JPWO2017142043A1 - ブロー成形装置およびブロー成形方法 - Google Patents

Abstract

本発明の装置は、樹脂製の有底のプリフォームを製造する射出成形ユニット（１０）と、ブロー成形ユニット（２０）と、プリフォームを支持する支持部（２７０）と、支持部（２７０）をブロー成形ユニット（２０）に搬送する搬送ユニット（３０）と、を備え、ブロー成形ユニット（２０）はさらに、射出成形ユニット（１０）で製造されたプリフォームを第一温度で熱処理ブローする第一工程を実行するための第一金型ユニット（２１０）と、熱処理ブローによりブロー成形された中間成形体を第一温度より低い第二温度でブロー成形して、容器を製造する第二工程を実行するための第二金型ユニット（２２０）と、第一工程と第二工程とを連続して実行するために、支持部（２７０）に対して第一金型ユニット（２１０）と第二金型ユニット（２２０）を相対的に移動させることが可能な移動ユニット（２４０）とを有する。

Description

本発明は、樹脂製容器を成形するブロー成形装置、およびブロー成形方法に関するものである。

ブロー成型装置は、大別してコールドパリソン方式（２ステージ方式とも称される）と称される方式と、ホットパリソン方式（１ステージ方式とも称される）と称される方式とがある。

現在、耐熱性能の高いペットボトルを製造する場合には、２ステージ方式が採用された装置が使用されることが多い（特許文献１参照）。２ステージ方式の装置では、プリフォーム製造のための射出成形装置と、ブロー成形装置とがオフラインの状態で接続される。このため、射出成形装置で製造されたプリフォームは、一旦は室温まで自然冷却されて所定の場所にストックされた後、ブロー成形装置に供給される。

また、１ステージ方式が採用された装置では、ペットボトルに耐熱性を付与させる手法も提案されている（特許文献２参照）。

日本国特許第５５０３７４８号公報 日本国特公平６−４７２６９号公報

上述の２ステージ方式の装置では、耐熱性の高いペットボトルを製造できるものの、プリフォームを一旦自然冷却した後にブロー適温まで加熱部で加熱する必要があるため、エネルギー効率が低いものであった。

一方、上述の１ステージ方式の装置では、プリフォームを室温まで冷却させないため、１ステージ方式の手法と比較してエネルギー効率は高いものの、２ステージ方式と比較して、十分な耐熱性能を得ることができなかった。

そこで、本発明は、エネルギー効率の向上と耐熱性能の向上とを両立させることが可能なブロー成形装置、およびブロー成形方法を提供することを目的とする。

樹脂製の有底のプリフォームを製造する射出成形ユニットと、
ブロー成形ユニットと、
前記プリフォームを支持する支持部と、
前記支持部を前記ブロー成形ユニットに搬送する搬送ユニットと、を有し、
前記ブロー成形ユニットは、
前記プリフォームを第一温度で熱処理ブローする第一工程を実行するための第一金型と、前記熱処理ブローによりブロー成形された中間成形体を前記第一温度より低い第二温度でブロー成形して、容器を製造する第二工程を実行するための第二金型と、前記第一工程と前記第二工程とを連続して実行するために、前記支持部に対して前記第一金型と前記第二金型を相対的に移動させることが可能な移動ユニットと、を有する。

この構成によれば、射出成形ユニットで製造されたプリフォームが、室温まで冷却されることなく熱処理ブローされるため、プリフォームをブロー適温まで再加熱するエネルギーを要さない。このため、エネルギー効率を向上させることができる。また、第一金型と第二金型とを別々に有しているため、熱処理ブローを行なう第一工程を、次に連続して実行される第二工程とは独立して実行することができる。このため、第一工程の熱処理ブローで使用する第一温度を、第二工程で使用する第二温度よりも高い温度、例えば樹脂の結晶化を促進させる温度に設定することができ、十分な耐熱性が付与された容器を得ることができる。また、第一工程と第二工程とを連続して実行することができ、中間成形体に対して温度低下を回避するための温調等の処理をする必要が無く、エネルギー効率を向上させることができる。

また、本発明のブロー成形装置において、
前記移動ユニットは、
長尺かつ板状の固定部と、
前記固定部上で前記固定部の長手方向に沿って移動可能な板状の第一可動部と、
前記第一可動部上で前記長手方向に対して垂直に交差する方向に移動可能な板状の第二可動部と、
を備え、
前記第一金型及び前記第二金型は、前記第二可動部上に固定されていることが好ましい。

この構成によれば、第一工程と第二工程とを連続して実行するための機械的構成を簡易的に実現することができる。

また、本発明のブロー成形装置は、
前記第一工程において前記支持部が前記プリフォームを支持する位置と、前記第二工程において前記支持部が前記中間成形体を支持する位置とは同じであることが好ましい。

この構成によれば、プリフォームを第一温度で熱処理ブローする第一工程と、中間成形体を第二温度でブロー成形して容器を製造する第二工程とを別々にスムーズに連続して行なうことができる。

また、本発明のブロー成形装置において、
前記第一金型は、前記プリフォームが配置される第一空間を規定する第一内壁面を有し、
前記第二金型は、前記中間成形体が配置される第二空間を規定する第二内壁面を有し、
前記第一空間は前記第二空間より大きいことが好ましい。

この構成によれば、熱処理ブローの際に、熱処理ブロー後の収縮も考慮して、プリフォームを大きめにブロー成形することができる。よって、最終成形品（容器）に残存する残留応力（延伸配向により生ずるヒズミ）を小さくすることができる。

また、本発明のブロー成形装置は、
前記射出成形ユニットで製造された前記プリフォームを均等な温度分布に近付けるための温調処理を行なう温調ユニットを、備え、
前記ブロー成形ユニットは、前記温調ユニットで前記温調処理が実行された前記プリフォームに対して前記熱処理ブローを行なうことが好ましい。

