KR20210002733A - 핫 러너 장치와 이 핫 러너 장치에 있어서의 용융 수지의 분기 방법, 및 사출 연신 블로우 성형기 - Google Patents

Abstract

사출 성형 금형의 프리폼 성형 부분에, 고온도 저점도 수지가 편항되지 않도록 핫 러너 장치로부터 용융 수지의 송입을 행할 수 있도록 하여, 둘레 방향으로 고온도 저점도 수지의 치우침이 없는 프리폼을 사출 성형한다.
핫 러너 장치(9)의 도입 러너부(18)를, 횡 러너부(15)의 위치를 상하 방향으로 통과하는 입평면 A에 이르고 나서 횡 러너부(15)측으로 구부러져 있고, 입평면 A 내에서 횡 러너부(15)의 도중부에 연속시켰다.

Description

핫 러너 장치와 이 핫 러너 장치에 있어서의 용융 수지의 분기 방법, 및 사출 연신 블로우 성형기

본 발명은, 핫 러너 장치와 이 핫 러너 장치에 있어서의 용융 수지의 분기 방법, 및 이 핫 러너 장치를 가지는 사출 연신 블로우 성형기에 관한 것이다.

특허 문헌 1이나 도 1, 도 2, 도 3에 나타나 있는 바와 같이 사출 연신 블로우 성형기(1)에 있어서는, 사출 장치(2)로부터 용융 수지가 사출되어 프리폼을 사출 성형하는 사출 성형부(3)와, 사출 성형부(3)의 사출 성형 금형(4)으로부터 이형(離型)한 프리폼을, 블로우 성형 금형에서 연신함과 함께, 블로우를 행하여 중공 성형체를 얻는 연신 블로우 성형부(5)와, 연신 블로우 성형부(5)의 블로우 성형 금형으로부터 중공 성형체를 이형하여 성형기 밖으로 송출하는 취출(取出)부(6)의 3개의 스테이지를 구비하고 있는 것이 있다.

상기 사출 연신 블로우 성형기(1)에서는, 회전판(8)의 3개소에 립 금형(7)을 설치하고 있고, 회전판(8)이 회전하여 립 금형(7)이 사출 성형부(3)와 연신 블로우 성형부(5)와 취출부(6)에 순서대로 대응 위치하도록 간헐적으로 이동하고 있으며, 사출 성형부(3)에서 프리폼을 유지한 립 금형(7)은, 다음의 연신 블로우 성형부(5)에 그 프리폼을 반송함과 함께, 이 연신 블로우 성형부(5)에서 성형된 중공 성형체를 유지한 립 금형(7)은, 그 중공 성형체를 다음의 취출부(6)에 반송하고, 취출부(6)에서 중공 성형체를 해방한 립 금형(7)은 다음의 사출 성형부(3)로 이동하고, 중공 성형체를 연속적으로 제조한다.

사출 연신 블로우 성형기(1)의 상기 사출 성형부(3)는, 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이 프리폼을 사출 성형하는 멀티 캐비티의 금형으로 이루어지는 사출 성형 금형(4)과, 이 사출 성형 금형(4)이 상부에 배치되어 있고, 사출 장치(2)로부터 송입되는 용융 수지를 분기하여 사출 성형 금형(4)의 프리폼 성형 부분 각각에 보내는 핫 러너 장치(9)로 구성되어 있다.

상기 사출 성형 금형(4)은, 프리폼의 구부(口部) 외주면 형상을 형성함과 함께 프리폼 및 중공 성형체의 구부를 유지하여 반송하는 역할을 겸하는 상술한 립 금형(7)과, 프리폼의 동체부 외주면 형상과 바닥부 외면 형상을 형성하는 캐비티 금형(10)과, 프리폼의 구부로부터 바닥부에 걸친 내면 형상을 형성하는 코어 금형(11)이 조합되어 있다.

프리폼의 사출 성형 시에 있어서는, 캐비티 금형(10)의 상부에 립 금형(7)을 겹침과 함께, 상방으로부터 강하하는 코어 금형(11)을 립 금형(7)의 중앙에 통과하도록 하여 캐비티 금형(10)의 내측에 넣고, 사출 성형 금형(4)의 형체(型締)를 행한다. 그리고, 핫 러너 장치(9)로부터 용융 수지를 캐비티 금형(10)의 하부의 게이트(12)를 통과하여 프리폼 성형 부분에 사출하고, 프리폼 성형 부분의 하단으로부터 용융 수지를 충전한다. 이 후, 코어 금형(11)을 상승시킴과 함께, 프리폼의 구부를 지지하는 립 금형(7)을 상방으로 이동시키는 형개(型開)를 행하여, 프리폼을 캐비티 금형(10)으로부터 상방으로 이형하고, 립 금형(7)에 의해 프리폼을 다음의 연신 블로우 성형부(5)로 반송한다.

프리폼을 사출 성형하는 사출 성형 금형(4)은 멀티 캐비티의 금형이며, 이 사출 성형 금형(4)을 상부에 배치하는 핫 러너 장치(9)는, 프리폼 성형 부분의 개수에 대응하는 갯수의 핫 러너 노즐(13)을 핫 러너 블록(14) 상에 세워 설치하고 있다.

멀티 캐비티의 금형에 조합되는 일반적인 핫 러너 장치(9)에서는, 특허 문헌 2 등에 나타나 있는 바와 같이 용융 수지가 통과하는 관로인 러너를 복수로 분기하고 있다. 그리고, 상술한 사출 연신 블로우 성형기(1)에 있어서, 사출 장치(2)로부터 용융 수지가 횡 방향으로 하여 송입되는 핫 러너 장치(9)에서는, 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 복수개의 핫 러너 노즐(13)과, 핫 러너 노즐(13)의 하방에 위치하며 핫 러너 노즐(13)의 열 방향을 따르는 횡(橫) 러너부(15)와, 횡 러너부(15)로부터 상방을 향해 연장되어 핫 러너 노즐(13)에 연속하는 종(縱) 러너부(16)와, 도입구(17)로부터 횡 방향에 위치하며 횡 러너부(15)에 연속하는 도입 러너부(18)를 구비하고 있다.

횡 러너부(15)와 종 러너부(16)와 도입 러너부(18)가 상기 핫 러너 블록(14)에 형성되어 있다. 도입 러너부(18)의 도입구(17)는, 사출 장치(2)의 사출 노즐이 맞대어지는 메인 노즐(19)의 사출 장치(2)측의 개구이다. 그리고, 도입 러너부(18)에서는, 사출 방향을 횡 방향으로 한 사출 장치(2)로부터의 용융 수지를, 메인 노즐(19)로부터 횡 방향인 채로 사출하는 형태로 하여 횡 러너부(15)를 향해 안내하고, 횡 러너부(15)에 들어간 용융 수지는, 종 러너부(16) 각각으로 이동한다. 또한, 종 러너부(16)는, 각각에 사출 방향을 상방으로 하고 있는 핫 러너 노즐(13)에 용융 수지를 안내한다.

사출 연신 블로우 성형기(1)에서는, 상술한 바와 같이 사출 장치(2)로부터 횡 방향으로 하여 용융 수지가 핫 러너 장치(9)에 송입된다. 핫 러너 장치(9) 내에서는, 용융 수지를 분기함과 함께, 종 방향에서의 상방으로 용융 수지의 흐름이 바뀌어져, 핫 러너 장치(9)로부터 사출된 용융 수지가, 사출 성형 금형(4)의 프리폼 성형 부분 각각에 사출되고, 구부를 위로 하여 프리폼 높이 방향을 종 방향으로 한 복수의 프리폼이 성형된다. 이 후, 사출 성형부(3)에서는 상술한 바와 같이 형개가 행해지고, 프리폼을 이형하여, 다음의 연신 블로우 성형부(5)에 반송하도록 하고 있다.

(핫 러너 장치의 러너)

도 6은, 프리폼을 멀티 캐비티로 하여 얻기 위한 상기 핫 러너 장치(9)에 관해서, 도입구(17)로부터 핫 러너 노즐(13)까지의 러너를 개략적으로 나타내고 있다.

도시한 바와 같이 횡 방향으로 된 한 개의 도입 러너부(18)가, 핫 러너 노즐(13)의 배열 방향을 따르는 횡 러너부(15)의 중앙 부분에, 횡 러너부(15)의 길이 방향에 대해 직각이 되는 상태에서 연속하고 있다. 도입 러너부(18)로부터 횡 러너부(15)에 연속하는 부분은 T자 형상의 분기 관로(20)이다. 또, 횡 러너부(15)의 중앙 부분을 중심 위치로 하고, 그 중심 위치로부터 나누어지는 한쪽 절반 부분 각각에 있어서, 종 방향에서의 상방으로 종 러너부(16)가 분기하고 있다.

