CN102256764B - 合成树脂制容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种合成树脂制容器的制造方法，其进行如下工序：通过吹塑成型将用热塑性树脂形成的有底筒状的预成形体(10)形成为第一成形中间体(11)的一次吹塑工序；通过对第一成形中间体(11)内进行除压，使第一成形中间体(11)收缩形成为第二成形中间体(12)的收缩工序；通过将第二成形中间体(12)收容于吹塑成型模(1)内并进行吹塑成型处理，赋形吹塑成型模(1)的内面形状而成形为规定的容器形状的二次吹塑工序。由此，即使为较深地凹陷于容器躯体部的形状，也能够良好地赋形吹塑成型模的内面形状，能够高效率地大量生产成形性良好地成形为规定的容器形状的合成树脂制容器。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成树脂制容器的制造方法，在赋形吹塑成型模的内面形状而成形为规定的容器形状的合成树脂制容器时，改善其成形性。
背景技术
目前，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等合成树脂形成有底筒状的预成形体，接着，通过对该预成形体进行拉伸吹塑成型等成形为瓶状而成的合成树脂制的容器，公知的是，以各种饮料为主的将酱油、食用油、液体洗涤剂等液体状态物作为内容物的容器。而且，公知的是，在这种合成树脂制的容器中，在用于对内容物进行加热杀菌并进行充填等方面，为了形成具有对于热收缩的较高的耐热性的容器，进行所谓的二段吹塑成型(例如，参照专利文献1)。
另外，公知的是，在这种合成树脂制的容器中，在容量较大的容器方面，为了使搬运变得容易，在容器躯体部形成有较深凹陷的把持用凹部的容器(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开昭62-030018号公报
专利文献2：(日本)特开2003-103612号公报
但是，在专利文献1中，在二段吹塑成型中的二次吹塑成型时，对一次中间成形品进行加热，强制性地消灭内部残余应力(残余变形)。而且，此时要想不使热晶体化度升高，就要在从预成形体向一次中间成形品的拉伸成形的拉伸倍率、或一次吹塑金属模具的模具温度等方面下功夫。
但是，通过加热除去内部残余应力而使热晶体化加快，变硬的二次中间成形品在二次吹塑成型时的赋形性降低。因此，关于需要对于角部清晰地进行赋形的容器、及需要使微小的凹凸及较大的凹部赋形的容器，通过提高二次吹塑气体的压力等来进行对应。
另一方面，在专利文献2中，使用设置有可动套匣(可動入子)的吹塑成型模，在吹塑成型的进行途中，通过使在规定位置待机的可动套匣向把持用凹部的最深部位置作动，从而以形成较深地凹陷于容器躯体部的把持用凹部的方式形成。
但是，设置有这种可动套匣的吹塑成型模，模构造会变得很复杂，其调整和维护也需要花费时间。因此，理想的是，设定为即使为较深地凹陷于容器躯体部的形状，也不设置可动套匣，仅赋形吹塑成型模的内面形状就能够成形。
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于上述情况而设立的，目的在于提供一种通过降低内部残余应力，并且还对抑制了晶体化度的成形中间体进行吹塑成型，从而使耐热性和赋形性都合适的合成树脂制容器的制造方法。另外，例如，目的在于提供一种如较深地凹陷于容器躯体部的把持用凹部等那样，即使为较深地凹陷于容器躯体部那样的形状，也能够良好地赋形吹塑成型模的内面形状，能够高效率地大量生产成形性良好地成形为规定的容器形状的合成树脂制容器的制造方法。
