WO2022181618A1 - 温度調整用金型、樹脂製容器の製造装置および製造方法 - Google Patents

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temperature
mold
temperature adjustment
axial direction
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清典 島田
知巳 土屋
幸一 池田
勇也 宮坂
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日精エー・エス・ビー機械株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a temperature control mold, a resin container manufacturing apparatus, and a manufacturing method.
  • a hot parison type blow molding machine has been known as one of the machines for manufacturing resin containers.
  • the hot parison type blow molding machine is configured to blow mold resin containers using the heat retained during injection molding of the preform. is advantageous in that it is possible to manufacture
  • preforms immediately after injection molding do not have a temperature distribution suitable for forming containers. Therefore, in the hot parison type blow molding cycle, in order to suppress the uneven temperature of the preform, or to give the preform a desired temperature distribution suitable for shaping the container, A preform temperature adjustment step is performed at .
  • a temperature control rod mold that follows the internal shape of the preform is inserted inside the preform, and the temperature is adjusted by bringing the inner peripheral surface of the preform and the temperature control rod mold into close contact.
  • the conventional temperature control rod type is not suitable for temperature control that gives a temperature difference in the axial direction because it is in close contact with the inner peripheral surface of the preform. Therefore, for example, it has been difficult to improve the thickness distribution of the container by locally cooling the portion corresponding to the thin-walled portion of the container from the inside of the preform while restricting the shrinkage deformation of the preform.
  • One aspect of the present invention is a temperature adjusting mold for adjusting the temperature of an injection-molded bottomed resin preform.
  • the temperature control mold is inserted into the preform and has a rod portion extending in the axial direction of the preform.
  • the rod portion has an annular protrusion projecting in a radial direction of the rod portion and coming into contact with the inner peripheral surface of the preform.
  • the rod portion contacts the bottom portion of the preform to restrict axial contraction of the preform.
  • the projection restricts the radial contraction of the preform, conducts heat between the rod and the preform, and adjusts the temperature at a predetermined portion of the preform in the axial direction.
  • FIG. 4 is a longitudinal section showing a configuration example of a temperature control unit;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the protrusion of the temperature control unit;
  • FIG. 3 is a diagram showing a modification of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a diagram showing a modification of FIG. 4;
  • FIG. 3 is a diagram showing another modification of FIG. 2;
  • It is a flowchart which shows the process of a blow-molding method.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the blow molding device 20 of this embodiment.
  • the blow molding apparatus 20 of the present embodiment is a hot parison method (also referred to as a one-stage method) in which the preform 10 is not cooled to room temperature, but the heat (internal heat) at the time of injection molding is utilized to blow mold the container. It is a device.
  • the blow molding device 20 includes an injection molding section 21 , a temperature adjustment section 22 , a blow molding section 23 , an ejection section 24 and a transport mechanism 26 .
  • the injection molding section 21, the temperature adjustment section 22, the blow molding section 23, and the ejection section 24 are arranged at positions rotated by a predetermined angle (for example, 90 degrees) around the transport mechanism .
  • the transport mechanism 26 includes a transport plate 28 (not shown in FIG. 1) that moves so as to rotate about an axis perpendicular to the plane of FIG.
  • One or more neck molds 27 (not shown in FIG. 1) for holding the necks of the preforms 10 or resin containers (hereinafter simply referred to as containers) are arranged on the transfer plate 28 at predetermined angles.
  • the conveying mechanism 26 moves the transfer plate 28 by 90 degrees, thereby transferring the preform 10 (or container) whose neck is held by the neck mold 27 to the injection molding section 21 , the temperature adjustment section 22 , and the blow molding section 23 . , to the take-out section 24 in that order.
  • the conveying mechanism 26 further includes an elevating mechanism (vertical mold opening/closing mechanism) and a mold opening mechanism for the neck mold 27, which is used to raise and lower the transfer plate 28, close and open the molds in the injection molding unit 21 and the like ( Mold release) is also performed.
  • an elevating mechanism vertical mold opening/closing mechanism
  • a mold opening mechanism for the neck mold 27 which is used to raise and lower the transfer plate 28, close and open the molds in the injection molding unit 21 and the like ( Mold release) is also performed.
  • the injection molding section 21 includes an injection cavity mold and an injection core mold (not shown), and manufactures the preform 10 shown in FIG.
  • the injection molding unit 21 is connected to an injection device 25 that supplies the resin material that is the raw material of the preform 10 .
  • the injection cavity mold, the injection core mold, and the neck mold 27 of the transport mechanism 26 are closed to form a preform-shaped mold space.
  • the preform 10 is manufactured in the injection molding section 21 by pouring the resin material from the injection device 25 into the mold space of such a preform shape.
  • the overall shape of the preform 10 is a bottomed cylindrical shape with one end open and the other end closed. A neck is formed at the end of the preform 10 on the opening side.
  • the material of the container and the preform 10 is a thermoplastic synthetic resin, which can be appropriately selected according to the application of the container.
  • specific types of materials include, for example, PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PCTA (polycyclohexanedimethylene terephthalate), Tritan (Tritan (registered trademark): copolyester manufactured by Eastman Chemical Co.).
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PC polycarbonate
  • PES polyethersulfone
  • PPSU polyphenylsulfone
  • PS polystyrene
  • COP/COC cyclic olefin polymer
  • PMMA polymethacrylic acid methyl: acryl
  • PLA polylactic acid
  • the neck mold 27 of the transport mechanism 26 is not opened and the preform 10 is held and transported as it is.
  • the number of preforms 10 simultaneously molded in the injection molding section 21 (that is, the number of containers that can be molded simultaneously in the blow molding device 20) can be appropriately set.
  • the temperature adjustment unit 22 equalizes and removes temperature variations in the preform 10 manufactured by the injection molding unit 21, and adjusts the temperature of the preform 10 to a temperature suitable for blow molding (for example, about 90° C. to 105° C.) and The temperature distribution is adjusted to suit the shape of the container to be formed.
  • the temperature control unit 22 also has a function of cooling the preform 10 in a high temperature state after injection molding.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of the temperature adjustment section 22.
