CN102414009A - 拉伸吹塑成形方法及其装置 - Google Patents

Abstract

在预成形体的成形用底部模具（11）设置有按压杆（12），该按压杆突出至沿着纵向方向拉伸有底筒状的预成形体（20）的拉伸杆（21）的纵向拉伸位置中途，并与拉伸杆（21）一起夹压有底筒状的预成形体（20），并且该按压杆被弹簧（14）向纵向拉伸方向的相反方向施力。由此，利用在纵向拉伸的中途待机的由弹簧（14）等施力的按压杆（12）和拉伸杆（21），夹着预成形体（20）的底部中心部并进行纵向拉伸，由此，不需要控制按压杆（12）的动作，能够以简单的构造防止偏芯，仅通过设置于成形用底部模具（11）就能够容易地应用于已有设备。并且，通过使按压杆（12）在纵向拉伸的中途待机，使按压杆自成形用底部模具（11）的突出量（S）也少，也不会成为拉伸吹塑成形完成后取出成形品的妨碍。

Description

拉伸吹塑成形方法及其装置

技术领域

本发明涉及拉伸吹塑成形方法及其装置，在有底筒状的预成形体的拉伸时能够防止偏芯地进行成形。

背景技术

以往，瓶状容器的一般制造通过双轴拉伸吹塑成形法进行，该双轴拉伸吹塑成形法使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂等对有底筒状的预成形体进行注塑成形，并对得到的预成形体进行加热升温，然后利用拉伸杆沿纵向进行拉伸，并吹入高压空气从而沿周向进行拉伸。

在这种饮料用瓶状容器等的拉伸吹塑成形中，有时在利用拉伸杆拉伸预成形体时会产生偏芯，因此拉伸状态不均匀，壁厚分布产生不均。

因此提出了各种防止利用拉伸杆进行拉伸时的偏芯的方法，例如在专利文献1、2中提出了如下方法：在与拉伸杆对置的位置设置承受杆，在利用拉伸杆和承受杆夹持预成形体的底部的状态下，一边经由滑动机构控制承受杆的后退，一边利用拉伸杆进行拉伸吹塑成形。

并且，在专利文献3中提出了如下方法：在底部模具的中央设置控制芯，使控制芯上升至预成形体的底部，利用拉伸杆进行拉伸直至中途，然后一边利用控制芯支承一边仅通过吹塑空气进行成形。

专利文献1：日本特开平05-024099号公报

专利文献2：日本特开平10-071641号公报

专利文献3：日本特开2002-067131号公报。

但是，在任意吹塑成形法中，都是在成形用底部模具设置支承预成形体的底部的承受杆，通过控制承受杆使其与拉伸杆的纵向拉伸同步地移动，从而防止伴随拉伸引起的偏芯，存在如下问题：模具的构造复杂，并且需要控制用的大型设备。

并且，若要应用于已有的拉伸吹塑成形装置，则还存在如下问题：需要大幅进行改造，并且花费相当多的成本。

发明内容

本发明就是鉴于上述现有技术存在的问题而完成的，提供一种拉伸吹塑成形方法及其装置，结构简单，不需要大幅进行改造，还能够应用于已有的设备，对于薄壁化的瓶和多层瓶的偏芯有效。

为了解决上述课题，本发明的技术方案1所述的拉伸吹塑成形方法的特征在于，利用拉伸杆对有底筒状的预成形体进行纵向拉伸，并利用按压杆和所述拉伸杆夹持上述预成形体的底部中心部从而进行纵向拉伸，所述按压杆在纵向拉伸的中途待机并向纵向拉伸方向的相反方向施力。

并且，本发明的技术方案2所述的拉伸吹塑成形方法的特征在于，除了技术方案1所述的结构外，使上述按压杆从成形用底部模具突出，并且使上述纵向拉伸的中途的上述按压杆的待机位置为比上述成形用底部模具的后退行程短的突出位置。

另外，本发明的技术方案3所述的拉伸吹塑成形方法的特征在于，除了技术方案1或2所述的结构外，上述预成形体的层结构在中间部不同，并且从该层结构不同的部分的纵向拉伸开始的附近位置，开始利用上述按压杆夹压上述预成形体。

