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JPH05185493A - 高速型二軸延伸吹込成形方法 - Google Patents

高速型二軸延伸吹込成形方法

Info

Publication number
JPH05185493A
JPH05185493A JP4207543A JP20754392A JPH05185493A JP H05185493 A JPH05185493 A JP H05185493A JP 4207543 A JP4207543 A JP 4207543A JP 20754392 A JP20754392 A JP 20754392A JP H05185493 A JPH05185493 A JP H05185493A
Authority
JP
Japan
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temperature
preform
injection
station
mold
Prior art date
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Pending
Application number
JP4207543A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Sato
晃一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissei ASB Machine Co Ltd
Original Assignee
Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissei ASB Machine Co Ltd filed Critical Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority to JP4207543A priority Critical patent/JPH05185493A/ja
Publication of JPH05185493A publication Critical patent/JPH05185493A/ja
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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/72Heating or cooling
    • B29C45/7207Heating or cooling of the moulded articles
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    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 4ステーションの成形装置において、射出成
形ステーションでのプリフォーム冷却時間を短くし、サ
イクルタイムを短縮すること。 【構成】 射出成形ステーションにおいて、射出時間I
Tに亘って樹脂を充填してプリフォームを成形し、その
後直に冷却時間CT1 に亘ってプリフォームを冷却す
る。射出成形ステーションでの冷却温度は、延伸適温よ
りも高い第1の冷却温度である。プリフォームはその後
温調ステーションでさらに冷却され、延伸適温となる第
2の冷却温度に温調される。このように、射出成形ステ
ーションおよび温調ステーションにて協働してプリフォ
ームの冷却を実施する。成形装置のサイクルタイムST
1 は、概ね射出時間ITに冷却時間CT1 を加算した時
間で決定まる(機械的駆動時間は無視している)。本発
明方法における冷却時間CT1 は、公知の各タイプの冷
却時間CT2 〜CT4 のいずれよりも短いため、サイク
ルタイムST1 を短縮でき、時間当りの成形個数を増大
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1ステージ方式の二軸
延伸吹込成形方法に関し、さらに詳しくはサイクルタイ
ムを短縮できる高速型の二軸延伸吹込成形方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】1ステージ方式の二軸延伸吹込成形装置
では、射出成形ステーション,温調ステーション,吹込
成形ステーション,エジェクトステーションの4ステー
ションを有するものと、温調ステーションを除いた3ス
テーションを有するものとが知られている。
【0003】4ステーションの場合、温調ステーション
でプリフォームの軸方向で温度分布をつけた延伸適温に
