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(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】2024-09-06
(45)【発行日】2024-09-17
(54)【発明の名称】樹脂製容器
(51)【国際特許分類】
   B65D 1/00 20060101AFI20240909BHJP
   B29C 49/42 20060101ALI20240909BHJP
   B29C 49/06 20060101ALI20240909BHJP
【FI】
B65D1/00 120
B29C49/42
B29C49/06
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2020561520
(86)(22)【出願日】2019-12-19
(86)【国際出願番号】 JP2019049922
(87)【国際公開番号】W WO2020130096
(87)【国際公開日】2020-06-25
【審査請求日】2022-12-19
(31)【優先権主張番号】P 2018238111
(32)【優先日】2018-12-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000227032
【氏名又は名称】日精エー・エス・ビー機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001416
【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所
(72)【発明者】
【氏名】宇佐美 暢之
【審査官】武井 健浩
(56)【参考文献】
【文献】特開2009-241429(JP,A)
【文献】特開2016-030428(JP,A)
【文献】特開平08-164557(JP,A)
【文献】特表2003-523289(JP,A)
【文献】特開平08-207128(JP,A)
【文献】特表2013-523995(JP,A)
【文献】米国特許第07150371(US,B1)
【文献】特開平05-305934(JP,A)
【文献】特表2013-529561(JP,A)
【文献】特開2004-059129(JP,A)
【文献】特開2012-006317(JP,A)
【文献】特開平02-070420(JP,A)
【文献】特開2005-007786(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B65D 1/00 - 1/09
B65D 23/00
B65D 77/06
B29C 49/06
B29C 49/42 - 49/48
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内容物の出入口部が形成された首部と、
前記首部に接続された側面部と、
前記首部と反対側に配置されて前記側面部に接続された底部と、
を備え、
前記底部には鉛直下方に向けて突出する張出部が形成されており、
前記張出部は、前記底部のうち、前記首部の前記出入口部の開口面から垂直に投影された領域から外れた偏芯領域に位置し、
前記張出部は、
ゲート部と、
前記ゲート部の上方に前記ゲート部とは独立して設けられ、かつ前記底部の下端と連なる突起部と、
を含み、
前記突起部は、前記ゲート部よりも幅広である、樹脂製容器。
【請求項2】
前記首部の前記出入口部の天面と前記底部の底面とが平行である、
請求項1に記載の樹脂製容器。
【請求項3】
前記突起部は扁平状に形成されている、
請求項1に記載の樹脂製容器。
【請求項4】
前記開口面の中心を通り前記底部の接地面に直交する第一の直線と、
前記張出部の中心を通り前記底部の接地面と交差する鉛直線の交点と前記開口面の中心とを結ぶ第二の直線と、
が成す角が7°以上である、
請求項1に記載の樹脂製容器
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、樹脂製容器、樹脂製容器の製造方法、樹脂製容器の製造装置、及び金型に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1から特許文献5は、ストレッチブロー成形方法を用いた偏芯容器または首曲り容器の製造方法を開示している。例えば、特許文献4は、二軸延伸ブロー成形法により、口部の開口中心と底部の底面中心とを偏心させた少なくとも2つの軸心を有する合成樹脂製ボトル型容器を開示している。特許文献5は、液圧を加圧媒体として用いたブロー成形法により、口部の中心軸線に対して胴部の中心軸線が偏心しているブロー成形容器を開示している。特許文献6は、ダイレクトブロー成形法により、首部と底部の中心軸線が相違した屈曲容器を製造する方法を開示している。特許文献7は、首部が屈曲している液体洗剤等を容れる容器を成形する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】日本国特開2006-062110号公報