射出成形ユニットで製造された直後のプリフォームでは、射出時の熱の影響で、プリフォーム上の温度分布に偏りがあることがある。
上記構成によれば、射出成形されたプリフォームに対して温調処理を行ない、温調処理後のプリフォームに対して熱処理ブローが行なわれるため、中間成形体や最終の容器上において生じ得る偏温を小さくすることができ偏肉が生じにくくなる。このため、さらに安定した耐熱性を得ることができる。

また、本発明のブロー成形方法は、
樹脂製の有底のプリフォームを射出成形する射出成形工程と、
前記射出成形の工程で製造されたプリフォームを第一金型を用いて第一温度で熱処理ブローする第一工程と、前記熱処理ブローによりブロー成形された中間成形体を、第二金型を用いて前記第一温度より低い第二温度でブロー成形して容器を製造する第二工程と、を連続して行なう連続ブロー工程と、
を含む。

この方法によれば、第一金型を用いて熱処理ブローを行なう第一工程は、第二金型を用いる第二工程とは独立して実行されるため、第一工程の熱処理ブローで使用する第一温度を、第二工程で使用する第二温度よりも高い温度、例えば樹脂の結晶化を促進させる温度に設定することができ、十分な耐熱性が付与された容器を得ることができる。また、第一工程と第二工程とを連続して実行するため、中間成形体に対して温度低下を回避するための温調等の処理をする必要が無く、エネルギー効率を向上させることができる。
以上のように、上記構成によれば、エネルギー効率の向上と耐熱性能の向上とを両立させることが可能なブロー成形方法を提供することができる。

また、本発明のブロー成形方法は、
前記射出成形工程の後、前記射出成形工程で製造された前記プリフォームを均等な温度分布に近付けるための温調処理を行なう温調工程を、含み、
前記連続ブロー工程の前記第一工程では、前記温調工程で前記温調処理が実行された前記プリフォームに対して前記熱処理ブローを行なうことが好ましい。

射出成形ユニットで製造された直後のプリフォームでは、射出時の熱の影響で、プリフォーム上の温度分布に偏りがあることがある。
上記方法によれば、射出成形されたプリフォームに対して温調処理を行ない、温調処理後のプリフォームに対して熱処理ブローが行なわれるため、中間成形体や最終の容器上において生じ得る偏温を小さくすることができ偏肉が生じにくくなる。このため、さらに安定した耐熱性を得ることができる。

また、本発明のブロー成形方法において、
前記第一温度は、ポリエチレンテレフタレートの結晶化が促進されやすい温度であることが好ましい。

この方法によれば、さらに、耐熱性の良い容器を得ることができる。

本発明によれば、エネルギー効率の向上と耐熱性能の向上とを両立させることが可能なブロー成形装置、およびブロー成形方法を提供することができる。

（ａ）は本発明に係るブロー成形装置の構成図であり、（ｂ）は（ａ）の水平面図である。 ブロー成形ユニットの構成を説明する斜視図である。 （ａ），（ｂ）は金型ユニットの構成を説明する図である。 図２のブロー成形ユニットを前方側から見た図である。 ブロー成形ユニットを構成する固定部と第一可動部とを説明する図である。 ブロー成形ユニットを構成する第一可動部と第二可動部を説明する図である。 本発明に係るブロー成形方法を説明するフローチャートである。 ブロー成形方法における第一金型ユニットの待機状態からプリフォームの配置までの各工程を示す図である。 ブロー成形方法における熱処理ブローの型締めから型開きまでの各工程を示す図である。 ブロー成形方法における金型ユニットの移動から最終ブローの型締めまでの各工程を示す図である。 ブロー成形方法における最終ブローの成形から型開きまでの各工程を示す図である。 ブロー成形方法における金型ユニットの移動からブロー成形終了までの各工程を示す図である。 ブロー成形ユニットの変形例を示す図である。

以下、本実施形態の一例について、図面を参照して説明する。
先ず、図１を参照して、ブロー成形装置について説明する。
なお、各図において、前後方向、左右方向、上下方向が図示されているが、本例では、これらの各方向は互いに直交している。前後方向は、後述する２つの金型ユニット２１０，２２０がガイドレール上をスライド移動する方向の一例である。左右方向は、後述する第一金型ユニット２１０や第二金型ユニット２２０が型開き又は型閉めするときの金型の移動方向の一例である。上下方向は、後述する支持部２７０が昇降する方向の一例である。各方向の名称は、装置が水平面に設置された場合に、操作者（観察者）から装置を見た方向で定義されているが、これらの方向の名称は一例であり、発明の適用範囲を限定するものではない。
ブロー成形装置１は、基台１１の上に、プリフォームを製造するための射出成形ユニット１０と、製造されたプリフォームの温度を調整するための温調ユニット１５とを備えている。射出成形ユニット１０には、容器の原材料である樹脂を供給する射出装置１２が接続されている。また、ブロー成形装置１は、プリフォームをダブル・ブローして容器を製造するためのブロー成形ユニット２０と、製造された容器を取り出すための取出ユニット２５とを基台１１の上に備えている。
このように、ブロー成形装置１は、全体としては、１ステージ式の構成になっている。

射出成形ユニット１０、温調ユニット１５、ブロー成形ユニット２０、及び取出ユニット２５は、搬送ユニット（搬送機構）３０を中心として所定角度（本例では９０度）ずつ回転した位置に設けられている。搬送ユニット３０は回転板等で構成されており、回転板には４つのネック型が取付けられている。射出成形ユニット１０で製造されたプリフォームまたはブロー成形ユニット２０で製造された容器は、その口部がネック型に支持されて、回転板の回転に伴って各部に搬送される。なお、本例の回転板は４つの扇状の移送板から形成されており、射出成形ユニット１０とブロー成形ユニット２０の位置に配された回転板は昇降可能に構成されている。

射出成形ユニット１０は、図示を省略する射出キャビティ型、射出コア型等を備えている。射出成形ユニット１０は、これらの型が型閉じされることで形成されるプリフォーム形状の空間内に、射出装置１２から樹脂材料が流し込まれることにより、有底筒状のプリフォームを製造するように構成されている。

