特開 2021-171983 射出延伸ブロー成形機及びポリエチレン製容器の成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-171983(P2021-171983A)

(43)【公開日】2021年11月1日

(54)【発明の名称】射出延伸ブロー成形機及びポリエチレン製容器の成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 49/64 20060101AFI20211004BHJP

   B29C 49/06 20060101ALI20211004BHJP

   B29C 45/00 20060101ALI20211004BHJP

【ＦＩ】

   B29C49/64

   B29C49/06

   B29C45/00

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-76654(P2020-76654)

(22)【出願日】2020年4月23日

(11)【特許番号】特許第6727604号(P6727604)

(45)【特許公報発行日】2020年7月22日

(71)【出願人】

【識別番号】390007179

【氏名又は名称】株式会社青木固研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100062225

【弁理士】

【氏名又は名称】秋元 輝雄

(74)【代理人】

【識別番号】100186060

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100145458

【弁理士】

【氏名又は名称】秋元 正哉

(72)【発明者】

【氏名】青木 茂人

【テーマコード（参考）】

4F206

4F208

【Ｆターム（参考）】

4F206AA04

4F206AG07

4F206AH55

4F206AP05

4F206AP10

4F206AR11

4F206JA06

4F206JL02

4F206JM06

4F206JN43

4F206JQ81

4F206JW41

4F208AG07

4F208AH55

4F208AP05

4F208AP10

4F208AQ01

4F208AR11

4F208LA01

4F208LA04

4F208LA08

4F208LB01

4F208LG03

4F208LG28

4F208LG42

4F208LH03

4F208LH10

4F208LN23

(57)【要約】

【課題】 射出成形金型からポリエチレン製のプリフォームを早期に離型しても、良好な中空容器を成形できる射出延伸ブロー成形機及びポリエチレン製容器の成形方法の提供を目的とする。
【解決手段】 本発明は、５℃から２５℃の温度範囲に冷却されたキャビティ型とコア型とを含む射出成形金型にポリエチレン溶融樹脂を射出充填してプリフォームを成形し、成形されたプリフォームをブロー成形金型に移送し、中空容器を成形し、プリフォームの温度が、前記射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した時点±２秒の時間範囲内で、プリフォームをブローする射出延伸ブロー成形機及びポリエチレン製容器の成形方法に関する。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

５℃から２５℃の温度範囲に冷却されたキャビティ型とコア型とを含む射出成形金型を備え、前記射出成形金型に射出充填されたポリエチレン溶融樹脂からプリフォームを成形する射出成形部と、
前記射出成形部で成形された前記プリフォームをブローするブロー成形部と、
を備え、
前記プリフォームの温度が、前記射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した時点±２秒の時間範囲内で、前記ブロー成形部は、前記プリフォームをブローする
射出延伸ブロー成形機。

【請求項2】

前記射出成形金型内での前記プリフォームの冷却時間は、１秒から２秒であり、その後、前記プリフォームを離型する
請求項１に記載の射出延伸ブロー成形機。

【請求項3】

前記ブロー成形部は、１．５から２．５の延伸倍率で前記プリフォームをブローする
請求項１又は２に記載の射出延伸ブロー成形機。

【請求項4】

５℃から２５℃の温度範囲に冷却されたキャビティ型とコア型とを含む射出成形金型にポリエチレン溶融樹脂を射出充填してプリフォームを成形するステップと、
成形された前記プリフォームをブロー成形金型に移送し、中空容器を成形するステップと、
を含み、
前記プリフォームの温度が、前記射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した時点±２秒の時間範囲内で、前記プリフォームをブローする
ポリエチレン製容器の成形方法。

