JP4985257B2 - 溶融樹脂供給装置及び有底筒状物の圧縮成形による製造方法 - Google Patents
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Description
このような圧縮成形の遂行に際し、押出ノズルの開口から押し出された溶融状態の合成樹脂は、樹脂供給装置によって圧縮成形機に供給される。
図8のAは、従来の樹脂供給装置の保持ユニットの溶融樹脂107を保持している状態の平面図、図8のBは保持ユニットを開いた状態の平面図、図8のCはAのX−X線方向から見た側面図である。
保持ユニット101は、図示しない回転手段によって回転軌道を移動可能に保持されている。保持ユニット101は、基部102と一対のホルダー103とを備えている。基部102には、半円柱状の収納凹部104が形成されている。基部102の上方にはカッター105が形成され、刃先が進行方向斜め上方に向かって突出し、刃が保持ユニット101の回転半径方向に対し平行に伸び備わっている。一対のホルダー103は、基部102に回転可能に支持され、ホルダー103を開閉することができる。
なお、下記の特許文献1には、ダイヘッドの押出開口から切り離された合成樹脂をホルダーで保持し、ホルダーが圧縮成形機の雌型の上方位置まで移送されると、ホルダーを開状態に設定して雌型に溶融樹脂を供給するようにした溶融樹脂供給装置が開示されている。
しかしながら、上述したようなカッターマーク107bが形成され、カッターマーク107bの両端部が角107d形状に形成されたままの形状で圧縮成形をすると、角形状の痕跡が圧縮成形金型の雌型または雄型に沿ってプリフォームの胴部まで上昇し、プリフォームの高さ方向に縦痕として発現される。図10は、そのプリフォームの縦痕を図面化して示している。縦痕111はプリフォーム110の胴部110aから下部の半球部110bにわたって縦方向へ線状になって現れ、プリフォームの半球部110bでは、縦痕は消滅するか、あるいは1本若しくは図10に示すように二股に分岐して2本になって残ることもある。縦痕111は、プリフォームの内面に形成されるが、プリフォームの外側から見ると、光の屈折などによってプリフォームの表面側に形成されているように見える。
ところが、特許文献2の装置でもカッターマーク端部107dがごく稀ではあるが雄型側壁外径の箇所に位置することがあり、そうすると、縦痕が雄型の側壁に沿って上昇し、プリフォームの内面側の側壁に発現されてしまうことがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、カッターマークの両端部に形成される角形状の痕跡をプリフォームの成形時に消滅若しくはプリフォーム胴部の側壁まで及ばせなくさせることができる樹脂供給装置及び有底筒状物の圧縮成形による製造方法を提供することを目的とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の第2の態様の溶融樹脂供給装置は、軌道上を移動する保持ユニットを備え、該保持ユニットが開閉によって溶融樹脂の保持及び解放が可能な少なくとも一対のホルダーと、該ホルダーを開閉可能に支持し該ホルダーと共に溶融樹脂を保持する基部とを備え、押出成形機から排出されてカッターによって切断された溶融樹脂を前記保持ユニットによって保持し、溶融樹脂を該保持ユニットから圧縮成形機の雌型に供給するようにした溶融樹脂供給装置において、前記溶融樹脂の切断時に溶融樹脂の切断面に前記カッターによってカッターマークが形成され、前記保持ユニットの前記溶融樹脂の保持時に、前記カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させる突部を前記一対のホルダーの少なくとも1つのホルダーの内周面に形成し、前記保持ユニットの前記溶融樹脂の保持時に、前記カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させる、少なくとも一方の突部と、他方の突部またはホルダーの内周面前記溶融樹脂の挟持部分との距離を、前記圧縮成形機の雄型の先端部の直径よりも狭く設定するようにした。
