WO2013114796A1 - ブロー成形装置 - Google Patents

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澄人 佐藤
田村 信之
猛 永嶋
茂樹 森上
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    • B29C49/08Biaxial stretching during blow-moulding
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    • B29C49/121Stretching rod configuration, e.g. geometry; Stretching rod material
    • B29C49/1216Material for stretching rods or parts thereof, e.g. heat insulating material

Definitions

  • the present invention relates to a blow molding apparatus for a synthetic resin preform that uses a liquid as a pressurized fluid.
  • Blow-molded casings (so-called PET bottles) made of polyethylene terephthalate (PET) resin exhibit a number of excellent characteristics, and are therefore used in various fields as casing containers.
  • This type of container is generally molded by expanding and deforming a preform that has been injection-molded into a bottomed cylindrical shape in an expanded state in a state where the preform is heated to a temperature at which a stretching effect can be exhibited. .
  • the preform 31 heated to a temperature at which the stretching effect is exhibited is protruded upward from the mouth tube portion 32, and the mouth of the preform 31 is
  • the neck ring 33 integrally provided at the lower end of the outer peripheral surface of the cylindrical portion 32 is attached to the blow mold 101 while being locked to the neck support collar 103, and the guide cylindrical portion 110 which is the tip of the blow nozzle 104 is pushed.
  • the extension rod 108 inserted through the insertion hole 111 formed through the center of the blow nozzle 104, and pressurized fluid is passed through the insertion hole 111. Stretching in the radial direction by a certain blow air to achieve the molding into the casing 41.
  • Patent Document 2 describes an invention relating to a method of blow-molding a preform using a liquid instead of blow air as a pressurized fluid.
  • a liquid instead of blow air as a pressurized fluid.
  • the portion excluding the mouth tube portion of the preform is preheated to a temperature suitable for stretched blow molding, and the pressurized liquid is pressed. It is supplied into the reform and stretched into an expanded shape to shape the container, but in the case of liquid, heat conduction with the preform is greater than that of gas, and the temperature of the preform varies greatly depending on the temperature of this liquid. Therefore, it is necessary to control the temperature of the liquid supplied into the preform with high accuracy.
  • the temperature of the preform to be stretched changes depending on the temperature of the liquid, and the stretchability changes, resulting in variations in performance such as strength and heat resistance of the container. In some cases, sufficient formability cannot be obtained.
  • FIG. 13 is a schematic explanatory view of a conventional blow molding apparatus for blow-molding a preform using a liquid instead of blow air as a pressurized fluid.
  • the main part A of this apparatus has a mold 1 and a blow nozzle 104, and a pressurized liquid supply part 122 and a liquid circulation part 123 are arranged as accessory equipment for supplying a pressurized fluid adjacent to the main part A. is doing.
  • the pressurized liquid supply unit 122 is in the form of a plunger pump, which operates using a pressurized fluid Fp supplied from a pressurizing device 121 such as a pressurized pump or a compressor via a pipe P1 as a power source, and supplies pressurized liquid L.
  • a pressurizing device 121 such as a pressurized pump or a compressor
  • a pipe P1 as a power source
  • pressurized liquid L supplied through the pipe P2 and the electromagnetic valve V101, the blow nozzle 104 is supplied to the inside of the preform 31 that is closely fitted to the tip of the blow nozzle 104, and the preform 31 is expanded along the cavity shape of the mold 1.
  • the container 41 is shaped.
  • the liquid circulation device 123 circulates the liquid L through the pipe R102 and the pipe R103, and supplies the liquid L adjusted to a predetermined temperature to the pressurized liquid supply unit 122 while replenishing the liquid L from the pipe R101.
  • the pressurized liquid L is supplied to the inside of the preform 31 through the pipe P2 and the blow nozzle 104 as described above, the temperature depends on the room temperature at the site where the apparatus is arranged and the number of molding shots. It changes by many factors such as.
  • Blow molding includes (1) a step of setting the preform 31 on the mold 1, (2) a step of fitting the blow nozzle 104 into the mouth tube portion 32 of the preform 31, and (3) a pressurized liquid L To the inside of the preform 31 through the blow nozzle 104 to shape the container 41, (4) to detach the blow nozzle 104 from the mouth tube portion 32 of the preform 31, and (5) mold
  • the liquid L is introduced into the blow nozzle for the first time in the step (3) and immediately into the preform 31 or the container 41.
  • maintaining the temperature of the liquid L supplied to the inside of the preform 31 to be constant is a difficult technical matter in actual production.
  • the present invention is a blow molding apparatus that uses a liquid as a pressurized fluid, and it is a technical problem to accurately control the temperature of the liquid supplied into the preform in order to stretch the preform in an expanded state. To do.
  • the main configuration of the present invention for solving the above-described problems is that a blow molding die and a blow nozzle that fits closely to a preformed tubular portion in a state where a bottomed cylindrical preform is mounted on the die.
  • a pressurized liquid supply unit is disposed, and the liquid pressurized from the pressurized liquid supply unit is supplied into the preform through the blow nozzle and expanded along the cavity of the mold.
  • a valve mechanism is arranged at the downstream end of a liquid supply path in a blow nozzle so that the supply path can be opened and closed. The liquid can be circulated by the pressurized liquid supply unit, and the pressurized liquid can be supplied into the preform through the supply path in the open state.
  • the pressurized liquid is supplied to the preform through the supply path.
  • the liquid used as the pressurized fluid is circulated between the supply path and the pressurized liquid supply part at all times or as required.
  • the temperature of the liquid supplied into the preform for shaping the container can be controlled with high accuracy, and the shaping of the container can be achieved stably under a certain temperature condition.
  • the above-described problems such as variations in performance such as strength and heat resistance of the container, and insufficient shapeability can be effectively solved without impairing productivity.
  • the valve mechanism at the downstream end portion of the supply path communicating with the preform formed in the blow nozzle, the temperature is circulated through most of the liquid staying in the supply path.
  • the temperature of the liquid can be adjusted and can be maintained at a predetermined temperature with high accuracy.
  • the pressurized liquid supply unit is provided with a liquid circulation unit that supplies a liquid by adjusting to a predetermined temperature, and the supply path is upstream of the supply path of the blow nozzle.
  • the pressurizing liquid supply unit is openably and closably communicated via an introduction path disposed at the side end, and the liquid is openable and closable via a discharge path disposed at an upstream position of the valve mechanism at the downstream end. It is configured to communicate with the circulation unit, and in a closed state of the valve mechanism, the liquid circulation unit is configured to allow liquid circulation between the supply channel and the pressurized liquid supply unit.
  • the present invention relates to a configuration for circulating a liquid between pressurized liquid supply units.
  • a rod-shaped seal body is inserted and disposed in the blow nozzle so as to be movable in the axial direction of the blow nozzle.
  • the supply path can be closed by contact with a seal step disposed on the inner peripheral surface, and the valve mechanism is configured by contacting and uncontacting the tip of the seal body with the seal step. It constitutes that.
  • the above configuration relates to a valve mechanism that opens and closes the supply path in the blow nozzle.
  • the supply path can be easily opened and closed by moving the stick-shaped sealing body that is inserted and movably inserted in the axial direction of the blow nozzle. can do.
  • Still another configuration of the present invention is that, in the above configuration, a rod is slidably inserted into a cylindrical rod-shaped shaft body in a liquid-tight manner to form a seal body.
  • the rod that is slidably inserted into the rod-shaped shaft body in a liquid-tight manner can be moved in a mode different from the movement operation of the shaft body, and this rod was used as a pressurized fluid for blow molding.
  • a head space in a container filled with a liquid as a product simultaneously with shaping can be used as a member for controlling the head space to a predetermined amount. It can also be used as a stretching rod for longitudinally stretching a preform.
  • Still another configuration of the present invention is the above configuration, wherein the rod is configured as a stretching rod for longitudinally stretching the preform, and a cylindrical rod-shaped shaft body is inserted and disposed along the axial direction in the blow nozzle.
  • a cylindrical rod guide is connected coaxially to the lower end of the shaft body, the extending rod is inserted into the connected shaft body and the rod guide, and the extending rod is slidably connected to the rod guide.
  • the shaft body, the rod guide, and the extending rod constitute the seal body, and the cylindrical liquid supply path is formed on the inner peripheral surface of the blow nozzle and the outer peripheral surface of the seal body,
  • the valve mechanism When the valve mechanism is closed, the rod guide is fitted into the reduced diameter portion immediately below the seal step portion of the blow nozzle, and when the valve mechanism is opened, the rod guide is configured to be fitted and removed upward from the reduced diameter portion. It is said.
  • a shaft body and a stretching rod in which a metal material is used are configured such that the stretching rod is slidably inserted into a rod guide connected to the lower end of the shaft body.
  • the rod guide can be formed in a short cylindrical shape, and the sliding area can be smoothly achieved by reducing the circumferential contact area with the extending rod and reducing the sliding resistance of the extending rod.
  • the rod guide is fitted in the reduced diameter portion directly below the seal step, that is, the rod guide is supported by the peripheral wall of the reduced diameter portion of the blow nozzle.
