(57)【要約】【課題】本発明の目的は、積層数と金型数との一致を不要とすることで、必要な可動金型の種類及びその数を減らし、金型の可動スペースを小さくすると共に、生産性を向上させ、さらに成形品のそりの発生を抑制し高精度の成形品を得ることである。【解決手段】本発明に係る厚肉樹脂容器の製造方法は、容器形状で段階的に厚肉化された複数個のキャビティを並列配置する工程と、最小キャビティ内に熱可塑性樹脂を射出し、並行して、最小キャビティを除いた各キャビティに、予めそれぞれ一段小さいキャビティで成形した容器を収容しておき、各キャビティの残りの空間内に熱可塑性樹脂を射出する工程と、固化する工程と、最大キャビティから厚肉の製品容器を取り出し、並行して、最大キャビティを除いた各キャビティで成形された容器をそれぞれ一段大きいキャビティに収容する工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2007136921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の筒形状を有する容器の成形型として、該容器の内面形状が同一若しくは略同一で外面形状が外側に向けて段階的に厚肉化された複数個のキャビティを形成すると共に該各キャビティの主軸がそれぞれ平行となるように該各キャビティを並列配置するキャビティ形成工程と、
前記キャビティのうち最小キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填し、これに並行して、前記キャビティのうち前記最小キャビティを除いた各キャビティに、予めそれぞれ一段小さいキャビティで成形した容器を、その内面が接触した状態で収容しておき、該各キャビティの内部空間のうち前記容器が占める空間を除いた空間内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填する射出工程と、
射出した前記熱可塑性樹脂を固化させて、前記各キャビティの形状に対応した各容器を成形する固化工程と、
前記キャビティのうち最大キャビティから最終成形体となる厚肉の製品容器を取り出し、これに並行して、前記キャビティのうち前記最大キャビティを除いた各キャビティで成形された容器を、それぞれ一段大きいキャビティに、その内面が接触した状態で収容する移動工程と、
を有することを特徴とする厚肉樹脂容器の製造方法。
【請求項２】
前記キャビティを同一金型内に配置したことを特徴とする請求項１記載の厚肉樹脂容器の製造方法。
【請求項３】
前記容器が、段階的に同一厚さずつで厚肉化されて、前記製品容器となることを特徴とする請求項１又は２記載の厚肉樹脂容器の製造方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用し、且つ、前記キャビティは少なくとも前記固化工程において冷却されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の厚肉樹脂容器の製造方法。
【請求項５】
有底の筒形状を有する容器の成形型となるキャビティを設けた金型において、
前記キャビティは、前記容器の内面形状が同一若しくは略同一で外面形状が外側に向けて段階的に厚肉化された複数個のキャビティであり、該キャビティは、その主軸がそれぞれ平行となるように並列に金型内で配置されていることを特徴とする金型。
【請求項６】
前記各キャビティは、一段大きさの異なるキャビティとの容器厚さ方向のサイズの差がいずれも等しく形成されていることを特徴とする請求項５記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産性が高い厚肉樹脂容器の製造方法に関し、また、その際使用する金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の厚肉樹脂成形品の製造方法、例えば、肉厚なキャビティに樹脂を射出、充填して成形する方法では、樹脂の熱膨張係数が大きいため、熱膨張係数と冷却速度との兼ね合いにより成形品にひけが生じる問題が発生していた。ひけを防止するために徐冷を行なうと、製品肉厚が厚いほど固化に時間がかかり、成形時間が長かった。ひけを防止する他の方法として、冷却速度を上げる方法やガスインジェクション法により隙間なく樹脂を充填する方法等が考えられたが、冷却速度を速めるには限界があり、また、ガスが注入された分だけ稠密な成形体が得られないなどの問題があった。これらの問題を解決するために、キャビティの肉厚を数段階に分け、ひけが生じないほど十分に薄いキャビティに樹脂を射出し、充填することを複数回行ない、段階的に肉厚していく積層成形の方法が知られている。
【０００３】
一般的な積層成形の方法では、キャビティを形成する複数の金型として、固定金型と可動金型とを用い、可動金型を他の可動金型と交換することで各肉厚段階に対応するキャビティが形成されていた（例えば特許文献１参照。）。特許文献１に記載された発明では、まず、最小キャビティに樹脂を射出し、充填して成形された成形品を不動金型に収容した状態で、最小キャビティを形成する可動金型を１段階大きいキャビティを形成する可動金型に交換していた。続いて、新たに形成されたキャビティに新たに樹脂を射出し、充填して積層成形を行なっていた。続いて３層以上の積層成形を行なう場合についても、不動金型に成形品を収容した状態で、可動金型を１段階大きいキャビティを形成する可動金型に交換し、キャビティの大きさを段階的に変えていき、可動金型の交換毎に樹脂を射出し、充填して段階的に肉厚化を図っていた。
【０００４】
他の一般的な積層成形の方法では、可動金型を不動金型に対して後退させ互いの距離を段階的に大きくすることで各肉厚段階に対応するキャビティを形成していた（例えば特許文献２参照。）。特許文献２に記載された発明では、不動金型に成形品を収容した状態で可動金型を不動金型に対し後退させ、互いの距離を段階的に大きくし、その各段階においてキャビティに樹脂を射出し、充填して、肉厚化を図っていた。
【特許文献１】特開２００１‐１９１３６５号公報
【特許文献２】特開平７‐２４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１又は２のいずれの発明においても、可動金型と不動金型とを含み、可動金型を交換又は移動させることで各肉厚段階に対応するキャビティを形成していた。特に、特許文献１に開示された発明では、積層する回数と同数の種類の可動金型が必要とされ、金型の製作費が多大であった。
【０００６】
