JP2016064618A - ブロー成形品及びブロー成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂材料製の中空体からなるブロー成形品60において、上記中空体の一部を、螺旋方向に延びかつ自身の延長方向位置によって肉厚が異なる螺旋状部60Sにより構成し、上記螺旋状部の一部に形成した厚肉部61a、62aの内側部分によって、上記中空体の内面に周辺部より内側に突出する凸部63を形成する。
【選択図】図11
Description
押出装置は、内部にスクリューを有するシリンダと、シリンダに接続したヘッドと、を具備している。ヘッドは、上下方向に延びる筒状のダイスと、ダイスの内周側空間にダイスとの間に環状のダイギャップを形成するように配設した上下方向に延びるコアと、を備えている。
次いで気体供給源で発生した空気をブローピンを介してパリソン内に注入する。するとパリソンが成形型内で膨張して成形型の内面に形成された成形面に接触する(成形面の形状がパリソンの外周面に転写される)。
そして膨張したパリソン(熱可塑性樹脂材料)が冷却されることにより固化した後に成形型を型開きすれば、成形型から成形品である容器を取り出すことが出来る。
容器の突条の肉厚は周辺部に比べて厚いので、各突条はリブとしての機能を発揮する。そのためこの容器は長手方向に対する圧縮力に対して強い抵抗力を発揮可能である。
また容器全体の肉厚がそれ程厚くない場合は(光が容器を透過可能な場合は)、突条が形成された部分とその他の部分との間に色の濃淡が生じるので、この濃淡によって容器の表面全体に容器の長手方向に延びる縞模様が形成される。
しかし仮に容器に設ける突条の延長方向を上記長手方向とは異なる方向にすることが可能であれば、この容器は長手方向(上下方向)だけでなく長手方向に対する直交方向(水平方向)にも大きな抵抗力を発揮可能となる。
さらに容器を使用するユーザーによっては、容器の長手方向ではなく異なる方向に延びる縞模様の方が美しいと感じる場合もある。
しかしこの場合は成形面に上記方向に延びる突条を設ける必要があるので、成形型及び容器(ブロー成形品)の製造コストが高くなってしまう。
さらにこの場合は、容器の外面に成形面の突条に対応する凹溝が必ず形成されてしまう。
そのためこのブロー成形品は、二軸方向(螺旋状部の軸線方向と、該軸線方向に対する直交方向)の圧縮力に対して大きな抵抗力を発揮可能である。
さらにブロー成形品全体の肉厚がそれ程厚くなくかつ螺旋状部のリード角が小さい場合は(光がブロー成形品を透過可能な場合は)、ブロー成形品に螺旋方向に延びる縞模様を形成することが可能である。
また例えばブロー成形品を容器としかつこの容器に医薬品用カプセルを入れる場合は、カプセルの表面の大きな領域が容器の内面に対して面接触するのを凸部によって抑制できる。そのためカプセルと容器の内面が静電気によって密着するのを抑制できるので、カプセルを容器から取り出し易くなる。
そのためこのパリソンを利用してブロー成形を行えば、本発明のブロー成形品が得られる。
しかもこの成形方法によれば、ブロー成形品の螺旋状部の凸部に対応する凸部を成形型の成形面に形成する必要がない。そのため成形型(成形面)に凸部を形成するブロー成形方法と比べて、ブロー成形品及び成形型の製造コストを低く抑えることが可能である。
図1及び図5は本実施形態のブロー成形機10の全体構造を示している。ブロー成形機10は大きな構成として押出装置15と成形型50を具備している。
押出装置15は、ホッパ16と、自身の内部空間がホッパ16の内部空間と連通しかつ内部にスクリュー及びヒータを有するシリンダ17と、シリンダ17に接続するアキュムレータ18と、アキュムレータ18に接続するヘッド20と、を備えている。
図2はヘッド20の詳しい構造を示している。
ヘッド20はアキュムレータ18の下面に対して着脱可能な金属製の固定ダイス21を有している。固定ダイス21の内部には上下方向に延びる軸線を中心とする環状をなしかつ上下両端が開口する環状流路22が形成してあり、この環状流路22の上端部はアキュムレータ18の内部空間と連通している。固定ダイス21の下部は環状流路22と同心をなす略環状の外周壁23により構成してある。外周壁23の周方向の一部には、その下端から上端まで延びるスリット23aが形成してある。さらに固定ダイス21の下面には環状流路22の外周側に位置する取付用凹部21aが形成してある。さらに外周壁23の三カ所には周方向に略90°間隔で雌ネジ孔23bがそれぞれ穿設してある。
