WO2013114796A1

WO2013114796A1 - ブロー成形装置

Info

Publication number: WO2013114796A1
Application number: PCT/JP2013/000152
Authority: WO
Inventors: 澄人佐藤; 田村　信之; 猛永嶋; 茂樹森上
Original assignee: 株式会社吉野工業所
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-08-08
Also published as: CN104159722B; US9180621B2; EP2810763A1; EP2810763B1; CN104159722A; US20140356475A1; EP2810763A4

Abstract

　プリフォーム(31)を金型(1)に装着した状態でプリフォーム(31)の口筒部(32)に密に嵌合するブローノズル(4)を有し、また加圧液体供給部(22)を配設し、この加圧液体供給部(22)から加圧した液体(L)を、ブローノズル(4)を介してプリフォーム(31)内に供給し、金型(1)のキャビティに沿って膨張状に容器(41)を賦形するブロー成形装置において、ブローノズル(4)内の液体(L)の供給路の下流側端部にこの供給路の開閉が可能にバルブ機構(Vm)を配設し、このバルブ機構(Vm)の閉状態で供給路と加圧液体供給部(22)で液体(L)の循環が可能に、また開状態で供給路を経てプリフォーム(31)内に加圧した液体(L)の供給が可能に構成する。

Description

ブロー成形装置

　本発明は、加圧流体として液体を使用する合成樹脂製プリフォームのブロー成形装置に関するものである。

　ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製のブロー成形壜体（所謂、ペットボトル）が、数多くの優れた特性を発揮することから、壜体容器として多方面で使用されている。この種の容器は、有底筒状に射出成形されたプリフォームを、延伸効果を発現させることのできる温度に加熱した状態で、膨張状に延伸変形させて成形されるのが一般的である。

　すなわち、図１２（文献１の図１２に相当する。）に示すように、延伸効果が発現する温度に加熱されたプリフォーム３１を、口筒部３２を上方に突き出させ、プリフォーム３１の口筒部３２の外周面下端に一体周設したネックリング３３をネック支持鍔部１０３に係止させた状態でブロー金型１０１に装着し、ブローノズル１０４の先端部であるガイド筒部１１０をプリフォーム３１の口筒部３２に緩く嵌入した状態で、ブローノズル１０４の中央に貫通形成された挿通孔１１１を通して挿通される延伸ロッド１０８により軸方向に延伸すると共に、挿通孔１１１を通して加圧流体であるブローエアにより径方向に延伸して、壜体４１への成形を達成する。

　また、特許文献２には加圧流体としてブローエアの替わりに液体を使用してプリフォームをブロー成形する方法に係る発明が記載されている。このような成形方法では、液体として、飲料、化粧品、薬品等の最終的に製品に充填される内容液を使用すれば、充填工程を省略することができ生産ラインを簡略化することが可能となる。

特開２００３－２５１６８５号公報特開２０００－４３１２９号公報

　特許文献２に記載される、加圧流体として液体を使用するブロー成形では、プリフォームの口筒部を除く部分を延伸状のブロー成形に適した温度に予備加熱し、加圧した液体をプリフォーム内に供給し、膨張状に延伸して容器を賦形するが、液体の場合には気体に比較してプリフォームとの熱伝導が大きく、この液体の温度によってプリフォームの温度が大きく変化するため、プリフォーム内に供給する液体の温度を高い精度で制御する必要がある。

　ここで、供給する液体の温度にばらつきがあると、この液体の温度によって延伸されるプリフォームの温度が変化して延伸性が変化するため、容器の強度や耐熱性等の性能にばらつきが生じる、十分な賦形性が得られない等の問題が発生する場合がある。

　図１３は加圧流体としてブローエアの替わりに液体を使用してプリフォームをブロー成形する、従来のブロー成形装置の概略説明図である。この装置の主部Ａは金型１とブローノズル１０４を有し、主要部Ａに隣接して加圧流体を供給するための付属設備として加圧液体供給部１２２と液体循環装部１２３を配置している。

　加圧液体供給部１２２はプランジャーポンプ状で、加圧ポンプやコンプレッサー等の加圧装置１２１から配管Ｐ１を介して供給される加圧流体Ｆｐを動力源として作動し、加圧した液体Ｌを配管Ｐ２、電磁バルブＶ１０１を介してブローノズル１０４を経て、ブローノズル１０４の先端部に密に外嵌するプリフォーム３１の内部に供給し、プリフォーム３１を金型１のキャビティ形状に沿って膨張状に延伸し、容器４１を賦形する。

　液体循環装置１２３は、配管Ｒ１０２と配管Ｒ１０３を介して液体Lを循環しながら、また配管Ｒ１０１から液体Ｌを新たに補給しながら、所定の温度に調整した液体Ｌを加圧液体供給部１２２に供給するが、加圧した液体Ｌは上記したように配管Ｐ２、ブローノズル１０４を経てプリフォーム３１の内部に供給されるため、その温度が、装置が配置されている現場の室温や成形ショット数等の多くの要因により変化してしまう。また、ブロー成形は、（１）プリフォーム３１を金型１にセットする工程、（２）ブローノズル１０４をプリフォーム３１の口筒部３２に嵌合する工程、（３）加圧した液体Ｌを、ブローノズル１０４を経てプリフォーム３１の内部に供給し容器４１を賦形する工程、（４）ブローノズル１０４をプリフォーム３１の口筒部３２から脱嵌合する工程、（５）金型１を型開きして容器４１を取り出す工程、と云うように多く工程有するが、この中、液体Ｌは（３）の工程で初めてブローノズル内に導入され、直ぐにプリフォーム３１あるいは容器４１内に排出されることも相俟って、プリフォーム３１の内部に供給される液体Ｌの温度を一定に保持することは現実の生産上、難しい技術的事項であった。

