(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次ブロー成形品を熱処理して収縮させ、収縮後の中間成形品を最終容器にブロー成形する耐熱容器の成形方法において、
前記一次ブロー成形品及び前記最終容器は、山形状の上げ底部を有し、
前記上げ底部は同じ形状の容器内方に突出する山形状の上げ底型を用いてブロー成形され、
前記各上げ底型は、頂部と、前記頂部の周縁から裾部に向けて滑らかに前記上げ底型の内側に湾曲して形成された斜面部とを有し、
前記頂部は、該頂部の外周側から中心側にかけて前記上げ底型の内方に徐々に凹ませて形成されていることを特徴とする耐熱容器の成形方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記上げ底型は、前記頂部側が最も急な傾斜とされ、前記裾部側に向かって徐々に緩やかな傾斜となる斜面部を有することを特徴とする耐熱容器の成形方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記斜面部は、前記頂部側が最も急な傾斜とされ、前記裾部側に向って徐々に緩やかな傾斜とされ、
前記容器の底部に、前記頂部が厚肉で、周囲の前記斜面部が延伸された前記上げ底部を形成することを特徴とする耐熱容器の成形方法。
【請求項４】
ブロー成形によって容器の底部に容器内方に突出する山形状の上げ底部を形成する上げ底型を有する金型において、
前記上げ底型は、頂部と、前記頂部の周縁から裾部に向けて傾斜する斜面部とを有し、
前記頂部は、プリフォームの底部の直径と同じ大きさに形成されていることを特徴とする金型。
【請求項５】
請求項４において、
前記頂部は、全体が外周側から中心側にかけて前記上げ底型の内方に徐々に凹ませて形成されていることを特徴とする金型。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記斜面部は、前記頂部の周縁から前記裾部に向けて滑らかに前記上げ底型の内側に湾曲して形成されることを特徴とする金型。
【請求項７】
請求項６において、
前記斜面部は、前記頂部側が最も急な傾斜とされ、前記裾部側に向って徐々に緩やかな傾斜とされることを特徴とする金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱容器の成形方法及びその金型に関し、特に、上げ底部の耐熱性を向上させた耐熱容器の成形方法及びその金型に関する。
【０００２】
【背景技術および発明が解決しようとする課題】
一般に、二軸延伸ブロー容器と称される合成樹脂製の薄肉の包装容器は、射出あるいは押出し成形によって得られた延伸適温のプリフォームを金型内に位置させ、容器の長手方向に相当する縦方向に延伸させると共に、内部に吹き込んだ気体の圧力によって横方向に膨張させることにより得られる。
【０００３】
ところで、このような合成樹脂製の容器の材質、例えば、ポリエステル製の容器を生産する上で、問題となるのが、内容物を高温で充填する際の容器の耐熱性である。
【０００４】
そこで、本願出願人の提案に係る特開平８−１８７７６８号のような耐熱容器の成形装置法が開発されている。
【０００５】
この成形装置は、プリフォームを一次ブロー成形型によりブロー成形して一次成形品を成形し、この一次成形品を内部から加圧して熱処理型内面に接触させて熱処理した後、熱処理を経た中間成形品を加熱した最終ブロー成形型内で最終成形品の形状にブロー成形することで、容器の高結晶化度および低残留応力化を短時間で達成できるというあ画期的なものである。
【０００６】
しかし、底部の耐熱性については、さらなる改良が求められていた。
【０００７】
即ち、現状の問題点は、第１に、頂部を除く上げ底部の延伸が不十分であると高温内容物の温度と荷重によって変形する。
【０００８】
第２に、上げ底部を十分に延伸させても、低延伸の頂部の多少の偏芯によって高温内容物充填時の変形が顕著になる場合がある。
【０００９】
