(57)【要約】【課題】  簡便な構造で大掛かりな改造を必要とせずに既存の設備に対しても適用することができ、薄肉化されたボトルや多層ボトルの芯ずれに有効な延伸ブロー成形方法およびその装置を提供すること。【解決手段】  有底筒状のプリフォーム２０を縦方向に延伸する延伸ロッド２１による縦延伸位置の途中に突出し延伸ロッド２１とで挟圧するとともに、縦延伸方向と逆方向にばね１４で付勢される押えロッド１２をプリフォームの成形用底金型１１に設ける。これにより、縦延伸の途中に待機させたばね１４などで付勢した押えロッド１２と延伸ロッド２１とでプリフォーム２０の底中心部を挟んで縦延伸することで、押えロッド１２の動作を制御する必要もなく、簡単な構造で芯ずれを防止することができ、既存設備へも成形用底金型１１に設けるだけで容易に適用することができる。また、押えロッド１２を縦延伸の途中に待機させることで、成形用底金型１１からの突出量Ｓも少なく、延伸ブロー成形完了後の成形品の取り出しの邪魔になることもない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のプリフォームを延伸ロッドで縦延伸し、その途中に待機させた縦延伸方向と逆方向に付勢した押えロッドと当該延伸ロッドとで前記プリフォームの底中心部を挟持して縦延伸するようにしたことを特徴とする延伸ブロー成形方法。
【請求項２】
前記押えロッドを成形用底金型から突出させるとともに、前記縦延伸の途中の前記押えロッドの待機位置を、前記成形用底金型の後退ストロークより短い突出位置とするようにしたことを特徴とする請求項１記載の延伸ブロー成形方法。
【請求項３】
前記プリフォームを中間部で層構成が異なるとともに、当該層構成が異なる部分の縦延伸が開始される近傍の位置から当該プリフォームの前記押えロッドによる挟圧を開始するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の延伸ブロー成形方法。
【請求項４】
有底筒状のプリフォームを縦方向に延伸する延伸ロッドによる縦延伸位置の途中に突出し前記延伸ロッドとで挟圧するとともに、縦延伸方向と逆方向に付勢される押えロッドを前記プリフォームの成形用底金型に設けたことを特徴とする延伸ブロー成形装置。
【請求項５】
前記押えロッドを、外部から制御せずにスプリングまたは加圧流体により常時付勢する構成としたことを特徴とする請求項４記載の延伸ブロー成形装置。
【請求項６】
前記押えロッドの縦延伸の途中位置を、成形用底金型の後退ストロークより短い突出量の位置として構成したことを特徴とする請求項４または５記載の延伸ブロー成形装置。
【請求項７】
前記延伸ロッドと前記押えロッドとの挟圧による成形完了後の前記押えロッドの付勢による復帰を遅延させる遅延機構を設けたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の延伸ブロー成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、延伸ブロー成形方法およびその装置に関し、有底筒状のプリフォームの延伸の際に芯ずれを防止して成形できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からボトル状容器の一般的な製造は、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂等を用いて有底筒状のプリフォームを射出成形し、得られたプリフォームを加熱昇温後、延伸ロッドで縦方向に延伸し、高圧エアーを吹き込んで周方向に延伸する二軸延伸ブロー成形法で行われている。
【０００３】
このような飲料用のボトル状容器などの延伸ブロー成形では、プリフォームを延伸ロッドで延伸する際に芯ずれを生じることがあり、このため延伸状態が不均一になり、肉厚分布にむらが発生する。
【０００４】
そこで、延伸ロッドによる延伸の際の芯ずれを防止する方法が種々提案されており、例えば特許文献1、２には、延伸ロッドと対向する位置に受けロッドを設けてプリフォームの底部を延伸ロッドと受けロッドで挟んだ状態で、受けロッドをスライド機構を介して後退を制御しながら延伸ロッドによる延伸ブロー成形を行う方法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献３には、底金型の中央に制御コアを設け、プリフォームの底部まで上昇させ、延伸ロッドによる延伸を途中まで行い、その後は制御コアで支えながらブローエアのみにより成形する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−０２４０９９号公報