また、特許文献１又は２のいずれの積層成形法においても、可動金型が移動して各肉厚段階に対応するキャビティを形成するキャビティ形成工程、そのキャビティに樹脂を射出し、充填する射出工程及びキャビティ内の成形体を冷却する固化工程の少なくとも３つの工程を１セットとしてこのセットを複数回行なって積層し、最後に厚肉樹脂製品を取り出す工程を行なっていた。上記の一連の工程をセットで行ない、これを繰り返すことで積層する結果、１個の成形体を得るまでには長時間を要し、生産性が高いとはいえなかった。また、樹脂は熱容量の大きい金型内で繰り返し冷却、固化されているため、成形条件によっては、前回のセットで成形された部分と当該セットで新たに積層される樹脂との間に熱収縮量に差が生じ、そりが生じる問題が発生する場合があった。さらに特許文献１に開示された積層成形方法では、積層する回数と同数の種類の可動金型を要するため、それらの可動スペースも必要となった。また、特許文献２に開示された積層成形方法では、板状の厚肉成形品を成形するには適当だが、容器の底面及び側面を一体に厚肉化することは困難であり、容器状の厚肉成形品を成形するには不適当であった。
【０００７】
そこで本発明は、積層数と金型数とを一致させることを不要とすることで、必要な可動金型の種類及びその数を減らし、金型の可動スペースを小さくすると共に、生産性を向上させ、さらに成形品のそりの発生を抑制し高精度の成形品を得ることが可能な厚肉樹脂容器の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、一種類の金型で、高精度且つ高生産効率で積層成形を行なって厚肉樹脂容器を製造することができる金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、容器の外側に向けて段階的に厚肉化される容器にそれぞれ対応する各キャビティを並列配置させ、各キャビティに樹脂を射出、充填することにより成形された各成形品を一段階大きいキャビティへ移動させ、積層成形を順次行なう。また、各キャビティで成形された成形品の一段階大きいキャビティへの移動と製品容器の取り出しを並行して行なう。本発明者らは、これによって上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
具体的には、本発明に係る厚肉樹脂容器の製造方法は、有底の筒形状を有する容器の成形型として、該容器の内面形状が同一若しくは略同一で外面形状が外側に向けて段階的に厚肉化された複数個のキャビティを形成すると共に該各キャビティの主軸がそれぞれ平行となるように該各キャビティを並列配置するキャビティ形成工程と、前記キャビティのうち最小キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填し、これに並行して、前記キャビティのうち前記最小キャビティを除いた各キャビティに、予めそれぞれ一段小さいキャビティで成形した容器を、その内面が接触した状態で収容しておき、該各キャビティの内部空間のうち前記容器が占める空間を除いた空間内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填する射出工程と、射出した前記熱可塑性樹脂を固化させて、前記各キャビティの形状に対応した各容器を成形する固化工程と、前記キャビティのうち最大キャビティから最終成形体となる厚肉の製品容器を取り出し、これに並行して、前記キャビティのうち前記最大キャビティを除いた各キャビティで成形された容器を、それぞれ一段大きいキャビティに、その内面が接触した状態で収容する移動工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る厚肉樹脂容器の製造方法では、前記キャビティを同一金型内に配置することが好ましい。同一金型に配置することで、各キャビティ間の距離を短くでき、最大キャビティ以外の各キャビティで成形された各容器を次の厚肉段階を形成するキャビティへ移動させる距離及びその移動時間を短くすることができる。このため、各容器にほこり等の異物がつきにくくなり、歩留まりを高めることができる。
【００１２】
また、本発明に係る厚肉樹脂容器の製造方法では、前記容器が、段階的に同一厚さずつで厚肉化されて、前記製品容器となることが好ましい。各段階でひけ及びひずみの発生を防止することができる。ひけを生じない最大の厚さ以下で、可能な限り大きな厚さに均等に分けて積層成形を行なうことで、積層数を少なくしそれに対応するキャビティの数を少なくすることができる。
【００１３】
さらに、本発明に係る厚肉樹脂容器の製造方法では、前記熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用し、且つ、前記キャビティは少なくとも前記固化工程において冷却されていることが好ましい。耐薬性があり結晶化により失透していない美的にも優れたポリエチレンテレフタレート製の厚肉樹脂容器を低コストで生産性よく製造することができる。
【００１４】
また、本発明に係る金型は、一種類の金型で、容器の外側に向けて段階的に厚肉化させるための各段階のキャビティを配置されることにより上記課題を解決することができる。
【００１５】
具体的に、本発明に係る金型は、有底の筒形状を有する容器の成形型となるキャビティを設けた金型において、前記キャビティは、前記容器の内面形状が同一若しくは略同一で外面形状が外側に向けて段階的に厚肉化された複数個のキャビティであり、該キャビティは、その主軸がそれぞれ平行となるように並列に金型内で配置されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る金型では、前記各キャビティは、一段大きさの異なるキャビティとの容器厚さ方向のサイズの差がいずれも等しく形成されていることが好ましい。各厚肉段階でひけ及びひずみの発生を防止することができる。ひけを生じない最大の厚さ以下で且つ可能な限り大きな厚さに均等に分けて積層成形を行なうことで、積層数を少なくしそれに対応するキャビティの数を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る厚肉樹脂容器の製造方法により、積層数と金型数とを一致させることを不要とすることで、必要な可動金型の種類及びその数を減らし、金型の可動スペースを小さくすると共に、生産性を向上させ、さらに成形品のそりの発生を抑制し高精度の成形品を得ることが可能となる。また、本発明に係る金型により、一種類の金型で、高精度且つ高生産効率で積層成形を行なって厚肉樹脂容器を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１から図５を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の例示であり、本発明は、これらの実施の形態に限定して解釈されるものではない。
