JP7448525B2 - 樹脂製容器の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、例えば、飲料等が充填される樹脂製容器（中空容器）の製造装置及び製造方法に関する。より詳細には、射出成形されたプリフォームを延伸ブロー成形することで樹脂製容器とする樹脂製容器の製造装置及び製造方法に関する。

従来、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料からなる樹脂製容器（中空容器）を製造する装置としては、プリフォームを延伸ブロー成形することで樹脂製容器とする二軸延伸ブロー成形装置を備えるものが知られている。

二軸延伸ブロー成形装置としては、一般的に、射出成形により形成したプリフォームをブロー成形型内に配置した状態で、延伸ロッドによってプリフォームを延伸させると共に、高圧のブローエアによってプリフォームを延伸させることで樹脂製容器を形成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

そして、このように延伸ロッドとブローエアとによってプリフォームを延伸させる際には、一般的に、延伸ロッドの動作とブローエアの供給とが独立して制御されていた。例えば、ブローエアの供給の開始は、ブロー開始時間を起点とした待ち時間に基づいて制御されており、延伸ロッドの動作とは独立して制御されていた。

日本国特開２００３－２３１１７０号公報

ここで、樹脂製容器の製造装置には、プリフォームを射出成形する射出成形部と、プリフォームを延伸ブロー成形する延伸ブロー成形部とを備え、射出成形部から搬送したプリフォームを延伸ブロー成形部にて樹脂製容器（中空容器）とするものがある。

このような樹脂製容器の製造装置では、射出成形部にてプリフォームを射出成形する間に、延伸ブロー成形部にてプリフォームを延伸ブロー成形することで樹脂製容器を形成している。このため、プリフォームの射出成形時間に応じて、延伸ブロー成形時間を設定する必要がある。

近年は、プリフォームの射出成形時間（冷却時間含む）の飛躍的な短縮化が図られており、それに伴い、成形サイクル時間の短縮化（ハイサイクル化）が望まれている。成形サイクル時間の短縮化を図るためには、射出成形時間の短縮化に合わせて延伸ブロー成形時間の短縮化を図る必要がある。

しかしながら、延伸ロッドとブローエアの供給とを独立して制御していると、この成形サイクル時間の短縮化に対応することが難しくなってきている。すなわち、上述のようなブロー開始時間を起点とした待ち時間に基づく制御（タイマー制御式）では、成形サイクル時間が短縮化されたブロー成形に対応することが難しくなってきている。

タイマー制御式では、延伸ロッドの下降開始時間やブローエアの導入開始時間が、ブロー開始時間を起点として例えば１０ミリ秒単位で設定される。またタイマー制御式では、機械構成上、延伸ロッドの下降やブローエアの導入に関わる設定開始時間と実際の開始時間との間では、僅かながら誤差が生ずる。この誤差はブロー成形に影響を及ぼす。例えば、容器の品質（物性や外観等）が低下したり、破裂等の成形不良が頻発したりし、ブロー成形における容器の成形性や生産性が不安定化したりする虞がある。また誤差がブロー成形に及ぼす影響は、ブロー成形時間が短くなるほど大きくなる。

さらに、ブロー成形時間が短くなると、独立したパラメーターである延伸ロッドの下降開始時間とブローエアの導入開始時間の各々を適切に調和させることは非常に困難になる。

また成形サイクル時間（延伸ブロー成形時間）を短縮化すると、樹脂製容器の品質が悪化してしまう虞がある。また、ブロー成形時に破裂等の成形不良が頻発し、成形安定性が悪化してしまう虞がある。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、比較的短時間でプリフォームを適切に延伸ブロー成形でき、品質良好な樹脂製容器を安定的に製造できる樹脂製容器の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための一態様に係る樹脂製容器の製造装置は、
延伸ブロー成形型内に配置されたプリフォームを、延伸ロッドにより延伸すると共に、前記プリフォーム内にブローエアを導入することで当該プリフォームを延伸させて樹脂製容器とする樹脂製容器の製造装置であって、
前記プリフォーム内に挿入された前記延伸ロッドの実位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ブローエアの供給状態を制御する供給制御手段と、を有する樹脂製容器の製造装置にある。

ここで、前記延伸ロッドの駆動源がサーボモータであり、前記検出手段は、前記サーボモータの回転位置に基づいて前記延伸ロッドの実位置を検出することが好ましい。

また、上記の目的を達成するための一態様に係る樹脂製容器の製造方法は、
延伸ブロー成形型内に配置されたプリフォームを、延伸ロッドにより延伸すると共に、前記プリフォーム内にブローエアを導入することで当該プリフォームを延伸させて樹脂製容器とする樹脂製容器の製造方法であって、前記プリフォーム内に挿入された前記延伸ロッドの実位置を検出し、前記延伸ロッドの実位置に基づいて前記ブローエアの供給状態を制御することを特徴とする樹脂製容器の製造方法にある。

