JP4041359B2

JP4041359B2 - 合成樹脂製ボトルのブロー成形装置

Info

Publication number: JP4041359B2
Application number: JP2002196623A
Authority: JP
Inventors: 宏二須藤
Original assignee: HOKKAICAN CO.,LTD.
Current assignee: HOKKAICAN CO.,LTD.
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: JP2004034567A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂製ボトルのブロー成形に用いられるブロー成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエチレンテレフタレート樹脂製ボトル（以下、ＰＥＴボトルと略記する）の成形装置として、図４に示す構成を備えるものが知られている。この種の装置は、金型４１と、ブローノズル４２とを備え、素材であるプリフォームＷを延伸してＰＥＴボトル（図示せず）を得る所謂ブロー成形を行うものである。
【０００３】
前記金型４１は、ＰＥＴボトルの胴部に対応する形状の空洞部４４を内部に備える一方、プリフォームＷのサポートリングＷ_３が装着される環状凹部４５を上部に備えている。
【０００４】
金型４１によりブロー成形を行うときには、まず、サポートリングＷ_３を環状凹部４５に係合させることにより、プリフォームＷが金型４１に支持される。このとき、プリフォームＷは延伸可能な温度に加熱されており、その開口部Ｗ_１が金型４１上部から露出し、その胴部形成部Ｗ_２が空洞部４４内に収納される。
【０００５】
次に、金型４１に支持されたプリフォームＷの開口部Ｗ_１にブローノズル４２が接続される。ブローノズル４２の先端部には、開口部Ｗ_１の開口端Ｗ_４に当接する当接部材４７が設けられており、ブローノズル４２は該当接部材４７を介して開口部Ｗ_１の開口端Ｗ_４全周に気密に接続される。
【０００６】
そして、ブローノズル４２からプリフォームＷの内部に高圧気体を導入しつつ、ブローノズル４２の内周側に進退自在に備えられたストレッチロッド４３を伸長する。この結果、プリフォームＷの胴部形成部Ｗ_２がブロー成形され、空洞部４４の形状に一致する胴部外形を備え、耐熱性と機械的強度とに優れたＰＥＴボトルを得ることができる。
【０００７】
また、前記ＰＥＴボトルは、プリフォームＷに一次ブロー成形を施して、目標とするボトル形状を上回る大きさとした後、加熱により自由収縮させた成形体に対して金型４１による二次ブロー成形を施す所謂２段ブロー成形法によっても得ることができる。前記２段ブロー成形法によれば、目標とするボトル形状を上回る大きさにブロー成形した後、加熱により自由収縮させることにより、結晶化度を高くすることができ、さらに優れた耐熱性と機械的強度とを備えるＰＥＴボトルを得ることができる。
【０００８】
前記ＰＥＴボトルでは、胴部は前記ブロー成形により延伸されているので優れた耐熱性と機械的強度とを得ることができるが、サポートリングＷ_３から上の開口部Ｗ_１は全く延伸を受けないため、延伸による耐熱性と機械的強度とを得ることができない。そこで、プリフォームＷでは、予め開口部Ｗ_１を加熱結晶化して白化させることにより、耐熱性と機械的強度とを付与することが行われている。
【０００９】
しかしながら、胴部形成部Ｗ_２が延伸可能な温度に加熱されている前記プリフォームＷに対して前記ブロー成形を施すと、開口部Ｗ_１が軟化温度を超えて加熱されることがあり、前記加熱結晶化により機械的強度を付与されているにも関わらず、ブローノズル４２から導入される高圧空気の圧力に耐えきれないで、変形することがあるという不都合がある。