  • the function of supporting the posture of the stretched rod by the reduced diameter portion is sufficiently exhibited through the rod guide, and together with the effect of suppressing the core blur of the stretched rod, the stretched rod.
  • the valve mechanism is opened to bring the rod guide into a state of being removed from the reduced diameter portion immediately below the seal step portion, and the inside of the blow nozzle.
  • the above-mentioned rod which is formed by the peripheral surface and the outer peripheral surface of the stretching rod, can form a liquid flow path communicating with the inside of the preform without a notch and having a sufficient flow path area.
  • the container can be shaped in a stable state and with high productivity.
  • the rod guide is made of polyetheretherketone (PEEK) resin.
  • the rod guide has the function of suppressing the core blur of the drawn rod, and the drawn rod using metal is inserted in a circumferential shape and repeatedly slides at high speed, so heat resistance, durability, wear resistance It is a member that is required to have high performance and slipperiness, and can be appropriately selected from engineering plastics or so-called super engineering plastics in consideration of food hygiene and the like depending on the application.
  • PEEK resin which is one of super engineering plastics, is a material that can sufficiently exhibit these performances, and is a material suitable for a rod guide.
  • rod guides include engineering plastics such as polyamide resin, polyacetal resin, polybutylene terephthalate resin, super engineering plastics such as polysulfone (PSF) resin, polyimide (PI) resin, polyphenylene sulfide. (PPS) resin etc. can be mentioned.
  • engineering plastics such as polyamide resin, polyacetal resin, polybutylene terephthalate resin
  • super engineering plastics such as polysulfone (PSF) resin, polyimide (PI) resin, polyphenylene sulfide. (PPS) resin etc. can be mentioned.
  • the lower end portion of the shaft body is configured by fitting and assembling a short cylindrical seal cylinder piece into an enlarged coaxial coaxial shape, and a peripheral edge portion of the seal cylinder piece Is in contact with the seal step, and the rod guide is connected to the lower end of the seal cylinder piece in a reduced diameter.
  • the diameter of the lower end portion of the shaft body can be largely adjusted by configuring the lower end portion of the shaft body with a short cylindrical seal cylinder piece having an enlarged coaxial core shape.
  • the degree of freedom in designing the structure can be increased, and the sealing function can be sufficiently exhibited.
  • the diameter of the lower end portion of the shaft body the diameter of the rod guide and the diameter of the reduced diameter portion can be increased correspondingly, increasing the degree of freedom in designing the liquid flow path depending on the purpose of use. It becomes possible to do.
  • an insertion cylinder piece to be fitted into the preform tube portion is disposed at the lower end portion of the blow nozzle, and the outer peripheral wall of the insertion cylinder piece is compressed toward the tip. It is said that a peripheral step portion having a diameter is provided around and the blow nozzle is in close communication with the mouth tube portion by contacting the peripheral step portion and the upper end surface of the mouth tube portion via a seal member. is there.
  • the above configuration relates to a sealing method for tightly communicating the blow nozzle with the mouth tube portion, but the above configuration can reliably maintain the sealing performance with a simple configuration, and the mounting of the preform, Demounting can also be performed at high speed, and maintenance management including replacement of the seal member can be easily performed.
  • the configuration related to the sealing method is merely an example, and an appropriate sealing method can be employed in consideration of sealing performance, productivity, and the like.
  • the blow molding apparatus of the present invention has the above-described configuration, and according to the apparatus having the main configuration of the present invention, the process from setting the preform to the mold leads to the process of removing the molded container from the mold.
  • the liquid used as the pressurized fluid is always used in the other processes except the process of supplying the pressurized liquid to the inside of the preform through the supply path and shaping the container, or If necessary, it can be circulated between the supply path and the pressurized liquid supply unit to adjust to a predetermined temperature, and the temperature of the liquid supplied into the preform for shaping the container can be controlled with high accuracy. It is possible to stably achieve the shaping of the container under a certain temperature condition, causing variations in performance such as the strength and heat resistance of the container, and insufficient shaping properties. , Without losing productivity It can be solved in.
  • FIG. 1 It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the whole structure of the blow molding apparatus which is 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing to which the lower half part of the main part of the apparatus of FIG. 1 was expanded. It is sectional drawing which shows the state which extended the preform in the expanded state with the pressurized liquid among the shaping
  • FIG. 1 It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the whole structure of the blow molding apparatus which is 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing to which the lower half part of the main part of the apparatus of FIG. 1
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the preform is longitudinally stretched with a stretching rod from the state of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state immediately before completing the shaping of the container in the step of extending the preform in an expanded state with the pressurized liquid from the state of FIG. 7 in the forming step by the apparatus of FIG. 5.
  • FIGS. 1 and 2 are for explaining an embodiment of the blow molding apparatus of the present invention and for explaining a blow molding method using this apparatus.
  • FIGS. 1 and 2 are for explaining an embodiment of the blow molding apparatus of the present invention and for explaining a blow molding method using this apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of the overall configuration of the blow molding apparatus of the present invention
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the lower half of the main part of the apparatus shown in a vertical cross section
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of the overall configuration of the blow molding apparatus of the present invention
  • FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the lower half of the main part of the apparatus shown in a vertical cross section
  • FIG. 1 shows a state in which the preform 31 is mounted on the mold 1 and the tip of the blow nozzle 4 is fitted into the mouth tube portion 32 of the preform 31.
  • the shape of the preform 31 to be used is a bottomed cylindrical test tube as a whole, and a mouth tube portion 32 is erected at the upper end portion, and a neck ring 33 is disposed at the lower end portion of the mouth tube portion 32,
  • the mouth tube portion 32 is mounted in the mold 1 in a state of protruding outward (upward in FIGS. 1 and 2).
  • the main part of this apparatus has a mold 1, a partition member 11, and a blow nozzle 4, and a pressurizing device 21, a pressurized liquid supply unit 22, and a liquid circulation unit 23 are arranged as accessory equipment.
  • the partition wall member 11 is disposed above the mold 1 so as to surround the outer peripheral surface of the mouth tube portion 32 of the preform 31 protruding above the mold 1 through the space S.
  • the partition wall member 11 is provided with a vent hole 13 for supplying pressurized gas to the space S as required.
  • the support rod 12 provided around the lower end of the partition wall member 11 is brought into close contact with the neck ring 33 of the preform 31 from above to maintain the mounting posture of the preform 31.
  • the blow nozzle 4 has a tubular shape as a whole, and is composed of an insertion tube piece 5 and a supply tube portion 6 which are closely connected by a seal member 7b.
  • the fitting cylinder piece 5 has a cylindrical hollow portion inside, and as shown in FIG. 2, a circumferential step portion 5a having a diameter decreasing toward the tip is provided on the outer peripheral wall, and the cylindrical tip is provided. Is inserted into the mouth tube portion 32 of the preform 31, and the blow nozzle 4 and the mouth tube portion 32 are brought into contact with each other via the seal member (O-ring) 7 a on the upper end surface of the peripheral step portion 5 a and the mouth tube portion 32. They are connected in close communication.
  • the supply cylinder portion 6 is a member having a hollow cylindrical portion as a whole, and as shown in FIG. 1, an introduction path 6a for the liquid L is disposed through the peripheral wall at the upper end portion, and the lower end portion. In the vicinity, a discharge path 6b for the liquid L is also provided penetrating the peripheral wall. Further, a seal step 6s inclined downward in a reduced diameter is provided on the inner peripheral surface of the lower end portion of the supply cylinder portion 6 further below the discharge passage 6b. Further, a vent hole 6c for communicating the outside and the inside of the supply cylinder portion 6 is disposed under the seal step portion 6s.
  • a rod-like seal body (seal pin) 9 elongated in the axial direction (vertical direction in FIG. 1) is inserted into the blow nozzle 4 constituted by the fitting cylinder piece 5 and the supply cylinder portion 6 as described above. It is arranged.
  • the seal body 9 is formed by inserting an elongated cylindrical rod 8 into a slender cylindrical rod-shaped shaft body 9a so as to be slidable in a liquid-tight manner, and a short cylindrical shape is formed at the tip of the shaft body 9a.
  • the seal cylinder piece 9t is fitted and assembled coaxially. And the outer peripheral edge part of the lower end surface of this seal cylinder piece 9t is rounded off, and becomes the taper edge part 9ta.
  • the blow nozzle 4 and the seal body 9 form a cylindrical supply path Fs communicating with the preform 31 along the axial direction of the blow nozzle 4 in the blow nozzle 4, and the seal body 9 is lowered.
  • the taper edge 9ta of the seal tube piece 9t abuts on the seal step 6s provided on the inner peripheral surface of the lower end portion of the supply tube portion 6 as shown in FIGS.
  • the inside of the preform can be closed, and the seal body 9 can be opened by moving upwardly as shown in FIG. 3, and the seal step portion of the taper edge 9ta can be opened.
  • the valve mechanism Vm is configured by the contact and disengagement with 6s.
  • the introduction path 6a described above is positioned at the upstream end of the supply path Fs
  • the discharge path 6b is positioned at the downstream end of the supply path Fs and immediately upstream of the seal step 6s.
