formed in a resin container 30 manufactured by blow molding the preform 20 shown in F7A of FIG.
- the convex portion 25 is molded into a part of the neck portion 21 of the preform 20, for example, the lower end portion of the neck portion 21.
- the convex portion 25 is a lower end portion of the neck portion 21 and is formed above the step portion 22.
- the convex portion 25 is a brim-shaped convex portion that projects outward from the outer circumference of the neck portion 21.
- the outer diameter of the convex portion 25 is formed so as to be larger than the outer diameter of the step portion 22.
- the convex portion 25 is formed so that at least a part remains between the neck portion 21 and the shoulder portion 36 in the resin container 30. It is molded above. According to the method for manufacturing a resin container having such a process, the neck portion 21 to the shoulder portion 36 also utilize the heat held by the wall thickness of the step portion 22 for the resin container 30 having the support ring. Can be satisfactorily stretched and blown over.
- the present invention is not limited to this example.
- the bottom surface of the neck mold 102 is formed flush with each other, and a part of the bottom surface is a side surface of the injection cavity type (outer step defining portion 134) and an inner surface of the injection core type (inner body).
- the ruler 123 When combined with the ruler 123), it may function as an outer step ruler.
- the shape of the preform formed by injection molding is not limited to the shape described in this example.
- the thickness T3 of the body portion 23 of the preform 20A may be formed to be thicker than the thickness T2 of the upper end of the step portion 22.
- the wall thickness is gradually increased from the vicinity of the boundary between the upper step portion 22a and the lower step portion 22b toward the body portion 23, but the present invention is not limited to this example.
- the portion of the starting point that gradually becomes thicker may be on the upper step 22a.
- the thickness T2 of the upper end of the step portion 22 is preferably set between 1/3 and 9/10 of the thickness T3 of the body portion 23, and more preferably between 1/2 and 3/5. It is desirable to set.
- the thickness T2 at the upper end of the step portion 22 may be set, for example, between 2.0 mm and 4.0 mm.
- the inner diameter of the step portion 22 is set to be the same as or smaller than the inner diameter of the neck portion 21.
- the inner diameter of the upper step portion 22a is the same as the inner diameter of the neck portion 21, and the inner diameter of the lower step portion 22b is formed to be smaller than the inner diameter of the neck portion 21.