【特許文献２】特開平１０−０７１６４１号公報
【特許文献３】特開２００２−０６７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、いずれのブロー成形法でもプリフォームの底部を支持する受けロッドを成形用底金型に設け、延伸ロッドによる縦延伸と同期させて移動するよう制御することで、延伸に伴う芯ずれを防止するようにしており、金型の構造が複雑になるとともに、制御のための大掛かりの設備が必要となるという問題がある。
【０００８】
また、既存の延伸ブロー成形装置に適用しようとすると、大掛かりな改造が必要となるとともに、相当のコストがかかるという問題もある。
【０００９】
この発明は上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、簡便な構造で大掛かりな改造を必要とせずに既存の設備に対しても適用することができ、薄肉化されたボトルや多層ボトルの芯ずれに有効な延伸ブロー成形方法およびその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためこの発明の請求項１記載の延伸ブロー成形方法は、有底筒状のプリフォームを延伸ロッドで縦延伸し、その途中に待機させた縦延伸方向と逆方向に付勢した押えロッドと当該延伸ロッドとで前記プリフォームの底中心部を挟持して縦延伸するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の請求項２記載の延伸ブロー成形方法は、請求項１記載の構成に加え、前記押えロッドを成形用底金型から突出させるとともに、前記縦延伸の途中の前記押えロッドの待機位置を、前記成形用底金型の後退ストロークより短い突出位置とするようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、この発明の請求項３記載の延伸ブロー成形方法は、請求項１または２記載の構成に加え、前記プリフォームを中間部で層構成が異なるとともに、当該層構成が異なる部分の縦延伸が開始される近傍の位置から当該プリフォームの前記押えロッドによる挟圧を開始するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、この発明の請求項４記載の延伸ブロー成形装置は、有底筒状のプリフォームを縦方向に延伸する延伸ロッドによる縦延伸位置の途中に突出し前記延伸ロッドとで挟圧するとともに、縦延伸方向と逆方向に付勢される押えロッドを前記プリフォームの成形用底金型に設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、この発明の請求項５記載の延伸ブロー成形装置は、請求項４記載の構成に加え、前記押えロッドを、外部から制御せずにスプリングまたは加圧流体により常時付勢する構成としたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、この発明の請求項６記載の延伸ブロー成形装置は、請求項４または５記載の構成に加え、前記押えロッドの縦延伸の途中位置を、成形用底金型の後退ストロークより短い突出量の位置として構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、この発明の請求項７記載の延伸ブロー成形装置は、請求項４〜６のいずれかに記載の構成に加え、前記延伸ロッドと前記押えロッドとの挟圧による成形完了後の前記押えロッドの付勢による復帰を遅延させる遅延機構を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の請求項１記載の延伸ブロー成形方法によれば、有底筒状のプリフォームを延伸ロッドで縦延伸し、その途中に待機させた縦延伸方向と逆方向に付勢した押えロッドと当該延伸ロッドとで前記プリフォームの底中心部を挟持して縦延伸するようにしたので、縦延伸の途中から待機状態のばねなどで付勢した押えロッドでプリフォームの底中心部を延伸ロッドで挟んで縦延伸することで、押えロッドの動作を制御する必要もなく、簡単な構造で芯ずれを防止することができ、全長を短くできるので、既存設備への適用も容易に行うことができる。
【００１８】
また、この発明の請求項２記載の延伸ブロー成形方法によれば、前記押えロッドを成形用底金型から突出させるとともに、前記縦延伸の途中の前記押えロッドの待機位置を、前記成形用底金型の後退ストロークより短い突出位置とするようにしたので、成形用底金型を後退させて成形品を取り出す場合にも押えロッドが全く邪魔にならず、円滑に取り出すことができる。
【００１９】
