CN1081121C - 双轴向延伸吹制方法和预塑形坯保持夹具 - Google Patents

Abstract

本发明在双轴向延伸吹制成形的时候，可以防止由于相对于预塑形坯的口筒部的吹制压力作用于扩径方向而使口筒部变形。在双轴向延伸吹制成形的时候，吹制压力的密封由在预塑形坯P的口筒部P2的外表面下端设置的颈部环P1部分来完成，据此，口筒部P2的全部表面受到吹制压力的均匀作用。从而，完全不会发生由于压力不均匀的作用而造成的不规则变形。

Description

双轴向延伸吹制方法和预塑形坯保持夹具

技术领域本发明涉及双轴向延伸吹制成形方法及在该成形方法中使用的预塑形坯保持夹具的结构。利用该成形方法，使由合成树脂预备成形的有底筒状或预塑形坯，在加热的情况下，用延伸棒或空气在纵轴方向和横轴方向延伸，从而制成合成树脂制瓶子。

技术背景合成树脂制双轴向延伸吹制成形瓶子，尤其是聚酞酸乙烯酯树脂制的双轴向延伸吹制成形瓶子，发挥了很多优良的特性。所以作为容器在很多领域被大量使用。

该合成树脂制双轴向延伸吹制成形瓶，一般是用注射成形法使有底的圆筒形状的预塑形坯成形，该预塑形坯，在以可以发挥延伸效果的温度加热后的状态，使其沿轴方向及经向延伸变形而成形。预塑形坯P为试管那样有底的圆筒形状，具有口筒部。通常在该口筒部的周围，为了装配盖子而设计了螺纹。并且，在口筒部的下部周围，一体地设计了凸缘状颈部环。

这种预塑形坯P，可以倒立的姿势宽松地嵌合在如图4所示的保持夹具5的导向筒部10上。在这种保持状态，预塑形坯P被施加可发挥延伸效果的温度。加热后的预塑形坯P，与保持夹具5一道插入到吹制模1上。

吹制模具有与需要成形瓶的形状相同的模腔、保持夹具的装配凹部和颈部支承凸缘部3。上述保持夹具的装配凹部构成了为把预塑形坯主体部分插入该模腔内的插入口；而上述颈部支承凸缘部3则在该装配凹部内，与预塑形坯P的颈部环P1相接，与保持夹具5一道，把预塑形坯P固定在模具上。

在保持夹具5的中央，设置了贯通保持夹具的延伸棒插通孔11。这样，在模具中预塑形坯安置好了以后，在保持夹具5的延伸棒插入孔11内插入延伸棒16，延伸棒16的前端压着因加热而处于可塑性变形状态的预塑形坯的底部，在轴向使预塑形坯延伸。同时，通过延伸棒插通孔11，或者在延伸棒16中设置的空气供给孔，压注吹制空气。该吹制空气使得预塑形坯在经向延伸，瓶体P′就成形了。

在该预塑形坯P经双轴向延伸吹制成形为瓶体P′的时候，为了防止压注到预塑形坯P内的吹制空气从模具中漏出来，就必须用密封。该密封按下列方法进行。

首先，在保持夹具5的导向筒部10的底端部装有密封圈15。用保持夹具5把保持的预塑形坯插入模具的模腔内，保持夹具5装在吹制模1的装配凹部4上。而后，用从颈部支承凸缘部3作用到颈部环P1上的压力，使预塑形坯P的口筒部P2的开口端面密封地连接在密封圈15上，这样密封也就完成了。

将该预塑形坯P经双轴向延伸吹制成形为瓶体P′的必须的吹制压力，因预塑形坯P主体的尺寸或者直到成形的瓶体P′的延伸率等因素的不同而不同，但是一般来说在20kgf/cm²以上。在从预塑形坯P吹制成瓶体P′分为两个阶段进行，即所谓的双吹制成形场合，吹制压力在更大的30～40kgf/cm²以上。

这样，在预塑形坯经双轴向吹制成形为瓶体时，强大的吹制压力加在预塑形坯上。关于这一点，在以往技术中，使预塑形坯P的口筒部P2的开口端面紧密接在密封圈上，以完成吹制压力的密封，所以该强大的吹制压力不仅加在预塑形坯的躯体上，而且还加在口筒部上。因此，预塑形坯的口筒部就发生了因强大的吹制压力而产生扩经变形这样的重大问题。

