JP2008516813A - 熱可塑性容器の製造用吹込み成形システム - Google Patents

Abstract

型（２）内に支持される熱可塑性ブランク（４）用の吹込み成形システム。システムは、高圧流体源に接続され、その下端で、羽口（１４）からなる可動装置（１３）を支持する固定管状体（１）を含む。上記羽口（１４）は、可動装置の末端スリーブ（１９）によって横方向に画定されており、その底は、管状体（１）の前壁（１２）であり、スリーブ（１９）の側面内壁（２０）は、羽口内部の液体の圧力が、側壁上に、型の壁（６）に対して反対に方向づけられる反力成分をもたらさないように構成されている。

Description

本発明は、吹込み成形型内で型の壁から現れるネックによって支持された熱可塑性パリソン中に、高圧で吹込み成形流体を供給することができる吹込み成形システムになされる改良に関する。このシステムは、高圧流体源に連通し、吹込みノズルを含む可動装置を、下端で同軸に摺動自在に支持して、吹込み位置で吹込みノズルがパリソンのネックと密封に連通して設置されることが可能な固定管状体を含む。ノズルは、可動装置の末端部によってスリーブの形で、横方向に画定されており、管状体は、型の上記壁から一定距離に横断面を有する。

問題となっている様々な吹込み成形システムが知られており、特に、様々なタイプのノズルを装備したシステムが、中空成形されるパリソンのネックと物理的に接触するように設計されている（ノズルが、パリソンのネックの口に対して密封に隣接し、円錐形ノズルが、パリソンのネック内部で密封に係合し、ノズルが、パリソンのネックにしっかりと適合する）、または、それらが、ある距離で上記ネックを囲みながら、パリソンを支持する型の壁に対して密封に、正面向きに位置するように、パリソンのネックに対して特大であるように設計されている（鐘形ノズル：例えば、仏国特許第２７６４５４４号明細書参照）。

ノズルがどのようなタイプであれ、パリソンのネックまたは型の壁に対して密封に設置されて保持する力は、ノズルの壁に及ぼされる吹込み成形流体の高圧（典型的に、約４０×１０^５Ｐａのオーダーで）による反対方向の反作用スラストに対抗するように十分に高くなければならない。この耐力はまた、鐘形ノズルの場合に、ノズルに横方向に提供される密閉が、高い吹込み圧力の影響下で、その着座位置から放射状に押されないように十分圧縮されるために、熱可塑性材料のわずかな弾性変形によって、ノズルとパリソンのネックとの間の共働を密閉するように十分に高くなければならない。

実際には、ノズルを組込む可動装置は、移動され、吹込み成形流体の圧力と少なくとも等しい高圧の流体によって作動される空気圧式アクチュエータを使用して、パリソンのネックまたは型の壁に対して密封に設置されたままであり、空気圧式アクチュエータに送られた流体は、吹込み成形流体自体である。

以下に、金銭的見地から、高圧で、典型的に４０×１０^５Ｐａの圧力で液体を生成することは、熱可塑性容器（特に、ボトル）製造ライン全体の工程において、費用が非常に重要な事項であることを表し、特に、高圧流体の消費がより高ければ、より高い仕様のコンプレッサが必要であり、したがって、より高価であり、さらに、その電力消費はより高い。

ユーザは、近年、より高い生産率およびより低い運転コストで収益性が向上される製造システムを模索している。この状況で、容器の製造ライン、より詳細には、吹込み成形システムによって使用される高圧流体量を減らすことが、望ましいと考えられる。

したがって、本発明の目的は、この期待を満足し、現行のシステムより高圧流体の消費がかなり少ない上記記載された吹込み成形システムを提案することである。

これら目的に対して、前文で記載された吹込み成形システムは、本発明によって、
・ノズルの端壁は、管状体の上記横断壁によって形成され、
・スリーブの側面内壁は、上記側面内壁に、ノズル内部の流体圧力が、型の上記壁から遠ざけられて方向づけられる反力成分を生成しないように形成されていることを特徴とする。

本発明によって提案された設計のために、容器の吹込み成形の過程中に、全ての反作用成分は、吹込み成形流体の圧力に起因し、可動装置に及ぼされ、放射状であり、したがって、ノズルの側面内壁の回転対称のために互いに相殺し、軸成分があるなら、この成分は、型の壁に向けられ、適所でノズルを保持する役割を果たす。この設計によって、可動装置を移動させ、吹込み成形位置でノズルを維持するための手段は、現行システムで要求されるよりかなり低い力を生成する必要があり、したがって、スケールダウンした単純な形態で製造することができる。

