(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製ボトルの外形に一致する形状の空洞部を備え、加熱された合成樹脂製プリフォームを該空洞部に装着してブロー成形する金型と、
該金型に装着された該プリフォーム内にブロー成形用高圧気体を導入する気体導入部と、
該気体導入部内に同軸に備えられ、該気体導入部を介して該プリフォーム内に挿入されるストレッチロッドと、
該気体導入部に装着され、その内面に挿通される該ストレッチロッドに摺接して該ストレッチロッドを案内する筒状のストレッチロッド案内部と、
該ストレッチロッド案内部に設けられた前記高圧気体の吹出口とからなる合成樹脂製ボトルの製造装置において、
前記ストレッチロッド案内部はその内面の全周に合成樹脂製の摺接部材を脱着自在に備え、該摺接部材を介して該ストレッチロッドに摺接すると共に、前記吹出口は該ストレッチロッドの挿通部とは独立に設けられていることを特徴とする合成樹脂製ボトルの製造装置。
【請求項２】
前記合成樹脂製ボトルは円形の横断面を備え、前記吹出口は、等間隔で設けられている同一径の複数の円形貫通孔からなることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製ボトルの製造装置。
【請求項３】
前記合成樹脂製ボトルは略四角形の横断面を備え、前記吹出口は、該合成樹脂製ボトルの横断面における略四角形の各頂点に対応する部分に設けられた第１の円形貫通孔と、該第１の貫通孔の間に等間隔で該第１の貫通孔より小径に設けられている複数の第２の円形貫通孔とからなることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製ボトルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製プリフォームのブロー成形により合成樹脂製ボトルを製造する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリエチレンテレフタレート樹脂製ボトル（以下、ペットボトルと略記する）等の合成樹脂製ボトルの製造装置として、例えば図５及び図６に示す構成を備えるものが知られている。
【０００３】
図５に示す合成樹脂製ボトルの製造装置は、合成樹脂製ボトルの外形に一致する形状の空洞部１を備える金型２に、加熱された合成樹脂製プリフォーム３を装着し、プリフォーム３の口部に挿入されたブローノズル４から高圧気体を導入してブロー成形するものである。
【０００４】
ブローノズル４内にはストレッチロッド５が同軸に備えられ、ストレッチロッド５は前記ブロー成形に際してブローノズル４を介してプリフォーム３内に挿入される。また、ブローノズル４には円筒状のロッドガイド２１が装着され、その内周側に挿通されるストレッチロッド５を案内するようになっている。
【０００５】
ロッドガイド２１は、その長さ方向に沿って設けられ内周面２２に開口する同一形状の３個の凹部２３を備え、図６示のように、凹部２３がストレッチロッド５との間に前記高圧気体の吹出口２４を形成するようになっている。また、ロッドガイド２１は、その内周面２２とストレッチロッド５との間にわずかにクリアランスを備えている。
【０００６】
前記構成の製造装置によれば、金型２は割型となっており、別途加熱されたプリフォーム３が図示しない搬送手段により金型２に対する装着位置に搬送されると、前記割型が閉じてプリフォーム３が金型２に装着され、次いでブローノズル４がプリフォーム３の口部に挿入される。そして、図示しない高圧気体供給手段によりブローノズル４内に高圧気体が供給されると共に、ストレッチロッド５がプリフォーム３に挿入され、ブロー成形が開始される。
【０００７】
前記ブロー成形の際に、ストレッチロッド５はブローノズル４内に装着されたロッドガイド２１により案内され、前記吹出口２４及び内周面２２とストレッチロッド５との間のクリアランスから前記高圧気体が吹き出すようになっている。このとき、ロッドガイド２１はその内周面２２でストレッチロッド５に摺接するが、内周面２２とストレッチロッド５との間のクリアランスは前記の様にわずかであるので、各凹部２３により形成される吹出口２４の大きさが略同一になり、各吹出口２４からは略同量の前記高圧気体がストレッチロッド５に沿ってプリフォーム３内に導入され、プリフォーム３各部を均一に延伸することができる。この結果、前記のように加熱されているプリフォーム３が、前記高圧気体によりその軸方向及び円周方向に延伸され、金型２の空洞部１の形状に一致する外形の合成樹脂製ボトルが得られる。
【０００８】
