(57)【要約】  本発明は、ハンドルを有する容器のブロー成形方法に関するものであり、  （ｉ）予備成形物（２）を成形キャビティ内に導入し、延伸ロッドで予備成形物（２）を延伸する工程と、  （ｉｉ）第１のブロー工程中において、予備成形物（２）の内圧を上昇させ、前記成形キャビティ内で前記予備成形物（２）を膨張させる工程で、前記第１のブロー工程中の圧力が０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下である工程と、  （ｉｉｉ）前記成形キャビティ内でつめ（３、４）を内向きに動かし、ハンドル領域において前記膨張する予備成形物（２）を前記つめ間で部分的に挟む工程と、  （ｉｖ）第２のブロー工程において、予備成形物（２）の内圧を引き続き上昇させ、これにより、前記予備成形物（２）が前記成形キャビティの限界まで膨張して容器を形成するよう、第２のブロー工程中の最大圧力が１ＭＰａ（１０ｂａｒ）を超える工程と、を含み、  前記つめ（３、４）の内向き動作は、第１のブロー工程中に完了する方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルを有する容器のブロー成形方法であって、
（ｉ）成形キャビティ内に予備成形物（２）を導入し、延伸ロッドで前記予備成形物（２）を延伸する工程と、
（ｉｉ）第１のブロー工程において、前記予備成形物（２）の内圧を上昇させ、前記成形キャビティ内で前記予備成形物（２）を膨張させる工程と、
（ｉｉｉ）前記成形キャビティ内でつめ（３，４）を内向きに動かし、ハンドル領域において前記膨張する予備成形物（２）を前記つめの間で部分的に挟む工程と、
（ｉｖ）第２のブロー工程において、予備成形物（２）の内圧を引き続き上昇させ、これにより、前記予備成形物（２）が前記成形キャビティの限界まで膨張して容器を形成する工程と、を含み、
前記つめ（３，４）の内向き動作は前記第１のブロー工程中に完了し、
前記第１のブロー工程中の圧力が０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下であり、前記第２のブロー工程中の最大圧力が１ＭＰａ（１０ｂａｒ）を超えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記内向き可動つめ（３，４）が閉じている間の圧力は０．３ＭＰａ以上〜０．８ＭＰａ以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のブロー工程中の最大圧力は１．２ＭＰａ以上２ＭＰａ以下である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記予備成形物は前記つめの間で溶融し、
前記ブロー容器は前記成形キャビティ（１）から取り外され、前記ハンドルを形成するため、前記ハンドル領域内の溶融した材料（１０）が取り除かれる、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記予備成形物（２）はポリプロピレンからなり、前記容器は二軸配向ポリプロピレンからなる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
（ｖ）金型から取り出された後の容器に対して行われる更なる溶接工程を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記の更なる溶接工程において、直接加熱、間接赤外線照射、音波溶接、又はその他任意の標準的な方法が用いられ、
前記溶接部分は、好ましくは、機械スタンピング、レーザー切断、又は加熱スタンピングによって除去される、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一体型ハンドルを備えた容器の製造方法（製造プロセス）に関する。
【背景技術】
【０００２】
この方法（プロセス）は、プラスチック材料から作製される透明なハンドル付き容器の製造に対して、特に好適である。好適な透明プラスチック材料の例はポリプロピレンである。本発明は更に、二軸配向ポリプロピレン製の中空ハンドルを備えた容器に関するものである。
【０００３】
ポリプロピレンは、透明な容器の製造に好適な材料として、当該技術分野において既知である。従来は、押出ブロー成形方法を用いてきたが、前記方法では一体型ハンドルの製造が可能であるものの、容器の透明度と耐衝撃力が低くなる。
【０００４】
