JP4172713B2 - Preform molding equipment for resin molding - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂成形機に係るもので、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、延伸ブロー成形前の適性に温度を制御されたプリフォームを成型する装置に関するものである。 The present invention relates to a resin molding machine and is an apparatus that can perform a series of processes from injection molding to stretch blow molding, and molds a preform whose temperature is controlled to suit before stretch blow molding. It is related with the apparatus which performs.
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、出願している。 In the resin molding technique, when a blow molded product is finally produced, a technique is known in which a preform is first molded by injection molding and stretch blow molded in order to increase molding accuracy. The applicant has also developed and filed a device for achieving this series of techniques.
このうち、特許文献2に記載された発明方法は、従来の「プリフォームの射出成形−温度調整−延伸吹込成形−成型品取出」の4工程を要する4ステーション方式を改良し、温度調整を省略して3ステーション方式とすることを前提としている。また、特許文献1に記載された発明装置についても、プリフォームの温度調整を行うという記載はないので、基本的には3ステーション方式を採用した装置であるといえる。
Among these, the invention method described in
ところで、射出成形によってプリフォームを製造し、これを延伸ブロー工程に移送して延伸ブロー成形を行う場合には、プリフォームの温度管理が非常に重要である。すなわち、プリフォームの表面温度が部分的に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るのであれば、その後の延伸ブロー工程を経た製品は高い品質を保証することができない。 By the way, when a preform is manufactured by injection molding, and this is transferred to a stretch blow process and stretch blow molding is performed, temperature control of the preform is very important. In other words, if the surface temperature of the preform partially varies or a temperature deviation appears regardless of the thickness of the preform, the product that has undergone the subsequent stretch blow process cannot guarantee high quality. .
一般に、射出成形の概略は図6に示したようにインジェクションキャビティ61にインナーコア62を嵌挿した状態で、ゲート63を介して射出シリンダ64によって溶融樹脂がマニホールド65に設けられた樹脂流路66からキャビティ内に射出されるものであり、溶融樹脂を冷却するためにインジェクションキャビティ61内には冷却水回路(図示せず)が設けられている。そして、冷却されたインジェクションキャビティ61に対して溶融樹脂が射出されることにより、溶融樹脂はその表面が冷却されてスキン層が形成され、内部が溶融状態のプリフォームが完成する。しかしながら、この装置だけでプリフォームを成形した場合には、冷却水は上流より下流側が昇温されることになるため、プリフォームの表面温度にも流路に応じて温度勾配が生じてしまう。そうすると、プリフォームの形状によっては問題がない場合もあるが、反対に温度偏差が原因で精度の高い延伸ブロー成形を行うことができないという場合が生じることがある。
In general, the outline of injection molding is as shown in FIG. 6, in a state where the
本発明は、このような課題を解決することを目的とするものであって、装置の構成上で避けられないプリフォームの表面温度の温度偏差を解消して、より適切な温度管理を行ってプリフォームを成形することができる技術を開示するものである。 An object of the present invention is to solve such a problem, and eliminates the temperature deviation of the surface temperature of the preform, which is inevitable in the configuration of the apparatus, and performs more appropriate temperature management. A technique capable of forming a preform is disclosed.