　そこで、本発明は加圧流体として液体を使用するブロー成形装置において、プリフォームを膨張状に延伸するためにプリフォーム内に供給する液体の温度を、高精度に制御することを技術的課題とするものである。

　上記課題を解決するための本発明主たる構成は、ブロー成形用の金型と、有底筒状のプリフォームを金型に装着した状態でプリフォームの口筒部に密に嵌合するブローノズルを有し、また加圧液体供給部を配設し、この加圧液体供給部から加圧した液体を、ブローノズルを介してプリフォーム内に供給し、金型のキャビティに沿って膨張状に容器を賦形するブロー成形装置において、ブローノズル内の液体の供給路の下流側端部にこの供給路の開閉が可能にバルブ機構を配設し、このバルブ機構の閉状態で供給路と加圧液体供給部で液体の循環が可能に、また開状態で供給路を経てプリフォーム内に加圧した液体の供給が可能に構成する、と云うものである。

　上記構成の装置によれば、プリフォームを金型へセットする工程から成形した容器を金型から取り外す工程に至るブロー成形の全工程のうち、加圧した液体を、供給路を経てプリフォームの内部に供給し容器を賦形する工程を除いた他の工程で、加圧流体として使用する液体を常時、あるいは必要に応じて供給路と加圧液体供給部との間で循環させて所定の温度に調整することができ、容器を賦形するためにプリフォーム内に供給する液体の温度を高い精度で制御することでき、容器の賦形を一定の温度条件で安定して達成することができ、前述した容器の強度や耐熱性等の性能にばらつきが生じる、十分な賦形性が得られない等の問題を、生産性を損なうことなく効果的に解決することができる。

　ここで、バルブ機構を、ブローノズル内に形成されるプリフォーム内に連通する供給路の下流側端部に配設することにより、この供給路に滞留する液体の大部分を循環して温度を調整することができ、液体の温度を所定の温度に高い精度で保持することができる。

　本発明の他の構成は、上記主たる構成において、加圧液体供給部に所定の温度に調整して液体を供給する液体循環部を配設し、供給路は、ブローノズルの、供給路の上流側端部に配設される導入路を介して加圧液体供給部と開閉可能に連通し、下流側端部でバルブ機構の上流側位置に配設される排出路を介して開閉可能に液体循環部に連通するものとし、バルブ機構の閉状態で、液体循環部を介して供給路と加圧液体供給部の間で液体の循環が可能に構成する、と云うものであり、供給路と加圧液体供給部の間で液体を循環するための構成に関するものである。

　本発明のさらに他の構成は、上記主たる構成において、ブローノズルに、このブローノズルの軸方向に移動可能に棒状のシール体を挿通、配設し、このシール体の先端部の、ブローノズルの内周面に配設したシール段部への当接により供給路を閉状態とすることが可能に構成し、このシール体の先端部のシール段部への当接と脱当接によりバルブ機構を構成する、と云うものである。

　上記構成は、ブローノズル内の供給路の開閉をするバルブ機構に関するものであり、ブローノズルの軸方向に移動可能に挿通、配設した棒状のシール体の移動動作により、供給路を容易に開閉することができる。

　本発明のさらに他の構成は、上記構成において、筒棒状の軸体に液密状に摺動可能にロッドを挿通してシール体とする、と云うものである。

　棒筒状の軸体に液密状に摺動可能に挿通するロッドは、軸体の移動動作とは別のモードで移動動作させることができ、このロッドはブロー成形に加圧流体として使用した液体を、賦形と同時に製品として充填した容器におけるヘッドスペースを、所定の量に制御するための部材として利用することができる。また、プリフォームを縦延伸するための延伸ロッドとしても利用できる。

　本発明のさらに他の構成は、上記構成において、前記ロッドを、プリフォームを縦延伸する延伸ロッドに構成し、前記ブローノズルに軸方向に沿って円筒棒状の軸体を挿通、配設し、該軸体の下端に同軸心状に円筒状のロッドガイドを連結し、前記、連結した軸体とロッドガイドに前記延伸ロッドが挿通し、さらにロッドガイドには延伸ロッドが摺動可能に周接状に挿通する構成とし、前記軸体とロッドガイドと延伸ロッドで前記シール体を構成し、前記ブローノズルの内周面とシール体の外周面で円筒状の液体の前記供給路を形成し、前記バルブ機構の閉状態でロッドガイドが、ブローノズルのシール段部直下の縮径部に嵌入し、前記バルブ機構の開状態でロッドガイドが縮径部から上方に脱嵌入する構成とする、と云うものである。

　上記構成の装置によれば、まず、軸体の下端に連結したロッドガイドに延伸ロッドが摺動可能に周接状に挿通する構成とすることにより、金属材料が使用される軸体と延伸ロッドの間に、耐磨耗性、滑り性等の観点から設ける必要のある隙間に起因する延伸ロッドの姿勢のガタツキ、所謂、芯ブレを抑制することができ、延伸ロッドによるプリフォームの縦延伸をスムーズに実施することが可能となる。また、ロッドガイドは短円筒状とすることができ、延伸ロッドとの周接面積を小さくし、延伸ロッドの摺動抵抗を小さくして、摺動動作をスムーズに達成することができる。

　さらに、バルブ機構を閉状態として縦延伸する場合には、ロッドガイドをシール段部の直下の縮径部に嵌入した状態、すなわちロッドガイドをブローノズルの縮径部の周壁により支持された状態とすることができ、ロッドガイドを介して、縮径部による延伸ロッドの姿勢を支持する機能が十分に発揮され、上記した延伸ロッドの芯ブレを抑制する作用効果が相俟って、延伸ロッドによるプリフォームの縦延伸を、芯ブレのない、また芯ズレのない状態で均一に実施することができる。

