WO2016174809A1 - 液体ブロー成形装置及び液体ブロー成形方法 - Google Patents

液体ブロー成形装置及び液体ブロー成形方法 Download PDF

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賢一 陶山
雄一 奥山
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賢一 陶山
雄一 奥山
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    • B65D1/0207—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by material, e.g. composition, physical features

Definitions

  • the present invention relates to a liquid blow molding apparatus and a liquid blow molding method for blow molding a preform formed of a resin material into a bottomed cylindrical shape with a liquid into a container having a predetermined shape.
  • Resin containers such as polypropylene (PP) bottles and polyethylene terephthalate (PET) bottles are used to store various liquids such as toiletries such as beverages, cosmetics, chemicals, detergents, and shampoos. in use.
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • Such a container is generally manufactured by blow-molding a preform formed into a bottomed cylindrical shape from a thermoplastic resin material.
  • an apparatus for blow-molding a preform As an apparatus for blow-molding a preform, it has a blow-molding die that accommodates the preform while leaving its mouth part, and a blow nozzle that engages with the mouth part of the preform.
  • a liquid blow molding apparatus in which a liquid pressurized through its mouth is supplied to form a preform into a container having a predetermined shape. According to such a liquid blow molding apparatus, by using the content liquid finally contained in the container as a product such as a beverage as the liquid to be supplied to the preform, the process of filling the content liquid into the container after molding Can be omitted, and the production process and the configuration of the liquid blow molding apparatus can be simplified.
  • the blow nozzle is usually configured to be sealed at the top surface of the mouth with respect to the preform. Therefore, when the liquid pressurized at the time of liquid blow molding is supplied to the preform and the pressure of the liquid is applied to the inner surface of the mouth portion, the mouth portion expands and deforms between the blow nozzle and the mouth portion due to the pressure. There was a possibility that a gap was generated and liquid leakage occurred from the gap.
  • an external pressurization space is formed outside the outer wall surface of the mouth portion by a partition member that tightly surrounds the outer wall surface of the mouth portion of the preform,
  • pressurized fluid such as pressurized air
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a liquid blower that can reliably prevent liquid leakage caused by a diameter-expanding deformation of the mouth portion of the preform during liquid blow molding.
  • An object of the present invention is to provide a molding apparatus and a liquid blow molding method.
  • the liquid blow molding apparatus of the present invention is a liquid blow molding apparatus that performs liquid blow molding of a preform formed in a bottomed cylindrical shape into a container having a predetermined shape, and divides a cavity inside, and the preform is placed in the cavity.
  • a blow mold for accommodating the reform with the opening serving as an opening end, a blow nozzle for supplying a pressurized liquid into the preform through the preform opening, and an outside of the preform opening.
  • a partition member that tightly surrounds the wall surface and forms an external pressure space between the outer wall surface and the pressure in the external pressure space rather than the pressure in the preform during liquid blow molding
  • a pressurized fluid supply means for supplying a pressurized fluid into the extraoral pressurizing space so as to increase the pressure.
  • the pressurized fluid supply means supplies pressurized fluid to the outside pressurizing space at a constant pressure.
  • the liquid blow molding apparatus of the present invention preferably has a configuration in which the blow nozzle has a guide tube portion that is inserted into the mouth portion.
  • the liquid blow molding apparatus of the present invention preferably includes a seal member that seals between the blow nozzle and the mouth of the preform.
  • the preform in the configuration described above, has an annular neck ring at the lower end of the mouth portion, and the partition member is in close contact with the neck ring over the entire circumference. It is preferable.
  • the pressurized fluid supply means supplies pressurized air to the external pressure space.
  • liquid blow molding apparatus of the present invention in the above configuration, it is preferable to include a drive mechanism for moving the blow nozzle and the partition member closer to and away from the blow mold.
  • the liquid blow molding method of the present invention is a liquid in which a preform formed into a bottomed cylindrical shape is accommodated in a blow mold while leaving its mouth, and pressurized into the preform from the blow nozzle through the mouth.
  • a liquid blow molding method in which a preform is molded into a container having a predetermined shape, and at the time of liquid blow molding, a pressurized fluid is supplied to the outer wall surface side of the mouth portion so that the outer wall surface is placed inside the preform. It is characterized by pressurizing inward in the radial direction at a pressure higher than the pressure.
  • pressurized fluid is supplied to the outer wall surface side of the mouth portion at a constant pressure.
  • the liquid blow molding method of the present invention is preferably configured such that pressurized air is supplied to the outer wall surface of the mouth in the above configuration.
  • the pressure on the outer wall surface side of the mouth portion is made higher than the pressure inside the preform at the time of liquid blow molding, so even if the peak pressure due to the water hammer effect occurs in the preform, Can be reliably prevented from leaking from between the blow nozzle and the mouth.
  • a liquid blow molding apparatus 1 shown in FIG. 1 performs liquid blow molding of a preform 3 formed into a bottomed cylindrical shape from a thermoplastic resin material into a container having a predetermined shape.
  • the liquid blow molding is a blow molding using a pressurized liquid instead of the pressurized air as the pressurized fluid supplied to the preform 3.
  • a cylindrical mouth portion 3a serving as an opening end thereof, a cylindrical body portion 3b continuous with the mouth portion 3a and closed at the lower end, and a radial direction at a lower end of the mouth portion 3a
  • annular (flange shape) neck ring 3c provided by protruding outside.
