JPH07195501A - 吹込み成形エアの多重利用による容器成形方法及びその装置 - Google Patents

吹込み成形エアの多重利用による容器成形方法及びその装置

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JPH07195501A
JPH07195501A JP6293484A JP29348494A JPH07195501A JP H07195501 A JPH07195501 A JP H07195501A JP 6293484 A JP6293484 A JP 6293484A JP 29348494 A JP29348494 A JP 29348494A JP H07195501 A JPH07195501 A JP H07195501A
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JP
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pressure
container
air
low
supply source
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ヴァイス ロナルド
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック容器の成形加工において、高圧
吹込みエアの消費を軽減し、装置に要するコストを軽減
しようとするものである。 【構成】 テンパリング処理を施した後、容器を成形す
る為の吹込み金型を有する吹込み成形部へパリソンを供
給し、金型内にパリソンを挿入する。高圧吹込みエアを
供給しパリソンを膨脹させるが、これに加えて低圧エア
供給源からの低圧エアによる少なくとも1つの空気圧調
整工程を加える。パリソンが膨脹した後の移送工程で、
成形済み容器から流出する高圧吹込みエアを低圧エア供
給源へ供給する。低圧エアの空気圧が所定の最大値を超
えないように低圧エア供給源の領域で圧力を検知し、移
送工程後、吹込み金型内に保持されている容器を周囲圧
まで排気する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】テンパリング処理されたパリソン
に対し、高圧吹込みエアを供給してこれを膨脹させて成
形加工し、成形加工後に作用圧力を減圧して、次の成形
加工に備える容器成形加工方法及びその為の装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】容器の形状を与えるため、テンパリング
処理されたパリソンが挿入される吹込み金型を有する吹
込み成形部へ、テンパリング処理済みパリソンを供給
し、高圧吹込みエアを供給することによってパリソンを
膨脹させ、これに続いて、吹込みエアを減圧して次の形
成加工に備える熱可塑性プラスチックからの容器成形方
法やこれを実施する為の装置は既に知られている。
【0003】一般に、このような容器の成形は、例えば
先ず射出成形によりポリエチレンテレフタレート(PE
T)等の材料からパリソンを製造し、中間貯蔵した後の
パリソンを加熱し、次いでこれを吹込み成形部へ供給す
る工程をもって行なわれる。この加熱工程を加えずにパ
リソンを製造し、充分な安定状態に達したら直ちに吹込
み成形部へこのパリソンを供給する射出/吹込み成形法
に従って容器を成形することも可能である。
【0004】更にまた、管片からパリソンを製造し、そ
の一端を閉鎖し、他端に適当なマウスピースを設けるこ
とも可能である。
【0005】この場合、総ての方法に共通な特徴は、パ
リソンが、製造すべき容器よりも小さい形態を有するこ
とである。従って、容器の形にするため、吹込み成形部
内でパリソンに圧搾空気を作用させることになる。この
吹込み工程においては、壁厚が薄くなるだけでなく表面
積の増大により材料が配向される。その結果、容器の薄
壁に極めて高い形状安定性が与えられ、これによって容
器は多様な用途に適応できるようになる。
【0006】吹込み工程を現実に実施する種々の方法が
提案され公知となっている。例えば、一様の吹込み圧を
