JP7512755B2 - Blow molding machine and method for manufacturing synthetic resin containers - Google Patents
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Description
本発明は、ブロー成形機及び合成樹脂製容器の製造方法に関する。 The present invention relates to a blow molding machine and a method for manufacturing synthetic resin containers.
ブロー成形によって容器を製造する方法が知られている。このようなブロー成形においては、複数に分割された金型が用いられる。例えば特許文献1には、胴部を形成する左右一対の分割型と、胴部のパネルを成形するパネル型と、底部を支持する底金型とを備えるブロー成形金型について開示されている。一般に、分割された金型を用いたブロー成形によれば、金型と金型との隙間に由来して、パーティングラインが形成される。
A method for manufacturing containers by blow molding is known. In this type of blow molding, a mold divided into multiple parts is used. For example,
本発明は、パーティングラインの形成を抑制することを目的とする。 The purpose of the present invention is to suppress the formation of parting lines.
本発明の一態様によれば、ブロー成形機は、容器の胴部を形成するように構成された胴型と、前記容器の底部を形成するように構成された底型と、前記容器にブロー成形されるプリフォームにブローエアーを吹き込むように構成されたブローノズルと、前記底型を支持するように構成された底型支持部材と、型閉時に前記胴型と前記底型との間の隙間をなくすように、前記ブローエアーの空気圧を用いて前記底型支持部材を前記胴型の方向へ移動させるように構成された移動機構とを備える。 According to one aspect of the present invention, a blow molding machine includes a body mold configured to form the body of a container, a bottom mold configured to form the bottom of the container, a blow nozzle configured to blow blow air into a preform to be blown into the container, a bottom mold support member configured to support the bottom mold, and a moving mechanism configured to move the bottom mold support member toward the body mold using the air pressure of the blow air so as to eliminate a gap between the body mold and the bottom mold when the mold is closed.
本発明によれば、パーティングラインの形成を抑制できる。 The present invention makes it possible to suppress the formation of parting lines.
本実施形態は、ブロー成形機に関する。本実施形態のブロー成形機は、例えばポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて形成されたプリフォームを用いて、二軸延伸ブロー成形によって容器を製造するために用いられる。一実施形態について図面を参照して説明する。 This embodiment relates to a blow molding machine. The blow molding machine of this embodiment is used to manufacture containers by biaxial stretch blow molding using a preform formed from a thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate. One embodiment will be described with reference to the drawings.
[ブロー成形機の構成]
図1は、本実施形態に係るブロー成形機1の一構成例の概略を模式的に示す図である。図1等に示す例において、容器は、飲料等を収容するための縦長有底口細のボトルである。ブロー成形機1は、容器の口側を鉛直上側にし、底側を鉛直下側にし、容器を成形するように構成されている。本実施形態の説明においても、この方向に上下左右を規定して説明を行う。
[Configuration of blow molding machine]
Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a
ブロー成形機1において、プリフォームは、変形しないネック部分で、ネックインサート13によって保持される。ブロー成形機1には、容器の胴部の形状を成形する胴型12と、容器の底部の形状を成形する底型21とが設けられている。ブロー成形機1は、製造する容器の形状に応じて、ネックインサート13と胴型12と底型21とを交換できるように構成されている。
In the