本発明では、上記目的を達成するために、射出成形機において成形したプリフォームをブロー成形機に移送してブロー成形を行う樹脂成形機において採用した構成である。また、ブロー成形機には、ブロー成形に先だって延伸工程を行うものも含んでいる。そして、射出成形されたプリフォームを射出成形型から取り出した後に、内部にプリフォームを収容する空間を有するとともにプリフォームの軸に垂直な面で複数に分割されて開閉自在な温調ポットによって、前記プリフォームの表面温度を昇温するという手段を採用した。この手段によれば、射出成形時にプリフォームにスキン層を形成するために行われる冷却によってプリフォームの表面温度に好ましくない温度偏差が生じた場合でも、温調ポットによって強制的に表面温度を昇温させることになり、表面温度の均一化あるいは意図的な温度偏差を与えることとなる。 In the present invention, in order to achieve the above object, the preform formed in the injection molding machine is transferred to the blow molding machine and employed in a resin molding machine that performs blow molding. The blow molding machine includes one that performs a stretching process prior to blow molding. And after taking out the injection-molded preform from the injection mold, it has a space for accommodating the preform inside and is divided into a plurality of planes perpendicular to the axis of the preform, and the temperature control pot can be opened and closed freely. A means of raising the surface temperature of the preform was adopted. According to this means, even if an undesirable temperature deviation occurs in the surface temperature of the preform due to cooling performed to form a skin layer on the preform during injection molding, the surface temperature is forcibly increased by the temperature control pot. Therefore, the surface temperature is made uniform or an intentional temperature deviation is given.
また、温調ポットは、半円筒状の上部温調ポットと、半円筒をさらに2分割した下部温調ポットからなり、2つの下部温調ポットは、リンク機構によってそれぞれ外側に拡開してプリフォームの収容口を形成するという手段を用いた。より具体的な手段としては、2つの下部温調ポットは、上部温調ポットの円弧と直径の交差する近辺に接続され、当該接続点を中心として外側に回転しながら拡開するという手段を用いた。この手段では、簡単なリンク機構によって温調ポットを開閉することができ、プリフォームの収容・取り出しを容易とする。 The temperature control pot is composed of a semi-cylindrical upper temperature control pot and a lower temperature control pot obtained by further dividing the semi-cylinder into two parts, and the two lower temperature control pots are spread outward by a link mechanism. The means of forming a reforming storage port was used. More specifically, the two lower temperature control pots are connected in the vicinity of the diameter of the upper temperature control pot where the arc intersects with the diameter, and the two lower temperature control pots are expanded while rotating outwardly around the connection point. It was. With this means, the temperature control pot can be opened and closed by a simple link mechanism, and the preform can be easily stored and taken out.
さらに、下部温調ポットの少なくとも一方の、2つの半径の交点付近には、ゲート片を切断するゲートカット刃を設けるという手段を用いた。この手段では、下部側温調ポットの開閉に伴ってプリフォームに必然的に発生するゲート片を切断することができ、別途の装置を不要とする。 Furthermore, a means of providing a gate cut blade for cutting the gate piece in the vicinity of the intersection of the two radii on at least one of the lower temperature control pots was used. With this means, the gate piece inevitably generated in the preform as the lower temperature control pot is opened and closed can be cut, and a separate device is not required.
本発明は、上記手段を採用したので、射出成形によって製造したプリフォームをインジェクションキャビティから取り出した直後に、温調ポットによってプリフォームの表面を加熱して適切な温度に調整すると同時に、型から取り出されたプリフォームにはゲート部に対応する位置に必然的に生じるゲート片を切断することができる。したがって、ゲート片の切断を行いながらプリフォームの温度調整が可能となるので、大幅な時間ロスを回避しながら精度の高い成型品を製造することが可能となった。 Since the present invention employs the above-described means, immediately after taking out the preform manufactured by injection molding from the injection cavity, the temperature of the preform is adjusted to an appropriate temperature by a temperature control pot, and at the same time removed from the mold. In the preform, a gate piece that is inevitably generated at a position corresponding to the gate portion can be cut. Therefore, the temperature of the preform can be adjusted while cutting the gate piece, so that it is possible to manufacture a highly accurate molded product while avoiding a significant time loss.