  • the shape of the preform 3 is not limited to the above shape as long as it is a bottomed cylindrical shape, and may be other shapes.
  • a male screw for mounting a cap (not shown) is provided on a surface facing the radially outer side of the mouth portion 3a, that is, an outer wall surface, but a male screw is provided on the outer wall surface of the mouth portion 3a. It is good also as a structure which provided the engaging protrusion which replaces and carries out an undercut engagement of a cap.
  • the liquid blow molding apparatus 1 includes a blow molding die 8 of a matching type (split mold type) in which a cavity 7 is defined inside by a mold surface 5 having a shape corresponding to the final shape of a container such as a bottle.
  • This blow mold 8 is a preform 3 heated to a predetermined temperature that exhibits thermoplasticity and softened, leaving its mouth 3a, that is, the mouth 3a protrudes upward from the upper surface of the blow mold 8. It can be accommodated in the cavity 7 as a state in which it is caused to enter.
  • the liquid blow molding apparatus 1 includes a blow nozzle 10.
  • the blow nozzle 10 is formed in a substantially cylindrical shape, and is attached to the lower end of the support block 12 with its axial direction directed in the vertical direction.
  • the blow nozzle 10 engages with the mouth 3a of the preform 3 disposed in the blow mold 8 from above, and applies pressurized liquid supplied from the liquid supply part 14 through the mouth 3a into the preform 3. Can be supplied to.
  • the blow nozzle 10 has a guide tube portion 10a on the lower end side thereof, and the guide tube portion 10a is inserted into the mouth portion 3a of the preform 3 to be engaged with the mouth portion 3a. It is supposed to be.
  • the outer diameter of the guide tube portion 10a is slightly smaller than the inner diameter of the mouth portion 3a. Thereby, a slight gap is formed between the outer wall surface of the guide tube portion 10a and the inner wall surface of the mouth portion 3a, and the guide tube portion 10a is inserted into the mouth portion 3a of the preform 3 when the guide tube portion 10a is inserted.
  • the guide cylinder part 10a is formed in the shape which has a tapered surface where the lower end is diameter-reduced toward the downward direction. Thereby, insertion to the opening
  • a flow path 16 that opens to the upper and lower ends of the blow nozzle 10, and this flow path 16 is connected to the liquid supply unit 14 through a flow path provided inside the support block 12. ing.
  • the liquid supply unit 14 can supply the liquid pressurized to a predetermined pressure to the flow path 16 of the blow nozzle 10. With such a configuration, the liquid supplied from the liquid supply unit 14 is supplied into the preform 3 from the blow nozzle 10 through the mouth 3a to the mouth 3a of the preform 3 disposed in the blow mold 8. Can do.
  • liquid supply unit 14 for example, a configuration using a plunger pump as a pressurizing source can be used, but any liquid that has been pressurized to a predetermined pressure can be supplied to the preform 3. Other configurations can also be used.
  • the pressurized liquid supplied by the liquid supply unit 14 it is preferable to use a liquid content that is finally contained in a molded container such as a beverage.
  • the liquid blow molding apparatus 1 may be configured to include a stretching rod 18.
  • a stretching rod 18 it is possible to perform biaxial stretching blow molding in which the preform 3 is stretched in the radial direction by the pressurized liquid supplied from the mouth portion 3a while being stretched in the axial direction by the stretching rod 18.
  • the liquid blow molding apparatus 1 can be configured not to include the stretching rod 18.
  • the effective opening area of the flow path 16 opening area through which the pressurized liquid can pass
  • the effective opening area of the flow path 16 is increased to increase the amount of liquid supplied into the preform 3 per unit time, that is, the pressure increase speed in the preform 3. Therefore, it is possible to shorten the molding time of the preform 3 into the container and increase the molding cycle.
  • the liquid blow molding apparatus 1 includes a partition wall member 22 that forms an external pressurizing space 20 between the outer wall surface of the mouth portion 3a and an external pressure additive to prevent the mouth portion 3a from expanding in diameter during liquid blow molding. And a pressurized fluid supply means 24 for supplying a pressurized fluid to the pressure space 20.
  • the partition wall member 22 is supported by the support block 12 together with the blow nozzle 10, tightly surrounds the outer wall surface of the mouth portion 3 a of the preform 3, and externally added between the outer wall surface of the mouth portion 3 a.
  • the pressure space 20 is partitioned.
  • the partition member 22 is provided with a communication path 22 a, and the external pressurizing space 20 is communicated with the pressurized fluid supply means 24 through the communication path 22 a.
  • an annular rib 22b is integrally provided at the lower end of the partition member 22, and this annular rib 22b is formed on the upper surface of the neck ring 3c supported on the upper surface of the blow mold 8 of the preform 3 on the entire circumference.
  • the external pressure space 20 is sealed on the lower end side of the partition wall member 22. It is also possible to adopt a configuration in which the external pressure space 20 is hermetically sealed at the lower end side of the partition member 22 by bringing the lower end of the partition member 22 into close contact with the upper surface of the blow mold 8.
  • the pressurized fluid supply means 24 is used for pressurization outside the mouth rather than the pressure in the preform 3 to which the liquid is supplied when the pressurized liquid is supplied from the liquid supply unit 14 into the preform 3, that is, at the time of liquid blow molding.
