JPH0350692B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、押出しブロー成形によつてプラス
チツク材料から容器を製造する方法および装置に
関するものである。

（従来の技術） プラスチツク材料からなる容器、例えばびんの
如き容器の製造には、作業員の介在なしに諸工程
を実施する高度に自動化した装置を要する。押出
しブロー成形またはその他の方法によつて得られ
た予備成形品を基礎として使用するのが有利であ
ることが知られている。上記の予備成形品は、そ
の一端を閉じた円筒形状ブランクの類であつて、
予備成形品に応じて変化する適当な温度にまで加
熱される。これらは次に適当な形状の型の中で押
出しブロー成形される。この操作後に仕上げの容
器は適度に冷却され、貯蔵のため搬送されるか、
または充填場に運ばれる。

容器の正確な成形を可能にするためには、予備
成形品の温度は、型に入れたとき、できるだけ均
一に保たなければならない。より正確に言えば、
プラスチツク材料としてポリ塩化ビニルを用いて
押出しブロー成形操作を２方向に行なう場合、予
備成形品の温度は、内側および外側表面だけでな
く、上記壁の厚さを通じても、約118℃でなけれ
ばならない。

ほとんどの既知の技術では、とくにフランス特
許1307954号、88224号、1430899号および2419810
号、ならびにアメリカ特許3283046号および
4141680号においては、予備成形品は、常温から
オーブン中で適当温度に加熱して、つぎに成形型
に導入される。しかしながら、この前処理法にあ
つては、壁の厚さ全般を通じて均一な温度をうけ
ることは容易でなく、しかも容器１個の製作に要
する時間が比較的長くなる。

（発明の目的および構成） この発明の第１の目的は、適度に加熱した予備
成形品からプラスチツク容器を製造し、そしてと
くに、予備成形品を容器成形型に導入する前に、
予備成形品の壁に均一な温度を迅速に得る方法を
提案することである。

この発明にしたがえば、各予備成形品は、その
外表面を予め第１の温度にしてから、まず雰囲気
温度で冷却し、つぎに壁の全肉厚を通じて温度を
第２の温度に接近するよう設計された冷却装置に
よつて冷却される。この冷却装置は上端を閉じた
複数の加熱器を有し、予備成形品は順次この加熱
器を通過し、加熱器の中で予備成形品の壁の外表
面に熱が加えられる。そして上記加熱器による加
熱と、加熱器を外した後の雰囲気温度による冷却
とがくり返えされ、それによつて予備成形品が冷
却される。上記の熱の供給は、予備成形品の壁の
肉厚を通じて、第２の温度に近いできるだけ均一
な温度を、最後の加熱器から得るために、加熱器
の位置および予備成形品の壁の厚みを通しての水
平断面についての推定温度勾配に応じて決定され
る。

加熱器の数は当然、各加熱器内における成形品
１個の滞留時間に関係し、そしてこの時間は、例
えば５秒以下のようにきわめて短いことがある。
この時間は実際には、容器を成形するに要する時
間によつて決定されるが、この容器成形に要する
時間は容器成形型の成形特性およびその冷却装置
の効率に依存する。

以上の方法によれば、プラスチツク容器の製造
は、管状パリソンの押出しから、仕上げ容器の受
領までを容易に機械化でき、また容器の生産速度
もきわめて速い。

この発明のもう一つの目的は、上記に規定した
方法を実施するための装置を提供することにあ
り、この装置は上記方法におけるすべての利点を
引出し、そして高速度の生産を維持できる。

ほとんどの従来の既存機は、プラスチツク容器
の生産に要求されるすべての工程を実施するため
の機械化が行なわれていない。多くの場合、複数
の連続する装置を必要とし、各装置間を作業者の
人手によつて仲介している。そうすると、とくに
食品収納用に設計された容器の場合には汚染の危
険を伴うことになる。

この発明は、この点にかんがみてなされたもの
で、パリソンの押出しとその予備成形品へのブロ
ー成形から仕上げ容器の貯蔵または利用位置への
送り出しまで完全自動動作する装置に関するもの
である。予備成形品は、装置内の異なる位置に自
動的に送られこの自動化によつて、生産速度と品
質の一層の向上が促進される。

この発明による装置は、既知の連続トランスフ
ア・チエーンを備えており、そのいくつかのリン
クには予備成形品を受ける垂直ピンが支持されて
いる。トランスフア・チエーンは段階的駆動機構
の作用によつて水平に移動する。垂直ピンは連続
的に、先ず加熱器を備えた冷却装置に、次に成形
装置に、そして最後に仕上げ容器を搬出する装置
に送られる。上記すべての装置は、連続トランス
フア・チエーンにより導かれる閉経路に上記順序
で配置されている。

