JP2020533207A - 容器を製造できる容器製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は立体部を有する容器製造装置に関するものであり、詳細には既に製作されたプリフォームを用いて速やかに立体部を有する容器を大量に製造することができる容器製造装置に関する。【解決手段】このような本発明は既に製作されたプリフォームを供給するプリフォーム供給部と、プリフォーム供給部から排出され移送されたプリフォームを加熱するプリフォーム加熱部と;プリフォーム加熱部を通過した加熱されたプリフォームを外部に排出するプリフォーム排出部と;プリフォーム排出部から排出されたプリフォームを移送する容器成形用移送部と;容器成形用移送部を通過し、容器成形用移送部によって移送される加熱されたプリフォームが膨張する場合に、容器の外観を提供する金型を備える容器成形部と、容器成形部に隣接して設けられ金型に収容されたプリフォームに空気を提供して膨脹させる空気供給部と、前記容器成形部に隣接して設けられ容器成形部に設けられる金型内部のインモールドラベリングのためのラベルを供給するラベル供給部と;前記容器成形部と隣接して設けられ、容器成形用移送部によって容器成形部から排出され移送される容器を連続した領域に取出させる容器取出部を含むことを特徴とする立体部を有する容器製造装置を提供する。【選択図】図2

Description

本発明は立体形状を有する容器製造装置に関するもので、詳細には既に製作されたプリフォームを用いて速やかに大量の立体形状を有する容器を製造できる容器製造装置に関するものである。
合成樹脂製ブロー成形容器の表面に、加飾、又は商品名又は説明文の表示を達成する手段として、装飾形状、商品名、説明文などを印刷で表示したラベルを付着する手段が多く用いられている。
そして、ラベルを付着する方法の一つとして、インモールド成形用ラベル(以下、単にラベルと言う)を前もって金型内にセットし、容器本体の成形と同時にこの容器本体の周壁の表面に付着するインモールド成形法がある。
このインモールド成形法は、容器本体の成形と同時にラベルに付着し、専用の他の工程による付着作業が不要であり、容器本体の表面とラベルの間に段差が生じないので、段差による外観形式又は触感の低下のおそれがなく、そしてブロー成形容器における薄肉化に関係なく、容器本体に対してラベルを強固で安定に付着することができる。
一例として、日本国特開第2004−136486号公報には、ラベル、ラベル付きブロー成形品及びその製造方法に関する発明が開示されている。
ところで、このような従来技術によるインモールド成形を行う場合、容器の形体を有する前の射出物(以下では、プリフォーム(pre−form)と言う)を成形し、プリフォーム加熱、プリフォーム膨張による容器の成形とラベリング及び容器の取出しを行わなければならないが、このようなそれぞれの作業ステージのための装置のレイアウト(layout)が占める面積が非常に大きくその速度も遅いため、非効率的であるという問題点があった。
また、従来技術によるインモールド成形装置の場合、油圧式で設計されるため、オイルの漏油などによって作業場が汚染され、製作過程で容器も汚染され得るという問題点もあった。
日本国特開第2004−136486号公報
本発明はこのような問題点を解決するためのもので、既に製作されたプリフォームを用いて大量の立体形状を有する容器を速やかに製作することができる容器製造装置を提供することにその目的がある。
また、本発明は、油圧機械を用いず、電動モーターを用いて立体形状を有する容器製造装置の動作制御を行うことで、作業環境及び容器の衛生状態を改善することに他の目的がある。
このような目的を達成するための本発明は、既に製作されたプリフォームを供給するプリフォーム供給部と、プリフォーム供給部から排出され移送されたプリフォームを加熱するプリフォーム加熱部と;プリフォーム加熱部を通過した加熱されたプリフォームを外部に排出するプリフォーム排出部と;プリフォーム排出部から排出されたプリフォームを移送する容器成形用移送部と;容器成形用移送部が通過し、容器成形用移送部によって移送される加熱されたプリフォームが膨張する場合に、容器の外観を提供する金型を備える容器成形部と、容器成形部に隣接して設けられ金型に収容されたプリフォームに空気を提供して膨脹させる空気供給部と、前記容器成形部に隣接して設けられ容器成形部に設けられる金型内部のインモールドラベリングのためのラベルを供給するラベル供給部と;前記容器成形部と隣接して設けられ、容器成形用移送部によって容器成形部から排出され移送される容器を隣接した領域に取出す容器取出部とを含むことを特徴とする容器製造装置を提供する。
プリフォーム供給部は;外部で既に製作されたプリフォームを収容するバケット部と;バケット部と連結されてバケット部に収容されたプリフォーム供給部を上方移送させるプリフォーム供給用第1移送部と;プリフォーム供給用第1移送部に隣接して設けられプリフォームをプリフォーム加熱部の方向に移送させるプリフォーム供給用第2移送部と;プリフォーム供給用第2移送部の排出部に設けられ、プリフォームが挿入できる空間部が形成され回転可能に設けられる第1ロータリー移送部と;第1ロータリー移送部と隣接して設けられ第1ロータリー移送部によって移送されたプリフォームをプリフォーム加熱部の方向に移送する第2ロータリー移送部とを含むことを特徴とする。
前記プリフォーム加熱部はヒーターを備え、プリフォーム加熱部の間を通るプリフォーム加熱部用移送部をさらに含み、前記第2ロータリー移送部はプリフォーム加熱部用移送部のそばに配置され、前記第2ロータリー移送部から排出されたプリフォームはプリフォーム加熱部用移送部によって移送されプリフォーム加熱部に移送されて加熱された後、プリフォーム加熱部を通過しプリフォーム排出部の方向に移動することを特徴とする。
プリフォーム加熱部用移送部はプリフォーム加熱部の内部及び前記第2ロータリー移送部のそばと、プリフォーム排出部のそばを通過しながら循環する形態に設けられるが、前記容器成形用移送部と区別されるように別途独立した形態に設けられることを特徴とする。
プリフォーム排出部は前記プリフォーム加熱部用移送部と容器成形用移送部の間に設けられ、プリフォーム加熱部用移送部に配置されたプリフォームをホールディングするプリフォームホールディング部と;前記プリフォームホールディング部によってホールディングされたプリフォームを容器成形用移送部の方向に案内するガイド部を含むことを特徴とする。
ガイド部は複数が設けられ、ガイド部間の間隔はプリフォーム加熱部用移送部から容器成形用移送部ヘ行くほど広くなることを特徴とする。
容器成形用移送部はプリフォーム排出部のそばと、容器成形部と、容器取出部のそばを通過しながら循環する形態に設けられるが、前記プリフォーム加熱部用移送部と区別されるように別途独立した形態に設けられることを特徴とする。
前記プリフォーム加熱部用移送部はプリフォームの入口が下向きに配置されるようにするプリフォームの入口支持部を含むことを特徴とする。
前記容器成形用移送部はプリフォームの入口及び容器の入口が下向きに配置されるようにする入口支持部を含み、入口支持部は空気供給部から空気が供給されるように開口部を備えることを特徴とする。
プリフォーム供給用第1移送部は上向きに形成される第1ハウジングと、第1ハウジングの内部に設けられプリフォームが載せられる突出支持部を備えたコンベヤーベルトを含み、プリフォーム供給用第2移送部は;第1ハウジングの排出部の下に配置されプリフォーム加熱部の方向に伸びる第2ハウジングと;第2ハウジングの排出部に設けられ、第1ロータリー移送部の方向に下方に伸びるガイドレールと;第2ハウジングに回転運動可能に設けられプリフォームをガイドレールの方向に移送する回転装置を含むことを特徴とする。
このような本発明によると、既に製作されたプリフォームを多量に供給し大量の容器、特に立体部を有するインモールドラベル容器を速やかに製作することができる。
ここで、プリフォームは従来技術のように入口が上を向いて配置されるのではなく、下を向き、入口支持部はプリフォームPFの上に配置されるのではなく下に配置されることにより熱が上部に向けられ入口支持部が熱によって損傷することを防止することができる。
一方、第1及び第2ロータリー移送装置によって入口が上に向けられていたプリフォームがその位置が逆転されて入口が下に向けられるため、プリフォームの位置の逆転が容易に行われることができる。
一方、容器形成時に、膨張のための熱風だけでなく冷却のための冷却空気も供給するため、容器を速やかに冷却できる。
