JPH0541420B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱固定プラスチツク中空容器の製造装
置に関するもので、より詳細には、延伸により二
軸方向に分子配向され且つ熱固定されたプラスチ
ツク容器を、ワンモールド内で能率よく製造する
ための装置に関する。

（従来の技術及びその問題点） ポリエチレンテレフタレート（PET）の如き
熱可塑性ポリエステルの二軸延伸ブロー成形容器
は、優れた透明性や表面光沢を有すると共に、び
んに必要な耐衝撃性、剛性、ガスバリヤー性をも
有しており、各種液体のびん詰容器として利用さ
れている。

しかしながら、ポリエステル容器は、耐熱性に
劣るという欠点があり、内容物を熱間充填する用
途に対しては、熱変形や容積の収縮変形を生じる
ため二軸延伸ブロー容器を成形後に熱固定（ヒー
ト・セツト）すべく多くの提案が既に行われてい
る。

熱固定の方法には、共通の１個の金型内で延伸
ブロー成形と熱固定とを行う所謂ワン・モールド
法と、延伸ブロー成形と熱固定とを別個の金型内
で行なう所謂ツー・モールド法とが行われてい
る。

前者のワンモールド法には、特公昭59−6216号
公報にみられる通り、ブロー成形型中で延伸ブロ
ー成形と同時に熱固定を行う方法があるが、延伸
ブロー操作後の熱固定と中空成形体の取出のため
の冷却とのために比較的長い型内滞留時間を必要
とし、生産速度が未だ低いという問題がある。ま
た、このワンモールド法として、中空金型の温度
を、最終中空成形体を実質上非冷却下でも変形な
しに取出し得る範囲内で可及的に高温の温度、例
えば100℃に維持し、ポリエステルプリフオーム
に高温高圧エアを吹込むと同時に二軸延伸するこ
とが提案されている（特開昭54−95666号公報）
が、この方法では、型の昇温及び降温は不必要と
なるにしても、高温ガスからの伝熱による熱固定
では、伝熱境膜の存在により、熱固定に未だ比較
的長時間を必要とすると共に、得られる耐熱収縮
性の程度においても未だ十分に満足し得るもので
はなかつた。

まだ、ツーモールド法には、特公昭60−56606
号公報にみられる通り、延伸ブロー成形により得
られる成形品を成形ブロー型から取出した後、熱
固定用の金型内に保持して熱固定を行う方法や、
特開昭57−53326号公報にある通り、一次金型中
で延伸ブロー成形と同時に熱処理を行ない、成形
品を一次金型から取出してこれを冷却することな
く、二次処理金型中で再度ブロー成形する方法等
が知られている。

しかしながら、このツーモールド法では成形用
と熱固定用との２セツトの金型が必要であり、装
置コストが高くつき、また工程数が多くなる等改
善すべき点が多い。

（発明の目的） 従つて、本発明の目的は、前述したワンモール
ド法により、比較的短かい金型内占有時間で延伸
され且つ熱固定されたプラスチツク容器を連続的
に製造し得る装置を提供するにある。

本発明の他の目的は、単一の金型内で、プリフ
オームの二軸延伸ブロー成形、中空成形体の熱固
定及び金型からの取出しのための冷却が、予定さ
れたプログラムに従つてタイムロスなしに有効に
行われる熱固定プラスチツク中空容器の製造装置
を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、延伸され且つ熱固定されたプ
ラスチツク中空容器の製造装置であつて、プラス
チツクから成るプリフオーム及び該プリフオーム
からの中空容器を支持するマンドレル；該マンド
レルにプリフオームを載置させる供給域；周囲に
マンドレルを支持するための複数の支持座を備え
たターレツトと、該ターレツトの外周に沿つてマ
ンドレル上のプリフオームを加熱するための加熱
機構とから成る予備加熱域；複数の開閉可能なブ
ロー成形及び熱固定用の金型と該金型に対応する
マンドレル支持部材とを周囲に備えた回転部材か
ら成るブロー成形及び熱固定域；予備加熱域から
予備加熱されたプリフオームを載置したマンドレ
ルをブロー成形及び熱固定域に移送させる移送
域；ブロー成形及び熱固定域からブロー成形及び
熱固定された容器を載置するマンドレルを取出す
取出域及び前記供給域、予備加熱域、移送域、ブ
ロー成形及び熱固定域及び取出域をこの順に通る
マンドレルの無端移送路から成り、前記ブロー成
形及び熱固定域には、回転の全過程を通じて熱固
定温度に加熱されている金型、金型が送域を通り
過ぎた後金型を閉じ且つ取出域に達したとき金型
を開く金型の開閉機構、マンドレルに対し同心状
に配置されたプリフオームに対して往復動可能な
中空な延伸棒、延伸棒の周囲とマンドレルとの間
に設けられ且つプリフオーム内に通ずる第一の気
体通路、延伸棒の内部に設けられ、延伸棒の長さ
方向に分布した開口を通してプリフオーム内に通
ずる第二の気体通路、第一の気体通路に開閉弁乃
至切換弁を介して通ずる高圧の熱風供給機構と熱
風排出機構、第二の気体通路に開閉弁を介して通
ずる低圧の冷風供給機構、及びプリフオームへの
延伸棒の挿入動に同期して第一の気体通路を高圧
の熱風供給機構と接続して、プリフオームの延伸
ブロー成形を行うと共に熱風を成形容器内に閉じ
込めて該容器の熱固定を行い、次いで熱固定後第
一の気体通路を熱風排出機構と接続し且つ第二の
気体通路を冷風供給機構と接続して、熱風の排出
と容器の冷却とを行う開閉弁の制御機構が設けら
れていることを特徴とする熱固定プラスチツク中
空容器の製造装置が提供される。

