JP5141022B2

JP5141022B2 - プリフォーム圧縮成形方法およびプリフォーム圧縮成形装置

Info

Publication number: JP5141022B2
Application number: JP2007011815A
Authority: JP
Inventors: 瀬量哉広
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2027-01-22
Also published as: JP2008173934A

Description

本発明は、容器などをブロー成形するために用いられるプリフォームを生成するためのプリフォーム圧縮成形方法およびプリフォーム圧縮成形装置に係り、とりわけ、しわ、とりわけカッターマークに起因するしわが防止されたプリフォームを生成するためのプリフォーム圧縮成形方法およびプリフォーム圧縮成形装置に関する。

図６に示すように、従来のプリフォーム圧縮成形装置５０は、溶融樹脂塊６が投入されるメス型１と、メス型１に対向して配置され、メス型１内に挿入されることによって、メス型１内に投入された溶融樹脂塊６を圧縮しプリフォームを生成するオス型２と、メス型１の上方であってオス型２の側方に配置され、水平方向にスライド自在なスライド型３とを備えている。なお、上述したメス型１、オス型２およびスライド型３によって、金型１０が構成されている。

このような従来のプリフォーム圧縮成形装置５０によってプリフォーム６０を成形すると、プリフォーム６０にしわ６２が発生することがある（図７参照）。そして、このようにプリフォームにしわ６２が発生すると、プリフォーム６０からブロー成形して得られる容器にもしわが発生し、容器の外観が悪くなったり、しわが発生した部分で容器の強度が低下したりする問題がある。

このため、プリフォームのしわを防止する方法として、空気を排出しながらオス型によってメス型内の溶融樹脂塊を圧縮する方法（例えば、特許文献１参照）や、メス型の内面を梨地にする方法（例えば、特許文献２参照）や、メス型内に供給された溶融樹脂塊のカッター（図示せず）による切断面をガラス転位点以上または溶融温度以上に加熱する方法（例えば、特許文献３参照）などが知られている。
特開２０００−２５７２９特開２０００−６２００８特開２００６−２６４１３８

しかしながら、特許文献１に示されたような空気を排出しながらオス型によってメス型内の溶融樹脂塊を圧縮する方法では、エアベント等では効果が少なく、真空ポンプ等による強制排気しなければ十分な効果が得られないが、このように真空ポンプ等で空気を強制的に排気するためには、プリフォーム圧縮成形装置を大型化する必要となる。また、プリフォームの成形時に空気を排気する時間が必要なため、成形サイクルタイムが長くなり、生産性が劣ってしまう。さらに、このようにプリフォームの成形時に排気したとしても、溶融樹脂を押出装置から押し出してカッターで切断したときに形成されるカッターマークに起因するしわを防止することはできない。

また、特許文献２に示されたようなメス型の内面を梨地にする方法においては、同じメス型を用いて繰り返して用いると、溶融樹脂塊との摩擦により梨地の凹凸が小さくなり、効果が薄れてくる。また梨地の凹凸に溶融樹脂塊のカスが入ると、離型性が悪くなる。

また、特許文献３に示されたようなメス型内に供給された溶融樹脂塊のカッターによる切断面をガラス転位点以上または溶融温度以上に加熱する方法においては、溶融樹脂塊を加熱する工程が、メス型内に溶融樹脂塊が供給されてから成形が開始されるまでの間に行われる。このため、加熱する工程の分だけ成形時間が長くなってしまう。また、特許文献３では、溶融樹脂塊を加熱する手段として、加熱された気体を吹き付けているが、この加熱された気体によって、溶融樹脂塊だけでなくメス型も同時に加熱されるため、プリフォームの冷却時間が長くなりサイクルタイムが長くなってしまい、生産性が悪くなってしまう。

また別の問題として、押出装置から溶融樹脂を押し出したときのドローダウンを防止するため、加熱温度を低くしなければならないが、加熱温度が低いとカッターマークが残りやすく、かつ圧縮成形時に溶融樹脂塊が金型に十分賦形しない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、大型な機械を導入したり、生産性を落としたりすることなく、しわ、とりわけカッターマークに起因するしわが防止されたプリフォームを生成することができるプリフォーム圧縮成形方法およびプリフォーム圧縮成形装置を提供することを目的とする。

