JPH0615202B2 - ロ−タリ−式同時成形充填方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はプラスチックボトルの成形及びそのプラスチッ
クボトルへの内容物充填を同一機械で能率よく行うため
のロータリー式中空成形方法及び装置に関するものであ
る。

＜従来技術＞ ポリエチレン、ポリ塩化ビニール等を用いたプラスチッ
クの中空ボトルは一般的にはレシプロ方式又はロータリ
ー方式のブロー成形機により成形される。成形されたボ
トルへの内容物充填は通常はボトルが成形機より排出さ
れた後、成形機と別の充填機によりなされる。成形機と
充填機が別々の場合当然その生産工程が複雑になり、設
備、人件費が嵩む結果となる。又、成形時における成形
品冷却は金型との熱交換のみにたよらざるを得ないた
め、成形サイクルが長くなる欠点があった。これを解消
するためにレシプロ方式に限っていえば成形、充填が同
時に行われるシステムが過去開発さた。これは押出機よ
り押出された溶融パリソンを一対よりなる金型で咬んだ
後、別ステーションでパリソン上端よりブローピンを打
込二重構造のノズルより圧縮エアーを吹込み、同時に内
容物の充填を行うシステムである。この方式を用いれば
成形、充填が同一機械で行われるが成形品の口元冷却効
率は従来成形品と同一であるため成形サイクルの短縮は
大きくは期待出来なく、又、成形、充填、成形品の再
封、成形品の取出が同一ステーションで行われるため、
結果として成形、充填サイクルが長くなり生産性の向上
はなされず、多くの使用例がないのが現状である。

＜発明が解決しようとする問題点＞ プラスチックボトルの成形及び内容物充填において、ほ
とんどすべての場合に用いられている成形後別工程で充
填される方法は専用の成形機、充填機が各々必要である
だけでなく、搬送、保管が困難であるという宿命を持つ
プラスチックボトルの流通の繁雑さを招く結果となって
いる。

又、極く稀に使用されている成形、充填が同一機械でな
されているレシプロ方式による成形、充填システムは成
形、充填、成形品の再封及び排出が同一ステーションで
行われるため成形、充填サイクルの短縮が十分でなく、
かつ、機械が複雑であるという欠点を有している。

＜問題点を解決するための手段＞ プラスチックボトルのブロー成形において一般的に、ロ
ータリー方式はレシプロ方式に比較し、数倍〜数十倍の
生産性を有している。

しかしながら通常のロータリー式ブロー成形機は金型が
水車式に回転し、成形されるボトルの口元方向が一定し
ないため、本発明の主題である成形、充填を同一機械で
行うことに関しては不向である。

又、レシプロ式ブロー成形機は金型の移動が水平方向で
あり、成形されるボトルの口元は常に上方にあるため、
成形、充填を同一機械で行うことに関しては有利である
が、その生産性は前述した通り不十分である。

本発明は上記二方式の長所を生かし、欠点を補いつつさ
らに新規の機構を有した、生産性に優れたロータリー式
同時成形充填システムである。

水平にかつ間欠的または連続的に回転するローラーイン
デックステーブル上に、複数個の成形用金型を係備して
成る成形機を配備し、前記ローラーインデックステーブ
ルの周囲に、一体または別々に成形された熱可塑性樹脂
を混練、溶融する押し出し機、及び溶融した樹脂をパリ
ソンとして連続的に押し出すダイヘッドを、前記ローラ
ーインデックステーブルの周囲か或いは内部に、支持装
置を介して一体または別々に構成されて成るボトル成形
用ブローピン及び内容物充填装置を順番に設定されて成
る構造を有するロータリー式同時成形充填装置である。

上記基本装置のうち本発明を特徴づけるものは水平に回
転するローラーインデックステーブル上に装着した成形
機及び内容物充填装置である。成形機には数個から数十
個の型締装置が積載されている。各々の型締装置には金
型が取り付けられている。型締装置並びに金型は水平方
向に回転しながら開閉する。回転は間欠運動が望しいが
連続運動も考えられる。

金型はダイヘッド直下に配置時並びに成形品取出時は型
開きされ、それ以外は型閉される。ダイヘッド直下では
連続的に押出されるパリソンを一定長さ分だけ金型によ
り咬え取る。次いで金型は水平方向に回転し、次ステー
ションへ送られる。そこでパリソン内に圧縮エアーが吹
き込まれ、同時に内容物となる液体を充填する。そうす
ることにより圧縮エアーのみでは不十分であった成形品
冷却サイクルの短縮を計ることが出来る。但し、成形機
の構成，成形品の形状，内容物の状態によっては圧縮エ
アーの吹込みと内容物の充填は別々のステーションで行
うことも考えられるが、この場合においても各々の作用
を各ステーションで行うことにより成形、充填の効率が
期待出来る。

