JP4461821B2 - ブロー成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリフォームの温調により、ブロー成形されるボトルの特定した箇所の肉厚を大きくするブロー成形方法に関するものである。

プリフォームを温調処理するに際して、プリフォームの一部を局部的に冷却し、これによりブロー成形されたボトルの側壁に局部的に肉厚変化を付与する技術が知られている。
特開平９−７６３３８号公報

上記した従来技術は、有底筒状のプリフォームを温調工程で温調処理を行った後、ブロー成形するブロー成形方法において、温調工程は、プリフォームの周囲を囲む加熱ブロックおよび冷却ブロック内にプリフォームを挿入して、加熱ブロックからの輻射熱によりプリフォームを加熱すると共に、冷却ブロックをプリフォームの側壁に所定時間接触させてプリフォームの側壁の一部を局所的に冷却し、所定時間経過後、冷却ブロックをプリフォーム側壁から離して退避させ、プリフォームと加熱ブロックおよび冷却ブロックとの相対移動により、プリフォームを加熱ブロックおよび冷却ブロック内から取出した後、プリフォームをブロー成形工程に移行させる、ものとなっている。

この従来技術にあっては、加熱ブロックからの輻射熱によるプリフォームの温調と同時に冷却ブロックの接触によるプリフォーム側壁の局所冷却を行うことができ、そのため、温調時間を十分に確保した状態で冷却を行うことができ、プリフォームの冷却を行っているにも拘わらず、プリフォームの温調時間が制限されることがなく時間的に有利なものとすることができる、と云う効果を発揮する。

しかしながら、上記した従来技術にあっては、加熱中のプリフォームに対して、このプリフォームの局所を冷却するので、プリフォームの局所に対する加熱力と冷却力とが干渉し合い、これによりプリフォームの局所の加熱温度を正確に設定制御することが難しい、と云う問題がある。

また、加熱ブロックと冷却ブロックとが隣接位置することになるので、相互に熱効果を低下させる熱的影響を与え合うことになり、このため加熱ブロックにおける加熱効率および、冷却ブロックにおける冷却効率がきわめて悪い、と云う問題がある。

そして、プリフォームを、加熱ブロックおよび冷却ブロックに対して出し入れする必要があるので、加熱ブロックおよび冷却ブロックとプリフォームとの相対移動を、単純な線形移動に設定することができず、このため実施する装置の構造がきわめて複雑となる、と云う問題がある。

さらに、プリフォームの側壁に対する局所冷却は、側壁の全周に亘ることなく、側壁の一方方向側の一部であるので、プリフォームをボトルにブロー成形する際には、この局所冷却部分がブロー金型の目的とする成形型面に正確に対向させるため、プリフォームのブロー金型に対する組付けを、周方向に沿った位置出しを正確に達成して行う必要があり、その分、プリフォームの取扱いが煩雑となると共に、実施するための設備の構造が複雑となる、と云う問題がある。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたもので、既存のブロー成形設備によるブロー成形手順および動作を変更することなく、プリフォームに対して、局部冷却を施した温調を行うことを技術的課題とし、もってプリフォームに対する、局部冷却を含む温調を、正確にかつ簡単にそしてブロー成形時間を増大させることなく達成することを目的とする。

上記技術的課題を解決する本発明の内、請求項１記載の発明の手段は、
有底筒状のプリフォームを、プリフォーム加熱装置で所定温度に加熱してから成形装置でボトルにブロー成形する方法に関するものであること、
プリフォーム加熱装置の加熱炉から出て成形装置のブロー金型に組付けられるまでの移送域に位置するプリフォームに対し、このプリフォームの胴筒部の一部に、冷却体を接触させることにより、局部冷却を施すこと、
プリフォームの胴筒部の一部に対する冷却体の接触を、組合わさって一つのリング体を形成する、一対の半リング状の半リング片部の挟み込みにより達成すること、
にある。

この請求項１記載の発明にあっては、ブロー成形可能温度に加熱されたプリフォームをボトルにブロー成形する際に、この加熱処理とブロー成形処理との間に必ず設けられる移送時間を利用して、加熱されたプリフォームに対して局部冷却を行う処理を加えただけであるので、ブロー成形操作の基本的な手順を変更する必要がないと共に、プリフォームに対する局部冷却のための専用の作業時間を加える必要もない。

