大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型
【課題】厚肉となる部分の欠点を解消して、耐熱性と透明性とのバランスが取れた大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーンが分割されたブロー型を提供する。
【解決手段】大型リターナブル容器の成形方法は、厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、またはプリフォームからブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下でブロー成形して、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、収縮された中間成形品を加熱下でブロー成形して、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、を有する。熱処理工程は、プリフォームまたは一次ブロー成形品を熱処理型２０４内に配置し、プリフォームまたは一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部２２及び胴部２４を熱処理型のキャビティ面２０４Ａに密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された肩部２２を胴部２４よりも低い温度で加熱する。
【解決手段】大型リターナブル容器の成形方法は、厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、またはプリフォームからブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下でブロー成形して、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、収縮された中間成形品を加熱下でブロー成形して、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、を有する。熱処理工程は、プリフォームまたは一次ブロー成形品を熱処理型２０４内に配置し、プリフォームまたは一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部２２及び胴部２４を熱処理型のキャビティ面２０４Ａに密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された肩部２２を胴部２４よりも低い温度で加熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型リターナブル（returnable）容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型等に関する。
【背景技術】
【０００２】
容量が例えば３ガロンや５ガロン（約２０リットル）等の大容量であって、市場から回収され、再充填されて再使用可能な大型リターナブル容器は、ミネラルウォーター等の飲料容器として普及している。使用済み容器に飲料を再充填する前に、例えば６０〜７０℃の温度で使用済み容器を洗浄、例えばアルカリ温水で洗浄する必要がある。
【０００３】
従来、この種の大型リターナブル容器は、ポリカーボネート（ＰＣ）製のプリフォームを射出成形し、そのプリフォームをブロー成形して製造されている（特許文献１）。
【０００４】
近年、ポリカーボネートやエポキシ樹脂のようなビスフェノールＡを原料とする種類の合成樹脂は、強力な洗剤で洗浄した場合や酸・高温の液体に接触させた場合に、ビスフェノールＡ成分が溶け出すことが指摘されている。よって、大型リターナブル容器の成形材料として、ポリカーボネートの代替材料が求められている。
【０００５】
ポリカーボネートの代替材料は、製品コストの点からも要請があった。ポリカーボネートは、透明性、耐熱性、耐衝撃性が高く、高品質である一方で、高価であるという欠点が指摘されていた。そこで、ポリカーボネート（ＰＣ）に代えて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で代表される安価なポリエステル樹脂を用いて大型リターナブル容器を製造することが提案されていた（特許文献２）。
【０００６】
また、容量が数リットル以下、例えば５００ｃｃ〜２リットル容量の中小型の容器の耐熱性を確保するブロー成形方法が知られている。この方法は、プリフォームを一次ブロー成形して得た一次ブロー成形品、あるいは一次ブロー成形品をさらに二次ブロー成形して得た二次ブロー成形品を熱処理し、その後熱収縮した中間成形品を最終ブロー成形して耐熱容器を得るというものである（特許文献３〜５）。延伸配向された容器を熱処理することで、延伸配向時に生じた歪を除去して結晶化度を高めることができ、それにより耐熱性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１６４５５７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２８６８７４号公報
【特許文献４】特許第３７７７２０４号公報
【特許文献５】特開２００６−１１７２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ポリカーボネート（ＰＣ）の代替材料としてポリエステル樹脂例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて大型リターナブル容器を成形しようとすると、ＰＣ樹脂では通常のブロー成形法で成形してもＰＣ樹脂自体の耐熱性を利用できたが、ＰＥＴ樹脂では耐熱性に劣る。よって、特許文献２の方法では、透明な大型容器は成形できたとしても、洗浄温度に耐えうる耐熱性を確保する観点でさらに改善の余地がある。
【０００９】
また、大型容器のためのプリフォームは厚肉となり（特許文献２では胴部肉厚が８〜１０ｍｍ）、中小型容器のプリフォームの肉厚よりも倍以上となる。この厚肉プリフォームを用いる必要から、特許文献３〜５に開示された耐熱容器の成形方法をそのまま用いると、ブロー成形後もなお比較的肉厚の厚い部分（特に肩部）が加熱された後に徐冷されて球晶化により白化してしまうことが判明した。胴部のように高延伸による応力白化が生じた場合には、熱をかけて歪を除去することは可能であっても、厚肉に起因した球晶結晶化による白化は熱をかけても解消できず透明性が劣化する。しかも、肩部を薄肉にすると、トップロード耐圧を確保できない。
【００１０】
このように、従来、ＰＥＴ樹脂製の大型リターナブル容器の耐熱性を確保しようすると、透明性を犠牲にせざるを得ない。逆に、ＰＥＴ樹脂製の大型リターナブル容器の透明性を確保しようすると、耐熱性を犠牲にせざるを得ない。
【００１１】
そこで、本発明の幾つかの態様は、ブロー成形後も厚肉となる部分の利点を利用しつつ欠点を解消して、耐熱性と透明性との双方でバランスの取れたトップロード耐圧が高い大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー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】
【００１２】
本発明の一態様に係る大型リターナブル容器の成形方法は、
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、または前記プリフォームから一次ブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下で中間ブローして、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品を熱処理型内に配置し、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部及び胴部を前記熱処理型のキャビティ面に密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様では、ビスフェノールＡを含有するポリカーボネートに代えて、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂を成形材料として用いている。５００ｃｃ〜２リットル程度の中小型容器のための薄肉プリフォームに代えて、大型リターナブル容器のための厚肉プリフォームが用いられる。
【００１４】
大型リターナブル容器は、厚肉プリフォームから少なくとも二回のブロー成形工程（中間ブロー成形工程と最終ブローブロー成形工程）と、二回の熱処理工程（中間ブロー成形工程及び最終ブロー成形工程での各熱処理工程）を経て成形される。厚肉プリフォームを一次ブロー成形すると、プリフォームの胴部は一次ブロー型のキャビティ面までの距離が長いので高延伸される一方で、プリフォームの肩部は一次ブロー型のキャビティ面までの距離が短いので、延伸率が小さく、胴部よりも厚肉となる。最初の熱処理工程は、加熱された一次ブロー型（中間ブロー型）を熱処理型として用いるか、あるいは一次ブロー型から取り出された一次ブロー成形品を一次ブロー型とは異なる二次ブロー型（中間ブロー型）を熱処理型として用いて行われる。
【００１５】
熱処理型内で中間ブロー成形（プリフォームの一次ブロー成形または一次ブロー成形品の二次ブロー成形）して、ブロー成形された肩部及び胴部が熱処理型のキャビティ面に密着されて熱処理された中間成形品を得る。この熱処理により、胴部は高延伸時の歪が除去される。延伸率が低く厚肉の肩部は、胴部よりも低い温度で加熱され、低延伸時の歪が除去される一方で、加熱温度が低いので球晶結晶化による白化結晶化が低減または防止される。しかも、肩部は厚肉であるので、トップロード耐圧の高い大型リターナブル容器を得ることができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法は、
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブローして、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部を、熱処理型内に配置し、前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状を有する前記熱処理型のキャビティ面に、前記一次ブロー成形品を密着させて熱処理し、かつ、前記一次ブロー成形品の肩部を胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の態様では、三回のブロー成形工程（一次ブロー成形工程、二次ブロー成形工程、最終ブローブロー成形工程）と、二回の熱処理工程（二次ブロー成形工程及び最終ブロー成形工程での各熱処理工程）を経て大型リターナブル容器が成形される。本発明の他の態様では、本発明の一態様と同様に作用することに加えて、一次ブロー成形工程と最初の熱処理工程とを分離したため、以下の通り作用する。プリフォームはブロー適温に加熱されて一次ブロー成形品に一次ブローされるので、一次ブロー型内で熱処理する場合には、一次ブロー成形品の肩部及び胴部は、保有温度を有するために、キャビティ面と接触した後もキャビティ面上を移動する。一方、一次ブロー型と熱処理型とを別個にすると、一次ブロー型は加熱する必要がなく、一次ブロー成形品の形状安定性が良好となる。この一次ブロー成形品を熱処理型及び最終ブロー型にて処理することで、最終ブロー成形品の形状安定性も良好となる。また、加熱なしで一次ブロー成形したときには、加熱下で一次ブロー成形するものよりも胴部が薄く延ばされ、胴部の透明性と耐熱性が向上する。
【００１８】
本発明の他の態様では、前記熱処理工程では、前記一次ブロー成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱部により断熱して分割することができる。こうすると、肩部と胴部の各加熱ゾーンにて設定温度制御が容易となり、肩部を適正温度にて加熱して球晶結晶化による白化をより低減しまたは防止できる。
【００１９】
本発明の他の態様では、前記熱処理工程では、空気断熱層により前記各々の加熱ゾーンを分割することができる。肩部と胴部の各加熱ゾーン間に隙間を設けることで空気断熱層を形成できるので、断熱部を簡易に形成できる。
【００２０】
本発明の他の態様では、前記熱処理型は、前記キャビティ面と連続するパーティング面が互いに接触する一対の割型を含み、前記一対の割型の各々は、前記熱処理型の前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットを含み、前記熱処理工程では、前記スリットにより形成される前記空気断熱層が前記各々の加熱ゾーンを分割することができる。
【００２１】
スリットをキャビティ面まで到達させることで、一次ブロー成形品の肩部と胴部との加熱接触面に至る位置まで断熱でき、断熱効果が向上する。また、スリットがパーティング面まで到達しないので、一対の割型の各々がスリットによって上下で完全に分離されることがなく、一対の割型の取り扱いが容易となる。
【００２２】
本発明の他の態様では、前記熱処理工程後に、前記中間成形品内を排気する第１排気工程と、前記最終ブロー成形工程後に、前記大型リターナブル容器内を排気する第２排気工程と、を含み、前記第１排気工程での排気速度を前記第２排気工程での排気速度よりも速くすることができる。
【００２３】
こうすると、中間成形品を自由に熱収縮させることができ、最終ブロー成形品よりも小さいサイズとなるように収縮させて、最終ブロー型に中間成形品が挟まれることがなくなる。本発明の他の態様では、一次ブロー成形品の底部は冷えて固化されているので、排気速度を高くしても、中間成形品の底部が収縮される過程でひっくり返る等の変形が生ずることもない。
【００２４】
本発明の他の態様では、前記熱処理型は、前記一次ブロー成形品の前記胴部の一端を閉鎖する上げ底の底部と接触する底型をさらに含み、前記熱処理工程では、前記一対の割型よりも先に前記底型が型締めされて、前記底型により前記一次ブロー成形品を芯出しすることができる。
【００２５】
一次ブロー成形品の底部は冷えて固化されているので、一次ブロー成形品の上げ底の底部に底型を接触させることで、一対の割型が型締めされる前に一次ブロー成形品を芯出しして位置決めすることができる。
【００２６】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器は、
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームの射出成形時に形成される口部と、
前記口部より拡径した肩部と、
前記肩部に続く胴部と、
前記胴部の一端を閉鎖する底部と、
を有し、
