JP2018039170A

JP2018039170A - 射出ブロー成形方法

Info

Publication number: JP2018039170A
Application number: JP2016174171A
Authority: JP
Inventors: 石川　章; Akira Ishikawa; 章石川
Original assignee: Ishikawa Yushi Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Yushi Co Ltd
Priority date: 2016-09-07
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2018-03-15

Abstract

【課題】成形時間を短くすることができるだけでなく、簡素な工程にすることができる射出ブロー成形方法を提供する。
【解決手段】基台２に配置されブロー成形時にエア吹き出し口が開口可能に構成された内側型３と内側型３に対して型開き可能な外側型４とで形成されるプリフォーム形成空間Ｓに溶融した樹脂を射出してプリフォームを形成する第１工程と、第１工程で形成されたプリフォーム６の温度をブロー成形が可能でかつ離型が可能となる温度に保持した状態で外側型を型開きした後にプリフォーム６の外側を覆うように基台２に備えているブロー成形用型５を移動させる第２工程と、温度に保持したまま内側型３のエア吹き出し口を開口させてエアを噴出してプリフォーム６をブロー成形用型に押し付けて容器にブロー成形する第３工程と、第３工程でブロー成形した容器を取り出す第４工程と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形したプリフォームを容器にブロー成形するための射出ブロー成形方法に関する。

上記射出ブロー成形方法としては、まず、溶融した樹脂を金型内に射出することにより有底筒状のプリフォームを一旦成形する。その成形したプリフォームを冷却した後に金型から取り出し、ブロー成形部へ搬送する。搬送されたプリフォームをブロー成形が可能な温度まで高めた後にエアを吹き付けて容器にブロー成形する（例えば特許文献１）。

特開２０００−１１７８２３号公報

上記特許文献１の構成では、成形したプリフォームを金型から取り出してブロー成形部まで搬送するための時間がかかるため、プリフォームを容器にブロー成形するまでの成形時間が多くかかる不都合があった。また、ブロー成形部へ搬送されたプリフォームをブロー成形が可能な温度になるまで加熱する加熱工程が必要になる。その結果、工程が複雑になるだけでなく、更に成形時間が多くかかってしまうという不都合があり、改善の余地があった。

そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、成形時間を短くすることができるだけでなく、簡素な工程にすることができる射出ブロー成形方法を提供することを課題とする。

本発明に係る射出ブロー成形方法は、基台に配置されブロー成形時にエア吹き出し口が開口可能に構成された内側型と該内側型に対して型開き可能な外側型とで形成されるプリフォーム形成空間に溶融した樹脂を射出してプリフォームを形成する第１工程と、該第１工程で形成されたプリフォームの温度をブロー成形が可能でかつ離型が可能となる温度に保持した状態で前記外側型を型開きした後に該プリフォームの外側を覆うように前記基台に備えているブロー成形用型を移動させる第２工程と、前記温度に保持したまま前記内側型のエア吹き出し口を開口させてエアを噴出して前記プリフォームを前記ブロー成形用型に押し付けて容器にブロー成形する第３工程と、該第３工程でブロー成形した容器を取り出す第４工程と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、第１工程では、外側型と内側型とで形成されるプリフォーム形成空間に溶融した樹脂を射出してプリフォームを形成する。第２工程では、成形後のプリフォームの温度をブロー成形が可能でかつ離型が可能となる温度に保持した状態で外側型を型開きすることによって、プリフォームからの外側型の離型を良好に行うことができる。そして、外側型を型開きした後に、内側型に保持されたままのプリフォームの外側を覆うようにブロー成形用型を移動させることによって、プリフォームをブロー成形する場所まで移動させる必要がない。第３工程では、ブロー成形が可能な温度に保持したままであるので、プリフォームをブロー成形温度まで加熱する加熱工程を不要にしながら、内側型のエア吹き出し口を開口させてエアをプリフォームに噴出してプリフォームを容器に良好にブロー成形することができる。第４工程では、ブロー成形した容器を取り出して成形作業が終了する。

また、本発明に係る射出ブロー成形方法は、前記第３工程は、前記プリフォームを容器にブロー成形する前に前記ブロー成形用型を常温以下に冷却する冷却工程を更に備えていることが好ましい。

上記のように、冷却工程でプリフォームを容器にブロー成形する前にブロー成形用型を常温以下に冷却することによって、常温よりも高い温度になっているブロー成形後の容器を直ちに冷却することができるので、容器を取り出す時間を短縮することができ、その分、成形時間を更に短縮することができる。

