JP4336421B2

JP4336421B2 - 合成樹脂製ボトルのブロー成形装置

Info

Publication number: JP4336421B2
Application number: JP25290499A
Authority: JP
Inventors: 宏二須藤
Original assignee: HOKKAICAN CO.,LTD.
Current assignee: HOKKAICAN CO.,LTD.
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2019-09-07
Also published as: JP2001071375A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製プリフォームから合成樹脂製ボトルをブロー成形する合成樹脂製ボトルの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３に示す構成を備えるものが知られている。この種の装置Ｂは、図３に示すように、金型３０と、ブローノズル３１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なうものである。
【０００３】
前記金型３０は、ＰＥＴボトルの外形に一致する形状の空洞部３２を備え、該空洞部３２内にプリフォームＷを支持する。該プリフォームＷは、その開口部Ｗ₁が該金型３０上部から露出し、その胴部形成部Ｗ₂が空洞部３２内に収容されるように該金型３０に支持されており、該プリフォームＷの開口部Ｗ₁には、前記ブローノズル３１が接続される。
【０００４】
該ブローノズル３１の先端部には、プリフォームＷの開口部Ｗ₁の内径より僅かに小さい外径を有する円筒状の挿入部３３が形成されている。該挿入部３３をプリフォームＷの開口部Ｗ₁に挿入することによって、ブローノズル３１がプリフォームＷの開口部Ｗ₁に接続される。該ブローノズル３１は、図示しない高圧気体供給手段に接続されており、該ブローノズル３１を介してプリフォームＷ内にブロー成形用高圧気体が導入される。
【０００５】
また、前記ブローノズル３１内には、ストレッチロッド３４が同軸に進退自在に備えられている。該ストレッチロッド３４はブローノズル３１内への高圧気体の導入に際して、図示しない進退装置の駆動によりプリフォームＷ内に挿入され、該プリフォームＷを軸方向に延伸する。
【０００６】
前記金型３０は割型となっており、ブロー成形を行なうときには、先ず、別途加熱されたプリフォームＷが図示しない搬送手段により金型３０に対する支持位置に搬送され、前記割型が閉じてプリフォームＷが金型３０に支持される。次いでブローノズル３１の挿入部３３がプリフォームＷの開口部Ｗ₁に挿入される。そして、ブローノズル３１からプリフォームＷ内に高圧気体が供給されると共に、ストレッチロッド３４がプリフォームＷに挿入される。これにより、ストレッチロッド３４によってプリフォームＷがその軸方向に延伸されると共に、該プリフォームＷが前記高圧気体によりその軸方向及び円周方向に延伸され、金型３０の空洞部３２の形状に一致する外形のＰＥＴボトルが得られる。
【０００７】
しかし、前記ブローノズル３１の挿入部３３をプリフォームＷの開口部Ｗ₁に挿入するような構造とされていると、多数回のブロー成形によりプリフォームＷから生じるオリゴマー等が挿入部３３に付着し蓄積される。これによりブローノズル３１を汚染するだけでなく、プリフォームＷの開口部Ｗ₁内面に転移してプリフォームＷを汚染する不都合がある。
【０００８】
また、プリフォームＷを前記金型３０に支持した際の誤差により、プリフォームＷとブローノズル３１との軸心に位置ずれが生じていたときには、プリフォームＷの開口部Ｗ₁に前記挿入部３３を円滑に挿入できず、ブロー成形作業に支障をきたすおそれがある。
【０００９】
更に、前記構成の装置Ｂによると、図４（ａ）に一部を拡大して示すように、ブロー時にプリフォームＷ内に導入された気体が、挿入部３３とプリフォームＷの開口部Ｗ₁との隙間を経て、該開口部Ｗ₁の先端縁（開口端縁）Ｗ₃から抜け出すおそれがある。そのため、例えば図４（ｂ）に示すように、挿入部３３の基部に軟質合成樹脂（例えばニトリルゴムやポリウレタン等）によって形成されたＯリング３５を設け、該Ｏリング３５にプリフォームＷの開口部Ｗ₁の先端縁Ｗ₃を当接させることによって気体漏れを防止することが行なわれる。
【００１０】
しかし、この種のＯリング３５は耐久性が比較的低く、短期（具体的には約２ヶ月、ボトルの製造個数は１００万個程度）の使用で、プリフォームＷの開口部Ｗ₁の先端縁Ｗ₃が直接に当接することによる磨耗や劣化による割れや切れが生じてブロー時の気体漏れを確実に防止することができなくなる。このため、短期間の使用でＯリング３５の交換を行なわなければならず、メンテナンス作業に手数がかかる不都合がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、プリフォームの開口部の内周面の汚染を防止すると共に、気体漏れを防止してプリフォーム内への高圧気体の導入を確実に行なうことができ、しかも、メンテナンス作業を軽減することがてきる合成樹脂製ボトルのブロー成形装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【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プリフォーム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プリフォームの開口部から該プリフォーム内にブロー成形用高圧気体を導入する円筒状のブローノズルとを備える合成樹脂製ボトルのブロー成形装置において、前記ブローノズルの先端部に、前記プリフォームへの当接方向に進退自在に支持され、前記プリフォームの開口端縁全周に気密当接する平坦な当接面を有する環状の当接部材と、該当接部材が前記プリフォームの開口端縁に当接したとき、該当接部材とブローノズルの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、該当接部材を前記プリフォーム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。