少なくとも前記肩部及び前記胴部は、ブロー型のキャビティ面に露出するスリットにより断熱された肩部ゾーンが胴部ゾーンよりも低い温度に加熱されたブロー型内にて前記プリフォームがブロー成形されることで、延伸配向されて形成され、延伸配向時の歪が除去されており、
前記スリットの痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器は、ポリエステル製であるのでビスフェノールＡの析出がなく、延伸配向時の歪が除去されているので耐熱性があり、肩部が低い温度で加熱されているので球晶結晶化による白化も低減または防止されている。しかも、断熱に用いたスリットの痕跡が周方向にて不連続な線として形成されているので、本発明品であるか否かを判別できる。
【００２８】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、
口部を有する厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブロー成形して、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理部と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、最終ブロー時の歪が除去された大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形部と、
を有し、
前記熱処理部は、
一対の割型を含み、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状のキャビティ面を有する熱処理型と、
前記一次ブロー成形品の前記口部内に配置され、高圧エアーを前記一次ブロー成形品内に導入して加圧するブローエアー導入部材と、
を含み、
前記熱処理型の前記一対の割型の各々が、二次ブロー成形された前記中間成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱する断熱部を含み、前記中間成形品の前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
【００２９】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、熱処理部及び最終ブロー成形部を有し、熱処理部が一対の割型を含む熱処理型とブローエアー導入部材とを有し、一対の割型が断熱部を有するので、本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法を好適に実施できる。しかも、プリフォームの射出成形から一次ブロー成形品のブロー成形は、既存の射出延伸ブロー成形装置にて実施できるので、大型リターナブル容器の成形のためには、熱処理部と最終ブロー成形部とを有する本発明装置に係る成形装置を追加するだけで良い。
【００３０】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、前記一次ブロー成形品を、前記口部が下向きとなる倒立状態で搬送する、前記ブローエアー導入部材を備えた搬送部材と、前記熱処理部に設けられ、前記搬送部材に対して接離駆動されて、接触によってシールして前記ブローエアー導入部材に前記高圧エアーを供給し、非接触によりシール解除されて前記中間成形品内を排気するシールピストンと、を有することができる。
【００３１】
こうすると、ブローエアー導入部材を口部に嵌入させたまま、シールピストンの移動により口部側のシールを解除することができるので、中間成形品内を高速排気することができる。これにより、中間成形品を自由に熱収縮させて、最終ブロー成形品よりも小さくすることができ、最終ブロー型での挟み込みを防止できる。
【００３２】
本発明のさらに他の態様に係るブロー型は、キャビティ面と、前記キャビティ面と連続するパーティング面とをそれぞれ有し、型締めにより前記パーティングが互いに接触する一対の割型を有し、
前記一対の割型の各々は、
前記前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットと、
前記スリットにより分割された一方に配置された第１の温調部と、
前記スリットにより分割された他方に配置され、前記第１の温調部とは異なる温度に調整される第２の温調部と、
を含むことを特徴とする。
【００３３】
本発明のさらに他の態様では、一対の割型が、スリットと、スリットにより空気断熱されてそれぞれ異なる温度に温調する第１，第２温調部を有することから、本発明の一態様または本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法の実施や、本発明のさらに他の態様に係る成形装置に好適なブロー型を提供できる。
【００３４】
本発明のさらに他の態様に係るブロー型では、前記一対の割型の各々は、前記スリットをワイヤーカットで形成するためのワイヤーを通す孔を含み、前記スリットを前記孔と連通させることができる。
【００３５】
こうすると、一対の割型の製造過程で、孔に通されたワイヤーを移動させて一対の割型をワイヤーカットすることでスリットを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明方法の一態様の主要工程で得られる成形品の概略説明図である。
【図２】本発明の一態様の成形装置の概略平面図である。
【図３】一次ブロー成形部の概略断面図である。
【図４】熱処理部の概略断面図である。
【図５】一対の二次ブロー割型の平面図である。
【図６】図４のVI−VI断面図である。
【図７】成形品を倒立搬送した変形例を示す概略断面図である。
【図８】二次底型の型締移動を示す概略断面図である。
【図９】最終ブロー成形部の概略断面図である。
【図１０】一対の最終ブロー割型の平面図である。
【図１１】一対の最終ブロー割型に形成された熱媒体通路である縦孔及び横孔を示す概略図である。
【図１２】本発明の他の態様に係るヒートセット機能を備えた一次ブロー成形部の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３８】
１．耐熱性を確保するためのブロー成形方法の概要
図１は、本発明の実施形態に係る大型リターナブル容器の主要工程で得られるプリフォーム１０、一次ブロー成形品２０、中間成形品３０及び最終ブロー成形品４０を示している。口部１２は、これら各成形品１０，２０，３０，４０に共通に設けられ、口部１２よりも下方の形状が異なっている。
【００３９】
最初に、ポリエステル樹脂例えばＰＥＴ樹脂を用いて、プリフォーム１０を射出成形する。プリフォーム１０は、開口する口部１２、口部１２に続く筒状の胴部１４及び胴部１４の一端を閉鎖する底部１６を有する。なお、本実施形態では、ＰＥＴ樹脂は、結晶加速度の遅いコポリマー（コダック社製９９２１ シクロヘキサメタノールとの共重合グレード）を用いたが、ポリエステル樹脂であればこれに限定されない。
【００４０】
プリフォーム１０の口部１２の内径は例えば４０ｍｍ〜６０ｍｍであり、胴部１４の肉厚は例えば６〜９ｍｍ、好ましくは８ｍｍ以下の厚肉プリフォームである。一般に、中小型容器のプリフォームは、縦軸長さを長くすることでプリフォームの胴部肉厚を４ｍｍ以下に抑えることができる。しかし、大型容器のプリフォーム１０は大容量であることに加えトップロード耐性を確保することから相当の樹脂量（６００〜７５０ｇ）が求められる。このため、縦軸延伸倍率を１倍に近くするように最大限のプリフォーム長（例えば全長４００〜５００ｍｍ程度）に設計しても、中小型容器のプリフォームの胴部肉厚の倍以上となる。なお、プリフォーム１０の胴部肉厚が９ｍｍを超えると、上述の樹脂材料（コポリマー）を使ったとしても、ブロー時には球晶結晶化して白化してしまう。
【００４１】
プリフォーム１０の胴部１４及び底部１６を一次ブロー成形して形成される一次ブロー成形品２０は、射出成形された口部１２と、口部１２に続く肩部２２と、肩部２２に続く胴部２４と、胴部２４の一端を閉鎖する底部２６とを有する。底部２６は中央に設けられた上げ底部２７と、上げ底部２７の周囲の接地部２８とを含んでいる。この一次ブロー成形品２０は、最終ブロー成形品４０よりも、胴部２４の胴径も長さもサイズが大きく成形される。
【００４２】
中間成形品３０は、一次ブロー成形品２０を加熱された二次ブロー型（中間ブロー型とも言い、例えば一次ブロー型と同寸法）内で二次ブロー（中間ブロー）成形され、ヒートセットされた二次ブロー成形品内を排気することで熱収縮されている（後述する第１実施形態）。あるいは、中間成形品３０は、加熱された一次ブロー型（中間ブロー型とも言う）で一次ブロー（中間ブロー）成形された一次ブロー成形品が一次ブロー型内でヒートセットされ、一次ブロー成形品内を排気することで熱収縮されている（後述する第２実施形態）。
【００４３】
この中間成形品３０は、射出成形された口部１２と、口部１２に続く肩部３２と、肩部２２に続く胴部３４と、胴部３４の一端を閉鎖する底部３６とを有する。底部３６は中央に設けられた上げ底部３７と、上げ底部３７の周囲の接地部３８とを含んでいる。この中間成形品３０は、一次ブロー成形品２０（または二次ブロー成形品）が熱収縮されていることから、最終ブロー成形品４０よりも胴径は小さく、全長も短い。
【００４４】
この中間成形品３０は、一次ブロー成形により延伸配向されることで生ずる歪または残留応力が、熱処理（ヒートセット）により除去され、中間成形品３０の結晶化度が高められている。また、中間成形品３０はその熱処理後に熱収縮しているので、その後に熱処理温度以下の温度で加熱されても、ほとんど熱収縮することはない。中間成形品３０の段階での熱処理により、高温時の形状安定性が向上される。
【００４５】
最終ブロー成形品である大型リターナブル容器４０は、中間成形品３０を加熱された最終ブロー型内で最終ブロー成形して得られる。この最終ブロー成形品４０は、射出成形された口部１２と、口部１２に続く肩部４２と、肩部４２に続く胴部４４と、胴部４４の一端を閉鎖する底部４６とを有する。底部４６は中央に設けられた上げ底部４７と、上げ底部４７の周囲の接地部４８とを含んでいる。
【００４６】
最終ブロー成形品４０の胴部４４は外径が２６０〜２８０ｍｍであり、口部１２の内径が４０〜５０ｍｍであることを考慮すると、細口容器の部類である。最終ブロー成形品４０は、プリフォーム１０の胴部１４の外径に対して周方向で４．５〜６倍の外径の胴部４４を有する。胴部４４の肉厚は０．６〜１ｍｍで、肩部４２の肉厚を胴部４２よりも大きくすることで、トップロード耐性を有する。
【００４７】
ここで、中間成形品３０の胴部３４及び底部３６の外径及び長さは、最終ブロー成形品４０の胴部４４及び底部４６の外径及び長さよりも若干小さく形成される。こうすることで、中間成形品３０が最終ブロー型の一対の割型間に挟まれることを防止できる上に、最終ブロー成形ではほとんど延伸されない状態とすることができる。こうすると、最終ブロー成形時に生ずる歪または残留応力はわずかとなり、しかも、加熱された最終ブロー型内でヒートセットされるので、歪を完全に除去することができる。こうして、最終ブロー成形品４０の熱安定性を高めることができる。
【００４８】
なお、一次成形品２０、中間成形品３０及び最終ブロー成形品４０には、一次ブロー型に設けられた断熱用スリット（後述する）の痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線２３，２３が形成されている。なお、後述する第１実施形態の成形法方法では、一次ブロー成形後の一次ブロー成形品２０には線２３は形成されないが、一次ブロー成形型と同一寸法の二次ブロー成形型内で二次ブローされた一次ブロー成形品２０に線２３が形成される。
【００４９】
２．第１実施形態
次に、射出成形されプリフォーム１０から三回のブロー成形工程と二回の熱処理工程を経て最終ブロー成形品４０を成形する第１実施形態について説明する。
【００５０】
図１に示すプリフォーム１０及び一次ブロー成形品２０は、例えば特許文献２の図２に示される既存の射出延伸ブロー成形装置を用いて成形することができる。その装置５０は、図２に示すように、射出装置５１が連結される射出成形部５２と、温調部５３と、一次ブロー成形部５４（１００）と、取り出し部５５とを有する。この射出延伸ブロー成形装置５０にて射出成形されたプリフォーム１０または一次ブロー成形された一次ブロー成形品２０は、その口部がネック型に保持されて例えば回転盤（図示せず）により９０度間隔で回転搬送される。
【００５１】
なお、本実施形態でも、特許文献２の図２に示される射出延伸ブロー成形装置で採用されている温調予備ブロー工程を実施することができる。つまり特許文献２の図３に示すように、射出成形されたプリフォーム１０を温調ポット内に配置し、プリフォーム１０の口部１２に温調ブローコア型を嵌入する。そして、ブロー圧によりプリフォーム１０を予備ブローさせて温調ポット内面に接触させて、プリフォームをブロー適温まで温調している。こうすると、予備ブローされたプリフォーム１０は外径が大きくなり（胴部最大径で９０ｍｍ程度まで）、その結果肉厚は薄くなる。このため、温調効率が高まることに加え、一次ブロー成形品２０に一次ブロー成形する際の延伸比を下げることができ、低温でも応力白化させずに一次ブロー成形することができる。
【００５２】
射出延伸ブロー成形装置５０より取り出された一次ブロー成形品２０は、インラインまたはオフラインで大型リターナブル容器成形装置６０に供給される。この成形装置６０には、熱処理部２００と最終ブロー成形部３００とが設けられている。大型リターナブル容器成形装置６０は必ずしも射出延伸ブロー成形装置５０とインラインで連結される必要はない。オフライン接続として、常温まで充分に冷えた一次ブロー成形品２０が大型リターナブル容器成形装置６０に供給されても良い。こうすると、大型リターナブル容器成形装置６０では、射出延伸ブロー成形装置５０での成形サイクル（最も時間を要する射出成形サイクル）に制約されることなく成形でき、スループットが向上する。
【００５３】
以下、射出延伸ブロー成形装置５０に設けられた一次ブロー成形部１００と、成形装置６０に設けられた熱処理部２００及び最終ブロー成形部３００の詳細について説明する。なお、各容器とブロー型の対比を明確にする説明の便宜上、以下の説明では、一次ブロー成形部１００、熱処理部２００及び最終ブロー成形部３００は、口部１２を上向きとした正立状態でブロー成形される例を挙げて説明する。ただし、射出延伸ブロー成形装置５０とは別個に成形装置６０を設ければ、成形装置６０では口部１２を下向きとした倒立状態でブロー成形することができる。成形装置６０には射出成形部がないので、成形品を倒立状態で搬送でき、後述するように開閉可能なネック型を用いないため機構が簡易化される。
【００５４】
２．１．一次ブロー成形部