温調する動作を実施し易いように、射出成形ステーショ
ンでは射出キャビティ型内でプリフォームを延伸適温以
下の温度まで冷却し、その後離型されたプリフォームを
温調ステーションに搬送していた。
【0004】一方、3ステーションの場合には、温調ス
テーションが存在しないため、射出成形ステーションに
おける射出キャビティ型内でプリフォームを延伸適温に
近い温度まで冷却させ、その後離型されたプリフォーム
を直ちに吹込成型ステーションに搬送していた。
【0005】この種の1ステージ方式の装置では、プリ
フォーム又は吹込成形されたボトルのネック部を保持す
るネック型を各ステーションに向けて間欠的に搬送して
いる。そして、ネック型を停止させているインターバル
時間は、1サイクルを構成する各ステーションの中で最
も処理時間を要する射出成形ステーションでの処理時間
によって決定されていた。従って、射出成形ステーショ
ンでの冷却時間が長ければインターバル時間も長くな
り、サイクルタイムが遅くなって時間当りの成形個数に
自ずから制限があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の射出キャビティ
型内でのプリフォームの冷却は、3ステーション,4ス
テーションの場合共に、離型されたプリフォームが室温
に配置されることで熱収縮することはあっても、射出キ
ャビティ型内で射出成形された際の原形を止どめる程度
まで冷却することが不可欠と考えられていた。すなわ
ち、従来は、良質のプリフォームを成形することが良質
のボトルを吹込成形するのに不可欠であると信じられ、
これ以上冷却時間を短縮することは不可能である考えら
れていた。従って、上記冷却条件を満足しつつ、3ステ
ーション,4ステーションにそれぞれ特有の温度まで、
射出成形ステーションにてプリフォームを冷却していた
のである。
【0007】本発明者は、サイクルタイムの速い高速型
の二軸延伸吹込成形装置を開発するにあたり、特に射出
成形ステーションでの処理時間を短縮することを種々試
みた。型締,型開き等の機械的駆動による駆動時間を短
縮することもサイクルタイムの短縮に勿論寄与するが、
最も多く時間を要するのは成形樹脂材料の充填時間であ
り、さらにその後のプリフォームの冷却時間である。充
填時間を短縮するため充填圧力を高めるなどの方法を試
みたが、射出条件の大幅な変更は様々な弊害を生じ、特
にプリフォーム底部が過度に高温となって軸方向の臨ま
れる温度分布は到底実現できないことが判った。
【0008】そこで、本発明者はプリフォームの冷却時
間を短縮することを試みた。これを試みることは、上記
の既成の概念を打ち破ることになるが、いままで信じら
れていた冷却に関する既成概念は良質のボトルを成形す
るために不可欠ではなく、要は吹込成形ステージでプリ
フォームが延伸適温に設定されてさえいれば良いことが
確認された。そして、温調ステージを有する例えば4ス
テーションの装置の場合には、温調ステーションに今ま
での延伸適温のための温調以外の機能を持たせること
で、射出成形ステシーョンでの冷却時間を大幅に短縮で
きることが確認された。
【0009】そこで、本発明の目的とするところは、射
出成形,温調及び吹込成形を1ステージで行う装置に
て、射出成形ステーションでの冷却時間を短縮し、もっ
てサイクルタイムを速くして時間当りの成形個数を増大
できる高速型二軸延伸吹込成形方法を提供することにあ
る。
【0010】本発明の他の目的とするところは、必ずし
も従来の装置構成の変更を要せずに、サイクルタイムを
短縮することができる高速型二軸延伸吹込成形方法を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、射出成形
ステーションにて少なくとも射出キャビティ型及び射出
コア型を用いて有底筒状プリフォームを射出成形し、射
出成形時の熱を保有したプリフォームを温調ステーショ
ンで延伸適温に温調した後、吹込成形ステーションで二
軸延伸吹込成形して中空体を成形するに際し、前記射出
成形ステーションの前記射出キャビティ型内で前記プリ
フォームを第1の冷却温度まで冷却し、その後前記温調
ステーションにて延伸適温となる第2の冷却温度までさ
らに冷却し、前記射出成形ステーション及び温調ステー
ションで協働して前記プリフォームの冷却を行うことを
特徴とする。
【0012】本発明方法を射出成形ステーションでの離
型のタイミングから定義すると、前記射出成形ステーシ
ョンでは、射出成形された前記プリフォームを前記延伸
適温より高い温度の状態で前記射出キャビティ型及び射
出コア型から離型させ、前記温調ステーションでは、前
記延伸適温より高い温度の前記プリフォームを冷却して
前記延伸適温に温調することを特徴とする。
