JP6384862B2

JP6384862B2 - ブロー成形金型

Info

Publication number: JP6384862B2
Application number: JP2014204057A
Authority: JP
Inventors: 浩一青木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2018-09-05
Anticipated expiration: 2034-10-02
Also published as: JP2016074090A

Description

本発明は、成形適正温度に加熱したプリフォームを、成形金型に挿入して延伸ブローによりボトルに成形するブロー成形装置に関する。

従来、ＰＥＴボトルのようなブロー成形容器は、成形適正温度に加熱したプリフォームを、成形金型に挿入して延伸ブローによりブロー成形装置で成形されている（特許文献１）。
また、ボトル成形の際のブロー延伸効果を高めるために、前記プリフォーム加熱に対する工夫もなされている（特許文献２、３）。

特開２０１３−３２０２０号公報（図２）特開平１−１８４１１８号公報（第５図）特開平５−７７３１４号公報（図１、図８）

先ず、ブロー成形ラインの１例を、図１に基づいて、説明する。
図１は、ブロー成形ラインの平面図である。
図１において、ブロー成形ライン５０は、試験管状の有底筒状体に成形されたプリフォームＰが、上流から矢印Ｐ１の方向へ壁１７に囲まれたクリーンルーム５１内に供給され、ホイール５５を経由して搬送装置６１によって図示矢印の方向へ搬送されている間に、ホイール６２ａとホイール６２ｂに懸架されている搬送区間で加熱装置５４により成形適正温度に加熱されて、ホイール６４を経由して回転式ブロー成形装置５６に受け渡され、延伸ブローによりボトルＢに成形された後、ボトルＢがホイール６５、ホイール６６を経て矢印Ｂ１方向の次工程へ搬出されるようになっている。
なお、前記プリフォームＰ或いは成形されたボトルＢは、前記搬送装置６１に備えられた等ピッチ配置の図示しない容器グリッパに保持されて図示矢印の方向へ搬送されるようになっている。

ブロー成形装置５６には、後述するブロー成形金型４が円周等分に配置されており、前記搬送装置６１の図示しない容器グリッパと同期して、上流側から搬送されてくるプリフォームＰの挿入受渡し、下流側へのブロー成形後のボトルＢの排出受渡しがなされるようになっている。

次に、従来のブロー成形金型４について、図４を基に説明する。
図４は、図１の断面Ｖ−Ｖ図で、従来のブロー成形金型を示す図である。
図４において、ブロー成形金型４は、その口部Ｐｍを図示しない容器グリッパで把持され、鍔部Ｐｎの下部から底部にかけてブロー成形適正温度になっているプリフォームＰが、前記受渡しの位置で所定量開閉する２分割構造の上部金型４１および底部金型４３に挿入受渡しされ、鍔部Ｐｎの下部を挟んだ状態で前記上部金型４１および底部金型４３の閉作動後に、図の上方から図示しないストレッチロッドをプリフォームＰの口部Ｐｍの中心部からプリフォームＰの底部内面に向けて挿入され、筒状のストレッチロッドの先端部からブローエアを吹き込まれることによって、前記上部金型４１および底部金型４３のキャビティ４１ｃおよびキャビティ４３ｃの形状に沿ったブロー成形ボトルＢに成形されるようになっている。

前記２分割構造の上部金型４１は、該上部金型４１に対応した開閉式２分割構造の金型キャリア４２に収容されており、前記金型キャリア４２には温調配管（Ａ）４２Ａが設けられて、温度調節された温調液が温度調節器４０Ａから配管４２Ｐによって図示矢印のように循環送液され、金型キャリア４２から上部金型４１への熱伝達によって、該上部金型４１が所定の温度に保たれるようになっている。
同様に、前記２分割構造の底部金型４３には、温調配管（Ｂ）４３Ｂが設けられて、温度調節された温調液が温度調節器４０Ｂから配管４３Ｐによって図示矢印のように循環送液され、該底部金型４３が所定の温度に保たれるようになっている。

次に、従来のブロー成形金型４の作用を説明する。
ブロー成形金型４の上部金型４１は、金型キャリア４２が温度調節器４０Ａにより所定温度に調節された温調液が循環されることによって、成形適正温度に加熱されたプリフォームＰを挿入されることによる温度上昇を抑えられるとともに、所定温度よりも低くなった場合には温度を上げられて、ブロー成形に適した温度状態（１例として８５℃〜１２０℃）に保たれ、また、底部金型４３も温度調節器４０Ｂで所定の温度に調節された温調液が循環されることによって、ブロー成形に適した温度状態（１例として６５℃〜１００℃）に保たれる。