【請求項5】

前記射出成形金型内での前記プリフォームの冷却時間を１秒から２秒とし、その後、前記プリフォームを離型する
請求項４に記載のポリエチレン製容器の成形方法。

【請求項6】

前記ブロー成形金型で前記プリフォームを延伸ブローする際、前記プリフォームの延伸倍率を１．５から２．５とする
請求項４又は５に記載のポリエチレン製容器の成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出延伸ブロー成形機及びポリエチレン製容器の成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、合成樹脂製容器を成形するための射出延伸ブロー成形機が提供されている。射出延伸ブロー成形機は、溶融樹脂を射出成形金型に射出充填してプリフォームを成形する射出成形部と、射出成形部から移送されたプリフォームを賦形（ブロー）し、中空容器を成形するブロー成形部と、中空容器を機械外に排出する取り出し部とを備える。射出延伸ブロー成形機の種類によっては、射出成形部で成形されたプリフォームをブロー成形部に移送する前に温調する温調部を備えるものもある。

【0003】

ところで、射出成形部で成形されたプリフォームが冷却されると、その表面（外表面及び内表面）に硬質のスキン層が形成される。一般に、スキン層の性質（スキン層形成スピードや硬さ等）は、樹脂の種類によって異なる。そのため、プリフォームを射出成形金型から離型するタイミングやブロー成形部でブローするまでの時間を樹脂の種類に応じて調整し、所望の容器を成形する（例えば下記特許文献１）。

【0004】

特に、ポリエチレン製のプリフォームの場合、スキン層をある程度厚くしなければ、離型時にプリフォームが変形する、中空容器に偏肉が生じる、ブローの際に破裂するなどの不具合が生じていた。従来、射出成形金型の温度を１００℃程度に設定し、射出成形金型に接触するプリフォームの表面を前記金型と同程度の温度となるまで調整していた。これにより、所望の厚みのスキン層を得ることができ、前述の不具合を防止していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平４−２１４３２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方、容器の生産効率を高めるため、一連の成形サイクル時間を短縮可能な射出延伸ブロー成形機が、近年開発されている。ポリエチレン製容器の成形においても、成形サイクル時間の短縮が望ましい。しかしながら、射出成形金型に充填される溶融樹脂の温度は、通常２５０℃程度であるため、プリフォームの表面温度が金型設定温度（１００℃近傍）に達するまで多くの時間を要する。

【0007】

従って、前記従来の成形方法によっては、射出成形金型からプリフォームを早期に離型した場合、前述のような不具合が生じる可能性がある（容器の偏肉やブローの際のプリフォームの破裂など）。そのため、従来の成形方法において、ポリエチレン製容器の成形サイクル時間を短縮することが難しい。

【0008】

上記課題に鑑み、本発明は、射出成形金型からプリフォームを早期に離型しても、良好な中空容器を成形できる射出延伸ブロー成形機及びポリエチレン製容器の成形方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る射出延伸ブロー成形機は、
５℃から２５℃の温度範囲に冷却されたキャビティ型とコア型とを含む射出成形金型を備え、前記射出成形金型に射出充填されたポリエチレン溶融樹脂からプリフォームを成形する射出成形部と、
前記射出成形部で成形された前記プリフォームをブローするブロー成形部と、
を備え、
前記プリフォームの温度が、前記射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した時点±２秒の時間範囲内で、前記ブロー成形部は、前記プリフォームをブローする
ことを特徴とする。

【0010】

本発明のこの態様によれば、キャビティ型とコア型の温度を５℃から２５℃の温度範囲に設定し、プリフォーム表面を急冷することで、プリフォーム外表面及び内表面に早期に結晶質のスキン層を形成することができる（特に、限定されるものではないが、形成される前記スキン層は、薄くて硬い状態にあると考えられる）。よって、溶融樹脂（プリフォーム）を射出成形金型に射出充填し、射出成形金型との接触によるプリフォームの冷却時間を短くしても、不具合なくプリフォームを離型することができる。

【0011】

また、本発明は、プリフォームの温度が、射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した時点±２秒の時間範囲内で、ブロー成形部がプリフォームをブローする。そのため、本発明によれば、成形サイクル時間を短縮して良好なポリエチレン製容器を成形できる。ここで、プリフォームの温度測定方法は、特に限定されるものではないが、例えば、プリフォームから放射される赤外線量を赤外線検出カメラなどによって検出し、その赤外線量に基づき温度を測定する方法などが挙げられる。

