JPH0994872A - 射出延伸吹込成形方法 - Google Patents

射出延伸吹込成形方法

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JPH0994872A
JPH0994872A JP7276774A JP27677495A JPH0994872A JP H0994872 A JPH0994872 A JP H0994872A JP 7276774 A JP7276774 A JP 7276774A JP 27677495 A JP27677495 A JP 27677495A JP H0994872 A JPH0994872 A JP H0994872A
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preform
temperature
mold
injection
thickness
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Sadayuki Takeuchi
節行 竹内
Nobukuni Ibe
信州 伊部
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AOKIKO KENKYUSHO KK
Aoki Technical Laboratory Inc
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AOKIKO KENKYUSHO KK
Aoki Technical Laboratory Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリフォームを高温離型したのち直ちに延伸
吹込成形を行う成形方法でも、プリフォームの肉厚及び
成形温度の制限に影響されることなく、肉厚が０．１７
mm以下の中空成形品の成形を可能とする。 【解決手段】 溶融樹脂を射出金型に射出充填して所要
のプリフォーム１に形成する。そのプリフォーム１の冷
却時間を積極的に短縮して、プリフォーム１の外表面に
厚みを増すことなく硬質のスキン層を形成する。そのス
キン層によりプリフォームの形状が維持され、かつ内部
が高温状態にあるうちにリップ型により口部を保持して
射出金型から離型して吹込金型に移送し、自己の内部温
度により上昇するプリフォーム１の表面温度がガラス転
移温度（Ｔｇ）よりも著しく高温で、ピーク温度に達し
たと思われる時点に主たる部分が超薄肉のボトル２など
の中空成形品に延伸吹込成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、合成樹脂による
プリフォームの射出成形から胴部などの主たる部分が超
薄肉の中空成形品への延伸吹込成形を連続して行う成形
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に射出延伸吹込成形と称されてい
る成形方法の１つに、射出成形したプリフォームをリッ
プ型により口部を保持してそのまま直ちに吹込金型に移
送し、延伸吹込成形を行う成形方法がある。
【０００３】特開平４−２１４３２２号公報に記載され
た３ステーション方式の成形方法は、溶融樹脂を射出金
型に射出充填して所要のプリフォームに形成し、そのプ
リフォームを急冷により表面に生じたスキン層により形
状の維持が可能な状態にあり、かつ内部冷却が未完で高
温状態にあるうちにリップ型により口部を保持して射出
金型から離型し、そのままリップ型により射出金型から
吹込金型に移送して、自己の内部温度により上昇するプ
リフォームの表面温度がピーク温度に達するまでの時間
内にて薄肉の中空成形品に延伸吹込成形するというもの
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この成形方法では、胴
部の平均肉厚が０．２〜０．３５mmのボトルなどの成形
品の延伸吹込成形には極めて効果的であるが、延伸倍率
を高めて０．１５mm以下の超肉薄の成形品を延伸吹込成
形するには困難を伴うとされている。
