JP5176187B2

JP5176187B2 - 合成樹脂製プリフォーム及び２軸延伸ブロー成形壜体

Info

Publication number: JP5176187B2
Application number: JP2008301950A
Authority: JP
Inventors: 孝之後藤
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP2010125676A

Description

本発明は、２軸延伸ブロー成形用の合成樹脂製プリフォーム及び２軸延伸ブロー成形壜体に関する。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製の２軸延伸ブロー成形壜体は、プリフォームを成形し、そのプリフォームを２軸延伸ブロー形成するが、壜体を成形する際には、プリフォームの基本的な形状は口筒部と、壜体の肩部、胴部および底部に成形される有底円筒状部からなる試験管状とする。
そして、この有底円筒状部の径や肉厚は、最終成形品である壜体の口筒部を除く各部位の肉厚と、成形品の強度、耐熱性、透明性に関連する延伸倍率等を考慮して決める。
たとえば特許文献１には有底円筒状部の径を下方に向けて縮径するようにしたプリフォームが記載されている。

一方、特許文献２には、潰れ変形が自在な薄肉容器である内容器を、変形しない外容器に収納保持し、この内容器と外容器との組合せ物にポンプを、内容器に対しては密に、外容器に対しては着脱自在に組付け、内容器と外容器の間に外気の導入を自在にして構成されたポンプ付き二重容器に係る発明が記載されており、このような薄肉の内容器にも２軸延伸ブロー成形した壜体が使用されるようになってきている。
特開２０００−２１１０１７号公報特開２００４−３０７０４８号公報

しかしながら、２軸延伸ブロー成形による壜体の場合、さまざまな制約により肩部、胴部、底部の肉厚を薄くするのにも限界があり、必ずしも意図したような薄肉の壜体を成形することができない場合がある。
ここで、胴部の径等の壜体の形状が決まっている場合、この壜体の周壁の肉厚を薄くするための主たる手段は次のＡ、Ｂである。
・手段Ａ；プリフォームの有底円筒状部の周壁の肉厚を薄くする。
・手段Ｂ；有底円筒状部の径を小さくして延伸倍率を大きくする。
そして、このような薄肉化の手段Ａ、Ｂについてはそれぞれ次のような制約がある。

・手段Ａについて
プリフォームの射出成形は、一般的にピンゲートを介して底部から溶融樹脂を金型キャビティ内に射出成形し、最後に口筒部に相当する部分に充填するが、有底円筒状部の肉厚を薄くしすぎると、溶融樹脂のスムーズな流動が妨げられ、流動乱れが発生し、この流動乱れに起因して、成形後口筒部で成形歪みが発生し、キャップによるシールが不完全になる等の問題が発生する。
実際の成形では１〜１．５ｍｍ程度が薄肉化の限界である。

・手段Ｂについて
口筒部の径は、たとえば前述したポンプ付き二重容器の内容器の場合には、ポンプを挿入する必要性から径を決めるように、壜体の用途により決めるものであるが、特にこの口筒部に垂下設される有底円筒状部の特に上端部（２軸延伸により壜体の肩部から胴部の上端部に成形される領域に相当する。）の径はこの口筒部の径により決まってしまうので、当該部分の延伸倍率を大きくすることにより薄肉化を達成するのにも限界がある。

すなわち、壜体の口筒部の径が比較的大きくて、胴部の径が比較的小さな場合には、延伸倍率を大きくすることにより薄肉化を達成するのは困難となる。
さらに言及すると、口筒部の径が比較的大きくて胴部の径が比較的小さな壜体では、延伸倍率を大きくすることはできないので、特に口筒部に連設する肩部から胴部の上端部にかけての領域での剛性、強度、耐熱性、透明性が不足すると云う問題もある。

そこで、本発明は２軸延伸ブロー成形壜体、特に口筒部の径が比較的大きくて胴部の径が比較的小さな壜体における、肩部から胴部の上端部に至る領域の延伸倍率を高くして当該領域の薄肉化を達成するためのプリフォームの構成を創出することを技術的課題とするものである。

上記課題を解決するため手段のうち、本発明のプリフォームに係る主たる構成は、
軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォームにおいて、
口筒部の下端から、下方に向かって縮径するテーパー状短筒部を介して口筒部の内径よりも小さな外径を有する有底の円筒部を垂下延設すると共に、テーパー状短筒部と円筒部の上端部を外装するように短円筒状の外筒部を垂下設し、この外筒部の下端に外鍔状にネックリングを周設する、と云うものである。

