JP4496850B2 - 溶融合成樹脂供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、押出口から押し出された溶融合成樹脂を押出口から切り離して圧縮成形型に搬送するための溶融合成樹脂供給装置に関する。

飲料等のための容器として、ポリエチレンテレフタレートの如き適宜の合成樹脂から形成された合成樹脂容器が広く実用に供されている。かような合成樹脂容器は、当業者には周知の如く、溶融状態の合成樹脂を圧縮成形して前成形体（一般にプリフォームと称されている）を成形し、次いでかかる前成形体をブロー成形することによって好都合に形成される。

前成形体の圧縮成形は、押出機に配設された押出ノズルの押出口から溶融合成樹脂を押し出し、押し出された溶融合成樹脂を押出口から切り離して圧縮成形型に搬送し、そして圧縮成形型によって所要形状に圧縮成形することによって遂行される。下記特許文献１及び２に開示されている如く、押出口から押し出された溶融合成樹脂を押出口から切り離して搬送するためには、切断手段と共に保持手段を具備する溶融合成樹脂供給装置が使用されている。通常、押出ノズルの押出口は実質上水平に延在し下方に開口されている。溶融合成樹脂供給装置は押出口を横切って移動せしめられる。保持手段は少なくとも２個の保持部材を含んでおり、開状態と閉状態とに選択的に設定される。押出口を横切って移動される際に、押出口から押し出されている溶融合成樹脂が開状態に設定されている保持手段に受け入れられと共に切断手段によって押出口から切り離され、次いで保持手段が閉状態に設定されて溶融合成樹脂を把持する。溶融合成樹脂供給手段が圧縮成形型に対向する位置まで移動すると、保持手段が開状態に戻されて溶融合成樹脂の把持が解除され、溶融合成樹脂が圧縮成形型に供給される。
特開２０００−１０８１２７公報 特開２０００−２８０２４８公報

而して、本発明者等の経験によれば、上述したとおりの従来の溶融合成樹脂供給装置には、押出口から切り離された溶融合成樹脂が保持手段によって所要圧力で把持されることによって溶融合成樹脂が局部的に冷却され加圧され、これによって溶融合成樹脂の表面が局部的に損傷され、溶融合成樹脂に局部的な残留応力が生成され、そしてまた溶融合成樹脂の全体に渡る均一性が毀損されてしまう、という解決すべき問題が存在する。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、押出口から押し出された溶融合成樹脂を、局部的損傷、局部的残留応力の生成を可及的に回避乃至抑制して、押出口から切り離して圧縮成形型に搬送することができる、新規且つ改良された溶融合成樹脂供給装置を提供することである。

本発明者等は、鋭意検討及び実験の結果、押出口から切り離された溶融合成樹脂を保持手段によって所要圧力で把持することに代えて、溶融合成樹脂の横断面形状と実質上同一又はこれより大きい案内空間を規定する案内手段によって、溶融合成樹脂の自由な移動を規制しながら搬送することによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、押出口を横切って移動せしめられ、該押出口から押し出される溶融合成樹脂を該押出口から切り離して搬送するための溶融合成樹脂供給装置において、
１個の主案内部材と少なくとも１個の副案内部材とから構成され、開状態と閉状態とに選択的に設定される案内手段を具備し、
該案内手段は、該開状態において押出口から押し出された溶融合成樹脂を受け入れ、閉状態にせしめられて受け入れた溶融合成樹脂を囲繞し、
該案内手段が該閉状態に設定された状態において、該案内手段は該押出口から押し出された溶融合成樹脂の横断面形状と同一又はこれより大きい横断面形状の案内空間を規定し、
該主案内部材の上端縁は、押出口から押し出される溶融合成樹脂を該押出口から切り離すための切断手段を構成している、
ことを特徴とする溶融合成樹脂供給装置が提供される。

