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技術 液体ブロー成形用のプリフォーム

出願人 株式会社吉野工業所
発明者 田中敏正奥山雄一田端真一
出願日 2015年8月31日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2015-170945
公開日 2016年5月23日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-088087
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等のブロー成形,熱成形
主要キーワード 寸胴形状 収縮割合 プリフォーム法 押出しブロー成形 試験管状 プロット図 プリフォーム成形 エアブロー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年5月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

液体ブロー成形によって所望の形状の容器に正確に成形可能なPET製のプリフォームを提供することである。

解決手段

ポリエチレンテレフタレートにより口部2と胴部3とを備えた有底筒状に形成された液体ブロー成形用のプリフォーム1を、液体ブロー成形により、前記胴部3が、軸方向に向けて1.50以上、3.10以下の延伸倍率延伸されるとともに径方向に向けて2.26以上、3.70以下の延伸倍率で延伸されて容器に成形される構成とする。

概要

背景

所謂ペットボトルに代表されるポリエチレンテレフタレート(以下、PETという。)製の容器は、飲料用食品用化粧料用等の様々な用途に使用されている。

このような容器は、射出成形圧縮成形等により円筒状の口部と試験管状胴部とを一体に備えた有底筒状に形成されたPET製のプリフォーム延伸効果が発現する温度にまで加熱し、この状態で延伸ロッドを用いつつプリフォーム内に加圧エアを供給して軸方向と径方向とに延伸させることで所定の形状に成形されるのが一般的である(例えば特許文献1参照)。そして、成形後の容器に、後工程において飲料等の液体充填されて製品とされる。

概要

液体ブロー成形によって所望の形状の容器に正確に成形可能なPET製のプリフォームを提供することである。ポリエチレンテレフタレートにより口部2と胴部3とを備えた有底筒状に形成された液体ブロー成形用のプリフォーム1を、液体ブロー成形により、前記胴部3が、軸方向に向けて1.50以上、3.10以下の延伸倍率で延伸されるとともに径方向に向けて2.26以上、3.70以下の延伸倍率で延伸されて容器に成形される構成とする。

目的

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体ブロー成形によって所望の形状の容器に正確に成形可能なPET製のプリフォームを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ポリエチレンテレフタレートにより口部と胴部とを備えた有底筒状に形成された液体ブロー成形用プリフォームであって、液体ブロー成形により、前記胴部が、軸方向に向けて1.50以上、3.10以下の延伸倍率延伸されるとともに径方向に向けて2.26以上、3.70以下の延伸倍率で延伸されて容器成形されることを特徴とする液体ブロー成形用のプリフォーム。

請求項2

液体ブロー成形による前記胴部の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、2.88未満である請求項1に記載の液体ブロー成形用のプリフォーム。

請求項3

液体ブロー成形による前記胴部の軸方向に向けた延伸倍率が1.50以上、3.00未満であり、且つ、液体ブロー成形による前記胴部の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、3.10以下である請求項1に記載の液体ブロー成形用のプリフォーム。

技術分野

0001

本発明は、ポリエチレンテレフタレートにより口部と胴部とを備えた有底筒状に形成され、液体ブロー成形により容器成形される液体ブロー成形用プリフォームに関する。

背景技術

0002

所謂ペットボトルに代表されるポリエチレンテレフタレート(以下、PETという。)製の容器は、飲料用食品用化粧料用等の様々な用途に使用されている。

0003

このような容器は、射出成形圧縮成形等により円筒状の口部と試験管状の胴部とを一体に備えた有底筒状に形成されたPET製のプリフォームを延伸効果が発現する温度にまで加熱し、この状態で延伸ロッドを用いつつプリフォーム内に加圧エアを供給して軸方向と径方向とに延伸させることで所定の形状に成形されるのが一般的である(例えば特許文献1参照)。そして、成形後の容器に、後工程において飲料等の液体が充填されて製品とされる。

先行技術

0004

特開2014−88004号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、従来のPET製のプリフォームは、これをエアブロー成形によって径方向への延伸倍率が低い形状の容器に成形しようとした場合には、金型形状へのトレース性が低くなり、成形後に生じる容器の収縮と相まって、所望の容量、高さの容器を得られないという問題を生じるものであった。

0006

これに対して、PET製のプリフォームに、加圧エアに替え加圧した液体を供給することによって当該プリフォームを所定の形状の容器に成形するようにした液体ブロー成形が知られているが、PET製のプリフォームを液体ブロー成形で容器に成形する場合に、どの程度の延伸倍率でプリフォームを延伸させると好適な容器が得られるのかは知られていない。