上記構成の基本的な技術思想は、
口筒部の下端からネックリングの高さ範囲で、二重壁構造とすることにより、口筒部の径による壜体の肩部や胴部に成形される円筒部の径の小径化に係る制約を緩和することにある。
すなわち上記構成によれば、従来のプリフォームにおける口筒部の下端からネックリングに至る高さ範囲で、テーパー状短筒部から円筒部の上端部に至る部分を外筒部で外装して二重壁とすることにより、
口筒部から短円筒状の外筒部を経てネックリングに至る部分の径は用途に応じて決め、これとは別に口筒部の下端からテーパー状短筒部を介して垂下設され、壜体の肩部や胴部に成形される円筒部の上端部の径を決めることができる。

そして、口筒部の径よりも、円筒部の上端部の径を小径とすることにより、口筒部の径が比較的大きくて胴部の径が比較的小さな壜体においても、特に、壜体の肩部から胴部の上端部に至る領域の延伸倍率を高くして、当該部分の薄肉化を達成することができる。

次に、本発明の合成樹脂製壜体に係る主たる構成は、
２軸延伸ブロー成形による壜体において、
口筒部の下端から下方に向かって縮径するテーパー状短筒部を介して口筒部の内径よりも小さな外径を有する短円筒状のネック部を垂下設し、このネック部の下端から２軸延伸成形部分である下方に向かって拡径する肩部及び筒状の胴部を垂下延設し、
さらに口筒部の下端からテーパー状短筒部とネック部を外装するように短円筒状の外筒部を垂下設し、この外筒部の下端に外鍔状にネックリングを周設する、と云うものである。

上記構成の合成樹脂製壜体は前述した、本発明の主たる構成を有するプリフォームについて、外筒部で外装された部分を除く有底の円筒部を適宜の温度で加熱し、２軸延伸ブロー成形することにより成形することができる。

本発明の主たる構成を有するプリフォームについて説明したように、口筒部の径が比較的大きくて壜体の胴部の径が比較的小さな形状のものであっても、肩部から胴部の上端部にかけての部分の延伸倍率を高くして当該部分の従来にない薄肉化を達成した壜体を提供することができる。
また、高倍率の延伸成形により当該部分において、高い耐熱性と械的強度、そして良好な透明性を付与することができる。

本発明の合成樹脂製壜体に係る他の構成は、上記主たる構成に加えて、肩部の外表面の一部がネックリングの下面に周状に溶融接着している、と云うものである。

上記構成の壜体は、前述した本発明の主たる構成を有するプリフォームを射出成形後、一旦冷却することなく温度の高い状態で２軸延伸ブロー成形する、所謂、ホットパリソン法により成形することができ、ブロー成形と同時に肩部の外表面の一部をネックリングの下面に周状に溶融接着して成形することができる。

そして上記構成の壜体では、肩部の外表面の一部がネックリングの下面へ溶融接着して全周に亘って形成されるチューブ状のリブによりネック部から肩部にかけての部分を高剛性とすることができる。
そしてこれにより、肩部から胴部の上端部にかけて薄肉化した壜体であっても、当該部分の薄肉化に起因する特にネック部の姿勢の不安定性を補完することができ、たとえばポンプ付き二重容器の内容器として安定した姿勢で使用することができる。

本発明の合成樹脂製壜体に係る他の構成は、上記主たる構成に加えて、胴部を円筒状とし、口筒部の外径Ｄ１と胴部の外径Ｄ２の比であるＤ２／Ｄ１の値を２以下の範囲とする、と云うものである。

本発明の合成樹脂製壜体に係る主たる構成による作用効果は、Ｄ２／Ｄ１の値が２以下の壜体で顕著に発揮される。
すなわち、従来の壜体では、Ｄ２／Ｄ１の値が２以下の場合は肩部から胴部の上端部にかけての部分の延伸倍率を高くして意図した薄肉化を達成することが困難であった。