金属製のブラケット26には油圧シリンダ27(アクチュエータ)のシリンダ28が、シリンダ28の長手方向に対して直交する水平方向(直線方向)に位置調整可能として支持してある。シリンダ28の内部空間には、該内部空間を二つの空間に区画しかつシリンダ28に対してスライド自在なピストン(図示略)が配設してある。このピストンにはスライドロッド29の基端が固定してあり、スライドロッド29の先端はシリンダ28の端部壁面に形成した貫通孔を通ってシリンダ28の外側に突出している。図3、図4に示すようにシリンダ28には、ピストンによって区画された上記内部空間のうちの一方の空間である第一空間に連通する送油管28aと他方の空間である第二空間に連通する送油管28bが接続している。さらに送油管28a、28bのシリンダ28と反対側の端部にはサーボバルブV(図3参照)を介してポンプを内蔵した作動油タンク(図示略)が接続している。サーボバルブVは、送油管28aや送油管28bへ作動油タンク内の作動油を供給したり送油管28aや送油管28bを通じてシリンダ28内の作動油を作動油タンク側へ戻すことにより、シリンダ28の第一空間と第二空間への作動油の供給量を調整し、これによりピストン(スライドロッド29)をシリンダ28に対して一方向と逆方向に直線的に進退させる。サーボバルブVは制御手段(パリソンコントローラ)C(図3参照)と接続している。
支持ロッド30の先端には金属製の環状部材である上部固定ダイス33の外周面が固定状態で取り付けてある。上部固定ダイス33の内周面は内周側円筒面34により構成してある。また上部固定ダイス33の上端部の一部には周辺部に比べて一段上方に突出しかつその外周側端部が周辺部に比べて外周側に突出する上端係合部35が突設してある。
支持ロッド31の先端には金属製の環状部材である下部固定ダイス36の外周面が固定状態で取り付けてある。下部固定ダイス36の内周面の上部は内周側円筒面34と同心かつ同径の内周側円筒面37により構成してあり、下部固定ダイス36の内周面の下部は内周側円筒面37と同心をなす内周側テーパ面38により構成してある。図示するように上部固定ダイス33の下面と下部固定ダイス36の上面の間には隙間が形成してある。
さらにシリンダ28にはスライドロッド29(可動ダイス39)のスライド方向位置を検出するための位置センサ(図示略)が設けてある。この位置センサは制御手段Cと接続している。
円柱状部45の外形は内周側円筒面34、内周側円筒面40、及び内周側円筒面37の内径より小径である。さらに下端拡径部46の外周面は下部固定ダイス36の内周側テーパ面38と同じ角度で傾斜しかつ内周側テーパ面38より小径の外周側テーパ面47により構成してある。そして内周側円筒面34、内周側円筒面40、及び内周側円筒面37の内周面と円柱状部45の外周面との間及び内周側テーパ面38と外周側テーパ面47との間には環状形状をなす単一のダイギャップ49が形成してある。
第一成形型51と第二成形型53は水平方向に延びる直線方向(図1、図5の左右方向)に相対スライド可能である。即ち、第一成形型51と第二成形型53は図示を省略した(油圧シリンダ27とは別の)油圧シリンダと接続しており、油圧シリンダの駆動力によって図1に示す初期位置と図5に示す型締め位置との間をスライド可能である。
第一成形型51の第二成形型53との対向面には第一成形面52が凹設してある。第一成形面52は、成形品(容器)の胴部に対応する胴部成形面52aと、成形品の口部に対応する口部成形面52bと、第一成形面52の上端部を構成する捨て袋部成形面52cと、を有している。胴部成形面52a、口部成形面52b、及び捨て袋部成形面52cはいずれも互いに同軸をなす半円筒(半円柱)形状(半円断面)であり、捨て袋部成形面52cの内径は口部成形面52bより大きく、胴部成形面52aの内径は捨て袋部成形面52cより大きい。