しかしながら、前記装置を長期に亘って使用すると、前記ロッドガイド２１の内周面２２がストレッチノズル５に摺接して経時的に摩耗し、前記ストレッチロッド５が該内周面２２に接触する位置により前記凹部２３により形成される前記吹出口２４の大きさに異同が生じ、また前記内周面２２とストレッチロッド５との間のクリアランスも不均一になるために、プリフォーム３内に導入される前記高圧気体の量がストレッチノズル５の周囲で不均一になり成形される合成樹脂製ボトルの肉厚の制御が困難になるとの不都合がある。また、前記合成樹脂製ボトルの製造装置が複数あるときに、前記装置を長期に亘って使用すると、前記ロッドガイド２１の内周面２２の摩耗の程度は個々の装置により異なるので、成形される合成樹脂製ボトルの肉厚の装置間誤差が大きくなるとの不都合もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、成形される合成樹脂製ボトルの肉厚を容易に制御できると共に、複数の装置における前記肉厚の装置間誤差を低減することができる合成樹脂製ボトルの製造装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置は、合成樹脂製ボトルの外形に一致する形状の空洞部を備え、加熱された合成樹脂製プリフォームを該空洞部に装着してブロー成形する金型と、該金型に装着された該プリフォーム内にブロー成形用高圧気体を導入する気体導入部と、該気体導入部内に同軸に備えられ、該気体導入部を介して該プリフォーム内に挿入されるストレッチロッドと、該気体導入部に装着され、その内面に挿通される該ストレッチロッドに摺接して該ストレッチロッドを案内する筒状のストレッチロッド案内部と、該ストレッチロッド案内部に設けられた前記高圧気体の吹出口とからなる合成樹脂製ボトルの製造装置において、前記ストレッチロッド案内部はその内面の全周に合成樹脂製の摺接部材を脱着自在に備え、該摺接部材を介して該ストレッチロッドに摺接すると共に、前記吹出口は該ストレッチロッドの挿通部とは独立に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置では、前記高圧気体の吹出口が前記ストレッチロッドの挿通部とは独立に設けられているので、前記吹出口の大きさは変わることがない。
【００１２】
従って、本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置によれば、該装置を長期に亘って使用しても、吹出口からプリフォームに導入される高圧気体の量を均一に維持することができ、成形される合成樹脂製ボトルの肉厚を容易に制御することができる。また、前記吹出口の大きさは変わらないので、合成樹脂製ボトルの製造装置が複数あるときにも、成形される合成樹脂製ボトルの肉厚の装置間誤差を小さくすることができる。
【００１３】
また、前記摺接部材によれば前記ストレッチロッド案内部自体は前記ストレッチロッドに接触しないのでその摩耗を避けることができ、しかも該摺接部材は前記ストレッチロッド案内部に脱着自在に備えられているので、摩耗したときには該摺接部材だけを交換することができる。
【００１４】
前記摺接部材は、長期間に亘って使用でき交換頻度を低減するために、前記ストレッチロッドに対する摩擦係数が小さく滑り易いものであると共に、耐摩耗性の高い材料であることが好ましい。このような合成樹脂として、例えば、テフロン（商品名）等のポリテトラフルオロエチレン樹脂等を挙げることができる。
【００１５】
また、本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置は、前記合成樹脂製ボトルが円形の横断面を備えているときには、前記吹出口が等間隔で設けられている同一径の複数の円形貫通孔からなることを特徴とする。前記合成樹脂製ボトルが円形の横断面を備えているときには、前記構成とすることにより、前記吹出口から該合成樹脂製ボトルの横断面の各方向に吹き出す前記高圧気体の量を均一にすることができ、成形される合成樹脂製ボトルにおける偏肉を低減することができる。
【００１６】
また、本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置は、前記合成樹脂製ボトルが略四角形の横断面を備えているときには、前記吹出口が、該合成樹脂製ボトルの横断面における略四角形の各頂点に対応する部分に設けられた第１の円形貫通孔と、該第１の貫通孔の間に等間隔で該第１の貫通孔より小径に設けられている複数の第２の円形貫通孔とからなることを特徴とする。前記合成樹脂製ボトルが略四角形の横断面を備えているときには、前記第１の円形貫通孔は相対的に前記第２の円形貫通孔よりも大きいので、前記合成樹脂製ボトルの横断面における略四角形の各頂点に対応する部分に対して吹き出す前記高圧気体の量を他より多くすることができ、該合成樹脂製ボトルの賦型性を向上することができる。