該押出口は水平に延在し且つ下方に開口せしめられており、該案内手段は水平に移動せしめられ、該案内空間は鉛直に延在するのが好都合である。該押出口は直径Ｄ１の円形であり、該案内空間は直径Ｄ２の円形横断面形状を有し、１．０×Ｄ１≦Ｄ２≦３．０×Ｄ１であるのが好ましい。好適形態においては、該案内手段は、移動方向下流側に面した、横断面形状が半円形状である内周面を有する１個の主案内部材と、該閉状態において移動方向上流側に面した、横断面形状が９０度の角度範囲に渡って延びる弧状である内周面を有する２個の副案内部材とから構成されており、該２個の副案内部材が該主案内部材に対して移動せしめられることによって該開状態と該閉状態に設定される。他の好適形態においては、該案内手段は、移動方向下流側に面した、横断面形状が半円形状である内周面を有する１個の主案内部材と、該閉状態において移動方向上流側に面した、横断面形状が半円形状である内周面を有する１個の副案内部材とから構成されており、該１個の副案内部材が該主案内部材に対して移動せしめられることによって該開状態と該閉状態とに設定される。好ましくは、溶融合成樹脂が該押出口から完全に切り離された時点において、該案内手段の下端は該押出口から完全に切り離された溶融合成樹脂の下端よりも下方に位置する。該案内手段の上端は該押出口と同高であり、該押出口から完全に切り離された時点における溶融合成樹脂の鉛直方向長さをＬ１とすると、該案内手段はＬ１≦Ｌ２≦１０×Ｌ１である鉛直方向長さＬ２を有するのが好ましい。

本発明の溶融合成樹脂供給装置においては、押出口から切り離された溶融合成樹脂に対する案内手段の加圧接触が可及的に回避され、溶融合成樹脂の局部的損傷乃至冷却等の劣化が可及的に回避乃至抑制される。

以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置の好適実施形態について更に詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置の好適実施形態が装備された成形システムが図示されている。この成形システムは押出機２、供給装置組立体４、圧縮成形装置６及び搬出装置８を備えている。それ自体は周知の形態でよい押出機２は、押出機本体１０、ギアポンプ１２及び押出ノズル１４から構成されている。押出ノズル１４は、実線で示す非作用位置と二点鎖線で示す作用位置との間を移動自在に装着されている。押出ノズル１４内には樹脂流路が形成されており、かかる樹脂流路は押出ノズル１４の先端部下面に形成されている押出口１６（図４を参照されたい）まで延びている。樹脂流路及び押出口１６の横断面形状は円形でよく、押出口１６は水平に延在し鉛直方向下方に開口せしめられている。後に更に言及する如く、成形システムの作動時には、押出ノズル１４は二点鎖線で示す作用位置に位置せしめられる。そして、押出機本体１０から排出された溶融状態の合成樹脂がギヤポンプ１２を介して押出ノズル１４の樹脂流路に送給され、押出口１６から押し出される。押出口１６から押し出され上記前成形体、容器蓋或いはその他の成形品に圧縮成形される合成樹脂の典型例としては、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの如きポリエステル樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレンの如きポリオレフィン樹脂を挙げることができる。所望ならば、単一の押出機本体を使用した単層合成樹脂の押出のみならず、複数個の押出機本体を使用して多層構造の合成樹脂を押出口１６から押し出すこともできる。

図１及び図２を参照して説明すると、供給装置組立体４は矢印１８で示す方向に回転駆動せしめられる回転円盤２０を備えており、この回転円盤２０の周縁に等間隔をおいて、本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置２２が複数個、図示の場合は１２個、装備されている。回転円盤２０の回転に応じて、溶融合成樹脂供給装置２２は回転円盤２０の周縁に沿って延在する円形搬送径路を通して搬送される。円形搬送径路には受入位置２４及び排出位置２６が配置されており、後に更に言及する如く、溶融合成樹脂供給装置２２は、受入位置２４においては上記押出ノズル１４の押出口１６に対向してその直ぐ下方を横切って移動して押出口１６から押し出される溶融状態の合成樹脂を押出口１６から切り離して案内搬送し、排出位置２６においてはその直ぐ下方を通過する圧縮成形装置６の所定部位(例えば成形型における雌型部材の凹部）と同期して移動して、溶融状態の合成樹脂を圧縮成形装置６の所定部位に排出する。