  • the rod 8 is for exhibiting a function of controlling the head space in a container filled with a liquid L used as a pressurized fluid for blow molding at the same time as a product as described later to a predetermined amount. Further, the rod 8 can be used as a stretching rod for longitudinally stretching the preform 31.
  • the pressurizing device 21 is conventionally an indispensable facility in blow molding, A large-scale facility such as a pressure pump or a compressor, and a pressurized fluid supply in the form of a plunger pump that supplies pressurized liquid L to the pressurized fluid Fp supplied from the pressure device 21 via the pipe P1. It becomes a power source of the part 22.
  • the pressurized liquid supply unit 22 may be a cylinder with a built-in piston having two chambers in addition to a pump-like one such as a plunger shown in the figure.
  • the liquid circulation unit 23 adjusts the liquid L to a predetermined temperature while adjusting the liquid L to a predetermined temperature while replenishing the liquid L from the pipe R1 and supplying the liquid L to the pressurized liquid supply unit 22 through the pipe R2.
  • it has a function of circulating between the pressurized liquid supply unit 22 and the supply path Fs in the blow nozzle 4. That is, as necessary, the liquid L is referred to as supply path Fs ⁇ discharge path 6b ⁇ pipe R3 ⁇ liquid circulation part 23 ⁇ pipe R2 ⁇ pressurized liquid supply part 22 ⁇ pipe P2 ⁇ introduction path 6a ⁇ supply path Fs.
  • the configured circuit CR can be circulated.
  • the circulation path CR is provided with a number of valves for opening and closing the flow paths as needed along the blow molding process.
  • FIG. 1 four electromagnetic valves V1, V2, V3 and V4 are shown.
  • blow molding a method for manufacturing a synthetic resin container using the blow molding apparatus described above, that is, a blow molding method will be described with reference to FIGS.
  • blow molding the steps described in the following (1) to (6) are sequentially performed.
  • a preform 31 in which a portion excluding the mouth tube portion 32 is heated to a temperature suitable for blow molding is attached to the mold 1 for blow molding with the mouth tube portion 32 protruding upward, Clamp the mold.
  • the seal cylinder piece 9t is moved up and displaced from the state of FIG. 1 along with the shaft body 9a constituting the seal body 9 to open the valve mechanism Vm, and the valves V1, V2 and V3 are closed, the circulation of the liquid L along the circulation path CR is stopped, the pressurized function of the pressurized liquid supply unit 22 is operated, and the pressurized liquid L is supplied from the supply path Fs to the mouth tube portion 32.
  • the preform 31 is supplied into the preform 31, the preform 31 is expanded in an expanded state, and the container 41 is shaped along the cavity 2 of the mold 1.
  • FIGS. 5 to 11 are for explaining a blow molding apparatus according to a second embodiment of the present invention and a method for producing a synthetic resin container using this apparatus.
  • the present invention will be mainly described with reference to FIGS.
  • An example of the overall configuration of the blow molding apparatus according to the second embodiment will be described, and an example of a method for producing a synthetic resin container using this apparatus will be described with reference to FIGS. 5 to 10, that is, a blow molding method using a liquid as a pressure medium.
  • FIGS. 5 to 11 members corresponding to those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the fitting cylinder piece 5 is formed in a shape such that the upper part is a tapered cylinder and the lower part is a cylinder. Further, a diameter-reduced portion 6d having a smaller diameter than the portion immediately above the seal step portion 6s of the supply cylinder portion 6 is provided. Furthermore, the rod 8 is configured as a stretching rod 8.
  • the seal body 9 includes an elongated cylindrical rod-shaped metallic shaft body 9a configured by fitting a short cylindrical seal tube piece 9t coaxially with a lower end portion; An elongated rod-shaped extending rod 8 is inserted through a cylindrical rod guide 9g connected to the lower end of the seal tube piece 9t in a cylindrical axis shape.
  • the lower end portion of the shaft body 9a is configured by a short cylindrical seal tube piece 9t fitted and assembled coaxially.
  • the extending rod 8 is inserted into the shaft body 9a through a slight gap, while the rod guide 9g is slidably surrounded by the extending rod 8. It is configured to be inserted in a tangential shape.
  • the extending rod 8 is slidably inserted into the upper rod guide 6tg at the upper end portion of the supply cylinder portion 6 (see FIG. 5).
  • the rod guide 9g is arranged so that it can be slidably inserted into and removed from the reduced diameter portion 6d.
  • the rod guide 9g is inserted into or removed from the sliding state in a state where the extending rod 8 is inserted in a circumferential manner and repeatedly slid at a high speed and is in circumferential contact with the reduced diameter portion 6d.
  • the rod guide 9g is made of polyetheretherketone (PEEK) resin from the viewpoint of heat resistance, durability, wear resistance, and slipperiness.
  • PEEK polyetheretherketone
  • an appropriate synthetic resin can be selected from other engineering plastics and super engineering plastics in consideration of usage conditions and the like.
  • the seal cylinder piece 9t and the rod guide 9g can be firmly joined in an undercut shape by injection molding of the rod guide 9g using the seal cylinder piece 9t as an insert material.
  • the rod guide 9g In the closed state of the valve mechanism Vm, the rod guide 9g is fitted into the reduced diameter portion 6d immediately below the seal step 6s of the nozzle guide 4, and in the opened state of the valve mechanism Vm, the rod guide 9g is reduced. 6d, the liquid L is opened and the flow path of the liquid L is opened.
  • the stretching rod 8 and the shaft body 9a are both parts that use metal, and the stretching rod 8 and the shaft body 9a are both prevented from being worn or the relative movement between them can be achieved smoothly.
  • the extending rod 8 is slidably inserted into the rod guide 9g so that the rod guide 9g can be seen when the valve mechanism Vm is open as shown in FIG. Is not supported by the reduced diameter portion 6d with respect to the rod guide 9g, but is caused by at least the gap between the extending rod 8 and the shaft body 9a including the seal cylinder piece 9t.
  • the core blur of the extending rod 8 can be suppressed.
  • the rod guide 9g is fitted into the reduced diameter portion 6d immediately below the seal step 6s, that is, the rod guide 9g is connected to the reduced diameter portion 6d of the blow nozzle 4. It can be in a state of being supported by the peripheral wall, and the function of supporting the posture of the extending rod 8 by the reduced diameter portion 6d is sufficiently exerted through the rod guide 9g.
  • the core of the extending rod 8 by the rod guide 9g described above Combined with the effect of suppressing blurring, the longitudinal stretching of the preform by the stretching rod 8 can be performed uniformly without blurring or so-called misalignment.
  • FIGS. 6 7 and 8 are enlarged sectional views of the lower half of the main part of the apparatus.
  • blow molding the steps described in the following (1) to (7) are sequentially performed.
  • a preform 31 in which a portion excluding the mouth tube portion 32 is heated to a temperature suitable for blow molding is attached to the mold 1 for blow molding with the mouth tube portion 32 protruding upward, Clamp the mold.
  • the taper edge portion 9ta of the seal tube piece 9t constituting the lower end portion of the seal body 9 is in contact with the seal step portion 6s of the supply tube portion 6, so that the valve mechanism Vm is in a closed state and stretched.
  • the rod 8 is inserted into the preform 31.
  • the rod guide 9g is fitted into the reduced diameter portion 6d immediately below the seal step portion 6s of the nozzle guide 4.
  • the valves V1, V2, and V3 are all opened, and the liquid L circulates in the above-described circulation path CR while the temperature of the liquid L is adjusted by the liquid circulation unit 23.
  • the preform 31 is longitudinally stretched by the stretching rod 8, and the central portion of the bottom wall 35 of the preform 31 is connected to the lower end portion of the stretching rod 8 and the gold.
  • the mold 1 is sandwiched between the bottom walls 1b.
  • the orientation of the stretching rod 8 is reliably supported by the upper rod guide 6tg located at the upper portion and the rod guide 9g supported by the reduced diameter portion 6d. It can be carried out uniformly without blurring and misalignment.
  • the stretching rod 8 is configured to vertically stretch until the bottom wall 35 of the preform 31 comes into contact with the bottom wall 1b of the mold.
  • productivity of blow molding and the meat of the container to be molded are In consideration of the thickness distribution and the like, it may be configured to be longitudinally stretched to an intermediate height.
  • the container 41 is in a state immediately before completion of shaping so that a gap is seen between the surface of the cavity 2 near the shoulder portion 43 and the bottom portion 45. In this state, it is in loose contact with the cavity 2 surface.
  • the supply flow path for the liquid L to the inside of the preform 31 can be a cylindrical flow path having a smooth and sufficient flow path area.
  • the pressurizing time inside the preform by the liquid L can be shortened as compared with the conventional apparatus, and the production speed can be increased.
  • the pressurization time of the preform 31 by the pressurized liquid L is 334.23 msec, and the flow path Fc is notched as shown in FIG. It was confirmed that the pressurization time can be greatly shortened compared to 433.17 ms when the formed rod guide 104g is disposed inside the mouth tube portion 32 of the preform 31.
  • the cylindrical smooth flow path has no notches, the problems related to the generation of bubbles could be solved.
