JP2005096452A - 深いパントを持ったローラーボトルを取り出すためのエアーアシストの使用 - Google Patents

Abstract

【課題】深いパントを持ったボトルをこの壁の応力亀裂なくブロー金型から取り出す方法を提供することが課題である。
【解決手段】内側に向けられたパント２２を有する底面を持ったローラーボトルの如き中空容器を形成する方法において、この容器を取り出すためにエアーアシストを使用する。キャビティ３６を画成する一対のブロー成型型３２と中央ブロー成型部３４を有するブロー金型で、中央成型部にパントのための延在部を持たせる。容器を形成するためにキャビティ内に予備成形品３８を挿入し、これを膨らませることで、容器が成形されると、成型片が型開きされ、ブロー成型部がキャビティから引き出されると共に成形された容器５８をブロー金型から解放するように、中央成型部のポペット弁を介して成形キャビティにガスを注入する。特に、成形されたパントのプラスチックと中央ブロー成型部との間に空気を吹き込むことは、中央ブロー成型部がパントの壁に張り付くのを阻止する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ブロー成形された中空容器を製造する方法に関する。より詳細には、この発明はブロー金型から内側に向けられたパントを有する底面を持った中空容器を取り出す方法に関する。

研究室にて普通に用いられる細胞を培養する１つの容器の型式が「ローラーボトル」として知られている。このローラーボトルは、一般に円筒形状であってその軸線回りに回転するように用いられる。このようなローラーボトルの内面は、細胞成長のための活性面を与えるために存在する。ローラーボトルには液状成長媒体が導入される。ボトルの回転運動は、その内面を液状媒体で濡らし続け、これによって細胞の成長を促進する。これらローラーボトルを回転させるため、適切な装置の回転するローラーが用いられる。ローラーボトルは、端と端とを接し、一方のボトルの一端が隣接するボトルの他端に対して当接する積載関係で、この装置のローラー上に一般に配される。普通のローラーボトル形状は、この方法で積載された隣接するローラーボトルを受け入れるため、その底端に凹部を有する。このような凹部はまた、ボトルに対する構造的な強度をもたらし、ボトルを取り扱う際のグリップとして用いることができる。

ブロー成形は、ローラーボトルの如き中空プラスチック物品を成形するのに用いられる主要な方法である。ローラーボトルの製造で用いられる周知のブロー成形の型式は、射出−延伸ブロー成形およびパリソンブロー成形を有する。ここで、射出−延伸ブロー成形の工程が以下にさらに詳細に記述されよう。

射出−延伸ブロー成形は、中空のプラスチックの予備成形品を射出成形することで始まる。次に、この予備成形品は加熱調整ステーションに搬送され、プラスチックが軟化して成形され易くなるように再加熱される。次に、この軟化した予備成形品は延伸−ブロー成形ステーションに搬送され、予備成形品が延伸ロッドを用いて縦に延伸されると同時に加圧空気を使って最終製品（例えばローラーボトル）の形状にされる。ボトルの最終形状は、空気が吹き込まれる予備成形品に対するブロー成形キャビティにより決定される。ブロー成形後、ボトルはその金型から取り出される。

ローラーボトルの如きボトルの底にある深い窪みは「パント」と一般に呼称され、このパントを形成するためのブロー金型の部分は「プッシュアップ」と呼称される。ボトルがブロー成形された後、このボトルを取り除くために２つの成型片を開く必要があり、さらにプッシュアップはこれがパントから離れるまで垂直下方に移動する。ローラーボトルにあるパントが相当に深いので、プッシュアップがパントの側面をしばしばこじったり、これが垂直下方に動いた時にパント内を真空引し、パントにあるプラスチックを屈曲させてしまう。この屈曲は、固相のプラスチックに応力亀裂を形成する可能性がある。

