JP2018024134A - 合成樹脂製容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートセット温度に加熱されたブロー成形型から、成形された容器を取り出す際の離型不良を防止する。【解決手段】ヒートセット温度に加熱されたブロー成形型１によりプリフォームＰをブロー成形し、そのブロー成形体（所望の容器形状に成形された合成樹脂製容器）Ｍをブロー成形型１から取り出すにあたり、ブロー成形型１が備える底型３が型開き方向に移動する際に、底型３の成形面に開口する噴出孔３ａから１〜４ＭＰａの高圧エアＡｈｐを噴出させる。【選択図】 図４

Description

本発明は、合成樹脂製容器の製造方法に関し、詳しくは、ブロー成形に際してヒートセットにより耐熱性が付与された合成樹脂製容器の製造方法に関する。

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、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする容器として広い分野で利用されている。

また、この種の合成樹脂製容器に内容物を充填する方法の一例として、加熱滅菌された内容物を高温のまま充填、密封する、いわゆるホットパックが挙げられる。ホットパックに供される容器は、高温の内容物を充填する際に変形してしまうことがないように、通常、ヒートセット（熱固定）により結晶化度を高めることによって耐熱性が付与されている。

ヒートセットとしては、例えば、所定の温度に加熱されたブロー成形型内でプリフォームをブロー成形した後に、ブロー成形型の内面に所定時間接触させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、この種の合成樹脂製容器は、近年、容器の軽量化が求められており、併せて、生産コストを抑制することも求められている。

特開２００５−１１２４４０号公報（段落［００３７］）

このような実情から、本出願人は、容器の軽量化を達成するとともに、生産コストの抑制するために、同一のプリフォームを共通に用いて、容量の異なる種々の容器を成形できるように鋭意検討を重ねてきたところ、次のような知見を得るに至った。

すなわち、ブロー成形により成形された容器の底部は、十分に延伸されずに未延伸部分が残存する傾向にあり、同一のプリフォームを共通に用いて、容量の異なる種々の容器を成形しようとすると、容量の小さい容器ほど、このような傾向が顕著となってくる。そして、未延伸部分は、細部まで金型の形状通りに密着して成形され、延伸部分よりも金型に貼り付き易いため、容器の底部に未延伸部分が残存していると、容器の底部がブロー成形型の底型に強く貼り付いてしまい、離型不良が生じてしまう。一方、容量の大きい容器では、容器全体（底部含む）が延伸されて全体として薄肉となっており、ブロー成形型の底型が離型する際、弱い力であるが底型に引っ張られると、薄肉となったことで形状維持が難しく、離型不良が生じてしまう。

本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、ヒートセット温度に加熱されたブロー成形型から、成形された容器を取り出す際の離型不良を防止することができる合成樹脂製容器の製造方法の提供を目的とする。

本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法は、ヒートセット温度に加熱されたブロー成形型によりプリフォームをブロー成形する合成樹脂製容器の製造方法であって、前記プリフォームをブロー成形してなるブロー成形体を前記ブロー成形型から取り出すにあたり、前記ブロー成形型が備える底型が型開き方向に移動する際に、前記底型の成形面に開口する噴出孔から１〜４ＭＰａの高圧エアを噴出させる方法としてある。

本発明によれば、ヒートセット温度に加熱されたブロー成形型から、成形された容器（ブロー成形体）を取り出す際の離型不良を防止することができる。

本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法における一製造工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法における一製造工程の概略を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法における一製造工程の概略を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法における一製造工程の概略を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法に用いるブロー成形型の底型の一例を示す平面図である。

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。

本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法の一実施形態として、その製造工程の概略を図１〜図４に示すが、これらの図に示すブロー成形型１は、胴型２と底型３とを備えている。

本実施形態では、まず、図１に示すように、ガラス転移点（Ｔｇ）以上の温度に加熱され、ブロー成形が可能な状態とされた有底筒状のプリフォームＰをブロー成形型１にセットする。
次いで、図中二点鎖線で示すように、延伸ロッド４を下動させるとともに、図示しないブローエア供給源からプリフォームＰの内部にブローエアを吹き込んでブロー成形を行う。これにより、プリフォームＰは、延伸ロッド４により軸方向（縦方向）に延伸されるとともに、ブローエアによって周方向（横方向）にも延伸される。