本発明による立体形状を有する容器製造装置の平面図である。 本発明による立体形状を有する容器製造装置の斜視図である。 本発明による立体形状を有する容器製造装置の斜視図である。 本発明による立体形状を有する容器製造装置の部分斜視図である。 本発明による第1及び第2ロータリー移送部の斜視図である。 本発明によるプリフォーム加熱部及びプリフォーム排出部の斜視図である。 本発明によるプリフォーム排出部の斜視図である。 本発明による容器成形部とラベル供給部と、容器取出部の斜視図である。 本発明に適用される容器成形部とラベル供給の組立分解図である。 本発明に適用される容器成形部とラベル供給の組立分解図である。 本発明による容器成形部で金型が互いに離隔した状態を示す斜視図である。 本発明による容器成形部で金型が互いに離隔した状態を示す斜視図である。 本発明による容器成形部で金型が互いに結合した状態を示す斜視図である。 本発明による容器成形部で金型が互いに結合した状態を示す斜視図である。 本発明において金型が互いに離隔した場合の係止装置の状態を示す図である。 本発明において金型が互いに結合した場合に係止装置の状態を示す図である。 本発明に適用される容器成形部の金型が分離した状態で金型キャビティの内面にラベルが付着して支持され、プリフォームがキャビティの間に位置したことを示す部分斜視図である。 本発明に適用されるラベル供給部の斜視図である。 本発明に適用されるラベル供給部においてラベル供給アームが下降した状態を示す斜視図である。 本発明に適用されるラベル供給部においてラベル収容部から追加的にラベルを持ってくるために第1移動フレームが第1移動ガイドの最先端まで移動した状態を示す斜視図である。 本発明に適用されるラベル供給部のラベル収容部においてラベルがラベル支持部に移動することを示す斜視図である。 ラベルを金型に付着する前の準備状態を示す斜視図である。 ラベルを金型に付着する前の準備状態を示す斜視図である。 ラベルを金型に付着する状態を示す斜視図である。 ラベルを金型に付着する状態を示す斜視図である。 ラベルを金型に付着完了した状態を示す斜視図である。 本発明に適用される空気供給部によって空気が供給される前の状態を示す斜視図である。 本発明に適用される空気供給部によって空気が供給される状態を示す正面図である。 本発明に適用される容器成形部の金型キャビティ内にプリフォームが位置した状態を示す透視図である。 本発明による容器成形部及び空気供給部によって容器が成形される過程を示す概略図である。 本発明による容器取出部が容器を取出完了した状態を示す斜視図である。 本発明による容器取出部及び容器搬出用コンベヤーベルトの斜視図である。 本発明による容器取出部の動作を順次示す図である。 本発明による容器取出部が容器を取出完了しコンベヤーベルトに移送する状態を示す斜視図である。
本発明は様々な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、特定の実施例を図面に例示して説明する。
しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。
第1、第2などのように序数を含む用語は様々な構成要素を説明するうえで用いることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定はされない。
前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられる。
例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第2構成要素は第1構成要素と命名することができ、同様に第1構成要素も第2構成要素と命名することができる。
及び/又はという用語は複数の関連した記載項目の組み合わせ又は複数の関連した記載項目のうちいずれかの項目を含む。
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるとか「接続されて」いると言及されたときには、その他の構成要素に直接連結されているか又は接続されている場合もあるが、中間に他の構成要素が存在する可能性もあると理解されるべきである。
一方で、ある構成要素が他999999999999999999999999999999999999の構成要素に「直接連結されて」いるとか「直接接続されて」いると言及されたときには、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されるべきである。
本出願において用いられた用語は単に特定の実施例を説明するために用いられたもので、本発明を限定する意図ではない。
単数の表現は文脈上明らかに異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。
本出願において「含む」又は「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を前もって排除しないものと理解されるべきである。
以下、添付された図面を参照して実施例を詳細に説明し、図面の符号に関係なく同一又は対応する構成要素は同じ参照番号を付与してこれに対する重複説明は省略する。
図1〜図3に示すように、本発明による立体形状を有する容器製造装置(以下、「容器製造装置」と言う)1は外部で既に製作されたプリフォームを加熱し、加熱されたプリフォームにブローイング(blowing)作業を行い立体形状を有する容器を成形し、成形された立体形状を有する容器を外部に取出すために設けられた。
本発明による容器製造装置は大きく4つの部分に分けられる。即ち、外部で既に製作されたプリフォームを収容し供給するプリフォーム供給部100と、プリフォーム供給部100から供給されたプリフォームを加熱するプリフォーム加熱部200と、プリフォーム加熱部200で加熱されたプリフォーム金型及びブローイング工程を用いて立体形状を有する容器を成形する容器成形部400と、容器成形部で成形された容器を外部に取出す容器取出部610とを含む。
そして、プリフォーム供給部100はプリフォーム加熱部200に隣接するように設けられプリフォーム加熱部200にプリフォームを移送する第1及び第2ロータリー移送部151、152を含む。
第2ロータリー移送部152によって移送されたプリフォームをプリフォーム加熱部200の方向に移送するプリフォーム加熱部用移送部250がさらに設けられる。
プリフォーム加熱部用移送部250は循環する移送装置で構成され、後述する容器成形部を通過する容器成形用移送部350と別途の搬送装置で構成される。
プリフォーム加熱部200はプリフォーム加熱部用移送部250の領域のうち一部の領域に沿って配置され、既に製作されたプリフォームを加熱してブローイング成形時に膨張が容易になるようにする。
このために、プリフォーム加熱部200はプリフォーム移送部の外部側に沿って配置される。一方、プリフォーム加熱部用移送部250の内側には反射板220が設けられ得る。
プリフォーム加熱部200は加熱部ハウジング211と、加熱部ハウジング211の内部に設けられる多数のヒーター212で構成される。
一方、プリフォーム加熱部用移送部250と、容器成形用移送部350の間にはプリフォーム排出部300が設けられる。
プリフォーム排出部300はプリフォーム加熱部200によって加熱されたプリフォームを把持して容器成形用移送部350の方向に移送する役割を果たす。これについては具体的に後述する。
一方、容器成形用移送部350はプリフォーム加熱部用移送部250とは別途設けられる循環構造で設けられ、容器成形部400及び容器取出部610を通るように設けられる。
容器成形用移送部350にはプリフォーム及び容器の入口が支持される入口支持部351が設けられ、入口支持部351には後述するように、空気供給部から空気が注入されるようにそれぞれの開口部(図示せず)が設けられる。
容器成形部400は容器の形状に合う分離される金型(図11を参照、410)と、金型を駆動する金型駆動部(図11参照、428)とを含む。
そして、容器成形部400の上部には金型410の内部にインモールドラベル工程のためのラベルを供給するラベル供給部500が設けられ、容器成形部400の下側には空気供給部(図17参照、1400)が設けられる。
一方、容器成形部400から少し離れたところには完成した容器を外部に取出す容器取出部610が設けられる。
容器取出部610はフィンガー状に設けられ容器成形用移送部350に沿って移送された完成された容器を外部のコンベヤーベルトやボックスに取出す役割を果たす。
図2と図3に示すように、本発明による容器製造装置1のプリフォーム供給部100は外部から提供されたプリフォームが積もり収容されるバケット部110を含む。
バケット部110は再び回動動作が可能で、その内部に積んだプリフォームを排出できるように回動運動を行い、出口に開閉可能なドアが設けられる第1バケット部111と、第1バケット部111より下部に設けられ、第1バケット部111から排出されたプリフォームを収容する第2バケット部112とを含む。
第1バケット部112のプリフォームはプリフォーム供給用移送部140、150によってプリフォーム加熱部用移送部250に移送される。
プリフォーム供給用移送部140、150は再びバケット部110と連結され、バケット部110に収容されたプリフォームを上方移送するプリフォーム供給用第1移送部141と、プリフォーム供給用第1移送部141に隣接して設けられプリフォームをプリフォーム加熱部200の方向に移送するプリフォーム供給用第2移送部142とを含む。
プリフォーム供給用第1移送部141は上向きに形成される第1ハウジング1411と、第1ハウジング1411の内部に設けられプリフォームが載せられる突出支持部1412を備えたコンベヤーベルト1413を含む。
プリフォーム供給用第2移送部142は、第1ハウジング1411の排出部の下に配置され、プリフォーム加熱部200の方向に伸びる第2ハウジング1421と、第2ハウジング1421の排出部に設けられ、第1ロータリー移送部151の方向に下方に伸びるガイドレール1422と、第2ハウジング1421の回転運動可能に設けられプリフォームをガイドレール1422の方向に移送する回転装置1423とを含む。
第2ハウジング1421及びガイドレール1422は全て下向きに配置される。
回転装置1423はプリフォームの表面と接触してプリフォームを強制的にガイドレールの方向に移送する回転体1423aと、回転体1423aの一側に設けられ回転体1423aを回転させる回転モーター1423bとを含む。
ガイドレール1422は長く形成され互いに離隔するレールバー1422aと、レールバー1422aの一部を囲みこれらを支持するレールバー支持部1422bとを含む。
ここで、プリフォームの入口部分であるレールバー1422aの上部部分の離隔した空間に挿入されレールバー1422aに案内されて、第1ロータリー移送部151に移送される。
図4と図5に示すように、ロータリー移送部150は再びガイドレール1422と直接隣接する第1ロータリー移送部151と、第1ロータリー移送部151のそばに配置され第1ロータリー移送部151の回転軸と直交する回転軸を有する第2ロータリー移送部152を含む。
