JP2018043523A - ブロー成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体によってプリフォームをブロー成形する装置において、壜体をキャップで封止する機能を備えつつ構造を簡素化することができるブロー成形装置を提案する。【解決手段】本発明は、プリフォームＰが装着される金型１と、プリフォームＰの口筒部Ｐ３に連結するブローノズル２とを備え、加圧した液体をブローノズル２からプリフォームＰ内に送給するブロー成形装置であって、ブローノズル２をプリフォームＰの軸線に沿って上昇、下降させるブローノズル移動手段と、壜体Ｂの成形後、ブローノズル２を上昇させた後に、ブローノズル２の直下に前進する受皿５ａと、を備え、ブローノズル２は、ブローノズル移動手段の作動によって下降した際に壜体Ｂを封止するキャップＣを壜体Ｂの口筒部Ｂ３に固定保持させるキャップ取付手段を有することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、有底筒状のプリフォームをブロー成形して壜体を成形するブロー成形装置に関し、特に、ブロー成形のための加圧流体として液体を使用するものに関する。

延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）製の壜体やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の壜体（ペットボトル）に代表されるような樹脂製の壜体は、飲料用、食品用、化粧料用等の様々な用途に使用されている。このような壜体は、射出成形等により有底筒状に形成された樹脂製のプリフォームを、ブロー成形装置を用いて２軸延伸ブロー成形することによって形成されるのが一般的である。

ブロー成形装置としては、プリフォーム内に充填される加圧流体として、加圧エアーに替えて、加圧された液体を使用するようにしたものが知られている。この場合、液体として飲料、化粧品、薬品等の最終的に製品に充填される内容液を使用することにより、壜体への内容液の充填工程を省略して、その生産工程を簡略化することができる。

ところで、内容液が充填された壜体をブロー成形装置の金型から取り出して下流工程に搬送するにあたっては、壜体を移動させる際の速度変化や振動等の影響によって内容液が壜体からこぼれてしまい、壜体中の内容液が不足したり、装置が汚れたりする不具合が生じることがある。

このような不具合を解消できる技術として、例えば特許文献１には、プリフォーム１１０に液体を注入するためのダクト１４０、１４５及び噴出口１４８、１４９を備えるとともに液体の注入によってプリフォーム１１０を所定のボトル形状に成形するキャビティが形成された金型１００と、プリフォーム１１０を延伸させる延伸ロッド１３０と、液体が注入されたボトルにキャップを固定保持させる打栓装置２４０とを備える装置が開示されている。

特表２０１１−５２７２４４号公報

ところで特許文献１の装置では、ボトルを成形する際には打栓装置２４０を退避させて延伸ロッド１３０をプリフォーム１１０の直上に位置させる一方、ボトルにキャップを装着させる際には延伸ロッド１３０を退避させて打栓装置２４０をボトルの直上に位置させる必要がある。すなわち、延伸ロッド１３０と打栓装置２４０が互いに干渉しないようにするべく、これらの両方を金型に対して移動可能にする必要があるため、装置の構造が複雑になり、また装置の大型化につながっていた。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、液体によってプリフォームをブロー成形する装置につき、壜体をキャップで封止する機能を備えつつ、打栓装置を有する従来の装置に対して構造を簡素化することができる、新たなブロー成形装置を提案するところにある。

本発明は、有底筒状のプリフォームが装着されるブロー成形用の金型と、該金型に装着されたプリフォームの口筒部に連結するブローノズルとを備え、加圧した液体を該ブローノズルから該プリフォーム内に送給することで該プリフォームを該金型のキャビティに沿った形状に膨張させて壜体を成形するブロー成形装置であって、
前記ブローノズルを前記プリフォームの軸線に沿って上昇、下降させるブローノズル移動手段と、
前記壜体の成形後、前記ブローノズルを上昇させた後に、前記ブローノズルの直下に前進する受皿と、を備え、
該ブローノズルは、該ブローノズル移動手段の作動によって下降した際に前記壜体を封止するキャップを該壜体の口筒部に固定保持させるキャップ取付手段を有するブロー成形装置である。

前記キャップ取付手段は、前記キャップの上面に当接して該キャップを前記壜体の口筒部に押し込む前記ブローノズルの先端部であることが好ましい。

前記キャップは、上向き開放の凹部を有し、前記ブローノズルの先端部は、該凹部に嵌まり込んで該キャップを位置決めする突起を有することが好ましい。

前記ブローノズルの先端部が前記受皿を介して前記キャップの上面を押すのが好ましい。

前記キャップ取付手段は、前記ブローノズルの中心軸線周りに回転可能に設けられ前記キャップを前記壜体の口筒部にねじ込む該ブローノズルの回転部であることが好ましい。

本発明では、ブローノズルにキャップ取付手段を設け、ブローノズルを下降させることで壜体の口筒部にキャップを固定保持するようにしているので、金型に対して移動するものがブローノズルのみになる。このため、従来の装置よりも構造を簡素化することが可能になる。