  • the temperature adjustment unit 22 includes a cavity mold (temperature adjustment pot mold, heating pot mold) 31 capable of accommodating the preform 10, and a temperature adjustment rod 32, which is a mold member inserted inside the preform. .
  • the cavity mold 31 has a space for temperature adjustment that has substantially the same shape as the outer shape of the preform 10 manufactured in the injection molding section 21 .
  • the cavity mold 31 is divided into at least three in the axial direction of the preform 10, and includes an upper mold 31a, a middle mold 31b and a lower mold 31c.
  • the upper die 31a is a die that faces (opposes) the outer peripheral surface of the preform 10 near the neck.
  • the intermediate die 31b is a die that faces the outer peripheral surface of the body of the preform 10 .
  • the lower mold 31c is a mold that faces the outer peripheral surface of the bottom of the preform 10 .
  • the bottom surface of the upper die 31a and the upper surface of the intermediate die 31b, and the bottom surface of the intermediate die 31b and the upper surface of the lower die 31c are engaged with each other by a spigot structure, for example, by sandwiching a heat insulating member therebetween.
  • Heating members such as band heaters (ring-shaped heaters) and rod-shaped heaters are attached to the upper mold 31a, the middle mold 31b and the lower mold 31c of the cavity mold 31, respectively.
  • the upper mold 31a, the middle mold 31b, and the lower mold 31c are each kept at a predetermined temperature by a heating member.
  • the temperature of the preform 10 is adjusted by heating the outer peripheral side of the preform 10 with the heat from the cavity mold 31 .
  • the body portion of the heated preform 10 shrinks and deforms toward the inner diameter side and the neck portion side.
  • the temperature distribution of the preform 10 in the axial direction can also be changed by changing the temperature of the heating members of the upper die 31a, middle die 31b and lower die 31c.
  • the temperature control rod 32 is an example of a rod portion (rod member), and is configured to be able to advance and retreat in the axial direction (vertical direction in the figure) with respect to the neck mold 27 holding the preform 10 with the temperature control portion 22 . be done.
  • FIG. 2 shows a state in which the temperature control rod 32 is moved downward (lowered) by a rod drive mechanism (not shown) and inserted into the neck mold 27 and the preform 10 .
  • the diameter of the temperature control rod 32 is set smaller than the inner diameter of the preform 10 . Also, the tip of the temperature control rod 32 inserted inside the preform 10 contacts the bottom of the preform 10 .
  • the axial length of the temperature control rod 32 is set to a length that assumes the amount of shrinkage of the preform 10 until the temperature control rod 32 is inserted after being carried out from the injection molding section 21 . Thereby, the temperature adjustment rod 32 has a function of maintaining the axial length of the preform 10 at a predetermined dimension during temperature adjustment and restricting excessive shrinkage of the preform 10 .
  • the temperature control rod 32 is kept at a predetermined temperature by the temperature control medium flowing inside.
  • the temperature control rod 32 is set to a lower temperature than the preform 10, and the preform 10 is cooled by the temperature control rod 32.
  • the preform 10 may be heated by the temperature control rod 32. It is possible.
  • the temperature adjusting rod 32 has an annular protrusion 33 that protrudes radially outward.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the vicinity of the protrusion of the temperature control unit 22. As shown in FIG. In addition, illustration of the flow path in the temperature control rod 32 is omitted also in FIG.
  • the projecting portion 33 shown in FIGS. 2 and 3 is detachable from the temperature control rod 32 and is composed of a pair of half ring bodies 34 made of a material with good heat conductivity.
  • the half-split ring body 34 has an annular large-diameter portion (protruding portion 33 ) on the outer peripheral side, and its mounting position can be adjusted in the axial direction of the temperature control rod 32 .
  • the pair of half-split ring bodies 34 (projections 33) are fixed to the temperature control rod 32 by fixing means (not shown).
  • the protruding portion 33 functions to adjust the temperature of the predetermined portion of the preform 10 in the axial direction by coming into contact with the predetermined portion from the inside. Heat is conducted to the temperature control rod 32 via the protrusion 33 at the portion of the inside of the preform 10 that contacts the protrusion 33 . On the other hand, since air is present between the temperature control rod 32 and the preform 10, the heat of the temperature control rod 32 is less likely to be transferred to the portion inside the preform 10 that is not in contact with the protrusion 33 . Therefore, it is possible to adjust the temperature distribution in the axial direction of the preform 10 at the positions of the protrusions 33 .
  • the projecting portion 33 also has a function of maintaining the radial dimension of the preform 10 during temperature adjustment and restricting excessive shrinkage of the preform 10 .
  • the outer diameter of the protrusion 33 is appropriately set in consideration of the temperature adjustment time by the protrusion 33 according to the amount of shrinkage of the preform 10 . If the outer diameter of the protrusion 33 is increased, the shrinking preform 10 and the protrusion 33 will come into contact with each other relatively early, and the temperature adjustment time due to the contact with the protrusion 33 will be longer. On the other hand, if the outer diameter of the protrusion 33 is made smaller, the contact between the shrinking preform 10 and the protrusion 33 is delayed compared to the case where the outer diameter of the protrusion 33 is large, and the temperature adjustment time is shortened.
  • the outer diameter of the protrusion 33 by adjusting the outer diameter of the protrusion 33, the contact time between the predetermined portion of the preform 10 and the protrusion 33 is changed, and the temperature adjustment time for the predetermined portion of the preform 10 can be adjusted.
  • a plurality of types of half-ring bodies 34 having different outer diameters of the protrusions 33 are prepared, and the half-ring bodies 34 are appropriately exchanged according to specifications such as the shape of the container to be manufactured and the material of the preform 10. you can do it.
  • FIG. 2 shows an example in which the protrusion 33 is arranged in the axially intermediate portion of the temperature control rod 32 to cool the corresponding portion of the preform 10 that forms the shoulder of the container.
  • FIG. 4 is a modified example of FIG. 2, showing an example in which the vicinity of the boundary between the neck mold 27 and the upper mold 31a (the corresponding portion under the neck of the preform 10) is cooled by the projecting portion 33.
