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JP6450590B2 - 液体ブロー成形装置 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂製のプリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置に関する。
飲料、化粧品、薬品、洗剤、シャンプー等のトイレタリーなどを収容する樹脂製の容器は、射出成形や圧縮成形等により形成された樹脂製のプリフォームをブロー成形することにより得ることができる。この場合、ブロー成形に用いられるプリフォームは、円筒状の口部と口部に連なる有底円筒状の本体部とを備えるとともに口部と本体部との間に環状且つフランジ状のネックサポート部が設けられた構成とされるのが一般的である。
一方、プリフォームをブロー成形するブロー成形装置としては、加圧した液体をプリフォームの内部に供給して当該プリフォームを液体ブロー成形するようにした液体ブロー成形装置が知られている。液体ブロー成形装置は円筒状に形成されたノズルを備え、このノズルをプリフォームの口部に挿入し、当該ノズルを通して加圧した液体をプリフォーム内に供給するように構成される。このような液体ブロー成形装置によれば、プリフォームに供給する加圧した液体として飲料等の最終的に製品として容器に収容される内容液を使用することができるので、容器への内容液の充填工程を省略して、その生産工程やブロー成形装置の構成を簡略化することができる。
液体ブロー成形装置のノズルは、プリフォームの口部への挿入、離脱動作が容易となるように、口部の内周面との間に僅かな隙間を空けて緩く挿入される。そのため、液体ブロー成形装置には、ノズルを通してプリフォーム内に供給した液体がノズルの外周面と口部の内周面との間から外部に漏れ出すのを防止するためのシール構造が設けられる。
例えば特許文献１には、ノズルの根元部分に環状のシール部材を装着し、ノズルが口部に挿入されたときに、当該シール部材を口部の開口端に当接させてプリフォームの口部を閉塞するようにした液体ブロー成形装置が記載されている。
特開２０１４−１２８９１１号公報
しかしながら、上記特許文献１に示される従来の液体ブロー成形装置のように、シール部材を口部の開口端に当接させるようにした構成では、プリフォームの外部への液体の漏れ出しを防ぐことはできるが、ノズルの外周面と口部の内周面との間への液体の侵入を防止することはできないので、液体供給時にノズルの外周面に液体が付着することになる。そのため、液体ブロー成形の終了後、ノズルを口部から離脱させて製品を金型から取り出す際に、ノズルの外周面に付着した液体が下方に垂れ落ち、製品や金型等に液体が付着するおそれがあるという問題点があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体ブロー成形後にノズルを口部から離脱させたときに、当該ノズルから液体が垂れ落ちて製品等に付着するのを防止することができる液体ブロー成形装置を提供することにある。
本発明の液体ブロー成形装置は、樹脂製のプリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置であって、前記プリフォームの口部に挿入される円筒状のノズルと、前記口部に挿入された前記ノズルに加圧した液体を供給する加圧液体供給部と、前記ノズルの外周面に嵌合する円筒状に形成され、前記ノズルが前記口部に挿入されたときに軸方向端面において該プリフォームの内周面に設けられた、前記口部の軸方向に略垂直な平坦で環状の段差面に軸方向から当接して前記ノズルと前記プリフォームの内周面との間を密封するシール部材と、を有し、前記ノズルの先端位置と前記シール部材の先端位置とが軸方向で略一致していることを特徴とする。
本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記シール部材の外径が、前記段差面と前記口部の開口端との間における前記プリフォームの内径よりも小さくされているのが好ましい。