ＵＳ−Ａ−６，７３３，７１６号（２００４年５月１１日発行）には、延伸ロッドを用いてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の予備成形物を延伸し、予備成形物を金型内でボトル形にブローし、ブローガスを延伸ロッドから、ハンドルが形成される内壁表面上に放出し、ブロー型内の可動金型部品を第１の戻り位置から第２の位置まで送ることにより、ボトルの化粧内壁表面と接触するように物品の内壁表面を圧縮し、高温でこれら表面を固着し、ブロー成形した物品の外壁から伸びる一体型ハンドルを形成するための方法が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、容器形状を成形するために、可動金型部品を使用する前にプリブローを終了させる先行技術の方法では、ハンドル部分での材料の過延伸が広範に起こったり、著しく厚い壁を備えた予備成形物を使用する必要性が生じたりし、得られたボトルが最適なものより厚くなってしまう。更に、ＰＥＴの表面特性、及び溶融温度とブロー温度間の差により、ＰＥＴはＰＥＴ自体に結合するには適していない。それ故に、ハンドル部の液体密閉性を維持したまま、結合部分を切り落とすことが不可能となる。
【０００６】
一体型ハンドルを備えた透明容器を製造するための経済的な方法の必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１のブロー工程で、予備成形物が成形キャビティ内で膨張するように、成形キャビティ内で予備成形物内の圧力を０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下の範囲内で上昇させ、同一の第１のブロー工程において、ハンドル領域内の内向き可動つめと可動つめの間に、膨張する予備成形物を部分的に挟み、及び好ましくは溶融させ、引き続き第２のブロー工程で、成形キャビティの範囲まで膨張して容器を形成するように、予備成形物内の圧力を１ＭＰａ（１０ｂａｒ）を超えるまで上昇させることによって容器をブロー成形する方法（プロセス）に関するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ボトルなどの透明容器は、飲料品、食料品、洗濯及び家庭用洗浄製品、シャンプー、並びにその他パーソナルケア製品などの消費財向けに、非常に望ましいパッケージである。
【０００９】
比較的大きい、例えば２リットル以上のパッケージには、消費者が利便的に製品を持ち上げ、製品が満杯の場合でも注ぐことができるように、ハンドルを搭載することも望ましい。
【００１０】
これらの目的のうち、前者の透明容器については様々な熱可塑性材料を用いて実現されているが、最も一般的にはポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）を用いて、及び最も一般的には射出延伸ブロー成形方法によって製造される。
【００１１】
これらの目的のうち、後者のハンドル付き容器についてもポリエチレン及びポリプロピレンなどの様々な熱可塑性材料を用いて実現されており、最も一般的には、押出ブロー成形方法によって製造される。ポリエチレン及びポリプロピレン容器をブローするこのような方法では、前記の熱可塑性材料の流動性は、成形キャビティ内の固定挿入部の周辺を材料が流れ、それによりハンドルを形成するほどである。ポリエチレン及びポリプロピレンを押出ブロー成形することによって作製された容器は透明度が低く、対衝撃力が低い。
【００１２】
本発明は、ハンドル付き容器を提供するのに適した射出延伸ブロー成形方法に関するものである。更に本発明では、射出延伸ブロー成形方法の後に２軸配向となるポリプロピレンを使用する。結果として生ずる二軸配向ポリプロピレンは、良好な透明度を示し、本質的に「透明」と言われている。
【００１３】
本明細書に記載した「金型」には一般に、「成形キャビティ」を形成させるために閉じ、予備成形物を金型内へ挿入したり、及び／又は、ブロー製品を金型から取り出したりできるようにするために開くことが可能な２つ以上の部分が備わっている。商業的な事業においては、複数の成形キャビティを連続高速機械に組み込むことができる。
【００１４】
本明細書で意味するところの「予備成形物」は、膨張させて最終物を形成する前に製造される成形物である。予備成形物は、必ず、最終物よりも幾分小さい。予備成形物は一般に、溶解温度を上回る高温で、例えば射出成形によって製造される。ポリプロピレンの適切な延伸温度は約１４０℃〜１５０℃である。
【００１５】
本明細書で意味するところの「延伸ブロー成形」は、一般には延伸ピン又はプランジャーを用いて予備成形物をまず長手方向に延伸させ、続いて、ガラス転移温度を超える温度でブロー工程を実施する方法である。前記ブロー工程は、得られた形体が「２軸配向」になるようにブロー方向に向きを保つよう設計されている。本発明の延伸ブロー成形方法は、第１のブロー工程、及び、好ましくはその後すぐに実施する第２のブロー工程という２つの工程から成る。第１のブロー工程では、成形キャビティ内の内向き可動つめが膨張する予備成形物を部分的に挟む。本発明の好ましい実施形態において、内向き可動つめは、膨張する予備成形物を挟み溶融させる。つめの内向き動作は第１のブロー工程内で完了する。第１のブロー工程中、予備成形物内に加える圧力は、０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下、好ましくは、０．３ＭＰａ以上０．８ＭＰａ以下である。その後、予備成形物内に加えた圧力は、第２のブロー工程で増加する。第２のブロー工程では、圧力は、０．１ＭＰａ以上を超え、好ましくは、最大圧力が１．２ＭＰａ以上２ＭＰａ以下である。
