JP3907494B2 - ブロー成形方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロー成形方法及び装置並びに最終成形品に関し、特に一次ブロー成形で加熱した後二次ブロー成形を行うブロー成形方法及び装置並びにそれによって成形される最終成形品に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、包装用の容器としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂製の容器が知られている。
【０００３】
このような容器は、通常、予め所定温度に加熱したプリフォーム等の成形品をブロー金型内で延伸ロッド及び高圧のブローエアにより縦軸及び横軸方向に二軸延伸ブローして製品の形状に成形されている。
【０００４】
ところで、前述したＰＥＴ製の容器は、内部に例えば加熱殺菌された果汁飲料等の高温の内容物を充填した場合に、容器が変形してしまうという耐熱性の問題がある。
【０００５】
そこで、ＰＥＴ製の容器に耐熱性を与える種々の成形方法が提案されている。
【０００６】
この成形方法としては、例えば、特公昭６１-２９８５８号公報、特公平１-５６８９１号公報、特公平２-３５６５６号公報及び特公平３-５１５６８号公報等に示されるようなものが知られている。
【０００７】
これらの成形方法は、延伸適温に加熱したプリフォームを加熱した一次成形金型内で一次ブローして膨張させて中間成形品を成形し、かつ、この中間成形品を加熱した後、中間成形品を一次成形金型から取り出し、収縮して軟化状態にある中間成形品を二次成形金型内で二次ブローして再膨張させるようにしている。
【０００８】
しかし、このような成形方法を用いた成形装置は、現実には実用化されなかった。
【０００９】
その原因は、第１に、次の点にある。
【００１０】
一次成形金型でブロー成形された中間成形品は、高圧のブローエアによりその外表面が一次成形金型のキャビティ面に密着された状態となり、ブロー成形後にブローエアを排気すると同時に胴部が収縮することとなる。
【００１１】
その収縮の際に、中間成形品の外表面の一部がキャビティ面から離型せずに張り付いた状態になっていると、中間成形品が変形し、成形不良を生じさせることとなる。
【００１２】
特に、一次成形金型に容器の底部に対応した形状の底型を用いている場合、底型と底部が密着して離型しにくい状態となりやすく、底部が底型に密着したまま収縮すると、底部形状の変形や反転等が生じてしまうこととなる。
【００１３】
このような中間成形品の変形は、容器底部の耐熱性を向上させるために、底型を加熱している場合に生じやすい。
【００１４】
また、中間成形品は、ネック部が保持固定された状態となっているため、底部が底型に張り付いた状態となっていると、中間成形品のネック部と底部が固定された状態で、胴部がキャビティ面より剥がれたところから収縮することとなり、形状が不安定となる上に、胴部に縦縞が生じたりすることとなる。
【００１５】
特に、形状が不安定になると芯ずれを起こして二次ブロー成形が困難となったり、二次ブロー成形時に二次成形金型で中間成形品を挟んでしまったり、中間成形品が偏肉になって最終成形品にも偏肉が生じたりしてしまい、さらに、縦縞が生じると最終成形品にも縦縞が残ってしまい商品価値がなくなってしまう。
【００１６】
第２に、次の点にある。
【００１７】
一次成形金型内でプリフォームを膨張させた中間成形品を一次成形金型に密着させて加熱した後、脱気を行うと中間成形品が収縮し始める。
【００１８】
この時、中間成形品が一次成形金型に張り付いた状態で、収縮によって無理に剥離されると、中間成形品の外表面がざらついて荒れた状態となる。
【００１９】
これを二次成形型で二次ブローしても外表面のざらつきはとれずそのままの荒れた透明度の低い状態となってしまい商品価値がなくなってしまう。
【００２０】
本発明の目的は、一次成形金型で中間成形品を加熱する場合であっても底部の変形や胴部形状が不安定となったり、縦縞が入ったりすることがなく、外表面が荒れることのないブロー成形方法及び装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、一次成形金型で中間成形品を加熱する場合であっても外表面に縦縞が入ったり、荒れたりすることのない品質良好な最終成形品を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のブロー成形方法は、加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形して一次成形品を製造する一次ブロー成形工程と、前記一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形して最終成形品を製造する最終ブロー成形工程とを含むブロー成形方法において、
前記一次ブロー成形工程では、前記一次成形品を二軸延伸ブロー成形した後、加熱状態の前記一次成形品の胴部及び底部をほぼ同時に前記一次ブロー金型から離型させて収縮させることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、一次成形品を二軸延伸ブロー成形した後、加熱状態の一次成形品の胴部及び底部をほぼ同時に一次ブロー金型から離型させて収縮させることで、底部が一次ブロー金型に張り付いた状態で一次成形品が収縮して変形し、芯ずれや偏肉が生じて成形不良になったり、胴部に縦縞が生じたりするのを防止して最終成形品とほぼ相似形の形状の安定した一次成形品を得ることができ、その結果、最終ブロー成形工程において確実なブロー成形を行うことができ、かつ、良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００２４】
また、胴部においても良好な離型状態にでき、表面がざらついて荒れた状態となるのを防止でき、その結果、透明度の高い良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００２５】
本発明においては、前記一次成形品は、胴部の断面がほほ円形に形成され、
収縮後の一次成形品は、胴部所定位置の断面における長径部に対する短径部の長さの比が８０％以上とすることができる。
【００２６】
また、収縮後の一次成形品は、胴部所定位置の断面において、
最も小さい収縮率に対する最も大きい収縮率の比が８０％以上とすることができる。
【００２７】
このような構成とすることにより、胴部所定位置の断面において、長径部に対する短径部の長さの比、あるいは最も小さい収縮率に対する最も大きい収縮率の比が８０％以上の収縮後の一次成形品を用いて、最終ブロー成形工程で最終ブロー成形を行うことにより良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００２８】
本発明においては、前記収縮後の一次成形品は、胴部の濁度が１０％以下とすることができる。
【００２９】
このような構成とすることにより、胴部の濁度が１０％以下の収縮後に一次成形品を用いて最終ブロー成形工程で最終ブロー成形を行うことで、透明度の高い良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００３０】
本発明においては、前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型と、前記底型に組み込まれた突出部材とを有し、
一次ブロー成形終了後、前記一次成形品内のブローエア排気開始と同時もしくは開始からわずかな時間経過後、前記底型から前記一次成形品の底部に向けて予め設定した距離で前記突出部材を突出させ、前記一次成形品の底部と前記底型との離型を強制的に行うことができる。
【００３１】
このような構成とすることにより、ブローエア排気開始と同時もしくはわずかな時間経過後に突出部材を底型から突出させることで、少なくとも収縮による底型との離型よりも早く強制的に離型させることができるので、一次成形品の底部が底型に張り付いて胴部より離型が遅れることによる変形を防止することができる。
【００３２】
また、予め突出部材の突出距離を設定することで、突出距離が長すぎて変形させてしまったり、短すぎて偏芯してしまったりすることを防止できる。
【００３３】
さらに、突出部材の突出の制御は、ブローエア排気開始の命令からスタートするタイマー設定によって、タイマーの設定時間経過後に突出部材を駆動するように制御部によって制御することができる。
【００３４】
この場合、前記一次ブロー成形工程では、最終成形品よりも高さ方向で大きい一次成形品を成形し、
前記一次ブロー金型のブローキャビティ型は、少なくとも１６０℃以上に加熱され、
前記突出部材の突出距離は、前記一次成形品の高さ方向の収縮距離に設定することができる。
【００３５】
このような構成とすることにより、加熱された一次ブロー金型で熱処理された一次成形品は、ブローエアが排気された途端に内部応力に従って急速に収縮するため、その収縮に遅れずに突出部材が底部を押すことで、底部が底型との密着力によって収縮が遅れることによる変形なしに、確実に底型から離型させることができる。
【００３６】