かかる本開示によれば、延伸ブロー成形時間が非常に短い条件（ハイサイクル条件）下でも、プリフォームを適切に延伸させて品質良好な樹脂製容器（中空容器）を安定的に製造することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る延伸ブロー成形装置の全体構成を例示する平面図である。 図２は、本開示に係る延伸ブロー成形部の構成を説明する図であり、延伸ブロー成形型の断面図である。 図３は、本開示の一実施形態に係る延伸ブロー成形部による中空容器の成形手順を説明する図である。 図４は、本開示の一実施形態に係る延伸ブロー成形部の構成を説明するブロック図である。 図５は、第一実施形態に係る制御部が備えるディスプレイの表示の一例を示す図である。 図６は、各時刻における延伸ロッドの位置を例示する図である。 図７は、本開示の一実施形態に係る延伸ブロー成形部による中空容器の成形手順を説明する図である。 図８は、第二実施形態に係る制御部が備えるディスプレイの表示の一例を示す図である。

（第一実施形態）
以下、本開示の第一実施形態について図１～図５を参照して詳細に説明する。
図１に例示するように、本実施形態に係る樹脂製容器の製造装置である射出延伸ブロー成形装置１００は、有底筒状のプリフォーム１０を射出成形する射出成形部１１０と、射出成形部１１０で成形されたプリフォーム１０を冷却する冷却部１２０と、プリフォーム１０を加熱する加熱部（加熱装置）１３０と、加熱部１３０により加熱されたプリフォーム１０を延伸ブロー成形して中空容器２０（図３参照）を成形する延伸ブロー成形部１４０と、を備えている。

この射出延伸ブロー成形装置１００は、射出成形部１１０と延伸ブロー成形部１４０とがインラインで接続されているが、同時射出成形個数と同時ブロー成形個数とを不一致とした、いわゆる１．５ステージ方式と呼ばれる装置である。

また射出延伸ブロー成形装置１００は、冷却部１２０から加熱部１３０及び延伸ブロー成形部１４０を循環するループ状の搬送ライン（搬送路）１５１を含む搬送部１５０を備えている。搬送部１５０は、搬送ライン１５１を、冷却部１２０から加熱部１３０にプリフォーム１０を搬送すると共に、加熱部１３０で加熱されたプリフォーム１０を延伸ブロー成形部１４０に向かって搬送する。さらに搬送部１５０は、搬送ライン１５１に沿って搬送されるプリフォーム１０を把持して延伸ブロー成形部１４０に搬入する把持機構搬送部１５５を備えている。

把持機構搬送部１５５は、プリフォーム１０を延伸ブロー成形部１４０に搬入すると共に、後述するように延伸ブロー成形部１４０内で中間成形品を把持して搬送し、また最終成形品である中空容器２０を把持して延伸ブロー成形部１４０から取り出し位置まで搬出する。

本開示に係る射出延伸ブロー成形装置１００は、延伸ブロー成形部（延伸ブロー成形装置）１４０の構成に特徴を有する。なお、射出成形部１１０、冷却部１２０及び加熱部１３０等のその他の構成は、公知のものであるため、ここでは簡単に説明する。

射出成形部１１０は、型締め機構（型締め装置）１１１を備え、図示は省略するが上方に配されたコア型と下方に配されたキャビティ型とをこの型締め機構１１１によって型締めする。そして射出成形部１１０では、これらコア型とキャビティ型とで画成される射出空間内に、射出装置によって樹脂材料（原材料）を充填することで複数個のプリフォーム１０が射出成形される。

ところで、この射出成形部１１０は、一度にＮ個（Ｎは２以上の整数）のプリフォーム１０を成形できるように構成されている。具体的には、射出成形部１１０は、最大で２４個（３列×８個）のプリフォーム１０を同時に成形できるように構成されており、本実施形態では、１２個（３列×４個）のプリフォーム１０を一度に成形するように設定されている。

冷却部１２０は、プリフォーム１０を強制冷却する。射出成形部１１０で射出成形されたプリフォーム１０は、図示しない搬送装置によって射出成形部１１０から冷却部１２０に搬送され、この冷却部１２０において強制冷却される。冷却部１２０で所定温度まで冷却された各プリフォーム１０は、搬送部１５０を構成する搬送ライン１５１に送出され、この搬送ライン１５１に沿って連続的に搬送される。

なお各プリフォーム１０は、射出成形部１１０にてネック部を上向きとした正立状態に成形され、この状態で射出成形部１１０から冷却部１２０に搬送される。冷却部１２０は、このように正立状態で搬送されたプリフォーム１０を、ネック部を下向きとした倒立状態に反転させる反転機構（図示は省略）を有する。各プリフォーム１０は、冷却部１２０での冷却中に、反転機構によって倒立状態に反転され、搬送治具１５２上に倒立状態で保持される。

上述のように本実施形態では、射出成形部１１０において１２個のプリフォーム１０が形成されるため、各プリフォーム１０は、連続して搬送される一つおきの搬送治具１５２によって、それぞれ保持されることになる。

搬送ライン１５１は、複数の搬送治具１５２が、スプロケット１５３等の駆動力によって連続して順次搬送されるように構成されている。搬送治具１５２は、冷却部１２０の下方に複数列に配置されており、プリフォーム１０を保持した搬送治具１５２が搬送ライン１５１に順次搬出される。その後、搬送治具１５２に保持されたプリフォーム１０は、この搬送ライン１５１に沿って搬送され、加熱部（加熱装置）１３０に搬入される。