胴型12は、左右2つに分割された分割型となっている。すなわち、胴型12は、第1の胴型12aと第2の胴型12bとを有する。同様に、ネックインサートも左右2つに分割されている。すなわち、ネックインサート13は、第1のネックインサート13aと第2のネックインサート13bとを有する。ブロー成形機1において、第1のネックインサート13a及び第1の胴型12aと、第2のネックインサート13b及び第2の胴型12bとは、互いに左右方向に動いて開閉するように構成されている。
The
ブロー成形機1は、第1のネックインサート13aと第1の胴型12aとを支持する、第1の上部支持部材11aを備える。ブロー成形機1は、第2のネックインサート13bと第2の胴型12bとを支持する、第2の上部支持部材11bを備える。本実施形態の説明では、胴型支持部材として機能する第1の上部支持部材11aと第2の上部支持部材11bとを合わせて上部支持部材11と称することにする。
The
上部支持部材11には、さらにロック部材として機能するロックリング14が支持されている。ロックリング14も、左右2つに分割されている。すなわち、ロックリング14は、第1のロックリング14aと第2のロックリング14bとを有する。ロックリング14の機能については後述する。
A
上部支持部材11と、それに固定された胴型12と、ネックインサート13と、ロックリング14とを合わせて上部ユニット10と称することにする。また、第1の上部支持部材11aと、第1の胴型12aと、第1のネックインサート13aと、第1のロックリング14aとを合わせて第1の上部ユニット10aと称することにする。第2の上部支持部材11bと、第2の胴型12bと、第2のネックインサート13bと、第2のロックリング14bとを合わせて第2の上部ユニット10bと称することにする。
The
ブロー成形機1において、底型21は、第1の下部支持部材30によって下方から支持されている。第1の下部支持部材30は、第2の下部支持部材40に支持されている。底型21と、第1の下部支持部材30と、第2の下部支持部材40とを合わせて、下部ユニット20と称することにする。
In the
本実施形態では、型閉時に、第1の下部支持部材30が第2の下部支持部材40に対してわずかに上下方向に動くように構成されている。より具体的には、型閉時及び型開時には、胴型12と底型21との間にわずかな隙間ができるように、ブロー成形時にはこの隙間が押しつぶされるように、底型21が移動する。第2の下部支持部材40に対する第1の下部支持部材30の動きは、ブローエアーの空気圧を用いて実現されている。このように、下部ユニット20は、ブローエアーの空気圧を用いて底型21を胴型12の方向へ移動させるように構成された移動機構39を備える。
In this embodiment, the first
第2の下部支持部材40は、略円筒形状を有している。第2の下部支持部材40の下側の底面を構成する底部41は、閉じている。第2の下部支持部材40の側面を構成する筒部42は、後述する第1の下部支持部材30のピストン部36を収容する空間を形成する。第2の下部支持部材40の上側の底面を構成する上部43は、第1の下部支持部材30が貫通するように構成されている。
The second
第1の下部支持部材30は、台座部31と、ピストン部36と、接続部34とを有する。接続部34は、台座部31とピストン部36とを接続する。台座部31の上面32に底型21が固定されている。このように台座部31は、底型支持部材として機能する。台座部31の下面33は、第2の下部支持部材40の上部43の上面である支持面44に支持されるように構成されている。台座部31には、型閉時に上部ユニット10のロックリング14が挿入される、ロックリング受部38が設けられている。
The first
なお、図示する例において、第1の下部支持部材30は、台座部31と、ピストン部36と、接続部34とが一体に示されているが、通常は、これらを別体として組み付けることによって、第1の下部支持部材30が構成される。例えば、特に図示しないが、台座部31が上面32を含む部材と下面33を含む部材とに分けられて、これらをピストン部36から鉛直に延びる接続部34に組み付けるようにしてもよい。
In the illustrated example, the first
第1の下部支持部材30の接続部34は、第2の下部支持部材40の上部43を貫通するように構成されており、第1の下部支持部材30のピストン部36は、第2の下部支持部材40の内部に配置されている。ピストン部36の側面は、第2の下部支持部材40の筒部42の内壁に密着している。このようにして、ピストン部36の下面である受圧面37と、第2の下部支持部材40の筒部42の内壁及び底部41の上面とによって囲まれる加圧空間49が形成されている。加圧空間49内に高圧空気が送り込まれたとき、第1の下部支持部材30は、ピストン部36の受圧面37で受けた圧力によって上側に移動する。このとき、第1の下部支持部材30のピストン部36の上面35が、第2の下部支持部材40の上部43の下面45に接触し、第1の下部支持部材30の上昇は制限される。このような機構が、移動機構39として機能する。
The
ブロー成形機1は、さらにブローノズル60を備える。ブローノズル60は、プリフォームの口から内部に挿入されて、ブローエアーとしての高圧空気をプリフォームに吹き込むように構成されている。
The
ブロー成形機1は、ブローノズル60及び下部ユニット20の加圧空間49に高圧空気を送る空気圧源71を備える。高圧空気は、空気圧源71から第1の送気路72を介してブローノズル60に送られる。また、高圧空気は、空気圧源71から第2の送気路73を介して加圧空間49に送られる。第1の送気路72には、第1の弁74が設けられている。第2の送気路73には、第2の弁75が設けられている。図1に示されている送気路等の構成は一例であり、同等の機能を有していれば具体的な態様はどのようなものであってもよいことはもちろんである。ブロー成形機1は、第1の弁74及び第2の弁75の開閉を制御する制御装置76を備える。
The
[ブロー成形機の動作]
容器の製造時のブロー成形機1の動作について説明する。
[Operation of the blow molding machine]
The operation of the