  • the protrusion 33 is formed of a pair of half-split ring bodies 34, as in the example of FIG.
  • burrs are formed in the gap between the neck mold 27 and the upper mold 31a or between the neck mold 27 and the upper surface of the blow mold. You can prevent it from happening.
  • FIG. 5 is a modification of FIG. 4, showing an example in which a protrusion 33 is integrally formed with the temperature control rod 32 at a position below the neck.
  • a protrusion 33 is integrally formed with the temperature control rod 32 at a position below the neck.
  • FIG. 6 is another modification of FIG. 2, showing a configuration example in which the temperature control rod 32 is covered with an annular contact ring 35 forming the projection 33 and a cylindrical spacer 36 . Since the configuration and function of the cavity mold 31 in FIG. 6 are the same as those in FIGS. 2 to 5, redundant description will be omitted.
  • the inner diameters of the annular contact ring 35 and the cylindrical spacer 36 are set to dimensions that allow the temperature control rod 32 to pass through. At least one or more contact rings 35 and at least one or more (more preferably two or more) spacers 36 are inserted into the temperature control rod 32 and arranged concentrically around the outer periphery of the rod body 32b of the temperature control rod 32. be. Note that FIG. 6 shows an example in which two contact rings 35 and two spacers 36 are attached to the temperature control rod 32 .
  • the outer diameter of the contact ring 35 is set larger than the outer diameter of the spacer 36.
  • a contact ring 35 attached to the temperature control rod 32 protrudes outward from the spacer 36 and comes into contact with the inside of the preform 10 to conduct the heat of the preform 10 to the temperature control rod 32 . Therefore, the contact ring 35 functions as the protrusion 33 that comes into contact with a predetermined portion of the preform 10 in the axial direction from the inside and adjusts (cools) the temperature of the predetermined portion.
  • a spacer 36 is attached to the temperature control rod 32 to axially position the contact ring 35 . Also, the spacer 36 does not come into contact with the preform 10 and functions to form an air layer between itself and the inner periphery of the preform 10, for example. As described above, the axial temperature distribution of the preform 10 can be adjusted at the position of the contact ring 35 .
  • the temperature control rod 32 has a tip piece 32a.
  • the tip piece 32a has a larger diameter than the rod body 32b, and is detachable from the tip of the rod body 32b.
  • the contact ring 35 and spacer 36 are inserted into the rod body 32b with the tip piece 32a removed.
  • the tip piece 32a is attached to the tip of the rod body 32b after the contact ring 35 and the spacer 36 are inserted through the rod body 32b, and prevents the contact ring 35 and the spacer 36 from coming off.
  • a stop pin (not attached) is inserted into each through hole formed in each of the temperature control rod 32 and the tip piece. ) is inserted, and the contact ring 35 and the spacer 36 are retained.
  • the spacer 36 and the tip piece 32 a function as fixing means for fixing the contact ring 35 (projection 33 ) to the temperature control rod 32 .
  • the same effect as in FIG. 2 can be obtained.
  • the outer diameter and number of the contact rings 35 and the axial position of the contact rings 36 defined by the spacers 36 can be appropriately changed by exchanging the contact rings 35 and the spacers 36 .
  • blow molding part 23 performs stretch blow molding on the preform 10 whose temperature has been adjusted by the temperature adjustment section 22 to manufacture a container.
  • the blow molding section 23 includes a blow cavity mold that is a pair of split molds corresponding to the shape of the container, a bottom mold, an extension rod, and an air introducing member (blow core mold, none of which are shown).
  • the blow molding section 23 blow molds the preform 10 while stretching it. As a result, the preform 10 can be formed into a blow-cavity shape to manufacture a container.
  • the removal section 24 is configured to release the neck of the container manufactured in the blow molding section 23 from the neck mold 27 and remove the container to the outside of the blow molding apparatus 20 .
  • FIG. 7 is a flow chart showing the steps of the blow molding method.
  • the mold adjusting step (S100) is performed before each step (S101 to S104) of the blow molding method described below is performed.
  • the mold adjusting step is a step of adjusting the position of the protrusion 33 of the temperature adjusting rod 32 according to the shape of the container to be formed. As an example, the following operations are performed in the mold adjustment process.
  • the axial position of the protrusion 33 of the temperature adjusting rod 32 is adjusted based on the container shape information.
  • the temperature adjustment time by the temperature adjustment rod 32 may be changed by changing the outer diameter of the protrusion 33 by changing the parts or the like.
  • the operator positions the protrusion 33 of the temperature control rod 32 so that the portion of the preform 10 corresponding to the thin-walled portion of the container contacts the protrusion 33 . adjust.
  • the portion of the preform 10 corresponding to the thin portion of the container is brought into contact with the projecting portion 33 and is locally cooled, thereby improving the thickness distribution of the container after adjustment.
  • the operator should place the protrusion 33 of the temperature control rod 32 near the boundary between the neck mold 27 and the upper mold 31a (the corresponding portion under the neck of the preform 10). Adjust to position.
  • the portion under the neck of the preform 10 is locally cooled, and the generation of burrs under the neck of the container is suppressed.
  • Step S101 Injection molding step
  • a resin is injected from the injection device 25 into the preform-shaped mold space formed by the injection cavity mold, the injection core mold, and the neck mold 27 of the transport mechanism 26, and the preform 10 is manufactured. be done.
  • step S101 when the injection molding of the preform 10 is completed, the injection molding part 21 is opened and the preform 10 is released from the injection cavity mold and the injection core mold. Next, the transfer plate 28 of the transfer mechanism 26 is rotated by a predetermined angle, and the preform 10 held by the neck mold 27 is transferred to the temperature adjustment section 22 .
  • Step S102 temperature adjustment step
  • the temperature adjustment unit 22 adjusts the temperature of the preform 10 to bring it closer to the temperature suitable for final blowing.
  • the preform 10 held by the neck mold 27 is accommodated in the cavity mold 31 by lowering the transfer plate 28 . Further, the temperature control rod 32 is inserted into the preform 10 by descending the temperature control rod 32 .
  • the preform 10 is heated from the outside by the cavity mold 31 in a non-contact state.
