JPH08503667A - 溶接線のない射出成形部品の製造 - Google Patents
溶接線のない射出成形部品の製造Info
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Abstract
(57)【要約】
1回の連続操作で、1端に中央開口を有する溶接線のない円筒形容器ボデ一部分(24)を形成するための射出成形機構およびその使用法。中央開口は、容器ボデー(24)の中央頂部スプルー部分(28)の除去により形成される。この機構により製造されたこの容器ボデー(24)は、加圧可能な配分容器の製造に使用できる。
Description
【発明の詳細な説明】
溶接線のない射出成形部品の製造技術分野
本発明は、プラスチック部品の射出成形の分野に関し、特にまずコアのまわり
に下端が開いており土端が閉じている溶接線のない容器ボデーを形成し、ついで
容器ボデーの上端から中央プラグを除去して、容器ボデーをコアおよび成形機構
からはずす前にネック開口を形成する成形機構に関する。背景技術
プラスチック部品の射出成形は、よく知られた技術である。しかし、成形法の
望む結果が、底よりも小さな直径の上部またはネック開口を有する強い耐圧容器
である場合には、問題が起る。成形法の性質上、そのような容器は一つ以上の部
品で成形する必要がある。ついで、成形した部品の相対的形態に依存して、部品
を容器の長さを走る継目に沿って結合するか、または頂部を底部に結合しなけれ
ばならない。2個の上記プラスチック部品の結合は、結合線に沿って弱い領域を
生じ得、容器に対し結合線が長い程、弱さの可能性が大きくなる。
2個以上のプラスチック部品の全ての可能な結合法のうち、最強の結合線の一
つはスピン溶接により得られる。この方法は、本質的には互に対し回転する2個
の円形リムの摩擦により生じる熱溶接であり、明らかに熱可塑性の円筒形に結合
された部品に対してのみ利用できる。他の形態のプラスチック部品は、他の方法
で結合する必要がある。
別の型の弱点は、成形機構自体の設計から起り得る。プラスチッ
ク材料を、一つ以上の位置で(一つ以上のサイドゲートを通して)型空洞に射出
するときは、プラスチック材料は各ゲートから成形コアのまわりに流れる。別々
の流れが合流すると、一つ以上の溶接線領域が形成される。この領域または線は
、プラスチック部品の残りとは異なった構造特性をもつ。ふつう、部品自体の構
造的安全性は、上記溶接線に沿って最も弱い(一層破壊または破断し易い)。
上記容器のボデー部分の通常の形成法は、プラスチック材料をコアのまわりに
流して、底端が開いており頂端が閉じている中空円筒形構造をつくることである
。容器に口またはネック開口を望むときは、中空円筒形構造の閉じていない端に
そのような開口を機械加工しなければならない。
ブルームフィールド(Blloomfield)らの米国特許第No.1.052.96
6「スピン溶接構成の加圧容器」は、射出成形により2部品を形成し、ついで両
者をスピン溶接した、開口ネックを有する容器を開示している。射出成形法また
はネック開口を形成する方法の詳細は示されていない。次の機械加工が必要であ
るか、またはボデー溶接線を生じるサイドゲート技術を使うと考えられる。上記
発明技術の本質は、熱可塑性部品を一緒に結合する優れた手段としてのスピン溶
接自体である。
エドワーズ(Edwards)の米国特許第No.3.820.931「おす
型部品の過激なたわみを防ぐ手段を有する開口の薄壁容器製造用射出型」は、一
つの中心ゲート開口を有する容器を、型空洞の頂部に成形する装置と方法を開示
している。どの方法で、成形した容器部分にネック開口をつくり出す可能性につ
いては開示または提案されていない。
米国特許第No.3.570.107は、下部開口端を有する容器部分の射出
成形法を開示している。この発明の本質は、先細コア直径によるびんボデーの正
確なサイジング法である。開口を形成するための頂部ネックスプルー領域の除去
法は開示または提案されていない。びんの頂部領域を、多分機械加工のある種の
形で、「ついで除去する」と述べられているだけである。発明の総括的開示
本発明の本質は、1回の連続操作で、形成された中央に位置する孔を有する射
出成形した溶接線のないプラスチック部品を形成する独特の成形機能を使うこと
である。部品の溶接線のない特性は、1個の中央に位置したスプルー溝の使用に
より達成され、上記のスプルー溝は射出したプラスチック材料を、スプルー領域
から傘状流で成形コア上に流出して、プラスチック材料の単一流でプラスチック
ボデーを形成する。切断および分離手段(プラスチック部品の中央ゲート領域の