【0012】

なお、以下に限定されるものではないが、プリフォームの温度が射出成形金型の型開完了後の最初の極小点に到達した際、スキン層は、結晶質状態から非晶質状態に転移すると考えられる。すなわち、本発明によれば、表面に結晶質のスキン層が形成された状態でプリフォームを離型することができ、且つ軟質の非晶質状態にスキン層が変化した時点又はその近傍でプリフォームをブローすることができる。そのため、早期に離型しても良好なポリエチレン製容器を成形できる。

【0013】

また、本発明に係る射出延伸ブロー成形機において、
前記射出成形金型内での前記プリフォームの冷却時間は、１秒から２秒であり、その後、前記プリフォームを離型することが好ましい。

【0014】

本発明のこの態様によれば、射出成形金型におけるプリフォームの冷却時間を前記範囲とし、極めて早期にプリフォームを離型しても、良好なポリエチレン製容器を成形することができる。

【0015】

更に、本発明に係る射出延伸ブロー成形機において、
前記ブロー成形部は、１．５から２．５の延伸倍率で前記プリフォームをブローすることが好ましい。

【0016】

本発明のこの態様によれば、プリフォームの延伸倍率を前記範囲とすることで、薄肉・長尺で良好なポリエチレン製容器を成形することができる。

【0017】

また、本発明に係るポリエチレン製容器の成形方法は、
５℃から２５℃の温度範囲に冷却されたキャビティ型とコア型とを含む射出成形金型にポリエチレン溶融樹脂を射出充填してプリフォームを成形するステップと、
成形された前記プリフォームをブロー成形金型に移送し、中空容器を成形するステップと、
を含み、
前記プリフォームの温度が、前記射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した時点±２秒の時間範囲内で、前記プリフォームをブローすることを特徴する。

【0018】

本発明のこの態様によれば、キャビティ型とコア型の温度を５℃から２５℃の温度範囲に設定し、プリフォーム表面を急冷することで、プリフォーム外表面及び内表面に早期に結晶質のスキン層を形成することができる（特に、限定されるものではないが、形成される前記スキン層は、薄くて硬い状態にあると考えられる）。よって、溶融樹脂（プリフォーム）を射出成形金型に射出充填し、射出成形金型との接触によるプリフォームの冷却時間を短くしても、不具合なくプリフォームを離型することができる。

【0019】

また、本発明は、プリフォームの温度が、射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した時点±２秒の時間範囲内で、プリフォームをブローする。そのため、本発明によれば、成形サイクル時間を短縮して良好なポリエチレン製容器を成形できる。特に限定されるものではないが、前記プリフォームの温度が、前記射出成形金型の型開完了時点から最初の極小点に到達した際のスキン層の状態変化に関しては、前記と同様のことが推測される。また、プリフォームの温度測定方法に関しても、例えば、プリフォームから放射される赤外線量を赤外線検出カメラなどによって検出し、その赤外線量に基づき温度を測定する方法などが挙げられる。

【0020】

更に、本発明に係るポリエチレン製容器の成形方法において、
前記射出成形金型内での前記プリフォームの冷却時間を１秒から２秒とし、その後、前記プリフォームを離型することが好ましい。

【0021】

本発明のこの態様によれば、射出成形金型におけるプリフォームの冷却時間を前記範囲とし、極めて早期にプリフォームを離型しても、良好なポリエチレン製容器を成形することができる。

【0022】

更に、本発明に係るポリエチレン製容器の成形方法において、
前記ブロー成形金型で前記プリフォームを延伸ブローする際、前記プリフォームの延伸倍率を１．５から２．５とすることが好ましい。