【００１９】
図１に本実施形態に係る金型の一形態の縦断面図を示す。金型１００は、有底の筒形状を有する容器の成形型となるキャビティ１７を設けた金型において、キャビティ１７は、容器の内面形状が同一若しくは略同一で外面形状が外側に向けて段階的に厚肉化された複数のキャビティ１７であり、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、その主軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３がそれぞれ平行となるように並列に金型１００内に配置されている。図１は、主軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を通る面の縦断面図を示している。
【００２０】
図２に図１における各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃで成形される各容器の形態例を示した。ここで（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、それぞれ、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃで成形される各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各主軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３を通る縦断面図であり、（ｂ）は容器２０ａのＡ-Ａ’断面図、（ｄ）は容器２０ｂのＢ-Ｂ’断面図、（ｆ）は容器２０ｃのＣ-Ｃ’断面図である。図中、積層したときの境界線を便宜上、点線で示した。
【００２１】
容器２０は、有底の筒形状を有する。容器２０の底面は平坦面のみならず曲面形状の面であっても良く、例えば、底面が半球面状で側面と連続面を形成していてもよい。筒形状には、その断面形状が円はもとより楕円も含まれ、さらに四角形等の多角形の形状が含まれる。また、その外面形状が寸胴のみならず、例えば円錐台や角錐台も含まれる。
【００２２】
図２に示すように、各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおいて、各内面６１ａ、６１ｂ、６１ｃの形状が同一若しくは略同一で、各外面６２ａ、６２ｂ、６２ｃの形状がこの順に外側に向けて段階的に厚肉化されている。最も厚肉化されている容器２０ｃが製品容器となる。各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおいて、側面と底面の肉厚の厚さが略等しい。容器２０ａの側面及び底面の肉厚の厚さはｄ１、容器２０ｂの側面及び底面の肉厚の厚さは（ｄ１＋ｄ２）、製品容器２０ｃの側面及び底面の肉厚の厚さは（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）である。
【００２３】
金型１００は、凸部３１を有するオス金型３０と、凹部３２を有するメス金型４０とを有する。さらに金型１００は、容器２０の開口部の周縁部の外側面に蓋（不図示）を固定するためのねじ切りを形成する割型５０を含むことが好ましい。少なくとも、オス金型３０及びメス金型４０により空間を密閉しキャビティ１７を形成する。各凸部３１ａ、３１ｂ、３１ｃが各凹部３２ａ、３２ｂ、３２ｃにそれぞれ挿入され、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成される。
【００２４】
図１のキャビティ１７は、図２の容器２０と同形状を有する空洞である。キャビティ１７にプラスチック樹脂が射出、充填され、固化することにより容器２０が成形される。従って、金型１００は、耐熱性、耐圧性、離型性等を有するプラスチック射出成形の金型として要求される諸特性を有することが好ましい。金型１００にキャビティ１７は複数形成されていて、その数は製品容器２０ｃの積層数に対応する。図１においてキャビティ１７は、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの３つであるが２つであっても或いは、４つ以上であってもよい。
【００２５】
各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃとそれらに対応する各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃとはそれぞれ同一形状を有する。従って、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各主軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３と、対応する各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各主軸とは成形時において一致する。主軸Ｘとは、重心線である。
【００２６】
また、キャビティ１７と容器２０の形状がそれぞれ一致することから、最小キャビティ１７ａの肉厚の厚さはｄ１、キャビティ１７ｂの肉厚の厚さは（ｄ１＋ｄ２）、最大キャビティ１７ｃの肉厚の厚さは（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）である。
【００２７】
各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、一段大きさの異なるキャビティとの容器厚さ方向のサイズの差がいずれも等しく形成されていることが好ましい。すなわち、ｄ１＝ｄ２＝ｄ３であることが好ましい。このような各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが配置された金型１００を以下に記載する厚肉樹脂容器の製造方法で用いることにより、各厚肉段階でひけ及びひずみの発生を防止することができる。また、ひけを生じない最大の厚さ以下で且つ可能な限り大きい厚さに均等に分けて積層成形を行なうことで、積層数を少なくしそれに対応するキャビティの数を少なくすることができる。従って、低コスト化及びキャビティ１７を配置する金型１００の小型化を図ることができる。