【0013】本発明方法を射出成型ステーションでの冷
却時間及びその後の離型タイミングを考慮して定義する
と、前記射出成形ステーションでは、前記プリフォーム
とほぼ同一重量のプリフォームを射出成形した後に要求
された公知の冷却時間より短い時間前記プリフォームを
前記射出キャビティ型内で冷却して、前記プリフォーム
を前記延伸適温より高い温度の状態で前記射出キャビテ
ィ型及びコア型より離型させ、前記温調ステーションで
は、前記延伸適温より高い温度の前記プリフォームを冷
却して前記延伸適温に温調することを特徴とする。
【0014】本発明方法を、射出キャビティ型および射
出コア型を型締めした後から型開き前の射出時間および
冷却時間のトータル時間で定義すると、そのトータル時
間をY秒とし、プリフォームの胴部の肉厚をXmmとし
たとき、 5X−9≦Y≦5X−5 であることを特徴とする。
【0015】上記本発明方法を実施するに際し、前記温
調ステーションは好ましくは、温調ポット内に前記プリ
フォームを配置し、離型後に熱収縮変形した前記プリフ
ォーム内に加圧流体を吹き込み、前記温調ポットの内壁
に前記プリフォーム外壁を密着させて温調及び形状固定
を行うものが良い。この際、温調ポットが独立して温度
制御可能にゾーン分割され、プリフォーム軸方向で温度
分布を有するような延伸適温に温調すると更に良い。
【0016】
【作用】本発明方法は、射出成形ステーションと吹込成
形ステーションとの間に温調ステーションを有する1ス
テージの装置にて実現でき、プリフォームの冷却を射出
成形ステーション及び温調ステーションで協働して行っ
ている。このため、射出成形ステーションでの射出キャ
ビティ型及び射出コア型からのプリフォームの離型は、
従来の既存の概念を打ち破り、延伸適温より高い温度
(第1の冷却温度)の状態で実施し、換言すれば射出成
形ステーションでの冷却を一次的な冷却とし、温調ステ
ーションにて最終的にプリフォームを延伸適温である第
2の冷却温度にする二次的な冷却を実施している。
【0017】本発明者の実験によれば、射出成形ステー
ションで離型されたプリフォームは、従来よりも高い温
度の状態で室温に晒されるため、従来よりも熱収縮度が
大きく変形の度合いは増大するが、吹込成形ステーショ
ンにてプリフォームが延伸適温で吹込成形されることが
保証されれば、良好な最終成形品を成形できることが確
認できた。このように、プリフォームの冷却を射出成型
ステーションと温調ステーションとで分担させること
で、射出成型ステーションでの冷却時間を短縮できる。
【0018】この際、射出成形ステーションで離型され
たプリフォームの半径方向内側あるいは軸方向への熱収
縮が大きい場合には、温調ステーションの温調ポットに
プリフォームを配置した後に、加圧流体例えばエアーを
プリフォーム内に吹き込んで、ポット内壁とプリフォー
ム外壁とが密着するように形状固定でき、しかもその時
にプリフォームの温調が実現できる。このようにすれ
ば、変形の少ないほぼ設計通りの形状のプリフォームを
吹込成形ステーションに搬入できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明方法を適用した一実施例につい
て図面を参照して具体的に説明する。
【0020】まず、本実施例方法が適用される1ステー
ジの二軸延伸吹込成形装置の概略について、図5を参照
して説明する。
【0021】同図において、この装置は1ステージに例
えば4ステーションを有する装置であり、プリフォーム
を射出成形する射出成形ステーション10と、射出成形
されたプリフォームを延伸適温に温調する温調ステーシ
ョン12と、2つのブローキャビティ割型14a,14
bを閉鎖駆動した状態でプリフォームを二軸延伸吹込成
形する吹込成形ステーション14と、成形された最終成
形品であるボトルをエジェクトするエジェクトステーシ
ョン16とを有している。そして、複数例えば4つのプ
リフォームまたはボトルのネック部を保持可能なネック
型18を、各ステーションに循環して搬送できるように
構成している。なお、本発明方法が実施できる1ステー
ジの成型装置の各ステーションのレイアウトは図5に示
すものに限定されず、回転搬送以外の他の搬送タイプの
ものにも当然に適用することができる。さらに、本発明
は必ずしも4ステーションの装置に限らず、要は射出成
形,温調及び吹込成形を1ステージにて行う装置であれ
ば良く、エジェクトを吹込成形ステーションにて行うも
の、あるいは温調ステーションが移動するタイプのもの
等であっても良い。
【0022】次に、図1を参照して本実施例方法と公知
の3つの成形方法とを比較して説明する。
【0023】図1(A)は本実施例方法を示し、同図
(B)は従来の4ステーションタイプでの成形方法を示
