WO2021145313A1 - 樹脂製容器の製造方法、製造装置および金型ユニット - Google Patents

Abstract

樹脂製容器の製造方法は、有底筒状のプリフォームの第１層を、第１の樹脂材料で射出成形する第１射出成形工程と、第１の樹脂材料とは色の異なる第２の樹脂材料を射出し、第１層の外周側または内周側に第２層を積層する第２射出成形工程と、第２射出成形工程で得られた多層のプリフォームを射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形し、第１層と第２層の肉厚分布に応じた色模様を有する樹脂製容器を製造するブロー成形工程と、を有する。

Description

樹脂製容器の製造方法、製造装置および金型ユニット

　本発明は、樹脂製容器の製造方法、製造装置および金型ユニットに関する。

　化粧品や乳液等を収容する容器には、消費者の購買意欲を高めるため、容器自体に美的鑑賞に堪える外観が要求される。この種の化粧品等を収容する容器には、重厚感や高級感があり、繰返し使用しても美麗な状態を保つことが可能なガラス製のびんが好んで用いられている。また、容器の美観を向上させるため、化粧品等を収容する容器に、着色の濃淡変化を有するグラデーション模様を付す要望がある。

　ところで、ガラス製のびんは重くて割れやすく、輸送や製造にかかるコストも高い。そのため、化粧品等を収容する容器においてもガラス製のびんを樹脂製容器に代替することが検討されている。

　樹脂製容器の製造方法の一つとして、ホットパリソン式のブロー成形方法が従来から知られている。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樹脂製容器がブロー成形される。そのため、コールドパリソン式と比較して多様かつ美的外観に優れた樹脂製容器を製造できる点で有利である。

　また、樹脂製容器にグラデーション模様を形成する場合、以下の手法が提案されている。例えば、特許文献１には、有色透明で肉厚の分布に差のある外殻体ピースを内殻体ピースに嵌合させて多層のプリフォームを形成し、外殻体ピースの肉厚分布に応じてブロー成形後の容器にグラデーション模様を形成する技術が開示されている。

　例えば、特許文献２には、共押出しで複数種類の樹脂材料を同時に射出成形して多層のプリフォームを形成し、ブロー成形後の容器にグラデーション模様を形成する技術が開示されている。特許文献２の技術では、射出成形時の樹脂素材の押出し量を制御することで、グラデーション模様に必要となる各層の肉厚変化を生じさせる。

特公昭６１－５９９８４号公報 国際公開２００４／０２２３０７号公報

　特許文献１の技術では、各ピースが充分に冷却されてある程度の硬さがないと２つのピースを嵌合させてプリフォームを形成できない。つまり、特許文献１の技術は、ホットパリソン式のブロー成形方法に適用できず、プリフォームの射出成形から容器のブロー成形を短時間で完了させることはできない。

　また、特許文献２の技術において、プリフォームの各層での肉厚変化を共押出しで精度よく制御することは実際には非常に困難である。また、模様の種類によっては共押出しで再現できないものもある。そのため、特許文献２の技術では、ブロー成形後の容器に所望の色模様を安定して形成することがなお困難である。

　そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、プリフォームの射出成形から容器のブロー成形までを短いサイクルで行うことができるとともに、ブロー成形された容器に内部着色で所望の色模様を安定して形成できる製造方法を提供することを目的とする。

　本発明の一態様である樹脂製容器の製造方法は、有底筒状のプリフォームの第１層を、第１の樹脂材料で射出成形する第１射出成形工程と、第１の樹脂材料とは色の異なる第２の樹脂材料を射出し、第１層の外周側または内周側に第２層を積層する第２射出成形工程と、第２射出成形工程で得られた多層のプリフォームを射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形し、第１層と第２層の肉厚分布に応じた色模様を有する樹脂製容器を製造するブロー成形工程と、を有する。

　本発明の一態様によれば、プリフォームの射出成形から容器のブロー成形までを短いサイクルで行うことができるとともに、ブロー成形された容器に内部着色で所望の色模様を安定して形成できる。

本実施形態の多層構造のプリフォームの縦断面図である。 本実施形態の樹脂製容器の例を示す図である。 本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。 第１例のプリフォームの製造工程を示す図である。 第２例のプリフォームの製造工程を示す図である。 容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。 本実施形態の第１変形例の説明図である。 本実施形態の第２変形例の説明図である。 本実施形態の第３変形例の説明図である。 他の実施形態におけるブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。 他の実施形態での容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。

　＜プリフォームの構成例＞
　まず、図１を参照して、本実施形態に係る多層構造のプリフォームの構成例を説明する。
　図１（ａ）は、本実施形態の第１例のプリフォーム１０の縦断面図であり、図１（ｂ）は、本実施形態の第２例のプリフォーム１０の縦断面図である。

　図１（ａ）、（ｂ）に示すプリフォーム１０の全体形状は、いずれも一端側が開口され、他端側が閉塞された有底円筒形状である。これらのプリフォーム１０は、円筒状に形成された胴部１４と、胴部１４の他端側を閉塞する底部１５と、胴部１４の一端側の開口に形成された首部１３とを備える。また、これらのプリフォームは、第１層１１に第２層１２が積層された多層構造を有している。この第１層１１と第２層１２は、後述のように２段階の射出成形により形成される。