解决问题的技术手段
本发明的合成树脂制容器的制造方法具有：通过吹塑成型将用热塑性树脂形成的有底筒状的预成形体成形为第一成形中间体的一次吹塑工序、通过对在所述一次吹塑工序中引入的所述第一成形中间体内的吹塑气压进行除压，使所述第一成形中间体收缩而成为第二成形中间体的收缩工序、通过将所述第二成形中间体收容于吹塑成型模内而进行吹塑成型处理，赋形所述吹塑成型模的内面形状而成形为规定的容器形状的二次吹塑工序。
发明效果
根据本发明的合成树脂制容器的制造方法，能够良好地赋形吹塑成型模的内面形状，能够高效率地大量生产成形性良好地成形为规定的容器形状的合成树脂制容器。
附图说明
图1是表示可良好地实施本发明的合成树脂制容器的制造方法的装置之一例的说明图；
图2是图1的X-X向视图；
图3是表示本发明的合成树脂制容器的制造方法的一次吹塑工序之一例的工序图；
图4是表示本发明的合成树脂制容器的制造方法中的收缩工序之一例的工序图；
图5是表示本发明的合成树脂制容器的制造方法中的二次吹塑工序之一例的工序图。
具体实施方式
下面，对本发明优选的实施方式，参照附图进行说明。
在此，图1是表示可良好地实施本发明的合成树脂制容器的制造方法的装置之一例的说明图。另外，图2是图1的X-X向视图，图1相当于图2的Y-Y剖面图。
在这些图所示的装置中，吹塑成型模1至少具备：对一个预成形体10兼备作为吹入吹塑气体的吹塑嘴的作用和作为支承该预成形体10的夹具的作用的心轴(マンドレル)5、在闭模位置固定支承于该心轴5的预成形体10的固定模2a，2b、空腔模3a，3b、基底模4。
在本实施方式中，向设置有这种吹塑成型模1的成形站(sation)供给预成形体10，在与吹塑成型模1的相对位置关系固定的位置，对所供给的一个预成形体10按一次吹塑工序、收缩工序、二次吹塑工序的顺序进行各工序。由此，省去了在各工序间搬运后述的第一成形中间体11及第二成形中间体12的时间，并且，实现装置的简单化、省空间化等，并且赋形吹塑成型模1的内面形状即在关闭吹塑成型模1后形成的空腔空间的形状，制造成形为规定的容器形状的合成树脂制容器M。
[一次吹塑工序]
在一次吹塑工序中，通过吹塑成型将由事先准备的热塑性树脂形成的有底筒状的预成形体10形成为第一成形中间体11。
作为预成形体10，例如，使用通过注射成形及压缩成形等，将热塑性树脂成形为有底筒状的预成形体。
作为热塑性树脂，只要能够吹塑成型，可使用任意的树脂。具体而言，为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、聚碳酸酯、聚芳酯、聚乳酸或它们的共聚物等热塑性聚酯，优选使用这些树脂或与其它树脂混合的材料等。特别优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂。另外，也可使用丙烯腈树脂，聚丙烯、丙烯-乙烯共聚物、聚乙烯等。在这些树脂材料中，也可适当添加公知的晶核剂、吸氧剂等功能性材料。
图3中表示关于一次吹塑工序的一个例子的工序图，在图3所示的例子中，在进行吹塑成型处理之前，将预成形体10按照其开口部侧位于下方的方式支承于心轴5，配置于处于开模状态的空腔模3a，3b之间(参照图3(a))。
另外，预成形体10的开口部附近，按照通常几乎不会拉伸地、其自身成为容器的口部的方式形成。在以下的说明中，将这种预成形体10的开口部附近称为嘴部，将嘴部以外的部位称为躯体部。