　そして、プリフォームを加圧した液体により膨張状に延伸する工程では、バルブ機構を開状態とすることにより、ロッドガイドをシール段部直下の縮径部から脱嵌入した状態とし、ブローノズルの内周面と延伸ロッドの外周面で形成され、切欠きがなく、かつ十分な流路面積を有する円筒状の、プリフォームの内部に連通する液体の流路を形成することができ、上記したロッドガイドによる均一な縦延伸性と相俟って、容器の賦形を安定した状態、そして高い生産性で実施することができる。

　また、加圧液体として飲料、化粧品、薬品等の、最終的に製品に充填される液体を使用し、これら液体を最終的に充填した製品を製造する場合には、成形と同時に、内容液が充填された容器におけるヘッドスペースを所定の量に高精度に制御する必要があり、このヘッドスペースは、ブロー成形の最終段階で延伸ロッドを口筒部から脱挿入する分、供給路に残留した液が容器の内部に流入して決まるものであるが、上記構成では、液の供給を停止するためのバルブ機構がブローノズル内に配設されているので、このバルブ機構をプリフォームの口筒部の直上にも配設することもでき、バルブ機構直下からプリフォームの口筒部の上端にかけての供給路部分に残留する液の量を少なくして高精度で計量することができ、ヘッドスペースをより高精度に制御することが可能となる。

　本発明の他の構成は、上記構成において、ロッドガイドをポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂製とする、と云うものである。

　ロッドガイドは延伸ロッドの芯ブレを抑制する機能を発揮するものであり、金属を使用する延伸ロッドが、周設状に挿通し、高速で繰り返し摺動するため、耐熱性、耐久性、耐摩耗性、滑り性が求められる部材であり、エンジニアリングプラスチックや、所謂、スーパーエンジニアリングプラスチックのなかから、用途によって食品衛生性等も考慮しながら適宜選ぶことができる。この中でも、スーパーエンジニアリングプラスチックの一つであるＰＥＥＫ樹脂はこれらの性能を十分発揮できる材料であり、ロッドガイドに適した材料である。この他にも、ロッドガイドに適した材料として、エンジニアリングプラスチックであるポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等、スーパーエンジニアリングプラスチックであるポリスルフォン（ＰＳＦ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）樹脂等を挙げることができる。

　本発明のさらに他の構成は、上記構成において、軸体の下端部は短円筒状のシール筒片が拡径同軸心状に嵌合組み付いて構成されており、このシール筒片の周縁部がシール段部に当接し、このシール筒片の下端に縮径状にロッドガイドを連結する構成とする、と云うものである。

　上記構成によれば、軸体の下端部を拡径同軸心状の短円筒状のシール筒片で構成することにより、軸体の下端部の径を大きく調整することができシール体によるバルブ機構の構成の設計の自由度を大きくすることができ、シール機能を十分に発揮させることが可能となる。また、軸体の下端部の径を大きくすることにより、その分ロッドガイドの径、そして縮径部の径を大きくすることができ、使用目的に応じて液体の流路設計の自由度を大きくすることが可能となる。

　本発明のさらに他の構成は、上記主たる構成において、ブローノズルの下端部にプリフォームの口筒部に嵌入する嵌入筒片を配設し、この嵌入筒片の外周壁に先端に向かって縮径する周段部を周設し、この周段部と口筒部の上端面のシール部材を介した当接により、ブローノズルを口筒部に密に連通する構成とする、と云うものである。

　上記構成は、ブローノズルを口筒部に密に連通するためのシール方法に係るものであるが、上記構成によりシンプルな構成でシール性を確実に保持することができ、またプリフォームの装着、脱装着についても高速で実施でき、さらにシール部材の交換を含む保守管理も容易に実施することができる。勿論、上記シール方法に関する構成は一例であり、シール性、生産性等を考慮して適宜のシール方法を採用することができる。

　本発明のブロー成形装置は、上記した構成となっており、本発明の主たる構成を有する装置によれば、プリフォームを金型へセットする工程から成形した容器を金型からの取り外す工程に至るブロー成形の全工程のうち、加圧した液体を、供給路を経てプリフォームの内部に供給し容器を賦形する工程を除いた他の工程で、加圧流体として使用する液体を常時、あるいは必要に応じて供給路と加圧液体供給部との間で循環させて所定の温度に調整することができ、容器を賦形するためにプリフォーム内に供給する液体の温度を高い精度で制御することでき、容器の賦形を一定の温度条件で安定して達成することができ、容器の強度や耐熱性等の性能にばらつきが生じる、十分な賦形性が得られない等の問題を、生産性を損なうことなく効果的に解決することができる。

本発明の第１実施形態であるブロー成形装置の全体的な構成の一例を示す概略説明図である。図１の装置の主部の下半部を拡大した断面図である。図１の装置による成形工程のうち、加圧した液体によりプリフォームを膨張状に延伸して容器を賦形した状態を示す断面図である。図１の装置による成形工程のうち、図３の状態からロッドを脱挿入した状態を示す断面図である。本発明の第２実施形態であるブロー成形装置の全体的な構成の一例を示す説明図である。図５の装置の主部の下半部を拡大した断面図である。図５の装置による成形工程のうち、図６の状態から延伸ロッドでプリフォームを縦延伸した状態を示す断面図である。図５の装置による成形工程のうち、図７の状態から加圧した液体によりプリフォームを膨張状に延伸する工程において、容器の賦形を完了する直前の状態を示す断面図である。図５の装置による成形工程のうち、図８の状態から延伸ロッドを所定の高さ位置まで引上げ、容器の賦形を完了した状態を示す断面図である。図５の装置による成形工程のうち、図９の状態から延伸ロッドを容器内から脱挿入した状態を示す断面図である。成形工程の他の例を示す断面図である。従来のブローエアによるブロー成形装置の一例の要部を示す断面図である。（ａ）は加圧液体によるブロー成形装置の従来例を示す概略説明図、（ｂ）は（ａ）中のＣ－Ｃ線に沿って示す、ロッドガイドの平断面図である。

