WO2025028477A1

WO2025028477A1 - 温度調整用金型、樹脂製容器の製造装置および製造方法

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Publication number: WO2025028477A1
Application number: PCT/JP2024/026942
Authority: WO
Inventors: 智一小宮山; 学荻原
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 2023-07-31
Filing date: 2024-07-29
Publication date: 2025-02-06
Anticipated expiration: 2026-01-31

Abstract

樹脂製の有底筒状のプリフォームを温度調整するための温度調整用金型は、プリフォームの内周と隙間を有する状態でプリフォームの内部に挿入され、プリフォームを内側から非接触で冷却するための吸熱ロッドと、吸熱ロッドを部分的に覆うように吸熱ロッドに着脱可能に取り付けられ、吸熱ロッドとプリフォームの径方向隙間を調整する一以上の吸熱コマと、を備える。吸熱コマは、吸熱ロッドの取付時に吸熱ロッドと熱的に接続され、プリフォームを非接触で部分的に冷却する。

Description

温度調整用金型、樹脂製容器の製造装置および製造方法

　本発明は、温度調整用金型、樹脂製容器の製造装置および製造方法に関する。

　従来から樹脂製容器の製造装置の一つとして、ホットパリソン式のブロー成形装置が知られている。ホットパリソン式のブロー成形装置は、プリフォームの射出成形時の保有熱を利用して樹脂製容器をブロー成形する構成であり、コールドパリソン式と比較して多様かつ美的外観に優れた樹脂製容器を製造できる点で有利である。

　一般的に、射出成形直後のプリフォームは、容器の賦形に適した温度分布を備えていない。そのため、ホットパリソン式の容器製造サイクルでは、プリフォームの偏温の抑制や、あるいは容器の賦形に適した所望の温度分布をプリフォームに付与するために、射出成形工程とブロー成形工程の間にプリフォームの温度調整工程が行われる。

　例えば、樹脂製容器の製造サイクルを短縮し、容器の高速成形を促進する観点からは、射出成形工程においてプリフォームの射出金型内での冷却時間をできる限り短縮することが求められている。かかる高速成形の際に容器の品質を担保するためには、温度調整工程でプリフォームの温度分布を適切に調整することがより重要となる。

　この種の温度調整工程では、温調ロッド型をプリフォームの内側に挿入してプリフォーム内周の温度調整を行うことがある。例えば、特許文献１のように、温度調整工程において、周方向の形状が不均一な温調ロッド型でプリフォームの内側に挿入し、金型に接触したプリフォームを部分的に冷却することも提案されている。

特公平７－６１６７５号公報

　温度調整工程において温度調整用金型との接触でプリフォームを冷却する場合、低温の金型への熱伝導でプリフォームの温度が下がりすぎてしまい、容器の肉厚分布不良が生じることがある。また、プリフォームの材料によっては離型時に温度調整用金型への樹脂の食いつき（へばりつき、張り付き）やそれに起因するプリフォームの変形などの不具合が生じることもある。

　また、温度調整工程でプリフォームの内側に圧縮空気を導入してプリフォームを冷却する場合、周方向や軸方向での局所的な温度差を生じさせにくく、偏温の解消や意図的な温度分布の偏りを生じさせることが比較的困難である。また、圧縮空気による冷却の場合には、プリフォームが圧縮空気で内側から押圧されて外周側のキャビティ金型に接触するので、プリフォームの材料によっては圧縮空気を用いた冷却自体が困難な場合もある。

　そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、金型と非接触でプリフォームを冷却し、プリフォーム内周側の温度分布を適切に調整しうる温度調整用金型を提供することを目的とする。

　本発明の一態様は、樹脂製の有底筒状のプリフォームを温度調整するための温度調整用金型である。温度調整用金型は、プリフォームの内周と隙間を有する状態でプリフォームの内部に挿入され、プリフォームを内側から非接触で冷却するための吸熱ロッドと、吸熱ロッドを部分的に覆うように吸熱ロッドに着脱可能に取り付けられ、吸熱ロッドとプリフォームの径方向隙間を調整する一以上の吸熱コマと、を備える。吸熱コマは、吸熱ロッドの取付時に吸熱ロッドと熱的に接続され、プリフォームを非接触で部分的に冷却する。

　本発明の一態様によれば、金型と非接触でプリフォームを冷却し、プリフォーム内周側の温度分布を適切に調整しうる温度調整用金型を提供できる。

本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。本実施形態の温度調整部の構成例を示す縦断面図である。本実施形態の吸熱ロッドの構成例を示す斜視図である。ロッド本体の周方向において吸熱コマを部分的に取り付けた状態を示す図である。容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。本実施形態の温度調整部の変形例を示す縦断面図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。