本発明によれば、ノズルとプリフォームの内周面との間がシール部材と段差面との当接により口部の内部で密封されるので、液体供給時にノズルの外周面に液体が付着することを防止することができる。したがって、液体ブロー成形後にノズルを口部から離脱させたときに、当該ノズルから液体が垂れ落ちて製品等に付着することを防止することができる。
また、本発明によれば、プリフォームのネックサポート部が設けられる部分における内周面に段差面を設けるようにしたので、プリフォームの段差面が設けられる部分をネックサポート部により補強して、段差面が設けられることによるプリフォームの強度低下を防止することができる。したがって、プリフォームを変形させることなくシール部材を段差面に強く当接させることができ、これにより当該部分の密封性を高めて、口部に挿入されたノズルの外周面への液体の付着をより確実に抑制することができる。
本発明の一実施の形態であるプリフォームの断面図である。 図１に示すプリフォームの要部を拡大して示す断面図である。 本発明の一実施の形態である液体ブロー成形装置の要部を拡大して示す断面図である。 図３におけるシール部材と段差面との当接部分を拡大して示す断面図である。
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。
図１、図２に示す本発明の一実施の形態であるプリフォーム１は、例えば図３に示される本発明の一実施の形態である液体ブロー成形装置１０を用いて液体ブロー成形されることにより、所定形状の容器に成形されるものである。
このプリフォーム１は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の加熱により延伸性が発現する樹脂材料により形成された樹脂製となっており、当該樹脂材料を射出成形、圧縮成形、押出成形等の手段を用いて成形することによって、口部２、本体部３およびネックサポート部４を備えた略試験管状に形成されている。
なお、プリフォーム１は、１種類の樹脂材料のみで形成された単層構造に限らず、外側層と内側層とを異材質で形成して、お互いが接着しないように積層した積層構造や、当該積層構造において外側層と内側層との間に接着層を軸方向帯状に設けた積層構造とすることもできる。このようにプリフォーム１を積層構造とした場合には、当該プリフォーム１を液体ブロー成形することにより、所定形状の積層剥離容器を形成することができる。積層構造のプリフォーム１としては、上記のものに限らず、外側層の内側に内側層が剥離可能に積層された積層剥離容器を構成する事が出来るものであれば、どのような層構成としてもよい。
口部２は、液体ブロー成形によっては延伸されない部分であり、円筒状に形成される。本実施の形態では、口部２の開口端の部分は、径方向外側に向けて拡径する拡径部２ａに構成されているが、この拡径部２ａを設けない構成とすることもできる。
本体部３は、液体ブロー成形によって延伸される部分であり、口部２と同軸の有底円筒状に形成されて口部２の下端に一体に連ねて設けられている。本実施の形態では、本体部３は、口部２との連接部分から下方に向けて徐々に縮径した後、径が一定となり、その底部３ａが丸みを帯びた形状に形成されている。なお、本実施の形態おいては、本体部３の外径は口部２の外径よりも小径に形成されているが、成形後の容器形状に応じて、本体部３を口部２と同径または口部２よりも大径に形成されたものとすることもできる。
ネックサポート部４は口部２と本体部３との間に設けられている。このネックサポート部４はフランジ状に形成され、口部２の外周面に対して径方向外側に向けて突出している。また、ネックサポート部４は、プリフォーム１の周方向の全周に亘って延びた環状に形成されている。
プリフォーム１の内周面には段差面５が設けられている。この段差面５は、口部２の軸方向に略垂直な平坦面であるとともに、プリフォーム１の内周面の全周に亘って延びる環状に形成されている。段差面５は、このプリフォーム１を液体ブロー成形装置１０によって液体ブロー成形する際にシール部材が軸方向から当接するシール面として機能する。段差面５を口部２の軸方向に略垂直な平坦面に構成することにより、当該シール部材を確実に段差面５に当接させることができる。
