JP2018069622A - 液体ブロー成形装置及びプリフォーム - Google Patents

Abstract

【課題】液体ブロー成形時にノズルと口部との間から液体が漏出するのを確実に防止することができる液体ブロー成形装置及びプリフォームを提供する。【解決手段】液体ブロー成形装置１０を、円筒状のノズル１７の下端に、ノズル１７が口部２に挿入されたときに、プリフォーム１の内周面に設けられた段差面５に軸方向から当接してノズル１７とプリフォーム１の内周面との間を密封するシール面１７ｃを設けた構成とする。また、プリフォーム１を、その内周面に、ノズル１７のシール面１７ｃが軸方向から当接する段差面５を備えた構成とする。段差面５を、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、合成樹脂製のプリフォームを所定形状の液体入り容器にブロー成形する液体ブロー成形装置、及び、この液体ブロー成形装置により所定形状の液体入り容器にブロー成形される合成樹脂製のプリフォームに関する。

ポリプロピレン（ＰＰ）製のボトルやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のボトルに代表されるような合成樹脂製の容器は、飲料、化粧品、薬品、洗剤、シャンプー等のトイレタリーなどの様々な液体を内容液として収容する用途に使用されている。このような容器は、上記したような熱可塑性を有する合成樹脂材料によって、円筒状の口部と、口部に連なる有底筒状の本体部とを備えた形状に形成されたプリフォームをブロー成形することにより製造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、予め延伸性が発現する温度にまで加熱したプリフォームの内部に加圧した液体を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、その生産工程や生産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においては、ノズルは、プリフォームの口部への挿入、離脱動作を容易にするとともに口部の内周面の損傷を防止するために、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、ノズルの下端にシール面を設け、ノズルが口部に挿入されたときに、当該シール面をプリフォームの口部の内周面に形成された段差面に軸方向から当接させることでノズルとプリフォームの内周面との間を密封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２０１６−１２４１６４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では、シール面が径方向外側よりも径方向内側が僅かに下方に位置するテーパー状または軸方向に垂直な平坦面に形成されているので、液体ブロー成形時には、プリフォームの内部に供給された加圧した液体によって口部に拡径方向の力が加えられることにより、口部に当該拡径方向の変形が生じ、液体がノズルと口部との間から漏出する虞があるという問題があった。

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、液体ブロー成形時にノズルと口部との間から液体が漏出するのを確実に防止することができる液体ブロー成形装置及びプリフォームを提供することにある。

本発明の液体ブロー成形装置は、合成樹脂製のプリフォームの口部に挿入される円筒状のノズルを備え、該ノズルを通して前記プリフォームの内部に加圧した液体を供給して該プリフォームを所定形状の液体入り容器にブロー成形する液体ブロー成形装置であって、前記ノズルの下端に、前記ノズルが前記口部に挿入されたときに、前記プリフォームの内周面に設けられた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面が設けられ、前記段差面が、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成され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、前記シール面が、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成されているのが好ましい。

本発明の液体ブロー成形装置は、上記構成において、前記ノズルの外径が、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いのが好ましい。

本発明のプリフォームは、液体ブロー成形装置により所定形状の液体入り容器にブロー成形される合成樹脂製のプリフォームであって、円筒状の口部と、前記口部に連なる有底筒状の本体部と、前記口部の内周面に設けられ、前記口部の開口端の側に向けて該内周面の内径を拡大させる環状の段差面とを有し、前記段差面が、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、液体ブロー成形時にノズルと口部との間から液体が漏出するのを確実に防止することができる液体ブロー成形装置及びプリフォームを提供することができる。

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におけるシール面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、所定形状の液体入り容器にブロー成形されるものである。

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合成樹脂材料により形成された合成樹脂製となっており、当該合成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及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。

口部２は、ブロー成形によっては延伸されない部分であり、円筒状に形成されている。口部２の外周面には、図示しないキャップを口部２に打栓により装着するための環状の突起２ａが一体に設けられている。なお、環状の突起２ａに替えて、キャップをねじ結合により装着するための雄ねじを設けるようにしてもよい。

本体部３は、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、その底部が丸みを帯びた形状に形成されている。なお、本体部３は、有底円筒状に限らず、有底筒状であれば他の形状としてもよい。

ネックサポート部４は、口部２の外周面に対して径方向外側に向けて突出するフランジ状に形成され、口部２の下端に設けられている。

このプリフォーム１は１種類の樹脂材料のみで形成された単層構造となっているが、外側層と内側層とを異材質又は同材質で形成して積層した積層構造や、当該積層構造において外側層の内側に内側層が剥離可能に積層された構成とすることができる。また、３層以上の積層構成のものを採用することもできる。