【００１７】
従って、本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置によれば、前記合成樹脂製ボトルが円形の横断面を備えているときには偏肉を低減することができるという点で、また前記合成樹脂製ボトルが略四角形の横断面を備えているときには賦型性を向上することができるという点で、成形される合成樹脂製ボトルの肉厚の制御が容易になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置の実施形態を示す説明的断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の断面を拡大して示す説明的断面図であり、図２（ａ）は成形される合成樹脂製ボトルが円形の断面を備える場合、図２（ｂ）は成形される合成樹脂製ボトルが略四角形の断面を備える場合の図である。また、図３は図１及び図２（ａ）示の装置により成形された円形の断面を備える合成樹脂製ボトル各部の偏肉の分布を示すグラフであり、図４は複数の前記装置により成形された前記合成樹脂製ボトル各部の肉厚の各装置間の分布を示すグラフである。
【００１９】
本実施態様の合成樹脂製ボトルの製造装置は、図１示のように、合成樹脂製ボトルの外形に一致する形状の空洞部１を備える金型２に、加熱された合成樹脂製プリフォーム３を装着し、プリフォーム３の口部に挿入されたブローノズル４から高圧気体を導入してブロー成形するものである。
【００２０】
ブローノズル４内にはストレッチロッド５が同軸に備えられ、ストレッチロッド５は前記ブロー成形に際してブローノズル４を介してプリフォーム３内に挿入される。また、ブローノズル４には円筒状のバランサ６ａが装着され、その内面側に挿通されるストレッチロッド５を案内するようになっている。
【００２１】
バランサ６ａは、その内周面にテフロン（商品名）製の摺接リング７を脱着自在に備え、摺接リング７を介してストレッチロッド５に摺接する。また、バランサ６ａには、前記高圧気体の吹出口８がストレッチロッド５の挿通部９と独立に設けられている。
【００２２】
本実施形態の合成樹脂製ボトルの製造装置は、円形の横断面を備える合成樹脂製ボトルを成形するものであって、吹出口８は図２（ａ）示のようにバランサ６ａに等間隔で設けられた同一径の１６個の円形貫通孔１０からなる。
【００２３】
本実施形態の装置により合成樹脂製ボトルを製造するときには、まず、別途加熱されたプリフォーム３が図示しない搬送手段により金型２に対する装着位置に搬送されると、割型になっている金型２が閉じて図１示の様にプリフォーム３が金型２に装着され、次いでブローノズル４がプリフォーム３の口部に挿入される。
【００２４】
次に、図示しない高圧気体供給手段によりブローノズル４内に高圧気体が供給されると共に、ストレッチロッド５がブローノズル４内に装着されたバランサ６ａにより案内されてプリフォーム３に挿入され、ブロー成形が開始される。このとき、バランサ６ａは摺接リング７を介してストレッチロッド５に摺接する。
【００２５】
前記バランサ６ａには図２示の様に１６個の円形貫通孔１０からなる吹出口８が設けられており、各円形貫通孔１０は全て同一径になっているので、前記高圧気体は各円形貫通孔１０から均等に吹き出して、プリフォーム３内に導入される。この結果、前記のように加熱されているプリフォーム３が、前記高圧気体によりその軸方向及び円周方向に延伸され、金型２の空洞部１の形状に一致する外形（この場合は円形の横断面を備える）の合成樹脂製ボトルが得られる。
【００２６】
次に、本実施形態の合成樹脂製ボトルの製造装置を継続して１２カ月使用したのち、該装置により成形された合成樹脂製ボトルについて、その接地部から所定の高さ（ｍｍ）の各部の肉厚を測定し、設計値に対する差を偏肉として求めた。前記偏肉は、前記各部の横断面について、各８か所で測定した。その平均値、最大値及び最小値を図３に示す。また、図５示の従来の製造装置を継続して１２カ月使用したのち、該装置により成形された合成樹脂製ボトルについて、前記と同一の方法により偏肉を求めた。前記偏肉の平均値、最大値及び最小値を図７に示す。
【００２７】
図３及び図７から、本実施形態の製造装置により成形された合成樹脂製ボトルでは、従来の製造装置により成形された合成樹脂製ボトルに比較して、ボトル各部の偏肉が低減しており、その分布も縮小されていることが明らかである。
【００２８】
次に、本実施形態の合成樹脂製ボトルの製造装置８台を同時に、継続して１２カ月使用したのち、該装置８台により成形された合成樹脂製ボトル各１個について、その接地部から所定の高さ（ｍｍ）の各部の肉厚を測定した。各ボトル各部の肉厚の平均値、最大値及び最小値を図４に示す。また、図５示の従来の製造装置８台を同時に、継続して１２カ月使用したのち、該装置８台により成形された合成樹脂製ボトル各１個について、前記と同一の方法により肉厚を測定した。各ボトル各部の肉厚の平均値、最大値及び最小値を図８に示す。