- the inner wall surface of the lower step portion 22b has a tapered shape or a curved shape having a predetermined radius of curvature.
- the inner wall surface of the step portion 22 is shaped so as to approach the central axis side of the preform as it approaches the body portion 23 side (the wall thickness gradually increases as the step portion 22 approaches the body portion).
- the body portion 23 of the preform 22 can be formed thicker.
- the heat retained by the body portion 23 is further increased from below the step portion 22, and it becomes easier to secure a high draw ratio during blow molding.
Landscapes
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Abstract
プリフォーム(20)を射出成形する射出成形工程(S1)と、プリフォーム(20)を冷却しつつ温調する温調工程(S2)と、温調されたプリフォーム(20)をブロー成形して樹脂製容器(30)を製造するブロー成形工程(S3)と、を有する。射出成形工程S1では、プリフォーム(20)のネック部(21)と胴部(23)との間に、少なくともネック部(21)の係合溝(21a)よりも肉厚のステップ部(22)が形成される。
Description
本開示は、樹脂製容器の製造方法および樹脂製容器の製造装置に関する。
ホットパリソン式のブロー成形方法はプリフォームの射出成形時の保有熱を利用してブロー成形する方法であり、コールドパリソン式のブロー成型方法と比較して多様かつ美的外観に優れた容器の製造が可能である。ホットパリソン式のブロー成形機には、射出成形部とブロー成形部との間に温調部が設けられた機種(4ステーション式)と設けられない機種(2ステーション式と3ステーション式)が存在する。温調部が存在すると、一般的に、ブロー前のプリフォームの温度条件を最終容器の賦形に適したものに調整しやすい。
また、ホットパリソン式ブロー成形機において、成形サイクルの短縮を目的とした種々の方法・装置が開発されている。例えば、特許文献1及び特許文献2では射出成形型の型開閉動作や延伸装置の昇降動作に係る時間の短縮、特許文献3では射出装置の制御方法の変更、特許文献4では早期離型可能なプリフォーム形状とその射出成形型の採用、等を行い、成形サイクルの短縮を図っている。
成形サイクルの短縮を目的として、上記の特許文献1~4に記載される技術の他、射出成形工程におけるプリフォームの冷却時間を短縮して、温調工程にて後冷却を行うことで、成形サイクル時間を短縮する技術が開発されている。しかしながら、この方法でブロー成形されて製造された容器は、その肩部に、ブロー成形時の延伸不足に起因する肉残り不良が生じやすく容器の肉厚分布が適切に形成されない傾向にあり、美的外観や物性が低下することを本発明者は技術的な課題として発見した。
そこで、本開示は、温調工程で後冷却することで成形サイクル時間を短縮しつつ、容器の肩部に肉残り不良が生じにくい樹脂製容器の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の樹脂製容器の製造方法は、
ネック部と胴部とを有する樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形工程と、
射出成形された前記プリフォームを冷却しつつ温調する温調工程と、
温調された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製の容器を製造するブロー成形工程と、を有する樹脂製の容器の製造方法であって、
前記射出成形工程では、
前記プリフォームの前記ネック部と前記胴部との間に、少なくとも前記ネック部の係合溝よりも肉厚のステップ部が形成されるとともに、前記ステップ部の外径は、少なくとも前記ネック部の係合溝の外径よりも大きくなるように形成され、
前記ブロー成形工程では、
前記プリフォームに基づいてブロー成形される容器のネック部と肩部との間に、前記ステップ部の少なくとも一部が残るように前記プリフォームがブロー成形される。
ネック部と胴部とを有する樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形工程と、
射出成形された前記プリフォームを冷却しつつ温調する温調工程と、
温調された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製の容器を製造するブロー成形工程と、を有する樹脂製の容器の製造方法であって、
前記射出成形工程では、
前記プリフォームの前記ネック部と前記胴部との間に、少なくとも前記ネック部の係合溝よりも肉厚のステップ部が形成されるとともに、前記ステップ部の外径は、少なくとも前記ネック部の係合溝の外径よりも大きくなるように形成され、
前記ブロー成形工程では、
前記プリフォームに基づいてブロー成形される容器のネック部と肩部との間に、前記ステップ部の少なくとも一部が残るように前記プリフォームがブロー成形される。
上記方法によれば、ブロー成形工程では、保有熱が高い状態のステップ部を有するプリフォームが、容器のネック部と肩部との間にステップ部の少なくとも一部が残るように延伸ブローされるため、容器のネック部から肩部にわたって良好に延伸ブローすることができる。
このように、上記方法によれば、温調工程で後冷却することで成形サイクル時間を短縮しつつ、容器の肩部に肉残り不良が生じにくい製造方法を提供することができる。
