(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第一ブローユニットは、樹脂が膨らみやすい温度となるように前記中間成形体の温度を調整する温調部を有している、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の多室容器の製造装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の製造方法では、各プリフォームの間に仕切部材を挿入してブロー成形を行っている。この仕切部材はブロー成形の最後まで介在されるため、各プリフォームの胴部は支持凸条部分でのみ溶着される。したがって、各プリフォームの溶着面積が少なくなるため、この製造方法で製造された多室容器は、連結部分の結合が弱くて分離しやすくなってしまう。
【0006】
そこで、本発明は、多室容器の連結部分が設計通りの形状とは異なる形状になることを抑制しつつ、その連結部分の結合力を高めることが可能な多室容器の製造装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の多室容器の製造装置は、
口部と胴部とを有するプリフォームを複数収容可能な第一収容空間を有する第一金型と、
前記第一収容空間に配置された前記複数のプリフォーム内に気体を吹き込んで膨らませることによって、前記複数のプリフォームの胴部同士が互いに溶着して形成された連結部分を有する中間成形体を製造する第一ブローユニットと、
前記第一収容空間より大きい第二収容空間を有する第二金型と、
前記第二収容空間内に配置された前記中間成形体内に気体を吹き込んで膨らませることによって、多室容器の外形を形成する第二ブローユニットと、
を備える。
【0008】
この構成によれば、第一金型は、多室容器の外形を形成する第二金型の第二収容空間より小さい第一収容空間を有している。第一ブローユニットは、多室容器の外形より小さい第一収容空間にて各プリフォームを膨らませ、各プリフォームの胴部同士を互いに溶着させて連結部分を含む中間成形体を製造する。多室容器の外形より小さい第一収容空間内では、各プリフォームが膨らむ際に、溶着面を含む連結部分の形状が自由に変形し得る空間が少ないため、膨らんでいる各胴部を連結する連結部分が設計とは異なる色々な形状に形成されることが抑制される。また、仕切部材等を介さずに各胴部が直接溶着して連結部分が形成されるため、溶着面積が大きくなり、連結部分の結合力が高いものとなる。このように形成された連結部分は、第二ブローユニットによるブローの際でも変形しにくく結合力も維持される。このため、上記構成によれば、多室容器の連結部分が設計通りの形状とは異なる形状になることを抑制しつつ、連結部分の結合力を高めることが可能となる。
【0009】
また、本発明の多室容器の製造装置において、
前記第一金型は、前記中間成形体の外形を形成する内壁面に、前記連結部分の外形を形成するための突起部が形成されていても良い。
【0010】
この構成によれば、内壁面に形成された突起部によって、第一収容空間内で各プリフォームが膨らむ際において連結部分の形状が自由に変形し得る空間が更に少なくなる。このため、膨らんでいる各胴部を連結する連結部分が設計とは異なる色々な形状に形成されることが更に抑制される。
【0011】
また、本発明の多室容器の製造装置において、
前記突起部の先端は、平坦面を含んでいても良い。
【0012】
この構成によれば、各プリフォームを膨らませる際、膨らんでいる部分と突起部の先端面とが接触しても、連結部分に傷がつくことを抑制することができる。
【0013】
また、本発明の多室容器の製造装置は、
射出成形により前記プリフォームを製造するプリフォーム製造ユニットと、
前記第二ブローユニットにより製造された前記多室容器を装置の外部へ排出する排出ユニットと、
を備えていても良い。
【0014】
この構成によれば、多室容器を製造するための各工程を1つの製造装置で行うことができ、多室容器を製造する製造効率が向上する。
【0015】
また、本発明の多室容器の製造装置において、
前記第一ブローユニットは、樹脂が膨らみやすい温度となるように前記中間成形体の温度を調整する温調部を有していても良い。
【0016】
この構成によれば、中間成形体を製造する工程と温調の工程とを同時に行うことができ、製造効率が向上する。
【0017】
また、本発明の多室容器の製造方法は、
第一収容空間を有する第一金型と、前記第一収容空間より大きい第二収容空間を有する第二金型と、を用いて多室容器を製造する製造方法であって、