上記圧縮成形装置６は矢印６０で示す方向に回転駆動せしめられる回転基盤６２を有しており、この回転基盤６２の周縁部に周方向に等間隔をおいて複数個の成形型６４が配設されている。成形型６４が上記排出位置２６を通る際に成形型６４に溶融合成樹脂が供給され、成形型６４が成形・冷却域６６を移動する間に成形型６４が閉じられて溶融合成樹脂が圧縮成形され、冷却される。そして、成形・冷却域６６を越えると成形型６４が開かれ、取出位置６８においては搬出装置８によって圧縮成形品が成形型６４から取り出される。かような圧縮成形装置６は上記特開２０００−２８０２４８公報に開示されている圧縮成形装置と実質上同一の構成でよい故に、その詳細な説明は本明細書においては省略する。

図３乃至図５を参照して説明を続けると、溶融合成樹脂供給装置２２の各々は、上記回転円盤２０に固定された支持ブロック２８を有する。支持ブロック２８の、移動方向即ち回転円盤２０の回転方向１８に見て前面即ち下流側面には主案内部材３０が固定されている。主案内部材３０は本体部材３２と付加部材３４とから構成されている。本体部材３２は実質上鉛直に配設された半円筒形状であり、その移動方向下流側には横断面形状が半円形状である内周面を有する。工具鋼から形成されているのが好適である付加部材３４は本体部材３２の上端面に一体的に接続されている。付加部材３４は本体部材３２と実質上同一の横断面形状を有し、本体部材３２に続いて鉛直方向に延在せしめられている。付加部材３４の移動方向下流側にも横断面形状が半円形状である内周面が規定されている。付加部材３４の上端面は移動方向上流側に向かって下方に傾斜せしめられており、付加部材３４の上面下流端縁には鋭い切断縁３６が規定されている。後に更に言及する如く、切断縁３６は上記押出口１６から押し出された溶融合成樹脂を押出口１６から切り離すための切断手段を構成する。所望ならば、主案内部材３０に切断縁３６を形成することに代えて主案内部材３０とは別個に配設した部材に切断縁を形成することもできる。

上記支持ブロック２８には、その両側に夫々２本のロッド３８ａ及び３８ｂが伸縮自在に配設されている。支持ブロック２８内にはロッド３８ａ及び３８ｂを伸縮せしめるための、ソレノイドの如き伸縮手段(図示していない）が配設されている。支持ブロック２８の片側に配設された２本のロッド３８ａの先端には支持部材４０ａが固定され、支持ブロック２８の他側に配設された２本のロッド３８ｂの先端にも支持部材４０ｂが固定されている。そして、支持部材４０ａの自由端部内面には副案内部材４２ａが固定され、支持部材４０ｂの自由端部内面には副案内部材４２ｂが固定されている。副案内部材４２ａ及び ４２ｂの各々は実質上鉛直に配置された四半円筒形状であり、夫々の移動方向上流側には横断面形状が９０度の角度範囲に渡って延びる円弧形状である内周面が規定されている。副案内部材４２ａ及び４２ｂは上記主案内部材３０と協働して案内手段を構成する。