此时，向一次吹塑工序供给的预成形体10，按照想要通过吹塑成型使其拉伸的部位、即按照预成形体10的躯体部成为玻璃转移点以上的可拉伸的温度的方式进行加热，但若预成形体10通过注射成形或压缩成形而处于被成形之后不久的状态，有时依靠成形时的余热也可达到上述温度。在这种情况下，也可以不加热预成形体10，而在该状态下直接向一次吹塑工序供应。
配置在空腔模3a，3b之间的预成形体10，其开口部侧利用固定模2a，2b固定在闭模位置。而且，与此同时，或者在其前后，基底模4下动至其闭模位置，同时使贯通基底模4的内部并可上下动地设置的压杆6下动，使其在压杆6的前端与预成形体10接近或者抵接的位置待机。(参照图3(b))。
接着，按照使空腔模3a，3b在开模的状态下待机，使贯通心轴5的内部且可上下动地设置的拉伸杆7上动，同时，经由未图示的吹塑气体供给源和阀机构，在预成形体10的内部通过心轴5的内部吹入吹塑气体而开始吹塑成型(参照图3(c))。由此，预成形体10被拉伸，形成第一成形中间体11(参照图3(d))。此时，按照被拉伸的预成形体10的前端侧被压杆6和拉伸杆7夹持的方式，与拉伸杆7同步地使压杆6上动，由此，能够限制预成形体10的拉伸方向，使其不发生偏离。
这样，在本实施方式的一次吹塑工序中，不赋形模(吹塑成型模)而进行吹塑成型，通过所说的自由吹塑成型使预成形体10拉伸形成第一成形中间体11。此时，第一成形中间体11的大小，从按照在第一成形中间体11中不产生壁厚不均的方式形成的观点来看，优选的是，预成形体10的躯体部成形为以纵1.2～5.2倍、横2～7倍的方式充分拉伸的大小。
[收缩工序]
在收缩工序中，通过对在一次吹塑工序中使预成形体10拉伸形成的第一成形中间体11内的吹塑气压进行除压(参照图4(a))，使第一成形中间体11收缩，形成第二成形中间体12(参照图4(b))。
另外，图4是表示关于收缩工序的一个例子的工序图。
在此，在一次吹塑工序中刚刚形成的第一成形中间体11，通常，根据在进行吹塑成型处理时预成形体10具有的热和拉伸速度等条件，利用由于拉伸而产生的热塑性树脂的剪切放热，保持作为材料使用的热塑性树脂的玻璃转移点以上的较高的温度。而且，在这种较高的温度下，为了与因拉伸预成形体10时产生的残余应力而产生的收缩力平衡地保持形状，在第一成形中间体11内残余有充分的内压。
另外，已知如下现有技术，其具备相当于本实施方式的一次吹塑工序的工序，不对在那种工序中获得的成形中间体内进行除压，而是在使其冷却固化直至作为材料使用的热塑性树脂的玻璃转移点以下，或者比玻璃转移点高一些的温度后，从吹塑成型装置取出，在其它工序中，例如，通过用烤箱等其它的装置对上述成形中间体进行再加热使其收缩，进而在其它工序中，利用和使上述成形中间体成形的装置不同的吹塑成型装置吹塑成型为最终产品形状。
相对于这种现有技术，在本实施方式中，仅使用设置于成形站(sation)的一组吹塑成型模1向该成形站(sation)供给一个预成形体10，在以开模状态下待机的该吹塑成型模1的模间(在图示的例子中为在开模状态下待机的空腔模3a，3b之间)进行一次吹塑工序，形成第一成形中间体11，不移动第一成形中间体11被支承于心轴5的状态的位置地进行收缩工序，形成第二成形中间体12之后，将吹塑成型模1闭模，进行后述的二次吹塑工序，使得进行上述各工序的位置和吹塑成型模1的相对的位置关系不发生变动。因此，省去在如上所述的现有技术种进行的冷却固化、再加热的工序，能够提高能效，进而，省去了在各工序间搬运第一成形中间体11及第二成形中间体12的时间，并且可实现装置的简单化、省空间化等。