　図１（ａ）に示す第１例のプリフォーム１０においては、内周側に位置する第１層１１に首部１３が形成され、この第１層１１の胴部１４から底部１５にかけて外周側に第２層１２が積層されている。

　図１（ｂ）に示す第２例のプリフォーム１０においては、外周側に位置する第１層１１に首部１３が形成され、この第１層１１の胴部１４から底部１５にかけて内周側に第２層１２が積層されている。第２例のプリフォーム１０では、第１層１１の底部中央に穴１６が形成され、第２層１２によって第１層１１の穴１６が内側から塞がれている。

　図１（ａ）、（ｂ）に示すように、これらのプリフォーム１０は、底部側から首部側にかけて軸方向に第２層１２の肉厚が徐々に薄くなるテーパー領域１７を有している。例えば、テーパー領域１７は、首部側に臨む第２層１２の図中上側部分に形成される。このテーパー領域１７では、第２層１２の第１部分の肉厚ｔ１に対して、この第１部分よりも首部１３に近い第２層１２の第２部分の肉厚ｔ２が薄くなるように構成されている。なお、第１層１１および第２層１２の形状や寸法などの仕様は、製造する容器の形状や、容器に形成する色模様などに応じて適宜調整される。

　以下、第１層１１を形成する樹脂材料を第１の樹脂材料とも称し、第２層１２を形成する樹脂材料を第２の樹脂材料とも称する。
　第１の樹脂材料および第２の樹脂材料は、いずれも熱可塑性の合成樹脂であり、容器の仕様に応じて適宜選択できる。具体的な材料の種類としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣＴＡ（ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート）、Ｔｒｉｔａｎ（トライタン（登録商標）：イーストマンケミカル社製のコポリエステル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＣＯＰ／ＣＯＣ（環状オレフィン系ポリマー）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル：アクリル）、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ナイロンなどが挙げられる。これらの樹脂材料には、着色剤などの添加材が適宜添加されうる。

　また、上記の各プリフォーム１０において、第１層１１と第２層１２は色の異なる樹脂材料が採用される。例えば、第１の樹脂材料と第２の樹脂材料は、着色剤の分量（色の濃淡）や着色剤の種類（色の種類）が異なる。第１の樹脂材料と第２の樹脂材料の一方には着色剤を添加しなくてもよい。
　また、第１層１１および第２層１２のうち両方もしくは少なくとも一方、例えば、外周に臨む部分のある層は、光を透過させる性質（透光性）を有していてもよい。なお、透光性を有する層は着色されていてもよい。本実施形態では、第１の樹脂材料が透明である（透光性を備えている）ものとして説明する。

　また、第１の樹脂材料と第２の樹脂材料は、容器の仕様に応じて組み合わせを適宜設定できるが、互いに溶着性の高い材料を組み合わせることが好ましい。一例として、第１の樹脂材料と第２の樹脂材料を、着色剤の組成の異なる同種の樹脂材料（例えば、ＰＥＴ同士）としてもよい。

　＜樹脂製容器の構成例＞
　次に、図２を参照して、本実施形態に係る樹脂製容器（以下、単に容器とも称する）の構成例を説明する。

　図２（ａ）は、第１例のプリフォーム１０をブロー成形して得た容器２０の一例を示す図であり、図２（ｂ）は、第２例のプリフォーム１０をブロー成形して得た容器２０の一例を示す図である。図２（ａ）、（ｂ）の各図において、図中右半分は容器２０の外観を示し、図中左半分は容器２０の縦断面を示している。

　図２（ａ）、（ｂ）の容器２０には、例えば、化粧水や乳液等が収容される。容器２０は、上端に開口を有する首部２１と、首部２１から連続する円筒状の胴部２２と、胴部２２から連続する底部２３とを有している。

　また、容器２０の胴部２２には、軸方向に沿って３つの領域（第１の領域２２ａ、中間領域２２ｂ、第２の領域２２ｃ）が形成されることで、色の濃淡が軸方向に徐々に変化するグラデーション模様が施される。かかる模様の装飾が施されることで容器２０の美観が向上し、化粧品容器等として使用したときに消費者の購買意欲をより高めることができる。

　まず、首部２１と、胴部２２の上側部分を含む第１の領域２２ａは第１層１１で形成される。そのため、首部２１や胴部２２の第１の領域２２ａには第１層１１の色が現れる。
　一方、底部２３と、胴部２２の下側部分を含む第２の領域２２ｃは、第１層１１と第２層１２が積層して形成される。そのため、底部２３や胴部２２の第２の領域２２ｃには、図２（ａ）であれば外周に位置する第２層１２の色、または図２（ｂ）であれば透明な第１層１１ごしに内層側の第２層１２の色が現れる。

　第１の領域２２ａと第２の領域２２ｃの間には、プリフォーム１０のテーパー領域１７が延伸されて形成された中間領域２２ｂが設けられる。この中間領域２２ｂでは、底部側から首部側にかけて第２層１２の肉厚が徐々に薄くなっている。そのため、中間領域２２ｂでは第１層１１および第２層１２の肉厚比に応じて軸方向に色が徐々に変化する。具体的には、首部側に近づくほど第１層１１の占める割合が大きくなるので中間領域２２ｂは第１の領域２２ａに近い色となる。一方で、底部側に近づくほど第２層１２の占める割合が大きくなるので中間領域２２ｂは第２の領域２２ｃに近い色となる。

