JP2013132884A - ブロー成形装置およびブロー成形容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロー成形時におけるプリフォームの口部の変形を防止する。
【解決手段】ブロー成形装置１は、内側にキャビティ７を区画し、該キャビティ７内に有底筒状に予備成形されたプリフォーム３をその開口端となる口部３ａを残して収容するブロー成形型８と、プリフォーム３の口部３ａを通じて該プリフォーム３内に加圧流体を供給するブローノズル１０と、プリフォーム３の口部３ａの外壁面の周りをその相互間に空間２０を形成しつつ密に囲繞する隔壁部材２２と、ブロー成形時に空間２０内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段２４と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、有底筒状に形成されたプリフォームをブロー成形してブロー成形容器を製造するブロー成形装置およびブロー成形容器の製造方法に関し、とくに、ブロー成形時におけるプリフォームの口部の変形を防止しようとするものに関する。

熱可塑性樹脂材料を用いて有底筒状のプリフォームを予備成形し、次いで、このプリフォームをブロー成形して得られるブロー成形容器は、形状自由度が高く、安価であって軽量であり、リサイクル性にも優れるため、化粧品や医薬品、飲料品などを充填する容器として広く使用されている。

通常、プリフォームをブロー成形型内でブロー成形する際には、保持治具によってプリフォームの開口端となる口部をその内壁側または外壁側から保持したまま、プリフォームの胴部をブロー成形型内に収容し、この保持治具を介してブローエアーの吹込みが行われるが、プリフォームの口部と保持治具との間は、ブローエアーのリークを防止するためシールが形成されるものの、保持治具に対するプリフォームまたはブロー成形後の容器の着脱を可能とするため、プリフォームの口部は保持治具に対して遊嵌されている（下記特許文献１参照。）。このため、プリフォームの口部および保持治具間の遊びの分、ブローエアー吹込み時に口部内外で生じる圧力差によって当該口部が拡径変形するおそれがあった。

特開２００３−２５１６８５号公報

それゆえ、この発明は、ブロー成形時におけるプリフォームの口部の変形を防止することができるブロー成形装置およびブロー成形容器の製造方法を提案することを目的とする。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明のブロー成形装置は、内側にキャビティを区画し、該キャビティ内に有底筒状に予備成形されたプリフォームをその開口端となる口部を残して収容するブロー成形型と、前記プリフォームの口部を通じて該プリフォーム内に加圧流体を供給するブローノズルと、前記プリフォームの口部の外壁面の周りをその相互間に空間を形成しつつ密に囲繞する隔壁部材と、ブロー成形時に前記空間内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段と、を備えることを特徴とするものである。

なお、この発明のブロー成形装置にあっては、前記ブローノズルおよび前記隔壁部材を共に、前記ブロー成形型に対して近接、離間移動させる駆動機構を備えることが好ましい。

また、この発明のブロー成形装置にあっては、前記ブローノズルは、前記口部の上端に対向する平坦面を有し、該口部の上端と平坦面との間にプリフォームの内部と前記空間との間をシールするシール要素を配設してなることが好ましい。

さらに、この発明のブロー成形装置にあっては、前記ブローノズルは、前記口部内に挿入されるとともに先端が縮径したガイド筒を有することが好ましい。

さらに、この発明のブロー成形装置にあっては、前記プリフォームは口部の下端にネックリングを有するものであり、前記隔壁部材は、その下端がプリフォームのネックリングに密に当接するよう構成されることが好ましい。

さらに、この発明のブロー成形装置にあっては、前記加圧流体供給手段は、プリフォーム内に供給する加圧流体とほぼ等しい圧力で、前記空間に加圧流体を供給することが好ましい。

しかも、この発明のブロー成形装置にあっては、前記ブローノズルから供給する加圧流体は液体であり、前記加圧流体供給手段によって供給する流体は気体であることが好ましい。

また、上記課題を解決するため、この発明のブロー成形容器の製造方法は、有底筒状に予備形成されたプリフォームの口部を残して、該プリフォームをブロー成形型内に収容し、前記口部から加圧流体を供給してプリフォームのブロー成形を行うブロー成形容器の製造方法であって、前記口部を通じて、前記プリフォーム内に加圧流体を供給すると同時に、前記口部の外壁面側にも加圧流体を供給して該外壁面を加圧するものである。

