(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォームを二軸延伸ブロー成形して底部がペタロイド形状である容器を製造する二軸延伸ブロー成形容器の製造方法において、二軸延伸ブロー成形後金型内に保持された状態にある容器の底部内面を、延伸ロッドを介して容器底部のペタロイド形状の花弁に相当する脚部内面に直接冷却空気を集中的に吹き付けて、部分的に集中冷却することを特徴とする二軸延伸ブロー成形容器の製造方法。
【請求項２】
前記延伸ロッドの先端が容器底部内面中央部に接触し、前記延伸ロッドの第１冷却空気吹出孔と容器底面とで冷却空気噴出通路を形成して、容器底部中央部から前記脚部内面に直接冷却空気を吹き出して脚部及び中央部を集中的に冷却する請求項１に記載の二軸延伸ブロー成形容器の製造方法。
【請求項３】
前記延伸ロッドを介して、前記脚部内面に直接冷却空気を吹き付けて集中冷却すると共に、底部全体に略均一に当るように冷却空気を噴射して容器底部全体を冷却するようにした請求項１又は２に記載の二軸延伸ブロー成形容器の製造方法。
【請求項４】
プリフォームを二軸延伸ブロー成形して底部がペタロイド形状である容器を製造する二軸延伸ブロー成形容器の製造装置において、延伸ロッドに軸心に沿って冷却空気供給路が先端部まで形成され、且つ該延伸ロッド先端部に前記冷却空気供給路に通じる第１冷却空気吹出孔が、底部形状がペタロイド形状容器の底部脚部内面に向けて冷却空気を噴出するように放射方向に形成されていることを特徴とする二軸延伸ブロー成形容器の製造装置。
【請求項５】
前記冷却空気供給路は前記延伸ロッドの先端まで貫通して形成され、且つ前記第１冷却空気吹出孔は前記延伸ロッド先端面に前記冷却空気供給路に通じて容器底面側が解放した溝状に形成されている請求項４記載の二軸延伸ブロー成形容器の製造装置。
【請求項６】
前記延伸ロッドの第１冷却空気吹出孔の上方に第２冷却空気吹出孔を設けた請求項４又は５に記載の二軸延伸ブロー成形容器の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二軸延伸ブロー成形容器の製造方法及びその装置、特にコーラ、サイダー等の炭酸飲料等を充填するＰＥＴボトル等のプラスチックボトルの製造に最適な二軸延伸ブロー成形容器の製造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＥＴボトル等ポリエチレン樹脂の軟質の合成樹脂からなる容器が、コーラ、サイダー等の内圧を発生する内容液の充填用に採用されてきており、これらの容器は内圧に対する耐圧性と外部からの衝撃等に対する強度が要求され、特にこれらの負荷が強く作用し易い底部には変形を防止するための耐圧性、耐衝撃性が要求される。そのため、従来これらの飲料が充填されるボトルは、底部を半球状とし、更にベースカップと呼ばれるカップ状の別体カバーを嵌装して、耐圧性能、耐衝撃性能を確保していたが、最近はボトル底部をペタロイド形状にすることによって、別体のカバーを用いなくても十分な耐圧性能、耐衝撃性能を確保できるようにしたボトルが採用されてきている。
【０００３】
これらのボトルは二軸延伸ブロー成形によって製造されているが、二軸延伸ブロー成形後の容器の底部は、厚肉の未延伸部或いは低延伸部となっているため、他の部分と比較して二軸延伸ブロー成形後の冷却効率が悪い。従来、底部の冷却は、底型の冷却通路に冷却水を循環させることによって行っているが、高速生産時においては底型における冷却水の循環のみでは冷却効果が十分でなく、二軸延伸ブロー成形後の収縮によって、底部に歪が生じ易い。また、冷却効率を高める方法として、延伸ロッドを下端閉塞パイプ状に形成してその軸方向に多数の空気吹き出し孔を穿孔して、成形終了後に容器内に冷却流体を吹き込んで容器内面を急冷することが提案されている（特許第２６３２９６０号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特に、ペタロイド形状等複雑な底部形状の容器の場合、底部全体としては未延伸または低延伸の低延伸部であるが、底部形状が複雑で部分的に延伸度が相違するため、均一に冷却するには厚みに応じて冷却度合を調整する必要がある。上記提案されている延伸ロッドより容器内に冷却流体を吹き込むことは、容器の冷却効率を高めることはできるが、容器内部が一様に冷却空気に接する構造となっているため、底部の肉厚に応じて冷却度を調節することはできない。そのため、例えば底部がペタロイド形状の容器の場合、肉厚に対応して十分に冷却をすることができず、部分的に冷却ムラ・冷却不足が生じ、離型時に収縮・変形が生じ易く、離型後に該部分に割れやヒケが生じるという問題がある。特にペタロイド形状底部のボトルの場合、延伸率の低い脚部に部分的にヒケや割れが発生してしまうという問題点がある。そのため、該部分が冷えるまで十分な冷却時間をとる必要があり、製造ラインの高速化を阻害する要因となっている。