　なお、容器２０の胴部２２の肉厚を底部２３に対してかなり薄く形成し、胴部２２は均肉化された肉厚分布としてもよい。容器２０を上記の肉厚分布を有する形状とすると高級感や重量感が強調され、容器２０を消費者の持つ化粧品容器のイメージにより近づけることができる。

　＜容器の製造装置の説明＞
　図３は、本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態のブロー成形装置３０は、容器の製造装置の一例であって、プリフォーム１０を室温まで冷却せずに射出成形時の保有熱（内部熱量）を活用して容器２０をブロー成形するホットパリソン方式（１ステージ方式とも称する）を採用する。

　ブロー成形装置３０は、第１射出成形部３１と、第２射出成形部３２と、温度調整部３３と、ブロー成形部３４と、取り出し部３５と、搬送機構３６とを備える。第１射出成形部３１、第２射出成形部３２、温度調整部３３、ブロー成形部３４および取り出し部３５は、搬送機構３６を中心として所定角度（例えば７２度）ずつ回転した位置に配置されている。

（搬送機構３６）
　搬送機構３６は、図３の紙面垂直方向の軸を中心に回転する移送板（図３では不図示）を備える。移送板には、プリフォーム１０の首部１３（または容器２０の首部２１）を保持するネック型３６ａ（図３では不図示）が、配置されている。移送板が単一の略円盤状部材で構成される場合、ネック型３６ａは所定角度ごとにそれぞれ１以上配置されている。移送板が成形部毎に分割された略扇状部材から構成される場合は、ネック型３６ａは分割された移送板の各々に１以上配置される。

　搬送機構３６は、移送板を回転させることで、ネック型３６ａで首部が保持されたプリフォーム１０（または容器２０）を、第１射出成形部３１、第２射出成形部３２、温度調整部３３、ブロー成形部３４、取り出し部３５の順に搬送する。従って、ネック型３６ａの各々は、複数の成形ステーションで（少なくも第１射出成形部３１と第２射出成形部３２で）共用される。また、ネック型３６ａの外側面（または内側面）には、テーパー部３６ａ１が形成されている。テーパー部３６ａ１が各成形ステーションの金型と接触または嵌合することで、成形時における両者の相対的な位置関係を規制することができる。なお、搬送機構３６は、移送板を昇降させることもでき、第１射出成形部３１や第２射出成形部３２における型閉じや型開き（離型）に係る動作も行う。

（第１射出成形部３１）
　第１射出成形部３１は、キャビティ型４０、コア型４１、ホットランナー型４２とから構成される第１射出成形用の金型を備え、プリフォーム１０の第１層１１を製造する。第１射出成形部３１には、ホットランナー型４２に第１の樹脂材料を供給する第１射出装置３７が接続されている。キャビティ型４０は、ホットランナー型４２に臨む面とは反対側の面に嵌合部（嵌合用凹凸部、位置規制部）４０ｂを備える（図４（ａ）、図５（ａ）、（ｂ）参照）。嵌合部４０ｂは、ネック型３６ａのテーパー部３６ａ１と略相似形のテーパー部４０ｂ１を有し、ネック型３６のテーパー部３６ａ１をテーパー部４０ｂ１で受ける。

　図４（ａ）は、第１例のプリフォーム１０（図１（ａ））の第１層１１を成形する第１射出成形部３１ａを示す。図５（ａ）、（ｂ）は、第２例のプリフォーム１０（図１（ｂ））の第１層１１を成形する第１射出成形部３１ｂを示す。なお、本明細書において第１射出成形部３１ａ、３１ｂを区別する必要がないときには、第１射出成形部３１と総称する。

　図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、第１射出成形部３１においては、上記のキャビティ型４０、コア型４１と、搬送機構３６のネック型３６ａとを型閉じして第１層１１の型空間（成形空間）を形成する。
　図４（ａ）に示すキャビティ型４０は、プリフォーム１０の内層（第１層１１）の外周形状を規定する。図４（ａ）に示すコア型４１は、キャビティ型４０内に挿入され、内層の内周形状を規定する。
　一方、図５（ａ）、（ｂ）に示すキャビティ型４０は、プリフォーム１０の外層（第１層１１）の外周形状を規定する。図５（ａ）、（ｂ）に示すコア型４１は、キャビティ型４０内に挿入され、外層の内周形状を規定する。
　そして、上記の型空間内にホットランナー型４２を介して第１射出装置３７から第１の樹脂材料を流し込むことで、第１射出成形部３１においてプリフォーム１０の第１層１１が製造される。

　また、図４（ａ）に示すように、第１射出成形部３１ａのキャビティ型４０の胴部の位置には、底部側に向けて縮径する領域４０ａが形成されている。そのため、第１射出成形部３１ａで形成される第１層１１には、テーパー状に肉厚の変化する領域が外周側に形成される。

　また、図５（ｂ）に示すように、第１射出成形部３１ｂにおいては、コア型４１に近接する位置まで軸方向に移動可能なバルブピン４３がホットランナー型４２の内部に設けられる。バルブピン４３は、第１の樹脂材料が型空間に充填されるまではホットランナー型４２の内部に収容され、第１の樹脂材料が型空間に充填された後にコア型４１に近接する位置まで突出する。このような射出成形時のバルブピン４３の移動により、第１層１１の底部中央に、樹脂材料の肉厚が周辺部よりも薄い薄膜部１８を形成することができる。