　図１は、樹脂製容器（以下、単に容器とも称する）の製造に適用される本実施形態のブロー成形装置１０の構成を模式的に示す図である。ブロー成形装置１０は、容器の製造装置の一例であって、プリフォーム１（図１では不図示）を室温まで冷却せずに射出成形時の保有熱（内部熱量）を活用して容器をブロー成形するホットパリソン方式（１ステージ方式とも称する）を採用する。

　ブロー成形装置１０は、射出成形部１１と、温度調整部１２と、ブロー成形部１３と、取り出し部１４と、搬送機構１６とを備える。射出成形部１１、温度調整部１２、ブロー成形部１３および取り出し部１４は、搬送機構１６を中心として所定角度（例えば９０度）ずつ回転した位置に配置されている。

（搬送機構１６）
　搬送機構１６は、図１の紙面垂直方向の軸を中心とする回転方向に移動する移送板（不図示）を備える。移送板は、単一の円盤状の平板部材または成形ステーションごとに分割された複数の略扇状の平板部材から構成される。移送板には、プリフォーム１の首部２（または容器の首部）を保持するネック型１７（図１では不図示）が、所定角度ごとにそれぞれ１以上配置されている。

　搬送機構１６は、不図示の回転機構を備え、移送板を移動させることで、ネック型１７で首部２が保持されたプリフォーム１（または容器）を、射出成形部１１、温度調整部１２、ブロー成形部１３、取り出し部１４の順に搬送する。なお、搬送機構１６は、昇降機構（縦方向の型開閉機構）やネック型の型開き機構をさらに備え、移送板を昇降させる動作や、射出成形部１１等における型閉じや型開き（離型）に係る動作も行う。

（射出成形部１１）
　射出成形部１１は、それぞれ図示を省略する射出キャビティ型、射出コア型を備え、後述の図２に示すプリフォーム１を製造する。射出成形部１１には、プリフォーム１の原材料である樹脂材料を供給する射出装置１５が接続されている。

　射出成形部１１においては、上記の射出キャビティ型、射出コア型と、搬送機構１６のネック型１７とを型閉じしてプリフォーム形状の型空間を形成する。そして、このようなプリフォーム形状の型空間内に射出装置１５から溶融状態の樹脂材料を射出することで、射出成形部１１でプリフォーム１が製造される。

　ここで、プリフォーム１の全体形状は、一端側が開口され、他端側が閉塞された有底円筒形状である。後述の図２に示すように、プリフォーム１は、一端側に形成され開口を有する首部２と、首部２に接続されて円筒状に形成された胴部３と、胴部３に接続されて他端側を閉塞する底部４とを有する。

　また、容器およびプリフォーム１の材料は、熱可塑性の合成樹脂であり、容器の用途に応じて適宜選択できる。具体的な材料の種類としては、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、シクロブタンジオールをモノマーとして使用したポリエステル共重合体）、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）などが挙げられる。

　特に限定するものではないが、本実施形態でのプリフォーム１は、例えば、ウォータサーバ等に適用される大型容器に対応する。また、本実施形態のプリフォーム１の材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、トライタンなどであってもよい。なお、大型容器の容量は、例えば、２リットル～２０リットル、好ましくは１２リットルから２０リットルである。

　なお、射出成形部１１の型開きをしたときにも、搬送機構１６のネック型１７は開放されずにそのままプリフォーム１を保持して搬送する。射出成形部１１で同時に成形されるプリフォーム１の数（すなわち、ブロー成形装置１０で同時に成形できる容器の数）は、適宜設定できる。

（温度調整部１２）
　温度調整部１２は、射出成形部１１から搬送されるプリフォーム１の均温化や偏温除去、さらには温度分布の調整を行い、プリフォーム１の温度を最終ブローに適した温度（例えば材料がＰＣの場合は約１７０℃～１８０℃）に調整する。また、温度調整部１２は、射出成形後の高温状態のプリフォーム１を冷却する機能も担う。

　図２は、本実施形態の温度調整部１２の構成例を示す縦断面図である。温度調整部１２は、プリフォーム１を収容可能な温調キャビティ型（加熱ポット型または温度調整ポット型）２１と、プリフォーム１の内部に挿入される吸熱ロッド（広義的には温調ロッド）２２とを備えている。

　温調キャビティ型２１は、温度調整用金型の一例であり、ネック型１７に保持されたプリフォーム１を収容可能な温度調整用の空間を有する金型である。温度調整用の空間は、上側が開放され、プリフォーム１の形状に対応する有底筒状に形成されている。温調キャビティ型２１の空間の内径はプリフォームの外形（または最大外径）よりも大きく、温調キャビティ型２１の空間の軸方向長さはプリフォーム１の長さよりも長く設定されている。これにより、温調キャビティ型２１の空間には、上側からプリフォーム１を挿入して、プリフォーム１を温調キャビティ型２１の内面に接触させずに収容することが可能である。