加熱部１３０では、搬送治具１５２に保持されたプリフォーム１０を、搬送ライン１５１に沿って移動させながら、延伸適正温度まで加熱する。なお搬送部１５０は、搬送治具１５２が搬送ライン１５１上で自転しながら移動するように構成されている。すなわち加熱部１３０内では、プリフォーム１０が自転しながら加熱される。これにより、加熱部１３０において、プリフォーム１０はその全周に亘って略均一な温度に加熱される。

加熱部１３０によってプリフォーム１０が加熱された後、プリフォーム１０はさらに搬送ライン１５１に沿って搬送されて延伸ブロー成形部１４０に搬入される。詳しくは、プリフォーム１０は搬送ライン１５１に沿って図示しない反転機構を備える反転部１５６に搬送される。搬送ライン１５１に沿って連続搬送されている各プリフォーム１０は、この反転部１５６において所定個数ずつ反転されて正立状態となる。そして正立状態の各プリフォーム１０が上述した把持機構搬送部１５５によって把持されて延伸ブロー成形部１４０まで搬送される。

そして、反転部１５６にて把持機構搬送部１５５によって把持された所定個数のプリフォーム１０は、ブローキャビティ型１４１内に搬入される。なお把持機構搬送部１５５は、各プリフォーム１０をスライドさせる間に、各プリフォーム１０の間隔を適宜調整する。

把持機構搬送部１５５は、プリフォーム１０のネック部を把持し、その状態でプリフォーム１０を延伸ブロー成形部１４０まで移動させることができればよく、その構成は特に限定されるものではない。

延伸ブロー成形部１４０は、図２に例示するように、一対の割型からなるブローキャビティ型１４１と、底型１４２と、ブローコア型（ブローノズル型）１４３と、を有する延伸ブロー成形型１４４を複数備えている。各ブローキャビティ型１４１には、プリフォーム１０を中空容器２０に成形するための複数（例えば２つ）のキャビティ１４１ａが形成されている。また延伸ブロー成形部１４０は、プリフォーム１０内に挿入されてプリフォーム１０を軸方向に延伸させる延伸ロッド１４５を備えている。

延伸ブロー成形部１４０が備える複数のブローキャビティ型１４１は、隣接して配置されており、これら複数のブローキャビティ型１４１は、一体的に移動して型締めされるように構成されている。図１に例示するように、本実施形態では、２つのブローキャビティ型（割型の一方）１４１が一枚のブロー型固定板１４６に固定されており、このブロー型固定板１４６に型締め装置（型締め機構）１４７が連結されている。すなわち、型締め装置１４７によってブロー型固定板１４６を移動させることで、２つのブローキャビティ型１４１のそれぞれが同時に型締め、或いは型開きされるようになっている。

このような延伸ブロー成形部１４０では、ブローキャビティ型１４１のキャビティ１４１ａ内に配置された各プリフォーム１０を延伸ブロー成形することにより、最終成形品である中空容器２０を形成する。

具体的には、図３に例示するように、延伸ロッド１４５を移動（下降）させて延伸ロッドによってプリフォーム１０の底部を押圧すると共に、プリフォーム１０内にブローエア（一次エア）を導入することで、プリフォーム１０を縦軸方向及び横軸方向に延伸させる。すなわちプリフォーム１０を所定の大きさまで膨張させる。

より詳細には、図３（ａ）に例示するように、まずは延伸ロッド１４５を予め設定された第１の位置Ｐ１まで移動（下降）させて延伸ロッド１４５によってプリフォーム１０を縦軸方向に延伸させる。次いで、延伸ロッド１４５が予め設定された第１の位置Ｐ１に達した時点でプリフォーム１０内に低圧のブローエア（一次エア）を導入し、プリフォーム１０を縦軸方向及び横軸方向に延伸させる（図３（ｂ））。つまり、第１の位置Ｐ１は、プリフォーム１０内に一次エアを導入させ始める基準となる位置である。なお、一次エアの導入時も、延伸ロッド１４５の移動（下降）は継続している。一次エアは、例えば０．３ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力に設定される。

その後、図３（ｃ）に例示するように、延伸ロッド１４５が予め設定された第２の位置Ｐ２（第１の位置Ｐ１よりも下方）まで移動（下降）すると、プリフォーム１０内に導入するブローエアの圧力を変更する。すなわちプリフォーム１０に導入するブローエアを、一次エアから一次エアよりも高圧の二次エアに切り替える。つまり、第２の位置Ｐ２は、プリフォーム１０内に二次エアを導入させ始める基準となる位置である。この一次エアから二次エアへの切替により、プリフォーム１０をさらに縦軸方向及び横軸方向に延伸させる。同時に、延伸ロッド１４５を第２の位置Ｐ２から下方に移動させることでプリフォーム１０を縦軸方向にさらに延伸させ、延伸ロッド１４５は予め設定された最終下降位置（ストレッチ完了位置）である第３の位置Ｐ３に静止する。これにより、最終成形品である中空容器２０を形成する（図３（ｄ））。二次エアは、例えば２．０ＭＰａ～３．５ＭＰａの圧力に設定される。