このように、上記方法によれば、温調工程で後冷却することで成形サイクル時間を短縮しつつ、容器の肩部に肉残り不良が生じにくい製造方法を提供することができる。
また、本開示の樹脂製容器の製造装置は、
ネック部と胴部とを有する樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形部と、
射出成形された前記プリフォームを冷却しつつ温調する温調部と、
温調された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製の容器を製造するブロー成形部と、を有する樹脂製の容器の製造装置であって、
前記射出成形部は、前記プリフォームの前記ネック部と前記胴部との間に、前記ネック部よりも肉厚のステップ部を形成し、前記ステップ部の外径は、少なくとも前記プリフォームの前記ネック部の係合溝の外径よりも大きく、
前記温調部は、前記プリフォームの前記胴部を当該胴部の内側と外側から同時に冷却し、
前記ブロー成形部は、前記プリフォームに基づいてブロー成形される容器のネック部と肩部との間に、前記ステップ部の少なくとも一部が残るように前記プリフォームをブロー成形する。
ネック部と胴部とを有する樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形部と、
射出成形された前記プリフォームを冷却しつつ温調する温調部と、
温調された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製の容器を製造するブロー成形部と、を有する樹脂製の容器の製造装置であって、
前記射出成形部は、前記プリフォームの前記ネック部と前記胴部との間に、前記ネック部よりも肉厚のステップ部を形成し、前記ステップ部の外径は、少なくとも前記プリフォームの前記ネック部の係合溝の外径よりも大きく、
前記温調部は、前記プリフォームの前記胴部を当該胴部の内側と外側から同時に冷却し、
前記ブロー成形部は、前記プリフォームに基づいてブロー成形される容器のネック部と肩部との間に、前記ステップ部の少なくとも一部が残るように前記プリフォームをブロー成形する。
上記構成によれば、ブロー成形部では、保有熱が高い状態のステップ部を有するプリフォームが、容器のネック部と肩部との間にステップ部の少なくとも一部が残るように延伸ブローされるため、容器のネック部から肩部にわたって良好に延伸ブローすることができる。
このように、上記構成によれば、温調部で後冷却することで成形サイクル時間を短縮しつつ、容器の肩部に肉残り不良が生じにくい製造装置を提供することができる。
このように、上記構成によれば、温調部で後冷却することで成形サイクル時間を短縮しつつ、容器の肩部に肉残り不良が生じにくい製造装置を提供することができる。
本開示によれば、温調工程で後冷却することで成形サイクル時間を短縮しつつ、容器の肩部に肉残り不良が生じにくい樹脂製容器の製造方法および製造装置を提供することができる。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。
図1~図5を参照して、実施形態に係る樹脂製容器の製造装置10について説明する。
図1は、樹脂製容器の製造装置10を示す模式図である。図1に示すように、樹脂製容器の製造装置10は、樹脂製容器のプリフォームを射出成形するための射出成形部11と、形成されたプリフォームの温度を調整するための温調部12と、を備えている。射出成形部11には、樹脂製容器の原材料である樹脂材料を供給する射出装置15が接続されている。また、樹脂製容器の製造装置10は、温度調整されたプリフォームをブローして樹脂製容器を製造するためのブロー成形部13と、製造された樹脂製容器を取り出すための取出部14と、を備えている。
図1は、樹脂製容器の製造装置10を示す模式図である。図1に示すように、樹脂製容器の製造装置10は、樹脂製容器のプリフォームを射出成形するための射出成形部11と、形成されたプリフォームの温度を調整するための温調部12と、を備えている。射出成形部11には、樹脂製容器の原材料である樹脂材料を供給する射出装置15が接続されている。また、樹脂製容器の製造装置10は、温度調整されたプリフォームをブローして樹脂製容器を製造するためのブロー成形部13と、製造された樹脂製容器を取り出すための取出部14と、を備えている。
プリフォームおよび樹脂製容器は、搬送手段16によって、樹脂製容器の製造装置10内で射出成形部11、温調部12、ブロー成形部13、取出部14の順に搬送される。射出成形部11と温調部12とブロー成形部13と取出部14とは、搬送手段16を中心として所定角度(本実施形態では90度)ずつ回転した位置に設けられている。搬送手段16は、例えば回転板等で構成されており、当該回転板の回転に伴ってプリフォームおよび樹脂製容器を各部に搬送する。プリフォームおよび樹脂製容器は、図2~図4に示すように、回転板に取付けられているネック型102によりネック部21が支持された状態で、回転板の回転に伴って各部に搬送される。樹脂製容器の製造装置10は、射出成形部11とブロー成形部13との間に温調部12が設けられたホットパリソン式の製造装置であって、プリフォームおよび樹脂製容器の製造を連続的に実施する。
図2は、射出成形部11を構成する射出成形金型100の断面図である。図2のF2Aに示すように、射出成形金型100は、ネック型102と、射出コア型104と、射出キャビティ型106と、を含む。射出成形金型100は、これらの型が型締めされることで形成されるキャビティ内にポリエステル系樹脂(例えばPET:ポリエチレンテレフタレート)等の合成樹脂材料を流し込む(溶融樹脂を充填する)ことによりプリフォーム20を形成するように構成されている。
