JP2006231777A

JP2006231777A - 樹脂成形機

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Publication number: JP2006231777A
Application number: JP2005051376A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Ikeda; 英一池田
Original assignee: FUKUDA KANAGATA KK
Current assignee: FUKUDA KANAGATA KK
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: JP4214121B2

Abstract

【課題】樹脂成形機において、プリフォームの変形を防止し、正確な温度管理を行うと共に、確実に所定の位置に搬送する。
【解決手段】射出成形ブロックとブロー成形ブロックとを備え、射出成形ブロックにおいて成形したプリフォームを移送アームの先端に設けたプリフォーム受取りコアに受け渡し、前記移送アームの回転によってプリフォームを前記ブロー成形ブロックに移送してブロー成形を行う樹脂成形機において、前記プリフォーム受取りコアが、前記プリフォームの内側形状とほぼ同様の形状を有するものとした。また、上記プリフォーム受取りコアの内部に、プリフォームを内側から昇温して所定の温度を維持するヒータを設けた。さらに、移送アームの基台に嵌挿した受取りコアの後端に棒受け板を設け、棒受け板と基台との間に復帰バネを介在させてプリフォーム受取りコアを移送アーム側に付勢した。
【選択図】図４

Description

本発明は、樹脂成形機に係るもので、成形品の射出成形から延伸ブロー成形に至るまでを一連の工程で行うことができる装置であり、射出成形工程から延伸ブロー成形工程に至るまでの過程において、プリフォームの変形を防止するとともに、プリフォームの温度調整を行い、成形精度を高めた装置に関するものである。

樹脂成形技術において、最終的にブロー成形品を製造する場合には、成形精度を高めるために、最初に射出成形によってプリフォームを成形し、これを延伸ブロー成形する技術が知られている。出願人も、この一連の技術を達成するための装置を開発し、特許文献１に示すような出願をしている。

特開平２００４−２７６５２７号公報

ところで、上述した樹脂成形機の場合、射出成形工程から延伸ブロー成形工程にプリフォームの搬送を行うプリフォーム受取りコアが重要な役割を果たすものである。従来の受取りコアの概略は、例えば図５に示すように、基部４１の中央に所定長さの支持突起４２を突設し、この支持突起にプリフォーム（Ｐ）の基端部を嵌着するようにしたものであった。即ち、支持突起４２をプリフォーム（Ｐ）の基端部の内径とほぼ同一の径に構成し、これをプリフォームの基端部に挿入し、例えばバキュームで吸引したり、機械的構成や粘着物質等で保持するなどしてプリフォーム（Ｐ）の脱落を防止し、延伸ブロー成形工程まで搬送していた。この場合、支持突起４２の長さはプリフォーム（Ｐ）の長さに比べて短く、プリフォームの内径において、その奥端までを支持するものではなかったので、プリフォームを水平方向で受け取った場合、内部が溶融状態のプリフォームが自重で垂れ下がって変形し、中心位置を維持できないという問題があった。そのため、搬送して垂直方向で延伸ブロー成形を行う場合、中心位置がずれて、成形に歪が生じるおそれがあった。

また、この種の樹脂成形機では、プリフォームの温度管理も非常に重要である。即ち、プリフォームの温度に部分的なばらつきがあったり、プリフォームの厚みとは無関係に温度偏差が出現すれば、その後の延伸ブロー成形工程を経た製品は成形精度に問題が生じ、高い品質を保証することができない。

さらに、プリフォームの搬送を行う場合、他の機器装置との干渉をさける必要がある。即ち、成形工程の進行に従って、雄型や雌型が往復動し、移送アームやプリフォーム受取りコアが回転するなど、複雑な動きをする。その中で、プリフォームが他の装置と干渉して破損することを防止するため、プリフォームを正確に延伸ブロー成形工程に搬送する必要があるのである。

本発明は、上述した種々の課題を解決することを目的としたものであり、樹脂成形機において、プリフォームの変形を防止するとともに、正確な温度管理を行い、さらに、確実に所定の位置に搬送するようにすることを目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、射出成形ブロックとブロー成形ブロックとを備え、射出成形ブロックにおいて成形したプリフォームを移送アームの先端に設けたプリフォーム受取りコアに受け渡し、前記移送アームの回転によってプリフォームを前記ブロー成形ブロックに移送してブロー成形を行う樹脂成形機において、前記プリフォーム受取りコアが、前記プリフォームの内側形状とほぼ同様の形状を有するものとするという手段を採用した。

