JP2017013252A - 予備成形体の加熱方法、底付き筒状容器の製造方法および予備成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】予備成形体を、熱変形を伴うことなく適切に加熱して、二軸延伸ブロー成形を施して底付き容器を製造可能な方法を提案すること。
【解決手段】二軸延伸ブロー成形されて底付き容器の容器本体部になる板状本体部１２と、二軸延伸ブロー成形されずにそのまま底付き容器の口部フランジになる縁部フランジ１３とを備えた板状の予備成形体であるプリフォーム１０を用いる。プリフォーム１０の板状本体部１２を、上下の発熱体３１、３２の発熱面３１ａ、３２ａによって挟持した状態で搬送することで接触加熱して、二軸延伸ブロー成形が可能な温度に加熱し、しかる後に板状本体部１２に二軸延伸ブロー成形を施す。
【選択図】図５

Description

本発明は、プリフォーム等と呼ばれる熱可塑性樹脂からなる予備成形体を二軸延伸ブロー成形してカップ状容器などの底付き筒状容器を製造する底付き筒状容器の製造方法に関する。更に詳しくは、小型で薄肉軽量の底付き筒状容器の製造に適した予備成形体、および、当該予備成形体を加熱してブロー成形型に送り込む予備成形体の加熱方法に関する。

二軸延伸ブロー成形によって製造される底付き筒状容器としては、乳製品などの容器として用いられる熱可塑性樹脂製の広口カップ状容器が知られている。広口カップ状容器は、底付きの円筒状胴部と、この円筒状胴部の上端開口に連続して外側に広がっている口部フランジとを備えている。また、口部フランジと円筒状胴部との間に僅かに小径の括れ部分（首部分）が付いた形状の広口容器も知られている。このような底付き筒状容器は、一般的に、内容物を充填したのちに、その口部フランジの表面にアルミ箔製、樹脂合成紙製などの蓋を接着して、シールされる。

底付き筒状容器としては、射出成形品、真空圧空成形品、および予備成形体（プリフォーム、一次成形品）の二軸延伸ブロー成形品が知られている。射出成形容器は、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの樹脂を用いて製造され、肉厚が約０．５ｍｍで重く、酸素バリア性能が悪い。真空圧空成形容器は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる単層シート、あるいは複数種類の樹脂の多層シートを用いて製造されるが、バリの発生が多く歩留まりが悪い。また、成形時にシートに割れが発生しやすいので、底の深い容器の成形には向かない。二軸延伸ブロー成形容器はバリの発生が無く、酸素バリア性能も良く、底の深い容器の成形も可能である。

カップ状容器などの底付き筒状容器については、そのコストダウンのために軽量化を図ることが極めて有効である。しかしながら、二軸延伸ブロー成形容器においてはその軽量化が困難である。例えば、現在市販されている二軸延伸ブロー成形カップの重量は、２００ｍリットルのカップの場合には、約１１〜１４ｇである。また、二軸延伸ブロー成形カップの製造に用いるプリフォームの形状は半球状、円錐状または釣鐘状のものであり、一般には射出成形品である。延伸ブロー成形に当たっては、延伸ブローに適した温度まで予備成形体を加熱する必要があり、ＰＥＴプリフォームの場合には大凡１００℃に加熱される。二軸延伸ブロー成形カップの軽量化を図るためには、予備成形体の軽量化を図ればよい。換言すると、予備成形体を薄肉にすればよい。

しかしながら、予備成形体が余りに薄肉の場合には加熱によって自己保形性が損なわれやすくなり、二軸延伸ブローに適した温度に加熱される時点で元の形状を維持できずに変形して潰れてしまい、二軸延伸ブロー成形に支障を来すおそれがある。そのために、カップ状容器を製造するために用いるカップ状プリフォームの肉厚を２ｍｍを超える厚さにしておく必要があり、その薄肉、軽量化に限界がある。したがって、二軸延伸ブロー成形して得られるカップ状容器の薄肉、軽量化にも限界があり、十分なコストダウンを図ることができない。

本発明者等は、特許文献１において、薄くて軽い底付き筒状容器を、予備成形体に二軸延伸ブローを施して製造するのに適した底付き筒状容器の製造方法、および、当該製造方法に用いるのに適した板状のプリフォームを提案している。

特開２０１０−１８８７１１号公報

ここで、乳製品等の容器としては、より小型で薄肉軽量な容器に対する要求がある。例えば、５ｇ以下の極めて軽量な底付き筒状容器の需要がある。このためには、より薄肉軽量で小型の板状の予備成形体を用いて、底付き筒状容器を二軸延伸ブロー成形する必要がある。

しかしながら、板状の予備成形体を薄肉にすると、加熱によって予備成形体の自己保形性が損なわれやすい。このため、二軸延伸ブローに適した温度に加熱された時点で元の形状を維持できずに熱変形してしまい、二軸延伸ブロー成形に支障を来すおそれがある。