また、プリフォームＷに一次ブロー成形を施した後、加熱により自由収縮させた成形体では、前記一次ブロー成形後の収縮のための加熱温度が高いため、さらに前記変形が生じやすいという不都合がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、合成樹脂製ボトルの予備成形体をブロー成形する際に該予備成形体の開口部が変形することのないブロー成形装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、合成樹脂製ボトルの胴部外形に一致する形状の空洞部を備え、加熱された合成樹脂製予備成形体を該空洞部に装着してブロー成形する金型と、該金型に装着された該予備成形体の開口部から該予備成形体内にブロー成形用高圧気体を導入するブローノズルとを備える合成樹脂ボトルのブロー成形装置において、前記予備成形体の開口部を内周側に収容可能な円筒状のブローノズルと、該ブローノズルの先端部に、前記予備成形体に対して当接する方向に支持され、該予備成形体の開口部の基部から外周側に突出して設けられたサポートリングの上面全周に気密に当接する当接面を有する環状の当接部材と、該当接部材が該サポートリングに当接したときに、該当接部材と該ブローノズル先端部との密着状態を維持して気密性を保持しつつ弾発的に変形して該当接部材を該サポートリングに圧接させる環状の弾性部材とが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のブロー成形装置によれば、前記ブローノズルは前記予備成形体の開口部を内周側に収容可能な円筒状となっている。そこで、前記予備成形体が前記空洞部に装着されると、前記ブローノズルは該予備成形体の開口部を内周側に収容して、該開口部に接続する。
【００１３】
このとき、前記ブローノズルの先端部には当接部材が備えられており、該ブローノズルは該当接部材により、該予備成形体の開口部の基部から外周側に突出して設けられたサポートリングの上面全周に気密に当接する。前記当接部材は、前記弾性部材により該サポートリングに圧接されると同時に該ブローノズル先端部との密着状態が維持され、気密性を保持している。
【００１４】
そこで、上述のように前記ブローノズルが前記当接部材により前記予備成形体の開口部に接続された状態で、該ブローノズルから該予備成形体内にブロー成形用高圧気体を導入すると、該開口部の内周側と外周側との両方に該高圧気体が導入される。従って、本発明のブロー成形装置によれば、延伸可能な温度に加熱された前記予備成形体の開口部の内周側と外周側との圧力がほぼ等しくなり、該開口部が前記高圧気体の圧力により変形することを防止することができる。
【００１５】
本発明のブロー成形装置において、前記金型は、前記予備成形体のサポートリングが係合されて装着される環状凹部を備えており、通常は該環状凹部に係合された該サポートリングの上面に前記当接部材が当接される。このとき、前記ブローノズルの先端部と前記サポートリングとの間には前記当接部材が介在されるため、該ブローノズルの先端部は、前記金型との間に間隙があり、該金型に衝突することが防止されている。
【００１６】
ところで、大量の予備成形体を高速で連続して前記金型に供給して前記ブロー成形を行うときには、前記金型に前記予備成形体が供給されないことがあるが、この場合にも前記ブローノズルは通常通り作動する。前記のように、前記金型に前記予備成形体が供給されないにも関わらず前記ブローノズルは通常通り作動すると、前記当接部材が前記環状凹部に侵入する一方、該ブローノズルの先端部が該環状凹部の外周側の金型に接触する虞がある。
【００１７】
前記ブローノズルの先端部が前記金型に対する接触を繰り返すと、前記金型はそれ自体加熱されているために、該ブローノズル先端部の損傷が避けられない。
【００１８】
そこで、本発明のブロー成形装置は、前記金型が、前記予備成形体のサポートリングが係合されて装着される環状凹部を備え、前記当接部材は、前記当接面から前記ブローノズル先端部方向に向けて次第に拡径するテーパー状の外周面を備え、該当接面と該ブローノズル先端部との間で該外周面から外方に突出し、該環状凹部の外周縁に係合して該ブローノズル先端部と該金型との接触を妨げる係合部材を備えることを特徴とする。
【００１９】
前記構成によれば、前記金型に前記予備成形体が供給されていないにも関わらず、前記ブローノズルが通常通り作動して前記当接部材が前記環状凹部に侵入した場合には、該当接部材の外周面に備えられた前記係合部材が前記環状凹部の外周縁に係合する。この結果、前記ブローノズルの先端部はそれ以上に前記金型に近接することが防止され、該金型との接触を妨げることができる。
【００２０】