　温調キャビティ型２１は、例えば、プリフォーム１の軸方向に１段以上設けられ、非接触でプリフォーム１を加熱する加熱ポット型である。温調キャビティ型２１は、好ましくは、プリフォーム１の軸方向に多段状（例えば８段）に積み重ねられるブロック部材から構成されている。各々のブロック部材には、バンドヒータなどの加熱部材（不図示）がそれぞれ取り付けられている。各々のブロック部材の温度は、加熱部材により所定の温度に保たれ、収容されたプリフォーム１の胴部３や底部４を輻射熱により非接触で加熱可能である。なお、加熱部材の温度は、１５０～２７５℃の範囲で適宜設定され、例えば、プリフォーム１の材料がＰＣの場合は１５０～２００℃の間で、材料がＰＥＴやトライタンの場合は２００～２７５℃の間で適宜設定される。

　なお、プリフォーム１の外表面とキャビティ面とのへばりつきが生じない場合は、温調キャビティ型２１は、内部に温度調整媒体（冷却媒体）を流す流路を備えた温度調整ポット型であってもよい。温調キャビティ型２１の温度は、金型内部を流れる温度調整媒体により所定の温度に保たれる。これにより、温調キャビティ型２１は、収容されるプリフォーム１の温度をその外表面と接触することで調整できる。なお、温度調整媒体の温度は特に限定されるものではないが、例えば、プリフォーム１の材料がＰＣの場合は１００℃～２００℃、好ましくは１４０℃から１８０℃の間の範囲内で適宜設定される。なお、この温調キャビティ型２１も軸方向に多段状に分割して複数のブロック部材を積み重ねた構成とし、各ブロック部材を異なる温度に設定してもよい。

　吸熱ロッド２２は、温度調整用金型の一例であり、温度調整部１２でプリフォーム１を保持しているネック型１７に対して進退可能に配置される。図２では、吸熱ロッド２２が図中下側に下降してネック型１７の内部に挿入された状態を示している。

　図３は、本実施形態の吸熱ロッド２２の構成例を示す斜視図である。吸熱ロッド２２は、コア部（ロッド基端部）２３と、ロッド本体２４と、吸熱コマ（吸熱用金属部材）２５とを有している。

　コア部２３は、吸熱ロッド２２の基端側（上方側）に設けられ、先端側に向けて縮径するテーパー状の外形を有する部位である。コア部２３の先端側の形状はネック型１７の内周形状に対応し、コア部２３の先端にはロッド本体２４が取り付けられている。コア部２３は、吸熱ロッド２２の下降時にネック型１７の内側に挿入され、下降する吸熱ロッド２２を案内するとともにプリフォーム１に対してロッド本体２４を位置決めする機能を担う。

　ロッド本体２４は、例えば、炭素鋼やステンレス鋼などの伝熱性の高い金型材料で形成された中空かつ棒状の金型部材であり、コア部２３の先端からプリフォーム１の軸方向に沿って延びている。ロッド本体２４は、図２に示すように、プリフォーム１の内径よりも細く、プリフォーム１の軸方向長さよりも短い寸法に形成されている。これにより、ロッド本体２４は、プリフォーム１の内周に対して間隔をあけた状態でプリフォーム１内に配置できる。

　ロッド本体２４は、吸熱ロッド２２が上昇している状態で外部への放冷による冷却が可能であれば、内部に冷却媒体を循環させる流路を有しない構成でよい。なお、吸熱ロッド２２の蓄熱による昇温を避ける目的で、冷却媒体を循環させる流路を内部に有していてもよい。これにより、ロッド本体２４の温度は、ロッド本体２４の内部を流れる冷却媒体により所定の温度に保たれ、ブロー成形装置１０を長時間稼働させる場合でも、複数のプリフォーム１を均しく冷却させることができる。

　ロッド本体２４は、軸方向と直交する断面形状が正多角形をなす柱状体（例えば角柱状や逆角錐台状）に形成されている。正多角形は、例えば、正方形や正六角形、正八角形である。ロッド本体２４の外面には、細長で矩形状の周面部（平面部）２４ｂが周方向に複数（正多角形の面数と同じ数）連設して設けられ、ロッド本体２４の内面には、中空円筒状の貫通孔が設けられている。図３では、一例として、ロッド本体２４が正六角形断面である構成を示している。ロッド本体２４は、図３に示すように、ロッド本体２４の周面部２４ｂのうち任意の領域に吸熱コマ２５を着脱可能に構成されている。なお、ロッド本体２４の表面（周面部２４ｂ）には、ボルト穴（コマ連結部）２４ａが設けられている。吸熱コマ２５は、ロッド本体２４のボルト穴２４ａに螺合されるボルト（コマ連結部材）２６により、ロッド本体２４に取り付けられる。