予備成形品は、その開口部を下方に向けて下げ
られ、垂直ピン上に置かれる。予備成形品は、成
形型が予備成形品を開口部を下方に向けて送る押
出しブロー成形機の出口から垂直ピンの上に落と
すこともできよう。

この発明に重要な特徴は、冷却装置少なくとも
連続トランスフア・チエーン上の垂直ピンの高さ
に等しい範囲にわたる往復運動にしたがつて垂直
にスライドする支柱に取付けた、ほぼ円筒状で垂
直な上端が閉じた複数の加熱器を備えていること
である。

（実施例） 次に図面を参照してこの発明の一実施例につい
て説明する。なお、ここではプラスチツク材料と
してポリ塩ビニルを用いた例を示した。

実施例の装置は、第１図に示すように、フレー
ム１と、案内路２と、矢印Ｆで示す方向に連続し
た経路をたどるコンベア・チエーン３とを備えて
いる。コンベア・チエーン３は駆動機構４（第４
図参照）によつて段階的に駆動される。

予備成形品Ａは予備成形品受領域５に受け取ら
れ、その後冷却装置６、成形装置７、および仕上
げ容器Ｂを搬出する搬出装置８へと送られてい
く。

コンベア・チエーン３のいくつかのリンク、で
きればこれらリンクの中央に、少なくともその一
部がコンベア・チエーン３の面上に垂直に延びる
支柱９が取り付けられ、支柱９には中空ピン２１
が上下方向に摺動自在に取り付けられている。

冷却装置６は、複数のほとんど円筒状で垂直な
ベル型加熱器１０を備えている。上記加熱器１０
の上端は閉ざされているのに対して、その下端は
開放されている。上記加熱器１０は、フレーム１
に対して垂直にスライドするよう取り付けた支柱
１１に固定されている。油圧または空気圧ジヤツ
キ１２の一端はフレーム１に固定され、その他端
は支柱１１に連結されている。上記ジヤツキ１２
によつて、後述する条件のもとで、支柱１１が垂
直方向に往復運動できる。

上記加熱器１０は内側に所要温度を得ることが
できる電気エレメントを備えている。ただし１つ
の加熱器１０内の温度は、別の加熱容器１０内で
調整された温度とは関係なく調整できる。このほ
か、加熱器１０内を複数の異なる加熱域そして結
果的には温度域を設け、加熱器１０の端部からの
位置に応じてこの加熱域を配分することも有利で
あろう。容器によつては、またこれら容器の一部
分では、成形の間に二軸延伸をうける必要があ
り、そのために予備成形品に応じて、きわめて正
確な温度分布を要することがよく知られている。
予備成形品の冷却を制御する面での加熱器１０の
正確な役割については後に説明される。

加熱器１０は、少なくともこれらが低い位置に
あるとき、これらを熱から絶縁する絶縁ケーシン
グ１３内を移動する。

冷却装置６の出口に隣接して、成形装置７が位
置している。これは主として、第４図に示すよう
に、３つの部分から成る成形型１４で構成されて
いる。成形型１４の下方の２部分は、容器の壁
と、その開口部の形状に合うように形成されてい
る。上記の下方部分は、図示しない従来型のトグ
ル機構と組合わされる。

成形装置７は押出しブロー成形装置１８と組合
わされている。この装置１８は主としてヘツド１
９で構成され、ヘツド１９は、支柱９上にスライ
ドするように取付けた中空ピン２１の下端のエン
ドピース２０を受けるように構成されている。エ
ンドピース２０はヘツド１９に対応する形状にな
つている。上記ヘツド１９にはパイプ２３を経て
圧縮空気源と接続できる導管２２が備わつてい
る。中空ピン２１は上端が丸味を帯び、そして少
なくとも１個のピンの外側に出る開口を備えてお
り、上記ヘツド１９が上記エンドピース２０の上
に載ると、導管２２は中空ピン２１の内側と気密
に通じる。

ヘツド１９は、その接近位置で成形型１４と共
軸にフレームに取り付けられたジヤツキ２５の可
動エレメント２４の上端に取付けられている。

成形装置７の隣には、矢印Ｆ（第１図）に沿つ
てコンベアチエーン３により導かれる通路上に、
仕上げ容器を搬出する搬出装置が位置している。

この装置は、主として例示した形状の容器を、
クランプ２６によつて外すための機構からなつて
いる。クランプ２６は、後に明らかになるよう
に、中空ピン２１から外される仕上げ容器の開口
部が位置する領域で、コンベア・チエーンの上に
配置されている。