  • the pressurized liquid L is filled in the container 41 by the amount that the stretching rod 8 is raised in accordance with the pulling up operation of the stretching rod 8, the volume of the container 41 is reduced as the stretching rod 8 is pulled up. While preventing deformation, the shaping of the container 41 along the cavity 2 of the mold 1 is completed as shown in FIG. 9, and the peripheral wall of the container 41 is pressed against the surface of the cavity 2 with the pressurized liquid L, Holding pressure and cooling are possible.
  • valve mechanism Vm for stopping the supply of the liquid L is disposed in the vicinity of the lower end portion of the blow nozzle 4, from the position where the valve mechanism Vm is disposed.
  • the amount of the liquid L remaining in the supply path Fs portion over the upper end of the preform tube portion can be reduced and measured with high accuracy, and the head space Hs can be controlled with higher accuracy.
  • the conventional apparatus shown in FIG. 13 since the supply of the liquid L is stopped by the valve V101 disposed outside the blow nozzle 104, it is difficult to control the head space with high accuracy.
  • valve mechanism Vm is configured by contacting and detaching the tapered edge portion 9ta with the seal step portion 6s.
  • various types of valve mechanisms can be employed.
  • the rod 8 is used to adjust the head space Hs of the filling liquid in the container 41, but a configuration without the rod 8 may be used depending on the purpose of use.
  • the timing of pulling up the lower end of the stretching rod 8 from the position after the longitudinal stretching until reaching a predetermined height position inside the container is shaped by the container 41 shown in FIG. Although it is immediately before completion, during the shaping of the container by expansion of the pressurized liquid L, when the shaping is completed, especially after a predetermined time after the shaping is completed, etc. Instead, it can be determined appropriately in consideration of blow moldability including productivity, presence / absence of volumetric deformation, presence / absence of residual strain in the molded container, uniformity of the peripheral wall, and the like.
  • the longitudinal stretching by the stretching rod 8 is performed, and then the pressurized liquid L is supplied into the preform 31 with the valve mechanism Vm opened.
  • the supply of the pressurized liquid L into the preform 31 can be performed together with the longitudinal stretching by the stretching rod 8.
  • the valve V3 and the valve V1 are closed from the state shown in FIG. 6, the shaft body 9a is raised to open the valve mechanism Vm, and the longitudinally pressurized and stretched liquid L is drawn by the stretching rod 8.
  • the feed into the preform 31 is simultaneously performed and the longitudinal stretching is completed.
  • the rod guide 9g is longitudinally stretched in a state where the rod guide 9g is removed from the reduced-diameter portion 6d, but as described above, the reduced-diameter portion 6d with respect to the rod guide 9g is used. Although there is no support, at least the core blur of the extending rod 8 can be suppressed by the effect of the rod guide 9g.
  • the blow molding apparatus using the pressurized liquid according to the present invention can control the temperature of the liquid supplied into the preform with high accuracy without impairing the productivity. From the viewpoint of improving the quality of containers and improving productivity, it is expected that they will be widely used in the field of blow molding using pressurized liquid.

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Description

ブロー成形装置
 本発明は、加圧流体として液体を使用する合成樹脂製プリフォームのブロー成形装置に関するものである。
 ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂製のブロー成形壜体(所謂、ペットボトル)が、数多くの優れた特性を発揮することから、壜体容器として多方面で使用されている。この種の容器は、有底筒状に射出成形されたプリフォームを、延伸効果を発現させることのできる温度に加熱した状態で、膨張状に延伸変形させて成形されるのが一般的である。
 すなわち、図12(文献1の図12に相当する。)に示すように、延伸効果が発現する温度に加熱されたプリフォーム31を、口筒部32を上方に突き出させ、プリフォーム31の口筒部32の外周面下端に一体周設したネックリング33をネック支持鍔部103に係止させた状態でブロー金型101に装着し、ブローノズル104の先端部であるガイド筒部110をプリフォーム31の口筒部32に緩く嵌入した状態で、ブローノズル104の中央に貫通形成された挿通孔111を通して挿通される延伸ロッド108により軸方向に延伸すると共に、挿通孔111を通して加圧流体であるブローエアにより径方向に延伸して、壜体41への成形を達成する。
 また、特許文献2には加圧流体としてブローエアの替わりに液体を使用してプリフォームをブロー成形する方法に係る発明が記載されている。このような成形方法では、液体として、飲料、化粧品、薬品等の最終的に製品に充填される内容液を使用すれば、充填工程を省略することができ生産ラインを簡略化することが可能となる。