キャップ取付手段が、キャップの上面に当接してキャップを壜体の口筒部に押し込むブローノズルの先端部である場合は、壜体の口筒部に設けたアンダーカット部に係合するキャップを壜体に対して固定保持させることができる。ここで、キャップは上向き開放の凹部を有するものとし、ブローノズルの先端部は凹部に嵌まり込んでキャップを位置決めする突起を有するものとする場合は、ブローノズルを下降させる際にブローノズルとキャップとの位置ずれが防止できるので、壜体に対してより確実にキャップを固定保持させることができる。

キャップ取付手段が、ブローノズルの中心軸線周りに回転可能に設けられキャップを壜体の口筒部にねじ込むブローノズルの回転部である場合は、壜体の口筒部に設けたねじ部に係合するキャップを壜体に対して固定保持させることができる。

本発明に従うブロー成形装置につき、（ａ）はプリフォームを金型に装着した状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の後にブローノズルを下降させた状態を示す図である。 図１（ｂ）に示す図のブローノズル周辺を拡大して示す断面図である。 図１（ｂ）に示す状態に引き続く工程を示す、（ａ）は延伸ロッドを下降させつつ加圧した液体をプリフォームに送給した状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の後にブローノズルを上昇させてキャップを供給するとともに受皿を前進させた状態を示す図である。 図３（ｂ）に引き続く工程を示す、（ａ）は受皿を後退させるとともにブローノズルを下降させてキャップを壜体の口筒部に押し込む状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の後にブローノズルを上昇させた状態を示す図である。 図４（ａ）に示す図のブローノズル周辺を拡大して示す断面図である。 ブローノズルの他の実施形態を図５に準じて示す図である。

以下、本発明に従うブロー成形装置の一実施形態について、図１（ｂ）及び図２を参照しつつ説明する。本実施形態のブロー成形装置は、金型１と、ブローノズル２と、延伸ロッド３と、キャップ取付手段４と、液受け手段５とを備えている。

図２に示すように金型１は、壜形状をなすキャビティ１ａと、キャビティ１ａにつながるとともに金型１の上面において開口する円形状の開口部１ｂとを備えている。金型１は、開口部１ｂの中心軸線を境に左右に型開きすることができるように構成されており、金型１を開くことで成形後の壜体を金型１から取り出すことができる。

開口部１ｂにはプリフォームＰを装着することができる。図示のプリフォームＰは、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料を用いて射出成形等によって有底円筒状に形成したものであり、上部を拡径させた試験管状の本体部Ｐ１の上端に、径方向外側に延在するネックリングＰ２と、円筒状の口筒部Ｐ３とを一体に連結したものである。また口筒部Ｐ３の上部には、径方向外側に向けて突出した形態をなすアンダーカット部Ｐ４が設けられている。なお、プリフォームＰを金型１に装着した際、プリフォームＰの中心軸線は開口部１ｂの中心軸線に一致する。

ブローノズル２は、その内部に上下方向に沿って延びる通路２ａを備えている。通路２ａは、図示しない加圧液体供給部につながっていて、加圧した液体を送給することができる。また通路２ａの出口には、開口部１ｂの中心軸線に対して同軸上に設けられる円筒状の注出部２ｂが設けられていて、この注出部２ｂを通して加圧した液体をプリフォームＰに送給することができる。また注出部２ｂの径方向外側には、プリフォームＰの口筒部Ｐ３に対し、その上面及び外周面に当接するとともに、先端部がネックリングＰ２の上面に当接する円筒状のシール部２ｃが設けられている。なお、シール部２ｃも開口部１ｂの中心軸線に対して同軸上に設けられている。

ブローノズル２は、図示を省略するブローノズル移動手段によって、開口部１ｂの中心軸線に沿って上昇、下降することができる。ブローノズル移動手段としては、例えば上下方向に延びる直線軌道上にスライダーを設けたリニアガイドと、モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじとを組み合わせたものを用いることができるが、他にも種々のものを採用することができる。

延伸ロッド３は、上下方向に延在して円柱状をなすものであり、通路２ａ内に設けられている。また延伸ロッド３は、ブローノズル２に対して相対的に上昇、下降できるように構成されている。

