JP4816938B2 - ブロー成形用ダイス - Google Patents

Description

本発明は、ブロー成形機でブロー成形容器等を成形するためのパリソンの偏肉調整が偏肉調整ボルト等によらず短時間で効率良くでき、且つ、樹脂替えまたは材料替えが容易にできるブロー成形用ダイスに関する。

成形容器等の樹脂材料による中空製品の成形には、溶融した樹脂材料を管状に射出したパリソンを型で挟み込み、その型内で空気を吹き込んで中空品を形作るブロー成形法が採用されている。

その中空品を作るブロー成形機は、大きく分けて樹脂材料を管状に射出してパリソンを形成するブロー成形用ダイスと、そのパリソンから製品を形作るブロー成形用型とから構成されている。

前記ブロー成形用ダイスはセンターフィード式ダイあるいはサイドフィード式ダイまたはアキュムレーター式ダイ等の下部方向に設けられている。そして、上下動するプランジャなどによってブロー成形用ダイスから樹脂材料が押し出される。

また、ブロー成形用ダイスは、内部に円筒形状の樹脂流路が形成され、その樹脂流路内を上下動するプランジャによって充填された樹脂材料が押し出されて、パリソンが形成されるよう構成されている。

前記プランジャは、マンドレルと摺接するように外側に重ねてはめ合わされ、一体のプランジャ可動板に固定されたロッドを介し、油圧シリンダなどによって押圧されて下方に移動するよう構成されている。そして、マンドレル内周面には、通常ヒーターが設けられている。

また、マンドレルは、その上端で油圧シリンダなどと連結され、上下に移動するよう構成されている。一方、プランジャなどは、図１０に示すように円筒形状のダイホルダ本体１００内に設けられ、そのダイホルダ本体１００の下端にはダイリング１０２及びダイス１０５または偏肉調整リング１０６などが設けられている。

前記偏肉調整リング１０６は、その円周上に複数設けられた調整ボルト１０１によってコア１０３との軸心を合わせて、ダイス１０５の下端開口部がコア１０３の外周縁と略同心円となるように構成されている。そして、コア１０３とダイス１０５との隙間からなる射出口が形成される。
また、ブロー成形用ダイス１０５は、小径のパリソンから大径のパリソンを射出できるように、テーパ角度の異なるコア１０３とダイス１０５を交換し、射出するパリソンの径を調整できるようになっている。

このため、コア１０３とダイス１０５との隙間からなる射出するパリソンが起因する成形不良は、例えば、パリソンのドローダウンによる押出し方向の偏肉、温度の不均一、調整不良による円周方向の偏肉、温度の不均一によるカーリングおよび温度の不均一と押出し速度の速すぎによる曲がり、樹脂の離型不充分による肌荒れ、溶融温度が低い際のウエルドライン、ダイヘッド内の汚れや傷によるダイラインなどが挙げられる。そして、これらが生産性やコストの面で大きなマイナス要因となっている。

前記ダイヘッド内の他の汚れとして、一部の樹脂材料が流路内に滞留してヒーターの熱によって樹脂焼けを起こしてしまい、徐々に流れ出てくる樹脂焼けした樹脂材料によってパリソン表面に凹ブツが生じる。そして、口径を変更したり、あるいは樹脂替えや材料替えを行うなど、手間がかかり、扱いが不便なものであった。

このため、前記樹脂材料の滞留を防止したブロー成形用ダイス（例えば、特許文献１参照。）が知られている。

この、ブロー成形用ダイスは、図１１に示すように樹脂流路１１２内にプランジャ１１３下端の移動領域上方から樹脂材料を供給し、プランジャ１１３の移動により樹脂材料を押し出すことによってパリソンを形成する。

そして、樹脂流路１１２が、細部１２２と、プランジャ１１３先端の移動領域をなすアキュムレータ部と、テーパ面とからなるテーパ部１２３と、パリソンの肉厚及び径を調整する調整部１２４とからなっている。