　吸熱コマ２５は、ロッド本体２４の外周のいずれかの面（周面部２４ｂ）に着脱可能に一以上取り付けられ、ロッド本体２４の外周を部分的に覆う金型片である。吸熱コマ２５は、プリフォーム１と吸熱ロッド２２との径方向間隔を調整し、プリフォーム１の所望の温度分布を実現する機能を担う。より具体的には、吸熱コマ２５は、プリフォーム１の胴部３の内周から輻射（放射）される熱を吸収してロッド本体２４に熱を移し、胴部３を冷却する機能を担う。

　吸熱コマ２５は、例えば、ロッド本体２４と同様に、例えば炭素鋼やステンレス鋼などの伝熱性の高い金型材料で形成され、ロッド本体２４への取付時にはロッド本体２４と熱的に接続された状態（例えばロッド本体２４と吸熱コマ２５が接触した状態）にある。なお、吸熱コマ２５は、ロッド本体２４と同じ材料で形成されていてもよく、異なる材料で形成されていてもよい。

　各々の吸熱コマ２５は、プリフォーム１に臨む外周側の面がプリフォーム１の内周面に倣って曲面状に形成され、ロッド本体２４に臨む内周側の面が平坦に形成されている。吸熱コマ２５は、ロッド本体２４の断面形状に対応して、平面視で外周側が円弧状をなす帯状片として構成される。これにより、個々の吸熱コマ２５は、プリフォーム１の内周において、１／周面部２４ｂの周方向の数（すなわち、１／ロッド本体２４の正多角形の面数または角数）の範囲をカバーできる。例えば、ロッド本体２４の横断面が正六角形の場合は、吸熱コマ２５は六分円の円弧状をなす帯状片となり、個々の吸熱コマ２５はプリフォーム１の内周の１／６の範囲をカバーする。

　また、吸熱コマ２５の径方向の最大厚さは、ロッド本体２４の表面からプリフォーム１の内周の間隔よりも小さく設定されている。これにより、吸熱コマ２５を取り付けた状態において、吸熱コマ２５とプリフォーム１の内周には隙間が生じる。そのため、吸熱コマ２５を取り付けた状態において、吸熱ロッド２２はプリフォーム１の内周を非接触で冷却できる。

　本実施形態の吸熱ロッド２２では、ロッド本体２４の柱状体の各面（各周面部２４ｂ）において吸熱コマ２５の取付部が軸方向にそれぞれ一以上、好ましくは複数設けられる構成になっている。例えば、図３の吸熱ロッド２２では吸熱コマ２５の取付部が各周面部２４ｂに７箇所設けられている。そのため、ロッド本体２４には、周方向および軸方向に配列された任意の取付部に吸熱コマ２５を取り付けることができる。

　なお、プリフォーム１の内周面の形状はテーパー状（先細り状）であるため、吸熱コマ２５の厚さを全て同じにすると、プリフォーム１の内周面と吸熱コマ２５との隙間が上下方向（軸方向）で相違してしまう。この隙間を略同一にするため、ロッド本体２４（または周面部２４ｂ）に連結される吸熱コマ２５の厚さを、上下方向で変えてもよい。例えば、上下方向の吸熱コマ２５の厚さを、首部２側＞胴部３側（または底部４側）と設定してもよい。つまり、首部４側（ロッド本体２４の上端側）の位置する吸熱コマ２５の厚さを、胴部３側（または底部４側、ロッド本体２４の下端側）に位置する吸熱コマの厚さより大きくしてもよい。

　図４は、横断面が正六角形状であるロッド本体２４の周方向において吸熱コマ２５を部分的に取り付けた状態を示している。図４では、吸熱コマ２５を周方向に２つ並べてロッド本体２４に取り付けた例を示し、吸熱コマ２５は、ロッド本体２４の外周の１／３を部分的に覆っている。なお、簡単のため、図４では温調キャビティ型２１の図示は省略している。

　図４に示すように、吸熱ロッド２２が挿入されたプリフォーム１内において、吸熱コマ２５が取り付けられている周方向の第１領域（図４中破線で囲まれた領域）では、吸熱コマ２５によりプリフォーム１の内周面と金型の間の径方向隙間Ｓ１が狭くなる。上記の第１領域では、プリフォーム１からの輻射熱を近傍に位置する吸熱コマ２５で吸収しやすくなるので、プリフォーム１の温度が低下しやすくなる。

　一方、吸熱ロッド２２が挿入されたプリフォーム１内において、吸熱コマ２５が取り付けられていない周方向の第２領域（図４中破線で囲まれていない領域）では、プリフォーム１の内周面とロッド本体２４が対向するため、第１領域と比べてプリフォーム１の内周面と金型の間の径方向隙間Ｓ２が広くなる。上記の第２領域では、プリフォーム１からの輻射熱は吸熱コマ２５よりも内側に位置するロッド本体２４で吸収されるため、第１領域と比べるとプリフォーム１の温度は低下しにくくなる。