【０００５】高延伸倍率が要求される成形品の延伸吹込
成形には、肉厚で短いプリフォームが使用される。しか
しポリエチレンテレフタレートなどでは肉厚が増すと射
出金型によるプリフォームの冷却に時間を要し、ホット
な状態で離型するとプリフォームの結晶化が進行して白
化する。この結晶化は室温まで冷却したプリフォームを
再加熱して延伸吹込成形を行うコールドパリソン方式
や、高温のプリフォームを加熱温調してから延伸吹込成
形を行う温調方式の場合には、延伸吹込み直前の加熱に
よって処理されるので、特に問題されることはなく、肉
厚を４．０mmまで設定することができるが、高温離型し
たプリフォームを直ちに延伸吹込成形する方式では、結
晶化の影響を著しく受けるため肉厚は３．０mmが限度で
あり、このため厚肉で短いプリフォームによる延伸倍率
の増大は極めて困難であった。
【０００６】また高温離型したプリフォームを直ちに延
伸吹込成形する方法では、自己の内部温度によりプリフ
ォームの表面温度をガラス転移温度（Ｔｇ）より高く上
昇させて延伸吹込成形を行うことから、コールドパリソ
ン方式や加熱温調手段を採用した成形方法よりも成形温
度が低く、また延伸膨張に伴う表面積の増大により、プ
リフォームの温度は急激に低下するので、延伸膨張の最
終時の温度がガラス転移温度を大きく下回るようになる
延伸倍率であると、偏肉やクレージングが発生して形状
不良となることが多い。
【０００７】この成形温度は、冷却時間を短くして離型
直後の表面温度を７０℃以上に設定することにより、９
５℃以上とすることができるが、それでもピーク温度は
１００℃まで達せず、また１００℃以下では内部熱量が
不足でプリフォームを１３倍以上に延伸膨張するまでに
は至らなかった。
【０００８】延伸吹込成形では射出成形したプリフォー
ムの肉厚と温度とにより延伸倍率を増大してボトルなど
の主たる部分の薄肉化が可能とされている。この薄肉化
は材料の節減と廃棄物の減少に多いに役立ち、経済的に
も社会的にもその効果は多大である。また肉薄化により
座屈強度が激減するので、単体での使用は制限される
が、紙製容器との複合化により新たな包装容器としての
発展がある。しかし射出成形したプリフォームを直ちに
延伸吹込成形する成形方法では、上述のようなプリフォ
ームの肉厚の制限と成形温度の関係から、延伸倍率を高
くしてボトルの主たる部分を超薄肉に成形することは困
難である。
【０００９】したがって、この発明の目的は、高温離型
によるプリフォームを直ちに延伸吹込成形する方法で
も、プリフォームの肉厚を従来よりも増すことなく、折
畳みが可能なほどの肉厚の超薄肉の中空成形品を得るこ
とができる新たな射出延伸吹込成形方法を提供すること
にある。
【００１０】ポリエチレンテレフタレートを成形材料と
するボトルなどの中空成形品においては、人手により容
易に折り畳み可能な肉厚は０．１５mm以下であること、
また上記超薄肉のボトルの成形は、肉厚に制限を受ける
高温離型のプリフォームでも延伸吹込成形時のプリフォ
ーム表面温度がポリエチレンテレフタレートの場合で１
０５℃以上であれば可能であること見い出した。しかし
１０５℃以上の高温度領域であれば全てが可能というも
のではなく、特定の条件においてのみ可能であることも
明らかとなった。なお、この発明では市販されているＰ
ＥＴボトルの胴部の肉厚（０．２５〜０．３５mm）との
比較から、０．１５mm以下の肉厚を超薄肉と称してい
る。
【００１１】したがって、この発明の特徴は、溶融樹脂
を射出金型に射出充填して所要のプリフォームに形成
し、そのプリフォームの冷却時間を積極的に短縮して、
プリフォームの外表面に厚みを増すことなく硬質のスキ
ン層を形成し、そのスキン層によりプリフォームの形状
が維持され、かつ内部が高温状態にあるうちにリップ型
により口部を保持して射出金型から離型して吹込金型に
移送し、自己の内部温度により上昇するプリフォームの
表面温度がガラス転移温度（Ｔｇ）よりも著しく高温
で、ピーク温度に達したと思われる時点に主たる部分が
超薄肉の中空成形品に延伸吹込成形することにある。
【００１２】またこの発明は、射出金型に溶融樹脂を射
