JP2008502508A - 熱可塑性容器の製作のための釣り鐘ノズル式ブロー成形またはストレッチブロー成形装置、および装置用の金型 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱可塑性ポリマー製、特にＰＥＴ製のブランク材から容器を製作するためのブロー成形またはストレッチブロー成形装置であって、金型（１）のキャビティ（５）内に配置されたブランク材（９）へと加圧流体を吹き込むための吹き込み用釣り鐘ノズル（１８）を備え、ノズルの一端が、金型（１）の一表面（６）に設けられた支持プレートの前面に当接して気密に支持され、ブランク材（９）の首部（８）を覆うように構成されており、支持プレートが、ノズル（１８）の端部の外形に類似した形状の外形を有するリング状（２５）であり、リングが、金型（１）の表面に設けられたガター（２４）内に係合し、ブランク材（９）の首部（８）が通過する開口（７）を、間隙を介して囲んでいる装置に関する。

Description

本発明は、概して、ブロー金型でブランク材からのブロー成形またはストレッチブロー成形を行うことによって、ＰＥＴなどの熱可塑性材料から作られる容器（特に、ボトル）の製作の分野に関する。

さらに具体的には、本発明は、例えば熱可塑性ポリマー（特に、ＰＥＴ）から作られた予備成形物から成るブランク材から容器を製造するためのブロー成形またはストレッチブロー成形装置であって、金型の成形用キャビティに配置されたブランク材へと加圧流体を吹き込むための釣り鐘ノズル型の吹き出しノズルを有しており、このノズルが、ブロー成形の際に、金型の壁体に設けられた支持プレートの前面に当接して気密に支持されるのに適し、かつ、環状のフランジによってこの壁体に支持され、本体を上記成形用のキャビティ内に位置させた状態でこの壁体から現れるブランク材の首部を覆うために適した釣り鐘状の端部を有している装置に対してなされる改善に関する。

さらに、本発明は、そのような装置のための金型であって、例えば予備成形物から成るブランク材からブロー成形またはストレッチブロー成形によって熱可塑性材料（特に、ＰＥＴ）から作成された容器を製造するために設計され、成形用のキャビティと連通する開口と、この開口を画定するとともに釣り鐘状の吹き出しノズル（「釣り鐘ノズル」として知られている）の前端を支持するために適している支持プレートとが設けられている表面を有している金型に対してなされる改善に関する。

上述の支持プレートは、吹き出しノズルの前端と繰り返し接触することによって磨耗したときに交換されるように設計されている着脱式の部品であり、金型そのものの表面の磨耗を防止しているが、これが必然的にともなういくつかの欠点を有している。

本発明が対象とする種類の公知の装置（例えば、仏国特許第２７６４５４４号明細書の図１、図３、図４、および図６、仏国特許第２８２８８２９号明細書の図１、仏国特許第２８３３５１２号明細書の図８から図１０、仏国特許第２８４１４９５号明細書の図２Ａから図２Ｃおよび図３、仏国特許第２８４３７１４号明細書の図１および図３参照）において、支持プレートを、ノズルの前端を受け止めるだけでなく、ブロー成形しようとするブランク材の首部を収容するための開口を画定し、上記ブランク材をブランク材のフランジにて支持するようにも設計することが、知られている。このような設計は、体積は同じであるが首部の直径が異なっている容器の製造に関して、装置のカスタマイズを容易にするために望ましいものと考えられており、すなわち、この場合には、支持プレートを交換するだけで十分である。したがって、これら公知の装置の支持プレートは、比較的大きな寸法の金属製の部品であり、結果として高価につく。吹き出しノズルと接触するこの支持プレートは比較的急速に磨耗し、したがって比較的頻繁に交換を行わなければならず、結果として、この保守の仕事のための費用が無視し得ないものになる。一方で、装置のカスタマイズの目的のための支持プレートの交換は、当初に予想されていたほど頻繁に行われるわけではない。

本発明の目的は、基本的には、金型の製造の際に追加の費用を実質的に生じさせることなく、この欠点を軽減するとともに、ユーザにとってより満足できる優れた解決策を提案することにある。

この目的のため、本発明は、その第１の態様によれば、序文の部分に記載される装置であって、本発明に従って設計され、支持プレートがノズルの端部の外形に類似した形状の外形を有するリング状であり、このリングが、金型の上記壁体に設けられたガター内に係合し、ブランク材の首部が通過する開口を、間隙を介して囲んでいることを特徴とする装置を提案する。