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は本発明装置を適用する樹脂成型機の一例を示したものであるが、基本的には出願人に係る上記特許文献1に記載された成形機に新たな装置を組み込んだものである。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。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show an example of a resin molding machine to which the apparatus of the present invention is applied. Basically, a new apparatus is incorporated in the molding machine described in
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とランナー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ゲート片を切断するためのゲートカット機である。そして、本発明ではゲートカット機9に重要な改良が加えられているが、この点は後述する。
As the configuration of the
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片が切除される。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。
Next, the structure of the moving
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。
Subsequently, a configuration in which a preform manufactured by the above-described procedure is conveyed and a final product is manufactured by blow molding will be described. In the figure,
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することができる。
また、19は底型取付板であり、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型取付板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、底型取付板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。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に密着して雌型6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、プリフォーム受取コア13はブロー成形ブロックB側に位置している。
In such a configuration, a series of steps from injection molding to blow molding will be described. First, the fixed
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コア13方向に進出する。アーム12の先端にはプリフォーム受取コア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によってゲート片を切断する。そしてアーム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とアーム12、あるいはプリフォーム受取コア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。
Subsequent to the injection molding process, a preform transfer process is started. As the mold is opened, the
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。
After being transferred to the blow molding block B, the moving
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。
In the blow molding process, since the bottom
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。
As a final process, a process for taking out a molded product will be described. When the moving
次に、ゲートカット機9の詳細を説明する。図4はゲートカット機を図1に示した方向から見たところの側面図、図5は正面図である。本発明のゲートカット機は、具体的にはゲートカットと温調装置を組み合わせた構成である。図において、31は装置全体を前後させるための前後シリンダ、32は装置全体を上下させるための上下シリンダであり、これらのシリンダによって装置を所定の位置に移動させる。33は上下シリンダ32の動きに応じて昇降するベースであり、このベース33には半円筒状の上部側温調ポット34が突出するように設けられ、90度の断面扇形で4つ割りの下部側温調ポット35・36が上部側温調ポット34と合わさった状態において、その内部の空間にプリフォームPを抱きかかえる。2つの下部側温調ポット35・36は、上部側温調ポット34の円弧と直径が交差する近辺でヒンジ接続されると同時に、半円弧状のリンク37に接続されている。そして、リンク37はリンク制御シリンダ38によって上下動を行わしめている。
Next, details of the gate cutting machine 9 will be described. 4 is a side view of the gate cutting machine as seen from the direction shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a front view. The gate cut machine of the present invention is specifically configured by combining a gate cut and a temperature control device. In the figure, 31 is a front / rear cylinder for moving the entire apparatus back and forth, and 32 is an upper / lower cylinder for moving the entire apparatus up and down. These cylinders move the apparatus to a predetermined position.