除去により孔を形成する)と排出手段(成形位置から形成されたプラスチック部
品を除去するための)の協力の組合せを使うことによって、プラスチック部品に
中央孔の型内つくり出しが達成される。図面の簡単な説明
図1は、成形機構の透視図であり、分離した位置でのA成分とB成分を示す。
図2は、成形機構のコア部分の分解透視図であり、そこで形成されている容器
ボデー、容器ボデー部分、容器ボデーから切り離された中央プラグが示されてい
る。
図3は、ゲート機構および本発明の成形機構の成形コア、パンチ
ピン、切断カラーの側面断面詳細図である。
図4は、図3の中心領域の側面断面詳細図である。
図5は、本発明の加圧可能な容器の分解透視図である。発明を実施するための最良の形態
本発明の好ましい実施態様は、1回の連続の操作で、下部開口端と上部ネック
開口を有する熱可塑性材料の溶接線のない容器ボデー部分を形成する射出成形機
構および容器ボデー部分をつくるためのこの機構の使用法である。こうして形成
した容器ボデー部分を、ついで好ましくは相当する材料の別に形成された容器底
部分にスピン溶接し、配分弁および浸漬管組立品をネック開口に固定し、エーロ
ゾルまたは他の加圧製品の貯蔵および配分に適する加圧可能なプラスチック容器
をつくる。
図1は、二つの主成分、型組立品の静止部品と通例呼ばれる型成分Aおよび型
組立品の動部品と通例呼ばれる型成分Bを有する成形機構10の透視図(明らか
にするため分解し、角度をつけた)を示す。この2成分は、当業者によく知られ
ているように、棒によってすべり結合されるから、その構造をここでは議論しな
い。上記成形機構に対し、従来の要求される冷却機構を議論する。
明確にするため、図2は、型成分B(その断面が示されている)上に位置し、
ストリッピング板38により囲まれた、拡大し分解し適当に整列させた成形コア
12を示している。成形コアの端には、切断カラー26が位置しており、切断カ
ラー26内にピン中央部分34が見える。成形コア12の前には、ネック開口ヘ
り46により囲まれたネック開口30を有する容器ボデー部分20がある。ネッ
ク開口30と一線になった、頂部スプルー部分28が示されている。
図3は、成形機構の型領域の側断面図であり、透視図では見えない内部の詳細
を示している。この図では、成形機構は、プラスチック材料射出前の点で示され
ている。
パンチピン36は、ばね装備のピン中央部分34をもつ。型成分AとBを結合
するとき、成形空間16がつくり出されるような方式で、成形コア12は型空洞
14にはめこまれる。成形空間16は、プラスチック材料をスプルー溝18を通
して成形空間16に射出するとき、容器ボデー部分20がつくり出されるような
形態である。図2からわかるように、容器ボデー部分20自体は、成形時に、開
口底端22および閉じた頂端24をもつ。
図4は、図3の中央領域の部分拡大した詳細を示している。この図は、成形機
構10の中央切断機構を示している。切断カラー26は、カラー心棒27の端に
形成される。図4において、成形空間16およびスプルー入口溝18(規定した
空間として示されていない)には、射出プラスチック材料が充填されており、容
器ボデー部分20(そのボデー部分頂端24だけがみえる)と頂部スプルー部分
28を形成する。
図3および図4からわかるように、頂部スプルー部分28は、特にスプルー連
結へり21のまわりでは、容器ボデー20のボデー部分頂端24(これは、図が
示すように、容器ボデー20の下部分と同一厚さをもつ)よりも比較的薄い。容
器ボデー部分20に構造的損傷を与えることなく、頂部スプルー部分28をボデ
ー部分頂端24から除こうとするとき必要なこの相対的薄さは、中央に位置した
スプルー溝18を利用することによってのみ達成できる。スプルー溝18を通し
射出されたプラスチックは、成形コア12の全頂部
を横切り流れ、ついで成形コア12の側面を流れ落ち、容器ボデー部分20を形
成する。射出されたプラスチック材料が、成形空間16に入った後流れることの
できる比較的大きな表面積のみが、頂部スプルー部分28を形成する成形空間1
6の相対的薄さを可能にする。
図3が示すように、スプルー溝18は、形成空洞14の中心に位置した1個の
溝である。この傘型ゲートは、射出された熱可塑性材料を成形空間16内に流し
、単一シート流で、成形コア12のまわりを円滑に流れ落ちさせて、成形した容
器ボデー部分20を形成する。この単一流成形技術は、溶接線のないボデーをつ
くる。プラスチック材料の二つ以土の異なる流が型内で遭遇するとき形成される
溶接線は、通常成形片の最も弱い点であるからである。この成形機構でつくられ
