(57)【要約】【課題】成形過程での成形不良を抑制し、材料歩留まりに優れた熱可塑性樹脂容器のためのプリフォームおよびその製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂シートを圧縮成形して底部２３および開口部２２を有する形状に形成された圧縮成形層２４と、前記圧縮成形層２４の外面もしくは内面に射出成形にて形成された射出成形層１５とを有し、加熱して軟化させた状態でブロー成形することにより所定の形状に膨張させて成形される熱可塑性樹脂製プリフォームにおいて、前記射出成形層１５が、前記底部２３において最も厚く、開口部２２側に向かって徐々に薄くなるように形成されている。【選択図】図１
2012200881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂シートを圧縮成形して底部および開口部を有する形状に形成された圧縮成形層と、前記圧縮成形層の外面もしくは内面に射出成形にて形成された射出成形層とを有し、加熱して軟化させた状態でブロー成形することにより所定の形状に膨張させて成形される熱可塑性樹脂製プリフォームにおいて、
前記射出成形層は、前記底部において最も厚く、開口部側で前記底部における厚さより薄くなるように形成されていることを特徴とする熱可塑性樹脂製プリフォーム。
【請求項２】
前記射出成形層は、その厚さが前記底部側から前記開口部に向けて徐々に薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂製プリフォーム。
【請求項３】
前記圧縮成形層の厚さｔ１と、前記射出成形層の厚さｔ２との比ｔ２／ｔ１が１．０〜６．０の間にあることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂製プリフォーム。
【請求項４】
前記開口部における前記比ｔ２／ｔ１が１．０〜２．３の範囲にあり、かつ前記底部における前記比ｔ２／ｔ１が３．２〜６．０の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性樹脂製プリフォーム。
【請求項５】
溶融押出成形により熱可塑性樹脂製シートを作製する工程と、前記熱可塑性樹脂製シートを加熱するシート加熱工程と、加熱された前記熱可塑性樹脂製シートを、打抜き刃を有する雄型および雌型で打抜き圧縮成形して、底部および開口部を有する形状の一次プリフォームを成形する一次プリフォーム成形工程と、前記一次プリフォームの外面もしくは内面に射出成形にて樹脂材料を被覆することにより、圧縮成形層と射出成形層を有する二次プリフォームを成形する二次プリフォーム成形工程とを有する熱可塑性樹脂製プリフォームの製造方法において、
前記二次プリフォーム成形工程において、前記射出成形層を、前記二次プリフォームの底部において最も厚く、開口部で薄くなるように形成することを特徴とする熱可塑性樹脂製プリフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を素材として、ブロー成形により得られる容器のためのプリフォームおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂容器の成形方法として、溶融押出成形により作製した樹脂シートを打抜き圧縮成形して一次プリフォームを成形し、この一次プリフォームを用いて延伸ブロー成形を行う方法が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された方法によれば、溶融押出成形したシートを多層状にするので、開口部端面付近まで中間層を有する多層構造の容器を容易に成形することが可能となる。しかし、前述のようなプリフォームを用いて延伸ブロー成形を行う場合、延伸ブロー成形工程の前工程である予備加熱工程でプリフォームが変形してしまうことがあった。このような変形が生じるのは、樹脂製シートを打抜き圧縮成形した際に歪みとしてプリフォームに残留する応力が、予備加熱工程の際にプリフォームが軟化することによって解放され、その応力によって元のシート形状に戻ろうとして変形するためである。予備加熱工程で変形が発生すると、二次プリフォームが均一に加熱されなくなるので、ブロー成形工程において壁厚が不均一となり、強度等の性能に劣る不良品が生じ、生産性が低下してしまう。
【０００３】
一方、射出成形にてプリフォームを成形した場合、前述のような予備加熱工程でのプリフォームの変形は極めて小さいことから、前記一次プリフォームの外面または内面に樹脂材料を射出して被覆層を射出成形により成形した二次プリフォームを前駆体とし、これを延伸ブロー成形により容器に成形する方法が行われている。その例が特許文献２や特許文献３に記載されている。このような方法によれば、予備加熱工程で一次プリフォームが変形することを防止でき、また、二次プリフォームの成形工程では、特定部位の側壁厚を所望通りに制御することができる。また、樹脂シートとして中間層を有する多層の樹脂シートを使用した場合には、射出成形による樹脂層をフランジ部端面に形成することにより、フランジ部端面での中間層材料の露出を防止することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−００５８７１号公報