また、熱処理された一次成形品は、ブローエアの排気後、一次成形品の高さ方向に大きく収縮するため、この収縮距離を予めテスト成形で測定もしくは経験値から計算した距離に設定することで、偏芯を防止し、最終ブロー成形時に底部の偏芯による成形不良を防止することができる。
【００３７】
この場合、前記一次成形品の収縮距離は、前記一次ブロー金型の前記底型の高さ位置と、前記最終ブロー金型の底型の高さ位置の差と同じか短い値に設定できる。
【００３８】
このような構成とすることにより、２段階にブロー成形する場合、収縮後の一次成形品の高さが、最終成形品の高さと同じかそれよりも高いほうが好ましいため、このように収縮距離を設定することで、望ましい最終成形品を得ることができる。
【００３９】
また、本発明においては、前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを有し、
少なくとも前記ブローキャビティ型は、キャビティ面に離型用の表面コーティング処理が施され、
前記底型には、前記底部を強制的に離型させる強制離型手段が配設され、
前記表面コーティングにより前記胴部の離型を促進させ、前記強制離型手段により底型に対する底部の強制離型を行うことができる。
【００４０】
このような構成とすることにより、キャビティ面の表面コーティングにより胴部の離型を促進させ、強制離型手段により底型に対する底部の強制離型を行うことで、底部及び胴部のキャビティ面に対する張り付きを防止し、最終成形品とほぼ相似形の形状の安定した一次成形品を得ることができ、しかも胴部の透明度も高いものとすることができるため、最終ブロー成形工程において確実なブロー成形を行うことができ、かつ、良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００４１】
本発明の最終成形品は、前記ブロー成形方法によって成形された容器形状の最終成形品であって、胴部の濁度が１０％以下とすることができる。
【００４２】
本発明によれば、胴部の濁度が１０％以下の透明度の高いものとすることができる。
【００４３】
本発明のブロー成形装置は、加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行い一次成形品を製造する一次ブロー成形部と、
一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行って最終成形品を製造する最終ブロー成形部とを有するブロー成形装置において、
前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを有し、
前記底型には、前記底型内に組み込まれて先端部分が前記底型のキャビティ面を構成する突出部材と、前記突出部材を前記底型のキャビティ面より突出させる駆動手段と、ブロー成形時に前記突出部材を常時後退方向に付勢する弾性部材とが設けられていることを特徴とする。
【００４４】
本発明によれば、一次ブロー金型に底型を用いている場合に、底型に突出部材を組み込み、ブロー成形時は弾性部材により突出部材を後退させて、その先端部分を底型のキャビティ面の一部とし、成形終了後の一次成形品内のブローエア排気による一次成形品の収縮時に駆動手段により底型より底部に向けて突出部材を突出させることで、底部と底型との離型を強制的に行い、収縮時に底部が変形したり反転した形状となるのを確実に防止することができる。
【００４５】
本発明の他のブロー成形装置は、加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行い一次成形品を製造する一次ブロー成形部と、
前記一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行って最終成形品を製造する最終ブロー成形部とを有するブロー成形装置において、
前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを有し、
少なくとも前記ブローキャビティ型は、キャビティ面に離型用の表面コーティング処理が施され、
前記底型には、前記底部を強制的に離型させる強制離型手段が配設されることを特徴とする。
【００４６】
本発明によれば、強制離型手段により底部と底型との離型を強制的に行い、収縮時に底部が変形したり反転した形状となるのを確実に防止することができ、しかも、ブローキャビティ型のキャビティ面に施した離型用の表面コーティングによりキャビティ面からの胴部の離型を促進させることができ、最終成形品とほぼ同じ大きさで安定したしかも透明度の高い一次成形品を得ることができ、その結果、品質の良好な最終成形品を得ることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４８】
図１〜図４は、本発明の一実施の形態に係るブロー成形装置を示す図である。
【００４９】
図１は、ブロー成形装置の全体構成を示す平面図である。
【００５０】
このブロー成形装置１００は、最終成形品である耐熱容器を製造するもので、供給部１０２と、加熱ステーション１０４と、転送部１０６と、ブロー成形ステーション１０８とがプリフォーム（図示せず）の搬送方向Ａに沿って直線上に配設されている。
【００５１】
供給部１０２は、プリフォームを加熱ステーション１０４に供給するもので、供給レール１１０と、整列機構１１２と、反転受渡し機構１１４とを備える。
【００５２】
そして、供給レール１１０によって、プリフォームのネック部の下部を支持して倒立状態でプリフォームを自重により搬送方向Ａに沿って整列機構１１２へと連続搬送し、整列機構１１２によって連続搬送されたプリフォームを所定個数ずつ受け取って搬送方向Ａと直交する方向に所定ピッチで整列し、この整列機構１１２で整列された所定ピッチのプリフォームを反転受渡し機構１１４により把持部材１１６にて把持し、反転させて倒立状態で加熱ステーション１０４へと受け渡すようになっている。
【００５３】
加熱ステーション１０４は、供給部１０２から供給されたプリフォームを加熱するもので、搬送方向Ａに沿って２本並列に配設させた搬送路１１８と、各搬送路１１８に２つずつ配設された加熱ボックス１２０とを備える。
【００５４】
各搬送路１１８は、供給部１０２から受け渡されたプリフォームを倒立状態で支持する複数の搬送部材１２２を有し、この複数の搬送部材１２２によってプリフォームを搬送方向Ａに沿って間欠搬送し、加熱ボックス１２０内を通過する際にプリフォームを加熱して、プリフォームを延伸適温まで加熱するようになっている。
【００５５】
なお、図示せぬが、搬送路１１８には自転機構が配設され、プリフォームを自転させながら搬送することで、プリフォームの温度を周方向で均一にし得るようになっている。
【００５６】
また、各加熱ボックス１２０には、並列するプリフォームを遮る状態でプリフォームの搬送方向Ａに沿って遮蔽板１２４が設けられている。
【００５７】
転送部１０６は、加熱ステーション１０４で加熱された所定個数のプリフォームを倒立状態のままブロー成形ステーション１０８に転送するようになっている。
【００５８】
また、この転送部１０６では、ピッチ換え機構１２６を有し、プリフォーム間のピッチをブロー成形ステーション１０８におけるブロー成形ピッチに変換させるようになっている。
【００５９】
ブロー成形ステーション１０８は、複数の搬送部材１２８を固定した搬送チェーン１３０を４つのスプロケット１３２に掛け渡したほぼ矩形状の搬送路１３４を有している。
【００６０】
また、この矩形状の搬送路１３４の一辺を転送部１０６と対向させてプリフォームの受取部１３６とすると共に、この受取部１３６と対向する一辺に最終成形品である容器を装置外に取出す取出部１３８を配設している。
【００６１】
さらに、受取部１６と取出部１３８との間の一辺に、プリフォームを一次ブロー金型１４２内で二軸延伸ブロー成形して一次成形品を成形しかつ一次ブロー金型１４２の内面で熱処理する一次ブロー成形部１４０と、一次ブロー成形部１４０を経た一次成形品を最終ブロー金型１４４内で最終成形品の形状に二軸延伸ブロー成形する最終ブロー成形部１４６とを配設した状態となっている。
【００６２】
受取部１３６は、転送部１０６から転送された倒立状態のプリフォームをそのまま搬送部材１２８上に受け取るようになっており、取出部１３８は、最終ブロー成形された倒立状態の容器を反転取出機構１４８にて反転して正立状態で取り出すようになっている。
【００６３】
一次ブロー成形部１４０及び最終ブロー成形部１４６には、それぞれ一次ブロー金型１４２及び最終ブロー金型１４４の型開閉、型締を行う型締機構１５０が設けられている。
【００６４】
また、一次ブロー金型１４２と最終ブロー金型１４４とは、一次ブロー金型１４２のキャビティが最終ブロー金型１４４のキャビティより大きくされている点、一次ブロー金型１４２は加熱されるのに対し、最終ブロー金型１４４は加熱されない点及び一次ブロー金型はブローキャビティ型のキャビティ面に表面コーティングがされ、かつ、底型に強制離型手段が配設されるのに対し、最終ブロー金型は表面コーティングも強制離型手段もない点で相違するだけであるため、以下では、一次ブロー金型１４２についてのみ説明し、最終ブロー金型１４４については説明を省略する。