また、底付き筒状容器の底の側の部分になる板状の予備成形体の中央部分は、延伸倍率が外周側の部分に比べて大きいので、外周側の部分に比べて厚肉にする必要がある。射出成形によって板状の予備成形体を製造する場合には、一般に、射出成形用のゲートが、板状の予備成形体成形用のキャビティにおける中央部分、すなわち、板状の予備成形体における最も肉厚の厚い部分が成形される部位に位置する。この結果、予備成形品の射出成形時に、ゲートが位置する中心部肉厚部分が過熱されて結晶化して白化状態になりやすい。この結果、中心部肉厚部分の成形特性が劣化するなどの弊害が発生する。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、小型で薄肉軽量の底付き筒状容器の製造に適した形状の予備成形体、および、当該予備成形体を加熱してブロー成形型に送り込むのに適した予備成形体の加熱方法を提案することにある。また、本発明の課題は、当該予備成形体に二軸延伸ブロー成形を施して底付き筒型容器を製造する底付き筒状容器の製造方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、熱可塑性樹脂製の予備成形体に二軸延伸ブロー成形を施して口部フランジを備えた底付き筒状容器を製造するために、前記予備成形品を前記二軸延伸ブロー成形が可能な成形温度に加熱し、加熱後の前記予備成形品をブロー成形金型に送り込む予備成形体の加熱方法であって、
前記予備成形体は、前記二軸延伸ブロー成形が施されて前記底付き筒状容器の底付きの容器本体部になる板状本体部と、前記二軸延伸ブロー成形が施されずにそのまま前記口部フランジになる縁部フランジとを備えており、
前記予備成形体の前記板状本体部の表面の少なくとも一部に発熱体を接触させ、当該板状本体部を前記成形温度まで接触加熱することを特徴としている。

本発明の方法では、板状の予備成形体に発熱体を接触させて加熱している。予備成形体の肉厚を薄くした場合には、加熱によって軟化した予備成形体の中央部分などに、下方に撓むなどの熱変形が生じるおそれがある。接触加熱を採用しているので、一般的な予備成形体の加熱方法である赤外線ヒーター等を用いた輻射熱による非接触加熱の場合に比べて、短時間で効率良く予備成形体を加熱することができる。また、予備成形体に対して適切に発熱体を接触させることにより、熱変形を防止あるいは抑制できる。したがって、二軸延伸ブロー成形に支障を来すような熱変形を伴うことなく、加熱後の板状の予備成形品をブロー成形型に送り込むことができる。このため、予備成形品として、従来に比べてより薄肉で軽量のものを用いることができ、この結果、二軸延伸ブロー成形によって得られる底付き筒状容器の薄肉・軽量化、および大幅なコストダウンを達成できる。

また、プリフォームは板状のプリフォームであるので、射出成形によって製造できることは勿論のこと、圧縮成形によっても製造可能である。また、形状が単純であるので、プリフォーム成形金型の製造コストを下げることができ、ＰＥＴ以外のＰＰ、ＰＥ、ＰＥＮ、ＰＳなどの各種の熱可塑性樹脂を用いて容易に製造できる。さらに、板状のプリフォームであるので、同一樹脂あるいは異種の樹脂から積層成形することも容易であり、各樹脂層の間に、塗膜、フィルムを挟み込むことも容易であり、さらに、各樹脂層の間に耐熱性、酸素バリア性などを備えた機能性材料を挟み込むことも容易である。

本発明において、前記発熱体として、前記板状本体部の一方の表面と相補的な形状の発熱面を備えた発熱体を使用し、前記板状本体部の前記表面に前記発熱体の前記発熱面を密接させ、この密接状態を維持しながら、前記板状本体部を前記成形温度まで接触加熱することができる。この場合、接触加熱によって、前記板状本体部の前記表面を加熱殺菌することもできる。

発熱体の発熱面を予備成形体の加熱対象部分である板状本体部の表面形状と相補的な形状にすることで、発熱面を板状本体部の表面に密接させることができる。これにより、効率良く板状本体部を加熱できる。また、板状本体部は発熱面に密接しているので、発熱面によって確実に熱変形が防止あるいは抑制される。さらに、板状本体部の表面に発熱面を密接させた状態で加熱することで、当該表面を加熱殺菌することもでき、後工程として行われる板状本体部の表面の殺菌工程、あるいは、得られた容器の表面の殺菌工程を省略することが可能な場合もある。

この場合、発熱面と板状本体部の表面との密接状態を確実に形成できるように、前記板状本体部の前記表面に対して、前記発熱面を下側あるいは上側から、押圧により、あるいは、真空吸引により、密接させて、前記板状本体部を前記発熱面によって支持し、この密接状態を維持しながら、前記板状本体部を前記成形温度まで、熱変形を伴うことなく接触加熱することが望ましい。

また、前記発熱体として、前記容器本体部の内側の面になる前記板状本体部の一方の側の第１表面と相補的な形状の第１発熱面を備えた第１発熱体と、前記容器本体部の外側の面になる前記板状本体部の他方の側の第２表面と相補的な形状の第２発熱面を備えた第２発熱体とを使用することができる。この場合には、前記第１、第２発熱面の間に前記板状本体部を挟むことにより、前記第１発熱面を前記第１表面に密接させ、前記第２発熱面を前記第２表面に密接させ、この密接状態を維持しながら、前記板状本体部を前記成形温度まで、熱変形を伴うことなく接触加熱することができる。また、前記板状本体部の前記第１、第２表面を加熱殺菌することができる。

次に、本発明の予備成形体において、当該予備成形体における前記板状本体部の前記第１表面を、当該板状本体部の中心軸線上の位置において最深部となる凹曲面と、当該凹曲面の外周縁から外方に広がる第１平面とによって規定し、前記板状本体部の前記第２表面を、前記中心軸線上の位置が頂部となる凸曲面によって規定することができる。