  • the temperature of the preform 10 is adjusted so that the temperature does not fall below the temperature suitable for blow molding, and the temperature deviation that occurs during injection molding is also reduced.
  • the contraction of the preform 10 causes the inner peripheral surface of the preform 10 to come into contact with the protrusions of the temperature control rod 32 , thereby locally cooling a predetermined portion of the preform 10 .
  • the transfer plate 28 of the transfer mechanism 26 is rotated by a predetermined angle, and the temperature-adjusted preform 10 held by the neck mold 27 is transferred to the blow molding section 23 .
  • Step S103 blow molding step
  • the blow molding of the container is performed in the blow molding section 23 .
  • the blow cavity mold is closed to accommodate the preform 10 in the mold space, and the air introduction member (blow core) is lowered so that the neck portion of the preform 10 is brought into contact with the air introduction member.
  • the stretching rod (longitudinal axis stretching member) is lowered to hold the bottom of the preform 10 from the inner surface, and the preform 10 is stretched as necessary while supplying blow air from the air introduction member. is transversely stretched.
  • the preform 10 is expanded and shaped so as to be in close contact with the mold space of the blow cavity mold, and is blow-molded into a container.
  • the bottom mold waits at a lower position where it does not contact the bottom of the preform 10, and quickly rises to the molding position before or after closing the mold.
  • Step S104 container take-out step
  • the blow cavity mold and the bottom mold are opened. Thereby, the container can be moved from the blow molding section 23 . Subsequently, the transport plate 28 of the transport mechanism 26 is rotated by a predetermined angle, and the container is transported to the pick-up section 24 . At the take-out station 24 , the neck of the container is released from the neck mold 27 and the container is taken out of the blow molding apparatus 20 .
  • the temperature control rod 32 of this embodiment has an annular protrusion 33 that protrudes radially and comes into contact with the inner peripheral surface of the preform 10 .
  • the protrusion 33 conducts heat between the temperature control rod 32 and the preform 10 .
  • a predetermined portion in the axial direction of the preform 10 can be cooled from the inside by the protrusion 33 to adjust the temperature, and the thickness distribution of the blow-molded container can be improved.
  • the tip of the temperature control rod 32 comes into contact with the bottom of the preform 10 to restrict the preform 10 from shrinking in the axial direction.
  • the protruding portion 33 contacts the inner peripheral surface of the preform 10 to restrict radial shrinkage of the preform 10 .
  • the protrusion 33 of this embodiment is provided on a half-split ring body 34 or a contact ring 35 that can be attached to and detached from the temperature adjustment rod 32, so that the position in the axial direction can be adjusted.
  • the position of the preform 10 at which the temperature is adjusted can be easily adjusted according to the specifications of the container.