さらに、この発明の請求項３記載の延伸ブロー成形方法によれば、前記プリフォームを中間部で層構成が異なるとともに、当該層構成が異なる部分の縦延伸が開始される近傍の位置から当該プリフォームの前記押えロッドによる挟圧を開始するようにしたので、中間部で層構成が異なるプリフォームを縦延伸する場合でも芯ずれが生じ易い層構成の異なる部分の縦延伸が始まる近傍から押えロッドで挟圧を開始することで、芯ずれを有効に防止した成形品を得ることができる。
【００２０】
また、この発明の請求項４記載の延伸ブロー成形装置によれば、有底筒状のプリフォームを縦方向に延伸する延伸ロッドによる縦延伸位置の途中に突出し前記延伸ロッドとで挟圧するとともに、縦延伸方向と逆方向に付勢される押えロッドを前記プリフォームの成形用底金型に設けたので、縦延伸の途中に待機させたばねなどで付勢した押えロッドと延伸ロッドとでプリフォームの底中心部を挟んで縦延伸することで、押えロッドの動作を制御する必要もなく、簡単な構造で芯ずれを防止することができ、全長を短くできるので、既存設備へも成形用底金型に設けるだけで容易に適用することができる。
【００２１】
さらに、この発明の請求項５記載の延伸ブロー成形装置によれば、前記押えロッドを、外部から制御せずにスプリングまたは加圧流体により常時付勢する構成としたので、芯ずれを防止するのに必要な付勢力を簡単に確保することができ、構造が簡素化でき、既存設備に簡単に適用できる。
【００２２】
また、この発明の請求項６記載の延伸ブロー成形装置によれば、前記押えロッドの縦延伸の途中位置を、成形用底金型の後退ストロークより短い突出量の位置として構成したので、成形品の取り出しの際、成形用底金型を後退させるだけで、押えロッドと成形品の干渉が防止でき、簡単に取り出すことができる。
【００２３】
さらに、この発明の請求項７記載の延伸ブロー成形装置によれば、前記延伸ロッドと前記押えロッドとの挟圧による成形完了後の前記押えロッドの付勢による復帰を遅延させる遅延機構を設けたので、成形完了後、押えロッドが前方に付勢されても成形品に大きな力が加わることがなく、成形品に損傷を与えることもなく、容易に成形品を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の延伸ブロー成形装置の一実施の形態にかかる概略断面図および付勢手段部分の説明図である。
【図２】この発明の延伸ブロー成形装置の他の一実施の形態にかかる付勢手段部分の説明図である。
【図３】この発明の延伸ブロー成形装置のさらに他の一実施の形態にかかり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ加圧エア式の付勢手段の説明図である。
【図４】この発明の延伸ブロー成形方法およびその装置での成形対象の一例の説明図である。
【図５】この発明の延伸ブロー成形方法の一実施の形態にかかる前半の工程説明図である。
【図６】この発明の延伸ブロー成形方法の一実施の形態にかかる後半の工程説明図である。
【図７】この発明の延伸ブロー成形方法およびその装置の一実施の形態にかかり、押えロッドによる延伸ロッドのストロークに対する有効範囲の実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明を実施するための形態について図面に基づき詳細に説明する。  
まず、この発明の延伸ブロー成形装置の一実施の形態について図１により説明する。  
この延伸ブロー成形装置１０では、通常の２軸延伸ブロー成形装置としての機構に加え、成形用底金型１１に押えロッド１２が設けられ、成形用底金型１１の底部から金型内にスライド可能に突き出し、縦延伸の途中位置に押えロッド１２の先端が位置するようにしてある。この押えロッド１２は、常時付勢手段１３を備えて外部から制御することなく金型内で縦延伸方向と逆方向(図示例では、上方)に付勢され、例えば、ばね１４で付勢してある。
【００２６】
この延伸ブロー成形装置１０では、成形用底金型１１の下方に上下の端板１５ａ、１５ｂで塞がれた円筒状のホルダー１５が取り付けられ、押えロッド１２がホルダー１５に装着され、ホルダー１５にガイドされてスライド可能に支持されている。そして、ホルダー１５の下端板１５ｂと押えロッド１２の基端側段差部１２ａとの間にばね１４が装着されて常時付勢されるとともに、押えロッド１２の先端側段差部１２ｂを上端板１５ａに当てることで突出位置が規制される。
【００２７】
このような押えロッド１２とばね１４による常時付勢手段１３では、押えロッド１２が押し込まれると、そのストロークに応じて図１(ｂ)に示すように、付勢力が増大することになるが、例えば図２に示すように、押えロッド１２の基端側段差部１２ａに加えて２段目１２ｃを設けてばね１４に加えてばね１４ａをストロークの途中から付勢力が押えロッド１２に加わるようにすることで、ストロークに応じた常時付勢力を２段階に変更することができる。