また、本発明に係る射出ブロー成形方法は、前記樹脂が、ポリエステル系樹脂であり、該ポリエステル系樹脂が、トライタン（登録商標）「ＴＸ１０００」、「ＴＸ１００１」、「ＴＸ１５００ＨＦ」、「ＴＸ１５０１ＨＦ」、「ＴＸ２０００」、「ＴＸ２００１」から選択される少なくとも１種以上の樹脂から構成されていてもよい。

また、本発明に係る射出ブロー成形方法は、前記ポリエステル系樹脂を用いた場合に、前記プリフォームの温度を９５℃〜１０５℃の間の温度に設定することが好ましい。

上記のように、ポリエステル系樹脂を用いた場合に、プリフォームの温度を、９５℃〜１０５℃の間の温度に設定しておけば、成形されたプリフォームから外側型を型開きする作業及び成形されたプリフォームを容器にブロー成形する作業のいずれの作業も良好に行うことができる。

以上の如く、本発明によれば、成形後のプリフォームの温度をブロー成形が可能でかつ離型が可能となる温度に保持した状態で外側型を型開きした後、ブロー成形用型を移動させてブロー成形することによって、成形したプリフォームをブロー成形する位置まで移動させることが不要になるだけでなく、プリフォームをブロー成形温度まで加熱する加熱工程が不要になるので、成形時間を短くすることができるだけでなく、簡素な工程にすることができる射出ブロー成形方法を提供することができる。

本発明の射出ブロー成形方法に用いる射出ブロー成型装置の縦断面図を示し、プリフォームを成形する直前の状態を示している。同射出ブロー成型装置の縦断面図を示し、プリフォームを容器にブロー成形する直前の状態を示している。同射出ブロー成型装置の縦断面図を示し、プリフォームを容器にブロー成形した状態を示している。同射出ブロー成型装置の縦断面図を示し、ブロー成形した容器を取り出した状態を示している。

図１に、本発明の射出ブロー成形方法に用いる射出ブロー成形装置１を示している。この射出ブロー成形装置１は、中心部に貫通孔２Ａが形成された板状の基台２と、基台２の貫通孔２Ａに挿通した状態で配置される金属製の内側型３と、内側型３に対して型開き可能となるように上下方向に昇降（移動）可能な金属製の外側型４と、外側型４を型開きした後に内側型３に保持されているプリフォーム６（図２参照）の外側を覆うように基台２上に移動可能に配置される金属製のブロー成形用型５と、を備えている。

内側型３は、図３に示すように、複数（図では２個であるが、３個以上でもよい）のエア吹き出し口３Ａとエアポンプ（図示せず）からのホース（図示せず）が接続されるエア接続部３Ｂと、エア接続部３Ｂからエア吹き出し口３Ａまでエアを案内するエア案内溝３Ｃが形成された断面形状が円形で縦長形状に構成された内側本体部３１と、内側本体部３１のエア吹き出し口３Ａを開閉すべく内側本体部３１の先端に開閉自在に取り付けられた先端部３２と、を備えている。従って、ブロー成形時にエアポンプからの圧力エアが内側本体部３１に供給されることによって、自重で閉じられていた先端部３２が上方へ開放し、閉塞状態のエア吹き出し口３Ａを開口状態に切り替え、エアポンプからの圧力エアの供給が止まると、先端部３２が自重により下方へ閉じて、開放状態のエア吹き出し口３Ａを閉塞状態に切り替えるように構成されている。

内側本体部３１は、図３に示すように、基台２の貫通孔２Ａから下方へ突出する下部３１Ａと、下部３１Ａから上方に延びて基台２の貫通孔２Ａに挿通状態で配置される中間部３１Ｂと、中間部３１Ｂの上端から上方に延びて外側型４との間でプリフォーム形成空間Ｓを形成する上下方向において同一径に構成された上側型部３１Ｃと、を備えている。中間部３１Ｂは、下方へ向かうほど径が大きくなるテーパー部に形成されている。また、下部３１Ａは、中間部３１Ｂの径よりも大きな径を有する円柱部に形成されている。下部３１Ａが、床に固定された台部７の上端部に形成の凹部７Ａに入り込んで固定されている。また、内側型３には、例えばヒータ線からなる加熱手段（図示せず）及び加熱手段の加熱温度を制御する制御部（図示せず）を備えており、内側型３を設定された温度に維持できるように制御可能になっている。

外側型４は、図２に示すように、内側型３の外径よりも少し大きな内径を有する下方が開放された凹部４ａを有する型部４Ａと、型部４Ａの上方に取り付けられ外側型４を上下方向に昇降するための昇降機構（図示せず）に取り付けられる枠部４Ｂと、を備えている。型部４Ａの凹部４ａの上端の中心部に射出機（図示せず）から射出される溶融した樹脂を凹部４ａ内へ送り込むための注入口（ゲート）４ｂが形成されている。従って、外側型４を下降して内側型３に対して型締めを行うことによって、外側型４と内側型３との間にプリフォーム形成空間Ｓ（図１参照）を形成し、そのプリフォーム形成空間Ｓに射出機（図示せず）から射出される溶融した樹脂を注入口（ゲート）４ｂから注入することによって、射出成形することができる。