【文献】日本国特開2009-241429号公報
【文献】日本国特開2003-181907号公報
【文献】日本国特開2012-006317号公報
【文献】日本国特開2003-040233号公報
【文献】国際公開第2016/017059号
【文献】日本国特開平08-207128号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したように、首部の中心軸が胴部の中心軸と同軸とならない偏芯容器(オフセンターボトル)が存在する。このような偏芯容器を製造する方法としては、ダイレクトブロー成形法を用いた製造方法や、ストレッチブロー成形法を用いた製造方法がある。従来、ストレッチブロー成形法を用いた製造方法では、偏芯度(容器首部の中心軸が容器胴部の中心軸または容器底部の中心軸に対して偏芯している度合)の大きい容器を製造することができなかった。一方で、ダイレクトブロー成形法で製造できる容器は、ストレッチブロー成形法を用いた容器より偏芯度を大きくできるものの美的外観や寸法精度等の面で劣る。また、ダイレクトブロー成形法では、ブロー成形後も容器に残存するバリの切除やその切除面のトリミングといった後工程が必要である。さらに、無駄となる(廃棄される)樹脂量が多いという問題もある。このような背景の下で、近年、偏芯度の大きい容器を、ストレッチブロー成形法を用いて製造したいという要望が高まってきている。
【0005】
本開示は、ストレッチブロー成形法を用いて製造可能な偏芯度の大きい樹脂製容器、樹脂製容器の製造方法、樹脂製容器の製造装置、及び金型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】
【0006】
上記課題を解決することのできる本開示の一態様に係る樹脂製容器は、
ストレッチブロー成形法により製造され、
内容物の出入口部が形成された首部と、
前記首部に接続された側面部と、
前記首部と反対側に配置されて前記側面部に接続された底部と、
を備え、
前記底部には、鉛直下方に向けて突出する張出部が形成されており、
前記張出部は、前記底部のうち、前記首部の前記出入口部の開口面から垂直に投影された領域から外れた偏芯領域に位置する。
【0007】
上記構成によれば、樹脂製容器は、鉛直下方に向けて突出する張出部を有している。このように、この樹脂製容器には、張出部が底部に形成され、且つ、張出部が、底部のうち、首部の出入口部の開口面から垂直に投影された領域から外れた偏芯領域に位置する程度に、この樹脂製容器は大きく偏芯している。
【0008】
また本開示の一態様に係る樹脂製容器は、
ストレッチブロー成形法により製造され、
内容物の出入口部が形成された首部と、
前記首部に接続された側面部と、
前記首部と反対側に配置されて前記側面部に接続された底部と、
を備え、
前記底部には、鉛直下方に向けて突出した張出部が切除されることで残った切除残部が形成されており、
前記切除残部は、前記底部のうち、前記首部の前記出入口部の開口面から垂直に投影された領域から外れた偏芯領域に位置する。
【0009】
上記構成に係る樹脂製容器は、切除残部が、偏芯領域に位置する程度に大きく偏芯している。
【0010】
また本開示の一態様に係る樹脂製容器の製造装置は、
ブロー成形用金型の底型とは独立して設けられ、ブロー成形用金型の割型が開いている状態で、前記ブロー成形用金型に収容されたプリフォームの底部にゲート部とは独立して設けられた突起部を掴むことが可能な挟持機構と、
前記プリフォームの首部が保持された状態において、前記突起部が、前記底部のうち、前記首部の出入口部の開口面から垂直に投影された領域の外側に位置するように、前記挟持機構を移動させる移動機構と、
前記割型を閉じて加圧媒体により前記プリフォームを延伸させる延伸機構と、
を有する。
【0011】
上記構成によれば、挟持機構がプリフォームの底部の突起部を掴んだ後、突起部が、底部のうち、首部の出入口部の開口面から垂直に投影された領域の外側まで移動するようにプリフォームが曲げられる。その曲げられた状態のプリフォームが、延伸ブローされることで、偏芯度が大きい樹脂製容器を製造することができる。
【0012】
また本開示の一態様に係る樹脂製容器の製造方法は、
ブロー成形用金型の割型が開いている状態で、前記ブロー成形用金型に収容されたプリフォームの底部にゲート部と独立して設けられた突起部を、前記ブロー成形用金型の底型に独立して設けられた挟持機構で掴む挟持工程と、
前記プリフォームの首部が保持された状態において、前記突起部を、前記底部のうち、前記首部の出入口部の開口面から垂直に投影された領域の外側に移動させて、前記プリフォームを曲げる曲工程と、
前記割型を閉じて加圧媒体により前記プリフォームを延伸させるブロー工程と、
を有する。
【0013】