  • the pressurized fluid is supplied into the extraoral pressurizing space 20 at such a pressure that the pressure in the space 20 becomes higher.
  • the pressurized fluid supply means 24 preferably supplies the pressurized fluid into the extraoral pressurizing space 20 at a constant pressure.
  • the pressure of the pressurized fluid that the pressurized fluid supply means 24 supplies to the extraoral pressurizing space 20 is set to a pressure higher than the maximum pressure generated in the preform 3 during liquid blow molding.
  • a peak pressure is generated by a water hammer effect, but the pressurized fluid supply means 24 supplies pressure to the extraoral pressure space 20.
  • the pressure of the fluid is set to a pressure higher than this peak pressure.
  • Such a pressure setting can be performed based on pressure data in the preform 3 obtained by conducting an experiment or the like in advance.
  • the pressurized fluid supplied by the pressurized fluid supply means 24 into the extraoral pressurizing space 20 is preferably pressurized air.
  • the fluid supplied by the pressurized fluid supply means 24 is a liquid, it is necessary to separately provide a means for collecting the liquid in the extraoral pressurization space 20 after the blow molding is completed.
  • the fluid to be supplied is pressurized air, it is not necessary to provide such means, and it is only necessary to discharge the air in the external pressurizing space 20 to the outside after the liquid blow molding is completed.
  • the configuration of the molding apparatus 1 can be simplified.
  • pressurized fluid supplied by the pressurized fluid supply means 24 to the extraoral pressurizing space 20 is not limited to pressurized air, but may be other gas or liquid.
  • a pressurized fluid supply means 24 for example, a pressurizing pump, an air compressor, an accumulator using the liquid pressure of the liquid supply unit 14, etc., for external pressurization between the outer wall surface of the mouth 3 a and the partition wall member 22.
  • a pressurizing pump for example, a pressurizing pump, an air compressor, an accumulator using the liquid pressure of the liquid supply unit 14, etc.
  • Various configurations can be used as long as the pressurized fluid can be supplied to the space 20 at a desired pressure.
  • the blow nozzle 10 is provided with a flat surface 10b that extends radially outward from the base end of the guide tube portion 10a and faces the upper end of the mouth portion 3a.
  • the opening end (upper end surface) of the mouth portion 3a and the blow nozzle 10 Between the flat surface 10b, a seal member 26 is provided for sealing between the inside of the preform 3 and the external pressure space 20.
  • an O-ring can be used as the seal member 26.
  • the support block 12 is provided with a drive mechanism 28.
  • the drive mechanism 28 drives the blow nozzle 10 and the partition wall member 22 together with the support block 12 in a direction (vertical direction) to approach and separate from the blow mold 8 in the axial direction, thereby engaging the blow nozzle 10 with the mouth 3a. If you want, you can leave.
  • the drive mechanism 28 the thing of the various structures using actuators, such as an electric motor and a hydraulic cylinder, can be used.
  • the preform 3 heated to a predetermined temperature and softened in advance is placed in the blow molding die 8 with the mouth 3a left, and the mold is clamped.
  • both the blow nozzle 10 and the partition wall member 22 are moved in the direction close to the blow mold 8 by the drive mechanism 28, and the guide tube portion 10 a of the blow nozzle 10 is inserted into the mouth portion 3 a of the preform 3.
  • the partition wall member 22 is disposed on the outer wall surface side of the mouth portion 3a of the preform 3, and the annular rib 22b is in liquid-tight contact with the upper surface of the neck ring 3c over the entire circumference, so that the outside of the mouth portion 3a is A sealed external pressure space 20 is formed between the wall surface and the partition wall member 22.
  • a liquid is supplied from the liquid supply unit 14 to the blow nozzle 10 to supply a pressurized liquid through the mouth 3a into the preform 3 to perform liquid blow molding.
  • the pressurized fluid supply means 24 supplies pressurized fluid (pressurized air) from the pressurized fluid supply means 24 to the extraoral pressurizing space 20, and the extraoral pressurizing space 20 is supplied with a liquid.
  • the pressure is higher than the pressure in 3.
  • the pressure in the extraoral pressurizing space 20 is increased in the preform 3 by supplying the pressurized fluid.
  • the pressure is higher than that of the inner wall surface. That is, at the time of liquid blow molding, the outer wall surface of the mouth portion 3a of the preform 3 is pressurized radially inward with a pressure higher than the pressure in the preform 3 by the pressure in the outside mouth pressurizing space 20. Thereby, it is prevented that the opening
  • the pressure in the extraoral pressurizing space 20 is at this peak. Since the pressure is higher than the pressure, even if a peak pressure due to a water hammer effect occurs in the preform 3, the diameter of the mouth portion 3a is prevented from being deformed and from between the blow nozzle 10 and the mouth portion 3a. Can be reliably prevented.
  • the supply of the liquid from the blow nozzle 10 into the preform 3 is stopped, and thereafter, although not shown in FIG.
  • the supply of pressurized fluid to 20 is stopped.
  • the blow nozzle 10 and the partition wall member 22 are both moved up and moved away from the blow mold 8 by the drive mechanism 28, and the blow nozzle 10 is detached from the mouth portion 3a of the molded container.
  • the blow mold 8 is opened, and the completed container is taken out from the blow mold 8.
  • the cap may be attached to the mouth 3a of the container after the molded container is taken out from the blow mold 8.
