CN110809509B - 注射成型模具和用于中空制品的注射成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括：颈模(53)，其用于形成中空制品(20)的颈部(21)的外表面；注射腔模(54)，其用于形成中空制品的体部(22)的外表面；以及注射芯模(55)，其用于形成中空制品(20)的内表面。注射芯模(55)包括：外芯模(59)，其用于形成颈部(21)的包括内螺纹部(25)的内表面，外芯模能够沿着内螺纹部(25)旋转，同时沿着内螺纹部的旋转轴线移动；和内芯模(60)，其用于形成中空制品(20)的体部(22)的内表面，体部的直径小于颈部(21)的直径，并且内芯模能够沿着旋转轴线在外芯模(59)的内部线性地移动。

Description

注射成型模具和用于中空制品的注射成型方法
技术领域
本发明涉及注射成型模具，其用于注射成型在颈部的内表面(内侧)具有螺纹部(内螺纹部)的中空制品，本发明还涉及用于中空制品的注射成型方法。
背景技术
在相关技术中，例如，许多容纳饮料的容器在颈部的外表面(外侧)具有螺纹部(外螺纹部)，并且通过附接至具有外螺纹部的颈部的外侧的盖封闭。此外，不仅有包括外螺纹部的容器，还有在颈部的内表面包括内螺纹部并通过安装于颈部的盖封闭的容器。
除了容器之外，各种中空制品中的在内部具有空间的一些中空制品在颈部的内表面形成有内螺纹部。由于内螺纹部是所谓的底切(undercut)，所以当具有内螺纹部的中空制品被注射成型时，难以在不使内螺纹部变形的情况下将中空制品从注射芯模脱模。
近年来，设计了各种方法来防止内螺纹部(底切)变形。具体地，使用所谓的可伸缩芯模(collapsible core mold)，或者通过旋转具有单一结构的注射芯模使注射芯模从预制件(中空制品)的颈部脱模，以免使内螺纹部变形(例如，参照专利文献1和2)。
通过采用这种方法，可以在内螺纹部不变形的情况下使中空制品从注射芯模脱模。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭57-203512号公报
专利文献2：日本特许第5161358号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，例如，由于专利文献1中公开的可伸缩芯模是通过需要高加工精度的多个部件形成的模具，所以存在成本高的问题。另外，由于可伸缩芯模在径向上的前进运动和缩回运动是通过弹性构件操作的，所以还存在耐久性低的问题。
与此同时，可以适当地实施专利文献2中公开的使具有单一结构的芯模旋转的方法，只要它是完全冷却并固化的中空制品(预制件)即可。然而，当中空制品被注射成型时，由于在注射成型后进行吹塑成型，所以注射芯模可能在未充分固化的状态(软化状态)下被脱模。当注射芯模在这种状态脱模时，中空制品(特别地，内螺纹部)可能变形。
鉴于上述情况做出了本发明，本发明的目的是提供一种注射成型模具和用于中空制品的注射成型方法，该注射成型方法能够在注射成型具有内螺纹部的中空制品时将中空制品从注射芯模成功地脱模。
用于解决问题的方案
用于解决上述问题的本发明的一个方面是注射成型模具，其用于注射成型中空制品，在所述中空制品中，颈部的内表面形成有内螺纹部，所述注射成型模具包括：颈模，其形成所述颈部的外表面；注射腔模，其形成所述中空制品的体部的外表面；以及注射芯模，其形成所述中空制品的内表面，其中，所述注射芯模包括：外芯模，其形成所述颈部的包括所述内螺纹部的内表面，并且在沿着所述内螺纹部旋转的同时能够沿着所述内螺纹部的旋转轴线移动；和内芯模，其形成所述中空制品的、直径小于所述颈部的直径的体部的内表面，并且能够沿着所述旋转轴线在所述外芯模的内部线性地移动。
这里，优选的是，所述内芯模被设置为能够在所述外芯模的内部滑动，并且所述内芯模和所述外芯模之间的滑动面位于所述注射腔模的内表面的外侧。
优选的是，在所述内芯模和所述外芯模之间形成空间，所述空间用于通过注射成型形成从所述中空制品的所述颈部的底面朝向所述中空制品的所述颈部的开口侧突出的突起部。
此外，优选的是，所述外芯模延伸至颈模的外部并由支撑构件支撑，在所述外芯模的顶端部形成有螺合到形成于所述支撑构件的阴螺纹部的阳螺纹部，并且所述阳螺纹部的节距与所述内螺纹部的节距相同。