図３は、一次ブロー成形部１００の概略断面図である。射出成形部５２にて射出成形されたプリフォーム１０は、口部１２が一対の割型で構成されるネック型１０２に保持されて、温調部５３を介して一次ブロー成形部１００に搬入される。この一次ブロー成形部１００には、ネック型１０２と型締めされる一対の一次ブロー割型１０４，１０４が設けられている。一対の一次ブロー割型１０４，１０４は、一次ブロー成形品２０の胴部２２の外形を定義するキャビティ面１０４Ａを有する。なお、本実施形態では、一対の一次ブロー割型１０４，１０４には加熱機構は設けられていない。一次ブロー成形部１００には、一対の一次ブロー割型１０４，１０４と型締めされる昇降可能な一次底型１０６を設けることができる。一次底型１０６は、一次ブロー成形品２０の底部２６を定義するキャビティ面１０６Ａを有する。ただし、一対の一次ブロー割型１０４，１０４に底型を設ける場合には、一次底型１０６を用いなくても良い。
【００５５】
一次ブロー成形部１００には、プリフォーム１０の口部１２に嵌入される、昇降可能な一次ブローコア型１０８を有する。この一次ブローコア型１０８は、プリフォーム１０内に、高圧エアーを導入する。また、一次ブロー成形後に、一次ブローコア型１０８を上昇させて口部１２より離脱させることで、一次ブロー成形品２０内を排気できる。一次ブローコア型１０８を貫通してプリフォーム１０内に配置される一次延伸ロッド１１０が、昇降可能に設けられている。本実施形態では、図３に示すようにプリフォーム１０の縦軸延伸率は、プリフォーム１０の縦軸中心線上ではほぼ１倍に近い。一次延伸ロッド１１０はその縦軸延伸機能の他に、一次底型１０６と一次延伸ロッド１１０との間にプリフォームを位置決めして一次ブロー成形中にプリフォーム１０をセンタリングすることができる。
【００５６】
この一次ブロー成形部１００には、射出成形されたプリフォーム１０がブロー適温に温調された後に搬入される。なお、一次ブロー成形は、射出成形時の熱を保有したプリフォーム１０を用いるホットパリソン方式（１ステージ方式）でも、射出成形後に常温に戻ったプリフォーム１０をブロー適温まで加熱するコールドパリソン方式（２ステージ方式）のいずれを採用しても良い。
【００５７】
２．２．熱処理部（二次ブロー成形部）
熱処理部２００は、一次ブロー成形品２０を加熱された二次ブロー型内にて二次ブロー成形し、二次ブロー成形後に熱収縮された中間成形品３０を得るものである。この熱処理部２００は二次ブロー成形部として、一次ブロー成形部１００に設けられた各部材と同一機能を有するネック型２０２、一対の二次ブロー割型２０４、二次底型２０６、二次ブローコア型（ブローエアー導入部材）２０８及び二次延伸ロッド２１０を有する。しかも、熱処理部２００の一対の二次ブロー割型２０４のキャビティ面２０４Ａ及び二次底型２０６のキャビティ面２０６Ａは、一次ブロー成形部１００の一対の一次ブロー割型１０４のキャビティ面１０４Ａ及び一次底型１０６のキャビティ面１０６Ａと実質的に同じ寸法となっている。この理由は、熱処理部２００は一次ブロー成形品に生じている歪を除去することが目的であるから、二次ブロー成形では一次ブロー成形品２０を延伸配向しないことが好ましいからである。また、二次ブロー成形工程ではほとんど延伸されないので、図２の射出延伸ブロー成形装置５０から取り出され、インラインまたはオフラインで供給される常温付近の一次ブロー成形品２０であっても、ブロー特性に影響はない。
【００５８】
この熱処理部２００では、図８に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４の型締めに先駆けて、二次底型２０６を型締めしている。一次ブロー成形品２０の底部２６は冷えて固いので、二次底型２０６を型締めすることで一次ブロー成形品２０の上げ底形状の底部２６が芯出しされる。
【００５９】
二次底型２０６によりセンタリングされた一次ブロー成形品２０内に、二次ブローコア型２０８を介して高圧エアーが導入すると共に、二次延伸ロッド２１０を縦軸駆動する。それにより、一次ブロー成形品２０の肩部２２、胴部２４及び底部２６は、キャビティ面２０４Ａ，２０６Ａに密着される。
【００６０】
熱処理型２００が一次ブロー成形部１００と相違する点は、一対の二次ブロー割型２０４，２０４が加熱部を有する点である。熱処理部２００の役割は、一次ブロー成形時に一次ブロー成形品２０に生じた歪を熱処理により除去することであるから、加熱部が配置されている。
【００６１】
しかも、この一対の二次ブロー割型２０４，２０４（広義にはブロー型）は、一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４とを、それぞれ異なる温度で加熱するゾーン加熱部を有する。
【００６２】
一次ブロー成形品２０の胴部を加熱するために、図４及び図５に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４には、各割型２０４，２０４で６個ずつ、計１２個の棒状ヒーター配置用の縦孔２１２が、キャビティ面２０４Ａ，２０４Ａの周囲にて、周方向にてほぼ等間隔で貫通形成されている。この１２個の各縦孔２１２に加熱部例えば棒状ヒーター（図示せず）が配設される。棒状ヒーター（図示せず）は、一次ブロー成形品２０の胴部２４の長さ範囲に亘って、有効ヒーター長を有する。また、１２個の各縦孔２１２の近傍には、熱伝対配置用の有底の縦孔２１４が設けられている。１２個の縦孔２１４に温度測定素子例えば熱伝対２１６（図４参照）を配置し、その計測温度をフィードバックすることで、胴部２４の加熱温度を制御することができる。これらの縦孔２１２，２１４、加熱部及び温度測定素子により、第１の温調部が構成される。
【００６３】
一方、一次ブロー成形品２０の肩部２２を加熱するために、図４及び図６に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４には、一次ブロー成形品２０の肩部２２と対応する高さ位置であって、肩部２２を包囲する位置に、加熱部である熱媒体通路２１８，２１８が形成されている。この熱媒体通路２１８，２１８に熱媒体を通過させることで、一次ブロー成形品２０の肩部２２が加熱される。なお、図面では省略しているが、熱媒体通路２１８，２１８を流れる熱媒体によって設定される金型温度を測定する温度測定素子を設け、その計測温度をフィードバックすることで、肩部２２の加熱温度を制御することができる。これらの加熱部２１８や温度測定素子により、第２の温調部が構成される。
【００６４】
本実施形態では、第１，第２温調部が一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４とをゾーン分割して加熱することで、肩部２２と胴部２４とをそれぞれ異なる温度で加熱することができる。
【００６５】
本実施形態では、肩部２２の温度を胴部２４よりも低い温度となるように加熱している。この温度差を設けた理由は、一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４との肉厚に差があるからである。一次ブロー成形品２０の胴部２４は延伸倍率が高く、肩部２２に比べれば充分に薄い肉厚となっている。一方、一次ブロー成形品２０の肩部２２は、図４から明らかなように、プリフォーム１０の側壁から一次キャビティ面１０４Ａまでの距離が胴部２４に比べれば短く、横軸延伸倍率が小さい。よって、図４に示すように、一次ブロー成形品２０の肩部２２は、口部１２側が厚く、胴部２４に近づくに従い薄肉となる肉厚移行部を形成している（図４参照）。
【００６６】
この比較的厚肉の肩部２２は、胴部２４に比べれば熱容量が大きい。よって、肩部２２がブロー圧によってキャビティ面２０４Ａと接触して加熱されると、その温度を維持しやすい。
【００６７】
所定時間例えば８〜１６秒に亘って高圧エアーにより一次ブロー成形品２０がキャビティ面２０４Ａと接触して加熱された後に、エアー圧が解除され、二次ブローコア型２０８が上昇駆動されて、一次ブロー成形品２０の口部１２より離脱される。それにより、一次ブロー成形品２０内は一気に排気される。その結果、一次ブロー成形品２０は自由に熱収縮可能となり、縦軸及び横軸の熱収縮により中間成形品３０が形成される。なお、収縮率は、容量で１０〜３０％程度、全高で５〜１５％程度である。
【００６８】
この中間成形品３０の肩部３２は、胴部３４と比較して厚肉であるから、熱容量が大きく、一気に冷却されない。よって、厚肉の肩部３２は徐冷されることで球晶結晶化により白化しやすくなる。
【００６９】
肩部３２の加熱温度を胴部３４よりも低くすれば、この白化結晶化を低減でき、さらには白化結晶化を防止できる。本実施形態では、一次ブロー成形品２０の胴部２４の加熱温度を１４０〜１８０℃とする一方で、肩部２２の加熱温度を１００〜１２０℃と低く設定し、中間成形品３０の透明性を担保している。
【００７０】
このように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４は、肩部ゾーンと胴部ゾーンとでことなる加熱温度に設定するために、各加熱ゾーン間を断熱することが好ましい。本実施形態では、一対の二次ブロー割型２０４，２０４の肩部ゾーンに、横孔２２０，２２０を貫通形成している。この横孔２２０，２２０にワイヤー（図示せず）を挿通させ、そのワイヤーをキャビティ面２０４Ａ，２０４Ａに向けて水平移動させながらワイヤーカットすることで、スリット２２２，２２２（広義には断熱部）が形成される（図４参照）。このスリット２２２，２２２は、図８に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４のキャビティ面２０４Ａまで露出するが、パーティング面２０４Ｂまでは露出していない。スリット２２２がパーティング面２０４Ｂに到達すると、一対の二次ブロー割型２０４，２０４が上下に分離されてしまうからである。
【００７１】
このスリット２２２は所定幅（例えば０．３ｍｍ）の隙間に空気断熱層を形成するので、肩部ゾーンと胴部ゾーンとを空気断熱することができる。これにより、肩部ゾーンと胴部ゾーンとの各加熱温度を維持することが容易となる。
【００７２】
なお、一対の二次ブロー割型２０４，２０４のうち、スリット２２２で分離された肩部ゾーンは容積が小さいので、スリット２２２の隙間の範囲で移動することを防止するために、この肩部ゾーンにはボルト孔２２４が形成されている。このボルト孔２２４に螺合されるボルトを介して、肩部ゾーンを固定することが可能となる。
【００７３】
このように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４のスリット２２２，２２２が形成されたキャビティ面２０４Ａに、一次ブロー成形品２０をブロー圧により密着させると、図１に示すように一次ブロー成形品２０に、スリット２２２，２２２の痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線２３，２３が形成される。この線２３，２３は、一次ブロー成形品２０の口部１２側の上方から見た平面視では、各線２３は１８０度未満の広角の円弧となる。この線２３，２３は、中間成形品３０及び最終ブロー成形品４０にも残存し、本実施形態を実施した痕跡が最終ブロー成形品４０にも残存する。なお、最終ブロー成形品４０の線２３，２３がある領域には、最終ブロー成形時に微細な凹凸パターンのシボ加工などを施すことで、線２３，２３を見難くすることができる。
【００７４】
また、一次ブロー成形品２０を自由に熱収縮させて中間成形品３０を形成するには、排気速度が重要な要因となることが分かった。本発明者の実験によれば、排気速度を５秒と高速化にすると、排気速度が１０秒のものと比較すると、中間成形品３０の胴部の周囲長さは２０〜３０ｍｍも短く、中間成形品３０の全高は２〜５ｍｍも短くなることが分かった。本実施形態では、中間成形品３０は、最終ブロー成形品４０よりもサイズが小さくなければならず、そうでないと中間成形品３０が最終ブロー型に挟み込まれてしまう。
【００７５】
そこで本実施形態では、熱処理部２００での排気速度（第１排気工程での排気速度）を、５〜７秒、例えば６秒と短時間に設定している。一次ブロー成形部１００や最終ブロー成形部３００での排気速度（第２排気工程での排気速度）が２０〜２５秒であることを考慮すると、熱処理部２００での排気速度は一次ブロー成形部１００や最終ブロー成形部３００での排気速度の３〜５倍の高速排気である。この高速排気によって、中間成形品３０を最終ブロー成形品４０よりもサイズが小さくなるように収縮させることができる。しかも、一次ブロー成形部１００では一次ブロー成形品２０を加熱することがなく、熱処理部２００でも底部２６は加熱されないので、底部２６は冷えて固化されている。よって、高速排気しても、二次底型２０６から離れて縮む過程で底部２６がひっくり返る等の変形が生ずることもない。
【００７６】
ここで、一次ブロー成形部２００及び最終ブロー成形部３００は、図３及び図９とは異なり、口部１２を下端とした倒立搬送で搬送することができる。この場合、一次ブロー成形部１００及び最終ブロー成形部３００では、図７に示すように、一次ブロー成形品２０、中間成形品３０または最終ブロー成形品４０は、それらを搬送するための搬送部材６２上に倒立状態にて載置されている。
【００７７】
搬送部材６２は、成形装置６０上を循環搬送するために、搬送用チェーン６４に固定され、レール６６に沿って移動するためのカムフォロア６８を有している。搬送部材６２には、各成形品２０，３０，４０の口部に入り込む中空の搬送用ピン７０（ブローエアー導入部材）がある。さらに、搬送部材６２の下方には、一次ブロー成形工程または最終ブロー成形工程時にブローエアーを搬送用ピン７０に供給するためのシールピストン７２があり、搬送部材６２に向かって上昇してシールするようになっている。なお、一次ブロー成形部１００及び最終ブロー成形部３００は、口部１２を位置決めするための冷却されたネックガイド部材７４を有する。
【００７８】
このように、倒立搬送方式では、図３のように口部１２内に挿脱される一次ブローコア型１０８を設ける代わりに、昇降可能なシールピストン７２を設けている。一次ブローコア型１０８を口部１２より離脱させるよりも、搬送用ピン７０は口部１２に維持したままシールピストン７２だけを下降させてシールを解除できるので、排気速度を高速にすることが可能となる。なお、図７では延伸ロッドは省略されているが、搬送部材６２及びシールピストン７２を貫通して延伸ロッドを配置することができる。
【００７９】
２．３．最終ブロー成形部