【特許文献２】特開昭４７−６５４４号公報
【特許文献３】特表昭５９−５０１９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような一次プリフォームの外面または内面に射出成形にて樹脂材料による射出被覆層を形成する場合、予備加熱工程での二次プリフォームの変形を防止するため、応力緩和によるプリフォームの変形が防止できる程度に射出成形層の厚さを厚く形成する必要がある。射出成形層をそのように厚くすれば、プリフォームの目付量が増加することになり、材料コストが高くなるなど経済性に劣る問題があった。また、一次プリフォームに残留する応力歪みは、樹脂製シートの厚さが厚くなる程大きくなる。したがって、樹脂製シートを厚くすることに伴う残留する応力による変形を抑制するためには、樹脂製シートの厚さの増大に合わせて射出成形層を更に厚く形成することになってしまい、その結果、経済性に劣ることとなるため、これを回避するためには一次プリフォームの成形に用いる樹脂製シートとしては、比較的厚さの薄いものしか使用することができなかった。
【０００６】
本発明は、射出に使用する樹脂量を抑制しつつ予備加熱工程でのプリフォームの変形を防止し、経済性に優れたプリフォーム及びその製造方法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】
【０００７】
本発明者らは、前述の課題を解決するために鋭意検討した結果、射出成形によりプリフォームの内面もしくは外面に形成した射出成形層の厚さを、プリフォームの底部において最も厚くし、開口部で薄くなるように形成することにより、射出樹脂材料の目付量を増加させることなく予備加熱工程でのプリフォーム変形を防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係る熱可塑性樹脂製プリフォームは、熱可塑性樹脂シートを圧縮成形して底部および開口部を有する形状に形成された圧縮成形層と、前記圧縮成形層の外面もしくは内面に射出成形にて形成された射出成形層とを有し、加熱して軟化させた状態でブロー成形することにより所定の形状に膨張させて成形される熱可塑性樹脂製プリフォームであって、前記射出成形層が、前記底部において最も厚く、開口部側で前記底部における厚さより薄くなるように形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
前記射出成形層の厚さの変化は、連続的であることが好ましく、この発明では、底部から開口部に向けて徐々に薄くなっている。
【００１０】
本発明の合成樹脂製プリフォームの製造方法においては、圧縮成形層の厚さｔ１と、射出成形層の厚さｔ２との比ｔ２／ｔ１が１．０〜６．０の間にあることが特に好適である。
【００１１】
その比ｔ２／ｔ１は、特に開口部側で１．０〜２．３、底部側で３．２〜６．０の範囲であることが好ましい。
【００１２】
また、その射出成形層の厚さの増加率は、開口部側で小さく、底部側で大きいことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の合成樹脂製プリフォームの製造方法は、溶融押出成形により熱可塑性樹脂製シートを作製する工程と、前記熱可塑性樹脂製シートを加熱するシート加熱工程と、加熱された前記熱可塑性樹脂製シートを、打抜き刃を有する雄型および雌型で打抜き圧縮成形して、底部および開口部を有する形状の一次プリフォームを成形する一次プリフォーム成形工程と、前記一次プリフォームの外面もしくは内面に射出成形にて樹脂材料を被覆することにより、圧縮成形層と射出成形層を有する二次プリフォームを成形する二次プリフォーム成形工程とを有し、前記二次プリフォーム成形工程において、前記射出成形層が、前記二次プリフォームの底部において最も厚く、開口部側で薄くなるように形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、樹脂製シートの打抜き圧縮成形によって得られたプリフォームに残留する応力歪みを考慮し、射出成形層の厚さに勾配を付けることで、射出する樹脂量を抑制しつつ、予備加熱工程でのプリフォームの変形を防止することができ、経済性に優れたプリフォーム及び延伸ブロー成形による樹脂容器を提供することが可能となる。また、射出成形層の厚さを底部側から開口部側にかけて一様とした場合に比べて樹脂量を抑制できる。さらに、比較的厚い樹脂製シートを用いた成形が可能となり、樹脂製シートの層構成についても多様なものを採用することが可能で、本発明のプリフォームを使用してブロー成形を行うことにより、種々の機能が付加された樹脂容器を容易かつ安価に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】二次プリフォームの側壁において、樹脂製シートから形成された圧縮成形層の厚さｔ１と、射出成形層の厚さｔ２及びフランジ面からの高さｈを表す模式図である。