本発明は、メス型内に、溶融樹脂塊を投入する投入工程と、
メス型内にオス型を挿入し、メス型に投入された溶融樹脂塊を圧縮することによってプリフォームを生成する圧縮工程とを備え、
前記圧縮工程の間、メス型またはオス型の少なくとも一方を回転させながらメス型内にオス型を挿入することを特徴とするプリフォーム圧縮成形方法である。

このような構成により、大型な機械を導入したり、生産性を落としたりすることなく、しわ、とりわけカッターマークに起因するしわが防止されたプリフォームを生成することができる。

本発明は、前記圧縮工程の間、メス型およびオス型を回転させながらメス型内にオス型を挿入することを特徴とするプリフォーム圧縮成形方法である。

このような構成により、プリフォームの内面側および外面側の両面のしわを効率よく防止することができる。

本発明は、溶融樹脂塊が投入されるメス型と、
メス型に対向して配置され、メス型内に挿入されることによって、メス型内に投入された溶融樹脂塊を圧縮しプリフォームを生成するオス型とを備え、
メス型またはオス型の少なくとも一方が、回転機構により回転可能であることを特徴とするプリフォーム圧縮成形装置である。

本発明は、メス型およびオス型が、回転機構により回転可能であることを特徴とするプリフォーム圧縮成形装置である。

本発明によれば、大型な機械を導入したり、生産性を落としたりすることなく、しわ、とりわけカッターマークに起因するしわが防止されたプリフォームを生成することができる。

実施の形態
以下、本発明に係るプリフォーム圧縮成形装置およびプリフォーム圧縮成形方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図５は本発明の実施の形態を示す図である。なお、図１は金型１０が開いた状態にあるプリフォーム圧縮成形装置５０の断面図であり、図２はプリフォーム６０を圧縮成形する途中のプリフォーム圧縮成形装置５０の断面図である。

図１および図２に示すように、プリフォーム圧縮成形装置５０は、溶融樹脂塊６が投入されるメス型１と、メス型１に対向して配置され、メス型１内に挿入されることによって、メス型１内に投入された溶融樹脂塊６を圧縮しプリフォーム６０（図５参照）を生成するオス型２とを備えている。なお、溶融樹脂塊６は、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等の熱可塑性樹脂からなっている。

また、図１および図２に示すように、メス型１の上方であってオス型２の側方には、水平方向にスライド自在なスライド型３が設けられている。また、オス型２の上端には、オス型２を上下方向に駆動する押し込みロッド５が設けられている。なお、上述したメス型１、オス型２およびスライド型３によって、金型１０が構成されている。

また、図１および図２に示すように、オス型２の外周面には、雌ネジ（第一ネジ）２ａが形成されている。また、オス型２の周縁外方には、内周面に雌ネジ２ａに係合する雄ネジ（第二ネジ）１５ａを有するガイドスリーブ１５が設けられている。

そして、オス型２をメス型１に向かって駆動する押し込みロッド５と、オス型２の外周面に設けられた雌ネジ２ａと、ガイドスリーブ１５の雄ネジ１５ａとによって、オス型２を回転させる回転機構４０が構成されている。すなわち、押し込みロッド５によってオス型２をメス型１に向かって駆動することによって、オス型２の雌ネジ２ａをガイドスリーブ１５の雄ネジ１５ａに沿って移動させ、オス型２を回転させることができる。

なお、図１および図２に示すように、オス型２の外周面の二箇所に雌ネジ２ａが形成され、ガイドスリーブ１５にはこの雌ネジ２ａに対応するよう、雄ネジ１５ａが二箇所で設けられている。

また、図１に示すように、オス型２、スライド型３、ガイドスリーブ１５および押し込みロッド５は、メス型１に対して上方に分離可能となっている。

また、図３および図４に示すように、プリフォーム圧縮成形装置５０の上流側には、溶融樹脂６’（この溶融樹脂６’は、後述のように、カッター２２によって切断されると溶融樹脂塊６となる）を供給する押出装置２１が設けられている。なお、本願において「上流」とは、溶融樹脂６’からプリフォーム６０を成形する過程において、上流にあることを意味する。