図９に示す最終ブロー成形部３００は、中間成形品３０を加熱された最終ブロー型で最終ブローして、最終ブロー成形品４０を得るものである。この最終ブロー成形部３００は、一次ブロー成形部１００に設けられた各部材と同一機能を有する一対の最終ブロー割型３０４、最終底型３０６、最終ブローコア型３０８及び最終延伸ロッド３１０を有する。最終ブロー成形部３００の一対の最終ブロー割型３０４のキャビティ面３０４Ａ及び最終底型３０６のキャビティ面３０６Ａは、最終ブロー成形品４０の胴部４４及び底部４６の外壁と同一形状である。なお、一対の最終ブロー割型３０４のキャビティ面３０４Ａは中間成形品３０の外形よりもわずかに大きく、最終底型３０６のキャビティ面３０６Ａは一次底型１０６のキャビティ面１０６Ａ及び二次底型２０６のキャビティ面２０６Ａと同一形状となっている。この理由は、最終ブロー成形部３００は、歪が除去されて収縮された中間成形品３０を最終ブロー成形品４０の形状に外形出しするための最小限の延伸倍率とすれば良いからである。
【００８０】
この最終ブロー成形部３００では、最終延伸ロッド３１０と最終底型３０６とによりセンタリングされた中間成形品３０内に、最終ブローコア型３０８（倒立搬送の場合には図６のシールピストン７２）を介して高圧エアーが導入される。それにより、中間成形品３０の肩部３２、胴部３４及び底部３６は、キャビティ面３０４Ａ，３０６Ａに密着して、最終ブロー成形品４０の形状に設定される。形状出しのための最終ブロー時間は、熱処理部２００でのブロー時間よりも長く、１５〜３０秒程度である。また、最終ブロー圧は、二次ブロー圧と同じであっても良いが、形状出しのためにより二次ブロー圧よりも高くしても良い。
【００８１】
中間成形品３０は比較的高温に維持されているし、最終形状出しのため延伸率も低いので、最終ブロー成形時には最終ブロー成形品４０にほとんど歪は発生しないと考えられる。ただし、最終ブロー成形時の延伸によって最終ブロー成形品４０に新たな歪が発生することもあるので、最終ブロー成形部３００にも加熱部が設けられている。
【００８２】
最終ブロー成形部３００の一対の最終ブロー割型３０４，３０４には、図９〜図１１に示すように、周方向にて等間隔に、各割型３０４に４個ずつ計８個の縦孔３１２が貫通形成されている。図１１に示すように、この一対の最終ブロー割型３０４，３０４の各々では、２組の２個の縦孔３１２，３１２は、端部、例えば上端側が閉鎖され、有底の横孔３１４にて連通されている。図１１にて例えば左端の縦孔３１２の下端側から熱媒体が供給され、この熱媒体は横孔３１４を介して隣の縦孔３１２に流入する。隣の縦孔３１２の下端は、金型取付板（図示せず）を介してさらに隣の縦孔３１２と連通している。よって、一対の最終ブロー割型３０４，３０４の各々では、４つの縦孔３１２と２つの横孔３１４とが連通されて、熱媒体通路を形成することができる。この熱媒体通路に熱媒体を循環供給することで、一対の最終ブロー割型３０４，３０４を加熱することができる。
【００８３】
また、各縦孔３１２の近傍には、図９及び図１０に示すように計８個の熱伝対配置用の有底の縦孔３１６が設けられている。８個の縦孔３１６に温度測定素子例えば熱伝対３１８（図９参照）を配置し、その計測温度をフィードバックすることで、最終ブロー成形品４０の胴部４４の加熱温度を制御することができる。
【００８４】
一対の最終ブロー割型３０４，３０４は、過延伸に起因した歪を除去するためのものではないので、加熱温度は熱処理部２００での加熱温度よりも低くて良く、例えば８０〜１１０℃とすることができる。この加熱温度は、最終ブロー成形品である大型リターナブル容器４０の洗浄温度が６０〜７０℃であれば、その洗浄温度よりも高ければよく、１００℃以下でも良い。
【００８５】
最終ブロー成形後に最終ブロー成形品４０内を排気して取り出し、４０時間放置しても、最終ブロー成形品４０は全高でも容量も変化がなかった。なお、最終ブロー成形部３００での排気速度は、熱処理型２００での排気速度より充分に遅くてよい。熱処理型２００に一次ブロー成形品２０を倒立搬送して供給する場合には、最終ブロー成形部３００にも中間成形品３０が倒立搬送して供給される。この場合には、最終ブロー成形部３００も図７の搬送機構が用いられる。ただし、最終ブロー成形部３００では、シールピストン７２のシール解除動作は低速で行われる。
【００８６】
３．第２実施形態
第２実施形態は、図３に示す一次ブロー成形部１００及び図４に示す熱処理部２００に代えて、図１２に示す一次ブロー成形部（熱処理部）１００Ａを設けている。図１２に示す一次ブロー成形部（熱処理部）１００Ａは、図３に示す一次ブロー成形部１００の全ての構成に加えて、図４〜６に示す加熱部のための構成２１２〜２２４が付加されている。
【００８７】
つまり、この一次ブロー成形部１００Ａは、プリフォーム１０をブロー成形して一次ブロー成形品２０を形成すると同時に、キャビティ面１０２Ａを介して一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４をヒートセットする。この際、第１実施形態の熱処理部２００と同様に、肩部ゾーンと胴部ゾーンは空気断熱されて、肩部を胴部よりも低い温度で加熱している。
【００８８】
このようにしても、高延伸された胴部は高い温度でヒートセットされて、一次ブロー成形時に生じた歪は除去されると共に、比較的低延伸で厚肉の肩部は、低い温度の加熱で歪は除去されると共に、球晶結晶化による白化も防止できる。
【００８９】
図１２に示す一次ブロー成形部（熱処理部）１００Ａで一次ブロー成形品を排気することで、最終ブロー成形品４０よりもサイズの小さい中間成形品３０を形成する。なお、一次ブロー成形された直後の一次ブロー成形品２０の底部２６は暖かいが、底部２６がひっくり返らない程度の排気速度で高速排気することが好ましい。この中間成形品３０が図９に示す最終ブロー成形部３００にて最終ブロー成形されて最終ブロー成形品４０が形成される。この第２実施形態で得られた最終ブロー成形品４０もまた、耐熱性と透明性とがバランスが取れた容器となる。
【００９０】
第２実施形態は、一次ブロー成形部１００Ａと最終ブロー成形部３００とを搭載したブロー成形機であれば、その成形機には既存のプリフォーム射出成形機からプリフォームが供給されることで実現できる。あるいは、プリフォーム射出成形部５２、温調部５３、一次ブロー成形部１００Ａ及び最終ブロー成形部３００を機台上に備えた射出延伸ブロー成形機で第２実施形態を実現しても良い。
【００９１】
ここで、第２実施形態が第１実施形態と相違する点は、上述した通り一次ブロー成形工程と熱処理工程とを同一金型にて実施していることである。このため、一次ブロー成形品２０の樹脂はプリフォーム１０の保有熱が影響で第１実施形態よりも温度は高い。このために、肉厚調整、成形安定性などの面で、第１実施形態と相違した容器を成形できる。
【００９２】
第２実施形態の一次ブロー成形品２０の肩部２２や底部２６は、その保有熱により、第１実施形態の二次ブロー成形時よりも延伸されやすい。一次ブロー成形品２０の肩部２２や底部２６が延びやすいことから胴部２４が過度に伸ばされなくなる。よって、第２実施形態での熱処理時の一次ブロー成形品２０の肉厚は、第１実施形態での熱処理時の二次ブロー成形品３０の肉厚とは異なり、その相違が耐熱性及び透明性の各特性を異ならせる。
【００９３】
第２実施形態の一次ブロー成形品２０は、キャビティ面１０６Ａに樹脂が接触した時も保有熱を有するので、樹脂がキャビティ面上を移動しやすい。よって、一次ブロー成形品の成形安定性は第１実施形態の方が第２実施形態より優れている。
【００９４】
第２実施形態を実施するには、ブロー型は２つ（熱処理型を兼ねる一次ブロー型と最終ブロー型）であるので、第１実施形態よりもブロー型を一つ少なくすることができ、装置が大型化しない利点がある。
【００９５】
よって、ユーザーが耐熱性と透明性のどちらを重視するか、ユーザーが装置の大型化を許容できるか否かで、第１，第２実施形態を使い分けることができる。
【００９６】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【００９７】
例えば、上述した実施形態では、図４の二次底型２０６及び図１２の一次底型１０６は加熱部を設けていなかった。一次ブロー成形品２０の底部２６も厚肉となるから、肩部２６と同様に、胴部２４よりも低い温度で加熱しても良い。こうすると、中間成形品３０の底部３６の球晶結晶化による白化を低減または防止することができる。
【００９８】
また、熱処理部１００Ａ，２００及び最終ブロー成形部３００に配置される加熱部は、棒状ヒーターや熱媒体通路の他、ブロー型内で成形品を加熱できる他の種々の手段に変更しても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１０ プリフォーム、２０ 一次ブロー成形品、３０ 中間成形品、４０ 最終ブロー成形品、７０ 搬送部材（ブローエアー導入部材）、７２ シールピストン、１００，１００Ａ 一次ブロー成形部、１０２ ネック型、１０４ 一次ブロー割型、１０６ 一次底型、１０８ 一次ブローコア型、１１０ 一次延伸ロッド、２００ 熱処理部、２０２ ネック型、２０４ 二次ブロー割型、２０６ 二次底型、２０８ 二次ブローコア型（ブローエアー導入部材）、２１０ 二次延伸ロッド、２１２ 胴部加熱の棒状ヒーター配設用縦孔、２１６ 熱伝対、２１８ 肩部加熱の熱媒体通路、２２２ 空気断熱層形成用スリット（断熱部）、３００ 最終ブロー成形部、３０４ 最終ブロー割型、３０６ 最終底型、３０８ 最終ブローコア型、３１０ 最終延伸ロッド、３１２，３１４ 熱媒体通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型リターナブル（returnable）容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型等に関する。
【背景技術】
【０００２】
容量が例えば３ガロンや５ガロン（約２０リットル）等の大容量であって、市場から回収され、再充填されて再使用可能な大型リターナブル容器は、ミネラルウォーター等の飲料容器として普及している。使用済み容器に飲料を再充填する前に、例えば６０〜７０℃の温度で使用済み容器を洗浄、例えばアルカリ温水で洗浄する必要がある。
【０００３】
従来、この種の大型リターナブル容器は、ポリカーボネート（ＰＣ）製のプリフォームを射出成形し、そのプリフォームをブロー成形して製造されている（特許文献１）。
【０００４】
近年、ポリカーボネートやエポキシ樹脂のようなビスフェノールＡを原料とする種類の合成樹脂は、強力な洗剤で洗浄した場合や酸・高温の液体に接触させた場合に、ビスフェノールＡ成分が溶け出すことが指摘されている。よって、大型リターナブル容器の成形材料として、ポリカーボネートの代替材料が求められている。
【０００５】
ポリカーボネートの代替材料は、製品コストの点からも要請があった。ポリカーボネートは、透明性、耐熱性、耐衝撃性が高く、高品質である一方で、高価であるという欠点が指摘されていた。そこで、ポリカーボネート（ＰＣ）に代えて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で代表される安価なポリエステル樹脂を用いて大型リターナブル容器を製造することが提案されていた（特許文献２）。
【０００６】
また、容量が数リットル以下、例えば５００ｃｃ〜２リットル容量の中小型の容器の耐熱性を確保するブロー成形方法が知られている。この方法は、プリフォームを一次ブロー成形して得た一次ブロー成形品、あるいは一次ブロー成形品をさらに二次ブロー成形して得た二次ブロー成形品を熱処理し、その後熱収縮した中間成形品を最終ブロー成形して耐熱容器を得るというものである（特許文献３〜５）。延伸配向された容器を熱処理することで、延伸配向時に生じた歪を除去して結晶化度を高めることができ、それにより耐熱性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１６４５５７号公報
【特許文献２】特開平１１−３４１５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２８６８７４号公報
【特許文献４】特許第３７７７２０４号公報
【特許文献５】特開２００６−１１７２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ポリカーボネート（ＰＣ）の代替材料としてポリエステル樹脂例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて大型リターナブル容器を成形しようとすると、ＰＣ樹脂では通常のブロー成形法で成形してもＰＣ樹脂自体の耐熱性を利用できたが、ＰＥＴ樹脂では耐熱性に劣る。よって、特許文献２の方法では、透明な大型容器は成形できたとしても、洗浄温度に耐えうる耐熱性を確保する観点でさらに改善の余地がある。
【０００９】
また、大型容器のためのプリフォームは厚肉となり（特許文献２では胴部肉厚が８〜１０ｍｍ）、中小型容器のプリフォームの肉厚よりも倍以上となる。この厚肉プリフォームを用いる必要から、特許文献３〜５に開示された耐熱容器の成形方法をそのまま用いると、ブロー成形後もなお比較的肉厚の厚い部分（特に肩部）が加熱された後に徐冷されて球晶化により白化してしまうことが判明した。胴部のように高延伸による応力白化が生じた場合には、熱をかけて歪を除去することは可能であっても、厚肉に起因した球晶結晶化による白化は熱をかけても解消できず透明性が劣化する。しかも、肩部を薄肉にすると、トップロード耐圧を確保できない。
【００１０】
このように、従来、ＰＥＴ樹脂製の大型リターナブル容器の耐熱性を確保しようすると、透明性を犠牲にせざるを得ない。逆に、ＰＥＴ樹脂製の大型リターナブル容器の透明性を確保しようすると、耐熱性を犠牲にせざるを得ない。
【００１１】
そこで、本発明の幾つかの態様は、ブロー成形後も厚肉となる部分の利点を利用しつつ欠点を解消して、耐熱性と透明性との双方でバランスの取れたトップロード耐圧が高い大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー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】
【００１２】
本発明の一態様に係る大型リターナブル容器の成形方法は、
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、または前記プリフォームから一次ブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下で中間ブローして、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品を熱処理型内に配置し、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部及び胴部を前記熱処理型のキャビティ面に密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様では、ビスフェノールＡを含有するポリカーボネートに代えて、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂を成形材料として用いている。５００ｃｃ〜２リットル程度の中小型容器のための薄肉プリフォームに代えて、大型リターナブル容器のための厚肉プリフォームが用いられる。