　以下、本発明の第１実施形態を実施例に沿って図面を参照しながら説明する。１～４は本発明のブロー成形装置の一実施例、さらにはこの装置を使用したブロー成形方法を説明するためのものである。まず、図１と図２を参照しながら装置の全体的な構成を説明するが、図１は本発明のブロー成形装置の全体的な構成の一例を示す概略説明図であり、図２は図１中、縦断面で示される装置の主部の下半部を拡大した断面図で、主部の細かい構成部位については図２を参照する。

　図１は、金型１にプリフォーム３１を装着し、ブローノズル４の先端をこのプリフォーム３１の口筒部３２に嵌入した状態を示している。使用するプリフォーム３１の形状は全体として有底円筒の試験管状で、上端部に口筒部３２を起立設し、この口筒部３２の下端部にはネックリング３３が配設されており、口筒部３２を外部に（図１、２中では上方に）突出させた状態で金型１内に装着されている。

　この装置の主部は金型１、隔壁部材１１、ブローノズル４を有し、付属設備として加圧装置２１、加圧液体供給部２２、液体循環部２３を配置している。隔壁部材１１は、図２に示されるように金型１の上方に突出したプリフォーム３１の口筒部３２の外周面を、空間Ｓを介して囲繞するように金型１の上方に配設されている。また、隔壁部材１１には必要に応じて空間Ｓに加圧気体を供給するための通気孔１３が配設されている。また隔壁部材１１の下端部に周設した支持鍔片１２をプリフォーム３１のネックリング３３に上方から密に当接させて、プリフォーム３１の装着姿勢を保持するようにしている。

　ブローノズル４は全体として筒状で、シール部材７ｂにより密に連結される嵌入筒片５と供給筒部６から構成されている。嵌入筒片５は、内部に円柱状の中空部を有し、図２に示されるように外周壁には先端に向かって縮径する周段部５ａが周設されており、円筒状の先端部がプリフォーム３１の口筒部３２に嵌入し、周段部５ａと口筒部３２の上端面のシール部材（Ｏリング）７ａを介した当接により、ブローノズル４と口筒部３２が密に連通状に連結するようにしている。

　供給筒部６は全体として内部が円柱状の中空部を有する部材で、図１に示されるように、上端部に周壁を貫通して液体Ｌの導入路６ａが配設されており、下端部近傍には同じく周壁を貫通して液体Ｌの排出路６ｂが配設されている。また、この排出路６ｂのさらに下方、供給筒部６の下端部の内周面には下方に向かって縮径状に傾斜したシール段部６ｓが周設されている。また、このシール段部６ｓの下には供給筒部６の外部と内部を連通するための通気孔６ｃが配設されている。

　また、上記のように嵌入筒片５と供給筒部６から構成されるブローノズル４の中には、軸方向（図１中では上下方向）に細長い棒状のシール体（シールピン）９が挿通、配設されている。ここで、シール体９は、細長い円筒棒状の軸体９ａに液密状に摺動可能に細長い円柱状のロッド８を挿通したものであり、軸体９ａの先端部には、短円筒状のシール筒片９ｔが同軸心状に嵌合組み付けされている。そして、このシール筒片９ｔの下端面の外周縁部は角取りしてテーパー縁部９ｔａとなっている。

　また、ブローノズル４とこのシール体９によりブローノズル４内に、このブローノズル４の軸方向に沿って、プリフォーム３１内に連通する円筒状の供給路Ｆｓが形成され、シール体９を下降変位させることにより図１、２に示されるようにシール筒片９ｔのテーパー縁部９ｔａが供給筒部６の下端部の内周面に周設されるシール段部６ｓに当接して供給路Ｆｓのプリフォーム内部への連通を閉状態とすることができ、またシール体９を図３に示されるように上昇変位させることにより開状態とすることができ、このテーパー縁部９ｔａのシール段部６ｓへの当接と、脱当接によりバルブ機構Ｖｍが構成される。ここで、前述した導入路６ａは供給路Ｆｓの上流側端部に位置し、排出路６ｂは供給路Ｆｓの下流側端部で上記シール段部６ｓの上流側直近に位置する。

　また、ロッド８は後述するようにブロー成形に加圧流体として使用した液体Ｌを賦形と同時に製品として充填した容器におけるヘッドスペースを所定の量に制御する機能を発揮させるためのものである。また、ロッド８を、プリフォーム３１を縦延伸するための延伸ロッドとして利用することもできる。

　次に、付属設備についてみると、加圧装置２１、加圧液体供給部２２、液体循環部２３が配設されているが、加圧装置２１は、従来からブロー成形では必須の設備であり、加圧ポンプやコンプレッサー等の大型の設備であり、この加圧装置２１から配管Ｐ１を介して供給される加圧流体Ｆｐが、加圧した液体Ｌを供給するプランジャーポンプ状の加圧液体供給部２２の動力源となる。勿論、加圧液体供給部２２には、図示したプランジャー等ポンプ状のものの他にも２部屋を有するピストン内蔵のシリンダー等のものを使用することができる。

　また、液体循環部２３は、液体Ｌを配管Ｒ１から新たに補給しながら所定の温度に調整して配管Ｒ２により加圧液体供給部２２に供給すると共に、液体Ｌを、所定の温度に調整しながら加圧液体供給部２２とブローノズル４内の供給路Ｆｓとの間を循環させる機能を有する。すなわち、液体Ｌを必要に応じて、供給路Ｆｓ→排出路６ｂ→配管Ｒ３→液体循環部２３→配管Ｒ２→加圧液体供給部２２→配管Ｐ２→導入路６ａ→供給路Ｆｓと云うように構成される循環路ＣＲを循環させることができる。

