WO2011018946A1 - 大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型 - Google Patents

大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型 Download PDF

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heat treatment
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大一 青木
裕之 塚本
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日精エー・エス・ビー機械株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a large returnable container, a molding method and molding apparatus thereof, and a blow mold divided into heating zones.
  • this type of large returnable container has been manufactured by injection-molding a preform made of polycarbonate (PC) and blow-molding the preform (Patent Document 1).
  • a blow molding method for ensuring the heat resistance of a small and medium container having a capacity of several liters or less, for example, 500 cc to 2 liters.
  • a heat-resistant container Patent Documents 3 to 5
  • the strain generated during the stretch orientation can be removed to increase the crystallinity, thereby improving the heat resistance.
  • JP-A-8-164557 JP 11-34152 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-286874 Japanese Patent No. 3777204 JP 2006-117289 A
  • the preform for a large container becomes thick (in Patent Document 2, the thickness of the trunk is 8 to 10 mm), which is more than double the thickness of the preform for a small and medium container. Due to the necessity of using this thick preform, if the heat-resistant container molding method disclosed in Patent Documents 3 to 5 is used as it is, a relatively thick part (especially the shoulder) is heated even after blow molding. It was later found that it was gradually cooled and whitened by spherulite crystallization. When stress whitening occurs due to high stretching, such as in the body, even if it is possible to remove the strain by applying heat, whitening due to spherulite crystallization caused by the thick wall may be heated. It cannot be resolved and the transparency deteriorates. Moreover, if the shoulder is thin, the top load pressure resistance cannot be secured.
  • some aspects of the present invention eliminate the drawbacks while utilizing the advantage of the thick part even after blow molding, and have a high top load withstand pressure balanced between heat resistance and transparency. It is an object of the present invention to provide a large returnable container, its molding method and molding apparatus, and a blow mold divided into heating zones.
  • a method for forming a large returnable container is as follows.
  • the preform or the primary blow-molded product is placed in a heat treatment mold, high-pressure air is introduced into the preform or the primary blow-molded product and pressurized, and a blow-molded shoulder portion and The body part is brought into close contact with the cavity surface of the heat treatment mold and heat-treated, and the blow-molded shoulder part is heated at a temperature lower than that of the body part.
  • a polyester resin such as polyethylene terephthalate is used as a molding material in place of the polycarbonate containing bisphenol A.
  • a thick preform for a large returnable container is used in place of a thin preform for a small and medium container of about 500 cc to 2 liters.
  • a large returnable container is made from a thick-walled preform with at least two blow molding processes (intermediate blow molding process and final blow blow molding process) and two heat treatment processes (intermediate blow molding process and final blow molding process). Through the process).
  • a thick-walled preform is subjected to primary blow molding, the preform body is highly stretched because the distance to the cavity surface of the primary blow mold is long, while the shoulder of the preform is the distance to the cavity surface of the primary blow mold. Is short, the stretching rate is small, and the wall becomes thicker than the body.
  • a heated primary blow mold (intermediate blow mold) is used as a heat treatment mold, or a primary blow molded product taken out from the primary blow mold is a secondary blow mold (intermediate blow mold) different from the primary blow mold. Mold) as a heat treatment mold.
  • a method for forming a large returnable container is as follows.
  • Middle blow molded product having a shoulder and body stretched and oriented by primary blow molding from a thick polyester resin preform is subjected to secondary blow under heating to remove distortion during primary blow molding
  • a heat treatment step for obtaining a molded article A final blow molding step of finally blowing the contracted intermediate molded product under heating to obtain a large returnable container;
  • the primary blow-molded product is heat-treated by bringing the primary blow-molded product into close contact with the cavity surface of the heat treatment mold having substantially the same shape as the shoulder portion and the barrel portion, and the shoulder portion of the primary blow-molded product is more than the barrel portion. It is characterized by heating at a low temperature.
  • the primary blow molding step and the first heat treatment step are separated, and thus the following acts. Since the preform is heated to a suitable temperature for blow and is primarily blown into the primary blow molded product, when heat treatment is performed in the primary blow mold, the shoulder and body of the primary blow molded product have the holding temperature, It moves on the cavity surface even after contact with the cavity surface.
  • the primary blow mold and the heat treatment mold are separately provided, the primary blow mold does not need to be heated, and the shape stability of the primary blow molded product is improved.
  • the shape stability of the final blow-molded product is also improved. Further, when primary blow molding is performed without heating, the body portion is extended thinner than that subjected to primary blow molding under heating, and the transparency and heat resistance of the body portion are improved.
  • each heating zone for the shoulder portion and the body portion of the primary blow-molded product in the heat treatment step, can be insulated and divided by a heat insulating portion. If it carries out like this, setting temperature control becomes easy in each heating zone of a shoulder part and a trunk
  • each of the heating zones can be divided by an air heat insulating layer. Since an air heat insulation layer can be formed by providing a clearance gap between each heating zone of a shoulder part and a body part, a heat insulation part can be formed easily.
  • the heat treatment mold includes a pair of split molds in which a parting surface continuous with the cavity surface contacts each other, and each of the pair of split molds is formed on the cavity surface of the heat treatment mold. It includes a slit that is exposed and does not reach the parting surface. In the heat treatment step, the air heat insulating layer formed by the slit can divide each heating zone.
  • the method includes a first exhaust process for exhausting the interior of the intermediate molded product after the heat treatment process, and a second exhaust process for exhausting the interior of the large returnable container after the final blow molding process.
  • the exhaust speed in the first exhaust process can be made faster than the exhaust speed in the second exhaust process.
  • the intermediate molded product can be freely heat-shrinked, and the intermediate molded product is prevented from being sandwiched between the final blow molds by shrinking to a size smaller than the final blow molded product.
  • the bottom of the primary blow-molded product is cooled and solidified, so that even if the exhaust speed is increased, deformation such as overturning may occur in the process of shrinking the bottom of the intermediate molded product. Absent.
  • the heat treatment mold further includes a bottom mold that contacts a bottom part of a raised bottom that closes one end of the body part of the primary blow-molded product, and in the heat treatment step, the pair of split molds First, the bottom mold is clamped, and the primary blow molded product can be centered by the bottom mold.
  • the primary blow molded product Since the bottom of the primary blow molded product is cooled and solidified, the primary blow molded product is centered before the pair of split molds are clamped by bringing the bottom mold into contact with the raised bottom of the primary blow molded product. And can be positioned.
  • the large returnable container is A mouth formed during injection molding of a thick polyester resin preform; A shoulder that is larger in diameter than the mouth; A trunk that follows the shoulder; A bottom portion for closing one end of the body portion; Have At least the shoulder part and the body part are blow-molded in a blow mold in which a shoulder zone thermally insulated by a slit exposed to a blow mold cavity surface is heated to a temperature lower than the body zone. By being stretched and oriented, the strain at the time of stretching orientation has been removed, The traces of the slits are formed along the circumferential direction and discontinuous lines are formed in the circumferential direction.
  • the large returnable container according to still another aspect of the present invention is made of polyester, there is no precipitation of bisphenol A, and since the strain at the time of stretching is removed, it has heat resistance and the shoulder is heated at a low temperature. Therefore, whitening due to spherulite crystallization is also reduced or prevented. And since the trace of the slit used for heat insulation is formed as a discontinuous line in the peripheral direction, it can be discriminated whether it is a product of the present invention.
  • the apparatus for forming a large returnable container is: A primary blow-molded product having a shoulder portion and a body portion stretched and oriented by primary blow molding from a thick-walled polyester resin preform having a mouth portion is subjected to secondary blow molding under heating.
  • the final blow-molded part that obtains a large returnable container in which distortion during the final blow is removed by final blowing the heated intermediate molded product under heating, Have The heat treatment part
  • a heat treatment mold including a pair of split molds and having a cavity surface having substantially the same shape as the shoulder and the trunk of the primary blow-molded product;
  • a blow air introduction member that is disposed in the mouth of the primary blow molded article and introduces and pressurizes high pressure air into the primary blow molded article;
  • Each of the pair of split molds of the heat treatment mold includes a heat insulating portion that insulates each heating zone with respect to the shoulder portion and the body portion of the intermediate molded product subjected to secondary blow molding, The shoulder portion is heated at a temperature lower than that of the trunk portion.
  • a molding apparatus for a large returnable container includes a heat treatment section and a final blow molding section, and the heat treatment section includes a heat treatment mold including a pair of split molds and a blow air introduction member. Since the split mold has a heat insulating part, the method for forming a large returnable container according to another aspect of the present invention can be suitably implemented. Moreover, since the injection molding of the preform to the blow molding of the primary blow molded product can be carried out with an existing injection stretch blow molding apparatus, it has a heat treatment section and a final blow molding section for molding a large returnable container. It is only necessary to add a molding apparatus according to the apparatus of the present invention.
  • the apparatus for forming a large returnable container includes: a transport member provided with the blow air introduction member that transports the primary blow-molded product in an inverted state in which the mouth portion faces downward; Provided in the heat treatment section, driven to contact with and away from the conveying member, sealed by contact, supplied with the high-pressure air to the blow air introducing member, and unsealed by non-contact to exhaust the inside of the intermediate molded product And a sealing piston.
  • the seal on the mouth side can be released by the movement of the seal piston while the blow air introduction member is fitted in the mouth, the inside of the intermediate molded product can be exhausted at high speed. Thereby, the intermediate molded product can be freely heat-shrinked to be smaller than the final blow molded product, and the pinching in the final blow mold can be prevented.
  • a blow mold according to still another aspect of the present invention has a cavity surface and a parting surface that is continuous with the cavity surface, and has a pair of split molds that come into contact with each other by clamping.
  • Each of the pair of split molds is A slit that is exposed to the cavity surface and does not reach the parting surface;
  • a first temperature control unit disposed on one side divided by the slit;
  • a second temperature adjusting unit arranged on the other side divided by the slit and adjusted to a temperature different from the first temperature adjusting unit; It is characterized by including.
  • the pair of split molds have the slit and the first and second temperature control portions that are thermally insulated by the slit and adjust the temperature to different temperatures, respectively. It is possible to provide a blow mold suitable for the implementation of the method for molding a large returnable container according to another aspect of the present invention and the molding apparatus according to still another aspect of the present invention.
  • each of the pair of split molds includes a hole for passing a wire for forming the slit by wire cutting, and the slit can be communicated with the hole.
  • the slits can be formed by moving the wires passed through the holes and cutting the pair of split molds.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4. It is a schematic sectional drawing which shows the modification which conveyed the molded product upside down. It is a schematic sectional drawing which shows the mold clamping movement of a secondary bottom type
  • FIG. 1 shows a preform 10, a primary blow molded product 20, an intermediate molded product 30 and a final blow molded product obtained in the main steps of a large returnable container according to an embodiment of the present invention.
  • An article 40 is shown.
  • the mouth portion 12 is provided in common for each of the molded products 10, 20, 30, and 40, and the shape below the mouth portion 12 is different.
  • the preform 10 is injection molded using a polyester resin such as a PET resin.
  • the preform 10 has an opening 12 that opens, a cylindrical body 14 that follows the opening 12, and a bottom 16 that closes one end of the body 14.