クランプ２６の支柱２７は、フレーム１に対し
て少なくとも仕上げ容器の高さに等しい範囲にわ
たつて上下に滑動できるよう取付けられている。
上記支柱２７は、駆動機構によつて往復運動す
る。

しかしながら、できれば、図面に示すように、
クランプ２６の支柱２７は、加熱器１０の支柱１
１と一体化しているのがよい。したがつて、ジヤ
ツキ１２によつて、後述する条件のもとで往復運
動が保証される。

クランプ２６の動作面と垂直に、その入口が下
方に向いている蛇口２８が備わつている。仕上げ
容器が導入される上記蛇口２８は、容器が自重に
より落下するのを防止する制御装置を備えてい
る。例示の蛇口は、この趣旨で、容器の外径より
小さい径の通路をもつ複数のフレキシブルなスト
リツプ２９により構成されている。できれば弾性
リング３０をストリツプ２８に設けて、蛇口２８
の入口に狭い通路を保持するとよい。蛇口２８
は、仕上げ容器の外径より大きい内径をもつチユ
ーブ３１により上方に伸びている。チユーブ３１
の通路の後方は、容器を貯蔵または充填位置に運
ぶ適当な湾曲路となつている。

次に実施例の動作について説明する。

コンベア・チエーン３は、駆動機構４によつて
段階的に駆動されており、予備成形品Ａがそれぞ
れ中空ピン２１に掛けられる。上記したように、
予備成形品は、手で、予備成形品受領域５のピン
に掛けることも、または押出しブロー成形タイプ
の予備成形品製造装置から、重力により落下させ
ることもできる。ただし、この装置は、その下端
が開き、その上端が閉じている予備成形品を送り
出すことが肝要である。予備成形品が中空ピン２
１に掛けられ、または落されるとき、その壁の外
表面の温度は少なくとも140℃に等しい。このよ
うな温度は、とくに押出しブロー成形により予備
成形品を成形する予備成形型内部の冷却装置の存
在に帰することができる。この型を供給する管状
パリソンの温度は、一般に約180℃である。

予備成形品は次に中空ピン２１によつて冷却装
置６に持ち込まれる。コンベア・チエーン３の移
動する間に、加熱器１０の支柱１１は、ジヤツキ
１２によつて高所に保持される。予備成形品Ａ
が、最初の加熱器１０の真下の位置に達するや、
ジヤツキ１２が支柱１１を下げ、そして最初の加
熱器１０が、予備成形品Ａにかぶれる。適当な時
間間隔、例えば２〜３秒後に、ジヤツキ１２が、
すべての加熱器１０を元通りに引上げる。次に予
備成形品の通路があけられて予備成形品Ａはコン
ベア・チエーン３により２番目の加熱器１０の下
まで送られる。その間に、予備成形品は冷却装置
６内の雰囲気温度により冷却される。その後予備
成形品は２番目の加熱器によつて再び加熱され、
このサイクルは予備成形器Ａが最後の加熱器に達
するまで続く。

第５図は冷却装置６における冷却の様子を説明
するもので、縦軸は予備成形品Ａの外表面温度を
示している。横軸は予備成形品Ａの位置を示すも
ので第１図のａ〜ｍおよび１４に対応している。
この図において、予備成形品Ａは各々の位置にお
いてその最低温度に達したとき直ちに次の位置に
移動するものとする。

上述したように、予備成形品の表面（壁の外表
面）の温度は、上記予備成形品が中空ピン２１に
達したとき（位置ｂ）、少なくとも140℃に等し
い。実施例の装置の場合には、この温度は、予備
成形品の成形型を冷却するときに得られた温度で
ある。

しかしながら、壁の内面上の温度は、このとき
140℃以上であり、そして上記壁の中央では、温
度はほぼ押出し温度、すなわち約180℃のままで
ある。

したがつて、そこには壁の厚みを通しての温度
の不均一があり、約118℃で行なわれる容器成形
工程に達する前に、その不均一を完全に除かない
までも、減ずる必要がある。