  • the external pressurizing space 20 is formed on the outer wall surface side of the mouth portion 3a of the preform 3, and this external pressurizing space is formed at the time of liquid blow molding. Since the pressurized fluid is supplied to 20 so as to make the pressure in the external pressurizing space 20 higher than the pressure in the preform 3, even if a peak pressure due to a water hammer effect occurs in the preform 3, The diameter expansion deformation of the portion 3a can be reliably prevented, and liquid leakage from between the blow nozzle 10 and the mouth portion 3a can be prevented.
  • the blow nozzle 10 is provided with a flat surface 10b opposite to the opening end of the mouth portion 3a, and the preform 3 is provided between the opening end of the mouth portion 3a and the flat surface 10b. Since the seal member 26 for sealing between the inside and the external pressurization space 20 is provided, the common pressurization member 26 connects the interior of the preform 3 and the external pressurization space 20 on the outer wall surface side of the mouth portion 3a.
  • the liquid blow molding apparatus 1 can be simplified in structure.
  • the blow nozzle 10 is provided with the guide cylinder portion 10a inserted into the mouth portion 3a, so that the blow nozzle 10 and the partition member 22 are connected to the mouth portion of the preform 3. It can be easily and reliably set to 3a. Further, by providing the guide tube portion 10a in the blow nozzle 10, it is possible to supply liquid from the blow nozzle 10 in the preform 3 from a position closer to the body portion 3b, so that the liquid leaks from the mouth portion 3a. Can be more effectively suppressed.
  • the lower end of the partition wall member 22 is brought into close contact with the neck ring 3c of the preform 3 over the entire circumference.
  • the posture can be stabilized and a higher quality container can be formed.
  • the preform 3 having the mouth portion 3a formed in a cylindrical shape is used.
  • the present invention is not limited to this, and the mouth portion 3a of the preform 3 has the opening end side on the body portion 3b. It is also possible to use a taper shape having a larger diameter than the other side. In this case, insertion of the blow nozzle 10 (guide tube portion 10a) into the mouth 3a of the preform 3 can be facilitated.
  • the mouth portion 3a after the liquid blow molding can be formed into a cylindrical shape.
  • the guide cylinder part 10a of the blow nozzle 10 is made into the shape whose outer diameter is slightly smaller than the internal diameter of the opening part 3a of the preform 3, it is not restricted to this, A guide cylinder part 10a is shaped so that its outer diameter is substantially the same as the inner diameter of the mouth portion 3a of the preform 3, and the guide tube portion 10a is fitted into the mouth portion 3a so that the gap between the blow nozzle 10 and the mouth portion 3a is reduced. Can be configured to be sealed.