利用し、膨脹させたいパリソンにこれを導入し、充分に
成形された後成形済み容器から容器内圧が周囲圧になる
まで排気するという方法がある。また、先ず低圧でパリ
ソンを所期の容器形状に近づくまで予備膨脹させた後、
もっと高い圧力で正確な容器形状に成形する方法も行な
われている。この方法においても容器成形後、容器内の
圧搾空気を周囲圧まで排気して次の形成に備えるように
している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、壜の形態
をなす容器の生産能力が2,000 個/時乃至20,000個/時
にも及び、容器容積が0.5 乃至3l にも達する容器の高
性能吹込み成形機の場合には、大量の圧搾空気が必要で
ある。従って、圧搾空気を供給するのに高出力のコンプ
レッサが必要となり、このようなコンプレッサは出力が
大きいだけに高価であり、而も空気圧搾のために大きい
エネルギーを供給しなければならなかった。
【0008】圧搾空気消費量が大きいことに伴なうもう
1つの不都合は、成形済み容器からの排気に際して、高
い生産速度を可能にするため、流速も高くならざるを得
なかったことである。加えて、排気の際の流速が高けれ
ば高性能の消音器が必要となり、これも装置コストを増
大させる要因となっていたし、更に、消音器を使用して
も騒音レベルは比較的高くなってしまうので、その改善
が望まれていた。
【0009】そこで本発明の目的は、高圧吹込みエアの
消費が軽減されるように従前の方法を改良しようとする
ものであり、少ない装置コストで高圧吹込みエアの消費
を軽減できるような装置を提案する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、パリソンの
膨脹後、吹込み金型内に保持されている成形済み容器か
ら流出する高圧吹込みエアを移送工程において低圧エア
供給源へ供給し、低空気圧が所定の最大値を超えないよ
うに低圧エア供給源の領域で圧力を検知し、移送工程
後、吹込み金型内に保持されている容器を周囲圧まで排
気する。
【0011】本発明では、吹込み成形部を吹込みエア供
給源に接続する接続素子の領域に、主吹込み工程におい
て高圧吹込みエアを吹込み成形部へ誘導し、主吹込み工
程が終了した後の移送工程において、吹込み成形部と低
圧エア供給源との間に吹込みエア移送のための接続関係
を形成する切換え手段を設け、吹込み工程終了後容器内
部を周囲圧まで排気するエア逃がし手段に吹込み成形部
を接続し、低圧エア供給源に低圧エアの最大圧を検知す
る限圧器を設ける。
【0012】本発明はまた、成形すべき容器に合わせた
内側形状を有する金型を具備し、テンパリング処理され
たパリソンを受容するために設けた少なくとも1つの吹
込み成形部を有し、パリソンを膨脹させるための高圧吹
込みエア供給源を含み、吹込み成形部の領域に設けた少
なくとも1つの構造素子を高圧吹込みエア供給源の領域
内の高圧吹込みエアよりも低い圧力レベルを有する低圧
エアを収容している低圧エア供給源と連通させることに
よって作動させるように構成して熱可塑性プラスチック
からの容器成形装置とする。
【0013】この装置には、始動及び中断の際に低圧エ
ア供給源の領域の圧力を一定に維持すると共に圧力比に
影響されないようにするため、低圧エア供給源にこれと
は別に吹込み成形部の領域からの圧搾空気移送管とは独
立の低圧エア供給源を設ける。
【0014】容器成形のため、容器への成形過程におい
てパリソンを長手軸線方向に伸長する。容器の領域に材
料が好ましく配分されるようにするため、容器に高圧吹
込みエアを供給する前に低圧エアを供給することによっ
て予備膨脹させる。吹込み金型内に容器を確実に固定す
るため、移送工程終了後、容器内を低圧エア供給源内の
圧力レベルに等しい圧力レベルに維持する。
【0015】高圧吹込みエアの好ましい圧力レベルとし
て、高圧吹込みエア供給源により容器内25〜40バー
ルの圧力を作用させる。低圧エア供給源を利用して容器
に吹込みエアを供給する際には10〜25バールの圧力
を供給することが好ましい。
【0016】本発明の方法の他の実施態様としては、位
置ぎめ動作を行なう空気圧式構造素子にエネルギーを供
