JPH0661833B2 - プリフォームの結晶化部成形方法およびその装置 - Google Patents

プリフォームの結晶化部成形方法およびその装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、底部を結晶化したポリエステル樹脂からなる
プリフォームの結晶化部成形方法およびその装置に関す
る。
［従来の技術］ 二軸延伸ブロー成形によって成形した延伸ポリエステル
容器は、透明性，耐衝撃性，軽量性等に優れていること
から、現在種々内容物の容器として広く用いられてい
る。
しかし、この延伸ポリエステル容器も、首部と底部につ
いては、無延伸もしくは延伸が不十分であった。
すなわち、首部は、もともとブロー成形しない部分であ
るので無延伸であり、そのため、プリフォームの段階で
首部を加熱処理して結晶化し、機械的強度と耐熱性を付
与している。
一方、容器に成形する場合、プリフォーム底部のゲート
付近は、ブロー成形しても十分な二軸延伸が行なわれず
昇温時の機械的強度，耐熱性に劣るという問題があっ
た。そこで、容器底部を強化するため、あらかじめプリ
フォームの段階で底部を加熱して結晶化しておく方法が
提案されている（特開昭62-39443号，同62- 193938号
等）。
［解決すべき課題］ このように、プリフォームの段階で底部を結晶化させ、
その後ブロー成形して得た容器は、容器底部の中心領域
の剛性および機械的強度，耐熱性の強化を図れる一方、
底部肉厚の薄肉化を可能とし、材料の削減及び容器の軽
量化をも促進できる。
しかしながら、プリフォームの底部は、延伸ブロー成形
の際、延伸ロッドの先端が当接する部分であるため、結
晶化により剛性が増大しかつ平滑化した場合、延伸ロッ
ド先端が当接したときにすべり易く、位置ずれを生じる
ことが多い。その結果、延伸ロッドをプリフォーム底部
に当接させた状態で延伸ブロー成形を行なっても、延伸
が不均一となり易く、製品の変形あるいは部分的な強度
低下等をもたらすという問題を有していた。
本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもの
で、底部結晶化部分に延伸ロッド位置決めのための凹部
を形成することにより、延伸ブロー成形において延伸ロ
ッドの位置ずれを防止し、高品質の延伸容器を歩溜りよ
く生産できるようにした底部結晶化プリフォームを簡単
に得られるプリフォームの結晶化部成形方法およびその
装置の提供を目的とする。
［課題の解決手段］ 上記目的を達成するために、第一発明のプリフォームの
結晶化部成形方法は、射出成形で有底筒状のプリフォー
ムを成形し、次いで、このプリフォームの底部を加熱処
理して溶融し、溶融又は半溶融状態にある前記プリフォ
ームの内底部を成形部材で押圧することによって該内底
部に凹部を形成し、その後、前記プリフォーム底部を冷
却して結晶化する構成としてある。
第二発明のプリフォームの結晶化部成形方法は、射出成
形で有底筒状のプリフォームを成形し、このプリフォー
ムの底部を加熱処理した後冷却処理して結晶化させ、次
いで、このプリフォームの底部を再度加熱処理して溶融
し、溶融又は半溶融状態にある前記プリフォームの内底
部を成形部材で押圧することによって該内底部に凹部を
形成し、その後、前記プリフォーム底部を冷却して再結
晶化する構成としてある。
第三発明のプリフォームの結晶化部成形方法は、プリフ
ォームの内底部を形成する部位に凸部を設けた金型を製
作し、この金型内へ溶融ポリエステル樹脂を射出注入し
て底部に凹部有するプリフォームを成形し、次いで、こ
のプリフォームの底部を加熱処理し、さらに、その後プ
リフォームの底部を冷却処理して結晶化させる構成とし
てある。
第四発明のプリフォームの結晶化部成形装置は、有底筒
状のプリフォームを成形するプリフォーム成形手段と、
このプリフォーム成形手段から取り出したプリフォーム
を移送する移送手段と、この移送手段によって移送され
る前記プリフォームの底部を加熱する加熱手段と、この
加熱手段によって加熱され、溶融又は半溶融状態にある
前記プリフォームの底部外面を支持する受け部材と、こ
の受け部材と対向して配置され、先端に凹部成形用の突
起を有する成形部材と、前記受け部材と成形部材を協働
させて前記プリフォームの底部に凹部を形成させる駆動
手段と、を具備した構成としてある。
なお、本明細書において「凹部」とは、凹凸部も含み、