　以上のように、吸熱ロッド２２では、吸熱コマ２５の取付位置の調整によりプリフォーム１の各部位の冷却強度を選択的に調整でき、プリフォーム１の温度分布を所望の状態に近づけることが容易となる。なお、図４の例では、プリフォーム１の周方向の温度調整について説明したが、プリフォーム１の軸方向の温度も同様の手法で調整することができる。

（ブロー成形部１３）
　ブロー成形部１３は、温度調整部１２で温度調整されたプリフォーム１に対して二軸延伸ブロー成形を行い、容器を製造する。
　ブロー成形部１３は、容器の形状に対応した一対の割型であるブローキャビティ型と、底型と、延伸ロッドおよびエア導入出部材（いずれも不図示）を備える。ブロー成形部１３は、プリフォーム１を延伸しながらブロー成形する。これにより、プリフォーム１がブローキャビティ型の形状に賦形されて容器を製造することができる。

（取り出し部１４）
　取り出し部１４は、ブロー成形部１３で製造された容器の首部をネック型１７から開放し、容器をブロー成形装置１０の外部へ取り出すように構成されている。

　＜容器の製造方法の説明＞
　次に、本実施形態のブロー成形装置１０による容器の製造方法について説明する。図５は、容器の製造方法の工程を示すフローチャートである。本実施形態では、後述する容器製造サイクルの各工程（Ｓ１０１～Ｓ１０４）が実施される前に金型調整工程（Ｓ１００）が行われる。

（ステップＳ１００：金型調整工程）
　金型調整工程は、プリフォーム１の偏温に応じて、吸熱ロッド２２における吸熱コマ２５の取付位置を調整する工程である。一例として、金型調整工程では以下の作業が行われる。以下の説明では、周方向におけるプリフォーム１の温度分布や容器の肉厚分布の偏りが小さくなるように調整するものとする。なお、軸方向における吸熱コマ２５の取付位置の調整も、周方向の場合と考え方は同様である。

　まず、ブロー成形装置１０をテスト運転し、調整前におけるプリフォーム１の温度分布の情報または容器の肉厚分布の情報を得る。

　例えば、プリフォーム１の周方向に温度分布の偏りがある場合、作業者は、ロッド本体２４の周方向においてプリフォーム１の高温部位に臨む領域に吸熱コマ２５を取り付ける。これにより、プリフォーム１の周方向においてテスト運転時に温度の高い部位では、プリフォーム１からの輻射熱が吸熱コマ２５で吸収されやすくなって温度が低下する。したがって、調整後のプリフォーム１の周方向の偏温が小さくなる。

　また、テスト運転で製造された容器の肉厚分布に基づいて吸熱コマ２５の取付位置を調整する場合には、以下のように行えばよい。

　１ステージ方式のブロー成形において、プリフォーム１の高温部位は大きな保有熱を有し、プリフォーム１が延伸されやすくなる。つまり、容器の肉厚が薄い部位は、プリフォーム１の高温部位に対応する。一方、プリフォーム１の低温部位は、プリフォーム１の高温部位と比べて保有熱が小さくなり、プリフォーム１が延伸されにくくなる。つまり、容器の肉厚が厚い部位は、プリフォーム１の低温部位に対応する。

　したがって、容器の肉厚分布に基づいて温度調整用金型３０を調整する場合、容器の肉厚が薄い部位はプリフォーム１の高温部位とみなし、容器の肉厚が厚い部位はプリフォーム１の低温部位とみなして上記と同様に吸熱コマ２５の取付位置を調整すればよい。
　上記の金型調整工程が完了すると、以下に示す容器製造サイクルの各工程が実行される。

（ステップＳ１０１：射出成形工程）
　まず、射出成形部１１において、射出キャビティ型、射出コア型および搬送機構１６のネック型１７で形成されたプリフォーム形状の型空間に射出装置１５から樹脂が射出され、プリフォーム１が製造される。そして、樹脂材料の射出（充填および保圧）の完了後、または射出の完了後に設けられた最小限または所定の冷却時間後に射出成形部１１の射出金型が型開きされる。

　特に限定するものではないが、高速な成形サイクルで容器を製造する観点からは、ステップＳ１０１において、樹脂材料の射出（充填および保圧）の完了後に射出金型内でプリフォーム１の冷却時間を設けずに型開きを行うことが好ましい。
　一方、射出金型内でプリフォーム１の最小限の冷却を行う場合、射出成形部１１で樹脂材料の射出が完了してから樹脂材料を冷却する時間（冷却時間）は、樹脂材料を射出する時間（射出時間）に対して１／２以下であることが好ましい。また、上記の冷却時間は、樹脂材料の重量に応じて、樹脂材料を射出する時間に対してより短くすることができる。例えば、冷却時間は、樹脂材料の射出時間に対して２／５以下であるとより好ましく、１／４以下であるとさらに好ましく、１／５以下であると特に好ましい。