上記溶融樹脂供給装置の前記一対のホルダーが、前記溶融樹脂のカッターマーク方向へ開閉するようにすることができる。
上記溶融樹脂供給装置は、各々に前記突部が形成されている前記一対のホルダーのうち一方のホルダーの突部を他方のホルダーの突部よりも前記カッターマークの内側へ突出させるようにすることができる。
上記第2の態様の溶融樹脂供給装置の前記突部は、前記雌型内孔の半径と前記圧縮成形機の雄型の先端部の半径とにおける半径差の長さよりも大きく形成し、前記溶融樹脂のカッターマークを該カッターマークの内側へ変形させることができる。
上記第1の態様の溶融樹脂供給装置の保持ユニットの前記溶融樹脂の保持時に、前記カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させる、少なくとも一方の突部と、他方の突部またはホルダーの内周面前記溶融樹脂の挟持部分との距離を、前記圧縮成形機の雄型の先端部の直径よりも狭く設定することができる。
保持ユニットは回転軌道を移動し、前記カッターは該保持ユニットに搭載され、該カッターの刃は該保持ユニットの回転軌道の半径方向に対し平行に配置され、上記溶融樹脂のカッターマーク方向へ開閉する一対のホルダーのうち、該保持ユニットの回転半径方向の外側に該一対のホルダーの一方が配設され、前記回転半径方向内側に該一対のホルダーの他方が配設されるようにすることができる。
さらに、上記目的を達成するために、本発明の有底筒状物の圧縮成形による製造方法は、押出機から押し出された合成樹脂の溶融樹脂を、カッターにて切断後、柱状胴部を有する雄型と、雌型と、を備えた圧縮成形機の該雌型内に、前記カッターによる切断によって生じたカッターマークを該雌型の開口側に向けて供給し、該雄型と雌型との協働によって有底筒状物を圧縮成形する方法であって、該カッターマークの最大幅が該柱状胴部の最小幅より狭くなるよう、溶融樹脂を圧縮成形前に押し潰す成形方法をとった。
上記雄型の柱状胴部が円柱状胴部であり、前記合成樹脂がポリエステルであって、前記有底筒状物が、ブロー成形容器の前成形体とした。
図1は、プリフォームと呼ばれるPETボトルなどの前成形体を形成する圧縮成形装置の概略平面図を示している。
圧縮成形装置1は、押出機2、樹脂供給装置3、圧縮成形機4、出口ホイール6及び取出しコンベア7を備えている。
押出機2は、ほぼ筒状の外形を有しており、PET等の合成樹脂素材を加熱溶融及び混練して、溶融樹脂をギヤポンプ8に搬送する。ギヤポンプ8は、歯車の噛み合いによって、溶融樹脂を安定した状態で吐出する。ギヤポンプ8の吐出口は、導管2aを介して下向きのダイヘッド10と接続されている。ダイヘッド10は円筒断面を有しており、溶融状態の合成樹脂は、ダイヘッド10からほぼ円柱形状の状態で連続的に下方に押し出される。
樹脂供給装置3は、カッターホイール11を備え、カッターホイール11は、回転板12、揺動カム14、揺動ユニット15、伸縮ユニット16及び保持ユニット17を備えている。
回転板12は、円板状部材であり、周縁部に等角度間隔で、図では6個の揺動ユニット15が回転板12とともに回動自在に配設されている。この回転板12は、駆動手段をモータ(図示せず)として、上方から見て時計回り方向に回転する。
揺動ユニット15は、下部にカムフォロワーが設けられており、回転板12が回転すると、カムフォロワーが揺動カム14に形成された溝18に沿って移動することにより、揺動する。
保持ユニット17は、揺動ユニット15の揺動運動と伸縮ユニット16の往復移動とによって、運転時の軌跡19に沿って回転し、圧縮成形機4の金型51に溶融樹脂を受け渡しする前後においては、金型51の回転軌跡20に沿って移動する。これにより、高速運転した場合であっても、溶融樹脂の受け渡しを確実に行なうことができる。
保持ユニット17は、基部21と一対のホルダー22,23とを備えている。基部21は、半円形状若しくはほぼ半楕円形状の収納凹部25が上下方向に形成され、一対のホルダー22,23が基部21に設けられた図示しない回動軸に回動可能に取付けられ、カム機構やアクチュエータなどの手段によってホルダー22,23を開閉することができる。