しかしながら、従来のブロー成形金型４の技術では、金型キャリア４２或いは底部金型４３に温度調節器を経由して循環させる温水のような温調液が必要となり、この温調液によって金型キャリア４２或いは底部金型４３が腐食する恐れがある。
さらに、金型キャリア４２或いは底部金型４３と温度調節器との間の配管長さが長くなるために温調液の温度が低下し、上部金型４１或いは底部金型４３の温度にムラが生じて、木目細かい温度調節が難しいという恐れがある。

本発明は、上述の事情に鑑み、温調液のような熱媒体が不要となって金型の腐食の恐れがなく、金型の温度ムラがなく木目細かい温度調節ができるブロー成形金型を提供することを目的としている。

前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
（１）本発明の第１の態様のブロー成形金型は、成形適正温度に加熱したプリフォームを、成形金型に挿入して延伸ブローによりボトルに成形するブロー成形装置において、冷却手段を付属した成形金型に電磁誘導コイルを備えて、該成形金型の温度を検出する温度検出器の検出温度が所定温度から下がった際に、温度調節手段によって前記電磁誘導コイルへの通電量を制御して該成形金型を延伸ブロー成形適正温度まで加熱する構成とし、前記成形金型は前記プリフォームの底部に対応する底部金型と、該底部金型の上部に対応する上部金型とを有して、前記プリフォームを前記底部金型に沿った前記ボトルに成形し、前記底部金型及び前記上部金型に、前記冷却手段及び前記電磁誘導コイルが設けられ、前記冷却手段を、該成形金型の外面に設けた冷却フィンで構成したことを特徴とする。

（２）本発明の第２の態様のブロー成形金型は、前記第１の態様のブロー成形金型において、該成形金型の材料をアルミ合金で構成したことを特徴とする。

第１の態様における本発明は、冷却手段を付属した成形金型に電磁誘導コイルを備えて、該成形金型の温度を検出する温度検出器の検出温度が所定温度から下がった際に、温度調節手段によって前記電磁誘導コイルへの通電量を制御して該成形金型を延伸ブロー成形適正温度まで加熱する構成したことにより、温調液を使用することなく、したがって、温調液による腐食がなく、設定温度の調節が容易で温度ムラが少ない成形金型とすることができるという効果を有する。
また、前記冷却手段を、該成形金型の外面に設けた冷却フィンで構成したことにより、成形適正温度に加熱されたプリフォームから受ける熱を逃がしやすく、電磁誘導コイルへの通電による温度調節と相俟って木目細かな温度調節ができるという効果を有する。

第二及び第三の態様における本発明は、請求項１に記載のブロー成形金型において、前記冷却手段を、該成形金型の外面に設けた冷却フィンで、或いは、冷却部と連結され、該成形金型の内部に埋め込まれたヒートパイプで構成したことにより、成形適正温度に加熱されたプリフォームから受ける熱を逃がしやすく、電磁誘導コイルへの通電による温度調節と相俟って木目細かな温度調節ができるという効果を有する。

第２の態様における本発明は、第１の態様に記載のブロー成形金型において、該成形金型の材料を熱伝導率が高いアルミ合金で構成したことにより、木目細かな温度調節が短時間に行われるという効果を有する。

ブロー成形ラインの平面図である。図１の断面Ｖ−Ｖ図で、本発明の実施の形態に係わるブロー成形金型を示す。図１の断面Ｖ−Ｖ図で、本発明の参考例に係わるブロー成形金型を示す。図１の断面Ｖ−Ｖ図で、従来のブロー成形金型を示す図である。

