CN107683199A - 液体吹塑成型装置及液体吹塑成型方法 - Google Patents

Abstract

液体吹塑成型装置(11)的特征在于，在吹塑成型模具内配置有支撑柱(5)，支撑柱(5)具备头部(6)和轴部(7)，支撑柱(5)构成为：在将瓶坯(P)放置于吹塑成型模具的状态下，在头部(6)与瓶坯(P)的底部(P4)之间形成有间隙(C)，且在成型过程中的时刻支撑瓶坯(P)的底部(P4)，所述支撑柱随着瓶坯(P)的变形而下降。

Description

液体吹塑成型装置及液体吹塑成型方法

技术领域

本发明涉及使用液体将树脂制的瓶坯吹塑成型而成型为预定形状的容器的液体吹塑成型装置及液体吹塑成型方法。

背景技术

作为将树脂制的瓶坯吹塑成型而成型为容器的吹塑成型装置，例如在专利文献1中公开了一种吹塑成型装置，该吹塑成型装置具备：吹塑成型用的金属模具(吹塑成型模具)；拉伸杆，其使瓶坯拉伸；以及支撑柱，其从瓶坯的外侧支撑瓶坯的底部。就该吹塑成型装置而言，在利用支撑柱支撑瓶坯的底部的同时，利用插入到瓶坯的内部的拉伸杆使瓶坯沿着轴向拉伸，再向瓶坯内供给经加压的气体而使其沿着径向拉伸(膨胀)。

作为将瓶坯吹塑成型而成型为容器的方法，除了已知像专利文献1中记载的吹塑成型装置那样，向瓶坯的内部供给加压气体而使瓶坯拉伸的方法以外，还已知通过向瓶坯的内部供给液体而使瓶坯拉伸的方法(液体吹塑成型)。在通过这样的液体吹塑成型而成型为容器的情况下，存在由于供给到瓶坯内的液体在瓶坯内的运动(流动方向和/或其强度)而导致瓶坯的拉伸变形的方向容易变得不稳定的问题。因此，在液体吹塑成型装置中，特别需要通过像上述专利文献1的支撑柱那样的构成来提高液体吹塑成型中的拉伸变形时的稳定性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-122457号公报

发明内容

技术问题

然而，在这样的液体吹塑成型装置中，如果在将预先加热的瓶坯放置于吹塑成型模具的状态下使支撑柱始终接触瓶坯的底部，则可能发生因与支撑柱的接触而导致瓶坯的底部的温度降低，固化变快，在吹塑成型时底部无法充分拉伸，无法使成型后的容器的底部的厚度成为预期的厚度等成型不良的问题。另外，在采用将瓶坯放置于吹塑成型模具之后，在使支撑柱与瓶坯的底部接触的状态下闭合吹塑成型模具的构成的情况下，存在合模时瓶坯会偏离预期的位置的问题，其结果是，可能在流体供给用的喷嘴下降的过程中与瓶坯的口部等接触，而导致瓶坯发生变形、损伤等。

因此，本发明的目的在于提供防止将瓶坯液体吹塑成型时的瓶坯的温度局部降低和/或相对于吹塑成型模具的位置偏移，并且防止利用支撑柱支撑瓶坯时的中心偏移，液体吹塑成型中的成型不良的产生得到抑制的液体吹塑成型装置及液体吹塑成型方法。

技术方案

本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的液体吹塑成型装置的特征在于，是将形成为有底筒状的瓶坯在吹塑成型模具内进行液体吹塑成型而成型为容器的液体吹塑成型装置，其中，

在上述吹塑成型模具内配置有支撑柱，

上述支撑柱具备头部和轴部，上述头部从上述瓶坯的外侧支撑上述瓶坯的底部，上述轴部与上述头部连接并能够沿着上述瓶坯的轴向升降，

上述支撑柱构成为：在将上述瓶坯放置于上述吹塑成型模具，使该支撑柱上升的上升姿势中，在上述头部与上述瓶坯的底部之间形成有间隙，且在成型过程中的时刻支撑上述瓶坯的底部，上述支撑柱随着由液体吹塑成型引起的上述瓶坯的变形而下降。