【図２】（ａ）本発明において、溶融押出成形により熱可塑性樹脂シートを作製する工程を表す模式図及び（ｂ）熱可塑性樹脂シートの層構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）本発明において、一次プリフォーム成形工程を表す模式図及び（ｂ）一次プリフォームの形状及び層構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）本発明における二次プリフォーム成形工程を表す模式図及び（ｂ）内面側に樹脂を射出した場合の二次プリフォームの形状及び層構成を示す断面図である。
【図５】本発明におけるブロー成形前の予備加熱工程を表す模式図で、（ａ）搬送ラインの搬送方向より見た模式図、（ｂ）搬送方向側方より見た模式図及び（ｃ）予備加熱工程での応力歪み緩和によりプリフォームが変形する様子を現す模式図である。
【図６】本発明における二次プリフォームを用いた二軸延伸ブロー成形での容器成形工程を表す模式図で、（ａ）ロッドにより二次プリフォームが縦方向に延伸される様子を示す模式図、（ｂ）ロッドから圧縮空気を吹き出してプリフォームを横方向に延伸させて外型に押し付け附形している様子を示す模式図、（ｃ）二軸延伸ブロー成形によって成形されたカップ状の熱可塑性樹脂容器の断面を示す模式図である。
【図７】本発明における二次プリフォームの壁厚分布の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態を説明する。図２から図４は本発明の熱可塑性樹脂製プリフォームの成形方法を示す図である。まず、図２（ａ）に示すように溶融押出成形により熱可塑性樹脂製シートを作製する。そのための方法は、従来公知の溶融押出成形法であってよく、熱可塑性樹脂を押出機１に供給し、樹脂を溶融温度まで加熱してダイ２から押し出し、ロール３にて冷却固化することで樹脂シート４を得る。図２（ｂ）に示した樹脂シート４は、表層５の間にバリア性樹脂等の中間層６を設けた多層の樹脂シート４であるが、二層以上の中間層を有する多層の樹脂シートを用いることもでき、また単層の樹脂シートでも用いることができる。前記樹脂シート４の厚さは０．３ｍｍ〜１．３ｍｍ、特に０．６ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であることが好ましい。薄過ぎれば、一次プリフォームの強度が不足して容易に変形してしまい、形状を付与すること、もしくは形状を維持することが困難となる場合があり、また厚過ぎれば、一次プリフォームとしての形状に成形した後（賦形後）に残留する応力歪みが大きくなってしまい、前記ブロー成形前の予備加熱工程時に、応力が解放されて二次プリフォームが変形し、これが原因で均一にムラ無く加熱することが困難となって成形不良となる場合がある。
【００１７】
熱可塑性樹脂シートに使用される熱可塑性樹脂としては、主にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；テレフタル酸−エチレングリコール脱水縮合体）が価格、透明性、安全性の面から好適に用いられるが、ＰＥＴの特長を損なわない範囲において、他のモノマー成分を含む共重合ポリエステル樹脂も使用できる。また、前記多層状に共押出成形した樹脂シートを使用する場合、中間層としては各種ガスバリア性樹脂、機能性材料、各種添加剤等を使用することができ、また、一次プリフォーム成形工程で一次プリフォームを打ち抜いた際に発生するシート残余分を再度粉砕し、中間層として利用することも可能である。
【００１８】
前述の他のモノマー成分として、酸成分としては例えばイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等のジカルボン酸成分が使用できる。
【００１９】
またジオール成分としては、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール（プロピレングリコール）、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル1,3-プロパンジオール（ネオペンチルグリコール）、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール等が使用できるが、モノマー成分としては、特にこれらに限定されるものではない。
【００２０】