第1ロータリー移送部151は互いに離隔する複数の内部ブレード1511と、内部のブレード1511から半径外側方向に離隔され互いに離隔する複数の外部ブレード1513とを含む。
内部ブレード1511の間には第1収容溝1512が設けられ、外部ブレード1513の間には第2収容溝1514が設けられる。
第1及び第2収容溝1512、1514の入口部分は傾斜して形成され内側には平らに形成されるが、これはガイドレール1422から排出されたプリフォームが第1及び第2収容溝1512、1514に容易に進入した後に安定的に収容されるようにするためである。
一方、内部ブレード1511より内側には円弧又は曲面形状の内部ガイド板1515が設けられ、外部ブレード1513より外側には円弧又は曲面形状の外部ガイド板1516が設けられる。
内部ガイド板1515の役割は第1及び第2収容溝1512、1514に収容された、プリフォームが第1ロータリー移送部151の回転中心部の方に抜けて離脱することを防止するものであり、外部ガイド板1516の役割は第1及び第2収容溝1512、1514に収容されたプリフォームが第1ロータリー移送部151の半径方向の外部に抜けて離脱することを防止するものである。
ここで、第1ロータリー移送部151は時計回りに回転して、ガイドレール1422から抜け出されたプリフォームを第2ロータリー移送部の方向152に移送する。
第2ロータリー移送部152には外周面に歯形のような第3収容溝1521が形成される。
第1ロータリー移送部151によって移送されたプリフォームは第2ロータリー移送部152の第3収容溝1523に挿入されてプリフォーム加熱部用移送部250の方向に移動する。
ここで、第2ロータリー移送部152は反時計回りに回転することが好ましい。
第2ロータリー移送部152の外部には内面に曲面が形成されるガイド部1522が設けられ第3収容溝1521に挿入されたプリフォームが外部に離脱することなくプリフォーム加熱部用移送部250に移動することができる。
ガイドレール1422に沿って移送されるプリフォームは入口部が上に向けられて移動され、その位置が第1ロータリー移送部151の下端部でホールディングされる。
ただし、第1ロータリー移送部151が時計回りに回転しながら、第1ロータリー移送部151の最頂点ではプリフォームの入口が下を向き、その状態で第2ロータリー移送部152に移動すると、プリフォームの入口が下を向いた状態で第2ロータリー移送部152によってプリフォーム加熱部用移送部250に移動する。
そして、入口が下を向いたプリフォームはプリフォーム加熱部用移送部250に設けられる入口支持部251に挿入され、逆さまに配置された状態でプリフォーム加熱部200に移送される。
図6に示すように、プリフォーム加熱部200はプリフォーム加熱部用移送部250の外部に部分的に配置される加熱部ハウジング211及び加熱部ハウジング211の内部に設置されるヒーター212と、その反対側プリフォーム加熱部用移送部の内側に位置する反射板220とを含む。
図6において、プリフォーム加熱部200の配列は「L」字形に折れたものを示したが、これのみに限定されるものではない。そして、反射板220が位置するところに加熱部ハウジング211とヒーター212がさらに配置され得る。
プリフォーム加熱部用移送部250は循環するコンベヤの形態に設けられ、プリフォームの入口を支持する入口支持部251が多数連続して配置されている。
そして、プリフォーム加熱部用移送部250によってプリフォーム加熱部200を通過したプリフォームはその表面が加熱されて可塑性状態となる。
この状態で、プリフォーム排出部300のそばを通ると、図7に示されるプリフォーム排出部300を構成するプリフォームホールディング部310が移動してプリフォーム加熱部用移送部250の方向に移動しプリフォームを把持してプリフォーム加熱部用移送部250から抜き出す。
ここで、プリフォームホールディング部310には示されていないが、アーム(arm)と同様の構造があって、プリフォーム加熱部用移送部250にあるプリフォームを把持した後で回転する。
そして、プリフォームホールディング部310によってホールディングされた加熱されたプリフォームは容器成形用移送部の方向に伸びるレール状のガイド部320の方向に沿って移動する。ガイド部320もまた、プリフォームホールディング部310と共にプリフォーム排出部300を構成する。
具体的には、プリフォームホールディング部310がガイド部320に沿って移動し、プリフォームを容器成形用移送部350にプリフォームを置いた後、再びプリフォーム加熱部用移送部250に戻る。
容器成形用移送部350はプリフォーム加熱部用移送部350のように循環構造を有しながらプリフォーム排出部300、容器成形部400、容器取出部610を経るようになっている。
ただし、プリフォーム加熱部用移送部250とは別途独立した循環構造を有している。
ガイド部320の間隔はプリフォーム加熱部用移送部250から容器成形用移送部350ヘ行くほど広くなることが好ましい。
これはプリフォーム加熱部用移送部250の場合、プリフォームの体積が膨張することなく表面のみ加熱されればよいので、狭い面積でより多くのプリフォームを加熱できるように入口支持部251の間隔が小さいことが望ましい。
しかし、容器成形用移送部350の場合、容器成形部でプリフォームが膨張して容器になる必要があるため、前もってその間隔を広くしなければならない。従って、その間隔の変化を考慮してガイド部320の間隔はプリフォーム加熱部用移送部250から容器成形用移送部350ヘ行くほど広くなることが好ましい。
プリフォーム排出部300によって複数(例えば、4個)のプリフォームPFが同時にプリフォーム加熱部用移送部250から排出されて容器成形用移送部350の入口支持部351に位置する。この状態でも、プリフォームPFは入口が下に配置されて逆さまに立っている状態を維持する。
容器成形部移送部350は循環ライン352と、循環ラインに互いに離隔するように結合されている入口支持部351を含み、入口支持部351には上下方向に開口部351aが形成されているため、その方向に空気が流出入することができる。そして、容器成形部移送部350は循環ライン352と結合して循環ライン352を移動させる回転動作部353を含む。
循環ライン352はガイド部320の前方を通るように設計され、循環ライン352に結合された入口支持部351はガイド部320の高さよりも高く配置されるため、ガイド部320と入口支持部351は干渉されない。
従って、プリフォームホールディング部310によって移送されるプリフォームがプリフォーム加熱用移送部250から入口支持部351にスムーズに位置することができる。
ここで、循環ライン352は循環チェーンや循環コンベヤーベルトのように連続体で構成されることが好ましい。
ここで、回転動作部353はギア又はスプロケットのように外面に歯形が形成されたものが好ましく、回転動作部353には別途のモーターがあってこれを回転させるものが好ましい。
図8に示すように、容器成形部移送部350は容器成形部400を通る。
容器成形部400は互いに分離され、容器の形状を有するキャビティを有する金型410と、この金型を駆動させる構成要素で構成される。
そして、容器成形部400の下、より正確には金型410の下の部分には金型が閉じられた状態でキャビティの内部にあるプリフォームに空気を注入して容器を成形する空気供給部1400が設けられる。
そして、容器成形部400の上の方にはキャビティの内面にインモールドラベリング工程のためのラベルを供給するラベル供給部500が設けられる。
一方、容器成形部400で容器が完成すれば、その容器は容器成形用移送部350によって容器成形部400の外側に出された後、そのそばにある容器取出部610によって外部に取出され容器成形用移送部350から分離され隣接したコンベヤーベルトやボックスに移動する。
以下では容器成形部400、ラベル供給部500、空気供給部1400、容器取出部610について説明する。
図9と図10に示すように、容器成形部400の上に設けられる配置空間423にラベル供給部500が配置される。
ここで、容器成形部400とラベル供給部500を通称してインモールドラベル容器成形アセンブリーと言える。
図9〜図12に示すように、容器成形部400の構成を見れば、最終的に完成されるべき容器の外観形状に対応する形状を有するキャビティ411を有する金型410を備えている。
金型410は2部分に分離可能である。
容器成形部400はハウジングフレーム420がその骨組みを構成する。そして、ウジングフレーム420の側面には側面プレート425が設けられる。
金型411は第1金型411aと、第2金型411bに区分される。
それぞれの金型の後方には移動ブロック430が設けられる。
第1金型411aの後方には第1移動ブロック430aが設けられ、第2金型411bの後方には第2移動ブロック430bが設けられる。
一方、第1移動ブロック430の後方には第1移動ブロック430aの後方を支持する支持ブロック427が設けられる。
ハウジングフレーム420のそばには金型駆動部428が設けられる。
本発明の特徴の一つは単一金型駆動部428を用いて二つの金型411を互いに近接させるとか離隔させることができるという点である。
従来技術では二つの金型を離隔させるとか近接させるためにはそれぞれの金型を動かす金型駆動部を二つ備えなければならないが、本発明では単一金型駆動部428のみでも二つの金型411を同時に動かすことができる。
このような駆動機構は下記のような特異の駆動力伝達構造によって具現される。
金型駆動部428にはハウジングフレーム420を幅方向に貫通する回転軸428aが設けられる。
回転軸428aにはカムプレート状の回動部428bが設けられる。
そして、回動部428bの両端には二つの連結リンク429が設けられ、この連結リンク429は連結プレート431によって二つの移動ブロック430a、430bとそれぞれ連結される。
具体的には、回動部428bの一端には「コ」字形の第1連結リンク429aが回動可能に連結される。