位置ｃまでの第１段階では、予備成形品は、開
放のまま搬送され、そしてその表面温度は、約
125℃に減じられる。ただし、肉厚を通しての温
度勾配は高いままである。

位置ｄから位置ｋまでに、予備成形品は、冷却
装置６に入り、この中では、上記した８個の加熱
器１０のそれぞれによつて連続的に覆われる（位
置ｄからｋまで）。

最初の加熱器、例えば位置ｄ，ｅおよびｆの加
熱器は、外表面温度の冷却を制約し、この間に、
壁の内側温度を、主として対流によつて適度に冷
却する。壁の内側および外側の両面の間の温度差
は、完全に削減しないままでも、減じる傾向を示
し、これら表面の温度は、仕上げ温度のもとで
も、ほとんどそのままである。

しかし壁の厚みの中央の温度はなお高過ぎるか
ら、容器の成形前に適度に減じなければならな
い。

この温度降下は、つぎの組の加熱器、例えば位
置ｇ，ｈ，ｉ，ｊおよびｋを占める加熱器によつ
て行なわれる。

位置ｇ，ｈ，ｉ，ｊおよびｋにある加熱器は、
つぎの容器の概要を決定し、かつ対流と輻射によ
り熱の供給を保証する。温度は、かくてさらに下
がるが、その上に、表面（内側と外側）と壁厚の
中央との間の温度勾配の所望の縮少がえられる。

最後に最終加熱器（位置ｋ）と、絶縁ケーシン
グ１３内に位置する位置ｌとｍへの移送によつ
て、つぎに約118℃になる温度の“ならし”が保
証される。

したがつて、装置６内で行なわれる冷却は、比
較的長くそしてとくに使用されるプラスチツク材
料および仕上り容器の形状と関連して、所望の結
果をうるために多くのパラメータが利用できる。
これによつて高生産速度、例えば750本／時間が
妨げられることはない。上記生産速度はもつぱら
予備成形品が特定位置に滞留する間の時間（約２
〜３秒）に依存する。

絶縁ケーシング１３から出ると、予備成形品は
直接成形型１４に押し込まれる。成形型１４はコ
ンベア・チエーンが移動している間には開いてい
るが、上記チエーンが停止するや閉じる。

予備成形品Ａを運ぶ中空ピン２１が、成形型１
４の垂直軸内に到達したとき、エンドピース２０
が押出しブロー成型装置のヘツド１９と噛み合
う。したがつてピン２１は、ジヤツキ２５の可動
エレメント２４に固く締め付けられる。

成形型１４が閉じるやいなや、ジヤツク２５
が、その支柱９の内側を滑るピン２１を押上げ、
ピン２１の丸味を帯びた上端が、予備成形品の上
端を適当な高さに引き寄せ、例えば成形型の上壁
に載せる。成形型が閉じるとき、型が支柱９上の
予備成形品の下端をしつかりと握り、これを垂直
方向に動かなくするので、上記の軸方向の引張り
が可能となる。

予備成形品が軸方向に引かれると同時に、パイ
プ２３が、圧縮空気を、ピン２１の内側の空間と
密封状態で接続された導管２２を経て、ピン２１
の上端の開口に供給する。予備成形品がつぎにブ
ロー成形され、成形型の壁に押しつけられ、そこ
で瞬時にされ、かつ冷却される。

成型工程が完了すると、成形型１４が開き、完
成容器Ｂを運ぶピン２１のための通路を開く。同
時にジヤツキ２５が、下降し始めて、エンドピー
ス２０をヘツド１９から開放し、そしてコンベ
ア・チエーン３が移動するやいなや、上記エンド
ピースを上記ヘツド１９から出させる。

ピン２１は次に、段階的に、完全容器を搬出す
る搬出装置まで搬送される。容器は搬送の間にも
冷却し続けられる。

ピン２１がその容器Ｂとともに蛇口２８の真下
の位置に達したとき、クランプ２６と支柱２７は
高位置にあり、クランプ２６のジヨーは開いてい
る。コンベア・チエーンが停止するやいなや、ジ
ヤツキ１２が支柱２７とクランプ２６を下げ、ク
ランプ２６のジヨーが、容器の開口部の周りで、
容器Ｂの下端を閉じる。

支柱２７が再び上昇すると、クランプ２６が容
器Ｂをピン２１から外すことによつて運び去る。
次に容器Ｂの底が蛇口２８への入口に到達し、そ
して先に蛇口２８内に入つて蛇口２８の制動装置
によつて動かなくされている容器の開口部を押
す。支柱２７の上向運動の終りに、容器Ｂは、先
行の場所の位置を占め、そして順次に、フレキシ
ブル・ストリツプ２９とリング３０の圧力のもと
で動かなくされる。クランプ２６のジヨーが最後
に開き、つぎの完成容器を拾い上げる準備を完了
する。かくて完成容器の列が、チユーブ３１内を
段階的に、空気汚染の危険なしに、利用ステーシ
ヨンまで移動する。