樹脂シート４を上述のようにして作製した後、一次プリフォーム成形工程において、その樹脂シート４を打抜き圧縮成形により一次プリフォーム７に成形する。図３（ａ）に示すように、前記熱可塑性樹脂シート４をヒーター８でガラス転移点以上となるまで加熱する。そして、加熱された該樹脂シート４を金型９内に搬送する。本実施形態で用いる金型９は、上方に配置された雄型１０と下方に配置された雌型１１とにより構成されていて、雄型１０は雌型１１に向かって進退（上下動）できるように構成されている。金型９内へ前記樹脂シート４が搬送されたら、雄型１０を雌型１１側に向かって移動させると、前記樹脂シート４は雄型１０に接触して雄型１０と共に雌型１１側へ突出するように変形させられ、雄型１０がその下死点で雌型１１に接触し、これら雌型１１と雄型１０との間に樹脂シート４が挟み込まれ、プリフォームの形状が付与される。
【００２１】
なお、雄型１０および雌型１１の内部には常に冷却水が循環しており、成形を行いながら、同時に樹脂シート４の冷却も行っている。この状態で所定の温度まで樹脂シート４が冷却され、雄型１０と雌型１１とがプリフォームを挟んだ状態で上昇し、樹脂シート４からプリフォームが切断される。プリフォームが樹脂シート４から切り離された後、雄型１０が雌型１１側と反対の方向へ移動して、雌型１１内に残ったプリフォームが排出され、図３（ｂ）に示すような一次プリフォーム７が成形される。雌型１１から排出された一次プリフォーム７は、次工程の二次プリフォーム成形工程に搬送される。
【００２２】
二次プリフォーム成形工程では、上記の一次プリフォーム７に射出成形層が形成される。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、下方に配置された雌型１２と上方に配置された雄型１３とにより構成された射出成形装置１４により射出成形層１５を形成する。まず、雌型１２内に搬送された一次プリフォーム７に対し、雄型１３が移動して、前記一次プリフォーム７との間に密閉された所定の間隙（キャビティー）を形成した状態で停止する。そして、一次プリフォーム７の内面と雄型１３との間に形成された間隙に対し、雄型１３に形成された射出孔１６から樹脂１７が射出されて充填される。これにより一次プリフォーム７の内面に射出成形層１５が形成され、図４（ｂ）に示すような二次プリフォーム１８が成形される。成形された二次プリフォーム１８の断面形状を図１に示す。前記二次プリフォーム１８は、熱可塑性樹脂により、図４の（ｂ）および図１の下方からフランジ部１９、首部２０、ブロー成形予定部２１が一体的に連続している状態に構成され、図の下向きに開口部２２が形成されている。
【００２３】
前記フランジ部１９は、前記開口部２２の周囲に位置し、半径方向外方に向けて水平に突き出した環状に形成されている。前記首部２０は、前記フランジ部１９の内周端に連続していて、実質的に垂直な円筒状に形成されている。そして、前記首部２０の上方には、プリフォームの側壁部および底部を形成するブロー成形予定部２１が、所定の曲率半径で屈曲した接続部を介して連続している。そのブロー成形予定部２１は前記二次プリフォーム１８の断面において、垂直方向に対し傾斜して形成され、上端が閉じた椀状の底部２３を形成している。本実施形態においては、一次プリフォーム７を成形する樹脂シート４として中間層６を有する樹脂シート４を使用したため、二次プリフォーム１８の外層を形成する圧縮成形層２４には中間層６が形成されている。そして、二次プリフォーム１８の内面側に射出成形層１５が形成されている。
【００２４】
射出成形層１５は、底部２３において最も厚く形成され、開口部２２側に向かうに連れて徐々に薄くなり、開口部２２において最も薄くなるよう構成されている。本実施形態においては、開口部２２からフランジ部１９の開口部２２側の表面とフランジ部１９外周の端面にも射出成形層１５が形成され、一次プリフォーム成形工程で切断されたフランジ部１９の切断端面を射出成形層１５で覆うことにより、フランジ部１９の端面の形状を安定させ、中間層６が露出しないように構成されている。なお、本実施形態において形成されている首部２０、フランジ部１９及びフランジ部１９の外周端面に形成された射出成形層１５については、一次プリフォーム７におけるこれらの部位が予備加熱工程で加熱されても変形しないことから、これらの部位に形成された射出成形層１５はプリフォームの変形防止には関係しないため、本発明で厚さを規定する射出成形層１５の範囲には含まれず、適宜厚さを設定して良い。すなわち、本発明においては、ガラス転移点以上の温度に加熱することによって変形するブロー成形予定部に形成された射出成形層が、底部２３において最も厚く形成され、開口部２２側において薄くなるように構成されていればよい。
【００２５】
また、一次プリフォーム７の外面に射出成形層１５を形成する場合には、雌型１２と一次プリフォーム７との間に所定の間隙（キャビティー）が形成されるように金型を構成し、一次プリフォーム７の外面と雌型１１との間に形成された間隙（キャビティー）に対し、雌型１２に形成された射出孔から樹脂を射出することにより一次プリフォーム７の外面に射出成形層を形成することができる。