し、同図(C)は従来の3ステーションタイプでの成形
方法を示し、同図(D)は従来の2ステージタイプでの
成形方法を示している。各図は共に、同一形状(同一重
量)のプリフォームの射出成形およびそれ以降のタイミ
ングチャートを示しており、射出条件すなわち射出成形
時間ITはいずれも同一時間に設定されている。さらに
各方式で共通することは、射出時間ITにおける樹脂材
料、例えばポリエチレンテレフタレート(以下、PET
と略記する)の溶融温度は一定であると仮定され、温調
ステーション以降の樹脂材料の温度は延伸適温となって
いる。
【0024】同図(A)示す本実施例方式の場合には、
射出時間IT経過後に、プリフォームを射出キャビティ
型内にて冷却する時間は冷却時間CT1 であり、この射
出キャビティ型内にて第1の冷却温度まで冷却される。
この第1の冷却温度とは、延伸適温よりかなり高い温度
に設定されている。そして、本実施例方式のサイクルタ
イムST1 は、型締め型開き等の機械的駆動時間を無視
すれば、概ね射出時間ITと冷却時間CT1 とを加算し
た時間となる。
【0025】この本実施例方法では、射出成形ステーシ
ョン10および温調ステーション12にて協働してプリ
フォームの冷却を行っており、温調ステーション12で
はプリフォームを更に冷却し、延伸適温となる第2の冷
却温度まで冷却している。
【0026】一方公知である同図(B)〜(D)のいず
れの方式の場合にも、射出キャビティ型内でのプリフォ
ームの冷却時間はCT2 〜CT4 は、いずれも本実施例
方法の冷却時間CT1 よりも長くなっている。同図
(B)に示す従来の4ステーション方式の場合、射出キ
ャビティ型内でのプリフォームの冷却温度は、延伸適温
よりも低い温度である。したがって、この低温度まで冷
却するための冷却時間CT2 がかなり長くなり、サイク
ルタイムST2 も長くかかっていた。
【0027】同図(C)に示す従来の温調ステーション
の無い3ステーションの方法の場合、温調ステーション
が存在しないため、射出キャビティ型内でのプリフォー
ムの冷却温度は延伸適温に近い温度とせざるを得ず、こ
の場合の冷却時間CT3 も比較的長く、このためサイク
ルタイムST3 も長くなっていた。
【0028】同図(D)に示す従来の2ステージ方式の
場合には、冷却時間CT4 はさらに長くなる。すなわ
ち、2ステージ方式では、射出成形品を最終成形品とす
る一般の射出成形技術と同じ考え方であり、射出キャビ
ティ型内にてプリフォームを室温まで冷却する必要があ
る。なお、この2ステーション方式の場合には、冷却時
間CT4 が長くなっても、これはサイクルタイムに関係
しない。即ち、この方式では、射出成形されたプリフォ
ームを一旦保管庫に保管し、この射出成形装置とは独立
した装置にてプリフォームの温調およびその後の吹込成
形を行うからである。しかし、この2ステージ方式の重
大な問題は、射出成形されたプリフォームを一定の環境
条件で保管しなければならないことであり、しかも大量
のプリフォームを保管するための収納スペースを確保し
なければならないことである。
【0029】上述した冷却時間CT2 〜CT4 は、本実
施例方法で成形されるプリフォームとほぼ同一重量のプ
リフォームを射出成形した後に要求される公知の冷却時
間である。本実施例方法では、この公知の冷却時間CT
2 〜CT4 のいずれの時間よりも短い冷却時間CT1
要するのみであるから、そのサイクルタイムST1 をか
なり短縮することが可能となる。
【0030】また、本実施例方法では、射出キャビティ
型内にて冷却する第1の冷却温度は、公知の冷却温度の
内で最も高い延伸適温より更に高い温度である。なお、
同図(C)に示す温調ステーションの無い3ステーショ
ン方式では、プリフォームを射出キャビティ型より取り
出した後、吹込成形ステーションに搬送するまでの自然
冷却を考慮して、延伸適温より少し高めの冷却温度に設
定されるかもしれないが、本実施例方法のように、射出
成形ステーション10および温調ステーション12にて
協働してプリフォームを冷却するという方法は、温調ス
テーションのない3ステーション方式では原理的に採用
できないものであるから、本実施例方法と根本的に相違
するものである。
【0031】次に、本実施例方法をより具体的に説明す
る。
【0032】図2は、射出成形ステーション10でのプ
リフォームの射出成形を示している。
【0033】この射出成形ステーション10で成形され
るプリフォーム20は、開口側のネック部22と、この
ネック部22の下方に続く筒状の胴部24と、この胴部
24の閉鎖端部を構成する底部26とから成っている。
このプリフォーム20を成形する金型は、射出キャビテ
ィ型30と射出コア型40とで構成される。射出キャビ
ティ型30は、プリフォーム20の胴部24および底部