予備成形体を射出成形によって製造する場合に、射出成形型のゲートに対峙する予備成形体の最大肉厚となる部分の厚さを低減でき、予備成形体の中央部分に白化に起因する特性劣化等の弊害が生じることを防止できる。

この場合、前記板状本体部の板厚を、前記第１平面と前記凸曲面とによって規定される部分においては、前記縁部フランジの側の外周縁部分から前記中心に向かって徐々に増加させ、前記凹曲面と前記凸曲面とによって規定される中央部分においては、略一定の厚さに維持することができる。例えば、凹曲面と凸曲面を、同一位置に中心を有する円弧面に
よって規定することにより、板状本体部の中央部分を一定の肉厚にすることができる。

なお、底付き筒状容器としては、その口部フランジと容器本体部との間に、容器本体部よりも小径の括れ部分が付いた形状のものが知られている。このような形状の容器は、次の形状の予備成形体に二軸延伸ブロー成形を施して製造することができる。

すなわち、前記予備成形体は、前記縁部フランジの内周縁から前記第２表面の側に折れ曲がり前記板状本体部の外周縁に繋がる括れ部分を備えている。

本発明において、予備成形体の加熱は、ブロー成形型に向かう所定の経路に沿って予備成形体を搬送しながら行うことができる。このためには、
前記予備成形体の前記縁部フランジを載せるフランジ支持面を備えた枠状の搬送具に、前記予備成形体を載せ、
この状態で、搬送具を所定の経路に沿って発熱体接触位置まで搬送し、
前記発熱体接触位置において、前記搬送具に載っている前記予備成形体の前記板状本体部に前記発熱体を接触させ、
前記搬送具と共に、前記予備成形体に接触させた前記発熱体を所定の経路に沿って発熱体離脱位置まで搬送し、
前記発熱体離脱位置において前記予備成形体から前記発熱体を離し、
しかる後に、前記搬送具によって前記予備成形体を前記ブロー成形型に送り込むようにすればよい。

次に、本発明の底付き容器の製造方法は、上記の加熱方法を用いて加熱された後の前記予備成形体を二軸延伸ブロー用のブロー成形型に送り込み、前記ブロー成形型を閉じて、前記搬送具および前記予備成形体の前記縁部フランジを挟持した状態で、前記予備成形体の前記板状本体部に二軸延伸ブローを施すことを特徴としている。

また、本発明は、上記の加熱方法を用いて加熱された後に、二軸延伸ブロー用のブロー成形型に送り込まれる底付き筒状容器製造用の予備成形体であって、
二軸延伸ブロー成形が施されて前記底付き筒状容器の底付きの容器本体部になる板状本体部と、前記二軸延伸ブロー成形が施されずにそのまま前記底付き筒状容器の口部フランジになる縁部フランジとを備え、
前記板状本体部は、前記容器本体部の内側の面になる一方の側の第１表面と、前記容器本体部の外側の面になる他方の側の第２表面とを備え、
前記板状本体部の前記第１表面は、その中心軸線上の位置において最深部となる凹曲面と、当該凹曲面の外周縁から外方に広がる第１平面とによって規定され、
前記板状本体部の前記第２表面は、前記中心軸線上の位置が頂部となる凸曲面によって規定されていることを特徴としている。

ここで、前記板状本体部の板厚を、前記第１平面と前記凸曲面とによって規定される部分においては、前記縁部フランジの側の外周縁部分から前記中心に向かって徐々に増加させ、前記凹曲面と前記凸曲面とによって規定される中央部分においては、一定の厚さに維持することができる。

また、前記予備成形体は、平板状の前記縁部フランジの内周縁から前記第２表面の側に折れ曲がり前記板状本体部の外周縁に繋がっている括れ部分を備えていてもよい。

（ａ）は底付き筒状容器の一例を示す半断面側面図であり、（ｂ）は底付き筒状容器の製造に用いる予備成形体の断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、二軸延伸ブロー成形を施して図１の底付き筒状容器を製造するために用いる板状の予備成形体の一例を示す平面図、底面図、正面図および断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、二軸延伸ブロー成形を施して図１の底付き筒状容器を製造するために用いる板状の予備成形体の別の例を示す平面図、底面図、正面図および断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、二軸延伸ブロー成形を施して図１の底付き筒状容器を製造するために用いる板状の予備成形体の別の例を示す平面図、底面図、正面図および断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、二軸延伸ブロー成形を施して図１の底付き筒状容器を製造するために用いる板状の予備成形体の別の例を示す平面図、底面図、正面図および断面図である。 図２の予備成形体を加熱してブロー成形型に送り込む予備成形体の加熱搬送方法および予備成形体に二軸延伸ブロー成形を施して底付き容器を製造する製造方法を説明するための概念図である。 図４のブロー成形装置における予備成形体の接触加熱を示す説明図である。 本発明を適用したブロー成形装置の構成例を示す平面図である。 図６のブロー成形装置の加熱ステーションおよび下側発熱体の昇降機構の一例を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る底付き筒状容器(以下、単に「底付き容器」と呼ぶ。）、板状の予備成形体（以下、「プリフォーム」と呼ぶ。）および底付き容器の製造方法を説明する。