  • the PET resin is a copolymer having a slow crystal acceleration (992 made by Kodak Co., Copolymer grade with cyclohexamethanol), but is not limited to this as long as it is a polyester resin.
  • the inner diameter of the mouth portion 12 of the preform 10 is, for example, 40 mm to 60 mm, and the thickness of the body portion 14 is, for example, 6 to 9 mm, preferably 8 mm or less.
  • the preform of a small and medium-sized container can suppress the body thickness of the preform to 4 mm or less by increasing the length of the vertical axis.
  • the large-sized container preform 10 is required to have a considerable amount of resin (600 to 750 g) because it has a large capacity and secures a top load resistance.
  • the maximum preform length for example, the total length of about 400 to 500 mm
  • the draw ratio of the vertical axis is close to 1
  • the thickness of the body portion of the preform 10 exceeds 9 mm, even if the above-described resin material (copolymer) is used, spherulite crystallizes and whitens during blowing.
  • a primary blow-molded product 20 formed by performing primary blow molding of the body portion 14 and the bottom portion 16 of the preform 10 is followed by an injection-molded mouth 12, a shoulder 22 following the mouth 12, and a shoulder 22.
  • the body portion 24 has a bottom portion 26 that closes one end of the body portion 24.
  • the bottom portion 26 includes a raised bottom portion 27 provided at the center, and a grounding portion 28 around the raised bottom portion 27.
  • the primary blow-molded product 20 is formed larger in size than the final blow-molded product 40 in terms of the body diameter and length of the body portion 24.
  • the intermediate molded product 30 is subjected to secondary blow (intermediate blow) molding in a heated secondary blow mold (also referred to as an intermediate blow mold, for example, the same dimensions as the primary blow mold) and heat set. It is thermally shrunk by exhausting the inside of the secondary blow molded product (first embodiment described later).
  • the intermediate molded product 30 is obtained by heat-setting a primary blow molded product that has been subjected to primary blow (intermediate blow) molding using a heated primary blow mold (also referred to as an intermediate blow mold) in the primary blow molded product. The heat is shrunk by exhausting the gas (second embodiment described later).
  • the intermediate molded product 30 has an injection-molded mouth portion 12, a shoulder portion 32 following the mouth portion 12, a body portion 34 following the shoulder portion 22, and a bottom portion 36 for closing one end of the body portion 34.
  • the bottom portion 36 includes a raised bottom portion 37 provided at the center and a grounding portion 38 around the raised bottom portion 37.
  • the intermediate molded product 30 is smaller in barrel diameter and shorter in length than the final blow molded product 40 because the primary blow molded product 20 (or the secondary blow molded product) is thermally contracted.
  • the intermediate molded product 30 strain or residual stress generated by stretching and orientation by primary blow molding is removed by heat treatment (heat setting), and the crystallinity of the intermediate molded product 30 is increased. Further, since the intermediate molded product 30 is thermally contracted after the heat treatment, even if it is heated at a temperature lower than the heat treatment temperature thereafter, the intermediate molded product 30 hardly undergoes heat shrinkage. The heat treatment at the stage of the intermediate molded product 30 improves the shape stability at high temperatures.
  • the large returnable container 40 that is the final blow molded product is obtained by final blow molding the intermediate molded product 30 in a heated final blow mold.
  • the final blow-molded product 40 includes an injection-molded mouth 12, a shoulder 42 following the mouth 12, a trunk 44 following the shoulder 42, and a bottom 46 that closes one end of the trunk 44. .
  • the bottom portion 46 includes a raised bottom portion 47 provided at the center and a grounding portion 48 around the raised bottom portion 47.
  • the body 44 of the final blow molded product 40 has an outer diameter of 260 to 280 mm and the inner diameter of the mouth 12 is 40 to 50 mm, it is a class of narrow-mouthed containers.
  • the final blow-molded product 40 has a body portion 44 having an outer diameter 4.5 to 6 times in the circumferential direction with respect to the outer diameter of the body portion 14 of the preform 10.
  • the body portion 44 has a thickness of 0.6 to 1 mm, and the shoulder portion 42 has a thickness greater than that of the body portion 44, thereby having a top load resistance.
  • the outer diameter and length of the body portion 34 and the bottom portion 36 of the intermediate molded product 30 are formed slightly smaller than the outer diameter and length of the body portion 44 and the bottom portion 46 of the final blow-molded product 40.
  • the primary molded product 20, the intermediate molded product 30 and the final blow molded product 40 are formed along the circumferential direction as traces of heat insulation slits (described later) provided in the primary blow mold, and in the circumferential direction. Discontinuous lines 23, 23 are formed.
  • the wire 23 is not formed in the primary blow molded product 20 after the primary blow molding, but the secondary blow mold in the secondary blow mold having the same dimensions as the primary blow mold. Lines 23 are formed in the blown primary blow molded article 20.
  • the preform 10 and the primary blow-molded product 20 shown in FIG. 1 can be molded using, for example, an existing injection stretch blow molding apparatus shown in FIG.
  • the apparatus 50 includes an injection molding part 52 to which the injection apparatus 51 is connected, a temperature control part 53, a primary blow molding part 54 (100), and a take-out part 55.
  • the preform 10 that has been injection-molded by the injection stretch blow molding apparatus 50 or the primary blow-molded product 20 that has been subjected to primary blow molding has its mouth held by a neck mold and is, for example, 90 degrees by a turntable (not shown). It is rotated and conveyed at intervals.
  • adopted with the injection stretch blow molding apparatus shown by FIG. 2 of patent document 2 can be implemented. That is, as shown in FIG. 3 of Patent Document 2, the injection-molded preform 10 is placed in a temperature control pot, and a temperature-controlled blow core mold is inserted into the mouth portion 12 of the preform 10. Then, the preform 10 is pre-blowed by the blow pressure and brought into contact with the inner surface of the temperature control pot, so that the temperature of the preform is adjusted to an appropriate temperature for blowing. If it carries out like this, the preform 10 preform 10 becomes large in outer diameter (up to about 90 mm in the maximum diameter of the body part), and as a result, the wall thickness becomes thinner. For this reason, in addition to increasing the temperature control efficiency, it is possible to lower the stretch ratio when primary blow molding is performed on the primary blow molded product 20, and it is possible to perform primary blow molding without stress whitening even at low temperatures.
  • the primary blow molded product 20 taken out from the injection stretch blow molding apparatus 50 is supplied to the large returnable container molding apparatus 60 in-line or offline.
  • the molding apparatus 60 is provided with a heat treatment unit 200 and a final blow molding unit 300.
  • the large returnable container molding device 60 is not necessarily connected in-line with the injection stretch blow molding device 50.
  • the primary blow molded product 20 that has been sufficiently cooled to room temperature may be supplied to the large returnable container molding apparatus 60. If it carries out like this, in the large returnable container shaping
  • the details of the primary blow molding part 100 provided in the injection stretch blow molding apparatus 50, the heat treatment part 200 and the final blow molding part 300 provided in the molding apparatus 60 will be described.
  • the primary blow molding part 100, the heat treatment part 200, and the final blow molding part 300 are in an upright state with the mouth part 12 facing upward.
  • An example of blow molding will be described.
  • the molding apparatus 60 can perform blow molding in an inverted state with the mouth portion 12 facing downward. Since the molding apparatus 60 does not have an injection molding section, the molded product can be conveyed in an inverted state, and the mechanism is simplified because a neck mold that can be opened and closed is not used as will be described later.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of the primary blow molding part 100.
  • the preform 10 injection-molded by the injection-molding unit 52 is held by a neck mold 102 having a mouth portion 12 formed of a pair of split molds, and is carried into the primary blow molding unit 100 via a temperature control unit 53.
  • the primary blow molding unit 100 is provided with a pair of primary blow split molds 104 and 104 that are clamped to the neck mold 102.
  • the pair of primary blow split dies 104, 104 has a cavity surface 104 ⁇ / b> A that defines the outer shape of the body portion 22 of the primary blow molded product 20.
  • the pair of primary blow split dies 104, 104 are not provided with a heating mechanism.
  • the primary blow molding unit 100 can be provided with a pair of primary blow split molds 104 and 104 and a primary bottom mold 106 that can be lifted and lowered.
  • the primary bottom mold 106 has a cavity surface 106 A that defines the bottom 26 of the primary blow molded article 20.
  • the primary bottom mold 106 may not be used.
  • the primary blow molding part 100 has a primary blow core mold 108 that can be moved up and down and is inserted into the mouth part 12 of the preform 10.
  • the primary blow core mold 108 introduces high-pressure air into the preform 10. Further, after the primary blow molding, the primary blow core mold 108 is raised and separated from the mouth portion 12, whereby the inside of the primary blow molded product 20 can be exhausted.
  • a primary stretching rod 110 that passes through the primary blow core mold 108 and is disposed in the preform 10 is provided so as to be movable up and down. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the vertical axis stretching ratio of the preform 10 is nearly 1 time on the vertical axis center line of the preform 10. In addition to its longitudinal stretching function, the primary stretching rod 110 can position the preform between the primary bottom mold 106 and the primary stretching rod 110 to center the preform 10 during primary blow molding.
  • the primary blow-molded part 100 is brought into the injection-molded preform 10 after the temperature of the preform 10 has been adjusted to the appropriate temperature.
  • the primary blow molding may be a hot parison method (one-stage method) using a preform 10 that retains heat during injection molding, or a cold parison method in which the preform 10 that has returned to room temperature after injection molding is heated to an appropriate temperature for blow ( Any of the two-stage method may be adopted.
  • Heat treatment part (secondary blow molding part)
  • the heat treatment unit 200 performs secondary blow molding of the primary blow molded product 20 in a heated secondary blow mold, and obtains an intermediate molded product 30 that is thermally contracted after the secondary blow molding.
  • this heat treatment part 200 is a secondary blow molding part, a neck mold 202 having the same function as each member provided in the primary blow molding part 100, a pair of secondary blow split molds 204, a secondary blow molding part It has a bottom mold 206, a secondary blow core mold (blow air introduction member) 208, and a secondary stretching rod 210.
  • the cavity surface 204A of the pair of secondary blow split molds 204 and the cavity surface 206A of the secondary bottom mold 206 of the heat treatment section 200 are the cavity surfaces 104A and the primary bottom of the pair of primary blow split molds 104 of the primary blow molding section 100.
  • the dimensions are substantially the same as the cavity surface 106A of the mold 106. This is because the purpose of the heat treatment part 200 is to remove the distortion generated in the primary blow-molded product, and therefore it is preferable that the primary blow-molded product 20 is not stretched and oriented in the secondary blow molding. Further, since it is hardly stretched in the secondary blow molding process, even the primary blow molded product 20 near room temperature taken out from the injection stretch blow molding apparatus 50 of FIG. There is no.
  • the secondary bottom mold 206 is clamped prior to clamping the pair of secondary blow split molds 204, 204, as shown in FIG. Since the bottom portion 26 of the primary blow-molded product 20 is cooled and hard, the raised bottom-shaped bottom portion 26 of the primary blow-molded product 20 is centered by clamping the secondary bottom mold 206.
