JP4243543B2 - 熱可塑性ポリマーの容器をブロー成形する装置 - Google Patents

Description

本発明は、一方で、それぞれの接触面を介して相互に接触し、その際、環状のフランジを介して型の面に当接させて支持することができるパリソンの首状部を受け入れることができる首状通路を介して型の面上に開口する成型用のキャビティの少なくとも一部を形成するように一緒にすることができる２つの型部分を有する少なくとも１つのブローイング用の型を有し、
他方で、パリソンの首状部を覆って載せられ、型の面を封止するように前面で支えられるようにすることができるベル型のブローイング用のノズルを含むブロー手段を有し、
前記２つの型部分は、ブローイングの間、ブローイング用の流体の圧力の作用で２つの型部分の前述の接触面の間に隙間を生じさせて離れる方向に移動することができる、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のような熱可塑性ポリマー製のパリソン（一般に管状の定形プラスチック形材）から作られる容器、特にボトルをブロー成型（ストレッチブロー成型を含む）する装置に対する改良に関する。

前述のようなブロー成型装置は、例えば、本出願人の会社の名前で特許文献１に記載され図示されている。このような装置の、特に、本発明に含まれる部分のみが、ここで参照する添付図面の図１および２に示されている。図１は、この公知の装置の型部分の、上から見た図であり、図２は、この型の、ブローイング用のノズルの部分が機能的に組み込まれた型部分の側断面図である。

ブロー成型用の型１は、例えば、相互に対して回転するようにリンク接続された２つの型部分２を有している（ヒンジによって連結された型）。型１は任意の全体構造を有することができ、特に、２つの型部分２は、固い枠体（不図示）内に取り外しできるように支持された２つの半殻状部（half-shell)の形状に構成されていてよい。各型部分２は、内側が、インプリント３を有するように中空になっており、型が閉じられた位置にある時、連結された２つのインプリントは、作製される容器の形状の少なくとも一部を描くキャビティ５を形成する。この閉じた位置において、２つの型部分２は、分割線４を形成する、それらの接触面を介して相互に支え合っている。

場合によっては、完全なキャビティが２つの型部分によって形成されるが、大抵の場合、２つの型部分はキャビティの一部のみを形成し、このキャビティは、型の底部に設けられた追加のインプリントによって補われる。この構造によって、容器を型から取り除くのが容易になる。

成型用のキャビティ５は、型の面（この例では上面）Ｆ上に開口する狭い首状通路６を通って上方に延びている。首状通路６は、特にその寸法に関して、ブロー成形されるパリソン７の首状部９を入れることができるように構成され形成されている。図２において、パリソン７（事前成形物の形態で示されている）は、成型用のキャビティ５の中に嵌め込まれたボディ８と、一部が首状通路６内に嵌め込まれ、残りが、フランジ１０を介して型の面Ｆ上に載せられて面Ｆの上方に突出している首状部９を有している。

面Ｆは、この面を封止するように前面で支えられた、ブローイング用のノズル１２の拡大部、すなわちベル状部１１を有しており、このベル状部１１は前方の環状のシール部１３を備えている。

一般に、パリソン７のブローイングは、ノズル１２とパリソンの首状部９を通ってはめ込まれた移動棒によって得られる軸方向の引き伸ばしを伴う。この移動棒は、図面の理解を容易にするために、図２には示されていない。
仏国特許出願公開第２７６４５４４号明細書

パリソンのブロー成型は、流体（理論的には空気）を高圧（例えば、通常４０×１０⁵Ｐａ）で注入することによって行われる。

図１および２にそれぞれ対応して描かれた図３および４に示されているように、２つの型部分２はこの高いブロー成形圧力の作用で相互に僅かに分離し、したがって、それらの各接触面の間に隙間１４を生じることがある。図３、４において、２つの型部分の間の隙間１４の幅は、図面の理解が容易になるように、意図的にかなり拡大されているが、この隙間は実際には非常に小さい（通常、例えば、０．０５ｍｍ程度）。

