CN102089133B - 压缩成形装置及合成树脂制容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种压缩成形装置及合成树脂制容器的制造方法。在向上模(10)与下模(20)之间供给规定的树脂量的熔融树脂(D)而进行压缩成形时，使上模(10)向下运动至规定的行程长度以使其与供给有熔融树脂(D)的下模(20)接近，之后使下模(20)向上运动并同时对其施加压缩载荷，并且支承上模(10)以抵抗施加在下模(20)上的压缩载荷而进行合模，从而进行压缩成形。由此，在通过压缩成形成形规定形状的成形品时，即使为了取出成形品而以足够的行程进行成形模具的开模，也能够有效地避免成形周期变长，且能够效率良好地批量生产规定形状的成形品。
Description
技术领域
本发明涉及即使以足够的行程开模也能够效率良好地反复实施压缩成形的压缩成形装置及合成树脂制容器的制造方法。
背景技术
例如，已知有如专利文献1等所示的装置：将从压出机压出的熔融树脂以规定的树脂量切断而向上下一对成形模具之间供给，并将模具进行合模而压缩成形为规定形状。
专利文献1：日本特开2000-280248号公报
其中，在从成形模具取出通过压缩成形而成形为规定形状的成形品时，需要在上模与下模之间形成取出成形品所需要的空间。因此，在成形完成之后，希望以足够的行程进行开模。
然而，当增长开模的行程而以这样的行程反复进行成形模具的开闭时，成形周期变长，在成形效率方面不优选。
另一方面，为了缩短成形周期，期望以高速进行成形模具的开闭动作，从而缩短成形模具的开闭所需要的时间。
然而，这种压缩成形中通常使用利用曲柄机构或液压缸来进行成形模具的开闭或合模的压缩成形装置。并且，在这样的装置中，在维持其加压能力以得到压缩成形所需要的高的载荷的基础上，以高速开闭成形模具时，考虑存在装置大型化或运行成本增大这样的不良情况。
另外，还考虑通过利用气缸或滚珠丝杠和伺服电动机的组合而成的驱动机构，以高速进行成形模具的开闭动作，但在利用通常使用的气缸或滚珠丝杠和伺服电动机的组合而成的驱动机构中，在产生压缩成形所需要的高的载荷上存在界限。
发明内容
本发明鉴于上述的情况而提出，其目的在于提供一种压缩成形装置及能够适当利用这样的装置的合成树脂制容器的制造方法，所述压缩成形装置在通过压缩成形成形规定形状的成形品时，即使为了取出成形品而以足够的行程进行成形模具的开模，也能够有效地避免成形周期变长，且能够效率良好地批量生产规定形状的成形品。
本发明的压缩成形装置构成为，具备：上下一对成形模具；下模驱动机构，其在合模时，使所述下模向上运动并同时对所述下模施加压缩载荷；上模驱动机构，其使所述上模向下运动至规定的行程长度后，支承所述上模，以抵抗施加在所述下模上的压缩载荷而进行合模。
另外，本发明的合成树脂制容器的制造方法为如下方法：在向形成有与所期望的容器形状对应的型腔的上下一对成形模具供给规定树脂量的熔融树脂、并通过压缩成形制造合成树脂制容器时，使上模向下运动至规定的行程长度以使其与供给有所述熔融树脂的下模接近后，使所述下模向上运动并同时对所述下模施加压缩载荷，并且，支承所述上模以抵抗施加在所述下模上的压缩载荷而进行合模。
发明效果
在如上那样的本发明中，即使以足够的行程进行开模，也能够有效地避免成形周期变长，从而能够效率良好地反复实施压缩成形。
因此，根据本发明的合成树脂制容器的制造方法，能够生产性良好地批量生产规定形状的合成树脂制容器。
附图说明
图1是表示本发明的压缩成形装置的第一实施方式的概要的说明图。
图2是用于说明本发明的合成树脂制容器的制造方法的第一实施方式的工序图。
图3是表示本发明的压缩成形装置的第二实施方式的概要的说明图。