　そして、循環路ＣＲには、ブロー成形の工程に沿って、必要に応じて流路を開閉するバルブが多数配設されているが、図１中には４つの電磁式のバルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を示している。

　次に、図１～４を参照しながら、上記説明したブロー成形装置を使用した合成樹脂製容器の製造方法、すなわちブロー成形方法について説明する。ブロー成形は次の（１）～（６）に記載した工程を順次、実施する。

（１）まず、口筒部３２を除く部分をブロー成形に適した温度に加熱したプリフォーム３１を、口筒部３２を上方に突出させた状態でブロー成形用の金型１に装着し、型締めする。

（２）次に、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を口筒部３１の上方から下降させ、嵌合筒片５の先端部を口筒部３２に嵌入し図１、２に示す状態とする。ここで、シール体９の先端部を構成するシール筒片９ｔのテーパー縁部９ｔａは供給筒部６のシール段部６ｓに当接させてバルブ機構Ｖｍを閉状態とし、さらにロッド８を下降変位させてその先端部を所定の長さ分、プリフォーム３１内に挿入した状態としている。また、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３はいずれも開状態とし、液体Ｌは、液体循環部２３で温度調整されながら前述した循環路ＣＲを循環している。

（３）次に、図１の状態から図３に示されるようにシール体９を構成する軸体９ａに伴ってシール筒片９ｔを上昇変位させてバルブ機構Ｖｍを開状態とし、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を閉状態として、循環路ＣＲに沿った液体Ｌの循環を停止し、加圧液体供給部２２の加圧機能を作動させて加圧した液体Ｌを供給路Ｆｓから口筒部３２を経てプリフォーム３１の内部に供給し、プリフォーム３１を膨張状に延伸し、金型１のキャビティ２に沿って容器４１を賦形する。この工程で、液体Ｌの圧力により口筒部３２が拡径変形するような場合には、配管Ｐ３を介して隔壁部材１１に配設した通気孔１３から加圧気体を隔壁部材１１内に導入し、口筒部３２の外周面を囲繞する空間Ｓを加圧することにより、このような拡径変形を効果的に抑制することができる。

（４）次に、上記のように容器４１が賦形され後に、図４に示されるように軸体９ａを下降変位させてバルブ機構Ｖｍを閉状態とし、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を開状態として、液体Ｌを再び循環路ＣＲに沿って循環させる。

（５）（４）の工程と同時に、あるいは少し遅れて、図４に示されるようにロッド８の先端部を容器４１内から脱挿入する。ここで、ロッド８の先端部の脱挿入に伴って、バブル機構Ｖｍより下方の供給路Ｆｓに残存する液体Ｌは全て容器４１内に流入し、さらに容器４１内で液面Ｌｓが下降し、図４に示されるように予め設定した所定のヘッドスペースＨｓに調整することができる。また、ロッド８の先端部の脱挿入動作の際に、容器４１内が減圧状態になり容器４１が減容状に変形する場合には、ブローノズル４の供給筒部６に配設した吸気孔６ｃをバルブＶ４により開状態とすることにより、容器４１内の減圧状態を緩和することができ、上記のような容器４１の変形を効果的に防ぐことができる。

（６）そして、図示は省略しているが、ブローノズル４と容器４１の口筒部３１を脱嵌合し、さらに金型１を型開きして液体Ｌが充填した容器４１を取り出し、口筒部３２をキャップでシールし製品とする

　ここで、上記説明したブロー装置、あるいはこの装置を使用した成形方法では、加圧した液体Ｌでプリフォーム３１を膨張状に延伸して容器４１を賦形、成形する例を説明したが、ロッド８を、プリフォーム３１を縦延伸するための延伸ロッドとして利用し、このロッド８による縦延伸と加圧した液体Ｌによる膨張状の延伸を合わせた、所謂、２軸延伸ブロー成形を実施することもできる。

　次に、本発明の第２実施形態を実施例に沿って図面を参照しながら説明する。

　図５～図１１は本発明の第２実施形態のブロー成形装置およびこの装置を使用した合成樹脂製容器の製造方法を説明するためのものであり、以下、主として図５、６により本発明の第２実施形態のブロー成形装置の全体的な構成の一例を説明し、図５～図１０によりこの装置を使用した合成樹脂製容器の製造方法の一例、すなわち液体を圧力媒体としたブロー成形法の工程の一例を説明する。なお、図５～図１１においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号を付し、再度の説明は省略する。

　図５、図６に示すように、本実施の形態では、嵌入筒片５は、上部はテーパー筒状で下部は円筒状となる形状に形成される。また、供給筒部６のシール段部６ｓ直下には、その直上の部分に比較して直径が小さな縮径部６ｄが設けられている。さらに、ロッド８は延伸ロッド８として構成されている。

　また、本実施の形態においては、シール体９は、下端部に短円筒状のシール筒片９ｔが同軸心状に嵌合組み付きして構成される細長い円筒棒状の金属性の軸体９ａと、シール筒片９ｔの下端に胴軸心状に連結する円筒状のロッドガイド９ｇとに、細長い円柱状の延伸ロッド８を挿通したものとされている。軸体９ａの下端部は短円筒状のシール筒片９ｔが同軸心状に嵌合組み付いて構成されている。

　ここで、耐摩耗性や滑り性等の観点から、延伸ロッド８を、若干の隙間を介して軸体９ａに挿通しており、一方、ロッドガイド９ｇを、延伸ロッド８が摺動可能に周接状に挿通する構成としている。なお、延伸ロッド８は供給筒部６の上端部で上部ロッドガイド６ｔｇに摺動可能に周接状に挿通している（図５参照）。