　また、第１射出成形部３１の型開きをしたときにも、搬送機構３６のネック型３６ａは開放されずにそのままプリフォーム１０の第１層１１を保持して搬送する。第１射出成形部３１で同時に成形されるプリフォーム１０の数（すなわち、ブロー成形装置３０で同時に成形できる容器２０の数）は、適宜設定できる。

（第２射出成形部３２）
　第２射出成形部３２は、キャビティ型５０、コア型５１、ホットランナー型５２とから構成される第２射出成形用の金型を備え、第１層１１の外周部または内周部に第２層１２を射出成形する。第２射出成形部３２には、ホットランナー型５２に第２の樹脂材料を供給する第２射出装置３８が接続されている。また、キャビティ型５０は、ホットランナー型５２に臨む面とは反対側の面に嵌合部（位置規制部）５０ｂを備える（図４（ｂ）、図５（ｃ）参照）。嵌合部５０ｂは、ネック型３６ａのテーパー部３６ａ１と略相似形のテーパー部５０ｂ１を有し、ネック型３６のテーパー部３６ａ１をテーパー部５０ｂ１で受ける。

　図４（ｂ）は、第１例のプリフォーム１０（図１（ａ））の第２層１２を成形する第２射出成形部３２ａを示す。図５（ｃ）は、第２例のプリフォーム１０（図１（ｂ））の第２層１２を成形する第２射出成形部３２ｂを示す。なお、本明細書において第２射出成形部３２ａ、３２ｂを区別する必要がないときには、第２射出成形部３２と総称する。

　第２射出成形部３２ａは、第１射出成形部３１ａで射出成形されたプリフォーム１０の第１層１１を収容する。図４（ｂ）に示すように、第２射出成形部３２ａを型閉じした状態では、第１層１１の外周側の胴部から底部にかけて、キャビティ型５０の内面との間に型空間が形成される。
　図４（ｂ）に示すコア型５１は、プリフォーム１０の内層（第１層１１）に挿入され、内層を内側から保持する。図４（ｂ）に示すキャビティ型５０は、コア型５１が挿入される内層を受け入れるとともに、内層の外周面との間に外層（第２層１２）の型空間を形成し、外層の外周形状を規定する。
　上記の型空間内にホットランナー型５２を介して第２射出装置３８からの第２の樹脂材料を充填することで、第１層１１の外周側に第２層１２が形成される。この第２層１２において、第１層１１の肉厚との関係で底部側に向けて拡径するテーパー領域１７が形成される。これにより、第１例のプリフォーム１０が製造される。

　第２射出成形部３２ｂは、第１射出成形部３１ｂで射出成形されたプリフォーム１０の第１層１１を収容する。図５（ｃ）に示すように、第２射出成形部３２ｂを型閉じした状態では、第１層１１の内周側の胴部から底部にかけて、コア型５１の表面との間に型空間が形成される。
　図５（ｃ）に示すキャビティ金型５０は、プリフォーム１０の外層（第１層１１）を受け入れて、外層を外側から保持する。図５（ｃ）に示すコア型５１は、外層の内側に挿入されるとともに、外層の内周面との間に内層（第２層１２）の型空間を形成し、内層の内周形状を規定する。
　上記の型空間内にホットランナー型５２を介して第２射出装置３８から第２の樹脂材料を充填することで、第１層１１の内周側に第２層１２が形成される。これにより、第２例のプリフォーム１０が製造される。

　また、図５（ｃ）に示すように、第２射出成形部３２ｂのコア型５１には、底部側に向けて縮径する領域５１ａが形成されている。そのため、第２射出成形部３２ｂで形成される第２層１２には、肉厚の変化するテーパー領域１７を形成できる。

（温度調整部３３）
　温度調整部３３は、図示しない温度調整用の金型（温調ポットや温調コア）を備える。温度調整部３３は、第２射出成形部３２から搬送されるプリフォーム１０を所定温度に保たれた温度調整用の金型に収容することで均温化や偏温除去を行い、プリフォーム１０の温度を最終ブローに適した温度（例えば約９０℃～１０５℃）に調整する。また、温度調整部３３は、射出成形後の高温状態のプリフォーム１０を冷却する機能も担う。なお、温調ポットは、ネック型３６ａと接触して嵌合可能な嵌合部（位置規制部）を備え、嵌合部はネック型３６ａのテーパー部３６ａ１と略相似形のテーパー部を有する。

（ブロー成形部３４）
　ブロー成形部３４は、温度調整部３３で温度調整されたプリフォーム１０に対してブロー成形を行い、容器２０を製造する。
　ブロー成形部３４は、容器２０の形状に対応した一対の割型であるブローキャビティ型と、底型と、延伸ロッドおよびエア導入部材（ブローコア、いずれも不図示）とから構成されるブロー成形用の金型を備える。ブロー成形部３４は、プリフォーム１０を延伸しながらブロー成形する。これにより、プリフォーム１０がブローキャビティ型の形状に賦形されて容器２０を製造することができる。一対のブローキャビティ型は、ネック型３６ａと接触して嵌合可能な嵌合部（位置規制部）を備え、嵌合部はネック型３６ａのテーパー部３６ａ１と略相似形のテーパー部を有する。