しかし、この隙間は、小さいが、高圧のブローイング用流体が、この隙間の、パリソンの首状部９とベル状部１１のシール部１３の間の部分１５（この部分は、理解を容易にするために図３においてハッチングされている）に入ることができるのに充分な大きさである。その結果、流体は、成型用のキャビティ５の壁と、成型用のキャビティ５の壁にまだ接触することなく成型されている途中の容器１９のボディ１７の間に入る。この流体は、容器１９のボディ１７がブローイングの作用で成型されながら出来上がっていく時に、その全体を排出することはできず、流体のポケットが、特に、図４の参照番号１６で示されているように、容器の肩部に残る。この場合、最終的な容器１９のボディ１７は、許容することができず、その容器を廃棄へ導く局部的な奇形部（皿）１８を有する。

したがって、本発明の目的は、この不都合を改善することにあり、それにも関わらず、本発明は、型部分の分離を防ぐ方策（このための種々の方策が知られており、例えば、各型部分の背面に、ブローイング圧力とほぼ同じ大きさの流体背圧をかけることから成る方策がその１つである）を見出すことを追求しているのではないということを強調しておく。本発明は、型部分に、ある程度の分離があることを受け入れながら、単に、最終的に得られる容器の奇形を回避することを試みる方策を提案することを目的としており、この方策は、実行するのが簡単かつ安価でならなくてはならず、かつ、現存する装置において実行することができなければならない。

これらの目的のために、本発明は、請求項１の前提部に記載された、容器をブロー成型する装置であって、本発明にしたがって構成されて、（前述の隙間によって流体に与えられる断面積と比較して考えて）比較的大きな断面積を有する漏洩手段が、少なくとも１つの型部分の少なくとも１つの接触面の所から形成され、ブローイング用のノズルのベル状部用の設置部を越えて型の外側まで延びており、この構成のために、隙間に入ることができる高圧のブローイング用の流体は、少なくともその大部分が漏洩手段によって除去され、多くとも小さな割合の流体のみが比較的低い圧力で成型用のキャビティに到達することができることを特徴とする装置を提案する。

したがって、流体の、成型用のキャビティに到達することができる部分は非常に低圧（数十万Ｐａ）であり、成型用のキャビティの全表面に対して容器の壁の正しい展開を妨げることはできない。したがって、ブロー成型工程の間に複数の型部分が分離するにも拘わらず正しい形状の容器が得られるのを保証することができる。

漏洩手段は、成型用のキャビティの各側の少なくとも１つの型部分の少なくとも１つの接触面の所から形成するのが望ましい。

漏洩手段を、少なくとも１つの型部分の接触面の位置から、ベル型のブローイング用のノズルの設置部の内側と外側の間でくり抜かれ、内側の端部が塞がれている少なくとも１つの通路を有するのが簡単で経済的であり、有利である。この場合、漏洩手段は、２つの型部分の、対向する接触面からそれぞれくり貫かれた少なくとも２つの通路を有するのが望ましい。

有効な効果を得るために、漏洩手段は、隙間の、ベル状部が上に載っている部分によってブローイング用の流体の通路に与えられた断面積の約１０倍の断面積を有しているのが望ましい。したがって、具体的な例を示すために、両型部分の２つの縁部が約０．０５ｍｍだけ相互に離れるとすると、この隙間においてブローイング用の流体に与えられる通路断面積は通常０．７５ｍｍ²程度であり、溝の断面積を約７ｍｍ²（直径が３ｍｍ程度）とすることによって、断面積に関して１０程度の比が得られる。したがって、約４０×１０⁵Ｐａのブローイング圧力に対して、ブローイング用の流体の、ブローイング用のキャビティまで達しそうな部分は、４×１０⁵Ｐａ程度の圧力を有している。この圧力は、熱可塑性の壁の局所的な奇形部につながりがちな気泡が、容器がブローイングの動作の下で展開している間に、ブローイング用のキャビティの壁と容器の熱可塑性の壁の間に形成されるのに充分に高い圧力ではない。

本発明に従って用いられる手段の有効性を最適にするために、加圧された流体は、隙間に入ったらできるだけ速く除去されるのが望ましい。このことのために、漏洩手段は、型の、前述の面の近くに配置されるように準備され、したがって、漏洩手段は、多かれ少なかれ、パリソンの首状部を入れることができる前述の首状通路の位置に設けるのが望ましい。