温調ユニット１５は、射出成形ユニット１０で製造されたプリフォームの温度を、プリフォーム全体において均等な温度分布に近付けるための温度調整を行うように構成されている。また、温調ユニット１５は、プリフォームを延伸ブローするための適した温度（例えば約９０〜１００℃）に調整するように構成されている。例えば、プリフォームを温調ポット内に配置し、プリフォームの口部に嵌入した温調ブローコア型からブロー圧を導入する。導入したブロー圧によりプリフォームを予備ブローさせて温調ポット内面に接触させ、プリフォームをブロー適温に調整する。また、予備ブローを行わずに、単に温調（加熱）コア型や温調（加熱）ポットから発せられる熱により、非接触状態でプリフォームを温度調整する方式でも良い。

ブロー成形ユニット２０は、温調ユニット１５で温度調整されたプリフォームに対して、後述する熱処理ブローと最終ブローとを連続して行うことにより、樹脂製の容器を製造するように構成されている。ブロー成形ユニット２０は、熱処理ブローと最終ブローとを行うために前後方向へ移動可能に構成された独立する２つの金型ユニット２１０，２２０とが設けられている。

取出ユニット２５は、ブロー成形ユニット２０で製造された容器のネック部をネック型から開放して、容器をブロー成形装置１の外部へ取り出すように構成されている。

次に、図１〜図６を参照して、ブロー成形ユニット２０について詳述する。

ブロー成形ユニット２０は、図１，図２に示すように、割型からなる第一金型ユニット２１０（第一金型の一例）及び第二金型ユニット２２０（第二金型の一例）と、第一金型ユニット及び第二金型ユニットを移動させることが可能な移動ユニット２４０と、を備え、プリフォームや中間成形体等を支持する支持部２７０等の下方に設置されている。なお、本例では、支持部２７０はネック型で構成されている。

第一金型ユニット２１０内には、図３（ａ）に示すように、プリフォーム５を熱処理ブローして中間成形体をブロー成形するための第一金型部２１１が複数（本例では６個）設けられている。熱処理ブローとは、ヒートセットを伴う一次ブローのことをいう。第二金型ユニット２２０内には、図３（ｂ）に示すように、中間成形体６を最終ブローして容器をブロー成形するための第二金型部２２１が複数（本例では６個）設けられている。最終ブローとは、アニーリングと最終的な容器形状への賦形処理を伴う２次ブローのことをいう。

第一金型部２１１は、第一内壁面２１３で規定される第一空間２１２を有しており、第一空間２１２内には支持部２７０に支持されたプリフォーム５が配置される。第二金型部２２１は、第二内壁面２２３で規定される第二空間２２２を有しており、第二空間２２２内には支持部２７０に支持された中間成形体６が配置される。第一金型部２１１の第一空間２１２の大きさは、第二金型部２２１の第二空間２２２よりも大きい若しくは略同等の容積（サイズ）を有するように形成されている。第一金型部２１１の第一内壁面２１３は、凹凸の少ない壁面で構成されており、第二金型部２２１の第二内壁面２２３は、容器の外周壁を形成するための凹凸を有した壁面で構成されている。

第一金型ユニット２１０と第二金型ユニット２２０とには、図示を省略する加熱装置や温調装置が設けられており、第一金型部２１１と第二金型部２２１とをそれぞれ温度調節できるように構成されている。第一金型部２１１の第一内壁面２１３は、プリフォーム５を熱処理ブローするための第一温度（例えば170〜190℃）に温度調節される。第二金型部２２１の第二内壁面２２３は、中間成形体６を最終ブローするための第二温度（例えば110〜120℃）に温度調節される。第一温度は、樹脂の延伸のし易さや、金型の内壁面との接触による温度低下を考慮して、製造される容器の樹脂材料（例えばポリエチレンテレフタレート）の結晶化が促進されやすい温度（例えば130〜140℃）より高めに設定されており、第二温度は、第一温度よりも低い温度に設定されている。

第一金型ユニット２１０には、一対の第一割型固定板２１１ａの一方の内表面の下方に第一金型部２１１用の底型２１４が連結されており、第二金型ユニット２２０には、一対の第二割型固定板２２１ａの一方の内表面の下方に第二金型部２２１用の底型２２４が連結されている。底型２１４は第一金型部２１１に対して、底型２２４は第二金型部２２１に対してそれぞれ昇降可能に構成されている。なお、後述するように、第一金型ユニット２１０及び第二金型ユニット２２０を開いた状態のとき、底型２１４，２２４は第一割型固定板２１１ａもしくは第二割型固定板２２１ａと一体でスライド移動させられるため、底型２１４，２２４を昇降駆動させるブロー成形装置1の昇降装置２８０（昇降ロッド）に常態で固定させることはできない。よって、底型２１４，２２４（もしくはそれらを一体化させた底型固定板２１４ｃ、２２４ｃ）の下面には、第一金型ユニット２１０及び第二金型ユニット２２０が閉じた状態のときのみ昇降装置２８０と連結できる機構（連結機構）を設けている。連結機構は、底型２１４より垂下する軸部２１４ａと連結ブロック２１４ｂとからなる。また、連結機構は、底型２２４より垂下する軸部２２４ａと連結ブロック２２４ｂとからなる。

移動ユニット２４０は、図４に示すように、最下部に配置される固定部２４１と、固定部２４１の上側に配置される第一可動部２４２と、第一可動部の上側に配置される第二可動部２４３とを有している。また、移動ユニット２４０は、第一可動部２４２を移動させるための少なくとも一つのモータ（第一駆動機構，ブロー型スライド移動機構）２４４と、第二可動部２４３を移動させるための一対の油圧シリンダ（第二駆動機構，一つの型開閉機構（一つの型締め機構））２４５とを有している。

図５は、移動ユニット２４０の固定部２４１と第一可動部２４２とを示した図である。固定部２４１は、長尺で板状からなる部材によって形成されている。固定部２４１の上面には、固定部２４１の長手方向（前後方向）へ伸びる２本のガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂが平行に設けられている。ガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂには、それぞれ複数（本例では４個）のブロック２５２がガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂに沿って移動可能に取り付けられている。また、固定部２４１の長手方向（前後方向）の中央位置には、貫通孔２４１ａが設けられている。この貫通孔２４１ａの上方より、昇降装置２８０の先端が底型２１４，２２４の連結機構と連結可能に突出している。なお、基台１１の上面に、直接、ガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂを敷設させ、固定部２４１として機能させても良い。