例如，使预塑形坯的口筒部预结晶化，即进行所谓的白化处理，以使口筒部强度提高，口筒部变形变难；在吹制成形时，口筒部也被某种程度的温度加热，口筒部又处于易变形状态。这样，由于从内部作用于口筒部的强大的吹制压力，口筒部沿口径扩大的方向变形。

尤其是在外表面具有螺纹的口筒部；由于存在该螺纹，使得在局部上具有薄壁部分，该局部的壁薄部分由于吹制压力而易于变形。因此，口筒部的扩径变形更容易发生。

并且，如果把预塑形坯的口筒部的壁厚充分地加大，又要考虑会提高相对于吹制压力的对抗力。但是，即使加大该口筒部的壁厚，口筒部的加热也不会变化。而且，吹制压力只能施加到口筒部上，这就不能使口筒部完全没有变形。并且，加厚了口筒部的壁厚，那么就增大了形成一个瓶体所需要的合成树脂材料的总量，从而不经济。

发明的揭示

本发明的目的是：把有底的圆筒形的、在其口筒部下部周围一体地设计了颈部环P1的合成树脂制预塑形坯经双轴向延伸吹制成形为瓶体，确实地防止因为吹制压力导致口筒部的扩径变形，从而获得良好的成形精度的瓶子。

本发明的方法，在预塑形坯经双轴向延伸吹制成形为瓶体时，防止强大的吹制压力相对于口筒部只作用在扩径方向。因此，本发明适用于把预塑形坯经双轴向延伸成形为瓶体，吹制压力，至少从口筒部的内侧和外侧这两侧加在口筒部上。

作为吹制压力从口筒部的内侧和外侧这两侧加在口筒部的方法的一个例子，作为从吹制压力的密封的观点而完成的方法，是通过在预塑形坯的口筒部外表面下部一体地设置颈部环部分，实现加在预塑形坯的吹制压力的密封的方法。

本发明的特征是在口筒部的内外都加了均等的吹制压力，所以密封部分不一定非要颈部环部分不可。不过作为实际的问题，有颈部环部分更为合适。

而且，把吹制压力导入预塑形坯的口筒部的通路设置在保持夹具上也可以。

实现上述方法的最合适的保持夹具具有在中央贯通形成有供延伸棒上下插入的延伸棒插通孔的夹具主体和压紧筒体。该压紧筒体是这样形成的：竖立地设置在该夹具主体的周围，其内部预塑形坯的口筒部可以倒立的姿势宽松地插入，具有在该口筒部嵌入时连接、载置在预塑形坯的颈部环的密封部，并且，该口筒部嵌入时，保持口筒部的内外空间处于连通状态。

压紧筒体具有比预塑形坯的口筒部外径大、比颈部环的外径小的内径则比较理想。另一方面，如果比颈部环的外径大，那么在其内表面上突出设置连接一承载颈部环的密封环部即可。

在压紧筒体内部，在夹具主体上部，竖立地设置了可以插入预塑形坯的口筒部内的导向筒部，这样把预塑形坯装入保持夹具时就比较方便。

该导向筒部，使延伸棒插通孔朝上方延长，具有比预塑形坯的口筒部的内径小的外径和从压紧筒体内朝上方突出的高度，这样，在确实地把预塑形坯装到夹具上时，则比较理想。

压紧筒体虽然与夹具主体设计成一体，但是采用与夹具主体分别形成、嵌装在夹具主体外而组装起来的结构也可以。在这种场合，在夹具主体与压紧筒体嵌合装配部分，用密封圈进行气密封则比较理想。

吹制压力由于压紧筒体与颈部环连接而被密封。预塑形坯的口筒部，可以宽松地插入压紧筒体的内部，口筒部的内外空间保持连通状态，所以，口筒部的全体都位于具有吹制压力的气体内，从而口筒部的全部表面都受到均匀的吹制压力的作用。

因此，在预塑形坯经双轴向吹制成形为瓶体时，完全不用担心由于压力不均地作用在预塑形坯的口筒部而发生口筒部的扩径变形等不规则变形。

吹制模具有与需要成形的瓶的形状相同的模腔、保持夹具的装配凹部和颈部支承凸缘。上述保持夹具的装配凹部用于接纳保持预塑形坯的保持夹具，同时，还兼用作把预塑形坯的主体部分插入该模腔内的插入口；上述颈部支承凸缘部位于该装配凹部内，与预塑形坯相接，和保持夹具一道将预塑形坯固定在模具上。