口部２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、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、液体ブロー成形装置１０に設けられたノズル１７の下端に設けられたシール面１７ｃに軸方向から当接して、当該ノズル１７とプリフォーム１の内周面との間を密封するための部分である。

この段差面５は、その径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状（テーパー面）であるとともに、口部２の内周面の全周に亘って延びる環状に形成されている。本実施の形態においては、口部２の軸方向に対して段差面５が成す角度は４５度であるが、当該角度は種々変更可能である。

図２に示すように、口部２の、段差面５から当該口部２の開口端の側に向けて延びる大径内周面６の内径は、段差面５から本体部３の側に向けて延びる小径内周面７の内径よりも大きくなっている。このように、段差面５が設けられることにより、口部２は、その開口端の側に向けて内径が段差状に拡大された形状となっている。なお、大径内周面６の内径は、軸方向の各位置で一定である。

本実施の形態においては、段差面５を、大径内周面６に直接連ねて設けるようにしているが、段差面５と大径内周面６との間に口部２の軸方向に対して垂直な又は傾斜した平坦面等を設けるようにしてもよい。

次に、上記したプリフォーム１を所定形状の液体入り容器にブロー成形する液体ブロー成形装置１０の構成について説明する。

図３に示すように、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中においては上側の一部のみを示すが、この金型１１のキャビティ１２は成形後の液体入り容器の形状に対応した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液体入り容器を金型１１から取り出すことができる。

金型１１には上記のプリフォーム１を装着することができる。図３には、金型１１にプリフォーム１を装着した状態を示す。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から上方に突出している。

金型１１の上側にはノズルユニット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、本体ブロック１４にはノズル１７が装着されている。ノズルユニット１３は、図示しない制御装置に制御されて、金型１１に対して上下方向に相対移動つまり昇降することができる。

ノズル１７は、大径内周面６よりも外径が小さい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とを有している。ノズル１７は、例えば鋼材や樹脂材料等により形成されたものとすることができ、挟持部１７ｂが本体ブロック１４の内面に挟持されることにより本体ブロック１４に固定されている。なお、本体ブロック１４の下端に設けられているのは、金型１１の上面との間でネックサポート部４を挟持するための爪部１４ａである。

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とともに金型１１に対して上下方向に相対移動つまり昇降することができる。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の下端側部分が金型１１に装着されたプリフォーム１の口部２の内側に挿入され、当該ノズル本体１７ａの下端が口部２の内周面に設けられた段差面５に軸方向から所定圧力で当接する。

ここで、ノズル本体１７ａの段差面５に当接する下端はシール面１７ｃとなっている。シール面１７ｃは、その径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成されている。また、口部２の軸方向に対してシール面１７ｃが成す角度は、口部２の軸方向に対して段差面５が成す角度と同一である。したがって、ノズルユニット１３が所定位置にまで下降すると、図４に示すように、プリフォーム１の口部２に挿入されたノズル本体１７ａのシール面１７ｃがプリフォーム１の内周面に設けられた段差面５に軸方向から所定の圧力で当接する。

なお、ノズル本体１７ａの外径はプリフォーム１の大径内周面６の内径よりも僅かに小さくされているので、大径内周面６の内周面をノズル本体１７ａの外周面との擦れにより損傷させることなく、ノズル本体１７ａ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。

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の下端がノズル本体１７ａ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Ｌを、配管Ｐと供給路１８とを介してノズル本体１７ａ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、ノズル本体１７ａに所定の圧力に加圧した液体Ｌ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を開閉するためのシール体２０が配置されている。シール体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の上面はテーパー状の閉塞面１７ｄとなっており、シール体２０が下方のストローク端にまで移動してシール体２０の先端部に設けられたテーパー面２０ａが閉塞面１７ｄに当接すると、供給路１８とノズル本体１７ａとの連通がシール体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。

ノズル本体１７ａをプリフォーム１の口部２に挿入し、加圧液体供給部１９を作動させた状態でシール体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の内部に加圧した液体Ｌを供給して、当該プリフォーム１を液体ブロー成形することができる。

シール体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はシール体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をシール体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Ｌを供給する前あるいは供給と同時に延伸ロッド２２を用いてプリフォーム１を縦方向に延伸させることで該プリフォーム１に対して二軸延伸ブロー成形を行うことができる。