并且，本发明的技术方案4所述的拉伸吹塑成形装置的特征在于，在预成形体的成形用底部模具设置有按压杆，该按压杆突出至沿纵向方向拉伸有底筒状的预成形体的拉伸杆的纵向拉伸位置中途，并与上述拉伸杆一起夹压有底筒状的预成形体，并且该按压杆被向纵向拉伸方向的相反方向施力。

并且，本发明的技术方案5所述的拉伸吹塑成形装置的特征在于，除了技术方案4所述的结构外，上述按压杆构成为，不从外部进行控制，而是通过弹簧或加压流体始终施力。

并且，本发明的技术方案6所述的拉伸吹塑成形装置的特征在于，除了技术方案4或5所述的结构外，使上述按压杆在纵向拉伸中途的位置构成为比成形用底部模具的后退行程短的突出量的位置。

另外，本发明的技术方案7所述的拉伸吹塑成形装置的特征在于，除了技术方案4～6任一方案所述的结构外，该拉伸吹塑成形装置设置有延迟机构，在通过上述拉伸杆和上述按压杆的夹压完成成形后，该延迟机构使基于上述按压杆的施力的复位延迟。

发明效果

根据本发明的技术方案1所述的拉伸吹塑成形方法，利用拉伸杆对有底筒状的预成形体进行纵向拉伸，并利用按压杆和所述拉伸杆夹持上述预成形体的底部中心部从而进行纵向拉伸，所述按压杆在纵向拉伸的中途待机并向纵向拉伸方向的相反方向施力，因此，利用从纵向拉伸的中途处于待机状态的由弹簧等施力的按压杆和拉伸杆，夹着预成形体的底部中心部并进行纵向拉伸，由此，不需要控制按压杆的动作，能够以简单的构造防止偏芯，能够缩短全长，因此也能够容易地应用于已有设备。

并且，根据本发明的技术方案2所述的拉伸吹塑成形方法，使上述按压杆从成形用底部模具突出，并且使上述纵向拉伸的中途的上述按压杆的待机位置为比上述成形用底部模具的后退行程短的突出位置，因此，在使成形用底部模具后退来取出成形品的情况下，按压杆也完全不会成为妨碍，能够顺畅地取出。

另外，根据本发明的技术方案3所述的拉伸吹塑成形方法，上述预成形体的层结构在中间部不同，并且从该层结构不同的部分的纵向拉伸开始的附近位置，开始利用上述按压杆夹压上述预成形体，因此，即便在对层结构在中间部不同的预成形体进行纵向拉伸的情况下，通过从容易产生偏芯的层结构不同的部分的纵向拉伸开始的附近利用按压杆开始夹压，也能够得到有效防止了偏芯的成形品。

并且，根据本发明的技术方案4所述的拉伸吹塑成形装置，在预成形体的成形用底部模具设置有按压杆，该按压杆突出至沿着纵向方向拉伸有底筒状的预成形体的拉伸杆的纵向拉伸位置中途，并与上述拉伸杆一起夹压有底筒状的预成形体，并且该按压杆被向纵向拉伸方向的相反方向施力，因此，通过利用在纵向拉伸的中途待机的由弹簧等施力的按压杆和拉伸杆，夹着预成形体的底部中心部并进行纵向拉伸，由此，不需要控制按压杆的动作，能够以简单的构造防止偏芯，能够缩短全长，因此仅通过设置于成形用底部模具就能够容易地应用于已有设备。

另外，根据本发明的技术方案5所述的拉伸吹塑成形装置，上述按压杆构成为，不从外部进行控制，而是通过弹簧或加压流体始终施力，因此，能够简单地确保防止偏芯所需的作用力，构造能够简化，能够简单地应用于已有设备。

并且，根据本发明的技术方案6所述的拉伸吹塑成形装置，使上述按压杆在纵向拉伸中途的位置构成为比成形用底部模具的后退行程短的突出量的位置，因此，在取出成形品时，仅通过使成形用底部模具后退，就能够防止按压杆与成形品发生干涉，能够简单地取出。