本発明は、上記した構成となっているので以下に示す効果を奏する。
すなわち、本発明の主たる構成を有するプリフォームにあっては、
従来のプリフォームにおける口筒部の下端からネックリングに至る高さ範囲で、テーパー状短筒部から円筒部の上端部に至る部分を外筒部で外装して二重壁とすることにより、口筒部から短円筒状の外筒部を経てネックリングに至る部分の径は用途に応じて決め、これとは別に口筒部の下端からテーパー状短筒部を介して垂下設され、壜体の肩部や胴部に成形される円筒部の上端部の径を決めることができ、口筒部の径よりも、円筒部の上端部の径を小径とすることにより、口筒部の径が比較的大きくて胴部の径が比較的小さな壜体においても、特に、壜体の肩部から胴部の上端部に至る領域の延伸倍率を高くして、当該部分の薄肉化を十分に達成することができる。

以下、本発明の実施形態を実施例に沿って図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の合成樹脂製プリフォームの一実施例を示す半縦断正面図であり、このプリフォーム１はＰＥＴ樹脂製で、上端部に係止周条を周設した口筒部２を有し、この口筒部２の下端から、下方に向かって縮径するテーパー状短筒部３を介して口筒部２の内径よりも小さな外径を有する有底の円筒部４を垂下延設している。この円筒部４は下方に向かって緩やかに縮径している。

また、口筒部２の下端からは、上記円筒部４を垂下延設すると共に、テーパー状短筒部３と円筒部４の上端部を外装するように短円筒状の外筒部５を垂下設し、口筒部２の下端から外筒部５の下端に至る高さ範囲で二重壁状としている。
また、外筒部５の下端部にはネックリング６を周設している。
ここで、本実施例では口筒部２の内径は１９ｍｍ、円筒部４上端部の外径は１５．５ｍｍ、円筒部４の上端部の最低肉厚は１．２ｍｍである。

次に、図２は図１のプリフォーム１の、上端からネックリング６下端までの高さ範囲を除く円筒部４を適宜の温度に加熱し、通常の２軸延伸ブロー成形法により成形した壜体であり、この壜体１１は上端からからネックリング１６下端までの高さ範囲では、図１のプリフォーム１の形状がそのまま維持されており、口筒部１２の下端から下方に向かって縮径するテーパー状短筒部１３を介して、プリフォーム１の円筒部４の上端部に相当する部分である短円筒状のネック部１４を垂下設している。
また、このテーパー状短筒部１３とネック部１４を外装するように短円筒状の外筒部１５を垂下設し、この外筒部１５の下端に外鍔状にネックリング１６を周設し、口筒部１２の下端から外筒部１５下端に至る高さ範囲で二重壁状としている。

そして、ネック部１４の下端から下方では、プリフォーム１の円筒部４を２軸延伸した肩部１７、胴部１８、底部１９が垂下延設されている。
ここで、胴部１８の肩部１７下端に近い図中Ａで示す高さ位置における平均肉厚は０．３ｍｍである。また、口筒部１２の外径Ｄ１と胴部の外径Ｄ２の比であるＤ２／Ｄ１の値は１．７である。

ここで、上記したＤ２／Ｄ１が２以下、どの程度まで小さい壜体まで本発明の構成を有するプリフォームにより対応可能は、その壜体の用途や、プリフォームの射出成形に使用するコア金型をどこまで細くできるか等の、射出成形に係る限界により決まる。
たとえば、図２の壜体１１をポンプ付き二重容器の内容器に使用する際には、ネック部１４にはポンプ本体部分を挿通する必要があるので、このネック部１４に相当する、図１中のプリフォーム１の円筒部４上端部の径を小さくするについては、その用途によって自ずとその限界がある。

次に、図４は従来例のＰＥＴ樹脂製のプリフォームである。このプリフォーム１は口筒部２の下端から有底で下方に向けて縮径した部分を有する円筒体４を垂下設している。また口筒部２の下端にはネックリング６を周設している。
ここで、この従来例のプリフォーム１の口筒部２の内径は１９ｍｍ、円筒部４の上端部の最低肉厚は１．２ｍｍである。

図５は上記図４のプリフォーム１を２軸延伸ブロー成形した従来例の壜体であり、この壜体１１の口筒部１２からネックリング１６にかけての形状は図４のプリフォーム１の口筒部２からネックリング６にかけての部分と同様の形状である。

そして、ネックリング１６の下方では短円筒状のネック部１４ａを経て、プリフォーム１の円筒部４を２軸延伸した肩部１７、胴部１８、底部１９が垂下延設されている。
胴部１８の肩部１７下端に近い図中Ｃで示す高さ位置における平均肉厚は０．６ｍｍである。また、口筒部１２の外径Ｄ１と胴部の外径Ｄ２の比であるＤ２／Ｄ１の値は１．７である。

