JP6122762B2 - ブロー成形装置 - Google Patents

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Description

本発明は、有底筒状のプリフォームをブロー成形して壜体に成形するブロー成形装置に関し、特に、ブロー成形のための加圧流体として液体を使用するものに関する。
延伸ポリプロピレン(OPP)製の壜体やポリエチレンテレフタレート(PET)製の壜体(ペットボトル)に代表されるような樹脂製の壜体は、飲料用、食品用、化粧料用等の様々な用途に使用されている。このような壜体は、射出成形等により有底筒状に形成された樹脂製のプリフォームを、ブロー成形装置を用いて2軸延伸ブロー成形して所定形状に形成されるのが一般的である。
ブロー成形装置としては、プリフォーム内に充填される加圧流体として、加圧エアーに替えて、加圧された液体を使用するようにしたものが知られている。この場合、液体として飲料、化粧品、薬品等の最終的に製品に充填される内容液を使用することにより、壜体への内容液の充填工程を省略して、その生産工程やブロー成形装置の構成を簡略化することができる。
例えば特許文献1には、延伸可能な温度にまで加熱されたプリフォームが装着されるブロー成形用の金型と、金型に装着されたプリフォームの口筒部に嵌合するブローノズルと、ブローノズルに加圧された液体を供給する加圧液体供給部と、上下方向に移動自在の延伸ロッドとを備え、延伸ロッドによりプリフォームを縦方向(軸方向)に延伸させるとともに、ブローノズルを通してプリフォーム内に加圧された液体を充填することによりプリフォームを横方向(径方向)に延伸させて、プリフォームを金型のキャビティに沿った形状の壜体に成形するようにしたブロー成形装置が記載されている。
特開2013−208834号公報
しかしながら、従来のブロー成形装置のように、加圧流体として液体を使用しつつ、延伸ロッドを用いてプリフォームを縦方向に延伸させるようにした構成では、ブロー成形時に延伸ロッドに付着した液体が、ブロー成形後に延伸ロッドの先端から金型のキャビティ内に垂れ落ちる虞があるという問題点や、延伸ロッドが挿通されることによりブローノズルの液体吐出流路が狭くなり、これにより液体の吐出流量が制限されて成形サイクルを高めることができないという問題点があった。
これに対して、延伸ロッドを用いることなく、プリフォーム内に充填される加圧液体によりプリフォームを縦方向(軸方向)と横方向(径方向)の両方に延伸させる方法が考えられる。しかしながら、液体の充填による加圧のみではプリフォームを縦方向に真っ直ぐに延伸させることは困難であり、芯ずれや破裂が発生するなど、プリフォームを安定してブロー成形することができなかった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、延伸ロッドを用いることなく液体の充填によりプリフォームを安定してブロー成形することができるブロー成形装置を提供することにある。
本発明のブロー成形装置は、有底筒状のプリフォームが装着されるブロー成形用の金型と、該金型に装着されたプリフォームの口筒部に嵌合するブローノズルと、該ブローノズルに加圧した液体を供給する加圧液体供給部とを有し、前記ブローノズルを通して前記プリフォーム内に液体を充填して該プリフォームを前記金型のキャビティに沿った形状に成形するブロー成形装置であって、前記ブローノズルは、その軸心に配置される中心孔と、該中心孔よりも内径が小さく形成されて前記中心孔の周りを取り囲むように配置される複数の周辺孔とを有し、前記中心孔と複数の前記周辺孔とを通して前記プリフォーム内に液体を充填することを特徴とする。
本発明のブロー成形装置では、複数の前記周辺孔は、前記中心孔の周方向に等間隔に並べて配置されるのが好ましい。
本発明のブロー成形装置では、複数の前記周辺孔は、前記中心孔の中心からの距離が相違する複数層に分けて配置され、それぞれの層において前記中心孔の周方向に等間隔に並べて配置されるのが好ましい。
本発明のブロー成形装置では、前記ブローノズルは、その先端が前記プリフォームの口筒部と本体部との境界部分に一致する長さに形成されるのが好ましい。