（作用） 本発明の装置においても、公知の装置と同様
に、プリフオーム及び延伸ブロー成形中及び成形
後の中空容器を支持するマンドレルが、延伸ブロ
ー成形のための予備加熱域及び延伸ブロー成形域
を通る無端の移動路に沿つて移動し、且つ延伸ブ
ロー成形域では、回転部材に対して放射状に取付
けられ且つ開閉可能に設けられた金型内で、プリ
フオーム内に挿入される延伸棒と高圧流体吹込み
との協働作業でプリフオームの延伸ブロー成形が
行われる。しかしながら、本発明では、単一の金
型内でプリフオームの延伸ブロー成形、成形され
た中空容器の熱固定及び熱固定された中空容器の
型からの取出しのための冷却が、ロスタイムなし
に一連の動作として行われる。

この一連の動作を能率良く行うために、本発明
では先ず金型の回転の全過程を通じて熱固定温度
に加熱されている金型を使用し且つプリフオーム
をブロー延伸するための流体として高温及び高圧
のガスを使用する。延伸棒によるプリフオームの
軸方向延伸及び高温高圧ガスの吹込みによる周方
向膨脹延伸により器壁が二軸方向に分子配向され
た中空容器が形成されるが、この中空容器の成形
に直ちに引き続いて、成形された容器壁は、その
内面が容器内に圧入されている高温高圧ガスと接
触し、一方その外面が高温に加熱された金型表面
と接触して、配向容器壁の熱固定が行われる。こ
の熱固定の終期に、容器内に加圧されている高温
高圧ガスは解放され、代りに容器内には冷風が吹
込まれて、熱固定された中空容器の取出しのため
の冷却が行われる。最後に、金型が開いて、二軸
分子配向され且つ熱固定された中空容器が収縮や
変形なしに金型から取出される。

本発明によれば、高温高圧の気体及び低圧の冷
却用気体の供給を次のように制御する。先ず、延
伸棒の周囲とマンドレルとの間にプリフオーム内
に通じる第一の気体通路を設け、延伸棒の内部に
延伸棒の長さ方向に分布して設けられた開口を通
してプリフオーム内に通じる第二の気体通路を設
ける。第一の気体通路には、開閉弁乃至切換弁を
介して高圧の熱風供給機構と熱風排出機構とを設
け、第二の気体通路には開閉弁を介して低圧の冷
風供給機構を設ける。各開閉弁乃至切換弁の制御
は、延伸ブロー成形開始に際して、プリフオーム
への延伸棒の挿入動に同期して第一の気体通路と
高圧の熱風供給機構とが接続され、熱固定終了後
には第一の気体通路と熱風排出機構とが接続され
且つ第二の気体通路と低圧の冷風供給機構とが接
続されるようにする。即ち、先ず高温高圧のガス
がプリフオーム内に吹込まれて、プリフオームの
延伸ブロー成形が著しく高速度で行われるばかり
ではなく、成形された中空容器中へ高温高圧ガス
を印加し続けておくことにより、中空容器壁の熱
固定が迅速に且つ能率的に進行する。熱固定の終
期には延伸棒周期とマンドレルとの間の第一の気
体通路を熱風排出機構と接続することにより、容
器内に閉じ込められていた高温高圧ガスが有効に
排出されると共に、延伸棒の長さ方向に分布して
設けられていた多数の開口を通して容器の内面全
面にわたつて一様に冷風が吹き付けられ、熱固定
された中空容器の型外への取出しのための冷却が
短時間の内に容易に行われることになる。

本発明によればかくして、ワンモールド法によ
り、比較的短かい金型内占有時間で、延伸され且
つ熱固定されたプラスチツク容器を連続的に製造
することが可能となる。

（実施例） 本発明の装置の全体的配置を上面図として示す
第１図において、この装置は大まかに言つて、プ
ラスチツクから成るプリフオーム１をマンドレル
１０に載置させるように供給する供給機構（詳細
は後述する）３０、マンドレル上のプリフオーム
１を延伸温度に予備加熱する予備加熱機構１００
予備加熱されたプリフオームを型内で延伸ブロー
成形し且つ熱固定するための成形熱固定機２０
０、及び成形中空容器２０をマンドレル１０から
取外して排出するための排出機構（詳細は後述す
る）４０から成つている。

予備加熱機構１００のプリフオーム導入側と成
形熱固定機構２００の中空容器排出側との間に
は、プリフオーム１をマンドレル１０に載置し且
つマンドレル１０から中空容器２０を分離するた
めのターレツト状のマンドレルへの着脱機構５０
が設けられる。また、予備加熱機構１００のプリ
フオーム排出側と成形熱固定機構２００のプリフ
オーム導入側との間には、予備加熱されたプリフ
オームを成形熱固定機構２００の型内に移送する
ための移送機構６０が設けられる。更に、ターレ
ツト状着脱機構５０と予備加熱機構１００との間
には、プリフオーム支持マンドレルの乗替機構７
０が、また成形熱固定機構２００とターレツト状
着脱機構５０との間には中空容器支持マンドレル
の乗替機構８０が設けられている。かくして、マ
ンドレル１０の無端移送路９０は、ターレツト状
着脱機構５０、乗者機構７０、予備加熱機構１０
０、移送機構６０、成形熱固定機構２００、及び
乗替機構８０の順に形成されていることが了解さ
れよう。尚、予備加熱機構１００と移送機構６０
との間には、プリフオームの温度を均一化するた
めの保温経時のためのターレツト１７０及び１８
０が設けられているが、その作用については後述
する。