【００１３】
本発明によれば、前記金型に装着されたプリフォームの開口端縁に、前記ブローノズルの当接部材を気密に当接させることにより、該ブローノズルをプリフォームに接続する。これにより、従来のようなブローノズルの先端部にプリフォームの開口部に挿入して接続するための挿入部が不要となり、従来のようなオリゴマー等の開口部への付着を防止することができる。
【００１４】
更に、前記弾性部材が設けられていることによって、前記当接部材がプリフォームの開口端縁に当接したときには、当接部材とプリフォームの開口端縁との接触時の衝撃を、前記弾性部材の変形によって吸収することができ、プリフォームの開口端縁の損傷を防止することができる。
【００１５】
また、前記当接部材が進退自在に設けられていても、該当接部材がプリフォームの開口端縁に当接されたときには、前記弾性部材が弾発的に当接部材に圧接するので、当接部材と弾発部材との間に隙間が生じることがなく、ブローノズルからプリフォームの内部に供給される高圧気体の漏れを確実に防止することができる。
【００１６】
更にまた、前記当接部材が設けられていることによって、前記プリフォームの開口端縁が前記弾発部材に直接に接触することがなく、該弾性部材の磨耗や劣化による割れや切れを防止することができるので、弾性部材の寿命が延び、長期に亘って弾性部材による気密性を保持することができる。そして、弾性部材の寿命が延びることにより、弾性部材の交換時期を長期化することができ、メンテナンス作業を軽減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態のブロー成形装置の要部を示す説明的断面図、図2（ａ）はプリフォームから離間したブローノズルの一部を示す説明的断面図、図2（ｂ）はプリフォームに接続状態のブローノズルの一部を示す説明的断面図である。
【００１８】
本実施形態のブロー成形装置Ａは、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、図１に示すように、ＰＥＴボトルの口部となる開口部Ｗ₁と、ＰＥＴボトルの胴部となる胴部形成部Ｗ₂とによって構成されている。
【００１９】
本実施形態のブロー成形装置Ａは、図１に断面視して一部を示すように、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。該金型１は、前記ＰＥＴボトルの胴部に対応する形状の空洞部４と、前記プリフォームＷの開口部Ｗ₁を上部に露出させて支持する開口部支持部５とを備えている。更に、該金型１は図示しないが割型構造とされており、左右に分割することによって成形後のＰＥＴボトルが脱型できるようになっている。
【００２０】
前記ブローノズル２は、図示しない昇降手段によって昇降され、図１に示すように、円筒状に形成された金属製のノズル本体６と、該ノズル本体６の先端部に摺動自在（図中上下方向）に設けられた当接部材７と、該当接部材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、前記当接部材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。
【００２１】
更に詳しく説明すれば、図１に示すように、ノズル本体６には、後述するストレッチロッド３が挿通され、該ストレッチロッド３の外周と該ノズル本体６の内周との間には、図示しない高圧気体供給手段に接続された気体通路１０が形成されている。該ストレッチロッド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、前記プリフォームＷを軸方向に延伸するものである。なお、図１においては、ストレッチロッド３がブローノズル２の先端から突出しているが、該ストレッチロッド３は未使用時にブローノズル２の内方（図中上方）に収納しておくこともできる。
【００２２】
また、該ノズル本体６の先端部（図中下端部）には、図２に示すように、前記気体通路１０を延長する方向に凸設された環状の外挿凸部１１が形成されており、該外挿凸部１１に前記当接部材７が外挿されている。該外挿凸部１１の基端部には、前記Ｏリング８を支持する支持溝部１２が形成されている。
【００２３】
前記保持部材９は、金属により円筒状に形成されており、前記ノズル本体６の外周に螺着されている。該保持部材９の先端縁（図中下端縁）には、内方に張り出した掛止部１３が形成されており、該掛止部１３によって前記当接部材７を抜け止めしてノズル本体６に保持している。
【００２４】
前記当接部材７は、金属或いは合成樹脂（本実施形態においては、ポリアミド樹脂を採用した）によって環状に形成されたものであり、前記プリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に当接する平坦な当接面１４を備えている。
【００２５】
前記Ｏリング８は、合成ゴムによって形成されており、前記当接部材７がプリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に当接したとき、適度な弾性をもって前記当接部材７を下方に付勢する。また、このとき、該Ｏリング８は、当接部材７とノズル本体６との間の気密性を確保する。
【００２６】