（底付き容器）
図１（ａ）は底付き筒状容器の一例を示す半断面側面図であり、図１（ｂ）は底付き筒状容器の製造に用いる予備成形体の断面図である。本実施の形態に係る底付き容器１は、例えば、５ｇ未満の重さの薄肉軽量の小型容器であり、円筒形状をした底付きの容器本体部２と、この容器本体部２の上端開口縁を取り囲む容器口部３とを備えている。容器本体部２は二軸延伸ブローが施された延伸部分であり、容器口部３は二軸延伸ブローが施されていない非延伸部分である。

容器本体部２は、その高さ寸法よりも外径寸法が大きい僅かに偏平な円筒形状をしている。容器口部３は、本例では、容器中心軸線１ａに対して直交する方向に広がっている一定幅で一定厚さの平板状の口部フランジ４と、この口部フランジ４の内周縁から容器中心軸線１ａの方向に折れ曲がって容器本体部２の上端縁部分に繋がっている僅かに小径の口部括れ部分５とを備えている。

図２は底付き容器１を二軸延伸ブロー成形により製造するために用いる板状のプリフォームを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は断面図である。図１（ｂ）および図２を参照して、プリフォーム１０の形状を説明する。

プリフォーム１０は、ＰＥＴなどの熱可塑性樹脂からなる板状本体部１２と、この板状本体部１２の外周縁部分に連続して当該外周縁部分を取り囲む状態に形成されている縁部１３とを備えている。板状本体部１２は、二軸延伸ブロー成形が施されて、底付き容器１の容器本体部２になる延伸部分であり、縁部１３は二軸延伸ブロー成形が施されることなく、そのまま底付き容器１の容器口部３として残る非延伸部分である。したがって、縁部１３は、底付き容器１の容器口部３と同一形状をしており、口部フランジ４に対応する円環状の縁部フランジ１４と口部括れ部分５に対応する円環状の縁部括れ部分１５とを備え
ている。

プリフォーム１０の板状本体部１２の一方の表面である上側の第１表面１６は、底付き容器１の容器本体部２の内側表面６になる表面部分であり、他方の下側の第２表面１７は、底付き容器本体部２の外側表面７になる表面部分である。

板状本体部１２の第１表面１６は、その中心軸線１１上において最深部となる凹曲面１６ａと、当該凹曲面１６ａの外周縁から外方に広がる第１平面１６ｂとによって規定されている。第１平面１６ｂは中心軸線１０ａに直交する方向に広がる平面である。これに対して、板状本体部１２の反対側の第２表面１７は、その中心軸線１１上において頂部となる凸曲面１７ａによって規定されている。

これにより、板状本体部１２の肉厚は、第１平面１６ｂと凸曲面１７ａとによって規定される部分は、縁部１３の側から中心軸線１１に向かって徐々に増加している。凹曲面１６ａと凸曲面１７ａの中心部分とによって規定される板状本体部１２の中央部分は、ほぼ一定の肉厚に維持されている。この部分がプリフォーム１０の最大肉厚の部分である。例えば、最大肉厚の部分は約６ｍｍ以下の厚さに設定される。

射出成形によってプリフォーム１０を製造する場合には、一般に、当該プリフォーム１０を成形するための射出成形型のキャビティにおいて、その板状本体部１２の中心に対応する部位にゲードが位置する。本例の場合、プリフォーム１０の凸曲面１７ａによって規定されている第２表面１７の中心の頂部にゲードが位置する。プリフォーム１０の反対側の第１表面の１６の中央部分に凹曲面１６ａによって窪みを形成し、ゲードから樹脂が注入される部分の肉厚を低減してある。凹曲面１６ａによる窪み量を適切に設定することにより、射出成形時に、プリフォーム１０の中央部分の最大厚肉部分が過剰に結晶化して白化しないようにできる。

なお、図３Ａ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）はプリフォームの別の例を示す平面図、底面図、正面図および断面図である。これらの図に示すプリフォーム１０Ａは、その板状本体部１２Ａの両側の面が中心軸線１１に直交する方向に平行に延びる平面によって規定され、当該板状本体部１２Ａが全体として一定厚さの板部分となっている。

図３Ｂ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、プリフォームの更に別の例を示す平面図、底面図、正面図および断面図である。これらの図に示すプリフォーム１０Ｂは、プリフォーム１０の縁部１３を平板状の縁部フランジのみから形成された縁部１３Ｂとしたものである。

図３Ｃ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、プリフォームの別の例を示す平面図、底面図、正面図および断面図である。これらの図に示すプリフォーム１０Ｃは、図３（Ｂ）に示すプリフォーム１０Ｂの板状本体部１２Ｂを外周縁部分を除き一定厚さとし、外周縁部分において縁部１３Ｃに向けて厚さが漸減するようにしたものである。なお、図示のプリフォームは円形輪郭のものであるが、楕円状輪郭、多角形輪郭など各種の非円形輪郭のものであってもよい。製造対象の底付き容器の筒形状等に応じて、各種の輪郭形状のプリフォームが使用される。

（プリフォームの加熱方法および底付き容器の製造方法）
図４は、板状のプリフォーム１０を搬送しながら加熱して二軸延伸成形に適した温度に加熱してブロー成形型に送り込むプリフォームの加熱方法、および、当該加熱方法によって成形に適した温度に加熱されたプリフォームにブロー二軸延伸ブロー成形を施して底付き容器１を製造する製造方法の一例を示す概念図である。