【００１６】
好ましい更なる工程では、続いて完成したボトルを金型から出し、完全に貫通したハンドルを完成させるために、可動つめと可動つめの間のプラスチック材料と共に溶融させることにより形成された溶接ハンドル部分を取り除く。
【００１７】
ポリプロピレンは、市販銘柄を容易に入手できる。溶融強度、再加熱特性、透明度、及び加工ウィンドウサイズの好適な組み合わせを備えている材料は、ボレアリス社（Borealis）、ＢＰ社、及びトータル社（Total）などの供給元から市販されており、例えばトータル社（Total）のＰＰＲ７２２５である。このような材料を使用することで、ポリプロピレンの射出延伸ブロー成形が可能となり、ＰＥＴを用いる場合とは異なり、ブロー成形に必要とされる温度に近い温度におけるポリプロピレンの溶接特性と同様である場合、インモールドピンチ溶接が実行可能な方法となる。そのうえポリプロピレンは、ＰＥＴのようには、ある特定の伸縮比における顕著な加工硬化を示さないため、ハンドル部分の複雑さによりボトル全体に必然的に起こる様々なひずみがより問題にならない。
【００１８】
更に、材料及びポリプロピレン処理に関する最近の進歩の結果、大規模かつ経済的に実行可能な方法として、射出延伸ブロー成形に対する適応性が向上している。溶融強度、再加熱特性、透明性、及び加工ウィンドウサイズの好適な組み合わせを備えているポリマーが開発されており、並びに、高速装置により、１０００ボトル／キャビティ／時間を超える生産量で射出延伸ブロー成形ポリプロピレンボトルを製造することができるように、装置が改良されている。ポリプロピレンボトルに対する射出延伸ブロー成形の利点は、対衝撃力の改善に加え優れた透明度と光沢であるが、標準的な射出延伸ブロー成形方法では一体型ハンドルを製造できない。
【００１９】
本発明の方法（プロセス）は、メインボトルキャビティと、一体成形させた中空ハンドルキャビティとを備えたブロー成形容器を提供し、メインボトルキャビティ及び中空ハンドルキャビティは、２つのキャビティの間を液体が自由に流れるように結合される。ブロー成形容器には二軸配向ポリプロピレンが含まれる。
【００２０】
ブロー成形容器は、２つの対向する末端部を備えた中空ハンドルを含み、両末端部は、液体が中空ハンドルの片方又は両方の末端部を通り、中空ハンドルとメインキャビティ本体の間を自由に流れるように、容器のメインキャビティ本体に結合させ、又は別の方法としては、ブロー成形容器は、２つの対向する末端部を備えた中空ハンドルを含み、末端部の１つは容器のメインキャビティ部に結合させ、もう一方の末端部は閉鎖される。液体は、中空ハンドル２の末端部のうち一方のみを通り、中空ハンドル及びメインキャビティ本体の間を自由に流れることができる。このような容器は、「オープンハンドル」付きと言われることがある。
【００２１】
工業的に有用な手法において、ブロー成形容器は、例えばラベル又はスリーブを用いて装飾するのが一般的であろう。ラベルの例は、ラップアラウンド、ウエットグルー、及びインモールドラベルである。スリーブの例は、伸長スリーブ、及び収縮スリーブである。どのような装飾のタイプも、原則として、本発明の第１又は第２の実施形態に適用できるが、第１の実施形態にはラップアラウンドラベルが特に好適であり、及び第２の実施形態のオープンハンドル付きボトルには、スリーブ、より好ましくはシュリンクスリーブが特に好適である。オープンハンドル付きボトルへスリーブを付ける特定の方法は、ＥＰ−Ａ−１２３８９１６号（２００２年９月１１日公開）に開示されており、この特許は参照することによって本明細書に組み込まれる。
【００２２】
ラベル又はスリーブは、透明材料から作られるフィルム基材を含むのが好ましい。これにより、透明容器の審美的効果を引き続き保持したまま、装飾、すなわち商標名、ロゴ、画像など、成分情報、使用方法、バーコード、ホログラムなどを消費者に示すことが可能となる。このような装飾は、包装技術分野において既知の様々な技法のいずれかによって、フィルム基材上に印刷される。
【００２３】
本発明の特に有用な実施形態では、ラベル又はスリーブは、ポリオレフィンであるフィルム基材を含む。ボトル材料とフィルム基材は双方ともポリプロピレンからなり、別のリサイクルルートへ分ける必要がないことから、材料のリサイクルが非常に容易になり、そのため、より経済的に実行可能である。更に、カラー、閉鎖部材などの任意の追加要素をボトルに取り付ける場合、これらの追加要素も同様の理由から、ポリプロピレン製であることが好ましい。容器は、任意のカラー、閉鎖部材、ラベル、スリーブ、及び追加要素と併せて最終製品パッケージを構成させる。最終製品パッケージは、少なくとも９５重量％のポリプロピレンを含むのが好ましい。
【００２４】
所望により、ブロー成形容器は、１つ又は２つの自動排液閉鎖部材でふたをすることができる。自動排液容器は当該技術分野において既知である。これらの容器は、注入口外側から容器本体へ滴たる又は流れ出た内容物を戻す手段を含む。自動排液閉鎖部材の先行技術の例は、米国特許第４，５５０，８６４号、及び米国特許第４，６４０，８５５号に示されている。