た容器は、成形コア12、したがって容器ボデー部分20が円筒形(この形は最
高度の構造強度を示す)であるとき、著しく強く、加圧できる。他の形の容器ボ
デー(たとえば、だ円形または円錐形)も、適当な設計の変形により、本発明の
成形機構を使って形成できる。
プラスチックを射出後、型成分Bを型成分Aから移動さす。この点で、幾つか
の運動が同時に起る。切断カラー26が前方に動き、一方パンチピン36のピン
中心部分34は、切断カラー26が連結保持頂部スプルー部分28をボデー部分
頂端24に対し押し、切断するにつれてうしろに押される。
頂部スプルー部分28が、容器ボデー部分20の前には閉じていたボデー部分
頂端24から自由に切断された後、カラー心棒27上の切断カラー26は引込ま
り、パンチピン36のばね装備ピン中央
部分34は切り離された頂部スプルー部分28を押し、ボデー部分頂端24の存
在していた位置から突き出す。同時に、ストリッピング板38は、前方へ動き始
め、容器ボデー部分20を成形コア12から次第にはずす。ストリッピング板3
8は、その行程端まで前方へ動き続け、容器ボデー部分20を成形コア12から
除去する。
成形したプラスチック部品のスプルー部分のこの完全な除去は幾つかの利点を
もつ。突き出たゲート材料を部品から除く必要がない。美的または機能的理由で
、上記材料が部品に残らないことが望ましいときは、除かねばならないから。上
記材料の除去には二つの主な機能的理由がある。プラスチック部品は射出点で平
らでなければならない(射出点が容器またはガラスの底であるとき必要)か、ま
たは追加部品を密にはめるためには滑らかでなければならない(たとえば、弁を
ネック開口にクリンプするとき必要)。
ついで、容器ボデー部分20を、ストリッピング板38の作用により成形コア
12からはずす。同時に、頂部スプルー部分28は、ピン中央部34の圧力によ
り、容器ボデー部分20から切り離される。
上記のように、容器ボデー部分20は、平均の射出成形したプラスチック成分
よりもはるかに強い。従って、それはエーロゾル配分用のプラスチックの加圧可
能な容器として使うのに高度に適している。
図5は、上記加圧可能な容器40の組立品の詳細を示す。容器ボデー部分20
を、好ましくはスピン溶接によって(超音波溶接のような他の結合法も使用でき
るが)、容器底部分42に結合する。容器底部分は、容器ボデー部分20が形成
されている同一材料から、
別の成形操作で形成したものである。ついで、配分弁と浸漬管組立品44を、ネ
ック開口30のネック開ロヘリ46にクリンプして固定する。
この方法でつくった組立てられたプラスチック容器は、大きな耐圧性をもつこ
とが判明した。20単位の爆発試験で、100%再生PETからつくった容器は
、平均爆発圧310psiを有し、一方新しい熱可塑性プラスチック(Hoec
hstCelaneseからのImpet100)からつくった容器は、平均爆
発圧355psiを有した。大部分の製品エーロゾルかんは、160psi程度
の圧力に耐えるように設計される。
当業者には明らかなように、上記説明の範囲内で種々の変形が可能である。当
業者の能力の範囲にある上記変形は、本発明の一部を形成し、請求の範囲に含ま
れる。上記変形の例は、この成形機構により製造される中央ゲート孔に加えて、
部品の頂部に形成される追加の孔を有するプラスチック部品の形成であり、それ
によって部品から蒸気を逃がすためのグリルまたは類似の構造を形成する。射出
したプラスチックが、成形空間の頂部からではなく、成形コアを通って成形空間
に入るように、成形機構を設計することも可能である。全成形空間がプラスチッ
ク流に対し開いているのではなくて、頂部スプルー部分が一連の比較的広い流れ
領域をもつように、成形空間の頂部部分の形態をすることも可能である。産業上の利用可能性
本発明の本質は、一連の操作で、射出プラスチック材料からプラスチック部品
を成形し、ついでプラスチック部品の一端に中央開口をつくり出すことのできる
機構および方法であるから、どんな型の
部品も(容量を含むが、これに限定されない)本発明の教えに従って製造できる
。本発明の好ましい実施態様は、加圧可能なプラスチック容器の製造である。上
記容器は、比較的低圧を必要とするゲルのような物質の配分、およびへアスプレ
ー、殺虫処方物などのように一層高い加圧を必要とするエーロゾルのような物質
の配分に適している。
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フロントページの続き
(72)発明者 ボビンジャー,カール,ジェー.