  • High-pressure air is introduced into the primary blow molded product 20 centered by the secondary bottom mold 206 through the secondary blow core mold 208, and the secondary stretching rod 210 is driven in the vertical axis.
  • drum 24, and the bottom part 26 of the primary blow molded product 20 are closely_contact
  • the difference between the heat treatment mold 200 and the primary blow molding part 100 is that the pair of secondary blow split molds 204, 204 have a heating part. Since the role of the heat treatment part 200 is to remove the strain generated in the primary blow-molded product 20 during the primary blow molding by heat treatment, the heating part is arranged.
  • this pair of secondary blow split molds 204 and 204 (blow mold in a broad sense) has zone heating sections that heat the shoulder portion 22 and the trunk portion 24 of the primary blow molded product 20 at different temperatures.
  • the pair of secondary blow split molds 204, 204 are divided into a total of 12 pieces each having six split molds 204, 204.
  • Vertical holes 212 for arranging rod-shaped heaters are formed so as to penetrate the cavity surfaces 204A and 204A at substantially equal intervals in the circumferential direction.
  • Each of the twelve vertical holes 212 is provided with a heating portion such as a rod heater (not shown).
  • the rod heater (not shown) has an effective heater length over the length range of the body portion 24 of the primary blow-molded product 20.
  • a bottomed vertical hole 214 for arranging a thermocouple is provided in the vicinity of each of the twelve vertical holes 212.
  • the temperature measuring element for example, the thermocouple 216 (see FIG. 4) is disposed in the twelve vertical holes 214, and the measured temperature is fed back, whereby the heating temperature of the body 24 can be controlled.
  • These vertical holes 212 and 214, the heating part, and the temperature measuring element constitute a first temperature control part.
  • the pair of secondary blow split molds 204, 204 have the shoulder portion 22 of the primary blow-molded product 20 and Heat medium passages 218 and 218 that are heating portions are formed at corresponding height positions that surround the shoulder portion 22.
  • the shoulder portion 22 of the primary blow-molded product 20 is heated.
  • a temperature measuring element for measuring a mold temperature set by the heat medium flowing through the heat medium passages 218 and 218 is provided, and the shoulder 22 is heated by feeding back the measured temperature. The temperature can be controlled.
  • the heating unit 218 and the temperature measuring element constitute a second temperature adjustment unit.
  • the 1st, 2nd temperature control part zone divides and heats the shoulder part 22 and the trunk
  • the temperature of the shoulder portion 22 is heated to be lower than that of the trunk portion 24.
  • the reason for providing this temperature difference is that there is a difference in the wall thickness between the shoulder portion 22 and the body portion 24 of the primary blow-molded product 20.
  • the body portion 24 of the primary blow-molded product 20 has a high draw ratio and is sufficiently thin compared to the shoulder portion 22.
  • the shoulder portion 22 of the primary blow-molded product 20 has a shorter distance from the side wall of the preform 10 to the primary cavity surface 104 ⁇ / b> A than the body portion 24, and the horizontal axis stretch ratio is small. Therefore, as shown in FIG. 4, the shoulder portion 22 of the primary blow-molded product 20 has a thick transition portion that is thick on the mouth portion 12 side and becomes thinner as it approaches the body portion 24 (see FIG. 4).
  • This relatively thick shoulder 22 has a larger heat capacity than the body 24. Therefore, when the shoulder 22 is heated in contact with the cavity surface 204A by the blow pressure, the temperature is easily maintained.
  • the primary blow-molded product 20 After the primary blow-molded product 20 is heated in contact with the cavity surface 204A by high-pressure air for a predetermined time, for example, 8 to 16 seconds, the air pressure is released, and the secondary blow core mold 208 is driven upward to perform primary blow. It is detached from the mouth 12 of the molded product 20. Thereby, the inside of the primary blow molded product 20 is exhausted at a stretch. As a result, the primary blow-molded product 20 is freely heat-shrinkable, and the intermediate molded product 30 is formed by heat shrinkage on the vertical and horizontal axes. The shrinkage is about 10 to 30% in capacity and about 5 to 15% in total height.
  • the shoulder portion 32 of the intermediate molded product 30 is thicker than the body portion 34, it has a large heat capacity and is not cooled at a stretch. Therefore, the thick shoulder portion 32 is easily cooled and whitened by spherulite crystallization.
  • the heating temperature of the shoulder portion 32 is lower than that of the body portion 34, this whitening crystallization can be reduced, and further, whitening crystallization can be prevented.
  • the heating temperature of the body portion 24 of the primary blow-molded product 20 is set to 140 to 180 ° C., while the heating temperature of the shoulder portion 22 is set to a low value of 100 to 120 ° C. Is secured.
  • lateral holes 220 and 220 are formed through the shoulder zones of the pair of secondary blow split dies 204 and 204.
  • the slits 222 and 222 are exposed to the cavity surface 204A of the pair of secondary blow split dies 204 and 204, but are not exposed to the parting surface 204B. This is because when the slit 222 reaches the parting surface 204B, the pair of secondary blow split dies 204, 204 are separated vertically.
  • the shoulder zone and the body zone can be thermally insulated. Thereby, it becomes easy to maintain each heating temperature of the shoulder zone and the trunk zone.
  • the shoulder zone separated by the slit 222 has a small volume, so that it is shown in FIG. 4 in order to prevent movement within the gap of the slit 222.
  • a bolt hole 224 is formed in the shoulder zone.
  • the shoulder zone can be fixed via a bolt screwed into the bolt hole 224.
  • lines 23 and 23 are formed as traces of the slits 222 and 222 along the circumferential direction and discontinuous in the circumferential direction.
  • the lines 23 and 23 are each a wide-angle arc of less than 180 degrees in a plan view seen from above the mouth 12 side of the primary blow-molded product 20.
  • the lines 23 and 23 also remain in the intermediate molded product 30 and the final blow molded product 40, and traces of the implementation of the present embodiment also remain in the final blow molded product 40. It should be noted that the regions 23 and 23 of the final blow-molded product 40 can be made difficult to see by subjecting the regions 23 and 23 to a fine uneven pattern during final blow molding.
  • the exhaust speed is an important factor in forming the intermediate molded product 30 by freely heat-shrinking the primary blow molded product 20.
  • the peripheral length of the body portion of the intermediate molded product 30 is 20 to 20 times compared to the exhaust speed when the exhaust time is 10 seconds.
  • the overall height of the intermediate molded product 30 was shortened by 2 to 5 mm as short as 30 mm.
  • the intermediate molded product 30 must be smaller in size than the final blow molded product 40, otherwise the intermediate molded product 30 will be sandwiched between final blow molds.
  • the exhaust time in the heat treatment section 200 (the exhaust time in the first exhaust process) is set to a short time of 5 to 7 seconds, for example, 6 seconds, and the exhaust speed is increased.
  • the exhaust time in the primary blow molding unit 100 and the final blow molding unit 300 (exhaust time in the second exhaust process) is 20 to 25 seconds
  • the exhaust speed in the heat treatment unit 200 is the primary blow molding unit 100.
  • the high-speed exhaust is 3 to 5 times the exhaust speed in the final blow molding unit 300. By this high-speed exhaust, the intermediate molded product 30 can be contracted so as to be smaller in size than the final blow molded product 40.
  • the bottom part 26 is cooled and solidified. Therefore, even if the exhaust is performed at a high speed, there is no deformation such as the bottom portion 26 turning over in the process of contracting away from the secondary bottom mold 206.
  • the primary blow molding unit 200 and the final blow molding unit 300 can be conveyed by an inverted conveyance with the mouth 12 as a lower end, unlike FIGS. 3 and 9.
  • the primary blow molding unit 100 and the final blow molding unit 300 as shown in FIG. 7, the primary blow molded product 20, the intermediate molded product 30 or the final blow molded product 40 is transported by a transport member 62 for transporting them. It is placed upside down.
  • the conveying member 62 has a cam follower 68 that is fixed to the conveying chain 64 and moves along the rail 66 in order to circulate and convey on the molding apparatus 60 shown in FIG.
  • the conveyance member 62 includes a hollow conveyance pin 70 (blow air introduction member) that enters the mouths of the molded products 20, 30, and 40.
  • a seal piston 72 for supplying blow air to the conveying pin 70 in the primary blow molding process or the final blow molding process, and the seal piston 72 rises toward the conveying member 62 and seals it. It has become.
  • the primary blow molding part 100 and the final blow molding part 300 have a cooled neck guide member 74 for positioning the mouth part 12.
  • a seal piston 72 that can be moved up and down is provided. Rather than detaching the primary blow core mold 108 from the mouth portion 12, it is possible to release the seal by lowering only the seal piston 72 while maintaining the transport pin 70 at the mouth portion 12, so that the exhaust speed can be increased. Become. In FIG. 7, the extending rod is omitted, but the extending rod can be disposed through the conveying member 62 and the seal piston 72.
  • a final blow molding section 300 shown in FIG. 9 is for finally blowing the intermediate molded product 30 with a heated final blow mold to obtain a final blow molded product 40.
  • the final blow molding unit 300 includes a pair of final blow split molds 304, a final bottom mold 306, a final blow core mold 308, and a final stretching rod 310 that have the same function as each member provided in the primary blow molding unit 100.
  • the cavity surface 304A of the pair of final blow split molds 304 and the cavity surface 306A of the final bottom mold 306 of the final blow molded part 300 have the same shape as the outer wall of the body 44 and the bottom 46 of the final blow molded product 40.
  • the cavity surface 304A of the pair of final blow split molds 304 is slightly larger than the outer shape of the intermediate molded product 30, and the cavity surface 306A of the final bottom mold 306 is the cavity surface 106A of the primary bottom mold 106 and the secondary bottom mold 206. It has the same shape as the cavity surface 206A. This is because the final blow-molded portion 300 may have a minimum draw ratio for drawing out the intermediate molded product 30 that has been deflated after the distortion has been removed, into the shape of the final blow-molded product 40.
  • the intermediate blow product mold 308 (in the case of inverted conveyance, the seal piston 72 in FIG. 6) is inserted into the intermediate molded product 30 centered by the final stretching rod 310 and the final bottom mold 306. High pressure air is introduced. Thereby, the shoulder portion 32, the body portion 34, and the bottom portion 36 of the intermediate molded product 30 are set in close contact with the cavity surfaces 304A and 306A and set to the shape of the final blow molded product 40.
  • the final blow time for shape formation is longer than the blow time in the heat treatment section 200, and is about 15 to 30 seconds.
  • the final blow pressure may be the same as the secondary blow pressure, but may be higher than the secondary blow pressure for shaping.
  • the intermediate molded product 30 is maintained at a relatively high temperature, and the stretch ratio is low because of the final shape. Therefore, it is considered that almost no distortion occurs in the final blow molded product 40 during the final blow molding. However, since a new distortion may occur in the final blow-molded product 40 due to stretching at the time of final blow molding, the final blow-molded unit 300 is also provided with a heating unit.
  • the pair of final blow split molds 304 and 304 of the final blow molding section 300 has a total of eight vertical holes, four in each split mold 304 at equal intervals in the circumferential direction. 312 is formed through.