第３に、特開平８−１８７７６８号のような成形装置においては、例えば図６に示すように、最終ブロー成形型の上げ底型１０が同心円上に複数の段差部１２を形成した状態となっており、熱処理で収縮した中間成形品が傾くなどして偏芯していた場合に、最終ブロー成形型の上げ底型が中間成形品の上げ底部に形成された段差部１２によってスムーズに移動できず、最終容器の上げ底部にその偏芯の影響を残し、円周方向での不均等な肉厚分布となり、耐熱性の低下を招く。
【００１０】
本発明の目的は、頂部を除く上げ底部の延伸を十分に行って、上げ底部の高温内容物の温度と荷重による変化を防止することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、上げ底部の頂部周囲の延伸状態を均一にして、安定した成形性が得られるようにすることにある。
【００１２】
本発明のさらに他の目的は、熱処理後の中間成形品をブロー成形する場合に、中間成形品の偏芯を確実に防止して、上げ底部の耐熱性を向上させることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１記載の耐熱容器の成形方法は、一次ブロー成形品を熱処理して収縮させ、収縮後の中間成形品を最終容器にブロー成形する耐熱容器の成形方法において、
前記一次ブロー成形品及び前記最終容器は、山形状の上げ底部を有し、
前記上げ底部は同じ形状の容器内方に突出する山形状の上げ底型を用いてブロー成形され、
前記各上げ底型は、頂部と、前記頂部の周縁から裾部に向けて滑らかに前記上げ底型の内側に湾曲して形成された斜面部とを有し、
前記頂部は、該頂部の外周側から中心側にかけて前記上げ底型の内方に徐々に凹ませて形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、頂部から斜面部への移行部分が反転屈曲して形成されることになるので、頂部の周縁、つまり反転屈曲する移行部分で延伸されない頂部と延伸される斜面部とに明確に分けられる。さらに、斜面部は、内方に凹んでいるので、充分に延伸されることになる。したがって、延伸される部分とされない部分に明確に分けられることで、斜面部の円周方向での延伸状態を常時均一にすることができ、さらに斜面部が充分に延伸されることで耐熱性が向上する。
【００１５】
また、一次ブロー成形品及び最終容器は、同じ形状の上げ底型を用いてブロー成形され、しかも、一次ブロー成形品の上げ底部は、最終容器の上げ底型と同じ形状であるため、熱処理で収縮した中間成形品の上げ底部が偏芯していたとしても、中間成形品の上げ底部の滑らかに内側に湾曲する斜面部が最終容器の上げ底型の頂部周縁に当接してもスムーズに中間成形品の偏芯を修正することができ、耐熱性を低下することがない。
【００１６】
【００１７】
さらに、頂部を凹ませてあるので、頂部の周縁でより明確に斜面部に反転屈曲することになり、延伸されない頂部から延伸される斜面部への移行が明確になり、その移行部分での耐熱性の低い中途半端な低延伸領域がなくなる。さらに、斜面部の円周方向での延伸状態を均一にすることができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１において、
前記上げ底型は、前記頂部側が最も急な傾斜とされ、前記裾部側に向かって徐々に緩やかな傾斜となる斜面部を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、請求項１の状態に加え、斜面部は、頂部側が最も急な傾斜とされ、裾部側に向って徐々に緩やかな傾斜となるため、最終ブロー成形時に中間成形品の上げ底部の芯出しをより確実に行うことができる。
【００２０】
また、頂部側の最も急な傾斜によって、上げ底部の斜面部の延伸状態をより高めることができる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１において、
前記斜面部は、前記頂部側が最も急な傾斜とされ、前記裾部側に向って徐々に緩やかな傾斜とされ、
前記容器の底部に、前記頂部が厚肉で、周囲の前記斜面部が延伸された前記上げ底部を形成することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、上げ底型の斜面部が滑らかに内側に湾曲した状態とされているため、一次ブロー成形品のブロー成形時に、頂部の周縁で明確に斜面部に反転屈曲することになり、延伸されない頂部から延伸される傾斜部への移行が明確になり、その移行部分での耐熱性の低い中途半端な低延伸領域がなくなる。