(도입 러너부의 용융 수지)

상기 도입 러너부(18)를 이동하는 용융 수지(21)에 한정되는 것은 아니지만, 이 용융 수지(21)에 있어서는, 예를 들면 특허 문헌 2(제2페이지 하단 우측란으로부터 제3페이지 상단 좌측란)에도 기재되어 있는 바와 같이, 용융 수지(21)의 중앙 영역(22)에 있는 수지에 비해, 도입 러너부(18)의 관벽에 슬라이딩 접촉하는 외주부의 링형상 영역(23)에 있는 수지가, 전단 발열에 의해 고온도가 되어 점도가 낮아져 있다. 그리고 용융 수지(21)는, 중앙 영역(22)의 저온도 고점도 수지(24)가 링형상 영역(23)의 고온도 저점도 수지(25)에 둘러싸여 있으며, 이 상태에서 도입 러너부(18)를 이동하여 상기 분기 관로(20)에 이른다. (도 7(a 입면) 참조)

(횡 러너부의 용융 수지)

계속해서 용융 수지(21)는 상기 분기 관로(20)로부터 두 갈래로 분기하여, 분기 관로(20)의 위치로부터 횡 러너부(15)의 길이 방향을 따라 서로 역방향을 향해 이동한다. 도 7에 나타나 있는 바와 같이 분기 관로(20)에서 용융 수지(21)가 분기할 때에는, 저온도 고점도 수지(24)가 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 나누어져 서로 역방향으로 나아간다. 마찬가지로 링형상 영역(23)의 고온도 저점도 수지(25)도 두 개로 나누어져 두 개의 원호형상 영역(26)을 형성하고, 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 서로 역방향으로 나아간다. (도 7(b 평면) 참조)

횡 러너부(15)의 분기 관로(20)의 위치에 가까운 관로 각각에 있어서, 원호형상 영역(26)의 고온도 저점도 수지(25)는, 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측에 위치함과 함께, 나머지의 영역을 저온도 고점도 수지(24)가 차지하도록 위치한다. 그리고, 저온도 고점도 수지(24)와 고온도 저점도 수지(25)란, 모두 분기로(20)의 위치로부터 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 이동하기 시작하지만, 상기 원호형상 영역(26)의 고온도 저점도 수지(25)에 있어서는, 상술한 바와 같이 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측에 위치한 상태에서, 횡 러너부(15)의 한쪽 절반 부분 각각을 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 나아간다. (도 6, 도 7(c 입면) 참조)

도입 러너부(18)를 이동하는 경우와 마찬가지로, 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 용융 수지(21)가 이동함으로써, 횡 러너부(15)의 관벽을 따르는 수지에 전단 발열이 발생한다. 이것에 더하여, 상술한 바와 같이 원호형상 영역(26)의 고온도 저점도 수지(25)가, 횡 러너부(15)에서의 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측을 이동하기 때문에, 횡 러너부(15)에 있어서, 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측에서 고온도 저점도 수지(25)가 차지하는 영역이, 관로 단면 방향에서 넓어져 있다.

(종 러너부의 용융 수지)

횡 러너부(15)의 도중 위치에서 분기하는 종 러너부(16)에는, 횡 러너부(15)를 횡 방향으로 이동하는 용융 수지(21)가 일부 나누어져 상방으로 이동하고, 횡 러너부(15)의 단부 위치로부터 상승하는 상태에서 연속하는 종 러너부(16)에도, 횡 러너부(15)를 횡 방향으로 이동하는 용융 수지(21)가 상방으로 이동한다.

횡 러너부(15)로부터 종 러너부(16)로 용융 수지(21)의 흐름이 상방을 향해 변하고 있기 때문에, 종 러너부(16)를 이동하는 용융 수지(21)는, 횡 러너부(15)의 경우와 마찬가지로, 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측의 고온도 저점도 수지(25)가 차지하는 영역이, 관로 단면 방향에서 넓어져 있다.

(프리폼 성형 부분의 용융 수지)

그리고, 종 러너부(16)를 이동하여 핫 러너 노즐(13)에 이르는 용융 수지(21)는, 사출 성형 금형(4)의 프리폼 성형 부분에 핫 러너 노즐(13)로부터 사출되어 충전된다.

사출 성형 금형(4)의 프리폼 성형 부분 각각에 용융 수지(21)를 충전했을 때에는, 그 성형 부분 내에서의 저온도 고점도 수지(24)와 고온도 저점도 수지(25)의 분포(평단면 방향)는 종 러너부(16)를 이동하는 용융 수지(21)에서의 상기 분포에 영향을 받는다.

그 때문에, 용융 수지(21)가 충전되었을 때의 프리폼 성형 부분에서는, 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측에 대응하는 개소에, 고온도 저점도 수지(25)가 치우쳐 위치하는 분포가 된다.

종래의 사출 연신 블로우 성형기에서는, 사출 성형부에서 프리폼을 냉각하여 프리폼의 온도를 낮추고 나서 이형하고, 다음의 연신 블로우 성형부에 프리폼을 반송하여 연신 블로우를 행하도록 하고 있어, 상기 용융 수지를 프리폼 성형 부분에 충전했을 때에, 상술한 고온도 저점도 수지의 치우침에 의한 온도 분포의 불균일이 발생하고 있어도, 사출 성형 공정 중에서 냉각을 길게 함으로써, 온도 분포의 불균일을 해소까지는 할 수 없지만 감소시키고 있었다.

일본국 특허공개 평03-142220호 공보

일본국 특허공개 소63-239022호 공보

그런데, 최근의 사출 연신 블로우 성형기에 있어서는, 생산 효율의 향상을 목적으로 하여, 사출 성형부에서의 프리폼의 이형의 타이밍을 종래에 비해 빠르게 하여 연신 블로우 성형부에 프리폼을 반송하고, 연신 블로우 공정에서 냉각을 행하면서 중공 성형체의 형상을 안정시켜, 성형 사이클을 짧게 하는 시도가 행해지고 있다.

그러나, 상술한 성형 사이클을 짧게 하는 시도에서는, 프리폼의 이형의 타이밍을 종래에 비해 빠르게 하고 있기 때문에, 냉각 시간이 짧아, 이형한 프리폼에 고온도 저점도의 부분이 치우친 상태로 존재하고 있다. 그리고, 연신 블로우 성형 공정에서는 냉각하면서 연신과 블로우를 하여 중공 성형체의 성형을 행하는데, 블로우된 중공 성형체의 동체부의 두께가 둘레 방향에서 불균일해지는 정도가 크다는 문제가 발생하고 있었다.

특히, 중공 성형체의 동체부 하부이며, 프리폼의 형태일 때에 상기 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측에 대응하고 있던 부분의 두께와, 이 동체부 하부에서의 경방향의 반대측의 부분의 두께의 차가 크다는 문제가 발생하고 있었다.

그리고, 중공 성형체의 동체부 하부에서의 상기 핫 러너 블록(14)의 도입구(17)가 배치되어 있는 면측이 되어 있던 부분의 두께 자체가, 소정의 두께에 이르지 못하고 얇아져 버린다는 문제가 있었다. 이에 더하여, 이와 같은 둘레 방향에서 발생하는 두께의 불균일이, 중공 성형체의 특정의 경방향에서 커져 버리면, 코어 금형의 형상 수정으로는 대응이 매우 곤란해지거나, 또는 불가능해진다.

또한, 상기 사출 연신 블로우 성형기에서는, 멀티 캐비티의 사출 성형 금형으로부터 복수의 프리폼을 열을 지은 상태로 한 번에 이형하고, 그 복수의 프리폼을 연신 블로우 성형부에서 동시에 연신 블로우하여, 1사이클마다 복수개의 중공 성형체를 제조하는데, 중공 성형체의 동체부의 두께가 둘레 방향에서 불균일해지는 정도 자체가, 중공 성형체의 성형 열 방향에서 일정하지 않고, 편차가 크다는 문제도 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여, 상기 사출 연신 블로우 성형기에서의 사출 성형 금형의 프리폼 성형 부분에, 고온도 저점도 수지가 둘레 방향에서 편항되지 않도록 핫 러너 장치로부터 용융 수지의 송입을 행할 수 있도록 하는 것을 과제로 하며, 둘레 방향으로 고온도 저점도 수지의 치우침이 없는 프리폼을 사출 성형하고, 그 프리폼의 이형의 타이밍을 빠르게 하여 중공 성형체의 성형을 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 열을 지어 배치되어 사출 방향을 상방으로 한 복수의 핫 러너 노즐과, 상기 핫 러너 노즐의 하방에 위치하며 핫 러너 노즐의 열 방향을 따르는 횡 러너부와, 각각 상기 횡 러너부로부터 상방을 향해 연장되어 횡 러너부를 흐르는 용융 수지를 상기 핫 러너 노즐에 안내하는 종 러너부와, 상기 횡 러너부의 도중부에 연속하고 있으며, 사출 방향을 횡 방향으로 한 사출 장치로부터의 용융 수지가 송입되는 도입구로부터 횡 러너부를 향해 용융 수지를 안내하는 도입 러너부를 구비하는 핫 러너 장치에 있어서,

상기 도입 러너부는, 횡 러너부의 위치를 상하 방향으로 통과하는 입평면(立平面)에 이르고 나서 횡 러너부측으로 구부러져 있고, 상기 입평면 내에서 횡 러너부의 도중부에 연속하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 핫 러너 장치를 제공하여, 상기 과제를 해소하는 것이다.

