JP2760369B2

JP2760369B2 - 中空容器の成形方法及び装置

Info

Publication number: JP2760369B2
Application number: JP5068580A
Authority: JP
Inventors: 摂松橋
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JPH06278199A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中空容器の成形方法及
び成形装置に関し、より詳細には、パリソンの膨張及び
ブロー成形容器の冷却を効率よく行うことができ生産効
率に優れた中空容器の成形方法及び成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性合成樹脂の中空容器をダイレク
トブロー成形により成形することは従来より行われてい
る。この成形方法においては溶融重合体から成るパリソ
ンを割型内に挟持して、このパリソンに中空針を突き刺
し、この中空針を通してパリソン内部へ流体を吹込んで
パリソンの膨張及び冷却を行うことにより所望の形状及
び大きさに成形するものである。上記成形方法におい
て、パリソン内部に流体を入れるための中空針をパリソ
ンに貫通させるには、割型内に挟持されるパリソンが比
較的高温で柔らかいため、太い針ではパリソンに突き刺
すことが困難であり、先端が細く且つ尖鋭な中空針を用
いなければならなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにパリソンに流体を吹き込むための中空針に細い針を
用いた場合には、単位時間当りにパリソン内に流入でき
る流体の量は少なく、成形に時間がかかるという問題が
あった。しかもこの少量の流体では、パリソンを膨張さ
せることが精一杯であり、膨張した中空体を冷却するこ
とまで行うことは困難であり、容量の小さい容器を成形
することはできても、大容量の容器を成形することはで
きなかった。

【０００４】一方、ダイレクトブロー成形においては、
成形容器の口部と成るべき部分の上部にフラッシュ部と
呼ばれる、成形後に切り落とされる不要部分が形成さ
れ、この不要部分にパリソンの軸方向に対して直角方向
から中空針を突き刺し、また排気口を設けることによ
り、成形容器にその痕跡を残さずにおくことが可能とな
る。しかし、この部位に中空針を突き刺して流体を吹き
込む場合には、容器胴部の方向、すなわちパリソン軸方
向下方に流体が流れやすいようにすることが好ましい。
しかし細い針の場合は、加工上、針の先端部分にしか流
体吹込口を設けることができないため、パリソンの軸方
向と直角の方向にしか流体を吹き込むことができず、流
体を効率よくパリソン内で循環させることができず、更
に大流量の冷却流体を吹き込むことができないので、容
器の冷却に多くの時間を要するという問題があった。

【０００５】従って本発明の目的は、流体の吹き込みを
大径の中空針を用いて行うことができる中空容器のダイ
レクトブロー成形方法及び成形装置を提供するにある。
本発明の他の目的は、生産効率のよい中空容器の成形方
法及び成形装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、溶融重
合体のパリソンを一対の割型で挟み、両端が密閉された
パリソンに中空針を突き刺し、流体を吹き込むことによ
り、パリソンの中空体への膨張を行うと共に、流体の循
環により膨張に続いて中空体に排気口を形成させて中空
体の冷却を行う中空容器の成形方法において、相対的に
小径の中空針と相対的に大径の中空針とを割型に配置
し、割型内に閉じ込められ、両端が密閉されたパリソン
に小径の中空針を刺して流体を吹き込み、次いでパリソ
ンに内圧が印加されている状態で大径の中空針を刺して
流体を大流量で吹き込むことを特徴とする中空容器の成
形方法が提供される。

【０００７】本発明によればまた、型内側に中空容器及
びフラッシュ部形成用のキャビティと、パリソンのピン
チオフ部とを備え且つ開閉可能に設けられた一対の割型
と；前記割型のフラッシュ部に対応する部分に設けられ
た相対的に小径の中空針及び相対的に大径の中空針と；
前記中空針の各々を待機位置からパリソンに突き刺す動
作位置まで前進させ且つ動作位置から待機位置まで後退
させる中空針の各々に加圧流体を供給するための加圧流
体供給機構と；前記割型のフラッシュ部に対応する部分
に設けられたパリソンの膨張終了時にパリソンに排気口
を形成させるための排気口形成機構と；小径の中空針を
最初に前進させて流体の吹き込みを先ず行い、次いでタ
イミングをずらして大径の中空針を前進させて流体の吹
き込みを行うように大径及び小径の中空針の動作を制御
する制御機構と；から成ることを特徴とする中空容器の
成形装置が提供される。