0007

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体ブロー成形によって所望の形状の容器に正確に成形可能なPET製のプリフォームを提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明の液体ブロー成形用のプリフォームは、ポリエチレンテレフタレートにより口部と胴部とを備えた有底筒状に形成された液体ブロー成形用のプリフォームであって、液体ブロー成形により、前記胴部が、軸方向に向けて1.50以上、3.10以下の延伸倍率で延伸されるとともに径方向に向けて2.26以上、3.70以下の延伸倍率で延伸されて容器に成形されることを特徴とする。

0009

本発明の液体ブロー成形用のプリフォームは、上記構成において、液体ブロー成形による前記胴部の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、2.88未満であるのが好ましい。

0010

本発明の液体ブロー成形用のプリフォームは、上記構成において、液体ブロー成形による前記胴部の軸方向に向けた延伸倍率が1.50以上、3.00未満であり、且つ、液体ブロー成形による前記胴部の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、3.10以下であるのが好ましい。

発明の効果

0011

本発明によれば、液体ブロー成形によって所望の形状の容器に正確に成形可能なPET製のプリフォームを提供することができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の一実施の形態であるプリフォームを側方から見た半断面図である。
表1におけるPET製のプリフォームを液体ブロー成形により容器に成形した場合の実験結果を示すプロット図である。
表1におけるPET製のプリフォームをエアブロー成形により容器に成形した場合の実験結果を示すプロット図である。
表2における実験結果を示すプロット図である。

実施例

0013

以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。

0014

図1に示す本発明の一実施の形態であるプリフォーム1は、射出成形により成形されたPET(ポリエチレンテレフタレート)製であり、口部2と胴部3とを備えた有底筒状に形成されている。このプリフォーム1は、PETを射出成形して形成されたものに限らず、例えばPETを圧縮成形や押出しブロー成形により所定形状に成形して形成されたものとすることもできる。プリフォーム1の口部2は円筒状に形成され、その外周面には雄ねじ部4が一体に設けられている。胴部3は軸方向に沿って延びる断面円形の試験管状に形成され、口部2の下方に当該口部2と同軸かつ一体に設けられている。

0015

このプリフォーム1は、液体ブロー成形に用いられるものであり、当該液体ブロー成形において口部2を通して胴部3に加圧した液体が供給されることにより、胴部3が、その軸方向と径方向とに延伸されて所定の形状の容器に成形される。つまり、プリフォーム1は、その胴部3が図示しないブロー成形用の金型キャビティ内に装着され、口部2を通して供給される加圧した液体によって胴部3がその軸方向と径方向とに延伸されて金型のキャビティの内面に沿った所定の形状の容器に成形されるものである。

0016

なお、液体ブロー成形においてプリフォーム1に供給される液体としては、飲料、化粧品薬品洗剤ボディーソープ等の最終的に製品として容器に充填される液体を用いるのが好ましい。これにより、成形後の容器への液体の充填工程を省略して、その生産性を高めることができる。

0017

上記液体ブロー成形に際しては、プリフォーム1の胴部3を予めヒーター等によって延伸効果が発現する温度にまで加熱させるのが好ましい。また、液体ブロー成形に際して、口部2を通して胴部3の内部に延伸ロッドを挿入し、当該延伸ロッドにより胴部3の軸方向への延伸を補助する構成とすることもできる。なお、プリフォーム1の加熱に際しては、生産性を考慮して、プリフォーム成形時の余熱を利用するなどの、所謂、ホットプリフォーム法による成形工程を採用することもできる。

0018

本発明のプリフォーム1は、液体ブロー成形により、胴部3がその軸方向に向けて1.50以上、3.10以下の延伸倍率で延伸されるとともに径方向に向けて2.26以上、3.70以下の延伸倍率で延伸されて所定形状の容器に成形されるものである。本発明のプリフォーム1の胴部3の、液体ブロー成形による径方向に向けた延伸倍率のより好ましい範囲は、2.26以上、2.88未満である。

0019

液体ブロー成形におけるプリフォーム1の軸方向および径方向の延伸倍率は、プリフォーム1の胴部3の軸方向寸法および径方向寸法(外径寸法)に対してブロー成形用の金型のキャビティの軸方向寸法および径方向寸法(内径寸法)の比を種々変更し、あるいはブロー成形用の金型のキャビティの軸方向寸法および径方向寸法(内径寸法)に対してプリフォーム1の胴部3の軸方向寸法および径方向寸法(外径寸法)を種々変更することにより、上記の範囲に設定することができる。

