JPS6235894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２軸方向に配向させたプラスチツク容
器を製造するための延伸ブロー成形装置に用いる
治具に関するもので、ポリエチレンテレフタレー
トを延伸ブローすることにより薄肉透明で耐衝撃
強度が大で、成形精度が良好なプラスチツク容器
を製造する作業を高能率に実施でき、しかも高品
質のプラスチツク容器を製造しうる治具を提供す
ることを目的としている。

本発明は、ポリエチレンテレフタレート等の合
成樹脂の射出成形されたパリソンたるピースに金
型内で縦横の延伸を施し、剛さ、強さ、透明性の
すぐれた容器を製造する装置において、前記ピー
スの取り扱いを円滑ならしめる治具の改良に関す
るものである。ポリエチレンテレフタレートを材
料として２軸方向に延伸した容器を製造する際に
重要なのは、延伸に適した温度範囲を維持させる
ことであるが、本発明は加熱をピース全体に均等
に施しうる治具を提供するものである。

一般に延伸ブロー成形に使用される材料として
は、固有粘度が少なくとも、0.55のポリエチレン
テレフタレート重合体或いはその結晶性共重合体
又は混合重合体である。この重合体はまず射出成
形機によつて先端に丸味のある有底円筒状の射出
パリソン又は射出成形ピース（以下単にピースと
いう）に成形される。このピースの結晶化度は４
〜７％であつて４％以下の場合は後の２軸延伸の
ときに充分な配向がみられず、７％以上の場合は
２軸延伸によつても所定の強度のものが得られな
い。したがつて上記ポリエチレンテレフタレート
重合体のときのピースの結晶化度は５％前後とす
れば好ましい結果が得られる。

前述のピースは吹込み成形工程に移す直前に加
熱室に送られ、プラスチツク材料の結晶融点温度
以下、すなわち140゜〜220℃の加熱を与えられ
る。加熱室には後述する治具を保持する多数の芯
金が循環するように配置されており、芯金の循環
移送に沿つて数組の棒状加熱管と排熱用ダンパー
装置とが配置され、これによつて内部を数個の温
度領域に分け、段階的に加熱温度を制御できるよ
うに構成されている。例えば第１のゾーンでは
140゜〜160℃、第２のゾーンでは160゜〜190℃、
第３のゾーンでは200゜〜220℃、第４のゾーンで
は180゜〜200℃のごとく維持する。

前記ピースは、そのネツク部を下向きにした状
態で治具に被着されて加熱工程および成形工程を
経るもので、加熱工程ではピースの各部が均一に
加熱されるように、前記治具のマンドレルを保持
したまゝ、加熱室内を進行し、かつ治具に自転を
与えることのできる特別の芯金が用いられる、治
具はマンドレル、ネツクサポート並びに延伸用の
コアシヤフトを主要部分として構成されており、
マンドレルはコンベヤ、芯金、ローデイング、ア
ンローデイング等の把持部に係合される部分であ
り、コアシヤフトのピストンを支持する部分であ
る。ネツクサポートは、前記ピースのネツクを保
持し、かつ金型とのだき合せをなす部分である。
またコアシヤフトは治具を金型内に配置したと
き、下部のシリンダロツドの上昇によりピースを
軸方向に延伸させ、更にコアシヤフトの空気通孔
より圧縮空気を導いてピースを半径方向に配向さ
せるためのものである。なお成形品の形状、寸法
の変更に応じてマンドレル以外の各部品を取替え
て組立てることが可能である。

加熱されたピースは加熱装置から金型に移され
る間に部分的に冷却が進行して温度ムラが起らな
いようにすることが、後の２軸方向の配向に良い
結果を与える。このため本発明では加熱装置の出
口部より出て回転を停止したピースが偏つて加熱
しないよう、また出口部分より移動するピースに
接触しないように同期的に回転する遮蔽板を取付
けてある。

金型はタクト回転する大きなターンテーブルの
周縁近くに等間隔に複数個配置され、各金型は通
常のごとく縦方向に２つ割りとされている。金型
の下部にはピースを軸方向に配向するための治具
のコアシヤフトを上昇させるピストンロツドと、
ピースを半径方向に配向させるための圧縮空気送
り出し装置とを備えている。