プリフォーム20は、ネック部21と、ネック部21に連なるステップ部22と、ステップ部22に連なる胴部23と、胴部23に連なる底部24と、を有する。ステップ部22は、ネック部21と胴部23との間に設けられる中間接続部であり、ネック部21の下端Tから外径方向に突出する部位である。図2のF2B(部分拡大図)に示すように、ステップ部22の厚みT2は、少なくともネック部21の係合溝21aの厚みT1よりも肉厚に形成される。なお、ステップ部22の厚みT2は、係合突部21bの厚みと同一であってもよいし、係合突部21bの厚みよりも厚くても薄くても良い。また、ステップ部22の外径は、少なくともネック部21の係合溝21aの外径よりも大きく形成される。なお、ステップ部22の外径は、係合突部21bの外径と同一であってもよいし、大きくても小さくても良い。さらに、図2のF2C(部分拡大図)に示すように、ネック部21の下部(最下段の係合突部21b下部)の外壁面とステップ部22の上面との間には第一角部が設けられ、その角度K1は例えば90°~110°に設定される。また、ステップ部22の上面と側面との間には第二角部が設けられ、その角度K2は例えば80°~100°に設定される。
また、プリフォーム20のステップ部22は、ネック型102の下側のキャビティ面の一部で規定される上側ステップ部22aと、射出キャビティ型の106の上側のキャビティ面の一部で規定される下側ステップ部22bと、で構成されている。上側ステップ部22aは、ネック部21と下側ステップ部22bの間に形成される。下側ステップ部22bは、上側ステップ部22aと胴部23の間に形成される。図2のF2Bに示すように、本例では、上側ステップ部22aの上下方向の長さと下側ステップ部22bの上下方向の長さは略同一である。上側ステップ部22aと下側ステップ部22bの境界は、ネック型102の底面と射出キャビティ型106の上面とのパーティング面に相当する位置にあるため、その境界には、パーティングラインに相当する痕跡が観察可能に形成される場合もある。なお、上側ステップ部22aはネック部21の下端Tを基端としたステップ部22の上部1.5mm~2.0mmの領域、下側ステップ部22bはそれに連接する1.5mmの領域と設定しても良い。
また、本例では、ステップ部22の外壁面と胴部23の外壁面とは連接しており、例えば略面一の状態またはその中間になだらかな縮径部(例えばテーパー形状)を備えた状態になるように形成される。また、胴部23は、その内壁面がプリフォーム20の底部24に向かうにつれて徐々にプリフォーム20の中心側に傾斜するように形成され、胴部23の内径がプリフォーム20の底部24に向かうにつれて徐々に小さくなるように形成される。
ネック型102は、プリフォーム20のネック部21の外形状を規定するキャビティ面である外ネック規定部111と、プリフォーム20のステップ部22の上側ステップ部22aの外形状を規定するキャビティ面である外ステップ規定部112と、を有している。外ステップ規定部112の内径は、少なくとも、外ネック規定部111のうちネック部21の係合溝21aを規定する部位の内径よりも大きく形成されている。なお、外ステップ規定部112の内径は、外ネック規定部111のうちネック部21の係合突部21bを規定する部分の内径と同一であってもよいし、係合突部21bを規定する部分の内径より大きくても小さくてもよい。
射出コア型104は、プリフォーム20のネック部21の内形状を規定する内ネック規定部121と、プリフォーム20のステップ部22の内形状を規定する内ステップ規定部122と、プリフォーム20の胴部23の内形状を規定する内胴規定部123と、プリフォーム20の底部24の内形状を規定する内底規定部124と、を有している。内ネック規定部121に内ステップ規定部122が連続し、内ステップ規定部122に内胴規定部123が連続し、内胴規定部123に内底規定部124が連続している。内ネック規定部121と、内ステップ規定部122と、内胴規定部123と、内底規定部124と、を含む射出コア型104の一部分には、テーパーがつけられている。射出コア型104は、図2における上下方向Y1に昇降可能に構成されている。なお、図2に示されている射出コア型104は、プリフォーム20の形成が終了して上方へ上昇している途中の状態である。
射出キャビティ型106は、プリフォーム20の胴部23の外形状を規定する外胴規定部131と、プリフォーム20の底部24の外形状を規定する外底規定部132と、外胴規定部131を挟んで外底規定部132の反対側に位置する開口部133と、ステップ部22の下側ステップ部22bの外形状を規定するキャビティ面である外ステップ規定部134と、を有している。射出キャビティ型106下部にはホットランナー108が接続される。ホットランナー108は射出装置15に接続されている。PET等の溶融樹脂は、射出装置15からホットランナー108を介して充填される。
図3は、温調部12を構成する温調金型200の断面図である。図3に示すように、温調金型200は、ネック型102と、温調コア型(温調用ブローコア型)202と、エア導入ロッド203と、温調キャビティ型204と、を有している。ネック型102は、射出成形部11で形成されたプリフォーム20を保持した状態で温調金型200の位置まで移動する共通のネック型である。
温調コア型202は図3における上下方向Y2に昇降可能に構成されている。図3に示すように、ネック型102と温調キャビティ型204とが型締めされた状態に対して、温調コア型202が下降されてネック型102に挿入されると、温調コア型202はプリフォーム20のネック部21に嵌合または当接するように構成されている。これにより、プリフォーム20の内部のエアがネック部21から温調コア型202の外側に漏れることを防止できる。
エア導入ロッド203は、温調コア型202の内部に、図3における上下方向Y2に昇降可能に構成されている。エア導入ロッド203の先端にはエアを噴出または排出(給気または排気:給排)可能な第1内方流通口221が設けられている。
温調コア型202とエア導入ロッド203との間の隙間は、プリフォーム20に対しエアを給排するための流通経路である。温調コア型202の先端とエア導入ロッド203とが形成する隙間が、エアを噴出または吸引可能な第1外方流通口222を構成する。第1内方流通口221および第1外方流通口222は、それぞれ送風口および排出口となり得る。