　本実施形態では、射出金型でのプリフォーム１の冷却時間がない（あるいは冷却時間が非常に短い）ため、射出金型内でプリフォームを十分に冷却する場合と比べて、プリフォームのスキン層（固化状態にある表面層）は薄く、コア層（軟化状態または溶融状態にある内部層）は厚く形成される。つまり、本実施形態では、スキン層とコア層の間の熱勾配が大きく、高温で保有熱が高いプリフォーム１が成形される。

　プリフォーム１の射出成形が完了すると、射出成形部１１の金型が型開きされてプリフォーム１が射出キャビティ型および射出コア型から離型される。次に、搬送機構１６の移送板が所定角度分回転するように移動し、ネック型１７に保持されたプリフォーム１が、射出成形時の保有熱を含んだ状態で温度調整部１２に搬送される。

（ステップＳ１０２：温度調整工程）
　続いて、温度調整部１２において、プリフォーム１の温度を最終ブローに適した温度に近づけるための温度調整が行われる。

　温度調整工程では、移送板の下降により、ネック型１７に保持されたプリフォーム１が温調キャビティ型２１に収容されるとともに、プリフォーム１内に吸熱ロッド２２が挿入される。温調キャビティ型２１、吸熱ロッド２２とプリフォーム１の間にはそれぞれ隙間が形成され、温調キャビティ型２１と吸熱ロッド２２は、それぞれ非接触でプリフォーム１の温度をブロー成形に適した温度に調整する。

　上記のように、吸熱ロッド２２のロッド本体２４には、プリフォーム１の高温部分に合わせて吸熱コマ２５が取り付けられている。そのため、プリフォーム１の高温部分は、吸熱コマ２５により他の部位よりも強く冷却され、射出成形時に生じたプリフォーム１の偏温も低減される。

　温度調整工程の後、搬送機構１６の移送板が所定角度分回転するように移動し、ネック型１７に保持された温度調整後のプリフォーム１がブロー成形部１３に搬送される。なお、吸熱ロッド２２のロッド本体２４に冷却媒体を循環させていない場合、吸熱ロッド２２のロッド本体２４および吸熱コマ２５は、次にプリフォーム１に挿入されるまで外部への放冷を行う。

（ステップＳ１０３：ブロー成形工程）
　続いて、ブロー成形部１３において、容器のブロー成形が行われる。
　まず、ブローキャビティ型を型閉じしてプリフォーム１を型空間に収容し、エア導入出部材（例えばブローコア）を下降させることで、プリフォーム１の首部２にエア導入出部材が当接される。そして、延伸ロッド（縦軸延伸部材）を下降させてプリフォーム１の底部４を内面から抑えて、必要に応じて縦軸延伸を行いつつ、エア導入出部材からブローエアを供給することで、プリフォーム１を横軸延伸する。これにより、プリフォーム１は、ブローキャビティ型の型空間に密着するように膨出して賦形され、容器にブロー成形される。なお、底型は、ブローキャビティ型の型閉じ前はプリフォーム１の底部４と接触しない下方の位置で待機し、型閉前または型閉後に成形位置まで素早く上昇するよう制御される。

（ステップＳ１０４：容器取り出し工程）
　ブロー成形が終了すると、ブローキャビティ型が型開きされる。これにより、ブロー成形部１３から容器が移動可能となる。
　続いて、搬送機構１６の移送板が所定角度分移動し、容器が取り出し部１４に搬送される。取り出し部１４において、容器の首部がネック型１７から開放され、容器がブロー成形装置１０の外部へ取り出される。

　以上で、容器の製造方法における１つの容器製造サイクルが終了する。その後、搬送機構１６の移送板を所定角度分移動させることで、上記のＳ１０１からＳ１０４の各工程が繰り返される。なお、ブロー成形装置１０の運転時には、１工程ずつの時間差を有する４組分の容器の製造が並列に実行される。
　また、ブロー成形装置１０の構造上、射出成形工程、温度調整工程、ブロー成形工程および容器取り出し工程の各時間はそれぞれ同じ長さになる。同様に、各工程間の搬送時間もそれぞれ同じ長さになる。

　以下、本実施形態の作用効果を述べる。
　本実施形態の温度調整部１２では、プリフォーム１の内部に挿入される吸熱ロッド２２によりプリフォーム１を内側から非接触で冷却できる。また、プリフォーム１は、温調キャビティ型２１によっても非接触で外側から温度調整される。
　本実施形態では、冷却を行う吸熱ロッド２２とプリフォーム１が接触しない。そのため、本実施形態では、プリフォーム１の過剰な冷却による容器の肉厚分布不良や、離型時における金型への樹脂の食いつき（へばりつき、張り付き）や、それに起因する離型時におけるプリフォーム１の変形などの不具合を抑制できる。