第二成形型53の第一成形型51との対向面には第一成形面52と対称をなす第二成形面54が凹設してある。第二成形面54は、胴部成形面52a、口部成形面52b、及び捨て袋部成形面52cとそれぞれ対応する胴部成形面54a、口部成形面54b、及び捨て袋部成形面54cを有している。さらに第二成形面54の上部には第二成形面54をその厚み方向に貫通しかつ捨て袋部成形面54cと連通するブローピン案内孔55が穿設してある。ブローピン案内孔55にはブローピン56がスライド自在に設けてある。このブローピン56は図示を省略した駆動手段と連係しており、駆動手段の駆動力によって図1に示す待機位置と図5に示す突出位置との間をブローピン案内孔55に対してスライド可能である。さらにブローピン56は図示を省略した空気供給源と接続している。
さらにヘッド20と成形型50の間には図示を省略したカッターが配設してある。
まずホッパ16に投入した熱可塑性樹脂材料のコンパウンド(原料)をシリンダ17に送り、シリンダ17のヒーターによってコンパウンドを加熱溶融しながらシリンダ17のスクリューの回転力によって溶融した流動性を有する熱可塑性樹脂材料をアキュムレータ18側へ押し出す。
さらに上記位置センサが検出しかつ制御手段Cへ送信した可動ダイス39の位置情報に基づいて、制御手段Cが可動ダイス39を図3に示す第一移動端位置と図4に示す第二移動端位置との間(第一移動端位置と第二移動端位置の間隔である駆動ピッチは例えば75mmから1615mm)で直線的に往復移動させる。具体的には、制御手段Cによって上記位置センサのゲインを大きくした(位置センサの感度を上げた)上で、制御手段CからサーボバルブVに信号を送る(電圧を印加する)ことによりサーボバルブVの動作制御を行い、これによりシリンダ28のスライドロッド29を可動ダイス39と一緒に直線的に移動させる。すると(位置センサの感度を高くしてあるので)可動ダイス39を第一移動端位置側から第二移動端位置へ移動させたときに位置センサが「可動ダイス39が第二移動端位置を超えて第一移動端位置と反対側へ超えた」という情報を制御手段Cへ送信し、この情報を受けた制御手段CがサーボバルブVに対して直ちに信号を送信してスライドロッド29を直前のスライド方向と反対方向にスライドさせる。また可動ダイス39を第二移動端位置側から第一移動端位置へ移動させたときには、(位置センサの感度を高くしてあるので)位置センサが「可動ダイス39が第一移動端位置を超えて第二移動端位置と反対側へ超えた」という情報を制御手段Cへ送信し、この情報を受けた制御手段CがサーボバルブVに対して直ちに信号を送信してスライドロッド29を直前のスライド方向と反対方向にスライドさせる。その結果、可動ダイス39(スライドロッド29)が図3に示す第一移動端位置と図4に示す第二移動端位置との間を例えば3〜8回/秒の一定振動数で連続的に往復スライドする。
図3に示すように可動ダイス39が第一移動端位置に位置するとき、可動ダイス39の内周側円筒面40のスライドロッド29側の部位とコア44(円柱状部45)の間の(円柱状部45の)径方向のギャップG1は狭くなり、内周側円筒面40のスライドロッド29と反対側の部位とコア44(円柱状部45)の間の径方向のギャップG2は広くなる(ギャップG1、G2と周方向に90°離れた部位のギャップはギャップG1とギャップG2の中間的な大きさとなる)。一方、図4に示すように可動ダイス39が第二移動端位置に位置するときギャップG1は大きくなり(可動ダイス39が第一移動端位置に位置するときのギャップG2と同じ大きさになり)、ギャップG2は小さくなる(可動ダイス39が第一移動端位置に位置するときのギャップG1と同じ大きさになる)。この場合もギャップG1、G2と周方向に90°離れた部位のギャップはギャップG1とギャップG2の中間的な大きさとなる。
そして可動ダイス39が第一移動端位置に位置するときに可動ダイス39と円柱状部45の間を通過した熱可塑性樹脂材料の一部(水平面上に位置する環状部)の断面形状は図3に示すダイギャップ49と同じ形状になる。一方、可動ダイス39が第二移動端位置に位置するときに可動ダイス39と円柱状部45の間を通過した熱可塑性樹脂材料の一部(水平面上に位置する環状部)の断面形状は図4に示すダイギャップ49と同じ形状になる。そのため、ダイギャップ49を上方から下方へ環状形状を維持しながら流れる熱可塑性樹脂材料の断面形状はその長手方向位置によって異なるものとなる。即ち、図3に示すダイギャップ49と同じ断面形状の環状部が一定間隔で多数形成され、これらの環状部から下方(上方)へ所定距離だけ離れた位置には図4に示すダイギャップ49と同じ断面形状の環状部が多数形成される。但し、環状形状をなす熱可塑性樹脂材料の外周面は内周側円筒面40に接触するので、環状形状をなす熱可塑性樹脂材料の外周面はいずれの位置においても同一径の円形である。
