JP2000043129A - プラスチック容器の成形方法 - Google Patents

プラスチック容器の成形方法

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JP2000043129A
JP2000043129A JP21401298A JP21401298A JP2000043129A JP 2000043129 A JP2000043129 A JP 2000043129A JP 21401298 A JP21401298 A JP 21401298A JP 21401298 A JP21401298 A JP 21401298A JP 2000043129 A JP2000043129 A JP 2000043129A
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parison
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preform
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Jun Kaneko
純 金子
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/42—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/46—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations characterised by using particular environment or blow fluids other than air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C2049/465—Blowing fluids being incompressible
    • B29C2049/4664—Blowing fluids being incompressible staying in the final article

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペットボトルを成形する際の工程を簡略化し
て生産ラインを短縮すると共に機器を簡略化し、これに
より設備の設置面積を縮小すると共に設備費、運転維持
費の削減を図る。 【解決手段】 所定の温度に加熱した試験管形状のプリ
フォーム材４をブロー金型１３にセットすると共に延伸
ロッド５によりプリフォーム材４を延伸し、しかる後、
延伸したプリフォーム材４内に所定の温度に加熱した充
填液１８を供給、充填してプリフォーム材４を膨張さ
せ、ブロー金型１３の内周面に倣った外形のペットボト
ルを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリフォーム材又
はパリソンに内容物となる最終的な充填液を充填するこ
とにより、プラスチック容器を製品としての形状に成形
し得るようにしたプラスチック容器の成形方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】プリフォーム材又はパリソンをもとに形
成したペットボトルのようなプラスチック容器に内容物
となる水、お茶、清涼飲料水等の充填液を充填する場合
の従来の作業手順は図１３〜図１９に示されている。
【０００３】すなわち、図１３に示すごとき射出成形機
ａによりプラスチック原料ｂを射出成形して図１４に示
すような試験管形状のプラスチック製のプリフォーム材
ｃを形成し、該プリフォーム材ｃを図１５に示すように
加熱装置ｄにより最適な温度まで加熱し、加熱したプリ
フォーム材ｃを図１６に示すごとくボトル成形機の二つ
割のブロー金型ｅにセットする。
【０００４】次に、図１６に示すようにプリフォーム材
ｃの上端に嵌合した口金ｆに挿入された延伸ロッドｇの
下端をプリフォーム材ｃの内底部に押付け、更に延伸ロ
ッドｇを下降させることにより図１７に示すように、プ
リフォーム材ｃをブロー金型ｅの底部まで延伸させ、図
１８に示すごとく、口金ｆの空気流路ｈから高圧空気ｉ
を吹き込んでプリフォーム材ｃを膨張させ、外形がブロ
ー金型ｅ内周形状に倣ったプラスチック製のペットボト
ルｊを形成する。
【０００５】プリフォーム材ｃがブロー金型ｅの内周形
状に倣って膨張しペットボトルｊが形成されたら、ブロ
ー金型ｅに設けた冷却水孔に冷却水を流通させてペット
ボトルｊを冷却し、しかる後図１９に示すごとく、ブロ
ー金型ｅを開いてペットボトルｊを取り出す。
【０００６】ブロー金型ｅからペットボトルｊを取り出