그리고, 상기 발명에 있어서, 상기 도입 러너부는, 횡 러너부의 하부와 상부 중 어느 한쪽에 연속하고 있는 것임이 양호하다.

또, 상기 발명에 있어서, 상기 도입 러너부가 상기 횡 러너부에 연속하는 부분은 분기 관로로 되어 있고, 상기 분기 관로는, 도입 러너부의 관벽에 슬라이딩 접촉하는 용융 수지의 외주부에 위치하는 수지를 두 방향으로 분기하고, 분기한 상기 수지의 이동 방향을, 횡 러너부에 있어서의 상기 도입 러너부가 연속하는 측의 관벽을 따르게 하여 횡 러너부의 길이 방향으로 편의(偏倚)시키는 것임이 양호하다.

또한, 상기 발명에 있어서, 상기 도입 러너부의 상기 구조에 의해, 상기 도입 러너부로부터 상기 횡 러너부를 거쳐 상기 종 러너부에 도입되는 용융 수지의, 상기 종 러너부의 관로 평단면의 둘레 방향에 있어서의 온도 불균일이 억제되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발명에 있어서, 상기 핫 러너 장치는, 복수의 프리폼 성형 부분과, 각 프리폼 성형 부분에 각각 연속하는 복수의 게이트를 구비하는, 사출 연신 블로우 성형기의 사출 성형 금형의 하부에 설치되고, 상기 복수의 핫 러너 노즐의 각각은, 상기 각 게이트에 접속되며, 각 핫 러너 노즐로부터 사출된 용융 수지는, 상기 게이트를 통과하여, 상기 각 프리폼 성형 부분에 충전되는 것이 바람직하다.

또한, 또 다른 하나의 발명은, 핫 러너 장치의 상기 도입 러너부에, 사출 장치에서 횡 방향으로 하여 용융 수지를 송입하고, 복수의 핫 러너 노즐을 향해 상기 용융 수지를 분기하는 방법으로서,

상기 도입 러너부에 송입되어 전단 발열에 의해 고온도이며 저점도가 된 수지를 외주부에 가지는 용융 수지가 이동하는 방향을, 상기 입평면을 따르는 방향으로 바꾼 후,

상기 용융 수지를 횡 러너부의 도중부에 송입하고, 고온도이며 저점도가 된 상기 수지가 이동하는 방향을, 횡 러너부의 상기 도중부로부터 이 횡 러너부의 길이 방향을 따르는 두 방향으로 분기하고,

분기한 고온도이며 저점도인 상기 수지를, 횡 러너부에 있어서의 상기 도입 러너부가 연속하는 측의 관벽을 따르게 하여 횡 러너부의 길이 방향으로 편의시키는 것을 특징으로 하는 핫 러너 장치에 있어서의 용융 수지의 분기 방법이며, 이 핫 러너 장치에 있어서의 용융 수지의 분기 방법을 제공하여 상기 과제를 해소하는 것이다.

또한, 또 다른 하나의 발명은, 사출 장치로부터의 용융 수지가 사출되어 프리폼을 사출 성형하는 사출 성형부와, 상기 사출 성형부의 사출 성형 금형으로부터 이형한 프리폼을, 블로우 성형 금형에서 연신 블로우 성형을 행하여 중공 성형체를 얻는 연신 블로우 성형부와, 이 연신 블로우 성형부의 블로우 성형 금형으로부터 중공 성형체를 이형하여 성형기 밖으로 송출하는 취출부를 구비하는 사출 연신 블로우 성형기에 있어서,

상기 사출 성형부는, 상기 핫 러너 장치의 상부에 설치되고, 상기 핫 러너 노즐 각각에 프리폼 성형 부분을 대응시킨 사출 성형 금형을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 사출 연신 블로우 성형기이며, 이 사출 연신 블로우 성형기를 제공하여, 상기 과제를 해소하는 것이다.

그리고, 상기 발명에 있어서, 상기 사출 성형 금형은, 상기 핫 러너 노즐로부터 상방을 향해 용융 수지가 사출 충전되고, 구부를 위로 하는 프리폼을 성형하는 성형 금형인 것이 양호하다.

본 발명에 의하면, 도 19에 나타나 있는 바와 같이 핫 러너 장치의 도입 러너부(18)는, 횡 러너부(15)의 위치를 상하 방향으로 통과하는 입평면(A； 가상의 입평면)에 이르고 나서 횡 러너부(15)측으로 구부러져 있다. 또한 도입 러너부(18)는, 구부러진 부분으로부터 상기 입평면(A) 내에서 횡 러너부(15)의 도중부(15a)를 향해 연장되고, 그 도중부(15a)에 입평면(A) 내에서 연속하고 있는 것으로 되어 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 횡 방향으로 하여 사출 장치로부터 사출되어 핫 러너 장치에 송입된 용융 수지가 횡 러너부로 이동하면, 이 횡 러너부로의 이동으로 분기한 고온도이며 저점도인 수지가 이동하는 방향이, 횡 러너부의 상부 또는 하부로 하여 관벽을 따라 횡 러너부의 길이 방향으로 편의되는 것으로 하고 있다.

상기 편의에 의해, 횡 러너부에서는, 이 횡 러너부의 상부의 관벽측이나 하부의 관벽측을 상기 고온도 저점도 수지가 따르게 한 상태에서 용융 수지가 이동하고, 종 러너부로는 상기 횡 러너부를 이동하는 용융 수지가 송입된다.

예를 들면, 횡 러너부의 하부의 관벽측을 고온도 저점도의 수지가 따르게 하여 용융 수지가 이동할 때에는, 이 용융 수지의 이동 시에 있어서, 하부의 관벽측 쪽이 고온도(원래, 상기 분기한 고온도의 수지의 부분이기 때문에)의 상태가 되어 있는 상기 용융 수지의 외주부에, 링형상 영역에서 고온도 저점도 수지가 발생하는데, 이 상태에서 분기하여 종 러너부에 용융 수지가 송입되므로, 종 러너부를 통과하는 용융 수지에 대해서는 평단면의 둘레 방향에서는 온도 불균일이 발생하지 않는다.

또, 횡 러너부의 상부의 관벽측에 고온도 저점도의 수지를 분포시킨 용융 수지가 이동할 때에는, 이 용융 수지의 이동 시에 있어서, 상부의 관벽측 쪽이 고온도(원래, 상기 분기한 고온도의 수지의 부분이기 때문에)의 상태가 되어 있는 상기 용융 수지의 외주부에, 링형상 영역에서 고온도 저점도 수지가 발생하는데, 이 상태에서 분기하여 종 러너부에 용융 수지가 송입되므로, 종 러너부를 통과하는 용융 수지에 대해서는 평단면의 둘레 방향에서는 온도 불균일이 발생하지 않는다.

횡 러너부의 하부의 관벽측을 고온도 저점도 수지가 따르게 한 상태에서 용융 수지가 이동하는 경우나, 횡 러너부의 상부의 관벽측을 고온도 저점도 수지가 따르게 한 상태에서 용융 수지가 이동하는 경우 모두, 종 러너부의 관로의 평단면 방향에 있어서, 고온도 저점도 수지가 치우치는 정도가 작아져, 이 상태에서 용융 수지가 핫 러너 노즐로 송입된다. 핫 러너 노즐에서는, 상방의 사출 성형 금형의 프리폼 성형 부분에 게이트를 통과하여 용융 수지가 사출되지만, 프리폼 성형 부분에 대해, 그 평단면 방향으로 상기 고온도 저점도의 수지가 치우침이 커지지 않고 충전되게 된다.

또한 프리폼은, 평단면 방향이며 둘레 방향으로 고온도 저점도의 수지가 치우침이 커지지 않고 사출 성형되므로 온도 불균일이 없어, 프리폼의 이형의 타이밍을 빠르게 하여 중공 성형체를 블로우 성형해도, 그 중공 성형체에 둘레 방향으로 두께의 큰 불균일을 일으키지 않는다.