口部と胴部とを有するとともに樹脂からなるプリフォームを複数準備する第一工程と、
前記第一収容空間内に前記複数のプリフォームを配置し、前記複数のプリフォーム内に気体を吹き込んで膨らませることによって、前記複数のプリフォームの胴部同士が互いに溶着して形成された連結部分を有する中間成形体を製造する第二工程と、
前記第二収容空間内に前記中間成形体を配置し、前記中間成形体内に気体を吹き込んで膨らませることによって多室容器の外形を形成する第三工程と、
を含む。
【0018】
この工程によれば、第一金型は、多室容器の外形を形成する第二金型の第二収容空間より小さい第一収容空間を有している。そして、この第一金型を用いて、多室容器の外形より小さい第一収容空間にて各プリフォームを膨らませ、各プリフォームの胴部同士を互いに溶着させて連結部分が形成される。多室容器の外形より小さい第一収容空間内では、各プリフォームが膨らむ際に、溶着面を含む連結部分の形状が自由に変形する空間が少ないため、各胴部を連結する連結部分が設計とは異なる色々な形状に形成されることを抑制される。また、仕切部材等を介さずに各胴部が直接溶着して連結部分が形成されるため、溶着面積が大きくなり、連結部分の結合力が高いものとなる。このように形成された連結部分は、多室容器の外形を形成するブローの際でも変形しにくく結合力も維持される。このため、上記工程によれば、多室容器の連結部分が設計通りの形状とは異なる形状になることを抑制しつつ、連結部分の結合力を高めることが可能となる。
【0019】
また、本発明の中間成形体の製造方法は、
口部と胴部とを有するとともに樹脂からなるプリフォームを複数準備する第一工程と、
多室容器の外形より小さい収容空間を有する金型を用いて、前記収容空間内に配置された前記複数のプリフォーム内に気体を吹き込んで膨らませることによって、前記複数のプリフォームの胴部同士が互いに溶着して形成された連結部分を有する中間成形体を製造する第二工程と、
を含む。
【0020】
この工程によれば、多室容器の外形より小さい収容空間にて各プリフォームを膨らませ、各プリフォームの胴部同士を互いに溶着させて連結部分が形成される。多室容器の外形より小さい収容空間内では、各プリフォームが膨らむ際に、溶着面を含む連結部分の形状が自由に変形する空間が少ないため、各胴部を連結する連結部分が設計とは異なる形状になることが抑制される。また、仕切部材等を介さずに各胴部が直接溶着して連結部分が形成されるため、溶着面積が大きくなり、連結部分の結合力は高いものとなる。このようにして、上記工程によれば、中間成形体の連結部分が設計通りの形状とは異なる形状になることを抑制しつつ、連結部分の結合力を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の多室容器の製造装置及びその製造方法によれば、多室容器の連結部分が設計通りの形状とは異なる形状になることを抑制しつつ、その連結部分の結合力を高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
【0024】
図1に示すように、多室容器の製造装置1は、一周360度の搬送領域を4分割した回転搬送型の成形機で構成されている。多室容器の製造装置1は、4分割した領域に、プリフォーム製造部2と、中間成形体製造部3と、最終成形体製造部4と、取り出し部5とを備えている。搬送方向(矢印Aの方向)において、プリフォーム製造部2の下流に中間成形体製造部3が配置され、中間成形体製造部3の下流に最終成形体製造部4が配置され、最終成形体製造部4の下流に取り出し部5が配置されている。各部2〜5には、間欠的に回転搬送される移送板8がそれぞれ設けられている。
【0025】
プリフォーム製造部2には、複数(本例では2本)のプリフォームを射出成形により製造するプリフォーム製造ユニット21が設けられている。プリフォーム製造ユニット21は、外型や芯型などを含む射出金型(図示省略)、移送板8に支持された口型等により構成されている。プリフォーム製造ユニット21は、有底筒状の胴部と、胴部の開口側に形成された口部とを有するPET(Polyethyleneterephthalate)製のプリフォームを製造する。
【0026】
中間成形体製造部3には、中間成形体金型(第一金型の一例)31、中間成形体ブローユニット(第一ブローユニットの一例)32等が設けられている。
中間成形体金型31は、複数(本例では2本)のプリフォームを収容可能な第一収容空間を有する。中間成形体金型31の内壁面は、中間成形体の外形を形成するとともに、第一収容空間を区画する。中間成形体ブローユニット32は、プリフォームをブローすることにより、中間成形体を製造する。中間成形体ブローユニット32は、中間成形体の温度を調整可能な、例えば環状ヒータ、赤外線ヒータ等で構成される温調部33を有する。