【００２３】
特に、急斜面部の頂部側の最も急な傾斜部分によって、上げ底部の斜面部の延伸状態が一層高められることとなる。
【００２４】
しかも、斜面部の円周方向での延伸状態を均一にすることができ、成形の安定性を向上させることができる。
【００２５】
請求項４記載の金型は、ブロー成形によって容器の底部に容器内方に突出する山形状の上げ底部を形成する上げ底型を有する金型において、
前記上げ底型は、頂部と、前記頂部の周縁から裾部に向けて傾斜する斜面部とを有し、
前記頂部は、プリフォームの底部の直径と同じ大きさに形成されていることを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、上げ底型の頂部をプリフォームの底部の直径と同じ大きさに形成することで、頂部の周縁でより明確に斜面部に反転屈曲させることになり、延伸されない頂部から延伸される斜面部への移行がより明確になり、その移行部分での耐熱性の低い中途半端な低延伸領域をなくすことができる。しかも、頂部の周辺部を円周方向で均一かつ充分な延伸によって耐熱性を持たせ、さらには、成形性をも安定させることができる。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項４において、
前記頂部は、全体が外周側から中心側にかけて前記上げ底型の内方に徐々に凹ませて形成されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、請求項４の状態に加え、頂部を凹ませてあるので、頂部の周縁で、より明確に斜面部に反転屈曲することになり、延伸されない頂部から延伸される斜面部への移行が明確になり、その移行部分での耐熱性の低い中途半端な低延伸領域がなくなり、しかも、斜面部の円周方向での延伸状態をより均一にすることができる。
【００２９】
請求項６記載の発明は、請求項４または５において、
前記斜面部は、前記頂部の周縁から前記裾部に向けて滑らかに前記上げ底型の内側に湾曲して形成されることを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、請求項４または５の状態に加え、斜面部を滑らかに上げ底型の内側に湾曲させることで、上げ底部の斜面部を成形する際に、途中で上げ底型に接触させることなく、十分な延伸を行うことができる。
【００３１】
請求項７記載の発明は、請求項６において、
前記斜面部は、前記頂部側が最も急な傾斜とされ、前記裾部側に向って徐々に緩やかな傾斜とされることを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、請求項６の状態に加え、斜面部の最も急な傾斜部分によって、より一層十分延伸を可能とすることができる。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１〜図５は、本発明の一実施の形態に係る耐熱容器の成形方法を示す図である。
【００３７】
この耐熱容器の成形方法では、例えば、特開平８−１８７７６８号に開示されるように、他に設けた射出成形機を用いて成形されたプリフォームを延伸適温に加熱し、一次ブロー成形部でプリフォームを最終容器よりも大きな容器形状の一次ブロー成形品に成形し、この一次ブロー成形品を熱処理部にて熱処理して最終容器に近い所望の形状まで収縮させ、収縮後の中間成形品を最終ブロー成形部にて最終容器にブロー成形するようにしている。
【００３８】
図１は、一次ブロー成形部の状態を示しており、図２は、最終ブロー成形部の状態を示している。
【００３９】
図１に示すように、一次ブロー成形部２０では、一次ブロー成形型２２を用いてプリフォーム２４を一次ブロー成形品の形状にブロー成形するようにしている。
【００４０】
プリフォーム２４は、ネック部２６と、胴部２８と、底部３０とを有する有底筒状のものとされており、ネック部２６を搬送部材３２の保持部３４に差し込んだ倒立状態で搬送されるようになっている。
【００４１】
