JP2018065277A - ブロー成形装置、及びこれを用いた合成樹脂製容器の製造方法 - Google Patents

ブロー成形装置、及びこれを用いた合成樹脂製容器の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】昇降可能とされた底型を備えるブロー成形装置を用いて合成樹脂製容器をブロー成形するに際し、プリフォームの延伸方向が軸方向からずれてしまうのを抑制しつつ、底型と延伸ロッドとの干渉を避ける。【解決手段】下動する延伸ロッド４が、プリフォームＰを延伸しつつ下死点に達したときに、第二ブロー成形位置にある底型３との干渉を避けた位置で停止するように、延伸ロッド４の駆動を制御するとともに、底型３から突出した押えロッド５が、停止した延伸ロッド４から離れた延伸途中のプリフォームＰを支えながら下動して底型３内に引き返すように、押えロッド５の駆動を制御する。【選択図】 図３

Description

本発明は、昇降可能とされた底型を備えるブロー成形装置、及びこれを用いた合成樹脂製容器の製造方法に関する。
従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを形成し、次いで、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなる合成樹脂製の容器が、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする容器として広い分野で利用されている。
また、この種の合成樹脂製容器にあっては、その軽量化や、使用樹脂量の削減による低コスト化のために、従前より、可能な限り容器を薄肉に成形する試みがなされている。例えば、特許文献１では、昇降可能とされた底型を備えるブロー成形装置を用いて、底型を下降させた状態でプリフォームを延伸させた後に、底型を上昇させて延伸させたプリフォームの底部側を押し上げる底部押し上げ工程を経て、最終形状に成形する合成樹脂製ボトルの製造方法が提案されている。そして、このような方法によれば、容器を薄肉化でき、その上、容器底部にて減圧吸収もできるとされている。
特開２００８−２５４２４４号公報
しかしながら、ブロー成形によってプリフォームを所定の容器形状に成形するに際しては、通常、延伸ロッドによりプリフォームを軸方向に延伸させるが、その際に、プリフォームの延伸方向が軸方向からずれてしまわないように、底型の直前まで延伸ロッドでプリフォームを支えながら延伸させる必要がある（引用文献１の図３（ａ）参照）。そうすると、底型を上昇させるにあたり、底型とともに延伸ロッドも一緒に上昇させなければならず、このとき底型と延伸ロッドが干渉し合ってしまうと、成形された容器の底部に傷が生じたり、型部材が損傷したりする虞がある。
本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、昇降可能とされた底型を備えるブロー成形装置を用いて合成樹脂製容器をブロー成形するに際し、プリフォームの延伸方向が軸方向からずれてしまうのを抑制しつつ、底型と延伸ロッドとの干渉を避けることができるブロー成形装置、及びこれを用いた合成樹脂製容器の製造方法の提供を目的とする。
本発明に係るブロー成形装置は、有底筒状のプリフォームをブロー成形により所定の容器形状に成形するブロー成形装置であって、開閉可能な分割型からなる胴型と、前記胴型の底部側に組み入れられて第一ブロー成形位置と第二ブロー成形位置との間を昇降可能とされた底型と、前記プリフォームを軸方向に延伸する延伸ロッドと、前記底型の中央部に前記延伸ロッドと同軸に内設されて軸方向に上下動する押えロッドとを備え、下動する前記延伸ロッドが、前記プリフォームを延伸しつつ下死点に達したときに、第二ブロー成形位置にある前記底型との干渉を避けた位置で停止するように、前記延伸ロッドの駆動が制御されるとともに、前記底型から突出した前記押えロッドが、停止した前記延伸ロッドから離れた延伸途中のプリフォームを支えながら下動して前記底型内に引き返すように、前記押えロッドの駆動が制御される構成としてある。
本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法は、上記のブロー成形装置を用いた合成樹脂製容器の製造方法であって、前記底型を第一ブロー成形位置に下降させた状態で前記胴型を型閉じした前記ブロー成形装置にセットされた前記プリフォームをブロー成形するに際し、下死点で停止した前記延伸ロッドから離された延伸途中のプリフォームを、前記押えロッドで支えながら、さらに延伸させる工程と、延伸された前記プリフォームの底部側が、第一ブロー成形位置にある前記底型に到達したら、前記底型を第二ブロー成形位置まで上昇させて、延伸された前記プリフォームの底部側を押し戻しながら反転させつつ、延伸された前記プリフォームに前記胴型及び前記底型の内面形状を賦形して所定の容器形状に成形する工程とを含む方法としてある。