図2に示すように、容器の材料としての加熱されたプリフォーム101がブロー成形機1に持ち込まれる。まず、底型21を含む下部ユニット20が上側に移動し、所定位置に配置される。この所定位置については後述する。
As shown in FIG. 2, a
続いて、図3に示すように、上部ユニット10の第1の上部ユニット10aと第2の上部ユニット10bとが閉じて、型閉される。プリフォーム101は、ネックインサート13によって保持される。上部ユニット10のロックリング14は、下部ユニット20のロックリング受部38に嵌まり、上部ユニット10と下部ユニット20とが固定される。ただし、ロックリング14の下側とロックリング受部38との間には、わずかな隙間が存在する。
Next, as shown in FIG. 3, the first
図3に示す型閉時には、胴型12と底型21との間にわずかな隙間91が設けられている。この隙間91は例えば1mm以下である。図2を参照して説明した下部ユニット20の上昇は、下部ユニット20がこのような位置に配置されるように行われる。胴型12と底型21との間に隙間91が設けられることで、胴型12の移動時に、胴型12と底型21とが擦れることにより胴型12及び底型21が摩耗することが防止される。
When the mold is closed as shown in FIG. 3, a
続いて、制御装置76は、第2の弁75を開く。その結果、第2の送気路73を介して、下部ユニット20に形成された加圧空間49に圧縮空気が送られる。図4に示すように、この圧縮空気によって第1の下部支持部材30が上側に持ち上げられる。その結果、底型21が胴型12に接触するまで上昇し、上述の隙間91が押しつぶされる。このとき、第1の下部支持部材30のピストン部36の上面35が、第2の下部支持部材40の上部43の下面45に接触する。
Then, the
この状態で、制御装置76が第1の弁74を開いて、第1の送気路72を介して供給された高圧空気をブローノズル60からプリフォーム101内に吹き込む。このようにして、図5に示すように、プリフォーム101が延伸されてキャビティ面に密着して、容器102がブロー成形される。ブロー成形に際しては、必要に応じて、図示しない延伸ロッドを併用することができる。この場合、プリフォーム101は、ブローノズル60の内部を通って下降する延伸ロッドにより、軸方向(縦方向)に延伸されつつ、ブローノズル60から吹き込まれた高圧空気により軸方向及び周方向(横方向)に延伸される。ブローノズル60は、ブローエアーの漏洩を防ぐためのシール機構を備えることもでき、図示する例では、ブローノズル60を模式的に示していることを重ねて述べておく。
In this state, the
容器がブロー成形されたら、制御装置76は、第1の弁74及び第2の弁75を閉じる。図6に示すように、下部ユニット20に形成された加圧空間49への送気が止まることで、底型21及び第1の下部支持部材30は下降する。第1の下部支持部材30の台座部31の下面33は、第2の下部支持部材40の上部43の支持面44で支持される。その結果、胴型12と底型21との間に、再び隙間91が形成される。
Once the container has been blow molded, the
その後、クーリング工程などの後工程を経てから、図7に示すように、ブローノズル60は容器外まで上昇し、上部ユニット10は型開する。このとき、胴型12は左右に移動するが、隙間91が存在するので、胴型12と底型21とは擦れない。したがって、胴型12と底型21とは摩耗しない。
After that, after going through post-processing such as the cooling process, as shown in FIG. 7, the
その後、図8に示すように、下部ユニット20は下降し、成形された容器102が取り出される。
Then, as shown in Figure 8, the
以上の動作が繰り返されることで、容器102が次々と成形される。
The above steps are repeated to mold the
[ブロー成形機の説明]
本実施形態のブロー成形機1によれば、ブロー成形時に胴型12と底型21との間に隙間がない。胴型と底型との間に隙間があると、容器を形成する合成樹脂が当該隙間に侵入し、結果として容器にバリが形成されることになる。本実施形態のブロー成形機1によれば、容器102の胴部と底部との境目のバリの形成が抑制される。
[Explanation of the blow molding machine]
According to the
本実施形態に係るブロー成形機1は、これに限らないが、特に容器本体の周囲を被覆層で覆った複合容器の形成に好適である。複合容器は、例えば、エチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステル樹脂を用いて形成された容器本体が、ポリオレフィン系樹脂等の被覆層で覆われた構成を有する。容器本体に用いられるエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、非晶ポリアリレート、ポリ乳酸、ポリエチレンフラノエート又はこれらの共重合体などが用いられ得る。また、これらの樹脂の混合物、あるいは、これらの樹脂と他の樹脂との混合物などが用いられてもよい。被覆層には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等のポリアミド系樹脂などが用いられ得る。容器本体を形成する樹脂と、被覆層を形成する樹脂とは、非相溶性であることが好ましい。非相溶性の熱可塑性樹脂を用いることで、被覆層は容器本体から容易に剥がされ得る。このことは、容器のリサイクルを容易にする。
The