本発明のブロー成形装置では、前記ブローノズルは、その先端が前記プリフォームの本体部の内部に突出する長さに形成されるのが好ましい。
本発明のブロー成形装置では、前記金型は、前記キャビティ内の所定位置から該金型の底面にまで前記プリフォームの軸心に沿って移動可能な迎え部材を有するのが好ましい。
本発明のブロー成形装置によれば、中心孔よりも内径が小さく形成された複数の周辺孔から吐出される液体によりブローノズルの中心孔から吐出される液体の拡散を抑制して、ブローノズルからプリフォーム内に向けて吐出される液体の直進性を高めることができるので、延伸ロッドを用いることなく、ブローノズルから充填される液体によりプリフォームを縦方向(軸方向)に真っ直ぐに延伸させることができる。したがって、延伸ロッドを用いることなく、ブローノズルから充填される液体によってプリフォームを安定してブロー成形することができる。また、延伸ロッドを用いることなくプリフォームをブロー成形することができるので、ブローノズルの液体吐出流路が延伸ロッドにより狭められることがなく、これにより、液体の吐出流量を高めて、このブロー成形装置による成形サイクルを高めることができる。
本発明の一実施の形態であるブロー成形装置を概略で示す説明図である。 (a)は図1に示すブローノズルの底面図であり、(b)は同図(a)におけるA−A線に沿う断面図である。 図1に示すブロー成形装置のプリフォームをブロー成形した状態を示す断面図である。 図2に示すブローノズルの変形例であって、24個の周辺孔を中心孔の中心からの距離が相違する2層に分けて配置した場合を示す底面図である。 図2に示すブローノズルの変形例であって、36個の周辺孔を中心孔の中心からの距離が相違する4層に分けて配置した場合を示す底面図である。 図2に示すブローノズルの変形例であって、40個の周辺孔を中心孔の中心からの距離が相違する5層に分けて配置した場合を示す底面図である。 図2に示すブローノズルの変形例であって、45個の周辺孔を中心孔の中心からの距離が相違する5層に分けて配置した場合を示す底面図である。 図2に示すブローノズルの変形例であって、48個の周辺孔を中心孔の中心からの距離が相違する5層に分けて配置した場合を示す底面図である。 図5に示すブローノズルの長さ寸法を長くした変形例であって、(a)はその底面図、(b)は同図(a)におけるB−B線に沿う断面図である。 図9に示すブローノズルの変形例であって、24個の周辺孔を中心孔の中心からの距離が相違する2層に分けて配置した場合を示す底面図である。 図9に示すブローノズルの変形例であって、45個の周辺孔を中心孔の中心からの距離が相違する5層に分けて配置した場合を示す底面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に例示説明する。
図1に示す本発明の一実施の形態であるブロー成形装置はブロー成形用の金型1を有している。この金型1のキャビティ2は壜形状となっており、金型1の上面において上方に向けて開口している。詳細は図示しないが、金型1は左右に型開きすることができるようになっており、金型1を開くことで成形後の製品を金型1から取り出すことができる。
この金型1には迎え部材3が設けられている。迎え部材3は中央上面に凹み部3aを備えた山形の断面形状を有する円板状に形成され、金型1の底面1aの中心位置から突出する支持軸4に支持されて金型1のキャビティ2内に配置されている。支持軸4は金型1に上下方向に移動自在に支持されている。これにより、迎え部材3はキャビティ2内の所定位置から底面1aに当接する位置に向けて、キャビティ2の軸心に沿って移動することができるようになっている。