26の外壁を規定するキャビティ面32を有し、その周
囲には冷却媒体、例えば冷水を循環させる冷媒ジャケッ
ト34が形成されている。尚、プリフォーム20のネッ
ク部22の外壁は、前記ネック型18の内面に形成した
キャビティ面18aによって規定される。射出コア型4
0は棒状を成し、プリフォーム20のネック部22,胴
部24および底部26の内壁を規定するものである。
【0034】上記の射出キャビティ型30および射出コ
ア型40は共に公知の金型とほぼ同様であり、本実施例
での射出成形ステーション10での特徴的工程は、ソフ
トウェアのみを変更することで対処している。この射出
成形ステーション10での特徴的工程は、図1に示す冷
却時間CT1 を従来より短く設定することであり、本実
施例では射出キャビティ型30の冷媒ジャケット34に
循環される冷水温度を、好ましくは2〜15℃、さらに
好ましくは4〜10℃に設定している。この温度範囲に
おける下限の冷媒温度は、樹脂例えばPET樹脂の充填
中に、このPET樹脂の樹脂流れを悪化させない温度で
あり、その上限の冷媒温度は前記冷却時間CT1 を比較
的短時間に確保できる温度である。なお、この冷却媒体
の温度については、プリフォーム20の肉厚あるいは最
終容器であるボトルの形状などによって変動する。
【0035】この射出成形ステーション10での作用に
ついて説明すると、ネック型18,射出キャビティ型3
0および射出コア型40を図2に示すように型締めした
状態で、射出キャビティ型30の下端側のゲート口36
よりPET樹脂を充填する。本実施例では、PET樹脂
の充填圧力を含めた射出条件は公知の方法と同様である
ため、プリフォーム20を最適な条件にて成形でき、特
に底部26が過度に高温となることを防止でき、温調ス
テーション12にてプリフォーム20の軸方向で温度分
布を有する延伸適温に温調する制御を容易としている。
【0036】図1に示す射出時間ITが終了すると直ち
にプリフォーム20の冷却が開始される。そして、この
プリフォーム20の冷却時間CT1 経過後直ちにプリフ
ォーム20の離型動作が開始されることになる。プリフ
ォーム20の離型は、本実施例の場合射出キャビティ型
30が固定であるため、ネック型22および射出コア型
40を一体的に上方に移動させることで実施している。
したがって、プリフォーム20は射出コア型40および
ネック型18に保持された形で射出キャビティ型30よ
り取り出されることになる。その後の離型動作を図3に
示している。すなわち、ネック型18の上限停止位置に
達した後引き続いて射出コア型40を上方に移動させる
ことで、プリフォーム20の内壁より射出コア型40が
引抜かれ、プリフォーム20の離型が終了することにな
る。
【0037】ここで、本実施例では上述したように公知
の冷却時間CT2 〜CT4 よりも短い冷却時間CT1
間に亘って冷却しているため、プリフォーム20は図1
に示す延伸適温よりかなり高い温度の状態で室温に晒さ
れることになる。したがって、プリフォーム20より射
出コア型40を引抜くと同時に、プリフォーム20の熱
収縮が開始されることになる。従来の冷却時間CT2
CT4 の場合にも、当然プリフォーム20の熱収縮は起
きるが、射出キャビティ型30のキャビティ面32で規
定されたプリフォーム20のほぼ原形を止める範囲内の
熱収縮変形である。本実施例の場合には、上述のように
冷却時間CT1 がかなり短いため、離型されたプリフォ
ーム20の熱収縮が大きく、プリフォーム20の原形か
らかなり逸脱した非相似形(例えば図3の鎖線状態20
´)に熱収縮変形することをも許容するものである。
【0038】ただし、コア型40の引き抜き時に底部2
6がネック部22側に移動するいわゆる“裏返し”の状
態等、温調ステージ12にて形状固定が不可能な変形が
生じないように、冷却時間CT1 を決定すべきである。
【0039】このようなプリフォーム20の成形を行う
ことで、図5に示す4ステーションの装置の場合のサイ
クルタイムST1 は、概ね射出成形時間ITと冷却時間
CT1 とを加算した時間となる。
【0040】次に、この射出成形ステーション10の後
工程としての温調ステーション12について、図4を参
照して説明する。
【0041】この温調ステーション12には、温調ポッ
ト50および温調コア60が上下に対向して配置されて
いる。温調ポット50は、プリフォーム20の軸方向で
延伸適温となる温度分布を形成できるように、その軸方
向でゾーン分割された第1〜第4のゾーンヒータ52〜
58を有する。そして、各ゾーンヒータ52〜58の内
面52aから58aで形成される空胴部の内壁面の形状
は、本実施例の場合射出キャビティ型30におけるキャ
ビティ面32の形状とほぼ同一となっているが、これに