延伸ブロー成形部１４０（延伸ブロー成形型１４４）で成形された中空容器２０は、内部のブローエアが排気された後、次のプリフォーム１０が搬送されるタイミングで、把持機構搬送部１５５によって延伸ブロー成形部１４０の外側の取り出し位置Ｐａまで搬送される。そして、中空容器２０は取り出し位置Ｐａにおいて装置外に取り出される（図１参照）。

ところで、延伸ブロー成形部１４０では、射出成形部１１０で一度に形成されたＮ個のプリフォーム１０をｎ（ｎは２以上の整数）回に分け、一度にＭ（Ｎ／ｎ：Ｍは自然数））個の中空容器２０を形成する。本実施形態では、射出成形部１１０で一度に形成された１２個のプリフォーム１０を３回に分け、一度に４個のプリフォーム１０を延伸ブロー成形して中空容器２０を形成している。

このように射出延伸ブロー成形装置１００では、射出成形部１１０にて１回の射出成形を実施する間に、延伸ブロー成形部１４０では３回の延伸ブロー成形を実施しているため、１回の延伸ブロー成形に使える時間は非常に短い。このため、延伸ブロー成形における延伸ロッド１４５の移動やブローエアの供給は、高精度に制御する必要がある。

そこで射出延伸ブロー成形装置１００では、延伸ロッド１４５の実位置を検出し、検出した延伸ロッド１４５の実位置に基づいて、ブローエア（一次エア及び二次エア）のプリフォーム１０への導入開始・停止を制御している。つまり、従来は、ブロー開始時間を起点としたタイマー制御式であったプリフォーム１０へのブローエアの導入の制御を、延伸ロッド１４５の実位置に基づく位置制御式とした。

ここで、延伸ブロー成形部１４０は、図４のブロック図に例示するように、ブローコア型１４３（プリフォーム１０）にブローエアを供給する供給部１６０と、延伸ロッド１４５を駆動する駆動部１７０と、これら供給部１６０と駆動部１７０とを制御する制御部１８０と、を備えている。

供給部１６０は、図示は省略するが、エア源及びエアタンクを備えると共に、エアタンクからブローコア型１４３にブローエアを供給する供給系及びブローコア型１４３からブローエアを排気する排気系を備えている。駆動部１７０は、延伸ロッド１４５を移動（昇降）させるための電動の駆動源を備えている。本実施形態では、駆動部１７０は、サーボモータ（電動モータ）を駆動源として備えている。

制御部１８０は、射出延伸ブロー成形装置１００が備える各種機器の動作を制御するものであるが、その一つとして供給部１６０及び駆動部１７０の制御を行う。なお制御部１８０は、例えば、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等で構成されている。

具体的には、制御部１８０は、駆動制御手段１８１と、検出手段１８２と、供給制御手段１８３と、を備えている。駆動制御手段１８１は、駆動部１７０のサーボモータによる延伸ロッド１４５の移動（昇降）を制御する。駆動制御手段１８１は、例えば、作業者による設定条件に基づいて、延伸ロッド１４５の移動の開始・停止及び移動速度等を適宜制御する。

検出手段１８２は、駆動部１７０が備えるサーボモータ１７１の回転位置（エンコーダの出力値）に基づいて、延伸ロッド１４５の実際の位置（実位置）を検出する。検出手段１８２による延伸ロッド１４５の実位置の検出方法は、特に限定されるものではない。

供給制御手段１８３は、検出手段１８２の検出結果に基づいてブローエアの供給状態を制御する。具体的には、供給制御手段１８３は、検出手段１８２が検出した延伸ロッド１４５の実位置に基づいて供給部１６０を制御してブローコア型１４３へのブローエアの供給開始・停止等、すなわちプリフォーム１０内へのブローエア（一次エア・二次エア）の導入開始・停止等を適宜制御する。このため、供給制御手段１８３は、検出手段１８２の検出結果に基づいて、プリフォーム１０内に導入するブローエアを、一次エアから二次エアに切り替えることができる。本実施形態において、供給制御手段１８３は、延伸ロッド１４５の実位置が第２の位置Ｐ２にあることを検出手段１８２が検出すると、プリフォーム１０内に導入するブローエアを、一次エアから二次エアに切り替えるように供給部１６０を制御する。

このように本実施形態では、延伸ロッド１４５が、任意に設定された二つの下降位置（第１の位置Ｐ１，第２の位置Ｐ２）に到達した時点で、ブローエア（一次エア・二次エア）をプリフォーム１０に適宜導入させるようにした。これにより、プリフォーム１０の長さや伸長状況に応じたブローエアの導入が可能になり、容器成形のハイサイクル化にも対応できるようになる。すなわち、従来はハイサイクル条件下での成形が困難であった中空容器２０の製造も可能となる。例えば、重量が１０ｇ以下の薄肉容器を、ブロー成形時間０．６秒の条件で多数個同時に製造することも可能となる。

また制御部１８０は、制御対象となる各種機器の制御条件を設定するための設定情報を画面に表示する比較的大型のディスプレイ（表示手段）１９０を備えると共に、このディスプレイ１９０の画面の表示状態を制御する表示制御手段１８４を備えている。