プリフオーム１を示す第２−Ｂ図において、こ
のプリフオーム１は、最終容器の口頚部に対応す
る寸法及び形状を有する筒状、口頚部２、筒状の
胴部３、閉じた底部４、及び支持用リング５を備
えている。支持用リング５は、口頚部２の直下に
設けられている。

マンドレル１０は、第３図において先端にプリ
フオーム１の口頚部内に嵌挿される挿入用先端部
１１を備え、下方に筒状のシヤフト部１２を備え
ている。この筒状シヤフト部１２は種々の移送機
構や予備加熱機構或いは成形熱固定機構におい
て、マンドレルを保持するための部分となるもの
である。マンドレル１０の中央部分には、２つの
フランジ部１３ａ及び１３ｂの間に歯車１４が設
けられており、これは予備加熱機構においてマン
ドレル１０を回転させるのに役立つものである。
マンドレル１０の中心には中空通路１５が設けら
れており、これは成形熱固定機構において、延伸
棒が昇降動するための空間及び延伸ブロー成形及
び熱固定操作の際の流体通路としての作用を有す
るものである。また、挿入用先端部１１の外周下
端には、パリソン口頚部２の先端と密封係合する
ための密封用Ｏ−リング１６が設けられており、
筒状シヤフト部１２の下端には、成形熱固定機構
のブロー成形用昇降部材（後に詳述する）と係合
する係合面１７がある。

更び第１図に戻つて、プリフオーム供給機構３
０は、供給シユート３１、小ターレツト３２及び
大ターレツト３３から成つており、シユート３１
はプリフオーム１の筒状胴部３の径より大で且つ
支持用リング５の径よりも小さい間隔ｄで設けら
れた対向スライド板３４，３４を有し、プリフオ
ーム１は正立した状態でその支持用リング５の部
分で対向スライド板３４，３４上を滑つて、小タ
ーレツト３２に供給される。小ターレツト３２は
前記間隔ｄのプリフオーム受け用凹部３５を有し
ており、ガイド３６との協働により凹部３５にプ
リフオーム１を支持し、図において時計方向に回
転する。大ターレツト３３も小ターレツトと同様
のプリフオーム受け用凹部３７を備えており、小
ターレツト３２から受取つたプリフオームを支持
して、ガイド３８に沿つて反時計方向に回転す
る。尚、小ターレツト３２及び大ターレツト３３
の周速度は、マンドレルへの着脱機構５０の周速
度と同期したものである。

マンドレルへの着脱機構５０は、時計方向に駆
動回転される回転体５１とその周囲に等しい間隔
で設けられた多数（図では８個）のクランプ機構
５２とから成つている。この着脱機構５０を拡大
して示す第２−Ａ図において、このクランプ機構
５２は先端に約四分の一円筒状の切欠５３を備え
た開閉可能な一対のグリツパー５４，５４と、こ
のグリツパーの他端に設けられた開閉用駆動歯車
機構５５及び枢軸５６と、この枢軸５６を回転可
能に支持するブラケツト５７と、このブラケツト
５７を回転させ或いは昇降させるためのカムフオ
ロワー及び歯車機構５８とから成つている。

回転体５１と同軸に且つこれよりも下方に回転
体５１よりも大径のマンドレル支持用回転体５９
が設けられており、この回転体５９の周囲には、
マンドレル支持用凹部６１がクランプ機構５２に
対応して設けられている。グリツパー５４，５４
が閉じた状態にあるとき、プリフオーム支持用切
欠５３，５３の中心軸と、マンドレル支持用凹部
６１の中心軸とが同一垂直軸上に位置するように
なつている。マンドレル支持用凹部６１には磁石
６２が設けられており（第２−Ｃ図参照）、マン
ドレル１０のシヤフト部１２を吸引し保持し得る
ようになつている。

第２−Ａ図には、クランプ機構５２が８つの状
態Ａ〜Ｈにある状態が示されている。ステーシヨ
ンＡは大ターレツト３３からのプリフオームを把
持する位置であり、、この位置ではマンドレル１
０はマンドレル支持用凹部６１に磁石６２により
保持されている。グリツパー５４，５４は閉じる
ように歯車機構５５により駆動され、切欠部５
３，５３により、プリフオーム１の口頚部２を把
持する。クランプ機構５２がステーシヨンＡから
ステーシヨンＢに移動するにつれて、ブラケツト
５７は機構５８により時計方向に回転をはじめ、
これに伴つてクランプされているプリフオーム１
も回転される。第２−Ａ図のステーシヨンＢはプ
リフオーム１が約90度回転した状態を示してい
る。ステーシヨンＢからステーシヨンＣにクラン
プ機構５２が移動する間もブラケツト５７は回転
を続け、プリフオーム１が180度回転した状態、
即ちプリフオーム１が倒立した状態で回転を停止
する。続いて、カム機構（図示せず）によりブラ
ケツト５７が下降し、プリフオーム１と同一垂直
軸上に位置するマンドレル１０に対して、プリフ
オーム１を倒立した状態で押込む。これにより、
第２−Ｃ図に示す通り、マンドレル１０の挿入用
先端部１１がプリフオーム１の口頚部内に押込ま
れて、プリフオーム１のマンドレル１０への固定
が行われて、ステーシヨンＣに達する。