  • the half ring body 34 or the contact ring 35 it is possible to change the radial projection amount of the protrusion 33.
  • the temperature adjustment time by the protrusions 33 can be adjusted by changing the timing of contact between the shrinking preform 10 and the protrusions 33 .
  • the thermal shrinkage rate is higher than that of PET and the like, and the preform 10 is easily contracted and deformed during temperature adjustment.
  • these materials do not have distortion hardening properties as compared with PET and the like, and it is difficult to adjust the wall thickness during blow molding.
  • Distortion hardening properties are defined as the point where the weakest part of the preform (usually the hottest part) first reaches its yield point during the blowing process, then the weakest part begins to stretch, until the wall thickness is uniform. , refers to the property of increasing its strength through molecular orientation.
  • a plurality of protrusions 33 may be provided in the axial direction of the temperature adjustment rod 32 .

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Abstract

【課題】プリフォームの収縮変形を規制しつつ、プリフォームの内側から軸方向の局所的な温度調整が可能な温度調整用金型を提供する。 【解決手段】射出成形された有底形状の樹脂製のプリフォームの温度を調整するための温度調整用金型は、プリフォームの内部に挿入され、プリフォームの軸方向に延びるロッド部を備える。ロッド部は、ロッド部の径方向に突出し、プリフォームの内周面と接触する環状の突起部を有する。ロッド部は、プリフォームの底部と接触してプリフォームの軸方向の収縮を規制する。突起部は、プリフォームの径方向の収縮を規制するとともに、ロッド部とプリフォームの間で熱を伝導し、プリフォームの軸方向の所定部位における温度を調整する。

Description

温度調整用金型、樹脂製容器の製造装置および製造方法
　本発明は、温度調整用金型、樹脂製容器の製造装置および製造方法に関する。
　従来から樹脂製容器の製造装置の一つとして、ホットパリソン式のブロー成形装置が知られている。ホットパリソン式のブロー成形装置は、プリフォームの射出成形時の保有熱を利用して樹脂製容器をブロー成形する構成であり、コールドパリソン式と比較して多様かつ美的外観に優れた樹脂製容器を製造できる点で有利である。
　一般的に、射出成形直後のプリフォームは、容器の賦形に適した温度分布を備えていない。そのため、ホットパリソン式のブロー成形サイクルでは、プリフォームの偏温の抑制や、あるいは容器の賦形に適した所望の温度分布をプリフォームに付与するために、射出成形工程とブロー成形工程の間にプリフォームの温度調整工程が行われる。
　この種の温度調整工程では、プリフォームの内部形状に倣った温調ロッド型をプリフォームの内側に挿入し、プリフォームの内周面と温調ロッド型を密着させて温度調整を行うことがある。
特許第３３３０６７７号公報 特許第３２５５４８５号公報
　従来の温調ロッド型は、プリフォームの内周面に密着することから軸方向に温度差を付与する温度調整に不向きである。そのため、例えば、プリフォームの収縮変形を規制しつつ、容器の薄肉部に対応する部位をプリフォームの内側から局所的に冷却し、容器の肉厚分布の改善を図ることは困難であった。
　本発明の一態様は、射出成形された有底形状の樹脂製のプリフォームの温度を調整するための温度調整用金型である。温度調整用金型は、プリフォームの内部に挿入され、プリフォームの軸方向に延びるロッド部を備える。ロッド部は、ロッド部の径方向に突出し、プリフォームの内周面と接触する環状の突起部を有する。ロッド部は、プリフォームの底部と接触してプリフォームの軸方向の収縮を規制する。突起部は、プリフォームの径方向の収縮を規制するとともに、ロッド部とプリフォームの間で熱を伝導し、プリフォームの軸方向の所定部位における温度を調整する。
　本発明の一態様によれば、プリフォームの収縮変形を規制しつつ、プリフォームの内側から軸方向の局所的な温度調整を行うことができる。
本実施形態のブロー成形装置の構成を模式的に示す図である。 温度調整部の構成例を示す縦断面である。 温度調整部の突起部近傍の横断面図である。 図２の変形例を示す図である。 図４の変形例を示す図である。 図２の他の変形例を示す図である。 ブロー成形方法の工程を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。
　図１は、本実施形態のブロー成形装置２０の構成を模式的に示す図である。本実施形態のブロー成形装置２０は、プリフォーム１０を室温まで冷却せずに射出成形時の保有熱（内部熱量）を活用して容器をブロー成形するホットパリソン方式（１ステージ方式とも称する）の装置である。
　ブロー成形装置２０は、射出成形部２１と、温度調整部２２と、ブロー成形部２３と、取り出し部２４と、搬送機構２６とを備える。射出成形部２１、温度調整部２２、ブロー成形部２３および取り出し部２４は、搬送機構２６を中心として所定角度（例えば９０度）ずつ回転した位置に配置されている。
（搬送機構２６）
　搬送機構２６は、図１の紙面垂直方向の軸を中心に回転するように移動する移送板２８（図１では不図示）を備える。移送板２８には、プリフォーム１０または樹脂製容器（以下、単に容器と称する）の首部を保持するネック型２７（図１では不図示）が、所定角度ごとにそれぞれ１以上配置されている。搬送機構２６は、移送板２８を９０度分ずつ移動させることで、ネック型２７で首部が保持されたプリフォーム１０（または容器）を、射出成形部２１、温度調整部２２、ブロー成形部２３、取り出し部２４の順に搬送する。なお、搬送機構２６は、昇降機構（縦方向の型開閉機構）やネック型２７の型開き機構をさらに備え、移送板２８を昇降させる動作や、射出成形部２１等における型閉じや型開き（離型）に係る動作も行う。
（射出成形部２１）
　射出成形部２１は、それぞれ図示を省略する射出キャビティ型、射出コア型を備え、図２に示すプリフォーム１０を製造する。射出成形部２１には、プリフォーム１０の原材料である樹脂材料を供給する射出装置２５が接続されている。