在对第一成形中间体11内进行除压时，除经由未图示的阀机构，将刚一次吹塑工序之后的成为正压状态的第一成形中间体11的内部向大气开放之外，例如，也可以与未图示的真空泵连接，强制性地将第一成形中间体11内排气。此时，按照成为比刚吹塑成型之后的第一成形中间体11内的压力低的方式进行除压，只要收缩至可收容于空腔模3a，3b的产品轮廓部的大小，即可在该时刻将第一成形中间体11收缩而成的第二成形中间体12向下一道工序的二次吹塑工序供给。
在该收缩工序中，通过对第一成形中间体11内进行除压，使第一成形中间体11收缩，因此，第一成形中间体自然地收缩下去，形成第二成形中间体12。因此，可以降低在第一成形中间体11产生的吹塑成型带来的残余变形，使这种残余变形不会直接转移给第二成形中间体12。
另外，第二成形中间体12的大小优选为，第二成形中间体12的最大周长部(在本实施方式中，除去第二成形中间体12的嘴部的高度大致中央的最大躯体径部)的周长相对于空腔模3a，3b的产品轮廓部的最大周长稍小。这样一来，优选的是，在后述的二次吹塑工序的第二成形中间体12的拉伸量较少，不会大量地产生新的残余变形。具体而言，第二成形中间体12的最大周长部的周长优选为成为空腔模3a，3b的产品轮廓部的最大周长的85～99％。
另外，在图4所示的例子中，表示了关于第一成形中间体11的径方向(宽度方向)收缩的例子，但也可以关于第一成形中间体11的高度方向适当收缩。
另外，在对第一成形中间体11内进行除压时，若过于急剧地降低压力，则会在第二成形中间体12的表面产生褶皱。因此，在对第一成形中间体11内进行除压时，适当调整降低压力的速度(在每单位时间压力降低的比例)，例如，为了防止在第二成形中间体12的表面产生褶皱，优选的是，成形时间不超过允许范围等按照，在对其它的动作·工序不产生障碍的范围减慢压力降低的速度的方式进行调整，这种速度调整在降低残余变形方面优选。
另外，在收缩工序中，优选的是，在收缩第一成形中间体11时，对于第一成形中间体11不从外部进行加热，仅对第一成形中间体11内进行除压，使第一成模中间体11形成为第二成形中间体12。若通过从外部的加热使其收缩，则第二成形中间体12的晶化度升高，第二成形中间体12变硬，而不从外部加热使其收缩可防止这种现象，在下一道工序的二次吹塑工序中，相对于赋形吹塑成型模1的内面形状时的成形面的追随性良好，关于这些，将在后文中进行后述。
另外，通过省去从外部加热，在能量上也是有效的。
[二次吹塑工序]
在二次吹塑工序中，将第二成形中间体12收容于吹塑成型模1内，在该状态下重新进行吹塑成型处理，由此赋形吹塑成型模1的内面形状而成形为规定的容器形状。
图5表示了关于二次吹塑工序的一个例子的工序图，但在图5所示的例子中，通过空腔模3a，3b向互相接近的方向移动，完成吹塑成型模1的闭模动作。
另外，在本实施方式中，固定模2a，2b和基底模4，在上述的一次吹塑工序中成为在闭模位置待机的状态，但是，例如在使第一成形中间体11在高度方向也大幅膨胀后，使其收缩的情况下，也可以适当移动基底模4。
另外，在空腔模3a，3b(吹塑成型模1)的内表面，例如，如较深地凹陷于容器躯体部把持用凹部等，为了形成较深地凹陷于容器躯体部的形状，形成有向空腔空间内突出的突状部30。而且，突状部30在进行闭模动作时与第二成形中间体12抵接，按压第二成形中间体12使其变形。
如上所述，在收缩工序中，由于对于第一成形中间体11不从外部加热，从而能够使对于赋形吹塑成型模1的内面形状时的成形面的追随性变得良好。因此，在进行吹塑成型模1的闭模动作时，关于形成于吹塑成型模1的内表面的突状部30抵接地按压第二成形中间体12使其变形时的追随性也能够达到良好。