【００２６】
本実施例においては、射出成形層１５の厚さに勾配をつけることで、射出樹脂量を抑制しつつ、予備加熱による二次プリフォーム１８の変形を防止することができる。すなわち、変形量が最も大きい二次プリフォーム１８の底部において射出被覆樹脂層の厚さを最も厚くし、開口部２２側へ向かって側壁部に形成された射出被覆樹脂層の厚さが徐々に薄くなり、開口部２２近傍で最も薄くなるように形成されている。これにより、前記ブロー成形前の予備加熱工程時に変形せず、経済性に優れたプリフォーム及び延伸ブロー成形による樹脂製容器を提供することが可能となる。
【００２７】
また、本発明においては、前記二次プリフォーム１８の壁厚として、図１に示すように、前記一次プリフォーム成形工程で、樹脂シート４から形成された圧縮成形層２４の各部位の厚さｔ１と、対応する射出成形層１５の厚さｔ２の比（ｔ２／ｔ１）が、１．０〜６．０の範囲内にあることが好ましい。すなわち、射出成形層１５が最も厚い底部２３においてはｔ２／ｔ１の値を６．０以下とし、射出成形層１５の厚さが最も薄い開口部２２側の近傍においてはｔ２／ｔ１の値を１．０以上として、底部から開口部２２へ向かって射出成形層１５の厚さを徐々に薄くなるように構成するのが好適である。この範囲においては、予備加熱工程での前記二次プリフォーム１８の変形を防止し、かつブロー成形後の樹脂容器の性能も良好である。
【００２８】
また、射出成形層１５が最も厚い底部２３においてはｔ２／ｔ１の値を３．２以上６．０以下とするのが好ましく、射出成形層１５の厚さが最も薄い開口部２２側の近傍においてはｔ２／ｔ１の値を１．０以上２．３以下とするのが好ましい。ｔ２／ｔ１が６．０を超える場合には、壁厚が厚くなり過ぎてブロー成形による形状の付与が困難になる場合や、射出成形層１５に対して圧縮成形層２４が薄すぎるため、ブロー成形による延伸に追随できず、ブロー成形後の圧縮成形層２４の厚さにバラツキが生じたり、部分的に破断することにより、不良品が発生し、歩留まりが悪化して生産性が低下するので好ましくない。また、多層の樹脂シート４を使用した場合には、壁厚が厚い部分において、ブロー成形の際に多層の樹脂シート４における中間層６が変形に追随できずに破断してしまう場合があり、不良品が発生して生産性を低下させるので好ましくない。
【００２９】
また、ｔ２／ｔ１が１．０より小さい場合には、射出成形層１５の厚さが薄すぎるため、前記圧縮成形層２４の変形を抑制しきれずに前記ブロー成形前の予備加熱工程で変形が発生する場合がある。
【００３０】
また、射出成形層１５が最も厚い底部２３においてｔ２／ｔ１の値が３．２未満の場合には予備加熱工程で圧縮成形層２４の変形を防止できない場合が生じるので好ましくない。予備加熱工程で変形が発生すると、二次プリフォーム１８が均一に加熱されないので、ブロー成形工程において壁厚が不均一となり、強度等の性能に劣る不良品を生じさせて、生産性を低下させてしまうためである。
【００３１】
また、射出成形層１５の厚さが最も薄い開口部２２側の近傍においてｔ２／ｔ１の値を２．３以上に大きくすると、射出成形層１５が厚くなりすぎて経済性に劣る場合があり、好ましくない。
【００３２】
さらに、射出成形層１５が最も厚くなる底部２３でのｔ２／ｔ１の値と射出成形層１５の厚さが最も薄い開口部２２側の近傍におけるｔ２／ｔ１の値の差が２以上であることが好ましい。このように構成することにより、射出成形層１５の壁厚分布を圧縮成形層２４の残留応力に応じた適切な分布とすることができ、射出樹脂量を抑制して経済性に優れたプリフォームとすることができる。
【００３３】
一方、前記二次プリフォーム成形工程で二次プリフォーム１８を成形する際の射出被覆材料としては、主にＰＥＴが好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、また各種機能性材料、添加剤、着色剤等を適用することも可能である。
【００３４】
なお、前記二次プリフォーム成形工程で、適応する金型形状を種々変更することにより、特定部位の側壁厚を所望通りに制御することができ、容器のブロー成形予定部２１およびフランジ部１９の端面の形状・寸法を安定させることができる。さらに、多層状に共押出成形した樹脂シート４を使用する場合は、一次プリフォーム成形工程で中間層６が圧縮成形層２４におけるフランジ部１９の端面（切断面）にまで形成され、端面において中間層６が露出するが、そのような場合であっても、フランジ部１９の外周に射出成形層１５を設けることにより、中間層６の露出部分を射出成形層１５で被覆し保護することができる。また、一次プリフォーム成形工程において、一次プリフォーム７を熱可塑性樹脂シート４から切断する際に、フランジ部１９の端面に凹凸やバリが形成される場合があるが、フランジ部１９の外周に射出成形層１５を設けることにより、凹凸やバリが射出成形された樹脂で覆われて、フランジ部１９の端面の形状を精度良く形成することができる。