　また、ロッドガイド９ｇは縮径部６ｄへの摺動状の嵌入、脱嵌入が可能に配設されている。

　ここで、このロッドガイド９ｇは、上記したように延伸ロッド８が周接状に挿通し高速に摺動が繰り返され、また縮径部６ｄに周接した状態で、摺動状の嵌入あるいは脱嵌入動作が高速で繰り返される部材で、本実施例では耐熱性、耐久性、耐磨耗性、滑り性の観点からこのロッドガイド９ｇをポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂製としている。勿論、使用条件等を考慮して、他のエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックから適宜の合成樹脂を選ぶこともできる。なお、シール筒片９ｔとロッドガイド９ｇは、シール筒片９ｔをインサート材としたロッドガイド９ｇの射出成形により、アンダーカット状に強固に結合することができる。

　また、バルブ機構Ｖｍの閉状態では、ロッドガイド９ｇが、ノズルガイド４のシール段部６ｓ直下の縮径部６ｄに嵌入した状態となり、バルブ機構Ｖｍの開状態では、ロッドガイド９ｇが縮径部６ｄから上方に脱嵌入した状態となり、液体Ｌの流路が開放される。

　ここで、前述したように延伸ロッド８と軸体９ａはいずれも金属を使用する部品で、両者の磨耗を防ぐため、あるいは両者の相対的な移動がスムーズに達成されるように、延伸ロッド８はシール筒片９ｔを含む軸体９ａに、若干隙間ができるような状態で挿通、配設されており、縦延伸工程でこの隙間に起因する延伸ロッド８の芯ブレが生じる恐れがある。

　この点、本実施形態の構成の場合、延伸ロッド８はロッドガイド９ｇに摺動可能に周接状に挿通しており、図８に見られるように、バルブ機構Ｖｍが開状態でロッドガイド９ｇが縮径部６ｄから上方に脱嵌入した状態であっても、ロッドガイド９ｇに対する縮径部６ｄによる支持はなくなるが、少なくとも延伸ロッド８とシール筒片９ｔを含む軸体９ａとの隙間に起因する、延伸ロッド８の芯ブレを抑制することができる。

　さらに、バルブ機構Ｖｍを閉状態として縦延伸する場合には、ロッドガイド９ｇをシール段部６ｓの直下の縮径部６ｄに嵌入した状態、すなわちロッドガイド９ｇをブローノズル４の縮径部６ｄの周壁により支持された状態とすることができ、ロッドガイド９ｇを介して、縮径部６ｄによる延伸ロッド８の姿勢を支持する機能が十分に発揮され、上記したロッドガイド９ｇによる延伸ロッド８の芯ブレを抑制する作用効果も相俟って、延伸ロッド８によるプリフォームの縦延伸を、ブレのない、あるいは所謂、芯ズレのない状態で均一に実施することができる。

　次に、図５～図１０を参照しながら、上記説明した第２実施形態のブロー成形装置を使用した合成樹脂製容器のブロー成形の工程の一例について説明する。なお、図５～図１０中、図６、７、８では装置の主部の下半部を拡大した断面図としている。ブロー成形は次の（１）～（７）に記載した工程を順次、実施する。

（２）次に、組付け固定した隔壁部材１１とブローノズル４を口筒部３２の上方から下降させ、嵌合筒片５の先端部を口筒部３２に嵌入し図５、６に示す状態とする。

　ここで、シール体９の下端部を構成するシール筒片９ｔのテーパー縁部９ｔａは供給筒部６のシール段部６ｓに当接しており、バルブ機構Ｖｍが閉状態となっており、また延伸ロッド８がプリフォーム３１内に挿入した状態となっている。この状態で、ロッドガイド９ｇはノズルガイド４のシール段部６ｓ直下の縮径部６ｄに嵌入した状態となっている。また、バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３はいずれも開状態とし、液体Ｌは、液体循環部２３で温度調整されながら前述した循環路ＣＲを循環している。

（３）次に、図６の状態から図７に示されるように延伸ロッド８によりプリフォーム３１を縦延伸し、プリフォーム３１の底壁３５の中央部を、延伸ロッド８の下端部と金型１の底壁１ｂで挟持した状態とする。この縦延伸工程では、延伸ロッド８の姿勢は、上部に位置する上部ロッドガイド６ｔｇと縮径部６ｄに支持されたロッドガイド９ｇにより確実に支持されており、プリフォーム３１の縦延伸を、芯ブレおよび芯ズレのない状態で均一に実施することができる。

　ここで、本実施形態では延伸ロッド８によりプリフォーム３１の底壁３５が金型の底壁１ｂに当接するまで縦延伸する構成としているが、ブロー成形の生産性や、成形される容器の肉厚分布等を考慮して途中の高さまで縦延伸する構成とすることもできる。

（４）次に、図７の状態から図８に示されるようにシール体９を構成する軸体９ａを上昇変位させてバルブ機構Ｖｍを開状態とすることにより、ロッドガイド９ｇを縮径部６ｄから脱嵌入させてプリフォーム３１内部への液体Ｌの流路を、ブローズル４の供給筒部６および嵌入筒片５の内周面と延伸ロッド８の外周面で形成される円筒状のスムーズで十分な流路面積を有する流路を形成することができる。そして、バルブＶ３を閉状態とし、またバルブＶ１を閉状態とし、加圧液体供給部２２から加圧した液体Ｌを、ブローノズル４内の供給路Ｆｓを介して口筒部３２からプリフォーム３１内に供給して金型１のキャビティ２の形状に沿って容器４１を膨張状に延伸して賦形する。