そして、第1連結リンク429aは「L」字形の第1連結プレート431aに回動可能に連結される。
そして、第1連結プレート431aは第1移動ブロック430aに連結される。
一方、回動部428bの他端には「コ」字形の第2連結リンク429bが回動可能に連結される。
そして、第2連結リンク429bは「L」字形の第2連結プレート431bに回動可能に連結される。
そして、第2連結プレート431bは第2移動ブロック430bに連結される。
第1連結リンク429aは回動しながら第1連結プレート431a及び回動部429と干渉することを防止しながらも、その連結状態及び動力伝達状態をより安定的に確保することができるように、互いに離隔した二重の構造となることが好ましい。
そして、第2連結リンク429bも回動しながら第2連結プレート431b及び回動部429と干渉することを防止しながらも、その連結状態及び動力伝達状態をより安定的に確保することができるように、互いに離隔した二重の構造となることが好ましい。
即ち、第1連結リンク429aを構成する一つのプレートは回動部429及び第1連結プレート431aの一面に結合され、他の一つのプレートは他面に結合される。
そして、第2連結リンク429aを構成する一つのプレートは回動部429及び第2連結プレート431bの一面に結合され他の一つのプレートは他面に結合される。
これにより、第1連結リンク429a及び第2連結リンク429bが回動部429によって回動運動するとき、第1連結プレート431a(又は第1連結プレート431b)と重畳することができながらも干渉による衝突は防止することができる。
ハウジングフレーム420の上面には第2連結リンク429bの移動空間を確保するための溝部420aが設けられる。
そして、ハウジングフレーム420の下部には第1移動ブロック430aの移動を案内する第1案内レール432aが設けられる。
また、ハウジングフレーム420の上部には第2移動ブロック430bの移動を案内する第2案内レール432bが設けられる。
第1移動ブロック430aには固定バー433が貫通する形態に配置される。
固定バー433の一端部は支持ブロック427に固定され第1移動ブロック430aの方向に伸びて第1移動ブロック430aの4コーナー部分を貫通する。
貫通して突出した固定バー433の他端部には複数の凹凸又は段差状の第1係止部433aが設けられる。
前述した連結構成要素(回動部、連結リンク、連結プレート、固定バー、案内レール)はハウジングフレーム420の両側に配置される。
第2移動ブロック430bの4コーナーには固定バー433が挿入して貫通することができる挿入孔430b−1が設けられる。
第2移動ブロック430bの後方には固定バー433が挿入孔430b−1を貫通して第1係止部433bが露出した場合、第1係止部433bと結合される係止装置450が設けられる。
係止装置450と第1係止部433bが結合される場合は第1金型410aと第2金型410bが互いに結合した状態を維持するときである。
この場合、第1金型410aと第2金型410bの内部にプリフォームが収容された状態で容器成形のために外部から空気が流入する。この場合、金型間に隙間が広がらないように係止装置450が第1係止部433aと結合される。
二つの金型410a、410bが閉まる過程は次の通りである。
図11及び図12は第1及び第2金型410a、410b間の間隔が広がった状態を示し、図13ないし図14は第1及び第2金型410a、410bが結合して閉まった状態を示した。
図11及び図12のように、第1及び第2金型410a、410b間の間隔が広がった状態で、金型駆動部428が動作すれば、回動部429が回動する。
回動部429の回転によって第1連結リンク部429aはA−1の方向(下降方向)に回動運動し、第2連結リンク部429bはA−2の方向(上昇方向)に回動運動する。
A−1方向への運動によって第1連結プレート431aは第2金型410bの方向(B−1方向)に動き、第1連結プレート431aに連結された第1移動ブロック430a及び第1移動ブロック430aに連結された第1金型410aは第2金型410bの方向に動く。
一方、A−2方向への運動によって第2連結プレート431bは第1金型410aの方向(B−2方向)に動き、第2連結プレート431bに連結された第2移動ブロック430b及び第2移動ブロック430bに連結された第2金型410bは第1金型410aの方向に動く。
これにより、第1金型410aと第2金型410bが結合し、その間にキャビティ411が円筒状に形成される。
そして、この状態で第1移動ブロック430aの後方にある支持ブロック427が第1移動ブロック430aの方向に動き、支持ブロック427に固定されていた固定バー433が前進しながら第2移動ブロック430bの貫通孔430b−1を貫通する。
支持ブロック427と金型駆動部428との間には金型駆動部428の回転運動を支持ブロック472の前進運動又は後進運動に変換するラック及びピニオンで構成される駆動力伝達要素が配置される。
固定バー433の端部の第1係止部433aは係止装置450に設けられる第2係止部451d、452dと結合される。
図15に示すように、第2移動ブロックの後方にはロック装置450が設けられる。
前述したように、ロック装置は第1及び第2金型410a、410bが結合した場合、その状態が安定的に維持できるように、固定バー433の端部の第1係止部433aと結着して、固定バー433が離脱することを防止する。
係止装置450の具体的な構成は次の通りである。
上方に凹むように形成される複数の第1係止溝451aが形成される上部係止部451と、上部係止部451と部分的に重なるように設けられ、下方に凹むように形成される複数の第2係止溝452aが形成される下部係止部452を含む。
上部係止部451及び下部係止部452は後述するアクチュエータ470の動作によってその間隔が調節される。
これにより、第1係止溝451aと第2係止溝452aが離隔するとか近付くことによって第1係止部433aに選択的にかかることができるようになる。
上部係止部451は第1上部係止部4511、これから下方に離隔している第2上部係止部4512、及びこれらを連結する連結部4513を含む。
下部係止部452は第1下部係止部4521、これから下方に離隔している第2下部係止部4522、及びこれらを連結する連結部4523とを含む。
第1上部係止部4511は第1下部係止部4521に対して近付くとか離隔するように上下方向に向き合うように配置される。
また、第2上部係止部4512は第2下部係止部4522に対して近付くとか離隔するように上下方向に向き合うように配置される。
上部係止部451及び下部係止部452を上下方向に横切る案内ロッド454が設けられる。
案内ロッド454は上部係止部451と下部係止部452が相対的な上下運動を行う場合、その上下運動を案内する役目をする。
案内ロッド454は上部係止部451と下部係止部452に設けられる第1収容溝451bと、第2収容溝452bに配置される。
第2移動ブロック430bの後方には固定部4300が設けられ、固定部4300にはアクチュエータ460が固定される。
アクチュエータ460には作動バー461が設けられる。
作動バー461はアクチュエータ460の動作によってアクチュエータ461の外側に長く伸長するとか内側に引っ込んで隠されることができる。
アクチュエータ460は第1下部係止部4521及び第2上部係止部4512の外部に配置される移動プレート470と連結される。
これを具体的に説明すれば、作動バー461の端部が、移動プレート470に設けられる連結ユニット471に連結されている。
従って、アクチュエータ460の動作によって作動バー461が外側に伸長すれば、これによって移動プレート470が図面の左側に移動することができる。
その状態で、作動バー461がアクチュエータ460の内部に引っ込めば、移動プレート470が図面の右側に移動することができる。
移動プレート470の後面には一定領域が傾くように形成される案内溝472が設けられる。
案内溝472は上向き案内溝472aと下向き案内溝472bで構成される。
そして、上向き案内溝472aと下向き案内溝472bは左右方向に複数が構成できる。
上向き案内溝472aと下向き案内溝472b間の間隔は一側から他側ヘ行くほど大きくなるように形成される。
一方、第1下部係止部4521には上向き案内溝472aに挿入され、上向き案内溝472aに対して相対的に位置変化が生じる第1挿入部452cが設けられる。
一方、第2上部係止部4512には下向き案内溝472bに挿入され、下向き案内溝472bに対して相対的に位置変化が生じる第2挿入部451cが設けられる。
一方、第1係止溝451aと第2係止溝452aの内面には固定バー433に設けられる第1係止部433aにかかることができる凹凸状の第2係止部451d、452dが設けられる。
第1金型410aと第2金型410b間の離隔又は付着状態による係止装置450の動作について説明する。
第1金型410aと第2金型410bが最大に離隔している場合には上部係止部451と下部係止部452が互いに離隔している。従って、第1係止溝451aと第2係止溝452aも離隔している。
この状態で、第1下部係止部4521と第2上部係止部4512間の間隔は最小となる。
そして、第1挿入部452cは上向き案内溝472aの一端部(図面で左側端部)に配置され、第2挿入部451cは下向き案内溝472bの一端部(図面で左側端部)に配置されている。
図16に示すように、第1金型410aと第2金型410bが閉まれば、支持ブロック427に固定され、一端部が第1移動ブロック430aに対して突出している固定バー433が支持ブロック427の移動によって、第2移動ブロック430bの貫通孔430b−1を貫通する。
そして、その端部の第1係止部433aは係止装置の第1係止溝451aと第2係止溝452aの間に配置される。