実際には、初期のシステムと同様に、互いに対向する管状体および可動装置のそれぞれの部分が、型の方向に管状体に沿って可動装置を移動させ、パリソンのネックと密封に連通してノズルを保持するための、少なくとも単動式空気圧式アクチュエータとして配置されるように考案することによって、可動装置の空気圧式工程を維持することが有利である。この結果は、吹込み成形流体の高圧よりかなり低い圧力を使用して、容器のネックまたは型の壁に対して密封に、ノズルを押圧保持することができるということであり、空気圧式アクチュエータによる可動装置の移動に関しては、低圧駆動流体も、本明細書においては十分である。したがって、ノズルを含む可動装置は、比較的低圧駆動流体を使用して、作動することができ（実際の吹込み自体とは別に）、一般的には、全ての工業設備において、一般に利用可能な７×１０^５Ｐａで圧縮空気を使用することが可能となる。

本発明による吹込み成形システムの設計は、以下に、単に吹込み成形過程の間に保存することができる高圧流体の実質的節約をもたらす。この結果は、高圧流体を生成するためにかなりより低い能力のコンプレッサを使用することが可能であるということであり、したがって、購入するにはそれほど高価ではなく、稼動するためにはより少ない電力を要求する。更に、それほどかさばらず、そのより小さなサイズは、生産システムの残りになされた他の変更とともに、より少ない床面積を占める生産システムの設計をもたらす。

様々な構造配置が、単純な、したがって、有利な実施形態において考えられるが、可動装置は、管状パイプに対して外側である。そのとき、空気圧式アクチュエータが、管状体を拡げて形成された固定ピストンと、密封にピストンを収容する可動装置を拡げることによって形成された移動可能チャンバとを含むことが有利である。

好ましくは、可動装置は、ノズルがパリソンのネックまたは型の壁に対して密封に設定された状態で、低下されるだけでなく、一旦容器が吹き出されたなら上げられるように、可動装置は、空気圧で移動される。これらの理由で、空気圧式アクチュエータは、複動式アクチュエータである。

本発明による提供は、使用されるノズルの種類に関係なく、適用することができる。特に、ノズルが確実に共働するように設計されている場合、中空成形、特に上記ネックに係合されるパリソンのネックに密封している場合に適用することができる。好ましくは、ノズルが、接することなく、パリソンのネックに同時に適合しながら、型の壁に対してその横断面を介して密封に押圧することができる拡げられた末端部を有する鐘形ノズルの形で設計される場合に適用することができる。

本発明は、もっぱら、限定しない実施例によって付与されるいくつかの実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって一層よく理解されることとなる。この説明では、添付の図面について述べられる。

まず、図１に関して述べられ、図１は、本発明を理解するために必要なそれらの要素だけが表されている吹込み成形システムの一部を表す。

吹込み成形システムは、型２の真上に支持構造（表されていない）によって支持された固定管状体１を含み、また、管状体１は、その支持構造によって固定しても支持されている。実際には、この支持構造は、周囲に分布され、それぞれの吹込み成形システムを載せている多数の型を組み合わせる回転構造または回転ラックの一部を形成してもよい。実際にはまた、吹込み成形システムの管状体１は、型の上方におおよそ垂直に、および型の成形キャビティ３に対しておおよそ同軸に延在する。

より具体的な例を示すために、パリソン４（この例では、プリフォーム）が、吹込みを待つ型２内の適所に示されている。パリソン４は、ネック７だけが型から現れる一方、パリソン４の本体８だけが成形キャビティ３に係合されるように、成形キャビティ３が開口する型の壁６（上壁）上に、そのフランジ５によって支持されるように位置されている。

管状体１は、例えば、その上端に向けて、（典型的に、約４０×１０^５Ｐａのオーダー）高圧で、流体源に接続することができるラジアルダクト１０が開口する穴９を通過する全体高さを介して、管状体の形で配置されている。一般に（延伸吹込み成形工程の場合に）、穴９は、それを上から下まで通り抜ける延伸ロッド１１を収容するのに十分な直径を有し、延伸ロッドは、一般的に、その最初に、延伸吹込み成形プロセスのある時点で、パリソン４を軸方向に延伸するために、表されていない手段によって支持、移動される。

