JP4731189B2 - ブロー成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐熱容器の成形方法に関し、特にポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す）等の合成樹脂を成形して得られる耐熱容器の成形方法に関する。

一般に、二軸延伸ブロー成形容器と称される容器は、射出成形によって得られたプリフォームをブロー金型内に配置し、延伸ロッドで縦方向に延伸させるとともに、プリフォーム内部に高圧エアを吹き込んで横軸方向に延伸させて、容器の形状に成形されている。

このようなＰＥＴ製容器では、加熱殺菌された高温の内容物を充填すると、容器が変形してしまうという耐熱性の問題がある。そこで、ＰＥＴ製の容器に耐熱性を与える種々の成形方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また出願人は、耐熱容器のブロー成形装置を提案している（例えば、特許文献３参照）。この成形装置は、延伸適温に加熱したプリフォームを、加熱した一次成形金型内で一次ブローして膨張させて中間成形品を成形し、かつこの中間成形品を加熱した後、中間成形品を一次成形金型から取り出し、収縮して軟化状態にある中間成形品を二次成形金型内で二次ブローして再膨張させるようにしている。

この耐熱容器の成形装置によれば、短時間に所望の熱処理を行うことができ、耐熱性に優れた容器を容易に成形することができるなど、優れた利点を有する。

しかしながら上記の装置では、中間成形品の傾きや芯ずれなどにより、底部の中心位置と最終ブロー型の中心とが正確に合わない場合があり、それが最終製品の品質や見栄えに影響するという問題があった。

例えば、胴部の片側が薄肉に成形されると、その部分の強度が落ちてしまう。傾きがもっと大きくなると、ブロー型を閉める際に中間成形品の胴部や底部をわずかに挟んでしまい、容器充填後にリークの原因になることもある。

傾きや芯ずれの原因は、次のように考えられる。まず、中間成形品が搬送の加減速により傾く場合である。前述のブロー成形装置では、中間成形品をブロー型内に搬送して正規の位置に停止位置決め後、ブロー型が閉じてブロー成形が行われる。その後、ブロー型が開いて再び次の工程へと搬送される。したがって搬送装置の間欠運転が必要で、その都度容器が揺れるおそれがある。しかし、搬送速度を遅くしたり加減速特性を下げたりすることはサイクルタイムや生産性に直ちに影響するので、好ましくない。

上記の傾向は、例えば内容量５００ｍＬ程度の小型容器よりも、２Ｌ程度の大型容器になるほど顕著に現れる。大型容器になるほど、中間成形品の全高が高く、重心も高くなり、かつ質量も大きくなって加減速の影響を大きく受けるためである。

もうひとつの原因は、成形品自体の変形によるものである。前述のとおり、中間成形品は加熱により軟化収縮状態にあるため、その形状は完成容器のように一定の形状をしていないことが多い。胴部の表面は起伏に富み、断面が楕円になったり、胴部の途中で曲がりを帯びたりする場合もある。底部の周辺部だけが傾く場合もある。いずれの場合も、容器とブロー型の中心とを正しく位置決めすることが一層難しくなる。
特公昭６１−２９８５８号公報 特公平１−５６８９１号公報 特開２００３−２３１１７０号公報

本発明の目的は、特別な機構を付加することなく、ブロー型内に搬送された中間成形品の姿勢を直立に保ち、安定したブロー成形方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明のブロー成形方法は、少なくとも２回ブロー成形を行う耐熱容器のブロー成形方法において、
凹形の底部を持つ中間成形品を最終ブロー金型内に移動した後、前記底部に対して底型を前進させるのと同期させて前記底型から前記中間成形品の底部へ圧縮空気を吹き出すことにより、前記中間成形品の姿勢を矯正することを特徴とする。

この発明によれば、中間成形品に曲がりや傾きがあっても、最終ブロー成形の際に底部の中心を容易に合わせることができる。

本発明のブロー成形方法において、最終ブロー成形後に最終製品を前記最終ブロー金型から取り出す際に、前記底型から前記最終製品の底部へ圧縮空気を吹き出すことを特徴とする。