この金型1には、このブロー成形装置によりブロー成形されて壜体を形成するプリフォームPFが装着される。プリフォームPFとしては、例えばポリプロピレン(PP)等の樹脂材料により全体として有底円筒状に形成され、その試験管形状となる本体部PFaの上端に円筒状の口筒部PFbが一体に設けられるとともに、口筒部PFbの下端部にネックリングPFcが一体に設けられた形状のものを用いることができる。このプリフォームPFは、その本体部PFaが金型1のキャビティ2内にその軸心に沿って配置されるとともに、ネックリングPFcが金型1の上面に当接して口筒部PFbが金型1の外部(図1中では上方)に突出した状態となって金型1に装着される。金型1にプリフォームPFが装着されると、迎え部材3はプリフォームPFの本体部PFaの下端に隣接する位置またはプリフォームPFの本体部PFaの下端に当接する位置に配置される。迎え部材3は、ブロー成形によりプリフォームPFが縦方向(軸方向)に延伸する際に、その本体部PFaの下端が凹み部3aに嵌り込んでプリフォームPFの延伸とともに金型1の底面1aに向けて移動することができる。
金型1の上側には、金型1に対して上下方向に相対移動自在にノズルユニット10が設けられている。このノズルユニット10は保持部材11、供給筒部12およびブローノズル13を備えている。
保持部材11は、その中心に上下方向に貫通する貫通孔11aを備えたブロック状に形成され、この貫通孔11aの内側にはガイド部材11bが装着されている。ノズルユニット10が下端にまで下げられると、金型1に装着されたプリフォームPFの口筒部PFbがガイド部材11bの内側に配置されるとともに、ネックリングPFcがガイド部材11bの下端と金型1の上面との間に挟み込まれて、プリフォームPFは金型1に対して垂直な装着姿勢に保持されるようになっている。
なお、金型1に装着されたプリフォームPFの口筒部PFbの外周面とガイド部材11bの内周面との間にはこれを囲繞する空間Sが区画形成されている。
供給筒部12は、その内部に上下方向に延びる供給路Fsを備えた円筒状の部材に構成され、保持部材11の上端に固定されて保持部材11とともに金型1に対して上下に相対移動可能となっている。供給筒部12の上端側には供給路Fsに連なる導入ポート12aが設けられ、下端側には供給路Fsに連なる排出ポート12bが設けられている。また、供給筒部12の供給路Fsを形成する内面の下端には、下方に向けて縮径状に傾斜する円錐面状のシール面12cが設けられ、このシール面12cの軸心には供給路Fsを下方に向けて開口させる供給孔12dが設けられている。
供給路Fsの内部には供給孔12dを開閉するための開閉体14が配置されている。開閉体14は短円柱状に形成され、その下端面の外周縁部にはテーパー状の当接面14aが設けられている。この当接面14aは、シール面12cと同一の傾斜角度を有し、シール面12cと密着することができる。供給路Fsの内部には供給路Fsの軸心に沿って細長い円筒棒状の軸体15が配置されており、この軸体15は供給筒部12の上端に設けられた支持体16により液密かつ上下方向に移動自在に支持されている。開閉体14は、軸体15の下端に同軸に固定され、この軸体15とともに供給路Fsの内部で上下に移動自在となっている。軸体15が下方のストローク端にまで移動すると開閉体14の当接面14aが供給筒部12の下端部のシール面12cに当接し、供給孔12dが開閉体14により閉じられる。一方、軸体15とともに開閉体14が上方に移動すると、開閉体14の当接面14aが供給筒部12のシール面12cから離れ、供給孔12dが開かれる。
ノズルユニット10には、加圧装置21、加圧液体供給部22および液体循環部23が接続されている。
加圧装置21は、例えば加圧ポンプやコンプレッサー等により構成され、配管P1を介して加圧液体供給部22に接続されている。加圧液体供給部22は、例えばプランジャーポンプやピストン・シリンダー機構等により構成することができ、加圧装置21から供給される加圧流体Fpにより作動して、配管P2を介して供給筒部12の導入ポート12aから供給路Fs内に加圧した液体Lを供給する。
液体循環部23は、液体Lを配管R1から新たに補給しながら所定の温度に調整して配管R2を通して加圧液体供給部22に供給するとともに、液体Lを、所定の温度に調整しながら加圧液体供給部22と供給路Fsとの間を循環させる機能を有する。すなわち、液体Lを必要に応じて、供給路Fs→排出ポート12b→配管R3→液体循環部23→配管R2→加圧液体供給部22→配管P2→導入ポート12a→供給路Fsと云うように構成される循環路CRを循環させることができる。