また、図３および図４に示すように、プリフォーム圧縮成形装置５０の上流側に位置する押出装置２１の下方には、押出装置２１から押し出された溶融樹脂６’を把持する把持部２６と、把持部２６によって把持された溶融樹脂６’を切断するカッター２２とが設けられている。この把持部２６とカッター２２は、図４に示すように、回転支持体２９によってＲ_１方向に回転自在に支持されている。ところで、図４のＳ地点は、押出装置２１によって溶融樹脂６’が押し出され、供給される地点を示す。

また、図４において、プリフォーム圧縮成形装置５０の金型１０は、回転体１０ｂによってＲ_２方向に回転可能となっている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。

まず、図４のＳ地点において、押出装置２１から溶融樹脂６’が押し出される（図３および図４参照）。

次に、押出装置２１の下方で（Ｓ地点で）、把持部２６によって溶融樹脂６’が把持されるとともに、カッター２２によって切断され、溶融樹脂塊６が得られる（図３および図４参照）。

次に、把持部２６によって把持された溶融樹脂塊６が、回転支持体２９によってＲ_１方向に回転する（図４参照）。その後、把持部２６は、把持した溶融樹脂塊６が金型１０のメス型１の上方に位置したときに、溶融樹脂塊６を開放する。このことによって、溶融樹脂塊６がメス型１内に投入される（投入工程）。

次に、２つのスライド型３を水平方向に移動させて閉じる。そして、このスライド型３をメス型１に密着させ、型締めをする（図２参照）。

次に、押し込みロッド５によって、メス型１内にオス型２が挿入される（図１参照）。このことによって、メス型１に投入された溶融樹脂塊６が圧縮され、プリフォーム６０が生成される（圧縮工程）。このとき、オス型２は回転しながらメス型１内に挿入される。

具体的には、押し込みロッド５によってオス型２をメス型１に向かって駆動することによって、オス型２の雌ネジ２ａがガイドスリーブ１５の雄ネジ１５ａに沿って移動し、オス型２が回転しながらメス型１内に挿入される。

このように、オス型２が回転しながらメス型１内に挿入され、溶融樹脂塊６がオス型２によって回転力を加えられながら圧縮されるので、溶融樹脂塊６の表面にカッター２１で切断されたときのカッターマークが形成されていても、このカッターマークは引き伸ばされる。

このため、成形されたプリフォーム６０には、外観や品質に悪影響を及ぼすしわ６２は全く生じず、生じたとしても、実用上ほとんど問題と成り得ないしわ跡６１が生じる程度である（図５および図７参照）。

また、オス型２が回転しながら溶融樹脂塊６を圧縮しプリフォーム６０を成形するので、プリフォーム６０のうちオス型２と接する部分、すなわちプリフォーム６０の内面側のしわを、とりわけ効率よく防止することができる。

また、図１および図２に示すように、雌ネジ２ａがオス型２の外周面の二箇所に設けられ、当該雌ネジ２ａがガイドスリーブ１５に設けられた二箇所の雄ネジ１５ａに沿って移動する。このように、オス型２は二箇所の雄ネジ１５ａによって案内されるため、オス型２が回転する際に溶融樹脂塊６から反発力が加わったとしても、オス型２は安定した状態で回転しながら溶融樹脂塊６を圧縮することができる。

ところで、オス型２は、オス型２が溶融樹脂塊６に接してから成形が完了するまでの間に、１／１２回転（３０°）〜３／４回転（２７０°）することが好ましい。

次に、オス型２がメス型１内に挿入された状態のまま、回転体によって金型１０がＲ_２方向に回転する（図４参照）。この間、メス型１およびオス型２によって生成されたプリフォーム６０が冷却される。

