JP2006305908A - 延伸ブロー成形法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリフォームの内底面に対する延伸ロッドの先端位置を、延伸ロッドごとに設定できるようにして、全てのプリフォームに対するエアブローを、１個の切換バルブの操作により同時に開始して、それぞれに適合した状態での延伸ブローを可能とする。
【解決手段】 同時に射出成形した多数のプリフォームを、ブロー金型内における延伸ロッドの伸長と、ブローエアとにより延伸膨張して中空成形品に成形する。全てのプリフォームのエアブローを、１つの切換バルブの操作により同時に開始するようにエア回路を構成する。各プリフォームの延伸状態から延伸ロッドの延伸チップのプリフォーム内底面に対する高さ位置を個々に調節する。その高さ位置の差から最も遅く延伸チップがプリフォーム内底面にタッチする延伸ロッドを対象にエアブローの開始を設定する。全てのプリフォームの延伸ブローをそれぞれ適合した状態で同時に行う。
【選択図】 図３

Description

この発明は、射出成形したプリフォームを金型内にてカップ状容器や広口容器、ボトル等の中空成形品に延伸ブローする方法と装置に関するものである。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレ等の熱可塑性樹脂による多数本のプリフォームを同時に射出成形し、そのプリフォームを加熱状態にあるうちにブロー金型内に収容して、延伸ロッドの伸長とエアブローとにより、胴部が薄肉の中空成形品に成形する成形機では、プリフォームと同数のブローコアと延伸ロッドとを有する延伸ブロー装置を備えている。

このブローコアと延伸ロッドは、ブロー金型の上方に作動スペースをあけて上下２段に設けた昇降盤に取付けてある。ブローコアは下部昇降盤の下側にプリフォームのリップ型又はネック型と同一間隔に下向きに取付けてあり、延伸ロッドはブローコアの中央に穿設したエアー通路に挿通して、上部昇降盤側に垂直に固設してある。またブローコアの下面から突出した延伸ロッドの先端には延伸チップが装着してある。

ブローコアの先端部は、プリフォームを保持して型開したブロー金型間に移送するリップ型又はネック型と気密に嵌合し、プリフォームの開口周縁（リップ部）又はネック部を挟持する形状からなり、その嵌合により延伸ロッド先端の延伸チップがプリフォームの内底面上に位置するようにしてある。

このような延伸ブロー装置では、リップ型又はネック型がプリフォームを保持して金型位置に停止すると、型閉前又は型閉後の上下昇降盤の同時降下により、ブローコアがリップ型又はネック型と嵌合し、次に上部昇降盤の降下により延伸ロッドがブローコアを通して下方へ伸長する。この伸長作動によりプリフォームの縦延伸が行われ、また延伸と同時又はに僅かに遅れて開始されたエアブローにより、プリフォームの横延伸が行われて薄肉の中空容器となる。

周知のように射出成形で多数の成形品を同時成形する場合には、金型の各キャビティが均一充填されるようにゲートバランスを考慮する必要がある。射出成形したプリフォームを直ちに又は温調してから延伸ブローするホットパリソン方式では、多数のキャビティを一線上に配置してホットランナから各キャビティに樹脂を充填しているので、各キャビティに至るランナの長さは必然的に異なる。

このような場合のゲートバランスは、各キャビティのゲートにおける流動抵抗を変化させて、各キャビティに作用する樹脂の圧力をバランスさせることで可能ではあるが、それでもスプルに近いキャビティと最も遠いキャビティでは、樹脂の圧力や温度に差が生ずる。この差は各プリフォームにおける保有熱量や内部の温度分布、残留応力などの個体差となって現れ、同時に射出成形したプリフォームでも同一設定条件で延伸ブロー成形すると、成形品の中には偏肉が生じて不良品となるものがある。

そこで従来では、エア回路にエアブロー用の切換バルブをブローコアごとに配設し、切換バルブの開作動を延伸ロッドごとに調節してエアブローのタイミングを設定している。このため多数の中空成形品を同時成形するためにブローコアの数を増すと、その数と同数の切換バルブが必要となり、装置のコストアップとなる。またエア回路も複雑となるなどの課題を有する。

また成形品の偏肉発生は、プリフォームの保有温度により異なる延伸抵抗から生ずる各延伸ロッドの駆動スピードの相違と、ブローエアの導入タイミングのずれによるものとして、縦軸駆動中の延伸ロッドの実位置を検出し、その検出をもってエアブローを開始することにより、延伸ロッドの位置とブローエアの導入タイミングを一致させて成形安定を図ることが行われている。
特開平６−２５４９５５号公報