この構成によると、雌型6から取り出されたプリフォームPはプリフォーム受け取り型13に留置されるが、この状態でいったん位置決めされ、続いて前後シリンダ31及び上下シリンダ32の動きによってプリフォームPが上部側温調ポット34に収容される。この際、下部側温調ポット35・36はリンク37の作動によって開いた状態である。そして、プリフォームPが上部側温調ポット34に収容されればリンク制御シリンダ38を引き上げ、リンク37の作動によって下部側温調ポット35・36を閉じる。下部側温調ポット35・36の何れか一方には扇形半径交点の近くにゲートカット刃39が設けられており、下部側温調ポット35・36を閉じればゲートカット刃39と反対側の下部側温調ポットのエッジによって余分なゲート片を切断する。切断された小片はバキュームによって小片回収パイプ40を介して回収され、屑を飛散させないようにしている。ゲートカット刃39は一方の下部側温調ポット35に設けて、いわゆる押し切りの形態でゲート片を切断するようにしたが、別の変形例として、両側に刃を設けて鋏方式による切断を行うことも可能である。なお、温調ポットの形状は本実施形態では円筒状としているが、プリフォームを周囲全体から抱きかかえて昇温させることを本質的な機能としているものであるから、その形状は円筒状に限定されるものではなく、プリフォームの形状に応じた形状を採用することを本質とする。従って、形状は円筒に限定されるものではない。
According to this configuration, the preform P taken out from the
続いて、温調ポットの温度調整について説明すると、図において41は温度調節用のラバーヒータであり、円筒空間内周に設けられる。そして、このヒータに対する電力供給を制御することによって、全体を所定の温度に調節する。発明者が想定した温度条件としては、例えばポリプロピレン樹脂成形の場合には、溶融樹脂温度が225℃、型内樹脂温度が235℃で、50〜55℃の型冷却用の温調温度のときにはプリフォームの表面温度は80〜105℃程度になる。また、PET樹脂成形の場合には、溶融樹脂温度が280〜290℃、型内樹脂温度が295℃で、冷却水温度が15℃のときにはプリフォームの表面温度が110〜120℃程度になることを確認した。そして、これらのプリフォームを温調ポットによって約140℃程度まで昇温させることによって、これに続く延伸ブロー成形の精度が向上することを検証した。ここで、説明に開示した温度はあくまでも目安であって、本発明では温度条件まで厳格に規制するものではない。温度の面において必要な条件は、インジェクション成形によって得られたプリフォームの表面温度を温調ポットによって昇温することであり、これを達成することができるのであれば温度条件は特に問わない。従って、温調ポットのラバーヒータ41の温度に意図的に温度偏差を与えておけば、プリフォームの表面温度に対しても意図的な温度偏差を出現させることも可能であり、これを排除するものではない。なお、本実施形態では、温調ポットの温度はラバーヒータ41によって管理しているが、昇温手段はこれに限定されるものでなく、機構的に適用できないものを除いて公知のヒータであればラバーヒータと同様に採用することが可能である。 Next, temperature adjustment of the temperature adjustment pot will be described. In the figure, reference numeral 41 denotes a temperature adjustment rubber heater, which is provided on the inner periphery of the cylindrical space. And the whole is adjusted to predetermined temperature by controlling the electric power supply with respect to this heater. As temperature conditions assumed by the inventors, for example, in the case of polypropylene resin molding, the molten resin temperature is 225 ° C., the in-mold resin temperature is 235 ° C., and the temperature control temperature for mold cooling is 50 to 55 ° C. The surface temperature of the reform is about 80 to 105 ° C. In the case of PET resin molding, when the molten resin temperature is 280 to 290 ° C., the in-mold resin temperature is 295 ° C., and the cooling water temperature is 15 ° C., the surface temperature of the preform is about 110 to 120 ° C. It was confirmed. Then, it was verified that the precision of the subsequent stretch blow molding is improved by raising the temperature of these preforms to about 140 ° C. using a temperature control pot. Here, the temperature disclosed in the description is only a guide, and the present invention does not strictly limit the temperature condition. A necessary condition in terms of temperature is to raise the surface temperature of the preform obtained by injection molding using a temperature control pot, and the temperature condition is not particularly limited as long as this can be achieved. Therefore, if a temperature deviation is intentionally given to the temperature of the rubber heater 41 of the temperature control pot, it is possible to cause an intentional temperature deviation even with respect to the surface temperature of the preform, and this is eliminated. It is not a thing. In the present embodiment, the temperature of the temperature control pot is managed by the rubber heater 41. However, the temperature raising means is not limited to this, and any known heater can be used except those that are not mechanically applicable. It is possible to adopt the same as a rubber heater.
1 固定側
2 移動側
3 ホットランナー
4 ノズル
5 ゲート
6 雌型
7 口部型
8 固定側板
9 ゲートカット機
10 雄型
11 移動側板
12 移送アーム
13 受取りコア
14・15 中空型
16 入り子
17 延伸棒
18 延伸棒先端チップ
19 底型取付板
20 底型
21 底型取付押え板
31 前後シリンダ
32 上下シリンダ
33 ベース
34 上部側温調ポット
35・36 下部側温調ポット
37 リンク
38 リンク制御シリンダ
39 ゲートカット刃
40 小片回収パイプ
61 インジェクションキャビティ
62 インナーコア
63 ゲート
64 射出シリンダ
65 マニホールド
66 樹脂流路
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