アメリカ合衆国.53182 ウイスコンシン,
ユニオン グローヴ,マーティン ドライ
ヴ 2708
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.まず射出したプラスチック材料から、 1開口端と中央部分で閉じている1端を有する溶接線のない容器ボデー部分2 0を形成し、次に容器ボデー部分の閉じた端を通しネックを形成し、ついで成形 機構から容器ボデー部分を排出する成形機構において、 成形機構が、なかに形成された成形空洞14、およびA型成分内の中央に位置 しAおよびB型成分を一緒にはめるときつくり出される成形空間に射出したプラ スチック材料を流して容器ボデー部分を形成するゲート手段を有するA型成分と 、それから突き出た成形コア12、およびコアの底に位置しB型成分に滑り連結 されている、仕上げた容器ボデー部分を排出する手段、および成形コア12内に 滑れるよう位置して容器ボデー部分の閉じた端にネック開口を形成する手段を有 するB型成分とをもつことを特徴とするもの。 2.容器ボデー部分の閉じた端にネック開口を形成する手段が、成形コアの中央 に中心に滑れるように位置してばね装備のピン中央部分34を有するパンチピン 36、およびピン中央部分を囲む独立に動ける切断カラー26からなる、請求の 範囲1の成形機構10。 3.仕上げた容器ボデー部分を排出する手段が、B型成分上の成形コアの底に、 これを囲んで位置し、成形コアに対し移動できるストリッピング板38である、 請求の範囲1の成形機構。 4.型成分AおよびBを一緒にはめたとき、A型成分内に射出されたプラスチッ ク材料が、B型成分の成形空洞と成形コアの間 につくり出された成形空間16に流れ落ちて、射出したプラスチック材料から、 スプルー溝に隣接して形成された容器ボデー部分の閉じた端と成形コアの底のま わりに形成され開いている容器ボデー部分の他端とを有する溶接線のない容器ボ デー部分を形成するような方式で、ゲート手段が成形空洞の最内部端に形成され たスプルー溝18からなる、請求の範囲1の成形機構。 5.まず射出した熱可塑性材料から、1開口端と中央部分において閉じている1 端を有する溶接線のない円筒形容器ボデー部分20を形成し、次に容器ボデー部 分の閉じた端を通してネック開口を形成し、ついで成形機構から容器ボデー部分 を排出する成形機構10において、 成形機構が、なかに形成された成形空洞14を有するA型成分、および 突き出ている成形コア12を有するB型成分を有し、 B型成分がさらに、形成コアの中央に中心に滑れるよう位置してねじ装備のピ ン中央部分を有するパンチピン36と、ピン中央部分を囲む独立に動ける切断カ ラーと、B型成分上の成形コアの底にこれを囲んで位置し成形コアに対し動ける ストリッピング板38とを有し、 A型成分は、型成分AとBを一緒にはめたとき、A型成分のスプルー溝内に射 出された熱可塑性材料が、型成分Bの成形空洞と成形コアの間につくり出される 成形空間16内に流れ落ちて、射出した熱可塑性材料から、スプルー溝に隣接し た円筒形容器ボデー部分の閉じた端と円筒形容器ボデー部分の開いている他端と を有する溶接線のない円筒形容器ボデー部分を形成す るような方式で、成形空洞の最内部端に形成されたスプルー溝18を有している ことを特徴とするもの。 6.