上記の構成を備える製造方法によれば、挟持機構がプリフォームの底部の突起部を掴んだ後、突起部が、底部のうち、首部の出入口部の開口面から垂直に投影された領域の外側まで移動するようにプリフォームが曲げられる。その曲げられた状態のプリフォームが、延伸ブローされることで、偏芯度が大きい樹脂製容器を製造することができる。
【0014】
また本開示の一態様に係る金型は、
底型と、保持機構と、挟持機構と、移動機構と、を備えるブロー成形用の金型であって、
前記保持機構は、プリフォームの首部を保持可能なように構成されており、
前記挟持機構は、前記底型に独立して設けられて、プリフォームの底部にゲート部と独立して設けられた突起部を掴むことが可能なように構成されており、
前記移動機構は、前記プリフォームの首部が保持された状態において、前記突起部が、前記底部のうち、前記首部の出入口部の開口面から垂直に投影された領域の外側に位置するように、前記挟持機構と前記底型とを移動させるように構成されている。
【0015】
上記の構成によれば、挟持機構がプリフォームの底部の突起部を掴んだ後、突起部が、底部のうち、首部の出入口部の開口面から垂直に伸びる投影領域の外側まで移動するようにプリフォームが曲げられる。その曲げられた状態のプリフォームが、延伸ブローされることで、偏芯度が大きい樹脂製容器を製造することができる。
【発明の効果】
【0016】
本開示によれば、ストレッチブロー成形法を用いて製造可能な偏芯度の大きい樹脂製容器、樹脂製容器の製造方法、樹脂製容器の製造装置、及び金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1A図1Aは、偏芯度の大きい樹脂製容器の正面図である。
図1B図1Bは、偏芯度の大きい樹脂製容器の右側面図である。
図1C図1Cは、偏芯度の大きい樹脂製容器の底面図である。
図2図2は、ブロー成形装置の機能ブロック図である。
図3A図3Aは、プリフォームの外観を例示する図であって、プリフォームの正面図である。
図3B図3Bは、プリフォームの外観を例示する図であって、プリフォームの右側面図である。
図3C図3Cは、プリフォームの外観を例示する図であって、プリフォームの正面図の部分拡大図である。
図3D図3Dは、プリフォームの外観を例示する図であって、プリフォームの右側面図の部分拡大図である。
図4A図4Aは、ブロー成形用金型の正面図である。
図4B図4Bは、ブロー成形用金型の右側面図である。
図5図5は、挟持機構を例示する図である。
図6A図6Aは、ブロー成形の様子を例示する図であって、割型が閉じている状態で、金型にプリフォームが収容された様子を例示する図である。
図6B図6Bは、ブロー成形の様子を例示する図であって、プリフォームの突出部を挟持機構で掴んだ状態を例示する図である。
図6C図6Cは、ブロー成形の様子を例示する図であって、プリフォームを曲げた状態を例示する図である。
図7図7は、従来のブロー成形装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
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。
【0019】
また、本実施形態の説明では、説明の便宜上、「左右方向」、「前後方向」、「上下方向」について適宜言及する。これらの方向は、各図において共通的に設定された方向である。これらの方向は、説明の便宜のために表示された方向であり、図示された方向に限定する意図はない。ここで、「上下方向」は、「上方向」及び「下方向」を含む方向である。「前後方向」は、「前方向」及び「後方向」を含む方向である。「左右方向」は、「左方向」及び「右方向」を含む方向である。例えば、図1Aにおける各方向は、容器10が正立した状態において、容器10を外部正面から観察した場合における方向である。ただし、方向の定義はこれに限定されない。また、図2における前後方向は、ブロー成形装置100の長手方向に対応している。
【0020】
まず、図1A図1Cを参照して、本実施形態に係る偏芯度の大きい樹脂製容器10(以下、単に「容器10」とする。)を説明する。図1Aは偏芯度の大きい樹脂製容器10の正面図である。図1Bは樹脂製容器10の右側面図である。図1Cは樹脂製容器10の底面図である。図1Aに例示するように、容器10は、最上端に位置する出入口部11を備える首部12と、首部12と連なるように形成されて容器10の側壁部分を規定する胴部(側面部)13と、胴部13と連なるように形成された最下端に位置する底部14と、から構成される樹脂製の容器である。出入口部11は、開口面(天面)を備える。底部14は、上下方向において、首部12と反対側の位置に配置されている。底部14は、後述する張出部25を備える。張出部25は、ゲート部26と、突起部27と、から構成されている。材料となる合成樹脂は熱可塑性樹脂であり、用途に応じ適宜選定できる。合成樹脂としては、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)、等が挙げられる。