また、プランジャ１１３が下死点にまで下降した時に細部１２２とテーパ部１２３とが連続し、樹脂材料が樹脂流路内に供給される圧力によりプランジャ１１３を上昇させ、細部１２２からプランジャ１１３先端のテーパ面に沿ってテーパ部１２３へ流入する樹脂材料がテーパ面から剥離しない流速を得るべく、テーパ部１２３の流路断面が小さく形成されている。

さらに、樹脂替えや色替えのために長時間を要し、多量の樹脂を浪費することなく、且つ、樹脂の滞留を少なくすることを可能にしたブロー成形用ダイス（例えば、特許文献２参照。）も知られている。

このブロー成形用ダイスは図１２に示すようにダイ内部アキュムレータ式ブロー成形機２００において、リングプランジャ１２５の上昇限と下降限途中のダイスハウジング１２６側に押出機からの樹脂流入口を開口させる。そして、さらにリングプランジャ１２５の下降限位置で押出機から出口スリットに至る樹脂通路を形成する。

次に、パリソンの偏肉調整作業の容易化を図るブロー成形機のパリソンヘッド（例えば、特許文献３参照。）も知られている。

このパリソンヘッドは図１３に示すようにパリソンヘッド本体１２９の下端面とダイ１３０の上面との間にフローティングリング１３１を介在させる。そして、フローティングリング１３１は、上面内周部にパリソンヘッド本体１２９の下端部内周面に対して上下方向へ摺動自在に重合させる突出部１３２を有する。

また、突出部１３２の内周面を、樹脂圧により押下力が付与される受圧面とする。そして、ダイ１３０の外周面に当接させた偏肉調整ボルトの操作でダイ１３０を横方向へ移動させることにより偏肉が調整される。

また、樹脂替えや色替えを容易にするためにダイスの一部を交換し、かつ昇温するだけでダイス交換作業を向上させることができるブロー成形用ダイス（例えば、特許文献４参照。）も知られている。

このブロー成形用ダイス３００は図１４に示すようにダイスを構成する上部ヘッド１３５と下部ヘッド１３６の間に断熱材１３７が挟持されている。

そして、上部ヘッド本体１３５と下部ヘッド本体１３６間に断熱材１３７を介在させたことにより下部ヘッド本体１３６のみを取り外せば、パリソンサイズ、樹脂替えまたは材料替えが容易に行なわれ、且つ上部ヘッド本体１３５からの放熱を防止しつつ、下部ヘッド本体１３６の昇温のみでよいため、作業性が大幅に改善され生産性が向上すると記載されている。

以下に先行技術文献を示す。
特開２０００−１２７２２９号公報 特開平７−３２４５９号公報 特開平５−９２４７４号公報 特開平７−１２２２４号公報

しかしながら、特許文献１は油圧シリンダーによって動作するロックピンによってダイスを取り外しできる構成、および偏肉調整ボルトによってダイスの位置合わせを行うため、構造が複雑で、且つ、偏肉調整がし難く、時間がかかるという問題がある。

また、油圧シリンダーを用いるなど、上述したように構造が複雑となるばかりでなく、設備コストが上昇するという問題がある。

さらに、ダイス穴を修正する際には、その作業には多大な労力と時間が必要となり、これが生産性やコストの面でマイナス要因となるという問題がある。

また、特許文献２は環状アキュムレータ内への樹脂の貯留に際しては、計量開始時の樹脂が先入れ先出しとし、計量中の樹脂は中入れ後出しとなり、樹脂の滞留は少ないと思われるが下部ダイスハウジング周縁の構造が非常に複雑となる。そして、樹脂替えや色替えの作業がし難く、時間がかかるという問題がある。

さらに、特許文献１と同様にダイス穴を修正する際には、その作業には多大な労力と時間が必要となり、これが生産性やコストの面でマイナス要因となるという問題がある。

また、特許文献３はパリソンヘッド本体１２９の下端面とダイの上面との間にフローティングリングを介在させることにより、偏肉調整ボルト構造が複雑になる。そして、偏肉調整作業がし難いという問題がある。

さらに、特許文献１または特許文献２と同様にダイス穴を修正する際には、その作業には多大な労力と時間が必要となり、これが生産性やコストの面でマイナス要因となるという問題がある。