【００１４】
大型リターナブル容器は、厚肉プリフォームから少なくとも二回のブロー成形工程（中間ブロー成形工程と最終ブローブロー成形工程）と、二回の熱処理工程（中間ブロー成形工程及び最終ブロー成形工程での各熱処理工程）を経て成形される。厚肉プリフォームを一次ブロー成形すると、プリフォームの胴部は一次ブロー型のキャビティ面までの距離が長いので高延伸される一方で、プリフォームの肩部は一次ブロー型のキャビティ面までの距離が短いので、延伸率が小さく、胴部よりも厚肉となる。最初の熱処理工程は、加熱された一次ブロー型（中間ブロー型）を熱処理型として用いるか、あるいは一次ブロー型から取り出された一次ブロー成形品を一次ブロー型とは異なる二次ブロー型（中間ブロー型）を熱処理型として用いて行われる。
【００１５】
熱処理型内で中間ブロー成形（プリフォームの一次ブロー成形または一次ブロー成形品の二次ブロー成形）して、ブロー成形された肩部及び胴部が熱処理型のキャビティ面に密着されて熱処理された中間成形品を得る。この熱処理により、胴部は高延伸時の歪が除去される。延伸率が低く厚肉の肩部は、胴部よりも低い温度で加熱され、低延伸時の歪が除去される一方で、加熱温度が低いので球晶結晶化による白化結晶化が低減または防止される。しかも、肩部は厚肉であるので、トップロード耐圧の高い大型リターナブル容器を得ることができる。
【００１６】
本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法は、
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブローして、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部を、熱処理型内に配置し、前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状を有する前記熱処理型のキャビティ面に、前記一次ブロー成形品を密着させて熱処理し、かつ、前記一次ブロー成形品の肩部を胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の態様では、三回のブロー成形工程（一次ブロー成形工程、二次ブロー成形工程、最終ブローブロー成形工程）と、二回の熱処理工程（二次ブロー成形工程及び最終ブロー成形工程での各熱処理工程）を経て大型リターナブル容器が成形される。本発明の他の態様では、本発明の一態様と同様に作用することに加えて、一次ブロー成形工程と最初の熱処理工程とを分離したため、以下の通り作用する。プリフォームはブロー適温に加熱されて一次ブロー成形品に一次ブローされるので、一次ブロー型内で熱処理する場合には、一次ブロー成形品の肩部及び胴部は、保有温度を有するために、キャビティ面と接触した後もキャビティ面上を移動する。一方、一次ブロー型と熱処理型とを別個にすると、一次ブロー型は加熱する必要がなく、一次ブロー成形品の形状安定性が良好となる。この一次ブロー成形品を熱処理型及び最終ブロー型にて処理することで、最終ブロー成形品の形状安定性も良好となる。また、加熱なしで一次ブロー成形したときには、加熱下で一次ブロー成形するものよりも胴部が薄く延ばされ、胴部の透明性と耐熱性が向上する。
【００１８】
本発明の他の態様では、前記熱処理工程では、前記一次ブロー成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱部により断熱して分割することができる。こうすると、肩部と胴部の各加熱ゾーンにて設定温度制御が容易となり、肩部を適正温度にて加熱して球晶結晶化による白化をより低減しまたは防止できる。
【００１９】
本発明の他の態様では、前記熱処理工程では、空気断熱層により前記各々の加熱ゾーンを分割することができる。肩部と胴部の各加熱ゾーン間に隙間を設けることで空気断熱層を形成できるので、断熱部を簡易に形成できる。
【００２０】
本発明の他の態様では、前記熱処理型は、前記キャビティ面と連続するパーティング面が互いに接触する一対の割型を含み、前記一対の割型の各々は、前記熱処理型の前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットを含み、前記熱処理工程では、前記スリットにより形成される前記空気断熱層が前記各々の加熱ゾーンを分割することができる。
【００２１】
スリットをキャビティ面まで到達させることで、一次ブロー成形品の肩部と胴部との加熱接触面に至る位置まで断熱でき、断熱効果が向上する。また、スリットがパーティング面まで到達しないので、一対の割型の各々がスリットによって上下で完全に分離されることがなく、一対の割型の取り扱いが容易となる。
【００２２】
本発明の他の態様では、前記熱処理工程後に、前記中間成形品内を排気する第１排気工程と、前記最終ブロー成形工程後に、前記大型リターナブル容器内を排気する第２排気工程と、を含み、前記第１排気工程での排気速度を前記第２排気工程での排気速度よりも速くすることができる。
【００２３】
こうすると、中間成形品を自由に熱収縮させることができ、最終ブロー成形品よりも小さいサイズとなるように収縮させて、最終ブロー型に中間成形品が挟まれることがなくなる。本発明の他の態様では、一次ブロー成形品の底部は冷えて固化されているので、排気速度を高くしても、中間成形品の底部が収縮される過程でひっくり返る等の変形が生ずることもない。
【００２４】
本発明の他の態様では、前記熱処理型は、前記一次ブロー成形品の前記胴部の一端を閉鎖する上げ底の底部と接触する底型をさらに含み、前記熱処理工程では、前記一対の割型よりも先に前記底型が型締めされて、前記底型により前記一次ブロー成形品を芯出しすることができる。
【００２５】
一次ブロー成形品の底部は冷えて固化されているので、一次ブロー成形品の上げ底の底部に底型を接触させることで、一対の割型が型締めされる前に一次ブロー成形品を芯出しして位置決めすることができる。
【００２６】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器は、
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームの射出成形時に形成される口部と、
前記口部より拡径した肩部と、
前記肩部に続く胴部と、
前記胴部の一端を閉鎖する底部と、
を有し、
少なくとも前記肩部及び前記胴部は、ブロー型のキャビティ面に露出するスリットにより断熱された肩部ゾーンが胴部ゾーンよりも低い温度に加熱されたブロー型内にて前記プリフォームがブロー成形されることで、延伸配向されて形成され、延伸配向時の歪が除去されており、
前記スリットの痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器は、ポリエステル製であるのでビスフェノールＡの析出がなく、延伸配向時の歪が除去されているので耐熱性があり、肩部が低い温度で加熱されているので球晶結晶化による白化も低減または防止されている。しかも、断熱に用いたスリットの痕跡が周方向にて不連続な線として形成されているので、本発明品であるか否かを判別できる。
【００２８】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、
口部を有する厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブロー成形して、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理部と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、最終ブロー時の歪が除去された大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形部と、
を有し、
前記熱処理部は、
一対の割型を含み、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状のキャビティ面を有する熱処理型と、
前記一次ブロー成形品の前記口部内に配置され、高圧エアーを前記一次ブロー成形品内に導入して加圧するブローエアー導入部材と、
を含み、
前記熱処理型の前記一対の割型の各々が、二次ブロー成形された前記中間成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱する断熱部を含み、前記中間成形品の前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
【００２９】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、熱処理部及び最終ブロー成形部を有し、熱処理部が一対の割型を含む熱処理型とブローエアー導入部材とを有し、一対の割型が断熱部を有するので、本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法を好適に実施できる。しかも、プリフォームの射出成形から一次ブロー成形品のブロー成形は、既存の射出延伸ブロー成形装置にて実施できるので、大型リターナブル容器の成形のためには、熱処理部と最終ブロー成形部とを有する本発明装置に係る成形装置を追加するだけで良い。
【００３０】
本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、前記一次ブロー成形品を、前記口部が下向きとなる倒立状態で搬送する、前記ブローエアー導入部材を備えた搬送部材と、前記熱処理部に設けられ、前記搬送部材に対して接離駆動されて、接触によってシールして前記ブローエアー導入部材に前記高圧エアーを供給し、非接触によりシール解除されて前記中間成形品内を排気するシールピストンと、を有することができる。
【００３１】
こうすると、ブローエアー導入部材を口部に嵌入させたまま、シールピストンの移動により口部側のシールを解除することができるので、中間成形品内を高速排気することができる。これにより、中間成形品を自由に熱収縮させて、最終ブロー成形品よりも小さくすることができ、最終ブロー型での挟み込みを防止できる。
【００３２】
本発明のさらに他の態様に係るブロー型は、キャビティ面と、前記キャビティ面と連続するパーティング面とをそれぞれ有し、型締めにより前記パーティングが互いに接触する一対の割型を有し、
前記一対の割型の各々は、
前記前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットと、
前記スリットにより分割された一方に配置された第１の温調部と、
前記スリットにより分割された他方に配置され、前記第１の温調部とは異なる温度に調整される第２の温調部と、
を含むことを特徴とする。
【００３３】
本発明のさらに他の態様では、一対の割型が、スリットと、スリットにより空気断熱されてそれぞれ異なる温度に温調する第１，第２温調部を有することから、本発明の一態様または本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法の実施や、本発明のさらに他の態様に係る成形装置に好適なブロー型を提供できる。
【００３４】
本発明のさらに他の態様に係るブロー型では、前記一対の割型の各々は、前記スリットをワイヤーカットで形成するためのワイヤーを通す孔を含み、前記スリットを前記孔と連通させることができる。
【００３５】
こうすると、一対の割型の製造過程で、孔に通されたワイヤーを移動させて一対の割型をワイヤーカットすることでスリットを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明方法の一態様の主要工程で得られる成形品の概略説明図である。
【図２】本発明の一態様の成形装置の概略平面図である。
【図３】一次ブロー成形部の概略断面図である。
【図４】熱処理部の概略断面図である。
【図５】一対の二次ブロー割型の平面図である。
【図６】図４のVI−VI断面図である。
【図７】成形品を倒立搬送した変形例を示す概略断面図である。
【図８】二次底型の型締移動を示す概略断面図である。
【図９】最終ブロー成形部の概略断面図である。
【図１０】一対の最終ブロー割型の平面図である。
【図１１】一対の最終ブロー割型に形成された熱媒体通路である縦孔及び横孔を示す概略図である。
【図１２】本発明の他の態様に係るヒートセット機能を備えた一次ブロー成形部の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３８】
１．耐熱性を確保するためのブロー成形方法の概要
図１は、本発明の実施形態に係る大型リターナブル容器の主要工程で得られるプリフォーム１０、一次ブロー成形品２０、中間成形品３０及び最終ブロー成形品４０を示している。口部１２は、これら各成形品１０，２０，３０，４０に共通に設けられ、口部１２よりも下方の形状が異なっている。
【００３９】
最初に、ポリエステル樹脂例えばＰＥＴ樹脂を用いて、プリフォーム１０を射出成形する。プリフォーム１０は、開口する口部１２、口部１２に続く筒状の胴部１４及び胴部１４の一端を閉鎖する底部１６を有する。なお、本実施形態では、ＰＥＴ樹脂は、結晶加速度の遅いコポリマー（コダック社製９９２１ シクロヘキサメタノールとの共重合グレード）を用いたが、ポリエステル樹脂であればこれに限定されない。
【００４０】
プリフォーム１０の口部１２の内径は例えば４０ｍｍ〜６０ｍｍであり、胴部１４の肉厚は例えば６〜９ｍｍ、好ましくは８ｍｍ以下の厚肉プリフォームである。一般に、中小型容器のプリフォームは、縦軸長さを長くすることでプリフォームの胴部肉厚を４ｍｍ以下に抑えることができる。しかし、大型容器のプリフォーム１０は大容量であることに加えトップロード耐性を確保することから相当の樹脂量（６００〜７５０ｇ）が求められる。このため、縦軸延伸倍率を１倍に近くするように最大限のプリフォーム長（例えば全長４００〜５００ｍｍ程度）に設計しても、中小型容器のプリフォームの胴部肉厚の倍以上となる。なお、プリフォーム１０の胴部肉厚が９ｍｍを超えると、上述の樹脂材料（コポリマー）を使ったとしても、ブロー時には球晶結晶化して白化してしまう。
【００４１】
プリフォーム１０の胴部１４及び底部１６を一次ブロー成形して形成される一次ブロー成形品２０は、射出成形された口部１２と、口部１２に続く肩部２２と、肩部２２に続く胴部２４と、胴部２４の一端を閉鎖する底部２６とを有する。底部２６は中央に設けられた上げ底部２７と、上げ底部２７の周囲の接地部２８とを含んでいる。この一次ブロー成形品２０は、最終ブロー成形品４０よりも、胴部２４の胴径も長さもサイズが大きく成形される。
【００４２】