また、プリフォームに対する加熱処理および局部冷却処理は、同時に行われることなく、加熱処理完了後に局部冷却処理を行うので、両熱処理が互いに干渉し合うことがない。

さらに、この請求項１記載の発明にあっては、冷却体を一対の半リング片部で構成し、この二つの半リング片部で、プリフォームの目的とする胴筒部部分を挟み込むので、両半リング片部のプリフォームに対する横方向からの進退変位だけで、目的とする胴筒部部分の全周に亘って、直接、冷却体を接触させることができる。

さらに、プリフォームの胴筒部の一部に施される局部冷却は、この胴筒部の一部の全周に亘るリング状となるので、この局部冷却の施されたプリフォームをボトルにブロー成形する際に、周方向に沿った位置出しを行う必要がない。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、プリフォームの胴筒部に対する冷却体による局部冷却を、ボトルの胴部の最大外径となる上端部および下端部に成形される、プリフォームの胴筒部の上端部および下端部に施すこと、を加えたものである。

この請求項２記載の発明にあっては、ボトルの胴部の最大外径となる上端部および下端部に成形される、プリフォームの胴筒部の上端部および下端部に、局部冷却を施したので、成形されたボトルの胴部の上端部および下端部は、他の胴部部分に比べて、その肉厚がやや大きく成形されることになり、その分、剛性が高くなる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、プリフォームの胴筒部に対する冷却体による局部冷却を、ボトルの底部の接地部に成形される、プリフォームの胴筒部の下端部に施すこと、を加えたものである。

この請求項３記載の発明にあっては、ボトルの底部の接地部に成形される、プリフォームの胴筒部の下端部に、リング状の局部冷却を施したので、成形されたボトルの底部の接地部は、局部冷却を受けない場合に比べて、その肉厚がやや大きく成形されることになり、その分、剛性が高くなる。

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、ブロー成形操作の移送時間を利用して、局部冷却を行うので、ブロー成形操作の基本的な手順を変更することなく、かつ成形時間を長くすることがなく、もって局部冷却処理を加えることによるブロー成形効率の低下の発生を、確実に阻止することができる。

また、プリフォームに対する加熱処理および局部冷却処理の両熱処理は、互いに干渉し合うことがないので、両熱処理を正確にそして安全に実施することができ、これにより品質の高いボトルを安定して成形することができる。

さらに、両半リング片部のプリフォームに対する横方向からの進退変位だけで、目的とする胴筒部部分の全周に亘って、冷却体を接触させることができるので、冷却体の胴筒部部分に対する全周に亘る接触を、他の胴筒部部分に不正に接触することなく、安全にそして簡単に達成することができ、局部冷却を効率良く達成することができる。

さらに、局部冷却の施されたプリフォームをボトルにブロー成形する際に、周方向に沿った位置出しを行う必要がないので、プリフォームの取扱いが煩雑になるとか、ブロー成形設備の構造が複雑化する等の不都合の発生がない。

請求項２記載の発明にあっては、ボトルの胴部の最大外径となる上端部および下端部は、他の胴部部分に比べて、その肉厚がやや大きく成形されるので、起立整列された多数のボトルを押圧搬送する際に、各ボトルの胴部に作用する押圧力に対する耐久力が飛躍的に高められる。

請求項３記載の発明にあっては、ボトルの底部の接地部は、局部冷却を受けない場合に比べて、その肉厚がやや大きく成形されるので、その分、剛性が高くなり、これによりボトルの底部の接地部の機械的強度を充分に高めることができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明を実施するのに適した、２軸延伸ブロー成形設備を示す全体平面図で、このブロー成形設備は、搬入テーブル１と、プリフォーム加熱装置２と、移送テーブル５と、成形装置６と、そして搬出テーブル９とから構成されている。

搬入テーブル１は、一定速度で回転し、その周端部に、有底円筒形状をしたプリフォームＰを倒立姿勢で組付けた保持治具１０を等しい間隔を開けて着脱可能に組付ける。

プリフォーム加熱装置２は、一定速度で回転する回転テーブル３と加熱炉４とから構成されていて、加熱炉４内を通過する回転テーブル３の周端部に、プリフォームＰを組付けた保持治具１０を、搬入テーブル１から着脱可能に受け入れると共に、プリフォームＰを公転移動させながら自転させて、加熱炉４によるプリフォームＰの加熱が均一に達成できるようにしている。