ステーシヨンＣは、プリフオーム支持マンドレ
ルを乗替機構７０（第１図）に移し替える位置で
ある。グリツパー５４，５４は歯車機構５５によ
り開放駆動され、プリフオーム１を開放する。こ
のステーシヨンＣにおいては、やはり磁石を備え
た乗替機構のマンドレル支持部７１がプリフオー
ム支持マンドレル１０と近接して、この磁石によ
る吸引力がマンドレル１０に作用する。マンドレ
ル１０の進行方向側にはマンドレル剥離用ガイド
６３が設けられており、マンドレル１０を着脱機
構５０から乗替機構７０へ移動させる。着脱機構
５０のステーシヨンＣ以降の動作については後述
する。

図面に示す具体例において、各回転部材間にお
けるマンドレルの移動は、上述した如く、磁石に
よる吸引作用と分離ガイドとの組合せで行われ
る。

プリフオーム予備加熱機構１００は、駆動回転
されるターレツト１０１と、ターレツトの外周に
一定間隔をおいて設けられたマンドレル支持座１
０２と、該ターレツトの外周に沿つて配置された
赤外線輻射加熱機構１０３と、マンドレルを自転
させるための駆動機構１０４（第４図）とから成
つている。

この予備加熱機構を拡大して示す第４図におい
て、プリフオーム１を支持したマンドレル１０は
磁石（図示せず）によりマンドレル支持座１０２
に吸引されているが、コロ１０５によつて自転可
能に保持されている。マンドレル自転用の駆動機
構１０４はチエンから成つており、最上流の赤外
線輻射加熱機構１０３ａから最下流の赤外線輻射
加熱機１０３ｚ迄の範囲でマンドレルの歯車（ス
プロケツト）１４と係合している。かくして、タ
ーレツト１０１が回転することにより、プリフオ
ーム支持マンドレル１０は公転し、駆動機構１０
４が駆動されることにより、プリフオーム支持マ
ンドレル１０は自転されるようになつている。

赤外線輻射加熱機構１０３は、円周方向に沿つ
て延びており且つ垂直方向に小間隔をおいて多数
配置され赤外線輻射ユニツト１０６を備えてお
り、この赤外線輻射ユニツト１０６の列が、プリ
フオーム１の筒状胴部及び底部と対応するような
位置関係で機枠１０７に取付けられている。赤外
線輻射ユニツト１０６はプリフオーム１の列の外
周側に位置しているが、プリフオーム１の列の内
周側には、支持部材１０８，１０９を介して赤外
線遮蔽板１１０が設けられ、またプリフオーム底
部の上方にも支持部材１１１を介して赤外線反射
板１１２が設けられていて、プリフオーム１の延
伸温度への予備加熱が効率良く行われるようにな
つている。

プリフオーム支持マンドレル１０は乗替機構７
０から予備加熱機構１００のマンドレル支持座１
０２に移し替られ、プリフオーム１は赤外線輻射
ユニツト１０６に沿つて移動しながら、それ自体
も自転し、所定の温度に予備加熱される。この場
合、赤外線輻射加熱はプリフオーム１の外面から
専ら行われるので、プリフオームの外面は比較的
高く、内面は比較的低いという温度勾配が形成さ
れる。この温度勾配を解消し、プリフオーム内外
面の温度を均一化するためのターレツト１７０及
び１８０が設けられる。

第一の温度均一化ターレツト１７０は、マンド
レル支持座１７１を、また第二の温度均一化ター
レツト１８０はマンドレル支持座１８１を夫々備
えている。予備加熱機構１００で所定温度に加熱
されたプリフオームを備えたマンドレルは、第一
のターレツト１７０の支持座１７１に移行され、
一定の保温経時後、第二のターレツト１８０の支
持座１８１に移行され、更に所定の保温経時を受
ける。これらの保温経時により、プリフオーム１
の内面は外面からの熱伝導により次第に高温に昇
温すると共に、プリフオーム１の外面は次第に冷
却されて、両者の温度は実質上等しい温度とな
る。温度が均一化されたプリフオームを備えたマ
ンドレルは、第二ターレツト１８０のマンドレル
支持座１８１から移送機構６０のマンドレル支持
部６５に移送され、更に成形熱固定機構２００に
供給される。

成形熱固定機構２００は、回転部材２０１と、
回転部材の周囲に回転部材と共に回転し得るよう
に設けられた開閉可能な割金型２０２と、該金型
に対応する金型開閉部材２０３（第５図参照）と
から成る。割金型の円周移動路には、プリフオー
ム支持マンドレルの移送域Ｉ、延伸ブロー成形熱
固定域Ｊ、冷却域Ｋ及び容器支持マンドレルの取
出域Ｌがこの順序に配置されており、延伸ブロー
成形及び熱固定域Ｊ及び冷却域Ｋでは金型２０２
は閉じているが、それ以外の領域では金型２０２
は開放している。

成形熱固定機構２００の詳細を示す第５図にお
いて、回転機構２０１には、型開閉アーム２０６
が放射状に固着されており、その支持部には垂直
軸２０５が固定されている。この垂直軸２０５を
中心にして水平方向に揺動し得るように型開閉ア
ーム２０６が設けられ、この型開閉アーム２０６
の一端部には割金型２０２が取付けられており、
その他端部には割金型２０２を開閉駆動するため
の流体圧シリンダー２０７が設けられている。割
金型２０２には、マンドレルに支持された最終容
器形状に対応する寸法及び形状のキヤビテイ２０
８が設けられている。