ブロー金型から中空の物品を取り出すいくつかの方法が知られている。例えば、中空の物品を筒状のパリソンからブロー成形する延伸ブロー成形法が知られている。この方法は、延伸ピンに筒状パリソンを取り付け、次に延伸ピンを開状態の多段成型装置へと移動することを含んでいる。パリソンを延伸して多段成型装置に接する金型へとパリソンを動かした後、金型が開かれ、物品はこの物品の底部近傍の延伸ピンの先端から出る空気によって排出される。特に、完成品を延伸ピンから取り出すため、空気がこの完成品へと流れる。

加工対象物を送り込んでブロー金型から成型された物品を取り出す他の方法が知られている。この方法は、予備成形品をブロー金型にて中空の物品に成形し、金型を開き、成形キャビティの上方の同軸の排出シュートを介して物品を排出することを含んでいる。特に、成形された容器が延伸ピンに留められ、ボトルが排出シュートの開口端を介して適当な下流側のステーションへと上向きに強制的に排出されるように、高圧空気が図示しない常套手段を介し、ロッド手段およびピンを通って成形物品へと導入された時、排出が起こることを開示している。

コアから加工対象物を「吹き飛ばす」ように設計された金型コア内の通気孔または弁を介して空気供給を増大する方向に導く方法が知られている。これらの方法で生ずる１つの問題がいわゆるベンチュリー効果である。この効果は、カップ底にて漏洩し、コアとプラスチック加工対象物との間の隙間を通って吹き出す空気によって引き起こされる。これは、加工対象物がごく短い距離だけ前進し、従って自由落下せずにコア内に「宙ぶらりん状態」となるように、加工対象物に対する吸引作用をもたらす可能性がある。

ベンチュリー効果を克服する１つの周知の方法は、排出を開始するために加圧空気を加工対象物の閉塞端の方に導き、次に加圧空気の別な流れを容器の縁の方に導くことによって排出を完了するものである。例えば、カップ形状の加工対象物を排出するために射出成形装置を操作する１つの方法が知られている。この方法は、容器の内部を画成するコアを有する装置を使用する。この方法は、コアから加工対象物を分離させ始めるため、コアの表面から新たに成形された加工対象物の内部へと気体材料の第１の流れをもたらし、これによってこれらの間に周縁隙間を作り出すステップと、その後、ガス材料の第２の流れを容器の縁に導き、これによりコアから離れるように容器を付勢することによって排出を完了するステップとを有する。

金型からブロー成形された中空物品を排出するさらに他の方法が知られている。この方法においては、予備成形品がブロー金型の壁に対して完成した容器の形状へと膨張させられ、これらの壁が自立した充分な剛性を有するように充分に冷却される。次に、金型から完成品の取り出しを可能にするため、ブロー成型片が型開きされる。型開きする直前に、完成品をその底によりベース板に対して保持するように真空発生源で真空引きされる。ブロー成型部が型開きすると、完成品はベース板の中央に保持され、ブロー成型部が完成品から離れて移動すると、ブロー成形キャビティの表面から解放される。ブロー成型片が完全に後退すると、完成品を保持している真空引きが終り、プランジャを動かすために高圧空気が導管を介して供給され、完成品がブロー金型から排出されるようになっている。

これらの技術は、ボトルを金型から取り出す問題に対処しようとしているけれども、ブロー成形されたボトルを取り出すための他の改善方法に対する要求が存在する。特に、ボトルを金型から取り出す処理中に一般に発生するパントの壁の応力亀裂を減少または解消するように、深いパントを持ったブロー成形ローラーボトルを取り出すための改善方法に対する要求がある。

深いパントを持ったボトルをこのパントの壁の応力亀裂なくブロー金型から取り出す方法を提供することがこの発明の目的である。このような亀裂は、パントの可塑壁がこの窪みを形成するために用いられる金型のプッシュアップ部分に対して固着した時に発生するが、これは金型からボトルの取り出し中にパントを取り除くためにプッシュアップ部分が下方に動かされるためである。