副案内部材４２ａ及び４２ｂはロッド３８ａ及び３８ｂの伸縮に応じて図３に実線で示す開位置と図３に二点鎖線で示す閉位置とに選択的に位置せしめられる。副案内部材４２ａ及び４２ｂが開位置に位置せしめられると案内手段は開状態に設定され、主案内部材３０の内周面は移動方向下流側に開放されている。ロッド３８ａ及び３８ｂが収縮せしめられて副案内部材４２ａ及び４２ｂが閉位置に位置せしめられると、案内手段は閉状態に設定され、主案内部材３０の内周面が副案内部材４２ａ及び４２ｂによって閉じられ、横断面形状が円形である案内空間４４が規定される。本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置２２においては、閉状態に設定された案内手段が規定する案内空間４４の横断面形状は、上記押出口１６から押し出される溶融合成樹脂の横断面形状と実質上同一又はこれより大きい横断面形状を規定することが重要である。押出口１６に対する案内空間４４の横断面形状の相対的大きさは、押出口１６から押し出される合成樹脂のダイスウエル（押し出された後に横断面積が膨出する特性）或いはドローダウン（押し出された後に断面席が減少する特性）に応じて適宜に設定することができる。特に、円形である押出口１６の直径がＤ１である場合、円形である案内空間４２の横断面形状の直径Ｄ２は、１．０×Ｄ１≦Ｄ２≦３．０×Ｄ１程度であるのが好適である。案内空間４２の直径Ｄ２が過小になると、案内空間４２内に収容された溶融合成樹脂が主案内部材３０或いは副案内部材４２ａ及び４２ｂによって加圧されてしまう。案内空間４２の直径Ｄ２が過大になると、案内空間４２内に収容された溶融合成樹脂の移動軌跡が不安定になる。

図２と共に図４及び図５を参照して説明すると、溶融合成樹脂供給装置２２が上記受入位置２４を通過する際には、副案内部材４２ａ及び４２ｂが開位置に位置せしめられて案内手段は開状態に設定されている。従って、図４及び図５に二点鎖線で示す如く、押出口１６から押し出されている溶融合成樹脂４６が主案内部材３０の内周面に沿って下方に延びる状態が確立される。そして、図５と図６を比較参照することによって明確に理解される如く、切断手段を構成する切断縁３６が押出口１６を横切って移動することによって、押出口１６から押し出されている溶融合成樹脂４６が押出口１６から切り離される。溶融合成樹脂４６が押出口１６から完全に切り離された時点において、案内手段の下端即ち主案内部材３０並びに副案内部材４２ａ及び４２ｂの下端は押出口１６から切り離された溶融合成樹脂４６の下端よりも下方に位置するように構成されているのが好ましい。特に、案内手段の上端即ち主案内部材３０並びに副案内部材４２ａ及び４２ｂの上端は押出口１６と実質上同高であり、押出口１６から切り離された時点での溶融合成樹脂４６の鉛直方向長さをＬ１とすると、案内手段の鉛直方向長さＬ２はＬ１≦Ｌ２≦１０×Ｌ１であるのが好適である。押出口１６から押し出された溶融合成樹脂４６が押出口１６から切り離されると同時に或いはこれよりも幾分後又は前に副案内部材４２ａ及び４２ｂが閉位置に移動せしめられて案内手段が閉状態に設定され、溶融合成樹脂４６は案内手段によって実質上囲繞され案内空間４４内に位置せしめられる。かくして、溶融合成樹脂４６の水平方向における自由な移動が規制され、溶融合成樹脂４６は溶融合成樹脂供給装置２２と共に水平方向に移動せしめられ、そしてこの間に鉛直方向下方に自由落下せしめられる。そして、溶融合成樹脂供給装置２２が排出位置を通過する際には、案内手段から下方に排出されて圧縮成形装置における成形型の所要部位に落下せしめられる。所望ならば、上記特開２０００−２８０２８４号公報に開示されている如く、溶融合成樹脂供給装置２２から排出される溶融合成樹脂４６を、挿通開口を有する適宜の案内乃至導入部材を通して成形型に供給することもできる。

本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置２２においては、案内部材が規定する案内空間４４の横断面形状は押出口１６から押し出された溶融合成樹脂４６の横断面形状と実質上同一又はこれより大きい故に、溶融合成樹脂４６が案内手段によって加圧把持されることはなく、従って溶融合成樹脂４６が局部的に冷却され加圧されることがなく、溶融合成樹脂は水平方向への自由な移動が案内手段によって規制されながら案内手段と共に水平方向に移動せしめられる。従って、溶融合成樹脂４６の表面が局部的に損傷され或いは溶融合成樹脂４６が局部的に冷却されてしまうことが可及的に回避乃至抑制される。