図５に例示するように、ディスプレイ１９０には、各種情報（制御条件、設定値、等）を必要に応じて設定可能かつ表示可能なメイン表示部１９１と、特定の情報等を常時表示させるサブ表示部１９２とが設けられている。本実施形態では、ディスプレイ１９０の中央部の領域がメイン表示部１９１として機能し、メイン表示部１９１の上側のヘッダー部１９３と、メイン表示部１９１の下側のフッター部１９４とがサブ表示部１９２として機能する。

ディスプレイ１９０は、例えば、タッチパネル等で構成されており、作業者が各種制御条件（各種機器の動作条件や各種ステーションの制御条件）を入力する入力手段としても機能する。

表示制御手段１８４は、ディスプレイ１９０のメイン表示部１９１に、制御条件を設定するための情報を必要に応じて表示させる。表示制御手段１８４は、例えば、延伸ブロー成形に関しては、延伸ロッド１４５の実位置と、一次エア及び二次エアを含むブローエアの供給状態とを関連付けて設定可能な画面を表示する。

作業者は、位置制御式のブローエアの供給制御により供給部１６０を制御する場合、タッチパネルとして機能するディスプレイ１９０に、各種制御条件（設定値）を入力する。例えば、メイン表示部１９１において、ブロー成形時間（「Ｂｌｏｗ ｔｉｍｅ」）や、ブローエア排気時間（「Ｄｅｃｏｍｐ． ｔｉｍｅ」）等を入力すると共に、一次ブロー開始位置（「Ｐｒｉ.」）、２次ブロー開始位置（「Ｓｅｃ．」）およびストレッチ完了位置（不図示）に、延伸ロッド１４５の実位置として第１の位置の値（Ｐ１）、第２の位置の値（Ｐ２）および第３の位置の値（Ｐ３）をそれぞれ入力する。作業者は、当該入力操作を行うことで、一次ブロー（Ｐｒｉ．）でプリフォーム１０に導入される一次エアと、二次ブロー（Ｓｅｃ．）でプリフォーム１０に導入される二次エアとが、供給部１６０によって供給されるタイミングを設定することができる。なお、ブローエアの供給タイミングは、キャビティ１４１ａ毎に設定できるようになっている。また、メイン表示部１９１に、延伸ロッド１４５が第１の位置Ｐ１、第２の位置Ｐ２、および第３の位置Ｐ３のそれぞれの位置に到達するまでに要した時間（実測値）等を表示させることもできる。

このように本実施形態に係る射出延伸ブロー成形装置１００では、作業者は、位置制御式のブローエアの供給制御の条件を、一画面にて適切に設定することができる。

さらに、射出延伸ブロー成形装置１００は、位置制御式のブローエアの供給制御と、タイマー制御式のブローエアの供給制御とを切り替えることができるように構成されている。これにより、作業者は成形する中空容器２０に応じた延伸ブロー成形の制御方式を選択することができ、装置の汎用性が高まる。

図５に示す例では、ディスプレイ１９０の画面中のブローエア導入タイミング選択欄（「Ｂｌｏｗ ｔｉｍｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔ」）にて、タイマー（時間経過）を基準として一次エアと二次エアからなるブローエアの導入開始タイミングを定めた第１のブローエア導入制御手段（タイマー制御：「Ｂｌｏｗ ｔｉｍｅｒ」）と延伸ロッドの実位置（下降位置）を基準として一次エアと二次エアからなるブローエアの導入開始タイミングを定めた第２のブローエア導入制御手段（位置制御：「Ｓｔｒｅｔｃｈ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ」）の何れかを選択することで、ブローエアの導入制御の切り替えを行うことができるようになっている。

以上説明したように、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造装置及び製造方法によれば、延伸ブロー成形時間が非常に短い条件（ハイサイクル条件）下でも、プリフォームを適切に延伸させて品質良好な樹脂製容器（中空容器）を安定的に製造することができる。

また、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造方法によれば、供給制御手段１８３は、検出された延伸ロッド１４５の実位置に基づいて、プリフォーム１０に導入されるブローエアを一次エアから二次エアに切り替える。このため、延伸ロッド１４５の移動と、一次エアと二次エアの導入開始時間の各々と、を適切に調和させることができ、その結果、プリフォームを適切に延伸させて品質良好な樹脂製容器（中空容器）を製造することができる。