しかしながら、延伸ロッドの実位置の検出には、ロッド位置検出装置が必要となり、そのロッド位置検出装置も多数の延伸ロッドを取付けた昇降プレートの降下位置を検出して実位置を検出するものであるから、延伸ロッドごとの実位置を検出とはならず、導入タイミングもブローコアごとに変更しなければならないので、その変更にはブローコアと同数のエアバルブが必要となるという、従来と同様な課題を有する。

この発明は、上記課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、プリフォームの内底面に対する延伸ロッドの先端位置を、延伸ロッドごとに設定できるようにして、全てのプリフォームに対するエアブローを同時に開始することにより、プリフォームごとに保有温度差や残留応力差があっても、それぞれに適合した状態で延伸ブローを行うことができ、エア回路中のブローエア用の切換バルブも１個で済む新たな延伸ブロー成形法と装置を提供することにある。

上記目的によるこの発明の延伸ブロー成形法は、多数のプリフォームを同時に射出成形し、そのプリフォームをブロー金型内における延伸ロッドの伸長と、ブローエアとにより延伸膨張して中空成形品に成形するにあたり、全てのプリフォームのエアブローを、１つの切換バルブの操作により同時に開始するようにエア回路を構成し、各プリフォームの延伸状態から延伸ロッドの延伸チップのプリフォーム内底面に対する高さ位置を個々に調節し、その高さ位置の差から最も遅く延伸チップがプリフォーム内底面にタッチする延伸ロッドを対象にエアブローの開始を設定して、全てのプリフォームの延伸ブローをそれぞれ適合した状態で同時に行う、というものである。

またこの発明の延伸ブロー装置は、プリフォームを保持したリップ型又はネック型と嵌合する多数のブローコアを下側に設けた下部昇降盤と、ロッド伸長シリンダを設置した上部昇降盤とを連結して備え、そのロッド伸長シリンダのピストンロッドに連結して台板を両昇降盤の間に設け、その台板に上記ブローコアと同数の延伸ロッドを取付けて、各延伸ロッドをブローコアに挿通した延伸ブロー機構と、各ブローコアに接続したエア回路とからなり、上記延伸ロッドを、プリフォーム内底面に対するロッド先端の延伸チップの高さ位置を可変できるように、上記台板に高さ調節自在にばねにより常時下方に弾圧して取付けるとともに、上記エア回路のブローエア回路に、全てのブローコアに共通の１個の切換バルブを配設してなる、というものである。

また延伸ブロー装置の上記ブローコアのエア回路は、低圧の一次エア回路と二次エア回路とをエアタンクに並行に接続して備え、その両方のエア回路を１個のエアブロー用の切換バルブを設けた共通のエアブロー回路に接続し、そのエアブロー回路から各ブローコアに分岐して接続してなる、というものである。

図１及び図３は延伸ブロー機構を示すもので、１は昇降自在な基盤。２は基盤下側の回転移送盤２である。この回転移送盤２の下面には、分割型による４個のリップ型３，３を、水平方向に開閉自在に並設した型板４が取付けてあり、型盤４の停止位置の下側には、各リップ型３，３と型閉するカップ状容器のキャビティ５，５を有する割型のブロー金型６が機台７上に設置してある。

上記基盤１のブロー金型６の上に位置する部分と、その位置に停止する回転移送盤２の部分は、互いに重合する開口部８，９となっており、その開口部９に上記型板４が取付けてある。また開口部８の両側の基盤上には４本の支柱１０，１０が一対ずつ左右に対設してある。この支柱１０，１０は頂部に跨設した枠状の固定盤１１により連結してあり、その固定盤１１の両側の支柱間上に、エア又は油圧作動の一対の昇降シリンダ１２，１２が、ピストンロッド１２ａ，１２ａを下側にして設置してある。

支柱１０，１０には上部昇降盤１３と下部昇降盤１４とが、両側に設けたタイロッド１５，１５により連結して挿通してあり、その昇降盤間にロッド保持板１６がタイロッド１５，１５に挿通して上下動自在に設けてある。また上部昇降盤１３の中央には、エア又は油圧作動のロッド伸長シリンダ１７がピストンロッド１７ａを下側にして設置してあり、そのビストンロッド１７ａにロッド保持板１６を連結して、ロッド保持板１６を上下昇降盤と同時に、または単独で上下動するようにしてある。