また、上記プリフォーム受取りコアの内部に、プリフォームを内側から昇温して所定の温度を維持するヒータを設けるという手段を採用した。

さらに、上記移送アームの先端に設ける基台に摺動自在に嵌挿された受取りコアに上記プリフォーム受取りコアを設け、受取りコアの後端に棒受け板を設け、前記棒受け板と前記基台との間に復帰バネを介在させてプリフォーム受取りコアを移送アーム側に付勢し、延伸棒で前記棒受け板を押圧してプリフォーム受取りコアを前進させてブロー成形を行うようにするという手段を採用した。

本発明では、前記プリフォーム受取りコアの形状を、前記プリフォームの内側形状とほぼ同様の形状としている。即ち、プリフォームの表面にスキン層が形成され、内部は溶融状態であることから、例えば水平状態でプリフォームを受け取る場合、プリフォームが自重によって垂れ下がって変形することを防止するために、プリフォームの内側からプリフォームの全長に渡って支持できる形状としているので、プリフォームが自重で変形するのを確実に防止し、中心位置を維持したまま延伸ブロー成形工程に移送できるようになった。そのため、高い精度で成形できるようになった。

また、プリフォーム受取りコアの内部にヒータを内装したので、プリフォームを内側から所定の温度に昇温して温度調節できるようになり、ブロー成形の際の歪の発生を防止できるようになった。

さらに、プリフォーム受取りコアを復帰バネを介して前後に摺動自在とし、移送時には突出部分が少なくなるようにしたので、他の装置との干渉を防止でき、プリフォームの破損を防止できる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１〜図３は本発明が適用される成形装置の概略を示す側断面図であって、基本的に出願人の出願に係る上記特許文献１に記載された樹脂成形機と同様の構成である。そして、成形機全体としては、図１から図３に向かうように成形工程が進行し、図３から図１に復帰するという一連のサイクル工程を示している。ここで、Ａは本発明装置における射出成形ブロック、Ｂはブロー成形ブロックを示す。そして、１は装置の固定側、２は移動側であり、移動側２が往復動を行うことによって射出成形からブロー成形までの一連の工程を連続して行う。

固定側１の構成としては、３は公知の構造を採用したホットランナー、４はＰＥＴなどの溶融樹脂をホットランナー３に導入するためのノズル、５は金型に溶融樹脂を射出するためのゲート、６は金型の雌型、７は射出成形が完了した予備成形品（プリフォーム）を雌型６側に留置するため、あるいは成形品にアンダーカットを施すための口部型、８は雌型６を格納している固定側板である。ここで、図面でも明らかなように、本発明装置では雌型６および口部型７はノズル４側から組み込むのではなく、ホットランナー３はそのままの状態で移動側２から雌型６および口部型７の順に組み立てるようにしている。なお、９はプリフォームのゲート部に残留する突起を切断するためのゲートカット機である。

次に、移動側２の構成を説明すると、１０はプリフォームを射出成形するための雄型、１１は雄型１０が設けられた移動側板である。そして、移動側２が固定側１に対して往復動を繰り返し、雌型６に雄型１０が確実に収容された状態で、ノズル４から導入された溶融樹脂がホットランナー３によってゲート５を介して射出されることによって、プリフォームが順次製造され、ゲートカット機９によって不要なゲート部分の突起を切除される。このように、プリフォームの射出成形については固定側１に対する移動側２の往復動に応じて処理が行われることになる。

続いて上述した手順によって製造されたプリフォームを搬送してブロー成形で最終品を製造する構成について説明する。図中、１２はプリフォームの移送アームであり、この移送アームが一定角度だけ回転することによってその先端部に設置されたプリフォーム受取りコア１３が射出成形型からプリフォームを受け取り、ブロー成形機に搬送する。ブロー成形ブロックＢについては、２つ割りの中空型１４・１５の一方側１４が固定側１に設けられ、他方側１５が移動側２に設けられており、上述した射出成形工程で移動側２が固定側１に密着するのと同時に成形型として組み合わされる関係に配置されている。なお、図１は移送アーム１２が下方に移動してプリフォーム受取りコア１３がブロー成形ブロックＢ側に位置する場合を示し、図２はその逆にプリフォーム受取りコア１３が射出成形ブロックＡ側に位置する場合を示している。本実施形態では移送アーム１２が水平方向から９０度下側に回転することによってプリフォームを受け渡しする構成としているが、その回転角度は限定されるものではない。１６はプリフォーム受取りコア１３の入り子であって、バキュームをかけることによってプリフォーム受取りコア１３が受け取ったプリフォームが移送中に脱落しないようにしている。なお、この構成は一例であって、入り子１６についてプリフォームと機械的な接触によって脱落を防止する構成や、軽い粘着によって脱落を防止する構成を代替的に採用することも本発明の範囲に含まれる。