本发明的另一方面是用于中空制品的注射成型方法，其使用上述的注射成型模具，所述注射成型方法包括：脱模步骤，在将树脂材料填充到所述注射腔模和所述注射芯模之间的注射空间中并注射成型所述中空制品之后，在所述颈部被所述颈模保持的状态下，将所述中空制品从所述注射芯模和所述注射腔模脱模，其中，在所述脱模步骤中，在使所述内芯模线性地移动以使所述中空制品从所述内芯模脱模之后，通过在使所述外芯模沿着所述内螺纹部旋转的同时，使所述外芯模沿着所述内螺纹部的旋转轴线线性地移动而使所述中空制品从所述外芯模脱模。
发明的效果
根据本发明，当注射成型具有内螺纹部的中空制品(例如，预制件)时，可以将中空制品从注射芯模成功地脱模。
附图说明
图1是示出作为最终产品的容器的示例的俯视图和截面图。
图2是示出作为中空制品的预制件的示例的侧视图。
图3是示出注射吹塑成型装置的示意性构造的示例的框图。
图4是示出根据本发明的注射成型模具装置的截面图。
图5是示出根据本发明的注射成型模具的示例的截面图。
图6是示出根据本发明的注射成型模具的操作的截面图。
图7是示出根据本发明的注射成型模具的操作的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明本发明的实施方式。
本发明涉及一种用于注射成型具有内螺纹部的中空制品的注射成型模具以及用于中空制品的注射成型方法。在此，中空制品是指在内部具有空间的制品，并且包括例如封闭容器的盖和用于吹塑成型容器的预制件，其中容器是除容纳饮料等的容器之外的容器。根据本实施方式的中空制品是用于吹塑成型容器的预制件。
图1是示出根据本发明实施方式的容器的示例的视图，其中图1的(a)是俯视图，图1的(b)是纵向截面图。图2是预制件的侧视图，该预制件是用于吹塑成型容器的中空制品，并且将其一部分作为截面。
图1所示的容器10例如由诸如聚丙烯等的树脂材料形成，并且被形成为中空以便能够容纳液体等。容器10包括：筒形的颈部11，其在一端(上端)侧具有开口；筒形的体部12，其从颈部11连续；以及底部13，其从体部12连续。体部12包括：小径部14，其与颈部11的底面11a连接并具有比颈部11的直径小的直径；和体部主体15，其具有比小径部14的直径大的直径。在本实施方式中，体部主体15被形成为具有比颈部11的直径大的直径。体部主体15的尺寸不受限制，并且可以小于颈部11的尺寸。
在颈部11的内周面11b上形成有作为阴螺纹的内螺纹部16。即，在颈部11的内周面11b上，构造内螺纹部16的螺纹牙(突部)17以朝向颈部11的内侧突出的螺旋形状设置。虽然未图示，但是颈部11安装有安装构件，该安装构件包括作为阳螺纹的外螺纹部，使得容器10被封闭。
突起部18形成于颈部11的底面11a。突起部18从颈部11的底面11a朝向开口侧(在附图中，向上)突出，并且沿着颈部11的周向连续设置。
当将安装构件(未示出)安装于颈部11时，突起部18与安装构件接触并且用作封闭容器10之间的间隙的密封材料。突起部18被设置为以弯曲形状(例如，波形)而不是线性形状从颈部11的底面11a突出。突起部18的形状不受特别限制，并且可以是能够发挥作为密封材料的功能的任何形状。
具有这种形状的容器10是通过吹塑成型预制件的体部而制成的，该预制件是通过注射成型形成的中空制品。如图2所示，用于吹塑成型容器10的预制件20包括在一端(上端)侧开口的颈部21、与颈部21连续的体部22以及与体部22连续的底部23。
预制件20的颈部21是作为最终产品的容器10的颈部11的共同的部分，并且具有相同的形状。即，容器10的颈部11基本上通过注射成型形成。例如，在本实施方式中，在预制件20的颈部21(11)的底面21a(11a)上形成有突起部24(18)，并且内螺纹部25(16)形成于内周面21b(11b)。
接下来，将说明用于成型容器10的注射吹塑成型装置。图3是示出根据本实施方式的注射成型装置的示意性构造的示例的框图。图4是示出注射成型模具装置的示意性构造的截面图。图5是示出注射成型模具的示意性构造的截面图。
