JP3787165B2 - プラスチック製容器のブロー成形ノズルと、このようなノズルを備えた設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック材料の予備加工段階の際に得られるプレフォームまたは中間容器等のブランクをブロー成形して、小瓶やボトルなどのプラスチック製容器を製造する機械に実施する改良に関する。本発明は特に、これらの機械に装備する、ブロー成形ノズルと称される部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック製のブランクをブロー成形することによりプラスチック製容器を製造することは、今では公知である。
【０００３】
ブランクがプレフォームである場合、プレフォームは、射出（注入）成形型にプラスチック材料を射出するか、または成形型にプラスチック材料をブロー押出成形することにより得られる。プレフォームは次に、製造する容器の特徴に応じて多少とも複雑化した適切な熱処理を受けるか、または製造する容器のくぼみを備えた仕上型に配置されるか、あるいはその両方である。その場合、ブロー成形ノズルは、プレフォームの開口部（首部）に挿入され、ブロー成形流体、一般には高圧空気をプレフォーム内に射出してプレフォームを膨らませ、成形型の壁に沿って材料を張り付けることにより容器を得ることができる。好適には、特に予め射出されたプレフォームから容器を構成する本出願人の機械では、伸長ロッドを用いたプレフォームの延伸（または伸長）を予め行ってからブロー成形をするか、あるいは、こうした延伸がブロー成形と一緒に行われる。また好適には、高圧空気によるブロー成形の前に延伸を行う場合、延伸は、それよりも低い圧力の空気によるプレブロー成形と合わせて行われ、特に延伸時に材料がロッド上できつく締められないようにする。
【０００４】
ブランクが中間容器である場合、中間容器は一般に第１の容器から得られ、第１の容器自体が、第１の成形型におけるプレフォームのブロー成形により得られる。第１の容器は、第１の成形型から出した後で、一般には熱による特定の処理を受けて中間容器が得られる。この中間容器を第２の成形型に配し、中間容器は、この第２の成形型内で、前述のノズルと同じノズルを用いたブロー成形流体の射出により最終容器に加工される。
【０００５】
本出願人による欧州特許第２３７４５９号および第４４２８３６号は、設備の２つの実施形態を記載しており、射出プレフォームにより第１の容器を得てから、第１の容器を中間容器に加工した後で、特に加熱充填時あるいは炭酸飲料を用いる時に適切な機械特性を備えた、最終容器を得ることができる。
【０００６】
一般に、このタイプの方法および装備は、単一の中間容器を得る段階を必要とする。最終容器を得る前に、複数個の中間容器を連続して得るように検討することもむろん可能である。
【０００７】
最終容器の製造に使用される成形型、または中間容器となる一定容器が得られる各成形型は、一般に、互いに分離または接近可能な少なくとも２個の部分からなる。各部分は、獲得する容器（底、壁、ショルダ）の半型を含む。
【０００８】
しかしながら既知の成形型は好適には、３つの部分すなわち、容器の底のくぼみを備えた部分と、容器の壁およびショルダを構成するための２つの部分とを含む。このような好適な構造により、容器の底が一定のタイプの凹凸を有する場合（特に花弁状の底）、成形型から外しやすくなる。
【０００９】
ブランクを設置する場合や容器を排出する場合、これらの部分は互いに分離している（離れている）。ブロー成形段階では（延伸およびまたはプレブロー成形の有無を問わず）、これらの部分は接近しており、成形型が閉じている。
【００１０】
（中間または最終）容器製造機械または機器の欠点は、使用されるブロー成形ノズルの構造に起因する。
【００１１】
最終容器の首部が、一般にプレフォームの製造時に得られることは既知である。
【００１２】
プレフォームが、最終容器に直接、あるいは中間容器に加工されるとき、首部の寸法は、変更してはならないか、または変更したとしてもごくわずかである。同様に、またその結果として、中間容器の首部の寸法も変更してはならないか、あるいは変更したとしてもごくわずかであり、そのため最終容器はいずれの場合にも、首部がプレフォームの首部と同じにならなくてはならない。実際、首部は、ねじ付きの栓を受容するためのねじ山か、はめ込みキャップまたは栓を受容するための補強端を含む。従って、プレフォーム成形後に首部の変形を制御することは難しく、首部は、順次加工した後でそのままの状態に保持することが好ましい。