  • two sets of two vertical holes 312 and 312 are closed at the ends, for example, the upper end side, and are formed into bottomed horizontal holes 314. Communicated.
  • a heat medium is supplied from the lower end side of the left vertical hole 312, and this heat medium flows into the adjacent vertical hole 312 through the horizontal hole 314.
  • the lower end of the adjacent vertical hole 312 communicates with the adjacent vertical hole 312 via a mold mounting plate (not shown). Therefore, in each of the pair of final blow split dies 304 and 304, the four vertical holes 312 and the two horizontal holes 314 are communicated to form a heat medium passage.
  • a pair of final blow split molds 304 and 304 can be heated by circulating and supplying the heat medium to the heat medium passage.
  • thermocouples 318 are arranged in the eight vertical holes 316, and the heating temperature of the body 44 of the final blow-molded product 40 can be controlled by feeding back the measured temperature. it can.
  • the heating temperature may be lower than the heating temperature in the heat treatment section 200, for example, 80 to 110 ° C. be able to. If the washing temperature of the large returnable container 40, which is the final blow-molded product, is 60 to 70 ° C., the heating temperature may be higher than the washing temperature, and may be 100 ° C. or less.
  • the final blow molded product 40 was evacuated and taken out and allowed to stand for 40 hours.
  • the final blow molded product 40 had no change in overall height or capacity.
  • the exhaust speed in the final blow molding section 300 may be sufficiently slower than the exhaust speed in the heat treatment mold 200.
  • the intermediate molded product 30 is also supplied to the final blow molding unit 300 by being inverted.
  • the final blow molding unit 300 also uses the transport mechanism of FIG. However, in the final blow molding unit 300, the seal release operation of the seal piston 72 is performed at a low speed.
  • a primary blow molding part (heat treatment part) 100A shown in FIG. 12 is provided instead of the primary blow molding part 100 shown in FIG. 3 and the heat treatment part 200 shown in FIG.
  • the primary blow molding part (heat treatment part) 100A shown in FIG. 12 is added with the structures 212 to 224 for the heating part shown in FIGS. 4 to 6 in addition to all the structures of the primary blow molding part 100 shown in FIG. ing.
  • the primary blow molded part 100A heat-sets the shoulder part 22 and the body part 24 of the primary blow molded article 20 through the cavity surface 102A at the same time as the preform 10 is blow molded to form the primary blow molded article 20.
  • the shoulder zone and the trunk zone are thermally insulated to heat the shoulder at a temperature lower than that of the trunk.
  • the highly stretched body is heat-set at a high temperature, the distortion generated during the primary blow molding is removed, and the thick shoulder at a relatively low stretch is heated at a low temperature.
  • whitening due to spherulite crystallization can also be prevented.
  • the intermediate blow molded product 30 having a size smaller than that of the final blow molded product 40 is formed by exhausting the primary blow molded product in the primary blow molded part (heat treatment part) 100A shown in FIG. Although the bottom portion 26 of the primary blow-molded product 20 immediately after the primary blow molding is warm, it is preferable that high-speed exhaust is performed at an exhaust speed at which the bottom portion 26 does not turn over.
  • This intermediate molded product 30 is subjected to final blow molding in a final blow molding unit 300 shown in FIG. 9 to form a final blow molded product 40.
  • the final blow molded article 40 obtained in the second embodiment is also a container in which heat resistance and transparency are balanced.
  • the second embodiment is realized by supplying a preform from an existing preform injection molding machine to a molding machine that is equipped with a primary blow molding unit 100A and a final blow molding unit 300. It can. Or you may implement
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the primary blow molding process and the heat treatment process are performed in the same mold as described above. For this reason, the temperature of the resin of the primary blow-molded product 20 is higher than that of the first embodiment due to the heat retained by the preform 10. For this reason, a container different from the first embodiment in terms of thickness adjustment, molding stability, and the like can be molded.
  • the shoulder portion 22 and the bottom portion 26 of the primary blow molded product 20 of the second embodiment are more easily stretched than the secondary blow molding of the first embodiment due to the retained heat. Since the shoulder portion 22 and the bottom portion 26 of the primary blow-molded product 20 are easily extended, the body portion 24 is not excessively extended. Therefore, the thickness of the primary blow molded product 20 at the time of heat treatment in the second embodiment is different from the thickness of the secondary blow molded product 30 at the time of heat treatment in the first embodiment. Different characteristics of sex.
  • the molding stability of the primary blow-molded product is better in the first embodiment than in the second embodiment.
  • blow mold can be reduced by one as compared with the first embodiment. There is an advantage that does not increase in size.
  • the first and second embodiments can be used properly depending on whether the user attaches importance to heat resistance or transparency, or whether the user can tolerate an increase in size of the apparatus.
  • the secondary bottom mold 206 in FIG. 4 and the primary bottom mold 106 in FIG. 12 are not provided with a heating unit. Since the bottom part 26 of the primary blow-molded product 20 is also thick, it may be heated at a temperature lower than that of the body part 24 as with the shoulder part 26. In this way, whitening due to spherulite crystallization of the bottom portion 36 of the intermediate molded product 30 can be reduced or prevented.
  • heating units disposed in the heat treatment units 100A and 200 and the final blow molding unit 300 may be changed to other various means capable of heating the molded product in the blow mold in addition to the rod heater and the heat medium passage. .