0020

本発明のプリフォーム1は、液体ブロー成形によって上記範囲の延伸倍率で胴部3がその軸方向および径方向に延伸されることにより、金型のキャビティの内面を十分にトレースし、成形後に容器に不正な収縮を生じさせることなく、また、成形時に容器に破裂を生じさせることなく、所望の容積および高さ等を有する所望の形状の容器に正確に成形される。

0021

また、本発明のプリフォーム1は、液体ブロー成形による胴部3の軸方向に向けた延伸倍率が1.50以上、3.00未満であり、且つ、液体ブロー成形による胴部4の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、3.10以下であるのが好ましい。このような範囲の延伸倍率で胴部3をその軸方向および径方向に延伸することにより、容器を所望の容積および高さ等を有する所望の形状に正確に成形することができるとともに、成形後の容器にボイド物体に含まれる微小な空洞:気孔)が発生してその透明度が低下することを防止して透明度が高く見栄えのよい容器に成形することができる。

0022

PETにより形成されたプリフォームを液体ブロー成形によって所望の形状の容器に正確に成形することが可能な当該プリフォームの胴部の軸方向および径方向への適切な延伸倍率を検証するために、胴部の形状が互いに相違する3種類のPET製のプリフォーム(No1〜3)と、キャビティの軸方向寸法および径方向寸法が互いに相違する7種類のブロー成形用の金型とを用いて、その軸方向の延伸倍率(ASR)および径方向の延伸倍率(HSR)を種々変更しながら液体ブロー成形することにより、軸方向および径方向の延伸倍率がプリフォームを液体ブロー成形して得られる容器の成形性の良否に与える影響を調べる実験を行った。この実験結果を表1に示す。なお、表1には、比較として、プリフォームを同様の条件においてエアブロー成形によって容器に成形した場合の当該容器の成形性の良否の判定を合わせて示している。

0023

0024

この実験においいては、成形後の容器の、その成形から1日経過後(経時変化)における内容量の減少割合(成形後の容器の収縮割合)および容器の高さの減少割合に基づきブロー成形された容器の成形性の良否を判定した。なお、表1において、○は成形性が良い(初期の内容量に対する減少率が5%以内、且つ初期の容器高さに対する減少率が1%以内である)ことを示し、×は成形性が悪いことを示す。また、ブロー成形時にプリフォームが破裂して容器に成形されない場合は、その成形性の良否を×と判定した。表1には、プリフォームの軸方向の延伸倍率(ASR)、径方向の延伸倍率(HSR)に加えてプリフォームの胴部の表面積の延伸倍率(PSR)を参考に記載している。

0025

図2は、表1におけるPET製のプリフォームを液体ブロー成形により容器に成形した場合の実験結果を示すプロット図であり、図3は、表1におけるPET製のプリフォームをエアブロー成形により容器に成形した場合の実験結果を示すプロット図である。

0026

表1および図2に示す実験結果から、PET製のプリフォームを液体ブロー成形によって所定の形状の容器に成形する場合には、その胴部の軸方向に向けた延伸倍率が1.50以上、3.10以下、胴部の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、3.70以下となるように当該軸方向および径方向の延伸倍率を設定することにより、プリフォームを液体ブロー成形によって成形性よく容器に成形可能であることが解る。

0027

これに対して、表1および図3に示す実験結果から、PET製のプリフォームをエアブロー成形によって所定の形状の容器に成形する場合には、液体ブロー成形の場合に比べて、より径方向の延伸倍率が高い範囲においても容器の成形性を確保可能であることが解るが、その一方で、液体ブロー成形に比べて径方向の延伸倍率が2.88未満となる低い範囲において容器の成形性が低下することが解る。つまり、PET製のプリフォームを液体ブロー成形によって所定の形状の容器に成形する場合においては、その胴部の軸方向に向けた延伸倍率を1.50以上、3.10以下にしつつ径方向に向けた延伸倍率を2.26以上、2.88未満となるように当該軸方向および径方向の延伸倍率を設定することにより、エアブロー成形では成形することができない径方向の延伸倍率が低い形状の容器であっても成形性よく成形可能であることが解る。