すなわち凹部を有するという意味で使用している。
［作用］ 上記のようなプリフォームによれば、延伸ブロー成形の
際、延伸ロッドの位置決めが可能となり、均一なるブロ
ー成形を行なえる。また、該プリフォームの成形方法と
その装置によれば、プリフォームの成形または結晶化を
行なう工程の中で底部に簡単かつ確実に凹部を形成する
ことができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。
まず、本発明によって成形するプリフォームの実施例を
説明する。
第１図はプリフォームの縦断面図、第２図は延伸ブロー
成形の概略を示す縦断面図である。
プリフォームＷは、ポリエステル樹脂製で、有底筒状に
形成されている。このプリフォームＷの底部は、一定範
囲にわたって結晶化部ＷＳとなっており、さらにその結
晶化部ＷＳには内面側から凹部Ｗ１が形成されている。
この凹部Ｗ１は、プリフォームＷの底部中央部を中心に
結晶化部ＷＳのほぼ全域にわたって摺り鉢状に形成され
ている。
上記のようなプリフォームＷを延伸ブロー成形するに際
しては、第２図に示すように、延伸ロッド６０１の先端
部に凹部Ｗ１よりやや小さな半径で湾曲する形状の頂部
を中央に有する係合凸部６０１ａを形成しておき、この
係合凸部６０１ａを凹部Ｗ１に係合させることにより、
確実な延伸ロッド６０１の位置決め（センタリング）を
行なうことができる。
次に、第四発明装置を含むプリフォームの結晶化部成形
システムについて説明する。
第３図はプリフォームの結晶化部成形システムの全体概
略図、第４図は同システムの加熱装置を示す全体縦断面
図、第５図は第４図の要部拡大図である。
第３図において、１はプリフォームの供給装置、２は加
熱装置、３は自転用チェーン、４は移送ターレット、５
はプリフォームの成形装置、６は搬出装置である。
プリフォームの供給装置１は、第３図に示すように、シ
ュータ１１０，分離ターレット１２０，搬入ターレット
１３０及び，投入ターレット１４０からなっており、図
示せざる射出成形機からシュータ１１０を介し連続して
送られてくる高温状態のプリフォームＷを、分離ターレ
ット１２０において分離し、搬入ターレット１３０を経
て投入ターレット１４０により加熱装置２のターレット
２１０と交差する位置（第３図のハ位置）まで移送す
る。
プリフォームＷは、投入ターレット１４０により移送さ
れる間に、ゲート不良検出器１４１によりゲートの良否
を検査され、不良の場合には排出器１４２によって投入
ターレット１４０のポケット１４４から排除される。ま
た、糸状の樹脂屑が一定以上突出している場合には、ヒ
ータ棒１４３によって焼き取られる。この結果、投入タ
ーレット１４０から加熱装置２に送り込まれるプリフォ
ームＷは、ゲート部が正常なもののみとなっている。
プリフォームＷは、第３図のハ位置において、投入ター
レット１４０のポケット１４４から摺動杆２２１のポケ
ット２２３に送り込まれる（第４図，第５図参照）。こ
のようにしてポケット２２３に保持されたプリフォーム
Ｗは、加熱装置２のターレット２１０の回転により、矢
印ａ方向に移送される。摺動杆２２１は、第３図のイ位
置までくると、カム溝２２６に案内されて下降し、ポケ
ット２２３で保持しているプリフォームＷを支持体２１
２に設けられたホルダ２１６の内部に挿入する。このよ
うにしてホルダ２１６に収納されたプリフォームＷは、
ホルダ２１６に保持され、ホルダ２１６と同じ動きをす
る。
すなわち、ホルダ２１６は、ターレット２１０の回転に
より公転すると同時に、ホルダ２１６を嵌合したスプロ
ケット２１８とチェーン３の噛み合いによってスピンを
かけられ自転をしているので、プリフォームＷも上述の
矢印ａ方向に公転するとともに自転する。
一方、ヒータユニット２３０は、ホルダ２１６に収納さ
れたプリフォームＷの底部を真円状の貫通孔２１７を介
して加熱する。このとき、プリフォームＷは自転してい
るので、ヒータ２３３からの熱を回転しながら受けるこ
とになり、ヒータから発生される熱が均一でない場合で
あっても加熱むらは生じない。
このようにして、プリフォームＷは第３図のイ−ロ間に
おいて、底部を真円状かつ均一に加熱される。そして、
第３図のロ位置までくると、摺動杆２２１がカム溝２２
６に案内されて上昇し、プリフォームＷをホルダ２１６
から引き抜く。次いで、摺動杆２２１が第３図のニ位置
までくると、ポケット２２３に支持されているプリフォ