【００２８】
なお、押えロッド１２の付勢手段１３としては、図３(ａ)および同図(ｂ)にそれぞれ示すように、エアシリンダ１６を設けて押えロッドにピストンロッド１６ａを連結 (あるいは、ピストンロッド１６ａを押えロッド１２と兼用) し、基端側シリンダ室１６ｂにエア供給手段１７としてエアタンク１７ａと配管１７ｂおよび安全弁１７ｃを接続して密閉状態としてある。そして、エアタンク１７ａにはレギュレータ１７ｄを介して加圧エアを供給できるようになっており、通常は、エア供給手段１７を密閉された状態とすることで、外部からの制御を行うことなく、ピストンロッド１６ａを付勢する。
【００２９】
延伸ロッドと押えロッドによりプリフォーム底部を挟圧しながら縦延伸すると、基端側シリンダ室が圧縮され、初期の加圧状態から所定圧まで上昇すると安全弁が開き、以降、縦延伸が終了して安全弁が閉じるまで所定圧で押えロッドを付勢する。
【００３０】
なお、ばねや加圧エアによる押えロッドに加える付勢力は、プリフォームの底部の延伸ブロー成形に支障のないできるだけ大きな挟圧力を付与することが有効であり、例えば押えロッドを１０ｍｍ押込んだ位置でのバネの反発力を１５〜４５Ｎの範囲とすることで、芯ずれを有効に防止することができる。
【００３１】
また、このエア供給手段１６には、延伸ブロー成形完了後、成形用底金型１１を型開きのため後退させると、ピストンロッド１６ａがエアによる常時付勢力で突出することになることから、突出を遅らせる遅延機構１８として先端側シリンダ室１６ｃに絞り弁１８ａを設けてマフラー１８ｂを介して排気できるようにしたり、先端側シリンダ室１６ｃにも基端側シリンダ室１６ｂと同一圧力のエアを供給する配管１８ｃを設けることで、ピストンロッド１６ａの断面積分の付勢力のみが発生するようにしてピストンロッド１６ａの突出を遅らせるようにしても良い。
【００３２】
これらの遅延機構１８を設けることで、成形品の取り出しの際に押えロッド１２が邪魔にならず取り出すことができる。また、型開きの途中で成形品にかかる外力が低減されて傷付きを防止できる。
【００３３】
このような延伸ブロー成形装置１０では、押えロッド１２を延伸ブロー成形の縦延伸の開始から延伸ロッドと押えロッド１２でプリフォームの底中心部を挟むようにして縦延伸を行うのではなく、図５、６にその成形工程を示すように、押えロッド１２を縦延伸の途中に待機させた状態として、その後、成形用胴部金型１９にセットしたプリフォーム２０に挿入した延伸ロッド２１と押えロッド１２によってプリフォーム２０の底中心部を挟むようにして縦延伸が行われる。
【００３４】
この押えロッド１２のストロークＳ、すなわち押えロッド１２の成形用底金型１１からの突出量は、成形用底金型１１の成形品２２の取り出しのための後退ストロークＳ1より小さくすることが好ましく(図６(ｃ)参照)、こうすることで成形品２２を取り出す場合に押えロッド１２の先端が成形品２２と干渉しないようにすることができる。
【００３５】
このような押えロッドを設ける場合の押えロッド有効範囲について、次のような試験を行い、その結果を図7に無次元化して示した。この試験では、図４に示した多層プリフォームを用いて、内容量５００ｍＬの炭酸飲料用のボトルを成形するため、従来の延伸ブロー成形装置の底金型に、本願の押えロッドを適用し、押えロッドの有効範囲（押えロッドのストロークＳ／延伸ロッドのストロークＳ2）を０％、２７％、３２％、３６％。４５％にそれぞれ変え、各条件につき３０本ずつ成形し、その結果、延伸ロッドの痕跡が、ボトルの底中心から完全に外れたものを不良と判定した。
【００３６】
なお、押えロッドのストロークＳは、押えロッド１２の突出量に相当し、延伸ロッド２１のストロークＳ2は、プリフォーム２０の底部内側に接触した位置から縦延伸を完了する位置(成形用底金型の表面)までの距離に相当する。
【００３７】
この試験から、押えロッド有効範囲Ｓ／Ｓ2を２０〜６０％の範囲にすることで、プリフォーム２０を縦延伸する場合の芯ずれを防止する効果があり、特に、押えロッド有効範囲Ｓ／Ｓ２を２７％以上とすることで、成形品の不良率を２０％未満にすることができ、さらに好ましくは、Ｓ／Ｓ2を３２％以上とすることで、成形品の不良率を０％にすることができる。
【００３８】
また、プリフォーム２０として、図４に示すように、軸方向中間部で層構造が異なる多層構造としたものを延伸ブロー成形する場合には、プリフォーム２０の開口部側２０ａが縦延伸され、層構造が異なるプリフォーム２０の底部側２０ｂの縦延伸が開始される近傍（プリフォーム２０の底部側２０ｂの縦延伸開始前または、開始時、あるいは開始後）からプリフォーム２０の底中心部を延伸ロッド２１と待機させてある押えロッド１２とで挟圧して縦延伸を継続することで、芯ずれを有効に防止することができる。