【0027】
最終成形体製造部4には、最終成形体金型(第二金型の一例)41、最終成形体ブローユニット(第二ブローユニットの一例)42等が設けられている。
最終成形体金型41は、中間成形体を収容可能な第二収容空間を有する。第二収容空間は、中間成形体金型31の第一収容空間よりも大きい容積を有している。最終成形体金型41の内壁面は、多室容器の外形を形成するとともに、第二収容空間を区画する。最終成形体ブローユニット42は、中間成形体をブローすることによって、多室容器の外形を有した最終成形体を製造する。
【0028】
取り出し部5には、製造された最終成形体を製造装置1の外部へ排出するための排出ユニット51が設けられている。排出ユニット51は、一対の割型で構成されている口型を開放駆動することにより口型に保持されている最終成形体を排出させる。
【0029】
中間成形体製造部3についてさらに
図2、
図3を参照して説明する。
中間成形体金型31の第一収容空間S1は、本例では2本のプリフォーム10を収容可能であり、一対の中間成形体割型31aと31bを型閉めすることで形成される。対比のため、最終成形体金型41に形成される第二収容空間S2を
図2に破線で示す。中間成形体金型31の第一収容空間S1は、最終成形体金型41の第二収容空間S2よりも小さく形成されている。
【0030】
中間成形体ブローユニット32は、移送板8に支持されるとともにプリフォーム10の口部を保持する口型9、プリフォーム10へ空気(気体の一例)をブローするために口型9から挿入されるブロー部材(図示省略)等により構成されている。中間成形体ブローユニット32(
図1参照)は、第一収容空間S1内に並列して配置された2本のプリフォーム10に空気を吹き込んで膨らませることにより中間成形体11を製造する。製造された中間成形体11は、2本のプリフォーム10の胴部同士が周方向の対向する一定の領域で互いに溶着して形成された連結部分12を有している。プリフォーム10が並列されている方向の連結部分12の厚さは、中間成形体11の胴部の壁の厚さよりも厚く形成されている。
【0031】
中間成形体金型31を構成する一対の中間成形体割型31aと31bには、第一収容空間S1を形成する内壁面の互いに対向する位置に一対の突起部34が形成されている。突起部34は、収容された2本のプリフォーム10の並列方向において、2本のプリフォーム10の間に位置するように設けられている。突起部34は、収容された2本のプリフォーム10間の最小空間幅wよりも狭い幅を有している。また、突起部34は、中間成形体金型31内に収容されるプリフォーム10の長さ方向に沿って真っすぐに連続して形成されている。また、突起部34は、先端部34Aが平坦な面状に形成されるとともに、先端部34Aの縁がR面取り加工されている。突起部34の先端部34Aは、2本のプリフォーム10がブローされたとき、ブロー成形された中間成形体11の連結部分12の両端部に当接する。
【0032】
最終成形体製造部4についてさらに
図4、
図5を参照して説明する。
最終成形体金型41の第二収容空間S2は、中間成形体11を収容可能であり、一対の最終成形体割型41aと41bを型閉めすることで形成される。
【0033】
最終成形体ブローユニット42は、移送板8に支持されるとともに中間成形体11の口部を保持する口型9、中間成形体11へ空気をブローするために口型9から挿入されるブロー部材(図示省略)等により構成されている。最終成形体ブローユニット42(
図1参照)は、第二収容空間S2内に配置された中間成形体11に空気を吹き込んで膨らませることにより最終成形体13を製造する。製造された最終成形体13は、長さ方向(縦方向)に真っすぐ伸びる連結部分12によって分離された2室の収容部13a,13bを有している。連結部分12の厚さは、最終成形体13の胴部の壁の厚さよりも厚く形成されている。また、最終成形体金型41の内壁面は、対向する所定の領域43が平面状に形成されている。この領域43は、上記中間成形体金型31の内壁面に形成される領域35の位置に相当する。
【0034】
次に、
図1〜
図5を参照し、製造装置1を用いて多室容器を製造する多室容器の製造方法について説明する。
【0035】
(第1ステージ(第一工程の一例))