【００６５】
図２は、前記各部のうち一次ブロー成形部１４０の状態を示している。
【００６６】
この一次ブロー成形部１４０は、下部に搬送路１３４が配設され、この搬送路１３４上方に一次ブロー金型１４２として割型からなるブローキャビティ型１４と、底型１６とが配設されている。
【００６７】
搬送路１３４は、搬送方向に沿って配設した搬送レール１８にカムフォロア２０を介して搬送部材１２８が係合し、この搬送部材１２８に固定された搬送チェーン１３０が搬送方向に沿って配設されたガイド部材２６に沿って移動可能にされ、この搬送チェーン１３０を図示せぬ駆動手段により駆動させることで、搬送部材１２８が間欠搬送されるようになっている。
【００６８】
この搬送部材１２８は、内筒状の載置部材２８と、この載置部材２８を貫通させる外筒状の固定部材３０とを有し、載置部材２８の上端部にプリフォーム（図示せず）のネック部に差し込まれてプリフォームを倒立状態で載置する載置部３２が設けられている。
【００６９】
また、搬送部材１２８に載置されてプリフォームが一次ブロー成形部１４０に搬送され停止した状態で、搬送部材１２８の下方から延伸ロッド３４が載置部材２８内を挿通してプリフォーム内に挿入され縦軸方向での延伸を行うと共に、載置部材２８内を通してブローエアがプリフォーム内に供給され横軸方向での延伸を行うことで、二軸延伸ブロー成形を行うようになっている。
【００７０】
ブローキャビティ型１４は、割型から構成され、各割型が加熱板３６、断熱板３８及び取付板４０を介して図示せぬ型締め板に取り付けられている。
【００７１】
また、このブローキャビティ型１４のキャビティ面８０には、離型用の表面コーティング１５２が形成され、一次成形品４３の胴部４５がキャビティ面８０に張り付くのを防止して離型を促進し、胴部４５の表面のざらついた荒れた状態や変形あるいは縦縞の発生を防止するようにしている。
【００７２】
この表面コーティング１５２の材料としては、金属、セラミックス、化成被膜などの高硬度の無機材料にフッ素樹脂、シロキサン系樹脂などのそれぞれ潤滑、離型、防食、絶縁などの特性のある有機系材料を組み合わせたものを採用することができる。
【００７３】
このような材料を用いることで、ブローキャビティ型１４がアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を用いた場合であっても、その熱膨張、収縮に追従させることができる。
【００７４】
型締め板は、型締め機構を構成する型締め駆動手段により駆動されてブローキャビティ型１４の型開閉及び型締めが行われるようになっている。
【００７５】
また、加熱板３６には、内部に鋳込みヒータ４２を有しており、この鋳込みヒータ４２を加熱することによって、ブローキャビティ型１４を１６０℃〜２００℃に加熱し、一次ブロー成形されてブローキャビティ型１４に接触した一次成形品４３を熱処理するようになっている。
【００７６】
断熱板３８は、加熱板３６の熱が取付板４０に伝達されるのを防止するようになっている。
【００７７】
取付板４０には、冷却路４４が形成され、この冷却路４４内に冷却媒体が供給されることで、型締め板への熱の伝達を防止するようになっている。
【００７８】
また、型締め板の下部には、ネック部保持部材４６がそれぞれ対向方向で進退動可能にされ、ブローキャビティ型１４を閉じた状態で、ネック部保持部材４６がプリフォームのネック部を保持し得るようになっている。
【００７９】
底型１６は、底型取付板５０を介してブローキャビティ型１４の上方に取り付けられ、底型駆動手段（図示せず）の駆動により、ブローキャビティ型１４に対して昇降及び型締め可能にされている。
【００８０】
また、底型１６のキャビティ面５２は、キャビティ内方に突出し、かつ、複数の環状の段部が形成された状態となっており、一次成形品４３の底部５４に一次成形品４３の内方に凹む環状段部付きの凹部（上げ底）７６を形成するようになっている。
【００８１】
また、底型１６には、加熱路５６が形成され、この加熱路５６内に加熱媒体を供給することで、底型１６を成形材料のガラス転移点（ＰＥＴの場合、約７０℃）以上、好ましくは８０℃〜１００℃程度に加熱し、一次成形品４３の底部５４を加熱することで、底部５４の耐熱性を向上させるようにしている。
【００８２】
さらに、底型１６には、その中心位置に上下方向にわたり、シリンダ５８が形成され、このシリンダ５８内にピストン６０と一体に形成された強制離型手段としての突出部材６２が配設されている。
【００８３】
また、ピストン６０の周囲には、スプリング６４が配設され、ピストン６０を常時上方に付勢するようにしており、これによって、突出部材６２の丸棒状の先端は常時底型１６のキャビティ面５２の一部を形成する状態となっている。
【００８４】
図２では、左側がブロー成形状態、右側が収縮後の状態を示した。
【００８５】
そして、シリンダ５８内にエア流路６６からエアを供給することで、スプリング６４の付勢力に抗して、ピストン６０が下降し、突出部材６２がキャビティ面５２より一次成形品４３の底部５４の中心に向けて突出するようになっている。
【００８６】
この突出部材６２の突出は、二軸延伸ブロー成形終了後、一次成形品４３内のブローエア排気開始と同時もしくはわずかな時間後に行われ、一次成形品４３の底部５４が収縮によって底型１６から離型するよりも早く突出することで離型を強制的に行うことができる。
【００８７】
この突出の制御は、ブローエア排気開始の命令からスタートするタイマー設定によって行うことができ、タイマーの設定時間経過後に突出部材６２のシリンダ５８へのエア供給弁を開くように制御部によって制御される。
【００８８】
ここで、タイマー設定を０にすれば、ブローエア排気と同時に突出することになる。
【００８９】
本実施の形態は、５００ｍｌの最終成形品を成形したが、このタイマー設定が０〜０．３秒までは、底部に変形を伴うことなく成形ができた。
【００９０】
このタイマー設定は、成形する容器の大きさによって変わり、最終成形品の状態をみて、成形者が制御手段のタイマー設定を適宜設定することができる。
【００９１】
また、突出部材６２は、一次成形品４３の成形後の収縮量（収縮距離）Ｌと同じかそれ以内に予めストロークを設定されている。
【００９２】
本実施の形態のような２段ブロー成形においては、収縮後の一次成形品４３の高さを最終成形品の高さと同じかそれよりも多少高くなるように調整しているので、突出部材６２のストロークも最終成形品の高さと同じかそれよりも多少短く設定するのが望ましい。
【００９３】
このストロークの調整は、成形者が最終成形品の底部の状態を確認しながら、スペーサ等で任意に調整することができる。
【００９４】
次に、このようなブロー成形装置１００におけるブロー成形方法について説明する。
【００９５】
まず、供給部１０２に正立状態で連続供給されたプリフォームは、供給レール１１０より整列機構１１２に至り、そこで整列され、反転受渡し機構１１４により倒立状態とされて加熱ステーション１０４の搬送路１１８に設けられた搬送部材１２２上に受け渡される。
【００９６】
加熱ステーション１０４では、プリフォームを保持した搬送部材１２２が搬送路１１８に沿って移動しつつ、自転機構によりプリフォームを自転させながら加熱ボックス１２０位置を間欠搬送してプリフォームを延伸適温に加熱する。
【００９７】
延伸適温に加熱されたプリフォームは、転送部１０６位置まで搬送されて転送部１０６でピッチをブロー成形ピッチに変換されて倒立状態のまま、ブロー成形ステーション１０８の受取部１３６位置にある搬送路１３４上の搬送部材１２８に受け渡される。
【００９８】
搬送部材１２８に受け渡されたプリフォームは、搬送チェーン１３０の駆動により一次ブロー成形部１４０へと搬送される。
【００９９】
プリフォームが一次ブロー成形部１４０に搬送されてきた状態で、型締め駆動手段により型締め板を駆動してブローキャビティ型１４を型閉し、かつ、型締めするとともに、底型駆動手段により底型１６を下降させ、型締め駆動手段により型締め板を駆動してブローキャビティ型１４を型閉し、かつ型締めする。
【０１００】
次いで、搬送部材１２８の載置部材２８内を挿通させて延伸ロッド３４をプリフォーム内に挿入し、延伸ロッド３４によりプリフォームの底部が底型１６に到達するまで縦軸延伸を行うとともに、載置部材２８内を通してプリフォーム内にブローエアを供給し、プリフォームの横軸延伸を行ってプリフォームを一次成形品４３の形状に二軸延伸ブロー成形する。
【０１０１】
次いで、この二軸延伸ブロー成形終了後、一次成形品４３内のブローエアを排気すると同時に一次成形品４３が収縮を始める。
【０１０２】
ブローキャビティ型１４のキャビティ面８０には離型用表面コーティング１５２が施されているので、この収縮によって、胴部４５から離型を開始するものと思われ、排気と同時もしくはわずかな時間、例えば０．２秒でシリンダ５８内にエアを供給して、ピストン６０を下降させると、底型１６のキャビティ面５２から突出部材６２の先端が一次成形品４３の底部５４の中心を押しながら突出し、底部５４が底型１６からほとんど遅れることなく強制的に離型させられ、さらに底部５４の中心を突出部材６２の先端で保持しながら所定の収縮量（収縮距離）Ｌ分移動する。