  • blow nozzle 10 may be configured not to include the guide tube portion 10a.

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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

液体ブロー成形装置（１）を、プリフォーム（３）をその開口端となる口部（３ａ）を残して収容するブロー成形型（８）と、プリフォーム（３）内に加圧した液体を供給するブローノズル（１０）と、プリフォーム（３）の口部（３ａ）の外壁面の周りを密に囲繞し、該外壁面との間に口外加圧用空間（２０）を形成する隔壁部材（２２）と、液体ブロー成形時に、プリフォーム（３）内の圧力よりも口外加圧用空間（２０）内の圧力の方が高くなるように口外加圧用空間（２０）内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段（２４）と、を備えた構成とする。

Description

液体ブロー成形装置及び液体ブロー成形方法
　本発明は、樹脂材料により有底筒状に形成されたプリフォームを所定形状の容器に液体によりブロー成形する液体ブロー成形装置及び液体ブロー成形方法に関する。
　ポリプロピレン（ＰＰ）製のボトルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のボトルに代表されるような樹脂製の容器は、飲料、化粧品、薬品、洗剤、シャンプー等のトイレタリーなどの様々な液体を収容する用途に使用されている。このような容器は、熱可塑性を有する樹脂材料によって有底筒状に形成されたプリフォームをブロー成形することにより製造されるのが一般的である。
　プリフォームをブロー成形する装置としては、プリフォームをその口部を残して収容するブロー成形型と、プリフォームの口部に係合するブローノズルとを有し、ブローノズルからプリフォームの内部にその口部を通じて加圧した液体を供給することで当該プリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形するようにした液体ブロー成形装置が知られている。このような液体ブロー成形装置によれば、プリフォームに供給する液体として飲料等の最終的に製品として容器に収容される内容液を使用することにより、成形後の容器への内容液の充填工程を省略して、その生産工程や液体ブロー成形装置の構成を簡略化することができる。
　上記のような液体ブロー成形装置では、通常、ブローノズルはプリフォームに対してその口部の天面においてシールされる構成となっている。そのため、液体ブロー成形時に加圧した液体がプリフォームに供給されて当該液体の圧力が口部の内面に加わると、その圧力により口部が拡径変形してブローノズルと口部との間に隙間が生じ、当該隙間から液漏れが生じるおそれがあった。
　そこで、例えば特許文献１に示される液体ブロー成形装置では、プリフォームの口部の外壁面の周りを密に囲繞する隔壁部材によって当該口部の外壁面の外側に口外加圧用空間を形成し、液体ブロー成形時に、この口外加圧用空間に加圧エアー等の加圧流体を供給することにより口部の外壁面側に内側と同程度の圧力を加えて口部の拡径変形を抑制するようにしている。
特開２０１３－１３２８８４号公報
　しかしながら、上記従来の液体ブロー成形装置においても、プリフォームの内部が加圧した液体で満杯になったときに水撃作用によってプリフォーム内にピーク圧（水撃圧）が発生するため口部の拡径変形を充分に抑制することができず、口部から口外加圧用空間に向けて液漏れが生じ、液体ブロー成形後にブローノズルを口部から離脱させると、口外加圧用空間に侵入していた液体が垂れ落ちて装置を汚す虞があった。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体ブロー成形時にプリフォームの口部が拡径変形することにより生じる液漏れを確実に防止することができる液体ブロー成形装置及び液体ブロー成形方法を提供することにある。
　本発明の液体ブロー成形装置は、有底筒状に形成されたプリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置であって、内側にキャビティを区画し、該キャビティ内に前記プリフォームをその開口端となる口部を残して収容するブロー成形型と、前記プリフォームの口部を通じて該プリフォーム内に加圧した液体を供給するブローノズルと、前記プリフォームの口部の外壁面の周りを密に囲繞し、該外壁面との間に口外加圧用空間を形成する隔壁部材と、液体ブロー成形時に、前記プリフォーム内の圧力よりも前記口外加圧用空間内の圧力の方が高くなるように該口外加圧用空間内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記加圧流体供給手段が前記口外加圧用空間内に一定の圧力で加圧流体を供給する構成とされるのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記ブローノズルが前記口部の内部に挿入されるガイド筒部を有する構成とされるのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記ブローノズルと前記プリフォームの口部との間をシールするシール部材を備えるのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記プリフォームが口部の下端に環状のネックリングを有し、前記隔壁部材が前記ネックリングに全周に亘って密に当接する構成とされるのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記加圧流体供給手段が前記口外加圧用空間に加圧エアーを供給する構成とされるのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記ブローノズルおよび前記隔壁部材を共に、前記ブロー成形型に対して近接、離間移動させる駆動機構を備えるのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形方法は、有底筒状に形成されたプリフォームをその口部を残してブロー成形型内に収容し、ブローノズルから前記口部を通じて前記プリフォーム内に加圧した液体を供給してプリフォームを所定形状の容器に成形する液体ブロー成形方法であって、液体ブロー成形時に、前記口部の外壁面側に加圧流体を供給して該外壁面を前記プリフォーム内の圧力よりも高い圧力で径方向内側に向けて加圧することを特徴とする。