したら、ボトル検査機により空のペットボトルｊの検査
を行い、次いでボトル殺菌機によりペットボトルｊの殺
菌を行い、殺菌を行ったペットボトルｊに液充填機によ
り内容物として水、お茶、清涼飲料水等の最終的な充填
液を充填する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】射出成形したプリフォ
ーム材ｃを成形してプラスチック容器であるペットボト
ルｊを成形し、成形したペットボトルｊに水やお茶や清
涼飲料水等の液を充填するためには、従来はボトル成
形、ボトル検査、ボトル殺菌、液充填といった各工程が
必要となり、従って、多数の工程が必要となって、生産
ラインの長大化延いては生産設備の設置面積の増大化を
招来し、又各工程には夫々ボトル成形機、ボトル検査
機、ボトル殺菌機、液充填機等多数の機器が必要となる
ため、設備費、運転維持費が高騰する、等の問題があ
る。
【０００８】本発明は、プラスチック容器を成形して内
容物である充填液を充填する工程を簡略化し、以って生
産ラインを短縮すると共に機器を簡略化し、これにより
設備の設置面積を縮小すると共に設備費、運転維持費を
削減し得るようにすることを目的としてなしたものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のプラスチック容
器の成形方法は、所定の温度に加熱されたプリフォーム
材或いはパリソンをブロー金型にセットすると共にブロ
ー金型内で延伸ロッドによりプリフォーム材或いはパリ
ソンを延伸させ、しかる後延伸したプリフォーム材或い
はパリソン内に所定の温度に加熱した充填液を充填して
プリフォーム材或いはパリソンを膨張させ、ブロー金型
の内周面に倣った外形のプラスチック容器を形成するも
のである。
【００１０】又、本発明のプラスチック容器の成形方法
においては、延伸ロッドのコアの中空孔に延伸ロッド本
体を介して軸心方向へ移動可能なインナパイプを収納
し、インナパイプを延伸ロッド本体と共にプリフォーム
材或いはパリソンの底部側へ移動させることにより、イ
ンナパイプの先端に形成した球面状部によりプリフォー
ム材或いはパリソンを延伸させるようにする。
【００１１】又、本発明のプラスチック容器の成形方法
においては、充填液はインナパイプの軸心部に形成した
中空孔からインナパイプの球面状部側に形成した充填液
供給孔を通してプリフォーム材或いはパリソン内へ供給
するようにする。
【００１２】本方法発明では、プリフォーム材或いはパ
リソンに充填液を充填することによりプラスチック容器
を成形しているため、プリフォーム材或いはパリソンか
らプラスチック容器を成形する工程と、プラスチック容
器内に充填液を供給する工程を一工程で行うことができ
る。
【００１３】このため、本方法発明では、工程が簡略化
されて生産ラインの短縮及び機器の簡略化が可能とな
り、従って設備の設置面積を縮小できると共に設備費、
運転維持費の削減を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しつつ説明する。
【００１５】図１〜図１２は本発明の実施の形態の一例
を示す。
【００１６】図１は射出成形機によりプリフォーム材を
成形する工程を示し、図中、１は射出成形機、２は射出
成形機１により押出し成形されたプラスチック原料３が
成形されて試験管形状のプリフォーム材４を成形するダ
イ、５はダイ２の孔との間の隙間にプリフォーム材４が
形成されるよう、ダイ２の孔にセットされる延伸ロッ
ド、６は冷却水が送給されるよう、ダイ２に設けられた
冷却水通路であり、ダイ２の孔には、プリフォーム材４
の開口側先端に雄ねじ部４ａを形成するため、延伸ロッ
ド５に外嵌される補助ダイ２ａを内嵌し得るようになっ
ている。
【００１７】延伸ロッド５の詳細は図７〜図１１に示さ
れている。而して、延伸ロッド５は下端が半球状に形成
された中空円筒状のコア９を備え、コア９の中空孔内に
は、中空円筒状の延伸ロッド本体１０が図示してないア
クチュエータにより昇降可能に内嵌されている。
【００１８】コア９の外周と延伸ロッド本体１０との間
には、空気抜きのための環状の隙間１１が形成されてい
ると共にコア９の上下端部における中空孔の内周には、
平面的に見て放射状に複数の突起９ａ，９ｂが延伸ロッ
ド本体１０の外周に接触するよう突出している。
【００１９】而して、延伸ロッド本体１０は昇降時にコ
ア９の突起９ａ，９ｂにガイドされて昇降し得るように
なっており、又突起９ｂ，９ｂ間の円弧状の隙間１１ｂ
を通った空気は隙間１１を上昇して突起９ａ，９ａ間の
円弧状の隙間１１ａから外部へ排出されるようになって
いる。
【００２０】延伸ロッド本体１０の中空孔には中空円筒
状のインナパイプ１２が、延伸ロッド本体１０と一体的