另外，根据本发明的技术方案7所述的拉伸吹塑成形装置，该拉伸吹塑成形装置设置有延迟机构，在通过上述拉伸杆和上述按压杆的夹压完成成形后，该延迟机构使基于上述按压杆的施力的复位延迟，因此，在成形完成后，即便按压杆被向前方施力，也不会对成形品施加大的力，不会对成形品造成损伤，能够容易地取出成形品。

附图说明

图1是本发明的拉伸吹塑成形装置的一个实施方式的概要剖视图以及施力机构部分的说明图。

图2是本发明的拉伸吹塑成形装置的另一实施方式的施力机构部分的说明图。

图3涉及本发明的拉伸吹塑成形装置的又一实施方式，（a）、（b）分别是加压空气式的施力机构的说明图。

图4是本发明的拉伸吹塑成形方法及其装置中的成形对象的一例的说明图。

图5是本发明的拉伸吹塑成形方法的一个实施方式的前半部的工序说明图。

图6是本发明的拉伸吹塑成形方法的一个实施方式的后半部的工序说明图。

图7涉及本发明的拉伸吹塑成形方法及其装置的一个实施方式，是表示按压杆的相对于拉伸杆的行程的有效范围的实验结果的图表。

标号说明

10拉伸吹塑成形装置；11成形用底部模具；12按压杆；12a基端侧阶梯部；12b末端侧阶梯部；12c第二级的基端侧阶梯部；13始终施力机构；14弹簧；14a追加弹簧；15保持器；15a上端板；15b下端板；16气缸；16a活塞杆；16b基端侧缸室；16c末端侧缸室；17空气供给机构；17a空气罐；17b配管；17c安全阀；17d调压器；18延迟机构；18a节流阀；18b消音器；18c配管；19成形用主体部模具；20预成形体；20a开口部侧的部分；20b底部侧的部分；21拉伸杆；22成形品；S按压杆的行程；S1底部模具的后退行程；S2拉伸杆的行程。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明用于实施本发明的方式。

首先，通过图1说明本发明的拉伸吹塑成形装置的一个实施方式。

在该拉伸吹塑成形装置10中，除了作为通常的双轴拉伸吹塑成形装置的机构外，在成形用底部模具11还设有按压杆12，该按压杆12从成形用底部模具11的底部以能够滑动的方式突出至模具内，按压杆12的末端位于纵向拉伸的中途位置。该按压杆12具备始终施力机构13，不必从外部进行控制而是在模具内向纵向拉伸方向的相反方向（图示例中为上方）被施力，例如被弹簧14施力。

在该拉伸吹塑成形装置10中，在成形用底部模具11的下方安装有由上下的端板15a、15b封闭的圆筒状的保持器15，按压杆12装配于保持器15，并被保持器15引导而支承为能够滑动。进而，在保持器15的下端板15b与按压杆12的基端侧阶梯部12a之间装配有弹簧14而始终施力，并且通过将按压杆12的末端侧阶梯部12b抵靠于上端板15a从而限制按压杆12的突出位置。

在这种由按压杆12和弹簧14构成的始终施力机构13中，当压入按压杆12时，根据其行程，如图1（b）所示，作用力增大，但例如如图2所示，除了按压杆12的基端侧阶梯部12a外，还设有第二级阶梯部12c，除了弹簧14，还使弹簧14a从行程的中途对按压杆12施加作用力，由此，能够将与行程对应的始终作用力变更为两级。

另外，作为按压杆12的始终施力机构13，分别如图3（a）和图3（b）所示，设置气缸16，并将活塞杆16a连结于按压杆12（或者将活塞杆16a兼用作按压杆12），将空气罐17a、配管17b以及安全阀17c作为空气供给机构17连接于基端侧缸室16b，成为密闭状态。进而，能够经由调压器17d向空气罐17a供给加压空气，通常，通过使空气供给机构17成为密闭的状态，从而不必从外部进行控制，就能够对活塞杆16a施力。