【００２８】
厚肉段階の異なる各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが配置された金型１００を用いて３層の積層成形を行なうことができる。キャビティ１７と容器２０との関係をさらに具体的に説明するために、１つの容器に注目して当該容器が積層成形される工程について説明する。まず最小キャビティ１７ａで肉厚ｄ１の容器２０ａを成形する。次に容器２０ａをキャビティ１７ｂに収容し肉厚ｄ２分を厚肉化させる積層成形を行ない、（ｄ１＋ｄ２）の肉厚の容器２０ｂを成形する。次に容器２０ｂをキャビティ１７ｃに収容しさらに肉厚ｄ３分を厚肉化させる積層成形を行ない、（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）の肉厚の容器２０ｃを成形する。このように積層数が３層の製品容器２０ｃを製造することができる。従って、積層成形を行なうために、オス金型３０及びメス金型４０のいずれかまたは全部を他の金型に交換する必要がなく、１種類の金型１００を用いて積層成形を行なうことができる。
【００２９】
容器２０は、キャビティ１７から抜き取り、或いは次の段階のキャビティに収容することができることが必要である。以下に容器２０をキャビティ１７から容易に抜き取り、次の段階のキャビティへ容易に収容することができる条件について図２を参照しながら説明する。なお、本実施形態で成形する容器が必ずしも下記の条件を全て満たす必要はないが、全て満たすことで抜き取りと収容の容易化が図られる。
【００３０】
容器２０、キャビティ１７の代表として、図２の（ａ）の容器２０ａを用いて説明する。容器２０ａが下記（１）、（２）、（３）を満足するように形成されることにより、キャビティ１７ａから容易に抜き取り、キャビティ１７ｂへ容易に収容することができる。すなわち、
（１）容器２０ａは主軸Ｘ１が容器２０ａの開口面に垂直である。
（２）容器２０ａにおいて、主軸Ｘ１を含む任意の縦断面、主軸Ｘ１の横断面及び容器２０ａの外面６２ａの交点と、主軸Ｘ１との距離をｘ１とし、該縦断面、該横断面より開口部に近い位置にある主軸Ｘ１の横断面及び容器２０ａの外面６２ａの交点と、主軸Ｘ１との距離をｘ２とすると、ｘ１≦ｘ２が成立する。
（３）容器２０ａにおいて、主軸Ｘ１を含む任意の縦断面、主軸Ｘ１の横断面及び容器２０ａの内面６１ａの交点と、主軸Ｘ１との距離をｙ１とし、該縦断面、該横断面より開口部に近い位置にある主軸Ｘ１の横断面及び容器２０ａの内面６１ａの交点と、主軸Ｘ１との距離をｙ２とすると、ｙ１≦ｙ２が成立する。
【００３１】
容器２０ａは、（２）を満足することにより凹部３２ａから主軸Ｘ１方向に引き抜くことができ、（３）を満足することにより凸部３１ａから主軸Ｘ１方向に引き抜くことができ、（１）を満足することにより開口面に垂直且つ容易に引き抜くことができる。また、容器２０ａは、（３）を満足することにより凸部３１ｂに内面６１ａが接するように主軸Ｘ１方向から装着することができ、キャビティ１７ｂに容器２０ａを収容させることができる。各容器２０ｂ、２０ｃ及び対応する各キャビティ１７ｂ、１７ｃについても同様の条件を満足させることにより、容器２０ｂを凸部３１ｂ及び凹部３２ｂから容易に引き抜くことができ、また、キャビティ１７ｃに容器２０ｂを収容させることができる。また、容器２０ｃを凸部３１ｃ及び凹部３２ｃから容易に引き抜くことができ、製品容器として取り出すことができる。
【００３２】
上記（１）、（２）、（３）に加え、特に各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを各主軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３が平行となるように並列に金型１００内に配置することにより、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを形成する各凸部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、及び各凹部３２ａ、３２ｂ、３２ｃから各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃを並行して一連の動作で引き抜き、また各容器２０を一段大きなキャビティ１７に一連の動作で収容することができる。
【００３３】
図３に各キャビティの配置関係の概念図を示し、（ａ）は同一直線１２０上に配置された３つのキャビティ１０１、１０２、１０３の上面図であり、（ｂ）は同一円周１３０上に配置された３つのキャビティ１１１、１１２、１１３の上面図である。
【００３４】
各キャビティの主軸は紙面に垂直であり、それぞれが平行となるように並列に配置されている。各キャビティは肉厚の厚さの順に等間隔で配置されることが好ましい。例えば図３（ａ）では、各キャビティ１０１、１０２、１０３はこの順に厚肉化され、肉厚の厚さの順に同一直線１２０上に等間隔で配置されている。図１で示される各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの配置関係は図３（ａ）に該当する。図３（ｂ）では、各キャビティ１１１、１１２、１１３はこの順に厚肉化され、肉厚の厚さの順に同一円周１３０上に等間隔で配置されている。図３（ａ）または図３（ｂ）のパターンで各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが配置された金型を用いることにより、各キャビティから各容器を並行して取り出し、１段階大きいキャビティへ各容器を並行して収容することを一連の動作で行なうことができる。高生産効率で積層成形を行なうことができる。
【００３５】
図１に示すようにメス金型４０の凹部３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、射出成形機（不図示）からランナー７０を通して送られてきた樹脂を射出するゲート６０が形成されていることが好ましい。ゲート跡は各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの外面１２ａ、１２ｂ、１２ｃに形成され、容器２０の容量に影響しない。従って、所定の容量の容器２０を一定して成形することができる。ゲート６０としては、ピンゲートを用い、各凹部３２ａ、３２ｂ、３２ｃの底面に設けることが好ましい。ゲート跡は容器２０の底面に形成されるため目立たず容器２０の外観を損ねない。
【００３６】