第一可動部２４２は、固定部２４１より前後長が短い長尺の板状の部材で形成されており、その下面側が各ブロック２５２の上部に固定されている。第一可動部２４２は、ブロック２５２の移動に伴って、ブロック２５２と共にガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂに沿って移動するように構成されている。

モータ２４４には、例えばガイドレール２５１Ｂに沿って配置された棒状の軸部２５４が連結されており、モータ２４４の回転に伴って軸部２５４が回転するように構成されている。軸部２５４には連結部２５５が取り付けられており、軸部２５４の回転に伴い連結部２５５が軸部２５４に沿って移動する。連結部２５５は、ガイドレール２５１Ｂのブロック２５２に連結されており、連結部２５５の移動に伴いブロック２５２及び第一可動部２４２がガイドレール２５１Ｂに沿って移動する。なお、連結部２５５は第一可動部２４２に連結させる構成としても構わない。

また、第一可動部２４２の上面には、第二可動部２４３が移動するためのガイド溝２５６Ａ〜２５６Ｄ（後述する）が設けられている。

図６は、移動ユニット２４０の第一可動部２４２と第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂとを示した図である。第一可動部２４２のガイド溝２５６Ａ〜２５６Ｄは、上記固定部２４１におけるガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂの方向に対して垂直に交差する方向（左右方向）へ伸びるように設けられている。ガイド溝２５６Ａ〜２５６Ｄの各々には、複数（本例では２個）のブロック２５７がガイド溝２５６Ａ〜２５６Ｄに沿って移動可能に取り付けられている。
また、第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂが載置される部位に対応した第一可動部２４２の箇所には、貫通孔２４２ａ，２４２ｂが設けられており、底型２１４，２２４と昇降装置２８０との連結を可能としている。底型２１４，２２４と昇降装置２８０とが非連結である場合は、昇降装置２８０の先端は貫通孔２４２ａ，２４２ｂより下方に退避されており干渉しないため、第一可動部２４２（金型ユニット２１０，２２０）のスライド移動が可能となる。なお、非連結状態にある底型２１４，２２４の連結機構の下端は、貫通孔２４２ａ，２４２ｂより上方に配置されていても良いし、貫通孔２４２ａ，２４２ｂより下方に突出して固定部２４１より上方の位置に配置されていても良い。

第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂは、左右方向に割れる一対の板状の部材で形成されており、その下面側がブロック２５７の上部に固定されている。一対の第二可動部２４３Ａの各々は、ガイド溝２５６Ａと２５６Ｂにまたがって配置されており、ガイド溝２５６Ａと２５６Ｂに取付けられているブロック２５７に固定されている。同様に第二可動部２４３Ｂの各々は、ガイド溝２５６Ｃと２５６Ｄに取付けられているブロック２５７に固定されている。第二可動部２４３Ａの各々は、固定されているブロック２５７の移動に伴い、ブロック２５７と共にガイド溝２５６Ａ，２５６Ｂに沿ってそれぞれ独立して移動するように構成されている。同様に、第二可動部２４３Ｂの各々は、固定されているブロック２５７と共にガイド溝２５６Ｃ，２５６Ｄに沿ってそれぞれ独立して移動するように構成されている。なお、上記例ではガイド溝２５６Ａ〜２５６Ｄとブロック２５７とを設けているが、例えば図５で説明したガイドレールとブロックを設けるようにしても良い。

また、第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂの上面には、油圧シリンダ２４５のシリンダ板（型開閉板）２６２と係合することが可能な例えば一条の凸部２５８が形成されている。凸部２５８は、上記固定部２４１のガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂが伸びる方向と同じ方向へ伸びている。

また、第一可動部２４２及び第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂには、第一可動部２４２に対する第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂの位置をそれぞれ所定の型開き位置に固定するための位置決め手段２５９が設けられている。第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂは、例えば第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂに形成された穴２５９ａと第一可動部２４２に形成された穴２５９ａとを合致させて上方側から位置決めピン２５９ｂを差し込むことにより第一可動部２４２に対する所定の位置に固定される。また、位置決め手段２５９により、金型ユニット２１０，２２０は、第一可動部２４２をスライド移動させる場合は常に所定の型開き位置での固定状態に設定され、第二可動部２４３を型開閉方向に移動させる前には必ず固定状態が解除される。

一対の第二可動部２４３Ａ上には、第一金型ユニット２１０の各割型がそれぞれ固定され、一対の第二可動部２４３Ｂ上には、第二金型ユニット２２０の各割型がそれぞれ固定される。なお、第一金型ユニット２１０または第二金型ユニット２２０が型閉じ状態にあるとき、一対の第二可動部２４３Ａ（２４３Ｂ）の間には隙間（貫通孔）２４３ａ（２４３ｂ）が形成される。底型２１４、２２４の連結機構は、第二可動部２４３Ａ（２４３Ｂ）の隙間（貫通孔）２４３ａと第一可動部２４２の貫通孔２４２a（２４２b）を介し、固定板２４１の貫通孔２４１aから突出する昇降装置２８０に連結される。

油圧シリンダ２４５は、ピストンの移動に伴って伸び縮みするシリンダロッド（伸縮機構）２６１と、シリンダロッド２６１の先端部に取付けられたシリンダ板（型開閉板）２６２とを有する（図２，図４参照）。一対の油圧シリンダ２４５は、固定部２４１の長手方向（前後方向）における中央部の左右両側にシリンダ板２６２を互いに対向させるようにして配置されている。シリンダ板２６２には、第一金型ユニット２１０に形成されている凹部２１５または第二金型ユニット２２０に形成されている凹部２２５と係合するための凸部２６３が設けられている。また、シリンダ板２６２には、第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂの凸部２５８と係合するための凹部２６４が設けられている。凸部２６３と凹部２６４とは、上記固定部２４１のガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂが伸びる方向と同じ方向へ伸びている。なお、第一金型ユニット２１０の凹部２１５及び第二金型ユニット２２０の凹部２２５も上記固定部２４１のガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂが伸びる方向と同じ方向へ伸びている。