当利用拉伸杆和按压杆一边夹压预成形体底部一边进行纵向拉伸时，基端侧缸室16b被压缩，当从初始的加压状态上升至预定压力时，安全阀17c打开，以后以预定压力对按压杆12施力，直至纵向拉伸结束并且安全阀17c关闭为止。

另外，关于弹簧和加压空气施加于按压杆的作用力，赋予对预成形体的底部的拉伸吹塑成形无障碍的尽量大的夹压力是有效的，例如通过使将按压杆压入10mm的位置处的弹簧的回弹力处于15N～45N的范围，能够有效地防止偏芯。

并且，在该空气供给机构16中，当拉伸吹塑成形完成后，为了开模而使成形用底部模具11后退时，活塞杆16a借助由空气产生的始终作用力而突出，因此，作为使突出延迟的延迟机构18，在末端侧缸室16c设置节流阀18a，能够经由消音器18b进行排气，或者，可以在末端侧缸室16c也设置供给与基端侧缸室16b压力相同的空气的配管18c，由此，仅产生与活塞杆16a的截面积相应的作用力地使活塞杆16a的突出延迟。

通过设置这些延迟机构18，使得在取出成形品时按压杆12不会成为妨碍地能够取出。并且，在开模的中途，作用于成形品的外力减小而能够防止损伤。

在这种拉伸吹塑成形装置10中，不是从拉伸吹塑成形的纵向拉伸开始，利用拉伸杆和按压杆12夹着预成形体的底部中心部来进行纵向拉伸，而是如图5、图6的成形工序所示，使按压杆12处于在纵向拉伸的中途待机的状态，然后，利用插入于设置在成形用主体部模具19的预成形体20中的拉伸杆21和按压杆12，夹着预成形体20的底部中心部进行纵向拉伸。

该按压杆12的行程S、即按压杆12自成形用底部模具11的突出量优选比用于取出成形用底部模具11的成形品22的后退行程S1小（参照图6（c）），这样，在取出成形品22时，能够使按压杆12的末端不与成形品22发生干涉。

关于设置这种按压杆时的按压杆有效范围，进行如下试验，在图7中以无量纲的方式示出其结果。在该试验中，使用图4所示的多层预成形体，为了成形内部容量为500mL的碳酸饮料用瓶，而将本申请的按压杆应用于现有的拉伸吹塑成形装置的底部模具中，并将按压杆的有效范围（按压杆的行程S/拉伸杆的行程S2）分别改变为0%、27%、32%、36%、45%，针对各条件成形各30根，其结果，将拉伸杆的痕迹从瓶的底部中心完全脱落的判定为不合格。

另外，按压杆的行程S相当于按压杆12的突出量，拉伸杆21的行程S2相当于从与预成形体20的底部内侧接触的位置到完成纵向拉伸的位置（成形用底部模具的表面）为止的距离。

根据该试验可知，通过使按压杆有效范围S/S2处于20%～60%的范围，从而具有防止对预成形体20纵向拉伸时的偏芯的效果，特别是通过使按压杆有效范围S/S2为27%以上，能够使成形品的不合格率小于20%，更优选使S/S2为32%以上，由此能够使成形品的不合格率为0%。

并且，作为预成形体20，如图4所示，在对在轴向中间部处层构造不同的多层构造的预成形体进行拉伸吹塑成形时，预成形体20的开口部侧20a被纵向拉伸，从开始层构造不同的预成形体20的底部侧20b的纵向拉伸的附近（预成形体20的底部侧20b的纵向拉伸开始前或开始时或开始后）起，利用拉伸杆21和待机的按压杆12夹压预成形体20的底部中心部来继续进行纵向延伸，由此能够有效地防止偏芯。

接着，通过图5、图6对这样构成的拉伸吹塑成形装置10的动作和拉伸吹塑成形方法进行说明。另外，在图5、图6中，用实线仅示出多层构造的预成形体的层构造不同的边界。

该拉伸吹塑成形方法的成形对象是薄壁的瓶状容器，预先如图4所示，在预成形体20的开口部侧20a和底部侧20b，层构造与中间部不同，通过仅在开口部侧20a夹插例如阻挡层，从而提高阻气性。