中間成形品３０は、一次ブロー成形品２０を加熱された二次ブロー型（中間ブロー型とも言い、例えば一次ブロー型と同寸法）内で二次ブロー（中間ブロー）成形され、ヒートセットされた二次ブロー成形品内を排気することで熱収縮されている（後述する第１実施形態）。あるいは、中間成形品３０は、加熱された一次ブロー型（中間ブロー型とも言う）で一次ブロー（中間ブロー）成形された一次ブロー成形品が一次ブロー型内でヒートセットされ、一次ブロー成形品内を排気することで熱収縮されている（後述する第２実施形態）。
【００４３】
この中間成形品３０は、射出成形された口部１２と、口部１２に続く肩部３２と、肩部２２に続く胴部３４と、胴部３４の一端を閉鎖する底部３６とを有する。底部３６は中央に設けられた上げ底部３７と、上げ底部３７の周囲の接地部３８とを含んでいる。この中間成形品３０は、一次ブロー成形品２０（または二次ブロー成形品）が熱収縮されていることから、最終ブロー成形品４０よりも胴径は小さく、全長も短い。
【００４４】
この中間成形品３０は、一次ブロー成形により延伸配向されることで生ずる歪または残留応力が、熱処理（ヒートセット）により除去され、中間成形品３０の結晶化度が高められている。また、中間成形品３０はその熱処理後に熱収縮しているので、その後に熱処理温度以下の温度で加熱されても、ほとんど熱収縮することはない。中間成形品３０の段階での熱処理により、高温時の形状安定性が向上される。
【００４５】
最終ブロー成形品である大型リターナブル容器４０は、中間成形品３０を加熱された最終ブロー型内で最終ブロー成形して得られる。この最終ブロー成形品４０は、射出成形された口部１２と、口部１２に続く肩部４２と、肩部４２に続く胴部４４と、胴部４４の一端を閉鎖する底部４６とを有する。底部４６は中央に設けられた上げ底部４７と、上げ底部４７の周囲の接地部４８とを含んでいる。
【００４６】
最終ブロー成形品４０の胴部４４は外径が２６０〜２８０ｍｍであり、口部１２の内径が４０〜５０ｍｍであることを考慮すると、細口容器の部類である。最終ブロー成形品４０は、プリフォーム１０の胴部１４の外径に対して周方向で４．５〜６倍の外径の胴部４４を有する。胴部４４の肉厚は０．６〜１ｍｍで、肩部４２の肉厚を胴部４２よりも大きくすることで、トップロード耐性を有する。
【００４７】
ここで、中間成形品３０の胴部３４及び底部３６の外径及び長さは、最終ブロー成形品４０の胴部４４及び底部４６の外径及び長さよりも若干小さく形成される。こうすることで、中間成形品３０が最終ブロー型の一対の割型間に挟まれることを防止できる上に、最終ブロー成形ではほとんど延伸されない状態とすることができる。こうすると、最終ブロー成形時に生ずる歪または残留応力はわずかとなり、しかも、加熱された最終ブロー型内でヒートセットされるので、歪を完全に除去することができる。こうして、最終ブロー成形品４０の熱安定性を高めることができる。
【００４８】
なお、一次成形品２０、中間成形品３０及び最終ブロー成形品４０には、一次ブロー型に設けられた断熱用スリット（後述する）の痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線２３，２３が形成されている。なお、後述する第１実施形態の成形法方法では、一次ブロー成形後の一次ブロー成形品２０には線２３は形成されないが、一次ブロー成形型と同一寸法の二次ブロー成形型内で二次ブローされた一次ブロー成形品２０に線２３が形成される。
【００４９】
２．第１実施形態
次に、射出成形されプリフォーム１０から三回のブロー成形工程と二回の熱処理工程を経て最終ブロー成形品４０を成形する第１実施形態について説明する。
【００５０】
図１に示すプリフォーム１０及び一次ブロー成形品２０は、例えば特許文献２の図２に示される既存の射出延伸ブロー成形装置を用いて成形することができる。その装置５０は、図２に示すように、射出装置５１が連結される射出成形部５２と、温調部５３と、一次ブロー成形部５４（１００）と、取り出し部５５とを有する。この射出延伸ブロー成形装置５０にて射出成形されたプリフォーム１０または一次ブロー成形された一次ブロー成形品２０は、その口部がネック型に保持されて例えば回転盤（図示せず）により９０度間隔で回転搬送される。
【００５１】
なお、本実施形態でも、特許文献２の図２に示される射出延伸ブロー成形装置で採用されている温調予備ブロー工程を実施することができる。つまり特許文献２の図３に示すように、射出成形されたプリフォーム１０を温調ポット内に配置し、プリフォーム１０の口部１２に温調ブローコア型を嵌入する。そして、ブロー圧によりプリフォーム１０を予備ブローさせて温調ポット内面に接触させて、プリフォームをブロー適温まで温調している。こうすると、予備ブローされたプリフォーム１０は外径が大きくなり（胴部最大径で９０ｍｍ程度まで）、その結果肉厚は薄くなる。このため、温調効率が高まることに加え、一次ブロー成形品２０に一次ブロー成形する際の延伸比を下げることができ、低温でも応力白化させずに一次ブロー成形することができる。
【００５２】
射出延伸ブロー成形装置５０より取り出された一次ブロー成形品２０は、インラインまたはオフラインで大型リターナブル容器成形装置６０に供給される。この成形装置６０には、熱処理部２００と最終ブロー成形部３００とが設けられている。大型リターナブル容器成形装置６０は必ずしも射出延伸ブロー成形装置５０とインラインで連結される必要はない。オフライン接続として、常温まで充分に冷えた一次ブロー成形品２０が大型リターナブル容器成形装置６０に供給されても良い。こうすると、大型リターナブル容器成形装置６０では、射出延伸ブロー成形装置５０での成形サイクル（最も時間を要する射出成形サイクル）に制約されることなく成形でき、スループットが向上する。
【００５３】
以下、射出延伸ブロー成形装置５０に設けられた一次ブロー成形部１００と、成形装置６０に設けられた熱処理部２００及び最終ブロー成形部３００の詳細について説明する。なお、各容器とブロー型の対比を明確にする説明の便宜上、以下の説明では、一次ブロー成形部１００、熱処理部２００及び最終ブロー成形部３００は、口部１２を上向きとした正立状態でブロー成形される例を挙げて説明する。ただし、射出延伸ブロー成形装置５０とは別個に成形装置６０を設ければ、成形装置６０では口部１２を下向きとした倒立状態でブロー成形することができる。成形装置６０には射出成形部がないので、成形品を倒立状態で搬送でき、後述するように開閉可能なネック型を用いないため機構が簡易化される。
【００５４】
２．１．一次ブロー成形部
図３は、一次ブロー成形部１００の概略断面図である。射出成形部５２にて射出成形されたプリフォーム１０は、口部１２が一対の割型で構成されるネック型１０２に保持されて、温調部５３を介して一次ブロー成形部１００に搬入される。この一次ブロー成形部１００には、ネック型１０２と型締めされる一対の一次ブロー割型１０４，１０４が設けられている。一対の一次ブロー割型１０４，１０４は、一次ブロー成形品２０の胴部２２の外形を定義するキャビティ面１０４Ａを有する。なお、本実施形態では、一対の一次ブロー割型１０４，１０４には加熱機構は設けられていない。一次ブロー成形部１００には、一対の一次ブロー割型１０４，１０４と型締めされる昇降可能な一次底型１０６を設けることができる。一次底型１０６は、一次ブロー成形品２０の底部２６を定義するキャビティ面１０６Ａを有する。ただし、一対の一次ブロー割型１０４，１０４に底型を設ける場合には、一次底型１０６を用いなくても良い。
【００５５】
一次ブロー成形部１００には、プリフォーム１０の口部１２に嵌入される、昇降可能な一次ブローコア型１０８を有する。この一次ブローコア型１０８は、プリフォーム１０内に、高圧エアーを導入する。また、一次ブロー成形後に、一次ブローコア型１０８を上昇させて口部１２より離脱させることで、一次ブロー成形品２０内を排気できる。一次ブローコア型１０８を貫通してプリフォーム１０内に配置される一次延伸ロッド１１０が、昇降可能に設けられている。本実施形態では、図３に示すようにプリフォーム１０の縦軸延伸率は、プリフォーム１０の縦軸中心線上ではほぼ１倍に近い。一次延伸ロッド１１０はその縦軸延伸機能の他に、一次底型１０６と一次延伸ロッド１１０との間にプリフォームを位置決めして一次ブロー成形中にプリフォーム１０をセンタリングすることができる。
【００５６】
この一次ブロー成形部１００には、射出成形されたプリフォーム１０がブロー適温に温調された後に搬入される。なお、一次ブロー成形は、射出成形時の熱を保有したプリフォーム１０を用いるホットパリソン方式（１ステージ方式）でも、射出成形後に常温に戻ったプリフォーム１０をブロー適温まで加熱するコールドパリソン方式（２ステージ方式）のいずれを採用しても良い。
【００５７】
２．２．熱処理部（二次ブロー成形部）
熱処理部２００は、一次ブロー成形品２０を加熱された二次ブロー型内にて二次ブロー成形し、二次ブロー成形後に熱収縮された中間成形品３０を得るものである。この熱処理部２００は二次ブロー成形部として、一次ブロー成形部１００に設けられた各部材と同一機能を有するネック型２０２、一対の二次ブロー割型２０４、二次底型２０６、二次ブローコア型（ブローエアー導入部材）２０８及び二次延伸ロッド２１０を有する。しかも、熱処理部２００の一対の二次ブロー割型２０４のキャビティ面２０４Ａ及び二次底型２０６のキャビティ面２０６Ａは、一次ブロー成形部１００の一対の一次ブロー割型１０４のキャビティ面１０４Ａ及び一次底型１０６のキャビティ面１０６Ａと実質的に同じ寸法となっている。この理由は、熱処理部２００は一次ブロー成形品に生じている歪を除去することが目的であるから、二次ブロー成形では一次ブロー成形品２０を延伸配向しないことが好ましいからである。また、二次ブロー成形工程ではほとんど延伸されないので、図２の射出延伸ブロー成形装置５０から取り出され、インラインまたはオフラインで供給される常温付近の一次ブロー成形品２０であっても、ブロー特性に影響はない。
【００５８】
この熱処理部２００では、図８に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４の型締めに先駆けて、二次底型２０６を型締めしている。一次ブロー成形品２０の底部２６は冷えて固いので、二次底型２０６を型締めすることで一次ブロー成形品２０の上げ底形状の底部２６が芯出しされる。
【００５９】
二次底型２０６によりセンタリングされた一次ブロー成形品２０内に、二次ブローコア型２０８を介して高圧エアーが導入すると共に、二次延伸ロッド２１０を縦軸駆動する。それにより、一次ブロー成形品２０の肩部２２、胴部２４及び底部２６は、キャビティ面２０４Ａ，２０６Ａに密着される。
【００６０】
熱処理型２００が一次ブロー成形部１００と相違する点は、一対の二次ブロー割型２０４，２０４が加熱部を有する点である。熱処理部２００の役割は、一次ブロー成形時に一次ブロー成形品２０に生じた歪を熱処理により除去することであるから、加熱部が配置されている。
【００６１】
しかも、この一対の二次ブロー割型２０４，２０４（広義にはブロー型）は、一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４とを、それぞれ異なる温度で加熱するゾーン加熱部を有する。
【００６２】
一次ブロー成形品２０の胴部を加熱するために、図４及び図５に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４には、各割型２０４，２０４で６個ずつ、計１２個の棒状ヒーター配置用の縦孔２１２が、キャビティ面２０４Ａ，２０４Ａの周囲にて、周方向にてほぼ等間隔で貫通形成されている。この１２個の各縦孔２１２に加熱部例えば棒状ヒーター（図示せず）が配設される。棒状ヒーター（図示せず）は、一次ブロー成形品２０の胴部２４の長さ範囲に亘って、有効ヒーター長を有する。また、１２個の各縦孔２１２の近傍には、熱伝対配置用の有底の縦孔２１４が設けられている。１２個の縦孔２１４に温度測定素子例えば熱伝対２１６（図４参照）を配置し、その計測温度をフィードバックすることで、胴部２４の加熱温度を制御することができる。これらの縦孔２１２，２１４、加熱部及び温度測定素子により、第１の温調部が構成される。
【００６３】
一方、一次ブロー成形品２０の肩部２２を加熱するために、図４及び図６に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４には、一次ブロー成形品２０の肩部２２と対応する高さ位置であって、肩部２２を包囲する位置に、加熱部である熱媒体通路２１８，２１８が形成されている。この熱媒体通路２１８，２１８に熱媒体を通過させることで、一次ブロー成形品２０の肩部２２が加熱される。なお、図面では省略しているが、熱媒体通路２１８，２１８を流れる熱媒体によって設定される金型温度を測定する温度測定素子を設け、その計測温度をフィードバックすることで、肩部２２の加熱温度を制御することができる。これらの加熱部２１８や温度測定素子により、第２の温調部が構成される。
【００６４】
本実施形態では、第１，第２温調部が一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４とをゾーン分割して加熱することで、肩部２２と胴部２４とをそれぞれ異なる温度で加熱することができる。
【００６５】
本実施形態では、肩部２２の温度を胴部２４よりも低い温度となるように加熱している。この温度差を設けた理由は、一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４との肉厚に差があるからである。一次ブロー成形品２０の胴部２４は延伸倍率が高く、肩部２２に比べれば充分に薄い肉厚となっている。一方、一次ブロー成形品２０の肩部２２は、図４から明らかなように、プリフォーム１０の側壁から一次キャビティ面１０４Ａまでの距離が胴部２４に比べれば短く、横軸延伸倍率が小さい。よって、図４に示すように、一次ブロー成形品２０の肩部２２は、口部１２側が厚く、胴部２４に近づくに従い薄肉となる肉厚移行部を形成している（図４参照）。
【００６６】
この比較的厚肉の肩部２２は、胴部２４に比べれば熱容量が大きい。よって、肩部２２がブロー圧によってキャビティ面２０４Ａと接触して加熱されると、その温度を維持しやすい。
【００６７】
所定時間例えば８〜１６秒に亘って高圧エアーにより一次ブロー成形品２０がキャビティ面２０４Ａと接触して加熱された後に、エアー圧が解除され、二次ブローコア型２０８が上昇駆動されて、一次ブロー成形品２０の口部１２より離脱される。それにより、一次ブロー成形品２０内は一気に排気される。その結果、一次ブロー成形品２０は自由に熱収縮可能となり、縦軸及び横軸の熱収縮により中間成形品３０が形成される。なお、収縮率は、容量で１０〜３０％程度、全高で５〜１５％程度である。
【００６８】