油圧シリンダ２４５は、シリンダ板２６２を上記各部に係合させることにより、シリンダ板２６２が第一金型ユニット２１０または第二金型ユニット２２０の背面に当接し、シリンダロッド２６１を伸び縮みさせることで第一金型ユニット２１０または第二金型ユニット２２０を押引してその位置を制御している。

支持部２７０の上方には、図示を省略するブローコア型が設けられている。ブローコア型は、支持部２７０で支持されたプリフォーム５または中間成形体６の口部に嵌入され、ブローエアーを第一金型ユニット２１０内のプリフォーム５内に導入することでプリフォーム５を中間成形体６にブロー成形し、また、第二金型ユニット２２０内の中間成形体６内にブローエアーを導入することで中間成形体６を容器にブロー成形する。また、支持部２７０の上方には、ロッドのストロークが調整可能に構成された延伸ロッドが設置されている。支持部２７０は、例えば、昇降可能に構成されており、割型が開放された状態の第一金型ユニット２１０に対して複数のプリフォーム５（本例では６個）を出し入れし、第二金型ユニット２２０に対して複数の中間成形体６（本例では６個）を出し入れする。つまり、ブローコア型と延伸ロッドは、第一金型ユニット２１０（熱処理ブロー）と第二金型ユニット２２０（最終ブロー）とで共用される。

ブロー成形ユニット２０は、上記のような構成、すなわち、モータ（第一駆動機構）２４４により第一可動部２４２をスライド移動させることにより、熱処理ブロー型を備えた第一金型ユニット２１０と最終ブロー型を備えた第二金型ユニット２２０とを交互に一対の油圧シリンダ（第二駆動機構、型開閉機構）２４５の間に進入させることが可能な構成を有している。このようにして、支持部２７０に対して第一金型ユニット２１０と第二金型ユニット２２０とを相対的に移動させることにより、熱処理ブローと最終ブローとを連続して実行することが可能になっている。「相対的」に移動させるとは、固定部２４１上に配置された第一金型ユニット２１０と第二金型ユニット２２０とを、プリフォーム５または中間成形体６を支持している支持部２７０に対して、ガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂが伸びている方向へ第一可動部２４２をスライドさせることにより同時に移動させる例に限らない。例えば、第一金型ユニット２１０と第二金型ユニット２２０に対して、支持部２７０を前後方向に移動させる構成も含まれる。また、ブロー成形ユニット２０は、上述の通り、一対のシリンダ板（型開閉板）２６２の間に、それとは非連結状態の第一金型ユニット２１０および第二金型ユニット２２０を、移動ユニット２４０により順次進退させることができる構成になっている。つまり、一つの型開閉機構２４５で二つの金型ユニット２１０、２２０の型開閉および型締めの処理を実施し、支持部材２７０のプリフォーム５に対して、熱処理ブローと最終ブローとからなるダブル・ブロー（連続ブロー工程）を同じ位置で連続して行える構成になっている。

次に、図７〜図１２を参照して、ブロー成形方法について説明する。
先ず、射出成形ユニット１０において、型閉じにより形成された空間内に、射出装置１２から樹脂を射出して６個のプリフォーム５を製造する（ステップＳ１０１）。

続いて、搬送ユニット３０により各プリフォーム５を温調ユニット１５へ搬送する。温調ユニット１５において、各プリフォーム５の全体が均一な温度分布であって、延伸ブローするための適した温度に近付けるための温度調整を行う（ステップＳ１０２）。

なお、ブロー成形ユニット２０において、第一可動部２４２をガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂに沿ってスライド移動させて、第一金型ユニット２１０がプリフォーム５を熱処理ブローする位置に待機させておく。このとき第一金型ユニット２１０と第二金型ユニット２２０は、いずれも割型を開いた状態とされている。第二金型ユニット２２０が配置された第二可動部２４３Ｂは、位置決め手段２５９によって所定の型開き位置に固定されている。第一金型ユニット２１０が配置された第二可動部２４３Ａは、位置決め手段２５９による固定状態が解除されてガイド溝２５６Ａ，２５６Ｂに沿って移動可能な状態とされている。また、油圧シリンダ２４５のシリンダ板２６２は、凸部２６３が第一金型ユニット２１０の凹部２１５と係合し、凹部２６４が第二可動部２４３Ａの凸部２５８と係合した状態となっている（図８のａ１０１，ｂ１０１参照）。第一金型ユニット２１０が熱処理ブローする位置にて待機させた後、底型２１４に連結される昇降装置（昇降ロッド）２８０を下方の待機位置から上方の連結位置へと上昇させる。なお、昇降装置２８０はブロー成形機１側に昇降可能に固定されている。

続いて、各プリフォーム５を支持する支持部２７０を移動させて、温調処理された各プリフォーム５を第一金型ユニット２１０に設けられている各第一金型部２１１の第一空間２１２内にそれぞれ配置する（ステップＳ１０３、図８のａ１０２，ｂ１０２参照）。

続いて、油圧シリンダ２４５のシリンダロッド２６１を伸ばすことにより第二可動部２４３Ａをガイド溝２５６Ａ，２５６Ｂに沿って移動させて第一金型ユニット２１０を型閉じするとともに、機械側の昇降装置２８０と底型２１４とを連結させる。その後、底型２１４を更に上昇させて第一金型部２１１に接触させ、中間成形体６用の第一空間２１２を形成させる。このとき加熱装置により、第一金型部２１１の第一内壁面２１３は第一温度（例えば170℃）に温度調節され、底型２１４は例えば100℃に温度調整されている。ブローコア型からプリフォーム５内にブローエアーを導入するとともに、延伸ロッドを第一空間２１２の縦軸長さに合わせて伸ばし、第一金型部２１１内においてプリフォーム５を中間成形体６に熱処理ブロー成形する（ステップＳ１０４、図９のａ１０３，ｂ１０３参照）。