穴９の上端および下端は、その軸移動で延伸ロッドを密封して案内するように形成されている。

これは、管状体１が、全体として、環状横断面１２（延伸ロッド１１が通る）を有し、管状体１および型２が同じ支持構造で支持されるため、型２のそれに対向する壁６からの一定距離Ｄである固定管状パイプの形である場合である。

管状体１は、吹込ノズル１４を含む可動装置１３を同軸に摺動支持する。

可動装置は移動することができ、ノズルは、任意の方法で（機械的、電磁気、空気手段を使用して）、吹込み位置に保持することができるが、これは、空気圧で行われることが好ましい。これら目的に対して、互いに対向し、管状体１および可動装置１３に属するそれぞれの部分は、型の方に管状体１に沿って可動装置１３を移動させ、パリソン４のネック７と密封に連通してノズルを維持するための少なくとも単動式空気圧式アクチュエータ２１として配置されている。

図１に表された単純で好ましい実施形態では、可動装置１３は、管状体１を囲み、空気圧式アクチュエータ２１は、管状体１の増加する直径の一部または広がりによって形成された固定ピストン１５と、ピストン１５を密封して収容する可動装置１３の直径が増加した一部によって形成された移動可能チャンバ１６とを含む。ダクト１７は、管状体１の上部内に横方向に開き、軸穴９に平行に及び、可動装置１３を下方に駆動するように、ピストン１５の上面でチャンバ１６のレベルに管状体１の側壁から放射状に開いている。

ピストン１５およびチャンバ１６によって形成された空気圧式アクチュエータ２１は、空気圧で吹き込んだ後、可動装置１３を上昇することができるように、複動式アクチュエータであることが好ましい。これら目的に対して、ピストン１５の上面で管状体のレベルの側壁面において、チャンバ１６内に底で開口すること以外、第２のダクト１８は、ダクト１７に類似した配置で、管状体１内に設けられている。

本発明によれば、ノズル１４は、可動装置１３のスリーブ形状の末端部１９によって、横方向に画定されており、その端壁は、単に、管状体１の前述の横断面から形成されている。更に、スリーブの側面内壁２０は、この側面内壁２０上で、型２の壁６から遠ざけられて方向づけられた（すなわち、図１において上向き）任意の反力成分に、ノズル内の流体圧力が上昇しないように形成されている。

言いかえれば、流体圧力が存在する場合、上方に方向づけられた力にさらされた唯一の表面は、システムの構造のために、型２の壁６に対して固定された管状体１の横断面１２であり、一方、スリーブ１９の全ての表面は、上方へ方向づけられた力成分にさらされない。従って、吹込み成形流体が導入される場合、ノズルは、その機能位置から上に押圧される傾向にはなく、型２の壁６に対して押圧されたままであり、流体の圧力に関係なくそのままである。

この重要な結果の１つは、可動装置に比較的低い保持力を適用することにより、吹込み成形の間に機能位置でノズルが保持されるということである。実際に、これが意味することは、この目的に従来使用された吹込み成形流体の超高圧（典型的に、４０×１０^５Ｐａ）の代わりに、比較的低い圧力流体（典型的に、工場において一般に利用可能な７×１０^５Ｐａの工業圧力の流体）を、空気圧式アクチュエータ２１に供給することができるということである。

図１でより明確に示された例としての実施形態では、スリーブ１９の側面内壁２０は、パリソンのネック７の外側直径より著しく大きな直径を有する典型的に回転シリンダであり、それは、ノズルが機能位置にもたらされる場合、型の壁６と密封にスリーブの横断面２２（環状シール２３が取り付けられている）が位置することを意味し、側面内壁２０は、ネック７（鐘ノズル）から離れている。

案内に関して、スリーブ１９は、延伸ロッド１１の通路のために貫通された、吹込み成形流体の薄い弾性ダイヤフラム２８がノズル内部に保持されるように、いくつかの部分のアセンブリーからなることが好ましいことに留意されたい。このダイヤフラムの目的は、延伸ロッド１１とおおよそ同軸に並べられた正確な位置で、パリソン４を維持し、高圧の吹込み成形流体が導入される場合に持ち上がることを防ぐように、ネック７の口２４に対して弾力的に位置することである。