将这种预成形体20设置于拉伸吹塑成形装置10的成形用主体部模具19，在成形用底部模具11设置按压杆12，使得按压杆12的末端部位于预定的待机位置（参照图5（a））。

然后，将拉伸杆21从预成形体20的开口部插入，并抵靠于内侧底部地利用拉伸杆21开始纵向拉伸，并且通过吹入加压空气来进行吹塑（参照图5（b）、（c））。

进而，当成为预成形体20的开口部侧20a被纵向拉伸而开始底部侧20b的纵向拉伸的状态时，预成形体20的底部中心部抵靠于在纵向拉伸中途待机的按压杆12的末端部，并利用拉伸杆21和按压杆12夹着预成形体20的底部中心部，由始终施力机构13的弹簧14施加作用力而成为夹压支承状态（参照图6（a））。

这样，当在利用拉伸杆21和按压杆12夹压支承预成形体20的底部中心部的状态下继续纵向拉伸时，按压杆12克服弹簧14而被压回，同时通过纵向拉伸和加压空气完成吹塑成形，能够成形出不偏芯的成形品22（参照图6（b））。

一般来讲，在纵向拉伸结束的同时（或即将结束之前、结束之后不久），将加压空气进一步切换至高压，从而更准确地转印模具的形状。

在这样完成拉伸吹塑成形后，为了取出成形品22，进行开模，当使成形用底部模具11后退时，使按压杆12的突出量（行程S）比成形用底部模具11的后退行程S1短，因此，即便按压杆12通过弹簧14而以向前方突出的方式复位，与成形品22之间也形成有间隙，也不会损伤成形品22，能够没有干涉地取出。

根据这种拉伸吹塑成形方法，即便是瓶状容器轻量化或组合了不同树脂的多层的瓶状容器，也能够防止偏芯，能够使壁厚分布均匀，并且还能够避免预成形体20的加热温度的些许偏差带来的影响。

并且，在该拉伸吹塑成形装置10中，只要在成形用底部模具11中与始终施力机构13一起设置按压杆12即可，也能够简单地应用于已有的成形装置中来防止偏芯。并且，不需要控制按压杆12产生的作用力，也不会成为大型的设备，能够将对已有设备的改造范围限制在最小限度。 

Claims (7)

1.一种拉伸吹塑成形方法，其特征在于，利用拉伸杆对有底筒状的预成形体进行纵向拉伸，并利用按压杆和所述拉伸杆夹持上述预成形体的底部中心部从而进行纵向拉伸，所述按压杆在纵向拉伸的中途待机并向纵向拉伸方向的相反方向施力。

2.根据权利要求1所述的拉伸吹塑成形方法，其特征在于，

使上述按压杆从成形用底部模具突出，并且使上述纵向拉伸的中途的上述按压杆的待机位置为比上述成形用底部模具的后退行程短的突出位置。

3.根据权利要求1或2所述的拉伸吹塑成形方法，其特征在于，

上述预成形体的层结构在中间部不同，并且从开始该层结构不同的部分的纵向拉伸的附近位置，开始利用上述按压杆夹压上述预成形体。

4.一种拉伸吹塑成形装置，其特征在于，

在预成形体的成形用底部模具设置有按压杆，该按压杆突出至沿着纵向方向拉伸有底筒状的预成形体的拉伸杆的纵向拉伸位置中途，并与上述拉伸杆一起夹压有底筒状的预成形体，并且该按压杆被向纵向拉伸方向的相反方向施力。

5.根据权利要求4所述的拉伸吹塑成形装置，其特征在于，

上述按压杆构成为，不从外部进行控制，而是通过弹簧或加压流体始终施力。

6.根据权利要求4或5所述的拉伸吹塑成形装置，其特征在于，

使上述按压杆在纵向拉伸中途的位置构成为比成形用底部模具的后退行程短的突出量的位置。

7.根据权利要求4～6中的任一项所述的拉伸吹塑成形装置，其特征在于，

该拉伸吹塑成形装置设置有延迟机构，在通过上述拉伸杆和上述按压杆的夹压完成成形后，该延迟机构使基于上述按压杆的施力的复位延迟。

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