限定されるものではない。プリフォーム20の軸方向で
温度分布を有する延伸適温の一例としては、このプリフ
ォーム20を吹込成形して得られるボトルのショルダー
部に相当する位置が最も高温となり、そのボトルの底壁
が最も低温となるような連続的あるいは段階的な温度勾
配を有する温度分布である。そして、各ゾーンヒータ5
2〜58は、そのような延伸適温となる軸方向温度分布
を形成するように、各ゾーンヒータのヒータ温度が設定
されることになる。なお、各ゾーンヒータの構成は、温
調媒体を循環させるもの、あるいは電気抵抗式のもの等
いずれであっても良い。
【0042】さらに、本実施例における温調ステーショ
ン12の特徴的なことは、射出成形ステーション10と
この温調ステーション12にて協働してプリフォーム2
0の冷却を行うことである。
【0043】したがってこの温調ポット50では、射出
成形ステーション10でのプリフォーム20の第1の冷
却温度より更に冷却された第2の冷却温度にプリフォー
ム20を冷却している。この点従来の4ステーションの
装置では、射出成形ステーションにて延伸適温以下の温
度設定となるプリフォームを、温調ステーションにて加
熱して延伸適温に温調していたものと根本的に異る。本
実施例の温調ポット50は、プリフォーム20を延伸適
温まで冷却するために、各ゾーンヒータ52〜58の設
定温度は、好ましくは30〜60℃に設定され、さらに
好ましくは40〜50℃に設定されている。尚、この温
調ポット50の設定温度についても、プリフォーム20
の肉厚あるいは最終成形品であるボトルの形状などによ
って変動するものである。
【0044】温調ステーション12には、プリフォーム
20のネック部22に挿入されるエア導入用コア60を
有している。このエア導入用コア60は、プリフォーム
20のネック部22における天面に密着して配置され、
熱収縮変形したプリフォーム20内部に所定圧力のエア
を導入するものである。このエアの導入によって、熱収
縮変形したプリフォーム20の外壁が吹き込みにより膨
張し、各ゾーンヒータ52〜58の各内面52a〜58
aに密着することになる。この結果、プリフォーム20
の外壁が各ゾーンヒータ52〜58と直接接触して効率
的な温調(冷却及び温度分布付与)が行われるととも
に、各内面52a〜58aが一種のキャビティ面として
作用することで、プリフォーム20の形状固定が実現さ
れることになる。なお、温調ポット50内壁とプリフォ
ーム20との接触時間は5.5秒程度で十分である。
【0045】このように本実施例における温調ステーシ
ョン12では、射出成形ステーション10での冷却時間
CT1 が従来よりもかなり短く、離型されたプリフォー
ム20の温度が延伸適温より高いものであっても、この
温調ステーション12においてプリフォーム20の二次
的な冷却を行って延伸適温に温調することができる。さ
らに、射出成形ステーション10での冷却時間CT1
短いため、プリフォーム20の熱収縮度が大きく、例え
射出成形直後のプリフォーム20の原形からかなり逸脱
した非相似形のプリフォーム20´として搬送されてき
ても、温調ポット50において射出成形直後のほぼ原型
に近いプリフォーム20に形状固定することができるた
め、その後の二軸延伸吹込工程を従来と同様に円滑に実
施することができる。さらに、本実施例の温調ステーシ
ョン12では、従来のようにプリフォーム20をその保
有温度を高めるように再加熱するものと異り、その保有
温度以下の温度に冷却するものであるから、加熱源に供
給されるエネルギーを従来よりも低減できる省エネルギ
ー化された装置を実現することもできる。
【0046】上記方法を適用した本発明者の実験によれ
ば肉厚2.6mmのプリフォームを、射出成形ステーショ
ン10において2.2秒間冷却した後離型させ、温調ス
テーション12において温調ポット50の内壁に4.0
秒間接触させて冷却し、かつ、この形状固定を行うこと
で、従来よりもサイクルタイムを3秒短縮することが確
認できた。しかも、本実施例方法は既存の従来装置の構
成をそのまま採用し、射出成形ステーションおよび温調
ステーションにおける温度条件あるいは温調時間を変更
するソウトウェアのみで対処できるため、既存の従来装
置に本実施例方法を採用することで、サイクルタイムを
短縮できるという多大な効果がある。
【0047】さらに他の実験によれば、胴部の肉厚が
2.6mmで重量33.6gのプリフォーム20を、射
出金型の冷却温度を4℃に設定し冷却したところ、射出
時間が4.2秒であり、その後の冷却時間が2.0秒
で、射出金型よりプリフォーム20を取出すことがで
き、良好なボトルを成形することができた。この場合、
搬送などの時間を無視したとすれば、成形サイクルは射