１７は延伸棒、１８は延伸棒先端チップであり、ブロー成形時に成形型に挿通しエアーの吹き込みを行う構成である。なお、延伸棒先端チップ１８は取り外して交換することができ、これを交換することによって異種成形品を成形しうることができる。

また、１９は底板取付板であり、その上部にはブロー成形用の底型２０が設けられている。この底型取付板１９は移動側２を閉じた状態では底型取付押え板２１によって支持しているが、底型取付押え板２１は射出成形時に用いる加圧空気を分岐させてこれに加えることによって底板取付板１９を上方に向かって付勢させ、ブロー成形時でも底型２０が動かないようにしている。なお、底板取付板１９は底型取付押え板２１の支持が外れれば水平方向あるいは回転方向に移動する構造にして、最終成形品を容易に取り出すことができるようにすることも可能である。

このような構成において、射出成形からブロー成形に至る一連の工程を説明すると、先ず固定側１と移動側２を組み合わせて雌型６に雄型１０を嵌合させ、ホットランナーシステム３等を備えた射出成形機を取り付ける。そして、溶融したＰＥＴ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂など任意に選択した樹脂をノズル４に射出する。この場合、本実施形態ではゲート５は通常よりも長く設定している。これは、ＰＥＴ樹脂の場合には射出成形によって結晶化することがあるので、この結晶化した部分をゲート５部に残留させることを目的としたもので、最終成形品の品質および歩留まりを向上させるためである。続いて移動側２を矢印Ｃ方向に移動させて型を拡開する。本実施形態では口部型７の型形状を少なくとも幾分かのアンダーカットが生ずるように設定する。このようにすると、型開時にプリフォームが雄型１０に密着して雄型１０側に移動することを回避することができ、その後の工程を確実にするためである。このようにして射出成形工程が終了する。なお、射出成形工程中は移送アーム１２は垂直下方を向くように位置しており、プリフォーム受取りコア１３はブロー成形ブロックＢ側に位置している。

射出成形工程に引き続き、プリフォームの移送工程が開始される。型開に伴って移送アーム１２が矢印Ｄ方向に回転して図２の状態に至り、その後口部型７がプリフォームを保持した状態でプリフォーム受取りコア１３方向に進出する。移送アーム１２の先端にはプリフォーム受取りコア１３が設けられるが、このコアは雄型１０と同様の形状をしているので、プリフォーム受取りコア１３にはプリフォームが被覆される。この時点で口部型７は図３の矢印Ｅ方向に２分割されて拡開する構成としており、アンダーカットなどが設けられている場合でもその部分が干渉することがない。そして口部型７は後退して図１の状態まで復帰するが、受取りコア１３に設けられた入り子１６ではバキューム等が働いているので、プリフォームは受取りコア１３側に移行する。続いて固定側１に取り付けられたゲートカット機９によってゲート５に残留した突起を切断する。そして移送アーム１２が復帰方向（矢印Ｃとは逆方向）に回転しプリフォームをブロー成形ブロックＢに移送する。なお、プリフォームの破損を防止するために、プリフォーム受取りコア１３と口部型７の中心は一致している必要がある。また、図示してはいないが、雄型１０と移送アーム１２、あるいはプリフォーム受取りコア１３はその回転によって干渉しないようにオフセットされていることはいうまでもない。

ブロー成形ブロックＢに移送された後は移動側２が型閉方向に移動し、移動側２に設置されている延伸棒１７が移動側板１１の内部を通過してプリフォームを延伸しながら先端部のチップ１８側から加圧空気を吹き込み、延伸中空成形を行う。なお、射出成形ブロックＡでは同時にプリフォームの射出成形工程が進行していることになる。

ブロー成形工程では、既に述べたように底型取付押え板２１が分岐された加圧空気によって底型取付板１９を支持しているので、底型２０などの成形型が成形工程においてずれることはない。そして、射出成形機の型締が高圧から低圧になった時に、中空型１４・１５は型閉のままで下方に移動して入り子１６との干渉を離脱させ、成形品の破損を防止するようにしている。この場合、入り子１６におけるバキュームによる吸引は停止する。

最終工程として、成形品の取り出し工程を説明する。図２あるいは図３のように再び移動側２を拡開すると、ブロー成形ブロックＢにおける底型２０は固定側１に設けられているので、成形品は底型２０に載せられた状態で固定側１に残留している。この状態から底型取付板１９を回転させたり、あるいは平行移動させることによって成形品を自重によって適宜なコンベヤ（図示せず）などに落下させ、装置外部に搬送する。なお、成形品の取り出しについては、コンベヤに落下させることに代えて公知の成形品取り出し機などによって掴み出すことも可能である。