【００２５】
本発明の特に有利な実施形態では、自動排液口は容器の一体部分である。これは、ブロー後の容器が最終的に米国特許第５，１１４，６５９号による１つの自動排液容器になるように、予備成形物の一部として自動排液口を射出することにより達成できる。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態については、図面を参照しながら以下に詳細を示す。
【００２７】
図１では、標準的予備成形物（２）は、成形キャビティ（１）内に導入されている。前記標準的予備成形物（２）は、射出成形、押出ブロー成形、又は圧縮成形といった任意の既知の技術により製造することができ、好ましくは、専用の射出延伸ブロー成形（ＩＳＢＭ）グレードのポリプロピレンから作製される。この予備成形物（２）は、適切な成形温度である約１１０〜１５０℃に再加熱されるか、又は、一段ＩＳＢＭマシンの射出成形工程から冷却した後に既に適切な成形温度になっている。この予備成形物（２）を成形キャビティ（１）内に挿入し、成形キャビティ（１）を閉じる。続いて、延伸ロッドが熱した予備成形物（２）内に導入され、長手方向へ材料を延伸させるのに使用される。予備成形物（２）の基部に前記ロッドが接触する時点、又はその前に、約０．５ＭＰａ以上１ＭＰａ以下の高圧ブローガスを予備成形物（２）内部に加え、排気型成形キャビティ（１）内で予備成形物（２）を膨張させる。前記成形キャビティ（１）は、当初は引き込まれた状態の２つの可動成形つめ（３、４）を含む。
【００２８】
図２では、予備成形物が膨張し、その壁が薄くなり、可動成形部分（３、４）が成形キャビティ内を内向きに動かされ、膨張する予備成形物の一部を圧縮する。ボトルが完全に延伸しないうちに、狭窄部分の作成に必要な追加延伸が起こるため、最終製品におけるこれらと他の領域間の壁厚の不一致が低減される。好ましい実施形態では、可動成形つめは、ボトル壁とボトル壁間に接触して溶接力を高めるための加熱チップを有しており、これらの両側面は、壁厚をある程度均等にできるほど高温であるものの、材料の溶解温度を下回る温度であるため、接触することにより大幅な材料の凝固が起こる。このことにより、壁厚の安定度を更に向上させるだけではなく、場合によっては主体のボトル壁よりもハンドル部を厚くし、強化部を作ることができる。更に、材料が金型表面全体に渡って流れ、壁厚分布の安定度を最大限にするように、低摩擦材料又は低摩擦仕上げの領域を金型内部に施すことができる。
【００２９】
図３では、延伸する予備成形物材料が金型壁（１１）に接しはじめ、可動つめ（３、４）が予備成形物材料の周囲から完全に閉じ、溶接（１０）が開始される。その後、内部圧力を約１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下に高めるために、ボトル内部に更にブローガスが追加される。図４では、このことにより、予備成形物材料と金型壁間が完全に密接し、凝固して外れ、存在する任意の表面仕上げ又は装飾的詳細部を形成し、これによって容器（２０）を形成する。
【００３０】
その後、容器（２０）が金型（１）から取り出される。必要であれば、直接加熱、間接赤外線照射、音波溶接、又はその他任意の標準的な方法を用いて更なる溶接工程を実施し、この部分を機械スタンピング（機械鍛造、機械打ち抜き）、レーザー切断、又は加熱スタンピング（熱間鍛造、熱感打ち抜き）などの実施可能な様々な技術によって除去する。
【００３１】
図１〜４に図示した特定の好ましい実施形態では、ほぼ正方形の断面を備えた容器が利用され、ハンドルは縁部に対し４５°の角度で一角を横切って形成される。このデザインにより、ボトルのブローを容易にする円形に一番近い断面であるということと、壁を挟んでハンドルを形成するための平行に近い容器壁の一部があるという対称的な要件間の妥協点が見いだされる。
【００３２】
図５は、本発明に従って作製したボトル（２０）の側面図を示している。ボトルは、メインボトルキャビティ（２１）と、中空ハンドルキャビティ（２２）とを含む。可動つめ間で溶融させた材料は、ハンドル（２３）を完成させるために取り除かれている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１のブロー工程前の成形キャビティ及び挿入されている予備成形物の断面図。
【図２】第１のブロー工程中の図１と同一の断面図。
【図３】第１のブロー工程後の図１と同一の断面図。
【図４】第２のブロー工程後の図１と同一の断面図。
【図５】本発明に従って作製した容器の表面を一部切りとった側面図。
【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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【国際調査報告】
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