图4是用于说明本发明的合成树脂制容器的制造方法的第二实施方式的工序图。
图5是表示本发明的压缩成形装置的第三实施方式的概要的说明图。
图6是用于说明本发明的合成树脂制容器的制造方法的第三实施方式的工序图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明优选的实施方式。
[第一实施方式]
首先，说明本发明的压缩成形装置及合成树脂制容器的制造方法的第一实施方式。
在此，图1是表示本实施方式的压缩成形装置的概要的说明图。另外，图2是用于说明本实施方式的合成树脂制容器的制造方法的工序图，表示利用图1所示的压缩成形装置来制造合成树脂制容器的例子。
在本实施方式中，压缩成形装置1具备由作为阴模的上模10和作为阳模的下模20构成的上下一对成形模具。另外，图示的压缩成形装置1是用于成形薄壁杯状的合成树脂制容器M的装置(参照图2(e))，在合模的上下模10、20之间形成与该容器M的外形形状对应的型腔。
此外，合成树脂制容器M可以使用能够压缩成形的任意的热塑性树脂而成形。具体而言，可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃系树脂、聚碳酸酯、聚芳酯、聚乳酸或它们的共聚物等。
在这样的上下一对成形模具的中，下模20安装在作为下模驱动机构的液压缸40上。该液压缸40在合模时使下模20向上运动并同时产生压缩成形所需要的压缩载荷，从而将该压缩载荷向下模20施加。
另一方面，上模10安装于由第一工作缸30和第二工作缸35同轴状地串联连结而成的上模驱动机构上。通过该上模驱动机构使上模10在合模时向下运动而与下模20接近，开模时向上运动而离开下模20。
第一工作缸30中内置第一活塞31、与第一活塞31的下表面侧中央连接的第一活塞杆32。上模10直接安装于第一活塞杆32的前端侧。
第一活塞31的外径形成为与第一工作缸30的内径大致一致，在第一活塞31的外周面设置有未图示的活塞环。由此，第一活塞31在第一工作缸30内往复运动时，不会产生漏气或漏油。
另外，在第一工作缸30的底面贯穿设置有第一活塞杆插通孔32a。第一活塞杆32插通于该第一活塞杆插通孔32a而通到第一工作缸30的外部，从而安装上模10。此时，通过预先在第一活塞杆插通孔32a的内周面设置未图示的O形环等密封部件，能够防止从第一活塞杆插通孔32a漏气。
第二工作缸35中内置第二活塞36、与第二活塞36的下表面侧中央连接的第二活塞杆37。与对第一工作缸30说明的情况同样，通过使第二活塞36的外径与第二工作缸35的内径大致一致，并在第二活塞36的外周面设置活塞环来避免产生漏气。
第一工作缸30与第二工作缸35通过隔壁34分隔，在该隔壁34的中央形成有第二活塞杆插通孔37a。第二活塞杆37插通于该第二活塞杆插通孔37a而通到第一工作缸30的内部。
另外，在隔壁34形成有通向蓄积油的油槽33的油导入路33a。该油导入路33a与第二活塞杆插通孔37a连通，能够使蓄积在油槽33中的油通过油导入路33a、第二活塞杆插通孔37a而流入第一工作缸30内。
另外，在油槽33的顶面、第二工作缸36的顶面、第二工作缸36的下方侧面、第一工作缸30的下方侧面分别设置有吸排气口P1、P2、P3、P4。上述的上模驱动机构通过从这些吸排气口P1、P2、P3、P4吸入或排出空气，能够使上模10上下运动。
接着，说明如上构成的压缩成形装置1的动作，并且利用图1所示的压缩成形装置1来说明能够适当实施的本发明的合成树脂制容器的制造方法的第一实施方式。