【０１０３】
これによって、一次成形品４３の底部５４が底型１６のキャビティ面５２から強制的に離型されて、一次成形品４３の底部５４が反転して一次成形品４３の外方に突出するような変形を起こすのを確実に防止することができる。
【０１０４】
また、この突出部材６２の移動量は、一次成形品４３の収縮量Ｌ以内に収まる範囲とされているため、突出部材６２が必要以上に一次成形品４３の底部５４を押して逆に変形させるような事態を防止することができる。
【０１０５】
さらに、突出部材６２が一次成形品４３の底部５４の中心を押すことで、一次成形品４３の収縮時に一次成形品４３の変形によって中心位置がずれるのを防止することができ、これによって、最終ブロー成形部１４６における最終ブロー金型１４０による一次成形品４３のかじりや底部成形不良等を防止して最終ブロー成形を容易かつ確実に行うことができる。
【０１０６】
このように、胴部４５及び底部５４をブローキャビティ型１４及び底型１６からほぼ同時に離型させることで、収縮時の胴部４５の変形や縦縞の発生を防止することができる。
【０１０７】
そして、このように一次成形品４３の底部５４を確実に底型１６のキャビティ面５２から離型させた状態で、突出部材６２を底型１６内に退行させ、ブローキャビティ型１４及び底型１６を型開すれば、一次成形品４３が搬送部材１２８により搬送可能な状態となり、この状態で一次成形品４３をブロー成形部へと搬送して、最終成形品を成形した後、取出部１３８で最終成形品を正立状態で外部へと取り出すこととなる。
【０１０８】
次に、このようなブロー成形方法に用いられる一次ブロー成形部のブローキャビティ型のキャビティ面に離型用表面コーティングを施した場合に成形される収縮後の一次成形品と、キャビティ面に離型用コーティングを施していないブローキャビティ型を用いて成形した収縮後の一次成形品のそれぞれの胴部の形状比較を行った結果を図３に示す。
【０１０９】
この収縮後の一次成形品は、５００ｍｌの容器を成形するためのもので、高さが２００ｍｍ程度で、測定はそれぞれネック部の天端から６５ｍｍ、１２５ｍｍ、１７０ｍｍの３箇所の位置で行った。
【０１１０】
形状は、各位置における長径部に対する短径部の長さの比をもって判定した。
【０１１１】
その結果、離型用表面コーティングを施している場合には、左側の欄に示すように各位置で全て８０％以上となっており、離型用表面コーティングを施していない場合には、右側の欄に示すように、６５ｍｍ及び１７０ｍｍの位置では８０％を超えているが１２５ｍｍの位置で６３．１％と８０％を割った変形の大きな状態となった。
【０１１２】
この結果から、離型用表面コーティングを施した場合には、収縮後の一次成形品は全ての位置で長径部に対する短径部の長さの比が８０％以上の良好な形状のものが得られることが判明した。
【０１１３】
また、離型用表面コーティングを施したブローキャビティ型と、離型用表面コーティングを施していないブローキャビティ型を用いて成形した一次成形品及び最終成形品のそれぞれの濁度を比較した結果を図４（１）及び（２）に示す。
【０１１４】
この濁度の測定機器は、日本電色工業（株）ＮＤＨ−３００Ａ（濁度計Turbidimeter）standard JIS K7105を用いた。
【０１１５】
濁度は、次式により求めた。
【０１１６】
濁度＝（拡散透過率÷全光線透過率）×１００
測定は、一次成形品及び最終成形品ともに、下胴部及び中胴部の２箇所で行った。
【０１１７】
その結果、一次成形品においては、図４（１）に示すように、離型用表面コーティングを施している場合は左側の欄に示すように、全ての位置において濁度が１０％以下で非常に透明度が高く、表面がざらついて荒れた状態や縦縞が生じていないのに対し、離型用表面コーティングを施していない場合には全ての位置において濁度が１０％を超え、非常に透明度が低く、表面がざらついて荒れた状態や縦縞が生じた状態となっている。
【０１１８】
最終成形品の場合にも、図４（２）に示すように、一次成形品の場合とほぼ同様の結果が得られた。
【０１１９】
これらの結果から、離型用表面コーティングを施した場合には、一次成形品及び最終成形品のいずれの場合にも濁度１０％以上の透明度の高いものが得られることが判明した。
【０１２０】
図５には、本発明の他の実施の形態に係る突出部材の先端部分を示す斜視図である。
【０１２１】
この突出部材６２は、先端に中心から放射状に十字形に延びる当接部７０が設けられ、この当接部７０の一次成形品４３の底部５４との接触面７２が底部５４の形状である環状の段部７４の形状に対応させた段部形状とされている。
【０１２２】
これによって、突出部材６２の底部５４との接触面積を確保し、底部５４の変形を防止すると共に、より確実な離型を可能としている。
【０１２３】
他の構成及び作用は前記実施の形態と同様につき、説明を省略する。
【０１２４】
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。
【０１２５】
例えば、前記実施の形態では、一次成形品をブロー成形する一次ブロー成形工程において、一次ブロー金型に離型用表面コーティング及び底部を底型から強制離型する強制離型手段としての突出部材を設けているが、条件に応じては離型用表面コーティングを省略することも可能である。
【０１２６】
また、前記実施の形態において、二次ブロー成形工程においても、一次ブロー成形工程と同様に底型から突出部材を突出させるようにすることも可能である。
【０１２７】
さらに、突出部材の駆動機構をエアシリンダとしたが、油圧シリンダなど公知の駆動機構が採用可能である。
【０１２８】
また、強制離型手段としては突出部材に限らず、底型から底部にエアを吹き付けて離型させるようにすることも可能である。
【０１２９】
さらに、一次ブロー金型のブローキャビティ型のキャビティ面に加えて、底型のキャビティ面にも離型用表面コーティングを施すようにしてもよい。
【０１３０】
また、本実施の形態では、一次ブロー金型が断面がほぼ円形のキャビティを有するものについて説明したが、ほぼ四角形やほぼ楕円形のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るブロー成形装置を示す断面図である。
【図２】図１の一次ブロー成形部の状態を示す断面図である。
【図３】一次ブロー金型のブローキャビティ型に離型用表面コーティングを施した場合と施さなかった場合の収縮後の一次ブロー成形品の形状を測定した結果を示す図である。
【図４】（１）は一次ブロー金型のブローキャビティ型に離型用表面コーティングを施した場合と施さなかった場合の一次成形品の濁度を測定した結果を示す図で、（２）は同様の場合の最終成形品の濁度を測定した結果を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る突出部材の先端部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
１４ ブローキャビティ型
１６ 底型
３４ 延伸ロッド
４３ 一次成形品
４５ 胴部
５２ 底型のキャビティ面
５４ 底部
６２ 突出部材
７０ 当接部
７２ 接触面
１４０ 一次ブロー成形部
１４２ 一次ブロー金型
１４４ 最終ブロー金型
１４６ 最終ブロー成形部
１５２ 表面コーティング
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロー成形方法及び装置並びに最終成形品に関し、特に一次ブロー成形で加熱した後二次ブロー成形を行うブロー成形方法及び装置並びにそれによって成形される最終成形品に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、包装用の容器としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂製の容器が知られている。
【０００３】
このような容器は、通常、予め所定温度に加熱したプリフォーム等の成形品をブロー金型内で延伸ロッド及び高圧のブローエアにより縦軸及び横軸方向に二軸延伸ブローして製品の形状に成形されている。
【０００４】
ところで、前述したＰＥＴ製の容器は、内部に例えば加熱殺菌された果汁飲料等の高温の内容物を充填した場合に、容器が変形してしまうという耐熱性の問題がある。
【０００５】
そこで、ＰＥＴ製の容器に耐熱性を与える種々の成形方法が提案されている。
【０００６】
この成形方法としては、例えば、特公昭６１-２９８５８号公報、特公平１-５６８９１号公報、特公平２-３５６５６号公報及び特公平３-５１５６８号公報等に示されるようなものが知られている。
【０００７】
これらの成形方法は、延伸適温に加熱したプリフォームを加熱した一次成形金型内で一次ブローして膨張させて中間成形品を成形し、かつ、この中間成形品を加熱した後、中間成形品を一次成形金型から取り出し、収縮して軟化状態にある中間成形品を二次成形金型内で二次ブローして再膨張させるようにしている。
【０００８】
しかし、このような成形方法を用いた成形装置は、現実には実用化されなかった。
【０００９】
その原因は、第１に、次の点にある。
【００１０】