特開2003-251685号公報 特開2000-43129号公報
 特許文献2に記載される、加圧流体として液体を使用するブロー成形では、プリフォームの口筒部を除く部分を延伸状のブロー成形に適した温度に予備加熱し、加圧した液体をプリフォーム内に供給し、膨張状に延伸して容器を賦形するが、液体の場合には気体に比較してプリフォームとの熱伝導が大きく、この液体の温度によってプリフォームの温度が大きく変化するため、プリフォーム内に供給する液体の温度を高い精度で制御する必要がある。
 ここで、供給する液体の温度にばらつきがあると、この液体の温度によって延伸されるプリフォームの温度が変化して延伸性が変化するため、容器の強度や耐熱性等の性能にばらつきが生じる、十分な賦形性が得られない等の問題が発生する場合がある。
 図13は加圧流体としてブローエアの替わりに液体を使用してプリフォームをブロー成形する、従来のブロー成形装置の概略説明図である。この装置の主部Aは金型1とブローノズル104を有し、主要部Aに隣接して加圧流体を供給するための付属設備として加圧液体供給部122と液体循環装部123を配置している。
 加圧液体供給部122はプランジャーポンプ状で、加圧ポンプやコンプレッサー等の加圧装置121から配管P1を介して供給される加圧流体Fpを動力源として作動し、加圧した液体Lを配管P2、電磁バルブV101を介してブローノズル104を経て、ブローノズル104の先端部に密に外嵌するプリフォーム31の内部に供給し、プリフォーム31を金型1のキャビティ形状に沿って膨張状に延伸し、容器41を賦形する。
 液体循環装置123は、配管R102と配管R103を介して液体Lを循環しながら、また配管R101から液体Lを新たに補給しながら、所定の温度に調整した液体Lを加圧液体供給部122に供給するが、加圧した液体Lは上記したように配管P2、ブローノズル104を経てプリフォーム31の内部に供給されるため、その温度が、装置が配置されている現場の室温や成形ショット数等の多くの要因により変化してしまう。また、ブロー成形は、(1)プリフォーム31を金型1にセットする工程、(2)ブローノズル104をプリフォーム31の口筒部32に嵌合する工程、(3)加圧した液体Lを、ブローノズル104を経てプリフォーム31の内部に供給し容器41を賦形する工程、(4)ブローノズル104をプリフォーム31の口筒部32から脱嵌合する工程、(5)金型1を型開きして容器41を取り出す工程、と云うように多く工程有するが、この中、液体Lは(3)の工程で初めてブローノズル内に導入され、直ぐにプリフォーム31あるいは容器41内に排出されることも相俟って、プリフォーム31の内部に供給される液体Lの温度を一定に保持することは現実の生産上、難しい技術的事項であった。
 そこで、本発明は加圧流体として液体を使用するブロー成形装置において、プリフォームを膨張状に延伸するためにプリフォーム内に供給する液体の温度を、高精度に制御することを技術的課題とするものである。
 上記課題を解決するための本発明主たる構成は、ブロー成形用の金型と、有底筒状のプリフォームを金型に装着した状態でプリフォームの口筒部に密に嵌合するブローノズルを有し、また加圧液体供給部を配設し、この加圧液体供給部から加圧した液体を、ブローノズルを介してプリフォーム内に供給し、金型のキャビティに沿って膨張状に容器を賦形するブロー成形装置において、ブローノズル内の液体の供給路の下流側端部にこの供給路の開閉が可能にバルブ機構を配設し、このバルブ機構の閉状態で供給路と加圧液体供給部で液体の循環が可能に、また開状態で供給路を経てプリフォーム内に加圧した液体の供給が可能に構成する、と云うものである。
 上記構成の装置によれば、プリフォームを金型へセットする工程から成形した容器を金型から取り外す工程に至るブロー成形の全工程のうち、加圧した液体を、供給路を経てプリフォームの内部に供給し容器を賦形する工程を除いた他の工程で、加圧流体として使用する液体を常時、あるいは必要に応じて供給路と加圧液体供給部との間で循環させて所定の温度に調整することができ、容器を賦形するためにプリフォーム内に供給する液体の温度を高い精度で制御することでき、容器の賦形を一定の温度条件で安定して達成することができ、前述した容器の強度や耐熱性等の性能にばらつきが生じる、十分な賦形性が得られない等の問題を、生産性を損なうことなく効果的に解決することができる。
 ここで、バルブ機構を、ブローノズル内に形成されるプリフォーム内に連通する供給路の下流側端部に配設することにより、この供給路に滞留する液体の大部分を循環して温度を調整することができ、液体の温度を所定の温度に高い精度で保持することができる。
 本発明の他の構成は、上記主たる構成において、加圧液体供給部に所定の温度に調整して液体を供給する液体循環部を配設し、供給路は、ブローノズルの、供給路の上流側端部に配設される導入路を介して加圧液体供給部と開閉可能に連通し、下流側端部でバルブ機構の上流側位置に配設される排出路を介して開閉可能に液体循環部に連通するものとし、バルブ機構の閉状態で、液体循環部を介して供給路と加圧液体供給部の間で液体の循環が可能に構成する、と云うものであり、供給路と加圧液体供給部の間で液体を循環するための構成に関するものである。
 本発明のさらに他の構成は、上記主たる構成において、ブローノズルに、このブローノズルの軸方向に移動可能に棒状のシール体を挿通、配設し、このシール体の先端部の、ブローノズルの内周面に配設したシール段部への当接により供給路を閉状態とすることが可能に構成し、このシール体の先端部のシール段部への当接と脱当接によりバルブ機構を構成する、と云うものである。
 上記構成は、ブローノズル内の供給路の開閉をするバルブ機構に関するものであり、ブローノズルの軸方向に移動可能に挿通、配設した棒状のシール体の移動動作により、供給路を容易に開閉することができる。
 本発明のさらに他の構成は、上記構成において、筒棒状の軸体に液密状に摺動可能にロッドを挿通してシール体とする、と云うものである。
 棒筒状の軸体に液密状に摺動可能に挿通するロッドは、軸体の移動動作とは別のモードで移動動作させることができ、このロッドはブロー成形に加圧流体として使用した液体を、賦形と同時に製品として充填した容器におけるヘッドスペースを、所定の量に制御するための部材として利用することができる。また、プリフォームを縦延伸するための延伸ロッドとしても利用できる。
 本発明のさらに他の構成は、上記構成において、前記ロッドを、プリフォームを縦延伸する延伸ロッドに構成し、前記ブローノズルに軸方向に沿って円筒棒状の軸体を挿通、配設し、該軸体の下端に同軸心状に円筒状のロッドガイドを連結し、前記、連結した軸体とロッドガイドに前記延伸ロッドが挿通し、さらにロッドガイドには延伸ロッドが摺動可能に周接状に挿通する構成とし、前記軸体とロッドガイドと延伸ロッドで前記シール体を構成し、前記ブローノズルの内周面とシール体の外周面で円筒状の液体の前記供給路を形成し、前記バルブ機構の閉状態でロッドガイドが、ブローノズルのシール段部直下の縮径部に嵌入し、前記バルブ機構の開状態でロッドガイドが縮径部から上方に脱嵌入する構成とする、と云うものである。
 上記構成の装置によれば、まず、軸体の下端に連結したロッドガイドに延伸ロッドが摺動可能に周接状に挿通する構成とすることにより、金属材料が使用される軸体と延伸ロッドの間に、耐磨耗性、滑り性等の観点から設ける必要のある隙間に起因する延伸ロッドの姿勢のガタツキ、所謂、芯ブレを抑制することができ、延伸ロッドによるプリフォームの縦延伸をスムーズに実施することが可能となる。また、ロッドガイドは短円筒状とすることができ、延伸ロッドとの周接面積を小さくし、延伸ロッドの摺動抵抗を小さくして、摺動動作をスムーズに達成することができる。
 さらに、バルブ機構を閉状態として縦延伸する場合には、ロッドガイドをシール段部の直下の縮径部に嵌入した状態、すなわちロッドガイドをブローノズルの縮径部の周壁により支持された状態とすることができ、ロッドガイドを介して、縮径部による延伸ロッドの姿勢を支持する機能が十分に発揮され、上記した延伸ロッドの芯ブレを抑制する作用効果が相俟って、延伸ロッドによるプリフォームの縦延伸を、芯ブレのない、また芯ズレのない状態で均一に実施することができる。
 そして、プリフォームを加圧した液体により膨張状に延伸する工程では、バルブ機構を開状態とすることにより、ロッドガイドをシール段部直下の縮径部から脱嵌入した状態とし、ブローノズルの内周面と延伸ロッドの外周面で形成され、切欠きがなく、かつ十分な流路面積を有する円筒状の、プリフォームの内部に連通する液体の流路を形成することができ、上記したロッドガイドによる均一な縦延伸性と相俟って、容器の賦形を安定した状態、そして高い生産性で実施することができる。
 また、加圧液体として飲料、化粧品、薬品等の、最終的に製品に充填される液体を使用し、これら液体を最終的に充填した製品を製造する場合には、成形と同時に、内容液が充填された容器におけるヘッドスペースを所定の量に高精度に制御する必要があり、このヘッドスペースは、ブロー成形の最終段階で延伸ロッドを口筒部から脱挿入する分、供給路に残留した液が容器の内部に流入して決まるものであるが、上記構成では、液の供給を停止するためのバルブ機構がブローノズル内に配設されているので、このバルブ機構をプリフォームの口筒部の直上にも配設することもでき、バルブ機構直下からプリフォームの口筒部の上端にかけての供給路部分に残留する液の量を少なくして高精度で計量することができ、ヘッドスペースをより高精度に制御することが可能となる。
 本発明の他の構成は、上記構成において、ロッドガイドをポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂製とする、と云うものである。