温調キャビティ型204は、射出成形部11で形成されたプリフォーム20を収容する。温調キャビティ型204の内部には、冷却媒体循環路205が設けられている。冷却媒体循環路205には、例えば水等の冷却媒体が流れている。温調金型200は、射出成形部11で形成されたプリフォーム20を温調キャビティ型204に収容して、プリフォーム20の温度をブロー成形するための適した温度に冷却しつつ調整するように構成されている。冷却媒体循環路205に流される冷却媒体の温度は、例えば約10℃~約65℃に設定されている。
温調金型200は、エア導入ロッド203から吹き込まれるエアと温調キャビティ型204による直接冷却によって、射出成形されたプリフォーム20のネック部21、ステップ部22、胴部23、および底部24を、内側と外側から同時に冷却することで温度調整する。
なお、ヒータ206を、ステップ部22に対向する温調キャビティ型204の上部に設けても良い。このヒータ206は胴部23を加熱するためのものではない。
なお、ヒータ206を、ステップ部22に対向する温調キャビティ型204の上部に設けても良い。このヒータ206は胴部23を加熱するためのものではない。
図4は、ブロー成形部13を構成するブロー成形金型300の断面図である。図4のF4Aは、ブロー成形金型300内にプリフォーム20が収容された状態を示す。図4のF4Bは、プリフォーム20を樹脂製容器30の形状まで膨らませた状態を示す。
図4のF4A,F4Bに示すように、ブロー成形金型300は、ネック型102と、ブローコア型302と、延伸ロッド304と、ブローキャビティ型306と、底型308と、を含む。ネック型102は、温調部12で温度調整されたプリフォーム20を保持した状態でブロー成形金型300の位置まで移動する共通のネック型である。ブロー成形金型300は、温調部12で温度調整されたプリフォーム20を延伸ロッド304で延伸しつつ、ブローコア型302からエアを導入してプリフォーム20をブローキャビティ型306と底型308で規定される形状に膨らませて、樹脂製容器30を形成する。
ブローキャビティ型306と底型308が型締めされることにより、樹脂製容器30の側面および底面の外形が規定される。底型308は、ブローキャビティ型306の成形空間の下方中心に配置されている。
延伸ロッド304は、ブローコア型302の内部に、図4における上下方向Y3に昇降可能に構成されている。延伸ロッド304の先端には、プリフォーム20の内底面に接触して延伸時の芯ずれを防止する当接部311が設けられている。延伸ロッド304の外周面には、エアを噴出可能な第2内方流通口312が形成されている。
ブローコア型302は、ネック型102とブローキャビティ型306と底型308とが型締めされた図4のF4Aの状態に対して、ネック型102に挿入されると、プリフォーム20のネック部21に嵌合または当接するように構成されている。これにより、プリフォーム20の内部のエアがネック部21からブローコア型302の外側に漏れることを防止できる。
延伸ロッド304とブローコア型302との間の隙間は、プリフォーム20に対しエアを給排するための流通経路である。ブローコア型302の先端と延伸ロッド304とが形成する隙間が、エアを吸引可能な第2外方流通口313を構成する。延伸ロッド304は、第2内方流通口312からプリフォーム20の内部へエアを噴出できるように構成されている。第2内方流通口312は送風口であり、第2外方流通口313は排出口である。
図5は、ブロー成形された樹脂製容器30の断面図である。図5に示すように、樹脂製容器30は、ネック部21と肩部36との間に、上側ステップ部22aを有している。上側ステップ部22aは、プリフォーム20の射出成形時にプリフォーム20に形成されたステップ部22の一部である。ブロー成形部13は、プリフォーム20の射出成形時に形成されたステップ部22の少なくとも一部が、樹脂製容器30のネック部21と肩部36との間に残るようにプリフォーム20をブロー成形する。なお、樹脂製容器30のネック部21と肩部36との間にステップ22の少なくとも一部が残る事象の例としては、例えば、樹脂製容器30の肩部36上に、ステップ部22の痕跡(ライン)が残る例も含まれる。
取出部14は、樹脂製容器30のネック部21をネック型102から開放することにより、樹脂製容器30が取り出されるように構成されている。
次に、図6および図2~図5を参照して、実施形態に係る樹脂製容器30の製造方法について説明する。図6は、樹脂製容器30の製造方法を説明するフローチャートである。図6に示すように、樹脂製容器30の製造方法は、プリフォーム20を射出成形する射出成形工程S1と、プリフォーム20を温度調整する温調工程S2と、プリフォーム20をブロー成形して樹脂製容器30を成形するブロー成形工程S3と、取り出し工程S4と、を少なくとも有している。
まず、射出成形工程S1について説明する。射出成形工程S1において、ネック型102と射出コア型104と射出キャビティ型106とで構成される射出成形金型100を型締めする。続いて、型締めされた射出成形金型100のキャビティ内に、射出装置15からホットランナー108を介して樹脂材料を充填する。
射出成形工程S1では、プリフォーム20のネック部21と胴部23との間に、ステップ部22を成形する。ステップ部22は、図2のF2Bに示すように、その厚みT2が少なくともネック部21の係合溝21aの厚みT1よりも肉厚となるように成形する。また、ステップ部22は、その外径が少なくともネック部21の係合溝21aの外径よりも大きくなるように成形する。また、ステップ部22は、その外壁面が胴部23の外壁面と略面一の状態または胴部23の外壁面との間に縮径部(例えばテーパー形状)を備えた状態になるように成形する。また、胴部23は、その内壁面がプリフォーム20の底部24に向かうにつれて徐々にプリフォーム20の中心側に傾斜し、胴部23の内径が徐々に細くなる。なお、底部24に向かうにつれ、胴部23の肉厚が徐々に厚くなるように成形しても良い。
型締めされた射出成形金型100のキャビティ内への樹脂材料の充填が完了した後、型締め状態を所定時間維持し、その後に型締めを開放することで、プリフォーム20を成形する。このとき、キャビティ内に充填された樹脂材料を冷却するために、射出コア型104および射出キャビティ型106に設けられた循環路に冷却媒体を流す。冷却媒体は例えば約5℃~約20℃の範囲内で設定する。