【0021】
ここで、本実施形態において、底部14のうち、出入口部11の開口面から垂直に投影したときに形成される領域を投影領域S1とする。尚、投影領域S1とは、上下方向の断面において、出入口部11の内周面の下端を基端として下方に延びる二つの平行線によって底部14が区切られる領域である。張出部25は、投影領域S1から外れた領域S2に位置する。この領域S2を本明細書では、「偏芯領域S2」と呼ぶ。偏芯領域S2は、図1Cに例示するように、容器10の底部14の略中央および左側(投影領域S1の外側であって、投影領域S1よりも左側)に位置する。本実施形態に係る容器10において、張出部25は、底部14の中央部に設けられている。当該中央部は、底部14の中心点を中心に所定の距離(数十ミリ程度)の範囲で広がる部位であり、底部14の上方向に陥凹する領域の略中央に位置する。
【0022】
図1Aに例示するように、首部12の出入口部11の開口面(出入口部11の直径)の中心を第一の点CR1とし、張出部25の中心を通り垂下する鉛直線と底部14の接地面(底部14の最下端の外径を規定する水平線)とが交わる交点を第二の点CR2とする。また、第一の点CR1を通り出入口部11の開口面(または底部14の接地面)に直交し鉛直方向に延びる直線を軸A(第一の直線)、第一の点CR1と第二の点CR2を線で結び傾斜して延びる直線を軸B(第二の直線)とする。この軸Aと軸Bとが成す角を偏芯角度Xと定義する。この偏芯角度Xにより、容器10の偏芯度を定量的に示すことができる。本実施形態に係る容器10の偏芯角度Xは7°以上と大きく、好ましくは10°以上である。偏芯角度Xは7°以上に限られず、出入口部11のサイズに応じ、これより大きくしても良い。
【0023】
胴部13を上下方向で二等分した際の上側の部分は、正面視で略台形形状である。また、胴部13を上下方向で二等分した際の下側の部分は、正面視で略四角形状である。首部12の長径側の端部121と接続している胴部13の上側の部分は、軸Aと胴部13との距離が下方向に向かうにつれて徐々に大きくなるように湾曲している。首部12の長径側の端部121と接続している胴部13の下側の部分は軸Aに対して平行に延びている。図1Aに例示するように、首部12の短径側の端部122と接続している胴部13は、軸Aに対して平行に延びている。図1A及び図1Bに例示するように、出入口部11の天面と、底部14の底面とは互いに平行である。
【0024】
続いて、図2を参照して容器を製造するためのブロー成形装置100について説明する。図2はブロー成形装置100のブロック図である。
【0025】
図2に例示するように、ブロー成形装置100は、プリフォーム20を製造するための射出成形部110と、製造されたプリフォーム20の温度を調整するための温調部120とを備えている。射出成形部110には、原材料である樹脂材料を供給する射出装置112が接続されている。また、ブロー成形装置100は、プリフォーム20をブローして容器10を製造するためのブロー成形部130と、製造された容器10を取り出すための取出部140とを備えている。
【0026】
射出成形部110と温調部120とブロー成形部130と取出部140とは、搬送手段150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150は回転板等で構成されており、後述する図4A図4Bおよび図6A図6Cに例示するように、回転板に取付けられているネック型152により首部12,22が支持された状態のプリフォーム20又は容器10が、回転板の回転に伴って各部に搬送されるように構成されている。
【0027】
図2に示す射出成形部110は、図示を省略する射出キャビティ型、射出コア型、ネック型等を備えている。これらの型が型締めされることで形成されるプリフォーム形状の空間内に、射出装置112から樹脂材料を流し込むことにより、有底のプリフォーム20が製造される。
【0028】
ここで、図3A図3Dを参照して本実施形態に係るプリフォーム20について説明する。図3Aは、プリフォーム20の正面図、図3Bはプリフォーム20の右側面図、図3Cはプリフォーム20の正面図の部分拡大図、図3Dはプリフォーム20の右側面図の部分拡大図である。プリフォーム20は開口部21を備える首部22と、首部22と連なるように形成されてプリフォーム20の側壁部分を規定する胴部23と、胴部23と連なるように形成された底部24と、から構成されている。底部24の中心部分には張出部25が設けられている。張出部25は、プリフォーム成形時の樹脂の射出ゲートに近いゲート部26と、ゲート部26よりも鉛直方向において上側に形成され、プリフォーム20の下端と連なる突起部27と、で構成されている。突起部27は、扁平状に形成されており、正面視においてゲート部26よりも拡径されて(幅広に)形成され(図3Aおよび図3C)、側面視においてゲート部26と同等の幅に形成されている(図3Bおよび図3D)。すなわち、突起部27の左右方向(プリフォーム20がネック型152により支持された状態において、突起部27がゲート部26よりも幅広に見える幅広方向)における長さは、ゲート部26の左右方向における長さよりも長い。突起部27の前後方向(プリフォーム20がネック型152により支持された状態において、突起部27の幅とゲート部26の幅とが同等に見える方向)における長さは、ゲート部26の前後方向における長さと同等である。