キャップ取付手段４は、図５に示すようにキャップＣを、プリフォームＰをブロー成形して得られる壜体Ｂの口筒部Ｂ３に対して固定保持させるものである。ここで本実施形態のキャップＣは、キャップ本体Ｃ１と、キャップ本体Ｃ１の外側に装着されるアダプタＣ２とで構成されている。キャップ本体Ｃ１は、有蓋筒状であって下端部にフランジを有する形態をなすとともに、口筒部Ｂ３のアンダーカット部Ｂ４に係合して壜体Ｂを封止するように形成されている。またアダプタＣ２は、キャップ本体Ｃ１のフランジに嵌め合わされる溝を有するとともに、その上面に上向き開放の凹部Ｃ３を備えている。そして本実施形態のキャップ取付手段４は、ブローノズル移動手段の作動によってブローノズル２を下降させた際に、アダプタＣ２の上面に当接してキャップＣを口筒部Ｂ３に押し込むブローノズル２の先端部であり、具体的には、注出部２ｂの先端部２ｄ及びシール部２ｃの先端部２ｅである。なお、注出部２ｂの先端部２ｄ又はシール部２ｃの先端部２ｅの何れか一方のみでキャップＣを押圧してもよく、またブローノズル２の下方に位置する他の部位でキャップＣを押圧してもよい。

液受け手段５は、注出部２ｂから液体が垂れ落ちることがあってもこの液体を受けることができるものであって、図１（ｂ）に示すようにブローノズル２の側方に配置されている。液受け手段５は、図示の例ではＬ字状をなす板で形成された受皿５ａと、受皿５ａを注出部２ｂの直下に前進させることが可能な受皿移動手段５ｂとで構成されている。本実施形態の受皿移動手段５ｂはガイド付きシリンダであるが、これに限定されるものではない。

また本実施形態のブロー成形装置は、図示は省略するが、プリフォームＰを金型１に供給するプリフォーム供給手段と、キャップＣを壜体Ｂの口筒部Ｂ３に対して供給するキャップ供給手段と、成形した壜体Ｂを金型１から取り出して下流工程に搬送する壜体搬送手段を備えている。プリフォーム供給手段、キャップ供給手段、及び壜体搬送手段としては、例えばプリフォームやキャップ、壜体を保持する保持具を備えたガイド付きシリンダを用いることができるが、他にも種々のものを採用することができる。なお、プリフォーム供給手段、キャップ供給手段、及び壜体搬送手段を用いずに、作業者が供給し、また取り出すようにしてもよい。

このように構成されるブロー成形装置を用いてブロー成形を行うには、まず型開きした金型１に対してプリフォーム供給手段でプリフォームＰを供給し、図１（ａ）に示すように金型１を型締めする。そして図１（ｂ）に示すように、ブローノズル移動手段の作動によってブローノズル２を下降させる。これにより、図２に示すように注出部２ｂは、口筒部Ｐ３の内側に入り込み、シール部２ｃは、口筒部Ｐ３の上面及び外周面に当接するとともに、その先端部２ｅがネックリングＰ２の上面に当接する。

そして、図３（ａ）に示すように、延伸ロッド３を下降させるとともに、加圧した液体を注出部２ｂからプリフォームＰ内に供給してプリフォームＰを膨張させて壜体Ｂを成形する。その後、延伸ロッド３を上昇させるとともに液体の供給を停止し、図３（ｂ）に示すようにブローノズル２を上昇させて、キャップ供給手段によってキャップＣを壜体Ｂの口筒部Ｂ３に供給する。更に本実施形態では、受皿移動手段５ｂを作動させて受皿５ａを注出部２ｂの直下に前進させている。これにより、注出部２ｂから液体が垂れ落ちることがあっても、液体がキャップＣや金型１へこぼれることがなくなる。

その後、図４（ａ）に示すように受皿５ａを後退させて、ブローノズル２を下降させる。これにより、図５に示すように注出部２ｂの先端部２ｄ及びシール部２ｃの先端部２ｅがアダプタＣ２の上面に当接し、キャップＣが口筒部Ｂ３に押し込まれて、キャップ本体Ｃ１がアンダーカット部Ｂ４に係合する。しかる後、図４（ｂ）に示すようにブローノズル２を上昇させて、金型１を型開きする。その後は壜体搬送手段で壜体Ｂを搬送しても、壜体Ｂはキャップ本体Ｃ１で封止されているので、壜体Ｂに充填した液体がこぼれることはない。

