特許 7498027 合成樹脂製容器、及びプリフォーム、並びに射出成形システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-03

(45)【発行日】2024-06-11

(54)【発明の名称】合成樹脂製容器、及びプリフォーム、並びに射出成形システム

(51)【国際特許分類】

   B65D 1/02 20060101AFI20240604BHJP

   B65D 1/00 20060101ALI20240604BHJP

   B29C 45/16 20060101ALI20240604BHJP

   B29C 49/06 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

B65D1/02 100

B65D1/00 120

B29C45/16

B29C49/06

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020099999

(22)【出願日】2020-06-09

(65)【公開番号】P2021195126

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-05-15

(73)【特許権者】

【識別番号】518172978

【氏名又は名称】メビウスパッケージング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鶴本 高

(72)【発明者】

【氏名】押川 克哉

(72)【発明者】

【氏名】中谷 豊彦

(72)【発明者】

【氏名】松清 和志

【審査官】加藤 信秀

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－０７６６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０１８２１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２００７－５２１９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００９４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２５２８７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｄ １／０２

Ｂ６５Ｄ １／００

Ｂ２９Ｃ ４５／１６

Ｂ２９Ｃ ４９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

着色不透明の樹脂からなる主部と、透光性の樹脂からなる帯状の透光部とを備える一端が開口する有底筒状のプリフォームであり、前記透光部が、開口側の上端縁から離間した部位を始端とし、底側の中央部よりも外周側に位置する部位を終端として、軸方向に沿って延在しているプリフォームを成形するための射出成形システムであって、
前記プリフォームを成形する金型のキャビティ内に樹脂材料を射出するノズル部が、先端中央部にノズル開口部が設けられたノズル本体と、前記ノズル本体内に同軸に配設されて、前記ノズル本体との間に樹脂流路を形成する流路部材とを備え、
前記ノズル本体の内周面が、前記ノズル開口部に向かって縮径するテーパー面を含むとともに、前記流路部材の先端側が、先細り状に傾斜するテーパー部とされ、
前記流路部材の内部に、前記流路部材の側面に開口して、前記樹脂流路に着色不透明な樹脂を供給する第一開口部を有する第一樹脂供給路と、前記流路部材の前記テーパー部に開口して、前記樹脂流路に透光性の樹脂を供給する第二開口部を有する第二樹脂供給路とが穿設され、
前記第一開口部と前記第二開口部は、それぞれ前記流路部材の中心軸を間に挟んで当該中心軸を含む同一平面上に開口し、
前記流路部材の外周面に、前記第一開口部を起端として、前記流路部材の側面に沿って二方向に対称に分かれて前記第二開口部に向かうとともに、終端側が湾曲して前記テーパー部に至り、前記第二開口部でＶ字状に交差して終端するガイド溝が刻設され、
前記流路部材の前記ガイド溝よりも先端側の部位を、他の部位よりも小径に形成することにより、前記ノズル本体の内周面との間に前記樹脂流路となる間隙が形成されていることを特徴とする射出成形システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内容液の液位を視認可能な透光性の樹脂からなる帯状の透光部を備える合成樹脂製容器、及びそのような合成樹脂製容器をブロー成形するためのプリフォーム、並びにそのようなプリフォームを成形するための射出成形システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを形成し、次いで、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなる合成樹脂製の容器が知られている。