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Abstract

 大型リターナブル容器40の成形方法は、厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム10、またはプリフォームから一次ブロー成形された一次ブロー成形品20を、加熱下で中間ブロー成形して、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品30を得る熱処理工程と、収縮された中間成形品を加熱下で最終ブロー成形して、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、を有する。熱処理工程は、プリフォームまたは一次ブロー成形品を熱処理型204,204内に配置し、プリフォームまたは一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部22及び胴部24を熱処理型のキャビティ面204Aに密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された肩部22を胴部24よりも低い温度で加熱する。

Description

大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型
 本発明は、大型リターナブル(returnable)容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型等に関する。
 容量が例えば3ガロンや5ガロン(約20リットル)等の大容量であって、市場から回収され、再充填されて再使用可能な大型リターナブル容器は、ミネラルウォーター等の飲料容器として普及している。使用済み容器に飲料を再充填する前に、例えば60~70℃の温度で使用済み容器を洗浄、例えばアルカリ温水で洗浄する必要がある。
 従来、この種の大型リターナブル容器は、ポリカーボネート(PC)製のプリフォームを射出成形し、そのプリフォームをブロー成形して製造されている(特許文献1)。
 近年、ポリカーボネートやエポキシ樹脂のようなビスフェノールAを原料とする種類の合成樹脂は、強力な洗剤で洗浄した場合や酸・高温の液体に接触させた場合に、ビスフェノールA成分が溶け出すことが指摘されている。よって、大型リターナブル容器の成形材料として、ポリカーボネートの代替材料が求められている。
 ポリカーボネートの代替材料は、製品コストの点からも要請があった。ポリカーボネートは、透明性、耐熱性、耐衝撃性が高く、高品質である一方で、高価であるという欠点が指摘されていた。そこで、ポリカーボネート(PC)に代えて、ポリエチレンテレフタレート(PET)で代表される安価なポリエステル樹脂を用いて大型リターナブル容器を製造することが提案されていた(特許文献2)。
 また、容量が数リットル以下、例えば500cc~2リットル容量の中小型の容器の耐熱性を確保するブロー成形方法が知られている。この方法は、プリフォームを一次ブロー成形して得た一次ブロー成形品、あるいは一次ブロー成形品をさらに二次ブロー成形して得た二次ブロー成形品を熱処理し、その後熱収縮した中間成形品を最終ブロー成形して耐熱容器を得るというものである(特許文献3~5)。延伸配向された容器を熱処理することで、延伸配向時に生じた歪を除去して結晶化度を高めることができ、それにより耐熱性が向上する。
特開平8-164557号公報 特開平11-34152号公報 特開平10-286874号公報 特許第3777204号公報 特開2006-117289号公報
 ポリカーボネート(PC)の代替材料としてポリエステル樹脂例えばポリエチレンテレフタレート(PET)を用いて大型リターナブル容器を成形しようとすると、PC樹脂では通常のブロー成形法で成形してもPC樹脂自体の耐熱性を利用できたが、PET樹脂では耐熱性に劣る。よって、特許文献2の方法では、透明な大型容器は成形できたとしても、洗浄温度に耐えうる耐熱性を確保する観点でさらに改善の余地がある。
 また、大型容器のためのプリフォームは厚肉となり(特許文献2では胴部肉厚が8~10mm)、中小型容器のプリフォームの肉厚よりも倍以上となる。この厚肉プリフォームを用いる必要から、特許文献3~5に開示された耐熱容器の成形方法をそのまま用いると、ブロー成形後もなお比較的肉厚の厚い部分(特に肩部)が加熱された後に徐冷されて球晶結晶化により白化してしまうことが判明した。胴部のように高延伸による応力白化が生じた場合には、熱をかけて歪を除去することは可能であっても、厚肉に起因した球晶結晶化による白化は熱をかけても解消できず透明性が劣化する。しかも、肩部を薄肉にすると、トップロード耐圧を確保できない。
 このように、従来、PET樹脂製の大型リターナブル容器の耐熱性を確保しようすると、透明性を犠牲にせざるを得ない。逆に、PET樹脂製の大型リターナブル容器の透明性を確保しようすると、耐熱性を犠牲にせざるを得ない。
 そこで、本発明の幾つかの態様は、ブロー成形後も厚肉となる部分の利点を利用しつつ欠点を解消して、耐熱性と透明性との双方でバランスの取れたトップロード耐圧が高い大型リターナブル容器、その成形方法及び成形装置並びに加熱ゾーン分割されたブロー型を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る大型リターナブル容器の成形方法は、
 厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、または前記プリフォームから一次ブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下で中間ブローして、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
 収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
 前記熱処理工程は、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品を熱処理型内に配置し、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部及び胴部を前記熱処理型のキャビティ面に密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
 本発明の一態様では、ビスフェノールAを含有するポリカーボネートに代えて、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂を成形材料として用いている。500cc~2リットル程度の中小型容器のための薄肉プリフォームに代えて、大型リターナブル容器のための厚肉プリフォームが用いられる。
 大型リターナブル容器は、厚肉プリフォームから少なくとも二回のブロー成形工程(中間ブロー成形工程と最終ブローブロー成形工程)と、二回の熱処理工程(中間ブロー成形工程及び最終ブロー成形工程での各熱処理工程)を経て成形される。厚肉プリフォームを一次ブロー成形すると、プリフォームの胴部は一次ブロー型のキャビティ面までの距離が長いので高延伸される一方で、プリフォームの肩部は一次ブロー型のキャビティ面までの距離が短いので、延伸率が小さく、胴部よりも厚肉となる。最初の熱処理工程は、加熱された一次ブロー型(中間ブロー型)を熱処理型として用いるか、あるいは一次ブロー型から取り出された一次ブロー成形品を一次ブロー型とは異なる二次ブロー型(中間ブロー型)を熱処理型として用いて行われる。
 熱処理型内で中間ブロー成形(プリフォームの一次ブロー成形または一次ブロー成形品の二次ブロー成形)して、ブロー成形された肩部及び胴部が熱処理型のキャビティ面に密着されて熱処理された中間成形品を得る。この熱処理により、胴部は高延伸時の歪が除去される。延伸率が低く厚肉の肩部は、胴部よりも低い温度で加熱され、低延伸時の歪が除去される一方で、加熱温度が低いので球晶結晶化による白化結晶化が低減または防止される。しかも、肩部は厚肉であるので、トップロード耐圧の高い大型リターナブル容器を得ることができる。
 本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法は、
 厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブローして、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
 収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
を有し、
 前記熱処理工程は、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部を、熱処理型内に配置し、前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状を有する前記熱処理型のキャビティ面に、前記一次ブロー成形品を密着させて熱処理し、かつ、前記一次ブロー成形品の肩部を胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
 本発明の他の態様では、三回のブロー成形工程(一次ブロー成形工程、二次ブロー成形工程、最終ブローブロー成形工程)と、二回の熱処理工程(二次ブロー成形工程及び最終ブロー成形工程での各熱処理工程)を経て大型リターナブル容器が成形される。本発明の他の態様では、本発明の一態様と同様に作用することに加えて、一次ブロー成形工程と最初の熱処理工程とを分離したため、以下の通り作用する。プリフォームはブロー適温に加熱されて一次ブロー成形品に一次ブローされるので、一次ブロー型内で熱処理する場合には、一次ブロー成形品の肩部及び胴部は、保有温度を有するために、キャビティ面と接触した後もキャビティ面上を移動する。一方、一次ブロー型と熱処理型とを別個にすると、一次ブロー型は加熱する必要がなく、一次ブロー成形品の形状安定性が良好となる。この一次ブロー成形品を熱処理型及び最終ブロー型にて処理することで、最終ブロー成形品の形状安定性も良好となる。また、加熱なしで一次ブロー成形したときには、加熱下で一次ブロー成形するものよりも胴部が薄く延ばされ、胴部の透明性と耐熱性が向上する。
 本発明の他の態様では、前記熱処理工程では、前記一次ブロー成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱部により断熱して分割することができる。こうすると、肩部と胴部の各加熱ゾーンにて設定温度制御が容易となり、肩部を適正温度にて加熱して球晶結晶化による白化をより低減しまたは防止できる。
 本発明の他の態様では、前記熱処理工程では、空気断熱層により前記各々の加熱ゾーンを分割することができる。肩部と胴部の各加熱ゾーン間に隙間を設けることで空気断熱層を形成できるので、断熱部を簡易に形成できる。
 本発明の他の態様では、前記熱処理型は、前記キャビティ面と連続するパーティング面が互いに接触する一対の割型を含み、前記一対の割型の各々は、前記熱処理型の前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットを含み、前記熱処理工程では、前記スリットにより形成される前記空気断熱層が前記各々の加熱ゾーンを分割することができる。
 スリットをキャビティ面まで到達させることで、一次ブロー成形品の肩部と胴部との加熱接触面に至る位置まで断熱でき、断熱効果が向上する。また、スリットがパーティング面まで到達しないので、一対の割型の各々がスリットによって上下で完全に分離されることがなく、一対の割型の取り扱いが容易となる。
 本発明の他の態様では、前記熱処理工程後に、前記中間成形品内を排気する第1排気工程と、前記最終ブロー成形工程後に、前記大型リターナブル容器内を排気する第2排気工程と、を含み、前記第1排気工程での排気速度を前記第2排気工程での排気速度よりも速くすることができる。
 こうすると、中間成形品を自由に熱収縮させることができ、最終ブロー成形品よりも小さいサイズとなるように収縮させて、最終ブロー型に中間成形品が挟まれることがなくなる。本発明の他の態様では、一次ブロー成形品の底部は冷えて固化されているので、排気速度を高くしても、中間成形品の底部が収縮される過程でひっくり返る等の変形が生ずることもない。
 本発明の他の態様では、前記熱処理型は、前記一次ブロー成形品の前記胴部の一端を閉鎖する上げ底の底部と接触する底型をさらに含み、前記熱処理工程では、前記一対の割型よりも先に前記底型が型締めされて、前記底型により前記一次ブロー成形品を芯出しすることができる。
 一次ブロー成形品の底部は冷えて固化されているので、一次ブロー成形品の上げ底の底部に底型を接触させることで、一対の割型が型締めされる前に一次ブロー成形品を芯出しして位置決めすることができる。
 本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器は、
 厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームの射出成形時に形成される口部と、
 前記口部より拡径した肩部と、
 前記肩部に続く胴部と、
 前記胴部の一端を閉鎖する底部と、
を有し、
 少なくとも前記肩部及び前記胴部は、ブロー型のキャビティ面に露出するスリットにより断熱された肩部ゾーンが胴部ゾーンよりも低い温度に加熱されたブロー型内にて前記プリフォームがブロー成形されることで、延伸配向されて形成され、延伸配向時の歪が除去されており、
 前記スリットの痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線が形成されていることを特徴とする。
 本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器は、ポリエステル製であるのでビスフェノールAの析出がなく、延伸配向時の歪が除去されているので耐熱性があり、肩部が低い温度で加熱されているので球晶結晶化による白化も低減または防止されている。しかも、断熱に用いたスリットの痕跡が周方向にて不連続な線として形成されているので、本発明品であるか否かを判別できる。
 本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、