出充填してのち、溶融状態のプリフォームと射出コアと
の境に所要圧力の気体を圧入し、その気圧によりプリフ
ォーム内表面とコア表面とを隔離するとともに、プリフ
ォームをキャビティ表面に押圧してプリフォームの外表
面を積極的に急冷する、というものである。
【００１３】さらにまたこの発明は、ポリエチレンテレ
フタレートによるプリフォームの射出金型からの離型
は、離型直後の表面温度が常温で７０℃前後となる温度
範囲にて行い、自己の内部温度により上昇するプリフォ
ームの表面温度が１０５℃以上の高温度領域で、ピーク
温度に達したと思われる時点に主たる部分の肉厚が０．
１５mm以下の超薄肉の中空成形品に延伸吹込成形する、
というものでもある。
【００１４】
【発明の実施の形態】先ず、射出金型の温度を上部が最
も低く，下部が中間部より低くなるように設定する。こ
の固定状態の射出金型とネック型とを型閉し、さらに射
出金型より若干高温に温度設定された射出コアを、ネッ
ク型上方からキャビティ内に挿入して射出キャビティを
形成する。
【００１５】型締後にノズルから１３〜１７℃に冷却さ
れた上記射出キャビティの底部より内部に、溶融状態の
ポリエチレンテレフタレートを射出充填して、首部と底
部を除く延伸部分の肉厚が平均２．５〜３．０mmの有底
円筒形で延伸部分の高さが９０mm前後のプリフォームを
形成する。射出充填が完了して保圧を開始した直後また
は保圧中に、射出コアの先端または首部側から８kg/cm2
前後の圧力の圧縮空気を圧入する。
【００１６】保圧開始直後のキャビティ内のプリフォー
ムは、肉厚の関係から薄肉の首部と底部の冷却が先行す
るが、キャビティ表面やコア表面と接した内外表面は冷
却によりスキン層を形成し始めており、内部は未だ高温
状態で溶融または半溶融の状態にある。このためプリフ
ォームは全体的に柔軟状態にあって、外圧に抗するまで
完成されておらず、したがって空気は射出コアに沿っ
て、プリフォームとの境に該プリフォームを押し広げる
ようにして入り込む。
【００１７】この結果、プリフォームの冷却固化した首
部から底部面までの内表面がコア表面から離れてそこに
縁切りが生ずる。また射出コアとプリフォームとの境に
圧入された空気圧によりプリフォームはキャビティ表面
に押圧される。そして境界の空気は供給停止まで隔離層
として介在する。これにより通常の射出成形とは反対
に、内表面側はコア表面から離れ、外表面側はキャビテ
ィ表面に密着したままとなるので、外表面の冷却が積極
的に行われ、肉厚により異なるが３sec 以内の冷却時間
で所望のスキン層が形成される。
【００１８】この積極的な冷却により外表面に生じたス
キン層は硬質なものとなる。またスキン層は冷却を継続
していると内部まで及んで厚みが増し、内部熱量は減少
するので、外表面のスキン層がプリフォームの形態を保
つ状態に達したときに空気の圧入を停止してプリフォー
ムの離型を行う。したがってこの離型は冷却停止と同時
に行われることになる。また離型は射出コアの抜き出し
を先行し、引き続いてプリフォームの首部を成形した上
記ネック型によりプリフォームをキャビティから引き抜
いて行う。
【００１９】離型直後のプリフォームの表面温度は急冷
により固く形成されているのでガラス転移温度以下（７
０℃前後）となるが、内部温度が高温にあるので表面温
度は短時間で図１に示すように上昇する。そこでピーク
温度に達する前にネック型により首部を挟持した状態で
プリフォームを吹込金型まで移送し、ピーク温度（１０
９℃）に達したと思われる時点でプリフォームを延伸ロ
ッドにより軸方向に延伸するとともに、エアーブローを
行って１４倍以上に延伸膨張する。
【００２０】この延伸膨張の初期は内外表面のスキン層
により高温の内部が包まれた状態で行われ、その段階で
の分子配向は期待できないが、その延伸膨張に伴って表
面積が増し、反対に肉厚が減少して薄くなるので、プリ
フォームの温度は延伸膨張の過程で急激に冷えてガラス
転移温度に近くなる。その結果、最終段階における延伸
膨張はガラス転移温度領域で行われることになるので、
成形開始時の温度が１０５℃以上の高温であっても、全
体的に分子配向されたものとなる。またポリエチレンテ