このような配置は、構造上非常に単純であることが強調されてもよく、可動装置１３は、高さが低くてもよく（スリーブ１９が、空気圧式アクチュエータ２１のチャンバ１６を画定する部分から直接続く）。したがって、可動装置１３は、低い慣性を有し、高い生産率で作動するシステムの観点から有利なことである。

管状体１は、最も大きな垂直に延びる部分であり、それに完全な安定性を付与することができる任意の適切な方法で、支持構造に固定することができる固定部であることも留意されたい。したがって、管状体が摺動可能に支持する可動装置１３は、可動装置が移動するために必要な機能的空間にもかかわらず、正確な案内が確実にされ、この案内は、比較的短い運動と組み合わされ、ノズルを、機能的な吹込み位置に正確に設置することができることを意味する。

図１は、スリーブ１９の横断面２２およびシール２３が、パリソン４のネックの口２４のレベルの上方に位置する高くなった位置に可動装置１３がある状態で、機能しない位置の吹込み成形システムを示す。可動装置１３は、ダクト１７（矢印２５）内に低圧流体を注入することによりこの位置にもたらされて保持されている。

図２は、スリーブ１９の横断面２２と型２の壁６との間でシール２３が固定される、可動装置１３が、低下した位置にある状態の、機能位置での吹込み成形システムを表し、このようにして密閉を提供する。可動装置１３は、ダクト１８（矢印２６）に低圧流体を注入することによりこの位置にもたらされ保持される。次いで、高圧の吹込み成形流体を、穴９およびノズルに導入することができる（矢印２７）。

本発明による配置は、鐘形のノズルを有する吹込み成形システムの状況において、より明確に記載され、このタイプのシステムは、その魅力的な利点のために、広範囲において使用される。しかし、本発明による配置は、鐘形のノズルの使用に限定されるものではなく、他のタイプのノズル（ノズルは、パリソンのネック内部に係合し、ノズルは、パリソンのネックの口に当接する）と関連付けされてもよい。

実施例によれば、図３は、本発明によって配置された吹込み成形システムを表し、ノズルの形状を除いて、図１のシステムと同じ構造を再び採用する。図３では、ノズル１４’は、パリソン４のネック７内部に係合されるように設計されており、これら目的に対して、その末端部は、下方へ突出する環状スカート２９の形で形成されており、その外面は、円錐台状であり、強制的にパリソン４のネック７の口２４の内端に対して挿入されることが可能である。スカート２９は、端壁３０によって支えられており、横方向に及ぶ。可動装置１３’の残りは、図１と同一であってもよい。

そのような実施形態では、口２４に対してノズルを押圧しておくために、対応する力が、空気圧式アクチュエータ２１によって生成された力と結合するように、吹込み成形流体の圧力が、端壁３０の内面に加えられる。

実施形態の変形例では、端壁３０は、横断する代わりに、同様の結果で、下方に面するその円錐を有する円錐台状になり得る。

口２４に当接されることが可能なノズルの場合には、図３とおおよそ類似する配置が採用されることが可能である。

上記記載では、本発明による配置は、固定管状体１の外側に配置された可動装置１３を要求し、それは、機械に対して安価であり、比較的単純な形状の部分で最も単純に最も容易に製造される配置であるからである。更に、パリソンのネックの寸法に適合するできるだけ小さな体積を有するために、後者が機能位置にある場合に、この配置は、チャンバがノズルによって定められることを可能にし、それにより、吹込み成形流体上での節約の役割を果たす。確かに、それが、ノズルの体積に伝えられ、容器を形成するために必要とされる量を加える吹込み成形空気であることが留意されるべきである。したがって、ノズルによって定められたチャンバの体積が約３０ｃｍ^３である場合、４０×１０^５Ｐａの圧力での吹込み成形は、単にノズルを満たすために１２リッターのさらなる空気を圧縮することを必要とする。

しかし、この技術的解決法は、考えられる唯一のものではなく、そうすることが必要であると分かる。これは、空気消費の点からそれほど有利ではないが、鐘形ノズルタイプのノズルと共に、図４に表されるように、固定管状体の内部に可動装置を使用することが可能である。ノズルは、図３に示されるタイプ１４’であり得ることに留意されるべきである。