一次成形金型でブロー成形された中間成形品は、高圧のブローエアによりその外表面が一次成形金型のキャビティ面に密着された状態となり、ブロー成形後にブローエアを排気すると同時に胴部が収縮することとなる。
【００１１】
その収縮の際に、中間成形品の外表面の一部がキャビティ面から離型せずに張り付いた状態になっていると、中間成形品が変形し、成形不良を生じさせることとなる。
【００１２】
特に、一次成形金型に容器の底部に対応した形状の底型を用いている場合、底型と底部が密着して離型しにくい状態となりやすく、底部が底型に密着したまま収縮すると、底部形状の変形や反転等が生じてしまうこととなる。
【００１３】
このような中間成形品の変形は、容器底部の耐熱性を向上させるために、底型を加熱している場合に生じやすい。
【００１４】
また、中間成形品は、ネック部が保持固定された状態となっているため、底部が底型に張り付いた状態となっていると、中間成形品のネック部と底部が固定された状態で、胴部がキャビティ面より剥がれたところから収縮することとなり、形状が不安定となる上に、胴部に縦縞が生じたりすることとなる。
【００１５】
特に、形状が不安定になると芯ずれを起こして二次ブロー成形が困難となったり、二次ブロー成形時に二次成形金型で中間成形品を挟んでしまったり、中間成形品が偏肉になって最終成形品にも偏肉が生じたりしてしまい、さらに、縦縞が生じると最終成形品にも縦縞が残ってしまい商品価値がなくなってしまう。
【００１６】
第２に、次の点にある。
【００１７】
一次成形金型内でプリフォームを膨張させた中間成形品を一次成形金型に密着させて加熱した後、脱気を行うと中間成形品が収縮し始める。
【００１８】
この時、中間成形品が一次成形金型に張り付いた状態で、収縮によって無理に剥離されると、中間成形品の外表面がざらついて荒れた状態となる。
【００１９】
これを二次成形型で二次ブローしても外表面のざらつきはとれずそのままの荒れた透明度の低い状態となってしまい商品価値がなくなってしまう。
【００２０】
本発明の目的は、一次成形金型で中間成形品を加熱する場合であっても底部の変形や胴部形状が不安定となったり、縦縞が入ったりすることがなく、外表面が荒れることのないブロー成形方法及び装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、一次成形金型で中間成形品を加熱する場合であっても外表面に縦縞が入ったり、荒れたりすることのない品質良好な最終成形品を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のブロー成形方法は、加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形して一次成形品を製造する一次ブロー成形工程と、前記一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形して最終成形品を製造する最終ブロー成形工程とを含むブロー成形方法において、
前記一次ブロー成形工程では、前記一次成形品を二軸延伸ブロー成形した後、加熱状態の前記一次成形品の胴部及び底部をほぼ同時に前記一次ブロー金型から離型させて収縮させることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、一次成形品を二軸延伸ブロー成形した後、加熱状態の一次成形品の胴部及び底部をほぼ同時に一次ブロー金型から離型させて収縮させることで、底部が一次ブロー金型に張り付いた状態で一次成形品が収縮して変形し、芯ずれや偏肉が生じて成形不良になったり、胴部に縦縞が生じたりするのを防止して最終成形品とほぼ相似形の形状の安定した一次成形品を得ることができ、その結果、最終ブロー成形工程において確実なブロー成形を行うことができ、かつ、良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００２４】
また、胴部においても良好な離型状態にでき、表面がざらついて荒れた状態となるのを防止でき、その結果、透明度の高い良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００２５】
本発明においては、前記一次成形品は、胴部の断面がほほ円形に形成され、
収縮後の一次成形品は、胴部所定位置の断面における長径部に対する短径部の長さの比が８０％以上とすることができる。
【００２６】
また、収縮後の一次成形品は、胴部所定位置の断面において、
最も小さい収縮率に対する最も大きい収縮率の比が８０％以上とすることができる。
【００２７】
このような構成とすることにより、胴部所定位置の断面において、長径部に対する短径部の長さの比、あるいは最も小さい収縮率に対する最も大きい収縮率の比が８０％以上の収縮後の一次成形品を用いて、最終ブロー成形工程で最終ブロー成形を行うことにより良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００２８】
本発明においては、前記収縮後の一次成形品は、胴部の濁度が１０％以下とすることができる。
【００２９】
このような構成とすることにより、胴部の濁度が１０％以下の収縮後に一次成形品を用いて最終ブロー成形工程で最終ブロー成形を行うことで、透明度の高い良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００３０】
本発明においては、前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型と、前記底型に組み込まれた突出部材とを有し、
一次ブロー成形終了後、前記一次成形品内のブローエア排気開始と同時もしくは開始からわずかな時間経過後、前記底型から前記一次成形品の底部に向けて予め設定した距離で前記突出部材を突出させ、前記一次成形品の底部と前記底型との離型を強制的に行うことができる。
【００３１】
このような構成とすることにより、ブローエア排気開始と同時もしくはわずかな時間経過後に突出部材を底型から突出させることで、少なくとも収縮による底型との離型よりも早く強制的に離型させることができるので、一次成形品の底部が底型に張り付いて胴部より離型が遅れることによる変形を防止することができる。
【００３２】
また、予め突出部材の突出距離を設定することで、突出距離が長すぎて変形させてしまったり、短すぎて偏芯してしまったりすることを防止できる。
【００３３】
さらに、突出部材の突出の制御は、ブローエア排気開始の命令からスタートするタイマー設定によって、タイマーの設定時間経過後に突出部材を駆動するように制御部によって制御することができる。
【００３４】
この場合、前記一次ブロー成形工程では、最終成形品よりも高さ方向で大きい一次成形品を成形し、
前記一次ブロー金型のブローキャビティ型は、少なくとも１６０℃以上に加熱され、
前記突出部材の突出距離は、前記一次成形品の高さ方向の収縮距離に設定することができる。
【００３５】
このような構成とすることにより、加熱された一次ブロー金型で熱処理された一次成形品は、ブローエアが排気された途端に内部応力に従って急速に収縮するため、その収縮に遅れずに突出部材が底部を押すことで、底部が底型との密着力によって収縮が遅れることによる変形なしに、確実に底型から離型させることができる。
【００３６】
また、熱処理された一次成形品は、ブローエアの排気後、一次成形品の高さ方向に大きく収縮するため、この収縮距離を予めテスト成形で測定もしくは経験値から計算した距離に設定することで、偏芯を防止し、最終ブロー成形時に底部の偏芯による成形不良を防止することができる。
【００３７】
この場合、前記一次成形品の収縮距離は、前記一次ブロー金型の前記底型の高さ位置と、前記最終ブロー金型の底型の高さ位置の差と同じか短い値に設定できる。
【００３８】
このような構成とすることにより、２段階にブロー成形する場合、収縮後の一次成形品の高さが、最終成形品の高さと同じかそれよりも高いほうが好ましいため、このように収縮距離を設定することで、望ましい最終成形品を得ることができる。
【００３９】
また、本発明においては、前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを有し、
少なくとも前記ブローキャビティ型は、キャビティ面に離型用の表面コーティング処理が施され、
前記底型には、前記底部を強制的に離型させる強制離型手段が配設され、
前記表面コーティングにより前記胴部の離型を促進させ、前記強制離型手段により底型に対する底部の強制離型を行うことができる。
【００４０】
このような構成とすることにより、キャビティ面の表面コーティングにより胴部の離型を促進させ、強制離型手段により底型に対する底部の強制離型を行うことで、底部及び胴部のキャビティ面に対する張り付きを防止し、最終成形品とほぼ相似形の形状の安定した一次成形品を得ることができ、しかも胴部の透明度も高いものとすることができるため、最終ブロー成形工程において確実なブロー成形を行うことができ、かつ、良好な品質の最終成形品を得ることができる。
【００４１】
本発明の最終成形品は、前記ブロー成形方法によって成形された容器形状の最終成形品であって、胴部の濁度が１０％以下とすることができる。
【００４２】