次に、本発明における移送アームおよびプリフォーム受取りコアの詳細を図４に従って説明する。図４は射出成形後、プリフォーム受取りコア１３がプリフォーム（Ｐ）を保持した状態を示している。図において、３１は移送アーム１２の先端に設ける基台であって、受取りコア３２が摺動自在に嵌挿されており、受取りコア３２の先端にはプリフォーム受取りコア１３が取り付けられている。このプリフォーム受取りコア１３は、射出成形工程で成形されたプリフォーム（Ｐ）の内側形状（即ち雄型の形状）とほぼ同様の形状をしており、プリフォーム（Ｐ）の内側奥端まで隙間なく挿入されている。ここで、ほぼ同様の形状とは、プリフォームの表面にスキン層が形成され、内部は溶融状態であることから、例えば水平状態でプリフォームを受け取る場合、プリフォームが自重によって垂れ下がって変形することを防止するために、プリフォームの内側からプリフォームの全長に渡って支持できる形状であればよいことを意味する。また、バキュームなど公知の手段により、プリフォームを確実に保持している。これにより、水平状態でプリフォーム（Ｐ）を受け取ったとしても、内部が溶融状態のプリフォーム（Ｐ）が自重で変形することはなく、中心位置を維持したままで移送できる。また、プリフォーム受取りコア１３の内部には図示しない適宜なヒータが内装されており、このヒータを適宜制御することにより、プリフォーム（Ｐ）を内側から所定の温度に昇温して温度調節している。なお、ヒータの種類は特に限定するものではなく、公知の各種ヒータが適用できる。これらによって、移送後、延伸ブロー成形を行う際の歪の発生を防止でき、高い精度で成形できる。

また、上記受取りコア３２の後端には棒受け板３３が取り付けられ、この棒受け板３３と上記基台３１との間に復帰バネ３４を介在させ、プリフォーム受取りコア１３を移送アーム側（矢印方向）に付勢している。これは、移送アーム１２の移動時に、移送アーム１２からの突出部分をできるだけ少なくして、他の装置との干渉を防止してプリフォームの破損を防止するものである。

このように保持したプリフォーム（Ｐ）は、移送アーム１２の回転によって水平方向から垂直方向に移送され、延伸ブロー成形工程に移行する。上述したように、移送時にはプリフォームの変形が防止されているので、プリフォームは成形型内に正確に位置される。延伸ブロー工程では、延伸棒１７は受取りコア３２後端の棒受け板３３を押圧し、復帰バネ３４を圧縮させつつプリフォーム受取りコア１３を前進させる。そして、プリフォーム（Ｐ）は、移送アーム１２の基台３１内に設けた高圧エアー流路３５を介してプリフォーム受取りコア１３の先端から加圧空気を吹き込み、延伸ブロー成形を行うのである。なお、このとき、射出成形ブロックでは同時に、次のプリフォームの射出成形工程が進行していることになる。その後、最終工程で成形品を取り出して一連の工程は終了し、再び同じ工程が繰り返される。

本発明が適用される樹脂成形機の一例を示した概略図である。同じく、途中の動作を示す概略図である。同じく、さらに途中の動作を示す概略図である。プリフォーム受取りコアの動作を示す概略図である。従来のプリフォーム受取りコアの一例を示す断面図である。

符号の説明

１固定側
２移動側
６雌型
７口部型
１０雄型
１２移送アーム
１３プリフォーム受取りコア
１７延伸棒
３１基台
３２受取りコア
３３棒受け板
３４復帰バネ
３５高圧エアー流路

Claims

射出成形ブロックとブロー成形ブロックとを備え、射出成形ブロックにおいて成形したプリフォームを移送アームの先端に設けたプリフォーム受取りコアに受け渡し、前記移送アームの回転によってプリフォームを前記ブロー成形ブロックに移送してブロー成形を行う樹脂成形機において、前記プリフォーム受取りコアが、前記プリフォームの内側形状とほぼ同様の形状を有するものであることを特徴とする樹脂成形機。
さらに、上記プリフォーム受取りコアの内部に、プリフォームを内側から昇温して所定の温度を維持するヒータを設けた請求項１記載の樹脂成形機。
上記移送アームの先端に設ける基台に摺動自在に嵌挿された受取りコアに上記プリフォーム受取りコアを設け、受取りコアの後端に棒受け板を設け、前記棒受け板と前記基台との間に復帰バネを介在させてプリフォーム受取りコアを移送アーム側に付勢し、延伸棒で前記棒受け板を押圧してプリフォーム受取りコアを前進させてブロー成形を行うようにした請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形機。