アルミニウムから成る型部分を用いたブロー成型装置においては、封止の問題（特に、摩耗による）が、ノズルのベル状部と前述のアルミニウム面Ｆの間に生じる。この不都合を排除するために、パリソンの首状部用に通路孔が開けられ、ブローイングの間、ベル型のノズルが、封止するように前面で支えられるスチール製の首状プレートを型の面に取り付けるのが公知の手法である。さらに、この首状プレートは取り外し可能であり、その結果、様々な直径の通路が形成された複数のプレートを交換することによって、型を変更することを必要とせずに、種々の直径の首状部を有する容器をブロー成型することができる。前記の首状プレートは２つの型部分の上面によってそれぞれ支持されている２つの首状ハーフプレートから形成されている。この場合、本発明によれば、漏洩手段は前記の首状プレート内に配置されるように準備される。

その場合、漏洩手段は、首状ハーフプレートが有する半分の通路の各側に１つずつ、少なくとも１つの首状ハーフプレートの接触面からくり抜かれた２つの溝を有し、各溝はその内側の端部が塞がれ、ベル型の前記ノズルの設置部をこえた他端部の所で、首状ハーフプレートの上面に開口する横の縦穴と連通しているのが有利である。簡単な実施態様において、横の縦穴は、首状ハーフプレートの前記接触面が、隣接する端面に接続する位置の隅部において、首状ハーフプレートの前記接触面の端部からくり抜かれた切れ込みによって形成されている。

本発明は、純粋に例示のために記載する幾つかの好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解される。添付の図面がこの説明において引用される。

まず、図５および６を参照すると、本発明によれば、図１から４を参照して上述したブロー成型装置の型１は、（ブローインングの間に、２つの型部分の間に生じるであろう隙間によって流体に与えられる断面積と比較して考えて）比較的大きな断面積の漏洩手段を備えている。これらの漏洩手段は少なくとも１つの型部分２の少なくとも１つの接触面２０から設けられ、ブローイング用のノズル１２のベル状部１１の設置部（環状のシール部１３）を越えて型の外側まで延びている。さらに、これらの漏洩手段は、成型用のキャビティ５の各側に位置するように構成するのが望ましい。

この目的のために、型部分２を通って接触面２０から、例えば、接触面２０にほぼ直角に延びて当該型部分の外面まで、少なくとも１つの管路（または、成型用のキャビティ５の各側に１つ配置された２つの管路）をくり抜くことできるのは確かである。しかし、そのような装置では型部分の完全な状態が損なわれる危険があり、この不都合を回避するために、以下の実施形態の助けをかりるのが望ましい。

図５および６に図示されているように、漏洩手段は、２つの型部分２のうちの少なくとも１つの接触面２０からくり抜かれた少なくとも１つの溝２１を有し、この溝２１はほぼ半径方向に（すなわち、型のキャビティ５の軸線２２にほぼ直角に）延びている。図示されているように、２つの溝２１が、成型用のキャビティ５の各側に１つ配置されて設けられているのが望ましい。

各溝２１はブローイング用のノズル１２のベル状部１１の設置部（シール部１３）をまたいでいる。各溝は、その半径方向外側の端部２５において、型部分の表面上に開口しており、その半径方向内側の端部２４は、成型用のキャビティ５が大気と連通されないように塞がれている。

各溝２１は、２つの型部分が分離したときに加圧されたブローイング用の流体が入る位置の、できるだけ近くに配置され、その結果、このブローイング用の流体ができるだけ速く外部に取り去られるように、型部分２の上部の、容器の、キャビティ５によって形成されるインプリントの肩の高さ、または望ましくは、首状部の高さに配置するのが望ましい。

最後に、各溝は、生じるであろう隙間によって形成される通路の面に比べて比較的大きい、例えば１０倍程度大きいのが望ましい断面積を有している。

本発明によって提案される方策は、実行するのが簡単な機械作業のみを必要としているので実行するのが容易である。１つ、または望ましくは２つの溝が求められる、図５および６に示されている実施形態は、たった１回の切削作業を必要としている。