に昇降し得るよう内嵌されている。而してインナパイプ
１２の下端は、延伸ロッド本体１０の下端よりも若干下
方へ突出していると共に、延伸ロッド本体１０及びイン
ナパイプ１２が上端位置まで上昇した際に、コア９下端
の半球状の部分に滑らかにつながるよう、インナパイプ
１２の下端はコア９下端の球面と同一の曲率半径を有す
る球面状に形成されている（図１１参照）。
【００２１】インナパイプ１２下端における球面状部１
２ａ上端の平坦部と延伸ロッド本体１０下端との間に
は、延伸ロッド本体１０の全周に亘り隙間２２が形成さ
れており、インナパイプ１２の隙間２２に露出した部分
には、インナパイプ１２の中空孔１２ｂを通って送給さ
れた水、お茶、清涼飲料水等の充填液を後述のペットボ
トル２０内に充填し得るよう、平面的に見て放射状に複
数の充填液供給孔１２ｃが穿設されている。
【００２２】図２は、射出成形により形成した、延伸ロ
ッドの嵌入されたプリフォーム材を延伸ロッドに外嵌し
た状態で加熱する工程を示し、図中、７は延伸ロッド５
が嵌入された状態に形成されたプリフォーム材４を加熱
するための赤外線ヒータのごとき加熱装置である。
【００２３】図３はボトル成形及び液充填機における二
つ割のブロー金型及び補助金型に延伸ロッドに外嵌され
たプリフォーム材をセットし、プリフォーム材を所定の
一定温度に加熱すると共に延伸ロッドにより延ばす工程
を示し、図中、１３は延伸ロッド５に外嵌されたプリフ
ォーム材４がセットされる二つ割のブロー金型、１４は
プリフォーム材４を一定温度に加熱するための加熱流体
或いはプリフォーム材４を一定温度に冷却するための冷
却流体を供給し得るようブロー金型１３に設けた加熱・
冷却流体供給孔であり、ブロー金型１３の上部には、プ
リフォーム材４の雄ねじ部４ａ及び延伸ロッド５の上端
部に外嵌し得るようにした二つ割の補助金型１３ａが内
嵌し得るようになっている。
【００２４】図４は一定温度に加熱されているプリフォ
ーム材内に内容物である水、お茶、清涼飲料水等の充填
液を供給する工程を示し、図中、１５は延伸ロッド５の
インナパイプ１２（図７〜図１１参照）にフレキシブル
チューブ１６及び配管１７を介して接続された充填液供
給ポンプ、１８は充填液供給ポンプ１５により圧送され
て延伸ロッド５のインナパイプ１２に穿設した充填液供
給孔１２ｃ（図７、１１参照）から、延伸されたプリフ
ォーム材４内に供給される充填液、１９はプリフォーム
材４内から延伸ロッド５のコア９と延伸ロッド本体１０
との間の隙間１１ｂ，１１，１１ａ（図７、１０、９、
８参照）を通って外部へ排出される空気である。
【００２５】図５はプリフォーム材に充填液が充填され
ると共にプラスチック容器であるペットボトルが成形さ
れる工程を示し、図中、２０は成形されたペットボトル
である。
【００２６】図６は充填液が充填されることにより成形
されたペットボトルをブロー金型及び補助金型から取り
出す工程を示し、図中、２１は支持台である。
【００２７】なお、図１〜図１１中、同一部分には同一
の符号が付してある。
【００２８】次に、本発明の実施の形態において、プリ
フォーム材に充填液を供給することによりペットボトル
を成形する手順について図１２をも参照しつつ説明す
る。
【００２９】先ず、図１に示す射出成形機１により、溶
融している高温のプラスチック原料はダイ２とダイ２の
孔に嵌入してある延伸ロッド５外周との間の隙間に押し
出され、試験管形状のプリフォーム材４が形成される。
この際、延伸ロッド５が内嵌された状態でダイ２の孔に
内嵌してある補助ダイ２ａにより、プリフォーム材４の
開口側先端には、キャップ嵌合用の雄ねじ部４ａが形成
される。又射出成形によりプリフォーム材４が形成され
たら、冷却水通路６には冷却水を供給し、プリフォーム
材４を冷却する。
【００３０】例えば、射出成形時の軟化しているプラス
チック原料の温度ｔ１は約２００℃であるが冷却により
プリフォーム材４の温度ｔ２は約８０℃となる（図１２
参照）。
【００３１】射出成形により成形されたプリフォーム材
４は、ダイ２より取り出され、延伸ロッド５のコア９に
一体的に外嵌されたまま図２に示す加熱装置７により全
体が所定の温度となるよう加熱される。加熱されたプリ
フォーム材４の温度ｔ３は約８７℃になる（図１２参
照）。又延伸ロッド５の延伸ロッド本体１０及びインナ
パイプ１２はコア９に対し最上部へ上昇しており、イン
ナパイプ１２の球面状部１２ａ上面はコア９の下端に接
触し、延伸ロッド５の下端は全体として半球状になって
いる（図１１参照）。
【００３２】延伸ロッド５に外嵌された状態のまま所定
の温度に加熱されたプリフォーム材４は、図３に示すご
とく二つ割の補助金型１３ａが組込まれた二つ割のブロ
ー金型１３にセットされる。