下部昇降盤１４の下側には、リップ型３，３と同数のブローコア１８，１８が盤体を貫通してネック型と同一間隔に下向きに取付けてある。各ブローコア１８，１８の内部中央には、図２に示すエアブロー回路と接続するエア通路１８ａが穿設してあり、そのエア通路１８ａに延伸チップ１９ａを先端に有する延伸ロッド１９が挿通してある。またブローコア１８の先端部はプリフォーム２０を保持している上記リップ型３と気密に嵌合して、プリフォーム２０のリップ部を挟持する形状からなる。

延伸ロッド１９は、ブローコア１８，１８と同数で、ロッド保持板１６の下側に固設した台板２１に同一間隔に取付けて、先端の延伸チップ１９ａがコア先端面から突出するところまでエア通路１８ａに挿通してある。台板２１の下面には保持ブロック２２が止着してあり、その保持ブロック２２に穿設したばね室２２ａを通して延伸ロッド１９が台板２１に取付けてある。

延伸ロッド１９の後端部１９ｂは縮径による小径ロッドとなっており、その端部はねじ軸１９ｃ（図３参照）に形成してある。また上記ばね室２２ａには、延伸ロッド１９を常に下方へ弾圧するコイルばね２３がワッシャー２４と共に挿入してある。延伸ロッド１９の台板２１への取付けは、後端部１９ｂをばね室２２ａに挿入してワッシャー２４を段部に係合するとともに、ねじ軸１９ｂを台板２１の上面に突出し、そのねじ端にダブルナット２５を螺合して台板上面に締着することにより行っている。この締着の度合いにより延伸ロッド１９は、コイルばね２３に抗して又は押されるなどして上下移動するので、それにより先端の延伸チップ１９ａの高さ位置を延伸ロッド１９ごとに調節することができる。

図２は、上記ブローコア１８のエア回路図で、３０はコンプレッサ、３１はエアタンクで、タンク側から順に減圧バルブ３２と切換バルブ３３及びチェックバルブ３４を配設した低圧の一次エア回路３５と、切換バルブ３６を配設した二次エア回路３７が並行に接続してある。両エア回路は切換バルブ３８を設けた共通のエアブロー回路３９に接続してあり、そのエアブロー回路３９から各ブローコア１８の分岐回路４０に接続してある。

したがって、この１個のエアブロー用の切換バルブ３８の開閉操作により、全てのブローコア１８，１８におけるエアブローの同時開始と停止を行い得る。また各分岐回路４０にはチェックバルブ４１を配設したエア回路４２を介して、切換バルブ４４を設けたエアパージ回路４５に接続してある。このようなエア回路を上記延伸ブロー機構が備えた延伸ブロー装置では、エアブロー用の切換バルブ３８をブローコア１８，１８ごとに配置する必要がなくなることから、コストの節減となる。

上記延伸ブロー装置では、プリフォーム２０を保持したリップ型３，３の型板４が、回転移送盤２により型開したブロー金型６の上に移送されて停止すると、図示しない昇降装置の作動により基盤１が回転移送盤２と一緒に降下して、リップ型３，３がブロー金型３０の中央に位置する。

基盤１の降下が停止すると、両昇降シリンダ１２，１２が作動して、ピストンロッド１２ａ，１２ａを伸長し、上部昇降盤１３を下方へ押下げる。上部昇降盤１３はタイロッド１５によりと下部昇降盤１４と連結しており、またロッド保持板１６は上部昇降盤１３上のロッド伸長シリンダ１７のピストンロッド１７ａを介して、上部昇降盤１３に懸吊された状態にあるので、上部昇降盤１３と一緒に下部昇降盤１４とロッド保持板１６が、ブローコア１８，１８及び延伸ロッド１９，１９と共に降下する。

この降下は、下部昇降盤１４が基盤側と接する下限位置まで行われ、その降下に伴ってブローコア１８，１８の延伸チップ１９ａ，１９ａが突出している先端部が、基盤１及び回転移送盤２の開口部８，９からリップ型３，３に気密に嵌り込み、先端面によりリップ型３，３の内底面に保持されているプリフォーム２０，２０の開口周縁を挟持する。これにより延伸チップ１９ａ，１９ａが、プリフォームの内底面上に位置する。