また、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造方法では、一次エアを導入させ始める基準となる位置である第１の位置Ｐ１と、一次エアよりも高圧の二次エアを導入させ始める基準となる位置である第２の位置Ｐ２が、それぞれ設定されている。供給制御手段１８３は、延伸ロッド１４５の実位置が第１の位置Ｐ１になると一次エアを導入させ始め、延伸ロッド１４５の実位置が第１の位置Ｐ１よりも下方に位置する第２の位置Ｐ２になると二次エアを導入させ始める。具体的には、延伸ロッド１４５の実位置が第２の位置Ｐ２にあることを検出手段１８２が検出すると、供給制御手段１８３は、プリフォーム１０内に導入するブローエアを一次エアから二次エアに切り替える。このため、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造方法によれば、延伸ロッド１４５の実位置に基づいて精度よくブローエアを切り替えることができる。つまり、延伸ロッド１４５によるプリフォーム１０の縦軸延伸（縦軸方向への延伸）に対応させるように、一次エアおよび二次エアによるプリフォーム１０の横軸延伸（横軸方向への延伸）を実施することが可能になり、当該縦軸延伸と当該横軸延伸をより調和させて実施できる。また、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造方法によれば、二次エアの導入は、延伸ロッド１４５の実位置が第１の位置Ｐ１より下方に位置する第２の位置Ｐ２にあることが検出されたときに開始される。つまり、二次エアの導入は、延伸ロッド１４５の実位置に基づく位置制御により、適切なタイミングで行われるので、容器の芯ずれや肉厚分布の不良を防ぐこともできる。また、容器の剛性等の品質を上げるには、容器を構成する樹脂材料の配向結晶度を上げる必要がある。配向結晶度を上げるには、樹脂材料の延伸速度を上げること（延伸ロッドを高速で移動（下降動作）させ、かつ、ブローエアを短時間で導入させ、プリフォームを短時間で延伸させること）が有効である。しかし、樹脂材料の延伸速度を上げると、タイマー制御式では、延伸ロッドの移動とブローエアの導入タイミングとが適切に合わせ難くなる。これに対し、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造装置及び製造方法によれば、樹脂材料の延伸速度を上げても、延伸ロッド１４５の移動とブローエアの導入タイミングとが適切に合わせ易く、成形サイクル時間が短縮した条件下でも、従来より高品質の容器を製造することができる。

（第二実施形態）
次に、本開示の第二実施形態について、図６～図８を参照しつつ詳細に説明する。なお、第二実施形態の説明において、第一実施形態での説明と重複する部分については、適宜省略する。第二実施形態は、延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２まで移動（下降）した時刻から所定の待機時間を経過した時に一次エアから二次エアへの切替が行われる点で、第一実施形態と異なる。

図６は、各時刻における延伸ロッド１４５の位置を例示する図である。図７は、第二実施形態に係る延伸ブロー成形部１４０Ａによる中空容器２０Ａの成形手順を説明する図である。なお、本明細書では、延伸ロッド１４５を初期位置から第２の位置Ｐ２まで下降させる時間（時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間）を延伸時間、延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２で停止しており、かつ一次エアがプリフォーム１０に導入されている時間（時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間）を第１の待機時間、延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２で停止しており、かつ二次エアがプリフォーム１０に導入されている時間（時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間）を第２の待機時間、延伸ロッド１４５を第２の位置Ｐ２から初期位置まで上昇させる時間（時刻ｔ４から時刻ｔ６までの時間）を後退時間とそれぞれ呼ぶ。なお、第二実施形態における図６の実線で示す例では、第２の位置Ｐ２と第３の位置Ｐ３は、同じ位置に設定される。

図６に例示するように、時刻ｔ０から時刻ｔ１において、延伸ロッド１４５は第１の位置Ｐ１まで下降する。これにより、プリフォーム１０は縦軸方向に延伸する。一方、時刻ｔ０から時刻ｔ１の間、プリフォーム１０内へブローエアは導入されていないため、横軸方向には延伸しない（図７（ａ））。

時刻ｔ１から時刻ｔ２において、延伸ロッド１４５は、第１の位置Ｐ１で停止することなく、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２まで下降する。すなわち、延伸ロッド１４５は、延伸時間において下降し続け、プリフォーム１０は縦軸方向に継続して延伸する。一方、検出手段１８２は、時刻ｔ１において、延伸ロッド１４５が第１の位置Ｐ１まで下降したことを検出し、検出結果を供給制御手段１８３に送信する。供給制御手段１８３は、当該検出結果に基づいて、プリフォーム１０に一次エアを導入するよう供給部１６０を制御する。その結果、時刻ｔ１において、プリフォーム１０内へは一次エアが導入され始める。プリフォーム１０内へ一次エアが導入されると、プリフォーム１０は横軸方向に延伸する（図７（ｂ））。

次に、第１の待機時間における延伸ロッド１４５の実位置とプリフォーム１０内へ導入されるブローエアについて説明する。検出手段１８２は、時刻ｔ２において、延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２まで下降したことを検出し、検出結果を駆動制御手段１８１に送信する。駆動制御手段１８１は、当該検出結果に基づいて、延伸ロッド１４５の実位置が第２の位置Ｐ２にあることを検出した時刻から第１の待機時間および第２の待機時間が経過するまでの間（すなわち、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間）、延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２で停止するよう、延伸ロッド１４５を制御する。このため、第１の待機時間および第２の待機時間において、延伸ロッド１４５は第２の位置Ｐ２の位置で停止している。また、検出手段１８２は、時刻ｔ２において、上記検出結果を供給制御手段１８３にも送信する。検出結果を受信した供給制御手段１８３は、延伸ロッド１４５の実位置が第２の位置Ｐ２にあることを検出した時刻から作業者が予め設定した所定の第１の待機時間が経過すると（すなわち、時刻ｔ３になると）、プリフォーム１０に導入するブローエアを一次エアから二次エアに切り替えるよう供給部１６０を制御する。つまり、本実施形態における第２の位置Ｐ２は、プリフォーム１０内に二次エアを導入させ始める時刻を供給制御手段１８３がカウントし始める際の起点（基準）となる位置である。供給制御手段１８３は、上記のように供給部１６０を制御するので、第１の待機時間において、プリフォーム１０内へは一次エアが導入され続ける。したがって、時刻ｔ２において、プリフォーム１０の側面における縦軸方向の略中央部分は他の部分よりも横軸方向に膨れた状態であるが（図７（ｃ））、時刻ｔ３になると、プリフォーム１０には十分な一次エアが導入された状態となる（図７（ｄ））。そして、時刻ｔ３において、一次エアより高圧の二次エアの導入が開始される。