 口部を有する厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブロー成形して、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理部と、
 収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、最終ブロー時の歪が除去された大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形部と、
を有し、
 前記熱処理部は、
 一対の割型を含み、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状のキャビティ面を有する熱処理型と、
 前記一次ブロー成形品の前記口部内に配置され、高圧エアーを前記一次ブロー成形品内に導入して加圧するブローエアー導入部材と、
を含み、
 前記熱処理型の前記一対の割型の各々が、二次ブロー成形された前記中間成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱する断熱部を含み、前記中間成形品の前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする。
 本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、熱処理部及び最終ブロー成形部を有し、熱処理部が一対の割型を含む熱処理型とブローエアー導入部材とを有し、一対の割型が断熱部を有するので、本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法を好適に実施できる。しかも、プリフォームの射出成形から一次ブロー成形品のブロー成形は、既存の射出延伸ブロー成形装置にて実施できるので、大型リターナブル容器の成形のためには、熱処理部と最終ブロー成形部とを有する本発明装置に係る成形装置を追加するだけで良い。
 本発明のさらに他の態様に係る大型リターナブル容器の成形装置は、前記一次ブロー成形品を、前記口部が下向きとなる倒立状態で搬送する、前記ブローエアー導入部材を備えた搬送部材と、前記熱処理部に設けられ、前記搬送部材に対して接離駆動されて、接触によってシールして前記ブローエアー導入部材に前記高圧エアーを供給し、非接触によりシール解除されて前記中間成形品内を排気するシールピストンと、を有することができる。
 こうすると、ブローエアー導入部材を口部に嵌入させたまま、シールピストンの移動により口部側のシールを解除することができるので、中間成形品内を高速排気することができる。これにより、中間成形品を自由に熱収縮させて、最終ブロー成形品よりも小さくすることができ、最終ブロー型での挟み込みを防止できる。
 本発明のさらに他の態様に係るブロー型は、キャビティ面と、前記キャビティ面と連続するパーティング面とをそれぞれ有し、型締めにより前記パーティングが互いに接触する一対の割型を有し、
 前記一対の割型の各々は、
 前記前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットと、
 前記スリットにより分割された一方に配置された第1の温調部と、
 前記スリットにより分割された他方に配置され、前記第1の温調部とは異なる温度に調整される第2の温調部と、
を含むことを特徴とする。
 本発明のさらに他の態様では、一対の割型が、スリットと、スリットにより空気断熱されてそれぞれ異なる温度に温調する第1,第2温調部を有することから、本発明の一態様または本発明の他の態様に係る大型リターナブル容器の成形方法の実施や、本発明のさらに他の態様に係る成形装置に好適なブロー型を提供できる。
 本発明のさらに他の態様に係るブロー型では、前記一対の割型の各々は、前記スリットをワイヤーカットで形成するためのワイヤーを通す孔を含み、前記スリットを前記孔と連通させることができる。
 こうすると、一対の割型の製造過程で、孔に通されたワイヤーを移動させて一対の割型をワイヤーカットすることでスリットを形成できる。
本発明方法の一態様の主要工程で得られる成形品の概略説明図である。 本発明の一態様の成形装置の概略平面図である。 一次ブロー成形部の概略断面図である。 熱処理部の概略断面図である。 一対の二次ブロー割型の平面図である。 図4のVI-VI断面図である。 成形品を倒立搬送した変形例を示す概略断面図である。 二次底型の型締移動を示す概略断面図である。 最終ブロー成形部の概略断面図である。 一対の最終ブロー割型の平面図である。 一対の最終ブロー割型に形成された熱媒体通路である縦孔及び横孔を示す概略図である。 本発明の他の態様に係るヒートセット機能を備えた一次ブロー成形部の概略断面図である。
 以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
 1.耐熱性を確保するためのブロー成形方法の概要
 図1は、本発明の実施形態に係る大型リターナブル容器の主要工程で得られるプリフォーム10、一次ブロー成形品20、中間成形品30及び最終ブロー成形品40を示している。口部12は、これら各成形品10,20,30,40に共通に設けられ、口部12よりも下方の形状が異なっている。
 最初に、ポリエステル樹脂例えばPET樹脂を用いて、プリフォーム10を射出成形する。プリフォーム10は、開口する口部12、口部12に続く筒状の胴部14及び胴部14の一端を閉鎖する底部16を有する。なお、本実施形態では、PET樹脂は、結晶加速度の遅いコポリマー(コダック社製9921 シクロヘキサメタノールとの共重合グレード)を用いたが、ポリエステル樹脂であればこれに限定されない。
 プリフォーム10の口部12の内径は例えば40mm~60mmであり、胴部14の肉厚は例えば6~9mm、好ましくは8mm以下の厚肉プリフォームである。一般に、中小型容器のプリフォームは、縦軸長さを長くすることでプリフォームの胴部肉厚を4mm以下に抑えることができる。しかし、大型容器のプリフォーム10は大容量であることに加えトップロード耐性を確保することから相当の樹脂量(600~750g)が求められる。このため、縦軸延伸倍率を1倍に近くするように最大限のプリフォーム長(例えば全長400~500mm程度)に設計しても、中小型容器のプリフォームの胴部肉厚の倍以上となる。なお、プリフォーム10の胴部肉厚が9mmを超えると、上述の樹脂材料(コポリマー)を使ったとしても、ブロー時には球晶結晶化して白化してしまう。
 プリフォーム10の胴部14及び底部16を一次ブロー成形して形成される一次ブロー成形品20は、射出成形された口部12と、口部12に続く肩部22と、肩部22に続く胴部24と、胴部24の一端を閉鎖する底部26とを有する。底部26は中央に設けられた上げ底部27と、上げ底部27の周囲の接地部28とを含んでいる。この一次ブロー成形品20は、最終ブロー成形品40よりも、胴部24の胴径も長さもサイズが大きく成形される。
 中間成形品30は、一次ブロー成形品20を加熱された二次ブロー型(中間ブロー型とも言い、例えば一次ブロー型と同寸法)内で二次ブロー(中間ブロー)成形され、ヒートセットされた二次ブロー成形品内を排気することで熱収縮されている(後述する第1実施形態)。あるいは、中間成形品30は、加熱された一次ブロー型(中間ブロー型とも言う)で一次ブロー(中間ブロー)成形された一次ブロー成形品が一次ブロー型内でヒートセットされ、一次ブロー成形品内を排気することで熱収縮されている(後述する第2実施形態)。
 この中間成形品30は、射出成形された口部12と、口部12に続く肩部32と、肩部22に続く胴部34と、胴部34の一端を閉鎖する底部36とを有する。底部36は中央に設けられた上げ底部37と、上げ底部37の周囲の接地部38とを含んでいる。この中間成形品30は、一次ブロー成形品20(または二次ブロー成形品)が熱収縮されていることから、最終ブロー成形品40よりも胴径は小さく、全長も短い。
 この中間成形品30は、一次ブロー成形により延伸配向されることで生ずる歪または残留応力が、熱処理(ヒートセット)により除去され、中間成形品30の結晶化度が高められている。また、中間成形品30はその熱処理後に熱収縮しているので、その後に熱処理温度以下の温度で加熱されても、ほとんど熱収縮することはない。中間成形品30の段階での熱処理により、高温時の形状安定性が向上される。
 最終ブロー成形品である大型リターナブル容器40は、中間成形品30を加熱された最終ブロー型内で最終ブロー成形して得られる。この最終ブロー成形品40は、射出成形された口部12と、口部12に続く肩部42と、肩部42に続く胴部44と、胴部44の一端を閉鎖する底部46とを有する。底部46は中央に設けられた上げ底部47と、上げ底部47の周囲の接地部48とを含んでいる。
 最終ブロー成形品40の胴部44は外径が260~280mmであり、口部12の内径が40~50mmであることを考慮すると、細口容器の部類である。最終ブロー成形品40は、プリフォーム10の胴部14の外径に対して周方向で4.5~6倍の外径の胴部44を有する。胴部44の肉厚は0.6~1mmで、肩部42の肉厚を胴部44よりも大きくすることで、トップロード耐性を有する。
 ここで、中間成形品30の胴部34及び底部36の外径及び長さは、最終ブロー成形品40の胴部44及び底部46の外径及び長さよりも若干小さく形成される。こうすることで、中間成形品30が最終ブロー型の一対の割型間に挟まれることを防止できる上に、最終ブロー成形ではほとんど延伸されない状態とすることができる。こうすると、最終ブロー成形時に生ずる歪または残留応力はわずかとなり、しかも、加熱された最終ブロー型内でヒートセットされるので、歪を完全に除去することができる。こうして、最終ブロー成形品40の熱安定性を高めることができる。
 なお、一次成形品20、中間成形品30及び最終ブロー成形品40には、一次ブロー型に設けられた断熱用スリット(後述する)の痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線23,23が形成されている。なお、後述する第1実施形態の成形法方法では、一次ブロー成形後の一次ブロー成形品20には線23は形成されないが、一次ブロー成形型と同一寸法の二次ブロー成形型内で二次ブローされた一次ブロー成形品20に線23が形成される。
 2.第1実施形態
 次に、射出成形されプリフォーム10から三回のブロー成形工程と二回の熱処理工程を経て最終ブロー成形品40を成形する第1実施形態について説明する。
 図1に示すプリフォーム10及び一次ブロー成形品20は、例えば特許文献2の図2に示される既存の射出延伸ブロー成形装置を用いて成形することができる。その装置50は、図2に示すように、射出装置51が連結される射出成形部52と、温調部53と、一次ブロー成形部54(100)と、取り出し部55とを有する。この射出延伸ブロー成形装置50にて射出成形されたプリフォーム10または一次ブロー成形された一次ブロー成形品20は、その口部がネック型に保持されて例えば回転盤(図示せず)により90度間隔で回転搬送される。
 なお、本実施形態でも、特許文献2の図2に示される射出延伸ブロー成形装置で採用されている温調予備ブロー工程を実施することができる。つまり特許文献2の図3に示すように、射出成形されたプリフォーム10を温調ポット内に配置し、プリフォーム10の口部12に温調ブローコア型を嵌入する。そして、ブロー圧によりプリフォーム10を予備ブローさせて温調ポット内面に接触させて、プリフォームをブロー適温まで温調している。こうすると、予備ブローされたプリフォーム10は外径が大きくなり(胴部最大径で90mm程度まで)、その結果肉厚は薄くなる。このため、温調効率が高まることに加え、一次ブロー成形品20に一次ブロー成形する際の延伸比を下げることができ、低温でも応力白化させずに一次ブロー成形することができる。
 射出延伸ブロー成形装置50より取り出された一次ブロー成形品20は、インラインまたはオフラインで大型リターナブル容器成形装置60に供給される。この成形装置60には、熱処理部200と最終ブロー成形部300とが設けられている。大型リターナブル容器成形装置60は必ずしも射出延伸ブロー成形装置50とインラインで連結される必要はない。オフライン接続として、常温まで充分に冷えた一次ブロー成形品20が大型リターナブル容器成形装置60に供給されても良い。こうすると、大型リターナブル容器成形装置60では、射出延伸ブロー成形装置50での成形サイクル(最も時間を要する射出成形サイクル)に制約されることなく成形でき、スループットが向上する。
 以下、射出延伸ブロー成形装置50に設けられた一次ブロー成形部100と、成形装置60に設けられた熱処理部200及び最終ブロー成形部300の詳細について説明する。なお、各容器とブロー型の対比を明確にする説明の便宜上、以下の説明では、一次ブロー成形部100、熱処理部200及び最終ブロー成形部300は、口部12を上向きとした正立状態でブロー成形される例を挙げて説明する。ただし、射出延伸ブロー成形装置50とは別個に成形装置60を設ければ、成形装置60では口部12を下向きとした倒立状態でブロー成形することができる。成形装置60には射出成形部がないので、成形品を倒立状態で搬送でき、後述するように開閉可能なネック型を用いないため機構が簡易化される。
 2.1.一次ブロー成形部
 図3は、一次ブロー成形部100の概略断面図である。射出成形部52にて射出成形されたプリフォーム10は、口部12が一対の割型で構成されるネック型102に保持されて、温調部53を介して一次ブロー成形部100に搬入される。この一次ブロー成形部100には、ネック型102と型締めされる一対の一次ブロー割型104,104が設けられている。一対の一次ブロー割型104,104は、一次ブロー成形品20の胴部22の外形を定義するキャビティ面104Aを有する。なお、本実施形態では、一対の一次ブロー割型104,104には加熱機構は設けられていない。一次ブロー成形部100には、一対の一次ブロー割型104,104と型締めされる昇降可能な一次底型106を設けることができる。一次底型106は、一次ブロー成形品20の底部26を定義するキャビティ面106Aを有する。ただし、一対の一次ブロー割型104,104に底型を設ける場合には、一次底型106を用いなくても良い。