出時間4.2秒と冷却時間2秒とを加算した6.2秒と
なる。これと同一肉厚でかつ同一重量のプリフォームを
従来の方式で射出成形した場合には、射出時間およびそ
の後の冷却時間のトータル時間が8.1秒であり、従来
よりも約2秒(24%)だけサイクルタイムを短縮する
ことができた。
【0048】ここで、射出金型内での射出時間とは、射
出金型のキャビティ内に必要量の成形樹脂材料を充填す
る時間に加えて、充填終了後に所定の充填圧力を維持し
ている時間をも含んでいる。従って、所定量の成形樹脂
材料の充填終了後は、射出時間として定義された時間内
に既に樹脂の冷却が開始されているのである。そして、
真の射出時間終了後に充填圧力をどの程度の時間だけ維
持するかはユーザによってまちまちである。従って、プ
リフォームの冷却時間を評価するには、プリフォーム重
量によって真の充填時間が多少変動するものの、射出金
型内での射出時間および冷却時間のトータル時間を問題
とすべきである。
【0049】本発明者等は、4ステーションを有する1
ステージ方式のブロー成形機において、従来方式にてど
れ程射出+冷却時間を要していたかを検討してみた。パ
リソン胴部の肉厚をX(mm)とし、射出+冷却時間
(sec)をYとした場合、図6にも示すように、 (5X−3)−2<Y<(5X−3)+2 であった。
【0050】すなわち、通常の射出成形サイクルにおい
ては、プリフォーム(パリソン)肉厚が0.1mm厚く
なると概ね0.5秒だけサイクルタイムが長くなってい
ることが経験値により分かった。なお、上記不等式にお
ける第2項の±2秒の値は、パリソンの口径の大小やパ
リソン重量などによって成形時間が変動することを考慮
している。
【0051】本発明を上記のX,Yの値を用いて定義す
ると、図6にも示すように、 (5X−7)−2≦Y≦(5X−7)+2 ……(1) となる。この不等式における第2項の±2秒の値も、パ
リソンの口径の大小や、パリソン重量などによって成形
時間が変動することを考慮したものであるが、さらに好
ましくは、 (5X−7)−1≦Y≦(5X−7)+1 ……(2) とすることができる。
【0052】上記式(1),(2)にて定義された本発
明によれば、通常のパリソン胴部の肉厚が2.0から
4.5mm程度であることを考慮すれば、従来方式に比
べて本発明では成形サイクルタイムを10〜30%短縮
することができる。なお、パリソン胴部の肉厚が2.3
mm未満のものは広口瓶用のパリソンであることが多
く、胴部肉厚が3.5mmあるいは4mmを越えるもの
は耐熱瓶などの特殊容器のためのパリソンであることが
多い。これらのタイプの容器は特種な形状及び特性を確
保する観点から、特に容器の肉厚分布の調整が厳密であ
り、パリソンの温調工程にて比較的厳格な温度分布の形
成が必要である。このことを考慮すれば、本発明は特に
パリソン胴部の肉厚が2.3〜4mmであるもの、さら
に好ましくは2.5〜3.5mmの、形状及び用途が一
般的で通常の成形条件が設定されている容器の成形に好
適である。
【0053】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。
【0054】例えば、エア導入用コア60の先端側であ
って、最終成形品であるボトルのショルダー部に相当す
る位置を加熱する温調コア62を設けることで、ショル
ダー部の二軸延伸をより円滑に実施させるこもできる。
【0055】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれば
プリフォームの冷却を射出成形ステーションおよび温調
ステーションにて協働して行うことで、射出成形ステー
ションでの冷却時間を従来よりも大幅に短縮でき、この
射出成形ステーションの動作時間で決定されていたサイ
クルタイムを従来よりも大幅に短縮できる。しかも、本
発明方法は既存の従来装置にも適用できるため、ソフト
ウェアの変更のみによって従来装置のサイクルタイムを
も大幅に短縮できるという効果がある。さらに、本発明
方法によれば、射出成形ステーションでの冷却時間を短
縮する際に、プリフォームの形状をその原形をほぼ止め
るように熱収縮度を小さく維持するに足る充分な冷却時
間が不可欠であったという既存の概念を打破り、たとえ
離型されたプリフォームが原形と非相似形の形状まで収
縮変形したとしても、温調ステーションにおける形状固
定により、その後の二軸延伸吹込成形を従来と同様に円
滑にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を適用した実施例と従来の成形方法
との比較を示すもので、同図(A)は実施例方法を示す
タイミングチャート、同図(B)は従来の4ステーショ
ンタイプの成形方法を示すタイミングチャート、同図