給するのに低圧エア供給源を利用する。
【0017】成形のタイミングを最適化するため、容器
の形状が得られてから冷却により形状安定性が得られる
までの間に移送行程を行なう。このようにすれば、容器
の排気を行なう前に容器内の圧力を、本格的な排気工程
が比較的短時間で済むように低下させることができる。
従って、製造に要する時間が予め定められているとすれ
ば、排気に要する時間を短縮できることで本来の成形時
間を長くすることができる。冷却は例えば金型に設けた
装置によって行なうことができる。
【0018】空気圧切換え工程を行なうため切換え弁を
利用すれば構造をコンパクトにすることができるが、こ
の場合、弁を電磁弁として構成すれば簡単な電子制御が
可能になる。
【0019】また、空気圧切換えを行なうために夫々異
なる圧力の作用を受けるセグメントに分割された空気溝
を有するカムディスクを設け、受流孔を設けた受流ディ
スクがカムディスクと相対回転するようにした場合に
は、電子部材とは独立の制御を行なわせることができ
る。
【0020】圧力比を一定に維持するため、低圧エア供
給源の領域に圧搾空気タンクを設け、更に吹込みエア移
送によって低圧エア供給源の領域に大きい圧力変動が現
われるのを防止するため、移送管の領域に少なくとも所
定範囲に亘る限圧手段を形成する限圧器を設ける。
【0021】
【実施例】添付の図面に沿って以下に本発明の実施例を
説明する。
【0022】容器成形装置は、パリソン(3)を挿入で
きる吹込み金型(2)を装備した吹込み成形部(1)を
主要部分として含む。パリソン(3)としては、ポリエ
チレンテレフタレートの射出成形片を使用することがで
きる。パリソン(3)を前記金型(2)へ挿入し、成形
された容器をこの金型(2)から取出すことができるよ
うに、同金型(2)は金型半体(4,5)とリフト装置
(7)によって位置ぎめできる底部(6)とから成る。
パリソン(3)は成形装置内の複数の処理部をパリソン
(3)と共に通過する搬送軸(8)によって吹込み成形
部(1)の領域内に保持することができる。但し、プラ
イヤなどのような取扱い部材で金型(2)へパリソン
(3)を直接挿入してもよい。
【0023】搬送軸(8)の下方へ圧搾空気を供給でき
るように、パリソン(3)に圧搾空気を供給すると同時
に搬送軸(8)に対してシールする継手プランジャ
(9)を設ける。但し、基本的には固定圧搾空気供給管
を利用するように構成してもよい。
【0024】パリソン(3)に対する伸長は、シリンダ
(11)により位置決めされる延伸ロッド(10)によ
って行なわれる。但し、基本的には、計測ロールによっ
て駆動されるカムセグメントを介して、延伸ロッド(1
0)を機械的に位置ぎめすることも可能である。回転す
る吹込み成形輪に複数の吹込み成形部(1)が配列され
ている場合には、カムセグメントを利用する方が好都合
であり、吹込み成形部(1)が固設されている場合に
は、シリンダ(11)を利用する方が好都合である。
【0025】図2は本発明の他の実施例を説明するため
2通りの圧力動向を示す。この圧力ダイヤグラムでは、
時間軸(13)と圧力軸(14)で構成される座標系で
圧搾空気動向(12)を示した。圧力軸(14)の目盛
はバール、時間軸(13)の目盛は秒である。約1.25秒
の時点までは、吹込み圧は低圧エア供給源(15)から
供給される。低圧エア供給源(15)の圧力レベルは約
10〜25バールである。但し、この時間内では、パリ
ソン(3)の膨脹とこれに起因する容積増大が圧搾空気
の伴流を発生させ、本来存在する流動抵抗による圧力降
下も起こるから、成形すべき容器の領域において、この
供給圧は変化しない。約1.25秒の時点以後、圧搾空気は
高圧吹込みエア供給源(16)から供給される。約1.7
秒後、成形中容器内の圧力は、略最終値、即ちここでは
約36バールに達する。高圧吹込みエア供給源(16)
における典型的な圧力範囲は25〜40バールである。
【0026】約2.2 秒後、高圧吹込みエア供給源(1
6)からの圧搾空気供給が終り、周囲圧になるまで排気
が行なわれる。排気は約2.7 秒後に終了する。なお、以
上に述べた時間値は何れも時間軸(13)と圧力軸(1
4)から構成される座標系の原点を起点とする値であ