【００３５】
図７に本発明の二次プリフォーム１８の壁厚分布の一例を示す。図７では、樹脂シート４の厚さを０．８ｍｍとして成形した場合の分布を示しており、横軸には図１に示すフランジ面からの高さｈを採り、縦軸に総厚、圧縮成形層の厚さ及び射出成形層１５の厚さとｔ２／ｔ１の値を示している。図１に示したプリフォームの場合、射出成形層１５は内面に形成し、フランジ部１９の下面から底部２３の外面までの高さは約３５ｍｍ、フランジ部１９下面から首部２０の上端までの高さを７．５ｍｍ、首部２０外径を約６３．５ｍｍ、フランジ部１９の外径は約６５ｍｍとした。ｔ２／ｔ１はプリフォームの底部２３の近傍で約４．１、開口部２２の近傍（首部２０の上端の７．５ｍｍの位置）で約１．５であり、その差は２．６となっていて、射出成形層１５の壁厚は底部２３から開口部２２に向けて徐々に薄くなっている。圧縮成形層２４の厚さは一次プリフォーム成形工程で成形される際に元の板厚の０．８ｍｍよりも薄くなっており、フランジ面からの高さｈにかかわらず、ほぼ一定の厚さになっている。これに対して、射出成形層１５はフランジ面からの高さｈが高くなる程、厚くなるように形成されている。これにより、射出成形層１５を形成する樹脂量を低減しつつ、圧縮成形層２４が変形することによる予備加熱工程での二次プリフォーム１８の変形を防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態では、射出成形層１５の壁厚分布において、プリフォームのフランジ部１９の下面から底部２３までの高さが３５ｍｍであり、フランジ部１９の下面から底部２３までの高さｈの半分の高さである１７．５ｍｍの位置における射出成形層１５の厚さが０．８ｍｍであり、高さ７．５ｍｍである開口部２２の近傍（首部２０の上端部）における射出成形層１５の厚さが０．７ｍｍとなっていて、その差が０．１ｍｍと僅かな増加率となっている。これに対し、底部における射出成形層１５の厚さは２．７ｍｍとなっていて、高さ１７．５ｍｍの位置における射出成形層１５の厚さとの差が１．９ｍｍとなり、高さ７．５ｍｍの位置から高さ１７．５ｍｍの位置における増加率と比較して非常に大きな増加率となっている。本発明においては、プリフォームのフランジ部１９の下面から底部２３までの高さｈの半分の高さの位置までの射出成形層１５の厚さの増加率を小さくし、プリフォームのフランジ部１９の下面から底部２３までの高さｈの半分の高さの位置から底部２３までの射出成形層１５の厚さの増加率を大きくすることで、より経済性に優れたプリフォームを製造することができる。より好適には、プリフォームのフランジ部１９の下面から底部２３までの高さｈの半分の高さの位置における射出成形層１５の厚さが底部２３の最も厚い部位における射出成形層１５の厚さの５０％以下、より好ましくは３０％以下とするのが良い。
【００３７】
次に、前記二次プリフォーム１８を使用してブロー成形により熱可塑性樹脂製容器を成形する方法について説明する。まず、前記二次プリフォーム１８に対して予備加熱を行う。図５（ａ）および（ｂ）に示すように、プリフォーム搬送用治具２５に保持された前記二次プリフォーム１８は、搬送経路の上方に設置された近赤外線ヒーター２６の下方を通過することにより加熱される。その際、前記二次プリフォーム１８を回転させながら通過させることにより、前記二次プリフォーム１８を均一に加熱する。このとき、射出成形層１５が薄すぎると、図５（ｃ）に矢印で示すように二次プリフォーム１８が変形し、近赤外線ヒーター２６と二次プリフォーム１８の各部位との距離が変動して各部位に対する照射熱量が不均一となり、均一な加熱ができなくなる。二次プリフォーム１８が均一に加熱されないと、次工程のブロー成形工程において延伸される際、各部でプリフォームの延伸の度合いが異なり、各部位の壁厚がばらついたり、破断したりすることにより所望の容器を成形することができなくなる。この予備加熱工程で、前記二次プリフォーム１８はガラス転移点以上の温度に加熱され、次工程のブロー成形工程へ搬送される。
【００３８】
前記予備加熱工程でガラス転移点以上の温度に加熱された前記二次プリフォーム１８は、ブロー成形工程において、二軸延伸ブロー成形により所定の形状に成形され、熱可塑性樹脂容器とされる。そのブロー成形について説明すると、図６（ａ）に示すように、前記二次プリフォーム１８は上方に配置された外型２７と下方に配置されたロッド２８の間に搬送され、外型２７によりフランジ部１９を固定された状態でロッド２８が外型２７へ向かって移動し、前記二次プリフォーム１８の底部２３を押し上げて縦方向に延伸する。続いて、図６（ｂ）に示すように、ロッド２８から圧縮空気が吹き出され、前記二次プリフォーム１８は横方向に延伸しながら外型２７の内面に押し付けられることにより図６（ｃ）に示すような所望の形状が付与された熱可塑性樹脂容器２９が成形される。
【００３９】
次にこの発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００４０】