【0029】
図2に戻り、ブロー成形装置100を説明する。温調部120は、射出成形部110で製造されたプリフォーム20の温度を、最終ブローするための適した温度に調整するように構成されている。ブロー成形部130は、温調部120で温度調整されたプリフォーム20に対してブロー成形を行い、樹脂製の容器10を製造するように構成されている。ブロー成形部130は、ブロー成形用金型200(図4A参照)と延伸機構(図示せず)とを備えている。当該延伸機構は、延伸ロッド132(図4A参照)とブローノズル(図示せず)とを備えている。
【0030】
ここで、図4Aおよび図4Bを参照して、ブロー成形部130が備えるブロー成形用金型200について詳細に説明する。図4Aは金型200の正面図、図4Bは金型200の右側面図を表す。金型200は、一対の割型(ブローキャビティ割型)210と、底型220と、一対のネック型152と、挟持機構230と、移動機構240と、を備えている。
【0031】
割型210は、側面視においてパーティング面Cを基準にして前後方向(開閉方向D)に開閉可能に構成されている(図4B)。図4Aに例示するように、一対の割型210は、閉じた状態で、容器10の胴部13を規定する空間Sを構成する。
【0032】
底型220は、容器10の底部14を規定する第一の底型部材221と、その下方に配置される第二の底型部材(収容ブロック)260とからなる。また底型220には、その内部に収容されるように挟持機構230が設けられている(図4Aおよび図4B)。第一の底型部材221には少なくとも挟持機構230の挟持部232(後述)の一部が収容され、第二の底型部材260には少なくとも挟持機構230の開閉機構234(後述)の一部が収容される。第二の底型部材260は、後述する被ガイド部244の上面に設けられている。底型220及び被ガイド部244は、一体となって左右方向(第二の底型部材260が前進又は後退する方向)に移動可能に構成されている。
【0033】
ここで、図5を参照し挟持機構230を説明する。挟持機構230は、プリフォーム20の底部24に設けられた張出部25の突起部27を掴むことが可能なように構成された挟持部232を備えている。挟持部232は底型220から独立して(底型220に直接設けられておらず分離して)設けられている。挟持部232は、底型220の下方でリンク機構からなる開閉機構234により開閉可能に構成されて、開いた状態から閉じた状態になることで突起部27を挟持する。挟持部232の先端部分には、挟持部232の内側に突出した爪部233が設けられ、挟持部232が閉じた状態で爪部233が突起部27に食い込むように構成されている。
【0034】
第一の底型部材221は、第一収容部236Aを含む。第二の底型部材260は、第二収容部236Bを含む。ここで、第一収容部236Aと第二収容部236Bとからなる部分を、本明細書では収容部236と定義する。尚、第一収容部236Aと第二収容部236Bは連通している。収容ブロック260及び底型220には、プリフォーム20の張出部25を挟持部232に導くための開口部がそれぞれ設けられている。挟持部232と開閉機構234とは、収容部236に覆われている。収容部236には、挟持機構230が配置されている。
【0035】
図4Aおよび図4Bに戻り、金型200を説明する。ネック型152は、前述のように回転板に取付けられて、首部12,22を支持した状態でプリフォーム20又は容器10を、回転板の回転に伴って各部に搬送するように構成されている。移動機構240は、例えば、底型220の下方に配され平板状のガイド溝242と、収容部236の直下に固定された移動ブロック(図示無し)に対し連結された被ガイド部244と、を備える(図4A)。ガイド溝242は、プリフォーム20の出入口部11の天面に対して平行に延びる直線を描くように構成されている。
【0036】
移動機構240は、被ガイド部244をガイド溝242に沿って移動させることで、移動ブロックを介して底型220を、ネック型152で保持された静止状態のプリフォーム20の出入口部11の天面に対して平行に移動させることができる。
【0037】
再び図2に戻り、ブロー成形装置100の取出部140について説明する。取出部140は、ブロー成形部130で製造された容器10の首部12をネック型152から開放して容器10を取り出すように構成されている。
【0038】