また、特許文献４は上部ヘッド本体と下部ヘッド本体間に断熱材を介在させたことにより下部ヘッド本体のみを取り外せば、パリソンサイズ、樹脂替えまたは材料替えが容易に行なわれと思われる。

そして、樹脂替えまたは材料替え作業性が用意にできる素晴らしい発明である。しかし下部ヘッド本体を取り付ける際には、従来と同様かまたは従来以上に取り付け調整作業等
の時間がかかるという問題がある。

そして、ダイス穴等を修正する際には、特許文献１または特許文献２あるいは特許文献３と同様に、その作業には多大な労力と時間が必要となり、これが生産性やコストの面でマイナス要因となるという問題がある。

上記問題点を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、
複数本の偏肉調整ボルトによりコアとダイス穴のセンター位置を調整してパリソンの偏肉を調整するブロー成形用ダイスであって、
前記ブロー成形用ダイスが上部ダイス部と下部ダイス部に形成され、
前記上部ダイス部と下部ダイス部は分割可能に形成され、
前記下部ダイス部のダイス穴のセンター位置がコアのセンター位置とずれているか、またはダイス穴の外周形状とコアの外周形状が異なる形状に形成されていることによりパリソンの偏肉調整がなされることを特徴とするブロー成形用ダイスである。

次に、本発明の請求項２に係る発明は、
前記下部ダイス部の先端面に引っ掛けスパナ用の引っ掛け穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載のブロー成形用ダイスである。

本発明のブロー成形用ダイスは上部ダイス部と下部ダイス部で構成されている。このため、パリソンの偏肉調整を行う際には、下部ダイス部のダイス穴の形状を適宜の形状に、予め形成することができる。

また、前記下部ダイス部のダイス穴の形状を適宜の形状に形成する際に、切削加工等の面積が少ないために短時間で、僅かな労力で容易に、且つ、安価にできる。

さらに、本発明のブロー成形用ダイスは上部ダイス部と下部ダイス部が分割可能に形成されている。そして、上部ダイス部と下部ダイス部の分割及び組立ては引っ掛けスパナで僅かな力で、常に同じ位置に、容易に取りつけることができる。

また、本発明のブロー成形用ダイスは上部ダイス部と下部ダイス部が分割可能に形成されているため、下部ダイス部だけを交換することによりパリソンサイズを変えることができる。そして、樹脂替えまたは材料替えを行う際には、下部ダイス部だけを取り外すだけで容易に、短時間で行うことができる。

また、本発明のブロー成形用ダイスは上部ダイス部と下部ダイス部で構成されているため、該ダイスの作製に多大な労力と時間を要せず、正確に効率良く、且つ、安価にできる。そして、パリソンが形成される下部ダイス部を精度よく、短時間に作製することができる。

また、本発明のブロー成形用ダイスによる偏肉調整は基本的には下部ダイス部のダイス穴形状で行われるために偏肉調整時間が殆どかからない。そして、調整のために多量の樹脂を浪費することがない。

さらに、本発明のブロー成形用ダイスはダイ内部アキュムレータ式ブロー成形機をはじめ公知のブロー成形機に用いることができる。そして、公知の偏肉調整用ボルトを用いることなく偏肉調整ができるが、使用することもできる。

本発明のブロー成形用ダイスが用いられるブロー成形加工の成形条件は成形加工する樹脂等によって成形温度、金型温度、ブロー圧、あるいは成形収縮率が通常異なる。例えば、ポリエチレン樹脂の場合、成形温度は１５０〜２００℃、金型温度２０〜５０℃、ブロー圧４〜８ｋｇ／ｍ²、成形収縮率２〜３％である。

また、ポリプロピレン樹脂の場合には、成形温度が１９０〜２６０℃、金型温度２０〜５０℃、ブロー圧４〜８ｋｇ／ｍ²、成形収縮率が１．５〜３％である。さらに、ポリスチレン樹脂の場合には、成形温度は２００〜２２０℃、金型温度２０〜５０℃、ブロー圧３〜５ｋｇ／ｍ²、成形収縮率が０．１〜０．６％程度となっている。