【0003】

近年、この種の合成樹脂製容器は、飲料品用、調味料用などに限らず、各種の用途に広く利用されるようになってきており、用途に応じた工夫も種々なされている。例えば、特許文献１には、内容物を再充填して使用する際に、充填の状態が見えるように、縦帯状の透明な窓部が形成された合成樹脂製窓付き容器が提案されており、特許文献１では、容器口部の上端縁から、容器底部の底面中心を超える範囲に亘って、縦帯状の透明な窓部が形成されるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－１０８７９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、本発明者らの検討によれば、透明な樹脂からなる窓部が容器口部の上端縁にまで達していると、着色された不透明な樹脂からなる部位との成形後の収縮率の差に起因する歪みが、容器口部に生じてしまい、容器口部に取り付けられる蓋体との密封性が損なわれてしまう虞があることが見出された。さらに、予め用意された有底筒状のプリフォームを所定の容器形状にブロー成形するに際し、容器底部の底面中央部は、延伸が不十分な配向結晶化度の低い部分が残存し易いことから、機械的強度が不足し易い傾向にある。このような部分を超える範囲に、周囲とは異なる樹脂材料からなる窓部が形成されると、機械的強度の低下を助長してしまい、落下などにより大きな衝撃が加わったときに、亀裂や割れが生じ易くなってしまう虞もある。

【0006】

本発明者らは、このような知見に基づいて鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る射出成形システムによって成形されるプリフォームは、着色不透明の樹脂からなる主部と、透光性の樹脂からなる帯状の透光部とを備え、前記透光部が、容器口部の上端縁から離間した部位を始端とし、容器底部の底面中央部よりも外周側に位置する部位を終端として、軸方向に沿って延在している合成樹脂製容器を所定の容器形状にブロー成形するためのものである。

【0008】

また、本発明に係る射出成形システムによって成形されるプリフォームは、着色不透明の樹脂からなる主部と、透光性の樹脂からなる帯状の透光部とを備える一端が開口する有底筒状のプリフォームであり、前記透光部が、開口側の上端縁から離間した部位を始端とし、底側の中央部よりも外周側に位置する部位を終端として、軸方向に沿って延在している構成としてある。

【0009】

また、本発明に係る射出成形システムは、上述のプリフォームを成形するための射出成形システムであって、前記プリフォームを成形する金型のキャビティ内に樹脂材料を射出するノズル部が、先端中央部にノズル開口部が設けられたノズル本体と、前記ノズル本体内に同軸に配設されて、前記ノズル本体との間に樹脂流路を形成する流路部材とを備え、前記ノズル本体の内周面が、前記ノズル開口部に向かって縮径するテーパー面を含むとともに、前記流路部材の先端側が、先細り状に傾斜するテーパー部とされ、前記流路部材の内部に、前記流路部材の側面に開口して、前記樹脂流路に着色不透明な樹脂を供給する第一開口部を有する第一樹脂供給路と、前記流路部材の前記テーパー部に開口して、前記樹脂流路に透光性の樹脂を供給する第二開口部を有する第二樹脂供給路とが穿設され、前記第一開口部と前記第二開口部は、それぞれ前記流路部材の中心軸を間に挟んで当該中心軸を含む同一平面上に開口し、前記流路部材の外周面に、前記第一開口部を起端として、前記流路部材の側面に沿って二方向に対称に分かれて前記第二開口部に向かうとともに、終端側が湾曲して前記テーパー部に至り、前記第二開口部でＶ字状に交差して終端するガイド溝が刻設され、前記流路部材の前記ガイド溝よりも先端側の部位を、他の部位よりも小径に形成することにより、前記ノズル本体の内周面との間に前記樹脂流路となる間隙が形成されている構成としてある。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、容器口部に取り付けられる蓋体との密封性が損なわれてしまう虞がなく、容器底部の機械的強度が低下する虞もない、帯状の透光部を備える合成樹脂製容器、及びそのような合成樹脂製容器をブロー成形するためのプリフォーム、並びにそのようなプリフォームを成形するための射出成形システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す底面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るプリフォームの概略を示す正面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るプリフォームの概略を示す底面図である。

【図6】図４のＢ－Ｂ断面図である。

【図7】図４のＣ－Ｃ断面図である。

【図8】本発明の実施形態に係る射出成形システムの一例を示す説明図である。

【図9】流路部材の一例を示す斜視図である。

【図10】流路部材の一例を示す斜視図である。

【図11】樹脂流路内における樹脂材料の流れを示す説明図である。

【図12】射出スクリュの駆動制御の一例を示す説明図である。

【図13】ノズル部内における樹脂材料の状態を模式的に示す説明図である。

【図14】ノズル部内における樹脂材料の状態を模式的に示す説明図である。

【図15】本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の変形例の概略を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0013】