应予说明，在本发明的液体吹塑成型装置中，优选上述间隙与颈部下方长度之间的关系满足下式(A)，上述颈部下方长度是从瓶坯的颈环下表面到瓶坯的底部的前端的轴向的长度。

0＜间隙≤0.44×颈部下方长度···式(A)

另外，优选上述头部在支撑上述瓶坯的底部的一端具有用于容纳上述瓶坯的底部的至少一部分的凹部，并且在上述凹部的外侧具备朝向另一端扩展而延伸的倾斜面。

另外，在本发明的液体吹塑成型装置中，优选上述液体吹塑成型装置具备拉伸杆，所述拉伸杆被插入到放置于上述吹塑成型模具的上述瓶坯的内部，将该瓶坯沿着轴向拉伸。

另外，在本发明的液体吹塑成型装置中，优选在向上述瓶坯内供给液体的期间，上述支撑柱和上述拉伸杆中的至少一方始终与上述瓶坯的底部接触。

另外，在本发明的液体吹塑成型装置中，优选在用上述拉伸杆和上述支撑柱夹持上述瓶坯的底部之后进行液体供给。

本发明的液体吹塑成型方法的特征在于，是将形成为有底筒状的瓶坯在吹塑成型模具内进行液体吹塑成型而成型为容器的液体吹塑成型方法，其中，

上述液体吹塑成型方法使用液体吹塑成型装置，上述液体吹塑成型装置是在上述吹塑成型模具内配置有支撑柱的液体吹塑成型装置，

上述支撑柱具备头部和轴部，上述头部从上述瓶坯的外侧支撑上述瓶坯的底部，上述轴部与上述头部连接并能够沿着上述瓶坯的轴向升降，

上述支撑柱构成为：在将上述瓶坯放置于上述吹塑成型模具，使该支撑柱上升的上升姿势中，在上述头部与上述瓶坯的底部之间形成有间隙，

利用上述支撑柱，在成型过程中的时刻支撑上述瓶坯的底部，随着由液体吹塑成型引起的上述瓶坯的变形而使上述支撑柱下降。

应予说明，在本发明的液体吹塑成型方法中，优选上述间隙与颈部下方长度之间的关系满足下式(A)，上述颈部下方长度是从瓶坯的颈环下表面到瓶坯的底部的前端的轴向的长度。

0＜间隙≤0.44×颈部下方长度···式(A)

另外，在本发明的液体吹塑成型方法中，优选利用设置于上述液体吹塑成型装置的拉伸杆进行上述瓶坯的轴向的拉伸。

另外，在本发明的液体吹塑成型方法中，优选在向上述瓶坯内供给液体的期间，上述支撑柱和上述拉伸杆中的至少一方始终与上述瓶坯的底部接触。

另外，在本发明的液体吹塑成型方法中，优选在用上述拉伸杆和上述支撑柱夹持上述瓶坯的底部之后进行液体供给。

发明效果

根据本发明，能够提供通过防止将瓶坯液体吹塑成型时的瓶坯的局部的温度的降低和/或相对于吹塑成型模具的位置偏移，并且利用支撑柱防止瓶坯的中心偏移，从而使液体吹塑成型中的成型不良的产生得到抑制的液体吹塑成型装置及液体吹塑成型方法。

附图说明

图1是表示针对本发明的液体吹塑成型装置的一个例子安装了瓶坯的状态的图。

图2是表示针对本发明的液体吹塑成型装置的一个例子将瓶坯液体吹塑成型的状态的图。

图3是本发明的液体吹塑成型装置的支撑柱的局部放大图。

图4是表示本发明的液体吹塑成型装置的支撑柱的各种变形例的图。

图5是用于说明使用本发明的液体吹塑成型装置进行的实验的图。

符号说明

1：主体分割金属模具

3：底部金属模具

5：支撑柱

6：头部

7：轴部

8：凹部

9：倾斜面

10：平坦部

11：液体吹塑成型装置

B：容器

C：间隙

P：瓶坯

P1：口部

P2：颈环

P3：主体部

P4：底部

R：拉伸杆

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。应予说明，在以下的实施方式中，对将饮料用的容器(瓶)成型的液体吹塑成型装置进行说明，但不限于该实施方式，本发明的液体吹塑成型装置例如可以将容纳化妆品、药品、洗涤剂、洗发水等各种内容液的容器成型。