成形されたプリフォーム20を射出コア型104およびネック型102と共に上昇させてプリフォーム20を射出キャビティ型106から離型させる。続いて、射出コア型104をさらに上昇させて射出コア型104をプリフォーム20から離型させる。そして、ネック型102に保持されたプリフォーム20を、搬送手段16によってネック型102ごと回転させて、温調部12(温調工程)へと移動させる。
次に、温調工程S2について説明する。温調工程S2では、まず、温調部12へと移動されたプリフォーム20を、ネック型102を降下させることにより温調キャビティ型204に収容する。続いて、温調コア型202を降下させて、プリフォーム20の内面に温調コア型202を当接させる。さらに、エア導入ロッド203を降下させてプリフォーム20の内部に挿入される。そして、第1内方流通口221を閉栓した状態で第1外方流通口222からプリフォーム20の内部にエアを送り、プリフォーム20を温調キャビティ型204の内壁に密着させる予備ブローを行う。次いで、第1内方流通口221を開栓し、第1内方流通口221からエアを導入しつつ、第1外方流通口222を介してプリフォーム20の外部にエアを排出する冷却ブローを行う(図3)。このように、予備ブローと冷却ブローでは、エアの流れる向きが逆に設定するのが好ましい。なお、予備ブローは必ずしも行わなくても良い。また、冷却ブローは、第1外方流通口222からエアを導入しつつ、第1内方流通口221を介してプリフォーム20の外部にエアを排出する方式でも構わない。
この時、第1内方流通口221からエアが噴出し続けているため、プリフォーム20は内部を流れるエアの対流により、胴部23が内側(内表面の側)から冷却される。それと同時に、プリフォーム20を温調キャビティ型204と接触させることで胴部23が外側(外表面の側)からも冷却される。このようにして、プリフォーム20をブロー成形に適した温度まで温度調整する。
なお、ヒータ206を温調キャビティ型204の上部に設けた場合、ステップ部22を加熱することによって温度調整(熱量調整)が可能であるため、より精密にステップ部22の温度を制御できる。
温度調整後、温調コア型202とエア導入ロッド203とを上昇させることでプリフォーム20を温調コア型202から離型させる。続いて、プリフォーム20を保持しているネック型102を上昇させることでプリフォーム20を温調キャビティ型204から離型させる。そして、ネック型102に保持されたプリフォーム20を、搬送手段16によってネック型102ごと回転させて、ブロー成形部13(ブロー成形工程)へと移動させる。
次に、ブロー成形工程S3について説明する。ブロー成形工程S3において、図4のF4Aに示すように、ブローキャビティ型306にプリフォーム20を収容する。続いて、図4のF4Bに示すように、延伸ロッド304によってプリフォーム20を延伸させつつ、ブローコア型302からブローエアを導入することでプリフォーム20をブローキャビティ型306の形状まで膨らませて、樹脂製容器30を成形する。
ブロー成形工程S3では、図5に示すように、プリフォーム20の射出成形時に形成されたステップ部22の少なくとも一部(上側ステップ部22aを含む部分)が、樹脂製容器30のネック部21と肩部36との間に残るように、プリフォーム20を樹脂製容器30へとブロー成形する。ブロー成形後、ブロー成形金型300から樹脂製容器30を開放して、取出部14へ樹脂製容器30を移動させる。
ところで、射出成形工程の冷却時間を短縮してプリフォームを射出型から高温状態で離型させ、そのプリフォームの冷却不足分を温調工程で後冷却(追加冷却)して補完することでハイサイクルを可能としたホットパリソン式のブロー成形法が考案されている。この方法によれば、PET等の結晶性プラスチックの徐冷による白化(結晶化)を抑制することができ、高品質の容器を高速で製造することが可能である。しかし、この方法により成形されるプリフォームは、ネック部の下方領域(ネック部と胴部の境目)が冷えやすいという問題がある。その原因は、ネック部とネック部の下方領域の直径とが略同一であり、下方領域の厚さが、薄いネック部の厚さとほぼ同程度であり、射出成形時におけるネック部の下方領域の熱量(保有熱)が少なく、さらに、近傍の金型を介してネック部の下方領域の熱量が奪われるためである。また、この方法では、ハイサイクルを維持するため温調工程でプリフォームを冷却するため温調工程における再加熱の実施が困難であり、ネック部の下方領域がさらに冷えてしまう虞が高い。ネック部の下方領域が冷えた状態のプリフォームをブロー成形して容器を形成すると、ネック部の下方領域に対応する部位である肩部に肉残り不良(肉厚分布不良)が発生する。容器に肉厚分布不良が生ずるため、美的外観や物性(強度・剛性)が低下する。そこで、ハイサイクルのホットパリソン式のブロー成形法において、容器の肩部に生じる肉残り不良を抑制することが可能な方法および装置の開発が望まれる。
これに対して、上記工程を有する樹脂製容器の製造方法によれば、温調工程S2においてプリフォーム20を後冷却するため、射出成形工程S1における冷却時間を短縮することができる。
また、射出成形工程S1において、プリフォーム20のネック部21と胴部23との間に、少なくともネック部21の係合溝21aよりも肉厚のステップ部22が形成される。上述のネック部の下方領域に対応するこのステップ部22は、少なくともネック部21の係合溝21aよりも肉厚である。また、ステップ部22の外径は、プリフォーム20のネック部21の係合溝21aの外径よりも大きく成形される。
上記の構成によれば、ステップ部22のうちネック型102に接触する上側ステップ部22aは低温で保有される熱量も低いが、ネック型102に接触しない下側ステップ部22bは肉厚にした分だけ保有される熱量を従来形状のプリフォームより高めることができる。続いて、ブロー成形工程S3においては、保有熱が高い状態の肉厚のステップ部22を有するプリフォーム20が、樹脂製容器30のネック部21と肩部36との間にステップ部22の少なくとも一部(上側ステップ部22aの少なくとも一部を含む部分)が残るように延伸ブローされる。このため、保有熱が高い状態の肉厚の下側ステップ部22bを含む部分を、樹脂製容器30のネック部21から肩部36にわたる部分へと良好に延伸ブローすることができる。