上記降下作動に連続してブロー金型３０を型閉すると、リップ型３，３が金型上部と型閉し、プリフォーム２０，２０がキャビティ中央に位置する。ブロー金型３０の型閉及び型締が終わると、ロッド伸長シリンダ１７のピストンロッド１７ａが伸長作動する。この伸長作動で台板２１がタイロッド１５，１５をガイドとして保持ブロック２２と共に降下し、台板２１に取付けた延伸ロッド１９，１９が押下げられる。この台板２１の降下は、延伸チップ１９ａ，１９ａがキャビティ５の内底面に達するまで行われ、それによりプリフォーム２０，２０の縦延伸が行われる。

この縦延伸と同時又は若干遅れて、図２に示すエア回路のエアブロー用の切換バルブ３８がＯＮとなって、ブローコア１８，１８にブローエアが圧送される。そのブローエアはエア通路１８ａから縦延伸中のプリフォーム２０，２０にブローされ、プリフォーム２０，２０をキャビティ一杯に膨張（横延伸）して薄肉のカップ状容器（図は省略）に形成する。

上記エアブローには、先ず低圧の一次ブローを行い、次に高圧の二次ブローを行う場合と、最初から高圧でブローする場合とがある。一次と二次とに分けてエアブローを行う場合には、図２に示す一次エア回路３５の切換バルブ３３をＯＮ、二次エア回路３７の切換バルブ３６をＯＦＦにしておく。この状態でロッド延伸シリンダ１７の伸長作動と同時又は若干遅れて、一次と二次の共通回路３９の切換バルブ３８をＯＮする。これにより一次エア回路３５から低圧（０．２〜１ＭＰａ）の一次エアが、各分岐回路４０，４０を経てブローコア１８，１８のエア通路１８ａ，１８ａに流入し、全てのプリフォーム２０，２０が低圧エアにより同時にエアブローされるようになる。

タイマーなどにより設定された一次ブローがタイムアップすると、一次エア回路３５の切換バルブ３３がＯＦＦ、二次エア回路３７の切換バルブ３６がＯＮに切換わり、二次エア回路３７から高圧（１〜３．５ＭＰａ）の二次エアが、各分岐回路４０，４０を経てブローコア１８，１８のエア通路１８ａ，１８ａに流入し、さらにプリフォーム２０，２０にブローされる。これによりプリフォーム２０，２０はキャビティ一杯に膨張して薄肉のカップ状容器となる。

射出成形による複数のプリフォーム２０，２０の同時成形では、各プリフォーム２０，２０ごとに保有熱量や内部の温度分布、残留応力が異なり、これが延伸膨張の差となって、カップ状容器の上部偏肉や下部偏肉となる。そこで各位置のプリフォームの偏肉部位を、カップ状容器の成形状態から確認する。この偏肉部位の確認から修正を行うのであるが、その修正は全てのプリフォーム２０，２０に対するエアブローの開始を個々に設定せずに同時とし、各延伸ロッド１９，１９の相対的な長さ、すなわち、各プリフォームの内底面に対する延伸チップ１９ａ，１９ａの高さ位置を変更して行う。

この延伸チップ１９ａ，１９ａの高さ変更は、後端部のねじ軸１９ｃと螺合して台板２１に固定しているダブルナット２５を回動して行う。図３に示すように、延伸チップ１９ａ′の高さ位置が他の位置の延伸チップ１９ａよりも高く変更された延伸ロッド１９′では、そこに生じた高さの差だけ、変更されない延伸ロッド１９よりも遅く延伸チップ１９ａ′がプリフォーム２０′の内底面にタッチして押圧することになる。

この延伸チップ１９ａ，１９ａ′のタッチ差により、先に延伸チップ１９ａがタッチしたプリフォーム２０では、エアブロー前の縦延伸がタッチ差分だけ余計に行われることになる。またエアブローは全てのプリフォーム２０，２０′を対象に同時であるから、そのタッチ差は各プリフォーム２０，２０′におけるエアブローの実質的な開始差となり、ブロータイミングは延伸ロッドごとに異なったものとなる。

また最も遅くタッチする延伸ロッド１９′を対象にエアブローの開始設定を行えば、延伸チップ１９ａ′がプリフォーム２０′の内底面にタッチする前にエアブローが開始されることはない。エアブロータイミングは縦延伸の速度との関係から遅延が許容される時間内に、延伸チップ１９ａ′が内底面にタッチして押圧する高さ範囲であれば、高さ調節によってプリフォームの個体差による偏肉を修正して、そこに射出成形されたプリフォームの全てを偏肉が殆どない良品のカップ状容器に同時に延伸ブロー成形することができる。