従って、本実施形態に係る金型１００により、一種類の金型で、高精度且つ高生産効率で積層成形を行ない、厚肉樹脂容器を製造することができる。
【００３７】
金型１００は、オス金型３０、メス金型４０及び割型５０によりキャビティ１７を形成することが好ましい。割型５０により、各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、少なくとも製品容器２０ｃの開口部の周縁部の外側面にねじ切りを形成することができる。製品容器２０ｃのねじ切りに合う蓋（不図示）を別個に製造することにより、製品容器２０ｃに当該蓋を装着することで優れた密封性を付与することができる。
【００３８】
金型１００において割型５０の役割を具体的に説明するため、図４を用いて割型５０の動作について説明する。図４に図１に示した金型をＺ−Ｚ’断面で見たときの概略図を示した。図４では、割型５０は、割型５０ａと割型５０ｂから構成される。割型５０を図４の紙面方向であるＹ１、Ｙ２方向に閉じることにより容器２０の開口部の周縁部の外側面にねじ切りを設けたとしても、容易にキャビティ１７を形成することができる。また、割型５０を図４の紙面に平行なＹ１’、Ｙ２’方向に開くことによりねじ切りを有していても、容器２０を主軸Ｘ方向にキャビティ１７から容易に取り出すことができる。
【００３９】
金型１００は、メス金型４０の代わりに他の割型を用いても良い。前記（２）の条件を満足しない複雑な形状を有する容器２０であっても割型とすれば、容易に取り出すことができる。ただし、この場合、製品容器２０ｃの表面で割型の接合部に対応する箇所に痕跡が残る。本実施形態では、図１で示したメス金型４０を用いることにより容器２０の外面６２を滑らかに成形することとしている。
【００４０】
次に図１に示される金型１００を使用して積層厚肉樹脂容器を製造する方法について説明する。図５に本実施形態に係る厚肉樹脂容器の製造方法についてのフローチャートを示す。図１と図５を参照すれば、本実施形態に係る厚肉樹脂容器の製造方法は、有底の筒形状を有する容器２０の成形型として、容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの内面６１ａ、６１ｂ、６１ｃの形状が同一若しくは略同一で外面６２ａ、６２ｂ、６２ｃの形状が外側に向けて段階的に厚肉化された複数個のキャビティ１７を形成すると共に各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの主軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３がそれぞれ平行となるように各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを並列配置するキャビティ形成工程Ｓ３００と、キャビティ１７のうち最小キャビティ１７ａ内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填し、これに並行して、キャビティ１７のうち最小キャビティ１７ａを除いた各キャビティ１７ｂ、１７ｃに、予めそれぞれ一段小さいキャビティ１７ａ、１７ｂで成形した容器２０ａ、２０ｂを、その内面６１ａ、６１ｂが接触した状態で収容しておき、各キャビティ１７ｂ、１７ｃの内部空間のうち容器２０ａ、２０ｂが占める空間を除いた空間内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填する射出工程Ｓ４００と、射出した前記熱可塑性樹脂を固化させて、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの形状に対応した各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃを成形する固化工程Ｓ５００と、キャビティ１７のうち最大キャビティ１７ｃから最終成形体となる厚肉の製品容器２０ｃを取り出し、これに並行して、キャビティ１７のうち最大キャビティ１７ｃを除いた各キャビティ１７ａ、１７ｂで成形された容器２０ａ、２０ｂを、それぞれ一段大きいキャビティ１７ｂ、１７ｃに、その内面６１ａ、６１ｂが接触した状態で収容する移動工程Ｓ６００と、を有する。
【００４１】
図５のフローチャートに示されるように、本実施形態に係る厚肉樹脂容器の製造方法において、厚肉樹脂容器の製造の開始Ｓ１５０から終了Ｓ７５０に至る工程は、予備成形工程Ｓ２５０と、定常成形工程Ｓ７００とに分けられる。予備成形工程Ｓ２５０は、定常成形工程Ｓ７００を行なうまでの準備を行なう工程であり、定常成形工程Ｓ７００は、安定して製品容器を製造する工程である。以下、図５、図１及び図２を参照して説明する。
【００４２】
図５の開始Ｓ１５０においては、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは空の状態である。予備成形工程Ｓ２５０では、この状態から、最終的に最小キャビティ１７ａのみが空で、各キャビティ１７ｂ、１７ｃが各容器２０ａ、２０ｂをそれぞれ収容している状態にする。このとき、各容器２０ａ、２０ｂは、各内面６１ａ、６１ｂがそれぞれ凸部３１ｂの外面１１ｂ、凸部３１ｃの外面１１ｃに接した状態にする。
【００４３】
予備成形工程Ｓ２５０には、例えば下記の（イ）、（ロ）の工程が含まれる。（イ）まず金型１００を閉じ、金型１００を閉じることで形成される最小キャビティ１７ａに溶融した熱可塑性樹脂を射出、充填する。次にその熱可塑性樹脂を固化させ、容器２０ａを成形する。次に容器２０ａをキャビティ１７ａから取り出す。次に容器２０ａをキャビティ１７ｂにその内面６１ａが凸部３１ｂの外面１１ｂと接触した状態で収容する。
【００４４】
（ロ）次にキャビティ１７ａの空間内と、キャビティ１７ｂの内部空間のうち容器２０ａが占める空間を除いた空間内とに溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填する。次にその熱可塑性樹脂を固化させて、各キャビティ１７ａ、１７ｂで各容器２０ａ、２０ｂを成形する。次に各容器２０ａ、２０ｂを各キャビティ１７ａ、１７ｂから取り出す。次に各容器２０ａ、２０ｂをそれぞれ各キャビティ１７ｂ、１７ｃに、その各内面６１ａ、６１ｂが凸部３１ｂの外面１１ｂ及び凸部３１ｃの外面１１ｃにそれぞれ接触した状態で収容する。
【００４５】
前記（イ）、（ロ）の工程により、最小キャビティ１７ａのみが空で、各キャビティ１７ｂ、１７ｃが各容器２０ａ、２０ｂをそれぞれ収容している状態になる。このとき、各容器２０ａ、２０ｂの各内面６１ａ、６１ｂがそれぞれ凸部３１ｂの外面１１ｂ、凸部３１ｃの外面１１ｃに接した状態となっている。