图1和图2是表示通过液体吹塑成型将瓶坯拉伸而成型为容器的液体吹塑成型装置的一个例子的图。图1示出在液体吹塑成型装置11安装了预成型为有底筒状(试管状)且经加热的瓶坯P的状态，图2表示通过液体吹塑成型而从图1的状态成型为容器B的状态。

液体吹塑成型装置11具备主体分割金属模具1和底部金属模具3作为吹塑成型模具，在吹塑成型模具内还具备支撑柱5。主体分割金属模具1夹持瓶坯P的颈环P2的下方和主体部P3的上端。应予说明，图中示例的主体分割金属模具1和底部金属模具3是一个例子，也可以是其他的构成，例如将主体分割金属模具1和底部金属模具3一体化。

支撑柱5配置于底部金属模具3的中央。支撑柱5具备从瓶坯P的外侧支撑瓶坯P的底部P4的头部6以及与头部6连接且能够沿着瓶坯P的轴向升降的轴部7。

如图3中支撑柱5的局部放大图所示，头部6利用上侧的一端6a支撑瓶坯P的底部P4，利用下侧的另一端6b与轴部7连接。在头部6的中央形成有凹部8，该凹部8具有与瓶坯P的底部P4对应的形状且用于容纳瓶坯P的底部P4的至少一部分。凹部8的表面构成为与瓶坯P的底部P4的弯曲的外表面一致。此外，头部6在凹部8的径向外侧形成有朝向另一端6b扩展延伸的伞状的倾斜面9。应予说明，在该实施方式中，头部6与轴部7一体地构成，但也可以分体构成。支撑柱5的形状可以进行适当改变，例如可以采用上表面平坦的圆柱状，或者上表面凸起的形状。另外，支撑柱5的形状可以与瓶坯P的底部P4的形状一致，也可以不一致。

如图1所示，支撑柱5构成为：在将瓶坯P放置于吹塑成型模具，使支撑柱5上升的上升姿势中，在头部6与瓶坯P的底部P4之间形成有间隙C。支撑柱5从图1的状态开始，在瓶坯P沿着轴向拉伸间隙C时与瓶坯P的底部P4接触，开始支撑该底部P4。即，支撑柱5以在成型过程中(拉伸过程中)的时刻支撑瓶坯P的底部P4的方式构成。此外，支撑柱5构成为与通过液体吹塑成型进行的瓶坯P的轴向的拉伸变形相对应地下降。

在此，在本发明中，优选在使瓶坯P拉伸时，使用如图2所示的拉伸杆R。在使用拉伸杆R的情况下，使设置于吹塑成型模具的上方的拉伸杆R沿着轴向下降，通过口部P1而插入到瓶坯P的内部，从内表面侧按压底部P4，从而使瓶坯P沿着轴向拉伸。通过用拉伸杆R和支撑柱5夹持瓶坯P的底部P4，从而能够提高防止中心偏移的效果。通过在利用拉伸杆R进行的轴向的拉伸之后，或者利用拉伸杆R进行的轴向的拉伸同时，使加压到预定压力的液体通过瓶坯P的口部P1供给到内部，从而使瓶坯P在进行轴向的拉伸的同时在径向也被拉伸(膨胀)，吹塑成型成图2所示的状态。

应予说明，在没有使用拉伸杆R的情况下，通过向瓶坯P的内部供给经加压到预定压力的液体，从而能够使瓶坯P沿着轴向、径向拉伸，吹塑成型成图2所示的状态。

支撑柱5根据通过吹塑成型引起的瓶坯P向轴向的变形(拉伸)，即，根据拉伸杆R的压力，或者瓶坯P内的液体的压力，沿着底部金属模具3的方向下降。在此，优选液体吹塑成型装置11具备在支撑柱5下降时对瓶坯P施加阻力的阻力施加机构(省略图示)。作为阻力施加机构，例如可举出伺服电机、油压器、弹簧、气缸等。这样，通过设置阻力施加机构，从而能够在没有使用拉伸杆R的情况下调整轴向和径向的拉伸。应予说明，容器B从图2的状态起，经过在成型金属模具内的预定的热定形、冷却等热处理操作之后，经过开放主体分割金属模具1等开模、脱模工序而作为产品被取出。