 ロッドガイドは延伸ロッドの芯ブレを抑制する機能を発揮するものであり、金属を使用する延伸ロッドが、周設状に挿通し、高速で繰り返し摺動するため、耐熱性、耐久性、耐摩耗性、滑り性が求められる部材であり、エンジニアリングプラスチックや、所謂、スーパーエンジニアリングプラスチックのなかから、用途によって食品衛生性等も考慮しながら適宜選ぶことができる。この中でも、スーパーエンジニアリングプラスチックの一つであるPEEK樹脂はこれらの性能を十分発揮できる材料であり、ロッドガイドに適した材料である。この他にも、ロッドガイドに適した材料として、エンジニアリングプラスチックであるポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等、スーパーエンジニアリングプラスチックであるポリスルフォン(PSF)樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、ポリフェニレンスルファイド(PPS)樹脂等を挙げることができる。
 本発明のさらに他の構成は、上記構成において、軸体の下端部は短円筒状のシール筒片が拡径同軸心状に嵌合組み付いて構成されており、このシール筒片の周縁部がシール段部に当接し、このシール筒片の下端に縮径状にロッドガイドを連結する構成とする、と云うものである。
 上記構成によれば、軸体の下端部を拡径同軸心状の短円筒状のシール筒片で構成することにより、軸体の下端部の径を大きく調整することができシール体によるバルブ機構の構成の設計の自由度を大きくすることができ、シール機能を十分に発揮させることが可能となる。また、軸体の下端部の径を大きくすることにより、その分ロッドガイドの径、そして縮径部の径を大きくすることができ、使用目的に応じて液体の流路設計の自由度を大きくすることが可能となる。
 本発明のさらに他の構成は、上記主たる構成において、ブローノズルの下端部にプリフォームの口筒部に嵌入する嵌入筒片を配設し、この嵌入筒片の外周壁に先端に向かって縮径する周段部を周設し、この周段部と口筒部の上端面のシール部材を介した当接により、ブローノズルを口筒部に密に連通する構成とする、と云うものである。
 上記構成は、ブローノズルを口筒部に密に連通するためのシール方法に係るものであるが、上記構成によりシンプルな構成でシール性を確実に保持することができ、またプリフォームの装着、脱装着についても高速で実施でき、さらにシール部材の交換を含む保守管理も容易に実施することができる。勿論、上記シール方法に関する構成は一例であり、シール性、生産性等を考慮して適宜のシール方法を採用することができる。
 本発明のブロー成形装置は、上記した構成となっており、本発明の主たる構成を有する装置によれば、プリフォームを金型へセットする工程から成形した容器を金型からの取り外す工程に至るブロー成形の全工程のうち、加圧した液体を、供給路を経てプリフォームの内部に供給し容器を賦形する工程を除いた他の工程で、加圧流体として使用する液体を常時、あるいは必要に応じて供給路と加圧液体供給部との間で循環させて所定の温度に調整することができ、容器を賦形するためにプリフォーム内に供給する液体の温度を高い精度で制御することでき、容器の賦形を一定の温度条件で安定して達成することができ、容器の強度や耐熱性等の性能にばらつきが生じる、十分な賦形性が得られない等の問題を、生産性を損なうことなく効果的に解決することができる。
本発明の第1実施形態であるブロー成形装置の全体的な構成の一例を示す概略説明図である。 図1の装置の主部の下半部を拡大した断面図である。 図1の装置による成形工程のうち、加圧した液体によりプリフォームを膨張状に延伸して容器を賦形した状態を示す断面図である。 図1の装置による成形工程のうち、図3の状態からロッドを脱挿入した状態を示す断面図である。 本発明の第2実施形態であるブロー成形装置の全体的な構成の一例を示す説明図である。 図5の装置の主部の下半部を拡大した断面図である。 図5の装置による成形工程のうち、図6の状態から延伸ロッドでプリフォームを縦延伸した状態を示す断面図である。 図5の装置による成形工程のうち、図7の状態から加圧した液体によりプリフォームを膨張状に延伸する工程において、容器の賦形を完了する直前の状態を示す断面図である。 図5の装置による成形工程のうち、図8の状態から延伸ロッドを所定の高さ位置まで引上げ、容器の賦形を完了した状態を示す断面図である。 図5の装置による成形工程のうち、図9の状態から延伸ロッドを容器内から脱挿入した状態を示す断面図である。 成形工程の他の例を示す断面図である。 従来のブローエアによるブロー成形装置の一例の要部を示す断面図である。 (a)は加圧液体によるブロー成形装置の従来例を示す概略説明図、(b)は(a)中のC-C線に沿って示す、ロッドガイドの平断面図である。
 以下、本発明の第1実施形態を実施例に沿って図面を参照しながら説明する。1~4は本発明のブロー成形装置の一実施例、さらにはこの装置を使用したブロー成形方法を説明するためのものである。まず、図1と図2を参照しながら装置の全体的な構成を説明するが、図1は本発明のブロー成形装置の全体的な構成の一例を示す概略説明図であり、図2は図1中、縦断面で示される装置の主部の下半部を拡大した断面図で、主部の細かい構成部位については図2を参照する。
 図1は、金型1にプリフォーム31を装着し、ブローノズル4の先端をこのプリフォーム31の口筒部32に嵌入した状態を示している。使用するプリフォーム31の形状は全体として有底円筒の試験管状で、上端部に口筒部32を起立設し、この口筒部32の下端部にはネックリング33が配設されており、口筒部32を外部に(図1、2中では上方に)突出させた状態で金型1内に装着されている。
 この装置の主部は金型1、隔壁部材11、ブローノズル4を有し、付属設備として加圧装置21、加圧液体供給部22、液体循環部23を配置している。隔壁部材11は、図2に示されるように金型1の上方に突出したプリフォーム31の口筒部32の外周面を、空間Sを介して囲繞するように金型1の上方に配設されている。また、隔壁部材11には必要に応じて空間Sに加圧気体を供給するための通気孔13が配設されている。また隔壁部材11の下端部に周設した支持鍔片12をプリフォーム31のネックリング33に上方から密に当接させて、プリフォーム31の装着姿勢を保持するようにしている。
 ブローノズル4は全体として筒状で、シール部材7bにより密に連結される嵌入筒片5と供給筒部6から構成されている。嵌入筒片5は、内部に円柱状の中空部を有し、図2に示されるように外周壁には先端に向かって縮径する周段部5aが周設されており、円筒状の先端部がプリフォーム31の口筒部32に嵌入し、周段部5aと口筒部32の上端面のシール部材(Oリング)7aを介した当接により、ブローノズル4と口筒部32が密に連通状に連結するようにしている。
 供給筒部6は全体として内部が円柱状の中空部を有する部材で、図1に示されるように、上端部に周壁を貫通して液体Lの導入路6aが配設されており、下端部近傍には同じく周壁を貫通して液体Lの排出路6bが配設されている。また、この排出路6bのさらに下方、供給筒部6の下端部の内周面には下方に向かって縮径状に傾斜したシール段部6sが周設されている。また、このシール段部6sの下には供給筒部6の外部と内部を連通するための通気孔6cが配設されている。
 また、上記のように嵌入筒片5と供給筒部6から構成されるブローノズル4の中には、軸方向(図1中では上下方向)に細長い棒状のシール体(シールピン)9が挿通、配設されている。ここで、シール体9は、細長い円筒棒状の軸体9aに液密状に摺動可能に細長い円柱状のロッド8を挿通したものであり、軸体9aの先端部には、短円筒状のシール筒片9tが同軸心状に嵌合組み付けされている。そして、このシール筒片9tの下端面の外周縁部は角取りしてテーパー縁部9taとなっている。
 また、ブローノズル4とこのシール体9によりブローノズル4内に、このブローノズル4の軸方向に沿って、プリフォーム31内に連通する円筒状の供給路Fsが形成され、シール体9を下降変位させることにより図1、2に示されるようにシール筒片9tのテーパー縁部9taが供給筒部6の下端部の内周面に周設されるシール段部6sに当接して供給路Fsのプリフォーム内部への連通を閉状態とすることができ、またシール体9を図3に示されるように上昇変位させることにより開状態とすることができ、このテーパー縁部9taのシール段部6sへの当接と、脱当接によりバルブ機構Vmが構成される。ここで、前述した導入路6aは供給路Fsの上流側端部に位置し、排出路6bは供給路Fsの下流側端部で上記シール段部6sの上流側直近に位置する。
 また、ロッド8は後述するようにブロー成形に加圧流体として使用した液体Lを賦形と同時に製品として充填した容器におけるヘッドスペースを所定の量に制御する機能を発揮させるためのものである。また、ロッド8を、プリフォーム31を縦延伸するための延伸ロッドとして利用することもできる。
 次に、付属設備についてみると、加圧装置21、加圧液体供給部22、液体循環部23が配設されているが、加圧装置21は、従来からブロー成形では必須の設備であり、加圧ポンプやコンプレッサー等の大型の設備であり、この加圧装置21から配管P1を介して供給される加圧流体Fpが、加圧した液体Lを供給するプランジャーポンプ状の加圧液体供給部22の動力源となる。勿論、加圧液体供給部22には、図示したプランジャー等ポンプ状のものの他にも2部屋を有するピストン内蔵のシリンダー等のものを使用することができる。
 また、液体循環部23は、液体Lを配管R1から新たに補給しながら所定の温度に調整して配管R2により加圧液体供給部22に供給すると共に、液体Lを、所定の温度に調整しながら加圧液体供給部22とブローノズル4内の供給路Fsとの間を循環させる機能を有する。すなわち、液体Lを必要に応じて、供給路Fs→排出路6b→配管R3→液体循環部23→配管R2→加圧液体供給部22→配管P2→導入路6a→供給路Fsと云うように構成される循環路CRを循環させることができる。
 そして、循環路CRには、ブロー成形の工程に沿って、必要に応じて流路を開閉するバルブが多数配設されているが、図1中には4つの電磁式のバルブV1、V2、V3、V4を示している。
 次に、図1~4を参照しながら、上記説明したブロー成形装置を使用した合成樹脂製容器の製造方法、すなわちブロー成形方法について説明する。ブロー成形は次の(1)~(6)に記載した工程を順次、実施する。
(1)まず、口筒部32を除く部分をブロー成形に適した温度に加熱したプリフォーム31を、口筒部32を上方に突出させた状態でブロー成形用の金型1に装着し、型締めする。