另外，在进行吹塑成型模1的闭模动作时，优选将第二成形中间体12的内部密闭。这样操作，第二成形中间体12按压变形时，由于第二成形中间体12内被适当地加压，因此，该加压和空腔模3a，3b的移动起到协同的作用，在突状部30以外的位置第二成形中间体12的壁也适当地转入，对于成形面的追随性会变得更加良好。
当闭模动作结束时，使压杆6后退到基底模4内，经由未图示的吹塑气体供给源和阀机构，通过心轴5的内部向第二成形中间体12的内部吹入吹塑气体，使第二成形中间体12与吹塑成型模1的内面密接，赋形吹塑成型模1的内面形状，形成容器M(参照图5(b))。
另外，在如图5所述的例子中，在吹入吹塑气体时，使压杆6上动并和基底模4的位置(在图5中为下端位置)相吻合，此时，也可以在吹入吹塑气体更早之前，和压杆6上动同步使拉伸杆7进一步上动。通过这样操作，可以使被按压变形后的第二成形中间体12的底部进一步拉伸，能够实现容器底部的薄壁化。
接着，使拉伸杆7后退，经过冷却吹塑等后处理之后对容器M内进行排气(参照图5(c))。冷却吹塑可通过例如从设置于拉伸杆7的未图示的冷却气体供给孔，将冷却气体吹入容器M内来进行。在这样进行冷却吹塑的情况下，也可以在结束冷却吹塑后，在使拉伸杆7后退之后，或者一边后退一边将容器M内排气。
之后，使固定模2a，2b、空腔模3a，3b、基底模4分别移动至开模位置进行吹塑成型模1的开模，取出成形的容器M(参照图5(d)参照)。
根据本实施方式，如上述那样操作，经由一次吹塑工序、收缩工序、二次吹塑工序各工序，因此，例如，即使是如较深地凹陷于容器躯体部把持用凹部等那样较深地凹陷于容器躯体部的形状，也能够良好地赋形吹塑成型模1的内面形状，且能够高效地大量生产成形性良好地成形为规定的容器形状的合成树脂制容器M。
以上，关于本发明，表示并说明了优选的实施方式，但本发明不仅限定于上述的实施方式，当然可在本发明的范围内进行各种变更实施。
例如，在上述的实施方式的一次吹塑工序中，表示了在通过吹塑成型使预成形体10形成为第一成形中间体11时，不使用成形模的例子(不进行吹塑成型模的赋形而使其拉伸的自由吹塑成型的例子)。这种例子，不需要使用吹塑成型模1以外的其它的成形模及其加热装置等，在设备、能量成本等方面有利，但也可以根据第一成形中间体11所要求的形状、大小，使用形成有空腔空间的其它的吹塑成型模吹塑成型第一成形中间体11。
在使用其它的吹塑成型模吹塑成型第一成形中间体11的情况下，该吹塑成型模的温度优选设定为如下温度：不使成形的第一成形中间体11的温度过渡下降并且以使作为材料使用的热塑性树脂的晶化度不上升的方式不过加热的温度。具体而言，对于处理吹塑成型时的预成形体10的温度，优选设定为与其同程度(该预成形体10的温度±5℃)的温度～因上述的拉伸时的剪切放热而上升的温度程度的量高的温度(例如，该预成形体10的温度+20℃程度)。
另外，在以这种方式实施的情况下，由于能够在该吹塑成型模形成的空腔空间内进行吹塑成型，因此，可适当较高地设定用于形成第一成形中间体11的吹塑气体的压力，也可以据此适当地改变除压的压力。
另外，在具备用于形成第一成形中间体11的吹塑成型模和用于吹塑成型第二成形中间体12且作为容器M的吹塑成型模两者的情况下，优选的是，例如，如(日本)特开平8-230026及(日本)特开2002-254502那样，尽量使吹塑嘴、拉伸杆等共用化，采用将前者和后者简单地改换的构造，由此，能够实现设备成本的降低及省空间化。
另外，在上述公报公开的例子中，用于成型成形中间体的模的空腔空间，相对于用于成型最终产品的模的空腔空间变小。于此相对，在本发明中，空腔空间的大小颠倒，使成形中间体用的空腔空间相对于最终产品用的空腔空间变大，通过除压使吹塑成型后的第一成形中间体11收缩，成为比产品用空腔空间稍小的大小并收容于产品用模内。