以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

（本発明の実施の形態）
本発明の実施の形態を図２に基づいて説明する。
図２は、図１の断面Ｖ−Ｖ図で、本発明の実施の形態に係わるブロー成形金型を示す。
図２において、先に従来のブロー成形金型を説明した図４と同じ構造のものは同じ記号を付し、重複する説明は省略することがある。
図２において、本発明の実施の形態に係わるブロー成形金型１は、その口部Ｐｍを図示しない容器グリッパで把持され、鍔部Ｐｎの下部から底部にかけて延伸ブロー成形適正温度になっているプリフォームＰが、前記受渡しの位置で所定量開閉する開閉式２分割構造の上部金型５（成形金型）および底部金型６（成形金型）に挿入受渡しされ、鍔部Ｐｎの下部を挟んだ状態で前記上部金型５および底部金型６の閉作動後に、図の上方から図示しない筒状のストレッチロッドをプリフォームＰの口部Ｐｍの中心部からプリフォームＰの底部内面に向けて挿入され、ストレッチロッドの先端部からブローエアを吹き込まれることによって、前記上部金型５および底部金型６のキャビティ５ｃおよびキャビティ６ｃの形状に沿ったブロー成形容器Ｂに成形されるようになっている。

前記開閉式２分割構造の上部金型５には温度検出器８が設けられて、該上部金型５の温度を検出してコントローラ（温度調節手段）１０に信号を送り込むようになっている。
また、前記開閉式２分割構造の上部金型５は、該上部金型５に対応した開閉式２分割構造で、外面に冷却手段である冷却フィン１１Ｆが設けられた金型キャリア１１に囲まれており、前記金型キャリア１１には電磁誘導コイル７Ａが備えられ、前記温度検出器８で検出された温度に基づいてコントローラ１０からの指令で、図示しない電源からの通電量が制御されて、金型キャリア１１から上部金型５への熱伝導によって該上部金型５が所定の温度に保たれるようになっている。

同様に、前記開閉式２分割構造の底部金型６は、冷却手段である冷却フィン６Ｆが設けられ、電磁誘導コイル７Ｂが備えられて、図示しない温度検出器で検出された温度に基づいてコントローラ１０からの指令で、図示しない電源からの通電量が制御されて所定の温度に保たれるようになっている。
なお、前記上部金型５および金型キャリア１１、底部金型６は、アルミ合金材料のような熱伝導率が高いもので製作されている。

次に、本発明の実施の形態に係わるブロー成形金型１の作用を説明する。
ブロー成形金型１の上部金型５は、延伸ブロー成形適正温度に加熱されたプリフォームＰが挿入されることにより加熱されるが、金型キャリア１１に設けられた冷却フィン１１Ｆからの放熱によって温度上昇が抑えられる。
一方、前記上部金型５は、上部金型５の温度が温度検出器８によって検出され、冷却フィン１１Ｆからの放熱量が多い等により、所定温度よりも低くなった場合には、コントローラ１０からの指令で、金型キャリア１１に備えられている電磁誘導コイル７Ａが通電されて加熱され、所定温度になった時に通電がＯＦＦにされることによって、ブロー成形に適した温度に温度調節が行われる。

また、底部金型６も、延伸ブロー成形適正温度に加熱されたプリフォームＰが挿入されることにより加熱されるが、冷却フィン６Ｆからの放熱によって温度上昇が抑えられ、底部金型６の温度が図示しない温度検出器によって検出され、冷却フィン６Ｆからの放熱量が多い等により、所定温度よりも低くなった場合には、コントローラ１０からの指令で、該底部金型６に備えられている電磁誘導コイル７Ｂに通電されて加熱され、所定温度になった時に通電がＯＦＦにされることによって、ブロー成形に適した温度に温度調節が行われる。

このようにして、上部金型５および底部金型６の温度が適切に調節され、先に説明した従来技術のような、金型キャリア或いは底部金型に循環させる温水のような温調液或いは温度調節器が不必要となり、また、温調液によって金型キャリア１１或いは底部金型６が腐食する恐れもない。
さらに、コントローラ１０からの指令による電磁誘導コイル７Ａ或いは電磁誘導コイル７Ｂの通電による温度調節のため、所定温度への温度調節が短時間に行われやすく、上部金型５或いは底部金型６の温度にムラが少なくなる。

（参考例）
次に、本発明の参考例について、図３を基に説明する。
図３は、図１の断面Ｖ−Ｖ図で、本発明の参考例に係わるブロー成形金型を示す。
図３において、図２と同じ構造のものは同じ記号を付し、重複する説明は省略することがある。
図３において、本発明の参考例に係わるブロー成形金型２は、その口部Ｐｍを図示しない容器グリッパで把持され、鍔部Ｐｎの下部から底部にかけて延伸ブロー成形適正温度になっているプリフォームＰが、前記受渡しの位置で所定量開閉する開閉式２分割構造の上部金型５および底部金型９に挿入受渡しされ、鍔部Ｐｎの下部を挟んだ状態で前記上部金型５および底部金型９の閉作動後に、図の上方から図示しない筒状のストレッチロッドをプリフォームＰの口部Ｐｍの中心部からプリフォームＰの底部内面に向けて挿入され、ストレッチロッドの先端部からブローエアを吹き込まれることによって、前記上部金型５および底部金型９のキャビティ５ｃおよびキャビティ９ｃの形状に沿ったボトルＢに成形されるようになっている。