この状態で、アクチュエータ460が動作して作動バー461が一側方向(左側方向)に伸長する。
これにより、移動プレート470が一側方向(左側方向)に移動する。
移動プレート470の移動によって、移動プレート470に形成された上向き案内溝472a及び下向き案内溝472bも一側方向(左側方向)に移動する。
上向き案内溝472a及び下向き案内溝472bに挿入されている第1挿入部452c及び第2挿入部451cはそれぞれ上部支持部451と下部支持部452に固定されているため、水平方向には動かない。
ただし、一側方向(左側方向)に動く上向き案内溝472a及び下向き案内溝472b内での相対的な位置が変化する。
上向き案内溝472aに挿入された第1挿入部452cは上向き案内溝472aの案内によって上昇し、下向き案内溝472bに挿入された第2挿入部451cは下向き案内溝472bの案内によって下降する。
従って、全体として、上部支持部451は下降移動し、下部支持部452は上昇移動する。
これにより、第1上部支持部4511は第1下部支持部4521と結合し、第2上部支持部4512は第2下部支持部4522と結合する。
そして、第1係止溝451aと第2係止溝452aが結合して円形孔を形成し、貫通孔433の第1係止部433aを取り囲む。
前述したように、第1係止溝451aの内周面と、第2係止溝452aの内周面には凹凸状の第2係止部451d、452dが形成され、これは第1係止部433aと噛み合う形状に具現される。
このような噛合によって、係止装置450にかかった固定バー433が離脱するとか移動することを防止する。
支持ブロック427が第1移動ブロック430aの後方を支持している状態であるので、固定バー433が移動することができなければ、支持ブロック427も移動することができず、それによって第1移動ブロック430aも移動することができない。
従って、係止装置450と支持ブロック433の間にある第1及び第2移動ブロック430a、430b、及び第1及び第2移動ブロック430a、430bの間で閉まっている第1及び第2金型410a、410bの閉鎖した配置状態が安定的に維持できる。
後で容器の成形が完了し、第1及び第2金型410a、410bの間を広げるためにはアクチュエータ460の動作によって作動バー461が他側方向(右側方向)に移動して移動プレート470を引っ張れば良い。
すると、上向き案内溝472aの最上端にあった第1挿入部452cが下方に移動し、下向き案内溝472bの最下端にあった第2挿入部451cが上方に移動する。
これにより、上部係止部451と下部係止部452間の間隔が広がり、第1係止部433aと第2係止部451d、452d間の係止が解除される。
この状態で、金型駆動部428が動作して、第1移動ブロック430aと第2移動ブロック430b間の間隔を広げ、これによって第1金型410aと第2金型410b間の間隔が広がる。
図17に示すように、循環ライン(図示せず)によって動く入口支持部920は加熱されたプリフォームPFを支持した状態で、分離された金型410の間に位置する。
分離された金型キャビティ411の間にプリフォームが位置することができる。
一方、金型410の上部にはキャビティ411の上部を閉鎖する上部閉鎖部460が設けられる。
上部閉鎖部460の下面の形状は最終的に製作される容器の底面に対応する形状となる。
本発明において、金型410のキャビティ411の上部と下部は開放している。開放した上部を塞ぐために上部閉鎖部460が設けられる。
一方、金型410のキャビティ411の下部は入口支持部920によって閉鎖される。
金型410のキャビティ411には真空吸着部(図示せず)が設けられる。真空吸着部は後述するラベル供給部500によってラベルLがキャビティ411の内部に供給される場合、ラベルLを吸着して、ラベルLがキャビティ411の内面に固定されるようにする役目をする。
図9と図10に示すように、容器成形部400のハウジングフレーム420にはラベル供給部500が配置できる配置空間423が形成される。
配置空間423にラベル供給部500が設けられれば、ラベル供給部500と容器成形部400は互いに交差可能な方向に配置される。
図18と図19に示すように、ラベル供給部500はメインフレーム501と、メインフレーム501の内部に水平方向に設けられる第1移動ガイド部510と、第1移動ガイド部510に設けられ第1移動ガイド部510に沿って水平方向又は前後方向に移動することができる第1移動ユニット511とを含む。
第1移動ユニット511はフレーム状に設けられ、第1移動ユニット511とメインフレーム501は電気線や通信線を収容すると共に自由に折り曲げられる第1保護具512によって連結される。
従って、第1移動ユニット511が第1移動ガイド部510に沿って水平に移動する場合にも、第1保護具512が折り曲げられることで第1移動ユニット511に沿いながら電線や通信線を保護することができる。
第1移動ガイド部510の後方には第1移動アクチュエータ513が設けられる。これは第1移動ユニット511と連結されて第1移動ユニット511を移動させる。
一方、第1移動ユニット511には垂直方向に形成される第2移動ガイド部520が設けられる。
第2移動ガイド部520には第2移動ガイド部520に沿って上下方向に移動することができる第2移動ユニット521が設けられる。
第2移動ユニット521もフレーム状に構成され、第1移動ユニット511と第2移動ユニット521は電気線や通信線を収容すると共に自由に折り曲げられる第2保護具522によって連結される。
従って、第2移動ユニット521が第2移動ガイド部520に沿って上下運動移動する場合にも、第2保護具522が折り曲げられることで第2移動ユニット521に沿いながら電線や通信線を保護することができる。
第2移動ガイド部520には第2移動アクチュエータ523が設けられる。これは第2移動ユニット521と連結されて第2移動ユニット521を上下方向に移動させる。
第2移動ユニット521には垂直方向に配置されるラベル供給アーム530が設けられる。
ラベル供給アーム530はアームフレーム531と、アームフレーム531の下端部に設けられ、ラベルを吸着するとか付着して支持するラベル支持部532を含む。
ラベル供給アーム530は第2移動ユニット521の両側に互いに離隔して配置される。
ラベル支持部532には複数の吸着部533又は付着部が設けられる。これは好ましくは真空吸着方式でラベルを支持する。
吸着部533又は付着部間の左右間隔は金型410間の間隔に対応する。
即ち、各吸着部533又は付着部は容器キャビティ411の内面に向かうことが好ましい。
一方、メインフレーム501の端部にはラベル保管部540が設けられる。
図20に示すように、第1移動ユニット511は第1移動ガイド部510に沿って前進してラベル保管部540まで移動することができる。
この状態で、第2移動ユニット521が最大に上昇した状態で、ラベル供給アーム530のラベル支持部532はラベル保管部540に向かうように配置される。
ここで、ラベル支持部532に設けられる吸着部533に真空吸入力が形成されれば、ラベル保管部540のラベルが吸着部533に移動して付着される。
図21に示すように、ラベル保管部540はラベルを保管する保管フレーム541と、保管フレーム541に設けられ、ラベルが排出できるようにする開口部を形成する排出孔542と、保管フレーム541の内部に移動可能に設けられ、保管フレーム541の内部に収容されたラベルを排出孔542の方向に押すプッシュ装置543とを含む。
プッシュ装置543が直線運動できるように、保管フレーム541の内部にはガイド部544が設けられ、プッシュ装置543はガイド部544にスライド移動可能に取付られる。
一方、プッシュ装置544はラベルをより効果的に押すことができるように、プッシュプレート544aを備える。
従って、プッシュプレート544aと排出孔542の間にラベルが収容され、プッシュプレート544aがラベルバンドル(bundle)を排出孔542の方向に押す状態で、ラベル支持部532の吸着部533で真空吸入圧力が発生すれば、ラベル保管部540にあったラベルLが吸着部533に移動することができる。
プッシュ装置544がラベルLを押すことができるように、プッシュ装置544と連結された連結線546と、連結線546の端部に連結された重り545とをさらに含む。
連結線546はプッシュ装置544の前方に連結され、排出孔542まで伸ばされてはその下側に折り曲げられ、プッシュ装置543の後方に配置される滑車547まで連結される。
滑車547は下部滑車547aと上部滑車547bで構成され、これらは支持ブラケット548によって支持される。
下部滑車547aを通る連結線546は上部滑車547bを通って重り545まで連結される。
重り545が重力によって下降すれば、連結線546はプッシュ装置543を排出孔543の方向に引っ張り、これによりラベルLが排出孔543の方向に移動することができる。
ラベルLを容器成形部400の金型キャビティ411に供給するための過程は次の通りである。
図18のように、第1移動ユニット511が最大に後退し、第2移動ユニット521が最大に上昇した状態で、第1移動ユニット511が第1移動ガイド510に沿ってラベル保管部540に向かって前進すれば図20のような状態となる。
この状態で、吸着部533に真空吸着状態を形成すれば、ラベル保管部540にあったラベルが吸着部533に移動して安定的に付着される(図21(a)参照)。
ラベルの吸着が完了すれば、第1移動ユニット511が後退して図22のような状態に戻る。
図23ではラベル供給部500で吸着部533のみを示し、その他の構成は省略した。この時、吸着部533にラベルLが付着した状態であり、ラベルLを第1及び第2金型410a、410bのキャビティ411の内部に付着するための準備状態である。
このために、第1及び第2金型410a、410bが互いに離隔した状態を維持し、その間に入口支持部920が位置する。ここで、循環ラインは省略した。