如图3所示，根据本实施方式的注射吹塑成型装置30是所谓的一阶段注射吹塑成型装置(one-stage injection blow molding apparatus)，并且包括例如注射成型部50、调温部80、吹塑成型部85和取出部90。如图4和图5所示，注射成型部50包括注射成型模具装置52，该注射成型模具装置52包括与注射装置100连接的注射成型模具51，并且注射成型部50通过注射成型而形成具有预定形状的上述预制件20。
注射成型模具51包括颈模53、注射腔模54和注射芯模55。注射空间56由颈模53、注射腔模54和注射芯模55形成。通过经由设置在注射腔模54的底部中央的浇口(gate)57填充作为原料的树脂材料而在注射空间56中形成具有预定形状的预制件20。由于用于注射树脂材料的构造是现有构造，因此在此省略其说明。
颈模53由一对拼合模形成并且限定预制件20的颈部21的外表面。注射腔模54还限定预制件20的体部22和底部23的外表面。颈模53固定于构造注射成型模具装置52的第一升降板58。虽然未图示，但是第一升降板58被构造为能够与颈模53一起上下移动。
注射芯模55限定预制件20的内表面。根据本发明的注射芯模55包括外芯模59和内芯模60。如下面将详细说明的，由于注射芯模55以这种方式包括外芯模59和内芯模60，所以当预制件20被注射成型时，预制件20可以成功地从注射芯模55脱模。
外芯模59插入颈模53内部以形成预制件20的颈部21的包括内螺纹部25的内表面。更具体地，外芯模59形成颈部21的底面21a的一部分(外周部)和颈部21的设置有内螺纹部25(参照图2)的内周面21b。
内芯模60形成直径小于颈部21的直径的体部22的内表面，并且内芯模60以能够在外芯模59的旋转轴线方向上线性移动的方式设置于外芯模59。具体地，内芯模60包括位于顶端(下端)侧的芯部61和从芯部61连续的滑动部62。芯部61插入注射腔模54以形成预制件20的体部22的内表面。滑动部62的直径大于芯部61的直径，并且可滑动地保持在外芯模59中。
外芯模59和内芯模60之间的滑动面63位于注射腔模54的内表面54a的外侧(预制件20的体部22的内表面的外侧)。因此，内芯模60形成预制件20的颈部21的底面21a的一部分(中央部)和预制件20的直径小于颈部21的直径的体部22的内表面。
即，预制件20的体部22的内表面通过内芯模60的芯部61形成，并且颈部21的内表面(底面21a和内周面21b)通过外芯模59和内芯模60的滑动部62的顶端面62a形成。
这里，由于在随后的步骤中通过吹塑成型来拉伸预制件20的体部22，所以体部22被形成为比颈部21厚。因此，在注射成型之后，预制件20的体部22比颈部21软。因此，外芯模59和内芯模60之间的滑动面63位于预制件20的体部22的外侧。结果，预制件20可以更成功地从注射芯模55脱模。
另外，在本实施方式中，外芯模59和内芯模60之间的滑动面63设置在与突起部24对应的部分。即，构造注射空间56的一部分并且用于形成突起部24的空间64形成在外芯模59和内芯模60之间。因此，预制件20能够从注射芯模55成功地脱模，并且能够防止突起部24在此时的变形。
这里，外芯模59被设置成在沿着颈部21的内螺纹部25旋转的同时能够沿着其旋转轴线线性地移动。即，外芯模59被设置成在沿着颈部21的内螺纹部25旋转的同时能够上下移动。
具体地，外芯模59延伸至颈模53的外侧(上侧)，并且其顶端部(上端部)的附近由构造注射成型模具装置52的支撑板(支撑构件)65支撑。更具体地，支撑板65形成有通孔66，并且外芯模59的顶端部插到该通孔66中并被可旋转地支撑。
阳螺纹部67在外芯模59的插到通孔66中的端部(上端部)处形成。与此同时，在支撑板65的通孔66的内表面的作为本实施方式中的通孔66的上部的一部分中设置有阴螺纹部68，其中阳螺纹部67螺合到阴螺纹部68中。阳螺纹部67和阴螺纹部68以与预制件20的内螺纹部25的节距相同的节距形成。
虽然未图示，但是外芯模59经由诸如多个齿轮构件或带构件等的多个传动构件与诸如马达等的驱动单元连接，并且构造为与作为动力源的驱动单元一起旋转。当然，用于使外芯模59旋转的构造不受限制。