上記構成のブロー成形装置ＡによってＰＥＴボトルを成形するときには、金型１にプリフォームＷを装着した後、該プリフォームＷの開口部Ｗ₁に前記ブローノズル２を接続する。即ち、図２（ａ）に示すように、前記ブローノズル２を上昇させておき、プリフォームＷを金型１（図１示）に装着する。次いで、図２（ｂ）に示すように、ブローノズル２を下降させてプリフォームＷの開口部Ｗ₁に突き当てる。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、前記ブローノズル２がプリフォームＷから離間しているとき、前記当接部材７は、上動可能な状態でノズル本体６に保持されている。そして、図２（ｂ）に示すように、ブローノズル２が下降すると、前記当接部材７がプリフォームＷの開口部Ｗ₁によって相対的に上動される。これによって、該当接部材７とノズル本体６との間でＯリング８が圧縮変形される。同時に、該Ｏリング８は、当接部材７とノズル本体６との間の気密状態を維持して、該当接部材７をプリフォームＷに向って付勢する。そして、該当接部材７の当接面１４がプリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に圧接され、気密性を有してブローノズル２とプリフォームＷとが接続される。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、ブローノズル２の当接部材７をプリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に当接することによって接続する。これにより、例えば図３に示す従来の装置ＢのようにプリフォームＷの開口部Ｗ₁に挿入部３３を挿入するもののような、ブロー成形時に生じるオリゴマー等が蓄積される部分（挿入部３３）がなく、プリフォームＷの開口部Ｗ₁の汚染を防止することができる。また、本実施形態は、従来のような挿入部３３が不要であることにより、ブローノズル２の昇降距離を比較的小さくして、プリフォームＷの金型１への装着や取り外し（脱型）時の干渉を防止することができ、更に、図示しない昇降手段を小型化することが可能となる。
【００２９】
更にまた、図示しないが、プリフォームＷとブローノズル２との軸心に多少の位置ずれが生じていても、当接部材７の当接面１４の範囲内であれば、ブローノズル２を支障無くプリフォームＷに接続することができる。しかも、プリフォームＷの開口端縁Ｗ₃が僅かに傾斜して形成されていても、当接部材７がＯリング８の弾発力を介してプリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に対応して傾斜するので、気密性を失うことなくプリフォームＷとブローノズル２とを接続することができる。
【００３０】
なお、前記当接部材７は、ステンレス鋼のような金属によって形成してもよいが、前記プリフォームＷの開口部Ｗ₁より硬度の低い材料によって形成してもよい。前記当接部材７をプリフォームＷの開口部Ｗ₁より硬度の低い材料で形成した場合には、図２（ｂ）に示すように、プリフォームＷの開口端縁Ｗ₃が前記当接部材７に当接したとき、該当接部材７の当接面１４がプリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に沿って僅かに凹ませることができ、高い気密性を得た当接状態とすることができる。即ち、プリフォームＷの開口部Ｗ₁は予め結晶化することが行なわれるが、このとき、開口端縁Ｗ₃に極めて微小に波状となることがある。このような場合にも、前記当接部材７がプリフォームＷの開口部Ｗ₁の硬さより小であることにより、該当接部材７の当接面１４をプリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に沿って変形させることができ、当接時の気密性を確実に確保することができる。
【００３１】
しかし、プリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に圧接された際に該当接部材７の当接面１４に生じる変形（凹み）が大き過ぎると、該当接部材７を長期に亘って使用下場合に凹みが溝状の痕跡となって、該当接部材７の柔軟性が低下し、当接時の気密性が比較的早期に低下するおそれもある。そこで、前記当接部材７の材料として合成樹脂を採用する場合には、プリフォームＷの開口部Ｗ₁のロックウェル硬さが１２６〜１４１（ＪＩＳ−Ｋ−７２０２、スケールＲ）とされるとき、前記当接部材７は、ロックウェル硬さが１２０以上（ＪＩＳ−Ｋ−７２０２、スケールＲ）とされることが好ましい。前記当接部材７のロックウェル硬さを１２０以上とすることにより、プリフォームＷの開口端縁Ｗ₃に圧接された際に該当接部材７の当接面１４に生じる凹みを小とすることができ、該当接部材７を長期に亘って（具体的には６ヶ月以上、ボトルの製造個数は約３００万個以上）使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のブロー成形装置の要部を示す説明的断面図。
【図２】（ａ）はプリフォームから離間したブローノズルの一部を示す説明的断面図、（ｂ）はプリフォームに接続状態のブローノズルの一部を示す説明的断面図。
【図３】従来のブロー成形装置の要部を示す説明的断面図。
【図４】従来のブローノズルの一部を示す説明的断面図。
【符号の説明】
Ａ…ブロー成形装置、Ｗ…プリフォーム、Ｗ₁…開口部、１…金型、２…ブローノズル、４…空洞部、７…当接部材、８…Ｏリング（弾性部材）、１４…当接面。

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プリフォーム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プリフォームの開口部から該プリフォーム内にブロー成形用高圧気体を導入する円筒状のブローノズルとを備える合成樹脂製ボトルのブロー成形装置において、
前記ブローノズルの先端部に、前記プリフォームへの当接方向に進退自在に支持され、前記プリフォームの開口端縁全周に気密当接する平坦な当接面を有する環状の当接部材と、
該当接部材が前記プリフォームの開口端縁に当接したとき、該当接部材とブローノズルの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、該当接部材を前記プリフォーム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。