【０００８】

【作用】前述した通り、中空容器をダイレクトブロー成
形において成形する場合に、流体吹き込みのための中空
針に大径の中空針を用いることができれば、大容量の流
体を吹き込むことができ冷却を効率よく行うことがで
き、大容量の容器の成形も可能となる。また大径の中空
針であれば流体吹き込み開口の位置を自在に変えること
ができ、効率よくパリソンを膨張させることができる。
本発明においては、大径の中空針を小径の中空針と組合
せて用いることにより、従来用いることができなかった
大径の針を用いることが可能となったのである。

【０００９】すなわち、パリソン壁は比較的高温で柔ら
かいため、大径の中空針を直接パリソン壁に貫通させる
ことができないが、最初に小径の中空針を突き刺してパ
リソン内部に流体を吹き込んで内圧をかけるとパリソン
に弾性が出てくるため、小径の中空針を突き刺して少し
経過した後は、大径の中空針を突き刺すことが可能とな
るのである。このように本発明においては、大径の針を
用いることが可能となったために大容量の流体をパリソ
ン内部に吹き込むことができるようになり、パリソンの
膨張のみならず、冷却も十分に行うことが可能となり、
成形サイクルを向上させることが可能となるのである。
しかも、大容量の流体を吹き込むことができるため、大
型のボトルを成形することも可能となるのである。

【００１０】

【発明の好適態様】本発明を添付図面を用いて詳細に説
明する。本発明の中空成形容器の製造装置の一例を示す
図１及び図２において、開閉可能な一対の割型１ａ及び
１ｂは、それぞれパリソン２を密閉するピンチオフ部３
ａ，３ｂ、中空容器を形成するキャビティ４、及びフラ
ッシュ部を形成するキャビティ５を形成している。本発
明において、フラッシュ部とは成形される中空容器の口
部上方に設けられた、流体吹き込みのための中空針を突
き刺したり、また排気口等を設ける部分である。このフ
ラッシュ部はブロー成形後に切り落とされるので、容器
には中空針を刺した孔等の製造過程での痕跡を残さずに
おくことが可能となるのである。このフラッシュ部に対
応するキャビティ５の部分には、相対的に小径の中空針
６とその下方に大径の中空針７が待機された状態に位置
している。またパリソン膨張終了時にパリソンに排気口
を形成するための排気口形成機構８及び成形された中空
容器を型から所定の位置に取り出すためのノックアウト
ピン９がそれぞれ設けられている。

【００１１】小径の中空針６及び大径の中空針７は、図
１に示す待機位置から図２に示すパリソンに突き刺され
る動作位置の間を製造工程に従って前進又は後退するこ
とが可能であり、この動作は小径の中空針６及び大径の
中空針７を通して加圧流体をパリソン内に供給するため
の加圧流体供給機構１０を用いて同時に行うことが可能
である。加圧流体源（図示せず）から加圧流体供給機構
１０を通って供給される流体を、加圧流体供給機構の移
動動作に用いるか、またパリソン内に供給するかを制御
する制御装置１１がそれぞれ設けられている。

【００１２】小径及び大径の中空針の動きを図３乃至６
に示す。図３乃至図６において、小径の中空針６及び大
径の中空針７は、駆動装置１２ａ及び１２ｂに設けられ
ているシリンダー１３ａ及び１３ｂに収容され、その内
部で前後に移動し得るようになっている。シリンダー１
３ａ及び１３ｂの側部にはそれぞれ加圧流体を供給する
ための供給口１４及び１５が設けられており、この供給
口のうち１４ａ及び１４ｂは、シリンダー１３ａ及び１
３ｂの前側に通じている。また供給口１５ａ及び１５ｂ
はシリンダーの後側に通じ、この供給口から供給される
流体は中空針の内部に流れるかまたは中空針の後方から
前方に押すように流れていく。

【００１３】図３においては供給口１４ａ及び１４ｂか
ら流体がシリンダーの前側に流れ込み中空針６及び７を
後方に押すため、中空針６及び７は後方に位置する。図
４においては、供給口１４ａからは流体の供給は中止さ
れ、代わって１５ａから流体が供給される。これにより
小径の中空針６は前方（パリソン側）に移動しパリソン
に突き刺さると共に、中空針の内部を通って流れた流体
がパリソン内部に吹き込まれる。一方大径の中空針７は
図４の状態のように、供給口１４ｂから流体が供給され
ているため、未だ動かない。図５においては、大径の中
空針７においても１４ｂからの流体の供給が中止され、
代わって供給口１５ｂから流体が供給されるため、大径
の中空針７も前方に移動し始めると共にパリソン内部に
流体を吹き込み始める。図６においては、供給口１４ａ
及び１５ａからの流体の供給中、または供給終了後に、
供給口１５ｂから流体が供給されて、大径の中空針７を
通してパリソン内部に流体が吹き込まれ、容器の冷却が
行われている。