【0023】

本発明のこの態様によれば、プリフォームの延伸倍率を前記範囲とすることで、薄肉・長尺で良好なポリエチレン製容器を成形することができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、射出成形金型からプリフォームを早期に離型しても、良好な中空容器を成形できる射出延伸ブロー成形機及びポリエチレン製容器の成形方法を提供することができる。その結果、本発明によれば、成形サイクル時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機の平面概略図。

【図2】本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機の斜視図。

【図3】本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機の正面図（射出成形部に対面した状態で射出延伸ブロー成形機を見た図。）。

【図4】本実施形態における射出成形金型の垂直断面図。

【図5】本実施形態におけるブロー成形金型の垂直断面図。

【図6】射出成形金型の型開完了時点からのポリエチレン製プリフォームの温度推移の傾向を示すグラフ。

【図7】実施例１、実施例２、及び比較例１に係るプリフォームの温度推移を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る射出延伸ブロー成形機１を詳細に説明する。初めに、図１から図３を参照して、射出延伸ブロー成形機１の全体構成を説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機１の平面概略図である。また、図２は、射出延伸ブロー成形機１の斜視図である。更に、図３は、射出延伸ブロー成形機１の正面図（射出成形部１０に対面した状態で射出延伸ブロー成形機１を見た図）である。

【0027】

図１に示されるように、本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機１は、射出成形部１０、ブロー成形部２０、取り出し部３０の各ステーションを備える。射出成形部１０、ブロー成形部２０、取り出し部３０の各ステーションは、互いに約１２０°の間隔を空けて周状に配置される。なお、射出成形部１０に備わるホットランナー機構（図示しない）は、射出装置４０と連結される。これにより、射出装置４０から射出成形部１０に溶融樹脂（ポリエチレン）が充填される。

【0028】

また、図２及び図３に示されるように、射出延伸ブロー成形機１は、前記各ステーションの上方に配置され、プリフォーム又は中空容器を次のステーションに移送するための回転板５０等を更に備える。より詳しくは、回転板５０は、中間基盤５１内に設けられると共に、各ステーションの上方位置に至った段階で所定時間停止する。

【0029】

更に、回転板５０の下面には、プリフォーム及び中空容器の口部を形成するためのリップ型１１が取り付けられる。本実施形態において、リップ型１１は、プリフォーム及び中空容器の口部を把持した状態で、これらを次のステーションに移送する。なお、射出延伸ブロー成形機１は、一連の動作を制御する制御部（図示しない）を備えることが好ましい。例えば、制御部の記憶領域（ＲＯＭ）に、動作プログラムが記憶され、記憶された動作プログラムによって、射出成形部１０、ブロー成形部２０、取り出し部３０、回転板５０等における下記の動作が制御されることが好ましい。

【0030】

本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機１の動作例は、以下の通りである。まず、射出成形部１０に備わる後述の射出成形金型１０Ｍに溶融樹脂が充填されると、キャビティ型１２内でプリフォームの胴部及び底部が成形されると共に、リップ型１１内でプリフォームの口部が成形される。プリフォームの成形を終えた後、リップ型１１及びコア型１３が上昇し、リップ型１１に口部が把持されたプリフォームが、射出成形金型１０Ｍから離型する。最後に、所定位置まで上昇したリップ型１１が停止し、射出成形金型１０Ｍの型開が完了する。

【0031】

次に、回転板５０が回転し、プリフォームの口部を把持したリップ型１１は、ブロー成形部２０に向かう。ブロー成形部２０の上方位置にリップ型１１が到達すると、リップ型１１及びこれに把持されるプリフォームがブロー成形部２０に向けて降下する。これにより、プリフォームがブロー成形部２０に移送される。

【0032】

プリフォームがブロー成形部２０に移送された後、ブロー成形部２０に備わる後述のブロー成形金型２０Ｍで、プリフォームが延伸ブローされる。これにより、プリフォームから中空容器が成形される。中空容器の成形を終えた後、ブロー成形金型２０Ｍが開き、成形された中空容器がブロー成形金型２０Ｍから離型する。その後、リップ型１１が、中空容器の口部を把持した状態で上昇する。