次に図面について本発明の構成を説明する。

以下の実施例はプラスチツク材料としてポリエ
チレンテレフタレートを用い、その有底円筒形の
射出パリソン（ピース）を縦横の２軸方向に延伸
して薄肉透明な容器を成形する場合の治具を説明
する。

治具２５は第１図に示すように、マンドレル２
６と、ネツクサポート２７とコアガイド２８と、
スペーサリング２９と、延伸用コアシヤフト３０
とを主要部分としている。

マンドレル２６は鍔状の円板部３１と、円板部
３１の下方に延びるシリンダ部３２と円板部３１
とシリンダ部３２との間に形状された環状溝３３
とで構成されている。ネツクサポート２７はピー
ス１０のネツク開口部１８の外周を支持するもの
で、断熱板３４を介してマンドレルの円板部３１
の上部に配置されている。ネツクサポート２７の
内部に配置されたコアガイド２８は内部中央のコ
アシヤフト３０の昇降をスムーズにガイドするた
めテフロンのごとき合成樹脂材料で作られてい
る。コアガイド２８の下部にはコアシヤフト３０
のストロークを調整するためのスペーサリング２
９を嵌着している。またコアシヤフト３０は上端
に、ピース１０の熱伝導を遮断し、縦延伸をかけ
たときのピースだきつきを防ぐための逆テーパ状
（逆円錐状）をなす断熱材料（例えばテフロン）
製のコアトツプ３５を有している。またコアシヤ
フト３０の下端にはマンドレルのシリンダ部３２
に嵌合されるピストン形のノズルホルダー３６を
有しており、かつシヤフト下部にＴ字形の孔３７
を有し、Ｔ字形孔３７の開口部３８，３８より上
方の周面にスプライン状の２条の空気通路３９，
３９を設けてある。

空気通路３９はスプライン溝とする以外に、コ
アシヤフトの中央に設けることも出来るが、ブロ
ー圧が50Kg／cm²程度と高いので中空通路タイプで
は肉厚がとれず、機械的強度不足となる。また中
空通路タイプでは側壁に直角又は斜めに細孔を明
けることになるが、細孔から噴出する空気噴流に
よつてピース側面にエクボのようなキズが残る。
しかし本実施例のごとくコアシヤフトの周面にス
プライン状の空気通路３９を設けておくと、局部
的に空気噴流が集中することなく、したがつてピ
ースの内壁にキズを生ずるおそれはない。

治具２５はピース１０を保持したまま、各工程
を一巡して循環使用される。なお治具２５のコア
シヤフト３０は後述するごとく延伸工程におい
て、金型７２内にローデイングされたのち、金型
側のシリンダロツド８８の作動により第７図に示
すごとく上昇し、ピース１０を縦方向に延伸させ
るものであり、更にシリンダロツド８８からの圧
縮空気をＴ字形の孔３７、空気通路３９，３９を
通してピース１０の内部に吹出させて半径方向の
延伸を行なわせるものである。

［トランスフアー装置］ 第１図に示すごとくピース１０をセツトした治
具２５は第９図のコンベヤ１１によつてトランス
フアー１１によつてトランスフアー装置１２にま
で送られる。

トランスフアー装置１２は先端に治具２５のシ
リンダ部３２を把持するフツクを有し、支点４１
を中心として角度回動するアーム４０があり、更
にフツクの運動軌跡の内側にマグネツトピース付
きの弧状のガイドレール４２を配置して移動中の
治具２５に僅かな自転を与えながら加熱室１３の
芯金４４に係合保持させる。

［芯金］ 芯金４４は第４図および第５図に示すように、
回転円板４５に中空のホルダー４６が設けられ、
ベアリング４７，４７を介して中空のシヤフト４
８が支持されている。シヤフト４８の内部にはエ
ジエクターピン５０が挿通されている。エジエク
ターピン５０の下端にはリング４９が固定され、
このリング４９とシヤフト４８の下部との間には
シヤフト引下げ用のスプリング５１が縮設してあ
り、エジエクターピン５０の上端にはシヤフト４
８の直径より大なる下降停止用の円板５２が固着
されている。エジエクターピン５０は後述するよ
うに加熱室１３の出口部分で芯金４４より治具２
５を取外すときに、カム（図示省略）の作用によ
りエジエクターピン５０を押上げて治具２５を浮
上させるためのものである。