次に、金型１０が回転体によって所定の位置まで移動すると、メス型１内からオス型２が引き出される。その後、プリフォーム６０がメス型１内から取り出される。

ところで、上記では回転機構４０として、オス型２をメス型１に向かって駆動する押し込みロッド５と、オス型２の外周面に設けられた雌ネジ２ａと、ガイドスリーブ１５の雄ネジ１５ａからなるものを用いて説明したが、これに限ることなく、例えば、オス型２に歯車を設け、当該歯車を電動モータによって回転させるようなものなどを用いてもよい。

また、上記ではオス型２を回転させる態様を用いて説明したが、これに限ることなく、メス型１を回転台の上に配置するなどして、メス型１を回転させてもよい。このようにメス型１を回転させることによって、とりわけ、プリフォーム６０のうちメス型１と接する部分、すなわちプリフォーム６０の外面側のしわを効率よく防止することができる。

さらに、オス型２とメス型１をそれぞれ逆方向に回転させてもよい。このように、オス型２とメス型１をそれぞれ逆方向に回転させることによって、プリフォーム６０の内面側および外面側の両面のしわを効率よく防止することができる。

また、上記では、オス型２の外周面に雌ネジ２ａが形成され、ガイドスリーブ１５が内周面に当該雌ネジ２ａに係合する雄ネジ１５ａを有している態様を用いて説明したが、これに限ることなく、オス型２の外周面に雄ネジが形成され、ガイドスリーブ１５が内周面に当該雄ネジに係合する雌ネジを有するような態様を用いてもよい。

なお、オス型２やメス型１は、圧縮成形する間、常にオス型２やメス型１が回転する必要はなく、圧縮成形する間の一定期間だけ回転すればよい。

また、本実施の形態では、押し込みロッド５によってオス型２がメス型１に向かって駆動されているが、これに限ることなく、メス型１がオス型２に向かって駆動されても同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態において、金型が開いた状態にあるプリフォーム圧縮成形装置を示す断面図。本発明の実施の形態において、プリフォームを圧縮成形する途中のプリフォーム圧縮成形装置を示す断面図。本発明によるプリフォーム圧縮成形装置の実施の形態における押出装置、カッターおよび把持部を示す側方図。本発明の実施の形態によるプリフォーム圧縮成形装置に、溶融樹脂塊を供給する態様を示す平面図。本発明の実施の形態によるプリフォーム圧縮成形装置によって生成されたプリフォームを示す斜視図。従来のプリフォーム圧縮成形装置を示す断面図。従来のプリフォーム圧縮成形装置によって生成されたプリフォームを示す斜視図。

符号の説明

１メス型
２オス型
２ａ雌ネジ（第一ネジ）
３スライド型
５押し込みロッド
６溶融樹脂塊
６’ 溶融樹脂
１０金型
１５ガイドスリーブ
１５ａ雄ネジ（第二ネジ）
２１押出装置
２２カッター
２６把持部
２９回転支持体
４０回転機構
５０プリフォーム圧縮成形装置
６０プリフォーム

Claims

容器をブロー成形するために用いられるプリフォームを生成するためのプリフォーム圧縮成形方法において、
メス型内に、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン又はポリ乳酸からなる溶融樹脂塊を投入する投入工程と、
メス型内にオス型を挿入し、メス型に投入された溶融樹脂塊を圧縮することによってプリフォームを生成する圧縮工程とを備え、
前記圧縮工程の間、メス型とオス型をそれぞれ逆方向に回転させながらメス型内にオス型を挿入することを特徴とするプリフォーム圧縮成形方法。
容器をブロー成形するために用いられるプリフォームを生成するためのプリフォーム圧縮成形装置において、
ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン又はポリ乳酸からなる溶融樹脂塊が投入されるメス型と、
メス型に対向して配置され、メス型内に挿入されることによって、メス型内に投入された溶融樹脂塊を圧縮しプリフォームを生成するオス型とを備え、
メス型およびオス型は、回転機構によりそれぞれ逆方向に回転可能であり、
メス型内にオス型を挿入し、メス型に投入された溶融樹脂塊を圧縮することによってプリフォームを生成する圧縮工程の間、メス型とオス型をそれぞれ逆方向に回転させながらメス型内にオス型を挿入することを特徴とするプリフォーム圧縮成形装置。