容器を外した空のピン２１は、段階的に予備成
形品受領域５にもどる。この過程で、エンドピー
ス２０は、ピン２１の完全な支柱９内への降下を
案内するフレームに取付けたガイド部材と遭遇し
て、上記ピンが他の予備成形品を受領する準備を
完了する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、容器を
プラスチツク材料から押出しブロー成形すると
き、予備成形品の壁の温度を均一にする方法およ
び装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一実施例の平面
図、第２図は第１図の矢印Ａの方向からみた立面
図、第３図は第１図の矢印Ｂの方向からみた立面
図、第４図は第１図の矢印Ｃの方向からみた立面
図、第５図は第１図の実施例における冷却装置内
およびその前後の予備成形品の外表面の温度を示
す図である。 Ａ…予備成形品、Ｂ…完成容器、６…冷却装
置、１０…加熱器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラスチツク材料から押出しブロー成形によ
   つて容器を製造する方法であつて、 (a) パリソンを予備成形型を用いて押出しブロー
   成形することにより、上端の閉じた管状の予備
   成形品であつて、その外表面温度を第１の温度
   にした予備成形品を形成し、 (b) 前記予備成形品を雰囲気温度で冷却し、 (c) 前記予備成形品を、上端が閉じ下端が開いて
   いる複数のほぼ円筒状の加熱器に順次通過さ
   せ、前記加熱器による加熱と、前記加熱器を外
   した後の雰囲気温度による冷却とをくり返すこ
   とにより、前記予備成形品の温度がその壁の厚
   さを通じて均一で第１の温度より低い第２の温
   度になるように冷却し、 (d) 前記予備成形品をブロー成形して容器を製造
   する、 ことを特徴とする方法。 ２ 前記プラスチツク材料がポリ塩化ビニルから
   成り、前記第１の温度が約140℃、前記第２の温
   度が約118℃である特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 ３ プラスチツク予備成形品をブロー成形して容
   器を製造する装置であつて、 前記予備成形品を受ける垂直ピンを有し、前記
   予備成形品を前記垂直ピンで受けて搬送するトラ
   ンスフア・チエーンと、 前記トランスフア・チエーンを水平方向に段階
   的に移動するように駆動する駆動手段と、 前記予備成形品に、制御された量の熱を供給す
   る装置であつて、垂直に設けられ上端が閉じ下端
   が開いている複数のほぼ円筒状の加熱器と、前記
   加熱器を支持し少なくとも前記垂直ピンの高さに
   等しい範囲内で垂直往復運動する支持体とから成
   り、前記加熱器による加熱と、前記加熱器を外し
   た後の雰囲気温度による冷却とをくり返すことに
   より予備成形品を冷却する冷却装置と、 前記冷却装置から送られてきた予備成形品を成
   形する成形装置と、 前記成形装置から仕上り品として送られてきた
   容器を搬出する搬出手段とを有し、 前記冷却装置、前記成形装置および前記搬出手
   段は閉じた経路上に配置され、その経路上を前記
   トランスフア・チエーンによつて前記予備成形品
   が移動されることを特徴とする装置。 ４ 上記各加熱器が、対流および／または輻射に
   より加熱し、その加熱量を個別に調整できる加熱
   手段を有する特許請求の範囲第３項に記載の装
   置。 ５ 前記加熱器が低位置をとることができ、前記
   加熱器が少なくともその低位置にあるとき前記加
   熱器全体を収容する熱絶縁ケーシングを設けた特
   許請求の範囲第３項に記載の装置。 ６ 前記搬出手段が、下方を向いた蛇口と、この
   蛇口と対向して配置され前記仕上り容器を前記垂
   直ピンから取り外す容器取り外し機構と、前記仕
   上り容器を制動するブレーキ機構と、垂直部分お
   よび湾曲部分を有する管とから成る特許請求の範
   囲第３項ないし５項のいずれか１項に記載の装
   置。 ７ 前記容器取り外し機構が、仕上り容器を把持
   する把持手段と、把持手段を支持する支柱とから
   成り、前記支柱が前記加熱容器の支持体に連結さ
   れている特許請求の範囲第６項に記載の装置。