本発明のこの目的および他の目的は、内側に向けられたパントを有する底面を持った中空容器を形成するための装置を提供することによって達成される。このブロー成形装置は、それらの間に成形キャビティを画成する一対のブロー成型片と、成形キャビティに挿入される中央成型部とを有し、この中央成型部は、内側に向けられたパントを形成する。中央成型部は形成された中空容器から中央成型部を取り除くためにパントにガスを注入するためのガス通路を有する。

本発明は、内側に向けられたパントを有する底面を持った中空容器を形成するための方法をさらに提供する。この方法は、一対のブロー成型片と、成形キャビティを画成する中央ブロー成型部とを有するブロー金型を用意することを含む。特に、中央ブロー成型部はパントを画成するための延在部を有している。この方法は、成形キャビティ内に容器予備成形品を挿入することと、容器を成形するために予備成形品を膨張させることとをさらに有する。容器が成形されたならば、成型片が型開きされ、中央ブロー成型部がパントから引き抜かれると共に、成形された容器のパントの壁の応力亀裂なく、この成形された容器をブロー金型から解放するように、ガスを中央ブロー成型部を介してパントに注入する。

全体に亙って同じ参照符号が同じ部品を意味する図面をここで参照すると、図１は、本発明の装置および方法を用いて成形可能な内側に向けられたパントを有する底面を持った細胞増殖培養のための容器を示している。特に、図１はローラーボトル１０を示している。図１に見ることができるように、ローラーボトル１０は、閉じた底１４から上端１６まで延在する円筒状の壁１２を有する。上端１６からこれと一体的に延在しているのは、液体の開口２０を画成する突出首部１８であり、ここを通って細胞および培養液を容器の本体内に導入することができる。首１８は、キャップ（図示せず）の受領のためにねじ山を切った雄ねじであってよい。ボトル１０の閉止端１４は、パント２２としても呼称される概ね円錐台形状の内側に向けられた凹部２２を有する。パント２２は平坦面２４を有するる。パントは、ボトルの設計において構造的強度を与えるために周知であるが、パント２２はまた、同じ第２のボトルの突出首部に対応するような寸法形状にも形成され、２つを縦に隣合わせて積んだ場合、第２のボトルの首部を収容するようになっている。パント２２はまた、ボトルが処理される場合に握りとして機能するようにも形成されている。

ここで図２を参照すると、本発明によるブロー成形装置３０が示されている。ブロー成形装置３０は、図１のローラーボトルの如き、内側に向けられたパント２２を有する底面を持った中空容器を形成するためのものである。ブロー成形装置３０は、一対のブロー成型片３２と中央成型部３４とを有する。ブロー成型片３２および中央成型部３４は、中空容器が形成されるブロー成形キャビティ３６を画成する。この中央キャビティ３６は、予備成形品３８から中空のボトル１０の成形によって、内側に向けられたパント２２を画成する。この分野にて周知の技術により形成可能である予備成形品３８は、延伸ブロー成形ステーションに搬送された状態が示されている。この予備成形品は、延伸ロッド４０にて縦に延伸させられると同時に加圧空気を用いて最終の中空容器製品（例えばローラーボトル）の形状に膨らませられる。このボトルの最終形状は、予備成形品が膨張するブロー成形キャビティ３６により決定される。ブロー成形技術もまた、この分野において周知である。ブロー成形後、ボトルはその金型から取り出される。これを達成するため、成型片３２が型開きされ、成形された容器を中央成型部から強制的に解放するため、弁４２によって中央成型部３４を介してガスの注入を可能にする容器成形のためのキャビティ３６から中央成型部３４が引き込み可能である。本発明のブロー成形方法が以下にさらに詳細に記述されよう。