　射出成形部２１においては、上記の射出キャビティ型、射出コア型と、搬送機構２６のネック型２７とを型閉じしてプリフォーム形状の型空間を形成する。そして、このようなプリフォーム形状の型空間内に射出装置２５から樹脂材料を流し込むことで、射出成形部２１でプリフォーム１０が製造される。
　例えば、プリフォーム１０の全体形状は、一端側が開口され、他端側が閉塞された有底円筒形状である。プリフォーム１０の開口側の端部には、首部が形成されている。
　また、容器およびプリフォーム１０の材料は、熱可塑性の合成樹脂であり、容器の用途に応じて適宜選択できる。具体的な材料の種類としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣＴＡ（ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート）、Ｔｒｉｔａｎ（トライタン（登録商標）：イーストマンケミカル社製のコポリエステル）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＣＯＰ／ＣＯＣ（環状オレフィン系ポリマー）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル：アクリル）、ＰＬＡ（ポリ乳酸）などが挙げられる。
　なお、射出成形部２１の型開きをしたときにも、搬送機構２６のネック型２７は開放されずにそのままプリフォーム１０を保持して搬送する。射出成形部２１で同時に成形されるプリフォーム１０の数（すなわち、ブロー成形装置２０で同時に成形できる容器の数）は、適宜設定できる。
（温度調整部２２）
　温度調整部２２は、射出成形部２１で製造されたプリフォーム１０の均温化や偏温除去を行い、プリフォーム１０の温度をブロー成形に適した温度（例えば約９０℃～１０５℃）かつ賦形される容器形状に適した温度分布に調整する。また、温度調整部２２は、射出成形後の高温状態のプリフォーム１０を冷却する機能も担う。
　図２は、温度調整部２２の構成例を示す縦断面図である。温度調整部２２は、プリフォーム１０を収容可能なキャビティ型（温度調整ポット型、加熱ポット型）３１と、プリフォームの内側に挿入される金型部材である温度調整ロッド３２とを備えている。
　キャビティ型３１は、射出成形部２１で製造されたプリフォーム１０の外形と略同じ形状の温度調整用の空間を有する。キャビティ型３１は、プリフォーム１０の軸方向に少なくとも３分割され、上段型３１ａ、中段型３１ｂおよび下段型３１ｃを含む。
　上段型３１ａは、プリフォーム１０の首部近傍の外周面に臨む（対向する）金型である。中段型３１ｂは、プリフォーム１０の胴部の外周面に臨む金型である。下段型３１ｃは、プリフォーム１０の底部の外周面に臨む金型である。上段型３１ａの底面と中段型３１ｂの上面、ならびに中段型３１ｂの底面と下段型３１ｃの上面は、例えば、断熱部材をそれらの間に挟み込むようにして、それぞれインロー構造で係合する。
　キャビティ型３１の上段型３１ａ、中段型３１ｂおよび下段型３１ｃには、バンドヒータ（リング状ヒータ）やロッド状ヒータなどの加熱部材（不図示）がそれぞれ取り付けられている。上段型３１ａ、中段型３１ｂおよび下段型３１ｃは、それぞれ加熱部材により所定の温度に保たれる。そして、キャビティ型３１からの熱でプリフォーム１０の外周側が加熱されることで、プリフォーム１０の温度が調整される。加熱されたプリフォーム１０の胴部は、内径側や首部側に収縮変形する。なお、上段型３１ａ、中段型３１ｂおよび下段型３１ｃの加熱部材の温度を変化させることで、プリフォーム１０の軸方向の温度分布を変化させることもできる。
　温度調整ロッド３２は、ロッド部（ロッド部材）の一例であって、温度調整部２２でプリフォーム１０を保持しているネック型２７に対して軸方向（図中上下方向）に進退可能に構成される。図２では、温度調整ロッド３２がロッド駆動機構（不図示）により図中下側に移動（下降）してネック型２７およびプリフォーム１０の内部に挿入された状態を示している。
　温度調整ロッド３２の径は、プリフォーム１０の内径よりも小さい寸法に設定されている。また、プリフォーム１０の内部に挿入された温度調整ロッド３２の先端は、プリフォーム１０の底部と接触する。温度調整ロッド３２の軸方向長さは、射出成形部２１から搬出された後に温度調整ロッド３２が挿入されるまでのプリフォーム１０の収縮量を想定した長さに設定されている。これにより、温度調整ロッド３２は、温度調整時にプリフォーム１０の軸方向長さを所定の寸法に保持し、プリフォーム１０の必要以上の収縮を規制する機能を担う。
　また、温度調整ロッド３２の内部には、軸方向に沿って温度調整媒体の流れる流路（不図示）が形成されている。そのため、温度調整ロッド３２は、内部を流れる温度調整媒体により所定の温度に保たれる。本実施形態では、温調ロッド３２がプリフォーム１０よりも低温に設定され、温度調整ロッド３２によりプリフォーム１０を冷却する場合を説明するが、温度調整ロッド３２によりプリフォーム１０を加熱することも可能である。
　また、温度調整ロッド３２は、径方向外側に突出する環状の突起部３３を有している。図３は、温度調整部２２の突起部近傍の横断面図である。なお、図３においても温度調整ロッド３２内の流路の図示は省略している。
　図２、図３に示す突起部３３は、温度調整ロッド３２に対して着脱可能で、伝熱性の良好な材料で形成された一対の半割リング体３４で構成されている。半割リング体３４は、外周側に環状の大径部（突起部３３）を有するとともに、温度調整ロッド３２の軸方向において取付位置を調整可能である。一対の半割リング体３４（突起部３３）は不図示の固定手段により温調ロッド３２に固定される。
　突起部３３は、プリフォーム１０の軸方向の所定部位に内側から接触して当該所定部位の温度を調整する機能を担う。プリフォーム１０の内側で突起部３３と接触する部位では、突起部３３を介して温度調整ロッド３２との間で熱が伝導される。一方、プリフォーム１０の内側で突起部３３と接触しない部位は、温度調整ロッド３２とプリフォーム１０の間に空気が介在するので温度調整ロッド３２の熱が伝わりにくい。そのため、プリフォーム１０の軸方向の温度分布を突起部３３の位置で調整することが可能である。
　また、上記のように突起部３３がプリフォーム１０の内周と接触することで、プリフォーム１０は突起部３３よりも内径側に収縮しにくくなる。そのため、突起部３３は、温度調整時にプリフォーム１０の径方向の寸法を保持し、プリフォーム１０の必要以上の収縮を規制する機能も担う。
　また、突起部３３の外径は、プリフォーム１０の収縮量に応じた突起部３３による温度調整時間を考慮して適宜設定される。突起部３３の外径を大きくすると、収縮するプリフォーム１０と突起部３３が比較的早くに接触し、突起部３３との接触による温度調整時間は長くなる。一方、突起部３３の外径を小さくすると、突起部３３の外径が大きい場合と比べて収縮するプリフォーム１０と突起部３３の接触が遅くなり、上記の温度調整時間は短くなる。したがって、突起部３３の外径を調整することでプリフォーム１０の所定部位と突起部３３の接触時間が変化し、プリフォーム１０の所定部位に対する温度調整時間を調整することが可能である。上記の調整は、例えば、突起部３３の外径が異なる半割リング体３４を複数種類準備し、製造する容器形状やプリフォーム１０の材料等の仕様に応じて半割リング体３４を適宜交換して行えばよい。