首先，取出在前一成形周期成形为规定形状的容器M，将从未图示的压出机压出并切断成规定的树脂量的熔融树脂D供给到在保持开模的状态下待机的下模20上(参照图2(a))。此时，吸排气口P1、P2向大气开放，从吸排气口P3、P4向各工作缸30、35内吸入空气。之后，上模10在保持与下模20之间形成有用于取出容器M的足够的空间的位置待机。
接着，结束熔融树脂D的供给后，吸排气口P2保持向大气开放的状态，吸排气口P3保持吸气的状态，使吸排气口P1切换成吸气，并且使吸排气口P4切换成向大气开放。于是，从吸排气口P1向油槽33内吸入空气，从吸排气口P4将第一工作缸30内的空气排出，并且油槽33内的油经过油导入路33a、第二活塞杆插通孔37a而向第一工作缸30内流入。
由此，第一活塞31被压下，安装在第一活塞杆32上的上模10朝向接近下模20的方向向下运动(参照图2(b))。
在此，上模10向下运动的速度主要依赖于从吸排气口P1吸入的空气的吸气量和从吸排气口P4排出的空气的排气量，比曲柄机构省空间，且与通过液压缸开闭成形模具的装置相比，能够以非常快的速度使上模10向下运动。另外，可以根据需要，对从吸排气口P1、P4吸入或排出的空气的吸排气进行加压或减压，来增加或减少从吸排气口P1、P4吸入或排出的空气的吸排气量，由此来调整上模10向下运动的速度。通过增加从吸排气口P1、P4吸入或排出的空气的吸排气量，能够使上模10以更高速向下运动。
总之，根据本实施方式，能够使上模10高速动作。因此，即使为了取出成形的容器M而以足够的行程开模，也能够缩短为了合模而使上模10与下模20接近所需要的时间，能够缩短成形周期。
此外，虽然未特意图示，但在油导入路33a的路径的中途预先设置有泵、或开闭阀，对在油导入路33a内流动的油的流量进行适当调整，由此，也能够调整上模10的动作速度。
接着，上模10向下运动至规定的行程长度时，停止从吸排气口P3的吸气，使吸排气口P3向大气开放。与此同时，加压成规定的压力的压缩空气从吸排气口P2向第二工作缸35内流入。于是，从吸排气口P3排出第二工作缸35内的空气，同时压下第二活塞36，使第二活塞杆37通过第二活塞杆插通孔37a而插通到第一工作缸30内(参照图2(c))。
此时，在第一工作缸30内充满油。因此，当第二活塞杆37插通到第一工作缸30内时，油压作用于第一活塞31。并且，当第二工作缸35的内径为φ1，第二活塞杆37的外径为φ2时，作用于第一活塞31的油压[Poil]相对于流入第二工作缸35内的压缩空气的压力[Pair]，增压到其φ1 2/φ2 2倍[Poil＝(φ1 2/φ2 2)×Pair]。
如此，本实施方式的压缩成形装置1所具备的上模驱动机构通过适当开闭吸排气口P1、P2、P3、P4，能够切换成低压驱动和高压驱动。并且，切换成高压驱动的上模驱动机构作为增压机构而发挥功能，对施加在上模10上的载荷进行增压。
在合模时，上模10向下运动至规定的行程长度时，如上所述，将上模驱动机构切换成高压驱动，对施加在上模10上的载荷进行增压。另一方面，在将上模驱动机构切换成高压驱动的同时或在其之后，以规定的计时驱动安装有下模20的液压缸40，使下模20向上运动并同时对下模20施加压缩成形所需要的载荷(参照图2(d))。
此时，施加在上模10上的载荷增压成施加在下模20上的压缩载荷以上。由此，由上模驱动机构支承上模10以抵抗施加在下模20上的压缩载荷而进行合模，在上模10与下模20之间形成的型腔内将熔融树脂D压缩成形成规定形状的容器M。
当压缩成形完成时，使上模10向上运动而进行开模，以取出成形的容器M(参照图2(e))。
在进行开模时，从吸排气口P3向第二工作缸35内吸入空气，同时从向大气开放的吸排气口P2排气，由此将第二活塞36推起。与此同时，从吸排气口P4向第一工作缸30内吸入空气，并从向大气开放的吸排气口P1排气，由此使第一工作缸30内的油向油槽33返回，并将第一活塞31推起。由此，上模10以离开下模20的方式向上运动而进行开模。