このとき、延伸ロッド４の下動速度とブローエアの圧力は、プリフォームＰに用いた材料や、プリフォームＰを延伸する際の延伸倍率などを考慮して適宜調整する。例えば、ブローエアの圧力は３〜４ＭＰａとすることができる。

また、プリフォームＰに用いる材料としては、例えば、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，ポリ乳酸，又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステル，これらの樹脂あるいは他の樹脂とブレンドされたものなどが挙げられ、特に、ポリエチレンテレフタレート等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であるが、これらに限定されない。

このようにしてプリフォームＰを延伸してなるブロー成形体Ｍは、ブロー成形型１の成形面に密着し、成形面の形状が転写されて所望の容器形状に成形される（図２参照）。その際、ヒートセットによりブロー成形体Ｍの結晶化度を高めることによって、製造される合成樹脂製容器に耐熱性を付与することができる。

ヒートセットは、ブロー成形型１を所定のヒートセット温度に加熱しておき、ブロー成形型１の成形面に密着したブロー成形体Ｍを熱処理することによって行うことができる。

ヒートセット温度としては、胴型２については、１２０〜１７０℃の温度に加熱する。一方、ブロー成形体Ｍの底部側は、十分に延伸されずに未延伸部分が残存する傾向にあるため、底型３については、未延伸部分の熱結晶化による白化が生じない範囲で、例えば、７０℃以上の温度に加熱する。未延伸部分は、高温で加熱しすぎると、より底型３に貼り付き易くなる傾向があるため、底型３は７０〜１００℃の温度に加熱することが好ましい。ヒートセットの熱処理時間は、ブロー成形体Ｍの厚みやヒートセット温度によっても異なるが、一般には、１〜１０秒程度である。

ヒートセットがなされた後は、図３に示すように、延伸ロッド４に設けた図示しない噴出孔から冷却用のクーリングエアーＡｃを噴出させて、ブロー成形体Ｍを冷却する。クーリングエアーＡｃによる冷却時間は、ヒートセット温度やクーリングエアーＡｃの温度によっても異なるが、一般には、０．１〜２秒程度である。

その後は、図４に示すように、型開きがなされたブロー成形型１からブロー成形体（所望の容器形状に成形された合成樹脂製容器）Ｍの取り出しが行われる。このとき、本実施形態では、底型３が型開き方向に移動する際に、底型３の成形面に開口する噴出孔３ａから１〜４ＭＰａの高圧エアＡｈｐを噴出させる。

前述したように、ブロー成形体Ｍの底部側は、十分に延伸されずに未延伸部分が残存する傾向にある。このため、未延伸部分は細部まで金型の形状通りに密着して成形され、延伸部分よりも金型に貼り付き易い傾向があることより、ブロー成形体Ｍの底部が底型３に貼り付いてしまい、型開き方向に移動する底型３にブロー成形体Ｍの底部が引っ張られて変形してしまうなどの離型不良が生じてしまう。本実施形態では、底型３から噴出する高圧エアＡｈｐによりブロー成形体Ｍの離型を促すことによって、このような不具合を防止している。このとき、高圧エアが１ＭＰａより小さいと、上手く離型されず、離型不良を起こしてしまう。一方、４ＭＰａより大きいと、ブローエアよりも高圧となってしまい、容器形状が維持できない虞がある。

噴出孔３ａから高圧エアＡｈｐを噴出させるタイミングは、ブロー成形体Ｍの内圧が下がりはじめてから底型３が移動を開始するまでの間に噴出させるのが好ましい。特に、ブロー成形体Ｍ内へのクーリングエアーＡｃの噴出後に、ブロー成形体Ｍの内圧が下がりはじめてから底型３の移動が開始するまでの間に噴出させるのが好ましい。高圧エアＡｈｐの噴出時間は、０．１〜０．５５秒であるのが好ましい。