　本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記口部の外壁面側に一定の圧力で加圧流体を供給する構成とされるのが好ましい。
　本発明の液体ブロー成形方法は、上記構成において、前記口部の外壁面側に加圧エアーを供給する構成とされるのが好ましい。
　本発明によれば、液体ブロー成形時にプリフォーム内の圧力よりも口部の外壁面側の圧力を高くするようにしたので、プリフォーム内に水撃作用によるピーク圧が発生しても口部の拡径変形を確実に防止して、ブローノズルと口部との間からの液漏れを確実に防止することができる。
　このように、本発明によれば、液体ブロー成形時にプリフォームの口部が拡径変形することにより生じる液漏れを確実に防止することができる液体ブロー成形装置及び液体ブロー成形方法を提供することができる。
本発明の一実施の形態である液体ブロー成形装置の要部を示す断面図である。 液体ブロー成形時におけるプリフォーム内の圧力と口外加圧用空間の圧力とを示す線図である。
　以下、図面を参照して本発明をより具体的に例示説明する。
　図１に示す液体ブロー成形装置１は、熱可塑性を有する樹脂材料によって有底筒状に形成されたプリフォーム３を所定形状の容器に液体ブロー成形するものである。なお、液体ブロー成形とは、プリフォーム３に供給する加圧流体として加圧エアーに替えて加圧した液体を用いたブロー成形のことである。
　本実施の形態では、プリフォーム３として、その開口端となる円筒状の口部３ａと、口部３ａに連なるとともに下端が閉塞する円筒状の胴部３ｂと、口部３ａの下端に径方向外側に突出して設けられる環状（フランジ状）のネックリング３ｃとを有する形状のものが用いられている。なお、プリフォーム３の形状は有底筒状であれば上記形状に限定されることなく他の形状とすることもできる。また、図示する場合では、口部３ａの径方向外側を向く面つまり外壁面にキャップ（不図示）を装着するための雄ネジが設けられているが、口部３ａの外壁面に雄ネジに替えてキャップをアンダーカット係合させる係合突起を設けた構成としてもよい。
　液体ブロー成形装置１は、例えばボトルなどの容器の最終形状に対応した形状の型面５によって内側にキャビティ７を区画する合わせタイプ（割型タイプ）のブロー成形型８を備えている。このブロー成形型８は、熱可塑性を発現する所定の温度にまで加熱されて軟化したプリフォーム３を、その口部３ａを残して、つまり口部３ａをブロー成形型８の上面から上方に突出させた状態としてキャビティ７内に収容することができる。
　液体ブロー成形装置１はブローノズル１０を備えている。ブローノズル１０は略円筒状に形成され、その軸方向を上下方向に向けて支持ブロック１２の下端に取り付けられている。このブローノズル１０は、ブロー成形型８に配置されたプリフォーム３の口部３ａに上方側から係合し、口部３ａを通じて液体供給部１４から供給される加圧した液体をプリフォーム３内に供給することができる。
　図示する場合では、ブローノズル１０はその下端側にガイド筒部１０ａを有し、このガイド筒部１０ａがプリフォーム３の口部３ａの内部に挿入された状態となって口部３ａに係合するようになっている。この場合、ガイド筒部１０ａは、その外径が口部３ａの内径よりも僅かに小さくされるのが好ましい。これにより、ガイド筒部１０ａの外壁面と口部３ａの内壁面との間には僅かに隙間が形成され、ガイド筒部１０ａをプリフォーム３の口部３ａの内部に挿入する際にガイド筒部１０ａの外壁面と口部３ａの内壁面とが擦れて口部３ａの内壁面に傷が付くのを防止することができる。また、種々の口径の口部３ａを備えるプリフォーム３に１つのブローノズル１０を対応させて、この液体ブロー成形装置１の簡素化を図ることもできる。また、ガイド筒部１０ａは、その下端が下方に向けて縮径するテーパー状面を有する形状に形成されるのが好ましい。これにより、ガイド筒部１０ａの口部３ａへの挿入を確実に行うことができる。
　ブローノズル１０の内側は当該ブローノズル１０の上下端に開口する流路１６となっており、この流路１６は支持ブロック１２の内側に設けられた流路を介して液体供給部１４に接続されている。液体供給部１４はブローノズル１０の流路１６に所定の圧力にまで加圧した液体を供給することができる。このような構成により、ブロー成形型８に配置されたプリフォーム３の口部３ａに、液体供給部１４から供給される液体をブローノズル１０から当該口部３ａを通じてプリフォーム３内に供給することができる。
　液体供給部１４としては、例えば加圧源としてプランジャーポンプを用いた構成のものを用いることができるが、プリフォーム３に所定の圧力にまで加圧した液体を供給することができるものであれば他の構成のものを用いることもできる。なお、液体供給部１４が供給する加圧した液体としては、飲料等の最終的に製品として成形後の容器に収容される内容液を使用するのが好ましい。
　図示するように、液体ブロー成形装置１は延伸ロッド１８を備えた構成とすることもできる。この場合、プリフォーム３を延伸ロッド１８により軸方向に延伸させつつ口部３ａから供給される加圧した液体により径方向に延伸させる二軸延伸ブロー成形を行うことができる。なお、液体ブロー成形装置１は、延伸ロッド１８を備えない構成とすることもできる。この場合、流路１６の有効開口面積（加圧した液体が通ることができる開口面積）を増大させてプリフォーム３内への単位時間当たりの液体供給量つまりプリフォーム３内の昇圧スピードを上げることができるので、プリフォーム３の容器への成形時間を短縮して成形サイクルを高めることができる。
　液体ブロー成形装置１は、液体ブロー成形時における口部３ａの拡径変形を防止するために、口部３ａの外壁面との間に口外加圧用空間２０を形成する隔壁部材２２と、口外加圧用空間２０に加圧流体を供給する加圧流体供給手段２４とを備えている。