この設計によれば、支持プレートが、吹き込みノズルの前面と接触する金型そのものの磨耗を防止するために有用な単一の幾何学形状の部分へと縮小され、支持プレートのこのリング形状により、部品のサイズが小さくなり、寸法が小さくされてこれまで使用されている大きな支持プレートよりもコストがはるかに低くなる。

これにより、ブランク材の支持に関しては、首部を収容するための開口が金型そのものに設けられ、ブランク材のフランジが、金型のこの開口の縁を画定する部分に載せられる。したがって、ユーザがより大きな直径の首部を有するブランク材を処理したいと望む場合には、この開口を拡大すべくこの開口を、再び機械加工しなければならない。しかし、これは、実際のところ成形用キャビティの寸法を同じまま変えることなく首部の直径を変更することが比較的まれであるため、それほど頻繁には生じない欠点であり、装置に支持リングを設けることによって達成される金型の寿命の全期間にわたって続く節約に比べれば、認容できるものである。

通常は、ノズルの端部は円形である。このような状況において、リングは環状であり、収容用のガターが、環状であって、ブランク材の首部が通過する開口と同心であることが好ましい。

通常の実務においては、金型が、お互いから分離できる少なくとも２つの半金型を備えている。このとき、それぞれの半金型に、それぞれの１つの半環状の半リングを収容するために適した半環状のガター部が設けられる。

そのような構成は、特に、金型が互いに分離できる２つの半金型を有している現時点においてきわめて一般的な事例、例えば、本件出願の出願人が使用しており、相互の分離が関節運動の軸を中心とする回転によって達成される札入れ（ｂｉｌｌｆｏｌｄ）型の金型の事例に適用される。

支持リングが耐えなければならない大きな力に鑑み、リングは、金属製であり、例えば典型的には鋼または特別な青銅から製作されることが好ましい。しかしながら、プラスチック製または合成材料製のリングの使用も、考えられる。

本発明は、その第２の態様によれば、請求項の序文の部分に記載され、本発明に従って設計された、上述の装置に備え付けるための金型であって、支持プレートがノズルの端部の外形に類似した形状の外形を有するリング状であり、このリングが、金型の上記壁体に設けられたガター内に係合し、上記開口を、間隙を介して囲んでいることを特徴とする金型を提案する。

したがって、本発明に従って設計された金型は、金型表面に直接画定された首部用開口を有し、上記リングが埋め込まれるガターが、この開口を、間隙を介して囲んでいる。

一実施の形態においては、リングが環状であり、収容用のガターが環状であって、ブランク材の首部が通過する開口と同心である。

典型的には、金型が、お互いから分離できる少なくとも２つの半金型を備え、それぞれの半金型に、それぞれの１つの半環状の半リングを収容するために適した半環状のガター部が設けられる。このような構成は、札入れ型であって関節運動の軸を中心とする回転によって相互に分離させることができる２つの半金型を有している本件出願の出願人の装置に配置される金型に通常適用され、さらに一般的には、任意の手段によってお互いから分離させることができる２つの半金型を有している金型に通常適用される。

リングは金属製であり、特に鋼または特別な青銅から製作されることが好ましい。

ある変更例においては、リングがプラスチックで製作され、さらなる変更例においては、リングが必要な機械的特性を有する合成材料から製作されれる。

本発明は、添付の図面を参照しつつ行われる特定の好ましい実施の形態（あくまで例として提示され、本発明がこれらの実施の形態に限られるわけではない）についての以下の説明を検討することによって、よりよく理解できるであろう。

図１は、釣り鐘ノズル型のノズルを用いたストレッチブロー成形によって成形を行うための装置をきわめて概略的に示しており、その一般設計は、例えば仏国特許第２７６４５４４号明細書に見ることができ、設計および機能の詳細のすべてについて、この文献を参照することができる。以下では、本発明を理解するために必要な詳細のみを説明する。図１に示した装置が、１つの構造的および機能的な実体物を構成しているが、実際には、製造ユニットは、多数の容器を連続して製造できるように、複数のこのような装置を回転木馬状の回転枠に一群にまとめて備えていることを、強調しておかねばならない。