上記シヤフト４８の下部分には第３図に示すよ
うなギヤ５３に噛合するピニオン５４が楔装さ
れ、ギヤ５３の回転により噛合するピニオン５４
が回転される。シヤフト４８の上部分はベアリン
グ５５，５５を介して円筒体５６が支持され、円
筒体の一部を上方に延長してサーポートホルダー
５７が一体に形成されている。サポートホルダー
は治具２５のシリンダ部３２の長さより稍長大で
なり、上端には治具の環状溝３３に係合すべき弧
状の凸起５８を有し、またサポートホルダー５７
の略中央にはシリンダ部３２を磁力的に吸着させ
るマグネツトピース５９が固着されている。更に
前記円筒体の５６の上端面にしてサポートホルダ
ー５７と略対向する位置にローラ形のカムフオロ
ア６０を取付けている。このカムフオロア６０
は、後述する加熱室１３の出口部に設けた制動装
置７３に接触するようにしている。

［加熱室］ 加熱室１３は第３図、第９図に示すように、回
転円板４５の周縁に多数の芯金４４を取付け、円
板４５の上部にカバー６１を設け、カバー６１で
覆われた芯金４４の移送路に沿つて各別に制御で
きる数個の加熱ゾーン、、、に分けら
れ、治具２５に被着されたピース１０を後の延伸
工程を最適ならしめるように加熱するようにして
いる。

各加熱ゾーンは移送路内側に数本（図では上下
間隔をおいて２本）の横方向の棒状の加熱要素た
る赤外線加熱管６２，６２を有し、また移送路外
側に多数の縦方向の赤外線加熱管６３を有してい
る。上記各ゾーンのカバー６１の上面に排熱ダン
パー装置６４を設けている。すなわち２本１組の
排熱筒６５を設け、それぞれの排熱筒内にダンパ
ー６６を軸支し、その軸６７を駆動装置６８に関
連させている。加熱室内の各ゾーンの温度は、第
３図に示すごときサーモスタツト６９によつて検
出され、制御装置７０からの指令によつて前記駆
動装置６８を駆動して各ダンパー６６の開閉を行
ない設定温度にコントロールする。

上記ゾーンの設定温度を例示すると、下記の通
りである。

ゾーン 140゜〜160℃ ゾーン 160゜〜180℃ ゾーン 180゜〜220℃ 160゜〜200℃ 加熱室１３における芯金４４は第３図に示すよ
うに、円板４５の周辺部に支持され、下部のピニ
オン５４がギヤ５３に噛合し、円板４５の回動と
共にギヤ５３の回転によつて各芯金に公転と自転
が与えられる。

［遮蔽板］ 加熱室１３の出口部には第９図に示すごとく遮
蔽板７１がおかれている。この遮蔽板７１は加熱
室の出口部分の熱雰囲気を急激に乱さないため、
芯金４４の移行に関連して回転する放射状翼片を
有している。回転しながら加熱室１３の出口部に
進出したピース１０は、翼片で囲まれた状態で、
移行し、回転停止し翼片によつて部分的加熱を防
止する。

［制御装置］ 加熱室１３の出口部の遮蔽板７１を経た位置に
芯金４４の回転を停止させる制動装置７３が設け
られている。この制動装置７３は第６図に示すよ
うにカム板７４とスプリングで構成されており、
芯金４４のカムフオロア６０がカム板７４に接し
て芯金４４の回転を制動し、芯金４４のサポート
ホルダー５７が背後にあるように停止し、治具２
５のシリンダ部３２を前方に向けてローデイング
時の把時具７７によつて正確に把持できるように
姿勢を制御させる。