その後、アダプタＣ２は壜体Ｂから取り外されるが、新たなキャップ本体Ｃ１に装着して再利用することができる。本実施形態のようにアダプタＣ２を用いることで、キャップ本体Ｃ１が破損したり、汚れたりする不具合を防止することが可能になる。また、アダプタＣ２を搬送時の把持部として用いることができるので、キャップ本体Ｃ１に把持部としての機能を持たせる必要がなくなってキャップ本体Ｃ１の設計自由度が高まるという利点もある。

本実施形態のブロー成形装置は、金型１とブローノズル２とを１組設けた例（１バッチ式）で示したが、複数組設けることが好ましい。これにより、１つの金型１でブロー成形を行っている間に、ブロー成形が終了した他の金型１ではキャップＣを取り付けることができるので、サイクルタイムを短縮することができる。

本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に従う範囲で種々の変更が可能である。例えば図６に示すように、注出部２ｂの外径を凹部Ｃ３の内径と略同一にして、先端部２ｄが凹部Ｃ３に嵌まり込むようにすれば、ブローノズル２を下降させる際にブローノズル２とキャップＣとの位置ずれが防止できるので、壜体Ｂに対してより確実にキャップＣを固定保持させることができる。

アダプタＣ２を用いることなく、キャップ本体Ｃ１をブローノズル２で直接押し込むようにしてもよい。またキャップＣを口筒部Ｂ３に固定保持させるにあたっては、受皿５ａを前進させた状態のまま、受皿５ａを介してキャップＣをブローノズル２で押し込むことも可能である。また、ブロー成形工程において液受け手段５は必須ではなく、これを用いなくてもよい。更に、延伸ロッド３を用いずに加圧した液体のみで壜体Ｂを成形してもよい。

図示は省略するが、壜体の口筒部に設けたねじ部に係合するキャップを用いる場合には、ブローノズル２に、ブローノズル２の中心軸線（注出部２ｂの中心軸線）周りに回転可能に設けられる回転部を設け、この回転部でキャップを回転させるようにすれば、壜体に対してキャップを固定保持させることができる。

本発明によれば、ブローノズルを利用してキャップをボトルに固定保持させることができるので、打栓装置を有する従来の装置に対して構造を簡素化することができ、また装置の小型化やコストの削減を図ることができる、新規のブロー成形装置を提供することが可能である。

１：金型
１ａ：キャビティ
１ｂ：開口部
２：ブローノズル
２ａ：通路
２ｂ：注出部
２ｃ：シール部
２ｄ：注出部の先端部（ブローノズルの先端部）
２ｅ：シール部の先端部（ブローノズルの先端部）
３：延伸ロッド
４：キャップ取付手段
５：液受け手段
５ａ：受皿
５ｂ：受皿移動手段
Ｂ：壜体
Ｂ１：本体部
Ｂ２：ネックリング
Ｂ３：口筒部
Ｂ４：アンダーカット部
Ｃ：キャップ
Ｃ１：キャップ本体
Ｃ２：アダプタ
Ｃ３：凹部
Ｐ：プリフォーム
Ｐ１：本体部
Ｐ２：ネックリング
Ｐ３：口筒部
Ｐ４：アンダーカット部

Claims (5)

1. 有底筒状のプリフォームが装着されるブロー成形用の金型と、該金型に装着されたプリフォームの口筒部に連結するブローノズルとを備え、加圧した液体を該ブローノズルから該プリフォーム内に送給することで該プリフォームを該金型のキャビティに沿った形状に膨張させて壜体を成形するブロー成形装置であって、
   前記ブローノズルを前記プリフォームの軸線に沿って上昇、下降させるブローノズル移動手段と、
   前記壜体の成形後、前記ブローノズルを上昇させた後に、前記ブローノズルの直下に前進する受皿と、を備え、
   該ブローノズルは、該ブローノズル移動手段の作動によって下降した際に前記壜体を封止するキャップを該壜体の口筒部に固定保持させるキャップ取付手段を有するブロー成形装置。
2. 前記キャップ取付手段は、前記キャップの上面に当接して該キャップを前記壜体の口筒部に押し込む前記ブローノズルの先端部である請求項１に記載のブロー成形装置。
3. 前記キャップは、上向き開放の凹部を有し、前記ブローノズルの先端部は、該凹部に嵌まり込んで該キャップを位置決めする突起を有する請求項２に記載のブロー成形装置。
4. 前記ブローノズルの先端部が前記受皿を介して前記キャップの上面を押す、請求項２記載のブロー成形装置。
5. 前記キャップ取付手段は、前記ブローノズルの中心軸線周りに回転可能に設けられ前記キャップを前記壜体の口筒部にねじ込む該ブローノズルの回転部である請求項１に記載のブロー成形装置。

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