移送テーブル５は、その回転動作により、加熱処理の完了したプリフォームＰを回転テーブル３から受け取り、成形装置６に受け渡す。

成形装置６は、一定速度で回転する金型ステーションテーブル７の周端部に、多数のブロー金型８を等間隔に取付けて構成されており、移送テーブル５から受け渡される加熱されたプリフォームＰをブロー金型８に受け入れてボトルＢに２軸延伸ブロー成形する。

搬出テーブル９は、成形されたボトルＢを型開きしたブロー金型８内から受け取り、ボトルＢを設備外に搬出する。

この２軸延伸ブロー成形設備において、加熱炉４を出てからブロー金型８に組付けられるまでの間は移送域ａとなっていて、プリフォームＰが公転移動するだけで、自転することのない領域を設け、プリフォームＰに局部冷却を施す冷却体１１が配置されている。

図２に示した冷却体１１は、開閉回動可能に結合された細長材を曲げ加工したような一対の冷却片１２で構成されており、各冷却片１２は、プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の外周面の半径と等しい曲率半径の内周面を有する、半円弧状の半リング片部１３と、この半リング片部１３を先端に結合し、基端を相互に回動可能に軸結合した腕片部１４とから構成されている。

半リング片部１３は、その内周面の曲率半径が、プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の外周面の半径と等しいので、両冷却片１２が閉じると、プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の外径と等しい内径のリングを形成することになる。

また、両冷却片１２の半リング片部１３は、加熱プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の一部に接触して、この胴筒部Ｐ１の一部を局部冷却する部分であるので、その温度は、常に所望する値以下に保持されていることが望ましく、このため内部を中空にして冷却流体を循環させる等の手段により冷却するのがよい。

図３は、角細棒体により成形されたリング状の冷却体１１による、加熱プリフォームＰに対する局部冷却の実施例を示すもので、ボトルＢに２軸延伸ブロー成形された際に、ボトルＢの胴部Ｂ１の最大外径部である上端部および下端部となる、プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の上下両端部に、冷却体１１による局部冷却を施している。

なお、図３においては、上位の冷却体１１は開いた状態に、反対に下位の冷却体１１は閉じた状態に図示しているが、これは冷却体１１のプリフォームＰに対する挟み込みによる組付き動作を判り易くするためで、実際には、両冷却体１１は、同時に挟み込み動作を行う。

図４は、丸細棒体により成形されたリング状の冷却体１１による、加熱プリフォームＰに対する局部冷却の実施例を示すもので、ボトルＢに２軸延伸ブロー成形された際に、ボトルＢの底部Ｂ２の接地部となる、プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の最下端部に、冷却体１１による局部冷却を施している。

図５は、冷却体１１の他の構造例を示すもので、冷却体１１は、プリフォームＰの搬送方向に延びた丸細棒構造となっていて、プリフォームＰの搬送ラインに沿って、移送中のプリフォームＰの胴筒部Ｐ１外周面に接触するように配置されている。

この丸細棒構造の冷却体１１とプリフォームＰとの接触は、プリフォームＰを自転させるか、プリフォームＰが冷却体１１との摩擦力により回転自在とした状態で達成する。

なお、冷却体１１を丸細棒構造とした場合には、この冷却体１１とプリフォームＰとの接触が線接触となるので、冷却体１１によるプリフォームＰの冷却を、充分に局部冷却とすることができ、プリフォームＰに対する不要な冷却域の増大を防止することができると共に、正確な局部冷却を達成できる。

図６は、図３に示した実施例から成形されたボトルＢを示すもので、ボトルＢの胴部Ｂ１の最大外径部分となっている上端部と下端部とに、全周に亘って肉厚となった肉厚部Ｂ３が周設されている。

この肉厚部Ｂ３は、プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の局部冷却された部分が、他部に比べて、僅かに延伸変形し難いことにより成形される。

図６に示したボトルＢの場合、最大外径部分である胴部Ｂ１の上下両端部に、肉厚が大きいことにより剛性が高められた肉厚部Ｂ３が位置しているので、横方向からの押圧力に対して強い抗力を発揮することになる。