［ローデイング装置］ ローデイング装置１４は第９図の中央に図示し
てあるように、回転式４本アームよりなるメカニ
カルマニピユレータである。すなわち回転軸７５
に４本アーム７６，７６，７６，７６が取付けら
れ、各アームの先端に１対の把持片７７，７７が
あり、回転軸７５の回動によりカム７５に接して
カムフオロア７９を駆動し、順次各アーム７６を
伸縮させると同時に、把時片７７，７７を開閉さ
せる。

加熱装置１３の出口部より出た位置で把持片７
７，７７を閉じ、芯金４４より治具２５を取出し
アーム７６を縮めて軸側に引寄せたのち、矢印８
０の方向に回動させながらアーム７６を元の長さ
に戻す。アーム７６の回動半径を結ぶ部分には円
弧状の回転用ガイドレール８１が取付けられてい
る。このガイドレール８１の内面には治具２５の
シリンダ部３２を吸引保持するマグネツトピース
が取付けられており、アームの回動中に治具を回
転して部分的な冷却を防ぐ。アーム７６の回動端
で金型７２に入り、治具２５を放して金型７２の
キヤビテイ８７内に挿入させる。金型７２への挿
入からガイドレール８１のない範囲を経て制動さ
れ、停止された治具２５を把持する間は、アーム
７６の把持片７７，７７は開いている。なお引き
寄せのときは、反対側アームによつてピースが金
型に入るものである。

［延伸ブロー成形機］ 延伸ブロー成形機１５はロータリーステーシヨ
ンタイプでターンテーブル８２上に８ステーシヨ
ンの金型７２を配置しておる。ただし図示の例に
限らず10ステーシヨン又はそれ以上のステーシヨ
ンとしてもよい。

金型７２は第７図に示すように、縦方向に２つ
割りとした型８３，８４と、上部型８５との３つ
の部分からなり、一方の型８３は固定で、他方の
型８４は第９図に示すように支軸８６を中心とし
て回動し、第１、第８ステーシヨンでは開き、第
２から第７ステーシヨンまでは閉じている。型の
開閉に関連して上型８５が上下動することは勿論
である。

金型７２の下方には治具２５のコアシヤフト３
０を突上げるシリンダロツド８８があり、シリン
ダロツド８８の内部に圧縮空気導入孔８９があ
る。シリンダロツド８８は第２ステーシヨンで突
上げ動作を行なつてピースの縦方向延伸を行な
い、第３ステーシヨンで圧縮空気をピース内に導
入して横方向の延伸を行ない、更に第７ステーシ
ヨンで下降する。

［アンローデイング］ 前記ブロー成形機の第８ステーシヨンで金型７
２が開き、２軸方向に延伸した製品を被着した治
具２５を露出させる。この露出した治具２５のマ
ンドレル部３２を２本アーム回動式のアンローデ
イング装置１６の把持片９０，９０で把持し、金
型７２より取出す。アンローデイング装置１６は
回転軸９１に支持された部材より直径方向に２組
のアーム９２，９２を取付けられ、その先端に開
閉する把持片９０，９０が設けられている。第８
ステーシヨンの金型７２より取出した治具２５
は、把持片９０，９０で把持され、矢印９３の方
向に回動されてコンベヤ１１のフツク２３に係合
され、コンベヤ１１上で容器２０を取出すもので
ある。

［操作］ 第９図のコンベア１１によつて空の治具２５が
移送され、セツテイングの位置で第１図に示すご
とく射出成形されたピース１０を倒立させた状態
で被着する。このピース１０は自重によつてネツ
ク開口部１８が治具２５のネツクサポート２７が
コアガイド２８との間隙２７ａに被着されるが、
なお不充分なおそれがあるので、トランスフアー
装置１２の後の装置上でトランスフアー装置１２
と連動する圧下装置（図示省略）により、ピース
１０の上方より軽く圧下してネツク開口部１８に
正しく被着させる。

トランスフアー装置１２ではアーム４０の回動
によりピース１０を被着した治具２５を芯金４４
に移す。トランスフアー装置１２は緩やかな弧を
描くマグネツトピース付きのガイドレール４２を
有している。

トランスフアー装置１２によつて芯金４４に装
着された治具２５は自重によつて第４図に鎖線で
示すように係合され、第３図のようにギヤ５３，
５４の伝達によつて自転と公転を与えられて加熱
室１３内を移行する。