垂直軸２０５の下方には、マンドレル支持用ブ
ラケツト２０９が固着されている。ブラケツト２
０９の先端部上方にはマンドレル支持座２１０が
あり、この支持座２１０にはマンドレル１０のシ
ヤフト部１２を保持するための磁石２１１が設け
られている。ブラケツト２０９の先端部下方には
ブロー成形用昇降部材２１２を昇降動可能に支持
する収容部２１３が設けられている。ブロー成形
用昇降部材２１２はマンドレル１０の下端面と密
封係合されるべきシール面２１４を有しており、
その内部には垂直方向に延びる通路２１５を有し
ている。ブロー成形用昇降部材２１２は押しスプ
リング２１６により常時下向きに賦勢されてお
り、第７図の電磁弁２４５の作動により上昇され
る。ブロー成形用昇降部材２１２の通路２１５内
に延伸棒２１７が昇降動可能に設けられている。
この延伸棒２１７の昇降駆動も第７図の電磁弁２
４７の作動により行われる。

ブロー成形用昇降部材２１２の通路２１５と延
伸棒２１７との間には気体通路となる隙間があ
り、この通路は通路２１８を経て気体源に接続さ
れている。また、延伸棒２１７とブロー成形用昇
降部材２１２とはシール２１９により密封されて
いる。

垂直軸２０５の上方には支持具２２０により底
型２２１が昇降軸２２２により昇降動可能に設け
られている。昇降軸２２２の駆動は支持具２２０
に設けられた底型昇降用流体シリンダー２２３に
より行われる。

割金型２０２が閉じた状態において、キヤビテ
イ２０８の中心、底型２２１の中心、支持座２１
０に支持されたマンドレル１０の中心、ブロー成
形用昇降部材２１２の中心及び延伸棒２１７は何
れも同一垂直軸上に位置するように整合されてい
る。延伸棒２１７は係合用先端部２２４を備えて
いる。延伸棒２１７はマンドレル１０の通路１５
内を通つてプリフオーム１内に挿入され、その係
合用先端部２２４がプリフオーム１の底部内壁と
係合し、プリフオーム１を軸方向に延伸させ得る
ようになつている。

延伸棒の断面構造をマンドレルとの関係で示す
第６図において、マンドレル１０の通路１５内
で、延伸棒２１７の周囲には、プリフオーム或い
は容器の内部空間２２５に通じる、第一の気体通
路２２６が設けられている。この第一の気体通路
２２６は昇降部材の通路２１５を通つて、通路２
１８に接続されている。延伸棒２１７は中空であ
つて第二の気体通路２２７が設けられ、この第二
の気体通路２２７は延伸棒の長さ方向に分布して
設けられた開口２２８を通して、プリフオーム或
いは容器の内部空間２２５に通じている。第一の
気体通路２２６は開閉弁乃至切換弁を介して後述
する高圧の熱風供給機構と熱風乃至冷風排出機構
とに接続され、一方第二の気体通路２２７は開閉
弁を介して低圧の冷風供給機構に接続されてい
る。

本発明の装置においては先ず、金型２０２のキ
ヤビテイ２０８の表面温度は、金型２０２内に設
けられた電熱機構２２９により、熱固定温度とな
るように、金型の全回転過程を通して加熱されて
いる。

ブロー成形熱固定機構２００の制御機構を示す
第７図において、Ｃは逆止弁、Ｒはロータリジヨ
イントである。高圧の空気源（例えば最大40Kg／
cm²）２３０は減圧弁２３１を介して相対的に高圧
のブロー用空気源２３２と、減圧弁２３３を介し
て相対的に低圧の冷却用空気源２３４とに分離さ
れる。高圧のブロー用空気源２３２は、電熱機構
２３５を備えた急速加熱タンク２３６に接続され
る。急速加熱タンク２３６は、ブロー用電磁弁２
３９を介して第一の気体通路２２６に接続され
る。また、第一の気体通路２２６は排気用電磁弁
２４０を介して排気口２４１に接続されている。

低圧の冷却用空気源２３４は、容器冷却用用電
磁弁２４２を介して第二の気体通路２２７に接続
されている。

高圧の空気源とは別に、各流体シリンダー駆動
用の低圧空気源２４３が設けられ、圧力調節弁２
４４及びロータリジヨイントR₂を介して各流体
シリンダーに接続される。即ち、マンドレルシー
ル用電磁弁２４５を介してブロー成形用昇降部材
の昇降用シリンダー２４６に、延伸用電磁弁２４
７を介して延伸棒の昇降用シリンダー２４８に、
底型用電磁弁２４９を介して底型昇降用シリンダ
ー２２３に夫々接続されている。

また、金型開閉用シリンダー２５１は、開閉用
電磁弁２５５を介してシリンダー駆動用低圧空気
源２４３に夫々接続されている。

また、底型２２１からの熱固定容器の型離れを
よくするために、底型２２１は空気吹付用配管２
５６が設けられており、この配管２５６は、型離
し用電磁弁２５７を介して高圧のブロー用空気源
２３２に接続されている。

ブロー成形及び熱工程は次の動作により行われ
る。

(1) 供給 第１図のステーシヨンＩにおいて、金型２０２
は開いた状態であり、底型２２１は下降位置、ブ
ロー成形用昇降機構２１２も下降位置にある。延
伸温度に予備加熱されたプリフオームを備えたマ
ンドレル１０はマンドレル支持座２１０に保持さ
れる。