另外，在开模时，对于下模20，也通过驱动下模驱动机构而使其向下运动至待机位置。
进行开模并取出容器M后，返回图2(a)所示的状态，从而反复进行压缩成形。
在以上那样进行压缩成形的本实施方式中，压缩成形装置1所具备的上模驱动机构能够使上模10高速动作，并且通过切换成高压驱动能够对上模10施加必要的载荷。因此，即使为了取出成形品而以足够的行程进行成形模具的开模，也能够有效地避免成形周期变长，且能够效率良好地反复实施压缩成形，从而能够生产性良好地批量生产规定形状的合成树脂制容器M。
并且，在本实施方式中，在将上模驱动机构切换成高压驱动而对施加在上模10上的载荷进行增压时，通过适当调整该增压的计时或增压的程度，还具有考虑与施加到下模20上的压缩载荷的均衡而能够进行合模压力的微调整的优点。
另外，上模10向下运动至规定的行程长度时，对施加在上模10上的载荷增压并且使下模20向上运动，从而能够使上模10与下模20互相接近并同时进行合模。通过这样，使上模10在短时间向下运动至规定的行程长度后，还能够缩短熔融树脂D成形为规定形状的合成树脂制容器M为止的时间，在后述的第三实施方式中对此进行说明。
[第二实施方式]
接着，说明本发明的压缩成形装置及合成树脂制容器的制造方法的第二实施方式。
在此，图3是表示本实施方式的压缩成形装置的概要的说明图。另外，图4是用于说明本实施方式的合成树脂制容器的制造方法的工序图，表示利用图3所示的压缩成形装置制造合成树脂制容器的例子。
本实施方式的压缩成形装置1与上述的第一实施方式中示出的装置同样，具备由上模10和下模20构成的上下一对成形模具。在作为下模驱动机构的液压缸40上安装下模20的情况也与上述的第一实施方式同样，省略对此的详细说明。
在本实施方式中，上模10安装于作为上模驱动机构的气缸50，在该点上与上述的第一实施方式不同。
气缸50铅垂地设置于基台55，在该气缸50的输出轴51的前端侧安装有上模10。当驱动气缸50时，上模10上下运动而与下模20接触或分离，由此，能够使上模10高速动作。
使上模10向下运动至规定的行程长度后，驱动安装有下模20的液压缸40，使下模20向上运动并同时对下模20施加压缩成形所需要的载荷。上模驱动机构具有抑制上模10的向上运动的固定机构，从而在此时支承上模10以抵抗施加在下模20上的压缩载荷而进行合模。
在图3所示的压缩成形装置1中，与设置在输出轴51的基部侧的卡止台52卡止来抑制上模10的向上运动的卡止杆53作为固定机构而在基台55的左右对置设置。卡止杆53设置成通过气缸54而能够沿水平方向进退。并且，上模10向下运动至规定的行程长度时，卡止杆53前进并卡止于卡止台52的上表面侧，由此抑制上模10的向上运动(参照图4(c))。
接着，说明如上构成的压缩成形装置1的动作，并且利用图3所示的压缩成形装置1来说明能够适当实施的本发明的合成树脂制容器的制造方法的第二实施方式。
首先，与上述的第一实施方式同样，向下模20上供给熔融树脂D(参照图4(a))。接着，驱动作为上模驱动机构的气缸50，使上模10向下运动(参照图4(b))。
接着，当上模10向下运动至规定的行程长度时，驱动气缸54，使卡止杆53前进。由此，使卡止杆53卡止于设置在输出轴51的基部上的卡止台52的上表面侧，从而抑制上模10的向上运动(参照图4(c))。
另一方面，驱动安装有下模20的液压缸40，使下模20向上运动并同时对下模20施加压缩成形所需要的载荷(参照图4(d))。
由此，由上模驱动机构支承上模10，以抵抗施加在下模20上的压缩载荷而进行合模，从而在上模10与下模20之间形成的型腔内将熔融树脂D压缩成形为规定形状的容器M。