なお、本実施の形態では、段差面５を口部２の軸方向に対して略垂直な平坦面、つまり口部２の軸方向に垂直な面に対して径方向外側から径方向内側に向けて徐々に口部２の開口端から離れる方向に向けて僅かに傾斜する平坦面に形成するようにしているが、これに限らず、シール部材が当接することができる形状であれば、例えば口部２の軸方向に完全に垂直な平坦面としたり湾曲面等に形成したりすることもできる。
図２に示すように、プリフォーム１の、段差面５から口部２の開口端の側に向けて延びる内周面６の内径は、段差部５から本体部３の側に向けて延びる内周面７の内径よりも大きくなっている。このように、本体部３の側から口部２の側に向けてプリフォーム１の内周面の内径が拡大され、当該内周面の内径が拡大された部分が段差面５となっている。
図２に示すように、段差面５は、プリフォーム１のネックサポート部４が設けられた部分における内周面に設けられている。つまり、段差面５は、その軸方向で見て、ネックサポート部４の口部２の側を向く上面４ａとネックサポート部４の本体部３の側を向く下面４ｂとの間の範囲Ｒに位置して設けられている。このように、段差面５を、プリフォーム１のネックサポート部４が設けられた部分における内周面に設けることにより、プリフォーム１の段差面５が設けられる部分をネックサポート部４により補強して、段差面５が設けられることによるプリフォーム１の強度低下を防止することができる。
また、ネックサポート部４に連なる部分における口部２の外周面２ｂの外径は、ネックサポート部４に連なる部分における本体部３の外周面３ａの外径よりも大きくなっている。これにより、プリフォーム１の段差面５を挟んだ口部２の側における内周面６の内径を、段差面４を挟んだ本体部３の側における内周面７の内径よりも大きく設定するようにしても、ネックサポート部４に連なる部分における口部２の肉厚を確保して当該口部２の強度を確保することができる。
上記プリフォーム１は、例えば図３に示す液体ブロー成形装置１０を用いて液体ブロー成形されて所定形状の容器に形成される。次に、液体ブロー成形装置１０の構成について説明する。
液体ブロー成形装置１０は、ブロー成形用の金型１１を有している。図３中においては一部のみを示すが、この金型１１のキャビティ１２は壜形状となっており、金型１１の上面において上方に向けて開口している。詳細は図示しないが、金型１１は左右に型開きすることができるようになっており、金型１１を開くことで成形後の製品を金型１１から取り出すことができる。
金型１１には、この液体ブロー成形装置１０により液体ブロー成形されて容器に形成されるプリフォーム１を装着することができる。図３には、金型１１に図１に示すプリフォーム１を装着した状態を示す。この場合、プリフォーム１は口部２を上側とした起立姿勢で金型１１に装着され、口部２はキャビティ１２から上方に突出する。
金型１１の上側には、金型１１に対して上下方向に相対移動自在にノズルユニット１３が設けられている。ノズルユニット１３は本体ブロック１４を有している。
ノズルユニット１３にはノズル１７が設けられている。ノズル１７は、プリフォーム１の口部２の内径よりも小径の円筒状に形成されたノズル本体１７ａとこのノズル本体１７ａと一体に形成された大径の挟持部１７ｂとが、例えば鋼材や樹脂材料等により一体に形成された構成となっており、挟持部１７ｂが本体ブロック１４の内面に固定されることにより本体ブロック１４に固定されている。
ノズル本体１７ａは、金型１１のキャビティ１２と同軸に配置されており、ノズルユニット１３が所定位置にまで下降すると、ノズル本体１７ａは金型１１に装着されたプリフォーム１の口部２に挿入される。
本体ブロック１４の内部には上下方向に延びる供給路１８が設けられ、この供給路１８の下端がノズル１７に接続されている。
また、供給路１８には配管Ｐを介して加圧液体供給部１９が接続されている。加圧液体供給部１９は、所定の圧力に加圧した液体を、配管Ｐと供給路１８とを介してノズル１７に供給することができる。