続いて、底型２１４を下降させて第一金型部２１１と非接触状態とした後、シリンダロッド２６１を縮めることにより第二可動部２４３Ａをガイド溝２５６Ａ，２５６Ｂに沿って上記ｂ１０３とは逆方向へ移動させて、熱処理ブローした第一金型ユニット２１０を型開きする（図９のａ１０４，ｂ１０４参照）。型開きと同時に、連結位置にて底型２４１と昇降装置２８０との連結の解除を行い、次いで、昇降装置２８０を下降させて待機位置へと戻す。また、第一金型ユニット２１０（第二可動部２４３Ａ）の位置が型開きされた位置で止まるように位置決め手段２５９によって固定される。第一金型部２１１内で熱処理ブローされた直後の各中間成形体６の大きさは、第二金型部２２１の第二空間２２２よりも大きいか略同等の容積（サイズ）に形成されている。第一金型ユニット２１０を上記型開きすることで第一金型部２１１から離型した各中間成形体６は、縮小して第二金型部２２１の第二空間２２２と同等もしくは小さい大きさに変形する。

続いて、モータ２４４により、第一可動部２４２をガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂに沿ってスライド移動させて、第二金型ユニット２２０が各中間成形体６を最終ブローする位置にくるようにする（ステップＳ１０５、図１０のａ１０５，ｂ１０５参照）。この場合、支持部２７０は位置を移動せず、各プリフォーム５を支持していた支持部２７０の位置（図８のａ１０２，ｂ１０２参照）と、各中間成形体６を支持する支持部２７０の位置（図１０のａ１０５，ｂ１０５参照）とは同じ位置で維持されている。第一金型ユニット２１０と第二金型ユニット２２０とは、熱処理ブローに連続して最終ブローを行うために、上記同じ位置に維持された支持部２７０に対して、ガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂが伸びている方向に沿って相対的に移動される。「ブローを連続して行う」とは、本例では第一金型ユニット２１０で熱処理ブローされた中間成形体６の温度が例えば常温レベルまで大きく低下しないようにブロー間隔を大きく開けず（例えば５〜１０秒以内に）最終ブローを行うことをいう。

第一可動部２４２のスライド移動により、第一金型ユニット２１０の凹部２１５とシリンダ板２６２の凸部２６３との係合が外れるとともに、第二可動部２４３Ａの凸部２５８とシリンダ板２６２の凹部２６４との係合が外れる。そして、第二金型ユニット２２０の凹部２２５がシリンダ板２６２の凸部２６３と係合し、第二可動部２４３Ｂの凸部２５８がシリンダ板２６２の凹部２６４に係合する。なお、第二金型ユニット２２０が最終ブローの位置に到達する前に、昇降装置２８０を下方の待機位置から上方の連結位置へと上昇させておく。

続いて、位置決め手段２５９による第二金型ユニット２２０の固定状態を解除し、シリンダロッド２６１を伸ばすことで第二可動部２４３Ｂをガイド溝２５６Ｃ，２５６Ｄに沿って移動させて第二金型ユニット２２０を型閉じするとともに、底型２２４と昇降装置２８０とを連結させる。次いで、底型を上昇させて第二金型部２２１に接触させ、各中間成形体６を第二金型部２２１の第二空間２２２内に収容する（ステップＳ１０６、図１０のａ１０６，ｂ１０６参照）。このとき温調装置により、第二金型部２２１の第二内壁面２２３は第二温度（例えば120℃）に温度調節され、底型２２４は例えば100℃に温度調整されている。

続いて、ブローコア型から中間成形体６内にブローエアーを導入するとともに、延伸ロッドを第二空間２２２の縦軸長さに合わせて伸ばし、第二金型部２２１内において６個の中間成形体６を６個の容器７に最終ブロー成形する（ステップＳ１０７、図１１のａ１０７，ｂ１０７参照）。

続いて、底型２２４を下降させて第二金型ユニット２２０と非接触状態とした後、最終ブローした第二金型ユニット２２０を型開きする（図１１のａ１０８，ｂ１０８参照）。同時に、底型２２４と昇降装置２８０との連結を解除し、昇降装置２８０を下降させる。第二金型ユニット２２０を上記型開きすることにより、容器７が第二金型部２２１から離型する。支持部２７０を上昇させて、支持部２７０に支持されている各容器７を回収する（ステップＳ１０８）。

続いて、位置決め手段２５９により第二金型ユニット２２０を固定状態に設定した後、モータ２４４により、第一可動部２４２をガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂに沿ってスライド移動させて（図１２のａ１０９，ｂ１０９参照）、第一金型ユニット２１０がプリフォーム５を熱処理ブローする位置にくるブロー成形の開始状態に戻す（ステップＳ１０９、図１２のａ１１０，ｂ１１０参照）。

ところで、１ステージ・１ブロー方式と称されるように、熱処理ブローと最終ブローとを兼ねて、プリフォームに対して一度のみブローを行い最終容器を成形する方式では、金型への張り付き等の影響を考慮すると、ブロー型をあまり高温に設定することはできなかった（例えば１３０℃程度でしかブローできなかった。）。この結果、１ステージ・１ブロー方式で製造されたペットボトルは、２ステージ・２ブロー方式で製造されたペットボトルと比べて、ペットボトルの結晶化密度があまり高くならない。また、ブロー成形時に生じるペットボトルの歪（残留応力）も多くなる。

一方、２ステージ・２ブロー方式の装置では、耐熱性の高いペットボトルを製造できるものの、プリフォームを一旦自然冷却した後にブロー適温まで加熱部で加熱する必要があるため、エネルギー効率が低くなる。また、２ステージ・２ブロー方式では装置が大型化し、設備スペースも広く確保することが必要となる。例えば、型締め機構やブロー機構を２つ設置しなければならない。