被覆層は、着色されたり、加飾されたり、種々の機能が持たされたりする。例えば着色のため、顔料又は着色剤などが添加されてもよい。被覆層は、例えば遮光性を有していてもよい。容器本体と被覆層とを容易に分離できることで、着色された被覆層にかかわらず、無色透明の容器本体のリサイクル性が維持される。 The coating layer may be colored, decorated, or endowed with various functions. For example, a pigment or colorant may be added for coloring. The coating layer may have light-blocking properties, for example. The container body and the coating layer can be easily separated, so that the recyclability of the colorless and transparent container body is maintained, regardless of the colored coating layer.
このような複合容器の形成には、容器本体となる樹脂と被覆層となる樹脂との2層の樹脂を有するプリフォームが用いられる。このようなプリフォームは、例えば、いわゆる、ダブルモールド成形(二色成形)法によって作製され得る。2層の樹脂を有するプリフォームが、二軸延伸ブロー成形などによって、一体として延伸される。 To form such a composite container, a preform is used that has two layers of resin, one that will become the container body and the other that will become the coating layer. Such a preform can be produced, for example, by the so-called double mold molding (two-color molding) method. The preform that has the two layers of resin is stretched as a single unit by biaxial stretch blow molding or the like.
容器本体を形成するエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステル樹脂に対して、被覆層を形成するポリオレフィン系樹脂の融点は低い。このため、エチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステル樹脂を延伸できる温度において、被覆層を形成するポリオレフィン系樹脂が極めて軟らかくなることがある。このような場合、胴型と底型との間の隙間にポリオレフィン系樹脂が流れ込みやすく、結果としてバリが形成されやすい。胴型12と底型21との間の隙間91が押しつぶされる本実施形態に係るブロー成形機1は、このような複合容器の製造において特に効を奏する。
The melting point of the polyolefin resin that forms the coating layer is lower than that of the ethylene terephthalate thermoplastic polyester resin that forms the container body. Therefore, at the temperature at which the ethylene terephthalate thermoplastic polyester resin can be stretched, the polyolefin resin that forms the coating layer can become extremely soft. In such a case, the polyolefin resin is likely to flow into the gap between the body mold and the bottom mold, resulting in the formation of burrs. The
本実施形態に係るブロー成形機1では、ブロー成形時には、胴型12と底型21との間の隙間が押し潰されているが、胴型12の型閉時及び型開時には、胴型12と底型21との間にわずかな隙間が形成される。このため、胴型12が底型21との接触面と平行な方向に移動しても、胴型12と底型21とが擦れることが無い。したがって、胴型12と底型21との摩耗が防止される。
In the
また、型閉及び型開の繰り返しによって、ロックリング14とロックリング受部38との接触面が摩耗することが考えられる。仮に、ロックリング14とロックリング受部38との嵌合によって底型21の位置決めを行うとすると、摩耗によって、胴型12と底型21との間の隙間の大きさが変化することが考えられる。本実施形態に係るブロー成形機1では、摩耗等によってロックリング14とロックリング受部38との間の嵌合の状態が変化しても、空気圧によって底型21を胴型12に押し付けることで、胴型12と底型21との間の隙間は常に抑制されている。
In addition, repeated mold closing and opening may cause wear on the contact surface between the
本実施形態に係るブロー成形機1では、ピストン部36の受圧面37の面積を大きくすることで、ブローノズル60へ送るブローエアーと同じ系統の高圧エアで、底型21の押上げを実現できる。このため、他の機構を用いて底型21を上下させる場合と比較して、ブロー成形機1の構成を単純化することができる。
In the
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。 The present invention has been described above by showing preferred embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the present invention.
