JP2760369B2 - 中空容器の成形方法及び装置 - Google Patents
中空容器の成形方法及び装置Info
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
図である。
ある。
を示す図である。
の図である。
Claims (11)
- 【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。
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