JP3893067B2

JP3893067B2 - プリフォームの温調方法

Info

Publication number: JP3893067B2
Application number: JP2002041594A
Authority: JP
Inventors: 大三郎竹花
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: JP2003236923A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリフォームの温調方法に関し、特に、プリフォームを局所的に冷却するプリフォームの温調方法に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、合成樹脂製の容器として、二軸延伸ブロー成形によって製造されたものが知られている。
【０００３】
この二軸延伸ブロー成形では、例えば、射出成形された有底筒状のプリフォームを延伸適温に温調した後、容器の形状に二軸延伸ブロー成形するようにしている。
【０００４】
この場合、温調時にプリフォームの軸方向に温度分布を付与することで、最終的に成形される容器の軸方向の肉厚分布を付与するようにしたものもある。
【０００５】
しかし、このような容器の軸方向の肉厚分布のみでは、十分でない場合が生じる。
【０００６】
例えば、扁平容器や胴部断面ほぼ三角形等の角形容器、あるいは、ネック部の中心軸と底部の中心とが偏芯した容器などのように、ネック部の中心軸から胴部までの距離が短い部分と長い部分を有する容器にあっては、ネック部の中心軸からの距離が長い部分が薄肉となりやすく、かつ、肩部及びヒール部が薄肉となりやすいため、特に、ネック部の中心から胴部までの距離の長い部分の肩部と胴部の境界付近及びヒール部が最も薄肉となる。
【０００７】
本発明の目的は、二軸延伸ブロー成形時に薄肉となりやすい部位に確実に肉厚を確保することができるプリフォームの温調方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のプリフォームの温調方法は、射出成形されたプリフォームを、開口を含むネック部に続く肩部、胴部、ヒール部及び底部を有する容器に二軸延伸ブロー成形する前に前記プリフォームを延伸適温に加熱する工程と、
前記加熱されたプリフォームを局所的に冷却する工程とを有し、
前記胴部は前記ネック部の中心軸からの距離が短い部分と長い部分を有し、
前記プリフォームを局所的に冷却する工程では、前記肩部と胴部の境界付近及び前記ヒール部における前記ネック部の中心軸からの距離が長い部分に相当する前記プリフォームの部分を局所的に冷却することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、肩部と胴部の境界付近及びヒール部におけるネック部の中心軸からの距離が長い部分に相当するプリフォームの部分を局所的に冷却することで、ネック部の中心軸から胴部までの距離が短い部分と長い部分を有する容器であっても、その最も薄肉となりやすい部位の肉厚を確実に確保して、良好な品質の容器を成形することができる。
【００１０】
本発明の他のプリフォームの温調方法は、射出成形されたプリフォームを容器に二軸延伸ブロー成形する前に前記プリフォームを延伸適温に温調するプリフォームの温調方法において、
温度コントロールされたプリフォームの外形よりも大きなキャビティ面を有する温調部材内に前記プリフォームを配置し、前記プリフォーム内に圧縮エアを導入して前記プリフォーム外壁を前記キャビティ面に接触させて所定時間温調する工程と、
前記温調工程後、前記プリフォーム内の圧縮エアを排気し、前記プリフォームを温調部材から取り出す工程と、
前記温調部材からの前記プリフォームの取り出しにあわせて、前記温調部材に取り付けた冷却手段により二軸延伸ブロー成形時に肉厚を確保したい前記プリフォームの部位を局所的に冷却する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、温調部材によるプリフォームの温調後、温調部材からのプリフォームの取り出しにあわせて、温調部材に取り付けた冷却手段により二軸延伸ブロー成形時に肉厚を確保したいプリフォームの部位を局所的に冷却することで、最も薄肉となりやすい部位を局所的に冷却して二軸延伸ブロー成形時にその部位の肉厚を確実に確保して、良好な品質の成形品を得ることができる。