【００１４】小径及び大径の中空針の加圧流体供給機構
及び制御機構を説明するための図７及び８図において、
小径の中空針と大径の中空針は、最初に小径の中空針が
パリソンに刺し込まれ流体を吹き込んでパリソンに内圧
をかけ、次いで大径の中空針を刺し込み流体を吹き込む
が、小径の中空針と大径の中空針の動作及び流体の吹き
込みは図７に示すようなカムを用いることによって制御
することができる。図７の（Ａ）は小径の中空針につい
て用いられるカム１６ａであり、（Ｂ）は大径の中空針
について用いられるカム１６ｂである。左側の図は
（Ａ）及び（Ｂ）を側面から見た図である。図の矢印の
方向に回転するカム１６ａ及び１６ｂにおいて、型閉め
の完了点である０°の地点から図のＡ点までの間は小径
の中空針及び大径の中空針は動かず、Ａ点に達すると小
径の中空針はパリソンに刺し込まれ、Ａ点からＣ点の間
に小径の中空針のみからパリソンに流体が吹き込まれて
内圧がかけられる。Ｃ点に達すると大径の中空針がパリ
ソンに刺し込まれ、Ｃ点からＤ点の間に大径の中空針か
ら流体がパリソンに吹き込まれ、ボトル内を冷却するの
である。

【００１５】尚、図３乃至６における図７に示すカムの
動きの対応は、図３は、図７の０°（型閉め完了）から
Ａ点の間の状態、図４は図７のＡ点からＣ点の間の状
態、図５は図７のＣ点からＢ点の間の状態、図６は図７
のＢ点からＤ点の間の状態にそれぞれ対応するものであ
る。

【００１６】図７に示すカムと流体の吹き込みとの関係
を示す図８において、Ｏ°は型閉め完了時であり、Ｌは
小径の中空針によって流体が吹き込まれる時間であり、
Ｓは小径の中空針のみから流体が吹き込まれる時間であ
る。Ｗは小径及び大径の中空針の両方から流体が流れ込
まれている時間であり、Ｑは大径の中空針によってのみ
流体が吹き込まれる時間である。３６０°は型開け開始
位置である。Ｌの間にパリソンは膨張し、所望の大きさ
及び形状に成形される。次いでＱの間に成形された中空
容器の内部が冷却される。本発明においては、小径の中
空針による流体の吹き込み時間（図８のＬ）は０．５乃
至１０秒、特に１乃至４秒の範囲、小径の中空針が刺し
込まれてから大径の中空針が刺し込まれるまでの時間
（図８のＳ）が０．２乃至２秒、特に０．５乃至１秒の
範囲にあることが特に好ましい。この時間よりも短けれ
ば大径の中空針を刺せるほどパリソン内の内圧が十分で
はなく、またこの時間よりも長くても生産サイクルが長
くなるだけでメリットはない。更に大径の中空針による
流体の吹き込み時間（図８のＱ）は５乃至３０秒、特に
１０乃至２０秒の範囲、大径の中空針が刺し込まれてか
ら小径の中空針からの流体の吹き込みがストップするま
での時間（図８のＷ）は０．２乃至１０秒、特に０．５
乃至５秒の範囲にあることが好ましい。この時間よりも
短ければ大径の中空針から供給される流体が小径の中空
針を逆流するおそれがあるからであり、またこの時間よ
りも長くても生産サイクルが長くなるだけでメリットが
ないからである。

【００１７】このような小径及び大径の中空針の動作を
制御する制御機構としては、これに限定されないが、図
９に示す機構を用いることができる。図９に示す状態は
小径及び大径の中空針のカムは何れも０°に位置し、パ
イロットバルブ１７は両方共作動していない点を示して
いる。タイマー１８の役割は大径の中空針から流体の吹
き込みを開始した後も、小径の中空針の流体から吹き込
みを重ねて行わせるためのものである。これにより小径
の中空針を通してパリソン内の流体が逆流することが防
止されている。なお、図９中、１９はマスターバルブ、
２０は流量制御弁をそれぞれ表わす。