そして、ブロー成形用ダイスから射出されるパリソンの形状も成形温度によってドローダウンなどにより、押出し方向や円周方向に偏肉が形成される。さらに、成形温度によってウエルドライン等も発生する。

そして、成形されるものによってパリソンの形状の肉厚を部分的に厚く形成したり、薄く形成したりしなければならない。そして、この調整に長時間かかり、且つ多量の樹脂を浪費する。

また、樹脂替えや色替えに、多大な労力と時間を要している。本発明のブロー成形用ダイスは偏肉調整作業をすることなく、且つ、樹脂替えや色替えなどが容易で短時間にできる。そして、偏肉調整のための多量な樹脂を浪費することがない。

本発明のブロー成形用ダイスを実施の形態に沿って以下に図面を参照にしながら詳細に説明する。図１〜図９は本発明の一実施例を示す。

図１は、本発明のブロー成形用ダイスの一実施例の断面を示す概略図である。また、図２は本発明のブロー成形用ダイスの環状射出口方向の端面を示す概略図である。

図１に示すように、本発明のブロー成形用ダイス１０は上部ダイス部１と下部ダイス部２から構成されている。また、上部ダイス部１の内側の上方方向は上部樹脂通路穴３が形成されている。そして、下方方向にテーパー状の上部樹脂通路穴４が形成されている。

さらに、上部ダイス部１の上方方向の外側はフランジ状の環状鍔部５が形成されている。この環状鍔部５は図９に示すように本発明のブロー成形用ダイス１０が公知のブロー成形機等に用いられる際に、環状鍔部５の下方面がダイリング１０２面に載置される。そして、環状鍔部５の側面は偏肉調整リング１０６に設けられている複数の偏肉調整ボルト１０１によって固定される。

また、環状鍔部５の下方方向の内側には、内側ネジ部６が形成されている。そして、この内側ネジ部６は下部ダイス部２の外側ネジ部７と螺合される。そして、本発明のブロー成形用ダイス１０として公知のブロー成形機等に用いられる。

次に、下部ダイス部２の上部ダイス部１方向の内側はテーパー状の上部樹脂通路穴４と係合するテーパー状の下部樹脂通路部４が形成されている。そして、テーパー状の下部樹脂通路部４の下方方向は環状射出口８から射出する適宜の形状あるいは偏肉を有するパリソンの形状をコアーと形成させるための環状射出穴１１が形成されている。

さらに、下部ダイス部２の上部ダイス部１方向の外側は外側ネジ部７が形成されている。そして、外側ネジ部７は上部ダイス部１の内側ネジ部６と上述したように螺合される。
また、外側ネジ部７の下方方向は上部ダイス部１の下方方向の外周縁形状と同じ大きさで下部環状鍔部１２が形成されている。

また、下部ダイス部２の環状射出口８方向の面は、上部ダイス部１と下部ダイス部２を螺合するための引っ掛けスパナ用穴９が複数箇所に設けられている。そして、引っ掛けスパナにより下部ダイス部２が回され、上部ダイス部１の内側ネジ６と下部ダイス部２の外側ネジ７が螺合される。

前記上部ダイス部１の内側ネジ６と下部ダイス部２の外側ネジ７を螺合させるために、環状射出口８方向の面に引っ掛けスパナ用穴９が複数箇所に設けられているが、とくに引っ掛けスパナ用穴９に限定するものではない。

例えば、前記下部環状鍔部１２の側面に引っ掛けスパナ用の複数の凹部を形成し、その凹部にスパナをかけて下部ダイス部２を回して上部ダイス部１の内側ネジ６と下部ダイス部２の外側ネジ７を螺合させることもできる。

さらに、下部環状鍔部１２の側面に片口または両口スパナが使用できるよう下部環状鍔部１２の形状を四角形や六角形に形成し、片口または両口スパナで上部ダイス部１と下部ダイス部２を螺合させることもできる。

また、上述した上部ダイス部１と下部ダイス部２は一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼等が使用できるが、好ましくは機械構造用炭素鋼、より好ましくは焼入れ加工が可能なもの、例えば、Ｓ３５Ｃ、Ｓ４０Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ、Ｓ９ＣＫ、Ｓ１５ＣＫなどが挙げられる。