循環路CRには3つの電磁式のバルブV1,V2,V3が設けられ、ブロー成形の各工程に対応して所定の流路が対応するバルブV1,V2,V3により開閉される。
ブローノズル13は供給筒部12の下端に取り付けられており、開閉体14が上方に移動して供給孔12dが開かれると、加圧液体供給部22から供給路Fsを介してブローノズル13に加圧された液体Lが供給され、この液体Lがブローノズル13を通してプリフォームPF内に充填されて、プリフォームPFは金型1のキャビティ2に沿った形状に成形される。
図2に示すように、ブローノズル13は、例えば鋼材等の金属材料により、それぞれ円形断面形状となる嵌合部13a、鍔部13bおよびノズル部13cを備えた一体物に形成され、図1に示すように、その上端側となる嵌合部13aが供給孔12dの内側に嵌め込まれるとともに、その鍔部13bがガイド部材11bと供給筒部12との間に挟み込まれて供給筒部12の下端に固定されている。ノズルユニット10が下端位置にまで下げられた状態では、ブローノズル13は、その下端側となるノズル部13cが金型1に装着されたプリフォームPFの口筒部PFbの内側に嵌合し、これにより、供給路Fsは供給孔12dとブローノズル13とを介してプリフォームPFの内部と連通される。ブローノズル13のノズル部13cの長さ寸法は、ノズル部13cがプリフォームPFの口筒部PFbの内側に嵌合したときに、その先端がプリフォームPFの口筒部PFbと本体部PFaとの境界部分に一致する長さとされている。
図2に示すように、ブローノズル13には、供給路Fsから供給される液体LをプリフォームPF内に向けて吐出するために、1つの中心孔13dと複数の周辺孔13eとが設けられている。中心孔13dは断面円形に形成され、ブローノズル13をその軸心に沿って真っ直ぐに貫通している。複数の周辺孔13eは、それぞれ中心孔13dよりも内径が小さい断面円形に形成され、ブローノズル13をその軸心に平行な方向に向けて真っ直ぐに貫通している。また、複数の周辺孔13eは、中心孔13dの周りにこの中心孔13dを取り囲むように並べて配置されている。図示する場合では、12個の周辺孔13eが中心孔13dの外周側にその周方向に沿って等間隔に並べて配置されている。なお、図2(a)においては、便宜上、1つの周辺孔13eにのみ符号を付してある。
加圧液体供給部22からブローノズル13に加圧された液体Lが供給されると、この液体Lは中心孔13dと複数の周辺孔13eとを通してプリフォームPF内に向けて吐出される。このとき、ブローノズル13は、中心孔13dと、この中心孔13dよりも内径が小さく形成されて中心孔13dの周りを取り囲むように配置される複数の周辺孔13eとを有する構成とされているので、中心孔13dと複数の周辺孔13eとにより、ブローノズルに1つの孔のみが形成される場合と同等の流路面積を確保しつつ、小径の周辺孔13eから直進性よく吐出される液体Lにより中心孔13dから吐出される液体Lの径方向への拡散を抑制することができる。したがって、ブローノズル13から十分な流量の液体Lを吐出しつつ、ブローノズルに1つの孔のみが形成される場合と比較して、プリフォームPF内に向けて吐出される液体Lの直進性を高めることができる。
なお、本実施の形態においては、中心孔13dは内径が6.3mmとされ、周辺孔13eは内径が1.0mmとされており、中心孔13dと12個の周辺孔13eの断面積の合計つまりブローノズル13の有効断面積は40.6mmとされている。また、複数の周辺孔13eは、それぞれ中心孔13dと同芯の半径9.5mmの円周上に中心点を合わせて配置されている。
供給筒部12には供給孔12dを介してブローノズル13に連通する接続ポート12eが設けられている。この接続ポート12eには、例えば、ブロー成形に先立ってプリフォームPF内の空気を吸い出す脱気機構や、この接続ポート12e内の液体をフラッシュするパフブロー機構、あるいはブロー成形後におけるブローノズル13からの液垂れを防止するサックバック機構等を接続することができる。
次に、このようなブロー成形装置を用いてプリフォームPFをブロー成形して壜体を形成する手順について簡単に説明する。
まず、口筒部PFbを除く部分をブロー成形に適した温度に加熱したプリフォームPFを、口筒部PFbを上方に突出させた状態でブロー成形用の金型1に装着し、型締めする。