【００３３】又、プリフォーム材４がブロー金型１３に
セットされると、図示してないアクチュエータにより延
伸ロッド５の延伸ロッド本体１０がインナパイプ１２と
共に一体的に下降し、インナパイプ１２下端の球面状部
１２ａがプリフォーム材４の下端を下方（縦方向）へ延
伸させる。このため、プリフォーム材４は当初の状態よ
りも更に長い試験管形状になる。この際、ブロー金型１
３の加熱・冷却流体供給孔１４には加熱流体が供給さ
れ、プリフォーム材４の温度ｔ３は一定の温度、すなわ
ち約８７℃に保持される。
【００３４】プリフォーム材４が下方へ延伸されたら、
図４に示すように、インナパイプ１２（図７参照）の球
面状部１２ａがプリフォーム材４の内底部を押さえた状
態で、延伸ロッド５のインナパイプ１２にフレキシブル
チューブ１６及び配管１７を介して充填液供給ポンプ１
５を接続し、充填液供給ポンプ１５により、プリフォー
ム材４と略同じ温度ｔ３＝８７℃で且つ所定の圧力の充
填液１８をインナパイプ１２の中空孔１２ｂ、充填液供
給孔１２ｃを介してプリフォーム材４内に供給する。こ
のため、プリフォーム材４は図４に示すごとく充填液１
８の圧力により膨張し、図５に示すごとくブロー金型１
３の内周面に倣った形状に成形されて、内容物である
水、お茶、清涼飲料水等の充填液１８の充填されたペッ
トボトル２０が形成される。
【００３５】この際、プリフォーム材４の雄ねじ部４ａ
は、補助金型１３ａと延伸ロッド５とにより挾まれてお
り、従って、プリフォーム材４内に充填液１８を充填し
てペットボトル２０を成形する際に雄ねじ部４ａが変形
することはない。
【００３６】プリフォーム材４は温度ｔ１＝２００℃以
上に加熱されるため、特別な殺菌手段を設けずともペッ
トボトル２０内は無菌状態である。
【００３７】充填液１８が充填される際、プリフォーム
材４内の空気１９は延伸ロッド５のコア９と延伸ロッド
本体１０との間の隙間１１ｂ，１１，１１ａ（図７、１
０、９、８参照）を通って外部へ排出される。
【００３８】図５に示すごとくペットボトル２０が形成
されたら、加熱・冷却流体供給孔１４に冷却水が供給さ
れ、ペットボトル２０及び充填液１８は温度ｔ４が約５
０℃になるまで冷却される（図１２参照）。
【００３９】プリフォーム材４に充填液１８を供給する
際には、先ず、コア９は固定した状態でプリフォーム材
４内の充填液１８のレベルに対応して延伸ロッド５の延
伸ロッド本体１０及びインナパイプ１２がプリフォーム
材４内の空気を抜くよう一体的に上昇させられ、インナ
パイプ１２下端部の充填液供給孔１２ｃがコア９の直下
まで上昇したら、充填液供給孔１２ｃからプリフォーム
材４内に充填液１８を供給しつつ延伸ロッド５全体が上
昇し、充填液１８の充填が終了すると、インナパイプ１
２下端の球面状部１２ａの上面はコア９下端に接触した
状態となる（図４、５、６、１１参照）。
【００４０】延伸ロッド５の延伸ロッド本体１０及びイ
ンナパイプ１２並にコア９が所定の位置まで上昇した
ら、左右のブロー金型１３及び補助金型１３ａは図６に
示すように分離され、充填液１８の充填されたペットボ
トル２０はブロー金型１３から取り出され、支持台２１
に載置されて空冷される。
【００４１】而して、上述の工程におけるプリフォーム
材４、ペットボトル２０、充填液１８の温度変化は図１
２に示すようになる。
【００４２】空冷された、充填液１８入りのペットボト
ル２０はキャップ取り付け工程へ送られ、雄ねじ部４ａ
にキャップが螺合される。
【００４３】本発明の実施の形態によれば、ひとつの工
程で充填液１８の充填、ペットボトル２０の成形、ペッ
トボトル２０の無菌化を行うことができるため、工程の
簡略化が可能となり、従って生産ラインが短縮化される
と共に機器の簡略化が可能となり、その結果設備の設置
面積を縮小できると共に、設備費、運転維持費の削減が
可能となる。
【００４４】なお、本発明の実施の形態においては、何
れの請求項においてもプリフォーム材を用いてペットボ
トルを成形する場合について説明したが、パリソンを用
いてペットボトルを成形することも可能であること、そ
の他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加
え得ること、等は勿論である。
【００４５】
【発明の効果】本発明のプラスチック容器の成形方法に
よれば、ひとつの工程で内容物である水、お茶、清涼飲
料水等の充填液を供給、充填すると共にプラスチック容
器の成形を行うことができるため、工程が簡略化されて
生産ラインの短縮及び機器の簡略化が可能となり、従っ
て設備の設置面積を縮小できると共に設備費、運転維持
費が削減される、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック容器の成形方法におい