　図２では、突起部３３が温度調整ロッド３２の軸方向中間部に配置され、容器の肩部を形成するプリフォーム１０の対応部位を冷却する例を示している。容器の肩部に対応するプリフォーム１０の部位を局所的に冷却して保有熱を低下させることで、ブロー成形時に容器の肩部の肉厚を厚くすることができ、容器の肉厚分布を改善することができる。
　図４は、図２の変形例であって、ネック型２７と上段型３１ａとの境界部近傍（プリフォーム１０のネック下の対応部位）を突起部３３で冷却する例を示している。図４においても、図２の例と同様に、突起部３３は一対の半割リング体３４で形成されている。図４の例によれば、ネック下を局所的に冷却して同部位の樹脂の流動性を低下させることで、ネック型２７と上段型３１ａまたはネック型２７とブロー型上面の隙間でバリが発生することを抑制できる。
　図５は、図４の変形例であって、ネック下の位置において、温度調整ロッド３２に突起部３３が一体的に形成される例を示している。図５の例でも、図４と同様の効果を得ることができる。
　図６は、図２の他の変形例であって、突起部３３を構成する環状のコンタクトリング３５と、円筒状のスペーサ３６を温度調整ロッド３２に被せる構成例を示している。なお、図６のキャビティ型３１の構成および機能は図２から図５のものと同様であるため、重複説明を省略する。
　環状のコンタクトリング３５および円筒状のスペーサ３６の内径は、温度調整ロッド３２が挿通可能な寸法にそれぞれ設定されている。少なくとも１つ以上のコンタクトリング３５および少なくとも１つ以上（より好ましくは２つ以上）のスペーサ３６は、温度調整ロッド３２に挿入され、温度調整ロッド３２のロッド本体３２ｂの外周に同心状に配置される。なお、図６では、コンタクトリング３５およびスペーサ３６をそれぞれ２つずつ温度調整ロッド３２に取り付けた例を示している。
　コンタクトリング３５の外径は、スペーサ３６の外径よりも大きく設定される。温度調整ロッド３２に取り付けられたコンタクトリング３５は、スペーサ３６よりも外周側に突出してプリフォーム１０の内側と接触し、プリフォーム１０の熱を温調ロッド３２に伝導する。そのため、コンタクトリング３５は、プリフォーム１０の軸方向の所定部位に内側から接触して当該所定部位の温度を調整（冷却）する突起部３３の機能を担う。
　スペーサ３６は、コンタクトリング３５を軸方向に位置決めするために温度調整ロッド３２に取り付けられる。また、スペーサ３６は、例えば、プリフォーム１０とは接触せず、プリフォーム１０の内周との間に空気の層を形成する機能を担う。以上のようにして、プリフォーム１０の軸方向の温度分布をコンタクトリング３５の位置で調整することが可能である。
　また、温度調整ロッド３２は、先端ピース３２ａを有している。先端ピース３２ａは、ロッド本体３２ｂよりも太径で、かつロッド本体３２ｂの先端に着脱可能である。コンタクトリング３５およびスペーサ３６は、先端ピース３２ａを取り外した状態でロッド本体３２ｂに挿入される。先端ピース３２ａは、コンタクトリング３５およびスペーサ３６がロッド本体３２ｂに挿通された後にロッド本体３２ｂの先端に取り付けられ、コンタクトリング３５およびスペーサ３６を抜け止めする。より具体的には、温調ロッド３２の下端（先端）の段付き部を先端ピース３２ａの上端の凹部に収容後、温調ロッド３２および先端ピースに各々形成された貫通孔に止めピン（不図示）を挿入し、コンタクトリング３５およびスペーサ３６を抜け止めする。スペーサ３６と先端ピース３２ａは、コンタクトリング３５（突起部３３）を温調ロッド３２に固定する固定手段として機能する。
　図６の例でも、図２と同様の効果を得ることができる。なお、図６の例において、コンタクトリング３５の外径および数や、スペーサ３６により規定されるコンタクトリング３６の軸方向位置は、コンタクトリング３５およびスペーサ３６の交換により適宜変更できる。
（ブロー成形部２３）
　図１に戻って、ブロー成形部２３は、温度調整部２２で温度調整されたプリフォーム１０に対して延伸ブロー成形を行い、容器を製造する。
　ブロー成形部２３は、容器の形状に対応した一対の割型であるブローキャビティ型と、底型と、延伸ロッドおよびエア導入部材（ブローコア型、いずれも不図示）を備える。ブロー成形部２３は、プリフォーム１０を延伸しながらブロー成形する。これにより、プリフォーム１０がブローキャビティ型の形状に賦形されて容器を製造することができる。
（取り出し部２４）
　取り出し部２４は、ブロー成形部２３で製造された容器の首部をネック型２７から開放し、容器をブロー成形装置２０の外部へ取り出すように構成されている。
（ブロー成形方法の説明）
　次に、本実施形態のブロー成形装置２０によるブロー成形方法について説明する。
　図７は、ブロー成形方法の工程を示すフローチャートである。本実施形態では、ブロー成形方法の後述の各工程（Ｓ１０１～Ｓ１０４）が実施される前に金型調整工程（Ｓ１００）が行われる。
（ステップＳ１００：金型調整工程）
　金型調整工程は、賦形する容器の形状等に応じて、温度調整ロッド３２の突起部３３の位置を調整する工程である。一例として、金型調整工程では以下の作業が行われる。
　まず、ブロー成形装置２０をテスト運転し、調整前の容器形状の情報を得る。次に、容器形状の情報に基づいて、温度調整ロッド３２の突起部３３の軸方向位置を調整する。このとき、パーツの変更等により突起部３３の外径を変更することで温度調整ロッド３２による温度調整時間を変化させてもよい。
　例えば、容器の軸方向において薄肉部が存在する場合、作業者は、容器薄肉部に対応するプリフォーム１０の部位が突起部３３と接触するように、温度調整ロッド３２の突起部３３の位置を調整する。これにより、容器薄肉部に対応するプリフォーム１０の部位が突起部３３と接触して局所的に冷却され、調整後の容器の肉厚分布が改善されるようになる。
　また、例えば、容器のネック下にバリが生じる場合、作業者は温度調整ロッド３２の突起部３３がネック型２７と上段型３１ａとの境界部近傍（プリフォーム１０のネック下の対応部位）に位置するように調整する。これにより、プリフォーム１０のネック下の部位が局所的に冷却され、容器のネック下でのバリの発生が抑制されるようになる。
　上記の金型調整工程が完了すると、以下に示すブロー成形サイクルの各工程が実行される。
（ステップＳ１０１：射出成形工程）
　ステップＳ１０１では、射出成形部２１において、射出キャビティ型、射出コア型および搬送機構２６のネック型２７で形成されたプリフォーム形状の型空間に射出装置２５から樹脂を射出し、プリフォーム１０が製造される。
　ステップＳ１０１において、プリフォーム１０の射出成形が完了すると、射出成形部２１が型開きされてプリフォーム１０が射出キャビティ型、射出コア型から離型される。次に、搬送機構２６の移送板２８が所定角度分回転するように移動し、ネック型２７に保持されたプリフォーム１０は温度調整部２２に搬送される。
（ステップＳ１０２：温度調整工程）
　続いて、温度調整部２２において、プリフォーム１０の温度を最終ブローに適した温度に近づけるための温度調整が行われる。
　温度調整工程では、移送板２８の下降により、ネック型２７に保持されたプリフォーム１０がキャビティ型３１に収容される。また、温度調整ロッド３２が下降することで、プリフォーム１０内に温度調整ロッド３２が挿入される。