도 1은 사출 연신 블로우 성형기의 일례를 사출 성형부측으로부터 본 상태에서 나타내는 설명도이다.
도 2는 사출 성형부와 연신 블로우 성형부와 취출부의 배치를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 3은 마찬가지로 사출 연신 블로우 성형기의 사출 장치를 나타내는 설명도이다.
도 4는 종래의 핫 러너 장치를 사출 장치의 사출 방향을 따른 방향의 단면에서 나타내는 설명도이다.
도 5는 마찬가지로 종래의 핫 러너 장치를 사출 장치의 횡 러너부를 따른 방향의 단면에서 나타내는 설명도이다.
도 6은 마찬가지로 종래의 핫 러너 장치의 러너를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 7은 도 6의 a 입면과 b 평면과 c 입면에서의 러너에 있어서의 수지 분포를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 8은 본 발명의 핫 러너 장치의 실시의 형태를 사출 장치의 사출 방향을 따른 방향의 단면에서 나타내는 설명도이다.
도 9는 마찬가지로 본 발명의 핫 러너 장치의 실시의 형태를 사출 장치의 횡 러너부를 따른 방향의 단면에서 나타내는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제1예의 핫 러너 장치의 러너를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 11은 도 10의 d 입면과 e 입면에서의 러너에 있어서의 수지 분포를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 12는 제2예의 핫 러너 장치의 러너를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 13은 도 12의 f 입면에서의 러너에 있어서의 수지 분포를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 14는 비교예로 이루어지는 PET 보틀 동체부의 두께치를 표로 나타내는 설명도이다.
도 15는 실시예로 이루어지는 PET 보틀 동체부의 두께치를 표로 나타내는 설명도이다.
도 16은 PET 보틀의 두께 측정 위치를 나타내는 것이며, (A) 동체부 단면에서의 둘레 방향 측정 위치를 나타내는 설명도, (B)는 높이 방향에서의 측정 위치를 나타내는 설명도이다.
도 17은 제3예의 핫 러너 장치의 러너를 나타내는 것이며, (a)는 횡 러너부를 메인 노즐측으로부터 본 상태에서 개략적으로 나타내는 설명도, (b)는 분기 관로의 부분을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 18은 제4예의 핫 러너 장치의 러너를 나타내는 것이며, (a)는 횡 러너부를 메인 노즐측으로부터 본 상태에서 개략적으로 나타내는 설명도, (b)는 분기 관로의 부분을 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 19는 핫 러너 장치의 횡 러너부 위치를 포함하는 가상의 입평면과 이 입평면 내에서 도입 러너부가 횡 러너부로 연장되어 연속한 상태를 나타내는 설명도이다.

다음에 본 발명을 도 8 내지 도 19에 나타내는 실시의 형태에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 도 4 내지 도 7에 나타내는 종래예와 구성이 중복되는 부분은 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

(제1예 핫 러너 장치)

도 8과 도 9에, 본 발명의 사출 연신 블로우 성형기(1)의 사출 성형부(3)에 있어서의 사출 성형 금형(4)을 상부에 배치하는 핫 러너 장치(9)가 나타나 있다. 이 핫 러너 장치(9)에서는, 사출 방향을 종 방향에서의 상방으로 한 16개의 핫 러너 노즐(13)을, 핫 러너 블록(14)의 상부에 세워 설치하고 있다.

도면에 있어서 부호 27은 핫 러너 고정판을 나타내고, 28과 29는 상기 핫 러너 고정판(27)의 상부에 위치하고, 핫 러너 블록(14)을 지지하는 핫 러너 수압(受壓)판을 나타내고 있다.

또, 핫 러너 노즐(13)의 노즐구를 개폐하는 셧오프 핀(30)이, 핫 러너 수압판(28)의 하방이 되는 높이 위치로부터 핫 러너 블록(14)을 상하 방향으로 통과하여, 핫 러너 노즐(13)의 내부의 수지 통로의 부분에 배치되어 있다. 핫 러너 수압판(28)의 하방이 되는 높이 위치에, 셧오프 피스톤(31)으로 유지되는 핀 고정판(32)이 배치되고, 셧오프 피스톤(31)의 동작으로 상하 방향으로 이동한다. 또한, 핫 러너 수압판(28)은 셧오프 핀(30)을 피해서 배치되어 있다.

셧오프 핀(30)의 하단은 핀 고정판(32)에 지지되어 있다. 셧오프 피스톤(31)의 동작으로 셧오프 핀(30)이 상하 방향으로 이동하고, 이 셧오프 핀(30)의 상하 이동으로 노즐구를 개폐한다.

(사출 성형 금형의 기본 구성)

상기 도 8은, 핫 러너 장치(9)의 상부에 장착되어 있는 사출 성형 금형(4)도 나타나 있다. 도시한 사출 성형 금형(4)은 형폐(型閉)의 상태이다. 사출 성형 금형(4)의 캐비티 금형(10)이 캐비티 고정판(33)을 개재하여 핫 러너 장치(9)에 고정되어 있다. 상술한 바와 같이 형폐 시에는 회전판(8)이 강하하고 있으며, 회전판(8)에 지지되어 있는 립 금형(7)이 캐비티 금형(10)과 겹쳐져 있다.

또, 인젝션 코어 고정판(34)에 지지된 코어 금형(11)도 강하하고 있으며, 그 코어 금형(11)의 프리폼 내면 형성 부위가 립 금형(7)과 캐비티 금형(10)의 내측에 위치하고 있다. 캐비티 금형(10)의 하단의 게이트(12)는, 상기 핫 러너 노즐(13)의 노즐구에 마주 대하고 있으며, 핫 러너 노즐(13)로부터 상방을 향해 사출된 용융 수지는, 게이트(12)를 통과하여 프리폼 성형 부분의 하부로부터 상방을 향해 충전된다.

(핫 러너 블록)

본 실시의 형태의 사출 연신 블로우 성형기(1)에 있어서, 이 사출 연신 블로우 성형기(1)의 중심(사출 성형부(3)와 연신 블로우 성형부(5)와 취출부(6)의 배치 중심)을 통과하는 회전판 경방향 상에, 사출 성형부(3)의 중심이 위치하고 있다. (도 2 참조)

그리고, 사출 성형부(3)에 있어서는, 16캐비티로 하여 프리폼 성형 부분을 일렬로 하여 늘어놓은 사출 성형 금형(4)과, 16개의 핫 러너 노즐(13)을 일렬로 하여 늘어놓은 상기 핫 러너 장치(9)의 길이 방향을, 상기 회전판 경방향과 직교시키고 있다. 또, 사출 장치(2)의 사출 방향은, 핫 러너 장치(9)의 중심을 통과하는 사출 연신 블로우 성형기(1)의 상기 회전판 경방향을 따르고 있으며, 사출 장치(2)의 사출 노즐이, 핫 러너 블록(14)의 길이 방향의 중앙에 위치하는 도입구(17)에 접속되어 있다.

핫 러너 블록(14)의 도입구(17)는, 상술한 종래의 예와 동일하게 사출 장치(2)의 노즐을 접촉시키는 개구이다. 그리고, 핫 러너 블록(14)에는, 핫 러너 노즐(13)의 하방에 위치하며 핫 러너 노즐(13)의 열 방향(핫 러너 블록(14)의 길이 방향)을 따르는 횡 러너부(15)와, 횡 러너부(15)로부터 상방을 향해 연장되어 핫 러너 노즐(13)에 연속하는 16개의 종 러너부(16)와, 메인 노즐(19)의 통로를 포함하며 도입구(17)로부터 횡 러너부(15)를 향해 용융 수지를 안내하는 도입 러너부(18)를 구비하고 있다.

핫 러너 장치(9)의 상기 셧오프 핀(30)은, 횡 러너부(15)의 관로를 종 방향(상하 방향)으로 관통하고, 횡 러너부(15)로부터 상승하는 종 러너부(16)의 관로의 중심을 종 방향으로 통과하여 핫 러너 노즐(13)의 내부(노즐축 중심)의 통로에 위치하고 있다. (도 8, 도 9 참조)

(봉형 히터)

본 실시의 형태에 있어서, 핫 러너 블록(14)은 횡단면 형상을 직사각형으로 하고 있다. 횡단면에서 나타내는 바와 같이 핫 러너 블록(14)의 내부에는, 횡 러너부(15)의 위치보다 상방 위치로 하여 도입구(17)측과 그 반대측의 두 위치, 또한 횡 러너부(15)의 위치보다 하방 위치로 하여 도입구(17)측과 반대측의 두 위치의 합계 4개소에, 횡 러너부(15)의 길이 방향을 따라 삽입 구멍(35)을 형성하고, 그 삽입 구멍(35)에 봉형 히터(36)를 삽입하고 있다.

본 핫 러너 장치(9)에서는 봉형 히터(36)를 횡 러너부(15)의 길이 방향을 따라 배치하고 있다. 또한 봉형 히터(36) 각각을 횡 러너부(15)로부터 등거리로 배치하고 있다. 이들 봉형 히터(36)에 의해 핫 러너 블록(14)을 가열하고, 핫 러너 블록(14)의 승온에 의해 이 핫 러너 블록(14)의 내부를 이동하는 용융 수지를 가열한다.

실시의 형태에서 나타나 있는 핫 러너 블록(14)의 형상에, 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 4의 종래의 기술 설명에서 도시한 바와 같이 횡단면 형상이 원형이어도 된다. 또한, 횡단면이 원형인 핫 러너 블록을 이용하는 핫 러너 장치에서는, 핫 러너 블록의 바깥쪽으로부터 감싸는 커버 형상의 히터를 이용할 수 있다.