前記開閉式２分割構造の上部金型５には温度検出器８が設けられて、該上部金型５の温度を検出してコントローラ２０に信号を送り込むようになっている。
また、前記開閉式２分割構造の上部金型５は、該上部金型５に対応した開閉式２分割構造で、冷却手段として冷却槽（冷却部）１４に連結されたヒートパイプ１３が設けられた金型キャリア１２に囲まれており、前記金型キャリア１２には電磁誘導コイル７Ａが備えられ、前記温度検出器８で検出された温度に基づいてコントローラ２０からの指令で、図示しない電源からの通電量が制御されて、金型キャリア１２から上部金型５への熱伝導によって該上部金型５が所定の温度に保たれるようになっている。

同様に、前記開閉式２分割構造の底部金型９は、図示しない冷却槽に連結された図示しないヒートパイプが設けられ、また、図示しない電磁誘導コイルが備えられて、図示しない温度検出器で検出された温度に基づいてコントローラ２０からの指令で、図示しない電源からの通電量が制御されて所定の温度に保たれるようになっている。
なお、前記上部金型５および金型キャリア１２、底部金型９は、アルミ合金材料のような熱伝導率が高いもので製作されている。

次に、本発明の参考例に係わるブロー成形金型２の作用を説明する。
ブロー成形金型２の上部金型５は、延伸ブロー成形適正温度に加熱されたプリフォームＰが挿入されることにより加熱されるが、金型キャリア１２に埋め込まれ、冷却槽１４に連結されたヒートパイプ１３からの放熱によって温度上昇が抑えられる。
一方、前記上部金型５は、上部金型５の温度が温度検出器８によって検出され、ヒートパイプ１３からの放熱量が多い等により、所定温度よりも低くなった場合には、コントローラ２０からの指令で、金型キャリア１２に備えられている電磁誘導コイル７Ａが通電されて加熱され、所定温度になった時に通電がＯＦＦにされることによって、ブロー成形に適した温度に温度調節が行われる。

また、底部金型９も、延伸ブロー成形適正温度に加熱されたプリフォームＰが挿入されることにより加熱されるが、図示しないヒートパイプからの放熱によって温度上昇が抑えられる。一方、前記底部金型９は、底部金型９の温度が図示しない温度検出器によって検出され、図示しないヒートパイプからの放熱量が多い等により、所定温度よりも低くなった場合には、コントローラ２０からの指令で、該底部金型９に備えられている電磁誘導コイル７Ｂに通電されて加熱され、所定温度になった時に通電がＯＦＦにされることによって、ブロー成形に適した温度に温度調節が行われる。

１、２ブロー成形金型
５上部金型
６、９底部金型
７Ａ、７Ｂ電磁誘導コイル
８温度検出器
１０、２０コントローラ
１１、１２金型キャリア
１１Ｆ冷却フィン
１３ヒートパイプ
１４冷却槽
Ｂブロー成形ボトル
Ｐプリフォーム

Claims

成形適正温度に加熱したプリフォームを、成形金型に挿入して延伸ブローによりボトルに成形するブロー成形金型において、
冷却手段を付属した成形金型に電磁誘導コイルを備えて、該成形金型の温度を検出する温度検出器の検出温度が所定温度から下がった際に、温度調節手段によって前記電磁誘導コイルへの通電量を制御して該成形金型を延伸ブロー成形適正温度まで加熱する構成とし、
前記成形金型は前記プリフォームの底部に対応する底部金型と、該底部金型の上部に対応する上部金型とを有して、前記プリフォームを前記底部金型に沿った前記ボトルに成形し、
前記底部金型及び前記上部金型に、前記冷却手段及び前記電磁誘導コイルが設けられ、
前記冷却手段を、該成形金型の外面に設けた冷却フィンで構成したことを特徴とするブロー成形金型。
請求項１に記載するブロー成形金型において、
該成形金型の材料をアルミ合金で構成したことを特徴とするブロー成形金型。