（取り出し部３５）
　取り出し部３５は、ブロー成形部３４で製造された容器２０の首部２１をネック型３６ａから開放し、容器２０をブロー成形装置３０の外部へ取り出すように構成されている。取り出し部３５は、ネック型３６ａの開口部から挿入される取り出しロッド（取り出し用の金型）を備える。取出しロッドはネック型３６ａと略当接可能な嵌合部（位置規制部）を備える。

　＜容器の製造方法の説明＞
　次に、本実施形態のブロー成形装置３０による容器の製造方法について説明する。図６は、容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。

（ステップＳ１０１：第１射出成形工程）
　まず、図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、第１射出成形部３１において、キャビティ型４０、コア型４１および搬送機構３６のネック型３６ａで形成された型空間に第１射出装置３７から第１の樹脂材料が射出され、プリフォーム１０の第１層１１が成形される。第１例のプリフォーム１０を形成する場合には第１射出成形部３１ａが用いられ、第２例のプリフォーム１０を形成する場合には第１射出成形部３１ｂが用いられる。

　第１射出成形部３１ｂにおいては、図５（ｂ）に示すように、プリフォーム１０の第１層１１が成形された後、コア型４１に近接する位置までバルブピン４３を突出させる工程が行われる。これにより、第１層１１の底部中央には、肉厚が周辺部よりも薄い薄膜部１８が形成される。

　その後、第１射出成形部３１が型開きされると、搬送機構３６の移送板が所定角度回転し、ネック型３６ａに保持されたプリフォーム１０の第１層１１が、射出成形時の保有熱を含んだ状態で第２射出成形部３２に搬送される。

（ステップＳ１０２：第２射出成形工程）
　続いて、第２射出成形部３２にプリフォーム１０の第１層１１が収容され、第２層１２の射出成形が行われる。第１例のプリフォーム１０を形成する場合には第２射出成形部３２ａが用いられ、第２例のプリフォーム１０を形成する場合には第２射出成形部３２ｂが用いられる。

　第２射出成形部３２ａにおいては、図４（ｂ）に示すように、第１層１１の外周側の胴部から底部にかけて、第１層１１の外周に臨むキャビティ型５０との間に型空間が形成される。上記の型空間内にホットランナー型５２から第２の樹脂材料を充填する。

　図４（ｂ）において第１層１１の内周側にはコア型５１が挿入され、コア型５１によって第１層１１の形状が内周側から保持される。このため、第２の樹脂材料が第１層１１と接触しても第１層１１の熱変形を抑制できる。以上のようにして、第１例のプリフォーム１０を成形する場合、第１層１１の外周側に第２層１２を形成することができる。

　一方、第２射出成形部３２ｂにおいては、図５（ｃ）に示すように、第１層１１の内周側の胴部から底部にかけて、第１層１１の内周に臨むコア型５１との間に型空間が形成される。上記の型空間内にホットランナー型５２から第２の樹脂材料を充填する。なお、第１層１１の底部には薄膜部１８が形成されているが、第２の樹脂材料の射出圧で薄膜部１８が破断されて底部に穴１６ができ、上記の穴１６から第２の樹脂材料が第１層１１の内周側に導かれる。

　図５（ｃ）において第１層１１の外周側にはキャビティ型５０が臨み、キャビティ型５０によって第１層１１の形状が外周側から保持される。このため、第２の樹脂材料が第１層１１と接触しても第１層１１の熱変形を抑制できる。以上のようにして、第２例のプリフォーム１０を成形する場合、第１層１１の内周側に第２層１２を形成することができる。

　なお、第２射出成形工程での第１層１１は射出成形時の保有熱を有し、比較的変形しやすい状態にある。そのため、型空間に第２の樹脂材料を射出すると、型空間に存在していた空気は第１層１１をわずかに弾性変形させながら上方に押し出されて排気される。そのため、第２層１２の成形時に空気溜まりが生じにくいので、プリフォーム１０の成形不良は抑制される。

　以上のように、第１射出成形工程および第２射出成形工程により、第１例または第２例のプリフォーム１０が製造される。
　その後、第２射出成形部３２が型開きされると、搬送機構３６の移送板が所定角度回転し、ネック型３６ａに保持されたプリフォーム１０が、射出成形時の保有熱を含んだ状態で温度調整部３３に搬送される。

（ステップＳ１０３：温度調整工程）
　続いて、温度調整部３３において、温度調整用の金型ユニットにプリフォーム１０が収容され、プリフォーム１０の温度を最終ブローに適した温度に近づけるための温度調整が行われる。その後、搬送機構３６の移送板が所定角度回転し、ネック型３６ａに保持された温度調整後のプリフォーム１０が、ブロー成形部３４に搬送される。

（ステップＳ１０４：ブロー成形工程）
　続いて、ブロー成形部３４において、容器２０のブロー成形が行われる。
　まず、ブローキャビティ型を型閉じしてプリフォーム１０を型空間に収容し、エア導入部材（ブローコア）を下降させることで、プリフォーム１０の首部１３にエア導入部材が当接される。そして、延伸ロッドを降下させてプリフォーム１０の底部１５を内面から抑えて、必要に応じて縦軸延伸を行いつつ、エア導入部材からブローエアを供給することで、プリフォーム１０を横軸延伸する。これにより、プリフォーム１０は、ブローキャビティ型の型空間に密着するように膨出して賦形され、容器２０にブロー成形される。なお、プリフォーム１０が容器２０より長い場合、底型は、ブローキャビティ型の型閉じ前はプリフォーム１０の底部と接触しない下方の位置で待機させ、型閉じ後に成形位置まで素早く上昇させる。