本発明によれば、胴部の濁度が１０％以下の透明度の高いものとすることができる。
【００４３】
本発明のブロー成形装置は、加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行い一次成形品を製造する一次ブロー成形部と、
一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行って最終成形品を製造する最終ブロー成形部とを有するブロー成形装置において、
前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを有し、
前記底型には、前記底型内に組み込まれて先端部分が前記底型のキャビティ面を構成する突出部材と、前記突出部材を前記底型のキャビティ面より突出させる駆動手段と、ブロー成形時に前記突出部材を常時後退方向に付勢する弾性部材とが設けられていることを特徴とする。
【００４４】
本発明によれば、一次ブロー金型に底型を用いている場合に、底型に突出部材を組み込み、ブロー成形時は弾性部材により突出部材を後退させて、その先端部分を底型のキャビティ面の一部とし、成形終了後の一次成形品内のブローエア排気による一次成形品の収縮時に駆動手段により底型より底部に向けて突出部材を突出させることで、底部と底型との離型を強制的に行い、収縮時に底部が変形したり反転した形状となるのを確実に防止することができる。
【００４５】
本発明の他のブロー成形装置は、加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行い一次成形品を製造する一次ブロー成形部と、
前記一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行って最終成形品を製造する最終ブロー成形部とを有するブロー成形装置において、
前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを有し、
少なくとも前記ブローキャビティ型は、キャビティ面に離型用の表面コーティング処理が施され、
前記底型には、前記底部を強制的に離型させる強制離型手段が配設されることを特徴とする。
【００４６】
本発明によれば、強制離型手段により底部と底型との離型を強制的に行い、収縮時に底部が変形したり反転した形状となるのを確実に防止することができ、しかも、ブローキャビティ型のキャビティ面に施した離型用の表面コーティングによりキャビティ面からの胴部の離型を促進させることができ、最終成形品とほぼ同じ大きさで安定したしかも透明度の高い一次成形品を得ることができ、その結果、品質の良好な最終成形品を得ることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４８】
図１〜図４は、本発明の一実施の形態に係るブロー成形装置を示す図である。
【００４９】
図１は、ブロー成形装置の全体構成を示す平面図である。
【００５０】
このブロー成形装置１００は、最終成形品である耐熱容器を製造するもので、供給部１０２と、加熱ステーション１０４と、転送部１０６と、ブロー成形ステーション１０８とがプリフォーム（図示せず）の搬送方向Ａに沿って直線上に配設されている。
【００５１】
供給部１０２は、プリフォームを加熱ステーション１０４に供給するもので、供給レール１１０と、整列機構１１２と、反転受渡し機構１１４とを備える。
【００５２】
そして、供給レール１１０によって、プリフォームのネック部の下部を支持して倒立状態でプリフォームを自重により搬送方向Ａに沿って整列機構１１２へと連続搬送し、整列機構１１２によって連続搬送されたプリフォームを所定個数ずつ受け取って搬送方向Ａと直交する方向に所定ピッチで整列し、この整列機構１１２で整列された所定ピッチのプリフォームを反転受渡し機構１１４により把持部材１１６にて把持し、反転させて倒立状態で加熱ステーション１０４へと受け渡すようになっている。
【００５３】
加熱ステーション１０４は、供給部１０２から供給されたプリフォームを加熱するもので、搬送方向Ａに沿って２本並列に配設させた搬送路１１８と、各搬送路１１８に２つずつ配設された加熱ボックス１２０とを備える。
【００５４】
各搬送路１１８は、供給部１０２から受け渡されたプリフォームを倒立状態で支持する複数の搬送部材１２２を有し、この複数の搬送部材１２２によってプリフォームを搬送方向Ａに沿って間欠搬送し、加熱ボックス１２０内を通過する際にプリフォームを加熱して、プリフォームを延伸適温まで加熱するようになっている。
【００５５】
なお、図示せぬが、搬送路１１８には自転機構が配設され、プリフォームを自転させながら搬送することで、プリフォームの温度を周方向で均一にし得るようになっている。
【００５６】
また、各加熱ボックス１２０には、並列するプリフォームを遮る状態でプリフォームの搬送方向Ａに沿って遮蔽板１２４が設けられている。
【００５７】
転送部１０６は、加熱ステーション１０４で加熱された所定個数のプリフォームを倒立状態のままブロー成形ステーション１０８に転送するようになっている。
【００５８】
また、この転送部１０６では、ピッチ換え機構１２６を有し、プリフォーム間のピッチをブロー成形ステーション１０８におけるブロー成形ピッチに変換させるようになっている。
【００５９】
ブロー成形ステーション１０８は、複数の搬送部材１２８を固定した搬送チェーン１３０を４つのスプロケット１３２に掛け渡したほぼ矩形状の搬送路１３４を有している。
【００６０】
また、この矩形状の搬送路１３４の一辺を転送部１０６と対向させてプリフォームの受取部１３６とすると共に、この受取部１３６と対向する一辺に最終成形品である容器を装置外に取出す取出部１３８を配設している。
【００６１】
さらに、受取部１６と取出部１３８との間の一辺に、プリフォームを一次ブロー金型１４２内で二軸延伸ブロー成形して一次成形品を成形しかつ一次ブロー金型１４２の内面で熱処理する一次ブロー成形部１４０と、一次ブロー成形部１４０を経た一次成形品を最終ブロー金型１４４内で最終成形品の形状に二軸延伸ブロー成形する最終ブロー成形部１４６とを配設した状態となっている。
【００６２】
受取部１３６は、転送部１０６から転送された倒立状態のプリフォームをそのまま搬送部材１２８上に受け取るようになっており、取出部１３８は、最終ブロー成形された倒立状態の容器を反転取出機構１４８にて反転して正立状態で取り出すようになっている。
【００６３】
一次ブロー成形部１４０及び最終ブロー成形部１４６には、それぞれ一次ブロー金型１４２及び最終ブロー金型１４４の型開閉、型締を行う型締機構１５０が設けられている。
【００６４】
また、一次ブロー金型１４２と最終ブロー金型１４４とは、一次ブロー金型１４２のキャビティが最終ブロー金型１４４のキャビティより大きくされている点、一次ブロー金型１４２は加熱されるのに対し、最終ブロー金型１４４は加熱されない点及び一次ブロー金型はブローキャビティ型のキャビティ面に表面コーティングがされ、かつ、底型に強制離型手段が配設されるのに対し、最終ブロー金型は表面コーティングも強制離型手段もない点で相違するだけであるため、以下では、一次ブロー金型１４２についてのみ説明し、最終ブロー金型１４４については説明を省略する。
【００６５】
図２は、前記各部のうち一次ブロー成形部１４０の状態を示している。
【００６６】
この一次ブロー成形部１４０は、下部に搬送路１３４が配設され、この搬送路１３４上方に一次ブロー金型１４２として割型からなるブローキャビティ型１４と、底型１６とが配設されている。
【００６７】
搬送路１３４は、搬送方向に沿って配設した搬送レール１８にカムフォロア２０を介して搬送部材１２８が係合し、この搬送部材１２８に固定された搬送チェーン１３０が搬送方向に沿って配設されたガイド部材２６に沿って移動可能にされ、この搬送チェーン１３０を図示せぬ駆動手段により駆動させることで、搬送部材１２８が間欠搬送されるようになっている。
【００６８】
この搬送部材１２８は、内筒状の載置部材２８と、この載置部材２８を貫通させる外筒状の固定部材３０とを有し、載置部材２８の上端部にプリフォーム（図示せず）のネック部に差し込まれてプリフォームを倒立状態で載置する載置部３２が設けられている。
【００６９】
また、搬送部材１２８に載置されてプリフォームが一次ブロー成形部１４０に搬送され停止した状態で、搬送部材１２８の下方から延伸ロッド３４が載置部材２８内を挿通してプリフォーム内に挿入され縦軸方向での延伸を行うと共に、載置部材２８内を通してブローエアがプリフォーム内に供給され横軸方向での延伸を行うことで、二軸延伸ブロー成形を行うようになっている。
【００７０】
ブローキャビティ型１４は、割型から構成され、各割型が加熱板３６、断熱板３８及び取付板４０を介して図示せぬ型締め板に取り付けられている。
【００７１】
また、このブローキャビティ型１４のキャビティ面８０には、離型用の表面コーティング１５２が形成され、一次成形品４３の胴部４５がキャビティ面８０に張り付くのを防止して離型を促進し、胴部４５の表面のざらついた荒れた状態や変形あるいは縦縞の発生を防止するようにしている。
【００７２】