プリフォーム製造ユニット21は、射出金型、口型9等を組合わせて有底筒状に形成されたプリフォーム成形用型内に、射出成形機から熱可塑性樹脂(280〜300℃)を射出して、同一構造を有した例えば2本の試験管状のプリフォーム10を製造する。樹脂を射出する際、金型の温度は15℃程度に冷却しておく。製造された2本のプリフォーム10は、並列された状態でプリフォーム10の口部が口型9によって保持され(
図3(a)参照)、移送板8の回転に伴って次のステージへ移送される。
【0036】
なお、本例ではそれぞれのプリフォーム10が独立した構造のものを用いているが、例えば2本のプリフォーム10が口部においてプリフォームと同じ樹脂の連結片によって互いに連結されている構造のものを用いても良い。また、プリフォームは、製造装置1とは別の装置で別途製造しておいたものを用いても良い。
【0037】
(第2ステージ(第二工程の一例))
中間成形体ブローユニット32は、移送された2本のプリフォーム10を、型開きされた状態の中間成形体割型31a,31b間に配置する(
図2(a)参照)。続いて、中間成形体金型31を型閉めし、2本のプリフォーム10内へのブローを開始する(
図2(b),
図3(b)参照)。このときのプリフォーム10の温度は、100〜120℃になっている。また、中間成形体金型31の温度は、温調部33により70〜100℃になるように調整される。
【0038】
ブローにより膨らんだ2本のプリフォーム10は、プリフォーム10の周面が中間成形体金型31の内壁面に当接するとともに、プリフォーム10の互いに対向する胴部同士が当接する。これにより、当接した胴部同士が溶着し、溶着によって形成された連結部分12をプリフォーム10の長さ方向に有する中間成形体11が製造される(
図2(c),
図3(c)参照)。このとき、連結部分12は、両端部が中間成形体金型31の内壁面に形成された突起部34に当接して、連結部分12の外形が形成される(
図2(c)参照)。製造された中間成形体11の温度は、温調部33の調整により、樹脂が膨らみやすい100℃程度に維持されている。
【0039】
製造された中間成形体11は、中間成形体金型31から取り出され、中間成形体11の口部が口型9によって保持され(
図5(a)参照)、移送板8の回転に伴って次のステージへ移送される。
【0040】
(第3ステージ(第三工程の一例))
最終成形体ブローユニット42は、移送された中間成形体11を、型開きされた状態の最終成形体割型41a,41b間に配置する(
図4(a)参照)。続いて、最終成形体金型41を型閉めし、中間成形体11内へのブローを開始する(
図4(b),
図5(b)参照)。このときの最終成形体金型41の温度は、20〜30℃に冷却しておく。
【0041】
ブローにより中間成形体11は徐々に膨らみ、中間成形体11の周面が最終成形体金型41の内壁面に当接する。これにより、連結部分12を挟んで2室の収容部13a,13bを有する最終成形体13、すなわち多室容器の外形が製造される(
図4(c),
図5(c)参照)。連結部分12は、最終成形体13の長さ方向に真っすぐ伸びて、収容部13a,13bをそれぞれ独立した容器として区画する。
【0042】
なお、最終成形体13を製造する際には、高圧エアで周方向(横軸方向)へブローするとともに、延伸ロッドを用いて中間成形体11を長さ方向(縦軸方向)へ延伸させる二軸延伸ブロー成形を行っても良い。
【0043】
製造された最終成形体13は、最終成形体金型41から取り出され、口型9によって保持されながら(
図5(d)参照)、移送板8の回転に伴って次のステージへ移送される。
【0044】
(第4ステージ)
排出ユニット51は、移送された最終成形体13を口型9から解放し、最終成形体13を製造装置1の外部へ排出する。
【0045】
上記第1〜第4ステージにより、
図6に示すような、対称構造を有した2つの収容部13a,13bから構成される多室容器13を製造することができる。本例では、多室容器13は、中央の凹部がスクイズ可能に構成されている。また、多室容器13の正面側と背面側の中央部14が平面状に形成されている。また、多室容器13の口部には、キャップが取り外し可能なように、ネジ山15が形成されている。各収容部13a,13bには、例えば化粧品、洗剤等を収容可能である。
【0046】
ところで、複数のプリフォームを溶着する際、プリフォームの溶着面を含む連結部分の形状を設計通りにするために例えば仕切部材等を設ける従来の構成では、仕切部材との接触面積が減少するために溶着部の結合力が弱くなる場合があった。また、金型に仕切部材等を設ける複雑な構造のため、設備コストが高くなる。なお、本件において、溶着とは、例えばブロー成形の際に、加熱されたプリフォームが変形可能な状態で他方のプリフォームと接着することを意味し、プリフォームの全体が完全な液体状態まで溶けて他方のプリフォームと接着することを要しない。