例えば、ブロー成形機は、どのような形状の容器を成形するものであっても、容器以外の何を成形するものであってもよい。成形型は、いくつにどのように分割されていてもよい。ブロー成形機は、上述の実施形態の場合と上下が逆さに構成されていてもよい。この場合、例えば、胴型と底型との隙間を形成するようにバネが設けられており、ブロー成形時にはブローエアーの圧力でこのバネに抗して底型が胴型に押し付けられてもよい。上述の実施形態の技術は、二軸延伸ブロー成形に限らず、他のブロー成形機にも用いられ得る。 For example, the blow molding machine may be used to mold containers of any shape, or may be used to mold anything other than containers. The molding die may be divided into any number of parts. The blow molding machine may be configured upside down compared to the above-mentioned embodiment. In this case, for example, a spring may be provided to form a gap between the body die and the bottom die, and during blow molding, the bottom die may be pressed against the body die against this spring by the pressure of the blow air. The technology of the above-mentioned embodiment may be used not only for biaxial stretch blow molding, but also for other blow molding machines.
1 ブロー成形機
10 上部ユニット
10a 第1の上部ユニット
10b 第2の上部ユニット
11 上部支持部材
11a 第1の上部支持部材
11b 第2の上部支持部材
12 胴型
12a 第1の胴型
12b 第2の胴型
13 ネックインサート
13a 第1のネックインサート
13b 第2のネックインサート
14 ロックリング
14a 第1のロックリング
14b 第2のロックリング
20 下部ユニット
21 底型
30 第1の下部支持部材
31 台座部
32 上面
33 下面
34 接続部
35 上面
36 ピストン部
37 受圧面
38 ロックリング受部
39 移動機構
40 第2の下部支持部材
41 底部
42 筒部
43 上部
44 支持面
45 下面
49 加圧空間
60 ブローノズル
71 空気圧源
72 第1の送気路
73 第2の送気路
74 第1の弁
75 第2の弁
76 制御装置
91 隙間
LIST OF
Claims (3)
前記容器の底部を形成するように構成された底型と、
前記容器にブロー成形されるプリフォームにブローエアーを吹き込むように構成されたブローノズルと、
前記底型を支持するように構成された底型支持部材と、
型閉時に前記胴型と前記底型との間の隙間をなくすように、前記ブローエアーの空気圧を用いて前記底型支持部材を前記胴型の方向へ移動させるように構成された移動機構と、
前記胴型を支持するように構成された胴型支持部材と、
前記胴型支持部材に支持されたロック部材と、
前記底型支持部材に設けられ、前記型閉時に前記ロック部材と嵌合する受け部と
を備えるブロー成形機。 a body mold configured to form a body portion of a container;
a base mold configured to form a bottom of the container;
A blow nozzle configured to blow air into the preform to be blown into the container;
A bottom mold support member configured to support the bottom mold;
a moving mechanism configured to move the bottom mold support member toward the barrel mold by using the air pressure of the blow air so as to eliminate a gap between the barrel mold and the bottom mold when the mold is closed ;
A barrel support member configured to support the barrel;
a lock member supported by the barrel support member;
a receiving portion provided on the bottom mold support member and adapted to engage with the locking member when the mold is closed;
A blow molding machine comprising:
型閉時及び型開時に、前記胴型を構成する割型の各々は、前記底型との接触面と平行な方向に移動する、
請求項1に記載のブロー成形機。 The body mold is a split mold,
When the mold is closed and opened, each of the split molds constituting the body mold moves in a direction parallel to a contact surface with the bottom mold.
2. The blow molding machine of claim 1.
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