【００１３】
そのために、プレフォームを最終または中間容器に加工する段階、また、この場合は中間容器を別の容器（さらなる中間容器または最終容器）に加工する段階で、首部は成形型の外部で支持され、ブロー成形により変形されない。
【００１４】
ノズルは、ブランクの開口部に挿入できるようにブロー成形端（ノズルの先端）をきつく締め付ける管から構成される。一般に、ノズルの端の断面は円錐台形である。円錐台、従ってノズルの底辺の直径は、前記開口部の直径よりも小さい。そのためノズルを首部に挿入すると、接触により、円錐台とブランクの口縁の内周との間でブロー成形時の気密性を確保するとともに、成形型に対して適正な位置にブランクを強く保持することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このタイプのノズルは、次のような理由から完全に適合されているというわけではない。
− ブロー成形時に強い圧力が必要であるために（一般に本出願人の機械では４０バール）、ノズルとブランクとの間に大きな支持圧を及ぼして漏れがないようにしなければならない。従って首部は、支持の際にノズルによって変形されないように十分な剛性を与えるべく、材料の厚さを十分に厚くしなければならない。ところで、容器の原価は大部分が材料費に関連する。しばらく前から、原価を下げるために軽量の首部をもつブランクを製造する傾向があるが、しかし下限が存在し、それを越えるとノズルが首部の破裂を引き起こす。
− 異なる容器の様々なシリーズを製造するために同一設備を使用できる。ユーザは時には、その設備を個別的な要求に合わせて変えることがある。首部の高さを変える場合およびまたは首部の直径を変える場合、ノズルの行程の調整を変えたり、またはノズル自体を変えたり、あるいはその両方を変えなければならない。従って時間のロスが発生し、さらには設備に追加費用がかかる。
− これらのノズルは、滅菌または殺菌流体を用いる滅菌または殺菌容器のブロー成形には適さない。何故なら、口縁の内部とノズルとの間の接触ゾーンは、ブロー成形前に滅菌または殺菌されていない場合には、そのままの状態にとどまるからである。従って汚染された、または殺菌されていない粒子がそこにあって内部を汚染するおそれがある。
− 一般的に伸長ロッドがある場合、伸長ロッドは、ノズル内に設けられてノズルの長手方向の軸に沿って配向される円筒形の穴の内部を軸方向に摺動し、ロッドの周囲に環状の空間が空けられ、ブロー成形流体がロッドの周囲でこの穴を通る。しかし、この空間の断面は必然的に有限なので流体の通過は制動される。
【００１６】
本発明は、これらの欠点を解消することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ブロー成形ノズルは、ブロー成形型内の首部の下で支持されるブランク内部にブロー成形流体を供給し、前記首部の一部が成形型の壁から出るようにし、ブランクに流体を供給する穴を含み、ブランクが成形型に設置されてノズルがブロー成形位置にあるとき、穴の寸法が、前記一部を覆うように、またノズルの先端を構成するブランクに向かい合ったその周辺縁が成形型で支持されるように構成され、気密手段が、この支持位置に設けられることを特徴とする。
【００１８】
従って、本発明によるノズルは、上記の問題を全て解決することができる。つまり、
・ 気密性を確保するにあたりプレフォームで直接支持されないので、軽量首部を使用できる。
・ 個別的な要素に関係する問題が解決される。すなわち機械が処理するよう求められている最大首部を収容できるように穴を補正する。
・ ブロー成形流体は首部の周囲に達するので、殺菌または滅菌に関する問題が解決される。ブロー成形流体がこのように首部の周囲に達するので、容器の内部ばかりではなく首部の外部もまた洗浄される。
・ ノズルの先端が首部の内部ではなく外部にあるので、伸長ロッドがある場合でも、ブロー成形流体に対して通過断面をより大きくすることができ、ブロー成形の能率が上がる。
【００１９】
第１の実施形態では、気密手段が、ノズルの先端の端に固定される。
【００２０】
第２の実施形態では、気密手段が、ノズルを結合する設備の成形型に固定される。