搬送部材３２は、プリフォーム２４内に図示せぬ延伸ロッドを挿入可能にされると共に、プリフォーム２４内にブローエアを供給可能にされている。
【００４２】
一次ブロー成形型２２は、一次ブロー成形品の外形に相応したキャビティ面３６を有する一次ブローキャビティ型３８と、プリフォーム２４のネック部２６の外面を保持するネックガイド４０と、一次ブロー成形品の底部に上げ底部を形成する上げ底型４２とを有する。
【００４３】
一次ブローキャビティ型３８は、パーティング面４４を境界にして割型にされた状態となっており、各割型には冷却水路４６が形成され、この冷却水路４６内に冷却水を供給することにより、冷却されるようになっている。
【００４４】
ネックガイド４０は、一次ブローキャビティ型３８の各割型に取り付けられた分割形状とされている。
【００４５】
上げ底型４２は、一次ブローキャビティ型３８に対し昇降可能にされており、内部には冷却水路４８が形成され、一次ブローキャビティ型３８と同様に冷却可能にされている。
【００４６】
また、上げ底型４２は、図４にも示すように、容器の内方に突出する山形状に形成されたもので、頂部５０と、この頂部５０の周囲に形成される斜面部５２とを有する。
【００４７】
頂部５０は、ほぼ円形となっており、その外周側から中心側にかけて上げ底型４２の内方に徐々に凹ませて形成されている。
【００４８】
また、この頂部５０は、プリフォーム２４の底部３０の直径と略同じ大きさであることが好ましい。というのも、プリフォーム２４の底部３０は、通常延伸されにくい部分なので、そのプリフォーム２４の底部３０と同じ大きさに頂部５０を形成することで、その延伸されにくい部分をそのままほとんど延伸することなく頂部５０にとどめ、斜面部５２から確実に延伸成形することが可能になる。
【００４９】
斜面部５２は、頂部５０の周縁から裾部５３に向けて滑らかに上げ底型４２の内側に湾曲して形成されている。
【００５０】
具体的には、図４に示すように、斜面部５２は、頂部付近に最も急な傾斜となる急斜面部５４を有し、この急斜面部５４に連なって第１の緩斜面部５６と、さらにこの第１の緩斜面部５４に連なる第２の緩斜面部５８とを有し、縦軸Ｘに対して４５゜以内に斜面部５２が収まるように上げ底型４２の内方に湾曲して形成される。
【００５１】
急斜面部５４は、断面直線にて形成されており、縦軸Ｘに対して２０゜以下に設定するとよい。
【００５２】
このように、急斜面部５４を縦軸Ｘに対して２０゜以下にすることで、プリフォーム２４の延伸時に十分に頂部５０の周縁を延伸することが可能となる。
【００５３】
第１の緩斜面部５６は、断面曲線で形成されており、第２の緩斜面部５８は、断面直線で形成され、第２の緩斜面部５６よりも緩やかな傾斜とされて接地部の糸じり５９（図５参照）位置まで伸びている。
【００５４】
また、頂部５０と急斜面部５４との間には、頂部５０のプリフォーム２４の肉が斜面部５２側に回り込むのを防止するように反転屈曲されたエッジ部６０が形成されている。
【００５５】
このエッジ部６０は、頂部５０のプリフォーム２４の肉が斜面部５２側に回り込むのを防止することで、より斜面部側の延伸状態を十分に行うことができる。
【００５６】
そして、成形に際しては、搬送部材３２によってプリフォーム２４が一次ブロー成形部２０内に搬送されてきた状態で、一次ブロー成形型２２の一次ブローキャビティ型３８を型締めし、ネックガイド４０によりプリフォーム２４のネック部２６外周をガイドした状態で上げ底型４２を下降させ、一次ブローキャビティ型３８と型締めする。
【００５７】
この状態で、搬送部材３２より延伸ロッドをプリフォーム２４内に挿入してプリフォーム２４を縦軸方向に延伸すると共に、プリフォーム２４内にブローエアを供給して、プリフォーム２４を横軸方向に延伸させる。
【００５８】
これによって、プリフォーム２４を一次ブローキャビティ型３８のキャビティ面３６及び上げ底型４２を頂部５０及び斜面部５２に密着させて一次ブロー成形品の形状とすることができる。
【００５９】