また、ステップ部22の外径を、プリフォーム20のネック部21の係合溝21aの外径よりも大きく成形したことにより、射出コア型104の形状を変更することなく、プリフォーム20の胴部22を肉厚に形成するスペースを射出キャビティ106に確保することができる。
また、ところで、上述のハイサイクルのホットパリソン式ブロー成形法で外観・物性が良好な樹脂製容器を製造するには、胴部を肉厚にして長さが短いプリフォームを用いて、ブロー成形時の延伸倍率を高くさせるのが望ましい。しかし、従来のプリフォームの胴部を肉厚にする設計手法は、ネック部と胴部の外壁面を略面一にして(直径を略同一にして)、胴部の内壁面をプリフォームの中心軸側に偏らせる方法であった。しかし、この結果、射出コア型を細くさせる(直径を小さくさせる)必要が発生する。射出コア型の内部には冷却媒体循環路が設けられるため一定以上は細くすることはできない。特に、飲料や食油等を収容する細口タイプの樹脂製容器はネック部の内径は小さいため(例えば28mm)、対応する射出コア型も細い。よって、在来手法では、プリフォームの胴部の厚さを任意に設計することは困難であった。
これに対して、本実施形態の構成では、プリフォーム20に、ネック部22の下端から外径方向に突出する部位(ステップ部22)を設け、そのステップ部22を胴部23に連接させる形状とした。これにより、射出コア型に起因する上述の制限を無くし、プリフォーム20の胴部23の厚さを任意に設計可能にした。また、これに加え、胴部23を、その内壁面がプリフォーム20の底部24に向かうにつれて徐々にプリフォーム20の中心側に傾斜するように形成することもできる。つまり、胴部23の内径をプリフォーム20の底部24に向かうにつれて徐々に小さくなるように形成することもできる。よって、プリフォーム20の胴部23をより厚く設計することが容易である。このようにプリフォームの胴部23を肉厚に形成することで、ブロー成形時の高延伸倍率が達成でき、樹脂製容器30の肩部や胴部等の物性(強度・剛性)を確保することができる。
以上のように、上記樹脂製容器の製造方法によれば、温調工程S2において後冷却することで成形サイクル時間を短縮しつつ、樹脂製容器30の肩部36に肉残り不良が生じにくくすることができる。これにより、適切な肉厚分布を備えた樹脂製容器30の製造を、ハイサイクルのホットパリソン式ブロー成形法により実現できる。
なお、ヒータ206を設けた場合、加熱によるステップ部22の温度調整(熱量調整)も可能であるため、より精密にステップ部22の温度を制御できる。これにより、プリフォーム20をより適した温度でブロー成形できるため、ブロー成形におけるプリフォーム20の賦形性をさらに向上させることができる。
なお、ヒータ206を設けた場合、加熱によるステップ部22の温度調整(熱量調整)も可能であるため、より精密にステップ部22の温度を制御できる。これにより、プリフォーム20をより適した温度でブロー成形できるため、ブロー成形におけるプリフォーム20の賦形性をさらに向上させることができる。
また、上記樹脂製容器の製造方法によれば、射出成形工程S1において、ステップ部22は、射出コア型104の内ステップ規定部122と、ネック型102の外ステップ規定部112と、射出キャビティ型106の外ステップ規定部134との型閉面により成形される。これにより、ネック型102と接触している時間が長い部位に肉厚の上側ステップ部22aを形成することができる。このため、熱量が金型に奪われて肉残り不良の原因となりやすい部位について、肉厚のステップ部22を形成して保有する熱量を高めることができる。
また、上記樹脂製容器の製造方法によれば、射出成形工程S1において、プリフォーム20のステップ部22と胴部23とは、それぞれの外壁面が略面一となるように成形される。また、胴部23の内壁面がプリフォーム20の底部24に向かうにつれて徐々にプリフォームの中心側に傾斜するように形成される。これにより、樹脂製容器30の重量アップや延伸具合の最適化を図りつつ、例えば広口の樹脂製容器30についても、ネック部21から肩部36にわたって良好に延伸ブローすることができる。
また、上記構成を備える樹脂製容器の製造装置10によれば、上述の製造方法と同様の作用効果が得られる。
(変形例)
図7は、ネック部21に形成されるサポートリングを説明する図である。図7のF7Aは、射出成形によってプリフォーム20のネック部21に形成される凸部25(サポートリング)を示す図である。図7のF7Bは、図7のF7Aに示すプリフォーム20をブロー成形して製造された樹脂製容器30に形成される凸部25(サポートリング)を示す図である。
射出成形工程S1において、凸部25は、図7のF7Aに示すように、プリフォーム20のネック部21の一部、例えばネック部21の下端部に成形される。凸部25は、ネック部21の下端部であってステップ部22の上方に成形される。凸部25は、ネック部21の外周に外方に向かって突出するつば状の凸部である。凸部25の外径は、ステップ部22の外径よりも大きくなるように成形される。
ブロー成形工程S3では、凸部25は、図7のF7Bに示すように、樹脂製容器30において、ネック部21と肩部36との間に少なくとも一部が残るように成形されたステップ部22の上方に成形される。
このような工程を有する樹脂製容器の製造方法によれば、サポートリングを有する樹脂製容器30についても、ステップ部22の肉厚で保有される熱を利用して、ネック部21から肩部36にわたって良好に延伸ブローすることができる。
図7は、ネック部21に形成されるサポートリングを説明する図である。図7のF7Aは、射出成形によってプリフォーム20のネック部21に形成される凸部25(サポートリング)を示す図である。図7のF7Bは、図7のF7Aに示すプリフォーム20をブロー成形して製造された樹脂製容器30に形成される凸部25(サポートリング)を示す図である。
射出成形工程S1において、凸部25は、図7のF7Aに示すように、プリフォーム20のネック部21の一部、例えばネック部21の下端部に成形される。凸部25は、ネック部21の下端部であってステップ部22の上方に成形される。凸部25は、ネック部21の外周に外方に向かって突出するつば状の凸部である。凸部25の外径は、ステップ部22の外径よりも大きくなるように成形される。