そして、入口支持部920にはプリフォーム(図示せず)が位置する。
この状態で、図24及び図25のように、第2移動ユニット521が第2移動ガイド520に沿って下降する。
この場合、ラベル供給アーム530が下降し、特にラベル供給アーム530の下端にあるラベル支持部532が金型410のキャビティの内面に対向するようになる。
即ち、図24及び図25のように、各ラベル支持部532は互いに分離されている各金型410のキャビティ411の内面に向かう。
ここで、ラベル支持部532間の間隔又はアームフレーム531間の左右間隔は、分離された金型410間の最大分離隔隔に対応するように設定されることが好ましい。
従来の他の技術によれば、ラベル支持部から再び吸着部が突出してラベルをキャビティの内面まで移動させたが、本発明は下降のみでラベルをキャビティ411の内面に近くに位置させることができる。
そして、ラベルLをキャビティ411の内面に付着させた場合、ラベル支持部532の吸着部533にはそれ以上のラベルが残っていない。
この状態で、ラベル支持部532は、図26のように金型410の上側に上昇する。
そして、ラベルが付着されて互いに離れた第1及び第2金型410a、410bはプリフォームPFを収容することができるように互いに結合してキャビティ411を閉鎖させる。
第1及び第2金型410a、410bの移動及び閉鎖過程は前述したので、それ以上の具体的な説明は省略する。
図27に示すように、金型410の下側には、プリフォームPFに空気を供給してプリフォームPFを膨張させるための空気供給部1400が設けられる。
金型の下側にプリフォームPFを支持している入口支持部920が金型410間の空間の下側に位置する。ここで、入口支持部920は下面のみを示した。
入口支持部900の下側には空気供給部1400が設けられる。
図27及び図28に示すように、空気供給部1400は、管状又はストロー状に構成され、その外周面には空気が排出がされる複数の空気供給管1401を含む。
空気供給管1401は供給管支持ブロック1402によって支持され、支持ブロック1402の下部には支持ブロック支持部1403が配置される。
一方、空気供給部1400は、空気供給管1401が貫通し、空気供給管1401の上下移動をガイドする第1上部ガイドブロック1411と、第1上部ガイドブロック1411の上部に設けられる第2上部ガイドブロック1412をさらに含む。
第2上部ガイドブロック1412の上部には、リッププレート900の支持ホルダー920の貫通孔921の下部に挿入され、空気供給管1401が貫通するようにし、空気供給管1401が支持ホルダー920の貫通孔921を貫通して安定的にプリフォームPFの内部に進入するようにする挿入ガイド部1413が設けられる。
支持ブロック支持部1403の下側にはベースフレーム1421が設けられ、ベースフレーム1421には、供給管支持ブロック1402と支持ブロック支持部1403を昇降させることができる第1昇降アクチュエータ1422が設けられる。
ベースフレーム1421は昇降ガイドブロック1423の下部に固定される。
ベースフレーム1421と第2上部ガイドブロック1421の間には昇降ガイドバー1431が設けられる。
昇降ガイドバー1431は、供給管支持ブロック1402と支持ブロック支持部1403がベースフレーム1421と第2上部ガイドブロック1412の間で昇降運動する場合、これをガイドする役目をする。
昇降ガイドバー1431がスクリュー部材となり、昇降ガイドバー1431に結合された供給管支持ブロック1402と支持ブロック支持部1403が一種のスクリュー結合部材となり、昇降ガイドバー1431の回転によって供給管支持ブロック1402と支持ブロック支持部1403が上下運動することも想定することができる。
一方、供給管支持ブロック1402と支持ブロック支持部1403が安定的に上下移動することができるように、昇降ガイドブロック1423には上下方向に案内レール1432が配置され、供給管支持ブロック1402と支持ブロック支持部1403には、案内レール1432に結合してスライド移動することができる移動ブロック1433が設けられる。
一方、昇降ガイドブロック1423の両側には、第2昇降アクチュエータ1440を支持するサイドフレーム1441が設けられる。
第2昇降アクチュエータ1440はサイドフレーム1441と第2上部ガイドブロック1412の間に設けられ、第2上部ガイドブロック1412を持ち上げるとか下ろす役目をする。
一方、サイドフレーム1441には、上方に伸びるガイドバー1442が設けられる
サイドフレーム1441に設けられるガイドバー1442は第2上部ガイドブロック1423を貫通するように配置される。
第2上部ガイドブロック1412の両側にはガイド管1443が設けられ、サイドフレーム1441のガイドバー1442がこのガイド管1443を通過するように配置される。
図27のように、空気供給管1401が入口支持部900のリッププレート900の支持ホルダー920及びプリフォームPFの内部に進入する前、供給管支持ブロック1402と支持ブロック支持部1403はベースフレーム1421の直上に位置する。
即ち、昇降ガイドバー1431の最下端に位置する。
そして、第2アクチュエータ1440も動作しないから、第1及び第2上部ガイドブロック1411、1412も最低位置に位置する。
よって、第1上部ガイドブロック1411と入口支持部900の下面が互いに離隔している。
図28に示すように、第1アクチュエータ1422の動作によって供給管支持ブロック1402及び支持ブロック支持部1403が上昇し、同時に第2アクチュエータ1440の動作によって第1及び第2上部ガイドブロック1411、1412が上昇する。
この場合、第1上部ガイドブロック1411の上面は入口支持部900の下面に付着される。
空気供給管1401は第1及び第2上部ガイドブロック1411、1412を貫通し、入口支持部900の支持ホルダー920を貫通して最大に上方に露出する。
このように露出した空気供給管1401がプリフォームの内部空間に進入する。
図28のような空気供給部1400の配置状態は、互いに離隔した金型410にラベルLが付着された状態で、金型410が結合し、金型410のキャビティ411の上部が上部閉鎖部460によって閉鎖された状態(図26参照)でなされる。
金型410が結合し、上部閉鎖部460、入口支持部900及び支持ホルダー920によってキャビティ411が閉鎖された概略的な状態が図29で示されている。
図29(c)〜図29(d)で、プリフォームPFは支持ホルダー920に逆さまに支持された状態でキャビティ411の内部に収容されている。
この状態で、空気供給部1400の昇降動作及び空気供給機能によってプリフォームPFを立体形状が設けられる容器Cに形成する過程を図30に示す。
図29(a)〜図29(d)、図30(a)及び図30(d)は、本発明に係る立体形状が形成され、インモールドラベルを備える容器(圧力容器)が製作される工程を示したものである。
図29(a)に示すように、圧力容器の形状を製作するための金型410a、410bを互いに離隔する。
温水又はヒーターを介して金型410a、410bを加熱する必要があり、図29〜図30に点線で循環する矢印(T)が加熱状態を示す。
金型410a、410bが加熱されるべき理由は具体的には後述するが、ラベルが容器によりよく付着し、その付着した状態が堅固で安定的に維持するためである。
金型のいずれかのキャビティの内面には立体形状を形成するための立体溝411aが形成されている。
金型410a、410bには、ラベルLが付着される場合、ラベルLを真空吸着するための吸着流路411bが形成される。
金型410a、410bが開かれた状態で、金型410a、410bの上側にあるラベル供給装置500ラベル供給アーム530が下降してラベルLを金型410a、410bの内部に移動させる。
そして、ラベル供給装置500ラベル供給アーム530には、水平方向に伸縮可能に動く(又はテレスコピック多段方式で動く)パイプ533が設けられる。
パイプ533にも真空吸着力があり、ラベルLがパイプ533に付着された状態になるようにする。
この状態で、パイプ533がそれぞれの金型の内面を移動すれば、パイプ533に付着されたラベルLが金型410a、410bの内部に付着される。
金型410a、410bの内面に真空吸入圧によってラベルLが付着すると、パイプ533の内面の真空圧が解除される。
この状態でパイプ533が原状復帰すれば、ラベルLはキャビティの内面に付着した状態を維持する。
ラベルLは2次元の平面であるため、立体溝411aの内面には入らず、立体溝411aを覆っている状態となる。
この状態で、プリフォームPFが入口支持部900の支持ホルダー920に逆さまに配置された状態で開かれた金型410a、410bの間に入ってくる。
ここで、プリフォームPFは、PE、PETなどのプリフォームになり得るが、PETプリフォームで構成されることが好ましい。
そして、金型410a、410bの上部には、後で容器の底面を形成するための上部閉鎖部460が配置される。
そして、図29(c)に示すように、金型410a、410bが閉じられ、上部閉鎖部460も金型410a、410bの上部を密閉する。
この状態で、金型410a、410bの下部は、入口支持部900によって閉鎖される。
この状態で、プリフォームPFを膨張させるためのブローイング作業を行うために、空気注入装置の空気供給ポート1400aが入口支持部900の下部に入り、プリフォームPFの入口側に配置され、また、容器の膨張が完了した後、容器を冷却するために空気を供給する空気注入装置のパイプ1401が入口支持部900の下部から入りプリフォームPFの内部に入ってくる。
空気注入装置の空気供給ポート1400aは空気注入装置1400の上部に配置され、空気注入装置1400の内部には空気が移動できる流路が設けられ空気供給ポート1400aと連通し、空気注入装置1400の外側には連通孔1400bが設けられ流路と連通する。