また、底型３からの離型がより良好になされるようにする上で、噴出孔３ａから噴出する高圧エアＡｈｐによってブロー成形体Ｍが受ける離型力が０．３〜６ｋｇｆとなるように、噴出させる高圧エアＡｈｐの圧力や噴出孔３ａの開口面積を適宜調整するのが好ましい。噴出孔３ａの開口面積は、確実に離型力を得ることができ、目詰まりが生じ難く、かつ、成形された容器に残る噴出孔３ａの痕跡が目立たないようにするという観点から、０．０３〜０．２ｃｍ^２であるのが好ましい。これよりも噴出孔３ａが小さいと、確実な離型力を得ることができず、大きいと樹脂が孔に入り込んで離型が悪くなる恐れがある。

また、ブロー成形体Ｍの離型は、底型３に貼り付いたブロー成形体Ｍを引き剥がすことによってなされ、その際、ブロー成形体Ｍにはせん断応力が作用する。このため、例えば、底型３の中央部に一つだけ噴出孔３ａを設けたとすると、ブロー成形体Ｍは、底部３の中央部から外周部に向かって一方向に引き剥がされていくことになり、その過程で局所的に過剰なせん断応力が作用してしまうと、成形された容器に歪みが発生してしまうなどの不都合が生じる虞がある。
このような不都合を有効に回避するために、底型３には、図５に示すように、その中心軸周りに回転対称となるように、複数の噴出孔３ａを設け、それぞれの噴出孔３ａから噴出する高圧エアＡｈｐによりブロー成形体Ｍの離型が促されるようにして、ブロー成形体Ｍに局所的に過剰なせん断応力が作用することがないようにするのが好ましい。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

［実施例１〜８、比較例１〜５］
同一のプリフォーム（重量：２２ｇ）を共通に用いて、表１に示す容量（５００ｍＬ、３２０ｍＬ、２８０ｍＬ）の容器を成形した。底型には、表１に示す開口面積の噴出孔を図５に示す配置（底型の中心軸周りに回転対称となる配置）で設け、離型の際に、表１に示す圧力の高圧エアを、それぞれの噴出孔から噴出させた。それぞれの噴出孔から噴出する高圧エアにより、ブロー成形体が受ける離型力を表１に併せて示す。
離型性を次の基準で評価した。
○：離型良好
×：離型不良（離型時、底型に引っ張られた）

これらの結果から、離形に際して、底型の成形面に開口する噴出孔から１〜４ＭＰａの高圧エアを噴出させた場合、離型不良を起こさないことが確認できた。

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。

本発明は、ヒートセット温度に加熱されたブロー成形型１によりプリフォームＰをブロー成形し、そのブロー成形体Ｍをブロー成形型１から取り出すにあたり、ブロー成形型１が備える底型３が型開き方向に移動する際に、底型３の成形面に開口する噴出孔３ａから１〜４ＭＰａの高圧エアＡｈｐを噴出させればよく、これ以外の事項は、前述した実施形態に限定されることなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態で説明した事項を適宜取捨選択して組み合わせることもできる。

本発明は、ブロー成形に際してヒートセットにより耐熱性が付与された合成樹脂製容器の製造方法として利用することができる。

１ ブロー成形型
３ 底型
３ａ 噴出孔
Ｐ プリフォーム
Ｍ ブロー成形体（所望の容器形状に成形された合成樹脂製容器）
Ａｈｐ 高圧エア

Claims (4)

1. ヒートセット温度に加熱されたブロー成形型によりプリフォームをブロー成形する合成樹脂製容器の製造方法であって、
   前記プリフォームをブロー成形してなるブロー成形体を前記ブロー成形型から取り出すにあたり、前記ブロー成形型が備える底型が型開き方向に移動する際に、前記底型の成形面に開口する噴出孔から１〜４ＭＰａの高圧エアを噴出させることを特徴とする合成樹脂製容器の製造方法。
2. 前記噴出孔から噴出する高圧エアによって前記ブロー成形体が受ける離型力が０．３〜６ｋｇｆである請求項１に記載の合成樹脂製容器の製造方法。
3. 前記噴出孔の開口面積が０．０３〜０．２ｃｍ^２である請求項１又は２に記載の合成樹脂製容器の製造方法。
4. 前記底型の中心軸周りに回転対称となるように設けた複数の前記噴出孔から高圧エアを噴出させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器の製造方法。

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