【００３９】
次ぎに、このように構成した延伸ブロー成形装置１０の動作とともに、延伸ブロー成形方法について、図５、６により説明する。なお、図５，６では、多層構造のプリフォームの層構造が異なる境界のみを実線で示してある。
【００４０】
この延伸ブロー成形方法による成形対象は薄肉のボトル状容器であり、予め図４に示したように、プリフォーム２０の開口部側２０ａと底部側２０ｂとで中間部から層構造が異なり、開口部側２０ａのみに、例えばバリア層を介挿することで、ガスバリア性を向上するようにしたものである。
【００４１】
このようなプリフォーム２０は延伸ブロー成形装置１０の成形用胴部金型１９にセットされ、成形用底金型１１には、押えロッド１２がセットされて所定の待機位置に先端部が位置するようにしてある(図５(ａ)参照)。
【００４２】
この後、延伸ロッド２１がプリフォーム２０の開口部から挿入され、内側底部に当てるようにして延伸ロッド２１による縦延伸が開始されるとともに、加圧エアの吹き込みによるブローが行われる(図５(ｂ)、(ｃ)参照)。
【００４３】
そして、プリフォーム２０の開口部側２０ａが縦延伸されて底部側２０ｂの縦延伸が開始される状態になると、縦延伸の途中に待機している押えロッド１２の先端部にプリフォーム２０の底中心部が当たり延伸ロッド２１と押えロッド１２で挟むようになり、常時付勢機構１３のばね１４による付勢力が加わって挟圧支持状態となる(図６(ａ)参照)。
【００４４】
こうして延伸ロッド２１と押えロッド１２によるプリフォーム２０の底中心部を挟圧支持した状態で縦延伸が継続されると、押えロッド１２がばね１４に抗して押し戻されながら縦延伸および加圧エアによるブロー成形が完了し、芯ずれのない成形品２２を成形することができる(図６(ｂ)参照)。
【００４５】
一般的には、縦延伸終了と同時（または直前、直後）に、加圧エアはさらに高圧に切り換えられ、金型の形状がより正確に転写されるようにする。
【００４６】
こうして延伸ブロー成形が完了した後、成形品２２を取り出すため、型開きを行い、成形用底金型１１を後退させると、押えロッド１２の突出量(ストロークＳ)を成形用底金型１１の後退ストロークＳ１より短くしてあるので、押えロッド１２がばね１４により前方に突き出すように復帰しても成形品２２との間に隙間が形成され、成形品２２を損傷することもなく、干渉することなく取り出すことができる。
【００４７】
このような延伸ブロー成形方法によれば、ボトル状容器の軽量化や異なる樹脂を組み合わせた多層のボトル状容器であっても芯ずれを防止することができ、肉圧分布を均一にすることができるとともに、プリフォーム２０の加熱温度のわずかなバラツキによる影響を回避することもできる。
【００４８】
また、この延伸ブロー成形装置１０では、成形用底金型１１に押えロッド１２を常時付勢手段１３とともに設置するだけで良く、既存の成形装置にも簡単に適用して芯ずれを防止することができる。また、押えロッド１２による付勢力を制御する必要がなく、大掛かりな設備となることもなく、既存設備に対する改造の範囲も最小限にできる。
【符号の説明】
【００４９】
１０    延伸ブロー成形装置
１１    成形用底金型
１２    押えロッド
１２ａ  基端側段差部
１２ｂ  先端側段差部
１２ｃ  ２段目の基端側段差部  
１３    常時付勢手段
１４    ばね
１４ａ  追加したばね
１５    ホルダー
１５ａ  上の端板
１５ｂ  下の端板
１６    エアシリンダ
１６ａ  ピストンロッド
１６ｂ  基端側シリンダ室
１６ｃ  先端側シリンダ室
１７    エア供給手段
１７ａ  エアタンク
１７ｂ  配管
１７ｃ  安全弁
１７ｄ  レギュレータ
１８    遅延機構
１８ａ  絞り弁
１８ｂ  マフラー
１８ｃ  配管
１９    成形用胴部金型
２０    プリフォーム
２０ａ  開口部側の部分
２０ｂ  底部側の部分
２１    延伸ロッド
２２    成形品
Ｓ      押えロッドのストローク
Ｓ１    底部金型の後退ストローク
Ｓ２    延伸ロッドのストローク
【図１】
2010253749.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010253749.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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