この表面コーティング１５２の材料としては、金属、セラミックス、化成被膜などの高硬度の無機材料にフッ素樹脂、シロキサン系樹脂などのそれぞれ潤滑、離型、防食、絶縁などの特性のある有機系材料を組み合わせたものを採用することができる。
【００７３】
このような材料を用いることで、ブローキャビティ型１４がアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を用いた場合であっても、その熱膨張、収縮に追従させることができる。
【００７４】
型締め板は、型締め機構を構成する型締め駆動手段により駆動されてブローキャビティ型１４の型開閉及び型締めが行われるようになっている。
【００７５】
また、加熱板３６には、内部に鋳込みヒータ４２を有しており、この鋳込みヒータ４２を加熱することによって、ブローキャビティ型１４を１６０℃〜２００℃に加熱し、一次ブロー成形されてブローキャビティ型１４に接触した一次成形品４３を熱処理するようになっている。
【００７６】
断熱板３８は、加熱板３６の熱が取付板４０に伝達されるのを防止するようになっている。
【００７７】
取付板４０には、冷却路４４が形成され、この冷却路４４内に冷却媒体が供給されることで、型締め板への熱の伝達を防止するようになっている。
【００７８】
また、型締め板の下部には、ネック部保持部材４６がそれぞれ対向方向で進退動可能にされ、ブローキャビティ型１４を閉じた状態で、ネック部保持部材４６がプリフォームのネック部を保持し得るようになっている。
【００７９】
底型１６は、底型取付板５０を介してブローキャビティ型１４の上方に取り付けられ、底型駆動手段（図示せず）の駆動により、ブローキャビティ型１４に対して昇降及び型締め可能にされている。
【００８０】
また、底型１６のキャビティ面５２は、キャビティ内方に突出し、かつ、複数の環状の段部が形成された状態となっており、一次成形品４３の底部５４に一次成形品４３の内方に凹む環状段部付きの凹部（上げ底）７６を形成するようになっている。
【００８１】
また、底型１６には、加熱路５６が形成され、この加熱路５６内に加熱媒体を供給することで、底型１６を成形材料のガラス転移点（ＰＥＴの場合、約７０℃）以上、好ましくは８０℃〜１００℃程度に加熱し、一次成形品４３の底部５４を加熱することで、底部５４の耐熱性を向上させるようにしている。
【００８２】
さらに、底型１６には、その中心位置に上下方向にわたり、シリンダ５８が形成され、このシリンダ５８内にピストン６０と一体に形成された強制離型手段としての突出部材６２が配設されている。
【００８３】
また、ピストン６０の周囲には、スプリング６４が配設され、ピストン６０を常時上方に付勢するようにしており、これによって、突出部材６２の丸棒状の先端は常時底型１６のキャビティ面５２の一部を形成する状態となっている。
【００８４】
図２では、左側がブロー成形状態、右側が収縮後の状態を示した。
【００８５】
そして、シリンダ５８内にエア流路６６からエアを供給することで、スプリング６４の付勢力に抗して、ピストン６０が下降し、突出部材６２がキャビティ面５２より一次成形品４３の底部５４の中心に向けて突出するようになっている。
【００８６】
この突出部材６２の突出は、二軸延伸ブロー成形終了後、一次成形品４３内のブローエア排気開始と同時もしくはわずかな時間後に行われ、一次成形品４３の底部５４が収縮によって底型１６から離型するよりも早く突出することで離型を強制的に行うことができる。
【００８７】
この突出の制御は、ブローエア排気開始の命令からスタートするタイマー設定によって行うことができ、タイマーの設定時間経過後に突出部材６２のシリンダ５８へのエア供給弁を開くように制御部によって制御される。
【００８８】
ここで、タイマー設定を０にすれば、ブローエア排気と同時に突出することになる。
【００８９】
本実施の形態は、５００ｍｌの最終成形品を成形したが、このタイマー設定が０〜０．３秒までは、底部に変形を伴うことなく成形ができた。
【００９０】
このタイマー設定は、成形する容器の大きさによって変わり、最終成形品の状態をみて、成形者が制御手段のタイマー設定を適宜設定することができる。
【００９１】
また、突出部材６２は、一次成形品４３の成形後の収縮量（収縮距離）Ｌと同じかそれ以内に予めストロークを設定されている。
【００９２】
本実施の形態のような２段ブロー成形においては、収縮後の一次成形品４３の高さを最終成形品の高さと同じかそれよりも多少高くなるように調整しているので、突出部材６２のストロークも最終成形品の高さと同じかそれよりも多少短く設定するのが望ましい。
【００９３】
このストロークの調整は、成形者が最終成形品の底部の状態を確認しながら、スペーサ等で任意に調整することができる。
【００９４】
次に、このようなブロー成形装置１００におけるブロー成形方法について説明する。
【００９５】
まず、供給部１０２に正立状態で連続供給されたプリフォームは、供給レール１１０より整列機構１１２に至り、そこで整列され、反転受渡し機構１１４により倒立状態とされて加熱ステーション１０４の搬送路１１８に設けられた搬送部材１２２上に受け渡される。
【００９６】
加熱ステーション１０４では、プリフォームを保持した搬送部材１２２が搬送路１１８に沿って移動しつつ、自転機構によりプリフォームを自転させながら加熱ボックス１２０位置を間欠搬送してプリフォームを延伸適温に加熱する。
【００９７】
延伸適温に加熱されたプリフォームは、転送部１０６位置まで搬送されて転送部１０６でピッチをブロー成形ピッチに変換されて倒立状態のまま、ブロー成形ステーション１０８の受取部１３６位置にある搬送路１３４上の搬送部材１２８に受け渡される。
【００９８】
搬送部材１２８に受け渡されたプリフォームは、搬送チェーン１３０の駆動により一次ブロー成形部１４０へと搬送される。
【００９９】
プリフォームが一次ブロー成形部１４０に搬送されてきた状態で、型締め駆動手段により型締め板を駆動してブローキャビティ型１４を型閉し、かつ、型締めするとともに、底型駆動手段により底型１６を下降させ、型締め駆動手段により型締め板を駆動してブローキャビティ型１４を型閉し、かつ型締めする。
【０１００】
次いで、搬送部材１２８の載置部材２８内を挿通させて延伸ロッド３４をプリフォーム内に挿入し、延伸ロッド３４によりプリフォームの底部が底型１６に到達するまで縦軸延伸を行うとともに、載置部材２８内を通してプリフォーム内にブローエアを供給し、プリフォームの横軸延伸を行ってプリフォームを一次成形品４３の形状に二軸延伸ブロー成形する。
【０１０１】
次いで、この二軸延伸ブロー成形終了後、一次成形品４３内のブローエアを排気すると同時に一次成形品４３が収縮を始める。
【０１０２】
ブローキャビティ型１４のキャビティ面８０には離型用表面コーティング１５２が施されているので、この収縮によって、胴部４５から離型を開始するものと思われ、排気と同時もしくはわずかな時間、例えば０．２秒でシリンダ５８内にエアを供給して、ピストン６０を下降させると、底型１６のキャビティ面５２から突出部材６２の先端が一次成形品４３の底部５４の中心を押しながら突出し、底部５４が底型１６からほとんど遅れることなく強制的に離型させられ、さらに底部５４の中心を突出部材６２の先端で保持しながら所定の収縮量（収縮距離）Ｌ分移動する。
【０１０３】
これによって、一次成形品４３の底部５４が底型１６のキャビティ面５２から強制的に離型されて、一次成形品４３の底部５４が反転して一次成形品４３の外方に突出するような変形を起こすのを確実に防止することができる。
【０１０４】
また、この突出部材６２の移動量は、一次成形品４３の収縮量Ｌ以内に収まる範囲とされているため、突出部材６２が必要以上に一次成形品４３の底部５４を押して逆に変形させるような事態を防止することができる。
【０１０５】
さらに、突出部材６２が一次成形品４３の底部５４の中心を押すことで、一次成形品４３の収縮時に一次成形品４３の変形によって中心位置がずれるのを防止することができ、これによって、最終ブロー成形部１４６における最終ブロー金型１４０による一次成形品４３のかじりや底部成形不良等を防止して最終ブロー成形を容易かつ確実に行うことができる。
【０１０６】
このように、胴部４５及び底部５４をブローキャビティ型１４及び底型１６からほぼ同時に離型させることで、収縮時の胴部４５の変形や縦縞の発生を防止することができる。
【０１０７】
そして、このように一次成形品４３の底部５４を確実に底型１６のキャビティ面５２から離型させた状態で、突出部材６２を底型１６内に退行させ、ブローキャビティ型１４及び底型１６を型開すれば、一次成形品４３が搬送部材１２８により搬送可能な状態となり、この状態で一次成形品４３をブロー成形部へと搬送して、最終成形品を成形した後、取出部１３８で最終成形品を正立状態で外部へと取り出すこととなる。
【０１０８】
次に、このようなブロー成形方法に用いられる一次ブロー成形部のブローキャビティ型のキャビティ面に離型用表面コーティングを施した場合に成形される収縮後の一次成形品と、キャビティ面に離型用コーティングを施していないブローキャビティ型を用いて成形した収縮後の一次成形品のそれぞれの胴部の形状比較を行った結果を図３に示す。
【０１０９】