ここで図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、中央成型部３４が図１における最終容器のパント２２の一般的な円錐台形状を画成するのに役立つ上方突出部４３を有していることを認識可能である。中央成型部３４は、ボトル１０の底を形成する環状のリム３５をさらに含んでいる。中央軸３７がリム３５から下方に延在している。円板状のベース３９は、中央成型部３４を適切に搭載してキャビティ３６内で移動するために用いられる。引き込み式の中央成型部３４は、形成後かつ成型片３２の型開き（図２）およびブロー成形キャビティ３６からの中央成型部３４の撤退前に、容器の冷却を促進するために用いることができる送水管穴４６を環状リム３５に有している。

中央成型部３４は、中央成型部３４を通って延在するガス通路４８を有する。通路４８は、垂直部４８ａおよびこれと連通する水平部４８ｂを有する。垂直部４８ａは、弁穴４４を通って突出部４３の上面５６に開口するのに対し、水平部４８ｂは軸３７を通ってポート５２に開口している。一実施形態において、中央成型部３４は、中央成型部３４を通るガス流を制御するための調整可能な弁４２を通路４８に有する。弁棒５１を有する弁４２は、中央成型部３４の上端面５６に位置している。通路４８内の弁４２は、通路を通るガス流を制御する目的のために存在する。さらなる一実施形態において、中央成型部３４は空気供給源（図示せず）を装着するためのポート５２を有している。例えば、中央成型部３４は適当な空気供給源の装着のためにポート５２にねじ山を有することができる。

好ましい一実施形態において、エアアシストの付与に用いられる弁４２の一例が図３Ｃに示された空気−ポペット弁である。このような弁は、この分野にて周知である。適当な空気−ポペット弁が DME Mold Technologies (ミシガン州 Madison Heights) の部品番号ＶＡ−０１から入手できる。空気−ポペット弁の他の製造業者は PCS Company (ミシガン州 Fraser)である。

ここで図３Ｃを参照すると、空気−ポペット弁の弁棒５１が内側ばね５３によって閉じられるように保持されている。ボトルを取り出す場合、空気が通路４８内に吹き込まれ、弁棒５１を開いて空気がパント２２内に流出できるように付勢する。取り出し後、この空気圧を別の弁（図示せず）によって外部から閉じることができ、ばね５３がポペットの弁棒５１を引っ張って閉止位置に戻すことを可能にする。このポペットに対する空気圧も同様に、調整可能な調圧器（図示せず）を用いて外部から調整可能である。

中央成型部３４の上端面５６における弁の設置に加え、この中央成型部３４は、上端面５６に低い摩擦係数を持った材料を含浸または被覆することができる。これは、パントの壁に亀裂なく金型から最終製品を取り出すのに役立てることができる。これに利用することができるいくつかの低摩擦被覆材料がプラスチック加工業界にある。１つの適当な材料は、Poly Coatings (フロリダ州 Sarasota) からの Poly-Ond と呼称され、テフロン（登録商標）を含浸させたニッケル−リンからなる。中央成型部３４の表面の質感を変更することもまた、金型から最終製品の取り出しを容易にし得ることがさらに予想される。

図４をここで参照し、内側に向けられたパントを持った底面を有する中空容器を形成する方法の全体がここで記述されよう。まず容器予備成形品３８が成形キャビティ３６内に挿入される。このような金型予備成形品は樹脂ペレットから概ね形成され、これは予備成形品を作るために溶融され、次いで射出成形される。一般に、これらの予備成形品は、ねじ山と注ぎ口とを含むボトルの完全に成形された最終的な首部を有するが、本体は閉じた一端を持ち、ボトルの壁よりも約８〜１２倍厚い壁厚を持った短い管である。予備成形品を形成するための方法は、この分野において周知である。容器予備成形品３８が中に差し込まれるキャビティ３６は、一対のブロー成型片３２および中央成型部３４を有するブロー金型によって画成される。中央成型部３４は、最終製品５８のパント２２を画成する延在部４３を有する。中央成型部３４はまた、最終製品５８の底を形成する環状リム３５を有している。加熱した予備成形品３８がブロー成形キャビティ３６内に望ましくは固定させられる。通常、延伸ロッド４０が中央成型部３４の上端面５６に対して予備成形品３８を引き延ばすために用いられる。一実施形態において、成形された製品５８は、ブロー成型片３２を型開きする前に、容器５８に対する揮発性液体の伝導または蒸発の如き手段によって冷却する。その後、ブロー成型片３２が退避する。次に、中央成型部３４が成形キャビティ３６から引き出されると共に中央成型部３４の上端面５６の弁穴４４からキャビティ３６にガス６０を注入する。ガス流を制御する弁棒５１を持った弁４２を有するガス通路４８を通り、ガス６０の注入がなされる。特に、キャビティ３６にガス６０を注入することは、パント２２を中央成型部３４から自由状態にすることを支援する。中央成型部３４がキャビティ３６から引き出されると、成形された物品を成型ステーションから取り出すために真空または機械的取り出し装置を用いることができる。