【００１８】パリソンの膨張がほぼ終了した時点で、パ
リソンに吹き込みエアを循環させるための小径の排気口
を形成させるには、小径及び大径の中空針を刺し込んだ
フラッシュ部に、図１及び図２に示したような排出口形
成用ノズルを刺し込むことにより、流体を排出すること
もできるが、特公昭５９−３２６０号公報に記載される
ように、割型の上方ピンチオフ部に内部の圧力流体によ
って排出口を形成することもできる。内部の圧縮流体が
排出された中空成形容器は、ノックアウトピンによって
型からコンベア上等の所定位置に取り外されて、中空容
器の成形は終了する。

【００１９】本発明に用いる小径の中空針は、ダイレク
トブロー成形に用いられているそれ自体公知のものを使
用でき、その通路断面の直径は成形すべき中空容器の大
きさによって異なるが、一般に０．５乃至５mm、特に
１．５乃至３mmの範囲にあるものが好適に用いられる。
また大径の中空針の通路断面は小径の中空針の通路断面
積の３乃至１５倍、特に４乃至１０倍の面積を有するこ
とが好ましい。この範囲よりも小さければ冷却に十分な
流体を供給することができず、これより大きければパリ
ソンに容易に刺し込むことが困難になるからである。大
径の中空針は小径の中空針と異なり、流体の吹き込みの
開口を針の先端以外の位置に設けるように加工すること
が可能であり、中空針の側部に流体の吹き込み開口を設
けることができる。図５に示すように中空針７の側部に
吹き込み開口１９を設ければ、大径の中空針７から吹き
込まれる流体をパリソン２の胴部２０の方向、すなわち
縦軸方向に供給することができるために、効率よく流体
をパリソン胴部内に循環させることが可能となるのであ
る。更にパリソンのフラッシュ部５に刺し込まれる大径
の中空針７は小径の中空針６よりもパリソン胴部側に位
置していることが好ましい。これにより大径の中空針か
ら吹き込まれる大容量の流体がパリソン胴部に効率よく
循環することが可能となる。またパリソンの場合は、小
径の中空針から吹き込まれる流体によりパリソン径を大
きくすることによって、大径の中空針を刺し易くするこ
とができる。

【００２０】図５に示すように、小径及び大径の中空針
の駆動装置１２ａ及び１２ｂは、並行に移動可能に配置
されていることが好ましい。これにより制御機構及び加
圧流体供給機構を共用でき、中空針の移動及び流体の供
給のために要する装置の簡略化も可能となる。また大径
及び小径の中空針の各駆動装置は容器軸方向に直角な投
影断面で見て各中空針の移動方向が交叉するように配置
されていることが好ましい。すなわち大径及び小径の中
空針が図１０に示すように一定角度をなして位置するこ
とにより、大径及び小径の中空針をパリソンのフラッシ
ュ部の同一円周上に刺すことが可能となり、不要部分で
あるフラッシュ部を小さくすることができる。

【００２１】本発明に用いることができるパリソンは、
有底パリソンやチューブ状のものを用いることができ
る。この際、容器口部と成るべき部分の上部にはフラッ
シュ部を設けることは前述したが、このフラッシュ部の
大径の中空針を刺すべき部分に突出部を設けておくこと
により、ブロー成形の際にこの部分を薄肉化しておくこ
とが可能となり、刺し込みやすくなるので特に好まし
い。また本発明の成形方法においては、前述した特徴を
具備するかぎり、従来公知のダイレクトブロー成形によ
って行うことができる。

【００２２】

【実施例】押出機から押出された溶融パリソンを図１に
示すブロー金型（割型）内で、ブロー圧６Kg／cm² の常
温のエアを小径の中空針から約３秒間一次ブローを行
い、一次ブロー開始後約１秒後にブロー圧８Kg／cm² の
常温のエアを大径の中空針から約９秒間二次ブローを行
った後、容器内の加圧エアを約０．１秒で排気した。本
発明の大小２本の中空針を使用したブロー成形方法で
は、従来の１本の小径の中空針を使用したブロー成形方
法に比べて、ブロー時間が約１１秒、排気時間が約１．
９秒短縮でき、成形サイクルが約６０％向上した。