これに対し、本実施形態のブロー成形装置１、及びブロー成形方法では、プリフォーム５を射出成形した後に、プリフォーム５の熱処理ブローと、中間成形体６の最終ブローとを別々に連続して行う１ステージ・２ブロー方式を採用している。このため、射出成形ユニット１０で製造されたプリフォーム５が、室温まで冷却されることなく熱処理ブローされるので、プリフォーム５をブロー適温まで再加熱するエネルギーを要さず、エネルギー効率を向上させることができる。

また、本例の１ステージ・２ブロー方式の構成によれば、２ステージ・２ブロー方式と比較して、ブロー成形装置１を小型化することが可能であり、ブロー成形装置１の設備コストを低減することができ、また、設置スペースを小さくすることができる。例えば、型閉め機構が一つで済むほか、ブロー成形装置１の設置も一回で済む。また、射出成形、熱処理ブロー、及び最終ブローを短時間で実行することができ、繰り返し処理することができる。

また、複数の第一金型部２１１が設けられた第一金型ユニット２１０と複数の第二金型部２２１が設けられた第二金型ユニット２２０とを別々に有しているため、熱処理ブローを行なう工程を、次に連続して実行される最終ブローの工程とは独立して実行することができる。このため、熱処理ブローの工程で使用する第一温度を、最終ブローの工程で使用する第二温度（例えば120℃）よりも高い温度、例えば樹脂の結晶化を促進させる温度（例えば170℃）に設定することができ、十分な耐熱性が付与された容器を得ることができる。なお、「十分な」耐熱性とは、例えば、殺菌目的で高温にされた約９０℃以上の液体を充填した場合にも、収縮変形がほとんど生じない程度の耐熱性を意味する。

また、固定部２４１上に配置された第一金型ユニット２１０と第二金型ユニット２２０とをガイドレール２５１Ａ，２５１Ｂに沿って同時にスライド移動させることで、金型ユニットをプリフォーム５を熱処理ブローする第一金型ユニット２１０から中間成形体６を最終ブローする第二金型ユニット２２０へと交代させることができる。このため、熱処理ブローの工程と最終ブローの工程とをスムーズに連続して実行することができ、中間成形体６に対して温度低下を回避するための処理をする必要が無く、エネルギー効率を向上させることができる。また、上述の構成により、支持部２７０を構成するネック型（ネック型固定板）のサイズは従来の１ステージ方式の装置のものから特段変更させる必要も無く、それと同等数量のプリフォームを搬送させることが可能になる。よって、１ステージ・１ブロー方式と同等の生産量を維持しつつも、より耐熱性の高いボトルを製造することができる。

また、熱処理ブローの工程と最終ブローの工程を連続して実行するための機械的構成を、固定部２４１の長手方向に沿って移動可能な第一可動部２４２と、長手方向に垂直に交差する方向へ移動可能な第二可動部２４３とにより簡易的に実現することができる。

また、プリフォーム５を支持するときの支持部２７０と中間成形体６を支持するときの支持部２７０とは共用されるため、同じ位置に保持される。このため、プリフォーム５を第一温度で熱処理ブローする工程と、中間成形体６を第二温度でブロー成形して容器を製造する工程とを別々にスムーズに連続して行なうことができる。

第一金型部２１１の第一空間２１２は第二金型部２２１の第二空間２２２より大きい若しくはほぼ同じサイズ（容積）を有するように形成されている。このため、熱処理ブロー後の収縮も考慮して第一空間２１２を第二空間２２２より大きくし、プリフォーム５を最終容器のサイズ（容積）より一時的に大きくブロー成形し、高延伸させることもできる。これにより、最終成形品（容器）に残存する残留応力（延伸配向により生ずるヒズミ）を小さくすることができる。

射出成形ユニット１０で製造された直後のプリフォーム５では、射出時の熱の影響で、プリフォーム５上の温度分布に偏りが生じることがある。これに対して上記構成では、射出成形されたプリフォーム５に対して温調処理を行ない、温調処理後のプリフォーム５に対して熱処理ブローが行なわれるため、中間成形体６や最終の容器７上において生じ得る偏温を小さくすることができ偏肉が生じにくくなる。このため、さらに安定した耐熱性を得ることができる。

また、移動ユニット２４０には、第一可動部２４２に対する第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂの位置を位置決めする位置決め手段２５９が設けられているため、第二可動部２４３Ａ，２４３Ｂの位置を精度よく位置決めすることができる。より具体的には、第一可動部２４２（金型ユニット２１０，２２０）のスライド移動の前後において、シリンダ板（型開閉板）２６２と第一金型部２１１および第二金型部２２１との間隙を最適に保つことが可能になる。このため、第一可動部２４２をスライド移動させる際において、位置ずれに起因する金型ユニット及び第二可動部とシリンダ板との係合の不具合が発生しにくくなる。

したがって、上記構成によれば、エネルギー効率の向上と耐熱性能の向上とを両立させることが可能なブロー成形装置１、及びブロー成形方法を提供することができる。

また、従来の２ステージ・１ブロー方式の装置では、高温充填に耐えうるペットボトルを製造できるものの、プリフォームを一旦自然冷却した後にブロー適温まで加熱部で加熱する必要があるため、エネルギー効率が低いものであった。また、小品種のボトルを大量生するのに適した装置であり、多品種のボトルを小ロットで生産する場合はオーバースペックともなりがちで、コスト的にもニーズに合わないものであった。
また、この２ステージ・１ブロー方式で製造されたボトルの耐熱性能は、空気中の湿気を吸湿するにつれ低下してしまう傾向にある。つまり、製造したボトルを保管する等して、製造から時間を経過させてしまうような事があると、耐熱性能は著しく低下する。大手（大企業）のボトルメーカーであれば、自社工場内に、ブロー成形機と高温内容物用の充填装置とを連結させた大掛かりな設備も用意でき、製造直後のボトルに高温液体物を充填することも可能である。つまり、インラインで充填できるため、この影響は比較的小さい。しかし、中小規模のボトルメーカーはボトルの製造のみ行い、充填工程はボトルの納品先（客先）で実施される場合が多いため、吸湿に伴う耐熱性能の低下の影響は無視できない。吸湿に伴う耐熱性能の低下は、特許文献１にあるダブル・ブロー（２ステージ・２ブロー方式）の技術を行えば緩和できるが、中小規模のボトルメーカーに適した、多品種小ロット生産用のダブル・ブロー式の成形機は現状では存在していなかった。