ームＷは移送ターレット４のポケット４１１に移され、
移送ターレット４の回転にともなって、次工程のプリフ
ォーム成形装置５へ送り出される。
第６図はプリフォーム成形装置の全体縦断面図、第７図
は同装置における成形部材を拡大して示す正面図、第８
図は第６図におけるＡ部拡大断面図である。
第６図において、５１０は回転軸であり、上下両端部を
それぞれ装置本体下部５０１に固定した上部支持体５０
２および下部支持体５０３により回転自在に支承されて
いる。この回転軸５１０の中央部にはターレット５１１
が設けてあり、その外周縁にはプリフォームＷを保持す
るポケット５１２が適宜の間隔で多数設けてある。
また、回転軸５１０の中央下部には下部ガイド体５２０
が固定して設けてあり、この下部ガイド体５２０の外周
縁にはポケット５１２と対応してすべり軸受５２１が設
けてある。これらすべり軸受５２１にはそれぞれ昇降ロ
ッド５２２が上下動自在し支承されており、昇降ロッド
５２２の上部には受け部材５２３が取り付けてある。
この受け部材５２３はナイロン，ポリイミド，テフロン
（商品名）等のエンジニアリングプラスチック等の断熱
材料からなり、上面にプリフォームＷの底部が配置され
る凹部５２３ａを有している。受け部材５２３は、上記
のように断熱材料で形成されているので、プリフォーム
Ｗの底部から熱を奪うことなくプリフォームＷを支持で
きる。したがって、吸熱によってプリフォームＷの底部
から熱を吸収してしまうことにより、プリフォームを急
冷して、プリフォームＷの底部の結晶化の進行を阻害す
ることはない。
一方、昇降ロッド５２２の下部にはカムローラ５２４が
設けてあり、装置本体５０１に設けたカム５２５と係合
するようになっている。カム５２５は、第３図における
ヘ−リ間に設けてあり、ヘ−ト間で徐々に高位置とな
り、ト−チ間では最も高位置になっており、チ−リ間で
徐々に低位置となっている。したがって、ト−チ間にお
いて、受け部材５２３がプリフォームＷの底部を下から
支持する状態となる。
また、回転軸５１０の中央上部には上部ガイド体５３０
が固定して設けてあり、この上部ガイド体５３０の外周
縁にはポケット５１２と対応してすべり軸受５３１が設
けてある。これらすべり軸受５３１にはそれぞれ成形ロ
ッド５３２が上下動自在に支承されており、成形ロッド
５３２の下部には、プリフォームＷの底部押圧用の成形
部材５３３が取り付けてある。
なお、成形ロッド５３２と成形部材５３３の間に自在継
手を介在させることもでき、このようにすると、成形部
材５３３のプリフォーム底部への当りを均一化すること
ができる。
成形部材５３３は、ナイロン，ポリイミド，テフロン
（商品名）等のエンジニアリングプラスチック等の断熱
材料からなり、これにより押圧成形の際、プリフォーム
Ｗからの吸熱を防止でき、プリフォームＷの底部の結晶
化の進行を阻害することはない。また、成形部材５３３
の下端部には、第７図に示すように押圧に適した形状の
押圧用突起５３３ａが形成してある。この押圧用突起５
３３ａはプリフォームＷの底部中心を押圧するように、
成形部材５３３の下端中央を頂点として形成してある。
さらに、成形部材５３３の側面は、押圧用突起５３３ａ
がプリフォームＷの底部中心を押圧するためのガイド部
５３３ｂとなっている。
一方、成形ロッド５３２の上部にはカムローラ５３４が
設けてあり、このカムローラ５３４は装置本体上部５０
２に固定した上部支持体５０３の外周縁に形成したカム
溝５３５と係合している。カム溝５３５は、第３図にお
けるヘ−ト間で徐々に低位置となり、ト−チ間では最も
低位置になっており、チ−リ間で徐々に高位置となっ
て、リ−ヘ間は最も高位置になっている。
したがって、ヘ−ト間では成形部材５３３がプリフォー
ムＷの中空部内に徐々に挿入されていき、ト−チ間で
は、第８図に示すように受け部材５２３と協働して、成
形部材５３３の突起５３３ａが、プリフォームＷの底部
内面を押圧する状態となり、チ−リ間で成形部材５３３
がプリフォームＷの中空部から抜き出されていき、リ−
ヘ間では完全に成形部材５３３が抜き出された状態とな
る。プリフォームＷの供給される位置ホおよび排出され
る位置ヌは、完全に成形部材５３３がプリフォームＷの
中空部から抜き出されたリ−ヘ間に設けてある。
次に、第一発明に係るプリフォーム結晶化部成形方法の
実施例について説明する。本実施例方法は、上記構成の
プリフォーム成形装置を使用して行なう。
加熱装置２により底部が真円状かつ均一に加熱されたプ