プリフォームの加熱方法では、プリフォーム１０を搬送路２１に沿って搬送しながら接触加熱によって二軸延伸ブロー成形に適した温度に加熱して、ブロー成形型２２に送り込む。搬送路２１は、例えば、一定ピッチで円環状のプリフォームキャリア２３（搬送具）を循環させる循環経路である。搬送路２１上のプリフォームキャリア２３には、プリフォーム供給位置２４において、外部からプリフォーム１０が供給される。プリフォーム１０は、その第２表面１７が上を向く状態でプリフォームキャリア２３に担持される。

プリフォーム１０を担持したプリフォームキャリア２３は、搬送路２１に沿って搬送され、その途中に設けたプリフォーム加熱部２５を通過する間に、二軸延伸ブロー成形に適した温度に接触加熱される（後述の図５参照）。

搬送路２１におけるプリフォーム加熱部２５の搬送方向の下流側の部位には、ブロー成形型２２が配置されている。ブロー成形型２２において、加熱されたプリフォーム１０を担持しているプリフォームキャリア２３が、型開き状態のブロー成形型２２に送り込まれる。プリフォームキャリア２３が送り込まれると、ブロー成形型２２が閉じてプリフォーム１０に対して二軸延伸ブロー成形が施され、底付き容器１が得られる。

底付き容器１は、ブロー成形型２２から送り出された後に、搬送路２１上の容器回収位置２６においてプリフォームキャリア２３から外されて所定の場所に回収される。空になったプリフォームキャリア２３はプリフォーム搬送路２１に沿って再び、プリフォーム供給位置２４に戻る。

図５（ａ）、（ｂ）は、プリフォーム加熱部２５に配置されているプリフォーム加熱用の発熱体によるプリフォームの接触加熱動作を示す説明図である。

まず、図５（ａ）に示すように、プリフォームキャリア２３は円環形状をしており、その円環状の上面２３ａの内周縁側の部分は一段下がった円環状のフランジ支持面２３ｂとなっている。プリフォーム１０は、プリフォーム供給位置２４において、その縁部１３の縁部フランジ１４がフランジ支持面２３ｂに載った状態にプリフォームキャリア２３に担持され、搬送路２１に沿って搬送される。

この状態で、プリフォームキャリア２３は、プリフォーム加熱部２５における発熱体接触位置２５ａ（図４参照）まで搬送される。プリフォーム加熱部２５には、上側発熱体３１、下側発熱体３２が配置されている。図５（ａ）に示すように、上側発熱体３１、下側発熱体３２は、搬送路２１の上下に待機している。

例えば、発熱体接触位置２５ａの手前の時点から、プリフォームキャリア２３と同期して搬送路２１に沿って移動しながら、上側発熱体３１、下側発熱体３２が下降および上昇する。これにより、図５（ｂ）に示すように、発熱体接触位置２５ａにおいて、プリフォームキャリア２３に担持されているプリフォーム１０を上下から上側発熱体３１、下側発熱体３２によって把持した状態を形成する。

上下から上側発熱体３１、下側発熱体３２が密接した状態のまま、搬送路２１に沿ってプリフォーム１０が搬送される。これにより、プリフォーム１０は二軸延伸ブロー成形に適した温度まで接触加熱される。プリフォームキャリア２３が発熱体離脱位置２５ｂ（図４参照）に到ると、上側発熱体３１、下側発熱体３２が上下方向に退避する。上下に退避した後の上側発熱体３１、下側発熱体３２は再び搬送路２１の発熱体接触位置２５ａの側に戻される。複数組の上側発熱体３１、下側発熱体３２を、発熱体接触位置２５ａから発熱体離脱位置２５ｂの間で、プリフォームキャリア２３に同期させて循環させることで、
連続して、あるいは、バッチ式で、プリフォーム１０の接触加熱動作を行うことができる。

ここで、プリフォーム加熱部２５の上側発熱体３１は、プリフォーム１０の第２表面１７と相補的な凹曲面形状をした上側発熱面３１ａを備えている。同様に、下側発熱体３２は、プリフォーム１０の第１表面１６と相補的な表面形状をした下側発熱面３２ａを備えている。具体的には、下側発熱面３２ａは、第１表面１６の凹曲面１６ａに対応する凸曲面部分３２ｂと、第１表面１６の第１平面１６ｂに対応する平面部分３２ｃとを備えている。

したがって、上側発熱体３１、下側発熱体３２を用いた接触加熱においては、プリフォーム１０の両側の表面に対して、上側発熱面３１ａ、下側発熱面３２ａが密接状態になる。したがって、接触加熱を効率良く行うことができ、短時間で、二軸延伸ブロー成形に適した温度までプリフォーム１０を加熱することができる。すなわち、ブロー成形型２２に送り込まれて二軸延伸ブロー成形が施される時点において、当該二軸延伸ブロー成形に最適の温度状態が得られるように、プリフォーム１０を加熱することができる。例えば、プリフォーム１０は７０〜１２０℃まで加熱される。

接触加熱の間は、上側発熱面３１ａ、下側発熱面３２ａによって両側からプリフォーム１０の板状本体部１２が把持されているので、薄肉の板状本体部１２を、熱変形を伴うことなく加熱することができる。

また、密接状態で接触加熱されるので、プリフォーム１０の両側面には同時に加熱殺菌が施される。例えば、プリフォーム１０を、所定温度まで加熱し、その加熱状態を一定時間維持することにより、プリフォーム１０の表面を確実に加熱殺菌することができる。