【0033】

更に、回転板５０が回転し、中空容器の口部を把持したリップ型１１は、取り出し部３０に向かう。取り出し部３０の上方位置にリップ型１１が到達すると、リップ型１１及び中空容器が取り出し部３０に向けて降下する。これにより、中空容器が取り出し部３０に移送される。

【0034】

最終的に、取り出し部３０において、リップ型１１による中空容器口部の把持が解除され、中空容器が取り出し部３０の容器取出口（図示しない）に向けて落下する。その結果、中空容器は、容器取出口を通過し、射出延伸ブロー成形機１の外部に取り出される。

【0035】

次に、図４を参照して、本実施形態における射出成形部１０を詳細に説明する。ここで、図４は、射出成形部１０に備わる射出成形金型１０Ｍの垂直断面図である。図４に示されるように、射出成形金型１０Ｍは、リップ型１１、キャビティ型１２、コア型１３により形成される。

【0036】

キャビティ型１２は、射出成形部１０内に固設されている。これに対して、回転板５０が回転し、射出成形部１０（キャビティ型１２）の上方位置にリップ型１１が至ると、回転板５０を含む中間基盤５１と共にリップ型１１がキャビティ型１２に向けて降下する。それと同時に、中間基盤５１より上方に配設される上部基盤５３に支持されるコア型１３が、リップ型１１及びキャビティ型１２に向けて降下する。降下したコア型１３は、リップ型１１の内側を通過し、キャビティ型１２の内部に挿入される。これにより、射出成形金型１０Ｍが形成される。

【0037】

また、射出成形金型１０Ｍが形成された際、図４に示されるように、キャビティ型１２の内側面とコア側１３の外側面との間、及びリップ型１１とコア型１３との間に所定間隔の空間が形成される。射出装置４０から射出成形金型１０Ｍに射出されたポリエチレン製の溶融樹脂は、当該空間内で所定時間留め置かれる。これにより、溶融樹脂が冷却固化され、プリフォームが成形される。すなわち、当該空間は、プリフォーム成形空間１０ＰＳに対応する。

【0038】

本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機１において、プリフォーム成形空間１０ＰＳに溶融樹脂（プリフォーム）が充填された後、プリフォーム成形空間１０ＰＳ内に充填されたプリフォームが所定時間留め置かれる。このとき、プリフォームの外表面はキャビティ型１２と接触すると共に、プリフォームの内表面はコア型１３と接触している。前述のように、約２５０℃程度まで加熱された溶融樹脂が射出成形金型１０Ｍに充填され、プリフォーム内の熱がキャビティ型１２及びコア型１３に伝熱される。これにより、プリフォームの温度が下がる（プリフォーム充填後、プリフォームを射出成形金型１０Ｍに留め置く時間及び過程を以下「冷却時間」及び「冷却過程」と言う。）。

【0039】

ここで、図４に示されるように、射出成形金型１０Ｍのキャビティ型１２は、冷却媒体（本実施形態では、チラー水）の通路１２１を備える。通路１２１を通過する冷却媒体によって、キャビティ型１２は、所定温度帯に冷却される。コア型１３も、冷却媒体（本実施形態では、チラー水）の通路１３１を備え、通路１３１を通過する冷却媒体によって、所定温度帯に強制冷却される。

【0040】

このように、予め冷却された射出成形金型１０Ｍ（キャビティ型１２、コア型１３）内に、溶融樹脂（プリフォーム）が充填されると、キャビティ型１２及びコア型１３に接触するプリフォームの外表面及び内表面が急冷される。その結果、キャビティ型１２と接触するプリフォームの外表面及びコア型１３と接触するプリフォームの内表面に、結晶質の硬質スキン層が速やかに形成される。そのため、射出成形金型１０Ｍからプリフォームが早期に離型されても、離型の際のプリフォームの変形等に起因する種々の不具合を抑制できる。