(C)は従来の3ステーションタイプの成形方法のタイ
ミングチャート、同図(D)は従来の2ステージの成形
方法のタイミングチャートである。
【図2】本実施例方法が実施される射出成形ステーショ
ンの概略断面図である。
【図3】射出成形ステーションでの離型動作を示す概略
説明図である。
【図4】本実施例方法を実施する温調ステーションの概
略断面図である。
【図5】本実施例方法が適用される4ステーションの成
形装置の概略説明図である。
【図6】本発明を射出+冷却のトータル時間で定義した
特性図である。
【符号の説明】
10 射出成形ステーション 12 温調ステーション 14 吹込成形ステーション 16 エジェクトステーション 18 ネック型 20 プリフォーム 30 射出キャビティ型 32 キャビティ面 34 冷媒ジャケット 40 射出コア型 50 温調ポット 52〜58 第1〜第4のゾーンヒータ 52a〜58a 内面 60 エア導入用コア

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形ステーションにて少なくとも射
    出キャビティ型及び射出コア型を用いて有底筒状プリフ
    ォームを射出成形し、射出成形時の熱を保有したプリフ
    ォームを温調ステーションで延伸適温に温調した後、吹
    込成形ステーションで二軸延伸吹込成形して中空体を成
    形するに際し、 前記射出成形ステーションの前記射出キャビティ型内で
    前記プリフォームを第1の冷却温度まで冷却し、その後
    前記温調ステーションにて延伸適温となる第2の冷却温
    度までさらに冷却し、前記射出成形ステーション及び温
    調ステーションで協働して前記プリフォームの冷却を行
    うことを特徴とする高速型二軸延伸吹込成形方法。
  2. 【請求項2】 射出成形ステーションにて少なくとも射
    出キャビティ型及び射出コア型を用いて有底筒状プリフ
    ォームを射出成形し、射出成形時の熱を保有したプリフ
    ォームを温調ステーションで延伸適温に温調した後、吹
    込成形ステーションで二軸延伸吹込成形して中空体を成
    形するに際し、 前記射出成形ステーションでは、射出成形された前記プ
    リフォームを前記延伸適温より高い温度の状態で前記射
    出キャビティ型及び射出コア型から離型させ、 前記温調ステーションでは、前記延伸適温より高い温度
    の前記プリフォームを冷却して前記延伸適温に温調する
    ことを特徴とする高速型二軸延伸吹込成形方法。
  3. 【請求項3】 射出成形ステーションにて少なくとも射
    出キャビティ型及び射出コア型を用いて有底筒状プリフ
    ォームを射出成形し、射出成形時の熱を保有したプリフ
    ォームを温調ステーションで延伸適温に温調した後、吹
    込成形ステーションで二軸延伸吹込成形して中空体を成
    形するに際し、 前記射出成形ステーションでは、前記プリフォームとほ
    ぼ同一重量のプリフォームを射出成形した後に要求され
    た公知の冷却時間より短い時間前記プリフォームを前記
    射出キャビティ型内で冷却して、前記プリフォームを前
    記延伸適温より高い温度の状態で前記射出キャビティ型
    及びコア型より離型させ、 前記温調ステーションでは、前記延伸適温より高い温度
    の前記プリフォームを冷却して前記延伸適温に温調する
    ことを特徴とする高速型二軸延伸吹込成形方法。
  4. 【請求項4】 射出成形ステーションにて少なくとも射
    出キャビティ型及び射出コア型を用いて有底筒状プリフ
    ォームを射出成形し、射出成形時の熱を保有したプリフ
    ォームを温調ステーションで延伸適温に温調した後、吹
    込成形ステーションで二軸延伸吹込成形して中空体を成
    形するに際し、 前記プリフォームの胴部の肉厚をXmmとし、前記射出
    キャビティ型および射出コア型を型締めした後から型開
    き前の射出時間および冷却時間のトータル時間をY秒と
    したとき、 5X−9≦Y≦5X−5 であることを特徴とする高速型二軸延伸吹込成形方法。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかにおいて、 前記温調ステーションは、温調ポット内に前記プリフォ
    ームを配置し、離型後に熱収縮変形した前記プリフォー
    ム内に加圧流体を吹き込み、前記温調ポットの内壁に前
    記プリフォーム外壁を密着させて温調及び形状固定を行
    うことを特徴とする高速型二軸延伸吹込成形方法。
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