この発明によれば、もともと別の目的で装備されている圧縮空気回路とノズルを利用して上記の効果を得ることができ、きわめて経済性にすぐれる。

耐熱容器は、最終ブローの際に生ずる歪みを最小限に抑えるため、中間成形品もできるだけ最終製品の形状に近づけるのが通例である。底部についても同様で、中間成形品の底部も最終形状とほぼ同様の凹形の底形状が作られる。

したがって、底面から見て凹んだ底形状を持っている。最終ブロー型内に搬送された時に、この底部の中心に圧縮空気を吹き付けることにより、仮に底部が中心から外れているような場合、例えば、搬送の加減速によって中間成形品が搬送部材から浮き上がったり、傾いたりするようなことがあっても、底部に吹き付けられた空気によって搬送部材にしっかりと押付けられ、姿勢を復元させることができる。

これにより、常に良好な姿勢で最終ブロー型を閉めることができる。さらに、中間成形品の胴部が曲がっていても、その底部に圧縮空気が吹き付けられることにより、少なくとも底部は中心位置に位置決めされる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るブロー成形装置の全体構成を示す平面図である。このブロー成形装置１００は、最終製品である耐熱容器を製造するもので、プリフォーム供給部１０２と、加熱ステーション１０４と、転送部１０６と、ブロー搬送路１３４とが、プリフォームの搬送方向Ａに沿って直線状に配設されている。

この耐熱容器の成形方法は、大別して下記の工程からなる。まず、プリフォーム２００を機外からプリフォーム供給部１０２へと供給する。このプリフォーム２００を加熱ステーション１０４へ送り、ヒータにより成形適温に加熱する。転送部１０６と、ブロー搬送路１３４とを経由して、プリフォームを搬送部材１２８に搭載する。そのまま一次ブロー・熱処理成形金型１４２へと搬送して、二軸延伸ブロー成形を行う。それとともに、同じ型内でブロー型を加熱して熱処理を施す。

一次ブロー成形によって、中間成形品は最終製品よりもずっと大きく膨らむが、その後受ける熱処理によって収縮する。その結果、中間成形品２０２の全高は最終製品２０６とほぼ同じか、それよりわずか（０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度）高い程度に落ち着く。この中間成形品２０２を最終ブロー成形金型１４４内に搬送してブロー成形を行い、最終製品２０６を得る。

本発明に係るのは、上記の工程のうち、最終ブロー成形部１４６内における中間成形品２０２の位置決めである。中間成形品２０２は、搬送部材１２８により最終ブロー成形部１４６に向けて搬送される。この時、最終ブロー成形金型１４４は全開状態であり、最終ブロー底型１５０も後退（この実施例では上昇端）位置にある。図示せぬが、最終ブロー成形金型１４４と最終ブロー底型１５０の内部には温度調整油の配管が設けられており、中間成形品２０２に対して熱処理を行うようになっている。

中間成形品２０２が正規の停止位置に位置決めされた後、まず最終ブロー底型１５０が前進する。最終ブロー底型１５０の中央部には、圧縮空気の吹き出し口１５２が設けられている。本実施例では、圧縮空気の吹き出し口１５２は、中心に真下を向いたものが１本、その周囲に斜め下向きのものが等間隔に４本設けられている。最終ブロー底型１５０の前進と例えば同時に、吹き出し口１５２から圧縮空気が吹き出す。前述のとおり、最終製品２０６の底形状と中間成形品２０２の底形状とはほぼ近い形状をしているので、中間成形品２０２が正しく直立して中心が一致すれば、最終ブロー底型１５０が前進端位置に停止した時、中間成形品２０５の底部の中にちょうど収まるようになる。圧縮空気の吹き出し開始時期としては、必ずしも底型１５０の前進と同時に限らず、底型１５０の前進移動と同期がとられてさえいれば、最終ブロー底型１５０が前進端位置に停止した時に中間成形品が位置決めさせることができるので、底型１５０の前進開始の前後であっても良い。