る。
【0027】概ね公知技術に当てはまる圧力動向(1
2)に対して、本発明の圧搾空気動向(17)は著しい
相違点を有する。約1.3 秒の時点まで双方の圧搾空気動
向(12,17)は略同じである。この時点以後、本発
明の圧搾空気動向(17)は先ず急勾配で上昇するが、
略1.7 秒の時点で圧搾空気動向(12)と交差する。約
1.8 秒後、本発明の圧搾空気動向の場合、容器内の圧力
が低下する。この際、圧搾空気が容器から低圧エア供給
源(15)へ移行する。約2.2 秒を過ぎた時点で、本発
明の圧搾空気動向(17)においても、周囲圧に向って
排気が行なわれる。基本的には最後の排気工程を2つの
部分工程に分け、第1の部分工程では再使用するための
低い圧力レベルまで排気し、第2の部分工程で初めて周
囲圧まで排気する。
【0028】本発明を更に詳細に説明するため、パイロ
ット弁を使用した場合の経過を表現する。主な作用部分
から成るブロック接続図を図3に示した。図示のように
吹込み成形部(1)には駆動エア供給源(19)から給
気される空気圧式駆動部材(18)を設ける。駆動エア
を供給するために駆動エア弁(20)を、また圧力を抜
くために駆動エア逃がし弁(21)を夫々設ける。騒音
軽減は、駆動エア消音器(22)によって行なわれる。
空気圧式駆動部材(18)の代りに機械的、油圧式また
は電気的駆動手段を利用することもできる。
【0029】高圧吹込みエア供給源(16)は、高圧の
切換え弁(23)を介して吹込み成形部(1)と連通す
る。低圧エア供給源(15)は、低圧の切換え弁(2
4)を介して吹込み形成部(1)に連通する。低圧の切
換え弁(24)は、減圧器(25)及び還流弁(26)
によってバイパスされている。吹込み成形部(1)の排
気は、吹込みエア逃がし弁(27)及び吹込みエア消音
器(28)を介して行なわれる。還流は、低圧の切換え
弁(24)を直接介して行なうこともできる。
【0030】典型的な成形工程は、先ず低圧エア供給源
(15)から吹込み成形部(1)の領域へ圧搾空気を導
入し、次いで高圧吹込みエア供給源(16)から圧搾空
気を供給し、容器が充分に成形された後ち、(但し形状
安定状態に達する前に低圧エア供給源(15)に向っ
て)排気する。吹込み成形部(1)の領域から低圧エア
供給源(15)への圧搾空気還流は、低圧の切換え弁
(24)を介して直接行なうことができる。但し、極度
に急激な圧力変化を回避するため、低圧の切換え弁(2
4)を閉じ、バイパス路となっている直列に接続された
減圧器(25)及び還流弁(26)を介して圧搾空気を
移送することも可能である。斯くして圧搾空気タンク
(29)によって圧力変動を更に緩和することができる
が、夫々の弁は、例えば開閉自在な電磁弁として構成す
ることが望ましい。
【0031】このような弁の代りに、図4に示すよう
な、空気溝(31)を有するカムディスク(30)を介
して、空気圧スイッチングを行なうことも可能である。
【0032】図4に示したカムディスクによる空気圧調
整の方式は、同じ出願人による同時出願の「作動エアの
多重利用方法及びその装置」と題する日本特許出願(ド
イツ国特許出願第4340290.9 号)に詳細を記述してある
が、この場合、カムディスク(30)に対応させて、カ
ムディスク(30)と相対的に回転する受流ディスク
(32)を設ける。カムディスク(30)の空気溝(3
1)は、略中心点(33)を中心とする円形をなしてい
る。受流ディスク(32)の領域には、接続管を介して
吹込み成形部(1)と連通する受流孔(34)を設けて
ある。
【0033】図4に示す実施例において半径方向外側の
空気溝(31)は、減圧域(35)、低圧域(36)、
高圧域(37)、還流域(38)及び排気域(39)に
区分されている。成形技術が有利に実現されるように空
気溝(31)は、半径方向に連続的に形成され、分離素
子(40)によって上記領域(35,36,37,3
8,39)に区分されている。図4に小さいセグメント
で略示した受流ディスク(32)が矢印(41)の方向
に回転すると上記領域(35,36,37,38,3
9)を順次通過することになり、図3に図解したのと略
同じ空気圧作用が行なわれる。