　また、本実施形態では、第１例または第２例のプリフォーム１０をブロー成形することで、第１層１１と第２層１２の延伸により色の濃淡が軸方向に徐々に変化するグラデーション模様が施された容器２０が製造される。

（ステップＳ１０５：容器取り出し工程）
　ブロー成形が終了すると、ブローキャビティ型が型開きされる。これにより、ブロー成形部３４から容器２０が移動可能となる。
　続いて、搬送機構３６の移送板が所定角度回転し、容器２０が取り出し部３５に搬送される。取り出し部３５において、容器２０の首部２１がネック型３６ａから開放され、容器２０がブロー成形装置３０の外部へ取り出される。

　以上で、容器の製造方法における１つのサイクルが終了する。その後、搬送機構３６の移送板を所定角度回転させることで、上記のＳ１０１からＳ１０５の各工程が繰り返される。なお、ブロー成形装置３０の運転時には、１工程ずつの時間差を有する５組分の容器の製造が並列に実行される。

　また、ブロー成形装置３０の構造上、第１射出成形工程、第２射出成形工程、温度調整工程、ブロー成形工程および容器取り出し工程の各時間はそれぞれ同じ長さになる。同様に、各工程間の搬送時間もそれぞれ同じ長さになる。

　以上のように、本実施形態では、第１射出成形工程でプリフォーム１０の第１層１１が射出成形され、第２射出成形工程で第１層１１の内周部または外周部に第２層１２を射出成形して多層構造のプリフォーム１０が製造される。本実施形態では、２段階の射出成形で多層構造のプリフォーム１０の第１層１１と第２層１２をそれぞれ成形することで、第１層１１と第２層１２の形状および肉厚分布を精度よく制御できる。これにより、容器２０に内部着色で所望のグラデーション模様を安定して形成できる。

　また、本実施形態では、２段階の射出成形で多層構造のプリフォーム１０を製造し、射出成形時の保有熱を有する状態でプリフォーム１０をブロー成形して容器２０を製造する。プリフォーム１０の第２層は、底部側から首部側にかけて軸方向に肉厚が徐々に薄くなるテーパー領域１７を有している。そして、上記のプリフォーム１０を射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形することで、第１層１１と第２層１２の延伸により色の濃淡が軸方向に徐々に変化するグラデーション模様が施された容器２０が製造される。

　例えば、冷却されたプリフォームを嵌合して多層構造のプリフォームを製造し、再加熱後にブロー成形を行う場合（コールドパリソン方式）と比べると、本実施形態の場合、プリフォームを常温近くまで冷却せずにすみ、プリフォームの組み立てや再加熱の工程も不要となる。そのため、本実施形態によれば、プリフォーム１０の射出成形から容器２０のブロー成形までの一連の工程を比較的短時間で完了させることができ、グラデーション模様を有する容器２０をより短いサイクルで製造できる。

＜変形例＞
　図７から図９は、上記実施形態の第１変形例から第３変形例を説明する図である。以下の各変形例では、倒立した回転放物面状のプリフォームをブロー成形してそれぞれ容器２０を製造するものとする。変形例におけるブロー成形装置３０の基本構成は上記実施形態と同様である。

　図７は、横縞の色模様２４を有する容器２０を製造する第１変形例の説明図である。図７（ａ）は、プリフォームの第１層を形成するキャビティ型６０の縦断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のキャビティ型６０の平面図である。また、図７（ｃ）は第１変形例の容器２０の正面図である。

　第１変形例では、第１層を形成するキャビティ型６０の内面に少なくとも２つ以上の環状の突起（または階段（ステップ）状の突起）６１ａ、６１ｂが同心状に形成されている。なお、各変形例におけるキャビティ型６０の突起は、いずれも抜き勾配となるように形成されている。これにより、プリフォームの第１層の外面には環状のくぼみが形成される。この第１層の外周側に色の異なる樹脂材料を射出成形して第２層を形成すると、第１層のくぼみに第２層が入り込み、第２層による環状の肉厚部分を有するプリフォーム（不図示）を製造できる。このプリフォームをブロー成形することで、図７（ｃ）に示すように、第１層と第２層の肉厚分布に応じた横縞の色模様２４を有する容器２０を製造できる。

　図８は、螺旋状の色模様２５を有する容器２０を製造する第２変形例の説明図である。図８（ａ）は、プリフォームの第１層を形成するキャビティ型６０の縦断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のキャビティ型６０の平面図である。また、図８（ｃ）は第２変形例の容器２０の正面図である。

　第２変形例では、第１層を形成するキャビティ型６０の内面に渦巻き状の突起６１ｃが形成されている。これにより、プリフォームの第１層の外面には渦巻き状のくぼみが形成される。この第１層の外周側に色の異なる樹脂材料を射出成形して第２層を形成すると、第１層のくぼみに第２層が入り込み、第２層による渦巻き状の肉厚部分を有するプリフォーム（不図示）を製造できる。このプリフォームをブロー成形することで、図８（ｃ）に示すように、第１層と第２層の肉厚分布に応じた螺旋状の色模様２５を有する容器２０を製造できる。