従って、外部に設けられるコンプレッサ(図示せず)のように圧縮空気を供給する装置と連結されたホース(図示せず)が連通孔1400bに連結されて空気が供給されると、空気は空気供給装置1400の内部に設けられた流路を通って移動し、空気供給ポート1400aの方向に排出される。
一方、空気注入装置のパイプ1401は空気供給ポート1400aを上下方向に貫通するように配置される。
空気注入装置のパイプ1401は別途のアクチュエータ(図示せず)によって上昇運動又は下降運動するように設けられ、その上昇又は下降の速度も調節可能である。
そして、空気注入装置のパイプ1401には空気が吐出する吐出孔1401aが、その外周面に多数形成されている。
この状態で、空気注入装置の空気供給ポート1400aに空気が注入されると、図29dに示すように、プリフォームPFが膨張して密閉された金型410a、410bのキャビティの内面の形状に合うように変形される。
以下ではプリフォームPFが膨張して容器に成形される過程及び容器成形の過程でラベリングされる過程も具体的に検討する。
図29cに示すように、空気供給ポート1400aが上昇してプリフォームPFの入口側に配置される。一方、空気注入装置のパイプ1401も上昇してプリフォームPFの入口に挿入される。
その状態で上昇しながらAに示すように空気が注入され、空気は連通孔1400bから流入し、空気供給ポート1400aから排出されて、プリフォームPFの内部に流入してプリフォームPFを膨張させる。
空気供給ポート1400aから排出される空気はプリフォームPFの入口とパイプ1401間の空間に入る。
前記ようにプリフォームを膨張させることができるように、空気が移動するルート(連通孔1400b−>−>空気供給ポート1400a−>プリフォームPFの入口とパイプ1401間の空間−>プリフォームPFの内部)を第1ルートと定義する。
注入される空気は常温の空気又は加熱された状態で供給されることが好ましい。
一方、容器の膨張過程で注入される空気の圧力は第1圧力範囲(例えば、1.5〜2.0MPa)内になるようにする。これプリフォームPFが適切な速度で膨張しながらもその表面が破れたり損傷しない圧力範囲である。
ただし、圧力範囲は例示にのみ限定されることなく変更され得る。
図30aのように、空気供給ポート1400aを介して空気が注入されブローイングによりプリフォームPFが膨張して伸長され、それに応じて空気供給装置のパイプ1401により上昇する。
この時、空気供給パイプ1401の上端部がプリフォームPFの内面を上に押して膨張及び伸長を助けることもできる。
これにより、プリフォームPFは図30bのように、金型の内面形状に合わせて容器の形に成形される。
前述したように、金型410a、410bには立体溝411aが形成されており、立体溝411aの形状に合わせて容器には立体部が形成できる。
プリフォームPFの表面の一部が立体溝411aに向かって移動する場合、表面の一部は立体溝411aを覆っているラベルLを加圧し、ラベルLを立体溝411aの形状に合うように変形させる。
このように、容器が成形される過程で金型410a、410bの内面に付着されたラベルLが容器の表面に付着される。
ラベルLの内面には接着層が形成され、この接着層は一定温度(例えば、50℃)以上の雰囲気で溶けて密着され得るため、熱いプリフォームPFの表面温度及び金型410a、410bの温度によってプリフォームPFの表面と密着すると溶けてラベルLを容器の表面にしっかりと固定させる。
そして、立体溝411aによって容器の表面に凹凸状の立体部が形成され、その立体部はラベルLによって覆われてラベルLと共に形状的に、視覚的に立体的な特徴を圧力容器に付与することができる。
金型410a、410bにプリフォームが密着して容器の形状に変形及び成形され、ラベルが付着した状態で容器の内部に第1圧力範囲よりも高い第2圧力範囲を有する圧力の空気を注入する(Bと表示)。圧力の範囲のみ高くなり、空気が移動するルートは第1ルートと同じである。
注入される空気の温度は常温の状態又は加熱された状態(例えば、40〜90℃)を維持する。
これはプリフォームPFの膨張がある程度行われた後に容器形状自体、又は立体部形状、又は立体部の端部の具体的な形状をより確実にする一方で、ラベルが容器の表面、特に立体形状が形成された表面にしっかり付着できるようにするためである。
ここで、第2圧力範囲は第1圧力範囲(例えば、1.5〜2.0MPa(15〜20bar))よりも高い圧力の範囲(例えば、2.5〜4.0MPa(25〜40bar))とされることが好ましい。ただし、圧力範囲は例示にのみ限定されることなく変更され得る。
以降、図30cのように、空気注入装置のパイプ1401を介して冷却された空気を注入して容器を冷却させる過程が必要である。
ここで、空気は空気注入装置のパイプ1401を介して容器の内部に流入し容器を冷却させ、再び容器の入口と空気注入装置のパイプ1401の間の空間に排出される。このルートを第2ルートと定義し、Cと表示した。
容器成形後すぐに金型を開放すると、大気の温度と容器の温度差によって容器の収縮現象が生じるため、これによる容器の変形及びズレなどの不良が発生し、さらにラベルも容器から剥がれる場合がある。
ところで、これを補完するために、一定の時間、金型内で待機しながら金型を冷却する場合、生産性が低下するばかりか、金型自体が冷却されるとラベルが容器にしっかりと付着しない場合がある。
このような欠点を克服するために、成形された容器の内部に冷却用の空気を供給し、排出させて容器の生産性を最大化することができる。
ここで、冷却用の空気の注入圧力は1.5〜4.0Mpa(15〜40bar)となることが好ましいが、これに限らず変更され得る。そして、空気の温度は常温の空気又はこれより冷却された空気であり得る。
図29及び図30に示された容器の成形過程において、ラベルLが容器100の表面にしっかりと付着するように接着層が容易に融着するように、金型410a、410bの表面温度を40〜80℃に維持することが好ましい。
このために、図29及び図30に示された金型410a、410bにTと表示されたように、継続して加熱が行われることが好ましい。
ただし、この温度は前記温度範囲外の状況に応じて調整可能であることはもちろんである。
一方、本発明の圧力容器を構成する材質はプラスチック樹脂であるが、特に圧力容器に適したPET材質であることが好ましい。
ただし、PETからなるプリフォームの場合、その表面温度が90〜100℃程度となり、その表面の潜熱が高くない。特にPEからなるプリフォームの場合、表面温度が180〜200℃となる点と比較した際にその表面の潜熱は顕著に小さい。
従って、PETプリフォームを用いて容器を成形する場合、潜熱が小さいため、PETプリフォームの潜熱のみではラベリングが完璧にしっかりとなされるに足りない。
従って、前述したように、金型410a、410bを別途加熱してラベリングがうまく行われるようにする必要がある。
そのため、本発明では金型410a、410bを冷却するのではなく、金型を加熱する工程を導入することにより、PETプリフォームが有する低潜熱を補完してラベルが容器の表面及び容器の表面に形成された立体形状によりうまく付着し、その付着状態を強固にした。
ただし、このように、金型を加熱すると、容器の冷却に妨げとなる問題があるため、空気注入装置のパイプ1401を介して冷却用の空気を注入する工程(図30cでCと表示)を導入した。
冷却用の空気が容器の内部に注入された後、容器を冷却した後、容器の入口とパイプ1401の間から抜け出る可能性がある。
このように、金型410a、410bを加熱して容器にラベルが強固に付着するできようにし、かつ冷却用の空気を容器の内部に注入することにより、容器の冷却速度を上げ、ラベリングされた容器の生産速度を上げることができる。
容器の冷却工程が完了した後は図30dのように、空気注入装置のパイプ1401を下降させた後、金型410a、410bを開放し、ラベリング及び冷却が完了した容器を外部に取出す。
成形が完了した容器は入口支持部900の支持ホルダー920に逆さまに支持された状態で循環ラインの回転によって容器取出部610の方向に移送される。
図31と図32に示すように、容器取出部610のそばには容器搬出用コンベヤーベルト780が設けられる。コンベヤーベルトの代わりにボックスが位置することもできる。
容器取出部610の構成を簡単に見ると、容器に対して前後方移動及び回転移動が可能な移動モジュール620と、移動モジュール620に設けられて選択的に容器を把持できるグリッパー630と、移動モジュール620を回転させて、グリッパー630に把持された容器をコンベヤーベルトの方向に回転させる回転アクチュエータ640とを含む。
ここで、グリッパー630は複数設けられ、それぞれのグリッパー630は一対のスティック631から構成される。グリッパー630はその間隔が調節できる。
従って、グリッパー630の間隔が狭くなれば、グリッパー630が容器cの首の部分を把持でき、グリッパー630間の間隔が広がれば、そのようなホールディング状態が解除される。
図33aに示すように、容器取出部610のうちグリッパー630のスティック631間の間隔が広がった状態で、容器(図示せず)に向かってグリッパー630が接近する。
スティック631の内面には容器Cの首の部分の外周面に対応する溝631aが形成される。
従って、スティック631の間隔が狭くなれば、溝631aに容器(図示せず)の首の部分が位置し安定的に把持される。
図33bに示すように、容器取出部610のグリッパー620を容器の方向に動く移動モジュール620によってグリッパー620が容器の方向に動く。
移動モジュール620は駆動モータと連結される主動ギア621と、主動ギア621と噛み合う従動ギア622と、主動ギア621に連結される第1リンク623と、第1リンク623と回動可能に連結され、従動ギア622の回転軸に回動可能に連結され、グリッパー630が位置する移動プレート625が位置する移動プレート625に連結される第2リンク624を含む。