【0041】

本実施形態において、キャビティ型１２及びコア型１３は、冷却媒体（特に限定されないが、例えば、チラー装置によって循環冷却される水）によって５℃から２５℃の温度範囲に冷却されることが好ましい。また、キャビティ型１２及びコア型１３は、冷却媒体によって５℃から２０℃の温度帯に冷却されることが更に好ましく、１０℃から１５℃の温度帯に冷却されることが更に好ましい。

【0042】

これに対して、キャビティ型１２及びコア型１３の温度が５℃を下回る場合、離型の際、プリフォームにおけるスキン層の厚みが想定以上に増え、プリフォームが過度に硬化する可能性がある。この場合、次のブロー工程において、設計通りの容器形状にプリフォームをブローできない可能性がある点で好ましくない。また、５℃を下回る温度にキャビティ型１２及びコア型１３を冷却する場合、例えば、チラー装置に加え、冷却能力の高い他の装置を用いなければ、当該温度まで冷却できない可能性がある。この場合、製品コストが高騰する点で好ましくない。

【0043】

同様に、キャビティ型１２及びコア型１３の温度が２５℃を上回る場合、水温が常温より高いことから、例えば、チラー装置のみでは対応する温度に調整することが難しい。この場合も、チラー装置以外の他の装置を用いなければ、キャビティ型１２及びコア型１３を所望の温度に制御することが難しい。そのため、製品コストが過度に高騰する可能性がある点で好ましくない。

【0044】

射出成形金型１０Ｍでのプリフォームの冷却時間は、特に限定されるものではないが、１秒から２秒であることが好ましい。前述の通り、キャビティ型１２及びコア型１３が、例えば５℃から２５℃の温度範囲に冷却されているため、プリフォームの冷却時間を極めて短く設定しても、適度な硬さ・厚みを有するスキン層が、プリフォームの外表面及び内表面に形成される。これにより、射出成形金型１０Ｍからプリフォームを早期に離型し、不具合のないプリフォームをブロー成形金型２０Ｍに移送することができる。その結果、溶融樹脂の充填開始からプリフォームの離型までの時間を縮めることができ、成形サイクル時間を短縮することができる。

【0045】

次に、図５を参照して、本実施形態におけるブロー成形部２０を詳細に説明する。ここで、図５は、ブロー成形部２０に備わるブロー成形金型２０Ｍの垂直断面図である。図５に示されるように、ブロー成形金型２０Ｍは、リップ型１１、一対の割型であるブロー型２１、底型２２により形成される。また、ブロー成形部２０は、延伸ロッド２３、筒状のブローコア２４、エア供給手段（図示しないエアコンプレッサ等）を更に備える。ここで、延伸ロッド２３とブローコア２４との間に、エア供給手段からのエアが通過する流路（間隙）２５が設けられている。

【0046】

ブロー成形金型２０Ｍに移送されたプリフォームは、延伸ロッド２３によって、所定の延伸倍率（延伸後のプリフォームの長さ／延伸前のプリフォームの長さ）に延伸される。また、プリフォームの延伸とほぼ同タイミングで、エア供給手段から供給されるエアが、流路２５を通過し、リップ型１１に把持されるプリフォームの内側に排出される。これにより、プリフォームがブローされ、中空容器が成形される。

【0047】

プリフォームの延伸倍率は、特に限定されるものではないが、１．５以上であることが好ましい。また、プリフォームの延伸倍率は、２．５以下であることが好ましい。前述の通り、本実施形態におけるプリフォームは、適度な硬さ・厚みのスキン層を有するため、射出成形金型１０Ｍから早期に離型された短尺のプリフォームから長尺の中空容器を成形しても、良好な容器を得ることができる。