在本发明中，通过采用在将瓶坯P放置于吹塑成型模具，使支撑柱5成为上升姿势的状态下，在头部6与瓶坯P的底部P4之间形成有间隙C的构成，从而能够抑制放置于吹塑成型模具中的瓶坯P的局部的温度降低。其结果是，能够使成型后的容器B的壁厚形成为预期的厚度，能够抑制成型不良。在此，在将瓶坯P放置于吹塑成型模具时使支撑柱5与瓶坯P的底部接触的情况下，可能在该接触状态下进行合模时会发生金属模具咬入瓶坯P的情况。另外，可能在进行合模之后成为该接触状态的情况下，瓶坯P向金属模具的外侧突出，在流体供给用的喷嘴下降的过程中与瓶坯P的口部P1等接触，导致瓶坯P发生变形、损伤等情况。然而，根据本发明，通过设置上述间隙C，从而能够防止瓶坯P在轴向的位置偏移，不会发生上述的金属模具咬入瓶坯P，因喷嘴的接触而导致的变形、损伤等。

另外，在本发明中，通过在支撑柱5的头部6形成用于容纳瓶坯P的底部P4的凹部8，从而能够防止在瓶坯P被拉伸时，中心位置沿径向位移的中心偏移。另外，通过在支撑柱5的头部6形成扩展地延伸的伞状的倾斜面9，从而能够防止在仅由轴部7构成支撑柱5的情况下导致瓶坯P的树脂绕(卷入)到轴部7的侧面，能够抑制容器B的底部处的壁厚偏差(薄厚不均)、破裂、褶皱等成型不良的产生。

应予说明，在考虑到瓶坯P的成型上的尺寸偏差、因瓶坯P的加热而引起的尺寸变化等的基础上，从设定为能够可靠地防止放置于吹塑成型模具的瓶坯P与支撑柱5的接触的距离，并且防止中心偏移的观点考虑，优选间隙C尽可能接近于0mm。另外，如果间隙C变得过大，则在瓶坯P拉伸变形时，用支撑柱5支撑底部P4的时刻推迟，难以发挥防止中心偏移的效果，因此优选间隙C为各个瓶坯P中的从颈环P2到底部P4的前端的轴向的长度(颈部下方长度)L1(mm)(参照图5)的0.44倍以下。

另外，本发明的液体吹塑成型装置11优选采用在向瓶坯P内供给液体的期间，支撑柱5和拉伸杆R中的至少一方始终与瓶坯P的底部P4接触的构成。在根据向瓶坯P的内部供给的液体的填充速度、填充量和时刻等条件，存在在液体吹塑的过程中拉伸杆R与瓶坯P的底部P4内表面分离的情况，即使在这样的情况下，通过使支撑柱5始终与瓶坯P的底部P4接触，从而能够防止中心偏移。从同样的观点来看，在使用拉伸杆R的情况下，优选在用拉伸杆R和支撑柱5夹持瓶坯P的底部P4之后进行液体的供给。通过这样的构成，从而在拉伸杆R与支撑柱5之间夹持底部P4的状态下能够使瓶坯P容易发生拉伸变形，进一步提高防止中心偏移效果。

另外，作为向瓶坯P供给的液体，通过使用饮料等作为最终产品被容纳到容器B的内容液，从而能够省略向容器B供给内容液的工序，能够简化其生产工序和/或吹塑成型装置的构成。