この収縮後の一次成形品は、５００ｍｌの容器を成形するためのもので、高さが２００ｍｍ程度で、測定はそれぞれネック部の天端から６５ｍｍ、１２５ｍｍ、１７０ｍｍの３箇所の位置で行った。
【０１１０】
形状は、各位置における長径部に対する短径部の長さの比をもって判定した。
【０１１１】
その結果、離型用表面コーティングを施している場合には、左側の欄に示すように各位置で全て８０％以上となっており、離型用表面コーティングを施していない場合には、右側の欄に示すように、６５ｍｍ及び１７０ｍｍの位置では８０％を超えているが１２５ｍｍの位置で６３．１％と８０％を割った変形の大きな状態となった。
【０１１２】
この結果から、離型用表面コーティングを施した場合には、収縮後の一次成形品は全ての位置で長径部に対する短径部の長さの比が８０％以上の良好な形状のものが得られることが判明した。
【０１１３】
また、離型用表面コーティングを施したブローキャビティ型と、離型用表面コーティングを施していないブローキャビティ型を用いて成形した一次成形品及び最終成形品のそれぞれの濁度を比較した結果を図４（１）及び（２）に示す。
【０１１４】
この濁度の測定機器は、日本電色工業（株）ＮＤＨ−３００Ａ（濁度計Turbidimeter）standard JIS K7105を用いた。
【０１１５】
濁度は、次式により求めた。
【０１１６】
濁度＝（拡散透過率÷全光線透過率）×１００
測定は、一次成形品及び最終成形品ともに、下胴部及び中胴部の２箇所で行った。
【０１１７】
その結果、一次成形品においては、図４（１）に示すように、離型用表面コーティングを施している場合は左側の欄に示すように、全ての位置において濁度が１０％以下で非常に透明度が高く、表面がざらついて荒れた状態や縦縞が生じていないのに対し、離型用表面コーティングを施していない場合には全ての位置において濁度が１０％を超え、非常に透明度が低く、表面がざらついて荒れた状態や縦縞が生じた状態となっている。
【０１１８】
最終成形品の場合にも、図４（２）に示すように、一次成形品の場合とほぼ同様の結果が得られた。
【０１１９】
これらの結果から、離型用表面コーティングを施した場合には、一次成形品及び最終成形品のいずれの場合にも濁度１０％以上の透明度の高いものが得られることが判明した。
【０１２０】
図５には、本発明の他の実施の形態に係る突出部材の先端部分を示す斜視図である。
【０１２１】
この突出部材６２は、先端に中心から放射状に十字形に延びる当接部７０が設けられ、この当接部７０の一次成形品４３の底部５４との接触面７２が底部５４の形状である環状の段部７４の形状に対応させた段部形状とされている。
【０１２２】
これによって、突出部材６２の底部５４との接触面積を確保し、底部５４の変形を防止すると共に、より確実な離型を可能としている。
【０１２３】
他の構成及び作用は前記実施の形態と同様につき、説明を省略する。
【０１２４】
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。
【０１２５】
例えば、前記実施の形態では、一次成形品をブロー成形する一次ブロー成形工程において、一次ブロー金型に離型用表面コーティング及び底部を底型から強制離型する強制離型手段としての突出部材を設けているが、条件に応じては離型用表面コーティングを省略することも可能である。
【０１２６】
また、前記実施の形態において、二次ブロー成形工程においても、一次ブロー成形工程と同様に底型から突出部材を突出させるようにすることも可能である。
【０１２７】
さらに、突出部材の駆動機構をエアシリンダとしたが、油圧シリンダなど公知の駆動機構が採用可能である。
【０１２８】
また、強制離型手段としては突出部材に限らず、底型から底部にエアを吹き付けて離型させるようにすることも可能である。
【０１２９】
さらに、一次ブロー金型のブローキャビティ型のキャビティ面に加えて、底型のキャビティ面にも離型用表面コーティングを施すようにしてもよい。
【０１３０】
また、本実施の形態では、一次ブロー金型が断面がほぼ円形のキャビティを有するものについて説明したが、ほぼ四角形やほぼ楕円形のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るブロー成形装置を示す断面図である。
【図２】図１の一次ブロー成形部の状態を示す断面図である。
【図３】一次ブロー金型のブローキャビティ型に離型用表面コーティングを施した場合と施さなかった場合の収縮後の一次ブロー成形品の形状を測定した結果を示す図である。
【図４】（１）は一次ブロー金型のブローキャビティ型に離型用表面コーティングを施した場合と施さなかった場合の一次成形品の濁度を測定した結果を示す図で、（２）は同様の場合の最終成形品の濁度を測定した結果を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る突出部材の先端部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
１４ ブローキャビティ型
１６ 底型
３４ 延伸ロッド
４３ 一次成形品
４５ 胴部
５２ 底型のキャビティ面
５４ 底部
６２ 突出部材
７０ 当接部
７２ 接触面
１４０ 一次ブロー成形部
１４２ 一次ブロー金型
１４４ 最終ブロー金型
１４６ 最終ブロー成形部
１５２ 表面コーティング
Claims (9)
- 加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形して一次成形品を製造する一次ブロー成形工程と、前記一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形して最終成形品を製造する最終ブロー成形工程とを含むブロー成形方法において、
前記一次ブロー金型には、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを設け、前記底型には、前記底型内に組み込まれて先端部分が前記底型のキャビティ面を構成する突出部材と、前記突出部材を前記底型のキャビティ面より突出させる駆動手段と、ブロー成形時に前記突出部材を常時後退方向に付勢する弾性部材とを設け、
前記一次ブロー成形工程では、前記一次成形品を二軸延伸ブロー成形した後であって、前記一次成形品内のブローエア排気開始と同時もしくはブローエア排気開始後に、前記底型から前記一次成形品の底部に向けて予め設定した距離で前記駆動手段により前記突出部材を突出させ、前記ブローエア排気と前記突出部材とにより前記一次成形品の胴部及び底部を前記一次ブロー金型から離型させて収縮させることを特徴とするブロー成形方法。 - 請求項１において、
前記一次成形品は、胴部の断面が円形に形成され、
収縮後の一次成形品は、胴部所定位置の断面における長径部に対する短径部の長さの比が８０％以上であることを特徴とするブロー成形方法。 - 請求項１において、
収縮後の一次成形品は、胴部所定位置の断面において、
最も小さい収縮率に対する最も大きい収縮率の比が８０％以上であることを特徴とするブロー成形方法。 - 請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記収縮後の一次成形品は、胴部の濁度が１０％以下であることを特徴とするブロー成形方法。 - 請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記一次ブロー成形工程では、最終成形品よりも高さ方向で大きい一次成形品を成形し、
前記一次ブロー金型のブローキャビティ型は、少なくとも１６０℃以上に加熱され、
前記突出部材の突出距離は、前記一次成形品の高さ方向の収縮距離に設定されていることを特徴とするブロー成形方法。 - 請求項５において、
前記一次成形品の収縮距離は、前記一次ブロー金型の前記底型の高さ位置と、前記最終ブロー金型の底型の高さ位置の差と同じか短い値に設定されていることを特徴とするブロー成形方法。 - 請求項１〜６のいずれかにおいて、
少なくとも前記ブローキャビティ型は、キャビティ面に離型用の表面コーティング処理が施され、
前記表面コーティングにより前記胴部の離型を促進させることを特徴とするブロー成形方法。 - 加熱した一次ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行い一次成形品を製造する一次ブロー成形部と、
一次成形品を用いて最終ブロー金型内で二軸延伸ブロー成形を行って最終成形品を製造する最終ブロー成形部とを有するブロー成形装置において、
前記一次ブロー金型は、前記一次成形品の胴部の形状に対応したブローキャビティ型と、前記一次成形品の底部の形状に対応した底型とを有し、
前記底型には、前記底型内に組み込まれて先端部分が前記底型のキャビティ面を構成する突出部材と、前記突出部材を前記底型のキャビティ面より突出させる駆動手段と、ブロー成形時に前記突出部材を常時後退方向に付勢する弾性部材とが設けられていることを特徴とするブロー成形装置。 - 請求項８において、
少なくとも前記ブローキャビティ型は、キャビティ面に離型用の表面コーティング処理が施されていることを特徴とするブロー成形装置。
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