成形、充填が完了したボトルは金型とともに更に次々と
次ステーションへ送られ、ボトル口元再封後成形機より
取出される。

上記の機構を有した水平方向に回転するロータリー式の
成形、充填機により、本発明の目的を達成することが出
来る。

＜作用＞ 本発明による装置の動きを説明する。

まず、押出機により熱可塑性樹脂を混練・溶融し、押出
機先端に取付けられたダイスよりパリソンとして下方垂
直に連続的に押出す。

パリソンは一定の長さに押出されると金型に咬えこまれ
る。

金型は水平に間欠的に回転するローラーインデックステ
ーブルに複数セット配置されたプラテンに取付けられ、
ローラーインデックステーブルの回転につれて間欠的に
回転する。プラテンは油圧を利用したトグル機構により
開閉する。金型の型締はこのプラテンの開閉によりなさ
れる。

パリソンが金型に咬えこまれると同時にダイス直下に配
置されたパリソンカッターによりパリソンがカットされ
る。パリソンカット完了後金型は次ステーションのブロ
ーピン打込みステーションへ送られる。

ブローピンユニットはパリソン端にその先端を打込みボ
トル口元の形状を成形し、同時に先端ノズルより圧縮エ
アーを吹き込み、ボトルを中空成形する働きの他、後述
するごとくボトル内容物を充填するための機能をも有し
ている。

前述のパリソン咬え込みステーションにおいてはブロー
ピンは金型中心部からはずれた位置に後退しており、ダ
イス及びパリソンとの接触を避ける構造を有している。

ブローピン打込みステーションにおいてはブローピンユ
ニットは金型の中心上方に前進すると同時にその先端が
パリソン上端に打込まれる。ブローピンの打込みは一般
的には油圧シリンダーの作動によりなされる。ブローピ
ンが打込まれることにより所望のボトル口元形状が成形
されるが、同時にブローピンよりブローエアーを吹込む
ことによりパリソンが金型キャビティと同一形状に成形
され、所望のボトルが成形される。ブローピンはエアー
ブローした後もさらにパリソン内に打込まれた状態でロ
ーラーインデックステーブルの回転につれて金型と同調
して回転を続ける。

ブローピン打込み完了後金型は次ステーションの充填ス
テーションへ送られ、ここでブローピン先端の充填ノズ
ルから内容物がボトル内に充填される。充填物は一般的
には100℃以下であるため、ボトル本体の冷却が促進さ
れる。内容物の粘度，量及び成形スピードによって一概
には言えないが、一般的には充填工程は金型が次ステー
ションに送られる間も継続される。ボトルの成形及び内
容物充填が完了するとブローピンは上昇し、ボトル口元
より離され、同時に金型中心からはずれた位置に水平移
動する。ブローピンがボトル口形から離れた後、同一ス
テーション又は次ステーションで別途用意されたキャッ
プによりボトル口元を密封する。

ボトル口元の密封完了後、金型は型開きされ、ボトルは
取出機又は自然落下により金型から排出される。

以上が成形から充填までの一連の説明であるが、この動
作が各々の金型について連続的に行われる。

＜実施例＞ 実施例としてＨＤＰＥ／接着性樹脂／ＥＶＯＨ／接着性
樹脂／ＨＤＰＥの構成による300ml容量のサラダドレッ
シング用の多層ボトルの成形・充填方法及び装置につて
説明する。

φ65スクリュー（Ｌ／Ｄ＝25）押出機(1)にてＨＤＰ
Ｅ、２台のφ40スクリュー（Ｌ／Ｄ＝22）押出機(2)に
て接着性樹脂及びＥＶＯＨを各々混練・溶融してダイヘ
ッドの先端ダイスより多層パリソンとして連続的に押し
出す。ダイス(3)径はφ15、スウェル後のパリソン(4)外
径はφ19、パリソン(4)の押し出される速度は約120mm／
秒、ボトルの全長は180mm、一定長にカットされるパリ
ソン(4)の長さは約230mm、ローラーインデックステーブ
ル(5)上にはプラテン(6)及び金型(7)が８セット取付け
られている。ローラーインデックステーブル(5)の回転
スピードは４rpm，左右一対よりなる金型(7)はプラテン
(6)の開閉により型締・型開されるが、プラテン(6)の開
閉は油圧シリンダー(8)（φ50）及び２リンク(9)よりな
るトグル機構によりなされ、最大型締力は３tonであ
る。