【００４６】
予備成形工程Ｓ２５０に続いて定常成形工程Ｓ７００を行なう。定常成形工程Ｓ７００では、まず、金型１００が閉状態であるキャビティ形成工程Ｓ３００、溶融した熱可塑性樹脂を射出、充填する射出工程Ｓ４００、射出した熱可塑性樹脂を冷却、固化する固化工程Ｓ５００を順に行なう。次に金型開きＳ５５０を行なう。次に最大キャビティ１７ｃ以外の各キャビティ１７ａ、１７ｂから容器２０ａ、２０ｂを取り出し１段階大きいキャビティ１７ｂ、１７ｃにそれぞれ移動し収容することと、最大キャビティで成形された製品容器２０ｃを取り出すこととを並行して行なう移動工程Ｓ６００を行なう。
【００４７】
このように、定常成形工程Ｓ７００で、キャビティ形成工程Ｓ３００から移動工程Ｓ６００まで行なうことを１サイクルとする。定常成形工程Ｓ７００では、１サイクル毎に製品容器２０ｃが１つ製造され取り出される。キャビティ１７を、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃで１組としたとき、１サイクルで製造され、取り出される製品容器２０ｃの数は、キャビティ１組につき１個である。したがって、一度に製造される製品容器の個数を増やすためには、キャビティ１７の組を複数組設け、それらを金型内に並列配置することにより実現できる。例えば、キャビティ１７組を２組、列を成すように並列配置することで、１サイクルで製造され、取り出される製品容器２０ｃの数は２個となる。
【００４８】
続いて、製造の継続Ｓ６３０の確認を行ない、製品容器２０ｃを継続して製造する場合は、このサイクルを繰り返し行なえばよい。製造を中止する場合は、終了Ｓ７５０すればよい。定常成形工程Ｓ７００では、少なくとも１回以上のサイクルが行われる。
【００４９】
一般に熱可塑性樹脂の粘性は温度に鋭敏であるため、金型１００が所定の温度で安定して、熱可塑性樹脂の粘性が一定化するまで、容器２０の成形精度は悪い。従って、予備成形工程Ｓ２５０で、前記（イ）、（ロ）の工程に続き、熱可塑性樹脂の粘性が一定化するまで定常成形工程Ｓ７００における１回以上のサイクルを試行サイクルとして行なうことが好ましい。熱可塑性樹脂の粘性が一定化するまで予備成形工程Ｓ２５０と試行サイクルとを行なうことで、定常成形工程Ｓ７００で各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃを精度よく成形することができる。
【００５０】
キャビティ形成工程Ｓ３００は、金型１００が閉じられている状態であり、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成されている。このとき、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、最小キャビティ１７ａのみが空で、各キャビティ１７ｂ、１７ｃには各容器２０ａ、２０ｂが収容されている（収容状態は不図示）。このとき、その各内面６１ａ、６１ｂが凸部３１ｂの外面１１ｂ及び凸部３１ｃの外面１１ｃにそれぞれ接触した状態となっている。
【００５１】
本実施形態では、同一金型１００に各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成されているため、一台の射出成形機（不図示）を用いて射出工程Ｓ４００を行なうことができる。従って１ショットで、最小キャビティ１７ａ内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填し、これに並行して、各キャビティ１７ｂ、１７ｃの内部空間のうち容器２０ａ、２０ｂが占める空間を除いた空間内に溶融した熱可塑性樹脂を射出して充填することができる。
【００５２】
最小キャビティ１７ａ、各キャビティ１７ｂ、１７ｃの内部空間のうち容器２０ａ、２０ｂが占める空間を除いた空間の容積がそれぞれ異なっていてもよい。それぞれの容積に対応させ、熱可塑性樹脂の射出量をそれぞれ適量にするためには、例えばランナー７０の経路の形状、熱可塑性樹脂の粘性及び射出する圧力を調節すればよい。
【００５３】
熱可塑性樹脂としては、例えば汎用樹脂である、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリルスチレン樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニルを用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は溶融温度がそれぞれ異なり、温度と粘性の関係もそれぞれ異なる。従って、射出時に適当な粘性を持たせるため樹脂の種類により射出時の温度を調節する。
【００５４】
固化工程Ｓ５００では、射出工程Ｓ４００で射出された溶融した熱可塑性樹脂を固化させ、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの形状に対応した各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃを成形する。金型１００は熱伝導率が高いため、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、溶融した熱可塑性樹脂からの熱を効率よく逃がし、少なくとも成形体の表面を固化させることができる。熱可塑性樹脂は、射出工程Ｓ４００において射出されている間もキャビティ１７内で冷却されるが、さらに固化工程Ｓ５００で、金型１００が閉じた状態のまま待機することで、少なくとも成形体の表面が固化される程度に冷却される。ここで、固化は、表面のみが固化し、内部まで完全に固化していない状態である半固化であってもよい。続く移動工程Ｓ６００において、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃから各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃを取り出し、移動させる際に形が崩れない程度に、各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの表面が固化していればよい。
【００５５】