(도입 러너부의 절곡부)

도입 러너부(18)는, 이 도입 러너부(18)의 일부인 메인 노즐(19)의 통로(사출 장치가 사출하는 용융 수지의 통로)의 방향을, 횡 러너부(15)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 하고 있으며, 도입구(17)로부터 횡 러너부(15)로의 관로가 횡 러너부(15)의 하방 위치로 연장되어 있다.

그리고, 도 19에서도 나타내는 바와 같이 도입 러너부(18)의 관로는, 횡 러너부(15)의 하방 위치이며 또한 횡 러너부(15)를 따라 이 횡 러너부(15)의 위치를 상하 방향으로 통과하는 가상의 입평면 A의 부분에 이르고 있다. 또한, 도입 러너부(18)의 관로는, 횡 러너부(15)의 하방 위치에 이른 부분, 즉, 상기 입평면 A에 이르고 나서, 횡 러너부(15)측이 되도록 상방을 향해 L자 형상으로 구부러져 있으며, 이 관로가 구부러진 부분인 절곡부(37)로부터 상방으로 연장되어 횡 러너부(15)의 도중부(15a)의 하부에 대해 입평면 A 내에서 연속하고 있다. 상술한 바와 같이 상방으로 절곡한 도입 러너부(18)의 관로와 횡 러너부(15)의 관로의 접속 부분에는, T자 형상의 분기 관로(20)가 형성되어 있다.

(횡 러너부와 종 러너부)

상기 분기 관로(20)의 위치를, 횡 러너부(15)의 도중부(15a)이며 횡 러너부(15)의 길이 방향 중앙 부분으로 하고 있으며, 분기 관로(20)로부터 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)의 각각에 있어서, 8개의 종 러너부(16)가 상방으로 연장되어 연속하고 있다.

(도입 러너부로부터의 용융 수지의 분기)

사출 장치(2)로부터 횡 방향으로 하여 사출된 용융 수지가, 메인 노즐(19)을 거쳐 도입 러너부(18)에 송입되고, 이 도입 러너부(18)를 이동하면, 상술한 바와 같이 전단 발열에 의해 용융 수지(21)의 외주부인 링형상 영역(23)에 고온도 저점도 수지(25)가 발생하여, 저온도 고점도 수지(24)가 분포하는 중심 영역(22)의 부분을 링형상 영역(23)의 고온도 저점도 수지(25)로 둘러싼 상태의 용융 수지(21)가, 횡 러너부(15)를 향해 이동하여, 분기 관로(20)에 이른다.

또한, 고온도 저점도 수지(25)와 저온도 고점도 수지(24)는 모두 관로를 이동하는 용융 수지(21)이다. 수지의 온도와 점도를 대비하여 높낮이를 표현하고 있으며, 특정의 온도와 특정의 점도를 기준으로 하여 고온도 저점도 수지와 저온도 고점도 수지로 하고 있는 것은 아니다.

용융 수지(21)는, 분기 관로(20)에 이르러 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 나아갈 때에 나누어져, 횡 러너부(15)의 길이 방향을 따라 서로 떨어지도록 하여 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)를 각각 이동한다. 그리고, 분기 관로(20)는, 도입 러너부(18)의 위치에서의 저온도 고점도 수지(24)로 이루어지는 중심 영역(22)이였던 부분을 두 개의 영역(38)으로 분기함과 함께, 상기 링형상 영역(23)의 고온도 저점도 수지(25)를 두 개로 분기하고, 이 분기에 의해 두 개의 원호형상 영역(26)을 형성하고 이 영역에 상기 고온도 저점도 수지(25)가 위치한다. 도 11(d 입면)

분기 관로(20)는, 원호형상 영역(26)을 형성하는 고온도 저점도 수지(25)의 이동 방향을, 횡 러너부(15)의 도입 러너부(18)가 연속하는 측의 관벽, 즉, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각의 하부의 관벽을 따르도록 구부려, 이 하부의 관벽의 길이 방향으로 편의시킨다. 분기 관로(20)를 거친 직후의 용융 수지(21)에 있어서는, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)의 하부의 관벽측에 고온도 저점도 수지(25)가 원호형상 영역(26)이 되어 분포하고, 나머지의 영역을 저온도 고점도 수지(24)(영역(38)으로 이루어지는 수지)가 분포하는 상태가 된다. 도 11(e 입면)

(횡 러너부의 용융 수지)

한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각을 그 길이 방향으로 이동하는 용융 수지(21)는, 도중 위치에 있는 종 러너부(16) 각각의 위치에 접어들 때에 분기되어 종 러너부(16)에 송입됨과 함께, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)의 단부로부터 상방으로 연장되어 있는 종 러너부(16)에도 용융 수지(21)가 송입된다.

(종 러너부의 용융 수지)

한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)를 그 길이 방향으로 용융 수지(21)가 이동함에 따라서, 하부가 고온도가 되어 있는 용융 수지(21)(횡 러너부(15)의 하부의 관벽측에 상기 고온도 저점도 수지(25)가 위치하고 있기 때문에 고온도가 된다)의 외주부에, 고온도 저점도 수지(25)가 분포하는 링형상 영역(23)이 발생하게 되는데, 횡 방향으로 나아가는 용융 수지(21)로부터, 1쇼트마다 상기 e 입면에서 나타내듯이 상부를 저온도 고점도 수지(24)가 차지하고 하부에 고온도 저점도 수지(25)가 위치하는 상하의 겹침 형태로 용융 수지(21)가 나누어져 종 러너부(16)에 송입되고, 분기하지 않고 분기 위치를 통과하는 용융 수지(21)도 e 입면에서 나타내는 분포로 횡 러너부(15)를 이동하는 것으로 생각된다. (수지의 움직임에 대해서는 후술하는 비교의 결과로부터 추정한 것이다)

또한, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각의 도중부에서 상승하는 종 러너부(16)에서는, 상방으로 용융 수지(21)가 송입될 때에도 그 외주부에 고온도 저점도 수지(25)로 이루어지는 링형상 영역(23)이, 약간 발생하게 된다. 그리고, 유로 길이는 짧기 때문에, 종 러너부(16)의 관로 단면 방향에서, 외주 부분에 고온도 저점도 수지(25)가 많이 치우쳐 존재해 버리는 일이 없다.

또, 횡 러너부(15)의 단부의 종 러너부(16)는, 횡 러너부(15)의 단부의 관로를 상방으로 구부러진 절곡부(39)를 통하여 상방으로 관로를 연장한 것으로 하고 있다. 용융 수지(21)에 있어서는, 횡 러너부(15)의 단부측을 향해 나아가면 나아갈수록, 그 정도에 있어서, 저온도 고점도 수지(24)가 차지하고 있는 부분(관로 단면 방향)에, 전단 발열에 의해 고온도 저점도 수지(25)로 변화하는 부분이 증가해 가고, 또, 상술한 바와 같이 이미 고온도 저점도 수지(25)가 차지하고 있는 부분에서는, 저점도이기 때문에 전단 발열의 양이 적다. 그 결과, 횡 러너부(15)의 단부에 이르는 용융 수지(21)에서는, 관로 단면 방향에 있어서 고온도 저점도 수지(25)가 차지하는 비율이 많아지고, 그 고온도 저점도 수지(25)가 치우치는 정도가 작아진다. 이 상태에서 종 러너부(16)에 용융 수지(21)가 송입되어, 종 러너부(16)에서도 관로의 단면 방향에서 고온도 저점도 수지(25)의 위치에 큰 치우침이 생기지 않거나, 적어진다고 생각된다. 후술하는 비교로부터 단부의 종 러너부에 대응한 중공 성형체에 두께 불균일이 확인되지만, 종래에 비해 그 두께 불균일의 정도는 작아져 있으며, 따라서, 상술한 바와 같이 단부의 종 러너부(16)에 있어서, 관로의 단면 방향에서 고온도 저점도 수지(25)의 위치에 큰 치우침이 생기지 않거나, 적어진다고 생각된다.

이상과 같이 각 종 러너부(16)에서는, 관로의 단면 방향에서 고온도 저점도 수지(25)가 크게 치우친 상태가 되지는 않는다. 그리고, 상기 종 러너부(16)로부터 핫 러너 노즐(13)을 거쳐 상기 사출 성형 금형(4)의 각 프리폼 성형 부분에 용융 수지(21)가 사출 충전된다.

(사출 성형 금형의 프리폼 성형 부분)

사출 성형 금형(4)은 구부를 위로 하는 프리폼을 성형하는 성형 금형이다. 그리고, 16개의 프리폼 성형 부분에는 각각 대응하는 핫 러너 노즐(13)이 용융 수지(21)를 사출하고, 게이트(12)를 통과하여 상방을 향해 용융 수지(21)가 사출 충전된다.