【0048】

ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン）製容器における従来の成形方法の場合、プリフォームの温度を高く保つため、射出成形金型（キャビティ型、コア型）を１００℃近傍（ポリエチレンの融点温度より僅かに低い温度）に温調していた。また、従来の成形方法において、射出成形金型に２５０℃前後の溶融樹脂を充填した後、これに溶融樹脂を接触させて１００℃前後まで冷却していた。従来の成形方法によれば、長時間の冷却時間が必要である一方、プリフォーム表面に非晶質の厚いスキン層が形成され、ブローできる状態が確保される。しかしながら、従来の成形方法により得られるプリフォーム内の熱量は少なく、ブローの際に延び難い。そのため、延伸倍率が低く制限される（例えば、１．２倍）。これに対して、本実施形態におけるプリフォームは、５℃から２５℃の温度範囲に冷やされた射出成形金型１０Ｍによって急冷される結果、プリフォーム表面に結晶質の薄くて硬いスキン層が形成されると考えられる。これにより、短い冷却時間であってもプリフォームを容易に離型できる。また、離型後のプリフォームコア層の熱量が多く、溶融状態が保たれているため、ブローの際、プリフォームが延び易い。従って、従来に比べて延伸倍率を増やしても（例えば、１．５倍から２．５倍）、薄肉で良好なポリエチレン製容器を成形することができる。

【0049】

ここで、本発明者の研究により、例えば、５℃から２５℃の温度範囲にある射出成形金型１０Ｍ（キャビティ型１２、コア型１３）でポリエチレン製のプリフォームを冷却し、冷却されたプリフォームを射出成形金型１０Ｍから離型すると、図６の曲線Ｓ１に示されるように、射出成形金型１０Ｍの型開完了から最初の極小点Ｐに到達するまで、プリフォームの温度が低下し、その後、プリフォームの温度が上昇することが確認された。これは、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等の他の合成樹脂では現れない挙動である。また、図６の曲線Ｓ２に示されるように、従来の１００℃近傍に調整された射出成形金型により成形されたプリフォームの温度挙動とも異なる。

【0050】

本実施形態に係る射出延伸ブロー成形機１は、プリフォームの温度が、射出成形金型１０Ｍの型開完了時点から最初の極小点Ｐに到達した時点±２秒の時間範囲内で、ブロー成形部２０は、プリフォームをブローする。本実施形態によれば、前記タイミングでプリフォームをブローするため、成形サイクル時間を短縮し且つ良好な中空容器を成形することができる（詳細は、下記実施例を参照されたい）。換言すれば、本実施形態は、ポリエチレン製プリフォームに特有な温度推移に合わせたブロー工程を含むため、特にポリエチレン製容器の成形に適する。

【0051】

また、特に限定されるものではないが、例えば、５℃から２５℃の温度範囲にある射出成形金型１０Ｍにより成形されるポリエチレン製プリフォームの温度は、射出成形金型１０Ｍの型開完了後５秒以内に最初の極小点Ｐに到達する傾向を有する。これに対して、射出成形金型を１００℃近傍に調整した従来の射出成形金型により成形されるプリフォームは、射出成形金型の型開完了後６秒を超えた時点でブローされる。従って、本実施形態によれば、射出成形金型１０Ｍの型開完了後ブローまでの時間を従来とほぼ同等とすることができる（場合によっては、本実施形態における型開完了後ブローまでの時間を従来に比べて短縮することができる）。前述のように、本実施形態において、射出成形金型１０Ｍでのプリフォームの冷却時間を従来に比べ大幅に短縮することができることを併せ考えれば、本実施形態によって、成形サイクル時間を大幅に短くすることができる。

【実施例】

【0052】

以上説明した射出延伸ブロー成形機１において、具体的な実施の例を以下に示す。ただし、本発明は、下記の実施例により限定及び制限されるものではない。

【0053】

実施例１（樹脂ペレット：高密度ポリエチレン樹脂，Marlex（登録商標），Chevron Phillips Chemical Company LP）、実施例２（樹脂ペレット：高密度ポリエチレン樹脂，InnoPlus（登録商標），PTT Polymer Marketing Company Limited）、及び比較例１（樹脂ペレット：高密度ポリエチレン樹脂，Marlex（登録商標），Chevron Phillips Chemical Company LP）のプリフォームに関し、射出成形金型１０Ｍの型開完了時点からの温度推移を図７に示す。