次に、ノズルユニット10を下降させ、ガイド部材11bと金型1の上面との間にネックリングPFcを挟み込んでプリフォームPFを金型1に保持させるとともに、迎え部材3をプリフォームPFの本体部PFaの下端に隣接する位置に配置して図1に示す状態とする。このとき、開閉体14により供給孔12dが閉じた状態とされるとともに循環路CRのバルブV1、V2、V3がいずれも開状態とされ、液体Lは液体循環部23で所定の温度に調整されながら循環路CRを循環している。
次に、バルブV1、V3を閉じて循環路CRに沿った液体Lの循環を停止し、図3に示すように、軸体15とともに開閉体14を上方に移動させて供給孔12dを開くことで、加圧液体供給部22により加圧された液体Lを供給孔12dからブローノズル13を介してプリフォームPFの内部に供給してブロー成形を行う。このブロー成形工程により、プリフォームPFを、ブローノズル13から供給される液体Lの圧力により縦方向(軸方向)と横方向(径方向)の2軸方向に膨張状に延伸して、金型1のキャビティ2に沿った形状の壜体とすることができる。
このとき、本発明のブロー成形装置では、ブローノズル13に、中心孔13dと、この中心孔13dよりも内径が小さく形成された複数の周辺孔13eとを設けるようにしたので、ブロー成形工程において、小径に形成された複数の周辺孔13eから直進性よく吐出される液体Lにより、ブローノズル13の中心孔13dから吐出される液体Lのその径方向への拡散を抑制することができる。したがって、ブローノズル13からプリフォームPF内に向けて吐出される液体Lの直進性を高め、ブローノズル13から直進性よく吐出される液体LによりプリフォームPFを縦方向(軸方向)に真っ直ぐに延伸させることができる。これにより、延伸ロッドを用いることなく、ブローノズル13から吐出される液体LによってプリフォームPFを縦方向と横方向の何れの方向にも安定して延伸させて、ブロー成形を安定して行うことができる。また、本発明のブロー成形装置によれば、延伸ロッドを用いることなくプリフォームPFをブロー成形することができるので、ブローノズル13の液体吐出流路つまり有効断面積が延伸ロッドにより狭められることがない。したがって、ブローノズル13から吐出される液体Lの流量を高めて、このブロー成形装置による容器の成形サイクルを高めることができる。
さらに、本発明のブロー成形装置では、金型1に、プリフォームPFの軸方向に沿って移動可能な迎え部材3を設け、プリフォームPFの本体部PFaの下端を迎え部材3の凹み部3aに嵌め込み支持させるようにしたので、ブローノズル13から吐出される液体LによってプリフォームPFが縦方向に延伸される際に、この迎え部材3とともにプリフォームPFの本体部PFaの下端をプリフォームPFの軸心に沿って移動させて、ブロー成形されるプリフォームPFに芯ずれが生じることを防止することができる。したがって、このような迎え部材3を設けることにより、ブロー成形工程において、延伸ロッドを用いることなく、ブローノズル13から吐出される液体LによってプリフォームPFをさらに安定して縦方向に延伸させることができる。特に、迎え部材3に凹み部3aを設け、プリフォームPFの本体部PFaの下端を凹み部3aに嵌め込む構成とすることにより、プリフォームPFの本体部PFaの下端を迎え部材3により確実に保持して、その芯ずれを確実に防止することができる。
なお、ブロー成形工程において、液体Lの圧力により口筒部PFbが拡径変形するような場合には、図示しない加圧流路を介してガイド部材11bと口筒部PFbとの間の空間Sに加圧エアを供給することにより、このような拡径変形を効果的に抑制することができる。
ブロー成形が完了すると、必要に応じて、サックバック工程を行って液体Lの充填量を調整し、次に、軸体15とともに開閉体14を下降させて供給孔12dを閉じ、バルブV1、V2、V3を開状態として液体Lを再び循環路CRに沿って循環させる。
以上の工程が完了すると、ブローノズル13から壜体の口筒部PFbが取り外され、さらに金型1が型開きされて液体Lが充填された壜体が取り出され、口筒部PFbがキャップでシールされて製品が完成する。