また、この発明のブロー成形容器の製造方法にあっては、プリフォーム内に供給する加圧流体とほぼ等しい圧力で、前記口部の外壁面側に加圧流体を供給することが好ましい。

さらに、この発明のブロー成形容器の製造方法にあっては、プリフォーム内に供給する加圧流体は液体であり、前記口部の外壁面側に供給する加圧流体は気体であることが好ましい。

この発明によれば、プリフォームの口部外側に密閉された空間を形成し、ブロー成形時に該空間にも加圧流体を供給する構成としたことから、口部の内壁面側と外壁面側との圧力差を低減することができ、このような圧力差によって口部が拡径変形するのを防止することができる。

この発明にしたがう一実施形態のブロー成形装置の要部を示す断面図である。

以下、この発明にしたがう実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、この発明にしたがう一実施形態のブロー成形装置の要部を示す断面図である。ブロー成形装置１は、有底筒状に予備成形されたプリフォーム３をブローして所定の容器形状に成形するものであり、図示例では、プリフォーム３として、開口端となる口部３ａと該口部３ａにつながり下端を閉塞させる胴部３ｂとの間に環状に突出したネックリング３ｃを有するものを示すが、プリフォーム３の形状としてはこれに限定されない。また、口部３ａの外壁にはネジが形成されているが、ネジに代えてアンダーカットのような係合部を有するプリフォーム３としてもよい。

図１に示すように、ブロー成形装置１は、ボトルのようなブロー成形容器の最終形状に対応した型面５によって内側にキャビティ７を区画する合わせ金型タイプのブロー成形型８と、プリフォーム３の口部３ａを通じてプリフォーム３内に加圧流体を供給するブローノズル１０とを備える。図中、符号１２は、ブローノズル１０を支持する支持ブロックである。

ブローノズル１０は、圧力源１４に接続され、該圧力源１４から加圧流体を受け入れる入口および該加圧流体をプリフォーム３内に送出する出口を区画する通路１６を有する。また、ブローノズル１０は、プリフォーム３の口部３ａ内に挿入されるとともに先端が縮径したガイド筒１０ａを有する。ブローノズル１０のガイド筒１０ａの外径は、口部３ａの内径よりも小さくする（すなわち、ガイド筒１０ａの外壁面と口部３ａの内壁面との間に隙間を形成する）ことが好ましく、これによれば、ガイド筒１０ａをプリフォーム３の口部３ａ内に挿入した際にガイド筒１０ａと口部３ａの内壁面とが擦れて、口部３ａの内壁面に傷がつくのを防止することができるとともに、同一のブローノズル１０を用いて種々の口部径のプリフォーム３に対応させることができ、装置の簡素化も図ることができる。ところで、上記圧力源１４から供給する加圧流体は、この例では液体であり、とくに、
商品としてブロー成形容器内に充填する内容物を加圧流体とする。なお、加圧流体には、気体（例えばエアー）を用いてもよい。また、図示例では、ブローノズル１０の上記通路１６内に延伸ロッド１８が配置されているが、延伸ロッド１８はなくてもよく、延伸ロッド１８を用いない場合、通路１６の有効開口面積（加圧流体が通ることができる開口面積）が増大し、昇圧スピードを上げることができるので、成形時間を短縮することができる。

ここで、ブロー成形装置１は、プリフォーム３の口部３ａの外壁面の周りをその相互間に空間２０を形成しつつ密（気密または液密）に囲繞する隔壁部材２２と、ブロー成形時に上記空間２０内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段２４と、をさらに備えている。

隔壁部材２２は、ブローノズル１０と共に支持ブロック１２に支持されている。隔壁部材２２の内部には、加圧流体供給手段２４に繋がり上記空間２０に開口する通路２２ａが形成されている。また、隔壁部材２２の下端部には、プリフォーム３の、ブロー成形型８の上面に支持されたネックリング３ｃの上面に密に当接する環状リブ２２ｂが形成されている。なお、図示は省略するが、隔壁部材２２の下端をブロー成形型８の上面に密着させて、プリフォーム３の口部３ａの外壁面とブロー成形型８の上面と隔壁部材２２との間に密閉された空間２０を形成するようにしてもよい。