なお、本例においては、上側発熱体３１、下側発熱体３２を用いて、プリフォーム１０を接触加熱している。例えば、上側発熱体３１のみを用いてプリフォーム１０を上側から（第２表面１７の側から）加熱することも可能である。

また、例えば、図５（ａ）において想像線で示すように、上側発熱面３１ａに空気孔３１ｄを多数形成しておき、接触加熱状態において、プリフォーム１０を真空吸引しながら加熱することができる。これにより、薄肉のプリフォーム１０の熱変形を防止できる。加熱終了後は、空気孔３１ｄを加圧状態に切り替えて、プリフォーム１０を上側発熱面３１ａから離すようにすることも可能である。

逆に、下側発熱体３２のみを用いてプリフォーム１０を下側から加熱することも可能である。この場合においても、下側発熱面３２ａに図５（ａ）において想像線で示すように空気孔３２ｄを形成しておき、接触加熱中のプリフォーム１０を確実に下側発熱面３２ａに密接状態で支持してもよい。

なお、このような空気孔３１ｄ、３２ｄを、図５に示す上側発熱面３１ａおよび下側発熱面３２ａの双方に設けることも可能である。

（ブロー成形装置の具体的構成）
図６は、上記構成のプリフォーム１０に二軸延伸ブロー成形を施して底付き容器１を製造するためのブロー成形装置の具体的構成例を示す平面図である。ブロー成形装置４０は、外部からプリフォーム１０が供給される供給ステーション４１を備えている。供給ステーション４１には、プリフォーム１０を担持して搬送するための円環状のキャリア４２が待機している。キャリア４２は図５に示すプリフォームキャリア２３と同一構成である。
供給ステーシ
ョン４１には同時に例えば４個のキャリア４２が待機している。各キャリア４２には、図５に示すように、プリフォーム１０が担持される。

プリフォーム１０を担持したキャリア４２は、直線状の搬送路である供給路４３に沿って移送されて、加熱ステーション４４に引き渡される。加熱ステーション４４は、例えば、円盤状の水平回転板４５の円形外周縁に、その円周方向に一定のピッチで半円形の凹部からなるキャリア搬送溝４５ａが形成されている。各キャリア搬送溝４５ａに装着されたキャリア４２は、水平回転板４５の回転に伴って円形の搬送路４６に沿って搬送される。

搬送路４６において、供給ステーション４１から延びる直線状の供給路４３の下流端に交差する部位が、プリフォーム投入位置４７である。プリフォーム投入位置４７の側方には、投入用スターホィール４８が配置されている。投入用スターホィール４８の回転に伴って、その外周面に形成されている移送用凹部４８ａは、供給路４３からキャリア４２を受け入れ、円形の搬送路４６のプリフォーム投入位置４７に位置するキャリア搬送溝４５ａにキャリア４２を引き渡す。

プリフォーム投入位置４７から円形の搬送路４６に投入されたキャリア４２は、搬送路途中の発熱体接触位置４９および発熱体離脱位置５０を順次に経由して、プリフォーム送り出し位置５１に至る。キャリア４２に担持されているプリフォーム１０は、発熱体接触位置４９から発熱体離脱位置５０まで搬送される間に、上下から上側発熱体３１、下側発熱体３２の上側発熱面３１ａ、下側発熱面３２ａの間に把持され、これらに密接した状態になる。この状態で、プリフォーム１０は両側から接触加熱される（図５参照）。

円形の搬送路４６のプリフォーム送り出し位置５１の側方には送り出し用スターホィール５２が配置されている。送り出し用スターホィール５２によって、プリフォーム１０を担持しているキャリア４２は、プリフォーム送り出し位置５１から直線状の搬送路である送り出し路５３を経由して、ピッチ変換機構５４に送り出される。ピッチ変換機構５４は、送り出し路５３から送り出されるキャリア４２を、送り出しピッチのまま受け入れる４本のピッチ変換腕５５を備えている。４本のピッチ変換腕５５のそれぞれにキャリア４２が受けいれられると、これらの４本のピッチ変換腕５５は、ピッチを拡大しながら直線状の搬送経路５６に沿って移動し、二軸延伸ブロー成形に適したピッチに広がる。この状態で、４個ずつキャリア４２をブロー成形ステーション５７に引き渡す。

ブロー成形ステーション５７は４個取り用のステーションであり、そのブロー成形型５８は、直線状の搬送路５９に沿って一定のピッチで形成された４つの成形用キャビティ５８ａを備えている。各キャビティ５８ａに位置決めされた各キャリア４２に担持されているプリフォーム１０は、型締め後に二軸延伸ブロー成形が施されて、底付き容器１とされる。二軸延伸ブロー成形が終わり、型開きが行われた後は、底付き容器１を担持している４個のキャリア４２は、ブロー成形ステーション５７から直線状の搬送路５９に沿って排出され、製品排出ステーション６０に送り出される。

製品排出ステーション６０には、底付き容器１をキャリア４２から上方に抜き取って反転させて、正立姿勢で、直線状の製品排出路６１に排出する製品回収機構６２が配置されている。製品回収機構６２は、４本の腕６２ａを備え、それらの先の開閉チャック６２ｂによって各底付き容器１の容器口部３を把持する。そして、水平回転軸６２ｃ回りに上下方向に旋回して、反対側に位置する製品排出路６１に底付き容器１を排出する。底付き容器１は製品排出路６１に沿って排出側に排出されて、所定の場所に回収される。