図１は、本実施形態に係る合成樹脂製容器の概略を示す斜視図、図２は、同底面図であり、図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。図４は、本実施形態に係るプリフォームの概略を示す正面図、図５は、同底面図であり、図６は、図４のＢ－Ｂ断面図、図７は、図４のＣ－Ｃ断面図である。
なお、図３、図６、図７では、断面にあらわれる肉厚を誇張して描写している。

【0014】

図１～図３に示す容器１は、口部２、胴部３、及び底部４を含む所定の容器形状に成形されており、容器内に充填された内容液の光による変質を抑制するために、遮光性を付与すべく着色された不透明の樹脂からなる主部５と、容器内に充填された内容液の液位を外側から視認可能な透光性の樹脂からなる帯状の透光部６とを備えている。

【0015】

このような容器１によれば、容器１の主部５、すなわち、透光部６を除く容器１の全体に遮光性を付与しながらも、透光部６を通して内容液の液位を視認するこができる。そのため、例えば、ユーザーが内容液を再充填する際に、内容液の液位を確認しながら充填することによって、内容液を溢れさせたりすることなく、適量の内容液を再充填することが可能になる。

【0016】

また、容器１は、円筒状の胴部３０の一端側に口部２０が形成され、他端側に半球状の底部４０が形成された、一端が開口する有底筒状のプリフォーム１０をブロー成形することによって製造される。

【0017】

プリフォーム１０の口部２０は、ブロー成形によって延伸されずに、そのまま容器１の口部２とされる。口部２０の外周面には、図示しない蓋体を打栓によって取り付けるための係合突部２１が設けられているが、蓋体の取り付け手段は、これに限定されない。
また、口部２の下端には、周方向に沿って外方に突出する環状のネックリング２２が設けられている。

【0018】

プリフォーム１０は、加熱、軟化させてブロー成形が可能な状態とされた後に、図示しないブロー成形型にセットされ、ネックリング２２の直下から底部４０に至るまでの部位が、必要に応じて延伸ロッドにより軸方向に延伸されつつ、高圧流体ブローにより軸方向及び周方向に延伸される。そして、延伸された部位にブロー成形型のキャビティ形状が転写されることによって、所定の容器形状を備える容器１に成形される。

【0019】

本実施形態において、プリフォーム１０は、図４～図７に示すように、着色不透明の樹脂からなる主部５０と、透光性の樹脂からなる帯状の透光部６０とを備え、プリフォーム１０が備える透光部６０が、ブロー成形後の容器１が備える透光部６となるように形成されている。

【0020】

プリフォーム１０が備える透光部６０は、口部２０の開口側の上端縁から離間した部位を始端とし、底側の底部４０の中央部よりも外周側に位置する部位を終端として、軸方向に沿って延在するように形成されている。これに対応して、かかるプリフォーム１０をブロー成形してなる容器１にあっては、透光部６が、口部２の上端縁から離間した部位を始端とし、底部４の底面中央部よりも外周側に位置する部位を終端として、軸方向に沿って延在するように形成される。

【0021】

このような本実施例に係る容器１にあっては、透光性の樹脂からなる透光部６が口部２の上端縁にまで達しておらず、口部２の上端縁は全周に亘って同一の樹脂材料によって形成されている。このため、成形後の収縮率の差に起因する歪みによって、口部２に取り付けられる蓋体との密封性が損なわれてしまう虞がない。さらに、機械的強度が不足し易い傾向にある底部４の底面中央部にも透光部が達していないため、底部４の機械的強度が低下してしまう虞もない。