(2) 成形準備 金型開閉用電磁弁２５５が切替り、金型開閉用
シリンダー２５１が閉鎖行程に移動し、金型２０
２が閉じる。次いでマンドレルシール用電磁弁２
４５が切替り、昇降用シリンダー２４６がブロー
成形用昇降部材２１２を上昇させ、マンドレル１
０とのシール状態を維持する。

(3) ブロー成形及び熱固定 第１図のステーシヨンＪで延伸用電磁弁２４７
がオンとなり、シリンダー２４８が上昇作動し
て、延伸棒２１７が上昇しプリフオーム１を軸方
向に延伸する。

それと同時に電磁弁２３９が切替り高温高圧空
気が第一の通路２２６を経てプリフオーム内に吹
込まれ、プリフオームの周方向への膨脹延伸が行
われる。

金型２０２は、和熱固定温度に加熱されてお
り、二軸方向に分子配向された器壁は金型２０２
のキヤビテイ表面と接触し、熱固定が行われる。
また、容器２０内には第一の通路２２６を介して
高温高圧の空気が印加されたままであり、容器２
０の熱固定が速やかに行われる。

(4) 冷却 第１図のステーシヨンＫで金型２０２内で所定
の時間熱固定された延伸ブロー成形容器２０は、
金型から取出しのための冷却が行われる。先ず、
ブロー用電磁弁２３９が切替り、回路を遮断し、
排気用電磁弁２４０が開き、容器冷却用電磁弁２
４２が開となる。これにより、第６図に示す通り
やや低圧の冷却用空気が延伸棒２１７内の第二の
気体通路２２７及び延伸棒に設けられる開口２２
８を通して、分子配向され且つ熱固定された容器
に吹付けられる。容器内の空間２２５に閉じ込め
られていた高温空気及び器壁に吹き付けられた冷
却用空気は、延伸棒周囲の第一の気体通路２２６
及び排気口２４１を通つて速やかに外部に排出さ
れる。

(5) 取出し 器壁の変形が防止される程度に冷却された容器
は第１図ステーシヨンＬで最後に型から取出され
る。先ず容器冷却用電磁弁２４２が閉じ次いでマ
ンドレルシール用電磁弁が切替えられ、ブロー成
形用昇降部材２１２はスプリング２１６（第５図
参照）により下降位置に戻る。直後に金型開閉用
電磁弁２５５と延伸用電磁弁２４７が切替り、シ
リンダー２５１が作動して金型を開くと共にシリ
ンダー２４８が作動して延伸棒２１７が下降し、
第５図の位置で停止する。此の場合４の容器内部
からの冷却は少なくとも金型が開く寸前迄続行す
るのが望ましい。次いで排気用の電磁弁２４０が
閉じる。

底型用電磁弁２４９が切替られ、シリンダー２
２３が上昇作動して、底型２２１を上昇させる。
同時に、型離し用電磁弁２５７が切替り、高圧空
気が容器の底に吹付けられて型離しが円滑に行わ
れる。

第１図に示す取出域Ｌにおいて、延伸され且つ
熱固定された容器２０を備えたマンドレル１０
は、乗替機構８０に乗替り、マンドレルへの着脱
機構５０に供給される。

再び第２−Ａ図に戻つて、ステーシヨンＣにお
いてグリツパー５４，５４が開放状態にあるクラ
ンプ機構５２は、ステーシヨンＤ及びＥを通りす
ぎて、容器支持マンドレルを受取るためのステー
シヨンＦに至る。即ち、ステーシヨンＦにおい
て、容器支持マンドレル１０はマンドレル支持用
凹部に支持される。グリツパー５４，５４は閉鎖
駆動され、切欠部５３，５３により容器２０の口
頚部２を把持する。ステーシヨンＦからステーシ
ヨンＧに移動するにつれてクランプ機構５２が上
昇動し、これにより、容器２０がマンドレル１０
から分離される。

第１図において、容器２０の排出機構４０は、
容器反転機構４１と容器搬送機構４２とから成つ
ている。容器反転機構４１は倒立状態にある容器
を正立させるためのものであり、マンドレルの支
持機構がない点を除けば、第２−Ａ図に示したク
ランプ機構と同様のものである。

この容器反転機構を示す第８図において、回転
体４３はその周囲に多数のクランプ機構５２Ａを
有しており、このクランプ機構５２Ａの各部材は
第２−Ａ図の各部材と共通の引照数字にＡを付し
たもので示されている。容器反転機構４１には６
つのステーシヨンＭ〜Ｒがある。ステーシヨンＭ
は容器クランプ位置で、着脱機構５０のステーシ
ヨンＧに対応する。即ち、着脱機構５０のステー
シヨンＧにおいて、未だグリツパー５４，５４が
閉じている状態において、反転機構４１のグリツ
パー５４Ａ，５４Ａが閉じ、容器２０の支持リン
グ５の下方を把持する。次いで、着脱機構５０の
グリツパー５４，５４が開放することにより、容
器２０は反転機構４１に移し替えられる。

反転機構４１のステーシヨンＭでは容器２０は
倒立状態である。次いで反転機構４１が反時計方
向に回転するにつれて、ブラケツト５７Ａは時計
方向に回転しはじめる。ステーシヨンＮでは容器
２０はほぼ90度回転した状態であり、ステーシヨ
ンＯでは容器２０は1180度回転した正立状態であ
る。このステーシヨンＯでグリツパー５４Ａ，５
４Ａが開き、容器２０を搬送コンベア４２上に放
出し、容器２０は検査及び梱包等の作業域に送ら
れる。クランプ機構５２Ａは、ステーシヨンＰ，
Ｑ及びＲと通過するに従つて更に180度回転し、
ステーシヨンＭに達する。