在将预塑形坯装入这样的模具以前，预塑形坯，以倒立的姿势，呈使该口筒部宽松地嵌入设置在夹具主体的上部的压紧筒体内的状态，被装在保持夹具上。在这种状态，预塑形坯的颈部环可以密封连接地支承在压紧筒体的密封部上。

然后，装上了预塑形坯的保持夹具嵌入到吹制模的装配凹部上，那么，借助于保持夹具对于吹制模的装配力，在吹制模的颈部支承凸缘部与保持夹具的压紧筒体的密封部之间，夹持住预塑形坯的颈部环，据此，在密封缘与颈部环之间实现了吹制压力的密封。此时的密封力是克服吹制压力的力。

由于预塑形坯的口筒部可以宽松地嵌入压紧筒体，所以在口筒部与压紧筒体之间形成了吹制压力的流体(吹制空气)可自如地通过的充分的间隙。

在生产线上，比如：将多个保持夹具安装在经过吹制成形机的环形输送器上以被输送。在输送途中，装上预塑形坯，之后，保持夹具和预塑形坯再一道被输送。在该输送途中，具有加热装置，预塑形坯由加热装置加热。接着，保持夹具和预塑形坯安置在吹制成形机的模具上，预塑形坯就被延伸吹制成形为瓶子。

在预塑形坯的加热处理时，嵌入了预塑形坯的口筒部的压紧筒体，由于隔断了对口筒部的辐射加热，所以，预塑形坯的口筒部与作为主体部分的躯体部相比，其加热程度远远要低，据此，口筒部就保持了更难变形的状态。

还有，在本发明中使用的预塑形坯的材质，只要是可吹制成形的合成树脂，任何种类的合成树脂都可以。

图面简单说明

图1：表示本发明的第一实施例，在吹制模中装着保持夹具和预塑形坯状态时的左半部分纵部正面图。

图2：在图1中所示的实施例的主要部分放大图。

图3：表示第二实施例的图。

图4：表示以往例子的纵剖面图。

图5：表示由根据以往的方法的成形方法成形的瓶体口筒部的变形状态。

实施本发明的最佳实施例

以下，通过例举实施例更具体地说明本发明。

<实施例1>

以下，参照图1及图2，说明本发明的第一实施例。

保持夹具5由呈圆筒形状的夹具主体6和压紧筒体12构成。吹制模1是具有与要成形的容器形状相同的模腔2的分型模，在底部具有装配保持夹具5的装配凹部4。装配凹部4的底部与上述模腔连通，同时在该底部周围还有颈部凸缘3。保持夹具5并不是不稳地装在装配凹部4上，而是嵌入组装在装配凹部4上。

夹具主体6形成有与未图示的输送装置等组装的装配部分，还有外径较大的柄筒部7从下方延伸出来。在该柄筒部7的上端，设置了直径比柄筒部7稍小的嵌入筒部9，在该嵌入筒部9具有组装压紧筒体12的结构。

在该嵌入筒部9与柄筒部7交界部位的外周面上，形成有环状的外凸缘8，它具有比柄筒部7的直径大、与模具组装凹部4的内径相同大小的外径。并且该外凸缘8在压紧筒体12装入嵌入筒部9时，与压紧筒体12相接，从而设定了相对于夹具主体6的压紧筒体12的外嵌入组装限度。在嵌入筒部9的上端面，竖立地设置具有比预塑形坯P的口筒部P2的内径小的外径的导向筒部10。在该导向筒部10、嵌入筒部9、柄筒部7的中央，设计了上下贯通的用于插入延伸棒16的插通孔11。

该夹具主体6的导向筒部10，通过给预塑形坯P的口筒部P2导向，使它们状态良好地卡合，从而保持预塑形坯P组装在保持夹具5上。

为了确实地、顺利地进行预塑形坯P向保持夹具5的自动装配，在该导向筒部10的上端部(从压紧筒体12向上方突出的上端部分)，其外表面形成了上方缩径的锥面。

压紧筒体12竖立设置在夹具主体6的周围，具有比预塑形坯的口筒部外径大、比颈部环的外径小的内径。而且，在其内部，预塑形坯的口筒部可以倒立姿势宽松地嵌入其中，具有在嵌入时，连接承载预塑形坯的颈部环的密封缘13，并且，保持嵌入时，口筒部的内外空间处于连通状态。