ブロー成形用型５は、図１に示すように、一対の分割金型５Ａ，５Ａからなっている。各分割金型５Ａの成形面５ａは、ブロー成形される容器８（図３、図４参照）の底部を形成する半円状の平坦面５１と、平坦面５１の周縁から下方に向かうほど外側に径が徐々に大きくなる第１湾曲面５２と、第１湾曲面５２の下端から下方に向かうほど径が徐々に小さくなる第２湾曲面５３と、を備えている。また、各分割金型５Ａは、案内レール（図示せず）を介してスライド自在に構成され、図示していない駆動手段によって、図１に示す基台２の外周縁部に位置する退避位置と図２に示す基台２の中心部まで移動して内側型３に保持されたプリフォーム６を覆ってブロー成形を行うブロー成形位置とに移動可能に構成されている。前記退避位置は、図１に示すように、外側型４が移動した時に外側型４が当接しない位置であり、ここでは、基台２上に配置しているが、他の場所に位置させてもよい。

射出成形に使用する樹脂としては、熱可塑性樹脂が好適に使用され、熱可塑性樹脂としては、例えばポリエステル系樹脂を用いており、該ポリエステル系樹脂が、トライタン（登録商標）「ＴＸ１０００」、「ＴＸ１００１」、「ＴＸ１５００ＨＦ」、「ＴＸ１５０１ＨＦ」、「ＴＸ２０００」、「ＴＸ２００１」（イーストマン社製）から選択される少なくとも１種以上の樹脂から構成されているが、ポリエチレンテレフタレート（所謂ＰＥＴ）やポリプロピレン（所謂ＰＰ）などの各種の熱可塑性樹脂を使用してもよい。

前記構成の射出ブロー成形装置１で、プリフォームを射出成形し、そのプリフォームを容器にブロー成形するための射出ブロー成形方法について説明する。

内側型３と外側型４とで形成されるプリフォーム形成空間Ｓに射出機から溶融した樹脂を注入口（ゲート）４ｂを介して射出することによりプリフォーム６を形成する第１工程と、成形後のプリフォーム６の温度をブロー成形が可能でかつ離型が可能となる温度に保持した状態で外側型４を型開きした後にプリフォーム６の外側を覆うようにブロー成形用型５を移動させる第２工程と、ブロー成形が可能な温度に保持したまま圧力エアを内側型３に供給することにより内側型３のエア吹き出し口３Ａを開口させてエアを噴出してプリフォーム６を容器８にブロー成形させる第３工程と、ブロー成形した容器８を取り出す第４工程と、を備えている。

従って、第１工程では、外側型４と内側型３を型締めし（図１参照）、外側型４と内側型３とで形成されるプリフォーム形成空間Ｓに溶融した樹脂を射出してプリフォーム６（図２参照）を形成する。第２工程では、成形後のプリフォーム６の温度をブロー成形が可能でかつ離型が可能となる温度に保持した状態で外側型４を型開きすることによって（図２参照）、プリフォーム６からの外側型４の離型を良好に行うことができる。そして、外側型４を型開きした後に、内側型３に保持されたままのプリフォーム６の外側を覆うようにブロー成形用型５を移動させることによって、プリフォーム６をブロー成形する場所まで移動させる必要がない。第３工程では、ブロー成形が可能な温度に保持したままであるので、プリフォーム６をブロー成形温度まで加熱する加熱工程を不要にしながら、内側型３のエア吹き出し口３Ａを開口させてエアをプリフォーム６に噴出してプリフォーム６を膨らませる（図３参照）ことで容器８に良好にブロー成形することができる。第４工程では、図４に示すように、ブロー成形用型５を基の位置まで移動させた後、基台２を昇降機構（図示せず）により上昇させることによりブロー成形後の容器８を内側型３から上方へ離型させて取り出すことで成形作業が終了する。取り出した後の容器８の余分な部分８Ａは、取り除くことになる。

また、前記第３工程には、プリフォーム６を容器８にブロー成形する前にブロー成形用型５を常温以下に冷却する冷却工程を更に備えている。従って、冷却工程でプリフォーム６を容器８にブロー成形する前にブロー成形用型５を常温以下に冷却することによって、常温よりも高い温度になっているブロー成形後の容器８を直ちに冷却することができるので、容器８を取り出す時間を短縮することができ、その分、成形時間を更に短縮することができる。尚、前記冷却工程では、ブロー成形された容器８を短時間（例えば数秒）で離型できる温度まで下げることができる温度設定にすることもできるが、離型できる温度まで下がるまで所定時間（１０秒を越える時間）を要する温度設定にしてもよい。