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。

このような構成を有する液体ブロー成形装置１０を用いてプリフォーム１を液体ブロー成形する際には、プリフォーム１を金型１１に装着した後、ノズルユニット１３を所定位置にまで下降させて、プリフォーム１の口部２にノズル本体１７ａを挿入し、そのシール面１７ｃを口部２の内周面に形成された段差面５に所定の圧力で軸方向から当接させる。このとき、シール面１７ｃと段差面５は、それぞれ互いに同一の傾斜角度を有するテーパー面に形成されているので、これらが互いに全周に亘って液密に係合することにより、ノズル１７と口部２の内周面との間を密封することができる。そして、この状態で液体ブロー成形を行うことで、ノズル１７と口部２との間から液体Ｌを漏れ出させることなく、ノズル本体１７ａを通してプリフォーム１の内部に加圧した液体Ｌを供給して、当該プリフォーム１を所定形状の液体入り容器にブロー成形することができる。

また、シール面１７ｃと段差面５は、何れも、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成されているので、段差面５は、シール面１７ｃに係合して径方向外側への移動が規制された状態となる。さらに、ノズル本体１７ａが段差面５に当接することにより当該段差面５に加えられる軸方向荷重によっては、口部２に径方向内側に向く縮径方向の力が加えられることになるので、当該係合により、プリフォーム１の内部に供給される液体Ｌの圧力による口部２の拡径変形を抑制することができる。したがって、液体ブロー成形時に、口部２がプリフォーム１の内部に供給される液体Ｌの圧力によってその径を拡大する方向に変形することを抑制して、液体Ｌがノズル１７と口部２との間から漏出すること確実に防止することができる。

また、口部２の外周面に当該口部２を縮径方向に加圧する圧力を加えるような複雑で高価な機構を設けることなく、シール面１７ｃ及び段差面５を、それぞれ径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成するだけの簡単な構成で、ノズル１７と口部２との間からの液体Ｌの漏出を防止することができるので、この液体ブロー成形装置１０のコストを低減することができる。

さらに、ノズル１７と口部２との間を当該口部２の内部で密封することができるので、口部２に挿入されたノズル本体１７ａの外周面に液体Ｌが付着するのを防止できる。

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、前記実施の形態においては、ノズル本体１７ａに設けたシール面１７ｃを、段差面５と同一の角度で傾斜するテーパー状に形成するようにしているが、段差面５の径方向への移動を規制することができれば、シール面１７ｃを段差面５とは異なる角度で傾斜するテーパー状に形成してもよく、また、シール面１７ｃを湾曲面や軸方向に垂直な平坦面に形成するようにしてもよい。

本実施の形態では、ノズル本体１７ａの下端に設けたシール面１７ｃを全周に亘って段差面５に当接させてノズル本体１７ａと口部２との間を密封するようにしているが、ノズル本体１７ａの外径を口部２の内径と等しく形成してノズル本体１７ａと口部２との間を径方向で密封する構成としてもよい。この場合、シール面１７ｃを周方向に間欠状に形成するようにしてもよい。

１ プリフォーム
２ 口部
２ａ 突起
３ 本体部
４ ネックサポート部
５ 段差面
６ 大径内周面
７ 小径内周面
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 シール面
１７ｄ 閉塞面
１８ 供給路
１９ 加圧液体供給部
２０ シール体
２０ａ テーパー面
２２ 延伸ロッド
Ｐ 配管
Ｌ 液体

Claims (4)

1. 合成樹脂製のプリフォームの口部に挿入される円筒状のノズルを備え、該ノズルを通して前記プリフォームの内部に加圧した液体を供給して該プリフォームを所定形状の液体入り容器にブロー成形する液体ブロー成形装置であって、
   前記ノズルの下端に、前記ノズルが前記口部に挿入されたときに、前記プリフォームの内周面に設けられた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面が設けられ、
   前記段差面が、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成されていることを特徴とする液体ブロー成形装置。
2. 前記シール面が、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成されている、請求項１に記載の液体ブロー成形装置。
3. 前記ノズルの外径が、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い、請求項１または２に記載の液体ブロー成形装置。
4. 液体ブロー成形装置により所定形状の液体入り容器にブロー成形される合成樹脂製のプリフォームであって、
   円筒状の口部と、
   前記口部に連なる有底筒状の本体部と、
   前記口部の内周面に設けられ、前記口部の開口端の側に向けて該内周面の内径を拡大させる環状の段差面とを有し、
   前記段差面が、径方向外側よりも径方向内側が上方に位置するテーパー状に形成されていることを特徴とするプリフォーム。

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