本発明のブロー成形装置においてブロー成形を施す前記予備成形体は、プリフォーム自体であってもよく、該プリフォームに一次ブロー成形を施した後に加熱により自由収縮させた、二次ブロー成形を施す前の成形体であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態のブロー成形装置を示す説明的断面図、図２は図１示のブロー成形装置の要部を拡大して示す説明的断面図、図３は図１示のブロー成形装置の作動を説明するための説明的断面図である。
【００２２】
本実施形態のブロー成形装置は、図１示のように、ポリエチレンテレフタレート製のプリフォームＷをブロー成形することによって、飲料等を内容物とするＰＥＴボトル（図示せず）を得るものである。プリフォームＷは有底円筒形状に形成されており、ＰＥＴボトルの口部となる開口部Ｗ_１と、ＰＥＴボトルの胴部となる胴部形成部Ｗ_２とによって構成され、開口部Ｗ_１の基部から外周側に突出して設けられたサポートリングＷ_３を備えている。
【００２３】
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、ストレッチロッド３とを備えている。金型１は、前記ＰＥＴボトルの胴部外形に一致する形状の空洞部４と、前記プリフォームＷのサポートリングＷ_３が係合されて装着される環状凹部５とを備えている。尚、金型１は図示しない割型構造とされており、前記ＰＥＴボトルの軸方向に沿って左右に分割されることにより、成形後のＰＥＴボトルを脱型することができるようになっている。
【００２４】
ブローノズル２は、円筒状に形成され内周側にプリフォームＷの開口部Ｗ_１を収容可能とされた金属製のノズル本体６と、ノズル本体６の先端部に設けられた当接部材７と、当接部材７とノズル本体６との間に介在された弾性部材であるＯリング８と、当接部材７をノズル本体６に保持する保持部材９とを備えている。また、ブローノズル２は、ノズル本体６の内周側に開口部Ｗ_１を収容したときに、当接部材７がサポートリングＷ_３の上面全周に当接されるようになっており、ノズル本体６の内周側には開口部Ｗ_１がノズル本体６に接触したときに開口部Ｗ_１を保護する保護部材１０が内嵌されている。
【００２５】
そして、ノズル本体６の内周側にはストレッチロッド３が挿通され、ストレッチロッド３とノズル本体６の内周面との間には、図示しない高圧気体供給手段により供給される高圧気体が導通される気体通路１１が形成されている。ストレッチロッド３は、図示しない伸縮駆動手段によってブロー成形時に伸長され、プリフォームＷを軸方向に延伸する。尚、図１においては、ストレッチロッド３の先端がプリフォームＷの開口部Ｗ_１内方に位置しているが、該ストレッチロッド３は未使用時には開口部Ｗ_１の上端面よりも上方に位置している。
【００２６】
当接部材７は、ポリアミド等の合成樹脂によって環状に形成されたものであり、プリフォームＷのサポートリングＷ_３の上面全周に当接される当接面１２をその先端部に備え、保持部材９の内周面に沿って図中上下方向に摺動自在とされている。また、当接部材７は、図２に示すように、その外周面が当接面１２からノズル本体６の先端部に向けて次第に拡径するテーパー状となっており、当接面１２と保持部材９の先端部との間で、該外周面から外方に突出する係合部材１３を備えている。
【００２７】
次に、図１乃至図３を参照して、本実施形態のブロー成形装置の作動を説明する。
【００２８】
本実施形態のブロー成形装置によりブロー成形を行うときには、まず、図１示のように、前工程で延伸可能な温度に加熱されたプリフォームＷが、金型１に装着される。プリフォームＷは、サポートリングＷ_３を金型１の環状凹部５に係合させることにより金型１に支持されており、開口部Ｗ_１が金型１上部から露出し、胴部形成部Ｗ_２が空洞部４内に収納されている。
【００２９】
次に、ブローノズル２が、金型１に支持されたプリフォームＷの開口部Ｗ_１をノズル本体６の内周側に収容する一方、当接部材７をサポートリングＷ_３の上面全周に当接させることにより、開口部Ｗ_１に接続される。そして、ブローノズル２からプリフォームＷの内部に高圧気体を導入しつつ、ブローノズル２の内周側に進退自在に備えられたストレッチロッド３を伸長する。この結果、プリフォームＷの胴部形成部Ｗ_２がブロー成形され、空洞部４の形状に一致する胴部外形を備えるＰＥＴボトルが得られる。
【００３０】