本発明によれば、延伸ロッドを底型との干渉を避けた位置に停止させることによって、底型と延伸ロッドとの干渉を避けるとともに、停止した延伸ロッドから離れた延伸途中のプリフォームを押えロッドで支えるようにすることで、プリフォームの延伸方向が軸方向からずれてしまうのを抑制することができる。
本発明の実施形態に係るブロー成形装置の概略を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法における製造工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法における製造工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法における製造工程を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製容器の製造方法の変形例における製造工程を示す説明図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
［ブロー成形装置］
本発明に係るブロー成形装置の一実施形態として、その概略を図１に示す。図１に示すブロー成形装置１は、有底筒状のプリフォームＰをブロー成形により所定の容器形状に成形するためのものである。かかるブロー成形装置１は、開閉可能な分割型からなる胴型２と、胴型２の底部側に組み入れられて第一ブロー成形位置と第二ブロー成形位置との間を昇降可能とされた底型３と、プリフォームＰを軸方向に延伸する延伸ロッド４と、底型３の中央部に延伸ロッド４と同軸に内設されて軸方向に上下動する押えロッド５とを備えている。
なお、図１中、底型３を第二ブロー成形位置に上昇させた状態を二点鎖線で示している。
ブロー成形装置１が備える延伸ロッド４は、図示しない駆動装置によって軸方向に上下動するように構成されている。そして、下動する延伸ロッド４が、プリフォームＰを延伸しつつ下死点に達したときに、図１に二点鎖線で示すように、第二ブロー成形位置にある底型３との干渉を避けた位置で停止するように、換言すれば、底型３を第二ブロー成形位置に上昇させたときに、延伸ロッド３が底型３の上方に位置して底型３と干渉しないように、その駆動が制御されている。
また、ブロー成形装置１が備える押えロッド５は、図示しない駆動装置によって延伸ロッド４と同軸に上下動するように構成されている。そして、底型３から突出した押えロッド５が、停止した延伸ロッド４から離れた延伸途中のプリフォームＰを支えながら下動して底型３内に引き返すように、その駆動が制御されている。
ここで、ブロー成形装置１について規定する上下左右及び縦横の方向は、底型３側を下方として、図1に示す状態で規定された方向とする。
［合成樹脂製容器の製造方法］
本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法は、上記したようなブロー成形装置１を好適に用いて実施することができる。その一実施形態について、かかるブロー成形装置１を用いて合成樹脂製容器を製造する例を挙げて説明しながら、ブロー成形装置１をより詳細に説明する。
本実施形態では、まず、図２（ａ）に示すように、底型３を第一ブロー成形位置に下降させた状態で、胴型２を型閉じするとともに、加熱、軟化させてブロー成形が可能な状態とされたプリフォームＰをブロー成形装置１にセットする。
プリフォームＰは、熱可塑性樹脂を使用して射出成形や圧縮成形などにより、図示するような有底筒状に成形されおり、図示する例において、その開口部近傍は、そのまま容器口部となるように成形されている。使用する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリ乳酸，又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステル，これらの樹脂あるいは他の樹脂とブレンドされたものなどが挙げられ、特に、ポリエチレンテレフタレート等のエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが好適であるが、これらに限定されない。
ブロー成形装置１にプリフォームＰがセットされたら、次いで、押えロッド５を上動させて底型３から突出させる(図２（ｂ）参照)。このとき、押えロッド５の突出長さは、延伸ロッド４の停止位置に応じて適宜設定することができる。
前述したように、延伸ロッド４は、第二ブロー成形位置にある底型３との干渉を避けた位置を下死点とし、その位置で停止するように駆動が制御される。底型３から押えロッド５を突出させるにあたり、本実施形態では、延伸ロッド４が下死点で停止したときに、延伸ロッド４の先端に、押えロッド５の先端が近接した状態となるように、押えロッド５が所定の突出長さで底型３から突出して待機するようにしている。