【0034】成形方法の他の実施例を図5に示す。吹込
み成形部(1)と低圧エア供給源(15)及び高圧エア
供給源(16)との連通は、 3/2 方弁(42,43)
及び一方絞り弁(44)を介して行なわれる。
【0035】第1工程a)において、低圧エア供給源
(15)からの圧搾空気供給によって、パリソン(3)
から容器(45)が成形される。簡略化する為、図5で
は容器(45)だけを示し、これを囲む吹込み成形部
(1)は省略してある。工程a)は、例えば15バール
の圧力で行なうことができる。同時に又は圧搾空気供給
の前に延伸ロッド(10)をパリソン(3)内に挿入す
る。工程b)では高圧吹込みエア供給源(16)から圧
搾空気が供給される。これは例えば38バールの圧力で
行なわれる。工程c)において、容器(45)が低圧エ
ア供給源(15)に向かって排気され、約15バールの
レベルまで減圧される。工程d)では、容器(45)
が、例えば成形装置による冷却で充分な形状安定状態を
呈するまで15バールの圧力が維持される。工程e)に
おいて周囲圧まで減圧され、吹込み成形部(1)から容
器(45)を取出すことができる。
【0036】
【発明の効果】本発明による方法及びこれを実施する為
の装置による効果を以下に述べる。
【0037】高圧吹込みエアを低圧域へ移送することに
より、正常な作動状態において低圧エアを別に調達する
必要がなくなる。圧力差が小さい場合には比較的大きい
節約が実現される。その結果、実際の圧力比が2:1な
ら節約は約20%となる。最後に周囲圧まで排気するこ
とにより、不充分な減圧に起因する危険は回避され、限
圧器によって所定の圧力レベルが維持される。
【0038】周囲圧までの排気によって除かれる圧力差
は比較的小さいから、騒音発生は著しく軽減され、而も
周囲圧までの排気に先立って、最初の吹込み工程の為の
低圧エア供給源よりも低い圧力レベルの作用空気系にお
いて補足的な圧力移送を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】吹込み成形部をストレッ延伸部材と共に一部断
面で示す側面図。
【図2】公知の方法及び本発明の方法の夫々につき、一
実施例によって容器の吹込み成形における圧力動向を示
した圧力ダイヤグラム図。
【図3】本発明の装置を構成する要部を示すブロック接
続図。
【図4】溝状の空気誘導域を有する回転カムディスクの
説明図。
【図5】容器が成形された後高圧の圧搾空気域から低圧
の圧搾空気域へ向けて圧搾空気を移送する際の本発明の
工程を示すブロック接続図。
【符号の説明】
1 吹込み成形部 2 吹込み金型 3 パリソン 8 搬送軸 10 延伸ロッド 12 従来法による圧搾空気動向 15 低圧エア供給源 16 高圧エア供給源 17 本発明による圧搾空気動向 18 空気圧式駆動部材 24 切換え低圧弁 29 圧搾空気タンク 30 カムディスク 31 空気溝 34 受流孔 39 排気域

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器の形状を与えるためテンパリング処
    理されたパリソンが挿入される吹込み金型を有する吹込
    み成形部へテンパリング処理済みパリソンを供給し、高
    圧吹込みエアを供給することによってパリソンを膨脹さ
    せ、高圧吹込みエアよりも圧力レベルが低い低圧エア供
    給源からの低圧エアを利用して、少なくとも1つの補足
    的な空気圧調整を行なう熱可塑性プラスチックからの容
    器成形方法において、 パリソン(3)の膨脹後、 吹込み金型(2)内に保持されている成形済み容器(4
    5)から流出する高圧吹込みエアを移送工程において低
    圧エア供給源(15)へ供給し、 低空気圧が所定の最大値を超えないように低圧エア供給
    源(15)の領域で圧力を検知し、 移送工程後、 吹込み金型(2)内に保持されている容器(45)を周
    囲圧まで排気することを特徴とする熱可塑性プラスチッ
    クからの容器成形方法。
  2. 【請求項2】 低圧エア供給源(15)に、 これとは別に、 吹込み成形部(1)の領域からの圧搾空気移送管とは独
    立の低圧エア供給源を設けて行なうことを特徴とする請