このため多数のボトルＢを起立姿勢のまま、搬送通路上を、押圧して滑走搬送する際に、ボトルＢに作用する強大な押圧力を肉厚部Ｂ３が安全に受け止めることになり、これにより胴部Ｂ１の潰れ変形の発生を効果的に防止する。

なお、この図６に示したボトルＢを図４に示したリング状の冷却体１１で局部冷却した場合、成形された肉厚部Ｂ３の肉厚は、胴部Ｂ１の平均肉厚の約１．５倍となった。

この局部冷却による肉厚部Ｂ３の肉厚程度は、プリフォームＰの温度、冷却体１１の温度、冷却体１１による冷却時間、プリフォームＰからボトルＢへの延伸倍率等の諸条件により、目的とする肉厚に応じて適宜設定することができる。

図７は、図４に示した実施例から成形されたボトルＢを示す底面図で、加熱プリフォームＰの胴筒部Ｐ１の、ボトルＢにブロー成形された際に、底部Ｂ２の接地部分に成形される部分を局部冷却することにより得られる。

この図７に示したボトルＢの場合、底部Ｂ２の接地部分が肉厚部Ｂ３となっているので、底部Ｂ２の接地部分の機械的強度が高められることになり、これにより安定した座機能および高い耐衝撃強度を発揮することになる。

本発明を実施するブロー成形設備の一例を示す、全体平面図である。 本発明の実施に使用する冷却体の構造例を示す、平面図である。 図２に示した角細棒により製作した冷却体による、プリフォームの局部冷却の一実施形態を示す、説明斜視図である。 図２に示した丸細棒により製作した冷却体による、プリフォームの局部冷却の他の実施形態を示す、説明斜視図である。 移送方向に沿って延びた丸細棒により製作した冷却体による、プリフォームの局部冷却のさらに他の実施形態を示す、説明斜視図である。） 図３に示したプリフォームから成形されたボトルの構造例を示す、要部拡大縦断面図示した、正面図である。 本発明方法により成形されるボトルの他の構造例を示す、底面図である。

符号の説明

１ ； 搬入テーブル
２ ； プリフォーム加熱装置
３ ； 回転テーブル
４ ； 加熱炉
５ ； 移送テーブル
６ ； 成形装置
７ ； 金型ステーションテーブル
８ ； ブロー金型
９ ； 搬出テーブル
１０ ； 保持治具
１１ ； 冷却体
１２ ； 冷却片
１３ ； 半リング片部
１４ ； 腕片部
Ｐ ； プリフォーム
Ｐ１ ； 胴筒部
Ｂ ； ボトル
Ｂ１ ； 胴部
Ｂ２ ； 底部
Ｂ３ ； 肉厚部
ａ ； 移送域

Claims (3)

1. 有底筒状のプリフォーム（Ｐ）を、プリフォーム加熱装置（２）で所定温度に加熱してから成形装置（６）でボトル（Ｂ）にブロー成形するに際して、前記プリフォーム加熱装置（２）の加熱炉（４）から出て成形装置（６）のブロー金型（８）に組付けられるまでの移送域（ａ）に位置するプリフォーム（Ｐ）に対し、該プリフォーム（Ｐ）の胴筒部（Ｐ１）の一部に、冷却体（１１）を接触させることにより、局部冷却を施し、前記プリフォーム（Ｐ）の胴筒部（Ｐ１）の一部に対する冷却体（１１）の接触を、組合わさって一つのリング体を形成する、一対の半リング状の半リング片部（１３）の挟み込みにより達成するブロー成形方法。
2. プリフォーム（Ｐ）の胴筒部（Ｐ１）に対する冷却体（１１）による局部冷却を、ボトル（Ｂ）の胴部（Ｂ１）の最大外径となる上端部および下端部に成形される、前記胴筒部（Ｐ１）の上端部および下端部に施す請求項１記載のブロー成形方法。
3. プリフォーム（Ｐ）の胴筒部（Ｐ１）に対する冷却体（１１）による局部冷却を、ボトル（Ｂ）の底部（Ｂ２）の接地部に成形される、前記胴筒部（Ｐ１）の下端部に施す請求項１記載のブロー成形方法。

Images