0028

また、表1から、PET製のプリフォームをエアブロー成形によって所定の形状の容器に成形する場合には、その表面積の延伸倍率(PSR)が小さい場合であっても、プリフォームを成形できない場合があるのに対して、PET製のプリフォームを液体ブロー成形によって所定の形状の容器に成形する場合には、その表面積の延伸倍率(PSR)が8.92以下となるようにプリフォームの軸方向および径方向の延伸倍率を設定することにより、プリフォームを確実に且つ成形性よく容器に成形可能であることが解る。

0029

次に、PET製のプリフォームについて、キャビティの軸方向寸法および径方向寸法が互いに相違する2種類の金型(No1、2)と、17種類のプリフォームとを用いて、表1に示すものとは異なるように、その軸方向の延伸倍率(ASR)および径方向の延伸倍率(HSR)を種々変更しながら液体ブロー成形することにより、表1に示す実験の場合と同様に軸方向および径方向の延伸倍率がプリフォームを液体ブロー成形して得られる容器の成形性の良否に与える影響を調べるとともに、成形性が良いとされた容器についてボイドによる透明度の低下の有無についての評価を行う実験を行った。この実験結果を表2に示す。なお、表2には、それぞれのプリフォームの胴部の重量(胴部重量)を参考に記載するとともに、プリフォームの軸方向の延伸倍率(ASR)、径方向の延伸倍率(HSR)に加えてプリフォームの胴部の表面積の延伸倍率(PSR)を参考に記載している。

0030

0031

この実験においては、表1における実験と同様に、成形後の容器の、その成形から1日経過後における内容量の減少割合(成形後の容器の収縮割合)および容器の高さの減少割合に基づきブロー成形された容器の成形性の良否を判定した。なお、表2において、○は成形性が良いことを示し、×は成形性が悪いことを示す。また、ブロー成形時にプリフォームが破裂して容器に成形されない場合は、その成形性の良否を×と判定した。

0032

一方、成形後の容器がボイドによる透明度の低下を生じているか否かの評価は目視による確認によって行い、ボイドによる透明度の低下が目視により生じていないと判断できる場合は○、ボイドによる透明度の低下が目視により生じていると判断できる場合は×と判定した。なお、成形性が×と判断された場合には、当該評価は行わなかった。

0033

また、成形性の評価とボイドによる透明度の低下の評価とを合わせた総合評価を行った。総合評価においては、成形性の評価とボイドによる透明度の低下の評価とが共に○の場合には○と判定し、成形性の評価は○だがボイドによる透明度の低下の評価が×の場合には△と判定した。

0034

図4は、表2における実験結果を示すプロット図である。なお、図4においては、表2における総合評価を実験結果としてプロットしている。

0035

表2および図4に示す実験結果からも、表1および図2に示す実験結果と同様に、PET製のプリフォームを液体ブロー成形によって所定の形状の容器に成形する場合には、表2における総合評価が○または△となる範囲、つまり胴部の軸方向に向けた延伸倍率が1.50以上、3.10以下、胴部の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、3.70以下となるように当該軸方向および径方向の延伸倍率を設定することにより、プリフォームを液体ブロー成形によって成形性よく容器に成形可能であることが解る。

0036

一方、プリフォームを液体ブロー成形によって成形性よく容器に成形可能である軸方向および径方向の延伸倍率の範囲内であっても、成形後の容器にボイドが発生する場合(図4において△がプロットされる範囲)があるが、胴部の軸方向に向けた延伸倍率が1.50以上、3.00未満であり、且つ、胴部の径方向に向けた延伸倍率が2.26以上、3.10以下の範囲では、成形後の容器にボイドによる透明度の低下が発生しないことが解る。すなわち、PET製のプリフォームにおいて、液体ブロー成形による胴部の軸方向に向けた延伸倍率を1.50以上、3.00未満とし、且つ、胴部の径方向に向けた延伸倍率を2.26以上、3.10以下の範囲に設定することにより、容器の成形性を確保しつつボイドによる透明度の低下を防止して、透明度が高く見栄えのよい容器に成形可能であることが解る。

0037

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

0038

例えば、プリフォーム1は、図1に示す形状のものに限らず、ブロー成形用の金型のキャビティの軸方向寸法および径方向寸法との関係で、液体ブロー成形により胴部が軸方向に向けて1.50以上、3.10以下の延伸倍率で延伸されるとともに径方向に向けて2.26以上、3.70以下の延伸倍率で延伸されるものであれば、例えば、図1に示す形状に対して、胴部3の軸方向寸法が径方向寸法に対して比率が小さい寸胴形状のものなど、種々の形状のものとすることができる。

0039

1プリフォーム
2 口部
3胴部
4雄ねじ部

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