そして、押えロッド５を上動させるのと同時に、又はこれと前後させて、延伸ロッド４を下動させるとともに、図示しないブローエアー供給装置からプリフォームＰの内部にブローエアーを吹き込んでブロー成形を開始する。これにより、プリフォームＰは、延伸ロッド４により軸方向（縦方向）に延伸されるとともに、ブローエアーによって周方向（横方向）にも延伸される（図２（ｃ）及び（ｄ）参照）。
このとき、延伸ロッド４の下動速度やブローエアーの圧力などを適宜調整することで、プリフォームＰを均一に延伸することができる。さらに、延伸ロッド４に支えられて延伸するプリフォームＰは、その延伸方向が軸方向からずれることなく延伸させることができるが、延伸ロッド４が下死点で停止すると、延伸途中のプリフォームＰは、延伸ロッド４による支えを失ってしまう。延伸ロッド４による支えを失った延伸途中のプリフォームＰを、そのままの状態でさらに延伸させると、その延伸方向が軸方向からずれてしまう虞がある。延伸方向が軸方向からずれて、プリフォームＰの底部中央が、底型３の中央部から外れた位置に向かってしまうのは、プリフォームＰを均一に延伸させる上で好ましくない。
このため、本実施形態では、所定の突出長さで底型３から突出した状態で押えロッド５を待機させておき、延伸ロッド４による支えを失った延伸途中のプリフォームＰを押えロッド５で受けるようにしている。そして、押えロッド５は、延伸ロッド４が停止した後に、停止した延伸ロッド４から離れた延伸途中のプリフォームＰを支えながら下動して底型３内に引き返すように、その駆動が制御されている(図３（ｅ）及び（ｆ）参照)。
このようにすることで、延伸ロッド４が停止した後も、押えロッド５によって、延伸途中のプリフォームＰの延伸方向が軸方向からずれてしまうのを抑制しながら、第一ブロー成形位置にある底型３に到達するまで、さらに延伸させることができる。
なお、このときの押えロッド５の下動速度は、その延伸を妨げることなく延伸途中のプリフォームＰを押えることができるように適宜調整するのはいうまでもない。
延伸されたプリフォームＰの底部側が、第一ブロー成形位置にある底型３に到達したら、図示しない駆動装置により底型３を第二ブロー成形位置まで上昇させて、延伸されたプリフォームＰの底部側を押し戻しながら反転させつつ、延伸されたプリフォームＰに、胴型２及び底型３の内面形状を賦形して所定の容器形状に成形する（図３（ｇ）参照）。これにより、容器底部側も十分に延伸されて薄肉化された容器Ｍを成形することができる。
そして、この際、延伸ロッド４は、第二ブロー成形位置にある底型３との干渉を避けた位置で停止しており、底型３と延伸ロッド４が干渉し合うことがない。その結果、底型３と延伸ロッド４が干渉し合うことによって、成形された容器Ｍの底部に傷が生じてしまったり、型部材が損傷してしまったりするというような不具合が生じることもない。
その後、延伸ロッド４に設けた図示しない噴出孔から冷却用のクーリングエアーを噴出させて（図３（ｈ）参照）、冷却処理などの後処理を施してから、図４に示すように、延伸ロッド４を上動させるとともに、胴型２及び底型３の型開きがなされて、所定の容器形状に成形された容器Ｍの取り出しが行われる。
なお、延伸ロッド４の停止位置は、このときの冷却処理に支障が生じないようにすることも考慮して適宜調整される。
このように、本実施形態によれば、延伸ロッド４を底型３との干渉を避けた位置に停止させることによって、底型３と延伸ロッド４との干渉を避けるとともに、所定の突出長さで底型３から突出して待機する押えロッド５が、延伸ロッド４が停止した後に、停止した延伸ロッド４から離れた延伸途中のプリフォームＰを支えながら下動して底型３内に引き返すように、押えロッド５の駆動を制御することで、プリフォームＰの延伸方向が軸方向からずれてしまうのを抑制できるようにしているが、より確実にプリフォームＰの延伸方向が軸方向からずれてしまうのを抑制するためには、押えロッド５の駆動を次のように制御することもできる。
ここで、図５は、本実施形態の変形例における製造工程を示す説明図である。図５に示す変形例にあっては、前述した実施形態と同様に、ブロー成形装置１にプリフォームＰがセットされたら（図５（ａ）参照）、押えロッド５を上動させて底型３から突出させるが、このとき、押えロッド５の先端が、プリフォームＰの底部に当接又は近接するまで押えロッド５を上動させる（図５（ｂ）参照）。
そして、押えロッド５を上動させるのと同時に、又は少し遅れて、延伸ロッド４を下動させるとともに、図示しないブローエアー供給装置からプリフォームＰの内部にブローエアーを吹き込んでブロー成形を開始する。これにより、プリフォームＰが軸方向及び周方向に延伸されるのは、前述した実施形態と同様であるが（図５（ｃ）及び（ｄ）参照）、この際、底型３から突出した押えロッド５が、延伸ロッド４とともにプリフォームＰの底部側を挟持しつつ、延伸ロッド４と同期して下動するように、その駆動を制御することによって、より確実にプリフォームＰの延伸方向が軸方向からずれてしまうのを抑制することができる。
そして、延伸ロッド４が停止した後は、停止した延伸ロッド４から離れた延伸途中のプリフォームＰを支えながら下動して底型３内に引き返すように、押えロッド５の駆動を制御するのは前述した実施形態と同様であり、その後の工程も前述した実施形態と同様に実施できるので、重複した説明は省略する。