　例えば、ポリカーボネートやトライタンなどの材料は、ＰＥＴなどと比べてヒズミ硬化特性が低く、ブロー成形時における肉厚調整が難しいことが知られている。ヒズミ硬化特性とは、ブロープロセスの間、まずプリフォームの最も弱い部分（通常、最も高温の部分）が降伏点に達し、次に弱い部分が伸び始めるという形で、肉厚が均一化するまで、分子配向によりその強度を増す特性をいう。そのため、ポリカーボネートやトライタンのプリフォーム１をブロー成形する場合には、ブロー前の温度調整が非常に重要となるが、本実施形態によれば、ポリカーボネートやトライタンでの容器成形に適したプリフォーム１の温度調整を容易に行うことができる。

　また、プリフォーム１の材料がＰＥＴの場合でも、ハイサイクル成形を行う際や特定の容器形状に賦形させる際には、ＰＥＴ製のプリフォーム１が射出成形部１１（射出成形工程）から高温状態で離型されることや、ＰＥＴ製のプリフォーム１が温度調整部１２（温度調整工程）で高温状態まで加熱されることがある。これらの場合においても、プリフォーム１の全体または特定部位の温度を内面から下げる目的で、吸熱ロッド２２が用いられてもよい。

　また、吸熱ロッド２２のロッド本体２４には、プリフォーム１の高温部分に対応して吸熱コマ２５を部分的に取り付けることができる。プリフォーム１内において、吸熱コマ２５が取り付けられている領域では、プリフォーム１の内周面と金型の間の径方向隙間が狭くなり、プリフォーム１からの輻射熱を吸収しやすくなる。一方、プリフォーム１内において、吸熱コマ２５が取り付けられていない領域では、プリフォーム１の内周面と金型の間の径方向隙間が広くなり、プリフォーム１からの輻射熱を吸収しにくくなる。吸熱ロッド２２での吸熱コマ２５の取付位置に応じてプリフォーム１の各部位の冷却強度を選択的に調整できるので、プリフォーム内周側の温度分布を適切に調整できる。

　本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。

　例えば、ロッド本体２４における吸熱コマ２５の取付部の配置は、上記実施形態に限定されず、周方向および軸方向の数を任意に変更することができる。例えば、射出離型後のプリフォーム１の胴部３が全体的に高温である場合、ロッド本体２４の全てのボルト穴（コマ連結部）２４ａに吸熱コマ２５を取り付けてもよい。

　また、上記実施形態において、径方向の厚さの異なる複数種類の吸熱コマ２５を準備し、ロッド本体２４に取り付ける吸熱コマ２５の種類を選択することで、プリフォーム１と吸熱コマ２５との径方向隙間の大きさを調整してもよい。また、吸熱コマ２５の外周面には、凸部や凹部が形成されていてもよい。

　また、上記実施形態の吸熱ロッド２２は、プリフォーム１の偏温調整に限られず、プリフォーム１の周方向や軸方向において延伸倍率に差を設ける場合にも適用できる。プリフォーム１の延伸倍率に差を設ける場合には、プリフォーム１の延伸倍率を低くする部位に吸熱コマ２５を取り付け、当該部位での吸熱ロッド２２の冷却強度を上げればよい。

　また、上記実施形態の吸熱ロッド２２は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）や高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などのＰＥＴなどと比べてヒズミ硬化特性が低い材料で形成されたプリフォーム１の温度調整に適用されてもよい。あるいは、上記実施形態の吸熱ロッド２２は、ＰＥＴで形成されたプリフォーム１の温度調整に適用されてもよい。

　上記実施形態では、プリフォーム１の内周に対して間隔をあけた状態で吸熱ロッド２２のロッド本体２４をプリフォーム１内に配置し、ロッド本体２４とプリフォーム１が非接触である構成例を説明した。しかし、上記実施形態の変形例として、図６に示すように、ロッド本体２４の下端にプリフォーム１の底部４と当接可能な先端ピース２７を配置してもよい。

　ポリカーボネート等の合成樹脂製のプリフォーム１は、温度低下に伴い収縮する。特に上記のような大型容器用のプリフォーム１は、軸方向寸法が大きく胴部の肉厚も厚いため、標準的なサイズのプリフォームと比べて軸方向の収縮量が大きくなる傾向がある。そこで、図６の例ではロッド本体２４の下端に先端ピース２７を配置し、軸方向に収縮するプリフォーム１の底部４に対して先端ピース２７を当接させてプリフォーム１の軸方向収縮を規制する。これにより、吸熱ロッド２２の吸熱コマ２５で冷却される箇所や加熱ポットによる加熱箇所が、プリフォーム１に温度調整を施す対象部位から軸方向にずれにくくなり、温度調整部１２でのプリフォーム１の温度調整をより精度よく行うことが可能となる。