加圧液体供給部１９としては、例えば加圧源としてプランジャーポンプを用いた構成のものを用いるのが好ましいが、ノズル１７に所定の圧力に加圧した液体を供給することができるものであれば、他の構成のものを用いることもできる。
供給路１８の内部にはノズル１７を開閉するための開閉体２０が配置されている。開閉体２０は、供給路１８の軸心に沿って延びる円筒棒状に形成され、供給路１８の内部で上下方向に移動自在となっている。一方、ノズル１７の挟持部１７ｂの上面はテーパ状の閉塞面１７ｃとなっており、開閉体２０が下方のストローク端にまで移動して開閉体２０の先端に設けられたテーパ面２０ａが閉塞面１７ｃに当接すると、供給路１８とノズル本体１７ａとの連通が開閉体２０によって遮断されてノズル１７が閉塞されるようになっている。
つまり、ノズル本体１７ａがプリフォーム１の口部２に挿入され、加圧液体供給部１９が作動した状態で開閉体２０によってノズル１７を開くことで、加圧液体供給部１９からノズル１７を通してプリフォーム１内に加圧した液体を供給して、液体ブロー成形を行なうことができる。
開閉体２０の内側には延伸ロッド２２が摺動自在に装着されている。延伸ロッド２２は開閉体２０に対して上下方向（軸方向）に相対移動可能となっており、延伸ロッド２２を開閉体２０に対して下方に向けて移動させることにより、金型１１に装着されたプリフォーム１の本体部３をキャビティ１２の内部において縦方向（軸方向）に延伸させることができる。つまり、この液体ブロー成形装置１０は、プリフォーム１の内部に加圧した液体を供給する前に、延伸ロッド２２を用いてプリフォーム１を縦方向に延伸させ、次いでプリフォーム１の内部に加圧した液体を供給することで、当該プリフォーム１を二軸延伸ブロー成形することができる。
なお、液体ブロー成形装置１０は、延伸ロッド２２が設けられない構成とすることもできる。
本体ブロック１４の下端には爪部１４ａが設けられており、ノズルユニット１３が所定位置にまで下降してノズル本体１７ａがプリフォーム１の口部２に挿入されたときに、その爪部１４ａと金型１１の上面との間でネックサポート部４を挟持してプリフォーム１を金型１１に固定する。
ノズル１７には、液体ブロー成形時に、ノズル本体１７ａの外周面と口部２の内周面との間から液体が漏れ出すのを防止するために、シール部材２４が装着されている。このシール部材２４は、例えばゴム等の弾性体により、円筒状に形成されたシール本体２４ａとシール本体２４ａより大径の挟持部２４ｂとが一体となった形状に形成されている。シール部材２４は、シール本体２４ａがノズル本体１７ａの外周面に嵌合し、挟持部２４ｂがノズル１７の挟持部１７ｂに当接した状態でノズル１７に固定されている。
シール部材２４のシール本体２４ａの先端位置（下端位置）は、ノズル１７のノズル本体１７ａの先端位置（下端位置）と軸方向で略一致している。これにより、ノズル本体１７ａの外周面のほぼ全体がシール本体２４ａによって覆われている。なお、シール本体２４ａはノズル本体１７ａの外周面に液密に嵌合しており、ノズル本体１７ａの外周面とシール本体２４ａの内周面との間に液体が侵入できないようにされている。
また、シール本体２４ａの外径は、段差面５と口部２の開口端との間におけるプリフォーム１の内周面６の内径よりも小さくされている。したがって、金型１１にプリフォーム１を装着した後、ノズルユニット１３を下方に向けて移動させることにより、シール部材２４のシール本体２４ａの外周面をプリフォーム１の内周面６に摺接させることなくノズル本体１７ａおよびシール本体２４ａをプリフォーム１の口部２に容易に挿入することができる。
ノズル１７がプリフォーム１の口部２に挿入されると、シール部材２４のシール本体２４ａの軸方向端面つまり下端面がプリフォーム１の段差面５に軸方向から所定の圧力で当接し、プリフォーム１の内周面とノズル本体１７ａの外周面との間がシール部材２４によって液密に密封される。このとき、シール本体１４ａがノズル本体１７ａの外周面に液密に嵌合されてノズル本体１７ａの外周面とシール本体２４ａの内周面との間への液体の侵入が防止されているので、加圧液体供給部１９からノズル１７を通してプリフォーム１の内部に加圧した液体が供給されると、当該液体はノズル本体１７ａの外周面やシール本体２４ａの外周面に付着することなく、プリフォーム１の本体部３の内部に向けて供給される。