加圧流体供給手段２４としては、加圧流体を口部３ａの外壁面と隔壁部材２２との間の空間２０に供給できるものであればどのようなものでもよく、その一例としては従来公知の加圧ポンプやコンプレッサを挙げることができる。加圧流体としては一定圧力に調整した空気等の気体を利用するのが好適であり、プリフォーム３内に供給する加圧流体とほぼ等しい圧力の気体を用いることがより好適である。ここでいう「ほぼ等しい」とは、上記空間２０に供給する加圧流体の圧力とプリフォーム３内に供給する加圧流体の圧力とが完全に等しい場合のみならず、上記空間２０に供給する加圧流体の圧力とプリフォーム３内に供給する加圧流体の圧力との間に、ブロー成形時にプリフォーム３の口部３ａに変形を生じさせない程度の圧力差がある場合も含む意味である。

また、この実施形態においては、ブローノズル１０は、ガイド筒１０ａの基端から径方向外側に延びて口部３ａの上端に対向する平坦面１０ｂを有し、該口部３ａの上端と平坦面１０ｂとの間には、プリフォーム３の内部と前記空間２０との間をシールするＯリングのようなシール要素２６が設けられている。

また、この実施形態において、ブロー成形装置１は、ブローノズル１０および隔壁部材２２を共に、ブロー成形型８に対して軸方向に近接、離間させる駆動機構（図示省略）を備える。駆動機構としては、電動モータや油圧シリンダなどのアクチュエータを用いた公知の機構を使用することができる。

次いで、このような構成を備えるブロー成形装置１を用いてブロー成形容器を製造する方法について説明するに、まず、加熱により軟化させたプリフォーム３をその口部３ａを残してブロー成形型８内に配置し、型締めする。次いで、駆動機構の作動によりブローノズル１０および隔壁部材２２を共にブロー成形型８に近接移動して、ブローノズル１０のガイド筒１０ａをプリフォーム３の口部３ａ内に挿入する。これにより、プリフォーム３の口部３ａの外壁面と隔壁部材２２との間には密閉された空間２０が形成される。この状態にて、ブローノズル１０によりプリフォーム３内に口部３ａを通じて加圧した液体（内容物）を供給してブロー成形を行うと同時に、加圧流体供給手段２４により上記空間２０に加圧した気体（エアー）を供給する。そして、ブロー成形が終了した後には、上記空間２０へのエアーの供給を停止し、駆動機構によりブローノズル１０および隔壁部材２２を上昇させて、ブローノズル１０および隔壁部材２２を成形された容器の口部から取り外す。なお、プリフォーム３内に供給する加圧流体と、空間２０内に供給する加圧流体との組み合わせは、「液体」と「気体」、「液体」と「液体」、「気体」と「液体」、または「気体」と「気体」の何れでもよい。

このように、この実施形態のブロー成形装置１によれば、プリフォーム３の口部３ａの外側に密閉された空間２０を形成し、ブロー成形時に該空間２０にも加圧流体を供給する構成としたことから、口部３ａの内壁面側と外壁面側との圧力差を低減またはゼロとすることができ、このような圧力差によって口部３ａが拡径変形するのを防止することができる。また、従来のように保持治具によってプリフォームを保持する手法では、プリフォームの口部径や口部の外壁嵌合形状に応じて保持治具を別途用意しなければならないが、このブロー成形装置１によれば、ブローノズル１０および隔壁部材２２をプリフォーム３の口部３ａに嵌合させないため、口部径や口部３ａの外壁嵌合形状が異なるプリフォーム３に対して共通のブローノズル１０および隔壁部材２２を用いることができ、安価なブロー成形装置１を提供することができる。

また、この実施形態のブロー成形装置１によれば、ブローノズル１０に、口部３ａの上端に対向する平坦面１０ｂを設け、該口部３ａの上端と平坦面１０ｂとの間にプリフォーム３の内部と空間２０との間をシールするシール要素２６を配設したことから、共通のシール要素２６をもってプリフォーム３の内部と口部３ａの外壁面側の空間２０とをシールすることができ、ブロー成形装置１の構造を簡素化することができる。