続いて図6A図6Cを参照して、ブロー成形装置100のブロー成形部130における、容器10のブロー成形方法について説明する。図6Aは、割型210が開いた状態で、金型200にプリフォーム20が収容(搬送)された様子を例示する図であり、図6Bは、プリフォーム20の突起部27を挟持機構230で掴んだ状態を例示する図であり、図6Cは、プリフォーム20を曲げた状態を例示する図である。本実施形態のブロー成形工程は、金型200の割型210が開いている状態で、金型200に収容されたプリフォーム20の突起部27を、金型200の挟持機構230で掴む挟持工程と、ネック型152でプリフォーム20の首部22が保持された状態において、プリフォーム20の突起部27を偏芯領域S2となる位置に移動させて、プリフォーム20を曲げる曲工程と、割型210を閉じて加圧媒体によりプリフォーム20を延伸させるブロー工程と、を有する。
【0039】
まず、ネック型152に支持され、温調部120でブロー成形に適した温度に調整されたプリフォーム20は、搬送手段150によってブロー成形部130に搬送され、割型210が開いている状態の金型200に収容される(図6A)。次にブロー成形部130に設けられた待機位置にある延伸ロッド132を下降させ、プリフォーム20の底部24を内部から押圧して、底型220に向かってプリフォーム20を延伸させる(予備延伸工程)。プリフォーム20を底型220まで伸ばして、底部24の張出部25を底型220および収容部236の開口部に収容する(図6B)。収容された張出部25の突起部27を挟持機構230で掴み、金型200の底型220とプリフォーム20の底部24とをつなぐ(挟持工程)。その後、延伸ロッド132を待機位置へと上昇させる。
【0040】
続いて、移動機構240(図4A)により、被ガイド部244をガイド溝242(図4A)に沿って、左方向(収容ブロック260が前進する方向)へ移動させる。これにより、突起部27を掴んでいる底型220を、ネック型152で保持された静止状態のプリフォーム20の出入口部11の天面に対して平行になるように、左方向に移動させることができる(図6C)。そのため、突起部27は、投影領域S1の外側である偏芯領域S2に移動する。その結果、プリフォーム20は、突起部27が軸Aに対して偏芯するように、首部22の直下を起点として延伸されるのと同時に曲げられる(曲工程)。このとき、プリフォーム20の胴部のうち、軸Aより左側の胴部の延伸量は、軸Aより右側の胴部の延伸量よりも少ない(底型220または収容部236の移動方向と逆方向のプリフォームの胴部壁が、移動方向と同じ側の胴部壁よりも大きく延伸される)。そして、割型210を閉じて、ネック型152と、割型210と、底型220とで構成される容器10の外形を規定する空間Sに、曲げられたプリフォーム20を収容する。この状態で、空気などの加圧媒体をプリフォーム20へ導入して、プリフォーム20をブロー・延伸させて容器10を成形する(ブロー工程)。成形が終わってから割型210を開いて容器10を開放し、搬送手段150によって取出部140へ容器10を搬送する。上記方法により、プリフォーム20から偏芯度の大きい容器10をブロー成形できる。
【0041】
ところで、ブロー成形法で製造される容器として、首部の中心軸が同軸とならない偏芯容器(オフセンターボトル)が存在する。図7は、従来のブロー成形装置400の一例を示す図である。図7に示されるように、延伸ロッド133は、プリフォーム20a及びネック型252の軸A1に対してやや傾斜している。ここで、プリフォーム20aの出入口部11aの内周面の下端を基端として下方に延びる二つの平行線によって、割型211の内壁面202の底部214が区切られる領域を領域S3とする。このように、従来のブロー成形装置400においては、延伸ロッド133の下端部133aは、領域S3の内側に位置している。偏芯容器の形状を画定する割型211の内壁面202は、割型211によって画定されている。ブロー孔を介してプリフォーム20aの内部に空気が吹き込まれると、プリフォーム20aは、偏芯容器の形状を画定する割型211の内壁面202に対応する形状に成形される。
【0042】
従来の偏芯容器としては、例えば、ゲート部が底部の中心にあり首部(出入口部)の真下に無い容器(特許文献2や特許文献3を参照。)や、ゲート部が底部の中心に無く、首部の真下にある容器(特許文献4を参照。)である。
【0043】
ゲート部が底部の中心にあり、首部(出入口部11a)の真下に無い容器は、プリフォーム20aをブロー型内に収容した後、傾斜させた状態の延伸ロッド133をプリフォーム20aの底部内壁面に当接させつつ斜め方向に下降させ、ブローエアで膨らますことにより製造される。このため、このような容器のプリフォーム20aは、例えば、プリフォーム20aの胴部の肉厚分布が左右対称のものや、左右で若干非対称のもの(すなわち、プリフォームの胴部を僅かに偏肉させたもの)が用いられる。また、プリフォーム20aは通常、容器に対応する各部の延伸量や剛性度等を考慮して、各容器に最適な肉厚分布や外観形状を備えるよう設計される。