【００２１】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面に関してなされた以下の説明を通読すれば明らかになるだろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明によるノズルの第１の実施形態と、ノズルを結合可能なブロー成形装置の部分とを示している。
【００２３】
ノズル１は、ほぼ円筒形のスリーブ形本体２を有し、同軸の孔でその全長にわたって穿孔されている。この貫通孔は、ノズルの軸５に同軸の２個の穴（オリフィス）３、４から構成され、その第１端により互いに接続されている。
【００２４】
本発明によれば、これらの穴の内の第１の穴３は、後述するように、ブロー成形設備にノズルを設置するとき、ブランクに流体を供給する穴を構成する。
【００２５】
図１と図２に示した実施形態では、リップ形パッキン６が第１の穴３の第２端の周囲に固定されており、軸方向に出ていて、実際にはノズルの先端７を構成している。このパッキン６の機能は、後述するように、ブロー成形時に気密性を確保することにある。パッキン６は、ノズル本体２に設けられた第１の穴３の第２端の周囲に、たとえば前記第２端の周囲に留められる保持リング８を用いて保持される。
【００２６】
好適には、通気孔９、１０が、保持リング８の厚みを径方向に貫通する。通気孔の機能については後述する。これらの通気孔は好適には、保持リング８の周囲に一定の間隔で配分され、また保持リングの内側で、ノズル本体２と、パッキン６のノズルとは反対側の端であって実際にはノズルの先端７を構成する端との間の支持面１１に通じる。
【００２７】
周知のように、ノズル１は、第１の穴３が設けられている側と反対の側でノズルジャッキ１２に固定される。より詳しくは、本体２が、ピストン１４に結合する軸１３に結合され、ピストン１４がシリンダ１５内を摺動し、ピストン、シリンダ、軸の全体がジャッキを構成する。
【００２８】
好適には、図１と図２に示したように、ノズルの本体２が軸１３の端にねじ留めされる。このために、本体２に設けられた第２の穴４がねじ立てされ、軸１３の端が、対応するようにねじ切りされている。
【００２９】
ジャッキには２つの効果がある。つまり、このためにシリンダ１５の一端に設けられた第１の穴１６が、ピストン、従ってノズル１を成形型１７の方に駆動でき、第２の穴１８が、成形型からノズルを離すことができる。
【００３０】
周知のように、ピストン１４と、ピストンを延長した軸１３からなる全体には、ノズル１およびジャッキ１２の対称軸５に同軸の筒状穴１９が、その全長に沿って開けられている。
【００３１】
ブランク２１に結合される伸長ロッド２０が、この穴に配置される。穴１９の内径はロッド２０の外径よりも大きいので、環状スペース２２がロッド２０の周囲に設けられ、ノズル１の第１の穴３に向けて、従ってブランク２１に向けて、プレブロー成形またはブロー成形、あるいはその両方の流体の通過を可能にし、それによって成形型１７で所望の容器を製造する。
【００３２】
環状スペース２２は、プレブロー成形またはブロー成形、あるいはその両方のために、加圧流体の供給管２３と接続されている。供給管２３は、周知のように、１つまたは複数の流体供給源に接続されている。
【００３３】
ロッド２０は、シリンダ１５と、ピストン１４、軸１３、ノズル１の組立部品とからなる機械に関して摺動可能である。ロッドの既知の移動手段、すなわち別のジャッキまたはカムローラ機構、あるいはその両方、もしくは他のあらゆる適切な手段については図示しない。
【００３４】
また周知のように、ロッド２０のガイド軸受２４、２５は、シリンダ１５の端と、軸１３およびノズル１の間の接合部とにそれぞれ設けられている。さらに、少なくともシリンダ端のガイドは気密である。このために、軸受２４が気密であるか、または好適には、この軸受をパッキン２６によって補完する。
【００３５】
この位置での気密性は、ロッド２０の周囲のブロー成形流体のあらゆる漏れを回避することを目的とする。
【００３６】
軸１３およびノズル１の間の接合部にあるガイド軸受２５は、たとえばリングからなり、軸１３の端に設けられた対応するくり抜き２７にはめ込まれ、軸１３に組み立てられたときにノズルによって所定の位置に保持される。リングはさらに、少なくとも２個の穴２８、２９によりその高さ全体で穿孔され、２個の穴はそれぞれ、環状スペース２２とノズル１の第１の穴３とに接続され、ブロー成形流体が、供給管２３からノズルの先端に循環できるようにする。
【００３７】
もちろん軸１３へのノズルの固定は、軸１３にノズル１を十分に締め付けるか、またはパッキンや他のあらゆる既知の機械（気密テープ、接合ペースト、繊維束など）を用いて気密に行われる。