次に時刻ｔ３から時刻ｔ６（第２の待機時間および後退時間）における延伸ロッド１４５の実位置とプリフォーム１０内へ導入されるブローエアについて説明する。上述したように、第２の待機時間において、延伸ロッド１４５は第２の位置Ｐ２で停止している。すなわち、図６の実線で示すように、第２の位置Ｐ２と第３の位置Ｐ３は同一の位置である。時刻ｔ４になると、駆動制御手段１８１は、延伸ロッド１４５を第２の位置Ｐ２から初期位置まで上昇させるよう、延伸ロッド１４５を制御する。つまり、時刻ｔ４になると、延伸ロッド１４５はプリフォーム１０の底部に対して上方に移動し始める。また、時刻ｔ６において、検出手段１８２は、延伸ロッド１４５が初期位置まで上昇したことを検出し、検出結果を駆動制御手段１８１に送信する。駆動制御手段１８１は、当該検出結果に基づいて、延伸ロッド１４５が初期位置で停止するよう、延伸ロッド１４５を制御する。このため、後退時間において、延伸ロッド１４５は上昇し続け、時刻ｔ６になると、延伸ロッド１４５の上昇が止まる。一方、時刻ｔ３から時刻ｔ５において、プリフォーム１０には二次エアが導入され続ける。その結果、時刻ｔ５において、プリフォーム１０は、最終成形品である中空容器２０Ａとなる（図７（ｅ））。なお、供給制御手段１８３は、時刻ｔ５において、ブローエアの供給を停止して排気するよう供給部１６０を制御する。したがって、時刻ｔ５から時刻ｔ６において、ブローエアはプリフォーム１０に供給されず排気される。

図８は、第二実施形態に係るディスプレイ１９０Ａの表示の一例を示す図である。図８に例示するように、第二実施形態に係るディスプレイ１９０Ａには、各種情報（制御条件、設定値、等）を必要に応じて設定可能かつ表示可能なメイン表示部１９１Ａと、第一実施形態と同様の構成であるサブ表示部１９２とが設けられている。メイン表示部１９１Ａは、二次ブロー（Ｓｅｃ．）に関する表示領域の隣（図８において右隣）に供給制御手段１８３によるタイマー制御（Ｔｉｍｅｒ）に関する設定・表示領域が設けられている点と、延伸ロッドの下降位置とダイマー（時間経過）の両方を基準として一次エアと二次エアからなるブローエアの導入開始タイミングを定めた第３のブローエア導入手段（位置・タイマー併用制御「Ｓｔｒｅｔｃｈ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ２」）が追加されている点で、第一実施形態に係るメイン表示部１９１と異なる。タイマー制御（Ｔｉｍｅｒ）に関する設定領域には、第１の待機時間に対応する時間が入力（設定）される。また、タイマー 制御（Ｔｉｍｅｒ）に関する表示領域には、第１の待機時間の実測値が表示される。例えば、作業者がタイマー制御（Ｔｉｍｅｒ）に対して、製造する樹脂製容器に応じた所定の入力操作を行うと、延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２まで下降した時刻から作業者が入力した時間が経過したときに、プリフォーム１０に導入されるブローエアが一次エアから二次エアに切り替わるよう、供給制御手段１８３は供給部１６０を制御する。

ところで、例えば、比較的大きな樹脂製容器（例えば、１５００ｍｌ用の容器）を製造する場合、小さな樹脂製容器（例えば、５００ｍｌ用の容器）を製造する場合と比べて、二次エアを導入し始める前により多くの一次エアをプリフォーム１０に導入しておく必要がある。これは、大きな樹脂製容器は、小さな樹脂製容器よりも横軸方向の幅を大きくする必要があるので、十分な一次エアがプリフォーム１０に導入されないまま、第二エアがプリフォーム１０に導入されると、悪質な容器が製造されてしまう虞があるからである。

本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造装置及び製造方法によれば、供給制御手段１８３は、検出手段１８２が延伸ロッド１４５の実位置が第２の位置Ｐ２にあることを検出した時刻から所定の第１の待機時間（時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間）が経過すると、プリフォーム１０内に導入するブローエアを、一次エアから二次エアに切り替えるように供給部１６０を制御する。したがって、検出手段１８２が延伸ロッド１４５の実位置が第２の位置Ｐ２にあることを検出した時刻から所定の第１の待機時間が経過するまでは、一次エアがプリフォーム１０内に導入され続け、その後、二次エアがプリフォーム１０内に導入され始める。このため、二次エアがプリフォーム１０に導入される前に十分な一次エアをプリフォーム１０に導入させることができる。このように、第二実施形態に係る射出延伸ブロー成形装置１００Ａは、第一実施形態に係る射出延伸ブロー成形装置１００と比べて、二次エアが導入される前により多くの一次エアをプリフォーム１０に導入させることができるので、特に比較的大きな樹脂製容器を製造する場合、良質な容器を製造することができる。また、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造装置及び製造方法によれば、成形サイクル時間が短い（延伸ロッド１４５が下降する速度が速い）場合であっても、延伸ロッド１４５の実位置に基づく位置制御とタイマー制御を組み合わせた制御により、延伸ロッド１４５によるプリフォーム１０の縦軸延伸と、一次エアおよび二次エアによるプリフォーム１０の横軸延伸と、を調和させて実施することができる。このため、射出延伸ブロー成形装置１００Ａは、プリフォーム１０を適切に延伸させることができ、その結果、品質良好な樹脂製容器（中空容器）を製造することができる。