前記焼入れは少なくとも上部ダイス部１と下部ダイス部２の外側ないし内側表面に形成される。特に樹脂が押出される内側表面、中でも下部ダイス部２の環状射出穴１１、環状射出口８近傍は摩耗が生じることによりパリソンの肉厚が変化するため、平滑性と硬度が要望される。

次に、図３は下部ダイス部とコア−によってパリソンの形状が形成される状態を説明する説明図である。また、図４はパリソンの形状を説明するための説明図である。

ブロー成形用ダイスのダイス穴は通常コア−のセンター（軸芯）とブロー成形用ダイスのセンター（軸芯）が同一線上に形成されている。そして、ブロー成形用ダイスのダイス穴のセンター（軸芯）も当然同一線上に形成されている。そして、均等な肉厚でパリソンが射出される。

本発明のブロー成形用ダイスは上述したように上部ダイス部１と下部ダイス部２から構成されているため、図３あるいは図４に示すようにコア−のセンター（軸芯）と下部ダイス部２の環状射出穴１１のセンター（軸芯）が同一線上に形成されていることにより、均等な肉厚でパリソン形状１３が射出される。

そして、上部ダイス部１と下部ダイス部２を螺合させた後、図９に示すように公知のブロー成形機に用いて上部ダイス部１の環状鍔部５の下方面をダイリング１０２面に載置される。そして、側面が偏肉調整リング１０６に設けられている複数の偏肉調整ボルト１０１によって固定される。

前記環状鍔部５の側面が複数の偏肉調整ボルト１０１によって固定されることにより、偏肉調整ボルト１０１によってパリソンの形状を公知の偏肉調整方法で偏肉調整すること
もできる。

そして、従来、ダイス穴を修正するためには多大な時間と労力を要していた。本発明のブロー成形用ダイスが上部ダイス部１と下部ダイス部２に分割可能に形成されていることにより短時間で、且つ、僅かな労力で下部ダイス部２の環状射出穴１１だけを修正すれば良い。

そして、従来、多大な時間と労力を要して修正した後に、形成されるパリソンの形状１３と同様のものが形成できる。

上述したように下部ダイス部２の環状射出穴１１の修正が短時間でできることはもとより、下部ダイス部２を作製する場合にも、僅かな労力で、短時間、容易に、且つ、安価にできる。

このため、偏肉調整が必要な場合には図５〜図８に示すようにコア−のセンター３０（軸芯）とダイス部２の環状射出穴１１のセンター４０（軸芯）をずらしたり、あるいは変形形状の環状射出穴１１を形成した下部ダイス部２を予め作製する。

そして、上部ダイス部１と螺合させることにより、偏肉調整ボルト１０１によって長時間の労力と、長時間垂れ流していた成形用樹脂等が殆ど使用することなく短時間に偏肉調整されたパリソンの形状で射出される。

また、樹脂替えや色替えなども下部ダイス部２だけを取り外すだけができる。そして、替えた後、偏肉調整等を行うことがない。このため、調整のための成形用樹脂も使用することがない。

上述した環状射出穴１１のセンター４０（軸芯）をずらした状態を図５および図６に沿って説明する。

図５は下部ダイス部２とコア−の状態を説明するための説明図である。また、図６は下部ダイス部２の環状射出口８から射出されるパリソンの形状１３を説明するための説明図である。

図５および図６に示すように下部ダイス部２のセンター（軸芯）とコア−のセンター３０（軸芯）は同一線上に設けられている。そして、下部ダイス部２の環状射出穴１１のセンター４０（軸芯）とコア−のセンター３０（軸芯）がずれている。

このため、図６に示すように下部ダイス部２の環状射出穴１１のセンター４０（軸芯）方向のパリソンの形状１３肉厚が厚く形成される。

次に、図７は下部ダイス部２とコア−の状態を説明するための説明図である。また、図８は下部ダイス部２の環状射出口８から射出されるパリソンの形状１３を説明するための説明図である。