 一次ブロー成形部100には、プリフォーム10の口部12に嵌入される、昇降可能な一次ブローコア型108を有する。この一次ブローコア型108は、プリフォーム10内に、高圧エアーを導入する。また、一次ブロー成形後に、一次ブローコア型108を上昇させて口部12より離脱させることで、一次ブロー成形品20内を排気できる。一次ブローコア型108を貫通してプリフォーム10内に配置される一次延伸ロッド110が、昇降可能に設けられている。本実施形態では、図3に示すようにプリフォーム10の縦軸延伸率は、プリフォーム10の縦軸中心線上ではほぼ1倍に近い。一次延伸ロッド110はその縦軸延伸機能の他に、一次底型106と一次延伸ロッド110との間にプリフォームを位置決めして一次ブロー成形中にプリフォーム10をセンタリングすることができる。
 この一次ブロー成形部100には、射出成形されたプリフォーム10がブロー適温に温調された後に搬入される。なお、一次ブロー成形は、射出成形時の熱を保有したプリフォーム10を用いるホットパリソン方式(1ステージ方式)でも、射出成形後に常温に戻ったプリフォーム10をブロー適温まで加熱するコールドパリソン方式(2ステージ方式)のいずれを採用しても良い。
 2.2.熱処理部(二次ブロー成形部)
 熱処理部200は、一次ブロー成形品20を加熱された二次ブロー型内にて二次ブロー成形し、二次ブロー成形後に熱収縮された中間成形品30を得るものである。図4に示すように、この熱処理部200は二次ブロー成形部として、一次ブロー成形部100に設けられた各部材と同一機能を有するネック型202、一対の二次ブロー割型204、二次底型206、二次ブローコア型(ブローエアー導入部材)208及び二次延伸ロッド210を有する。しかも、熱処理部200の一対の二次ブロー割型204のキャビティ面204A及び二次底型206のキャビティ面206Aは、一次ブロー成形部100の一対の一次ブロー割型104のキャビティ面104A及び一次底型106のキャビティ面106Aと実質的に同じ寸法となっている。この理由は、熱処理部200は一次ブロー成形品に生じている歪を除去することが目的であるから、二次ブロー成形では一次ブロー成形品20を延伸配向しないことが好ましいからである。また、二次ブロー成形工程ではほとんど延伸されないので、図2の射出延伸ブロー成形装置50から取り出され、インラインまたはオフラインで供給される常温付近の一次ブロー成形品20であっても、ブロー特性に影響はない。
 この熱処理部200では、図8に示すように、一対の二次ブロー割型204,204の型締めに先駆けて、二次底型206を型締めしている。一次ブロー成形品20の底部26は冷えて固いので、二次底型206を型締めすることで一次ブロー成形品20の上げ底形状の底部26が芯出しされる。
 二次底型206によりセンタリングされた一次ブロー成形品20内に、二次ブローコア型208を介して高圧エアーが導入すると共に、二次延伸ロッド210を縦軸駆動する。それにより、一次ブロー成形品20の肩部22、胴部24及び底部26は、キャビティ面204A,206Aに密着される。
 熱処理型200が一次ブロー成形部100と相違する点は、一対の二次ブロー割型204,204が加熱部を有する点である。熱処理部200の役割は、一次ブロー成形時に一次ブロー成形品20に生じた歪を熱処理により除去することであるから、加熱部が配置されている。
 しかも、この一対の二次ブロー割型204,204(広義にはブロー型)は、一次ブロー成形品20の肩部22と胴部24とを、それぞれ異なる温度で加熱するゾーン加熱部を有する。
 一次ブロー成形品20の胴部を加熱するために、図4及び図5に示すように、一対の二次ブロー割型204,204には、各割型204,204で6個ずつ、計12個の棒状ヒーター配置用の縦孔212が、キャビティ面204A,204Aの周囲にて、周方向にてほぼ等間隔で貫通形成されている。この12個の各縦孔212に加熱部例えば棒状ヒーター(図示せず)が配設される。棒状ヒーター(図示せず)は、一次ブロー成形品20の胴部24の長さ範囲に亘って、有効ヒーター長を有する。また、12個の各縦孔212の近傍には、熱伝対配置用の有底の縦孔214が設けられている。12個の縦孔214に温度測定素子例えば熱伝対216(図4参照)を配置し、その計測温度をフィードバックすることで、胴部24の加熱温度を制御することができる。これらの縦孔212,214、加熱部及び温度測定素子により、第1の温調部が構成される。
 一方、一次ブロー成形品20の肩部22を加熱するために、図4及び図6に示すように、一対の二次ブロー割型204,204には、一次ブロー成形品20の肩部22と対応する高さ位置であって、肩部22を包囲する位置に、加熱部である熱媒体通路218,218が形成されている。この熱媒体通路218,218に熱媒体を通過させることで、一次ブロー成形品20の肩部22が加熱される。なお、図面では省略しているが、熱媒体通路218,218を流れる熱媒体によって設定される金型温度を測定する温度測定素子を設け、その計測温度をフィードバックすることで、肩部22の加熱温度を制御することができる。これらの加熱部218や温度測定素子により、第2の温調部が構成される。
 本実施形態では、第1,第2温調部が一次ブロー成形品20の肩部22と胴部24とをゾーン分割して加熱することで、肩部22と胴部24とをそれぞれ異なる温度で加熱することができる。
 本実施形態では、肩部22の温度を胴部24よりも低い温度となるように加熱している。この温度差を設けた理由は、一次ブロー成形品20の肩部22と胴部24との肉厚に差があるからである。一次ブロー成形品20の胴部24は延伸倍率が高く、肩部22に比べれば充分に薄い肉厚となっている。一方、一次ブロー成形品20の肩部22は、図4から明らかなように、プリフォーム10の側壁から一次キャビティ面104Aまでの距離が胴部24に比べれば短く、横軸延伸倍率が小さい。よって、図4に示すように、一次ブロー成形品20の肩部22は、口部12側が厚く、胴部24に近づくに従い薄肉となる肉厚移行部を形成している(図4参照)。
 この比較的厚肉の肩部22は、胴部24に比べれば熱容量が大きい。よって、肩部22がブロー圧によってキャビティ面204Aと接触して加熱されると、その温度を維持しやすい。
 所定時間例えば8~16秒に亘って高圧エアーにより一次ブロー成形品20がキャビティ面204Aと接触して加熱された後に、エアー圧が解除され、二次ブローコア型208が上昇駆動されて、一次ブロー成形品20の口部12より離脱される。それにより、一次ブロー成形品20内は一気に排気される。その結果、一次ブロー成形品20は自由に熱収縮可能となり、縦軸及び横軸の熱収縮により中間成形品30が形成される。なお、収縮率は、容量で10~30%程度、全高で5~15%程度である。
 この中間成形品30の肩部32は、胴部34と比較して厚肉であるから、熱容量が大きく、一気に冷却されない。よって、厚肉の肩部32は徐冷されることで球晶結晶化により白化しやすくなる。
 肩部32の加熱温度を胴部34よりも低くすれば、この白化結晶化を低減でき、さらには白化結晶化を防止できる。本実施形態では、一次ブロー成形品20の胴部24の加熱温度を140~180℃とする一方で、肩部22の加熱温度を100~120℃と低く設定し、中間成形品30の透明性を担保している。
 このように、一対の二次ブロー割型204,204は、肩部ゾーンと胴部ゾーンとでことなる加熱温度に設定するために、各加熱ゾーン間を断熱することが好ましい。本実施形態では、一対の二次ブロー割型204,204の肩部ゾーンに、横孔220,220を貫通形成している。この横孔220,220にワイヤー(図示せず)を挿通させ、そのワイヤーをキャビティ面204A,204Aに向けて水平移動させながらワイヤーカットすることで、スリット222,222(広義には断熱部)が形成される(図4参照)。このスリット222,222は、図8に示すように、一対の二次ブロー割型204,204のキャビティ面204Aまで露出するが、パーティング面204Bまでは露出していない。スリット222がパーティング面204Bに到達すると、一対の二次ブロー割型204,204が上下に分離されてしまうからである。
 このスリット222は所定幅(例えば0.3mm)の隙間に空気断熱層を形成するので、肩部ゾーンと胴部ゾーンとを空気断熱することができる。これにより、肩部ゾーンと胴部ゾーンとの各加熱温度を維持することが容易となる。
 なお、一対の二次ブロー割型204,204のうち、スリット222で分離された肩部ゾーンは容積が小さいので、スリット222の隙間の範囲で移動することを防止するために、図4に示すように、この肩部ゾーンにはボルト孔224が形成されている。このボルト孔224に螺合されるボルトを介して、肩部ゾーンを固定することが可能となる。
 このように、一対の二次ブロー割型204,204のスリット222,222が形成されたキャビティ面204Aに、一次ブロー成形品20をブロー圧により密着させると、図1に示すように一次ブロー成形品20に、スリット222,222の痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線23,23が形成される。この線23,23は、一次ブロー成形品20の口部12側の上方から見た平面視では、各線23は180度未満の広角の円弧となる。この線23,23は、中間成形品30及び最終ブロー成形品40にも残存し、本実施形態を実施した痕跡が最終ブロー成形品40にも残存する。なお、最終ブロー成形品40の線23,23がある領域には、最終ブロー成形時に微細な凹凸パターンのシボ加工などを施すことで、線23,23を見難くすることができる。
 また、一次ブロー成形品20を自由に熱収縮させて中間成形品30を形成するには、排気速度が重要な要因となることが分かった。本発明者の実験によれば、排気時間を5秒として排気速度を高速化すると、排気時間が10秒の時の排気速度と比較すると、中間成形品30の胴部の周囲長さは20~30mmも短く、中間成形品30の全高は2~5mmも短くなることが分かった。本実施形態では、中間成形品30は、最終ブロー成形品40よりもサイズが小さくなければならず、そうでないと中間成形品30が最終ブロー型に挟み込まれてしまう。
 そこで本実施形態では、熱処理部200での排気時間(第1排気工程での排気時間)を、5~7秒、例えば6秒と短時間に設定して排気速度を高速化している。一次ブロー成形部100や最終ブロー成形部300での排気時間(第2排気工程での排気時間)が20~25秒であることを考慮すると、熱処理部200での排気速度は一次ブロー成形部100や最終ブロー成形部300での排気速度の3~5倍の高速排気である。この高速排気によって、中間成形品30を最終ブロー成形品40よりもサイズが小さくなるように収縮させることができる。しかも、一次ブロー成形部100では一次ブロー成形品20を加熱することがなく、熱処理部200でも底部26は加熱されないので、底部26は冷えて固化されている。よって、高速排気しても、二次底型206から離れて縮む過程で底部26がひっくり返る等の変形が生ずることもない。
 ここで、一次ブロー成形部200及び最終ブロー成形部300は、図3及び図9とは異なり、口部12を下端とした倒立搬送で搬送することができる。この場合、一次ブロー成形部100及び最終ブロー成形部300では、図7に示すように、一次ブロー成形品20、中間成形品30または最終ブロー成形品40は、それらを搬送するための搬送部材62上に倒立状態にて載置されている。
 搬送部材62は、図2に示す成形装置60上を循環搬送するために、搬送用チェーン64に固定され、レール66に沿って移動するためのカムフォロア68を有している。搬送部材62には、各成形品20,30,40の口部に入り込む中空の搬送用ピン70(ブローエアー導入部材)がある。さらに、搬送部材62の下方には、一次ブロー成形工程または最終ブロー成形工程時にブローエアーを搬送用ピン70に供給するためのシールピストン72があり、搬送部材62に向かって上昇してシールするようになっている。なお、一次ブロー成形部100及び最終ブロー成形部300は、口部12を位置決めするための冷却されたネックガイド部材74を有する。
 このように、倒立搬送方式では、図3のように口部12内に挿脱される一次ブローコア型108を設ける代わりに、昇降可能なシールピストン72を設けている。一次ブローコア型108を口部12より離脱させるよりも、搬送用ピン70は口部12に維持したままシールピストン72だけを下降させてシールを解除できるので、排気速度を高速にすることが可能となる。なお、図7では延伸ロッドは省略されているが、搬送部材62及びシールピストン72を貫通して延伸ロッドを配置することができる。
 2.3.最終ブロー成形部
 図9に示す最終ブロー成形部300は、中間成形品30を加熱された最終ブロー型で最終ブローして、最終ブロー成形品40を得るものである。この最終ブロー成形部300は、一次ブロー成形部100に設けられた各部材と同一機能を有する一対の最終ブロー割型304、最終底型306、最終ブローコア型308及び最終延伸ロッド310を有する。最終ブロー成形部300の一対の最終ブロー割型304のキャビティ面304A及び最終底型306のキャビティ面306Aは、最終ブロー成形品40の胴部44及び底部46の外壁と同一形状である。なお、一対の最終ブロー割型304のキャビティ面304Aは中間成形品30の外形よりもわずかに大きく、最終底型306のキャビティ面306Aは一次底型106のキャビティ面106A及び二次底型206のキャビティ面206Aと同一形状となっている。この理由は、最終ブロー成形部300は、歪が除去されて収縮された中間成形品30を最終ブロー成形品40の形状に外形出しするための最小限の延伸倍率とすれば良いからである。
 この最終ブロー成形部300では、最終延伸ロッド310と最終底型306とによりセンタリングされた中間成形品30内に、最終ブローコア型308(倒立搬送の場合には図6のシールピストン72)を介して高圧エアーが導入される。それにより、中間成形品30の肩部32、胴部34及び底部36は、キャビティ面304A,306Aに密着して、最終ブロー成形品40の形状に設定される。形状出しのための最終ブロー時間は、熱処理部200でのブロー時間よりも長く、15~30秒程度である。また、最終ブロー圧は、二次ブロー圧と同じであっても良いが、形状出しのためにより二次ブロー圧よりも高くしても良い。
 中間成形品30は比較的高温に維持されているし、最終形状出しのため延伸率も低いので、最終ブロー成形時には最終ブロー成形品40にほとんど歪は発生しないと考えられる。ただし、最終ブロー成形時の延伸によって最終ブロー成形品40に新たな歪が発生することもあるので、最終ブロー成形部300にも加熱部が設けられている。