て、射出成形機によりプリフォーム材を成形する工程を
示す縦断面図である。
【図２】本発明のプラスチック容器の成形方法におい
て、射出成形により成形したプリフォーム材を延伸ロッ
ドに外嵌した状態で加熱する工程を示す縦断面図であ
る。
【図３】本発明のプラスチック容器の成形方法におい
て、二つ割のブロー金型及び補助金型に延伸ロッドに外
嵌されたプリフォーム材をセットし、所定の一定温度に
加熱すると共にプリフォーム材を延伸ロッドにより伸ば
す工程を示す縦断面図である。
【図４】本発明のプラスチック容器の成形方法におい
て、一定温度に加熱されているプリフォーム材内に充填
液を供給する工程を示す縦断面図である。
【図５】本発明のプラスチック容器の成形方法におい
て、プリフォーム材に充填液が充填されてプラスチック
容器であるペットボトルが成形される工程を示す縦断面
図である。
【図６】本発明のプラスチック容器の成形方法におい
て、充填液が充填されることにより成形されたペットボ
トルをブロー金型及び補助金型から取り出す工程を示す
縦断面図である。
【図７】本発明のプラスチック容器の成形方法に用いる
延伸ロッドの一例の縦断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ方向矢視図である。
【図１０】図７のＸ−Ｘ方向矢視図である。
【図１１】図７に示す延伸ロッドにおいて延伸ロッド本
体及びインナパイプがコアに対し上端位置まで上昇した
状態を示す延伸ロッド下端部の縦断面図である。
【図１２】本発明のプラスチック容器の成形方法におけ
るプリフォーム材、ペットボトル、充填液の温度の変化
を示すグラフである。
【図１３】従来のプラスチック容器の成形方法におい
て、射出成形機によりプリフォーム材を成形する工程を
示す縦断面図である。
【図１４】従来のプラスチック容器の成形方法におい
て、射出成形により成形したプリフォーム材の縦断面図
である。
【図１５】従来のプラスチック容器の成形方法におい
て、プリフォーム材を加熱する工程を示す縦断面図であ
る。
【図１６】従来のプラスチック容器の成形方法におい
て、プリフォーム材を二つ割のブロー金型にセットした
状態を示す縦断面図である。
【図１７】従来のプラスチック容器の成形方法におい
て、プリフォーム材を延伸ロッドにより延伸した状態を
示す縦断面図である。
【図１８】従来のプラスチック容器の成形方法におい
て、プリフォーム材内に高圧空気を供給してペットボト
ルを成形する状態を示す縦断面図である。
【図１９】従来のプラスチック容器の成形方法におい
て、成形されたペットボトルをブロー金型から取り出す
状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
４ プリフォーム材 ５ 延伸ロッド ９ コア １０ 延伸ロッド本体 １２ インナパイプ １２ａ 球面状部 １２ｂ 中空孔 １２ｃ 充填液供給孔 １３ ブロー金型 １８ 充填液 ２０ ペットボトル（プラスチック容器）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の温度に加熱されたプリフォーム材
    或いはパリソンをブロー金型にセットすると共にブロー
    金型内で延伸ロッドによりプリフォーム材或いはパリソ
    ンを延伸させ、しかる後延伸したプリフォーム材或いは
    パリソン内に所定の温度に加熱した充填液を充填してプ
    リフォーム材或いはパリソンを膨張させ、ブロー金型の
    内周面に倣った外形のプラスチック容器を形成すること
    を特徴とするプラスチック容器の成形方法。
  2. 【請求項２】 延伸ロッドのコアの中空孔に延伸ロッド
    本体を介して軸心方向へ移動可能なインナパイプを収納
    し、インナパイプを延伸ロッド本体と共にプリフォーム
    材或いはパリソンの底部側へ移動させることにより、イ
    ンナパイプの先端に形成した球面状部によりプリフォー
    ム材或いはパリソンを延伸させる請求項１に記載のプラ
    スチック容器の成形方法。
  3. 【請求項３】 充填液はインナパイプの軸心部に形成し
    た中空孔からインナパイプの球面状部側に形成した充填
    液供給孔を通してプリフォーム材或いはパリソン内へ供
    給する請求項２に記載のプラスチック容器の成形方法。
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Cited By (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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