リフォームＷは、移送ターレット４を介して第３図のホ
の位置でプリフォーム成形装置５におけるターレット５
１１のポケット５１２に送り込まれる。このようにして
ポケット５１２に保持されたプリフォームＷは、回転軸
５１０の回転にともなうターレット５１１の回転によ
り、矢印ｂ方向に移送される。
受け部材５２３は、第３図のヘ位置までくると、カム５
２５に案内されて徐々に上昇していき、トの位置にてポ
ケット５１２で保持しているプリフォームＷの底部外面
を支持する。一方、成形部材５３３は、第３図のヘ位置
までくると、カム５２５に案内されて徐々に下降して、
ポケット５１２で保持しているプリフォームＷの中空部
内に入り込み、トの位置でプリフォームＷの底部内面を
押圧する。
そして、プリフォームＷは、第３図のト−チ間にて、受
け部材５２３により底部外面を支持された状態で、第８
図に示すように成形部材５３３により底部内面を押圧さ
れる。このとき、加熱装置２で加熱処理されたプリフォ
ームＷの底部はまだ半溶融状態にある。したがって、成
形部材５３３の底面に形成した押圧用突起５３３ａが、
プリフォームＷの半溶融状態にある底部内面を押圧し、
プリフォームＷの底部は受け部材５２３と成形部材５３
３の間で圧縮されて同心円状の凹部Ｗ１を形成する。
このようにして、プリフォームＷは第３図のト−チ間で
底部内面に凹部Ｗ１が形成される。また、加熱装置２に
おける加熱処理により結晶化部ＷＳに発生した気泡は、
成形部材５３３の押圧により外部に排出される。そし
て、第３図のチ位置までくると、受け部材５２３が下降
するとともに成形部材５３３が上昇し、第３図のリ位置
では、受け部材５２３がプリフォームＷの底部外面から
完全に離れ、また成形部材５３３もプリフォームＷの中
空部内から引き抜かれた状態となる。次いで、第３図の
ヌ位置までくると、ポケット５１２に支持されているプ
リフォームＷは搬出装置６に移され、次工程の装置へ送
り出される。
搬出装置６により送り出されたプリフォームＷは自然冷
却されながら結晶化が進行し、底部の加熱処理された部
分に結晶化部を形成する。このプリフォームＷの結晶化
部には凹部Ｗ１が形成されている。
このようにして成形されたプリフォームは延伸ブロー成
形の際、底部に形成した凹部に延伸ロッドの先端を係合
させて確実な位置決めを行なえ、その結果、高品質の延
伸容器を歩溜りよく生産できる。
なお、上記第一発明方法の実施例は、プリフォームを結
晶化するための加熱処理を行なった後、プリフォームが
冷却して結晶化する前に押圧成形して凹部を形成した例
について説明したが、第二発明の実施例に係るプリフォ
ーム成形方法によれば、底部が一度結晶化したプリフォ
ームを、再び融点近くまで加熱して当該結晶化部を軟化
させた後、成形部材によって押圧成形するようにしても
よい。この場合、上述したプリフォーム結晶化システム
とは切り離して、本発明のプリフォーム成形装置を使用
することができる。
次に、第三発明のプリフォーム結晶化部成形方法に係る
実施例について説明する。
第３図に示したプリフォーム供給装置１に供給されるプ
リフォームＷの成形は、射出成形用金型に溶融樹脂Ｐを
射出注入することにより行なっている。
そこで、この射出成形の段階でプリフォームの底部に凹
部を形成するようにしたのが本実施例の方法である。す
なわち、第９図に示すように、プリフォーム内底部を形
成する部分に凸部７０１を設けた金型７０２を使用して
射出成形を行なう。このようにすると、成形されたプリ
フォームＷの内底部には、金型７０２の凸部７０１によ
り凹部ＷＳが形成される。
ついで、このプリフォームＷを第３図に示したプリフォ
ーム供給装置１に供給し、加熱装置２で凹部を有する底
部を加熱し、かつ、その後冷却により結晶化を進め、底
部に凹状の結晶化部を形成する。
第１０図はプリフォームの他の実施例を示す縦断面図で
ある。
図に示すプリフォームＷは、底部中央部に延伸ロッド位
置決め用の凹部Ｗ１が形成してあり、延伸ブロー成形の
際、この凹部Ｗ１に延伸ロッド６０１の先端を係合させ
ることによりセンタリングが行なえるようになってい
る。さらに、凹部Ｗ１の外側には、結晶化部ＷＳと延伸
ブロー成形により引き伸ばされる部分ＷＰとの境界上
に、環状の凹部Ｗ２が形成してある。この凹部Ｗ２は上
記境界部を薄肉にし、境界部から外側を滑らかでかつ均
一に延伸ブロー成形することを可能とする。
プリフォームＷの底部にこのような凹部Ｗ１，Ｗ２を形