　ここで、図８の状態では容器４１は、肩部４３や底部４５近傍にキャビティ２面との間に隙間が見られるように賦形の完了の直前の状態であり、胴部４４の周壁がキャビティ２面に緩く接した状態である。

　ここで、本実施形態の装置では上記したように、プリフォーム３１内部への液体Ｌの供給流路を、円筒状のスムーズで十分な流路面積を有する流路とすることができ、加圧した液体Ｌによるプリフォーム内部の昇圧時間を従来の装置に比較して短縮し、生産速度を高くすることができる。因みに、図５の成形装置により上記したブロー成形工程によれば、加圧した液体Ｌによるプリフォーム３１の昇圧時間は３３４．２３ｍｓｅｃで、図１３に示されるように流路Ｆｃが切欠き状に形成されたロッドガイド１０４ｇをプリフォーム３１の口筒部３２の内部に配設した場合の４３３．１７ｍｓに比較して、昇圧時間を大幅に短縮できることが確認された。また、切欠きのない、円筒状のスムーズな流路のため、泡の発生に係る問題についても解消することができた。

（５）次に、液体Ｌが加圧満注して容器４１の賦形が完了する前の所定のタイミングで（図８の状態）、加圧した液体Ｌの供給を継続した状態で、図９に示すように延伸ロッド８を、その先端が容器４１内部の所定の高さ位置Ｈｔｐになるまで引上げる。

　ここで、延伸ロッド８の引上げ動作に伴って、延伸ロッド８を上昇させた分、加圧した液体Ｌが容器４１の内部に充填されるため、延伸ロッド８の引上げに伴う容器４１の減容変形を防ぎながら、図９中に示されるように金型１のキャビティ２に沿った容器４１の賦形を完了し、さらに加圧した液体Ｌで容器４１の周壁をキャビティ２面に押付けて、保圧、冷却することができる。

（６）次に、延伸ロッド８の引上げ後の所定のタイミングで、図９の状態から図１０に示されるように軸体９ａを下降変位させてバルブ機構Ｖｍにより供給路Ｆｓを閉状態とし、延伸ロッド８を容器４１内から脱挿入する。この際、バルブＶ３を開状態として、液体Ｌを再び循環路ＣＲに沿って循環させる。そして、延伸ロッド８の脱挿入に伴って、バルブ機構Ｖｍより下方の供給路Ｆｓに残存する液体Ｌは全て容器４１内に流入し、さらに容器４１内で液面Ｌｓが下降し、図１０に示されるように予め設定した所定のヘッドスペースＨｓに調整することができる。

　ここで、本実施形態の構成では、液体Lの供給を停止するためのバルブ機構Ｖｍがブローノズル４の下端部近傍に配設されているので、このバルブ機構Ｖｍが配設されている位置からプリフォームの口筒部の上端にかけての供給路Ｆｓ部分に残留する液体Ｌの量を少なくして高精度で計量することができ、ヘッドスペースＨｓをより高精度に制御することが可能となる。一方、図１３に示される従来の装置ではブローノズル１０４の外側に配設されるバルブＶ１０１により液体Lの供給を停止するため、ヘッドスペースを高精度に制御することは難しい。

（７）そして、図示は省略しているが、ブローノズル４と容器４１の口筒部３２を脱嵌合し、さらに金型１を型開きして液体Ｌが充填した容器４１を取り出し、口筒部３２をキャップでシールし製品とする。

　以上、実施例に沿って本発明のブロー成形装置の実施形態について説明したが、勿論、本発明は上記した実施例に限定されるものではない。たとえば、上記実施例ではテーパー縁部９ｔａのシール段部６ｓへの当接と、脱当接によりバルブ機構Ｖｍを構成した例を説明したが、シール性や、開閉に係る操作性等を考慮して、さまざまな態様のバルブ機構を採用することができる。

　また、上記第１実施形態の実施例ではロッド８を利用して容器４１における充填液体のヘッドスペースＨｓの調整する構成としたが、使用目的に応じてロッド８のない構成とすることもできる。

　また上記第２実施形態の工程の例では、延伸ロッド８の下端を縦延伸後の位置から容器内部の所定の高さ位置になるまで引上げるタイミングを、図８に示される容器４１の賦形が完了する直前としたが、加圧した液体Lによる膨張状の延伸による容器の賦形中、賦形が完了すると同時、賦形が完了してから所定の時間後等、特に限定されるものではなく、生産性を含めたブロー成形性、減容変形の有無、成形した容器における残留歪みの有無、周壁の均一性等を考慮して適宜決めることができるものである。

　また上記第２実施形態の工程の例では、まず延伸ロッド８による縦延伸を実施し、その後にバルブ機構Ｖｍを開状態として加圧した液体Ｌをプリフォーム３１内に供給するものとしたが、図１１に示されるように加圧した液体Ｌのプリフォーム３１内への供給を延伸ロッド８による縦延伸と共に実施することもできる。ここで図１１の状態は、図６の状態からバルブＶ３とバルブＶ１を閉状態とし、軸体９ａを上昇させてバルブ機構Ｖｍを開状態とし、延伸ロッド８による縦延伸と加圧した液体Ｌのプリフォーム３１内への供給を同時に実施し、縦延伸が完了した状態である。

　なお、上記、図１１に示した工程は、ロッドガイド９ｇが縮径部６ｄから上方に脱嵌入した状態で縦延伸するものであるが、前述したように、ロッドガイド９ｇに対する縮径部６ｄによる支持はないものの、ロッドガイド９ｇの作用効果により少なくとも延伸ロッド８の芯ブレを抑制することができる。

　以上説明したように、本発明の加圧液体を使用するブロー成形装置は、プリフォーム内に供給する液体の温度を、生産性を損なうことなく高い精度で制御することできるものであり、成形される容器の品質の向上、また生産性の向上の観点から加圧液体を使用するブロー成形の分野での幅広い利用展開が期待される。