　図９は、文字等の任意のパターンの色模様２６を有する容器２０を製造する第３変形例の説明図である。図９（ａ）は、プリフォームの第１層を形成するキャビティ型６０の縦断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のキャビティ型６０の平面図である。また、図９（ｃ）は第３変形例の容器２０の正面図である。

　第３変形例では、第１層を形成するキャビティ型６０の内面に任意のパターン（文字の「Ａ」）の突起６１ｄが形成されている。これにより、プリフォームの第１層の外面には上記パターンの形状のくぼみが形成される。この第１層の外周側に色の異なる樹脂材料を射出成形して第２層を形成すると、第１層のくぼみに第２層が入り込み、第２層によって上記パターンの形状の肉厚部分を有するプリフォーム（不図示）を製造できる。このプリフォームをブロー成形することで、図８（ｃ）に示すように、第１層と第２層の肉厚分布に応じた上記パターンの形状の色模様２６を有する容器２０を製造できる。

　本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。

　上記実施形態では、２段階の射出成形で２層構造のプリフォーム１０を成形し、このプリフォーム１０をブロー成形する例を説明した。しかし、本発明のブロー成形装置３０において、射出成形部をさらに追加し、ｎ段階の射出成形でｎ層構造のプリフォームを成形するようにしてもよい（ただし、ｎは３以上の整数）。これにより、より複雑な配色の色模様の容器を製造することが可能となる。なお、射出成形部を３以上設ける場合には、各層の保有熱を好ましい温度に調整するために、射出成形部の間に温度調整部を適宜追加してもよい。

　また、上記実施形態では、いわゆる５ステーション型のブロー成形装置３０の構成例を説明した。しかし、本発明のブロー成形装置は、第１射出成形部３１と第２射出成形部３２との間に、プリフォーム１０の第１層１１を補助的に加熱または冷却する温度調整部を有する６ステーション型のブロー成形装置であってもよい。

　図１０は、他の実施形態として、６ステーション型のブロー成形装置３０ａの構成例を模式的に示す図である。また、図１１は、他の実施形態での容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。なお、以下の他の実施形態の説明において、上記実施形態と同様の要素に関する重複説明は適宜省略する。

　図１０に示すブロー成形装置３０ａは、第１射出成形部３１と、温度調整部３９（第１温度調整部）と、第２射出成形部３２と、温度調整部３３（第２温度調整部）と、ブロー成形部３４と、取り出し部３５と、搬送機構３６とを備える。第１射出成形部３１、温度調整部３９、第２射出成形部３２、温度調整部３３、ブロー成形部３４および取り出し部３５は、搬送機構３６を中心として所定角度（例えば６０度）ずつ回転した位置に配置されている。

　ブロー成形装置３０ａの搬送機構３６は、図１０の紙面垂直方向の軸を中心に回転する移送板３６ｂを備える。移送板３６ｂは、ネック型で首部が保持されたプリフォーム１０（または容器２０）を、第１射出成形部３１、温度調整部３９、第２射出成形部３２、温度調整部３３、ブロー成形部３４、取り出し部３５の順に搬送する。

　また、温度調整部３９は、温度調整部３３とほぼ同様の構成であって、図示しない温度調整用の金型（温調ポットや温調コア）を備える。温度調整部３９は、第１射出成形部３２から搬送されるプリフォーム１０の第１層１１を所定温度に保たれた金型ユニットに収容することで、第１層１１の補助的な加熱または冷却を行う。

　図１１に示すように、他の実施形態のブロー成形装置３０ａによる容器の製造方法では、第１射出成形工程（Ｓ１０１）と第２射出成形工程（Ｓ１０２）の間に第１温度調整工程（Ｓ１０１ａ）が実行される点で、図６に示す上記実施形態の製造方法と相違する。

　第１温度調整工程（Ｓ１０１ａ）では、温度調整部３９において、温度調整用の金型ユニットにプリフォーム１０の第１層１１が収容され、第１層１１の冷却と、温度分布の調整（均温化や偏温除去）が行われる。このとき、温度調整部３９では必要に応じて第１層１１の加熱が行われてもよい。
　その後、搬送機構３６の移送板３６ｂが所定角度回転し、ネック型に保持されたプリフォーム１０の第１層１１が、第２射出成形部３３に搬送される。なお、図１１の他の工程は、図６の工程と同様である。

　加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０…プリフォーム、１１…第１層、１２…第２層、１３…首部、１４…胴部、１５…底部、１６…穴、１７…テーパー領域、１８…薄膜部、２０…容器、２２…胴部、２２ａ…第１の領域、２２ｂ…中間領域、２２ｃ…第２の領域、３０…ブロー成形装置、３１…第１射出成形部、３２…第２射出成形部、３４…ブロー成形部、３７…第１射出装置、３８…第２射出装置、５０…キャビティ型、５１…コア型

 

Claims (12)