この場合、芯金４４のマグネツトピース５９が
強く、自重によつて充分係合されないものは、ピ
ースの上方を先に述べたようにピースを正しく挿
入するる押下げ装置（図示省略）によつて定位置
にまで押下げる。

加熱室１３に進出した治具２５は芯金４４の自
転と公転の作用で回転を与えられ、入口部たるト
ランスフアー装置１２から出口部に向つて進行す
る。加熱室１３内で各ゾーンに分けられて後の延
伸工程が最適に行なえるよう加熱される。加熱室
１３の各ゾーンは内側に横２又は３本の加熱管６
２があり、外側に縦の多数の加熱管６３がある。
横方向の加熱管のみではピースの上下方向の温度
分布が波状となり、縦方向の加熱管のみでは、ピ
ースの中央部を最高とし、上下両端に向うに従い
低減する湾曲山形の温度分布となる。このため本
装置では、縦横の組合せによつてピースの温度分
布を均一ならしめたものである。なお各加熱管６
２，６３の上下、左右、前後等の取付位置は微調
整できるよう、スタンドとネジとにより組立体９
５を用いて組付けるようにしている。この加熱室
１３は縦横の加熱管６２，６３によつて加熱され
るが、温度調節はカバー上面の排熱ダンパー６６
の操作による。すなわち加熱室１３の各ゾーンの
温度は第３図に示すサーモスタツト６９によつて
検出され、制御装置７０からの指令によつて前記
駆動装置６８を駆動してダンパー６６を開閉し温
度制御する。

加熱室１３内で均一に加熱されたピース１０
は、回転を与えられながら、出口部に進行し、遮
蔽板７１に隣接する位置に設けられた制御装置７
３に芯金４４が進出すると、カム板７４にカムフ
オロア６０が接し、治具２５のシリンダ部３２
が、芯金のサポートホルダー５７の前面に現われ
て停止する。

制動装置７３で停止された芯金４４は、下方の
エジエクターピン５０を作動した治具２５を上方
に持上げ、同時に停止位置におけるローデイング
装置１４の把持片７７を閉じて治具２５のシリン
ダ部３２を把持し、次いでアーム７６を引き寄せ
ながら回転用ガイドレール８１に沿つて回動され
て金型７２のキヤビテイ８７内に挿着する。回転
用ガイドレール８１には治具２５のシリンダ部３
２を吸引保持するマグネツトピースがあり、回動
の途中においても治具２５が回転を与えられてい
る。

金型７２は前述のように図示の例では８ステー
シヨンあり、第１ステーシヨンの型開きの状態で
加熱されたピース１０を被着した治具２５を金型
７２内に挿入し、金型を閉じ、第２ステーシヨン
へ移る間に第７図に示すようにコアシヤフト３０
を上方に突き上げてピース１０を縦方向に延伸さ
せる。コアシヤフト３０は逆テーパ状のコアトツ
プ３５を有しているのでピースのかみ込みもなく
コアシヤフト３０の突上げによつて正しく延伸さ
せる。

次いで第８図に示すごとくコアシヤフト３０の
空気通路３９から空気をピース１０内に圧入して
横方向の延伸を行なう。

空気通路用の通路３９はコアシヤフトの周面に
スプライン状にある。このスプライン溝に対しコ
アシヤフトの中央に通孔を設け、側壁に開口させ
ることも考えられるが、ブロー圧が例えば50Kg／
cm²程度となると中空通路タイプでは肉厚がとれ
ず、突上げ時の機械的強度が不足する。また中空
通路タイプで側壁に直角又は斜めに細孔をあけ
て、細孔より圧縮空気を放出すると、成形品に吹
込空気の跡が小丸状に残り商品価値を減ずること
になる。