当压缩成形完成时，驱动气缸54，使卡止杆53后退，解除卡止杆53对卡止台52的卡止。接着，驱动气缸50，使上模10向上运动而进行开模，取出成形的容器M(参照图4(e))。
另外，在开模时，对于下模20，也通过驱动下模驱动机构而使其向下运动至待机位置。
进行开模并取出容器M后，返回图4(a)所示的状态，反复进行压缩成形。
在以上那样进行压缩成形的本实施方式中，作为压缩成形装置1所具备的上模驱动机构的气缸50能够使上模10高速动作。并且，在上模10向下运动至规定的行程长度时，通过固定机构抑制上模10的向上运动，抵抗施加在下模20上的压缩载荷而进行合模。
因此，即使为了取出成形品而以足够的行程进行成形模具的开模，也能够有效地避免成形周期变长，且能够效率良好地反复实施压缩成形，从而能够生产性良好地批量生产规定形状的合成树脂制容器M。
[第三实施方式]
接着，说明本发明的压缩成形装置及合成树脂制容器的制造方法的第三实施方式。
在此，图5是表示本实施方式的压缩成形装置的概要的说明图。另外，图6是用于说明本实施方式的合成树脂制容器的制造方法的工序图，表示利用图5所示的压缩成形装置来制造合成树脂制容器的例子。
本实施方式的压缩成形装置1与上述的第一实施方式中示出的装置同样，具备由上模10和下模20构成的上下一对成形模具。在由第一工作缸30与第二工作缸35同轴状地串联连结而成的上模驱动机构上安装上模10的情况也与第一实施方式同样，但在本实施方式中，下模驱动机构与第一实施方式不同。
本实施方式的下模驱动机构具备第一工作缸60和经由油导入路63与该第一工作缸60连结的第二工作缸65。
第一工作缸60中内置有第一活塞61和第一活塞杆62，在第一活塞杆62的前端侧安装有下模20。另一方面，第二工作缸65中内置有第二活塞66和第二活塞杆67，第二活塞杆67插通于在第二工作缸65贯穿设置的第二活塞杆插通孔67a。并且，第二活塞杆67向图中右方移动时，蓄积在油导入路63内的油被按压而向第一工作缸60内流入。
另外，如图所示，在第二工作缸65设置有吸排气口P5、P6，在第一工作缸60设置有吸排气口P7。本实施方式的下模驱动机构通过从上述的吸排气口P5、P6、P7吸入或排出空气，使下模20上下运动。
即，使被加压成规定的压力的压缩空气从第二工作缸65的吸排气口P5向第二工作缸65内流入时，将第二工作缸65内的空气从吸排气口P6排出并同时使第二活塞66移动。由此，蓄积在油导入路63内的油被第二活塞杆67按压而向第一工作缸60内流入，通过此时作用的油压，将第一工作缸60内的空气从吸排气口P7排出并同时推起第一活塞61，从而使安装于第一活塞杆62的下模20向上运动。并且，通过将吸排气口P5向大气开放，使压缩空气从吸排气口P6向第二工作缸65内流入，从而能够进行与上述相反的动作而使下模20向下运动。
此外，当第二工作缸65的内径为φ3、第二活塞杆67的外径为φ4时，在流入第二工作缸65内的压缩空气的压力[Pair]与作用于第一活塞61的油压[Poil]之间存在Poil＝(φ3 2/φ4 2)×Pair的关系。
接着，说明如上构成的压缩成形装置1的动作，并且利用图5所示的压缩成形装置1对能够适当实施的本发明的合成树脂制容器的制造方法的第三实施方式进行说明。
此外，图5所示的本实施方式的压缩成形装置1具备与第一实施方式同样的上模驱动机构，仅下模驱动机构与第一实施方式不同。因此，能够实施第一实施方式的合成树脂制容器的制造方法，但在本实施方式中，对如下方式进行说明，即，在上模10向下运动至规定的行程长度时，对施加在上模10上的载荷增压并且使下模20向上运动，从而使上模10与下模20互相接近并同时进行合模。