1. 　有底筒状のプリフォームの第１層を、第１の樹脂材料で射出成形する第１射出成形工程と、
   　前記第１の樹脂材料とは色の異なる第２の樹脂材料を射出し、前記第１層の外周側または内周側に第２層を積層する第２射出成形工程と、
   　前記第２射出成形工程で得られた多層のプリフォームを射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形し、前記第１層と前記第２層の肉厚分布に応じた色模様を有する樹脂製容器を製造するブロー成形工程と、
   を有する樹脂製容器の製造方法。
2. 　前記第２射出成形工程で製造されるプリフォームは、前記第１層および前記第２層の肉厚比が所定方向に変化する領域を有し、
   　前記樹脂製容器は、前記領域を延伸して形成されたグラデーション模様を有する
   請求項１に記載の樹脂製容器の製造方法。
3. 　前記第２射出成形工程では、前記第１層の形状を保持するコア型が前記第１層の内周側に挿入されるとともに、前記第１層の外周側に臨むキャビティ型と前記第１層との間に前記第２の樹脂材料が射出される
   請求項１または請求項２に記載の樹脂製容器の製造方法。
4. 　前記第２射出成形工程では、前記第１層の形状を保持するキャビティ型が前記第１層の外周側に配置されるとともに、前記第１層の内周側に臨むコア型と前記第１層との間に前記第２の樹脂材料が射出される
   請求項１または請求項２に記載の樹脂製容器の製造方法。
5. 　前記第１射出成形工程では、前記第１層の一部に肉厚の薄い薄膜部を形成し、
   　前記第２射出成形工程では、前記第２の樹脂材料の射出により前記薄膜部を破断させて、前記第１層の内周側に前記第２の樹脂材料を導く
   請求項４に記載の樹脂製容器の製造方法。
6. 　前記第１の樹脂材料および前記第２の樹脂材料は、着色剤の組成の異なる同種の樹脂材料である
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の樹脂製容器の製造方法。
7. 　有底筒状のプリフォームの第１層を、第１の樹脂材料で射出成形する第１射出成形部と、
   　前記第１の樹脂材料とは色の異なる第２の樹脂材料を射出し、前記第１層の外周側または内周側に第２層を積層する第２射出成形部と、
   　前記第２射出成形部で得られた多層のプリフォームを射出成形時の保有熱を有する状態でブロー成形し、前記第１層と前記第２層の肉厚分布に応じた色模様を有する樹脂製容器を製造するブロー成形部と、
   を有する樹脂製容器の製造装置。
8. 　多層のプリフォームを成形する第１射出成形部および第２射出成形部と、前記多層のプリフォームをブロー成形して樹脂製容器を製造するブロー成形部とを備える製造装置で使用される金型ユニットであって、
   　前記プリフォームの有底筒状の内層を形成するための前記第１射出成形部で使用される第１の金型と、
   　前記内層の外側に前記プリフォームの外層を積層するための前記第２射出成形部で使用される第２の金型と、を有し、
   　前記第１の金型は、
   　前記内層の外周形状を規定する第１のキャビティ金型と、
   　前記第１のキャビティ金型内に挿入され、前記内層の内周形状を規定する第１のコア金型と、を含み、
   　前記第２の金型は、
   　前記内層に挿入され、前記内層を内側から保持する第２のコア金型と、
   　前記第２のコア金型が挿入される前記内層を受け入れるとともに、前記内層の外周面との間に前記外層の型空間を形成し、前記外層の外周形状を規定する第２のキャビティ金型と、を含み、
   　前記第１のキャビティ金型は、前記内層の外周が底部に向けて縮径してゆく縮径部を有する形状である
   金型ユニット。
9. 　多層のプリフォームを成形する第１射出成形部および第２射出成形部と、前記多層のプリフォームをブロー成形して樹脂製容器を製造するブロー成形部とを備える製造装置で使用される金型ユニットであって、
   　前記プリフォームの外層を形成するための前記第１射出成形部で使用される第１の金型と、
   　前記外層の内側に前記プリフォームの有底筒状の内層を積層するための前記第２射出成形部で使用される第２の金型と、を有し、
   　前記第１の金型は、
   　前記外層の外周形状を規定する第１のキャビティ金型と、
   　前記第１のキャビティ金型内に挿入され、前記外層の内周形状を規定する第１のコア金型と、を含み、
   　前記第２の金型は、
   　前記外層を受け入れて、前記外層を外側から保持する第２のキャビティ金型と、
   　前記外層の内側に挿入されるとともに、前記外層の内周面との間に前記内層の型空間を形成し、前記内層の内周形状を規定する第２のコア金型と、を含み、
   　前記第２のコア金型は、前記内層の外周が底部に向けて縮径してゆく縮径部を有する形状である
   金型ユニット。
10. 　少なくとも前記第１射出成形部および前記第２射出成形部で共用され、前記第１射出成形部の成形物を把持して前記第２射出成形部に搬送するネック型をさらに有し、
    　前記第１のキャビティ金型および前記第２のキャビティ金型は、前記ネック型の位置を規制する位置規制部をそれぞれ有する請求項８または請求項９に記載の金型ユニット。
11. 　前記第１射出成形部および前記第２射出成形部とは異なる前記製造装置の工程で使用され、前記位置規制部を備えた第３の金型をさらに有する請求項１０に記載の金型ユニット。
12. 　前記第３の金型は、前記プリフォームまたは前記第１射出成形部の成形物の温度を調整する温度調整部、前記ブロー成形部、前記樹脂製容器の取り出し部のいずれかで使用される金型である請求項１１に記載の金型ユニット。
    
     

Images