図７及び図８は、本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置の他の実施形態を図示している。図７及び図８に図示する溶融合成樹脂供給装置１２２においては、主案内部材１３０における付加部材１３４の内周面の半径が本体部材１３２の内周面の半径よりも大きくせしめられており、付加部材１３４の内周面上端に形成されている切断縁１３６の半径は案内空間１４４の半径よりも大きくせしめられている。そして、本体部材１３２の内周面上端部においては下方に向かって半径が漸次小さくせしめられている。図７及び図８に図示する溶融合成樹脂供給装置１２２の上述した構成以外は、図３乃至図６に図示する溶融合成樹脂供給装置２２と実質上同一である。

図９及び１０は、本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置の更に他の実施形態を図示している。図９及び図１０に図示する溶融合成樹脂供給装置２２２においては、主案内部材２３０の付加部材２３４は、半円筒形状ではなくて、その下半部は直方体形状であってその下流側面は本体部材２３２の内周面に対して接線状に延在せしめられている。付加部材２３４の上半部は上方に向かって下流方向に突出せしめられており、その厚さは突出端に向かって漸次低減せしめられ、突出端には鋭い切断縁２３６が形成されている。切断縁２３６は案内空間２４４の中心を通って延びる直線である。所望ならば、切断縁２４４を案内空間２４４の中心よりも幾分上流側又は下流側に位置せしめることもできる。図９及び図１０に図示する溶融合成樹脂供給装置２２２の上述した構成以外は、図３乃至図５を参照して説明した溶融合成樹脂供給装置２２と実質上同一である。

図１１は、本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置の更に他の実施形態を図示している。図１１に図示する溶融合成樹脂供給装置３２２は支持ブロック３２８を有し、かかる支持ブロック３２８の片側に主案内部材３３０が固定されている。この主案内部材３３０は図３乃至図５に図示する主案内部材３０と実質上同一でよく、その内周面上端には切断縁３３６が形成されている。支持ブロック３２８には鉛直に延びる軸部材３２９を介して旋回部材３３１が旋回自在に装着されている。そして、この旋回部材３３１の自由端部に副案内部材３４２が固定されている。副案内部材３４２は半円筒形状であり、横断面形状が半円形状である内周面を有する。旋回部材３３１及びこれに固定された副案内手段３４２はソレノイドから構成することができる旋回手段(図示していない）によって、図１１に実線で示す開位置と図１１に二点鎖線で示す閉位置とに選択的に位置せしめられる。副案内部材３４２が開位置に位置せしめられると、案内手段は開状態に設定され、主案内部材３３０の内周面は移動方向下流側に開放されている。副案内部材３４２が閉位置に位置せしめられると、案内手段は閉状態に設定され、主案内部材３３０の内周面が副案内部材３４２によって閉じられ、横断面形状が円形である案内空間３４４が規定される。図１１に図示する溶融合成樹脂供給装置３２２の上述した構成以外は、図３乃至図５に図示する溶融合成樹脂供給装置２２と実質上同一である。

特定の成形システムに関して本発明の溶融合成樹脂供給装置を説明したが、本発明の合成樹脂供給装置はかかる特定の成形システムに限られることなく種々の成形システムに適用することができる。例えば、図示の成形システムにおいては、連続的に移動せしめられる成形型６４の円形移動軌跡と同様に連続的に移動せしめられる溶融合成樹脂供給装置２２の円形移動軌跡との接点領域において溶融合成樹脂が溶融合成樹脂供給装置２２から成形型６４に供給せしめられるが、所定円弧軌道に沿って溶融合成樹脂供給装置と成形型とが同期して移動せしめられる形態の成形システム、或いは溶融合成樹脂供給装置及び／又は成形型が間歇移動せしめられる形態の成形システム等にも、本発明の溶融合成樹脂供給装置を適用することができる。