ブロー成形工程S3では、凸部25は、図7のF7Bに示すように、樹脂製容器30において、ネック部21と肩部36との間に少なくとも一部が残るように成形されたステップ部22の上方に成形される。
このような工程を有する樹脂製容器の製造方法によれば、サポートリングを有する樹脂製容器30についても、ステップ部22の肉厚で保有される熱を利用して、ネック部21から肩部36にわたって良好に延伸ブローすることができる。
なお、本開示は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本開示を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
例えば、本例では、ネック型102のキャビティ面にステップ部形成用の外ステップ規定部112が形成される例を説明したがこの例に限られない。例えば、図8に示すように、ネック型102の底面を面一に形成し、その底面の一部が、射出キャビティ型の側面(外ステップ規定部134)と、射出コア型の内面(内胴規定部123)と組み合わされた時に、外ステップ規定部として機能するようにしても良い。
また、射出成型によって形成されるプリフォームの形状も本例で説明している形状に限られない。例えば、図9に示すように、プリフォーム20Aの胴部23の厚みT3が、ステップ部22の上端の厚みT2よりも厚くなるように形成しても良い。このとき、ステップ部22のうち、少なくとも下側ステップ部22bは、胴部23に近づくにつれて、徐々に肉厚になるように形成されることが望ましい。図9のプリフォーム20Aでは、上側ステップ部22aと下側ステップ部22bの境界付近から、胴部23に近づくにつれて徐々に肉厚になるように形成されているが、この例に限られない。徐々に肉厚になる始点の部位は、上側ステップ22a上でもよい。
また、ステップ部22の上端の厚さT2は、胴部23の厚みT3の1/3から9/10の間で設定されることが望ましく、より好ましくは1/2から3/5の間で設定されることが望ましい。ステップ部22の上端の厚みT2は、例えば2.0mmから4.0mmの間で設定されても良い。
また、ステップ部22の内径は、ネック部21の内径と同じか小さくなるように設定される。例えば、上側ステップ部22aの内径が、ネック部21の内径と同じであり、下側ステップ部22bの内径が、ネック部21の内径よりも小さく形成される。さらに、このとき、下側ステップ部22bの内壁面は、テーパー形状または所定の曲率半径からなる湾曲形状を備えることが望ましい。
上記のように、ステップ部22の内壁面を胴部23側に近づくにつれてプリフォームの中心軸側に近づくような形状にすることで(ステップ部22が胴部に近づくにつれて徐々に肉厚となる形状にすることで)、プリフォーム22の胴部23を一層厚く形成可能になる。これにより、ステップ部22の下方から胴部23の保有熱を一層高くして、ブロー成形時の高延伸倍率も一層確保し易くなる。この結果、適切な肉厚分布を備え、肩部や胴部等の物性(強度・剛性)や美的外観が確保された樹脂製容器30を製造することができる。
本出願は、2019年9月27日に出願された日本国特許出願(特願2019-177233号)に開示された内容を適宜援用する。
Claims (6)
- ネック部と胴部とを有する樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形工程と、
射出成形された前記プリフォームを冷却しつつ温調する温調工程と、
温調された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製の容器を製造するブロー成形工程と、を有する樹脂製の容器の製造方法であって、
前記射出成形工程では、
前記プリフォームの前記ネック部と前記胴部との間に、少なくとも前記ネック部の係合溝よりも肉厚のステップ部が形成されるとともに、前記ステップ部の外径は、少なくとも前記ネック部の係合溝の外径よりも大きくなるように形成され、
前記ブロー成形工程では、
前記プリフォームに基づいてブロー成形される容器のネック部と肩部との間に、前記ステップ部の少なくとも一部が残るように前記プリフォームがブロー成形される、
製造方法。 - 前記射出成形工程において、前記ステップ部は、ネック型と射出キャビティ型との型閉面により形成される、
請求項1に記載の製造方法。 - 前記射出成形工程において、前記プリフォームの前記ステップ部と前記胴部はそれぞれの外壁面が略面一であるとともに、前記胴部の内壁面は前記プリフォームの底部に向かうにつれて徐々に前記プリフォームの中心側に傾斜している、
請求項1に記載の製造方法。 - 前記射出成形工程において、前記プリフォームの前記ネック部の一部、に外方に突出する凸部が形成され、前記凸部の外径は前記ステップ部の外径より大きくなるように形成される、
請求項1に記載の製造方法。 - 前記温調工程において、前記プリフォームの前記胴部が内側と外側から同時に冷却される、
請求項1に記載の製造方法。 - ネック部と胴部とを有する樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形部と、
射出成形された前記プリフォームを冷却しつつ温調する温調部と、
温調された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製の容器を製造するブロー成形部と、を有する樹脂製の容器の製造装置であって、
前記射出成形部は、前記プリフォームの前記ネック部と前記胴部との間に、前記ネック部よりも肉厚のステップ部を形成し、前記ステップ部の外径は、少なくとも前記プリフォームの前記ネック部の係合溝の外径よりも大きく、
前記温調部は、前記プリフォームの前記胴部を当該胴部の内側と外側から同時に冷却し、 前記ブロー成形部は、前記プリフォームに基づいてブロー成形される容器のネック部と肩部との間に、前記ステップ部の少なくとも一部が残るように前記プリフォームをブロー成形する、
製造装置。
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