此外，在本发明的液体吹塑成型装置11中，不使用拉伸杆R也可以进行吹塑成型。在使用拉伸杆R的情况下，以从瓶坯P的口部P1的开口面积中减去拉伸杆R的截面积而得到的面积使吹塑流体从瓶坯P的口部P1流入，而在不使用拉伸杆R的情况下，可以以瓶坯P的口部P1的总开口面积使吹塑流体流入。因此，能够提高升压速度，其结果是，能够缩短成型时间。

另外，参照图3，优选倾斜面9的另一端6b侧的边缘部的直径D比轴部7的直径D7大。通过该构成，能够更进一步防止瓶坯P的树脂绕到轴部7的侧面。

另外，在头部6，优选在凹部8与倾斜面9之间形成有圆环状的平坦部10。通过该构成，从而不会在头部6形成突出成锐角的部分，并且在使用头部6成型的容器B的底部也不会出现凹陷成锐角的部分，因此能够在吹塑成型时使瓶坯P的底部P4顺利地顺应头部6的上表面，能够使吹塑成型而成的容器B的底部的形状稳定，并且能够提高容器B的底部的强度。

接下来，参照图4说明支撑柱5的各种变形例。如图4的(a)所示，可以将支撑柱5的头部6设为倒置的碗的形状，将倾斜面9设为具有中心存在于头部6的内侧的曲率的曲面，如图4的(b)所示，也可以将倾斜面9设为具有中心存在于头部6的外侧的曲率的曲面。另外，头部6除了采用像上述的例子那样去掉了圆锥形状的顶部而成的形状(圆锥台形状)以外，还可以如图4的(c)所示，采用去掉了角锥形状的顶部而成的形状(角锥台形状)。应予说明，在图4的(c)中，示出了六角锥，但侧面也可以为任意数目。另外，如图4的(d)所示，也可以将倾斜面9设为锥齿轮那样的形状。

另外，在上述的例子中，凹部8形成于头部6的中央，但如图4的(e)所示，凹部8也可以形成于偏离头部6的中央的位置。即，瓶坯P与凹部8和轴部7的中心轴一致即可，也可以设置为如图4的(e)所示那样的使倾斜面9偏离中心。

接下来，对为了确认本发明中的间隙C的优选的范围而进行的实验进行说明。使用本发明的液体吹塑成型装置11，在多个条件下，通过液体吹塑成型从瓶坯P成型为容器B，确认成型后的容器B是否成型为符合预期的尺寸。在表1中示出成型后的容器B的内容量(mL)、各个瓶坯P中的从颈环P2到底部P4的前端的轴向的长度(颈部下方长度)L1(mm)(参照图5)、放置于吹塑成型模具的状态下的与支撑柱5之间的间隙C(mm)、将长度L1与间隙C相加而得到的长度L2(mm)(参照图5)、轴向的拉伸倍率以及液体吹塑成型后的确认结果。应予说明，轴向的拉伸倍率是指吹塑成型前的长度L1与将长度L1和间隙C相加得到的长度L2的比例，表示瓶坯P直到与支撑柱5接触为止沿轴向拉伸了多少。另外，在表1所示的结果中，将作为产品级别在可以允许的范围内略微产生了尺寸的偏差和/或中心偏移，但大体上成型为符合预期的尺寸的情况表示为“良好”，此外，将以高的尺寸精度成型的情况表示为“非常好”。

[表1]

容器的内容量	360mL	360mL	950mL	950mL	950mL	950mL	950mL
								颈部下方长度L1(mm)	62.5	49.6	62.5	95.8	86.8	79.3	49.6
间隙C(mm)	8.5	21.4	43.0	9.7	18.7	26.2	55.9
								长度L2(mm)	71.0	71.0	105.5	105.5	105.5	105.5	105.5
轴向的拉伸倍率	1.14	1.43	1.69	1.10	1.22	1.33	2.13
								结果	非常好	非常好	良好	非常好	非常好	非常好	良好

由表1的结果可以确认，在使间隙C为0＜C≤0.44×L1的情况下，能够更容易地发挥液体吹塑成型时的由支撑柱5带来的防止中心偏移的效果，能够以高尺寸精度成型为预期的形状的容器B。