　隔壁部材２２は、ブローノズル１０と共に支持ブロック１２に支持されており、プリフォーム３の口部３ａの外壁面の周りを密に囲繞して、当該口部３ａの外壁面との間に口外加圧用空間２０を区画形成している。隔壁部材２２には連通路２２ａが設けられ、この連通路２２ａにより口外加圧用空間２０が加圧流体供給手段２４に連通されている。図示する場合では、隔壁部材２２の下端部には環状リブ２２ｂが一体に設けられ、この環状リブ２２ｂがプリフォーム３のブロー成形型８の上面に支持されたネックリング３ｃの上面に全周に亘って密に当接することにより、隔壁部材２２の下端側において口外加圧用空間２０が密閉されている。なお、隔壁部材２２の下端をブロー成形型８の上面に密着させることにより、当該隔壁部材２２の下端側において口外加圧用空間２０が密閉される構成とすることもできる。
　加圧流体供給手段２４は、液体供給部１４からプリフォーム３内に加圧した液体が供給されたとき、つまり液体ブロー成形時に、液体が供給されたプリフォーム３内の圧力よりも口外加圧用空間２０内の圧力の方が高くなるような圧力で口外加圧用空間２０内に加圧流体を供給する。このとき、加圧流体供給手段２４は、口外加圧用空間２０内に一定の圧力で加圧流体を供給するのが好ましい。
　図２に示すように、加圧流体供給手段２４が口外加圧用空間２０に供給する加圧流体の圧力は、液体ブロー成形時にプリフォーム３内に生じる最大圧力よりも高い圧力に設定される。例えば、液体ブロー成形時には、プリフォーム３内が加圧した液体で満杯になったときに水撃作用によりピーク圧が生じるが、加圧流体供給手段２４が口外加圧用空間２０に供給する加圧流体の圧力はこのピーク圧よりも高い圧力に設定される。このような圧力の設定は、予め実験等を行うことにより得られたプリフォーム３内の圧力データに基づいて行うことができる。
　加圧流体供給手段２４が口外加圧用空間２０内に供給する加圧流体は、加圧エアーであるのが好ましい。加圧流体供給手段２４によって供給する流体を液体とした場合には、ブロー成形終了後に口外加圧用空間２０内の液体を回収する手段を別途設けることが必要となるが、加圧流体供給手段２４によって供給する流体を加圧エアーとした場合には、このような手段を設ける必要がなく、液体ブロー成形終了後に口外加圧用空間２０内のエアーを外部に排出させるだけでよいので、この液体ブロー成形装置１の構成の簡略化を図ることができる。
　なお、加圧流体供給手段２４が口外加圧用空間２０に供給する加圧流体は、加圧エアーに限らず、他の気体や液体等とすることもできる。
　このような加圧流体供給手段２４としては、例えば加圧ポンプやエアコンプレッサ、液体供給部１４の液圧を利用したアキュムレータなど、口部３ａの外壁面と隔壁部材２２との間の口外加圧用空間２０に所望の圧力で加圧流体を供給できるものであれば種々の構成のものを用いることができる。
　ブローノズル１０には、ガイド筒部１０ａの基端から径方向外側に延びて口部３ａの上端に対向する平坦面１０ｂが設けられ、口部３ａの開口端（上端面）とブローノズル１０の平坦面１０ｂとの間にはプリフォーム３の内部と口外加圧用空間２０との間をシールするシール部材２６が設けられている。この場合、シール部材２６として例えばＯリングを用いることができる。
　また、支持ブロック１２には駆動機構２８が設けられている。駆動機構２８は、ブローノズル１０および隔壁部材２２を支持ブロック１２と共にブロー成形型８に対して軸方向に近接、離間させる方向（上下方向）に駆動して、ブローノズル１０を口部３ａに係合、離脱させることができる。なお、駆動機構２８としては、電動モータや油圧シリンダなどのアクチュエータを用いた種々の構成のものを用いることができる。
　次に、このような構成の液体ブロー成形装置１を用いてプリフォーム３を所定形状の容器に液体ブロー成形する方法（本発明の液体ブロー成形方法）について説明する。
　まず、予め所定の温度にまで加熱されて軟化したプリフォーム３を、その口部３ａを残してブロー成形型８内に配置し、型締めする。
　次に、駆動機構２８によりブローノズル１０および隔壁部材２２を共にブロー成形型８に近接する方向に移動させて、ブローノズル１０のガイド筒部１０ａをプリフォーム３の口部３ａ内に挿入する。このとき、プリフォーム３の口部３ａの外壁面側に隔壁部材２２が配置され、その環状リブ２２ｂがネックリング３ｃの上面に全周に亘って液密に当接して、口部３ａの外壁面と隔壁部材２２との間に密閉された口外加圧用空間２０が形成される。
　この状態において、液体供給部１４からブローノズル１０に液体を供給することでプリフォーム３内にその口部３ａを通じて加圧した液体を供給して液体ブロー成形を行う。このとき、加圧流体供給手段２４により、口外加圧用空間２０には加圧流体供給手段２４から加圧流体（加圧エアー）が供給され、口外加圧用空間２０は液体が供給されたプリフォーム３内の圧力よりも高い圧力とされる。
　このように、プリフォーム３内に加圧した液体が供給されて液体ブロー成形が行われているときには、加圧流体が供給されることにより口外加圧用空間２０内の圧力はプリフォーム３内の圧力よりも高くなり、これにより口部３ａの外壁面にはその内壁面よりも高い圧力が加えられる。つまり、液体ブロー成形時には、プリフォーム３の口部３ａの外壁面は口外加圧用空間２０内の圧力によってプリフォーム３内の圧力よりも高い圧力で径方向内側に向けて加圧される。これにより、口部３ａが拡径変形することが防止される。例えば、図２に示すように、プリフォーム３内に供給される液体の水撃作用によりプリフォーム３内にピーク圧が生じた場合であっても、口外加圧用空間２０内の圧力はこのピーク圧よりも高い圧力とされているので、プリフォーム３内に水撃作用によるピーク圧が発生しても口部３ａの拡径変形を防止して、ブローノズル１０と口部３ａとの間からの液漏れを確実に防止することができる。
　なお、図１に示すように、口部３ａの内側にはブローノズル１０のガイド筒部１０ａが挿入されているので、口部３ａの径方向内側へ向けた縮径変形は、当該口部３ａの内壁面がガイド筒部１０ａに当接することによって防止される。
　図２に示すように、液体ブロー成形が終了すると、ブローノズル１０からプリフォーム３内への液体の供給が停止され、その後、図２に示されないが加圧流体供給手段２４から口外加圧用空間２０への加圧流体の供給が停止される。次いで、駆動機構２８によりブローノズル１０および隔壁部材２２が共にブロー成形型８から離間する方向に上昇移動されて、成形後の容器の口部３ａからブローノズル１０が離脱する。そして、成形後の容器の口部３ａにキャップを取り付けた後、ブロー成形型８を型開きし、完成した容器がブロー成形型８から取り出される。なお、キャップは成形後の容器をブロー成形型８から取り出した後に当該容器の口部３ａに取り付けるようにしてもよい。