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するために創案されたものであって、底部がペタロイド形状等複雑な形状であっても、底部を部分的な肉厚に応じて効果的に且つ短時間に冷却することができ、耐圧性や耐熱・耐圧性が要求されるボトルでも底部にヒケや割れを発生させることなく高速で製造することができる二軸延伸容器の製造方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の二軸延伸ブロー成形容器の製造方法は、プリフォームを二軸延伸ブロー成形して底部がペタロイド形状である容器を製造する二軸延伸ブロー成形容器の製造方法において、二軸延伸ブロー成形後金型内に保持された状態にある容器の底部内面を、延伸ロッドを介して容器底部のペタロイド形状の花弁に相当する脚部内面に直接冷却空気を集中的に吹き付けて、部分的に集中冷却することによって、割れが発生し易いペタロイド形状の花弁に相当する脚部内面をムラなく冷却できるように冷却効率を高めたものである。前記延伸ロッドの先端が容器底部内面中央部に接触し、前記延伸ロッドの第１冷却空気吹出孔と容器底面とで冷却空気噴出通路を形成して、容器底部中央部から前記脚部内面に直接冷却空気を吹き出して脚部及び中央部を集中的に冷却するのが望ましい。また、前記延伸ロッドを介して、前記脚部内面に直接冷却空気を吹き付けて集中冷却すると共に、底部全体に略均一に当るように冷却空気を噴射して容器底部全体を冷却するようにするのが望ましい。
【０００７】
また、本発明の二軸延伸ブロー成形容器の製造装置は、プリフォームを二軸延伸ブロー成形して底部がペタロイド形状である容器を製造する二軸延伸ブロー成形容器の製造装置において、延伸ロッドに軸心に沿って冷却空気供給路が先端部まで形成され、且つ該延伸ロッド先端部に前記冷却空気供給路に通じる第１冷却空気吹出孔が、底部形状がペタロイド形状容器の底部脚部内面に向けて冷却空気を噴出するように放射方向に形成されていることを特徴とする構成にすることによって、上記目的を達成することができた。
【０００８】
前記冷却空気供給路は前記延伸ロッドの先端まで貫通して形成し、且つ前記第１冷却空気吹出孔は前記延伸ロッド先端面に前記冷却空気供給路に通じて容器底面側が解放した溝状に形成するのが望ましい。また、前記延伸ロッドの第１冷却空気吹出孔の上方に容器内面全体又は底部内面冷却用に第２冷却空気吹出孔を設けるのが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態では、底部がペタロイド形状になっている二軸延伸ブロー成形容器製造する方法及び装置について図１〜図５により説明する。ペタロイド形状底部の容器Ｖ（図１参照）は、その底部平面が図５に模式的に示されている形状をし、花弁状に外方に突出している５個の脚部２０があり、該脚部間に底面中央部２１から胴壁２２に向けて溝状に凹んで伸びている谷部２４があり、そして、脚部周囲が谷部及び胴壁に至るように傾斜部２５となっている。該容器を二軸延伸ブロー成形した場合、中心部２１及びその近傍が未延伸又は低延伸となり、脚部２０、谷部２４及び傾斜部２５が高延伸になっている。
【００１０】
図１はそのための二軸延伸ブロー成形装置の金型部の断面模式図であり、１はブロー成形金型、２は底型、３は冷却水通路、４はノックアウトロッド、５は延伸ロッドを示している。
【００１１】
延伸ロッド５は、通常の延伸ロッドの機能を有すると共に、容器底部内面に冷却空気を吹き付ける冷却空気供給管を兼ねており、特に本実施形態では、容器底部がペタロイド形状になっている底面に対して、もっともヒケを起こしやすい脚部内面に向けて集中的に冷却空気を吹き付ける構造となっている。即ち、延伸ロッドは５は、本実施形態では、図２及び図３に示すように、延伸ロッド５の軸方向に冷却空気供給路１０が先端まで貫通して形成されており、その先端部に冷却空気供給路１０から放射状に５個の第１冷却空気吹出孔１１が形成されている。該第１冷却空気吹出孔１１は、延伸ロッド先端面に冷却空気供給路１０に連通し且つ容器底面側が解放した溝状に形成され、図４に模式的に矢印で示すように、第１冷却空気吹出孔１１から容器の脚部２０に向けて集中的に冷却空気を吹き出すように脚部２０の間隔に対応して等間隔に配置形成されている。
【００１２】
また、延伸ロッド５には図２に示すように、底部全体に冷却空気を吹き付けることができるように、延伸ロッド先端から所定高さｈ（容器の大きさによって高さは相違するが、例えば５００ｍｌＰＥＴボトルの場合は略５〜１５ｍｍ）位置に、冷却空気通路から斜め下方に傾斜して第２冷却空気吹出孔１２が穿孔されている。該第２冷却空気吹出孔１２の数は特に限定されないが、底部全体に略均一に冷却空気が当たるように、等間隔に配置するのが良く、例えば、第１冷却空気吹出孔と同位相或いは３６°ずれた位置に５個形成するか、若しくは同位相とその中間位置との両方の１０個配置する等、適宜の配置が採用できる。
【００１３】