【００２３】

【発明の効果】本発明においては、小径の中空針との組
合せとすることによって、従来ダイレクトブロー成形に
用いることが困難であった大径の中空針を用いることが
可能となり、大容量の流体を供給することが可能となっ
た。これにより大容量の容器を成形できると共に、効率
よく容器を冷却することが可能となり、生産サイクルを
アップすることができた。また本発明の成形装置によれ
ば、小径及び大径の中空針の移動及び流体の供給を効率
よく制御することができ、生産効率を向上することが可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中空成形容器の成形装置の一例を示す
図である。

【図２】図１において割型が閉じられた状態を示す図で
ある。

【図３】中空針の動きを説明するための図である。

【図４】中空針の動きを説明するための図である。

【図５】中空針の動きを説明するための図である。

【図６】中空針の動きを説明するための図である。

【図７】制御機構に用いられるカムを示す図である。

【図８】図７に示すカムの動きと流体の吹き込みの関係
を示す図である。

【図９】制御機構の一例を示す図である。

【図１０】大径及び小径の中空針の位置を説明するため
の図である。

【符合の説明】

１割型２パリソン３ピンチオフ部４キャビティ５フラッシュ部６小径の中空針７大径の中空針８排気口形成機構９ノックアウトピン１０加圧流体供給機構１１制御装置１２駆動装置１３シリンダー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融重合体のパリソンを一対の割型で挟
み、両端が密閉されたパリソンに中空針を突き刺し、流
体を吹き込むことにより、パリソンの中空体への膨張を
行うと共に、流体の循環により膨張に続いて中空体に排
気口を形成させて中空体の冷却を行う中空容器の成形方
法において、相対的に小径の中空針と相対的に大径の中空針とを割型
に配置し、両端が密閉されたパリソンに小径の中空針を
刺して流体を吹き込み、次いでパリソンに内圧が印加さ
れている状態で大径の中空針を刺して流体を大流量で吹
き込むことを特徴とする中空容器の成形方法。
【請求項２】大径の中空針の通路断面が小径の中空針の
通路断面積の３乃至１５倍である請求項１記載の成形方
法。
【請求項３】小径の中空針をパリソンに突き刺した後、
０．５乃至２秒後に大径の中空針を突き刺すことを特徴
とする請求項１記載の成形方法。
【請求項４】大径の中空針による流体の吹き込みを、少
なくとも中空容器の軸方向で胴部が存在する方向に行う
請求項１記載の成形方法。
【請求項５】小径の中空針の突き刺し及び流体吹き込み
により、大径の中空針の刺すべき部分を大径に膨張さ
せ、この膨張された部分に大径の中空針を突き刺し流体
の吹き込みを行う請求項１記載の成形方法。
【請求項６】型内側に中空容器及びフラッシュ部形成用
のキャビティと、パリソンのピンチオフ部とを備え且つ
開閉可能に設けられた一対の割型と；前記割型のフラッ
シュ部に対応する部分に設けられた相対的に小径の中空
針及び相対的に大径の中空針と；前記中空針の各々を待
機位置からパリソンに突き刺す動作位置まで前進させ且
つ動作位置から待機位置まで後退させる中空針の各々に
加圧流体を供給するための加圧流体供給機構と；前記割
型のフラッシュ部に対応する部分に設けられたパリソン
の膨張終了時にパリソンに排気口を形成させるための排
気口形成機構と；小径の中空針を最初に前進させて流体
の吹き込みを先ず行い、次いでタイミングをずらして大
径の中空針を前進させて流体の吹き込みを行うように大
径及び小径の中空針の動作を制御する制御機構と；から
成ることを特徴とする中空容器の成形装置。
【請求項７】小径及び大径の中空針の駆動装置が加圧流
体供給機構に接続された流体シリンダーから成り、かつ
該流体シリンダーの前進により、各中空針への加圧流体
供給が可能となるように加圧流体供給機構と関連されて
いる請求項６記載の成形装置。
【請求項８】大径の中空針が少なくとも中空容器の軸方
向で且つ胴部が存在する方向に開口した流体吹き込みの
開口を有する請求項７記載の成形装置。
【請求項９】大径及び小径の中空針の各駆動装置が、各
中空針が並行に移動可能に配置されている請求項７記載
の成形装置。
【請求項１０】大径及び小径の中空針の各駆動装置が容
器軸方向に直角な投影断面でみて、各中空針の移動方向
が交叉するように配置されている請求項７記載の成形装
置。
【請求項１１】大径の中空針が、小径の中空針に比して
パリソンへの突き刺し位置においてピンチオフ部に近接
した位置に位置するように配置されている請求項７記載
の成形装置。