【0022】

次に、上記したプリフォーム１０を射出成形によって成形するための射出成形システムの一例について説明する。

【0023】

図８は、プリフォーム１０を成形するための射出成形システムの一例を示す説明図であり、ノズル部１００を含む要部断面を模式的に示している。

【0024】

図８に示す射出成形システムにおいて、プリフォーム１０を成形する金型Ｍのキャビティ内に樹脂材料を射出するノズル部１００は、先端中央部にノズル開口部１０３が設けられたノズル本体１０２と、ノズル本体１０２内に同軸に配設されて、ノズル本体１０２との間に樹脂流路１０４を形成する流路部材１０１とを備えており、ノズル部１００内の樹脂材料が流動可能な熔融状態に維持されるように、図示しないヒータによって加熱制御される。

【0025】

ノズル本体１０２内に配設される流路部材１０１は、ノズル本体１０２との間に樹脂流路１０４を形成する部位を除いて、円筒状のノズル本体１０２の内周面に密着するように形成された円柱状の部材であり、ノズル本体１０２の内周面が、ノズル開口部１０３に向かって縮径するテーパー面１０５を含むとともに、かかるテーパー面１０５に対向して配設される流路部材１０１の先端側が、先細り状に傾斜するテーパー部１０６とされている。

【0026】

また、流路部材１０１の内部には、ノズル開口部１０３を開閉する細長い円柱状のシャットオフピン１０８が、中心軸に沿って挿通されているとともに、プリフォーム１０の主部５０を形成する着色不透明な樹脂が、図示しない射出装置から供給される第一樹脂供給路１０９と、プリフォーム１０の透光部６０を形成する透光性の樹脂が、図示しない射出装置から供給される第二樹脂供給路１１０とが、流路部材１０１の軸方向に沿って穿設されている。

【0027】

第一樹脂供給路１０９は、流路部材１０１の円柱部の側面に開口して、ノズル本体１０２との間に形成される樹脂流路１０４に、着色不透明な樹脂を供給する第一開口部１０９ａを有している。第二樹脂供給路１１０は、流路部材１０１の先端側のテーパー部１０６に開口して、ノズル本体１０２との間に形成される樹脂流路１０４に、透光性の樹脂を供給する第二開口部１１０ａを有している。第一開口部１０９ａと第二開口部１１０ａは、それぞれ流路部材１０１の中心軸を間に挟んで当該中心軸を含む同一平面上に位置するように開口する。

【0028】

また、図９及び図１０に示すように、流路部材１０１の外周面には、第一開口部１０９ａを始端として、流路部材１０１の側面に沿って二方向に対称に分かれて第二開口部１１０ａに向かうとともに、終端側が湾曲してテーパー部１０６に至り、第二開口部１１０ａでＶ字状に交差して終端するガイド溝１１１が刻設されている。そして、流路部材１０１のガイド溝１１１よりも先端側の部位が、ノズル本体１０２の内周面に密着する他の部位よりも小径に形成されており、これによって、ノズル本体１０２の内周面との間に樹脂流路１０４となる間隙が形成されるようにしている。

【0029】

なお、図９では、第二開口部１１０ａが前面側にあらわれるように流路部材１０１を斜視して示しており、図１０では、第一開口部１０９ａが前面側にあらわれるように流路部材１０１を斜視して示している。

【0030】

このように構成されたノズル部１００によれば、第一開口部１０９ａから供給された着色不透明な樹脂が、ガイド溝１１１に案内されて第二開口部１１０ａに向かっていきながら、ノズル本体１０２と流路部材１０１との間に形成された樹脂流路１０４内をノズル開口部１０３に向かって流動していくようにすることができる。その際、ガイド溝１１１が、その終端側が湾曲してテーパー部１０６に至り、第二開口部１１０ａでＶ字状に交差して終端していることから、ガイド溝１１１に案内されてきた着色不透明な樹脂には、第二開口部１１０ａに向かって左右から合流しながらノズル開口部１０３へと向かう方向性を伴った流れ（図１１中矢印αで示す）が生じるようになる。そこに、第二開口部１１０ａから透明な樹脂を供給すると、第二開口部１１０ａに向かって左右から合流する着色不透明な樹脂の間に押し出された透明な樹脂が、着色不透明な樹脂の流れに伴われて、図１１中矢印βで示すように、ノズル開口部１０３に向かって所定の幅を以て直線状に流動していくようにすることができる。