另外，关于吹塑气体的温度，使预成形体10在一次吹塑工序拉伸时，在第一成形中间体11的晶化度不过高的范围内也可以适当提高温度。另外，使容器M在二次吹塑工序中成形时的吹塑气体的温度，在最终获得的容器M的硬度不特别成为问题的情况下，在赋形性不成为问题的范围使用提高了温度的高温的热空气，提高晶化度，或者，也可以通过降低残余变形，进一步提高容器M的耐热性等。
进而，关于最终产品的吹塑成型模(为用于吹塑成型第二中间成形体12的模，在上述实施方式中为吹塑成型模1)的模温，为了使最终产品变得柔软，或者提高赋形性，优选较低地设定模温，但关于最终产品即容器M变硬不会成为问题、而耐热性不良成为问题的情况下，也可以在赋形性不成为问题的范围提高模温来提高容器M的晶化度，或者，也可以减小残余变形。
另外，在上述的实施方式中，表示了形成有较深地凹陷于容器躯体部的形状的合成树脂制容器M的例子，但本发明不限定于这种容器形状，即使在制造各种容器形状的合成树脂制容器的情况下，也能够良好地赋形吹塑成型模1的内面形状，且能够成形性良好地成形规定的容器形状。
另外，在该情况下，由于没有用于形成凹陷的空腔模3a，3b的突状部30的押压的量、加工量减少，因此，可形成残余变形进一步减小耐热性优良的合成树脂制容器。
工业上的可利用性
本发明作为用于制造对吹塑成型模内面形状进行赋形而成为规定的容器形状的合成树脂制容器的方法，可广泛利用于各种产品领域。
符号说明
1 吹塑成型模(ブロ一成形型)
3a，3b 空腔模(キヤビテイ型)
30 突状部
6 压杆(プレスロツド)
7 拉伸杆(ストレツチロツド)
10 预成形体
11 第一成形中间体
12 第二成形中间体
M 容器
Claims (4)
1.一种合成树脂制容器的制造方法，其特征在于，具有：
一次吹塑工序，其中，通过吹塑成型将用热塑性树脂形成的有底筒状的预成形体成形为第一成形中间体；
收缩工序，其中，通过对在所述一次吹塑工序中引入的所述第一成形中间体内的吹塑气压进行除压，使所述第一成形中间体收缩而成为第二成形中间体；
二次吹塑工序，其中，通过将所述第二成形中间体收容于吹塑成型模内而进行吹塑成型处理，赋形所述吹塑成型模的内面形状，从而成形为规定的容器形状，
向设置有所述吹塑成型模的成形站供给所述预成形体，在与所述吹塑成型模的相对位置关系固定的位置，对所供给的一个所述预成形体进行所述各工序，并且，在以开模状态待机的所述吹塑成型模的模间进行所述一次吹塑工序及所述收缩工序之后，将所述吹塑成型模闭模而进行所述二次吹塑工序，
在所述一次吹塑工序中，通过不被模具赋形而进行吹塑成型的自由吹塑成型以使所述预成形体的躯体部成为纵1.2～5.2倍、横2～7倍的方式进行拉伸，将所述预成形体成形为所述第一成形中间体，
进行所述收缩工序时不从外部加热，以所述第二成形中间体的最大周长部的周长成为所述吹塑成型模的产品轮廓部的最大周长的85～99%的方式使所述第一成形中间体收缩。
2.如权利要求1所述的合成树脂制容器的制造方法，其中，在通过自由吹塑成型将所述预成形体成形为所述第一成形中间体时，利用拉伸杆和与所述拉伸杆同步的压杆夹持所述预成形体的前端侧。
3.如权利要求1或2所述的合成树脂制容器的制造方法，其中，在所述二次吹塑工序中，在进行所述吹塑成型模的闭模动作时，形成于所述吹塑成型模的内表面的突状部抵接并按压所述第二成形中间体使其变形。
4.如权利要求3所述的合成树脂制容器的制造方法，其中，在进行所述吹塑成型模的闭模动作时，密闭所述第二成形中间体的内部。
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