【0044】
特許文献2や特許文献3に開示された容器を製造する場合、図7に示されるように、プリフォーム20aのゲート部を内壁面202の底部側の設計した通りの位置に移動させつつ、プリフォームを二軸延伸(ブローと膨張)させる。なお、特許文献3では、予備延伸工程時に延伸ロッド133を若干傾斜(回動)させることでプリフォーム20aを強制的に曲げて湾曲プリフォームを一時的に形成し、次いで斜め方向に下降させて二軸延伸させることで、ゲート部の芯ズレを防止している。また、必要に応じて、プリフォームのゲート部を、底型上面と延伸ロッドの先端部とで挟み、圧潰させる。これは、ゲート部の内壁面202に対する停止位置がずれてしまうと、芯ズレが生じ、プリフォームを設計通りに延伸させることができないためである。芯ズレが生ずると、ゲート部の位置が底部の不規則な位置に形成される、プリフォームの各部が予想と異なった方向に延伸される、プリフォームがブローキャビティ面と想定していない箇所で接触する、等の好ましくない現象が発生する。その結果、剛性度等の物性が劣る容器や、美的外観の面で劣る容器が製造される可能性がある。そのため、ストレッチブロー成形法によりこのような容器を高品質で製造するには、傾斜延伸時に延伸ロッドをプリフォームの内側に配置させることが必要であった。
【0045】
回転板式のブロー成形機において、延伸ロッドは、エアを流通させて上下動するブローコア型の内部に、傾斜状態で上下動可能に収容(配置)される。ブローコア型の先端部は、プリフォームの首部に気密可能に嵌合させるため、小さい。ブローコア型の先端部より上方の円筒部も、多数個の容器を同時に成形する場合、直径を大きくさせることができない。また、ブローコア型の先端部より上方の円筒部は、ネック型と係合するテーパー面のサイズ等を考慮すると、直径を大きくさせることができない。
【0046】
さらに、ブローコア型は、型締め力を受けるため十分な剛性を備えてなければならないため、外周壁をあまり薄くすることができない。延伸ロッドも、ブロー成形時にプリフォームからの反力等に耐えられる強度が求められるため、あまり細くすることができない。このような延伸機構の構造上の理由から、延伸ロッドの傾斜角は、ブローコア型内の中空の限られた小さな内径のスペースの範囲内に限定されていた。その結果、従来、ストレッチブロー法により偏芯角度の大きい容器を製造することは難しかった。
【0047】
偏芯角度の例としては、例えば、出入口部の内径が約36mmで外形が約40mmの容器において約5°であり、出入口部の内径が約46mmで外径が約50mmの容器でも約7°であった。このため、特許文献2や特許文献3に開示されたストレッチブロー成形法では、偏芯度(偏芯角度X)が小さい容器しか製造することができなかった。
【0048】
また、特許文献4に開示された製造方法には、偏肉の大きいプリフォームを延伸ロッドで真っ直ぐ伸ばし、次いで、ブローエアにより肉厚の大きいプリフォームの胴部側面を大きく膨らませる方式による製造方法である。しかし、プリフォームの偏肉比率(偏肉度合)を大きくすると、射出成形時の樹脂の流速差が大きくなり、胴部にウェルド(溶融樹脂が密着した跡)等の外観不良が生じる可能性がある。そのため、実務上、偏肉比率を大きくすることは困難である。また、特許文献4に開示された製造方法では、ブロー成形前の偏肉の大きいプリフォームをブローに適した温度に調整することも非常に難しい。このため、当該方法を用いて容器、特に延伸倍率が大きい容器を製造する場合、プリフォームを設計通りに延伸させることが非常に困難である。そのため、当該方法を用いても、製造される容器の偏芯度(偏芯角度X)をあまり大きくさせることはできなかった。
【0049】
また、偏芯容器は、例えば、エンジンオイル容器やトリガー式スプレー容器等に用いられる。偏芯角度が比較的小さい容器であれば、特許文献1~3の傾斜延伸機構や特許文献4の円周方向において肉厚を変えたプリフォームを用いることで、ストレッチブロー成形法でも製造可能である。しかし、これらの手段を用いたとしても、当該成形法で製造される偏芯容器について、芯ズレ等の品質不良を起こさないようにするには、偏芯度(偏芯角度X)は7°程度が限界である。このとき、張出部は、首部の外径の投影線(延長線)と底部との交点で規定される領域(投影領域)内に位置する。つまり、首部の内径から底部への投影領域内に張出部が存在する。よって、従来、偏芯度の大きい容器は、ダイレクトブロー成形法で製造されている。
【0050】