上記実施の形態では、ブローノズル13は、中心孔13dの回りに12個の周辺孔13eを周方向に等間隔に並べて配置した構成とされているが、ブローノズル13に設けられる中心孔13dの内径、複数の周辺孔13eの内径、個数、配置等は種々変更することができる。
例えば、図4に、24個の周辺孔13eを中心孔13dの中心からの距離が相違する2層に分けて配置し、それぞれの層において複数の周辺孔13eを中心孔13dの回りに周方向に等間隔に並べて配置した場合を示す。この場合、中心孔13dの外周側には12個の周辺孔13eが周方向に等間隔に並べて配置され、そのさらに外周側に12個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を15度ずらして周方向に等間隔に並べて配置されている。中心孔13dの内径は5.2mmとされ、周辺孔13eの内径は1.0mmとされており、中心孔13dと24個の周辺孔13eの断面積の合計つまりブローノズル13の有効断面積は図3に示す場合と同等の40.1mmとされている。また、内周側の12個の周辺孔13eは、それぞれ中心孔13dと同芯の半径7.5mmの円周上に中心点を合わせて配置され、外周側の12個の周辺孔13eは、それぞれ中心孔13dと同芯の半径9.5mmの円周上に中心点を合わせて配置されている。
このように、中心孔13dの回りに2層に分けて複数の周辺孔13eを配置する構成としたことにより、ブローノズル13の有効断面積を同等としつつ、中心孔13dから吐出される液体Lの径方向への拡散を、2層に配置された多数の周辺孔13eから吐出される液体Lによりさらに効果的に抑制することができる。これにより、ブローノズル13から吐出される液体Lの直進性をさらに高めて、ブローノズル13から吐出される液体LによってプリフォームPFをさらに安定して縦方向に延伸させることができる。
図4に示す場合では、複数の周辺孔13eを中心孔13dからの距離が相違する2層に分けて配置するようにしているが、複数の周辺孔13eをさらに多数の層に分けて配置することもできる。
例えば、図5に示すように、36個の周辺孔13eを中心孔13dの中心からの距離が相違する4層に分けて配置することができる。この場合、中心孔13dの外周側には9個の周辺孔13eが周方向に等間隔に並べて配置され、その外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置されている。中心孔13dの内径は2.5mmとされ、周辺孔13eの内径は1.0mmとされており、中心孔13dと36個の周辺孔13eの断面積の合計つまりブローノズル13の有効断面積は33.3mmとされている。また、周辺孔13eの各層の中心孔13dからの距離は5.5mm、7.5mm、9,5mm、11.5mmとされている。
また、図6に示すように、40個の周辺孔13eを中心孔13dの中心からの距離が相違する5層に分けて配置することもできる。この場合、中心孔13dの外周側には9個の周辺孔13eが周方向に等間隔に並べて配置され、その外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に4個の周辺孔13eが配置されている。中心孔13dの内径は2.5mmとされ、周辺孔13eの内径は1.0mmとされており、中心孔13dと40個の周辺孔13eの断面積の合計つまりブローノズル13の有効断面積は36.3mmとされている。また、周辺孔13eの各層の中心孔13dからの距離は5.5mm、7.5mm、9,5mm、11.5mm、13.5mmとされている。
さらに、図7に示すように、45個の周辺孔13eを中心孔13dの中心からの距離が相違する5層に分けて配置することもできる。この場合、中心孔13dの外周側には9個の周辺孔13eが周方向に等間隔に並べて配置され、その外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置されている。中心孔13dの内径は2.5mmとされ、周辺孔13eの内径は1.0mmとされており、中心孔13dと45個の周辺孔13eの断面積の合計つまりブローノズル13の有効断面積は図3に示す場合と同等の40.3mmとされている。また、周辺孔13eの各層の中心孔13dからの距離は5.5mm、7.5mm、9,5mm、11.5mm、13.5mmとされている。