この中間成形品３０の肩部３２は、胴部３４と比較して厚肉であるから、熱容量が大きく、一気に冷却されない。よって、厚肉の肩部３２は徐冷されることで球晶結晶化により白化しやすくなる。
【００６９】
肩部３２の加熱温度を胴部３４よりも低くすれば、この白化結晶化を低減でき、さらには白化結晶化を防止できる。本実施形態では、一次ブロー成形品２０の胴部２４の加熱温度を１４０〜１８０℃とする一方で、肩部２２の加熱温度を１００〜１２０℃と低く設定し、中間成形品３０の透明性を担保している。
【００７０】
このように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４は、肩部ゾーンと胴部ゾーンとでことなる加熱温度に設定するために、各加熱ゾーン間を断熱することが好ましい。本実施形態では、一対の二次ブロー割型２０４，２０４の肩部ゾーンに、横孔２２０，２２０を貫通形成している。この横孔２２０，２２０にワイヤー（図示せず）を挿通させ、そのワイヤーをキャビティ面２０４Ａ，２０４Ａに向けて水平移動させながらワイヤーカットすることで、スリット２２２，２２２（広義には断熱部）が形成される（図４参照）。このスリット２２２，２２２は、図８に示すように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４のキャビティ面２０４Ａまで露出するが、パーティング面２０４Ｂまでは露出していない。スリット２２２がパーティング面２０４Ｂに到達すると、一対の二次ブロー割型２０４，２０４が上下に分離されてしまうからである。
【００７１】
このスリット２２２は所定幅（例えば０．３ｍｍ）の隙間に空気断熱層を形成するので、肩部ゾーンと胴部ゾーンとを空気断熱することができる。これにより、肩部ゾーンと胴部ゾーンとの各加熱温度を維持することが容易となる。
【００７２】
なお、一対の二次ブロー割型２０４，２０４のうち、スリット２２２で分離された肩部ゾーンは容積が小さいので、スリット２２２の隙間の範囲で移動することを防止するために、この肩部ゾーンにはボルト孔２２４が形成されている。このボルト孔２２４に螺合されるボルトを介して、肩部ゾーンを固定することが可能となる。
【００７３】
このように、一対の二次ブロー割型２０４，２０４のスリット２２２，２２２が形成されたキャビティ面２０４Ａに、一次ブロー成形品２０をブロー圧により密着させると、図１に示すように一次ブロー成形品２０に、スリット２２２，２２２の痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線２３，２３が形成される。この線２３，２３は、一次ブロー成形品２０の口部１２側の上方から見た平面視では、各線２３は１８０度未満の広角の円弧となる。この線２３，２３は、中間成形品３０及び最終ブロー成形品４０にも残存し、本実施形態を実施した痕跡が最終ブロー成形品４０にも残存する。なお、最終ブロー成形品４０の線２３，２３がある領域には、最終ブロー成形時に微細な凹凸パターンのシボ加工などを施すことで、線２３，２３を見難くすることができる。
【００７４】
また、一次ブロー成形品２０を自由に熱収縮させて中間成形品３０を形成するには、排気速度が重要な要因となることが分かった。本発明者の実験によれば、排気速度を５秒と高速化にすると、排気速度が１０秒のものと比較すると、中間成形品３０の胴部の周囲長さは２０〜３０ｍｍも短く、中間成形品３０の全高は２〜５ｍｍも短くなることが分かった。本実施形態では、中間成形品３０は、最終ブロー成形品４０よりもサイズが小さくなければならず、そうでないと中間成形品３０が最終ブロー型に挟み込まれてしまう。
【００７５】
そこで本実施形態では、熱処理部２００での排気速度（第１排気工程での排気速度）を、５〜７秒、例えば６秒と短時間に設定している。一次ブロー成形部１００や最終ブロー成形部３００での排気速度（第２排気工程での排気速度）が２０〜２５秒であることを考慮すると、熱処理部２００での排気速度は一次ブロー成形部１００や最終ブロー成形部３００での排気速度の３〜５倍の高速排気である。この高速排気によって、中間成形品３０を最終ブロー成形品４０よりもサイズが小さくなるように収縮させることができる。しかも、一次ブロー成形部１００では一次ブロー成形品２０を加熱することがなく、熱処理部２００でも底部２６は加熱されないので、底部２６は冷えて固化されている。よって、高速排気しても、二次底型２０６から離れて縮む過程で底部２６がひっくり返る等の変形が生ずることもない。
【００７６】
ここで、一次ブロー成形部２００及び最終ブロー成形部３００は、図３及び図９とは異なり、口部１２を下端とした倒立搬送で搬送することができる。この場合、一次ブロー成形部１００及び最終ブロー成形部３００では、図７に示すように、一次ブロー成形品２０、中間成形品３０または最終ブロー成形品４０は、それらを搬送するための搬送部材６２上に倒立状態にて載置されている。
【００７７】
搬送部材６２は、成形装置６０上を循環搬送するために、搬送用チェーン６４に固定され、レール６６に沿って移動するためのカムフォロア６８を有している。搬送部材６２には、各成形品２０，３０，４０の口部に入り込む中空の搬送用ピン７０（ブローエアー導入部材）がある。さらに、搬送部材６２の下方には、一次ブロー成形工程または最終ブロー成形工程時にブローエアーを搬送用ピン７０に供給するためのシールピストン７２があり、搬送部材６２に向かって上昇してシールするようになっている。なお、一次ブロー成形部１００及び最終ブロー成形部３００は、口部１２を位置決めするための冷却されたネックガイド部材７４を有する。
【００７８】
このように、倒立搬送方式では、図３のように口部１２内に挿脱される一次ブローコア型１０８を設ける代わりに、昇降可能なシールピストン７２を設けている。一次ブローコア型１０８を口部１２より離脱させるよりも、搬送用ピン７０は口部１２に維持したままシールピストン７２だけを下降させてシールを解除できるので、排気速度を高速にすることが可能となる。なお、図７では延伸ロッドは省略されているが、搬送部材６２及びシールピストン７２を貫通して延伸ロッドを配置することができる。
【００７９】
２．３．最終ブロー成形部
図９に示す最終ブロー成形部３００は、中間成形品３０を加熱された最終ブロー型で最終ブローして、最終ブロー成形品４０を得るものである。この最終ブロー成形部３００は、一次ブロー成形部１００に設けられた各部材と同一機能を有する一対の最終ブロー割型３０４、最終底型３０６、最終ブローコア型３０８及び最終延伸ロッド３１０を有する。最終ブロー成形部３００の一対の最終ブロー割型３０４のキャビティ面３０４Ａ及び最終底型３０６のキャビティ面３０６Ａは、最終ブロー成形品４０の胴部４４及び底部４６の外壁と同一形状である。なお、一対の最終ブロー割型３０４のキャビティ面３０４Ａは中間成形品３０の外形よりもわずかに大きく、最終底型３０６のキャビティ面３０６Ａは一次底型１０６のキャビティ面１０６Ａ及び二次底型２０６のキャビティ面２０６Ａと同一形状となっている。この理由は、最終ブロー成形部３００は、歪が除去されて収縮された中間成形品３０を最終ブロー成形品４０の形状に外形出しするための最小限の延伸倍率とすれば良いからである。
【００８０】
この最終ブロー成形部３００では、最終延伸ロッド３１０と最終底型３０６とによりセンタリングされた中間成形品３０内に、最終ブローコア型３０８（倒立搬送の場合には図６のシールピストン７２）を介して高圧エアーが導入される。それにより、中間成形品３０の肩部３２、胴部３４及び底部３６は、キャビティ面３０４Ａ，３０６Ａに密着して、最終ブロー成形品４０の形状に設定される。形状出しのための最終ブロー時間は、熱処理部２００でのブロー時間よりも長く、１５〜３０秒程度である。また、最終ブロー圧は、二次ブロー圧と同じであっても良いが、形状出しのためにより二次ブロー圧よりも高くしても良い。
【００８１】
中間成形品３０は比較的高温に維持されているし、最終形状出しのため延伸率も低いので、最終ブロー成形時には最終ブロー成形品４０にほとんど歪は発生しないと考えられる。ただし、最終ブロー成形時の延伸によって最終ブロー成形品４０に新たな歪が発生することもあるので、最終ブロー成形部３００にも加熱部が設けられている。
【００８２】
最終ブロー成形部３００の一対の最終ブロー割型３０４，３０４には、図９〜図１１に示すように、周方向にて等間隔に、各割型３０４に４個ずつ計８個の縦孔３１２が貫通形成されている。図１１に示すように、この一対の最終ブロー割型３０４，３０４の各々では、２組の２個の縦孔３１２，３１２は、端部、例えば上端側が閉鎖され、有底の横孔３１４にて連通されている。図１１にて例えば左端の縦孔３１２の下端側から熱媒体が供給され、この熱媒体は横孔３１４を介して隣の縦孔３１２に流入する。隣の縦孔３１２の下端は、金型取付板（図示せず）を介してさらに隣の縦孔３１２と連通している。よって、一対の最終ブロー割型３０４，３０４の各々では、４つの縦孔３１２と２つの横孔３１４とが連通されて、熱媒体通路を形成することができる。この熱媒体通路に熱媒体を循環供給することで、一対の最終ブロー割型３０４，３０４を加熱することができる。
【００８３】
また、各縦孔３１２の近傍には、図９及び図１０に示すように計８個の熱伝対配置用の有底の縦孔３１６が設けられている。８個の縦孔３１６に温度測定素子例えば熱伝対３１８（図９参照）を配置し、その計測温度をフィードバックすることで、最終ブロー成形品４０の胴部４４の加熱温度を制御することができる。
【００８４】
一対の最終ブロー割型３０４，３０４は、過延伸に起因した歪を除去するためのものではないので、加熱温度は熱処理部２００での加熱温度よりも低くて良く、例えば８０〜１１０℃とすることができる。この加熱温度は、最終ブロー成形品である大型リターナブル容器４０の洗浄温度が６０〜７０℃であれば、その洗浄温度よりも高ければよく、１００℃以下でも良い。
【００８５】
最終ブロー成形後に最終ブロー成形品４０内を排気して取り出し、４０時間放置しても、最終ブロー成形品４０は全高でも容量も変化がなかった。なお、最終ブロー成形部３００での排気速度は、熱処理型２００での排気速度より充分に遅くてよい。熱処理型２００に一次ブロー成形品２０を倒立搬送して供給する場合には、最終ブロー成形部３００にも中間成形品３０が倒立搬送して供給される。この場合には、最終ブロー成形部３００も図７の搬送機構が用いられる。ただし、最終ブロー成形部３００では、シールピストン７２のシール解除動作は低速で行われる。
【００８６】
３．第２実施形態
第２実施形態は、図３に示す一次ブロー成形部１００及び図４に示す熱処理部２００に代えて、図１２に示す一次ブロー成形部（熱処理部）１００Ａを設けている。図１２に示す一次ブロー成形部（熱処理部）１００Ａは、図３に示す一次ブロー成形部１００の全ての構成に加えて、図４〜６に示す加熱部のための構成２１２〜２２４が付加されている。
【００８７】
つまり、この一次ブロー成形部１００Ａは、プリフォーム１０をブロー成形して一次ブロー成形品２０を形成すると同時に、キャビティ面１０２Ａを介して一次ブロー成形品２０の肩部２２と胴部２４をヒートセットする。この際、第１実施形態の熱処理部２００と同様に、肩部ゾーンと胴部ゾーンは空気断熱されて、肩部を胴部よりも低い温度で加熱している。
【００８８】
このようにしても、高延伸された胴部は高い温度でヒートセットされて、一次ブロー成形時に生じた歪は除去されると共に、比較的低延伸で厚肉の肩部は、低い温度の加熱で歪は除去されると共に、球晶結晶化による白化も防止できる。
【００８９】
図１２に示す一次ブロー成形部（熱処理部）１００Ａで一次ブロー成形品を排気することで、最終ブロー成形品４０よりもサイズの小さい中間成形品３０を形成する。なお、一次ブロー成形された直後の一次ブロー成形品２０の底部２６は暖かいが、底部２６がひっくり返らない程度の排気速度で高速排気することが好ましい。この中間成形品３０が図９に示す最終ブロー成形部３００にて最終ブロー成形されて最終ブロー成形品４０が形成される。この第２実施形態で得られた最終ブロー成形品４０もまた、耐熱性と透明性とがバランスが取れた容器となる。
【００９０】
第２実施形態は、一次ブロー成形部１００Ａと最終ブロー成形部３００とを搭載したブロー成形機であれば、その成形機には既存のプリフォーム射出成形機からプリフォームが供給されることで実現できる。あるいは、プリフォーム射出成形部５２、温調部５３、一次ブロー成形部１００Ａ及び最終ブロー成形部３００を機台上に備えた射出延伸ブロー成形機で第２実施形態を実現しても良い。
【００９１】
ここで、第２実施形態が第１実施形態と相違する点は、上述した通り一次ブロー成形工程と熱処理工程とを同一金型にて実施していることである。このため、一次ブロー成形品２０の樹脂はプリフォーム１０の保有熱が影響で第１実施形態よりも温度は高い。このために、肉厚調整、成形安定性などの面で、第１実施形態と相違した容器を成形できる。
【００９２】
第２実施形態の一次ブロー成形品２０の肩部２２や底部２６は、その保有熱により、第１実施形態の二次ブロー成形時よりも延伸されやすい。一次ブロー成形品２０の肩部２２や底部２６が延びやすいことから胴部２４が過度に伸ばされなくなる。よって、第２実施形態での熱処理時の一次ブロー成形品２０の肉厚は、第１実施形態での熱処理時の二次ブロー成形品３０の肉厚とは異なり、その相違が耐熱性及び透明性の各特性を異ならせる。
【００９３】
第２実施形態の一次ブロー成形品２０は、キャビティ面１０６Ａに樹脂が接触した時も保有熱を有するので、樹脂がキャビティ面上を移動しやすい。よって、一次ブロー成形品の成形安定性は第１実施形態の方が第２実施形態より優れている。
【００９４】
第２実施形態を実施するには、ブロー型は２つ（熱処理型を兼ねる一次ブロー型と最終ブロー型）であるので、第１実施形態よりもブロー型を一つ少なくすることができ、装置が大型化しない利点がある。
【００９５】
よって、ユーザーが耐熱性と透明性のどちらを重視するか、ユーザーが装置の大型化を許容できるか否かで、第１，第２実施形態を使い分けることができる。
【００９６】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【００９７】
例えば、上述した実施形態では、図４の二次底型２０６及び図１２の一次底型１０６は加熱部を設けていなかった。一次ブロー成形品２０の底部２６も厚肉となるから、肩部２６と同様に、胴部２４よりも低い温度で加熱しても良い。こうすると、中間成形品３０の底部３６の球晶結晶化による白化を低減または防止することができる。
【００９８】
また、熱処理部１００Ａ，２００及び最終ブロー成形部３００に配置される加熱部は、棒状ヒーターや熱媒体通路の他、ブロー型内で成形品を加熱できる他の種々の手段に変更しても良い。
【符号の説明】
【００９９】