１　；金型
１ｂ；底壁
２　；キャビティ
４　；ブローノズル
５　；嵌入筒片
５ａ；周段部
６　；供給筒部
６ａ；導入路
６ｂ；排出路
６ｃ；通気孔
６ｓ；シール段部
６ｄ；縮径部
６ｔｇ；上部ロックガイド
７ａ、７ｂ；シール部材
８　；ロッド
９　；シール体
９ａ；軸体
９ｔ；シール筒片
９ｔａ；テーパー縁部
９ｇ；ロッドガイド
１１；隔壁部材
１２；支持鍔片
１３；通気孔
２１；加圧装置
２２；加圧液体供給部
２３；液体循環部
ＣＲ；循環路
Ｆｃ；流路
Ｆｓ；供給路
Ｈｓ；ヘッドスペース
Ｌ　；液体
Ｌｓ：液面
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３；配管
Ｒ１、Ｒ２；配管
Ｓ　；空間
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４；バルブ
Ｖｍ；バルブ機構
３１；プリフォーム
３２；口筒部
３３；ネックリング
３５；底壁
４１；容器
４３；肩部
４４；胴部
４５；底部
１０１；金型
１０３；ネック支持鍔部
１０４；ブローノズル
１０４ｇ；ロッドガイド
１０８；ロッド
１１０；ガイド筒部
１１１；挿通孔
Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３；配管
Ｖ１０１；バルブ

Claims

　ブロー成形用の金型(1)と、有底筒状のプリフォーム(31)を金型(1)に装着した状態で該プリフォーム(31)の口筒部(32)に密に嵌合するブローノズル(4)を有し、また加圧液体供給部(22)を配設し、該加圧液体供給部(22)から加圧した液体(L)を、前記ブローノズル(4)を介してプリフォーム(31)内に供給し、金型(1)のキャビティに沿って膨張状に容器(41)を賦形するブロー成形装置であって、
　前記ブローノズル(4)内の液体(L)の供給路(Fs)の下流側端部に該供給路(Fs)の開閉が可能にバルブ機構(Vm)を配設し、前記バルブ機構(Vm)の閉状態で供給路(Fs)と加圧液体供給部(22)で液体(L)の循環が可能に、また開状態で供給路(Fs)を経てプリフォーム(31)内に加圧した液体(L)の供給が可能に構成したブロー成形装置。
　加圧液体供給部(22)に所定の温度に調整して液体(L)を供給する液体循環部(23)を配設し、供給路(Fs)は、ブローノズル(4)の該供給路(Fs)の上流側端部に配設される導入路(6a)を介して加圧液体供給部(22)と開閉可能に連通し、下流側端部でバルブ機構(Vm)の上流側位置に配設される排出路(6b)を介して開閉可能に液体循環部(23)に連通するものとし、前記バルブ機構(Vm)の閉状態で、前記液体循環部(23)を介して、供給路(Fs)と加圧液体供給部(22)の間で液体(L)の循環が可能に構成した請求項１記載のブロー成形装置。
　ブローノズル(4)に、該ブローノズル(4)の軸方向に移動可能に棒状のシール体(9)を挿通、配設し、該シール体(9)の先端部の、ブローノズル(4)の内周面に配設したシール段部(6s)への当接により供給路(Fs)を閉状態とすることが可能に構成し、該シール体(9)の先端部のシール段部(6s)への当接と脱当接によりバルブ機構(Vm)を構成した請求項１または２記載のブロー成形装置。
　筒棒状の軸体(9a)に液密状に摺動可能にロッド(8)を挿通してシール体(9)とした請求項３記載のブロー成形装置。
　前記ロッド(8)を、プリフォーム(31)を縦延伸する延伸ロッドに構成し、前記ブローノズル(4)に軸方向に沿って円筒棒状の軸体(9a)を挿通、配設し、該軸体(9a)の下端に同軸心状に円筒状のロッドガイド(9g)を連結し、前記、連結した軸体(9a)とロッドガイド(9g)に前記延伸ロッド(8)が挿通し、さらにロッドガイド(9g)には延伸ロッド(8)が摺動可能に周接状に挿通する構成とし、前記軸体(9a)とロッドガイド(9g)と延伸ロッド(8)で前記シール体(9)を構成し、前記ブローノズル(4)の内周面とシール体(9)の外周面で円筒状の液体(L)の前記供給路(Fs)を形成し、前記バルブ機構(Vm)の閉状態でロッドガイド(9g)が、ブローノズル(4)のシール段部(6s)直下の縮径部(6d)に嵌入し、前記バルブ機構(Vm)の開状態でロッドガイド(9g)が縮径部(6d)から上方に脱嵌入する構成とした請求項４記載のブロー成形装置。
　ロッドガイド(9g)をポリエーテルエーテルケトン樹脂製とした請求項５記載のブロー成形装置。
　軸体(9a)の下端部は短円筒状のシール筒片(9t)が拡径同軸心状に嵌合組み付いて構成されており、該シール筒片(9t)の周縁部がシール段部(6s)に当接し、該シール筒片(9t)の下端に縮径状にロッドガイド(9g)を連結する構成とした請求項５または６記載のブロー成形装置。
　ブローノズル(4)の下端部にプリフォーム(31)の口筒部(32)に嵌入する嵌入筒片(5)を配設し、該嵌入筒片(5)の外周壁に下方に向かって縮径する周段部(5a)を周設し、該周段部(5a)と口筒部(32)の上端面のシール部材(7a)を介した当接により、前記ブローノズル(4)を口筒部(32)に密に連通する構成とした請求項１～７のいずれか一項に記載のブロー成形装置。