こうして最終ブロー底型１５０の前進と中間成形品２０２の固定が完了した後、最終ブロー成形金型１４４の型閉めが開始される。その下部にはブロー型ガイドがばね等で取り付けられており、中間成形品２０２の口径部を両側から挟み込む。それに続いて、最終ブロー成形金型１４４が両側から閉まり、金型の閉めが完了する。続いて型締め機構が高圧型締めへと切換わり、中間成形品２０２内に高圧ブローが吹き込まれて最終ブロー成形と最終熱処理が行われる。

出願人が製造する耐熱容器のブロー成形装置では、最終ブロー成形の完了後に離型（製品を金型から取り出す工程）のため、最終ブロー底型１５０の中央部に設けられた圧縮空気の吹き出し口１５２を再度利用する。型開きの際にも圧縮空気を吹き出すことにより、最終製品が最終ブロー底型１５０へ貼り付くことを防いでいる。

本発明の実施例は、この空気吹き出しを中間成形品２０２の位置決めと姿勢矯正にも利用したものである。中間成形品２０２の底部は、完成容器（最終製品２０６）の底部とほぼ同様の凹形状をしているため、仮に傾きや浮き上がりがあっても、空気の吹き出しを底部に受けることにより姿勢が矯正される。ブロー型の型閉めと底型の前進に合わせて正しい位置と姿勢に収まり、傾きや挟み込みを避けることができる。

このように、本願発明では特別な装置を付加することなく、中間成形品の姿勢矯正に大きな効果が得られる。離型に最適な空気圧の設定は０．７ＭＰａ程度であり、姿勢安定用の吹き出しにもこの設定圧をそのまま用いている。圧縮空気の吹き出しは最終ブロー底型１５０の前進と同時とすれば、そのためにサイクル時間を延ばす必要がない。実際の吹き出し時間は１秒程度で良好な結果が得られた。最終ブロー成形では、金型内の温度管理も重要な要素であるが、この空気の吹き出しが成形に影響を及ぼすこともなかった。

ブロー成形装置全体の平面図である。 搬送部材１２８に搭載された、ブロー成形の各段階における成形品の様子を示す概略図である。左から順に、プリフォーム２００、一次ブローによる中間成形品２０２、最終製品２０６を示す。 中間成形品２０２が搬送時に傾き、または熱収縮により胴部に曲がりを起こした様子を示す概略図である。 最終ブロー成形部１４６の型が開いた時の各要素と、そこへ搬送された中間成形品２０２の様子を示す概略図である。 最終ブロー成形部１４６の型が閉まった時の様子を示す断面図である。 最終ブロー底型１５０と、その中心部に設けられた空気吹き出し口１５２を示す概略図である。

符号の説明

１００ ブロー成形装置
１０２ プリフォーム供給部
１０４ 加熱ステーション
１０６ 転送部
１２８ 搬送部材
１３４ ブロー搬送路
１４０ 一次ブロー・熱処理成形部
１４２ 一次ブロー・熱処理成形金型
１４４ 最終ブロー成形金型
１４６ 最終ブロー成形部
１４８ 容器取り出し部
１５０ 最終ブロー底型
１５２ 吹き出し口
Ａ 搬送方向
２００ プリフォーム
２０２ 中間成形品
２０４ 熱収縮した中間成形品
２０６ 最終製品・耐熱容器

Claims (2)

1. 少なくとも２回ブロー成形を行う耐熱容器のブロー成形方法において、
   凹形の底部を持つ中間成形品を間欠搬送して最終ブロー金型内に移動した後、前記底部に対して底型を前進させるのと同期させて前記底型から前記中間成形品の底部へ圧縮空気を吹き出すことにより、前記中間成形品の姿勢を矯正することを特徴とするブロー成形方法。
2. 請求項１において、
   最終ブロー成形後に最終製品を前記最終ブロー金型から取り出す際に、前記底型から前記最終製品の底部へ圧縮空気を吹き出すことを特徴とするブロー成形方法。

Images