(i)（樹脂製シート成形）
樹脂シート４として、ガスバリア材料であるポリグリコール酸（ＰＧＡ）の層を、厚さ０．１ｍｍの中間層６として設け、成形後に容器内面となる層として厚さ０．５ｍｍのＰＥＴ樹脂層、成形後に容器外面側となる層として厚さ０．２ｍｍのＰＥＴ樹脂層をそれぞれ形成した総厚０．８ｍｍのＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴ共押出多層シートを溶融押出しし、樹脂シート４を得た。
(ii)（一次プリフォーム成形工程）
前記樹脂シート４を９０〜１００℃に加熱後、圧縮成形機にて一次プリフォーム７を圧縮成形し、打ち抜いた。
(iii)（二次プリフォーム成形工程）
一次プリフォーム７に対し、容器に賦形した際の外面に相当する側壁部からフランジ端面に相当する部位にかけて、ＰＥＴ樹脂を射出被覆し、二次プリフォーム１８を得た。射出成形層１５の厚さは、図７に示すような分布とし、成形された二次プリフォーム１８および二次プリフォーム１８をブロー成形して得られる成形品の重量が１５ｇとなるよう調整した。この際、二次プリフォーム１８のブロー成形により延伸される底部２３及び側壁部の各部位の壁厚において、射出成形層１５が最も厚い底部２３においてはｔ２／ｔ１の値が４．２となり、射出成形層１５の最も薄い開口部２２でのｔ２／ｔ１の値は１．５となり、底部２３から開口部２２へかけて射出成形層１５が徐々に薄くなるように形成し、ｔ２／ｔ１の範囲は１．５〜４．２であった。
(iv)（二軸延伸ブロー成形）
二次プリフォーム１８を８０〜９０℃に予備加熱後、二軸延伸ブロー成形機にて、φ３０(直径３０ｍｍ）のロッド２８で縦方向に延伸し、続いてブローエアで横方向に延伸し、ブローエア圧力で外型２７に押し付けることで、カップ状容器を成形した。
【実施例２】
【００４１】
上記実施例１の工程(i)において、樹脂シート４として、ＰＧＡ層を厚さ０．１ｍｍの中間層６として設け、成形後に容器内面となる層として厚さ０．３ｍｍのＰＥＴ樹脂層、成形後に容器外面側となる層として厚さ０．２ｍｍのＰＥＴ樹脂層をそれぞれ形成し、総厚０．６ｍｍの共押出多層シートを溶融押出しした以外は、実施例１と同じ内容で一次プリフォーム７、二次プリフォーム１８およびカップ状容器を成形した。この際、二次プリフォームのブロー成形により延伸される各部位の壁厚において、前記ｔ２／ｔ１の範囲は２．３〜６．０であった。
【実施例３】
【００４２】
上記実施例１の工程(i)において、樹脂シート４として、ＰＧＡ層を厚さ０．１ｍｍの中間層６として設け、成形後に容器内面となる層として厚さ０．６ｍｍのＰＥＴ樹脂層、成形後に容器外面側となる層として厚さ０．３ｍｍのＰＥＴ樹脂層をそれぞれ形成し、総厚１．０ｍｍの共押出多層シートを溶融押出しした以外は、実施例１と同じ内容で一次プリフォーム７、二次プリフォーム１８およびカップ状容器を得た。この際、二次プリフォーム１８のブロー成形により延伸される底部２３及び側壁部の各部位の壁厚において、前記ｔ２／ｔ１の範囲は１．０〜３．２であった。
【実施例４】
【００４３】
上記実施例１の工程(iii)において、一次プリフォーム７に対し、容器に賦形した際の内面に相当するブロー成形予定部２１からフランジ端面に相当する部位にかけて、ＰＥＴ樹脂を射出被覆し、二次プリフォーム１８を得た以外は、実施例１と同じ内容で樹脂シート４、一次プリフォーム７、二次プリフォーム１８およびカップ状容器を得た。この際、二次プリフォーム１８のブロー成形により延伸される底部２３及び側壁部の各部位の壁厚において、前記ｔ２／ｔ１の範囲は１．５〜４．２であった。
なお、上記実施例１から実施例４において二次プリフォーム１８は、二軸延伸ブロー成形工程での予備加熱において変形することがなく、成形されたカップ状容器は、側壁厚さが均一となり、容器としての機能を十分に満足するものであった。
【実施例５】
【００４４】
樹脂シート４として、ＰＧＡ層を厚さ０．１ｍｍの中間層６として設け、成形後に容器内面となる層として厚さ０．８ｍｍのＰＥＴ樹脂層、成形後に容器外面となる層として厚さ０．４ｍｍのＰＥＴ樹脂層をそれぞれ形成し、総厚１．３ｍｍの共押出多層シートを用い、成形された二次プリフォーム１８および二次プリフォーム１８をブロー成形して得られる成形品の重量が１７ｇとなるよう射出成形層１５の厚さを調整した以外は、実施例１と同じ内容で一次プリフォーム７、二次プリフォーム１８を得た。この際、二次プリフォーム１８のブロー成形により延伸される底部２３及び側壁部の各部位の壁厚において、前記ｔ２／ｔ１の範囲は０．５〜２．２であった。
実施例５においては、二軸延伸ブロー成形前に二次プリフォーム１８を予備加熱する際、残留している応力の解放により変形してしまうプリフォームが発生したが、不良発生率は０．５％未満であり、実施例１から４と比較して歩留まりは劣るものの実用上問題はなく製造できた。
【実施例６】