また、前記ポリエステル系樹脂を用いた場合に、成形後のプリフォーム６の温度を、９５℃〜１０５℃の間の温度に設定することによって、成形されたプリフォーム６から外側型４を型開きする作業及び成形されたプリフォーム６を容器８にブロー成形する作業のいずれの作業も良好に行うことができる。

ここで、ポリエステル系樹脂を用いて、成形後のプリフォームの離型状態及びブロー成形後の容器の状態を目視により確認した。具体的には、９０℃〜１１０℃までの温度を１℃毎に設定し、つまり９０℃、９１℃、９２℃、９３℃、……、１１０℃に設定し、その各温度を維持した状態でプリフォームの離型状態と成形後の容器の状態とを目視により確認した。９５℃〜１０５℃では、プリフォームの離型状態もブロー成形して取り出した容器の状態も良好であった。しかし、９０℃〜９４℃では、プリフォームの離型状態は良好であるが、成形後の容器の膨張度合が、良好な状態の容器よりも少し不十分であった。また、１０６℃〜１１０℃では、プリフォームの離型が少し不安定になり、成形後の容器が一部不良な形状になった。この結果により、成形後のプリフォーム６の温度を、９５℃〜１０５℃の間の温度に設定することによって、プリフォームの離型状態もブロー成形して取り出した容器の状態も良好であり、１００℃の温度に設定することが最良であると考えられる。

尚、本発明に係る炭素繊維強化プラスチックの加工方法は、実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

前記実施形態では、１つの外側型４を昇降させて内側型３に対して開閉したが、外側型を一対の分割型から構成し、水平方向に移動させることにより、内側型３に対して開閉する構成であってもよい。

また、前記実施形態では、１個の容器を成形する場合を示したが、複数個の容器を一度に成形する構成であってもよい。

また、前記実施形態では、プリフォーム６を容器８にブロー成形する前にブロー成形用型５を常温以下に冷却する冷却工程を備えたが、プリフォーム６を容器８にブロー成形した後に、容器８を冷却すべくブロー成形用型５を冷却する冷却工程を設けてもよい。

また、前記実施形態では、内側型３を基台２の貫通孔２Ａに配置したが、内側型３を基台２上に配置してもよい。

１…射出ブロー成形装置、２…基台、２Ａ…貫通孔、３…内側型、３Ａ…エア吹き出し口、３Ｂ…エア接続部、３Ｃ…エア案内溝、４…外側型、４Ａ…型部、４Ｂ…枠部、４ａ…凹部、４ｂ…注入口、５…ブロー成形用型、５Ａ…分割金型、５ａ…成形面、６…プリフォーム、７…台部、７Ａ…凹部、８…容器、８Ａ…余分な部分、３１…内側本体部、３１Ａ…下部、３１Ｂ…中間部、３１Ｃ…上側型部、３２…先端部、５１…平坦面、５２…第１湾曲面、５３…第２湾曲面、Ｓ…プリフォーム形成空間

Claims

基台に配置されブロー成形時にエア吹き出し口が開口可能に構成された内側型と該内側型に対して型開き可能な外側型とで形成されるプリフォーム形成空間に溶融した樹脂を射出してプリフォームを形成する第１工程と、該第１工程で形成されたプリフォームの温度をブロー成形が可能でかつ離型が可能となる温度に保持した状態で前記外側型を型開きした後に該プリフォームの外側を覆うように前記基台に備えているブロー成形用型を移動させる第２工程と、前記温度に保持したまま前記内側型のエア吹き出し口を開口させてエアを噴出して前記プリフォームを前記ブロー成形用型に押し付けて容器にブロー成形する第３工程と、該第３工程でブロー成形した容器を取り出す第４工程と、を備えていることを特徴とする射出ブロー成形方法。
前記第３工程は、前記プリフォームを容器にブロー成形する前に前記ブロー成形用型を常温以下に冷却する冷却工程を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の射出ブロー成形方法。
前記樹脂が、ポリエステル系樹脂であり、該ポリエステル系樹脂が、トライタン（登録商標）「ＴＸ１０００」、「ＴＸ１００１」、「ＴＸ１５００ＨＦ」、「ＴＸ１５０１ＨＦ」、「ＴＸ２０００」、「ＴＸ２００１」から選択される少なくとも１種以上の樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出ブロー成形方法。
前記ポリエステル系樹脂を用いた場合に、前記プリフォームの温度を９５℃〜１０５℃の間の温度に設定することを特徴とする請求項３に記載の射出ブロー成形方法。