内側に向けられたパントを有する底面を持ったローラーボトルの縦断面図である。 本発明のブロー成形装置の概念図である。 図２のブロー成形装置の中央成型部の部分断面図である。 図２のブロー成形装置の中央成型部の断面図である。 本発明方法で用いることができる空気−ポペット弁の断面図である。 内側に向けられたパントを持った底面を有する中空容器を形成するための本発明方法を示す概念図である。

Claims (17)

1. 内側に向けられたパントを有する底面を持った中空容器を形成する方法であって、
   成形キャビティを画成する一対のブロー成型片と中央ブロー成型部とを有し、この中央ブロー成型部が前記パントを画成するための延在部を有するブロー金型を準備するステップと、
   容器予備成形品を前記キャビティ内に挿入するステップと、
   前記予備成形品を膨らませて前記容器を成形するステップと、
   前記成型片を型開きするステップと、
   前記キャビティから中央ブロー成型部を引き出すと共に前記中央ブロー成型部を介してガスを前記キャビティに注入するステップと
   を具え、前記成形された容器が前記ブロー金型から解放可能であることを特徴とする方法。
2. 前記中央ブロー成型部は、これを通って延在するガス通路を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記中央ブロー成型部は、前記通路にここを通るガス流を制御する弁を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記弁が空気−ポペット弁であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記中央ブロー成型部が低摩擦被覆剤にて被覆または含浸されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記低摩擦被覆剤がテフロン（登録商標）を含浸したニッケルリンであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記中央ブロー成型部は、
   前記中空容器の前記底面を成形する環状リムと、
   この環状リムから下方に延在する中央軸と、
   当該中央ブロー成型部を前記成形キャビティ内での移動のために適切に搭載する円板状のベースと
   を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記成型片を型開きする前に、前記膨らませられた予備成形品を冷却するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記膨らませるステップの前に前記予備成形品を加熱するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記中空容器がローラーボトルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 内側に向けられたパントを有する底面を持った中空容器を形成するブロー成形装置であって、
    成形キャビティをそれらの間に画成する一対の成型片と、
    前記成形キャビティに対し引っ込みおよび挿入可能であって、前記内側に向けられたパントを成形する中央成型部と
    を具え、この中央成型部は前記パントへとガスを注入して前記中央成型部を前記成形された容器から解放するためのガス通路を有することを特徴とする装置。
12. 前記中央ブロー成型部は、これを通って延在するガス通路を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記中央ブロー成型部は、前記通路にここを通るガス流を制御する弁を有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記弁が空気−ポペット弁であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記中央ブロー成型部には低摩擦被覆剤が被覆または含浸されていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
16. 前記低摩擦被覆剤がテフロン（登録商標）を含浸させたニッケルリンであることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記中央ブロー成型部は、
    前記中空容器の前記底面を成形する環状リムと、
    この環状リムから下方に延在する中央軸と、
    当該中央ブロー成型部を前記成形キャビティ内での移動のために適切に搭載する円板状のベースと
    を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
    
    

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