(2)次に、組付け固定した隔壁部材11とブローノズル4を口筒部31の上方から下降させ、嵌合筒片5の先端部を口筒部32に嵌入し図1、2に示す状態とする。ここで、シール体9の先端部を構成するシール筒片9tのテーパー縁部9taは供給筒部6のシール段部6sに当接させてバルブ機構Vmを閉状態とし、さらにロッド8を下降変位させてその先端部を所定の長さ分、プリフォーム31内に挿入した状態としている。また、バルブV1、V2、V3はいずれも開状態とし、液体Lは、液体循環部23で温度調整されながら前述した循環路CRを循環している。
(3)次に、図1の状態から図3に示されるようにシール体9を構成する軸体9aに伴ってシール筒片9tを上昇変位させてバルブ機構Vmを開状態とし、バルブV1、V2、V3を閉状態として、循環路CRに沿った液体Lの循環を停止し、加圧液体供給部22の加圧機能を作動させて加圧した液体Lを供給路Fsから口筒部32を経てプリフォーム31の内部に供給し、プリフォーム31を膨張状に延伸し、金型1のキャビティ2に沿って容器41を賦形する。この工程で、液体Lの圧力により口筒部32が拡径変形するような場合には、配管P3を介して隔壁部材11に配設した通気孔13から加圧気体を隔壁部材11内に導入し、口筒部32の外周面を囲繞する空間Sを加圧することにより、このような拡径変形を効果的に抑制することができる。
(4)次に、上記のように容器41が賦形され後に、図4に示されるように軸体9aを下降変位させてバルブ機構Vmを閉状態とし、バルブV1、V2、V3を開状態として、液体Lを再び循環路CRに沿って循環させる。
(5)(4)の工程と同時に、あるいは少し遅れて、図4に示されるようにロッド8の先端部を容器41内から脱挿入する。ここで、ロッド8の先端部の脱挿入に伴って、バブル機構Vmより下方の供給路Fsに残存する液体Lは全て容器41内に流入し、さらに容器41内で液面Lsが下降し、図4に示されるように予め設定した所定のヘッドスペースHsに調整することができる。また、ロッド8の先端部の脱挿入動作の際に、容器41内が減圧状態になり容器41が減容状に変形する場合には、ブローノズル4の供給筒部6に配設した吸気孔6cをバルブV4により開状態とすることにより、容器41内の減圧状態を緩和することができ、上記のような容器41の変形を効果的に防ぐことができる。
(6)そして、図示は省略しているが、ブローノズル4と容器41の口筒部31を脱嵌合し、さらに金型1を型開きして液体Lが充填した容器41を取り出し、口筒部32をキャップでシールし製品とする
 ここで、上記説明したブロー装置、あるいはこの装置を使用した成形方法では、加圧した液体Lでプリフォーム31を膨張状に延伸して容器41を賦形、成形する例を説明したが、ロッド8を、プリフォーム31を縦延伸するための延伸ロッドとして利用し、このロッド8による縦延伸と加圧した液体Lによる膨張状の延伸を合わせた、所謂、2軸延伸ブロー成形を実施することもできる。
 次に、本発明の第2実施形態を実施例に沿って図面を参照しながら説明する。
 図5~図11は本発明の第2実施形態のブロー成形装置およびこの装置を使用した合成樹脂製容器の製造方法を説明するためのものであり、以下、主として図5、6により本発明の第2実施形態のブロー成形装置の全体的な構成の一例を説明し、図5~図10によりこの装置を使用した合成樹脂製容器の製造方法の一例、すなわち液体を圧力媒体としたブロー成形法の工程の一例を説明する。なお、図5~図11においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号を付し、再度の説明は省略する。
 図5、図6に示すように、本実施の形態では、嵌入筒片5は、上部はテーパー筒状で下部は円筒状となる形状に形成される。また、供給筒部6のシール段部6s直下には、その直上の部分に比較して直径が小さな縮径部6dが設けられている。さらに、ロッド8は延伸ロッド8として構成されている。
 また、本実施の形態においては、シール体9は、下端部に短円筒状のシール筒片9tが同軸心状に嵌合組み付きして構成される細長い円筒棒状の金属性の軸体9aと、シール筒片9tの下端に胴軸心状に連結する円筒状のロッドガイド9gとに、細長い円柱状の延伸ロッド8を挿通したものとされている。軸体9aの下端部は短円筒状のシール筒片9tが同軸心状に嵌合組み付いて構成されている。
 ここで、耐摩耗性や滑り性等の観点から、延伸ロッド8を、若干の隙間を介して軸体9aに挿通しており、一方、ロッドガイド9gを、延伸ロッド8が摺動可能に周接状に挿通する構成としている。なお、延伸ロッド8は供給筒部6の上端部で上部ロッドガイド6tgに摺動可能に周接状に挿通している(図5参照)。
 また、ロッドガイド9gは縮径部6dへの摺動状の嵌入、脱嵌入が可能に配設されている。
 ここで、このロッドガイド9gは、上記したように延伸ロッド8が周接状に挿通し高速に摺動が繰り返され、また縮径部6dに周接した状態で、摺動状の嵌入あるいは脱嵌入動作が高速で繰り返される部材で、本実施例では耐熱性、耐久性、耐磨耗性、滑り性の観点からこのロッドガイド9gをポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂製としている。勿論、使用条件等を考慮して、他のエンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチックから適宜の合成樹脂を選ぶこともできる。なお、シール筒片9tとロッドガイド9gは、シール筒片9tをインサート材としたロッドガイド9gの射出成形により、アンダーカット状に強固に結合することができる。
 また、バルブ機構Vmの閉状態では、ロッドガイド9gが、ノズルガイド4のシール段部6s直下の縮径部6dに嵌入した状態となり、バルブ機構Vmの開状態では、ロッドガイド9gが縮径部6dから上方に脱嵌入した状態となり、液体Lの流路が開放される。
 ここで、前述したように延伸ロッド8と軸体9aはいずれも金属を使用する部品で、両者の磨耗を防ぐため、あるいは両者の相対的な移動がスムーズに達成されるように、延伸ロッド8はシール筒片9tを含む軸体9aに、若干隙間ができるような状態で挿通、配設されており、縦延伸工程でこの隙間に起因する延伸ロッド8の芯ブレが生じる恐れがある。
 この点、本実施形態の構成の場合、延伸ロッド8はロッドガイド9gに摺動可能に周接状に挿通しており、図8に見られるように、バルブ機構Vmが開状態でロッドガイド9gが縮径部6dから上方に脱嵌入した状態であっても、ロッドガイド9gに対する縮径部6dによる支持はなくなるが、少なくとも延伸ロッド8とシール筒片9tを含む軸体9aとの隙間に起因する、延伸ロッド8の芯ブレを抑制することができる。
 さらに、バルブ機構Vmを閉状態として縦延伸する場合には、ロッドガイド9gをシール段部6sの直下の縮径部6dに嵌入した状態、すなわちロッドガイド9gをブローノズル4の縮径部6dの周壁により支持された状態とすることができ、ロッドガイド9gを介して、縮径部6dによる延伸ロッド8の姿勢を支持する機能が十分に発揮され、上記したロッドガイド9gによる延伸ロッド8の芯ブレを抑制する作用効果も相俟って、延伸ロッド8によるプリフォームの縦延伸を、ブレのない、あるいは所謂、芯ズレのない状態で均一に実施することができる。
 次に、図5~図10を参照しながら、上記説明した第2実施形態のブロー成形装置を使用した合成樹脂製容器のブロー成形の工程の一例について説明する。なお、図5~図10中、図6、7、8では装置の主部の下半部を拡大した断面図としている。ブロー成形は次の(1)~(7)に記載した工程を順次、実施する。
(1)まず、口筒部32を除く部分をブロー成形に適した温度に加熱したプリフォーム31を、口筒部32を上方に突出させた状態でブロー成形用の金型1に装着し、型締めする。
(2)次に、組付け固定した隔壁部材11とブローノズル4を口筒部32の上方から下降させ、嵌合筒片5の先端部を口筒部32に嵌入し図5、6に示す状態とする。
 ここで、シール体9の下端部を構成するシール筒片9tのテーパー縁部9taは供給筒部6のシール段部6sに当接しており、バルブ機構Vmが閉状態となっており、また延伸ロッド8がプリフォーム31内に挿入した状態となっている。この状態で、ロッドガイド9gはノズルガイド4のシール段部6s直下の縮径部6dに嵌入した状態となっている。また、バルブV1、V2、V3はいずれも開状態とし、液体Lは、液体循環部23で温度調整されながら前述した循環路CRを循環している。
(3)次に、図6の状態から図7に示されるように延伸ロッド8によりプリフォーム31を縦延伸し、プリフォーム31の底壁35の中央部を、延伸ロッド8の下端部と金型1の底壁1bで挟持した状態とする。この縦延伸工程では、延伸ロッド8の姿勢は、上部に位置する上部ロッドガイド6tgと縮径部6dに支持されたロッドガイド9gにより確実に支持されており、プリフォーム31の縦延伸を、芯ブレおよび芯ズレのない状態で均一に実施することができる。
 ここで、本実施形態では延伸ロッド8によりプリフォーム31の底壁35が金型の底壁1bに当接するまで縦延伸する構成としているが、ブロー成形の生産性や、成形される容器の肉厚分布等を考慮して途中の高さまで縦延伸する構成とすることもできる。
(4)次に、図7の状態から図8に示されるようにシール体9を構成する軸体9aを上昇変位させてバルブ機構Vmを開状態とすることにより、ロッドガイド9gを縮径部6dから脱嵌入させてプリフォーム31内部への液体Lの流路を、ブローズル4の供給筒部6および嵌入筒片5の内周面と延伸ロッド8の外周面で形成される円筒状のスムーズで十分な流路面積を有する流路を形成することができる。そして、バルブV3を閉状態とし、またバルブV1を閉状態とし、加圧液体供給部22から加圧した液体Lを、ブローノズル4内の供給路Fsを介して口筒部32からプリフォーム31内に供給して金型1のキャビティ2の形状に沿って容器41を膨張状に延伸して賦形する。
 ここで、図8の状態では容器41は、肩部43や底部45近傍にキャビティ2面との間に隙間が見られるように賦形の完了の直前の状態であり、胴部44の周壁がキャビティ2面に緩く接した状態である。