固定管状体１’は、それが収容する可動装置１３’’のための案内として内部で役割を果たす壁３１で拡げられた形態で、その下端に配置されている。壁３１は、壁３１から窪められた２つのダクト１７’、１８’を開口する端で、環状チャンバ１６’を画定するために、それ自体、局部的に（３２で）拡げられている。可動装置１３’’は、壁３２によって画定されたチャンバ１６’内で密封に収容されたピストン３３を形成する外部環状突出部を含む回転シリンダである管状部材の全体の形である。その下側部では、上述されたものと類似するノズル１４を形成するために、図１に表されるように、上記管状部材は配置されている。本実施形態ではまた、吹込み成形流体の圧力は、可動装置１３’の上部環状横断壁３４上に生成し、下方に方向づけられた力は、型の壁６に対して密封にノズルを押圧しておく役割を果たすことに留意されるべきである。

本発明の好ましい実施形態によって配置され、機能しない位置で示された吹込み成形システムの一部の断面概略図である。 機能位置で示された、図１の吹込み成形システムの断面概略図である。 機能位置で示された、本発明による吹込み成形システムの別の実施形態の変形例の断面概略図である。 機能位置で示された、本発明による吹込み成形システムの別の実施形態の変形例の断面概略図である。

Claims (11)

1. 吹込み成形型（２）内で型（２）の壁（６）から現れるそのネック（７）によって支持される熱可塑性パリソン（４）中に、高圧で吹込み成形流体を送り込むことができ、
   高圧流体源に連通し、吹込みノズル（１４、１４’）を含む可動装置（１３、１３’、１３’’）を、その下端で同軸に摺動自在に支持して、吹込み位置でノズル（１４、１４’）がパリソン（４）のネック（７）と密封に連通して設置されることが可能な固定管状体（１、１’）を含み、
   ノズル（１４、１４’）が、可動装置の末端部によって、スリーブ（１９）の形で横方向に画定されており、
   管状体（１、１’）が、型（２）の上記壁（６）から一定距離（Ｄ）に横断面（１２）を有する吹込み成形システムであって、
   ノズル（１４、１４’）の端壁が、管状体（１、１’）の前記横断壁（１２）によって形成されており、
   ノズル内部の流体圧力が、スリーブ（１９）の側面内壁（２０）上に、型の前記壁（６）から離れる方向に反力成分を生成しないように、スリーブ（１９）の側面内壁（２０）が形成されていることを特徴とする、吹込み成形システム。
2. 互いに対向する管状体（１）および可動装置（１３、１３’、１３’’）のそれぞれの部分が、型（２）の方向に管状体に沿って可動装置を移動し、パリソンのネックと密封に連通してノズル（１４、１４’）を保持するための少なくとも単動式空気圧式アクチュエータ（２１、２１’）として配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の吹込み成形システム。
3. 可動装置（１３、１３’）が、管状パイプの外側にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の吹込み成形システム。
4. 空気圧式アクチュエータ（２１）が、管状体（１）を拡げて形成された固定ピストン（１５）と、ピストン（１５）を密封に収容する可動装置（１３）を拡げて形成された移動可能チャンバ（１６）とを含むことを特徴とする、請求項２および３に記載の吹込み成形システム。
5. 可動装置（１３’’）が、固定体（１’）内に形成された管状パイプの内側にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の吹込み成形システム。
6. 空気圧式アクチュエータ（２１’）が、管状体（１’）の拡大部（３２）によって形成された固定チャンバ（１６’）と、チャンバ（１６’）内に密封に収容された可動装置（１３’’）を拡げて形成された移動可能ピストン（３３）とを含むことを特徴とする、請求項２および５に記載の吹込み成形システム。
7. 空気圧式アクチュエータ（２１、２１’）が、複動式アクチュエータであることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の吹込み成形システム。
8. 空気圧式アクチュエータ（２１、２１’）を作動する制御流体は、低圧流体であることを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載の吹込み成形システム。
9. ノズル（１４’）が、中空成形されるパリソン（４）のネック（７）と確実に密封して、特に、前記ネック（７）と係合して、共働するように設計されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の吹込み成形システム。
10. ノズル（１４）が、パリソン（４）のネック（７）に、接することなく、同時に適合するとともに、型（２）の壁（６）に対して、横断面（２２）を介して密封に押圧することができる拡げられた末端部を有する鐘形ノズルの形で設計されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の吹込み成形システム。
11. ノズル（１４）の拡げられた末端部の横断面（２２）が、ノズル（１４）が機能位置にある場合、密封を保証するように、スリーブ（１９）の横断面（２２）と型（２）の壁（６）との間に固定されるシール（２３）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の吹込み成形システム。

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