本発明に従って構成された溶融合成樹脂供給装置の好適実施形態が装備された成形システムを示す簡略平面図。 図１の成形システムの一部を示す部分平面図。 図１の成形システムに装備されている溶融合成樹脂供給装置を示す平面図。 図１の成形システムに装備されている溶融合成樹脂供給装置を示す正面図。 図１の成形システムに装備されている溶融合成樹脂供給装置を示す側面図。 図１の成形システムに装備されている溶融合成樹脂供給装置を、溶融合成樹脂搬送中の状態で示す側面図。 溶融合成樹脂供給装置の他の実施形態を示す平面図。 図７の溶融合成樹脂供給装置の正面図。 溶融合成樹脂供給装置の更に他の実施形態を示す平面図。 図９の溶融合成樹脂供給装置の側面図。 溶融合成樹脂供給装置の更に他の実施形態を示す平面図。

符号の説明

１４：押出ノズル
１６：押出口
２２：溶融合成樹脂供給装置
３０：主案内部材(案内手段）
３６：切断縁(切断手段）
４２ａ：副案内部材(案内手段）
４２ｂ：副案内部材(案内手段）
４４：案内空間
４６：溶融合成樹脂
１２２：溶融合成樹脂供給装置
１３０：主案内部材(案内手段）
１３６：切断縁(切断手段）
１４４：案内空間
２２２：溶融合成樹脂供給装置
２３０：主案内部材(案内手段）
２３６：切断縁(切断手段）
２４４：案内空間
３２２：溶融合成樹脂供給装置
３３０：主案内部材(案内手段）
３３６：切断縁(切断手段）
３４２：副案内部材(案内手段）
３４４：案内空間

Claims (7)

1. 押出口を横切って移動せしめられ、該押出口から押し出される溶融合成樹脂を該押出口から切り離して搬送するための溶融合成樹脂供給装置において、
   １個の主案内部材と少なくとも１個の副案内部材とから構成され、開状態と閉状態とに選択的に設定される案内手段を具備し、
   該案内手段は、該開状態において押出口から押し出された溶融合成樹脂を受け入れ、閉状態にせしめられて受け入れた溶融合成樹脂を囲繞し、
   該案内手段が該閉状態に設定された状態において、該案内手段は該押出口から押し出された溶融合成樹脂の横断面形状と同一又はこれより大きい横断面形状の案内空間を規定し、
   該主案内部材の上端縁は、押出口から押し出される溶融合成樹脂を該押出口から切り離すための切断手段を構成している、
   ことを特徴とする溶融合成樹脂供給装置。
2. 該押出口は水平に延在し且つ下方に開口せしめられており、該案内手段は水平に移動せしめられ、該案内空間は鉛直に延在する、請求項１記載の溶融合成樹脂供給装置。
3. 該押出口は直径Ｄ１の円形であり、該案内空間は直径Ｄ２の円形横断面形状を有し、１．０×Ｄ１≦Ｄ２≦３．０×Ｄ１である、請求項２記載の溶融合成樹脂供給装置。
4. 該案内手段は、移動方向下流側に面した、横断面形状が半円形状である内周面を有する１個の主案内部材と、該閉状態において移動方向上流側に面した、横断面形状が９０度の角度範囲に渡って延びる弧状である内周面を有する２個の副案内部材とから構成されており、該２個の副案内部材が該主案内部材に対して移動せしめられることによって該開状態と該閉状態に設定される、請求項３記載の溶融合成樹脂供給装置。
5. 該案内手段は、移動方向下流側に面した、横断面形状が半円形状である内周面を有する１個の主案内部材と、該閉状態において移動方向上流側に面した、横断面形状が半円形状である内周面を有する１個の副案内部材とから構成されており、該１個の副案内部材が該主案内部材に対して移動せしめられることによって該開状態と該閉状態とに設定される、請求項３記載の溶融合成樹脂供給装置。
6. 溶融合成樹脂が該押出口から完全に切り離された時点において、該案内手段の下端は該押出口から完全に切り離された溶融合成樹脂の下端よりも下方に位置する、請求項２から５までのいずれかに記載の溶融合成樹脂供給装置。
7. 該案内手段の上端は該押出口と同高であり、該押出口から完全に切り離された時点における溶融合成樹脂の鉛直方向長さをＬ１とすると、該案内手段はＬ１≦Ｌ２≦１０×Ｌ１である鉛直方向長さＬ２を有する、請求項６記載の溶融合成樹脂供給装置。

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