【００２９】
図４及び図８から、本実施形態の製造装置によれば、従来の製造装置に比較して、成形された各ボトル各部の肉厚の分布が縮小されており、装置間誤差が低減されていることが明らかである。
【００３０】
また、本実施形態の製造装置は、略四角形の横断面を備える合成樹脂製ボトルを成形することもでき、この場合には図２（ｂ）示のバランサ６ｂを用いる。
【００３１】
前記合成樹脂製ボトルの横断面は図２（ｂ）に仮想線で示すように、長辺１１により略四角形が形成され、該四角形の頂点に相当する部分に短辺１２が配されて、実際には八角形となっている。そして、バランサ６ｂでは、前記該四角形の短辺１２に対応する部分４か所に大径の円形貫通孔１０ａが設けられ、円形貫通孔１０ａ，１０ａ間に、等間隔で円形貫通孔１０ａより小径の円形貫通孔１０ｂが３個ずつ設けられ、吹出口８は４個の円形貫通孔１０ａと１２個の円形貫通孔１０ｂとからなっている。
【００３２】
本実施形態の製造装置では、図２（ｂ）示のバランサ６ｂを用いることにより、短辺１２方向に対する高圧気体の吹き出し量を長辺１１方向に対するよりも多くすることができ、短辺１２方向では長辺１１方向よりも早くプリフォーム３が金型２に接触する。金型２に接触した樹脂は延伸を受けにくくなることから短辺１２を形成する部分の肉厚が厚くなり、この結果、短辺１２が形成される部分の賦型性を向上することができる。
【００３３】
尚、本実施形態では、ブローノズル４によりプリフォーム３内に前記高圧気体を導入する様にしているが、図２（ａ）示のバランサ６ａを用いるときには、プリフォーム３の加熱に用いられるマンドレルにストレッチロッド５を挿通できる様にして、該マンドレルを介してプリフォーム３内に前記高圧気体を導入する様にしてもよい。前記マンドレルはその先端部をプリフォーム３の口部に挿入して支持するものであって、プリフォーム３を回転させながら、両側または片側に赤外線ランプ等の加熱手段が設けられた加熱ゾーンを通過することにより、プリフォーム３の加熱を行う。前記マンドレルによれば、金型２に対するプリフォーム３の装着位置で回転を停止して、プリフォーム３を支持したまま金型２を閉じ、次いで該マンドレルに挿通されるストレッチロッド５をプリフォーム３内に挿入して前記高圧気体を導入することができる。
【００３４】
但し、図２（ｂ）示のバランサ６ｂを用いるときには、前記マンドレルが金型２に対するプリフォーム３の装着位置で回転を停止したときに、バランサ６ｂの大径の円形貫通孔１０ａが合成樹脂ボトルの横断面の略四角形の短辺１２の方向に必ずしも一致しないので、前記マンドレルを介してプリフォーム３内に前記高圧気体を導入することは困難である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の合成樹脂製ボトルの製造装置の実施形態を示す説明的断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線の断面を拡大して示す説明的断面図。
【図３】図１及び図２（ａ）示の装置により成形された円形の断面を備える合成樹脂製ボトル各部の偏肉の分布を示すグラフ。
【図４】複数の図１及び図２（ａ）示の装置により成形された円形の断面を備える合成樹脂製ボトル各部の肉厚の分布を示すグラフ。
【図５】従来の合成樹脂製ボトルの製造装置の実施形態を示す説明的断面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線の断面を拡大して示す説明的断面図。
【図７】図５及び図６（ａ）示の装置により成形された円形の断面を備える合成樹脂製ボトル各部の偏肉の分布を示すグラフ。
【図８】複数の図５及び図６（ａ）示の装置により成形された円形の断面を備える合成樹脂製ボトル各部の肉厚の分布を示すグラフ。
【符号の説明】
１…空洞部、  ２…金型、  ３…合成樹脂製プリフォーム、  ４…気体導入部、  ５…ストレッチノズル、  ６ａ，６ｂ…ストレッチノズル案内部、  ７…摺接部材、  ８…吹出口、  ９…挿通部、  １０…同一径の円形貫通孔、  １０ａ…第１の円形貫通孔、  １０ｂ…第２の貫通孔。
【図１】
0003834138.tif 000002
【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】
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【図８】
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