压紧筒体12，在呈直圆筒形状的主体部分的外周面上下两端部的周围，设计了导向凸缘14，其尺寸要求它一点不松动而是嵌入吹制模1的装配凹部4内。其结果是，压紧筒体12的外周成为形成了环状凹部的形态。

并且，上述密封缘13，设计在压紧筒体12的上端开口缘部，成为接受预塑形坯的颈部环的台阶状。

压紧筒体12的密封缘13构成台阶部的理由是：保持夹具5装配在吹制模1时，在吹制模1的颈部支承凸缘部3与保持夹具5的密封缘13之间，夹持着预塑形坯P的颈部环P1，根据台阶部的深度就可调整该夹紧力。其结果是，可以防止因为高强度的超过必须的夹紧力的作用使颈部环P1发生不规则的变形。

颈部支承凸缘部3与密封缘13之间的颈部环P1的夹紧力，可以使密封缘13紧密连接在颈部环P1上，并能够密封吹制压力即可。保持夹具装在吹制模上，那么密封缘13就与颈部环P1紧密连接。此时，在合成树脂材料的弹性变形范围内或在容许的变形范围内，密封缘13就使颈部环P1发生挤压变形，此时，压紧筒体12的上端部与颈部支承凸缘部3的下面相接，此时以上的挤压力就不再加到颈部环上，此时以上的保持夹具5的相对于吹制模1的装配力，由颈部支承凸缘部3承受。

压紧筒体12，在使其下端面与夹具主体6的外凸缘8相接的状态下，下端部不可松动地外嵌在夹具主体6的嵌入筒部9上，从而安装在夹具主体6上。该夹具主体6的嵌入筒部9与压紧筒体12之间配置了密封圈15。该密封圈15使夹具主体6和压紧筒体12之间气密封。并且，压紧筒体12装在夹具主体6时，从嵌入筒部9上端缘到密封缘13之间的高度，设定成要比预塑形坯P的口筒部P₂的高度大。其结果是，在保持夹具5上安装预塑形坯P时，从口筒部的内侧到外侧的空间相连通、保持夹具5与口筒部P₂之间，作为吹制压力的通路的间隙就确实地形成了。

本实施例中，保持夹具5由夹具主体6和压紧筒体12这两件部件组合构成。保持夹具5，在导向筒部10与压紧筒体12之间，虽然呈具有嵌入预塑形坯P的口筒部P₂的环槽部分的复杂构造，但是把保持夹具分成夹具主体6及压紧筒体12的两件部件，这样可使夹具主体6本身及压紧筒体12本身的构造简单，从而使保持夹具5的机械加工容易进行。<实施例2>

下面，参照图3说明第二实施例。

在本例中，导向筒部10从第一实施例中除去了，并且夹具主体6和压紧筒体12成一体的构造。

从而，密封圈可以省略，同时，制造时的加工也变得更加容易。

并且，在该实施例2中，虽然没有导向筒部10对预塑形坯的支承，但是，在本例中，压紧筒体的内表面可以宽松地保持预塑形坯的口筒部的外表面。<比较例>

对口筒部的内径为21.74mm，设计了螺纹的口筒部的最小壁厚部分S(参照图4)的壁厚为1.59mm的预塑形坯进行加热，口筒部达到60度时，以35kgf/cm²的吹制压力，用以往方法的双轴向延伸吹制成形法，使瓶体成形，再确认口筒部有没有变形。

其结果是：如图5所示，瓶体成形后，在口筒部P₂上发生了半径变形量d＝0.2mm的扩径变形。由于该口筒部的扩径变形度超过了口筒部P₂的螺纹部的容许尺寸范围，所以，该瓶体成为不合格品。