상술한 바와 같이 종 러너부(16) 각각에서는 관로 단면의 둘레 방향에서 고온도 저점도 수지(25)의 치우침이 적어져 있다. 그 때문에, 프리폼 성형 부분의 평단면에서의 둘레 방향으로 고온도 저점도 수지(25)가 크게 치우쳐 위치하는 상태가 되지는 않으며, 어느 프리폼 성형 부분에 있어서도 둘레 방향에 큰 온도 불균일이 존재하지 않는 프리폼을 성형할 수 있다. 또한, 양단의 종 러너부(16)의 위치에 대응하는 프리폼 각각에 있어서, 후술하는 비교로부터 둘레 방향에서 온도차가 넓어지는 경향이 있지만, 사출 성형 금형측에서 대응할 수 있는 범위라고 생각된다.

(제2예 핫 러너 장치)

제1예에 있어서, 도입 러너부(18)의 관로가 입평면 A에 이르러 상방으로 L자 형상으로 구부러지고 나서, 횡 러너부(15)의 중앙 부분의 하부의 관벽에 연속하고 있는데(입평면 A 내), 본 발명은 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)의 하부에 연속하는 것에 한정되지 않는다.

도 12는 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)의 중앙 부분에 연속하는 제2예를 나타내고 있다. 이 제2예는, 이하에 설명하는 바와 같이 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)의 상부의 관벽에 연속하고 있는 점에서 제1예와 상이하고, 그 외의 점에서는 동일하다.

제2예에 있어서, 도입 러너부(18)는, 제1예와 마찬가지로 횡 러너부(15)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 하고 있다. 그리고, 횡 방향으로 사출하는 사출 장치(2)로부터의 용융 수지(21)가 송입되는 도입 러너부(18)의 관로가, 횡 러너부(15)의 상방 위치로 연장되어 있다.

또한, 도입 러너부(18)의 관로는 입평면 A에 이르러, 횡 러너부(15)의 상방 위치에서 L자 형상으로 구부러진 절곡부(40)로부터 상기 입평면 A 내에서 하방으로 연장되어 있고, 횡 러너부(15)의 중앙 부분에 있어서의 상부의 관벽에 연속하고 있다. 도입 러너부(18)의 관로와 횡 러너부(15)의 관로의 연속 부분에는, 상기 제1예와 동일하게 T자 형상의 분기 관로(20)를 형성하고 있다.

(도입 러너부로부터의 용융 수지의 분기)

사출 장치(2)로부터 횡 방향으로 하여 사출된 용융 수지(21)가 메인 노즐(19)을 거쳐 도입 러너부(18)에 송입되고, 분기 관로(20)에 이른다.

용융 수지(21)는, 분기 관로(20)에 이르면, 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 나아갈 때에 나누어져, 횡 러너부(15)의 길이 방향을 따라 서로 떨어지도록 하여 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각으로 이동한다. 그리고, 분기 관로(20)는, 도입 러너부(18)의 위치에서의 저온도 고점도 수지(24)로 이루어지는 중앙 영역(22)였던 부분을 두 개의 영역(38)으로 분기함과 함께, 상기 링형상 영역(23)의 고온도 저점도 수지(25)를 두 개로 분기하고, 이 분기에 의해 두 개의 원호형상 영역(26)을 형성하고 이 영역에 상기 고온도 저점도 수지(25)가 위치한다. (도 13(f 입면))

또한, 분기 관로(20)는, 원호형상 영역(26)을 형성하는 고온도 저점도 수지(25)의 이동 방향을, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각의 상부의 관벽을 따르도록 구부려, 상부의 관벽의 길이 방향을 향해 편의시킨다. 분기 관로(20)를 거친 직후의 용융 수지(21)에 있어서는, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)의 상부의 관벽측에 고온도 저점도 수지(25)가 원호형상 영역(26)이 되어 위치하고, 나머지의 영역을 저온도 고점도 수지(24)(영역(38)으로 이루어지는 수지)가 차지하는 상태가 된다.

(횡 러너부의 용융 수지)

한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각을 이동하는 용융 수지(21)는, 도중 위치에 있는 종 러너부(16) 각각의 위치에 접어들 때에 분기되어 종 러너부(16)에 송입되고, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)의 단부로부터 상방으로 연장되어 있는 종 러너부(16)에도, 용융 수지(21)가 송입된다.

(종 러너부의 용융 수지)

제2예에 있어서, 상기 원호형상 영역(26)을 형성한 고온도 저점도 수지(25)의 이동 방향이, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각의 상부의 관벽을 따라 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 편의된다.

상술과 마찬가지로 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15)를 그 길이 방향으로 용융 수지(21)가 이동함에 따라서, 외주부에 고온도 저점도부(25)가 위치하는 링형상 영역(23)이 발생하게 되는데, 횡 방향으로 나아가는 용융 수지(21)로부터, 1쇼트마다 하부를 저온도 고점도 수지(24)가 차지하고 상부에 고온도 저점도 수지(25)가 위치하는 상하의 겹침 형태(e 입면에서 나타난 분포를 상하로 반전한 형태)로 용융 수지(21)가 나누어져 종 러너부(16)에 송입되고, 분기하지 않고 분기 위치를 통과하는 용융 수지(21)도, 하부를 저온도 고점도 수지(24)가 차지하고 상부에 고온도 저점도 수지(25)가 위치하는 상하의 겹침 형태로 횡 러너부(15)를 이동하는 것으로 생각된다.

또한, 한쪽 절반 부분의 횡 러너부(15) 각각의 도중부에서 상승하는 종 러너부(16)에서는, 상방으로 용융 수지(21)가 송입될 때에도 그 외주부에 고온도 저점도 수지(25)로 이루어지는 링형상 영역(23)이, 약간 발생하게 된다. 그리고, 유로 길이는 짧기 때문에, 종 러너부(16)의 관로 단면 방향에서, 외주 부분에 고온도 저점도 수지(25)가 많이 치우쳐 존재해 버리는 일이 없다.

그리고, 상기 제1예에 있어서 설명한 바와 같이, 횡 러너부(15)의 단부에 이르는 용융 수지(21)에서는, 관로 단면 방향에 있어서 고온도 저점도 수지(25)가 차지하는 부분이 많아지고, 그 고온도 저점도 수지(25)가 치우치는 정도가 작아진다. 이 상태에서 단부의 종 러너부(16)에 용융 수지(21)가 송입되어, 종 러너부(16)에서도 관로의 단면 방향에서 고온도 저점도 수지(25)의 위치에 큰 치우침이 생기지 않거나, 적어진다고 생각된다.

(사출 성형 금형의 프리폼 성형 부분)

이상과 같이 제2예에 있어서도, 각 종 러너부(16)에서는, 관로의 단면 방향에서 고온도 저점도 수지(25)가 크게 치우친 상태가 되지는 않는다. 그리고, 상기 종 러너부(16)로부터 핫 러너 노즐(13)을 거쳐 사출 성형 금형(4)의 각 프리폼 성형 부분에 용융 수지(21)가 사출 충전된다. 또한, 제1예와 동일하게, 프리폼 성형 부분의 평단면에서의 둘레 방향으로 고온도 저점도 수지(25)가 크게 치우쳐 위치하는 상태가 되지는 않으며, 어느 프리폼 성형 부분에 있어서도 둘레 방향에 큰 온도 불균일이 존재하지 않는 프리폼을 성형할 수 있다.

(비교예와 실시예)

종래예 하에서 성형한 PET 보틀의 동체부의 두께를 측정한 값을 도 14의 표로 나타냄과 함께, 실시예 하에서 성형한 PET 보틀의 동체부의 두께를 측정한 값을 도 15의 표로 나타냈다.

종래예는, 횡 러너부(15)의 길이 방향의 중앙 부분에, 횡 러너부(15)에 직교하는 횡 방향으로부터 도입 러너부(18)가 연속하고 있는 핫 러너 장치(9)이다. 그리고, 이 핫 러너 장치(9)를 사출 성형부(3)에 배치한 사출 연신 블로우 성형기(1)에 의해 PET 보틀을 제조했다.

실시예는, 도입 러너부(18)의 관로를 L자 형상으로 절곡하고, 그 절곡부로부터의 관로가, 횡 러너부(15)의 길이 방향의 중앙 부분에 그 횡 러너부(15)에 직교하는 하방으로부터 연속하고 있는 핫 러너 장치(9)이다. 그리고, 이 핫 러너 장치(9)를 사출 성형부(3)에 배치한 사출 연신 블로우 성형기(1)에 의해 PET 보틀을 제조했다.

비교예와 실시예에 이용한 사출 성형 금형(4)은, 프리폼을 일렬로 하여 16캐비티로 하는 성형 금형이다.

(사용 수지량)

비교예에 의한 PET 보틀과 실시예에 의한 PET 보틀은, 모두 사용 수지량을 24.0g으로 했다.

(PET 보틀의 성형 순서)

비교예와 실시예는 모두, 3스테이션의 사출 연신 블로우 성형기를 사용하여 사출 성형 금형의 프리폼 성형 부분에 용융 수지를 사출한 후, 프리폼의 형상이 손상되지 않을 단계에서 조기 이형하여, 사출 성형부로부터 직접 연신 블로우 성형부에 프리폼을 반송하고, 냉각을 수반하는 연신 블로우 성형을 행하여 PET 보틀을 제조하는 것으로 했다.