１０ プリフォーム、２０ 一次ブロー成形品、３０ 中間成形品、４０ 最終ブロー成形品、７０ 搬送部材（ブローエアー導入部材）、７２ シールピストン、１００，１００Ａ 一次ブロー成形部、１０２ ネック型、１０４ 一次ブロー割型、１０６ 一次底型、１０８ 一次ブローコア型、１１０ 一次延伸ロッド、２００ 熱処理部、２０２ ネック型、２０４ 二次ブロー割型、２０６ 二次底型、２０８ 二次ブローコア型（ブローエアー導入部材）、２１０ 二次延伸ロッド、２１２ 胴部加熱の棒状ヒーター配設用縦孔、２１６ 熱伝対、２１８ 肩部加熱の熱媒体通路、２２２ 空気断熱層形成用スリット（断熱部）、３００ 最終ブロー成形部、３０４ 最終ブロー割型、３０６ 最終底型、３０８ 最終ブローコア型、３１０ 最終延伸ロッド、３１２，３１４ 熱媒体通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、または前記プリフォームから一次ブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下で中間ブローして、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品を熱処理型内に配置し、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部及び胴部を前記熱処理型のキャビティ面に密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項２】
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブローして、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部を、熱処理型内に配置し、前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状を有する前記熱処理型のキャビティ面に、前記一次ブロー成形品を密着させて熱処理し、かつ、前記一次ブロー成形品の肩部を胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記熱処理工程では、前記一次ブロー成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱部により断熱して分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記熱処理工程では、空気断熱層により前記各々の加熱ゾーンを分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記熱処理型は、前記キャビティ面と連続するパーティング面が互いに接触する一対の割型を含み、前記一対の割型の各々は、前記熱処理型の前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットを含み、
前記熱処理工程では、前記スリットにより形成される前記空気断熱層が前記各々の加熱ゾーンを分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかにおいて、
前記熱処理工程後に、前記中間成形品内を排気する第１排気工程と、
前記最終ブロー成形工程後に、前記大型リターナブル容器内を排気する第２排気工程と、
を含み、
前記第１排気工程での排気速度が前記第２排気工程での排気速度よりも速いことを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記熱処理型は、前記一次ブロー成形品の前記胴部の一端を閉鎖する上げ底の底部と接触する底型をさらに含み、
前記熱処理工程では、前記一対の割型よりも先に前記底型が型締めされて、前記底型により前記一次ブロー成形品を芯出しすることを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項８】
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームの射出成形時に形成される口部と、
前記口部より拡径した肩部と、
前記肩部に続く胴部と、
前記胴部の一端を閉鎖する底部と、
を有し、
少なくとも前記肩部及び前記胴部は、ブロー型のキャビティ面に露出するスリットにより断熱された肩部ゾーンが胴部ゾーンよりも低い温度に加熱されたブロー型内にて前記プリフォームがブロー成形されることで、延伸配向されて形成され、延伸配向時の歪が除去されており、
前記スリットの痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線が形成されていることを特徴とする大型リターナブル容器。
【請求項９】
口部を有する厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブロー成形して、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理部と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、最終ブロー時の歪が除去された大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形部と、
を有し、
前記熱処理部は、
一対の割型を含み、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状のキャビティ面を有する熱処理型と、
前記一次ブロー成形品の前記口部内に配置され、高圧エアーを前記一次ブロー成形品内に導入して加圧するブローエアー導入部材と、
を含み、
前記熱処理型の前記一対の割型の各々が、二次ブロー成形された前記中間成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱する断熱部を含み、前記中間成形品の前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記一次ブロー成形品を、前記口部が下向きとなる倒立状態で搬送する、前記ブローエアー導入部材を備えた搬送部材と、
前記熱処理部に設けられ、前記搬送部材に対して接離駆動されて、接触によってシールして前記ブローエアー導入部材に前記高圧エアーを供給し、非接触によりシール解除されて前記中間成形品内を排気するシールピストンと、
を有することを特徴とする大型リターナブル容器の成形装置。
【請求項１１】
キャビティ面と、前記キャビティ面と連続するパーティング面とをそれぞれ有し、型締めにより前記パーティングが互いに接触する一対の割型を有し、
前記一対の割型の各々は、
前記前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットと、
前記スリットにより分割された一方に配置された第１の温調部と、
前記スリットにより分割された他方に配置され、前記第１の温調部とは異なる温度に調整される第２の温調部と、
を含むことを特徴とするブロー型。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記一対の割型の各々は、前記スリットをワイヤーカットで形成するためのワイヤーを通す孔を含み、前記スリットが前記孔と連通していることを特徴とするブロー型。
【請求項１】
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、または前記プリフォームから一次ブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下で中間ブローして、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品を熱処理型内に配置し、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部及び胴部を前記熱処理型のキャビティ面に密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項２】
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブローして、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
前記熱処理工程は、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部を、熱処理型内に配置し、前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状を有する前記熱処理型のキャビティ面に、前記一次ブロー成形品を密着させて熱処理し、かつ、前記一次ブロー成形品の肩部を胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記熱処理工程では、前記一次ブロー成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱部により断熱して分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記熱処理工程では、空気断熱層により前記各々の加熱ゾーンを分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記熱処理型は、前記キャビティ面と連続するパーティング面が互いに接触する一対の割型を含み、前記一対の割型の各々は、前記熱処理型の前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットを含み、
前記熱処理工程では、前記スリットにより形成される前記空気断熱層が前記各々の加熱ゾーンを分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかにおいて、
前記熱処理工程後に、前記中間成形品内を排気する第１排気工程と、
前記最終ブロー成形工程後に、前記大型リターナブル容器内を排気する第２排気工程と、
を含み、
前記第１排気工程での排気速度が前記第２排気工程での排気速度よりも速いことを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記熱処理型は、前記一次ブロー成形品の前記胴部の一端を閉鎖する上げ底の底部と接触する底型をさらに含み、
前記熱処理工程では、前記一対の割型よりも先に前記底型が型締めされて、前記底型により前記一次ブロー成形品を芯出しすることを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
【請求項８】
厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームの射出成形時に形成される口部と、
前記口部より拡径した肩部と、
前記肩部に続く胴部と、
前記胴部の一端を閉鎖する底部と、
を有し、
少なくとも前記肩部及び前記胴部は、ブロー型のキャビティ面に露出するスリットにより断熱された肩部ゾーンが胴部ゾーンよりも低い温度に加熱されたブロー型内にて前記プリフォームがブロー成形されることで、延伸配向されて形成され、延伸配向時の歪が除去されており、
前記スリットの痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線が形成されていることを特徴とする大型リターナブル容器。
【請求項９】
口部を有する厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブロー成形して、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理部と、
収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、最終ブロー時の歪が除去された大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形部と、
を有し、
前記熱処理部は、
一対の割型を含み、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状のキャビティ面を有する熱処理型と、
前記一次ブロー成形品の前記口部内に配置され、高圧エアーを前記一次ブロー成形品内に導入して加圧するブローエアー導入部材と、
を含み、
前記熱処理型の前記一対の割型の各々が、二次ブロー成形された前記中間成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱する断熱部を含み、前記中間成形品の前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記一次ブロー成形品を、前記口部が下向きとなる倒立状態で搬送する、前記ブローエアー導入部材を備えた搬送部材と、
前記熱処理部に設けられ、前記搬送部材に対して接離駆動されて、接触によってシールして前記ブローエアー導入部材に前記高圧エアーを供給し、非接触によりシール解除されて前記中間成形品内を排気するシールピストンと、
を有することを特徴とする大型リターナブル容器の成形装置。
【請求項１１】
キャビティ面と、前記キャビティ面と連続するパーティング面とをそれぞれ有し、型締めにより前記パーティングが互いに接触する一対の割型を有し、
前記一対の割型の各々は、
前記前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットと、
前記スリットにより分割された一方に配置された第１の温調部と、
前記スリットにより分割された他方に配置され、前記第１の温調部とは異なる温度に調整される第２の温調部と、
を含むことを特徴とするブロー型。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記一対の割型の各々は、前記スリットをワイヤーカットで形成するためのワイヤーを通す孔を含み、前記スリットが前記孔と連通していることを特徴とするブロー型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−３７１３９（Ｐ２０１１−３７１３９Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８６７８５（Ｐ２００９−１８６７８５）
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【出願人】（０００２２７０３２）日精エー・エス・ビー機械株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【出願人】（０００２２７０３２）日精エー・エス・ビー機械株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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