本発明の装置で製造される延伸熱固定中空容器
の一例を示す第９図において、この容器２０は、
果汁、蔬菜汁、茶等の飲料の熱間充填に適した
PETボトルであり、ネジ付口頚部２、サポート
リング５、円錐状肩部２１、周状の段差部２２を
介して肩部に連なるテーパ状の胴上部２３、胴上
部に周状の凹部２４及び周状の凸部２５を介して
連なる胴下部２６及び底部２７から成つている。
胴下部２６には相対的に径が大で周長が短かく、
高さ方向に延びている凸部２８と、相対的に径が
小で且つ周状の長いパネル状凹部２９とが周方向
に交互に多数設けられている。

パネル状凹部２９は、内圧の増大により外方に
膨脹すること、及び内圧の減少により内方に収縮
することにより内圧変化を緩和する作用を有する
ものであり、また、周状凹部２４及び周状凸部２
５は容器軸方向への若干の変形を許容する作用を
有する。また、底部２７の中央には星型の内方へ
の凹み部２７Ａがあり、圧力や熱変形による外方
へのバツクリングを防止する機能を有する。

本発明によれば、容器におけるこれらの各部分
が有効に熱固定され、熱間充填時にこれら各部分
の熱変形が有効に防止されることから、各部分の
機能が熱間充填時やその後の冷却及び経時後にも
維持され、容器の見苦しい不整変形が防止される
ものである。

本発明装置は、種々の延伸熱固定プラスチツク
容器の製造に用いることができるが熱可塑性ポリ
エステルから成る延伸固定プラスチツク容器の製
造に有利に適用させ得る。

本発明において、熱可塑性ポリエステルとして
は、エチレンテレフタレート単位を主体とする熱
可塑性ポリエステル、例えばPETやグリコール
成分としてヘキサヒドロキシレングリコール等の
他のグリコール類の少量を含有せしめ或いは二塩
基酸成分としてイソフタル酸やヘキサヒドロテレ
フタル酸等の他の二塩基酸成分の少量を含有せし
めた所謂改質PET等が使用される。これらのポ
リエステルは、単独でも或いはナイロン類、ポリ
カーボネート或いはポリアリレート等の他の樹脂
とのブレンド物の形でも使用し得る。

用いる熱可塑性ポリエステルの固有粘度が0.67
dl／ｇ以上であり且つジエチレングリコール単位
の含有量が2.0重量％以下の範囲内にあることが
望ましい。

延伸ブロー成形に使用する有底プリフオーム
は、それ自体公知の任意の手法、例えば射出成形
法、パイプ押出成形法等で製造される。前者の方
法では、溶融ポリエステルを射出し、最終容器に
対応する口頚部を備えた有底プリフオームを非晶
質の状態で製造する。後者の方法はエチレン−ビ
ニルアルコール共重合体等のガスバリヤー性中間
樹脂層を備えた有底プリフオームの製造に有利な
方法であり、押出された非晶質パイプを切断し、
一端部に圧縮成形で口頚部を形成させると共に、
他端部を閉じて有底プリフオームとする。高温下
での蓋との係合、密封状態を良好に維持するため
に、容器口頚部となる部分のみを予じめ熱結晶化
させておくことができる。勿論、この熱結晶化は
以後の任の段階で行つて差支えない。

プリフオームの予備加熱温度は、一般に延伸温
度と呼ばれる温度域であり、PETの場合、80乃
至120℃、特に90乃至110℃の温度範囲である。本
発明はプリフオームの高速延伸成形及び熱固定に
有利に適用できる装置であり、この場合、プリフ
オーム内面は外面に比して延伸倍率が高くなるこ
とから、プリフオーム内面の温度は外面の温度に
比してあまり低くないことが好ましく、両者の温
度差は10℃以内、特に５℃以内であることが好ま
しい。

本発明において、金型の温度は、二軸延伸容器
の熱固定が有効に行われるような温度である。こ
の温度は、容器に要旨される耐熱性の程度にも大
きく依存するが、比較的短かい冷却時間で変形な
しに容器を取出し得る範囲内で可及的に高温であ
ることが望ましく、一般に100乃至180℃、特に
120乃至150℃の範囲内にあることが望ましい。

高温高圧のブロー用空気としては、プリフオー
ム温度よりも高温に加熱された空気が使用され、
高速延伸と熱固定効率の上で、100乃至150℃、特
に110乃至140℃の温度の空気を用いるのが有利で
ある。また、圧力は10乃至50Kg／cm²（ゲージ）、
特に25乃至30Kg／cm²（ゲージ）の範囲内にあるこ
とが高速延伸性と熱固定の効率の点で望ましい。

冷却用空気としては、室温の空気を10乃至30
Kg／cm²（ゲージ）、特に15乃至25Kg／cm²（ゲージ）
の圧力で供給する。

延伸倍率は、軸方向延伸倍率を1.2乃至3.0倍、
特に1.5乃至2.5倍、周方向延伸倍率を２乃至５
倍、特に2.5乃至4.5倍とするのがよい。

本発明装置を使用する二軸延伸され且つ熱固定
された中空容器を、単一の金型を使用して比較的
短かい型内滞留時間で製造することができる。一
例として、型内における延伸ブロー成形時間は一
般に0.5乃至３秒間、特に１乃至２秒間、熱固定
時間は３乃至15秒間、特に４乃至８秒間、冷却時
間は３乃至15秒間、特に４乃至８秒間のオーダー
である。