この場合、上げ底型４２部分においては、頂部５０の直径がプリフォーム２４の底部３０の直径とほぼ同じ大きさとされ、しかも、プリフォーム２４の底部３０の形状のようにエッジ部６０から半球状に凹ませて形成されているため、プリフォーム２４の底部３０の肉のほとんどが頂部５０に溜まる状態となり、エッジ部６０から斜面部５２にかけてプリフォーム２４の延伸され易い胴部２８が延伸される。
【００６０】
さらには、頂部５０の外周にエッジ部６０が若干上方に向いた状態で形成されているため、底部３０の肉が上げ底型４２の斜面部５２側に回り込むのが防止され、延伸部分と非延伸部分が明確にエッジ部６０を境に分けられる。
【００６１】
また、斜面部５２においては、急斜面部５４から第１の緩斜面部５６及び第２の緩斜面部５８へと連続するため、急斜面部５４においてプリフォーム２４の底部３０周辺の肉が他と接触することなく十分に引き延ばされ、周方向において均一で、しかも、十分に延伸された状態とすることができる。
【００６２】
このようにして、一次ブロー成形品を形成した後、一次ブローキャビティ型３８及び上げ底型４２を離型し、一次ブロー成形品を搬送部材３２によって熱処理部へと搬送する。
【００６３】
熱処理部においては、図示せぬが、一次ブロー成形型２２とほぼ同様の構成を有する熱処理型を用いて一次ブロー成形品に対し熱処理が行われる。
【００６４】
この熱処理型は、図１の冷却水路４６、４８に代えて、熱媒体を循環させたり、ヒータを取り付けたりして一次ブロー成形品を加熱可能にしている。
【００６５】
そして、熱処理部には、搬送部材３２から一次ブロー成形品内にブローエアを供給して一次ブロー成形品の外面を熱処理型に加圧、密着させて容器の高結晶化度及び低残留応力化を行うようにしている。
【００６６】
この熱処理部によって熱処理された一次ブロー成形品は、熱処理型の開放によって収縮し、最終容器の直径よりも小さく、多少全高が高い中間成形品６２となる。
【００６７】
この状態で、中間成形品６２の底部には、一次ブロー成形品と同様に、図２及び図３に示すように、容器内方に突出する上げ底部７８が形成された状態となっている。
【００６８】
この上げ底部７８は、厚肉で、延伸されていない頂部８４と、頂部８４の周縁から裾部８８に向けて滑らかに対向側に膨んで湾曲する延伸された斜面部８６とを有している。
【００６９】
また、斜面部８６は、上げ底型７２の斜面部５２と対応して頂部８４側に最も急な傾斜の断面直線状の急斜面部９０と、これに連なる断面曲線状の第１の緩斜面９２と、さらにこれに連なる断面直線状の第２の緩斜面部９４とを有する状態となっている。
【００７０】
そして、この中間成形品６２を搬送部材３２によって、図２に示す最終ブロー成形部６４へと搬送する。
【００７１】
最終ブロー成形部６４では、最終ブロー成形型６６を用いて最終ブロー成形が行われる。
【００７２】
最終ブロー成形型６６は、最終ブローキャビティ型６８と、ネックガイド７０と、上げ底型７２とを有する。
【００７３】
最終ブローキャビティ型６８は、キャビティ面７４が最終容器７６（図５参照）の形状にほぼ相応した形状となっている点を除き、一次ブローキャビティ型６８と同様の構成となっている。
【００７４】
ネックガイド７０は、一次ブロー成形型２２と同様の構成となっている。
【００７５】
上げ底型７２は、一次ブロー成形型２２における上げ底型４２とほぼ同じ形状となっており、構成も同様のものとなっているため、ここでは、一次ブロー成形型２２の説明で用いた符号をもって各部の構成を示している。
【００７６】
そして、このような構成の最終ブロー成形型６６を用いて中間成形品６２を最終ブロー成形するには、搬送部材３２によって最終ブロー成形部６４に中間成形品６２が搬送された状態で、最終ブローキャビティ型６８を型締めし、ネックガイド７０にてネック部２６の外周をガイドする。
【００７７】
この状態で、図３（１）に示すように、中間成形品６２が円周方向の収縮程度の違いなどによって多少傾いて、上げ底部７８の芯位置Ｙが上げ底型７２の芯位置Ｚよりも多少偏芯した状態であっても、上げ底型７２を下降させていくことにより、例えば同図（２）に示すように、上げ底型７２を途中まで下降させた状態で偏芯状態が若干修正され、さらに上げ底型７２を完全に型締め位置まで下降させると、同図（３）に示すように上げ底部７８の偏芯状態が完全に修正されることとなる。