内芯模60的顶端部(上端部)固定于构造注射成型模具装置52的第二升降板69。致动器装置70固定于第二升降板69，并且致动器装置70的杆构件71插入形成于第二升降板69的插入孔72，其顶端部(下端部)固定于支撑板65。
在这种注射成型模具装置52的构造中，致动器装置70的杆构件71前进(向下)，使得第二升降板69与致动器装置70一起向上移动。当第二升降板69向上移动时，内芯模60向上移动。与此同时，由于杆构件71从内芯模60向上移动的状态缩回(向上)，所以第二升降板69向下移动，并且内芯模60随着第二升降板69向下移动而向下移动。
接下来，参照图6和图7，将说明作为中空制品的预制件的注射成型方法，具体地，将说明在预制件脱模时注射成型模具的操作。
首先，如图6的(a)所示，在颈模53、注射腔模54和注射芯模55被夹持的状态下，通过以下方式形成具有预定形状的预制件20：通过浇口57用树脂材料填充注射空间56(注射成型步骤)。此时，第二升降板69与支撑板65接触，并且内芯模60的向上运动受到限制。
当将预制件20冷却至预定温度时，注射芯模55从预制件20分离。即，预制件20从注射芯模55脱模。具体地，如图6的(b)所示，首先，使第二升降板69向上移动以使内芯模60向颈模53的外侧(图中的上方)移动。即，通过操作致动器装置70以使杆构件71前进，内芯模60与第二升降板69一起向上移动。
因此，在通过外芯模59保持预制件20的外周部的情况下，可以从预制件20分离内芯模60。如上所述，与体部22相比，预制件20的颈部21较薄并且更容易冷却(更容易固化)。因此，通过在固化状态的颈部21的外周部被外芯模59保持的状态下使内芯模60向上移动，可以使内芯模60从预制件20的体部22(其利用高保持热而处于软化状态)成功地分离。
此外，通过使第二升降板69向上移动，在第二升降板69和支撑板65之间形成间隙，使得外芯模59处于能够被向上移动的状态。
在这种状态下，如图7的(a)所示，外芯模59在旋转的同时朝向颈模53的外侧移动。具体地，形成于外芯模59的顶端部(上端部)的阳螺纹部67被螺合到设置于支撑板65的用于旋转的阴螺纹部68中。
因此，外芯模59在沿着颈部21的内螺纹部25旋转的同时朝向预制件20的外侧移动(向上移动)。因此，可以使预制件20从外芯模59成功地脱模，同时防止内螺纹部25的变形。即，根据本发明的注射成型模具51，当成型包括作为底切的内螺纹部25的预制件20时，预制件20可以从注射芯模55成功地脱模，同时防止内螺纹部25的变形。
接下来，如图7的(b)所示，通过使第一升降板58向上移动来使颈模53向上移动，并且将预制件20的体部22从注射腔模54脱模。在该阶段，由于预制件20的体部22的表面(表皮层)被充分固化，因此通过使颈模53向上移动可以将预制件20的体部22从注射腔模54成功地脱模。
如上所述，通过使用相对于包括处于固化状态的内螺纹部25和处于软化状态的体部22的预制件20在两阶段中对注射芯模55脱模的方法，即，通过使用独立操作对应于固化部分和软化部分的两个芯模(外芯模59和内芯模60)来对预制件20脱模的方法，可以防止预制件20(特别地，体部)的变形，并且可以对预制件20成功地脱模。
当将突起部24设置于颈部21时，内芯模60向上移动至不与突起部24干涉的位置，即，内芯模60向上移动至突起部24上方的位置，然后进行通过外芯模59的脱模操作。
突起部24在内芯模60脱模之前被充分固化，并且处于可弹性变形的状态。因此，当进行通过外芯模59的脱模操作时，通过使内芯模60向上移动至不与突起部24干涉的位置，突起部24在伴随着外芯模59的旋转的向上运动之后在不具有任何干涉的情况下暂时弹性变形至内径侧。在外芯模59的脱模操作之后，突起部24恢复至进行注射成型的原始位置。因此，能够对颈部21形成有突起部24的预制件20成功地脱模。
自此之后，在通过颈模53保持预制件20的颈部21的情况下，将预制件20从注射成型部50输送至调温部80(参照图3)。在调温部80中，将预制件20的体部22的温度调节至适于吹塑成型的温度。然后，将调节至预定温度的预制件20从调温部80输送至吹塑成型部85。在吹塑成型部85中，将预制件20布置在吹塑成型模具中，并且通过吹塑成型预制件20的体部22而形成具有期望形状的容器10(参照图1)。吹塑成型的容器10在被颈模53保持的情况下从吹塑成型部85输送至取出部90。然后，在取出部90中，容器10从颈模53脱模并被取出至注射吹塑成型装置30的外部。