 ここで、本実施形態の装置では上記したように、プリフォーム31内部への液体Lの供給流路を、円筒状のスムーズで十分な流路面積を有する流路とすることができ、加圧した液体Lによるプリフォーム内部の昇圧時間を従来の装置に比較して短縮し、生産速度を高くすることができる。因みに、図5の成形装置により上記したブロー成形工程によれば、加圧した液体Lによるプリフォーム31の昇圧時間は334.23msecで、図13に示されるように流路Fcが切欠き状に形成されたロッドガイド104gをプリフォーム31の口筒部32の内部に配設した場合の433.17msに比較して、昇圧時間を大幅に短縮できることが確認された。また、切欠きのない、円筒状のスムーズな流路のため、泡の発生に係る問題についても解消することができた。
(5)次に、液体Lが加圧満注して容器41の賦形が完了する前の所定のタイミングで(図8の状態)、加圧した液体Lの供給を継続した状態で、図9に示すように延伸ロッド8を、その先端が容器41内部の所定の高さ位置Htpになるまで引上げる。
 ここで、延伸ロッド8の引上げ動作に伴って、延伸ロッド8を上昇させた分、加圧した液体Lが容器41の内部に充填されるため、延伸ロッド8の引上げに伴う容器41の減容変形を防ぎながら、図9中に示されるように金型1のキャビティ2に沿った容器41の賦形を完了し、さらに加圧した液体Lで容器41の周壁をキャビティ2面に押付けて、保圧、冷却することができる。
(6)次に、延伸ロッド8の引上げ後の所定のタイミングで、図9の状態から図10に示されるように軸体9aを下降変位させてバルブ機構Vmにより供給路Fsを閉状態とし、延伸ロッド8を容器41内から脱挿入する。この際、バルブV3を開状態として、液体Lを再び循環路CRに沿って循環させる。そして、延伸ロッド8の脱挿入に伴って、バルブ機構Vmより下方の供給路Fsに残存する液体Lは全て容器41内に流入し、さらに容器41内で液面Lsが下降し、図10に示されるように予め設定した所定のヘッドスペースHsに調整することができる。
 ここで、本実施形態の構成では、液体Lの供給を停止するためのバルブ機構Vmがブローノズル4の下端部近傍に配設されているので、このバルブ機構Vmが配設されている位置からプリフォームの口筒部の上端にかけての供給路Fs部分に残留する液体Lの量を少なくして高精度で計量することができ、ヘッドスペースHsをより高精度に制御することが可能となる。一方、図13に示される従来の装置ではブローノズル104の外側に配設されるバルブV101により液体Lの供給を停止するため、ヘッドスペースを高精度に制御することは難しい。
(7)そして、図示は省略しているが、ブローノズル4と容器41の口筒部32を脱嵌合し、さらに金型1を型開きして液体Lが充填した容器41を取り出し、口筒部32をキャップでシールし製品とする。
 以上、実施例に沿って本発明のブロー成形装置の実施形態について説明したが、勿論、本発明は上記した実施例に限定されるものではない。たとえば、上記実施例ではテーパー縁部9taのシール段部6sへの当接と、脱当接によりバルブ機構Vmを構成した例を説明したが、シール性や、開閉に係る操作性等を考慮して、さまざまな態様のバルブ機構を採用することができる。
 また、上記第1実施形態の実施例ではロッド8を利用して容器41における充填液体のヘッドスペースHsの調整する構成としたが、使用目的に応じてロッド8のない構成とすることもできる。
 また上記第2実施形態の工程の例では、延伸ロッド8の下端を縦延伸後の位置から容器内部の所定の高さ位置になるまで引上げるタイミングを、図8に示される容器41の賦形が完了する直前としたが、加圧した液体Lによる膨張状の延伸による容器の賦形中、賦形が完了すると同時、賦形が完了してから所定の時間後等、特に限定されるものではなく、生産性を含めたブロー成形性、減容変形の有無、成形した容器における残留歪みの有無、周壁の均一性等を考慮して適宜決めることができるものである。
 また上記第2実施形態の工程の例では、まず延伸ロッド8による縦延伸を実施し、その後にバルブ機構Vmを開状態として加圧した液体Lをプリフォーム31内に供給するものとしたが、図11に示されるように加圧した液体Lのプリフォーム31内への供給を延伸ロッド8による縦延伸と共に実施することもできる。ここで図11の状態は、図6の状態からバルブV3とバルブV1を閉状態とし、軸体9aを上昇させてバルブ機構Vmを開状態とし、延伸ロッド8による縦延伸と加圧した液体Lのプリフォーム31内への供給を同時に実施し、縦延伸が完了した状態である。
 なお、上記、図11に示した工程は、ロッドガイド9gが縮径部6dから上方に脱嵌入した状態で縦延伸するものであるが、前述したように、ロッドガイド9gに対する縮径部6dによる支持はないものの、ロッドガイド9gの作用効果により少なくとも延伸ロッド8の芯ブレを抑制することができる。
 以上説明したように、本発明の加圧液体を使用するブロー成形装置は、プリフォーム内に供給する液体の温度を、生産性を損なうことなく高い精度で制御することできるものであり、成形される容器の品質の向上、また生産性の向上の観点から加圧液体を使用するブロー成形の分野での幅広い利用展開が期待される。
1 ;金型
1b;底壁
2 ;キャビティ
4 ;ブローノズル
5 ;嵌入筒片
5a;周段部
6 ;供給筒部
6a;導入路
6b;排出路
6c;通気孔
6s;シール段部
6d;縮径部
6tg;上部ロックガイド
7a、7b;シール部材
8 ;ロッド
9 ;シール体
9a;軸体
9t;シール筒片
9ta;テーパー縁部
9g;ロッドガイド
11;隔壁部材
12;支持鍔片
13;通気孔
21;加圧装置
22;加圧液体供給部
23;液体循環部
CR;循環路
Fc;流路
Fs;供給路
Hs;ヘッドスペース
L ;液体
Ls:液面
P1、P2、P3;配管
R1、R2;配管
S ;空間
V1、V2、V3、V4;バルブ
Vm;バルブ機構
31;プリフォーム
32;口筒部
33;ネックリング
35;底壁
41;容器
43;肩部
44;胴部
45;底部
101;金型
103;ネック支持鍔部
104;ブローノズル
104g;ロッドガイド
108;ロッド
110;ガイド筒部
111;挿通孔
R101、R102、R103;配管
V101;バルブ

Claims (8)

  1.  ブロー成形用の金型(1)と、有底筒状のプリフォーム(31)を金型(1)に装着した状態で該プリフォーム(31)の口筒部(32)に密に嵌合するブローノズル(4)を有し、また加圧液体供給部(22)を配設し、該加圧液体供給部(22)から加圧した液体(L)を、前記ブローノズル(4)を介してプリフォーム(31)内に供給し、金型(1)のキャビティに沿って膨張状に容器(41)を賦形するブロー成形装置であって、
     前記ブローノズル(4)内の液体(L)の供給路(Fs)の下流側端部に該供給路(Fs)の開閉が可能にバルブ機構(Vm)を配設し、前記バルブ機構(Vm)の閉状態で供給路(Fs)と加圧液体供給部(22)で液体(L)の循環が可能に、また開状態で供給路(Fs)を経てプリフォーム(31)内に加圧した液体(L)の供給が可能に構成したブロー成形装置。
  2.  加圧液体供給部(22)に所定の温度に調整して液体(L)を供給する液体循環部(23)を配設し、供給路(Fs)は、ブローノズル(4)の該供給路(Fs)の上流側端部に配設される導入路(6a)を介して加圧液体供給部(22)と開閉可能に連通し、下流側端部でバルブ機構(Vm)の上流側位置に配設される排出路(6b)を介して開閉可能に液体循環部(23)に連通するものとし、前記バルブ機構(Vm)の閉状態で、前記液体循環部(23)を介して、供給路(Fs)と加圧液体供給部(22)の間で液体(L)の循環が可能に構成した請求項1記載のブロー成形装置。
  3.  ブローノズル(4)に、該ブローノズル(4)の軸方向に移動可能に棒状のシール体(9)を挿通、配設し、該シール体(9)の先端部の、ブローノズル(4)の内周面に配設したシール段部(6s)への当接により供給路(Fs)を閉状態とすることが可能に構成し、該シール体(9)の先端部のシール段部(6s)への当接と脱当接によりバルブ機構(Vm)を構成した請求項1または2記載のブロー成形装置。
  4.  筒棒状の軸体(9a)に液密状に摺動可能にロッド(8)を挿通してシール体(9)とした請求項3記載のブロー成形装置。
  5.  前記ロッド(8)を、プリフォーム(31)を縦延伸する延伸ロッドに構成し、前記ブローノズル(4)に軸方向に沿って円筒棒状の軸体(9a)を挿通、配設し、該軸体(9a)の下端に同軸心状に円筒状のロッドガイド(9g)を連結し、前記、連結した軸体(9a)とロッドガイド(9g)に前記延伸ロッド(8)が挿通し、さらにロッドガイド(9g)には延伸ロッド(8)が摺動可能に周接状に挿通する構成とし、前記軸体(9a)とロッドガイド(9g)と延伸ロッド(8)で前記シール体(9)を構成し、前記ブローノズル(4)の内周面とシール体(9)の外周面で円筒状の液体(L)の前記供給路(Fs)を形成し、前記バルブ機構(Vm)の閉状態でロッドガイド(9g)が、ブローノズル(4)のシール段部(6s)直下の縮径部(6d)に嵌入し、前記バルブ機構(Vm)の開状態でロッドガイド(9g)が縮径部(6d)から上方に脱嵌入する構成とした請求項4記載のブロー成形装置。
  6.  ロッドガイド(9g)をポリエーテルエーテルケトン樹脂製とした請求項5記載のブロー成形装置。
  7.  軸体(9a)の下端部は短円筒状のシール筒片(9t)が拡径同軸心状に嵌合組み付いて構成されており、該シール筒片(9t)の周縁部がシール段部(6s)に当接し、該シール筒片(9t)の下端に縮径状にロッドガイド(9g)を連結する構成とした請求項5または6記載のブロー成形装置。
  8.  ブローノズル(4)の下端部にプリフォーム(31)の口筒部(32)に嵌入する嵌入筒片(5)を配設し、該嵌入筒片(5)の外周壁に下方に向かって縮径する周段部(5a)を周設し、該周段部(5a)と口筒部(32)の上端面のシール部材(7a)を介した当接により、前記ブローノズル(4)を口筒部(32)に密に連通する構成とした請求項1~7のいずれか一項に記載のブロー成形装置。
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