ホルダー22,23は、閉状態にあるときに、上述の収納凹部24と共に溶融樹脂を収納する収納凹部25を形成している。
基部21の上部にはカッター28(図2参照)が、その刃が保持ユニット17および回転板12の回転半径方向に対し平行に配置されるよう設けられ、溶融樹脂がこのカッター28により切断されたときには、溶融樹脂の上端部に回転板12の半径方向に延びるカッターマーク29が形成される。なお、カッター28の刃が保持ユニット17の回転半径方向に対し傾斜して配置されている場合はカッターマーク29も回転半径方向に対し傾斜して形成され、カッター28の刃が直線ではなく、弧状や曲線状に形成されている場合は、カッターマーク29も弧状や曲線状等、カッター28の刃の形状、もしくはそれに類似した形に形成される。
このような保持ユニット17は、ダイヘッド10の上流側でホルダー22,23が開き、ダイヘッド10を通過した直後にホルダー22,23が閉じる。これにより、カッター28によって切断されながら収納凹部24,25に収納された溶融樹脂9を保持する。また、保持ユニット17は、切断し保持した溶融樹脂9を、ホルダー22,23を閉じた状態で、圧縮成形機4に搬送する。
圧縮成形機4は、複数のキャビティー型52が連続して円軌道上を移動するように回転可能に設けられている。キャビティー型52は上方が開放し、キャビティー型52の上部には図5の各図に示すように、上型となるネックハーフ53が、キャビティー型52に対して昇降可能に設けられている。
図5のAに示すように、溶融樹脂9の受け渡し位置では、保持ユニット17がネックハーフ53とキャビティー型52との間に配設され、ホルダー22,23を開放することによって、溶融樹脂9をキャビティー型52の内孔54に供給する。図5のBに示すように、保持ユニット17は、溶融樹脂9をキャビティー型52に供給した後は、圧縮成形機4の回転軌道20から離れる(図2参照)。
図1に示すように、圧縮成形機4の下流側には、プリフォームを取り出す出口ホイール6が設置され、出口ホイール6には、プリフォームを次工程に搬送する取り出しコンベア7が設置されている。
押出機2は、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂素材を加熱溶融及び混練して、溶融樹脂9をギヤポンプ8に搬送する。ギヤポンプ8では、溶融樹脂9の供給を安定させるために、歯車の噛み合いによって、溶融樹脂9の吐出を行うよう構成されている。ギヤポンプ8は、導管2aを介して図2に示す下向きのダイヘッド10に搬送され、ダイヘッド10は、その下端部に形成した押出口から略円柱形状に形成された溶融樹脂9を連続的に下方に押し出している。
溶融樹脂9がキャビティー型52の内孔54に収納されるときは、押し潰された変形後のカッターマーク29の端部Pの位置が、コア55の先端側円柱部の外周部55bの位置よりも径方向内側に位置させることが必要である。したがって、まず、カッターマーク29の端部Pの押し潰し量δが、内孔54の半径とコア55の先端側円柱部の半径との差Δrを超えるようにカッターマーク29を突部32,33で挟み込んで押し潰す必要がある。本実施形態のように、金型51が図2に示す回転軌跡20に沿って移動する場合は、溶融樹脂9は遠心力により回転外方へ移動しようとするので、少なくとも金型の回転軌跡20の外方に位置する側のカッターマーク29の端部P(図6においては回転中心の外方である左側のPであり、図4においては右側(ホルダー23側)。図2と合わせて比較参照。)の押し潰し量δを、内孔54の半径とコア55の先端側円柱部の半径との差Δrを超えるようにしてカッターマーク29を突部32,33で挟み込んで押し潰せば、溶融樹脂9が回転軌道20を回転するキャビティー52の内孔54に供給・配置された後、溶融樹脂が遠心力によって回転外方側へ傾斜しても、カッターマーク29の端部Pはコア55の外径位置よりも確実に径方向内側に位置するようになる。(さらに、この押し潰しの後、カッターマーク29の最大幅(本実施例に於いては両端部P間の距離と同じ)がコア55の外周部55bの外径より狭くなっていなければならないが、前に述べたとおり本実施形態ではカッターマーク29を突部32,33によって両側からほぼ等幅だけ減縮するようにしていることにより、自ずとカッターマーク29の最大幅がコア55の外周部55bの外径より狭くなるよう潰されている。)