　このように、本発明の液体ブロー成形装置１によれば、プリフォーム３の口部３ａの外壁面側に密閉された口外加圧用空間２０を形成し、液体ブロー成形時に、この口外加圧用空間２０に加圧流体を供給して当該口外加圧用空間２０の圧力をプリフォーム３内の圧力よりも高くするようにしたので、プリフォーム３内に水撃作用によるピーク圧が発生しても口部３ａの拡径変形を確実に防止して、ブローノズル１０と口部３ａとの間からの液漏れを防止することができる。
　また、本発明の液体ブロー成形装置１では、ブローノズル１０に、口部３ａの開口端に対向する平坦面１０ｂを設け、口部３ａの開口端と平坦面１０ｂとの間にプリフォーム３の内部と口外加圧用空間２０との間をシールするシール部材２６を設けるようにしたので、共通のシール部材２６をもってプリフォーム３の内部と口部３ａの外壁面側の口外加圧用空間２０とをシールすることができ、この液体ブロー成形装置１の構造を簡素化することができる。
　さらに、本発明の液体ブロー成形装置１では、ブローノズル１０に、口部３ａ内に挿入されるガイド筒部１０ａを設けるようにしたので、ブローノズル１０および隔壁部材２２をプリフォーム３の口部３ａに対して容易かつ確実にセットすることができる。また、ブローノズル１０にガイド筒部１０ａを設けたことにより、ブローノズル１０からプリフォーム３内により胴部３ｂに近い位置から液体を供給することができるので、液体の口部３ａからの漏れ出しをさらに効果的に抑制することができる。
　さらに、本発明の液体ブロー成形装置１では、隔壁部材２２の下端をプリフォーム３のネックリング３ｃに全周に亘って密に当接させるようにしたので、液体ブロー成形時におけるプリフォーム３の姿勢を安定させ、より高品質の容器を成形することができる。
　本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
　例えば、前記実施の形態では、プリフォーム３として口部３ａが円筒状に形成されたものが用いられているが、これに限らず、プリフォーム３として口部３ａがその開口端側が胴部３ｂの側よりも大径となるテーパー形状となったものを用いることもできる。この場合、プリフォーム３の口部３ａへのブローノズル１０（ガイド筒部１０ａ）の挿入を容易にすることができる。なお、液体ブロー成形時に、口部３ａの外壁面側に内壁面側よりも高い圧力が加えられることにより、液体ブロー成形後の口部３ａを円筒状に成形させることができる。
　また、前記実施の形態においては、ブローノズル１０のガイド筒部１０ａを、その外径がプリフォーム３の口部３ａの内径よりも僅かに小さい形状としているが、これに限らず、ガイド筒部１０ａを、その外径がプリフォーム３の口部３ａの内径と略同径となる形状とし、ガイド筒部１０ａを口部３ａに嵌合させることにより、ブローノズル１０と口部３ａとの間がシールされる構成とすることもできる。
　さらに、ブローノズル１０はガイド筒部１０ａを備えていない構成とすることもできる。
　１　　液体ブロー成形装置
　３　　プリフォーム
　３ａ　口部
　３ｂ　胴部
　３ｃ　ネックリング
　５　　型面
　７　　キャビティ
　８　　ブロー成形型
１０　　ブローノズル
１０ａ　ガイド筒部
１０ｂ　平坦面
１２　　支持ブロック
１４　　液体供給部
１６　　流路
１８　　延伸ロッド
２０　　口外加圧用空間
２２　　隔壁部材
２２ａ　連通路
２２ｂ　環状リブ
２４　　加圧流体供給手段
２６　　シール部材
２８　　駆動機構

Claims (10)

  1. 　有底筒状に形成されたプリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置であって、
    　内側にキャビティを区画し、該キャビティ内に前記プリフォームをその開口端となる口部を残して収容するブロー成形型と、
    　前記プリフォームの口部を通じて該プリフォーム内に加圧した液体を供給するブローノズルと、
    　前記プリフォームの口部の外壁面の周りを密に囲繞し、該外壁面との間に口外加圧用空間を形成する隔壁部材と、
    　液体ブロー成形時に、前記プリフォーム内の圧力よりも前記口外加圧用空間内の圧力の方が高くなるように該口外加圧用空間内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段と、を備えることを特徴とする液体ブロー成形装置。
  2. 　前記加圧流体供給手段は前記口外加圧用空間内に一定の圧力で加圧流体を供給する、請求項１に記載の液体ブロー成形装置。
  3. 　前記ブローノズルは前記口部の内部に挿入されるガイド筒部を有する、請求項１または２に記載の液体ブロー成形装置。
  4. 　前記ブローノズルと前記プリフォームの口部との間をシールするシール部材を備える、請求項１～３の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。
  5. 　前記プリフォームは口部の下端に環状のネックリングを有し、前記隔壁部材が前記ネックリングに全周に亘って密に当接する、請求項１～４の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。
  6. 　前記加圧流体供給手段は前記口外加圧用空間に加圧エアーを供給する、請求項１～５の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。
  7. 　前記ブローノズルおよび前記隔壁部材を共に、前記ブロー成形型に対して近接、離間移動させる駆動機構を備える、請求項１～６の何れか１項に記載の液体ブロー成形装置。
  8. 　有底筒状に形成されたプリフォームをその口部を残してブロー成形型内に収容し、ブローノズルから前記口部を通じて前記プリフォーム内に加圧した液体を供給してプリフォームを所定形状の容器に成形する液体ブロー成形方法であって、
    　液体ブロー成形時に、前記口部の外壁面側に加圧流体を供給して該外壁面を前記プリフォーム内の圧力よりも高い圧力で径方向内側に向けて加圧することを特徴とする液体ブロー成形方法。
  9. 　前記口部の外壁面側に一定の圧力で加圧流体を供給する、請求項８に記載の液体ブロー成形方法。
  10. 　前記口部の外壁面側に加圧エアーを供給する、請求項８または９に記載の液体ブロー成形方法。
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