【００１２】
また、大型容器の成形などのように、プリフォームを予備ブローする必要がある場合に、温調ポットを用いて確実に予備ブローを行うことができる。
【００１３】
本発明においては、前記冷却手段は、前記プリフォームの冷却部位に冷却エアを吹き付ける冷却エアノズルとすることができる。
【００１４】
このような構成とすることにより、冷却エアノズルからの冷却エアによりプリフォームを冷却することで、接触式の冷却手段の場合に比し、移動手段を用いることなく冷却でき、簡単な構造で安価なものとすることができる。
【００１５】
この場合、前記温調部材に温調ポットを用い、
前記温調ポットによるプリフォームの温調時、前記プリフォーム内にブローエアを供給して前記プリフォームを予備ブローし、
この予備ブローしたプリフォームに対して前記冷却エアノズルによる局所冷却を行うようにすることができる。
【００１６】
このような構成とすることにより、大型容器の成形などのように、プリフォームを予備ブローする必要がある場合に、温調ポットを用いて予備ブローを行い、この予備ブローしたプリフォームに対して冷却エアノズルによる局所冷却を行うことで、大型の容器の製造に対しても容易に対応することができる。
【００１７】
本発明においては、前記容器は、開口を含むネック部に続く肩部、胴部、ヒール部及び底部を有し、
前記胴部は前記ネック部の中心軸からの距離が短い部分と長い部分を有し、
前記局所的に冷却する工程では、前記肩部と胴部の境界付近及び前記ヒール部における前記ネック部の中心軸からの距離が長い部分に相当する前記プリフォームの部分を局所的に冷却するすることができる。
【００１８】
このような構成とすることにより、ネック部の中心軸から胴部までの距離が短い部分と長い部分を有する容器であっても、最も薄肉となりやすい部位を局所的に冷却して、その部位の肉厚を確実に確保することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施の形態に係るプリフォームの温調装置を示す断面図、図２は、この温調装置を用いて温調した後、二軸延伸ブロー成形された容器の正面図、図３は、図２の容器の平面図、そして、図４は、図１のプリフォームの温調装置の平面図である。
【００２１】
図１において、このプリフォームの温調装置１０は、温調部材としての温調ポット１２内でプリフォーム１４を加熱、温調するようにしている。
【００２２】
プリフォーム１４は、この温調工程の前工程である射出成形工程にて射出成形される。
【００２３】
このプリフォーム１４は、開口端部のネック部１６と、そのネック部１６より下方に筒状に延びる胴部１８と、胴部１８の一端に閉鎖して設けられた底部２０とから構成され、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）にて成形されている。
【００２４】
射出成形されたプリフォーム１４は、割型からなるネック型２２によってネック部１６を保持された状態にて搬送されて、この温調装置１０に移行され、加熱、温調された後、次工程のブロー成形工程にて最終形状の容器に二軸延伸ブロー成形されるようになっている。
【００２５】
なお、ネック型２２は、図示せぬ搬送用の回転板に取り付けられた分割板からなるネック型支持板６２に支持されている。
【００２６】
図１では、一方のネック型及びネック型支持板の図示を省略している。
【００２７】
二軸延伸ブロー成形された容器は、図２及び図３に示すような形状となっている。
【００２８】
この容器２４は、容量が５ガロン程度の大型のもので、開口端側のネック部１６と、このネック部１６から下方に拡径して連なる肩部２６と、この肩部２６の下方に連なる胴部２８と、この胴部２８に連なるヒール部３０と、このヒール部３０に連なる底部３２とを有するものとされている。