在产业中使用的可能性

本发明，按照上述的构造，可以起到以下所示的效果。

在高强度的吹制压力进行作用的吹制成形操作时，作用于预塑形坯的口筒部的压力，由于均匀地加在该口筒部，所以不用担心由于不均匀的压力的作用使得口筒部发生不规则变形。

因此，双轴向延伸吹制成形加工可以获得在口筒部没有不规则的扩径变形的瓶体，同时，还可以提供使保持高尺寸精度的瓶体成形的双轴向延伸吹制成形方法。

吹制压力的密封由设在预塑形坯的外周面上、用吹制模的颈部支承凸缘部支承的颈部环部分完成，所以该密封可以容易地实现，同时还可高强度并且稳定地实现，并且的确可以获得稳定的吹制压力的密封。

由于在吹制成形时，作用于预塑形坯的口筒部的压力，均匀地作用在口筒部的全部范围上，所以没有使口筒部发生不规则变形的外力作用在口筒部。据此具有下列意义：可以尽可能地削减为了抵抗使口筒部发生不规则变形以给口筒部施加抵抗力而加厚口筒部的壁厚。并且可以削减的壁厚部分，就可以节省减成形瓶体所需要的合成树脂材料的总量。

再则，作为可使预塑形坯的口筒部宽松地嵌入在保持夹具的压紧筒体内的结构，该压紧筒体，在对预塑形坯进行加热处理时，由于隔断了对于口筒部的辐射热，所以与以往相比，可以更低地施加对口筒部加热温度，从而就更难发生变形。

由于具有以上种种效果，所以本发明在生产中具有很高的使用价值。

Claims (9)

1.一种用于成形树脂瓶的方法，该方法包括下列步骤：

将一个具有底部、颈部和圆筒状口筒部的合成树脂的预塑形坯插入到一个金属模的开口中；

将一个压紧筒体插入所述金属模的开口，使它与插在金属模中的预塑形坯接触；

将一个圆筒形夹具主体插入所述压紧筒体内的开口中，并使之伸过所述预塑形坯的颈部；

通过对所述预塑形坯进行双轴向吹模而成形所述瓶，该吹模步骤包括给预塑形坯施加吹制压力；和

至少给所述预塑形坯的圆筒状口筒部的内侧和外侧均匀地施加吹制压力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预塑形坯具有一个围绕圆筒状口筒部的一体地成形的颈部环，在把预塑形坯装入金属模后进行吹模过程中，作用于所述预塑形坯上的吹制压力在该颈部环处被密封。

3.一种用于双轴向吹模的金属模和预塑形坯保持夹具，该保持夹具用于保持一个合成树脂的预塑形坯并将该预塑形坯连接到该金属模以便进行双轴向吹模，该预塑形坯具有一个底部、一个圆筒状口筒部和一个围绕该圆筒状口筒部的下部的颈部环，其中，该预塑形坯保持夹具包括：

一个圆筒形夹具主体，它具有一个穿过其中心的供一个延伸棒上下滑动的延伸棒插通孔，和

一个压紧筒体，它竖立地设置在该金属模中并围绕该夹具主体，预塑形坯的圆筒状口筒部可以倒立的姿势宽松地嵌入该压紧筒体，该压紧筒体具有一个接触并支承该预塑形坯的颈部环的密封缘，该密封缘构形为保持预塑形坯的圆筒状口筒部的内外空间处于连通状态。

4.根据权利要求3所述的用于双轴向吹模的金属模和预塑形坯保持夹具，其特征在于，所述密封缘位于所述压紧筒体的上端开口缘部。

5.根据权利要求3所述的用于双轴向吹模的金属模和预塑形坯保持夹具，其特征在于，所述密封缘限定一个沟槽，以接纳所述颈部环。

6.根据权利要求3所述的用于双轴向吹模的金属模和预塑形坯保持夹具，其特征在于，还包括一个竖立在保持夹具上的导向筒部，该导向筒部构形成向上延伸所述的延伸棒插通孔。

7.根据权利要求6所述的用于双轴向吹模的金属模和预塑形坯保持夹具，其特征在于，所述导向筒部具有比预塑形坯的口筒部的内径小的外径，并具有向上高出压紧筒体的高度。

8.根据权利要求3所述的用于双轴向吹模的金属模和预塑形坯保持夹具，其特征在于，所述压紧筒体与所述夹具主体分开形成，压紧筒体连到夹具主体的外侧，而压紧筒体与夹具主体之间的间隙由一个密封环气密地密封。

9.根据权利要求3所述的用于双轴向吹模的金属模和预塑形坯保持夹具，其特征在于，所述夹具主体和所述压紧筒体形成为一体。

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