図１の装置は、金型１および金型１に組み合わせられたストレッチブロー成形装置２を備えている。

金型１は、基本的には、図示されない駆動手段の動作によって開放または閉鎖が可能であるよう、お互いに対して可動である２つの半金型３ａおよび３ｂを有している（図示されていないが可動の基部をさらに有している場合もある）。参照番号４は、２つの半金型の分割線を指し示している。半金型は、閉鎖位置において成形用キャビティ５を画定し、可動の金型基部が存在する場合には、少なくとも成形用キャビティ５の大部分を画定するよう、内側が凹状である。

金型の上面６は、キャビティ５と連通する開口７を画定するように設計されており、この開口に、加工されようとするブランク材９（この場合には、予備成形物である）の首部８が係合する。この部分が、本発明による改善が特に関係する部分であり、以下でさらに詳しく説明される。

ストレッチブロー成形装置２は、基本的には、一部がピストン１１の形態に設計された筒１０を備える。ピストン１１は、フレーム１３に固定的に支持されるシリンダ１２を形成している部位に、気密かつスライド可能に係合される。フレーム１３は、図示されていない手段によって金型１を支持している。シリンダ１２を形成している部分には、筒１０の上方または下方への変位を制御すべく制御用の流体を選択的に導入するため、オリフィス１４、１５が設けられている。

筒１０の上端は閉鎖され、１６において高圧下（典型的には、４０×１０^５Ｐａ）の吹き込み用の流体の供給源へと接続されている。吹き込み用の流体は、筒１０と筒の内側を同軸に延びる引き伸ばし棒１７との間に画定される環状の空間２１を還流する。

引き伸ばし棒１７は、ブロー成形プロセスに応じて上方または下方へと選択的に変位させることが可能である。

筒１０の下端は、一種の釣り鐘を形成するように広げられ、実際の吹き込みノズル１８を構成しており、その内容積２０は、吹き込み位置にあるブランク材の首部８を収容するのに十分である。換言すると、詳しくは、ノズル１８の内部の寸法（特に、直径）が、ブランク材９の首部８の外径よりも大きい。ノズル１８の前端には、ガスケット１９が設けられている。

本発明によれば、ブランク材９が、首部８の付け根に設けられたフランジ２２によって、金型の上面６に直接載せられ、例えば図１に示されるようにこの表面６に設けられた座繰り部２３の底部に直接載せられており、ブランク材の本体２６が、キャビティ５内に係合している。

さらに図２により大きな縮尺でよりはっきりと見られるように（キャビティ５の形状は、図１に示したキャビティの形状と多少相違しているが）、閉じた外形を巡って延伸する溝またはガター２４が、座繰り部２３の周囲に、座繰り部２３に構造的に依存することなく設けられており、ノズル１８の前端の外形に類似する形状の外形を有する支持リング２５が、溝またはガター２４に埋め込まれている。換言すると、ガター２４は、ブランク材の首部が通過する開口７の周囲に延びており、ブランク材の首部から離間している。

一般に、ノズルの端部は円形であり、この場合には、リング２５は環状である。したがって、収容用のガター２４は環状であり、ブランク材の首部が通過する開口７と同心である。

図１および２に示されているように、リング２５がガター２４へと完全に埋め込まれており、その上面が金型の表面６と同一面であることが好ましい。

リング２５は、機械的に丈夫であるよう、一般的には金属製であり、特に鋼または特別な青銅から作られている。しかしながら、必要とされる機械的特性を有するように選択されたプラスチックまたは他の任意の合成材料で製作してもよい。

２つの半金型の分割線４に対してほぼ直角な切断面を示す図１および２に見て取れるように、上述のように互いに分離可能である半金型３ａ、３ｂに、それぞれ１つの半リング２５ａ、２５ｂを収容するようになっている半環状のガター部２４ａ、２４ｂがそれぞれ設けられている。

リング２５またはそれぞれの半リング２５ａ、２５ｂを、ガター２４またはそれぞれの半環状のガター部２４ａ、２４ｂに保持するため、阻止手段が設けられることが好ましい。図２および３に示されているように、これらの阻止手段は、ねじ穴２８へとねじ込まれるボルトまたはねじ２７であってよい。これらのボルトまたはねじの頭部は、表面６を超えて突き出すことがないよう、それぞれのハウジングへと沈められる。