さらに、この実施形態のブロー成形装置１によれば、ブローノズル１０に、口部３ａ内に挿入されるとともに先端が縮径したガイド筒１０ａを設けたことから、ブローノズル１０および隔壁部材２２をプリフォーム３の口部３ａに対して容易かつ確実にセットすることができる。

さらに、この実施形態のブロー成形装置１によれば、隔壁部材２２の下端をプリフォーム３のネックリング３ｃに密に当接するよう構成したことから、ブロー成形時におけるプリフォーム３の姿勢を安定させ、より高品質のブロー成形容器を製造することができる。

さらに、この実施形態のブロー成形装置１において、上記空間２０に供給する加圧流体の圧力を、プリフォーム３内に供給する加圧流体とほぼ等しい圧力とした場合には、ブロー成形時の口部３ａの拡径変形をより確実に防止することができる。

しかも、加圧流体供給手段２４によって供給する流体を液体とした場合には、ブロー成形終了後に上記空間２０内の液体を回収する手段を別途設けることが好ましいが、加圧流体供給手段２４によって供給する流体を気体とした場合には、このような手段を設ける必要はなく、ブロー成形終了後に上記空間２０内の気体をブローノズル１０および隔壁部材２２をブロー成形型８から離間させて外部に排出すればよく、装置のさらなる簡略化を図ることができる。

この発明により、ブロー成形時におけるプリフォームの口部の変形を防止することが可能となった。

１ ブロー成形装置
３ プリフォーム
３ａ プリフォームの口部
３ｂ プリフォームの胴部
３ｃ ネックリング
７ キャビティ
８ ブロー成形型
１０ ブローノズル
１０ａ ガイド筒
１０ｂ 平坦面
１４ 圧力源
１８ 延伸ロッド
２０ 空間
２２ 隔壁部材
２４ 加圧流体供給手段
２６ シール要素

Claims (10)

1. 内側にキャビティを区画し、該キャビティ内に有底筒状に予備成形されたプリフォームをその開口端となる口部を残して収容するブロー成形型と、
   前記プリフォームの口部を通じて該プリフォーム内に加圧流体を供給するブローノズルと、
   前記プリフォームの口部の外壁面の周りをその相互間に空間を形成しつつ密に囲繞する隔壁部材と、
   ブロー成形時に前記空間内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段と、を備えることを特徴とするブロー成形装置。
2. 前記ブローノズルおよび前記隔壁部材を共に、前記ブロー成形型に対して近接、離間移動させる駆動機構を備える、請求項１に記載のブロー成形装置。
3. 前記ブローノズルは、前記口部の上端に対向する平坦面を有し、該口部の上端と平坦面との間にプリフォームの内部と前記空間との間をシールするシール要素を配設してなる、請求項１または２に記載のブロー成形装置。
4. 前記ブローノズルは、前記口部内に挿入されるとともに先端が縮径したガイド筒を有する、請求項１〜３の何れか一項に記載のブロー成形装置。
5. 前記プリフォームは口部の下端にネックリングを有するものであり、
   前記隔壁部材は、その下端がプリフォームのネックリングに密に当接するよう構成される、請求項１〜４の何れか一項に記載のブロー成形装置。
6. 前記加圧流体供給手段は、プリフォーム内に供給する加圧流体とほぼ等しい圧力で、前記空間に加圧流体を供給する、請求項１〜５の何れか一項に記載のブロー成形装置。
7. 前記ブローノズルから供給する加圧流体は液体であり、前記加圧流体供給手段によって供給する流体は気体である、請求項１〜６の何れか一項に記載のブロー成形装置。
8. 有底筒状に予備形成されたプリフォームの口部を残して、該プリフォームをブロー成形型内に収容し、前記口部から加圧流体を供給してプリフォームのブロー成形を行うブロー成形容器の製造方法であって、
   前記口部を通じて、前記プリフォーム内に加圧流体を供給すると同時に、前記口部の外壁面側にも加圧流体を供給して該外壁面を加圧すること特徴とするブロー成形容器の製造方法。
9. プリフォーム内に供給する加圧流体とほぼ等しい圧力で、前記口部の外壁面側に加圧流体を供給する、請求項８に記載のブロー成形容器の製造方法。
10. プリフォーム内に供給する加圧流体は液体であり、前記口部の外壁面側に供給する加圧流体は気体である、請求項８または９に記載のブロー成形容器の製造方法。

Images