射出したプラスチック材料から、円筒形プラスチック部品の直径よりも少さ い直径の中央開口を有する1端およびプラスチック部品の直径に等しい開口を有 する第2端をもつ溶接線のないプラスチック部品の形成法において、なかに成形 空洞14と、射出したプラスチック材料を上記空洞に到達させるゲート手段とを 形成したA型成分と、突き出た成形コア12を有するB型成分とを有する成形機 構10を用意し、 AおよびB型成分は、一緒にはめるとき、上記コアと空洞の間に存在する空間 内でプラスチック部品を形成するような形態であり、 AおよびB型成分はさらにプラスチック部品の形成後分離されるように設計さ れており、 成形機構は、さらに成形コア内に位置したプラスチック部品の1端に中央開口 を形成する手段と、B型成分内に動けるように位置した成形コアから形成したプ ラスチック部品をはずす手段とを有し、 B型成分をA型成分に対し強制するうよにB型成分に圧力をかけ、 A型成分のゲート手段を通して、プラスチック材料を成形コアと成形空洞の間 に存在する空間に射出して、プラスチック部品を上記空間内で形成し、 B型成分がA型成分から離れるようにB型成分に力をかけ、 中央部分で、予め閉じていた成形プラスチック部品に開口を 形成するように、ネック開口形成手段に力をかけ、 成形プラスチック部品を成形コア上の位置からはずすように、ストリッピング 手段に力をかけることを特徴とするもの。 7.一層小さな直径の開口を有するプラスチック部品の端が、そのなかに中央部 分と離れて間隔を置いた一つ以上の開口を形成してある、請求の範囲6の溶接線 のないプラスチック部品の形成法。 8.射出したプラスチック材料から、円筒形容器ボデー部分の直径よりも小さい 直径のネック開口を有する一端と、容器ボデー部分の直径に等しい開口を有する 第2端とをもつ溶接線のない容器ボデー部分の形成法において、 なかに形成された成形空洞14および射出したプラスチック材料を上記空洞に 到達させるためのゲート手段を有するA形成分と、突き出た成形コア12を有す るB型成分とをもつ成形機構10を用意し、 AおよびB型成分は、一緒にはめるとき、上記コアと空洞の間に存在する成形 空間内に円筒形容器ボデー部分を形成する形態であり、 AおよびB型成分は、さらに円筒形容器ボデー部分の形成後分離されるように 設計されており、 成形機構は、さらに成形コア内に滑れるように位置した、容器ボデー部分の閉 じた端にネック開口を形成する手段、およびB型成分内に動けるように位置した 、成形コアから成形した容器ボデー部分をはずす手段とを有し、 B型成分がA型成分に対し強制されるようにB型成分に圧力 をかけ、 A型成分のゲート手段を通して、プラスチック材料を成形コアと成形空洞の間 に存在する空間に射出して、容器ボデー部分を形成し、 B型成分がA型成分から離れるように、B型成分に力をかけ、 容器ボデー部分の予め閉じている端にネック開口が形成されるように、ネック 開口形成手段に力をかけ、 成形した容器ボデー部分を成形コア上の位置からはずすように、ストリッピン グ手段に力をかけることを特徴とするもの。 9.容器ボデー部分の閉じた端にネック開口を形成する手段が、成形コアの中央 に中心に滑れるように位置した、ばね装備のピン中央部分を有するパンチピン3 6と、ピン中央部分を囲む独立に動ける切断カラーとからなる、請求の範囲5の 溶接線のない容器ボデー部分の形成法。 10.仕上げた容器ボデー部分を排出する手段が、B型成分の成形コアの底にそ れを囲むように位置し、成形コアに対し動くことのできるストリッピング板38 である、請求の範囲8の溶接線のない容器ボデー部分の形成法。 11.型成分AおよびBを一緒にはめるとき、A型成分内に射出された熱可塑性 材料が、型成分Bの成形空洞と成形コアの間につくり出された成形空間16内に 流れ落ちて、射出した熱可塑性材料から、スプルー溝に隣接した円筒形容器ボデ ー部分の閉じた端と開いている円筒形容器ボデー部分の他端とを有する溶接線の ない容器ボデー部分を形成するような方式で、ゲート手段が成形空洞の最内部端 に形成されたスプルー溝18からなる、 請求の範囲5の溶接線のない容器ボデー部分の形成法。 12.