【0031】

そして、このようにして樹脂流路１０４内を流動する樹脂材料をノズル開口部１０３から射出するにあたっては、第一樹脂供給路１０９に接続されて着色不透明な樹脂を射出する図示しない射出装置の射出スクリュと、第二樹脂供給路１１０に接続されて透明な樹脂を射出する図示しない射出装置の射出スクリュの駆動をそれぞれ制御して、第一開口部１０９ａから着色不透明な樹脂を供給するタイミングと、第二開口部１１０ａから透明な樹脂を供給するタイミングとを適宜調整する。
より具体的には、例えば、図１２に示すように、シャットオフピン１０８を後退させてノズル開口部を開放した直後（Ａ）と、シャットオフピン１０８を前進させてノズル開口部を閉塞する直前（Ｃ）では、着色不透明な樹脂の供給だけを行い、その間の所定の時期（Ｂ）に、着色不透明な樹脂に加えて透明な樹脂を供給する。

【0032】

ここで、図１２では、着色不透明な樹脂を射出する射出装置の射出スクリュの駆動制御を実線で示し、透明な樹脂を射出する射出装置の射出スクリュの駆動制御を鎖線で示しており、いずれも射出スクリュの後退限を基準位置として、かかる基準位置に対する射出スクリュの相対的な位置の変化をグラフにしたものである。
また、図１３は、ノズル開口部を開放した直後と閉塞する直前におけるノズル部１００内における樹脂材料の状態を模式的に示しており、図１４は、着色不透明な樹脂に加えて透明な樹脂を供給した際のノズル部１００内における樹脂材料の状態を模式的に示している。図１３及び図１４において、着色不透明な樹脂はベタ塗りで示し、透明な樹脂は網掛けで示している。

【0033】

このようにして、着色不透明な樹脂を供給するタイミングと、透明な樹脂を供給するタイミングとを適宜調整することによって、透光性の樹脂からなる帯状の透光部６０が、開口側の上端縁から離間した部位を始端とし、底側の中央部よりも外周側に位置する部位を終端として、軸方向に沿って延在するように、プリフォーム１０を成形することができる。

【0034】

本実施形態に用いる樹脂材料としては、ブロー成形が可能な任意の樹脂を用いることができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，非晶ポリアリレート，ポリ乳酸，ポリエチレンフラノエート又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステルが使用でき、特に、ポリエチレンテレフタレートなどのエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが、好適に使用される。
また、これらの樹脂材料を着色するには、有機系、無機系の各種顔料、各種染料などを利用することができる

【0035】

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

【0036】

例えば、容器内に充填された内容液の光による変質を抑制するという観点から、透光部６は最小限とするのが好ましいため、図１５に示すように、容器１の胴部３の周面に、特に、少なくとも内容液が充填される上限となる部位を含む範囲に、透光部６を備えるようにすることもできる。このような態様とするには、前述した射出成形システムによってプリフォーム１０を成形する際に、透光部６の位置や範囲に応じて、透明な樹脂を供給するタイミングを適宜調整すればよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 容器
２ 口部
３ 胴部
４ 底部
５ 主部
６ 透光部
１０ プリフォーム
２０ 口部
３０ 胴部
４０ 底部
５０ 主部
６０ 透光部
１００ ノズル部
１０１ 流路部材
１０２ ノズル本体
１０３ ノズル開口部
１０４ 樹脂流路
１０５ テーパー面
１０６ テーパー部
１０９ 第一樹脂供給路
１０９ａ 第一開口部
１１０ 第二樹脂供給路
１１０ａ 第二開口部
１１１ ガイド溝
Ｍ 金型

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】