前記熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用し、且つ、キャビティ１７は少なくとも固化工程Ｓ５００において冷却されていることが好ましい。例えば、水冷管が設けられた金型１００を用いることで、キャビティ１７を水冷することができる。射出工程Ｓ４００においてもキャビティ１７を水冷していてもよいが、少なくとも固化工程Ｓ５００においてキャビティ１７を水冷しておくことにより、ポリエチレンテレフタレート樹脂を結晶化させない程度に急冷することができる。ポリエチレンテレフタレート樹脂は結晶化しやすいため、水冷によりキャビティ１７を急冷することにより結晶化することを防止することができる。
【００５６】
例えば、外面６２ｃの直径が約６．７ｃｍで肉厚が約０．８ｃｍの円筒状の製品容器２０ｃであるポリエチレンテレフタレート樹脂製の製品容器２０ｃの製造方法について説明する。この製品容器２０ｃは１層が約０．２７ｃｍの３層構造を有するものとする。射出工程Ｓ４００において溶融したポリエチレンテレフタレート樹脂を射出するための適温は射出成形機において約２４０℃から２５０℃の間の温度である。この場合、固化工程Ｓ５００において約１０℃から１５℃の間の温度の水で水冷を行ないながら約１分間待機することで、ポリエチレンテレフタレート樹脂製の容器２０の表面温度が約３０℃になるまで冷却される。  
【００５７】
このようにして、耐薬性があり結晶化により失透していない美的にも優れたポリエチレンテレフタレート製の製品容器２０ｃを低コストで生産性よく製造することができる。ポリエチレンテレフタレート製の製品容器２０ｃは、このような諸特性を備えているため、例えば化粧品の容器として用いられるのに適当である。
【００５８】
固化工程Ｓ５００に続いて、金型開きＳ５５０を行なう。金型開きＳ５５０とは、オス金型３０とメス金型４０とをＸ軸方向に引き離し、且つ割型５０ａ及び割型５０ｂとを離隔することである。このとき、各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃはオス金型３０の各凸部３１ａ、３１ｂ、３１ｃに接触した状態で、メス金型４０から離型される。
【００５９】
各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは上記（１）、（２）、（３）の条件を満足し、また、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃは各主軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３がそれぞれ平行となるように並列配置されているので、金型開きＳ５５０の際に、容器２０を凹部３２からＸ軸方向に沿って容易に引き抜くことができる。また、凹部３２の内面１２にガスを吹き出させるための孔が設けられていても良い。金型開きＳ５５０の際にガスを吹き出させることで、容器２０を凹部３２から容易に離型させることができる。
【００６０】
続く移動工程Ｓ６００では、容器取り出し・移動・収容工程Ｓ６１０と、製品容器取り出し工程Ｓ６２０とが行なわれる。容器取り出し・移動・収容工程Ｓ６１０は各容器２０ａ、２０ｂについての工程で、製品容器取り出し工程Ｓ６２０は製品容器２０ｃについての工程である。また、容器取り出し・移動・収容工程Ｓ６１０は、容器取り出し工程Ｓ６１０ａと移動・収容工程Ｓ６１０ｂとに分けられる。容器移動手段（不図示）を用いることで、容器取り出し工程Ｓ６１０ａと製品容器取り出し工程Ｓ６２０とを並行に行なうことができる。容器移動手段（不図示）は、各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃそれぞれの位置関係を維持したままホルダー（不図示）でホールドして、容器の離脱、移動、凸部３１への装着を各容器１７ａ，１７ｂ，１７ｃの１組単位で行なう。この際、容器移動手段は、容器を確実に保持するために容器表面を吸引する機構を具備していることが好ましい。
【００６１】
移動工程Ｓ６００では、まず、凸部３１に接触した状態の容器２０の外面６２を吸引することができる容器移動手段を、離隔されたオス金型３０及びメス金型４０との間において主軸Ｘを横断するように挿入する。容器移動手段は、例えばホルダー部を３個附属しており、各凸部３１ａ、３１ｂ、３１ｃに収容された各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃの各外面６２ａ、６２ｂ、６２ｃをそれぞれ各ホルダー部で吸引し、それぞれの位置関係を維持したままホルダー部にホールドさせる。次に容器移動手段を主軸Ｘ方向のメス金型４０側へ移動させる。このようにして、各凸部３１ａ、３１ｂ、３１ｃから各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃを並行に一動作で抜き取ることができる。
【００６２】
容器取り出し・移動・収容工程Ｓ６１０において、このように、容器２０ａ、２０ｂに対する容器取り出し工程Ｓ６１０ａと、容器２０ｃに対する製品容器取り出し工程Ｓ６２０とを並行して行なうことができる。
【００６３】
次に容器取り出し・移動・収容工程Ｓ６１０の移動・収容工程Ｓ６１０ｂについて説明する。例えば、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが図３（ａ）の配置関係である場合、容器移動手段（不図示）は、各容器２０ａ、２０ｂの主軸Ｘが各凸部３１ｂ、３１ｃの主軸とそれぞれ一致するように、直線１２０に対して平行に各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ間の距離分だけ移動する。続いて、容器移動手段を主軸Ｘ方向のオス金型３０側へ動かし、各容器２０ａ、２０ｂを各凸部３１ｂ、３１ｃへそれぞれ挿入する。続いて、容器移動手段の各容器２０ａ、２０ｂへの吸引を停止する。このようにして容器移動手段のホルダー部から各容器２０ａ、２０ｂを離脱させ、各凸部３１ｂ、３１ｃにそれぞれ接触させた状態とすることができる。容器移動手段は、製品容器２０ｃのみを吸引し、ホルダー部に保持した状態で、離隔されたオス金型３０及びメス金型４０との間を通過する。通過し終わった後に続いて金型１００を閉じる。このようにして、各容器２０ａ、２０ｂは各キャビティ１７ｂ、１７ｃに収容される。
【００６４】