また、本開示に係る樹脂製容器（中空容器）の製造装置及び製造方法によれば、第２の待機時間（時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間）を含む時間（時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間）において、プリフォーム１０内には二次エアが導入される。したがって、延伸ロッド１４５は、プリフォーム１０内に二次エアがある程度導入されてから、初期位置に向かって移動（上昇）し始める。このため、射出延伸ブロー成形装置１００Ａによれば、容器の形状が意図しない形状になることを防ぐことができる。

また本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、延伸ブロー成形部（延伸ブロー成形型）が一列に設けられた４個のキャビティを備えた構成を例示したが、キャビティの数は特に限定されず、例えば、８個、１２個等であってもよい。

第二実施形態において、駆動制御手段１８１は第１の待機時間および第２の待機時間において、延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２で停止するよう、延伸ロッド１４５を制御しているが、この例に限られない。例えば、図６の一点鎖線で示すように、駆動制御手段１８１は、第１の待機時間においては延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２で停止するよう延伸ロッド１４５を制御し、第２の待機時間においては延伸ロッド１４５が第２の位置Ｐ２の位置からさらに第３の位置Ｐ３へ下降するよう延伸ロッド１４５を制御してもよい。この場合、検出手段１８２は、例えば、時刻ｔ４になると延伸ロッド１４５が中空容器２０Ａの底部まで下降したことを検出し、検出結果を駆動制御手段１８１に送信する。そして駆動制御手段１８１は、当該検出結果に基づいて、延伸ロッド１４５を初期位置まで上昇させるよう、延伸ロッド１４５を制御する。

本出願は、２０１９年４月３日出願の日本国特許出願（特願２０１９－０７１５６９号）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (8)

1. 延伸ブロー成形型内に配置されたプリフォームを、延伸ロッドにより延伸すると共に、前記プリフォーム内にブローエアを導入することで当該プリフォームを延伸させて樹脂製容器とする樹脂製容器の製造装置であって、
   少なくとも前記ブローエアの開始位置を入力可能かつ表示可能な表示手段と、
   前記プリフォーム内に挿入された前記延伸ロッドの実位置を検出する検出手段と、
   前記表示手段に入力された前記ブローエアの開始位置と、前記検出手段の検出結果と、に基づいて、前記ブローエアの供給状態を制御する供給制御手段と、を有する、樹脂製容器の製造装置。
2. 前記延伸ロッドの駆動源がサーボモータであり、
   前記検出手段は、前記サーボモータの回転位置に基づいて前記延伸ロッドの実位置を検出する、請求項１に記載の樹脂製容器の製造装置。
3. 延伸ブロー成形型内に配置されたプリフォームを、延伸ロッドにより延伸すると共に、前記プリフォーム内にブローエアを導入することで当該プリフォームを延伸させて樹脂製容器とする樹脂製容器の製造方法であって、
   少なくとも前記ブローエアの開始位置を入力可能かつ表示可能な表示手段に前記前記ブローエアの開始位置を入力し、
   前記プリフォーム内に挿入された前記延伸ロッドの実位置を検出し、
   前記表示手段に入力された前記ブローエアの開始位置と、前記延伸ロッドの実位置と、に基づいて前記ブローエアの供給状態を制御する、樹脂製容器の製造方法。
4. 検出された前記延伸ロッドの実位置に基づいて、前記プリフォーム内に導入する前記ブローエアを、前記ブローエアの導入開始時の一次エアから前記一次エアよりも高圧の二次エアに切り替える、請求項３に記載の樹脂製容器の製造方法。
5. 前記延伸ロッドは、前記プリフォーム内に前記一次エアを導入させ始める基準となる位置である第１の位置と前記プリフォーム内に前記二次エアを導入させ始める基準となる位置である第２の位置を通るように移動する、請求項４に記載の樹脂製容器の製造方法。
6. 前記延伸ロッドの実位置が前記第２の位置にあることが検出されると、前記ブローエアを前記一次エアから前記二次エアに切り替える、請求項５に記載の樹脂製容器の製造方法。
7. 前記延伸ロッドの実位置が前記第２の位置にあることが検出された時刻から所定の第１の待機時間が経過すると、前記ブローエアを前記一次エアから前記二次エアに切り替える、請求項５に記載の樹脂製容器の製造方法。
8. 前記二次エアは、前記ブローエアが前記一次エアから前記二次エアに切り替わる時刻から、前記延伸ロッドが前記プリフォームの底部に対して上方に移動し始める時刻までの第２の待機時間を含む時間において、前記プリフォーム内に導入される、請求項７に記載の樹脂製容器の製造方法。

Images