なお、コアシヤフトにスプライン溝を設けずに
コアガイド２８の内周面に数個の空気通路用溝を
設けるように変形することもできるが、加工の面
から不利な点が生ずる。

第２〜７ステーシヨンの間は、第８図の状態が
維持され、第８ステーシヨンにおいて金型２２が
開き、第９図に示すように２本アームタイプのア
ンローデイング装置１６によつて成形終了したピ
ースを被着した治具２５を取出す。このアンロー
デイング装置１６は回転軸９１の頂部に直径方向
に２組のアーム９２があり、各アーム９２の先端
に把持部９０，９０を有し、第８ステーシヨンの
金型位置で把持した治具２５をコンベヤ１１に移
乗させたものである。

コンベヤ１１に移されたのち、成形された品物
（容器）は、上方に持上げることによつて治具２
５から分離される。空になつた治具２５はコンベ
ヤ１１によつて矢印９６に移動される間に新しい
射出パリソン（ピース）を被着され、前同様加
熱、延伸の各工程を経て容器とされる。

本発明に係る治具は、以上説明した構成、作用
のものであつて、プラスチツクピースを良好に保
持したまま、マンドレル部分でローデイング装
置、芯金、金型、アンローデイング装置等に係
合、保持され、成形加工を受けうるので、ピース
に外力の影響を及ぼすことなく、連続自動成形を
可能にする効果を奏する。

また縦方向延伸用コアシヤフトが吸込成形用空
気通路を有するので、空気吹込み経路を簡単なら
しめうるし、該コアシヤフトは耐熱合成樹脂製の
コアガイドを有するので高温雰囲気での縦方向延
伸を正確に行ないうると共にスペーサリングの存
在によりコアシヤフトのストロークを調節しうる
ので、スペーサリングを交換すれば、異種の容器
の成形にも利用しうる等の効果を有している。

更にネツクサポートの上面が金型下部に密着し
うるので成形される容器の形状をより正確かつ均
一ならしめる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施の一例の一部を断面として示した
正面図、第２図はプラスチツクピースの正面図、
第３図は加熱装置部分の略示断面図、第４図は芯
金の断面図、第５図は第４図に示すものの平面
図、第６図は制動装置の平面図、第７図は縦方向
延伸時の金型の断面図、第８図は横方向延伸時の
金型の断面図、第９図は成形装置全体を示す略示
平面図である。 １０：ピース、２５：治具、２６：マンドレ
ル、２７：ネツクサポート、２８：コアガイド、
２９：スペーサリング、３０：コアシヤフト、３
７：Ｔ字形の孔、３８：Ｔ字形の開口部、３９：
空気通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形によつて成形したプラスチツクピー
   スのネツク部分を下にして被着できるネツクサポ
   ートと、ネツクサポートの下部に形成されたマン
   ドレルと、マンドレルの内部に昇降自在に装着さ
   れ、かつ吹込成形用空気通路を有する縦方向延伸
   用コアシヤフトとよりなり、かつ前記ネツクサポ
   ートの内部には耐熱合成樹脂製でコアシヤフトの
   昇降動の案内部材となる円筒形のコアガイドを有
   し、前記コアガイドの内部下方にはコアシヤフト
   のストローク調整用のスペーサリングを有してお
   り、更に前記ネツクサポートの上面は金型内に装
   着されたとき金型の下部に密着する形状をなして
   いる合成樹脂延伸ブロー成形装置用治具。 ２ 前記治具のマンドレルは円板部とシリンダ部
   とからなり、円板部の下面に芯金のサポートホル
   ダートツプの弧状凸起に係合する環状溝を形成さ
   せている特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂延
   伸ブロー成形装置用治具。 ３ 前記ネツクサポートとマンドレルの円板部と
   の間に、断熱板を介置させた特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の合成樹脂延伸ブロー成形装
   置用治具。 ４ 前記コアシヤフトの上端には、プラスチツク
   ピースの熱伝導を遮断し、縦延伸をかけたときの
   ピースのだきつきを防ぐため逆テーパ状をなす断
   熱材料製のコアトツプを有し、コアシヤフトの下
   部には前記マンドレルのシリンダ部にゆるく嵌合
   するノズルホルダーを有しており、更にコアシヤ
   フトの下端内部にＴ字孔と、Ｔ字孔の開口部より
   上方の周面に少なくとも１つの吹込成形用の空気
   通路を有している特許請求の範囲第１項記載の合
   成樹脂延伸ブロー成形装置用治具。