【００３８】
図１では、ノズル１および伸長ロッド２０が、上昇位置で示されている（成形型がノズルの下に配置されている場合）。従ってノズルはブランク２１から離れ、ロッド２０は、ノズル内に引っ込んでいる。
【００３９】
ブランク２１は、ここではプレフォームであり、獲得する容器のくぼみ３０を収容する成形型１７内に配置される。
【００４０】
図２では、ノズルがブロー成形位置にある。ノズルの先端７、より詳しくは、この先端を構成するパッキン６が、成形型の上縁３１で支持され、ロッド２０は、その自由端がプレフォームの底で支持される位置、すなわちプレフォームの延伸を行う直前の位置に示されている。
【００４１】
この図は、ブランク２１の首部３２がこの穴内にゆったりと入り、すなわち穴で覆われるようにノズル１の第１の穴３の寸法を構成することを示している。
【００４２】
好適には、また周知のように、パッキン６が支持される成形型１７の上縁３１の部分はリングであり、２個の半型３６、３７の間の接合部の面３５の位置で互いに向かい合った２個の半リング３３、３４からなる。このリングは交換可能な部品である。
【００４３】
ノズルの先端７の近傍にある通気孔９、１０の機能は、加圧流体がまだ残っているのに成形後にノズルが成形型から離れる（上昇する）とき、パッキン６が劣化しなようにすることにある。これらの通気孔がない場合、パッキン６のリップ形部は、ノズル内を支配する圧力が強いため、ノズルが上昇し始めると外部に出される傾向がある。
【００４４】
通気孔がある場合には、ノズルが成形型１７から離れ始めると、パッキンはもはや首部リング３３、３４に対して強くは押しつけられない。
【００４５】
実際にパッキンの内周面は、内部圧があるためにノズルの本体２内の支持ゾーンから離れる傾向があるので、パッキンとノズル本体との間に隙間ができ、この隙間から通気孔、従って外部に向かって流体の一部を排出することができる。
【００４６】
図４と図５は、ノズルの実施形態を示す。図６は、この実施形態と協働する成形型の構成を示す。
【００４７】
この実施形態に示されたノズルと図１および図２に示されたノズルとの相違点は、ノズルの先端７と成形型との間の気密性を確保するための手段だけである。従って、同じ要素は同じ参照数字を有し、それらに関与する部分については図１および図２の説明を参照されたい。
【００４８】
ノズル１は、２個の穴３、４を開けた本体２を含む。
【００４９】
これらの穴の第１の穴３は、ブランク３９の首部３８を覆う役割をする。ブランク３９は、ここでは、本出願人名義の欧州特許第４４２８３６号に記載されたような、縮んだ本体をもつ中間容器である。
【００５０】
ねじ立てした第２の穴４は、ピストン１４に結合される軸１３の対応するねじ切りにねじ留めされ、伸長ロッド２０はジャッキで移動する。
【００５１】
このノズルと、図１および図２に記載したノズルとの相違点は、ノズルの先端７がパッキンからは構成されずに、第１の穴３の開口部から外側に向いた縁４０から構成され、この場合、第１の穴３は、全体が本体２のブロック内に設けられている。
【００５２】
気密性は、ノズルが所定の位置にあるときパッキン４１により確保される（図５）。パッキン４１は、半円弧形パッキンの２個の部分４２、４３からなる。この２個の部分は、各半型４６、４７の上壁４４、４５にそれぞれ配置されているか、または好適には首部リングがある場合（図６）、各半型にそれぞれ配置された、２個の半リング４８、４９からなる首部リングに配置される。
【００５３】
この実施形態の長所は、パッキンを所定の位置に固定しやすく、ノズルが上昇するときに外れないことにある。
【００５４】
驚くべきことに、本発明によるノズルは、ブロー成形時に首部リングの位置でブランク２１、３９を成形型にしっかりと押しつけなくても済むことが認められた。従って、設置したときに成形型にブランクを保持する伸長ロッド２０を使用せずに容器を製造することが全く可能である。伸長ロッドを使用しなくても、流体の作用下でブランクが振動せず、流体が、ブランク外部から成形型内部に排出されるというようなことはない。流体は、特定の問題を起こさずにブランク内部に向けられる。
【００５５】