【００４５】
樹脂シート４として、ＰＧＡ層を厚さ０．１ｍｍの中間層６として設け、成形後に容器内面となる層として厚さ０．１ｍｍのＰＥＴ樹脂層、成形後に容器外面側となる層として厚さ０．１ｍｍのＰＥＴ樹脂層をそれぞれ形成し、総厚０．３ｍｍの共押出多層シートを用いた以外は、実施例１と同じ内容で一次プリフォーム７、二次プリフォーム１８を得た。この際、二次プリフォーム１８のブロー成形により延伸される底部２３及び側壁部の各部位の壁厚において、前記ｔ２／ｔ１の範囲は５．８〜１２．７であった。
実施例６においては、一次プリフォーム成形工程において、工程中に一次プリフォーム７が破断して賦形が困難となる場合が生じ、実施例１から４と比較して歩留まりが低下したものの、不良発生率は０．５％未満であり、実用上問題なく製造できた。
【比較例１】
【００４６】
樹脂シート４として、ＰＧＡ層を厚さ０．１ｍｍの中間層６として設け、成形後に容器内面となる層として厚さ０．８ｍｍのＰＥＴ樹脂層、成形後に容器外面側となる層として厚さ０．４ｍｍのＰＥＴ樹脂層をそれぞれ形成し、総厚１．３ｍｍの共押出多層シートを用い、射出成形層１５の厚さを、厚さ０．５ｍｍで一定とし、成形された二次プリフォーム１８および二次プリフォーム１８をブロー成形して得られる成形品の重量が１５ｇとなるようなるよう調整した以外は、実施例１と同じ内容で一次プリフォーム７、二次プリフォーム１８を得た。この際、二次プリフォーム１８のブロー成形により延伸される底部２３及び側壁部の各部位の壁厚において、前記ｔ２／ｔ１の範囲は０．５〜１．１であった。
比較例１においては、二軸延伸ブロー成形前に二次プリフォーム１８を予備加熱する際、全てのプリフォームが残留している応力の解放により変形した。そのため、得られたカップ状容器の中には、首部２０の壁厚が厚過ぎたり、底部２３の壁厚が薄過ぎたりして、側壁厚さが不均一でバランスが悪い不良品となった。
【比較例２】
【００４７】
樹脂シート４として、ＰＧＡ層を厚さ０．１ｍｍの中間層６として設け、成形後に容器内面となる層として厚さ０．１ｍｍのＰＥＴ樹脂層、成形後に容器外面側となる層として厚さ０．１ｍｍのＰＥＴ樹脂層をそれぞれ形成し、総厚０．３ｍｍの共押出多層シートを用い、射出成形層１５の厚さを、厚さ２．８ｍｍで一定とし、成形された二次プリフォーム１８および二次プリフォーム１８をブロー成形して得られる成形品の重量が１７ｇとなるようなるよう調整した以外は、実施例１と同じ内容で一次プリフォーム７、二次プリフォーム１８を得た。この際、二次プリフォーム１８のブロー成形により延伸される底部２３及び側壁部の各部位の壁厚において、前記ｔ２／ｔ１は約１１．３〜２６．４であった。
比較例２においては、ｔ２／ｔ１の値が大きすぎることにより、ブロー成形工程において、圧縮成形層２４がブロー成形による延伸に追随できず、ブロー成形後の圧縮成形層２４の厚さにバラツキが生じるものや、部分的に破断するものが発生し、必要な座屈強度、耐圧強度等を満たすことができず、全数が不良品となった。上記実施例の評価結果を表１に示す。
【表１】
2012200881.tif 000003
【００４８】
実施例１から６において成形された熱可塑性樹脂製のカップ状容器は、側壁厚さがほぼ均一となり、容器としての機能を十分に満足するものであった。これに対し、比較例１で成形された二次プリフォームは、予備加熱工程において応力歪みの緩和によりプリフォームが変形し、また、得られたカップ状容器においては、必要な強度が不足して所望の製品が成形できなかった。また、比較例２においては、容器成形の際に圧縮成形層２４の厚さのバラツキが生じるものや、中間層６が断裂するものが発生し、所望の製品が成形できなかった。
【００４９】
以上の通り、本発明の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、前述した実施形態では、フランジ部１９とブロー成形予定部２１との間に、ブロー成形を受けない首部２０を形成したが、首部２０を形成することなく、フランジ部１９に直接接続するようにブロー成形予定部２１を設けても良い。また、本実施形態では中間層６を有する多層の熱可塑性樹脂シートを用いたが、単層のシートを用いても良い。
【符号の説明】
【００５０】
４…樹脂シート、  ５…中間層、  ７…一次プリフォーム、  １５…射出成形層、  １８…二次プリフォーム、  １９…フランジ部、  ２０…首部、  ２１…ブロー成形予定部、  ２２…開口部、  ２３…底部、  ２４…圧縮成形層、  ２９…熱可塑性樹脂容器。
【図１】
2012200881.tif 000004
【図２】
2012200881.tif 000005
【図３】
2012200881.tif 000006
【図４】
2012200881.tif 000007
【図５】
2012200881.tif 000008
【図６】
2012200881.tif 000009
【図７】
2012200881.tif 000010