このように、シール部材２４の下端面を段差面５に軸方向から当接させることにより、ノズル１７のノズル本体１７ａとプリフォーム１の内周面６との間を口部２の内部で密封させることができるので、口部２に挿入されたノズル本体１７ａの外周面やシール本体１７ａの外周面への液体の付着を防止することができる。したがって、液体ブロー成形後にノズル本体１７ａを口部２から離脱させ、製品を金型１１から取り出す際に、ノズル１７から液体が垂れ落ちて製品等に付着することを防止することができる。
また、シール部材２４の下端面を段差面５に軸方向から当接させてノズル本体１７ａとプリフォーム１の内周面６との間を口部２の内部で密封させるようにしているので、シール本体２４ａの外径をプリフォーム１の内周面６の内径よりも小さくして、ノズル本体１７ａおよびシール本体２４ａのプリフォーム１の口部２への挿入を容易に行い得るようにしても、シール本体２４ａとプリフォーム１の口部２の内周面６との間への液体の侵入を防止することができる。
さらに、ノズル１７のノズル本体１７ａの外周面と口部２の内周面６との間は、口部２と本体部３との間にあるネックサポート部４の内側においてシール部材２４により密封されるので、プリフォーム１内への液体供給時に口部２の内周面６に液体の圧力が加わることがない。したがって、口部２の外周側に区画形成される空間に加圧したエアを供給してプリフォーム１内への液体供給時における口部２の拡径を防止するようにした口外エア供給機構を不要として、この液体ブロー成形装置１０の構成を簡素化することができる。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施の形態では、液体ブロー成形装置１０は、図１に示すプリフォーム１を液体ブロー成形するものとして構成されているが、これに限らず、内周面にシール部材２４が当接する段差面５が設けられたプリフォーム１であれば、当該段差面５がネックサポート部４に対して軸方向にずれて設けられたプリフォーム１を液体ブロー成形するものとして構成することもできる。
１ プリフォーム
２ 口部
２ａ 拡径部
２ｂ 外周面
３ 本体部
３ａ 底部
３ｂ 外周面
４ ネックサポート部
４ａ 上面
４ｂ 下面
５ 段差面
６ 内周面
７ 内周面
１０ 液体ブロー成形装置
１１ 金型
１２ キャビティ
１３ ノズルユニット
１４ 本体ブロック
１４ａ 爪部
１７ ノズル
１７ａ ノズル本体
１７ｂ 挟持部
１７ｃ 閉塞面
１８ 供給路
１９ 加圧液体供給部
２０ 開閉体
２０ａ テーパ面
２２ 延伸ロッド
２４ シール部材
２４ａ シール本体
２４ｂ 挟持部
Ｒ 範囲
Ｐ 配管

Claims (2)

  1. 樹脂製のプリフォームを所定形状の容器に液体ブロー成形する液体ブロー成形装置であって、
    前記プリフォームの口部に挿入される円筒状のノズルと、
    前記口部に挿入された前記ノズルに加圧した液体を供給する加圧液体供給部と、
    前記ノズルの外周面に嵌合する円筒状に形成され、前記ノズルが前記口部に挿入されたときに軸方向端面において該プリフォームの内周面に設けられた、前記口部の軸方向に略垂直な平坦で環状の段差面に軸方向から当接して前記ノズルと前記プリフォームの内周面との間を密封するシール部材と、を有し、
    前記ノズルの先端位置と前記シール部材の先端位置とが軸方向で略一致していることを特徴とする液体ブロー成形装置。
  2. 前記シール部材の外径が、前記段差面と前記口部の開口端との間における前記プリフォームの内径よりも小さくされている請求項１に記載の液体ブロー成形装置。
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