【００２９】
また、この容器２４は、図３に示すように、胴部１８がほぼ三角形状に形成され、ネック部１６の中心軸Ｃとほぼ三角形の各辺の中間部とを結ぶ距離Ａの短い部分と、ネック部１６の中心軸Ｃとほぼ三角形の各コーナー部３４とを結ぶ距離Ｂの長い部分とを有する状態となっている。
【００３０】
このような容器２４は、距離Ｂの長い部分が薄肉となりやすい。
【００３１】
また、肩部２６とヒール部３０が肉薄になる傾向にある。
【００３２】
そのため、特に、肩部２６と胴部２８との境界付近及びヒール部３０のコーナー部３４は、プリフォーム１４から最も遠い位置にあるため、肉厚不足になりやすい。
【００３３】
また、胴部２８の１つのコーナー部３４には、容器２４の内方に向かって凹む取手取付凹部３６が形成され、この取手取付凹部３６に容器２４の軸方向に沿って取手３８をインサート成形により一体化している。
【００３４】
この取手３８の取付部分は、取手３８の脱落を防止するため、十分な肉厚を確保する必要がある。
【００３５】
このため、温調装置１０による温調工程で、容器２４の成形に適した状態に温調を行うようにしている。
【００３６】
まず、温調ポット１２は、軸方向に分割された第１〜第４の温調ブロック４０ａ〜４０ｄを有し、これら第１〜第４の温調ブロック４０ａ〜４０ｄを駆動手段としての図示せぬエアシリンダにてネック型２２に対し昇降可能にしている。
【００３７】
そして、これら第１〜第４の各温調ブロック４０ａ〜４０ｄをそれぞれ個別に温度制御するようにしている。
【００３８】
すなわち、各第１〜第４の温調ブロック４０ａ〜４０ｄには、それぞれ温調流体路４２ａ〜４２ｄが独立して設けられ、各温調流体路４２ａ〜４２ｄに個別に温調流体を供給するようにしている。
【００３９】
例えば、最上段の第１の温調ブロック４０ａでは６３℃、第２段目の第２の温調ブロック４０ｂでは５３℃、第３段目の第３の温調ブロック４０ｃでは５１℃、そして、最下段の第４の温調ブロック４０ｄでは８７℃に加熱されるようになっている。
【００４０】
これによって、容器２４の肩部２６とヒール部３０に相当する第２及び第３の温調ブロック４０ｂ及び４０ｃの温度を低くして、容器２４の肩部２６とヒール部３０の肉厚を確保するようにしている。
【００４１】
また、第１〜第４の温調ブロック４０ａ〜４０ｄの内面は、予備ブロー用のキャビティ面４４とされている。
【００４２】
そして、温調時にネック型２２内に挿入される予備ブローコア型４６からプリフォーム１４内にブローエアを供給してプリフォーム１４の表面をキャビティ面４４に密着させることで、プリフォーム１４を、図４に示すように、ほぼ三角形状に予備ブロー成形し、次工程のブロー成形を容易にしている。
【００４３】
本実施の形態の温調ポット１２のキャビティは、プリフォーム１４中心からの距離の比（予備ブロー後のプリフォーム／予備ブロー前のプリフォーム）が、三角形の頂点付近で１．６倍、三角形の辺で１．３倍程度に設定されている。
【００４４】
さらに、この温調時に、予備ブローコア型４６に取り付けられたコアピン４９が、プリフォーム１４内に挿入されるようになっている。
【００４５】
そして、このコアピン４９に形成した冷却エア孔４８よりプリフォーム１４の取手３８取付け対応位置に冷却エアを吹き付けて冷却することで、容器２４の取手３８取付部の肉厚を確保し、容器２４の胴部２８からの取手３８の脱落を防止し得るようにしている。
【００４６】
なお、予備ブロー時のエアを逃がすために、第４の温調ブロック４０ｄにエアベント５０ｂを形成している。
【００４７】
また、温調終了後、エアシリンダによりネック型２２に対し温調ポット１２を下降させてプリフォーム１４を温調ポット１２から取り出す必要がある。
【００４８】
そのため、第１の温調ブロック４０ａを、図４に示すように、割型としている。
【００４９】
図１において、第１の温調ブロックの一方の割型の図示を省略している。
【００５０】
この割型からなる第１の温調ブロック４０ａは、それぞれ可動板５２に取り付けられ、この可動板５２同士が長孔プレート５４の長孔（図示せず）を介して連結されている。