第1リンク623は主動ギア621に固定されることが好ましく、従動ギア622の回転軸には回転可能に配置される。
そして、第2リンク624は移動プレート625及び従動ギア622の回転軸に回動可能に連結される。
従って、図51の状態で、主動ギア621が時計回りに回転すれば、第1リンク623も時計回りに回転する。
これにより、従動ギア622の位置が主動ギア621の外周面に沿って時計回りに移動する。
これにより、折り畳まれていた第1リンク623と、第2リンク624が広がり、これにより移動プレート625が容器の方向に移動する。
グリッパー630の溝631cが容器の首の部分に位置した場合、グリッパー630の幅が狭くなることで容器がグリッパー630によって把持される。
ここで、グリッパー630の幅を狭くする構造は各グリッパー630を構成する一対のスティック631のいずれかのスティックを固定した状態で、他のスティックを一括して動かせる構成(ベルト又はラック)及びこの構成を駆動させる駆動モータによって具現できる。
この状態で、容器Cを把持しているグリッパー630を含む移動装置620は後退する。
後退は図33bに示された広がる作用の逆方向であればよい。
即ち、図33bの状態で、主動ギア621が反時計回りに回転すれば、第1リンク623も反時計回りに回転する。
これにより、従動ギア622の位置が主動ギア621の外周面に沿って反時計回りに移動する。
これにより、広がっていた第1リンク623と、第2リンク624が折り畳まれ、これにより移動プレート625が後退する。
この状態で、図33cに示すように、回転アクチュエータ640が動作すれば、グリッパー630が後方に回転し、図33d及び図34に示すように、グリッパー630によって逆さまに立っていた容器Cが真っすぐに立ちながらコンベヤーベルト750に置かれて外部に搬出され得る。
即ち、これを簡単に整理すると、次の通りである。
図33aはグリッパー630の間隔が広がった状態でグリッパー63が最後方に位置した状態を示す図である(容器を把持する前の状態)。
図33bはグリッパー630が移動モジュールによって前進し、最前方に位置することによって容器の首付近に位置し、この状態で間隔を狭くして容器の首の部分を把持した状態を示す図である(容器を把持した状態)。
図33cはグリッパー630が容器を把持した状態で後退し、後方に180度反った状態を示す図である。即ち、容器をコンベヤーベルトに置く直前の状態を示す図である。
図33dはグリッパー630の間隔が広がり、もはや容器を把持することができない状態になったことを示すものであり、この場合、容器はコンベヤーベルトに乗って外部に搬出される。
このような本発明によると、既に製作されたプリフォームPFを多量供給して大量の容器を速やかに製作することができる。
ここで、プリフォームPFは従来技術のように入口が上を向いて配置されるのではなく、下を向き、入口支持部920はプリフォームPFの上に配置されるのではなく下に配置される。
特に、第1及び第2ロータリー移送装置によって入口が上に向けられていたプリフォームが、その位置が逆転されて入口が下に向けられる。
一方、加熱が完了したプリフォームPFはプリフォーム排出部によって容器成形用移送部に移動し、そのように移動したプリフォームは再び容器成形部400に移動する。
ここで、プリフォームPFが容器に成形される前に、ラベル供給部500が垂直方向に金型410にラベルLを供給した後、プリフォームPFが金型410の内部に収容された状態で、空気供給部1400によってプリフォームPFが膨張してラベルLと結合しながら容器の形状に変わる。
一方、容器形成時、膨張のための熱風だけでなく冷却のための冷却空気も供給するので、容器を速やかに冷却することができる。
インモールドラベルを付着した立体部を有する容器の成形が完了すれば、容器Cは容器成形用移送部によって移動し、容器取出部610によって取出されて外部に搬出される。
そして、この過程が持続的に繰り返されることでインモールドラベル容器を継続して製造することができる。
ただし、本発明はインモールドラベル容器にだけ適用されるものではなく、インモールドラベル容器ではない一般的な容器の製作にも適用可能であるのは言うまでもない。
以上のように、本発明を図面に示した実施例を参照して説明したが、これは発明を説明するためだけのものであり、本発明が属する技術分野の通常の知識を有した者であれば、発明の詳細な説明から様々な変形又は均等な実施例が可能であることを理解できるだろう。
従って、本発明の真の権利範囲は特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。

Claims (10)

  1. 既に製作されたプリフォームを供給するプリフォーム供給部と、
    プリフォーム供給部から排出され移送されたプリフォームを加熱するプリフォーム加熱部と;
    プリフォーム加熱部を通過した加熱されたプリフォームを外部に排出するプリフォーム排出部と;
    プリフォーム排出部から排出されたプリフォームを移送する容器成形用移送部と;
    容器成形用移送部が通過し、容器成形用移送部によって移送される加熱されたプリフォームが膨張する場合に、立体部を有する容器の外観を提供する金型を備える容器成形部と、
    容器成形部に隣接して設けられ金型に収容されたプリフォームに空気を提供して膨脹させる空気供給部と、
    前記容器成形部に隣接して設けられ容器成形部に設けられる金型内部のインモールドラベリングのためのラベルを供給するラベル供給部と;
    前記容器成形部と隣接して設けられ容器成形用移送部によって容器成形部から排出され移送される容器を隣接した領域に取出す容器取出部とを含むことを特徴とする立体部を有する容器製造装置。
  2. プリフォーム供給部は;
    外部で既に製作されたプリフォームを収容するバケット部と;
    バケット部と連結されてバケット部に収容されたプリフォーム供給部を上方移送させるプリフォーム供給用第1移送部と;
    プリフォーム供給用第1移送部に隣接して設けられ、プリフォームをプリフォーム加熱部の方向に移送させるプリフォーム供給用第2移送部と;
    プリフォーム供給用第2移送部の排出部に設けられプリフォームが挿入できる空間部が形成され、回転可能に設けられる第1ロータリー移送部と;
    第1ロータリー移送部と隣接して設けられ第1ロータリー移送部によって移送されたプリフォームをプリフォーム加熱部の方向に移送する第2ロータリー移送部とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の立体部を有する容器製造装置。
  3. 前記プリフォーム加熱部はヒーターを備え、
    プリフォーム加熱部の間を通るプリフォーム加熱部用移送部をさらに含み、
    前記第2ロータリー移送部はプリフォーム加熱部用移送部のそばに配置され、
    前記第2ロータリー移送部から排出されたプリフォームはプリフォーム加熱部用移送部によって移送されプリフォーム加熱部に移送されて加熱された後、プリフォーム加熱部を通過しプリフォーム排出部の方向に移動することを特徴とする、請求項2に記載の立体部を有する容器製造装置。
  4. プリフォーム加熱部用移送部はプリフォーム加熱部の内部及び前記第2ロータリー移送部のそばと、プリフォーム排出部のそばを通過しながら循環する形態に設けられるが、
    前記容器成形用移送部と区別されるように別途独立した形態に設けられることを特徴とする、請求項3に記載の立体部を有する容器製造装置。
  5. プリフォーム排出部は前記プリフォーム加熱部用移送部と容器成形用移送部の間に設けられ、
    プリフォーム加熱部用移送部に配置されたプリフォームをホールディングするプリフォームホールディング部と;
    前記プリフォームホールディング部によってホールディングされたプリフォームを容器成形用移送部の方向に案内するガイド部を含むことを特徴とする、請求項3に記載の立体部を有する容器製造装置。
  6. ガイド部は複数が設けられ、
    ガイド部間の間隔はプリフォーム加熱部用移送部から容器成形用移送部ヘ行くほど広くなることを特徴とする、第5項に記載の立体部を有する容器製造装置。
  7. 容器成形用移送部はプリフォーム排出部のそばと、容器成形部と、容器取出部のそばを通過しながら循環する形態に設けられるが、
    前記プリフォーム加熱部用移送部と区別されるように別途独立した形態に設けられることを特徴とする、請求項1に記載の立体部を有する容器製造装置。
  8. 前記プリフォーム加熱部用移送部はプリフォームの入口が下向きに配置されるようにするプリフォームの入口支持部を含むことを特徴とする、請求項1に記載の立体部を有する容器製造装置。
  9. 前記容器成形用移送部はプリフォームの入口及び容器の入口が下向きに配置されるようにする入口支持部を含み、入口支持部は空気供給部から空気が供給されるように開口部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の立体部を有する容器製造装置。
  10. プリフォーム供給用第1移送部は上向きに形成される第1ハウジングと、第1ハウジングの内部に設けられ、プリフォームが載せられる突出支持部を備えたコンベヤーベルトを含み、
    プリフォーム供給用第2移送部は;
    第1ハウジングの排出部の下に配置されプリフォーム加熱部の方向に伸びる第2ハウジングと;第2ハウジングの排出部に設けられ、第1ロータリー移送部の方向に下方に伸びるガイドレールと;第2ハウジングに回転運動可能に設けられ、プリフォームをガイドレールの方向に移送する回転装置を含むことを特徴とする、請求項2に記載の立体部を有する容器製造装置。
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