　先端ピース２７の材料は特に限定するものではないが、プリフォーム１の底部４の過剰な冷却を防ぐため、先端ピース２７は、例えば樹脂材料などのようにロッド本体２４の材料と比べて熱伝導性が低い材料で形成されることが好ましい。また、プリフォーム１に対して吸熱ロッド２２を挿入したときに、先端ピース２７を最初から底部４に当接させるとプリフォーム１の底部４が過剰に冷却されうる。そのため、吸熱ロッド２２の挿入時に先端ピース２７とプリフォーム１の底部４の間に所定の隙間が形成されるように、先端ピース２７の取付位置を調整することが好ましい。

　加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１…プリフォーム、２…首部、３…胴部、４…底部、１０…ブロー成形装置、１１…射出成形部、１２…温度調整部、１３…ブロー成形部、１４…取り出し部、１５…射出装置、１６…搬送機構、１７…ネック型、２１…温調キャビティ型、２２…吸熱ロッド、２３…コア部、２４…ロッド本体、２４ａ…ボルト穴、２５…吸熱コマ、２６…ボルト、２７…先端ピース

Claims

　樹脂製の有底筒状のプリフォームを温度調整するための温度調整用金型であって、
　前記プリフォームの内周と隙間を有する状態で前記プリフォームの内部に挿入され、前記プリフォームを内側から非接触で冷却するための吸熱ロッドと、
　前記吸熱ロッドを部分的に覆うように前記吸熱ロッドに着脱可能に取り付けられ、前記吸熱ロッドと前記プリフォームの径方向隙間を調整する一以上の吸熱コマと、を備え、
　前記吸熱コマは、前記吸熱ロッドの取付時に前記吸熱ロッドと熱的に接続され、前記プリフォームを非接触で部分的に冷却する
温度調整用金型。
　前記吸熱ロッドは、前記吸熱コマを取付可能な複数の取付部が軸方向および周方向に配列されている
請求項１に記載の温度調整用金型。
　前記吸熱ロッドの軸方向の先端部には、前記プリフォームの底部と当接して前記プリフォームの軸方向の収縮を規制する先端ピースが取り付けられる
請求項１に記載の温度調整用金型。
　前記温度調整用金型は、
　前記プリフォームの外周と隙間を有する状態で前記プリフォームを収容し、前記プリフォームの温度を外側から非接触で調整するキャビティ型をさらに備える
請求項１に記載の温度調整用金型。
　樹脂製の有底筒状のプリフォームを射出成形する射出成形部と、
　射出成形された前記プリフォームの温度調整を行う温度調整部と、
　射出成形時の保有熱を含む状態で温度調整後の前記プリフォームをブロー成形して、樹脂製容器を製造するブロー成形部と、を備え、
　前記温度調整部は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の温度調整用金型を有し、前記吸熱コマを取り付けた前記吸熱ロッドを前記プリフォーム内に挿入することで前記プリフォームを内側から非接触で冷却する
樹脂製容器の製造装置。
　前記射出成形部において、樹脂材料の射出が完了してから射出金型内で前記樹脂材料を冷却する時間は、前記樹脂材料を前記射出金型に射出する時間に対して１／２以下である
請求項５に記載の樹脂製容器の製造装置。
　前記プリフォームの材料は、ポリカーボネート、トライタン、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートのいずれかである
請求項５に記載の樹脂製容器の製造装置。
　樹脂製の有底筒状のプリフォームを射出成形する射出成形工程と、
　射出成形された前記プリフォームの温度調整を行う温度調整工程と、
　射出成形時の保有熱を含む状態で温度調整後の前記プリフォームをブロー成形して、樹脂製容器を製造するブロー成形工程と、を備え、
　前記温度調整工程では、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の温度調整用金型を用いて、前記吸熱コマを取り付けた前記吸熱ロッドを前記プリフォーム内に挿入することで前記プリフォームを内側から非接触で冷却する
樹脂製容器の製造方法。
　前記プリフォームの温度分布また容器の肉厚分布の情報に基づき、前記吸熱コマの取り付位置を調整する金型調整工程をさらに有し、
　前記金型調整工程の後に、前記射出成形工程、前記温度調整工程、前記ブロー成形工程が行われる
請求項８に記載の樹脂製容器の製造方法。
　前記射出成形工程において、樹脂材料の射出が完了してから射出金型内で前記樹脂材料を冷却する時間は、前記樹脂材料を前記射出金型に射出する時間に対して１／２以下である
請求項８に記載の樹脂製容器の製造方法。
　前記プリフォームの材料は、ポリカーボネート、トライタン、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートのいずれかである
請求項８に記載の樹脂製容器の製造方法。