しかし、本実施形態の上記構成によれば、多品種小ロットの生成形態を行い、ボトル製造直後に高温内容物を充填できないような形態において非常に適した、ブロー成形装置及びブロー成形方法を提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上記の例では、第一金型部２１１と第二金型部２２１とは、それぞれ、金型部が一列に６個並んだ状態で設けられていたが、この例に限られない。
（変形例）
次に、上記ブロー成形ユニット２０の変形例について説明する。
図１３に示すように、変形例に係るブロー成形ユニット２０Ａは、プリフォーム５を熱処理ブローする第一金型ユニット２１０Ａが、左右方向へ６個並ぶ第一金型部２１１を前後方向へ２列に連結して配置した構成とされている。また、中間成形体６を最終ブローする第二金型ユニット２２０Ａ（図示省略）も同様の構成とされている。この場合、支持部２７０も同様に並列して２列に設けられており、第一可動部上に配置された第一金型ユニット２１０Ａと第二金型ユニット２２０Ａとが、第一可動部のスライド移動に伴って、支持部２７０に対して相対的に移動する。なお、２列に限らず３列以上に変形しても良い。

上記構成によれば、エネルギー効率の向上と耐熱性能の向上とを両立させることが可能であるとともに、さらに多数の容器を一度にブロー成形できるブロー成形装置及びブロー成形方法を提供することができる。

また、例えば、上記例では１ステージ方式と称されるブロー成形装置及びブロー成形方法で使用する場合を説明したが、この形態に限定されず、例えば１．５ステージ方式と称されるものにも応用可能である。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
例えば、モータ２４４の代わりにエアシリンダといった空圧駆動原、また、油圧シリンダ２４５、シリンダロッド２６１、シリンダ板２６２の代わりとして、電動モータ、トグルリンク機構、トグルリンク用型開閉板、からなる電動式の型開閉機構を採用しても良い。
本出願は、2016年2月19日出願の日本特許出願・出願番号2016-030471に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１：ブロー成形装置、５：プリフォーム、６：中間成形体、７：容器、１０：射出成形ユニット、１２：射出装置、１５：温調ユニット、２０：ブロー成形ユニット、２５：取出ユニット、２１０：第一金型ユニット、２１１：第一金型部、２１５，２２５：凹部、２２０：第二金型ユニット、２２１：第二金型部、２４０：移動ユニット、２４１：固定部、２４２：第一可動部、２４３：第二可動部、２４５：油圧シリンダ、２５１Ａ，２５１Ｂ：ガイドレール、２５２：ブロック、２５６Ａ〜２５６Ｄ：ガイド溝、２５７：ブロック、２５８：凸部、２５９：位置決め手段、２６１：シリンダロッド、２６２：シリンダ板、２６３：凸部、２６４：凹部、２７０：支持部

Claims (8)

1. 樹脂製の有底のプリフォームを製造する射出成形ユニットと、
   ブロー成形ユニットと、
   前記プリフォームを支持する支持部と、
   前記支持部を前記ブロー成形ユニットに搬送する搬送ユニットと、
   を備え、
   前記ブロー成形ユニットは、
   前記プリフォームを第一温度で熱処理ブローする第一工程を実行するための第一金型と、前記熱処理ブローによりブロー成形された中間成形体を前記第一温度より低い第二温度でブロー成形して、容器を製造する第二工程を実行するための第二金型と、前記第一工程と前記第二工程とを連続して実行するために、前記支持部に対して前記第一金型と前記第二金型を相対的に移動させることが可能な移動ユニットと、を有する、
   ことを特徴とする、ブロー成形装置。
2. 前記移動ユニットは、
   長尺かつ板状の固定部と、
   前記固定部上で前記固定部の長手方向に沿って移動可能な板状の第一可動部と、
   前記第一可動部上で前記長手方向に対して垂直に交差する方向に移動可能な板状の第二可動部と、
   を備え、
   前記第一金型及び前記第二金型は、前記第二可動部上に固定されている、
   請求項１に記載のブロー成形装置。
3. 前記第一工程において前記支持部が前記プリフォームを支持する位置と、前記第二工程において前記支持部が前記中間成形体を支持する位置とは同じである、
   請求項１に記載のブロー成形装置。
4. 前記第一金型は、前記プリフォームが配置される第一空間を規定する第一内壁面を有し、
   前記第二金型は、前記中間成形体が配置される第二空間を規定する第二内壁面を有し、
   前記第一空間は前記第二空間より大きい、
   請求項１に記載のブロー成形装置。
5. 前記射出成形ユニットで製造された前記プリフォームを均等な温度分布に近付けるための温調処理を行なう温調ユニットを、備え、
   前記ブロー成形ユニットは、前記温調ユニットで前記温調処理が実行された前記プリフォームに対して前記熱処理ブローを行なう、
   請求項１に記載のブロー成形装置。
6. 樹脂製の有底のプリフォームを射出成形する射出成形工程と、
   前記射出成形の工程で製造されたプリフォームを第一金型を用いて第一温度で熱処理ブローする第一工程と、前記熱処理ブローによりブロー成形された中間成形体を、第二金型を用いて前記第一温度より低い第二温度でブロー成形して容器を製造する第二工程と、を連続して行なう連続ブロー工程と、
   を含む、ブロー成形方法。
7. 前記射出成形工程の後、前記射出成形工程で製造された前記プリフォームを均等な温度分布に近付けるための温調処理を行なう温調工程を、含み、
   前記連続ブロー工程の前記第一工程では、前記温調工程で前記温調処理が実行された前記プリフォームに対して前記熱処理ブローを行なう、
   請求項６に記載のブロー成形方法。
8. 前記第一温度は、ポリエチレンテレフタレートの結晶化が促進されやすい温度である、
   請求項６に記載のブロー成形方法。
   

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