このように、リング２５、半リング２５ａ、２５ｂのそれぞれが、容易に交換できる磨耗部品であり、これまで使用されていた首部プレートよりも小さい。必要とする材料が少なく、リング２５、それぞれの半リング２５ａ、２５ｂのそれぞれは、現在の首部プレート、現在の首部の半プレートのそれぞれよりも、大幅にコストが低い。ブランク材および製造しようとする容器の首部の直径に関する変更は、金型の通路７の機械加工を繰り返すことによって達成される。

本発明に従って設計されたストレッチブロー成形装置について、きわめて概略化した図である。 本発明に従って設計された金型の上部のみについての図３の線ＩＩ−ＩＩに沿った側面拡大断面図である。 図２の配置構成を取り入れてなる金型の上方からの半分の図である。

Claims (14)

1. 熱可塑性ポリマー、特にＰＥＴ、から作成されたブランク材から容器を製造するためのブロー成形またはストレッチブロー成形装置であって、金型（１）の成形用キャビティ（５）内に配置されたブランク材（９）へと加圧流体を吹き込むための釣り鐘ノズル型の吹き込みノズル（１８）を備え、前記ノズル（１８）は、ブロー成形の際に、金型（１）の一表面（６）に設けられた支持プレートの前面に当接して気密に支持され、かつ、環状のフランジ（２２）によって前記表面（６）上に支持されるのに適し、かつ、前記ブランク材の本体（２６）が前記成形用のキャビティ（５）内に位置した状態で、前記ブランク材（９）の前記表面（６）から現れる首部（８）を覆うために適した釣り鐘状の端部を有し、
   支持プレートが、ノズル（１８）の端部の外形の形状に類似した形状の外形を有するリング状（２５）であり、前記リングが、金型（１）の前記表面（６）に設けられたガター（２４）内に係合し、ブランク材（９）の首部（８）が通過する開口（７）を、間隙を介して囲むことを特徴とする、装置。
2. ノズル（１８）の端部が円形であり、
   リング（２５）が環状であり、収容用のガター（２４）が、環状であって、ブランク材（９）の首部（８）が通過する開口（７）と同心であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 金型（１）が、お互いから分離できる少なくとも２つの半金型（３ａ、３ｂ）を備えており、それぞれの半金型（３ａ、３ｂ）に、それぞれの１つの半環状の半リング（２５ａ、２５ｂ）を収容するために適した半環状のガター部（２４ａ、２４ｂ）が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 金型（１）が、互いに分離できる２つの半金型（３ａ、３ｂ）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. リング（２５）が金属製であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. リング（２５）がプラスチック製であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
7. リング（２５）が合成材料製であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
8. ブランク材からのブロー成形またはストレッチブロー成形によって、熱可塑性材料、特にＰＥＴ、から作成された容器を製造するため、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置に備え付けられるように設計されており、成形用のキャビティ（５）と連通する開口（７）と、吹き込み用釣り鐘ノズルの前端を支持するために適し前記開口（７）を画定する支持プレートとが設けられている表面（６）を有している金型（１）であって、
   支持プレートが、ノズル（１８）の端部の外形に類似した形状の外形を有するリング状（２５）であり、前記リング（２５）が、金型（１）の前記表面（６）に設けられたガター（２４）内に係合し、前記開口（７）を、間隙を介して囲んでいることを特徴とする、金型。
9. リング（２５）が環状であり、収容用のガター（２４）が環状であって、ブランク材（９）の首部（８）が通過する開口（７）と同心であることを特徴とする、請求項８に記載の金型。
10. お互いから分離できる少なくとも２つの半金型（３ａ、３ｂ）を備え、それぞれの半金型（３ａ、３ｂ）に、それぞれの１つの半環状の半リング（２５ａ、２５ｂ）を収容するために適した半環状のガター部（２４ａ、２４ｂ）が設けられていることを特徴とする、請求項８または９に記載の金型。
11. 互いに分離できる２つの半金型（３ａ、３ｂ）を備えることを特徴とする、請求項１０に記載の金型。
12. リング（２５）が金属製であることを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載の金型。
13. リング（２５）がプラスチック製であることを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載の金型。
14. リング（２５）が合成材料製であることを特徴とする、請求項８から１１のいずれか一項に記載の金型。

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