さらに、図8に示すように、48個の周辺孔13eを中心孔13dの中心からの距離が相違する5層に分けて配置することもできる。この場合、中心孔13dの外周側には9個の周辺孔13eが周方向に等間隔に並べて配置され、その外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に9個の周辺孔13eが内周側の周辺孔13eに対して周方向に位相を20度ずらして周方向に等間隔に並べて配置され、さらにその外周側に12個の周辺孔13eが配置されている。中心孔13dの内径は2.5mmとされ、周辺孔13eの内径は1.0mmとされており、中心孔13dと48個の周辺孔13eの断面積の合計つまりブローノズル13の有効断面積は図3に示す場合と同等の42.6mmとされている。また、周辺孔13eの各層の中心孔13dからの距離は5.5mm、7.5mm、9,5mm、11.5mm、13.5mmとされている。
図2および図4〜図8に示す場合では、ブローノズル13のノズル部13cの長さ寸法は、ノズル部13cがプリフォームPFの口筒部PFbの内側に嵌合したときに、その先端がプリフォームPFの口筒部PFbと本体部PFaとの境界部分に一致する長さとされているが、これに限らず、例えば、図9に示すブローノズル13のように、ブローノズル13のノズル部13cの長さ寸法を、ノズル部13cがプリフォームPFの口筒部PFbの内側に嵌合したときに、その先端がプリフォームPFの口筒部PFbを超えて、本体部PFaの内部に突出する長さとすることもできる。図9に示すブローノズル13では、中心孔13dと周辺孔13eの配置は図5に示すブローノズル13と同一の配置とされ、そのノズル部13cの長さ寸法だけが図5に示す場合よりも長くされている。
このように、ブローノズル13のノズル部13cの長さ寸法を、ノズル部13cがプリフォームPFの口筒部PFbの内側に嵌合したときに、その先端が本体部PFaの内部に突出する長さとすることにより、ブロー成形時に、ブローノズル13から吐出された液体LがプリフォームPFのネックリングPFcの下方部分に当たらないようにして、ブロー成形時にプリフォームPFに芯ずれが生じることをさらに確実に防止することができる。また、ブローノズル13の先端の本体部PFaの内部への突出長さを種々変更することにより、ネックリングPFcの下方部分の肉厚を所望の厚みに容易に調整することができる。
図9に示すようにブローノズル13の長さ寸法を長くした場合であっても、中心孔13dと周辺孔13eの配置は、例えば図10に示すように図4に示す場合と同様の配置としたり、図11に示すように図7に示す場合と同様の配置としたりするなど、その配置は種々変更可能である。
なお、図4〜図11においては、便宜上、1つの周辺孔13eにのみ符号を付してある。
図2に示すブローノズル13を備えた本発明のブロー成形装置を用いて、口元内径が15.5mm(内径断面積188.6mm)、ボトル重量9.0g、規定容量500mlの容器(ボトル)をブロー成形したところ、容器に芯ずれや破裂を生じさせることなく、安定してブロー成形を行うことができた。また、図4〜図11に示す変形例に係るブローノズル13を備えた本発明のブロー成形装置を用いて、同様のブロー成形を行った場合でも、容器に芯ずれや破裂を生じさせることなく、安定してブロー成形を行うことができた。さらに、ブローノズル13の有効断面積(中心孔13dと複数の周辺孔13eの断面積の合計)が相違する種々のブローノズル13を用いて同様のブロー成形を行ったところ、特に、ブロー成形される容器の口元内径に対するブローノズル13の有効断面積比が21.2%のときに、最も安定して容器をブロー成形することができることがわかった。
これに対して、比較例として、直径7.2mmの中心孔のみを有し、周辺孔を有していないブローノズルを用いて同様の形状の容器のブロー成形を行ったところ、ブロー成形中に容器の破裂が発生し、容器を所定形状に成形することができなかった。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態では、液体Lを循環路CRで循環させる構成とされているが、これに限らず、加圧液体供給部22からブローノズル13を通してプリフォームPF内に加圧された液体Lを供給することができる構成であれば、液体Lを循環させない構成であってもよい。