　温度調整部２２では、キャビティ型３１によりプリフォーム１０が外側から非接触状態で加熱される。これにより、プリフォーム１０はブロー成形に適した温度以下にならないように温度調整され、さらに射出成形時に生じた偏温も低減される。また、プリフォーム１０の収縮でプリフォーム１０の内周面が温度調整ロッド３２の突起部と接触することで、プリフォーム１０の所定部位が局所的に冷却される。
　温度調整工程の後、搬送機構２６の移送板２８が所定角度分回転するように移動し、ネック型２７に保持された温度調整後のプリフォーム１０がブロー成形部２３に搬送される。
（ステップＳ１０３：ブロー成形工程）
　続いて、ブロー成形部２３において、容器のブロー成形が行われる。
　まず、ブローキャビティ型を型閉じしてプリフォーム１０を型空間に収容し、エア導入部材（ブローコア）を下降させることで、プリフォーム１０の首部にエア導入部材が当接される。そして、延伸ロッド（縦軸延伸部材）を降下させてプリフォーム１０の底部を内面から抑えて、必要に応じて縦軸延伸を行いつつ、エア導入部材からブローエアを供給することで、プリフォーム１０を横軸延伸する。これにより、プリフォーム１０は、ブローキャビティ型の型空間に密着するように膨出して賦形され、容器にブロー成形される。なお、底型は、ブローキャビティ型の型閉じ前はプリフォーム１０の底部と接触しない下方の位置で待機し、型閉前または型閉後に成形位置まで素早く上昇する。
（ステップＳ１０４：容器取り出し工程）
　ブロー成形が終了すると、ブローキャビティ型および底型が型開きされる。これにより、ブロー成形部２３から容器が移動可能となる。
　続いて、搬送機構２６の移送板２８が所定角度回転するように移動し、容器が取り出し部２４に搬送される。取り出し部２４において、容器の首部がネック型２７から開放され、容器がブロー成形装置２０の外部へ取り出される。
　以上で、ブロー成形サイクルの一連の工程が終了する。その後、搬送機構２６の移送板２８を所定角度回転するように移動させることで、上記のＳ１０１からＳ１０４の各工程が繰り返される。ブロー成形装置２０の運転時には、１工程ずつの時間差を有する４組分の容器の製造が並列に実行される。
　以下、本実施形態の作用効果を説明する。
　本実施形態の温度調整ロッド３２は、径方向に突出し、プリフォーム１０の内周面と接触する環状の突起部３３を有している。突起部３３は、温度調整ロッド３２とプリフォーム１０の間で熱を伝導する。これにより、本実施形態では、プリフォーム１０の軸方向の所定部位を突起部３３で内側から冷却して温度を調整することができ、ブロー成形される容器の肉厚分布を改善できる。
　また、温度調整ロッド３２の先端は、プリフォーム１０の底部と接触してプリフォーム１０の軸方向の収縮を規制する。そして、突起部３３は、プリフォーム１０の内周面と接触してプリフォーム１０の径方向の収縮を規制する。これにより、温度調整時におけるプリフォーム１０の形状のばらつきが抑制され、各ブロー成形サイクルでプリフォーム１０に適切な温度分布を付与することが容易となる。
　また、本実施形態の突起部３３は、温度調整ロッド３２に着脱可能な半割リング体３４またはコンタクトリング３５に設けられ、軸方向の位置調整が可能である。これにより、容器の仕様等に応じてプリフォーム１０の温度調整を行う位置を容易に調整できる。
　また、半割リング体３４またはコンタクトリング３５の交換により突起部３３の径方向の突出量を変更することもできる。これにより、収縮するプリフォーム１０と突起部３３が接触するタイミングを変化させて、突起部３３による温度調整時間を調整できる。
　ここで、プリフォーム１０の材料がポリエチレン（ＰＥ）や高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の場合、ＰＥＴなどと比べて熱収縮率が高く、温度調整時にプリフォーム１０が収縮変形しやすい。しかも、これらの材料はＰＥＴなどと比べてヒズミ硬化特性がなく、ブロー成形時における肉厚調整が難しいことが知られている。ヒズミ硬化特性とは、ブロープロセスの間、まずプリフォームの最も弱い部分（通常、最も高温の部分）が降伏点に達し、次に弱い部分が伸び始めるという形で、肉厚が均一化するまで、分子配向によりその強度を増す特性をいう。そのため、ＰＥやＨＤＰＥのプリフォームをブロー成形する場合、プリフォームの収縮変形を抑制しつつ、ブロー前に適切な温度調整をすることが非常に重要となる。本実施形態によれば、ＰＥやＨＤＰＥの容器成形に適したプリフォームの温度調整を容易に行うことができる。
　本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。
　例えば、上記実施形態において、温度調整ロッド３２の軸方向に突起部３３を複数設けてもよい。
　加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１０…プリフォーム、２０…ブロー成形装置、２１…射出成形部、２２…温度調整部、２３…ブロー成形部、３１…キャビティ型、３２…温度調整ロッド、３３…突起部、３４…半割リング体

 

Claims (6)

  1. 　射出成形された有底形状の樹脂製のプリフォームの温度を調整するための温度調整用金型であって、
    　前記プリフォームの内部に挿入され、前記プリフォームの軸方向に延びるロッド部を備え、
    　前記ロッド部は、前記ロッド部の径方向に突出し、前記プリフォームの内周面と接触する環状の突起部を有し、
    　前記ロッド部は、前記プリフォームの底部と接触して前記プリフォームの軸方向の収縮を規制し、
    　前記突起部は、前記プリフォームの径方向の収縮を規制するとともに、前記ロッド部と前記プリフォームの間で熱を伝導し、前記プリフォームの軸方向の所定部位における温度を調整する
    温度調整用金型。
  2. 　前記突起部は、前記軸方向の位置を調整可能である
    請求項１に記載の温度調整用金型。
  3. 　前記突起部は、前記ロッド部に着脱可能である
    請求項２に記載の温度調整用金型。
  4. 　前記プリフォームを収容し、前記プリフォームを外周側から加熱するキャビティ型をさらに備える
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の温度調整用金型。
  5. 　有底形状の樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形部と、
    　射出成形時の保有熱を含んだ前記プリフォームに対して、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の温度調整用金型を用いて、軸方向の温度分布を調整する温度調整部と、
    　温度調整された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製容器を製造するブロー成形部と、
    を備える樹脂製容器の製造装置。
  6. 　有底形状の樹脂製のプリフォームを射出成形する射出成形工程と、
    　射出成形時の保有熱を含んだ前記プリフォームに対して、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の温度調整用金型を用いて、軸方向の温度分布を調整する温度調整工程と、
    　温度調整された前記プリフォームをブロー成形して樹脂製容器を製造するブロー成形工程と、
    を有する樹脂製容器の製造方法。

     
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