なお、本実施形態では、延伸ロッドを第１冷却空気吹出孔１１及び第２冷却空気吹出孔１２を有す先端部とその上方の本体部の２ピースに形成して、先端ピース部８を延伸ロッド本体９に螺着して組立可能にしている。それにより、先端ピース部に形成されている第１及び第２冷却空気吹出孔の位置を下型に対して容易に調節することができる。
【００１４】
本実施形態の二軸延伸ブロー成形容器の製造装置は、以上のように構成され、ブロー金型１及び底型２内で延伸ロッド５とノックアウトロッド４で挟持しながらプリフォームを軸方向に延伸すると共に、上部のブロー空気供給口６から供給されるブロー空気によって径方向に延伸して、図１に示す状態に容器Ｖを２軸延伸ブロー成形する。その後、底型２の冷却水通路３に冷却水を循環させて底型２を冷却することによって、成形された容器Ｖの底部外面を冷却する。以上の工程は従来の二軸延伸ブロー成形方法と同様である。
【００１５】
本発明は延伸ロッドを上記構成にしたことにより、さらに二軸延伸終了直後に延伸ロッドに形成された冷却空気供給路１０を介して供給される冷却空気が第１冷却空気吹出孔１１及び第２冷却空気吹出孔１２から容器底部内面に向けて冷却空気を吹き出し、底部内面を冷却する。その際、図１に示すように、延伸ロッド５の先端が容器Ｖの底部内面中央部と接触している状態にあるが、本実施形態では延伸ロッド先端は開口しており、而も冷却空気供給路１０は先端で容器底部の脚部（５点）に向けて水平に放射条に形成された第１冷却空気吹出孔１１と連通しているので、延伸ロッドが容器底部と接触している状態であっても、第１冷却空気吹出孔１１と容器底面とで冷却空気吹出通路を形成して、目標とする容器底部の脚部に沿って直接冷却空気を吹き出すことができ、最も割れやヒケが生じ易い脚部２０及び中央部２１を集中的に冷却することができる。
【００１６】
一方、第２冷却空気吹出孔１２は上方位置に底部に向けて傾斜状に設けられているため、該冷却空気吹出孔から吹き出される冷却空気は、底部全体に広がり底部全体を効果的に冷却する。以上のように、本実施例では、成形された容器の割れやヒケが生じ易い脚部を第１冷却空気吹出孔１１から吹き出される冷却空気によって集中的に冷却すると共に、補助的に第２冷却空気吹出孔１２から吹き出される冷却空気によって容器底部全体を冷却することができるので、短時間に容器底部を肉厚に応じて効果的に冷却することができる。それにより、ペタロイド底型形状容器のブロー成形速度を従来よりも飛躍的に高速化することができた。
【００１７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限るものでなく、その技術的思想の範囲内において種々の設計変更が可能である。例えば、第２冷却空気吹出孔１２は、全く設けなくても良いし、逆に延伸ロッドの軸方向に沿って多段に設けても良く、成形する容器に応じて適宜選択すれば良い。また、本発明により製造される容器は、必ずしも底面がペタロイド形状の容器に限らず、種々の二軸延伸ブロー成形容器に適用できるが、特に底面形状が複雑で延伸度が底面個所によって相違して冷却ムラが生じ易く高速冷却が困難な容器の製造に効果的である。さらに、冷却空気供給路及び第１冷却空気吹出孔の形状は、上記実施形態のように構成するのが望ましいが、例えば図４に示すように、冷却空気供給路の先端部を直接解放状態にしなくて、冷却空気供給路１５から放射状に第１冷却空気吹出溝１６を形成しても良い。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明の二軸延伸ブロー成形容器の製造方法及びその装置よれば、底部がペタロイド形状等複雑な形状の容器であっても、部分的な肉厚の相違に応じて目標とする位置に直接冷却空気を吹き出して集中的に冷却することができるので、容器底部を効果的に且つ短時間に冷却することができ、耐圧性や耐熱・耐圧性が要求されるボトルでも底部にヒケや割れを発生させることなく高速で製造することができ、従来と比較して二軸延伸ブロー成形容器の品質を高めることができると共にラインの高速化を図り、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る二軸延伸成形容器製造装置の型部断面図である。
【図２】その延伸ロッドの先端ピース部の断面図である。
【図３】その延伸ロッドの先端ピース部の底面図である。
【図４】他の実施形態に係る延伸ロッドの先端ピース部の断面図である。
【図５】底部がペタロイド形状の容器の底部模式図である。
【符号の説明】
１  ブロー成形金型                  ２  底型
４  ノックアウトロッド              ５  延伸ロッド
６  ブローエア供給口                ８  先端ピース部
１０  冷却空気供給路                １１  第１冷却空気吹出孔
１２  第２冷却空気吹出孔            ２０  脚部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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