底付き容器１が回収された後の空のキャリア４２は、４個ずつ、水平ターンテーブル６
３によって、１８０度回転して、直線状のキャリア供給路６４に供給される。キャリア供給路６４に供給されたキャリア４２は、キャリア送り出し機構６５によって、キャリア供給路６４に沿って送り出されて、プリフォーム供給ステーション４１に供給される。プリフォーム供給ステーション４１に供給された空のキャリア４２は、そこで待機し、プリフォーム１０の供給を待つ。

図７（ａ）は加熱ステーション４４を取り出して示す概略平面図であり、図７（ｂ）は下側発熱体３２の昇降機構を示す概念図である。

加熱ステーション４４において、水平回転板４５の外周縁には、円周方向に一定の間隔で、キャリア４２を円形の搬送路４６に沿って搬送するキャリア搬送溝４５ａが形成されている。各キャリア搬送溝４５ａの上下には、それぞれ、上側発熱体３１および下側発熱体３２（図示せず）が配置されている。これらの発熱体３１、３２は、発熱体回転機構７０によって、水平回転板４５と一体となって、その垂直中心線４５ｂ回りに回転する。したがって、各発熱体３１、３２は各キャリア４２と一緒に円形の搬送路４６に沿って移動する。

下側発熱体３２を中心軸線４５ｂの方向に昇降させるための発熱体昇降機構８０は、円形の搬送路４６における発熱体接触位置４９の手前から下側発熱体３２を待機位置から上昇させる。発熱体接触位置４９において、キャリア４２に担持されているプリフォーム１０の板状本体部１２に発熱面３２ａを密接させる。下側発熱体３２が上昇位置にある状態、すなわち、接触加熱状態を、発熱体離脱位置５０の手前の搬送位置まで維持する。そして、キャリア４２の搬送に伴って下側発熱体３２を降下させて、発熱体離脱位置５０において、プリフォーム１０から下側発熱体３２を下方に退避させ、再び待機位置に戻す。

発熱体昇降機構８０としては、例えば、図７（ｂ）に示すように、カム機構９０と発熱体回転機構７０から構成することができる。カム機構９０は、搬送路４６に沿って形成したカム面９１を備えたカム部材９２と、カム面９１に沿って摺動するように各下側発熱体３２に取り付けたローラ等のカムフォロワ９３とを備えている。

この場合、カム部材９２を水平回転板４５の垂直回転軸４５ｂを中心として回転させる回転機構９４を備えていることが望ましい。カム部材９２を所定角度回転させると、このカム部材９２のカム面９１によって規定される搬送路４６上における発熱体接触位置４９および発熱体離脱位置５０を、搬送路４６の上流側あるいは下流側の位置に移動させることができる。

なお、図７（ｂ）には下側発熱体３２の昇降機構８０を示したが、上側発熱体３１の昇降機構も同様に構成することができる。

１ 底付き容器
１ａ 容器中心軸線
２ 容器本体部
３ 容器口部
４ 口部フランジ
５ 口部括れ部分
６ 内側表面
７ 外側表面
１０ プリフォーム
１１ 中心軸線
１２ 板状本体部
１３ 縁部
１４ 縁部フランジ
１５ 縁部括れ部分
１６ 第１表面
１６ａ 凹曲面
１６ｂ 第１平面
１７ 第２表面
１７ａ 凸曲面
２１ プリフォーム搬送路
２２ ブロー成形型
２３ プリフォームキャリア
２３ａ 上面
２３ｂ フランジ支持面
２４ プリフォーム供給位置
２５ プリフォーム加熱部
２５ａ 発熱体接触位置
２５ｂ 発熱体離脱位置
３１ 上側発熱体
３１ａ 上側発熱面
３１ｄ 空気孔
３２ 下側発熱体
３２ａ 下側発熱面
３２ｂ 凸曲面部分
３２ｃ 平面部分
３２ｄ 空気孔

Claims (14)