本発明において、軸方向の延伸速度を2.5倍／
秒以上、、特に3.0倍／秒以上の速度で、且つ周方
向の延伸速度を4.5倍／秒以上、特に5.0倍／秒以
上の速度で、パリソンの高速延伸で行なうことが
プリフオームの内部摩擦を有効に利用するために
望ましい。

（発明の効果） 本発明装置によれば、ワンモールト法で二軸延
伸された熱固定された容器を短かい型占有時間で
効率よく製造することができる。

またプリフオームの温度が比較的高くしかもプ
リフオーム内部にプリフオームの温度よりも高温
の熱風が圧入されることにより、高速延伸ブロー
が可能となると共に、高速延伸ブローにより、ポ
リエステル内部摩擦及び結晶化によると思われる
自己発熱があり、延伸ブロー成形されつつあるプ
リフオームの温度がより高温となつて、歪の緩和
及び結晶化が促進され、熱固定が効率よく短時間
の内に行われる。

ワンモールド法により熱固定された延伸ブロー
容器を実質上変形なしに取出し得る最高温度は、
熱固定温度が高くなる程高くなる傾向が認められ
る。本発明では、熱固定が上述した如く比較的高
温で行われ、しかも熱固定操作から冷却操作への
切替もロスタイムなしに極めて迅速に行われるこ
とから、熱固定容器の冷却に要する時間も著しく
短かくてよいという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の全体的配置を示す上面
図であり、第２−Ａ図はマンドレルへの着脱機構
を拡大して示す上面図であり、第２−Ｂ図はプリ
フオームを示す側面図であり、第２−Ｃ図はプリ
フオームが挿入されたマンドレルを示す側面図で
あり、第３図はマンドレルの拡大側面断面図であ
り、第４図は予備加熱機構を拡大して示す側面断
面図であり、第５図は成形熱固定機構を拡大して
示す側面断面図であり、第６図は延伸棒の断面構
造をマンドレルとの関係で示す拡大断面図であ
り、第７図は延伸ブロー成形熱固定機構の制御機
構を示す系統図であり、第８図は容器反転機構を
拡大して示す上面図であり、第９図は本発明装置
により製造される容器の一例を示す正面図であ
る。 １……プリフオーム、１０……マンドレル、３
０……供給機構、１００……予備加熱機構、２０
０……成形熱固定機構、２０……成形中空容器、
４０……排出機構、５０……着脱機構、２０２…
…割金型、２１７……延伸棒、２２６……第一の
気体通路、２２７……第二の気体通路、２２９…
…電熱機構、２３６……急速加熱タンク、２３０
……高圧空気源、２３２……ブロー用空気源、２
３４……冷却用空気源、２３９，２４２，２４
５，２４７，２４９，２５５……弁、２２３，２
４６，２４８，２５１……流体シリンダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 延伸され且つ熱固定されたプラスチツク中空
   容器の製造装置であつて、 プラスチツクから成るプリフオーム及び該プリ
   フオームからの中空容器を支持するマンドレル； 該マンドレルにプリフオームを載置させる供給
   域； 周囲にマンドレルを支持するための複数の支持
   座を備えたターレツトと、該ターレツトの外周に
   沿つてマンドレル上のプリフオームを加熱するた
   めの加熱機構とから成る予備加熱域； 複数の開閉可能なブロー成形及び熱固定用の金
   型と該金型に対応するマンドレル支持部材とを周
   囲に備えた回転部材から成るブロー成形及び熱固
   定域； 予備加熱域から予備加熱されたプリフオームを
   載置したマンドレルをブロー成形及び熱固定域に
   移送させる移送域； ブロー成形及び熱固定域からブロー成形及び熱
   固定された容器を載置するマンドレルを取出す取
   出域及び前記供給域、予備加熱域、移送域、ブロ
   ー成形及び熱固定域及び取出域をこの順に通るマ
   ンドレルの無端移送路から成り、 前記ブロー成形及び熱固定域には、 回転の全過程を通じて熱固定温度に加熱されて
   いる金型、 金型が移送域を通り過ぎた後金型を閉じ且つ取
   出域に達したとき金型を開く金型の開閉機構、 マンドレルに対し同心状に配置されたプリフオ
   ームに対して往復動可能な中空な延伸棒、 延伸棒の周囲とマンドレルとの間に設けられ且
   つプリフオーム内に通ずる第一の気体通路、 延伸棒の内部に設けられ、延伸棒の長さ方向に
   分布した開口を通してプリフオーム内に通ずる第
   二の気体通路、 第一の気体通路に開閉弁乃至切換弁を介して通
   ずる高圧の熱風供給機構と熱風排出機構、 第二の気体通路に開閉弁を介して通ずる低圧の
   冷風供給機構、及びプリフオームへの延伸棒の挿
   入動に同期して第一の気体通路を高圧の熱風供給
   機構と接続して、プリフオームの延伸ブロー成形
   を行うと共に熱風を成形容器内に閉じ込めて該容
   器の熱固定を行い、次いで熱固定後第一の気体通
   路を熱風排出機構と接続し且つ第二の気体通路を
   冷風供給機構と接続して、熱風の排出と容器の冷
   却とを行う開閉弁の制御機構 が設けられていることを特徴とする熱固定プラス
   チツク中空容器の製造装置。