【0054】

ここで、図７のグラフ横軸は、射出成形金型１０Ｍの型開完了時点からの経過時間（秒）を示す（リップ型１１及びコア型１３の上昇が停止し、射出成形金型１０Ｍの型開が完了した時点を０秒としている）。また、図７のグラフ縦軸は、型開完了後の各時間におけるプリフォームの温度を示す。なお、本実施例の場合、射出成形金型１０Ｍの正面と対向するよう配設された赤外線検出カメラを用いてプリフォームから放射される赤外線量を検出し、検出された赤外線量を温度に変換する方法によって、プリフォームの温度を測定した。このとき、測定対象のプリフォームは、キャビティ型１２の直上にあるリップ型１１により把持されている。

【0055】

図７に示されるように、実施例１（実線）及び実施例２（破線）のプリフォーム温度は、共に型開完了後５秒以内に最初の極小点Ｐに至った（実施例１の場合、約５秒。実施例２の場合、約３．５秒。）。これに対して、比較例１のプリフォーム温度は、型開完了後僅かの期間上昇し、その後降下した。すなわち、比較例１の温度推移において、極小点Ｐは現れなかった。

【0056】

改めて、射出成形金型１０Ｍにより実施例１のプリフォームを成形し、更に当該プリフォームを離型した後、これをブロー成形金型２０Ｍに移して中空容器を成形した。このとき、実施例１のプリフォームに関し、極小点Ｐに至った後、約０．３５秒経過した時点で延伸ブローを行った（図７のＢ１）。その結果、偏肉のない良好な中空容器が成形された。

【0057】

また、別途成形された実施例１のプリフォームに関し、極小点Ｐに至った後、約１秒経過した時点で延伸ブローを行った（図７のＢ２）ところ、同様に、偏肉のない良好な中空容器が成形された。

【0058】

一方、射出成形金型１０Ｍにより実施例２のプリフォームを成形し、更に当該プリフォームを離型した後、これをブロー成形金型２０Ｍに移して中空容器を成形した。このとき、実施例２のプリフォームに関し、極小点Ｐに至った後、約１．５秒経過した時点で延伸ブローを行った（図７のＢ３）。その結果、実施例１と同様に、偏肉のない良好な中空容器が成形された。

【0059】

次に、実施例１、実施例２、比較例１における成形条件及び成形時間を下表１に示す。ここで、表１の「ブロー開始時点」は、射出成形金型１０Ｍの型開完了後、プリフォームがブローされるまでの時間を指す。なお、実施例１のブロー開始時点は、図７のＢ１に対応する。また、実施例２のブロー開始時点は、図７のＢ３に対応する。更に、比較例１のブロー開始時点は、図７のＢ４に対応する。

【0060】

【表1】

【0061】

表１に示されるように、実施例１及び実施例２において、射出成形金型１０Ｍでのプリフォーム成形時間（充填時間＋冷却時間）及び離型からブロー開始までの時間が、比較例１に比べて大幅に短縮されても、良好な中空容器を成形することができた。その結果、従来（比較例１）に比べ、成形サイクル時間を短縮することができた。

【0062】

以上、本発明に係る実施形態を詳細に説明した。ただし、前記の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定する趣旨で記載されたものではない。本発明には、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るものを含み得る。また、本発明にはその等価物が含まれる。

【符号の説明】

【0063】

１…射出延伸ブロー成形機
１０…射出成形部
１０Ｍ…射出成形金型
１１…リップ型
１２…キャビティ型
１２１…冷却媒体の通路
１３…コア型
１３１…冷却媒体の通路
２０…ブロー成形部
２０Ｍ…ブロー成形金型
２１…ブロー型
２３…延伸ロッド
３０…取り出し部
４０…射出装置
５０…回転板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】