また、前記実施の形態では、金型1に迎え部材3を設けるようにしているが、これに限らず、迎え部材3を設けずに、液体Lの充填による圧力のみでプリフォームPFを2軸延伸させる構成としてもよい。
さらに、ブローノズル13に設けられる中心孔13dと複数の周辺孔13eの内径、複数の周辺孔13eの個数や配置、中心孔13dと複数の周辺孔13eの断面積の合計等は、上記に限らず、中心孔13dの周りに、中心孔13dよりも内径が小さい複数の周辺孔13eが中心孔13dの回りを取り囲むように配置された構成であれば、種々変更することができる。特に、中心孔13dの内径を5.0mm以下とし、中心孔13dと複数の周辺孔13eの断面積の合計つまりブローノズル13の有効断面積を36.0mm〜42.0mmとするのが好ましい。
さらに、プリフォームPFとして、本体部PFaと口筒部PFbとを有し、ネックリングPFcを備えない形状のものを用いることもできる。また、プリフォームPFの材質はポリプロピレンに限らず、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)などの他の樹脂材料とすることもできる。さらに、プリフォームPFとして、ポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートを含む複数種類の樹脂材料を重ねた積層構造のものを用いることもできる。
1 金型
1a 底面
2 キャビティ
3 迎え部材
3a 凹み部
4 支持軸
10 ノズルユニット
11 保持部材
11a 貫通孔
11b ガイド部材
12 供給筒部
12a 導入ポート
12b 排出ポート
12c シール面
12d 供給孔
12e 接続ポート
13 ブローノズル
13a 嵌合部
13b 鍔部
13c ノズル部
13d 中心孔
13e 周辺孔
14 開閉体
14a 当接面
15 軸体
16 支持体
21 加圧装置
22 加圧液体供給部
23 液体循環部
PF プリフォーム
PFa 本体部
PFb 口筒部
PFc ネックリング
S 空間
Fs 供給路
P1,P2 配管
Fp 加圧流体
L 液体
R1〜R3 配管
CR 循環路
V1〜V3 バルブ

Claims (6)

  1. 有底筒状のプリフォームが装着されるブロー成形用の金型と、該金型に装着されたプリフォームの口筒部に嵌合するブローノズルと、該ブローノズルに加圧した液体を供給する加圧液体供給部とを有し、前記ブローノズルを通して前記プリフォーム内に液体を充填して該プリフォームを前記金型のキャビティに沿った形状に成形するブロー成形装置であって、
    前記ブローノズルは、その軸心に配置される中心孔と、該中心孔よりも内径が小さく形成されて前記中心孔の周りを取り囲むように配置される複数の周辺孔とを有し、前記中心孔と複数の前記周辺孔とを通して前記プリフォーム内に液体を充填することを特徴とするブロー成形装置。
  2. 複数の前記周辺孔は、前記中心孔の周方向に等間隔に並べて配置される請求項1に記載のブロー成形装置。
  3. 複数の前記周辺孔は、前記中心孔の中心からの距離が相違する複数層に分けて配置され、それぞれの層において前記中心孔の周方向に等間隔に並べて配置される請求項2に記載のブロー成形装置。
  4. 前記ブローノズルは、その先端が前記プリフォームの口筒部と本体部との境界部分に一致する長さに形成される請求項1〜3の何れか1項に記載のブロー成形装置。
  5. 前記ブローノズルは、その先端が前記プリフォームの本体部の内部に突出する長さに形成される請求項1〜3の何れか1項に記載のブロー成形装置。
  6. 前記金型は、前記キャビティ内の所定位置から該金型の底面にまで前記プリフォームの軸心に沿って移動可能な迎え部材を有する請求項1〜5の何れか1項に記載のブロー成形装置。
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