また、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが図３（ｂ）の配置関係である場合も図３（ａ）の場合と同様に移動・収容工程Ｓ６１０ｂを行なうことができる。容器移動手段は、各容器２０ａ、２０ｂの主軸Ｘが各凸部３１ｂ、３１ｃの主軸とそれぞれ一致するように、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの間の距離の分だけ、円周１３０に沿って回転する。続いて、容器移動手段を主軸Ｘ方向のオス金型３０側へ動かし、各容器２０ａ、２０ｂを各凸部３１ｂ、３１ｃへそれぞれ挿入する。続いて、容器移動手段の各容器２０ａ、２０ｂへの吸引を停止する。次にホルダー部から各容器２０ａ、２０ｂを離脱させ、各凸部３１ｂ、３１ｃにそれぞれ接触させた状態とすることができる。容器移動手段は、製品容器２０ｃのみが装着された状態で、離隔されたオス金型３０及びメス金型４０との間を通過する。通過し終わった後に続いて金型１００を閉じる。このようにして、各容器２０ａ、２０ｂは各キャビティ１７ｂ、１７ｃに収容される。
【００６５】
以上のように各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃが図３（ａ）又は図３（ｂ）のように配置されていても、容器移動手段を用いることで、移動・収容工程Ｓ６１０ｂを容易に一動作で行なうことができる。
【００６６】
本実施形態では、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを同一金型１００内に配置することで各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの間の距離を短くできる。従って、移動工程Ｓ６００において、各キャビティ１７ａ、１７ｂで成形された各容器２０ａ、２０ｂを、次の厚肉段階を形成する各キャビティ１７ｂ、１７ｃへ移動する距離及び移動時間を短くすることができる。このため、各容器２０ａ、２０ｂ、２０ｃにほこり等の異物がつきにくくなり、歩留りを高める事ができる。
【００６７】
また、本実施形態では、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの間の距離が十分に短いため、一台の射出成形機を用いて積層成形を行なうことができる。従って、低コスト化及び省スペース化を図ることができる。ただし、２色もしくは２種類の樹脂を積層して一体の製品容器２０ｃを製造する場合は、２台の射出成形機を用いて、同一金型１００に２色もしくは２種類の樹脂を射出する。
【００６８】
製品容器２０ｃの製造を継続する場合は、再びキャビティ形成工程Ｓ３００から移動工程Ｓ６００までのサイクルを繰り返し、一方、製品容器２０ｃの製造を中止したい場合は終了Ｓ７５０をする。製品容器２０ｃを集める集積所を金型１００とは離れた場所に設置している場合は、金型１００で新しいサイクルを行なっている間に、製品容器２０ｃのみが吸引され、装着された状態である容器移動手段をその場所まで移動させ、そこに集積することができる。
【００６９】
本実施形態において、製品容器２０ｃは、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃを順に移動し、それぞれで積層成形された３層の厚肉樹脂容器である。積層成形を行なうことで、ひけ及びひずみの発生を防止することができる。製品容器２０ｃは、段階的に同一厚さずつで厚肉化されることが好ましい。すなわち、各キャビティ１７ａ、１７ｂ、１７ｃの肉厚の厚さをそれぞれｄ１、（ｄ１＋ｄ２）、（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）としたとき、ｄ１＝ｄ２＝ｄ３であることが好ましい。ひけを生じない最大の厚さ以下で、可能な限り大きな厚さに均等に分けて積層成形を行なうことで、積層数を少なくし、それに対応するキャビティ１組あたりの各キャビティの個数を少なくすることができる。従って、予備成形工程Ｓ２５０や試行サイクルに要する時間を短縮することができるため、生産性を向上することができる。
【００７０】
本実施形態に係る厚肉樹脂容器の製造方法により、積層数と金型数との一致を不要とすることで、必要な可動金型の種類及びその数を減らし、金型の可動スペースを小さくすると共に、生産性を向上させ、さらに成形品のそりの発生を抑制し高精度の成形品を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態に係る金型の一形態の縦断面図である。
【図２】図１における各キャビティで成形される各容器の形態例であり、（ａ）（ｃ）（ｅ）は各キャビティで成形される各容器の縦断面図、（ｂ）はＡ-Ａ’断面図、（ｄ）はＢ-Ｂ’断面図、（ｆ）はＣ-Ｃ’断面図である。
【図３】各キャビティの配置関係の概念図であり、（ａ）は同一直線上に配置された場合、（ｂ）は同一円周上に配置された場合である。
【図４】図１に示した金型をＺ−Ｚ’断面で見たときの概略図である。
【図５】本実施形態に係る厚肉樹脂容器の製造方法についてのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  凸部の外面
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  凹部の内面
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１０１、１０２、１０３、１１１、１１２、１１３  キャビティ
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  容器
３０  オス金型
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  凸部
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  凹部
４０  メス金型
５０、５０ａ、５０ｂ  割型
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  ゲート
６１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ  容器の内面
６２、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ  容器の外面
７０  ランナー
Ｓ６００  移動工程
Ｓ６１０  容器取り出し・移動・収容工程
Ｓ６１０ａ  容器取り出し工程
Ｓ６１０ｂ  移動・収容工程
Ｓ６２０  製品容器取り出し工程
Ｓ７００  定常成形工程
【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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