    求項1記載の容器形成方法。
  3. 【請求項3】 容器(45)への成形過程において、 パリソン(3)を長手軸線方向に延伸膨脹することを特
    徴とする請求項1又は2の何れか1項に記載の容器形成
    方法。
  4. 【請求項4】 高圧吹込みエアを供給する前に予備膨脹
    させるため、 容器(45)に低圧エアを供給することを特徴とする請
    求項1〜3の何れか1項に記載の容器形成方法。
  5. 【請求項5】 移送工程終了後、 容器(45)内を低圧エア供給源(15)内の圧力レベ
    ルに等しい圧力レベルに維持することを特徴とする請求
    項1〜4の何れか1項に記載の容器成形方法。
  6. 【請求項6】 高圧吹込みエア供給源(16)により、 容器に25〜40バールの圧力を作用させることを特徴
    とする請求項1〜5の何れか1項に記載の容器形成方
    法。
  7. 【請求項7】 低圧エア供給源(15)により、 容器に10〜25バールの圧力を作用させることを特徴
    とする請求項1〜6の何れか1項に記載の容器形成方
    法。
  8. 【請求項8】 位置決め動作を行なう空気圧式構造素子
    にエネルギーを供給するのに、 低圧エア供給源(15)を利用することを特徴とする請
    求項1〜7の何れか1項に記載の容器形成方法。
  9. 【請求項9】 容器(45)の形状が得られてから冷却
    により形状安定性が得られるまでの間に移送工程を行な
    うことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の
    容器形成方法。
  10. 【請求項10】 成形すべき容器に合わせた内側形状を
    有する金型を具え、テンパリング処理されたパリソンを
    受容するために設けた少なくとも1つの吹込み成形部を
    有し、パリソンを膨脹させるための高圧吹込みエア供給
    源を含み、吹込み成形部の領域に設けた少なくとも1つ
    の構造素子を、高圧吹込みエア供給源の領域内の高圧吹
    込みエアよりも低い圧力レベルを有する低圧エアを収容
    している低圧エア供給源と連通させることによって作動
    させるように構成した熱可塑性プラスチックからの容器
    成形装置において、 吹込み成形部を吹込みエア供給源に接続する接続素子の
    領域に、 主吹込み工程において高圧吹込みエアを吹込み成形部
    (1)へ誘導し、 主吹込み工程が終了した後の移送工程において、 吹込み成形部(1)と低圧エア供給源(15)との間
    に、吹込みエア移送のための接続関係を形成する切換え
    手段を設け、 吹込み工程終了後、 容器内部を周囲圧まで排気するエア逃がし手段に吹込み
    成形部(1)を接続し、 低圧エア供給源(15)に低圧エアの最大圧を検知する
    限圧器を設けたことを特徴とする熱可塑性プラスチック
    の容器形成装置。
  11. 【請求項11】 空気圧切換え工程を行なうため、 切換え弁(23,24)を利用することを特徴とする請
    求項10記載の容器形成装置。
  12. 【請求項12】 空気圧切換えを行なうため、 夫々異なる圧力の作用を受けるセグメントに分割された
    空気溝(31)を有するカムディスク(30)を設け、 受流孔(34)を設けた受流ディスク(32)が、 カムディスク(30)と相対的に回転することを特徴と
    する請求項10記載の容器形成装置。
  13. 【請求項13】 切換え弁(23,24)を電磁弁とし
    て構成したことを特徴とする請求項11記載の容器形成
    装置。
  14. 【請求項14】 低圧エア供給源(15)の領域に圧搾
    空気タンク(29)を設けたことを特徴とする請求項1
    0〜13の何れか1項に記載の容器形成装置。
  15. 【請求項15】 移送管の領域に、 少なくとも所定範囲に亘る限圧手段を形成する減圧器
    (25)を設けたことを特徴とする請求項10〜14の
    何れか1項に記載の容器形成装置。
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