なお、溶融樹脂9の温度によっては突部32,33によってカッターマーク29を押し潰した後、弾性復元により広がる事も考えられるので、その分を見積もって余分に押し込んでもよい。また、コア55の先端の狭い領域にカッターマーク29を集めるために余分に押し潰すことも有効である。
プリフォーム27が成形されると、プリフォーム27は冷却されながら、図1に示すように、キャビティー型52の移動により。出口ホイール6のグリップ35の円軌道に接近する。そして、ネックハーフ53とコア55がプリフォーム27を支持したまま上昇し、キャビティー型52からプリフォーム27を抜き出して、取り出しコンベア7に移送し、プリフォーム27は次工程に搬送される。
図7は、本発明の樹脂供給装置のホルダーの変形例であって、保持ユニット17のホルダー22,23には、回転板12(図2参照)の半径方向外側に位置するホルダー22の突部32の突出長さL1を、半径方向内側に位置するホルダー23の突部33の突出長さL2よりも小さく形成している。
保持ユニット17から内孔54に供給された溶融樹脂9は、キャビティー型52に受け渡される際に回転運動と揺動運動を合わせた複雑な動きをしたり、あるいはより高速で圧縮成形装置が稼働された場合、キャビティー型52の内孔54に収容される際に、内孔の一方に過度に片寄って溶融樹脂9を全体的に変形させたり、過度に傾かせるような場合は、図7に示すように、突部の一方による側の突部を大きくして、他方の突部を小さくしたり若しくは省略すると、カッターマーク29を過度に押し潰して溶融樹脂9を異常に変形させることなく、プリフォームの縦痕を抑えて成形することができる。なお、このように一方の突部を大きくする場合もカッターマークの両端間あるいは最大幅部を2×Δrを超える押し潰しを行う。
さらに、コア55の先端は半球状に限らず、例えば円錐状や平面状であってもよい。またコア55では円柱状の胴部であったが、雄型の先端近傍であって、圧縮成形方向に平行な側壁を備えた部分であれば、楕円柱状や多角柱状などであってもよい。
また、上記実施形態では、突部32,33に傾斜面32a,33aを形成し、傾斜面32a,33aによって、カッターマーク29を変形させたが、カッターマーク29の長さを短くできれば、その形状は垂直円筒面(図7のB)や曲面状断面など他の形状であってもよい。
また、カッター28は保持ユニット17に備えなくとも、例えば押出機2のダイヘッド10の下方側に別途設けられていてもよい。
また、ホルダーは、カッターマークを押し潰すための少なくとも一対が備わっていれば、3点以上の多数備わっていてもよいし、その多数のホルダーを用いて適宜、カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させてもよい。
さらには、本装置や方法は、保持ユニット17や金型が多数、連続回転するものに限らず、1個取りでもよいし、直線搬送形式でも適用可能である。
2 押出機
3 溶融樹脂供給装置
4 圧縮成形機
17 保持ユニット
21 基部
22,23 ホルダー
28 カッター
29 カッターマーク
32,33 突部
32a,33a 傾斜面
52 キャビティー型
55 コア
Claims (9)
- 軌道上を移動する保持ユニットを備え、該保持ユニットが開閉によって溶融樹脂の保持及び解放が可能な少なくとも一対のホルダーと、該ホルダーを開閉可能に支持し該ホルダーと共に溶融樹脂を保持する基部とを備え、
押出成形機から排出されてカッターによって切断された溶融樹脂を前記保持ユニットによって保持し、溶融樹脂を該保持ユニットから圧縮成形機の雌型に供給するようにした溶融樹脂供給装置において、
前記溶融樹脂の切断時に溶融樹脂の切断面に前記カッターによってカッターマークが形成され、