本発明はもちろん、記載した実施形態に限定されるものではない。特に、ジャッキへのノズルの固定は、ねじ立てされた穴４とジャッキの軸１３上の対応するねじ切りとを介するのとは別のあらゆる方法で実施可能である。同様に、伸長ロッド２０は、ノズルではなく設備自体の付属品にすぎないので、なくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノズルがブロー成形位置にないときに、ノズルの第１の実施形態を使用する設備の一部を示す概略断面図である。
【図２】ノズルがブロー成形位置にあるときの、第１の実施形態に対応する断面図である。
【図３】この第１の実施形態で使用可能な成形型の、閉鎖位置における簡略化した上面図である。
【図４】ノズルがブロー成形位置にないときに、ノズルの第２の実施形態を使用する設備の一部を示す概略断面図である。
【図５】ノズルがブロー成形位置にあるときの、第２の実施形態に対応する断面図である。
【図６】第２の実施形態とともに使用可能な成形型の、閉鎖位置における簡略化した上面図である。

Claims (13)

1. ブロー成形型（３６、３７；４６、４７）に対し、首部の一部（３２、３８）が該ブロー成形型の壁（３１；４４、４５）から出るように首部で支持されたブランク（２１；３９）の内部に、ブロー成形流体を供給するブロー成形ノズル（１）を備えたブロー成形設備であって、
   前記ブロー成形ノズル（１）が、ブランクに流体を供給する穴（３）を含んでおり、
   前記穴（３）は、ブランクがブロー成形型に設置されてブロー成形ノズル（１）がブロー成形位置にあるとき、前記一部をゆったりと覆うと共に、ブロー成形ノズルの先端（７）を構成する前記穴の周辺縁が、気密手段（６；４２、４３）を介してブロー成形型の前記壁（３１；４４、４５）で支持されるような、形状を有していることを特徴とする、前記ブロー成形設備。
2. 前記気密手段は、前記周辺縁に設けられたパッキン（６）から構成されることを特徴とする請求項１に記載のブロー成形設備。
3. 前記パッキンは、保持リング（８）により保持されることを特徴とする請求項２に記載のブロー成形設備。
4. 前記保持リングは、ねじ式に留められることを特徴とする請求項３に記載のブロー成形設備。
5. 前記保持リングは、その厚みを通って前記ブロー成形ノズルにおけるパッキン（６）の支持面（１１）に通じる少なくとも１つの通気孔（９、１０）を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のブロー成形設備。
6. ブランク（２１；３９）から容器をブロー成形することを特徴とする請求項１から５に記載のブロー成形設備。
7. 気密手段（４２、４３）がパッキン（４１）から構成され、このパッキン（４１）がブロー成形型の壁に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載のブロー成形設備。
8. 前記ブロー成形型が２個の半型（４６；４７）から構成されており、パッキンは、半型でそれぞれ支持される２個の部分（４２；４３）から構成されることを特徴とする、請求項７に記載のブロー成形設備。
9. 前記ブロー成形ノズルの穴（３）が、流体供給管（２３）に接続されていることを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のブロー成形設備。
10. 前記流体供給管が、前記ブロー成形ノズルを前記ブロー成形型に対して駆動すべくブロー成形設備の固定構造体に支持されたノズル用ジャッキ（１２）に結合されており、前記ブロー成形ノズルの穴（３）と前記流体供給管（２３）との連通部（２２、２８、２９）が、前記ノズル用ジャッキ内に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のブロー成形設備。
11. 前記穴（３）を通過してこれに対して摺動可能なブランク（２１；３９）伸長用のロッド（２０）を含むことを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載のブロー成形設備。
12. ブロー成形ノズル（１）の穴を画定するスリーブ状の本体（２）が、ジャッキ（１２）の軸（１３）に固定されており、該軸は、ブロー成形設備の固定構造体に支持されたシリンダ（１５）内を摺動するピストン（１４）に結合されていることを特徴とする請求項１０に記載のブロー成形設備。
13. 前記本体（２）は、ねじ式の留め方で軸（１３）に固定され、このためにねじ立てしたもう一つの穴（４）を含み、軸（１３）が、それに対応してねじ切りされていることを特徴とする請求項１２に記載のブロー成形設備。

Images