在本实施方式中，首先，向下模20上供给熔融树脂D(参照图6(a))，使上模10向下运动至规定的行程长度(参照图6(b))。之后，在上模10向下运动至规定的行程长度时，将上模驱动机构切换成高压驱动，从而对施加在上模10上的载荷进行增压，至此为止的动作与第一实施方式完全相同。
在本实施方式中，对施加在上模10上的载荷增压的同时或大致同时，通过下模驱动机构使下模20向上运动，从而使上模10与下模20互相接近并同时进行合模(参照图6(c))。
通过这样，在为了将熔融树脂D成形为薄壁杯状的容器形状而需要最高载荷的压缩成形的终期，对熔融树脂D施加足够的载荷，并且使上模10与下模20互相接近并同时进行合模，由此能缩短压缩成形所需要的时间。由于熔融树脂D从供给到下模20上时因放热而开始固化，因此在熔融树脂D容易产生塑性变形的过程中以尽可能短的时间完成压缩成形，这样不仅能缩短成形周期时间，而且在提高成形性上也非常有效。
上模10与下模20互相接近并同时进行合模时，在上模10与下模20之间形成的型腔内将熔融树脂D压缩成形为规定形状的容器M。并且，压缩成形完成时，为了取出成形的容器M，使上模10向上运动而进行开模(参照图6(d))。在开模并取出容器M后，返回图6(a)所示的状态，反复进行压缩成形。
以上，对于本发明，示出优选的实施方式而进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更实施是不言而喻的。
例如，在上述第一实施方式和第二实施方式中，只要能够支承上模10以抵抗施加在下模20上的压缩载荷而进行合模即可，上模驱动机构不局限于上述的机构。
即，在第一实施方式和第二实施方式中，通过下模驱动机构产生压缩成形所需要的压缩载荷，并将其施加于下模20。因此，对上模驱动机构不要求用于产生那样高的载荷的加压能力。因此，上模驱动机构只要满足在合模时能够支承上模10以抵抗施加在下模20上的压缩载荷而进行合模这样的条件即可，上模驱动机构可以采用能够使上模10以高速上下运动的各种机构。
另外，在上述第三实施方式中，采用了与第一实施方式和第二实施方式不同的下模驱动机构，但只要在使上模10以高速向下运动至规定的行程长度后，使上模10与下模20互相接近并同时进行合模，从而缩短压缩成形所需要的时间即可，也可以采用与第一实施方式或第二实施方式同样的液压缸40。
另外，在上述实施方式中，上模10为阴模，下模20为阳模，但不局限于此。也可以是上模10为阳模，下模20为阴模。
工业实用性
本发明尤其能够适用于通过压缩成形进行的合成树脂制容器的制造。
Claims (2)
1.一种合成树脂制容器的制造方法，其特征在于，
在向形成有与所期望的容器形状对应的型腔的上下一对成形模具供给规定树脂量的熔融树脂、并通过压缩成形制造合成树脂制容器时，
使用具备下模驱动机构和上模驱动机构的压缩成形装置，所述下模驱动机构在合模时，使所述下模向上运动并同时对所述下模施加压缩载荷，所述上模驱动机构能够切换成使所述上模向下运动至规定的行程长度的低压驱动和对所述上模施加在所述下模上施加的压缩载荷以上的载荷的高压驱动，
使所述上模向下运动至规定的行程长度以使其与供给有所述熔融树脂的所述下模接近，之后，
在将所述上模驱动机构从低压驱动切换成高压驱动的同时或之后，驱动所述下模驱动机构，使所述下模向上运动并同时对所述下模施加压缩载荷。
2.根据权利要求1所述的合成树脂制容器的制造方法，其中，
在所述上模向下运动至规定的行程长度时，将所述上模驱动机构从低压驱动切换成高压驱动并且使所述下模向上运动，而使所述上模与所述下模互相接近并同时进行合模。
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