射出した熱可塑性材料から、円筒形容器ボデー部分の直径より小さい直径 のネック開口を有する一端と、円筒形容器ボデー部分の直径に等しい開口を有す る第2端とをもつ溶接線のない円筒形容器ボデー部分の形成法において、 なかに形成された成形空洞14を有するA型成分と、突き出た成形コア12を 有するB型成分とをもつ成形機構を用意し、 AおよびB型成分は、一緒にはめるとき、上記コアと空洞の間に存在する空間 内に円筒形容器ボデー部分を形成するような形態であり、 AおよびB型成分は、円筒形容器ボデー部分の形成後、分離されるように設計 されており、 型成分AおよびBを一緒にはめるとき、A型成分のスプルー溝に射出された熱 可塑性材料が、型成分Bの成形空洞と成形コアの間につくり出される空間16内 に流れ落ちて、射出した熱可塑性材料から、スプルー溝に隣接した円筒形容器ボ デー部分の閉じた端と開いている他の端を有する溶接線のない円筒形容器ボデー 部分20を形成するような方式で、A型成分は成形空洞の最内部端に形成された スプルー溝18を有し、 成形機構は、さらに成形コアの中央に中心に滑れるように位置した、ばん装備 のピン中央部分を有するパンチピン36と、ピン中央部分を囲む独立に動ける切 断カラーとを有しており、さらに B型成分の成形コアの底にそれを囲むように位置し、成形コアに対し動けるス トリッピング板38を有し、 B型成分がA型成分に対し強制されるように、B型成分に圧力をかけ、 A型成分のスプルー溝18を通して、熱可塑性材料を成形コアと成形空洞の間 に存在する空間に射出して、そのなかで容器ボデー部分を形成し、 B型成分がA型成分から離れるように、B型成分に力をかけ、 容器ボデー部分の予め閉じた端にネック開口が形成されるように、パンチピン と切断カラーに力をかけ、 成形した容器ボデー部分を成形コアの位置からはずすように、ストリッピング 板に力をかけることを特徴とするもの。 13.なかに形成された成形空洞14、および射出した熱可塑性材料を上記空洞 に到達させるための中央に位置したゲート手段を有するA型成分と、突き出した 成形コア12を有するB型成分とをもつ成形機構10を用意し、 AおよびB型成分は、一緒にはめるとき、上記コアと空洞の間に存在する空間 内に円筒形容器ボデー部分を形成するような形態であり、 AおよびB型成分は、円筒形容器ボデー部分の形成後、分離されるように設計 されており、 成形機構は、さらに成形コア内に滑れるように位置した、容器ボデー部分の閉 じた端にネック開口を形成する手段を有し、またB型成分の成形コアの底にそれ を囲んで位置した、成形コアに対し動くことのできるストリッピング板38を有 し、 B型成分をA型成分に対し強制するように、B型成分に圧力をかけ、 A型成分のゲート手段を通して、熱可塑性材料を成形コア12と成形空洞の間 に存在する空間に射出して、ネック開口領域30を丸く囲むネックヘり46を有 する容器ボデー部分を形成し、 B型成分がA型成分から離れるように、B型成分に力をかけ、 容器ボデー部分の予め閉じた端にネック開口が形成されるように、ネック開口 形成手段に力をかけ、 成形した容器ボデー部分が成形コアの位置からはずれるように、ストリッピン グ手段に力をかけ、 熱可塑性材料から、別の成形操作で容器底部分を形成し、 容器ボデー部分と容器底部分を結合し、結合方法によって、組立てた加圧可能 な容器のネック開口を丸く囲むネックヘりに配分弁と浸漬管の組立品を固定する ことからなる、加圧可能なプラスチック配分容器の形成法。 14.使う結合法がスピン溶接である、請求の範囲13の加圧可能なプラスチッ ク配分容器の形成法。
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