(PET 보틀의 두께 측정 위치)

중공 성형체로서 제조한 PET 보틀의 동체부(X)의 둘레 방향에서의 8개소의 두께를 측정했다. 표에 나타내는 숫자 1~8은 동체부의 평단면에서 두께 측정 개소를 나타내고 있다. 도 16(A)에 나타내는 바와 같이, 사출 장치측을 1로 하여, 둘레 방향으로 45도 마다 측정하고 있다. 또, 도 16(B)에 나타내는 바와 같이 PET 보틀의 동체부(X)의 높이 방향에 있어서 4개소의 두께를 측정하고 있다. 도 16(A)에서의 동체부 단면 중앙의 선, 및 도 16(B)에서의 용기 측면 중앙의 선은, 모두 블로우형의 파팅 라인 위치를 나타낸다.

(PET 보틀의 성형 위치)

측정한 PET 보틀은, 종래예와 실시예에서 모두, 사출 성형 금형의 16개소의 프리폼 성형 부분 중, 핫 러너 장치에 있어서의 한쪽 절반 부분의 횡 러너부에 대응하는 8개소의 프리폼 성형 부분에서 성형된 프리폼으로 성형된 PET 보틀이다. 그리고, 표에 있어서, 핫 러너 장치의 상기 분기 관로 측에 대응하는 성형 위치를 H로 하고 있다. 그리고, 사출 성형 금형의 프리폼 성형 부분의 배열 순서에 대응하도록, I, …, P로 하여 나타냈다.

또, 표의 항목란 타이틀의 「Height」는 PET 보틀 바닥부로부터 높이 방향의 측정 높이, 「unit」는 측정치 단위, 「Ave.」는 평균치, 「Differ.」는 최대치 최소치의 차이다. 또한, 각 PET 보틀에 대한 상기 「Differ.」의 최하단의 수치는, 측정 높이 4개소의 「Differ.」의 평균치를 나타내고 있다.

(비교예 하에서 성형한 PET 보틀에 대해서)

도 14에서 나타내는 표로부터, 비교예 하에서 성형된 PET 보틀에 대해서는 이하와 같이 평가된다.

(a) 프리폼의 시점에서 사출 장치측이 되어 있던 부분의 온도가 높아지는 정도가 크다.

(b) 프리폼의 시점에서 사출 장치측이 되어 있던 부분과 사출 장치측과는 반대가 되어 있던 부분의 온도의 차가 커져 있다.

(c) PET 보틀의 동체부 둘레 방향 8개소의 두께의 최대 최소차(Differ.)가, 전체적으로 커져 있다.

(d) 대소차(Differ.)의 PET 보틀 높이 방향 4개소의 평균치가, PET 보틀 성형 배열 방향에서 오르내리는 값이 되고, 그 변동의 정도가 커져 있다.

(실시예 하에서 성형한 PET 보틀에 대해서)

도 15에서 나타내는 표로부터, 실시예 하에서 성형된 PET 보틀에 대해서는 이하와 같이 평가된다.

(a) 프리폼의 시점에서 사출 장치측이 되어 있던 부분의 온도가 높아지는 정도가 매우 작다.

(b) 프리폼의 시점에서 사출 장치측이 되어 있던 부분과 사출 장치측과는 반대가 되어 있던 부분의 온도의 차는 매우 작다.

(c) PET 보틀의 동체부 둘레 방향 8개소의 두께의 최대 최소차(Differ.)가 전체적으로 작다. 동체부 둘레 방향으로 두께가 불균일해지는 정도가 작다.

(d) 대소차(Differ.)의 PET 보틀 높이 방향 4개소의 평균치가, PET 보틀 성형 배열 방향에서 오르내리는 값이 되지 않고, PET 보틀 성형 배열 방향에서의 단부를 향해(P위치를 향해) 한 방향으로 변화하는 경향을 나타내는데 머무르고 있다.

또한, 비교예와의 대비에 있어서 상기 실시예에서는, 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)에 입평면 A 내에서 하방으로부터 연속하고 있는 핫 러너 장치(9)를 이용하는 것으로 했지만, 상기 제2예의 핫 러너 장치(9)를 이용해도, 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)에 입평면 A 내에서 상방으로부터 연속하고 있으며, 도입 러너부(18)로부터 송입된 용융 수지(21)가 분기하고, 분기한 용융 수지(21) 각각이 서로 떨어지도록 하여 횡 러너부(15)의 길이 방향으로 이동하는 것이 되므로, 동일한 결과가 얻어지는 것으로 생각된다.

따라서, 비교예 하에서 성형된 PET 보틀의 동체부 두께와, 실시예 하에서 성형된 PET 보틀의 동체부 두께를 비교한 결과, 실시예 하에서 PET 보틀을 성형함으로써 양호한 PET 보틀을 제조할 수 있다고 판단할 수 있다.

(제3예)

제1예와 제2예에 예시한 핫 러너 장치는 짝수개 캐비티용으로서 제조되어 있는 것이다. 그리고, 도입 러너부가 횡 러너부의 중앙 부분에 하방(제1예), 또 상방(제2예)으로부터 연속하고 있는 점이 나타나 있다. 그러나, 본 발명은 제1예와 제2예에 나타난 구성의 것에 한정되지 않고, 홀수개의 핫 러너 노즐이 핫 러너 블록에 세워 설치되어 있는 핫 러너 장치에도 채용할 수 있는 것이다.

도 17은, 제3예로서 홀수개의 핫 러너 노즐(13)을 가지는 핫 러너 장치(9)가 나타나 있다. 도 17(a)는 5개의 핫 러너 노즐(13)을 가지는 핫 러너 장치(9)를, 메인 노즐측으로부터 본 상태에서 개략적으로 나타내고, 도 17(b)는 분기 관로(20)의 부분을 개략적으로 나타내고 있다. 이 제3예에서의 핫 러너 장치(9)에 있어서는, 횡 러너부(15)의 길이 방향의 중앙 부분에, 1개의 핫 러너 노즐(13)이 세워 설치되어 있다.

또, 핫 러너 장치(9)의 도입구(17)는, 핫 러너 블록(14)의 길이 방향의 중앙 부분에 위치하고 있다. 그리고, 도입 러너부(18)의 관로는, 도입구(17)측으로부터 횡 러너부(15)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 입평면 A에 이르기 바로 전에서 한쪽의 단부측로 하여 비스듬한 방향으로 절곡하고, 그 절곡부(41)로부터 상기 입평면 A 상에서 횡 러너부(15)의 하방 위치에 이르고 있다.

또한, 입평면 A에 이른 부분에서 절곡하고, 그 절곡부(42)로부터 입평면 A 내에서 횡 러너부(15)를 향해 연장되어 횡 러너부(15)의 하부의 관벽의 부분에 연속하고 있다. 상술한 제1예와 제2예와 마찬가지로 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)에 연속하고 있는 부분을 T자 형상의 분기 관로(20)로 하고 있다.

도시되어 있는 바와 같이 제3예에서는, 횡 러너부(15)의 길이 방향의 중앙 부분에는 분기 관로(20)가 위치하고 있지 않다. 그리고, 상기 분기 관로(20)는, 횡 러너부(15)의 중앙 부분으로부터 횡 러너부(15)의 한쪽의 단부측에 치우쳐 두 개의 종 러너부(16)의 사이가 되는 도중부(15a)에 위치하도록 설치되어 있다.

도입 러너부(18)와 횡 러너부(15)가 연결되는 개소는, 횡 러너부(15)의 길이 방향의 중앙 부분인 것이 바람직하지만, 필요에 따라 중앙 부분으로부터 편의한 위치로 하는 것도 가능하다. 또, 제2예와 같이 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)의 상부의 관벽의 부분에 연속하는 경우에도, 횡 러너부(15)의 중앙 부분으로부터 편의한 위치에, 도입 러너부(18)를 연결하도록 하는 것이 가능하다.

그리고, 이 제3예에서의 핫 러너 장치(9)에서도, 제1예, 제2예에 있어서 나타낸 핫 러너 장치(9)를 사출 연신 블로우 성형기(1)에 짜 넣고, 프리폼의 이형 타이밍을 빠르게 한 중공 성형체의 제조를 하는 경우와 마찬가지이다. 즉, 횡 러너부(15)의 중앙 부분으로부터 편의한 도중부에 T자 형상의 분기 관로(20)를 배치하고, 도입 러너부(18)로부터의 용융 수지(21)를 송입하도록 하면, 제1예, 제2예와 마찬가지로 용융 수지(21)의 분기를 행할 수 있는 것이 된다. 따라서, 제3예에 있어서 나타낸 핫 러너 장치(9)를 사출 연신 블로우 성형기(1)에 짜 넣고, 프리폼의 이형 타이밍을 빠르게 한 중공 성형체의 제조를 행할 때에도, 양호한 중공 성형체를 제조할 수 있는 것이 된다.