【００５１】
また、一方の可動板５２には、一対の駆動用のエアシリンダ５６が取り付けられ、そのピストンロッドが他方の可動板５２に連結されている。
【００５２】
そして、エアシリンダ５６の駆動により第１の温調ブロック４０ａを開閉し得るようにすることで、プリフォーム１４の取り出しを可能にしている。
【００５３】
なお、長孔プレート５４は、載置プレート５８上に設けられた固定部材６０に固定され、長孔によって第１の温調ブロック４０の開閉ストロークが設定されている。
【００５４】
また、固定部材６０上には、ネック型支持板６２の下面に当接して温調ポットの上限位置を規制する上限ストッパ６３が設けられている。
【００５５】
そして、第１の温調ブロック４０ａのプリフォーム挿入側端部にプリフォーム１４の周方向にわたって複数の冷却エアノズル６４を配設している。
【００５６】
具体的には、容器２４のコーナー部３４と対応するプリフォーム１４の３ヶ所の位置に向けて３つの冷却エアノズル６４が配設されている。
【００５７】
これら冷却エアノズル６４は、取付部材６６ａ、６６ｂを介して固定部材６０に取り付けられた状態となっている。
【００５８】
この冷却エアノズル６４からのエアの吹き出しは、タイマーによって制御されるようになっている。
【００５９】
すなわち、予備ブロー及び温調終了後に、温調ポット１２を図示せぬエアシリンダにより所定速度で下降させてプリフォームを温調ポット１２内から取り出す際に、その温調ポット１２の移動途中で、一体に下降する冷却エアノズル６４が容器２４の肩部２６と胴部２８との境界付近及びヒール部３０に相当するプリフォーム１４の部位６８ａ、６８ｂを通過する時間にあわせて冷却エアを吹き付けるようにしている。
【００６０】
これによって、ブロー成形時に最も薄肉となりやすい部分を冷却してその部分の肉厚を確保することができる。
【００６１】
次に、このようなプリフォームの温調装置１０を用いたプリフォームの温調方法について説明する。
【００６２】
まず、射出成形されプリフォーム１４がネック型２２に保持された状態で、温調工程に搬送されてきた状態で、温調ポットの第１の温調ブロック４０ａを閉じた状態で待機している温調ポット１２をエアシリンダにより上昇させ、第１の温調ブロック４０ａとネック型２２とを閉じる。
【００６３】
このとき温調ポット１２の上端に設けられた上限ストッパ６３によって温調ポット１２の上限位置が規制される。
【００６４】
次いで、予備ブローコア型４６及びコアピン４９を下降させてネック型２２と型締めするとともに、コアピン４８をプリフォーム１４内に挿入する。
【００６５】
次いで、予備ブローコア型４６からプリフォーム１４内にブローエアを供給して予備ブローを行い、プリフォームの表面を温調ポット１２のキャビティ面４４に密着させ、プリフォーム１４の胴部形状をほぼ三角形状に形成するとともに、第１〜第４の温調ブロック４０ａ〜４０ｄによってプリフォーム１４を軸方向で温度分布を持たせた状態で温調を行う。
【００６６】
この状態で、コアピン４９の冷却エア孔４８から冷却エアをプリフォーム１４の内面に向けて吹き出し、取手３８の取付部に相当する部分を冷却する。
【００６７】
次に、所定時間経過後、予備ブローコア型４６及びコアピン４９を上昇させてネック型２２によりプリフォーム１４を搬送可能な状態とする。
【００６８】
そして、エアシリンダ５６を駆動させて第１の温調ブロック４０ａを開き、温調ポット１２をエアシリンダにより所定の速度で下降させる。
【００６９】
この温調ポット１２の下降途中において、プリフォーム１４の肩部２６と胴部２８の境界付近及びヒール部３０に相当する部分を通過する時間に、冷却エアノズル６４から冷却エアをプリフォーム１４の表面に吹き付けて冷却を行う。
【００７０】
そして、プリフォーム１４が温調ポット１２から完全に取り出された状態でネック型２２に保持されたプリフォームをブロー成形工程へと搬送する。
【００７１】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００７２】