产业上的可利用性

通过本发明，能够提出通过防止将瓶坯吹塑时的中心偏移，并且防止瓶坯的局部的温度降低、相对于吹塑成型模具的位置偏移，从而成型不良得到抑制的液体吹塑成型装置及液体吹塑成型方法。

Claims (11)

1.一种液体吹塑成型装置，其特征在于，是将形成为有底筒状的瓶坯在吹塑成型模具内进行液体吹塑成型而成型为容器的液体吹塑成型装置，其中，

在所述吹塑成型模具内配置有支撑柱，

所述支撑柱具备头部和轴部，所述头部从所述瓶坯的外侧支撑所述瓶坯的底部，所述轴部与所述头部连接并能够沿着所述瓶坯的轴向升降，

所述支撑柱构成为：在将所述瓶坯放置于所述吹塑成型模具，使该支撑柱上升的上升姿势中，在所述头部与所述瓶坯的底部之间形成有间隙，且在成型过程中的时刻支撑所述瓶坯的底部，所述支撑柱随着由液体吹塑成型引起的所述瓶坯的变形而下降。

2.根据权利要求1所述的液体吹塑成型装置，其特征在于，所述间隙与颈部下方长度之间的关系满足下式(A)，所述颈部下方长度是从瓶坯的颈环下表面到瓶坯的底部的前端的轴向的长度，

0＜间隙≤0.44×颈部下方长度…式(A)。

3.根据权利要求1或2所述的液体吹塑成型装置，其特征在于，所述头部在支撑所述瓶坯的底部的一端具有用于容纳所述瓶坯的底部的至少一部分的凹部，并且在所述凹部的外侧具备朝向另一端扩展而延伸的倾斜面。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的液体吹塑成型装置，其特征在于，所述液体吹塑成型装置具备拉伸杆，所述拉伸杆被插入到放置于所述吹塑成型模具的所述瓶坯的内部，将该瓶坯沿着轴向拉伸。

5.根据权利要求4所述的液体吹塑成型装置，其特征在于，在向所述瓶坯内供给液体的期间，所述支撑柱和所述拉伸杆中的至少一方始终与所述瓶坯的底部接触。

6.根据权利要求4或5所述的液体吹塑成型装置，其特征在于，在用所述拉伸杆和所述支撑柱夹持所述瓶坯的底部之后进行液体供给。

7.一种液体吹塑成型方法，其特征在于，是将形成为有底筒状的瓶坯在吹塑成型模具内进行液体吹塑成型而成型为容器的液体吹塑成型方法，其中，

所述液体吹塑成型方法使用液体吹塑成型装置，所述液体吹塑成型装置是在所述吹塑成型模具内配置有支撑柱的液体吹塑成型装置，

所述支撑柱具备头部和轴部，所述头部从所述瓶坯的外侧支撑所述瓶坯的底部，所述轴部与所述头部连接并能够沿着所述瓶坯的轴向升降，

所述支撑柱构成为：在将所述瓶坯放置于所述吹塑成型模具，使该支撑柱上升的上升姿势中，在所述头部与所述瓶坯的底部之间形成有间隙，

利用所述支撑柱，在成型过程中的时刻支撑所述瓶坯的底部，随着由液体吹塑成型引起的所述瓶坯的变形而使所述支撑柱下降。

8.根据权利要求7所述的液体吹塑成型方法，其特征在于，所述间隙与颈部下方长度之间的关系满足下式(A)，所述颈部下方长度是从瓶坯的颈环下表面到瓶坯的底部的前端的轴向的长度，

0＜间隙≤0.44×颈部下方长度…式(A)。

9.根据权利要求7或8所述的液体吹塑成型方法，其特征在于，利用设置于所述液体吹塑成型装置的拉伸杆进行所述瓶坯的轴向的拉伸。

10.根据权利要求9所述的液体吹塑成型方法，其特征在于，在向所述瓶坯内供给液体的期间，所述支撑柱和所述拉伸杆中的至少一方始终与所述瓶坯的底部接触。

11.根据权利要求9或10所述的液体吹塑成型方法，其特征在于，在用所述拉伸杆和所述支撑柱夹持所述瓶坯的底部之后进行液体供给。