前記保持ユニットの前記溶融樹脂の保持時に、前記カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させる突部を前記一対のホルダーの少なくとも1つのホルダーの内周面に形成し、
前記突部は、前記雌型内孔の半径と前記圧縮成形機の雄型の先端部の半径とにおける半径差の長さよりも大きく形成し、前記溶融樹脂のカッターマークを該カッターマークの内側へ変形させるようにしたことを特徴とする溶融樹脂供給装置。 - 軌道上を移動する保持ユニットを備え、該保持ユニットが開閉によって溶融樹脂の保持及び解放が可能な少なくとも一対のホルダーと、該ホルダーを開閉可能に支持し該ホルダーと共に溶融樹脂を保持する基部とを備え、
押出成形機から排出されてカッターによって切断された溶融樹脂を前記保持ユニットによって保持し、溶融樹脂を該保持ユニットから圧縮成形機の雌型に供給するようにした溶融樹脂供給装置において、
前記溶融樹脂の切断時に溶融樹脂の切断面に前記カッターによってカッターマークが形成され、
前記保持ユニットの前記溶融樹脂の保持時に、前記カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させる突部を前記一対のホルダーの少なくとも1つのホルダーの内周面に形成し、
前記保持ユニットの前記溶融樹脂の保持時に、前記カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させる、少なくとも一方の突部と、他方の突部またはホルダーの内周面前記溶融樹脂の挟持部分との距離を、前記圧縮成形機の雄型の先端部の直径よりも狭く設定するようにした溶融樹脂供給装置。 - 前記突部は、前記雌型内孔の半径と前記圧縮成形機の雄型の先端部の半径とにおける半径差の長さよりも大きく形成し、前記溶融樹脂のカッターマークを該カッターマークの内側へ変形させるようにしたことを特徴とする請求項2に記載の溶融樹脂供給装置。
- 前記保持ユニットの前記溶融樹脂の保持時に、前記カッターマークの端部をカッターマークの内側へ変形させる、少なくとも一方の突部と、他方の突部またはホルダーの内周面前記溶融樹脂の挟持部分との距離を、前記圧縮成形機の雄型の先端部の直径よりも狭く設定することを特徴とする、請求項1に記載の溶融樹脂供給装置。
- 前記一対のホルダーが、前記溶融樹脂のカッターマーク方向へ開閉することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の溶融樹脂供給装置。
- 各々に前記突部が形成されている前記一対のホルダーのうち一方のホルダーの突部を他方のホルダーの突部よりも前記カッターマークの内側へ突出させるようにしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の溶融樹脂供給装置。
- 前記保持ユニットは回転軌道を移動し、前記カッターは該保持ユニットに搭載され、該カッターの刃は該保持ユニットの回転軌道の半径方向に対し平行に配置され、
前記溶融樹脂のカッターマーク方向へ開閉する一対のホルダーのうち、該保持ユニットの回転半径方向の外側に該一対のホルダーの一方が配設され、前記回転半径方向内側に該一対のホルダーの他方が配設されるようにしたことを特徴とする、請求項5に記載の溶融樹脂供給装置。 - 押出機から押し出された合成樹脂の溶融樹脂を、
カッターにて切断後、
柱状胴部を有する雄型と、雌型と、を備えた圧縮成形機の該雌型内に、前記カッターによる切断によって生じたカッターマークを該雌型の開口側に向けて供給し、
該雄型と雌型との協働によって有底筒状物を圧縮成形する方法であって、
該カッターマークの最大幅が該柱状胴部の最小幅より狭くなるよう、溶融樹脂を圧縮成形前に押し潰すことを特徴とする、有底筒状物の圧縮成形による製造方法。 - 前記雄型の柱状胴部が円柱状胴部であり、前記合成樹脂がポリエステル樹脂であって、 前記有底筒状物が、ブロー成形容器の前成形体であることを特徴とする、請求項8に記載の有底筒状物の圧縮成形による製造方法。
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