図７および図８に示すように下部ダイス部２のセンター（軸芯）とコア−のセンター３０（軸芯）は同一線上に設けられている。そして、下部ダイス部２の環状射出穴１１の一部分に凸状の強制偏肉部１４を形成する。そして、凸状の強制偏肉部１４を形成することによって成形加工される成形容器等の部分的に変形されなければならないものが、偏肉調整ネジ等による調整作業をすることなしに作製することができる。

前記環状射出穴１１の一部分に凸状の強制偏肉部１４が形成された、下部ダイス部２の外側ネジ部７と上部ダイス部１の内側ネジ部６を螺合させた後、図９に示すように公知のブロー成形機に用いて上部ダイス部１の環状鍔部５の下方面をダイリング１０２面に載置される。

そして、側面が偏肉調整リング１０６に設けられている複数の偏肉調整ボルト１０１によって固定される。

固定された本発明の成形用ダイス１０の環状射出口８から射出されるパリソンの形状１３は図８に示すような凸状の強制偏肉部１４が形成されたパリソンの形状１３が形成される。そして、部分的に変形された成形容器等が作製できる。

本発明の成形用ダイス１０はブロー成形等の成形用ダイスとして優れていることはもとより、精密機械等の金型製造分野にも使用できる素晴らしい発明である。

本発明のブロー成形用ダイスの一実施例の断面を示す概略図である。 本発明のブロー成形用ダイスの環状射出口方向の端面を示す概略図である。 本発明のブロー成形用ダイスの下部ダイス部とコア−によってパリソンが形成される状態を説明する説明図である。 本発明のブロー成形用ダイスの下部ダイス部の環状射出口から射出されるパリソンの形状を説明するための説明図である。 本発明のブロー成形用ダイスの下部ダイス部とコア−の状態を説明するための説明図である。また、図６は下部ダイス部の環状射出口から射出されるパリソンの形状１３を説明するための説明図である。従来のラインライトガイドの概略を説明するための概略図である。 本発明のブロー成形用ダイスの下部ダイス部の環状射出口から射出されるパリソンの形状を説明するための説明図である。 本発明のブロー成形用ダイスの下部ダイス部とコア−の状態を説明するための説明図である。また、図８は下部ダイス部の環状射出口から射出されるパリソンの形状１３を説明するための説明図である。本発明のブロー成形用ダイスの下部ダイス部の環状射出口から射出されるパリソンの形状を説明するための説明図である。 本発明のブロー成形用ダイスの下部ダイス部の環状射出口から射出されるパリソンの形状１３を説明するための説明図である。 本発明のブロー成形用ダイスが公知のブロー成形機に用いられる状態を説明する説明図である。 従来のブロー成形用ダイスの概略図である。 従来のブロー成形用ダイスの概略図である。 従来のブロー成形用ダイスの概略図である。 従来のブロー成形用ダイスを説明するための概略図である。 従来のブロー成形用ダイスの概略図である。

符号の説明

１…上部ダイス部
２…下部ダイス部
３…上部樹脂通路
４…テーパー状の上部樹脂通路・テーパー状の下部樹脂通路
５…上部環状鍔部
６…内側ネジ部
７…外側ネジ部
８…環状射出口
９…引っ掛けスパナ用引っ掛け穴
１０…成形用ダイス
１１…環状射出穴
１２…下部環状鍔部
１３…パリソンの形状
１４…強制偏肉部
３０…コア−のセンター（軸芯）
４０…環状射出穴のセンター（軸芯）

Claims (2)

1. 複数本の偏肉調整ボルトによりコアとダイス穴のセンター位置を調整してパリソンの偏肉を調整するブロー成形用ダイスであって、
   前記ブロー成形用ダイスが上部ダイス部と下部ダイス部に形成され、
   前記上部ダイス部と下部ダイス部は分割可能に形成され、
   前記下部ダイス部のダイス穴のセンター位置がコアのセンター位置とずれているか、またはダイス穴の外周形状とコアの外周形状が異なる形状に形成されていることによりパリソンの偏肉調整がなされることを特徴とするブロー成形用ダイス。
2. 前記下部ダイス部の先端面に引っ掛けスパナ用の引っ掛け穴が形成されていることを特徴とする請求項１記載のブロー成形用ダイス。

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