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
すなわち、本発明に係るブロー成形装置は、開閉可能な分割型からなる胴型２と、胴型２の底部側に組み入れられて第一ブロー成形位置と第二ブロー成形位置との間を昇降可能とされた底型３と、プリフォームＰを軸方向に延伸する延伸ロッド４と、底型３の中央部に延伸ロッド４と同軸に内設されて軸方向に上下動する押えロッド５とを備え、下動する延伸ロッド４が、プリフォームＰを延伸しつつ下死点に達したときに、第二ブロー成形位置にある底型３との干渉を避けた位置で停止するように、延伸ロッド４の駆動が制御されるとともに、底型３から突出した押えロッド５が、停止した延伸ロッド４から離れた延伸途中のプリフォームＰを支えながら下動して底型３内に引き返すように、押えロッド５の駆動が制御されていればよい。これ以外の事項は、前述した実施形態に限定されることなく適宜変更することができ、前述した実施形態で説明した事項を適宜取捨選択して組み合わせることもできる。
また、本発明に係る合成樹脂製容器の製造方法は、底型３を第一ブロー成形位置に下降させた状態で胴型２を型閉じした上記ブロー成形装置１にセットされたプリフォームＰをブロー成形するに際し、下死点で停止した延伸ロッド４から離された延伸途中のプリフォームＰを、押えロッド５で支えながら、さらに延伸させる工程と、延伸されたプリフォームＰの底部側が、第一ブロー成形位置にある底型３に到達したら、底型３を第二ブロー成形位置まで上昇させて、延伸されたプリフォームＰの底部側を押し戻しながら反転させつつ、延伸されたプリフォームＰに胴型２及び底型３の内面形状を賦形して所定の容器形状に成形する工程とを含んでいればよい。これ以外の事項は、前述した実施形態に限定されることなく適宜変更することができ、前述した実施形態で説明した事項を適宜取捨選択して組み合わせることもできる。
本発明は、各種飲料品、各種調味料等を内容物とする合成樹脂製容器を製造する技術として利用可能である。
１ ブロー成形装置
２ 胴型
３ 底型
４ 延伸ロッド
５ 押えロッド
Ｐ プリフォーム
Ｍ 容器

Claims (4)

  1. 有底筒状のプリフォームをブロー成形により所定の容器形状に成形するブロー成形装置であって、
    開閉可能な分割型からなる胴型と、
    前記胴型の底部側に組み入れられて第一ブロー成形位置と第二ブロー成形位置との間を昇降可能とされた底型と、
    前記プリフォームを軸方向に延伸する延伸ロッドと、
    前記底型の中央部に前記延伸ロッドと同軸に内設されて軸方向に上下動する押えロッドと
    を備え、
    下動する前記延伸ロッドが、前記プリフォームを延伸しつつ下死点に達したときに、第二ブロー成形位置にある前記底型との干渉を避けた位置で停止するように、前記延伸ロッドの駆動が制御されるとともに、
    前記底型から突出した前記押えロッドが、停止した前記延伸ロッドから離れた延伸途中のプリフォームを支えながら下動して前記底型内に引き返すように、前記押えロッドの駆動が制御されることを特徴とするブロー成形装置。
  2. 所定の突出長さで前記底型から突出して待機する前記押えロッドが、前記延伸ロッドが停止した後に、停止した前記延伸ロッドから離れた延伸途中のプリフォームを支えながら下動して前記底型内に引き返すように、前記押えロッドの駆動が制御される請求項１に記載のブロー成形装置。
  3. 前記底型から突出した前記押えロッドが、前記延伸ロッドとともに前記プリフォームの底部側を挟持しつつ、前記延伸ロッドと同期して下動し、前記延伸ロッドが停止した後に、停止した前記延伸ロッドから離れた延伸途中のプリフォームを支えながら下動して前記底型内に引き返すように、前記押えロッドの駆動が制御される請求項１に記載のブロー成形装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のブロー成形装置を用いた合成樹脂製容器の製造方法であって、
    前記底型を第一ブロー成形位置に下降させた状態で前記胴型を型閉じした前記ブロー成形装置にセットされた前記プリフォームをブロー成形するに際し、
    下死点で停止した前記延伸ロッドから離された延伸途中のプリフォームを、前記押えロッドで支えながら、さらに延伸させる工程と、
    延伸された前記プリフォームの底部側が、第一ブロー成形位置にある前記底型に到達したら、前記底型を第二ブロー成形位置まで上昇させて、延伸された前記プリフォームの底部側を押し戻しながら反転させつつ、延伸された前記プリフォームに前記胴型及び前記底型の内面形状を賦形して所定の容器形状に成形する工程と
    を含むことを特徴とする合成樹脂製容器の製造方法。
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