1. 熱可塑性樹脂製の予備成形体に二軸延伸ブロー成形を施して、口部フランジを備えた底付き筒状容器を製造するために、前記予備成形体を前記二軸延伸ブロー成形が可能な成形温度に加熱する予備成形体の加熱方法であって、
   前記予備成形体は、前記二軸延伸ブロー成形が施されて前記底付き筒状容器の底付きの容器本体部になる板状本体部と、前記二軸延伸ブロー成形が施されずにそのまま前記口部フランジになる縁部フランジとを備えており、
   前記予備成形体の前記板状本体部の表面の少なくとも一部に発熱体を接触させ、当該板状本体部を前記成形温度まで接触加熱することを特徴とする予備成形体の加熱方法。
2. 前記発熱体として、前記板状本体部の一方の表面と相補的な形状の発熱面を備えた発熱体を使用し、
   前記板状本体部の前記表面に前記発熱体の前記発熱面を密接させ、
   この密接状態を維持しながら、前記板状本体部を前記成形温度まで接触加熱する請求項１に記載の予備成形体の加熱方法。
3. 前記接触加熱を行うことにより、前記板状本体部の前記表面を加熱殺菌する請求項２に記載の予備成形体の加熱方法。
4. 前記板状本体部の前記表面に対して、前記発熱面を下側あるいは上側から、押圧により、あるいは真空吸引により密接させて、前記板状本体部を前記発熱面によって支持し、
   この密接状態を維持しながら、前記板状本体部を前記成形温度まで、熱変形を伴うことなく接触加熱する請求項２に記載の予備成形体の加熱方法。
5. 前記発熱体として、前記容器本体部の内側の面になる前記板状本体部の一方の側の第１表面と相補的な形状の第１発熱面を備えた第１発熱体と、前記容器本体部の外側の面になる前記板状本体部の他方の側の第２表面と相補的な形状の第２発熱面を備えた第２発熱体とを使用し、
   前記第１、第２発熱面の間に前記板状本体部を挟むことにより、前記第１発熱面を前記第１表面に密接させ、前記第２発熱面を前記第２表面に密接させ、
   この密接状態を維持しながら、前記板状本体部を前記成形温度まで、熱変形を伴うことなく接触加熱する請求項１に記載の予備成形体の加熱方法。
6. 前記接触加熱を行うことにより、前記板状本体部の前記第１、第２表面を加熱殺菌する請求項５に記載の予備成形体の加熱方法。
7. 前記予備成形体における前記板状本体部の一方の表面は、前記容器本体部の内側の面になる第１表面であり、他方の表面は前記容器本体部の外側の面になる第２表面であり、
   前記板状本体部の前記第１表面は、当該予備成形体の中心軸線上の位置において最深部となる凹曲面と、当該凹曲面の外周縁から外方に広がる第１平面とによって規定され、
   前記板状本体部の前記第２表面は、前記中心軸線上の位置において頂部となる凸曲面によって規定されている請求項１ないし６のうちのいずれか一つの項に記載の予備成形体の加熱方法。
8. 前記板状本体部の板厚は、
   前記第１平面と前記凸曲面とによって規定される部分は、前記縁部フランジの側の外周縁部分から前記中心軸線に向かって徐々に増加し、
   前記凹曲面と前記凸曲面とによって規定される中央部分は一定の最大厚さに維持される請求項７に記載の予備成形体の加熱方法。
9. 前記予備成形体は、前記縁部フランジの内周縁から前記第２表面の側に折れ曲がり前記板状本体部の外周縁に繋がっている括れ部分を備えており、
   前記括れ部分は、前記二軸延伸ブロー成形が施されずにそのまま前記底付き筒状容器の前記口部フランジに繋がる容器括れ部になる部分である請求項７または８に記載の予備成形体の加熱方法。
10. 前記予備成形体の前記縁部フランジを載せるフランジ支持面を備えた枠状の搬送具に、前記予備成形体を載せ、
    この状態で、搬送具を所定の経路に沿って発熱体接触位置まで搬送し、
    前記発熱体接触位置において、前記搬送具に載っている前記予備成形体の前記板状本体部に前記発熱体を接触させ、
    前記搬送具と共に、前記予備成形体に接触させた前記発熱体を所定の経路に沿って発熱体離脱位置まで搬送し、
    前記発熱体離脱位置において前記予備成形体から前記発熱体を離す、
    請求項１ないし９のうちのいずれか一つの項に記載の予備成形体の加熱方法。
11. 請求項１０に記載の予備成形体の加熱方法を用いて、前記予備成形体を二軸延伸ブロー用のブロー成形型に送り込み、
    前記ブロー成形型を閉じて、前記搬送具および前記予備成形体の前記縁部フランジを挟持した状態で、前記予備成形体の前記板状本体部に二軸延伸ブローを施すことを特徴とする底付き筒状容器の製造方法。
12. 請求項１に記載の加熱方法を用いて、二軸延伸ブロー用のブロー成形型に、二軸延伸ブロー成形可能な温度に加熱された状態で供給される、口部フランジを備えた底付き筒状容器の製造に用いる予備成形体であって、
    二軸延伸ブロー成形が施されて前記底付き筒状容器の底付きの容器本体部になる板状本体部と、前記二軸延伸ブロー成形が施されずにそのまま前記底付き筒状容器の前記口部フランジになる縁部フランジとを備え、
    前記板状本体部の一方の表面は、前記容器本体部の内側の面になる第１表面であり、他方の表面は前記容器本体部の外側の面になる第２表面であり、
    前記板状本体部の前記第１表面は、当該板状本体部の中心軸線上の位置において最深部となる凹曲面と、当該凹曲面の外周縁から外方に広がる第１平面とによって規定され、
    前記板状本体部の前記第２表面は、前記中心軸線上の位置において頂部となる凸曲面によって規定されている底付き筒状容器製造用の予備成形体。
13. 前記板状本体部の板厚は、
    前記第１平面と前記凸曲面とによって規定される部分は、前記縁部フランジの側の外周縁部分から前記中心軸線に向かって徐々に増加し、
    前記凹曲面と前記凸曲面とによって規定される中央部分は一定の最大厚さに維持される請求項１２に記載の底付き筒状容器製造用の予備成形体。
14. 前記縁部フランジの内周縁から前記第２表面の側に折れ曲がり前記板状本体部の外周縁に繋がっている括れ部分を備えており、
    前記括れ部分は、前記二軸延伸ブロー成形が施されずにそのまま前記底付き筒状容器の前記口部フランジに繋がる容器括れ部になる部分である請求項１２または１３に記載の底付き筒状容器製造用の予備成形体。