図５および６において、型１の少なくとも一部を構成している２つの型部分２の間に非対称が生じるのを回避するために、図７に示されているように、成型用のキャビティ５の各側に１つ配置された２つの溝２１を各型部分２に設けるのが望ましい。したがって、１つが２つの型部分２の各々に属する、対向する２つの溝２１は、一緒になって、外側に開口する半径方向の管路を形成している。

溝２１の存在が、（例えば、型が、複数の型部分がブローイングの間に分離するのを回避するように構成されているために）不必要になる場合、それでもなお、それらの型部分を使用できるように、溝をふさぎ、溝の、成型プロセスに直接寄与しない位置に正しい面を再生するのは容易である。

本発明による構成には、型のアルミニウム面よりも摩耗しにくい完全に平らな設置面を、ブローイング用のノズルのベル状部のシール部に設けるために、および、直径が異なる首状部を有する複数の容器に単一の型を使用するための能力を高めるために、スチール製の首状プレートを面Ｆ上に設ける必要がある、アルミニウム合金製の型の場合に特に有利な用途がある。さらに、これは、より正確には、複数の型部分が強化されていないか、または、強化が不十分である場合（支持部の機械的補強、背後からの空気圧による補償など）、ブローイングの間の型部分の分離が起こりやすい軽いアルミニウム合金型の場合である。

図８および９は、図５および６と同じ条件下で、首状プレート３０を有する型の構成を示している。実際上は、首状プレート３０は、例えば、各型部分２の面Ｆに切り込まれた相補的な形状の２つの対向穴２７内に設置されたハーフリングの形状の、２つの首状ハーフプレート２６の形態に作製されている。首状ハーフプレート２６はねじ２８のような固定手段によって適切な位置に保持されている。

２つの首状ハーフプレート２６は、それらが相互に協働している面からくり抜かれた半円形の各切れ込みを有しており、その結果、これらの切れ込みは、結合されて、パリソンの首状部用の空間を残すために成型用のキャビティ５の頂部に延びる前述の首状通路６を形成している。

首状プレート３０はブローイング用のノズル１２のベル状部１１の環状のシール部１３用の固い設置部として働くように意図されているので、この首状プレート３０は環状のシール部１３より大きな直径を有している。

これは、各溝の、半径方向外方の端部がハーフプレート２６の端面に位置すること、およびこの端部が、この端部の直上の、ハーフプレート２６の上面から鉛直にくり抜かれた縦穴２９を介して外部と連通させられるということを除いて、上記と同一の条件下で、溝２１を首状ハーフプレート２６の少なくとも１つの中に設けるのに非常に有利な状況である。

前と同様に、型の組み立ておよび保管された複数のスペアの保持を複雑にしないために２つの首状ハーフプレート２６は同一であるのが有利である。その結果、図１０に示されているように、２つの首状ハーフプレート２６が、各縦穴２９を介して開口する溝２１を備えるように準備されている。

図８から１０を用いてちょうど説明したこの構成は、それらが、この場合、型部分自体に関連しておらず、型部分の取り外し可能な部品に関連しているので、非常に有用である。したがって、現存する型を、単に首状ハーフプレートを交換することによって本発明に従った構成にすることができ、または、逆に、型部分の分離が生じないようにされる場合、このように構成された型を、本発明に従った構成を備えないようにすることも可能である。

さらに、首状ハーフプレートに溝２１と（理論的には、溝２１が首状ハーフプレート２６の外周縁の面に接続する隅部からくり抜かれた単純な切れ込みである）縦穴２９を設けるための、首状ハーフプレートの機械処理は、切削によって実行するのが容易であり、したがって、あまりコストがかからない。この作業は、現存する首状ハーフプレートに実行することができる。

最後に、このことは少なからず重要であるが、溝２１は型の面Ｆのすぐ近傍に配置されており、その結果、型部分が分離した場合、隙間に入り始めた流体は溝２１によって直ぐに集められて排出される。