 最終ブロー成形部300の一対の最終ブロー割型304,304には、図9~図11に示すように、周方向にて等間隔に、各割型304に4個ずつ計8個の縦孔312が貫通形成されている。図11に示すように、この一対の最終ブロー割型304,304の各々では、2組の2個の縦孔312,312は、端部、例えば上端側が閉鎖され、有底の横孔314にて連通されている。図11にて例えば左端の縦孔312の下端側から熱媒体が供給され、この熱媒体は横孔314を介して隣の縦孔312に流入する。隣の縦孔312の下端は、金型取付板(図示せず)を介してさらに隣の縦孔312と連通している。よって、一対の最終ブロー割型304,304の各々では、4つの縦孔312と2つの横孔314とが連通されて、熱媒体通路を形成することができる。この熱媒体通路に熱媒体を循環供給することで、一対の最終ブロー割型304,304を加熱することができる。
 また、各縦孔312の近傍には、図9及び図10に示すように計8個の熱伝対配置用の有底の縦孔316が設けられている。8個の縦孔316に温度測定素子例えば熱伝対318(図9参照)を配置し、その計測温度をフィードバックすることで、最終ブロー成形品40の胴部44の加熱温度を制御することができる。
 一対の最終ブロー割型304,304は、過延伸に起因した歪を除去するためのものではないので、加熱温度は熱処理部200での加熱温度よりも低くて良く、例えば80~110℃とすることができる。この加熱温度は、最終ブロー成形品である大型リターナブル容器40の洗浄温度が60~70℃であれば、その洗浄温度よりも高ければよく、100℃以下でも良い。
 最終ブロー成形後に最終ブロー成形品40内を排気して取り出し、40時間放置しても、最終ブロー成形品40は全高でも容量も変化がなかった。なお、最終ブロー成形部300での排気速度は、熱処理型200での排気速度より充分に遅くてよい。熱処理型200に一次ブロー成形品20を倒立搬送して供給する場合には、最終ブロー成形部300にも中間成形品30が倒立搬送して供給される。この場合には、最終ブロー成形部300も図7の搬送機構が用いられる。ただし、最終ブロー成形部300では、シールピストン72のシール解除動作は低速で行われる。
 3.第2実施形態
 第2実施形態は、図3に示す一次ブロー成形部100及び図4に示す熱処理部200に代えて、図12に示す一次ブロー成形部(熱処理部)100Aを設けている。図12に示す一次ブロー成形部(熱処理部)100Aは、図3に示す一次ブロー成形部100の全ての構成に加えて、図4~6に示す加熱部のための構成212~224が付加されている。
 つまり、この一次ブロー成形部100Aは、プリフォーム10をブロー成形して一次ブロー成形品20を形成すると同時に、キャビティ面102Aを介して一次ブロー成形品20の肩部22と胴部24をヒートセットする。この際、第1実施形態の熱処理部200と同様に、肩部ゾーンと胴部ゾーンは空気断熱されて、肩部を胴部よりも低い温度で加熱している。
 このようにしても、高延伸された胴部は高い温度でヒートセットされて、一次ブロー成形時に生じた歪は除去されると共に、比較的低延伸で厚肉の肩部は、低い温度の加熱で歪は除去されると共に、球晶結晶化による白化も防止できる。
 図12に示す一次ブロー成形部(熱処理部)100Aで一次ブロー成形品を排気することで、最終ブロー成形品40よりもサイズの小さい中間成形品30を形成する。なお、一次ブロー成形された直後の一次ブロー成形品20の底部26は暖かいが、底部26がひっくり返らない程度の排気速度で高速排気することが好ましい。この中間成形品30が図9に示す最終ブロー成形部300にて最終ブロー成形されて最終ブロー成形品40が形成される。この第2実施形態で得られた最終ブロー成形品40もまた、耐熱性と透明性とがバランスが取れた容器となる。
 第2実施形態は、一次ブロー成形部100Aと最終ブロー成形部300とを搭載したブロー成形機であれば、その成形機には既存のプリフォーム射出成形機からプリフォームが供給されることで実現できる。あるいは、プリフォーム射出成形部52、温調部53、一次ブロー成形部100A及び最終ブロー成形部300を機台上に備えた射出延伸ブロー成形機で第2実施形態を実現しても良い。
 ここで、第2実施形態が第1実施形態と相違する点は、上述した通り一次ブロー成形工程と熱処理工程とを同一金型にて実施していることである。このため、一次ブロー成形品20の樹脂はプリフォーム10の保有熱が影響で第1実施形態よりも温度は高い。このために、肉厚調整、成形安定性などの面で、第1実施形態と相違した容器を成形できる。
 第2実施形態の一次ブロー成形品20の肩部22や底部26は、その保有熱により、第1実施形態の二次ブロー成形時よりも延伸されやすい。一次ブロー成形品20の肩部22や底部26が延びやすいことから胴部24が過度に伸ばされなくなる。よって、第2実施形態での熱処理時の一次ブロー成形品20の肉厚は、第1実施形態での熱処理時の二次ブロー成形品30の肉厚とは異なり、その相違が耐熱性及び透明性の各特性を異ならせる。
 第2実施形態の一次ブロー成形品20は、キャビティ面106Aに樹脂が接触した時も保有熱を有するので、樹脂がキャビティ面上を移動しやすい。よって、一次ブロー成形品の成形安定性は第1実施形態の方が第2実施形態より優れている。
 第2実施形態を実施するには、ブロー型は2つ(熱処理型を兼ねる一次ブロー型と最終ブロー型)であるので、第1実施形態よりもブロー型を一つ少なくすることができ、装置が大型化しない利点がある。
 よって、ユーザーが耐熱性と透明性のどちらを重視するか、ユーザーが装置の大型化を許容できるか否かで、第1,第2実施形態を使い分けることができる。
 なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるものである。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
 例えば、上述した実施形態では、図4の二次底型206及び図12の一次底型106は加熱部を設けていなかった。一次ブロー成形品20の底部26も厚肉となるから、肩部26と同様に、胴部24よりも低い温度で加熱しても良い。こうすると、中間成形品30の底部36の球晶結晶化による白化を低減または防止することができる。
 また、熱処理部100A,200及び最終ブロー成形部300に配置される加熱部は、棒状ヒーターや熱媒体通路の他、ブロー型内で成形品を加熱できる他の種々の手段に変更しても良い。
 10 プリフォーム、20 一次ブロー成形品、30 中間成形品、40 最終ブロー成形品、70 搬送部材(ブローエアー導入部材)、72 シールピストン、100,100A 一次ブロー成形部、102 ネック型、104 一次ブロー割型、106 一次底型、108 一次ブローコア型、110 一次延伸ロッド、200 熱処理部、202 ネック型、204 二次ブロー割型、206 二次底型、208 二次ブローコア型(ブローエアー導入部材)、210 二次延伸ロッド、212 胴部加熱の棒状ヒーター配設用縦孔、216 熱伝対、218 肩部加熱の熱媒体通路、222 空気断熱層形成用スリット(断熱部)、300 最終ブロー成形部、304 最終ブロー割型、306 最終底型、308 最終ブローコア型、310 最終延伸ロッド、312,314 熱媒体通路

Claims (12)

  1.  厚肉のポリエステル樹脂製プリフォーム、または前記プリフォームから一次ブロー成形された一次ブロー成形品を、加熱下で中間ブローして、ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
     収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
    を有し、
     前記熱処理工程は、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品を熱処理型内に配置し、前記プリフォームまたは前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、ブロー成形された肩部及び胴部を前記熱処理型のキャビティ面に密着させて熱処理し、かつ、ブロー成形された前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
  2.  厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブローして、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理工程と、
     収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形工程と、
    を有し、
     前記熱処理工程は、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部を、熱処理型内に配置し、前記一次ブロー成形品内に高圧エアーを導入して加圧して、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状を有する前記熱処理型のキャビティ面に、前記一次ブロー成形品を密着させて熱処理し、かつ、前記一次ブロー成形品の肩部を胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
  3.  請求項2において、
     前記熱処理工程では、前記一次ブロー成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱部により断熱して分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
  4.  請求項3において、
     前記熱処理工程では、空気断熱層により前記各々の加熱ゾーンを分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
  5.  請求項4において、
     前記熱処理型は、前記キャビティ面と連続するパーティング面が互いに接触する一対の割型を含み、前記一対の割型の各々は、前記熱処理型の前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットを含み、
     前記熱処理工程では、前記スリットにより形成される前記空気断熱層が前記各々の加熱ゾーンを分割することを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
  6.  請求項2乃至5のいずれかにおいて、
     前記熱処理工程後に、前記中間成形品内を排気する第1排気工程と、
     前記最終ブロー成形工程後に、前記大型リターナブル容器内を排気する第2排気工程と、
    を含み、
     前記第1排気工程での排気速度が前記第2排気工程での排気速度よりも速いことを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
  7.  請求項5において、
     前記熱処理型は、前記一次ブロー成形品の前記胴部の一端を閉鎖する上げ底の底部と接触する底型をさらに含み、
     前記熱処理工程では、前記一対の割型よりも先に前記底型が型締めされて、前記底型により前記一次ブロー成形品を芯出しすることを特徴とする大型リターナブル容器の成形方法。
  8.  厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームの射出成形時に形成される口部と、
     前記口部より拡径した肩部と、
     前記肩部に続く胴部と、
     前記胴部の一端を閉鎖する底部と、
    を有し、
     少なくとも前記肩部及び前記胴部は、ブロー型のキャビティ面に露出するスリットにより断熱された肩部ゾーンが胴部ゾーンよりも低い温度に加熱されたブロー型内にて前記プリフォームがブロー成形されることで、延伸配向されて形成され、延伸配向時の歪が除去されており、
     前記スリットの痕跡として、周方向に沿って形成され、かつ周方向にて不連続な線が形成されていることを特徴とする大型リターナブル容器。
  9.  口部を有する厚肉のポリエステル樹脂製プリフォームから一次ブロー成形して延伸配向された肩部及び胴部を有する一次ブロー成形品を、加熱下で二次ブロー成形して、一次ブロー成形時の歪を除去した中間成形品を得る熱処理部と、
     収縮された前記中間成形品を加熱下で最終ブローして、最終ブロー時の歪が除去された大型リターナブル容器を得る最終ブロー成形部と、
    を有し、
     前記熱処理部は、
     一対の割型を含み、前記一次ブロー成形品の前記肩部及び前記胴部と実質的に同じ形状のキャビティ面を有する熱処理型と、
     前記一次ブロー成形品の前記口部内に配置され、高圧エアーを前記一次ブロー成形品内に導入して加圧するブローエアー導入部材と、
    を含み、
     前記熱処理型の前記一対の割型の各々が、二次ブロー成形された前記中間成形品の前記肩部と前記胴部とに対する各々の加熱ゾーンを断熱する断熱部を含み、前記中間成形品の前記肩部を前記胴部よりも低い温度で加熱することを特徴とする大型リターナブル容器の成形装置。
  10.  請求項9において、
     前記一次ブロー成形品を、前記口部が下向きとなる倒立状態で搬送する、前記ブローエアー導入部材を備えた搬送部材と、
     前記熱処理部に設けられ、前記搬送部材に対して接離駆動されて、接触によってシールして前記ブローエアー導入部材に前記高圧エアーを供給し、非接触によりシール解除されて前記中間成形品内を排気するシールピストンと、
    を有することを特徴とする大型リターナブル容器の成形装置。
  11.  キャビティ面と、前記キャビティ面と連続するパーティング面とをそれぞれ有し、型締めにより前記パーティングが互いに接触する一対の割型を有し、
     前記一対の割型の各々は、
     前記前記キャビティ面に露出し、かつ、前記パーティング面まで到達しないスリットと、
     前記スリットにより分割された一方に配置された第1の温調部と、
     前記スリットにより分割された他方に配置され、前記第1の温調部とは異なる温度に調整される第2の温調部と、
    を含むことを特徴とするブロー型。
  12.  請求項11において、
     前記一対の割型の各々は、前記スリットをワイヤーカットで形成するためのワイヤーを通す孔を含み、前記スリットが前記孔と連通していることを特徴とするブロー型。
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