このとき、プリフォームＷの開口部Ｗ_１はノズル本体６の内周側に収容されているので、図２示の開口部Ｗ_１の内周側１４のみならず、外周側１５にも前記高圧気体が供給される。この結果、開口部Ｗ_１の内周側１４と、外周側１５とで、圧力がほぼ等しくなるので、加熱により開口部Ｗ_１の機械的強度が低減していたとしても、前記高圧気体の圧力により開口部Ｗ_１が膨張して外径寸法が規格値を超える等の変形を防止することができる。
【００３１】
本実施形態のブロー成形装置は、大量の予備成形体Ｗを高速で連続して金型１に供給して前記ブロー成形を行うときに、金型１に予備成形体Ｗが供給されなかった場合にも、ブローノズル２が通常通り作動する。この場合には、環状凹部５にサポートリングＷ_３が装着されていないので、図３に示すように、当接部材７が環状凹部５内に進入し、ブローノズル２の先端部（本実施形態では保持部材９の先端部）が加熱された金型１に接触して損傷することが懸念される。
【００３２】
しかし、本実施形態のブロー成形装置では、当接部材７が当接面１２からノズル本体６の先端部に向けて次第に拡径するテーパー状の外周面を備え、当接面１２と保持部材９の先端部との間で、該外周面から外方に突出する係合部材１３を備えている。そこで、当接部材７が環状凹部５内に進入すると、係合部材１３が環状凹部５の外周縁に係合し、ブローノズル２の先端部がそれ以上金型１に近接することを防止することができる。従って、ブローノズル２の先端部が加熱された金型１に接触することによる損傷を防止することができる。
【００３３】
尚、係合部材１３は、環状凹部５の外周縁に係合してブローノズル２の先端部と金型１との近接を妨げることができるものであれば、当接部材７の外周面の全周に亘って設けられていてもよく、該外周面に沿って間欠的に設けられていてもよい。
【００３４】
本実施形態では、予備成形体としてプリフォームＷを用いてＰＥＴボトルのブロー成形を行う場合について説明しているが、プリフォームＷに替えて、プリフォームＷに一次ブロー成形を施した後に加熱により自由収縮させた、二次ブロー成形を施す前の成形体を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブロー成形装置の一構成例を示す説明的断面図。
【図２】図１示のブロー成形装置の要部を拡大して示す説明的断面図。
【図３】図１示のブロー成形装置の作動を説明するための説明的断面図。
【図４】従来のブロー成形装置の構成例を示す説明的断面図。
【符号の説明】
１…金型、２…ブローノズル、４…空洞部、５…環状凹部、７…当接部材、８…弾性部材、１２…当接面、１３…係合部材、Ｗ…予備成形体、Ｗ_１…開口部、Ｗ_３…サポートリング。

Claims

合成樹脂製ボトルの胴部外形に一致する形状の空洞部を備え、加熱された合成樹脂製予備成形体を該空洞部に装着してブロー成形する金型と、該金型に装着された該予備成形体の開口部から該予備成形体内にブロー成形用高圧気体を導入するブローノズルとを備える合成樹脂ボトルのブロー成形装置において、
前記予備成形体の開口部を内周側に収容可能な円筒状のブローノズルと、
該ブローノズルの先端部に、前記予備成形体に対して当接する方向に支持され、該予備成形体の開口部の基部から外周側に突出して設けられたサポートリングの上面全周に気密に当接する当接面を有する環状の当接部材と、
該当接部材が該サポートリングに当接したときに、該当接部材と該ブローノズル先端部との密着状態を維持して気密性を保持しつつ弾発的に変形して該当接部材を該サポートリングに圧接させる環状の弾性部材とが設けられていることを特徴とする合成樹脂製ボトルのブロー成形装置。
前記金型は、前記予備成形体のサポートリングが係合されて装着される環状凹部を備え、
前記当接部材は、前記当接面から前記ブローノズル先端部方向に向けて次第に拡径するテーパー状の外周面を備え、該当接面と該ブローノズル先端部との間で該外周面から外方に突出し、該環状凹部の外周縁に係合して該ブローノズル先端部と該金型との接触を妨げる係合部材を備えることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製ボトルのブロー成形装置。
前記予備成形体は、プリフォームまたは、該プリフォームに一次ブロー成形を施した後に加熱により自由収縮させた、二次ブロー成形を施す前の成形体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の合成樹脂製ボトルのブロー成形装置。