成するには、第１１図（ａ），（ｂ）に示すような押圧
用突起８３３ａ，８３３ｂを有する成形部材８３３を使
用すればよい。押圧用突起８３３ａは成形部材８３３の
下端中央部に形成されており、プリフォームＷの底部に
おける加熱処理された部分（すなわち、その後冷却が進
むにつれて結晶化する部分）と加熱処理されていない部
分との境界線を押圧する。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、要旨の範囲内で種々変形実施が可能である。
例えば、本発明で成形するプリフォームの凹部の平面形
状は円形に限らず、星形，角形等種々の形状とすること
ができる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明のプリフォームの成形方法と
その装置によれば、凹部を形成した状態で結晶化したプ
リフォームの結晶化部を容易に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を説明するためのもので、第１図
はプリフォームの縦断面図、第２図は延伸ブロー成形の
概略を示す縦断面図、第３図はプリフォーム結晶化部成
形システムの全体概略図、第４図は同システムの加熱装
置を示す全体縦断面図、第５図は第４図の要部拡大図、
第６図はプリフォーム結晶化部成形装置の全体縦断面
図、第７図は同装置における成形部材を拡大して示す正
面図、第８図は第６図におけるＡ部拡大断面図、第９図
はプリフォームの射出成形装置を示す縦断面図、第１０
図はプリフォームの変形例を示す縦断面図、第１１図
（ａ）は第１０図に示すプリフォームの底部を押圧成形
する成形部材の正面図、同図（ｂ）は同じく底面図であ
る。 ５１０：回転軸、５１１：ターレット ５１２：ポケット、５２３：受け部材 ５２４：カムローラ、５２５：カム ５３２：成形ロッド、５３３：成形部材 ５３４：カムローラ、５３５：カム溝 Ｗ：プリフォーム、Ｗ１：凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 22:00 4Ｆ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】射出成形で有底筒状のプリフォームを成形
    し、 次いで、このプリフォームの底部を加熱処理して溶融
    し、 溶融又は半溶融状態にある前記プリフォームの内底部を
    成形部材で押圧することによって該内底部に凹部を形成
    し、 その後、前記プリフォーム底部を冷却して結晶化するこ
    とを特徴としたプリフォームの結晶化部成形方法。
  2. 【請求項２】射出成形で有底筒状のプリフォームを成形
    し、 このプリフォームの底部を加熱処理した後冷却処理して
    結晶化させ、 次いで、このプリフォームの底部を再度加熱処理して溶
    融し、 溶融又は半溶融状態にある前記プリフォームの内底部を
    成形部材で押圧することによって該内底部に凹部を形成
    し、 その後、前記プリフォーム底部を冷却して再結晶化する
    ことを特徴としたプリフォームの結晶化部成形方法。
  3. 【請求項３】プリフォームの内底部を形成する部位に凸
    部を設けた金型を製作し、 この金型内へ溶融ポリエステル樹脂を射出注入して底部
    に凹部有するプリフォームを成形し、 次いで、このプリフォームの底部を加熱処理し、 さらに、その後プリフォームの底部を冷却処理して結晶
    化させる ことを特徴としたプリフォームの結晶化部成形方法。
  4. 【請求項４】有底筒状のプリフォームを成形するプリフ
    ォーム成形手段と、 このプリフォーム成形手段から取り出したプリフォーム
    を移送する移送手段と、 この移送手段によって移送される前記プリフォームの底
    部を加熱する加熱手段と、 この加熱手段によって加熱され、溶融又は半溶融状態に
    ある前記プリフォームの底部外面を支持する受け部材
    と、 この受け部材と対向して配置され、先端に凹部成形用の
    突起を有する成形部材と、 前記受け部材と成形部材を協働させて前記プリフォーム
    の底部に凹部を形成させる駆動手段と、 を具備したことを特徴とするプリフォームの結晶化部成
    形装置。
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