【0047】
これに対して、本実施形態の多室容器の製造装置及びその製造方法によれば、第一収容空間S1を有する中間成形体金型31で先ずプリフォーム10をブローして中間成形体11を製造し、次に第二収容空間S2を有する最終成形体金型41で中間成形体11をブローして最終成形体13を製造する。このように、中間成形体11を製造する際、仕切部材等を介さずにプリフォーム10の胴部同士を直接溶着させて連結部分12を形成するため、溶着面積が大きくなり、連結部分12の結合力を高くすることができる。また、仕切部材を用いないため金型の構造が複雑とならず、仕切部材を用いる方法と比較して設備コストが低下する。
【0048】
また、本実施形態では、金型の収容空間の大きさを比較すると、第一収容空間S1の方が第二収容空間S2よりも小さく形成されている。なお、本実施形態においては、第一収容空間S1の容積を1とした場合、第二収容空間S2の容積が2.5以上となるように設定するのが好ましく、2.5〜10となるように設定するのが更に好ましい。
【0049】
ブローによりプリフォーム10の膨らむ空間が大きいと、ブローする空気の量、ブロー時間も多くなるため、プリフォーム10の溶着面を変形させる不確定な要素が多くなり、連結部分12が設計通りの形状にならない可能性が高くなる。これに対し多室容器の外形より小さい第一収容空間S1内では、各プリフォーム10が膨らむ際に、プリフォーム10の溶着面を含む連結部分12の形状が自由に変形し得る空間が少ないため、プリフォーム10の胴部を連結する連結部分12を設計通りの例えば真っすぐな平面形状に形成することができる。
【0050】
また、中間成形体11の外形を形成する中間成形体金型31の内壁面には、中間成形体11における連結部分12の外形を形成する一対の突起部34が設けられている。突起部34の先端部34Aは、縁がR面取りされた平坦な面状に形成されており、ブローにより膨らんでいるプリフォーム10の連結部分12の両端部に先端部34Aが当接するように構成されている。このように、プリフォーム10の溶着面を含む連結部分12を一対の突起部34で両側から抑え込み、連結部分12の形状が自由に変形し得る空間をさらに少なくして、プリフォーム10の連結部分12を設計通りの形状に形成することができる。また、プリフォーム10が膨らむ際に、膨らむプリフォーム10と突起部34のR面取りされた平坦な先端部34Aとが接触しても、連結部分12に傷が生じることを抑制することができる。
【0051】
また、中間成形体金型31において、ブローの際に連結部分12の両端部に当接する突起部34を含む内壁面は、温調部33の温度調整により連結部分12の温度を低下させない温度(70〜100℃)に調整されている。このため、突起部34を含む内壁面が接触することによる連結部分12の温度低下を防ぐことができる。
【0052】
また、最終成形体金型41内では、上記のように形成された真っすぐな形状で高い結合力を有した中間成形体11をブローするので、最終的に製造される最終成形体13の連結部分12も形状が変形しにくく、高い結合力を維持したものとすることができる。
【0053】
このように、本形態によれば、多室容器の連結部分が設計通りの形状とは異なる形状になることを抑制することができるとともに、連結部分の結合力を高めることができる。
【0054】
また、プリフォーム10の製造から最終成形体13の排出までの、多室容器を製造する各工程を1つの製造装置で行うことができ、多室容器を製造する効率を向上させることができる。また、中間成形体11を製造する工程において中間成形体11の温度を同時に調整することができるので、次の工程で処理するために適した温度に中間成形体11の温度を調整しておくことができ多室容器を製造する効率を向上させることができる。
【0055】
なお、本発明は、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、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0056】
例えば、中間成形体11を製造する者と最終成形体13を製造する者とが別々の製造業者であってもよい。この場合、中間成形体11を製造する製造業者が本発明の一例を実施することとなる。中間成形体11を製造する製造装置は、プリフォーム製造部2と、中間成形体製造部3とを少なくとも有する構成で良い。中間成形体11を製造する製造方法は、上記の第1ステージと第2ステージの工程を少なくとも含めばよい。