公知の装置の型部分を上から見た図である。 ブローイング用のノズル部分が機能的に組み込まれた、図１の型部分の側断面図である。 高いブロー成形圧力の作用で２つの型部分が相互に僅かに分離し、その結果、それらの接触面の間に隙間が生じた場合における、図１に対応する図である。 高いブロー成形圧力の作用で２つの型部分が相互に僅かに分離し、その結果、それらの接触面の間に隙間が生じた場合における、図２に対応する図である。 本発明の装置の一実施形態を示す、型部分の、図６のＶ−Ｖ線に沿った断面を、ブローイング位置にあるベル型のノズルと共に部分的に示す図である。 ２つの型部分の１つが図５の型部分である型を上から見た図である。 図６の装置の他の実施形態の代替の形態を示す型を上から見た部分図である。 本発明の他の実施形態を示す、首状プレートを有する型を上から見た部分図である。 図８の型部分の、図１０のIX−IX線に沿った断面を、ブローイング位置にあるベル型のノズルと共に部分的に示す図である。 本発明の望ましい実施形態を示す、首状プレートを有する型を上から見た部分図である。

Claims (9)

1. それぞれの接触面（２０）を介して一体化することができる２つの型部分（２）を有する少なくとも１つのブローイング用の型（１）であって、一体化した際、前記型の１つの面（Ｆ）に当接させて支持されるようになっている環状のフランジ（１０）を有するパリソンの首状部（９）を受け入れることができる首状通路（６）を介して前記型の前記面（Ｆ）上に開口する成型用のキャビティ（５）の少なくとも一部分を形成するブローイング用の型（１）と、
   前記パリソン（７）の前記首状部（９）を覆いながら、前記型の前記面（Ｆ）を封止することができるベル型のブローイング用のノズル（１２）を含むブローイング手段とを有し、
   前記２つの型部分（２）は、ブローイングの間に、ブローイング用の流体の圧力の作用で該２つの型部分の前記両接触面の間に隙間（１４）を生じさせて離れる方向に移動することができる、
   熱可塑性ポリマー製のパリソン（７）から、容器をブロー成形またはストレッチブロー成形する装置において、
   前記流体の、前記隙間によって生じる流路の断面積よりも大きな断面積を有する漏洩手段（２１，２４；２９）が、少なくとも１つの型部分（２）の前記接触面（２０）の少なくとも１つの位置に設けられ、ブローイング用の前記ノズル（１２）のベル状部（１１）が前記型の前記面（Ｆ）を封止する位置より半径方向外側まで溝状に延びており、前記漏洩手段は、前記型部分の外部への開口を有しており、
   それによって、前記隙間に入ったブローイング用の前記流体が、前記漏洩手段によって除去されることを特徴とする装置。
2. 前記漏洩手段は、成型用の前記キャビティ（５）の各側の少なくとも１つの型部分（２）の少なくとも１つの接触面（２０）から形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記漏洩手段は、少なくとも１つの型部分（２）の前記接触面（２０）から、前記ベル状部（１１）の下方の領域とこの領域の外側との間に亘ってくり抜かれ、内側の端部（２４）が塞がれている少なくとも１つの溝（２１）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記漏洩手段は、前記２つの型部分の、対向する前記接触面からそれぞれくり抜かれた少なくとも２つの溝（２１）を有することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記漏洩手段は、前記隙間（１４）の、前記ベル状部（１１）に覆われている部分の断面積の１０倍の断面積を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記漏洩手段は、前記パリソンの前記首状部を入れることができる前記首状通路（６）の所に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記型（１）の前記面（Ｆ）には、取り外し可能な首状プレート（３０）が取り付けられ、該首状プレート（３０）は、前記パリソンの前記首状部用の前記首状通路（６）を備え、ブローイングの間、ブローイング用の前記ノズル（１２）の前記ベル状部（１１）に封止され、前記２つの型部分（２）によってそれぞれ支持されている２つの首状ハーフプレート（２６）から形成されており、
   前記漏洩手段は、前記首状プレート（３０）内に設けられていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記漏洩手段は、首状ハーフプレートの半分の通路の各側に１つずつ、少なくとも１つの首状ハーフプレートの接触面に溝状に設けられた２つの溝（２１）を有し、各溝（２１）は、閉塞された内側の端部と、ブローイング用のノズルの設置部より外側の他端部とを有し、該他端部は、首状ハーフプレート（２６）の上面に開口する縦穴（２９）と連通していることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記縦穴（２９）は、前記接触面が、隣接する端面に接続する位置の隅部において、前記首状ハーフプレート（２６）の前記接触面の端部に溝状に設けられた切れ込みによって形成されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。

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