ここで、図２の実施例の壜体と、図５の従来例の壜体で、肩部１７下端に近い図中Ａ、Ｃで示す高さ位置での肉厚は０．３ｍｍと０．６ｍｍと、実施例の壜体では、従来例の壜体の肉厚の１／２になっているのが特徴的である。
すなわち、図２の実施例の壜体１１では、図１のように円筒部４の上端部の径を小さくしたプリフォームを使用することにより、
口筒部の径が比較的大きく、胴部の径が比較的小さな壜体（口筒部１２の外径Ｄ１と胴部の外径Ｄ２の比であるＤ２／Ｄ１の値が２以下（この実施例では１．７））の壜体においても十分な薄肉化が達成されていることが確認された。

そして、図２の壜体１１のように肩部１７と胴部１８の上端部も含めて、その壁厚を０．３ｍｍ程度の薄肉にとすることにより、口筒部１２を除く壜体全体の潰れ変形を十分に達成することができ、ポンプ付き二重容器の内容器として十分な性能を発揮させることができる。

次に図３は本発明の壜体の第２実施例を示すものであり、この壜体１１は図１のプリフォーム１を射出成形後、一旦冷却することなく温度の高い状態で２軸延伸ブロー成形する、所謂、ホットパリソン法により成形したものである。
この第２実施例の壜体１１の特徴はブロー成形と同時に肩部１７の外表面の一部をネックリング１６の下面に周状に溶融接着した点にあり、この周状の溶融接着により全周に亘って形成されるチューブ状のリブによりネック部１４から肩部１７にかけての部分を高剛性とすることができ、
これにより、肩部１７から胴部１８の上端部にかけて０．３ｍｍ程度まで薄肉化した壜体であっても、当該部分の薄肉化に起因する特にネック部１４の姿勢の不安定性を補完することができる。

本発明の２軸延伸ブロー成形用のプリフォームは、口筒部の径が比較的大きく、胴部の径が比較的小さな壜体において、肩部から胴部の上端部に至る領域での延伸倍率を高くして、当該領域の薄肉化を十分達成することができるものであり、ポンプ付き二重容器の内容器等への幅広い利用展開が期待される。

本発明のプリフォームの一実施例を示す縦断正面図である。本発明の合成樹脂製壜体の第１実施例を部分的に縦断して示す正面図である。本発明の合成樹脂製壜体の第２実施例を部分的に縦断して示す正面図である。プリフォームの従来例を示す縦断正面図である。合成樹脂製壜体の従来例を部分的に縦断して示す正面図である。

符号の説明

１；プリフォーム
２；口筒部
３；テーパー状短筒部
４；円筒部
５：外筒部
６；ネックリング
１１；壜体
１２；口筒部
１３；テーパー状短筒部
１４；ネック部
１４ａ；ネック部
１５：外筒部
１６；ネックリング
１７；肩部
１８；胴部
１９；底部

Claims

２軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォームであり、口筒部(2)の下端から、下方に向かって縮径するテーパー状短筒部(3)を介して前記口筒部(2)の内径よりも小さな外径を有する有底の円筒部(4)を垂下延設すると共に前記テーパー状短筒部(3)と円筒部(4)の上端部を外装するように短円筒状の外筒部(5)を垂下設し、該外筒部(5)の下端に外鍔状にネックリング(6)を周設したことを特徴とする合成樹脂製プリフォーム。
２軸延伸ブロー成形による壜体であり、口筒部(12)の下端から下方に向かって縮径するテーパー状短筒部(13)を介して前記口筒部(12)の内径よりも小さな外径を有する短円筒状のネック部(14)を垂下設し、該ネック部(14)の下端から２軸延伸成形部分である下方に向かって拡径する肩部(17)及び筒状の胴部(18)を垂下延設し、さらに前記口筒部(12)の下端から前記テーパー状短筒部(13)とネック部(14)を外装するように短円筒状の外筒部(15)を垂下設し、該外筒部(15)の下端に外鍔状にネックリング(16)を周設したことを特徴とする合成樹脂製壜体。
肩部(17)の外表面の一部がネックリング(16)の下面に周状に溶融接着していることを特徴とする請求項２記載の合成樹脂製壜体。
胴部（18)を円筒状とし、口筒部(12)の外径Ｄ１と胴部の外径Ｄ２の比であるＤ２／Ｄ１の値を２以下の範囲とした請求項２または３記載の合成樹脂製壜体。