ローラーインデックステーブル(5)は２秒サイクルで45
゜回転する。２秒のうち１秒は停止、残りの１秒は回転
する。

ステーションの構成は第１ステーションがパリソン咬え
込み、第２，３ステーションがブローピン打ち込み及び
圧縮エアーブロー、第４，５ステーションが内容物充
填、第６ステーションがブローピン引抜きボトル上下の
バリ取り、第７ステーションはキャップ密封、第８ステ
ーションはボトル排出をそれぞれ行う構成である。

第１ステーションにおけるパリソンカットは熱板を利用
したホットカット方式、第２〜５ステーションにおける
ブローピン打ち込みは油圧シリンダー(10)（φ40）を利
用，打ち込み圧は400kg、ブローピン(11)は圧縮エアー
用と内容物充填用に二重のノズル構造を有する。圧縮エ
アブロー圧は５kg／cm²，内容物充填圧は７kg／cm²内容
物は充填以前に殺菌を施す。第７ステーションで使用さ
れるキャップはスクリュー式キャップ使用、キャップ密
封以前にＡｌ／ホットメルト構成のフイルムによりレク
トラシールを行う。第８ステーションでは取出口ロボッ
トを利用して金型型開と同時に金型下方よりボトルを取
出す。

上記の成形、充填方法により所望の充填済のプラスチッ
クボトルが32本／分の能率で得ることが出来た。

尚、ここでＨＤＰＥは高密度ポリエチレンを、ＥＶＯＨ
はエチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物を表す。

＜発明の効果＞ 本発明は以上のような構成になっているので、次のよう
な優れた実用上の効果を有する。

(イ)金型が水平に回転し、かつ、金型の上部にボトル口
元が成形されるような金型構造を有しているため、成形
と同時に、或いは一連の工程として成形・充填が出来
る。

(ロ)圧縮エアーの吹き込みにより所望の形状に成形され
た成形品の金型内での冷却は従来金型との熱交換にたよ
っていたが、本発明においてはその他に内容物充填によ
る成形品冷却も期待出来るため冷却時間の大巾短縮が可
能となる。

(ハ)金型が水平に回転する構造であるため成形，充填，
成形品，冷却，ボトル再封が別々のステーションで行な
えるため、生産スピードの高速化が可能。

(ニ)成形直後に充填がなされるため、成形、充填が別々
ラインでなされる場合と比較し、ボトルの安全衛生性が
保証される。従ってマヨネーズ、ドレッシング等の食品
容器の成形、充填方法に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を示す概略平面図、第２図は同側
面図、第３〜６図は本発明の成形・充填方法の基本工程
図である。 (1)……φ65押出機、(2)……φ40押出機 (3)……ダイス、(4)……パリソン (5)……ローラーインデックステーブル (6)……プラテン、(7)……金型 (8)……油圧シリンダー、(9)……リンク (10)………油圧シリンダー、(11)……ブローピン (12)……ボトル、(13)……充填ノズル (14)……充填物、(15)……ダイヘッド (16)……キャップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融された熱可塑製樹脂をダイヘッドより
   パリソンとして連続的に押し出し、該パリソンを水平に
   回転するホイール上に取り付けられた金型で咬えた後、
   ブローピンをパリソン上部に打ち込み、かつ圧縮エアー
   をパリソン内に吹き込み、所望形状の中空成形品を得る
   と同時に、該ブローピン内に装着されたノズル又は該ブ
   ローピン以外の装置に装着されたノズルより内容物を充
   填し、内容物充填済の中空成形品を得ることを特徴とす
   るロータリー式同時成形充填方法。
2. 【請求項２】水平にかつ間欠的または連続的に回転する
   ローラーインデックステーブル上に、複数個の成形用金
   型を具備して成る成形機を配備し、前記ローラーインデ
   ックステーブルの周囲に、一体または別々に成形された
   熱可塑性樹脂を混練、溶融する押し出し機、及び溶融し
   た樹脂をパリソンとして連続的に押し出すダイヘッド
   を、前記ローラーインデックステーブルの周囲か或いは
   内部に、支持装置を介して一体または別々に構成されて
   単層または複層構造のノズルを有するボトル成形用ブロ
   ーピン及び内容物充填装置を順番に設定されて成ること
   を特徴とするロータリー式同時成形充填装置。