レフタレートは極めて僅かな温度差でも延伸は温度の低
いところから高いところに伝播して行くので、延伸膨張
率が高くとも偏肉を起こすことなく延伸膨張して、図２
に示すように、プリフォーム１は肉厚が０．１３mm前後
の超薄肉で強靱なボトル２となる。
【００２１】このボトル２では底部の肉厚も胴部ほどで
はないが薄肉に成形されるので首部を除いて容易に偏平
に変形することができ、また空気を吹き込むと簡単に元
の形状に復元する。また折畳みや巻き込みも容易にでき
るので小さくまとめて搬送することも可能である。
【００２２】
【実施例】 成形材料 ポリエチレンテレフタレート イーストマン・コダック社製 製品番号 ９９２１Ｗ プリフォーム寸法 高 さ（mm） 首部 １０．８， 延伸部 ８８．０， 平断面の外径（mm） 首部 １９．０， 延伸部 １８．９， 肉 厚 （mm） 首部 １．０， 延伸部 ２．５， 延伸部の肉厚の範囲（mm） ２．６（首部側）〜１．８（底部側）
【００２３】 製品寸法 容 量 １０２８cc 形状 角形ボトル 高 さ（mm） 首部 １６．０， 胴部 ２５１．５， 平断面の外径（mm） 首部 １９．０， 胴部 ７０（角） 肉 厚（mm） 首部 １．０， 胴部 ０．１３， 延伸倍率（軸方向） ２．８６倍， 面積倍率１９．２倍
【００２４】プリフォーム成形条件 バレル温度（平均） ２８０℃， 金型温度（実測値） キャビティ １６．８℃， コ
ア １７．５℃， 射出充填時間 ３．３sec ， 離型時のエア圧力 ８kg／cm2 ， 冷却時間（保圧完了後） ２．４sec ，
【００２５】延伸吹込成形条件 離型時のプリフォーム温度 ６８℃， ピーク温度 １０９℃， ピーク時間（離型後） ５sec ， 延伸吹込時のプリフォーム温度 １０９℃， 離型から吹込成形時までの時間 ５sec ， ブローエア圧（kg／cm2 ） 一次圧 ５， 二次圧
２６， ブロー金型温度 常温，
【図面の簡単な説明】
【図１】 ポリエチレンテレフタレートにより射出成形
したプリフォームの高温離型後の外表面温度の経時変化
図である。
【図２】 プリフォームと延伸吹込成形したボトルの説
明図である。
【符号の説明】
１ プリフォーム ２ 超薄肉のボトル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶融樹脂を射出金型に射出充填して所要
    のプリフォームに形成し、そのプリフォームの冷却時間
    を積極的に短縮して、プリフォームの外表面に厚みを増
    すことなく硬質のスキン層を形成し、そのスキン層によ
    りプリフォームの形状が維持され、かつ内部が高温状態
    にあるうちにリップ型により口部を保持して射出金型か
    ら離型して吹込金型に移送し、自己の内部温度により上
    昇するプリフォームの表面温度がガラス転移温度（Ｔ
    ｇ）よりも著しく高温で、ピーク温度に達したと思われ
    る時点に主たる部分が超薄肉の中空成形品に延伸吹込成
    形することを特徴とする射出延伸吹込成形方法。
  2. 【請求項２】 射出金型に溶融樹脂を射出充填しての
    ち、溶融状態のプリフォームと射出コアとの境に所要圧
    力の気体を圧入し、その気圧によりプリフォーム内表面
    とコア表面とを隔離するとともに、プリフォームをキャ
    ビティ表面に押圧してプリフォームの外表面を積極的に
    急冷するを特徴とする請求項１記載の射出延伸吹込成形
    方法。
  3. 【請求項３】 ポリエチレンテレフタレートによるプリ
    フォームの射出金型からの離型は、離型直後の表面温度
    が常温で７０℃前後となる温度範囲にて行い、自己の内
    部温度により上昇するプリフォームの表面温度が１０５
    ℃以上の高温度領域で、ピーク温度に達したと思われる
    時点に主たる部分の肉厚が０．０７〜０．１５mmの超薄
    肉の中空成形品に延伸吹込成形することを特徴とする請
    求項１，２記載の射出延伸吹込成形方法。
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