また延伸チップ１９ａ，１９ａ′の高低差によって、キャビティ底面への到達に差が生じても、延伸ロッド１９，１９′はコイルばね２３により常に下方に弾圧され、上方に対してはコイルばね２３に抗して可動自在となっているので、そのコイルばね２３の圧縮が可能な範囲の高低差であれば台板２１の降下の抵抗とならず、延伸チップ１９ａ′のキャビティ底面への到達を許容する。これにより延伸チップ１９ａ，１９ａ′に高低さがあっても、全ての延伸ロッドを台板２１の降下により設定位置まで同時に伸長することができ、また台板２１の上昇により元の位置まで戻すことができる。

上記実施形態では、カップ状容器の延伸ブローについて説明しているが、中空成形品が広口容器やボトルであっても、同様な手段によって偏肉修正を行い得ることは言うまでもない。またエア回路についても、上記実施形態では一次エア回路３５と二次エア回路３７とを並設し、エアブロー回路３９を共通にして各ブローコア１８，１８に分岐しているが、一次エア回路と二次エア回路を別回路として個々に各ブローコアに分岐してもよく、この場合でも一次エア回路と二次エア回路にエアブローの切換バルブを１個ずつ設けて、分岐回路ごとの切換バルブを省略することができる。

この発明に係わる延伸ブロー成形法の実施に用いられる延伸ブロー機構の作動前の縦断正面図である。 同じくブローコアのエア回路図である。 延伸ブロー機構の作動状態を示す一部の縦断正面図である。

符号の説明

１ 基盤
２ 回転移送盤
３ リップ型
５ キャビティ
６ ブロー金型
１０ 支柱
１１ 固定盤
１２ 昇降シリンダ
１３ 上部昇降盤
１４ 下部昇降盤
１６ ロッド保持板
１７ ロッド伸長シリンダ
１８ ブローコア
１８ａ エア通路
１９ 延伸ロッド
１９ａ 延伸チップ
１９ｃ ねじ軸
２０ プリフォーム
２１ 台板
２２ 保持ブロック
２３ コイルばね
２５ ダブルナット
３１ エアタンク
３５ 一次エア回路
３７ 二次エア回路
３８ エアブロー用の切換バルブ
３９ 一次・二次共通回路
４０ 分岐回路
４５ 排気回路

Claims (3)

1. 多数のプリフォームを同時に射出成形し、そのプリフォームをブロー金型内における延伸ロッドの伸長と、ブローエアとにより延伸膨張して中空成形品に成形するにあたり、
   全てのプリフォームのエアブローを、１つの切換バルブの操作により同時に開始するようにエア回路を構成し、各プリフォームの延伸状態から延伸ロッドの延伸チップのプリフォーム内底面に対する高さ位置を個々に調節し、その高さ位置の差から最も遅く延伸チップがプリフォーム内底面にタッチする延伸ロッドを対象にエアブローの開始を設定して、全てのプリフォームの延伸ブローをそれぞれ適合した状態で同時に行うことを特徴とする延伸ブロー成形方法。
2. プリフォームを保持したリップ型又はネック型と嵌合する多数のブローコアを下側に設けた下部昇降盤と、ロッド伸長シリンダを設置した上部昇降盤とを連結して備え、そのロッド伸長シリンダのピストンロッドに連結して台板を両昇降盤の間に設け、その台板に上記ブローコアと同数の延伸ロッドを取付けて、各延伸ロッドをブローコアに挿通した延伸ブロー機構と、各ブローコアに接続したエア回路とからなり、
   上記延伸ロッドを、プリフォーム内底面に対するロッド先端の延伸チップの高さ位置を可変できるように、上記台板に高さ調節自在にばねにより常時下方に弾圧して取付けるとともに、上記エア回路のブローエア回路に、全てのブローコアに共通の１個の切換バルブを配設してなることを特徴とする延伸ブロー装置。
3. 上記ブローコアのエア回路は、低圧の一次エア回路と二次エア回路とをエアタンクに並行に接続して備え、その両方のエア回路を１個のエアブロー用の切換バルブを設けた共通のエアブロー回路に接続し、そのエアブロー回路から各ブローコアに分岐して接続してなることを特徴とする請求項２記載の延伸ブロー装置。

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