【００７８】
すなわち、上げ底型７２を下降させるだけで、上げ底部７８の自動調芯が行われることとなり、この状態で、搬送部材３２から中間成形品６２内にブローエアを供給して、中間成形品６２の外面を最終ブローキャビティ型６８のキャビティ面７４及び上げ底型７２の頂部５０及び斜面部５２に密着させれば、最終容器７６が成形されることとなる。
【００７９】
この場合、上げ底型７２の急斜面部５４が自動調芯時のガイドとなり、しかも、斜面部５２は、軸方向で平坦に連続形成されているため、途中で中間形成品６２の上げ底部７８に引っかかるようなことがなく確実に自動調芯が可能となる。
【００８０】
このように、中間成形品６２の上げ底部７８を自動調芯可能にすることにより、最終容器７６の上げ底部７２に偏芯の影響を残すことなく、耐熱性を向上させることが可能となる。
【００８１】
そして、このようにして成形された最終容器７６は、図５に示すように、底部８０に形成された上げ底部８２の頂部８４が厚肉で、未延伸とされ、斜面部８６が対向側に膨らんだ状態となり、かつ、薄肉で十分に延伸された状態となる。
【００８２】
また、斜面部８６は、上げ底型７２の斜面部５２と対応して頂部８４側に最も急な傾斜の断面直線状の急斜面部９０と、これに連なる断面曲線状の第１の緩斜面９２と、さらにこれに連なる断面直線状の第２の緩斜面部９４とを有する状態となっている。
【００８３】
従って、頂部８４を厚肉にして耐熱性を持たせ、斜面部８６を延伸による耐熱性を持たせることで、耐熱性を持たせにくい上げ底部８２に各部の状況に応じた条件で耐熱性を付与することができ、高温内容物の温度と荷重による上げ底部８２の変形を確実に防止することができる。
【００８４】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の形態に変形可能である。
【００８５】
例えば、上げ底部の頂部の形状を中心側が凹んだ状態としたが、この例に限らず、ほぼ平らな状態とすることも可能である。
【００８６】
また、斜面部の急斜面部及び第２の緩斜面部をそれぞれ直線状に形成したが、これらを曲線状に形成することも可能である。
【００８７】
あるいは、本実施例では、熱処理型によって一次ブロー成型品を熱処理したが、一次ブロー成形型に熱処理用の媒体を導入して熱処理型を省略してもよいが、成形サイクルや、成形安定性が損なわれる。
【００８８】
あるいはまた、熱処理型を用いることなく、一次ブロー成型品を熱風炉内で加熱する方法や、赤外線ヒーターで加熱する方法、マイクロ波による加熱などを適宜用いることが可能である。
【００８９】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態に係る一次ブロー成形部の状態を示す断面図である。
【図２】  本発明の一実施の形態に係る最終ブロー成形部の状態を示す断面図である。
【図３】  同図（１）、（２）及び（３）は、図２の最終ブロー成形部において上げ底型を加工させて中間成形部の自動調芯状態を示す部分断面図である。
【図４】  上げ底型の部分断面図である。
【図５】  最終容器の底部の部分断面図である。
【図６】  従来の上げ底型の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
２０  一次ブロー成形部
２２  一次ブロー成形型
２４  プリフォーム
３０  プリフォームの底部
４２、７２  上げ底型
５０  上げ底型の頂部
５２  上げ底型の斜面図
５４  上げ底型の急斜面部
６０  エッジ部
６２  中間成形品
６４  最終ブロー成形部
６６  最終ブロー成形型
７６  最終容器
７８  中間成形品の上げ底部
８０  最終容器の底部
８２  最終容器の上げ底部
８４  最終容器の上げ底部の頂部
８６  最終容器の上げ底部の斜面部
【図１】
0003722622.tif 000002
【図２】
0003722622.tif 000003
【図３】
0003722622.tif 000004
【図４】
0003722622.tif 000005
【図５】
0003722622.tif 000006
【図６】
0003722622.tif 000007