(제4예)

도 18은 제4예를 나타내고 있으며, 도 18(a)는 홀수개의 핫 러너 노즐(13)을 가지는 핫 러너 장치(9)를 메인 노즐측으로부터 본 상태에서 개략적으로 나타내고, 도 18(b)는 분기 관로(20)의 부분을 개략적으로 나타내고 있다.

제4예로서 나타내는 핫 러너 장치(9)에서는 제3예의 경우와 마찬가지로, 횡 러너부(15)의 중앙 부분으로부터 횡 러너부(15)의 한쪽의 단부측에 치우쳐 두 개의 종 러너부(16)의 사이가 되는 도중부(15a)에 도입 러너부(18)가 연속하도록 설치되어 있다. 이 제4예의 핫 러너 장치(9)에서는, 도입 러너부(18)의 관로는, 도입구(17)측으로부터 횡 러너부(15)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되고 입평면 A 상에서 횡 러너부(15)의 하방 위치에 이르고 있다. 그리고, 입평면 A에 이른 부분에서 절곡하고, 그 절곡부(43)로부터 입평면 A 내에서 비스듬한 상방을 향해 연장되어 횡 러너부(15)의 하부의 관벽의 부분에 연속하고 있다.

제4예에서는, 횡 러너부(15)의 도중부(15a)에 있어서 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)에 연속하는 부분에서는, 비스듬한 상방을 향해 연장되는 도입 러너부(18)에 대응하여 분기 관로(20)가 Y자 형상으로 설치되어 있다. 본 발명에 있어서, 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)에 연속하는 부분의 분기 관로(20)는, 제1예 내지 제3예에서 나타내는 바와 같은 T자 형상의 형상을 나타내는 것에 한정되지 않고, 제4예로서 나타내는 바와 같이 Y자 형상의 형상으로 하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이 제4예에서의 핫 러너 장치(9)에 있어서, 횡 러너부(15)의 중앙 부분으로부터 편의한 도중부에 Y자 형상의 분기 관로(20)를 배치하고, 도입 러너부(18)가 횡 러너부(15)의 상기 도중부(15a)에서 연속하고 있다. 도입 러너부(18)로부터의 용융 수지(21)를 송입하도록 하면, 상기예와 마찬가지로 용융 수지(21)의 분기를 행할 수 있는 것이 된다. 따라서, 제4예의 핫 러너 장치(9)를 사출 연신 블로우 성형기(1)에 짜 넣고, 프리폼의 이형 타이밍을 빠르게 한 중공 성형체의 제조를 행할 때에도, 제1예 내지 제3예와 마찬가지로 양호한 중공 성형체를 제조할 수 있는 것이 된다.

(핫 러너 노즐의 다른 예)

핫 러너 노즐(13)에 대해서는, 종 러너부(16)가 연속하는 용융 수지의 통로가 노즐축 중심 부분에 위치하고, 셧오프 핀(30)이 종 러너부(16)와 노즐축 중심부 분의 상기 통로를 통과하도록 설치되어 있는데, 본 발명에 있어서 채용할 수 있는 핫 러너 노즐은, 용융 수지의 통로의 전체 길이에 셧오프 핀의 위치가 겹치는 구조의 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 일본국 특허공개 평06-182815호 공보에 나타나 있는 바와 같이 노즐축 중심 부분부터 어긋난 부분에 용융 수지가 통과하는 통로가 있고, 노즐 선단측에서 셧오프 핀의 위치와 겹치도록 하고 있는 핫 러너 노즐도 채용할 수 있는 것이다.

또한, 비교예와 실시예의 대비에 있어서 제조한 중공 성형체는 PET 보틀로 했지만, 본 발명은 실시하는데 있어서 수지재를 PET로 한정하는 것은 아니다.

1: 사출 연신 블로우 성형기 2: 사출 장치
3: 사출 성형부 4: 사출 성형 금형
9: 핫 러너 장치 10: 캐비티 금형
11: 코어 금형 12: 게이트
13: 핫 러너 노즐 14: 핫 러너 블록
15: 횡 러너부 16: 종 러너부
17: 도입구 18: 도입 러너부
20: 분기 관로 21: 용융 수지
22: 중앙 영역 23: 링형상 영역
24: 저온도 고점도 수지 25: 고온도 저점도 수지
26: 원호형상 영역 37, 39~43: 절곡부
38: 영역 X: PET 보틀의 동체부
A: 입평면

Claims (8)

1. 열을 지어 배치되어 사출 방향을 상방으로 한 복수의 핫 러너 노즐과, 상기 핫 러너 노즐의 하방에 위치하며 핫 러너 노즐의 열 방향을 따르는 횡(橫) 러너부와, 각각 상기 횡 러너부로부터 상방을 향해 연장되어 횡 러너부를 흐르는 용융 수지를 상기 핫 러너 노즐에 안내하는 종(縱) 러너부와, 상기 횡 러너부의 도중부에 연속하고 있으며, 사출 방향을 횡 방향으로 한 사출 장치로부터의 용융 수지가 송입되는 도입구로부터 횡 러너부를 향해 용융 수지를 안내하는 도입 러너부를 구비하는 핫 러너 장치에 있어서,
   상기 도입 러너부는, 횡 러너부의 위치를 상하 방향으로 통과하는 입평면(立平面)에 이르고 나서 횡 러너부측으로 구부러져 있고, 상기 입평면 내에서 횡 러너부의 도중부에 연속하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 핫 러너 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 도입 러너부는, 횡 러너부의 하부와 상부 중 어느 한쪽에 연속하고 있는, 핫 러너 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 도입 러너부가 상기 횡 러너부에 연속하는 부분은 분기 관로로 되어 있고, 상기 분기 관로는, 도입 러너부의 관벽에 슬라이딩 접촉하는 용융 수지의 외주부에 위치하는 수지를 두 방향으로 분기하고, 분기한 상기 수지의 이동 방향을, 횡 러너부에 있어서의 상기 도입 러너부가 연속하는 측의 관벽을 따르게 하여 횡 러너부의 길이 방향으로 편의(偏倚)시키는 것인, 핫 러너 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도입 러너부의 상기 구조에 의해, 상기 도입 러너부로부터 상기 횡 러너부를 거쳐 상기 종 러너부에 도입되는 용융 수지의, 상기 종 러너부의 관로 평단면의 둘레 방향에 있어서의 온도 불균일이 억제되는, 핫 러너 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 핫 러너 장치는, 복수의 프리폼 성형 부분과, 각 프리폼 성형 부분에 각각 연속하는 복수의 게이트를 구비하는, 사출 연신 블로우 성형기의 사출 성형 금형의 하부에 설치되고,
   상기 복수의 핫 러너 노즐의 각각은, 상기 각 게이트에 접속되며,
   각 핫 러너 노즐로부터 사출된 용융 수지는, 상기 게이트를 통과하여, 상기 각 프리폼 성형 부분에 충전되는, 핫 러너 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 핫 러너 장치의 상기 도입 러너부에, 사출 장치에서 횡 방향으로 하여 용융 수지를 송입하고, 복수의 핫 러너 노즐을 향해 상기 용융 수지를 분기하는 방법으로서,
   상기 도입 러너부에 송입되어 전단 발열에 의해 고온도이며 저점도가 된 수지를 외주부에 가지는 용융 수지가 이동하는 방향을, 상기 입평면을 따르는 방향으로 바꾼 후,
   상기 용융 수지를 횡 러너부의 도중부에 송입하고, 고온도이며 저점도가 된 상기 수지가 이동하는 방향을, 횡 러너부의 상기 도중부로부터 이 횡 러너부의 길이 방향을 따르는 두 방향으로 분기하고,
   분기한 고온도이며 저점도인 상기 수지를, 횡 러너부에 있어서의 상기 도입 러너부가 연속하는 측의 관벽을 따르게 하여 횡 러너부의 길이 방향으로 편의시키는 것을 특징으로 하는 핫 러너 장치에 있어서의 용융 수지의 분기 방법.
7. 사출 장치로부터의 용융 수지가 사출되어 프리폼을 사출 성형하는 사출 성형부와, 상기 사출 성형부의 사출 성형 금형으로부터 이형(離型)한 프리폼을, 블로우 성형 금형에서 연신 블로우 성형을 행하여 중공 성형체를 얻는 연신 블로우 성형부와, 이 연신 블로우 성형부의 블로우 성형 금형으로부터 중공 성형체를 이형하여 성형기 밖으로 송출하는 취출(取出)부를 구비하는 사출 연신 블로우 성형기에 있어서,
   상기 사출 성형부는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 핫 러너 장치의 상부에 설치되고, 상기 핫 러너 노즐 각각에 프리폼 성형 부분을 대응시킨 사출 성형 금형을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 사출 연신 블로우 성형기.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 사출 성형 금형은, 상기 핫 러너 노즐로부터 상방을 향해 용융 수지가 사출 충전되고, 구부(口部)를 위로 하는 프리폼을 성형하는 성형 금형인, 사출 연신 블로우 성형기.

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