このようにして成形型50を型締めすると、第一成形型51及び第二成形型53の上端部と下端部がパリソンPの上下二カ所を挟み込む(図5参照)。さらに上記駆動手段が作動することにより、それまでは図1に示す待機位置に位置していたブローピン56が図5に示す突出位置へ移動し、ブローピン56の先端部が第一成形面52と第二成形面54とによって囲まれたキャビティ内へ突出しパリソンPの壁を突き破ってパリソンPの内部空間に到達する。すると上記空気供給源で発生した空気がブローピン56を介してパリソンPの内部に供給されるので、空気の圧力によってキャビティ内に位置するパリソンPがパリソンPの軸線を中心にして外周側に均等に膨張し、図5に示すようにパリソンPの外周面が第一成形型51の第一成形面52及び第二成形型53の第二成形面54に接触する(第一成形面52及び第二成形面54の形状が転写される)。このようにして第一成形面52及び第二成形面54の形状となった熱可塑性樹脂材料は、第一成形型51及び第二成形型53によって冷却されることにより第一成形面52及び第二成形面54と対応する形状のまま硬化する。
熱可塑性樹脂材料(パリソンP)が硬化した後に上記油圧シリンダによって第一成形型51と第二成形型53を同時に初期位置へ移動復帰させ、その後に上記カッターを利用しながらパリソンPの上端をヘッド20から引きちぎり、硬化した熱可塑性樹脂材料(パリソンP)によって構成された樹脂製容器60を第一成形型51と第二成形型53から取り出す。
第一成形型51及び第二成形型53から取り出した直後の樹脂製容器60は、胴部成形面52a及び第二成形面54aに対応する胴部60aと、口部成形面52b及び口部成形面54bに対応する口部60bと、捨て袋部成形面52c及び捨て袋部成形面54cに対応する捨て袋部60cと、胴部60aの下端部から下方に突出するバリと、捨て袋部60cの上端部から上方に突出するバリと、を備えている(図5参照)。そこで樹脂製容器60を加工装置(図示略)の治具で支持しながら、胴部60aの下端部から下方に突出する部位を加工装置のカッター(図示略)で切断しかつ口部60bの上端と捨て袋部60cの下端の境界部をカッターで切断することにより完成品である図6に示す樹脂製容器60を得る。
さらに樹脂製容器60全体の肉厚がそれ程厚くない場合は(光が樹脂製容器60を透過可能な場合は)、周辺部より厚肉である螺旋状の突条部63と、突条部63以外の部分によって構成された全体が突条部63(隣接部)より薄肉である略螺旋形状をなす部分と、によって螺旋方向に延びる縞模様が形成される。
また樹脂製容器60に医薬品用カプセルを入れる場合は、カプセルの表面の(ある程度)大きな領域が樹脂製容器60の内面に対して面接触するのを突条部63によって抑制できる。そのためカプセルと樹脂製容器60の内面が静電気によって密着するのを抑制できるので、カプセルを樹脂製容器60から取り出し易い。
例えば、可動ダイス39(スライドロッド29)が第一移動端位置と第二移動端位置の間を往復スライドするときの振動数は3〜8回/秒の範囲であれば、上記実施形態とは異なる振動数であってもよい。なお、振動数をこの範囲に設定すれば、樹脂製容器60の螺旋状部60Sのリード角を5°〜70°の範囲で調整可能である。
また上記実施形態ではワンショット分の熱可塑性樹脂材料がヘッド20のダイギャップ49を通過する間の可動ダイス39の振動数を一定に保持しているが、例えば可動ダイス39の各往復スライド動作毎に振動数(周波数)を変えても良い。このようにすれば突条部63のリード角を部分的に変更することが可能である。
さらに成形品の横断面形状を円形とは別の形状(例えば多角形など)にしてもよい。この場合は「螺旋状部60S(突条部63)」の軸線方向に見たときの形状は(略)円形ではなくなる(例えば、略三角形や略四角形などになる)。しかし本明細書ではこのような形状の「螺旋状部60S(突条部63)」も特許請求の範囲の「螺旋状部」に含まれる。