しかし、ダイレクトブロー成形法で製造できる容器は概してストレッチブロー成形のものより美的外観の面で劣る。また、ダイレクトブロー成形法で製造できる容器は、底部のピンチオフ部において溶着不良(ピンホール)が発生する懸念がある。ダイレクトブロー成形法で製造できる容器は、首部をエアブローで賦形させるための首部の寸法精度が高くない。つまり、ダイレクトブロー成形法で製造できる容器は、ストレッチブロー成形法で製造できる容器と比べて、気密性が良くない。また、ダイレクトブロー成形法で製造できる容器は、バリの切除が必須であり、無駄になる樹脂(ロス材)の量が多くなる。さらに、ダイレクトブロー成形法で製造できる容器については、ブロー成形後にトリミングという後工程が必須である。ダイレクトブロー成形法では、表面光沢性が高い容器の製造が困難である。したがって、偏芯度(偏芯角度X)の大きい容器をストレッチブロー成形法で製造したいという要望が高まってきている。
【0051】
上述の問題を解消及び改善するために、本開示では、傾斜延伸時に必須であった延伸ロッドを不要化し、傾斜延伸時に底部24の外側からプリフォーム20を保持(挟持)して引っ張る方法を採用している。これにより、偏芯角度が大きい容器を製造する場合でも、プリフォーム20のゲート部26を設計通りの位置に確実に移動させ、停止させることができる。その結果、プリフォーム20の胴部の各部を設計通りに延伸させることができる。つまり、本開示に係る製造方法や製造装置を用いれば、投影領域S1からゲート部26が外れるほど偏芯角度Xが大きく、かつ物性(品質)も良い容器10を製造することができる。
【0052】
また、上記の実施形態に係る容器10は、その底部14に、鉛直下方に向けて突出する張出部25が設けられている。また、容器10は、張出部25が投影領域S1の外側である偏芯領域S2に位置する程度に大きく偏芯している。このため、容器10は美的外観に優れ、かつ偏芯度が大きい。
【0053】
また上記の実施形態に係る容器10において、突起部27はゲート部26よりも幅広であるので、挟持機構230で張出部25を挟持しやすく、偏芯容器の製造容易性が向上する。
【0054】
また上記の実施形態に係る製造装置、製造方法及びブロー成形用金型200によれば、首部12の出入口部11の天面は底部14の底面に対して平行な容器10が製造される。このため、容器10は、これをテーブル等に置いた際に、出入口部11の天面が底面に対して傾斜している容器と比べて、容器10の中の液体が零れにくい。
【0055】
また、上記の実施形態に係る容器10は、ストレッチブロー成形法を用いるブロー成形装置100のブロー成形部130が備える金型200の挟持機構230で挟持可能な張出部25が設けられている。このため、挟持機構230で張出部25を挟持しやすく、偏芯容器の製造容易性が向上する。
【0056】
また上記の実施形態に係る製造装置、製造方法及びブロー成形用金型200によれば、挟持機構230がプリフォーム20の底部14の突起部27を掴んだ後、突起部27が偏芯領域S2まで移動するようにプリフォーム20が曲げられる。その曲げられた状態のプリフォーム20を延伸ブローすることで、偏芯度が大きい容器10が製造される。
【0057】
また上記の実施形態に係る製造方法によれば、上記のダイレクトブロー成形における課題を考慮する必要なく、ストレッチブロー成形法を用いて、美的外観に優れる偏芯度が大きい容器10を製造することができる。
【0058】
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、本開示の目的を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【0059】
上記の実施形態において、偏芯角度Xが7°以上の容器10の態様を説明したが、本実施形態の金型200及びブロー成形方法によれば、偏芯角度Xが10°以上の容器であってもストレッチブロー成形法によって、製造することが可能である。さらに、移動機構240の動作は水平移動だけでなく、回動や直線的・多段階的な斜め上方への移動で構成される動作であっても良い。
【0060】
上記の実施形態において、プリフォーム20をブローする加圧媒体として、空気を例として挙げたが、空気以外の気体媒体を用いてもよく、また水等の液体媒体を用いて加圧してもよい。
【0061】
上記の実施形態においては、張出部25を備える容器10の態様を説明したが、この例に限られない。例えば、張出部25の代わりに、張出部25が切除されることで形成される切除残部を備える容器であってもよい。当該切除残部は、偏芯領域S2に位置する。
【0062】
上記の実施形態において、ブロー成形装置100は、射出成形部110とブロー成形部130との間に温調部120が設けられた、いわゆる4ステーション式の装置であるが、これに限られない。ブロー成形装置100は、例えば、温調部120が設けられていない、いわゆる2ステーション式や3ステーション式の装置であってもよい。
【0063】
本出願は、2018年12月20日出願の日本国特許出願(特願2018-238111号)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
図1A
図1B
図1C
図2
図3A
図3B
図3C
図3D
図4A
図4B
図5
図6A
図6B
図6C
図7