例えば、前記実施の形態では、プリフォームを射出成形工程で射出成形した状態で、プリフォームをネック型で保持し温調工程及びブロー成形工程へと搬送する場合について説明したが、予め射出成形されたプリフォームを搬送部材にて倒立状態で保持して加熱工程を経て加熱し、その後ブロー成形工程に至る前に所定位置に配設した冷却手段にて冷却するようにすることも可能である。
【００７３】
この場合、加熱工程では、温調ポットを下降させてプリフォームを温調ポット内に挿入することで温調を行うようにすることもできる。
【００７４】
また、前記実施の形態では、温調ポットを用いて温調時に予備ブローを行う場合について説明したが、この例に限らず、成形する容器の大きさ等の成形条件によっては、予備ブロー工程を省略することも可能である。
【００７５】
この場合、温調ポットを用いることなく、単に筒状の温調部材を用いて温調することが可能である。
【００７６】
さらに、前記実施の形態では、冷却手段として、非接触式の冷却エアノズルを用いているが、この例に限らず、駆動手段を用いて進退動可能な冷却ブロック等の接触式の冷却手段を用いることも可能である。
【００７７】
また、前記実施の形態では、胴部の形状が横断面ほぼ三角形の容器を成形する場合について説明したが、この例に限らず、扁平の容器や四角形等の角形容器、あるいは、ネック部の中心軸と底部の中心とが偏芯した容器などのように、ネック部の中心軸から胴部までの距離が短い部分と長い部分を有する容器にも適用することが可能である。
【００７８】
さらに、前記実施の形態では、温調ポットをエアシリンダで昇降させ、温調ポットの移動途中で冷却ノズルにてプリフォームを冷却するようにしているが、ステップモータを用いて温調ポットを昇降させ停止状態で冷却するようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプリフォームの温調装置を示す断面図である。
【図２】図１の温調装置を用いて温調した後、二軸延伸ブロー成形された容器の正面図である。
【図３】図２の容器の平面図である。
【図４】図１のプリフォームの温調装置の平面図である。
【符号の説明】
１０温調装置
１２温調ポット
１４プリフォーム
１６ネック部
２４容器
２６肩部
２８胴部
３０ヒール部
４４キャビティ面
６４冷却エアノズル

Claims

射出成形されたプリフォームを容器に二軸延伸ブロー成形する前に前記プリフォームを延伸適温に温調するプリフォームの温調方法において、
温度コントロールされたプリフォームの外形よりも大きなキャビティ面を有する温調部材内に前記プリフォームを配置し、前記プリフォーム内に圧縮エアを導入して前記プリフォーム外壁を前記キャビティ面に接触させて所定時間温調する工程と、
前記温調工程後、前記プリフォーム内の圧縮エアを排気し、前記プリフォームを温調部材から取り出す工程と、
前記温調部材からの前記プリフォームの取り出しにあわせて、前記温調部材に取り付けた冷却手段により二軸延伸ブロー成形時に肉厚を確保したい前記プリフォームの部位を局所的に冷却する工程と、
を含むことを特徴とするプリフォームの温調方法。
請求項１において、
前記冷却手段は、前記プリフォームの冷却部位に冷却エアを吹き付ける冷却エアノズルとされていることを特徴とするプリフォームの温調方法。
請求項２において、
前記温調部材に温調ポットを用い、
前記温調ポットによるプリフォームの温調時、前記プリフォーム内にブローエアを供給して前記プリフォームを予備ブローし、
この予備ブローしたプリフォームに対して前記冷却エアノズルによる局所冷却を行うことを特徴とするプリフォームの温調方法。
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記容器は、開口を含むネック部に続く肩部、胴部、ヒール部及び底部を有し、
前記胴部は前記ネック部の中心軸からの距離が短い部分と長い部分を有し、
前記局所的に冷却する工程では、前記肩部と胴部の境界付近及び前記ヒール部における前記ネック部の中心軸からの距離が長い部分に相当する前記プリフォームの部分を局所的に冷却することを特徴とするプリフォームの温調方法。