如上所述，由于预制件20的颈部21已从注射芯模55脱模，因此在取出部90中，可以通过仅将容器10从颈模53脱模而从注射吹塑成型装置30取出容器10。即，当通过取出部90取出容器10时，容器10可以从吹塑成型模具相对容易地脱模并被取出至注射吹塑成型装置30的外部。
尽管以上说明了本发明的一个实施方式，但是本发明不限于上述实施方式。在不脱离本发明的范围的情况下，本发明可以适当地变型。
例如，尽管在上述实施方式中注射成型模具被例示为形成一个预制件的构造，但是注射成型模具当然可以被构造为使得多个预制件可以被一次形成。
在上述实施方式中，注射吹塑成型装置包括调温部。然而，注射吹塑成型装置可以根据需要设置调温部，并且可以不必须包括调温部。
在上述实施方式中，尽管以用于吹塑成型容器的预制件作为中空制品的示例说明了本发明，但是本发明可以应用于各种中空制品的注射成型方法。换句话说，中空制品的使用不受限制，只要它是通过注射成型形成的即可。因此，本发明可以应用于例如作为最终产品的容器的注射成型方法或用于封闭容器的安装构件的注射成型方法。
附图标记说明
10 容器
11 颈部
11a 底面
11b 内周面
12 体部
13 底部
14 小径部
15 体部主体
16 内螺纹部
17 螺纹牙(突部)
18 突起部
20 预制件(中空制品)
21 颈部
21a 底面
21b 内周面
22 体部
23 底部
24 突起部
25 内螺纹部
30 注射吹塑成型装置
50 注射成型部
51 注射成型模具
52 注射成型模具装置
53 颈模
54 注射腔模
55 注射芯模
56 注射空间
57 浇口
58 第一升降板
59 外芯模
60 内芯模
61 芯部
62 滑动部
63 滑动面
64 空间
65 支撑板
66 通孔
67 阳螺纹部
68 阴螺纹部
69 第二升降板
70 致动器装置
71 杆构件
72 插入孔
80 调温部
85 吹塑成型部
90 取出部
100 注射装置

Claims (4)

1.一种注射成型模具，其用于注射成型中空制品，在所述中空制品中，颈部的内表面形成有内螺纹部，所述注射成型模具包括：
颈模，其形成所述颈部的外表面；
注射腔模，其形成所述中空制品的体部的外表面；以及
注射芯模，其形成所述中空制品的内表面，
其中，所述注射芯模包括：
外芯模，其形成所述颈部的包括所述内螺纹部的内表面，并且在沿着所述内螺纹部旋转的同时能够沿着所述内螺纹部的旋转轴线移动；和
内芯模，其形成所述中空制品的、直径小于所述颈部的直径的体部的内表面，并且能够沿着所述旋转轴线在所述外芯模的内部线性地移动；
在所述内芯模和所述外芯模之间形成空间，所述空间用于通过注射成型形成从所述中空制品的所述颈部的底面朝向所述中空制品的所述颈部的开口侧突出的突起部；
所述中空制品的所述颈部的底面是邻接所述中空制品的体部的底面。
2.根据权利要求1所述的注射成型模具，其特征在于，
所述内芯模被设置为能够在所述外芯模的内部滑动，并且所述内芯模和所述外芯模之间的滑动面位于所述注射腔模的内表面的外侧。
3.根据权利要求1或2所述的注射成型模具，其特征在于，
所述外芯模延伸至颈模的外部并由支撑构件支撑，在所述外芯模的顶端部形成有螺合到形成于所述支撑构件的阴螺纹部的阳螺纹部，并且所述阳螺纹部的节距与所述内螺纹部的节距相同。
4.一种用于中空制品的注射成型方法，其使用根据权利要求1至3中任一项所述的注射成型模具，所述注射成型方法包括：
脱模步骤，在将树脂材料填充到所述注射腔模和所述注射芯模之间的注射空间中并注射成型所述中空制品之后，在所述颈部被所述颈模保持的状态下，将所述中空制品从所述注射芯模和所述注射腔模脱模，
其中，在所述脱模步骤中，
在使所述内芯模线性地移动以使所述中空制品从所述内芯模脱模之后，通过在使所述外芯模沿着所述内螺纹部旋转的同时，使所述外芯模沿着所述内螺纹部的旋转轴线线性地移动而使所述中空制品从所述外芯模脱模。
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