さらに、ストッパボルト43Bの雌ネジ孔23bに対する螺合量を調整した上で第一移動端位置と第二移動端位置の位置を変更することにより、パリソンP及び樹脂製容器60の断面形状(厚肉部P1a、薄肉部P1b、厚肉部P2a、薄肉部P2bの肉厚)を変更してもよい。
さらにブロー成形機10の中のヘッド20以外の構成を上記実施形態や上記変形例から変更してもよい。
またブロー成形機10による成形品として樹脂製容器60とは異なる成形品を成形可能なことは勿論である。
15 押出装置
16 ホッパ
17 シリンダ
18 アキュムレータ
20 ヘッド
21 固定ダイス
21a 取付用凹部
22 環状流路
23 外周壁
23a スリット
23b 雌ネジ孔
25 ダイスユニット
26 ブラケット
27 油圧シリンダ(アクチュエータ)
28 シリンダ
28a 28b 送油管
29 スライドロッド
30 31 支持ロッド
33 上部固定ダイス(分割ダイス)
34 内周側円筒面
35 上端係合部
36 下部固定ダイス(分割ダイス)
37 内周側円筒面
38 内周側テーパ面
39 可動ダイス(分割ダイス)
39a 被押圧面
40 内周側円筒面
42 ダイスホルダー
43A 偏肉ボルト
43B ストッパボルト
44 コア
45 円柱状部
46 下端拡径部
47 外周側テーパ面
49 ダイギャップ
50 成形型
51 第一成形型
52 第一成形面
52a 胴部成形面
52b 口部成形面
52c 捨て袋部成形面
53 第二成形型
54 第二成形面
54a 胴部成形面
54b 口部成形面
54c 捨て袋部成形面
55 ブローピン案内孔
56 ブローピン
60 樹脂製容器(成形品)
60a 胴部
60b 口部
60c 捨て袋部
60S 螺旋状部
61a 厚肉部
61b 薄肉部
62a 厚肉部
62b 薄肉部
63 突条部(凸部)
P パリソン
P1a 厚肉部
P1b 薄肉部
P2a 厚肉部
P2b 薄肉部
PS 螺旋状部
Claims (6)
- 熱可塑性樹脂材料製の中空体からなるブロー成形品において、
上記中空体の一部を、螺旋方向に延びかつ自身の延長方向位置によって肉厚が異なる螺旋状部により構成し、
上記螺旋状部の一部に形成した厚肉部の内側部分によって、上記中空体の内面に周辺部より内側に突出する凸部を形成したことを特徴とするブロー成形品。 - 請求項1記載のブロー成形品において、
上記螺旋状部の上記厚肉部の肉厚が、該厚肉部と隣接する部分よりも厚肉であるブロー成形品。 - 請求項1または2記載のブロー成形品において、
上記螺旋状部の互いに離間する複数箇所に、該螺旋状部の軸線と平行な方向に並ぶ複数の上記厚肉部を形成したブロー成形品。 - 請求項1から3のいずれか1項記載のブロー成形品において、
上記螺旋状部のリード角が5°〜70°であるブロー成形品。 - 一直線方向に積層した環状をなす複数の分割ダイスと、全ての上記分割ダイスの互いに連通する内周側空間に配設した単一のコアと、の間に形成した環状をなす単一のダイギャップに対して流動性を有する熱可塑性樹脂材料を供給するステップ、
上記熱可塑性樹脂材料が上記ダイギャップ内を流れている間に、少なくとも一つの上記分割ダイスによって構成した可動ダイスを、アクチュエータの駆動力によって上記一直線方向に対して直交する方向に沿って複数回往復スライドさせるステップ、
上記ダイギャップから外部に射出した上記熱可塑性樹脂材料によって筒状のパリソンを構成するステップ、
上記パリソンを開閉可能な成形型によって型締めするステップ、
上記成形型によって型締めされた上記パリソンの内部に気体供給源から気体を供給し、上記パリソンを膨張させて上記成形型の成形面に接触させることにより成形品を成形するステップ、及び
上記成形品が硬化した後に上記成形型を型開きするステップ、
を有することを特徴とするブロー成形方法。 - 請求項5記載のブロー成形方法において、
上記可動ダイスを3〜8回/秒の振動数で往復スライドさせるブロー成形方法。
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