TWI769740B - 製造瓶體的吹塑成型機以及把手瓶的吹塑成型方法 - Google Patents

Abstract

一種吹塑成型機的注塑成型模具，包括模座、模唇以及公模仁。模座具有一瓶胚身母模定義出一瓶體的一瓶胚身部的外表面、以及一把手部模座定位於該瓶胚身母模的外側。模唇具有一模唇母模且其表面側銜接於該瓶胚身母模的表面、以及一把手通道連通該模唇母模的表面並於該模唇的外側形成一開口，該模唇定位於該模座時，該模唇外側的該開口連通該把手部模座的一外側開口。公模仁定義出該瓶胚身部的內表面。此種注塑成型模具能透過模唇移動瓶胚進入下一個工作站，使瓶胚的瓶胚身部與把手部接裸露於空氣中進行調溫，故能減少把手與瓶身相接處的的凹陷。

Description

製造瓶體的吹塑成型機以及把手瓶的吹塑成型方法

本發明係關於一種射出吹塑成型機，特別是指一種製造具有把手之瓶體的吹塑成型機，以及把手瓶的成形方法。

吹塑成型是瓶體製造方式的一種，其具有製作成本較低、成品機械性質較好等優點。

然而，若要以吹塑成型方式製造具有把手之瓶體時，由於把手與瓶體之厚度不相同，容易因進膠速率、冷卻速率的不同導致塑料的殘留應力和收縮量產生差異，而影響到吹塑成型後成品之品質。因此，便有一種吹塑成型機，其係特別適用於製造具有把手之瓶體。

例如請參閱我國專利公開第202000429號，其揭露了一種適用於製造具有把手之瓶體的吹塑成型機及其使用方法，參閱圖1所示。該吹塑成型機包括一機台100、一射出裝置110、一吹瓶模座120及一旋轉接頭130；該機台100包括有一轉盤101，該轉盤101上具有複數工作檯102，各該工作檯102等角度的設置於該轉盤101，各該工作檯102上包括至少一瓶胚座103，各該瓶胚座103供以設置具有把手之瓶胚P，而各該瓶胚座103分別具有一部分調溫裝置103A；該旋轉接頭130設置於該轉盤101上，該旋轉接頭130與各該工作檯102之各瓶胚座103連通，該 旋轉接頭130供以提供液體或氣體至各該部分調溫裝置103A。藉此可做為適用於製造具有把手之瓶體之吹塑成型機。

然而，在實際使用上，仍有待研發改進之空間。例如，對於不同的把手厚度，尤其是把手厚度較瓶體為厚者，由於把手冷卻速度會慢於瓶體，在連續生產的過程中，在射出成型之後，若把手區域射出時冷卻後產生表面凝固層過薄，在把手本身、或把手與瓶胚身相接處容易產生收縮缺料的問題，因此，相接處會產生凹陷的缺陷甚至使整個瓶胚變形，在後續吹塑成型的製程挑戰較大。

本發明提供一種適用於製造具有把手之瓶體的吹塑成型機，其主要目的在於能夠適用把手厚度較胚身為厚者，所謂的把手厚度較胚身為厚者，指的是該把手部的厚度大於該瓶胚身部的厚度，或者該把手部模座定義出的把手部截面積大於200平方公釐(mm²)以上，或者把手部的厚度為12公釐(mm)以上。

於第一種實施樣態中，吹塑成型機的一注塑成型模具包括模座、模唇以及公模。模座具有一瓶胚身母模定義出一瓶體的一瓶胚身部的外表面、以及一把手部模座定位於該瓶胚身母模的外側，該把手部模座定義出把手的造型樣式以及一把手厚度尺寸。一模唇具有一模唇母模且其表面側銜接於該瓶胚身母模的表面、以及一把手通道連通該模唇母模的表面並於該模唇的外側形成一開口，該模唇定位於該模座時，該模唇外側的該開口連通該把手部模座的一外側開口。公模包含一公模仁，受控制而依序進入該模唇母模以及該瓶胚身母模，定義出該瓶胚身部的內表面。

此種注塑成型模具能在模唇上形成瓶胚，透過模唇移動瓶胚進入下一個工作站，在移動至下一個工作站的過程中，瓶胚的瓶胚身部與把手部接裸露於空氣中持續進行調溫，可以減少把手與瓶身相接處的的凹陷、真空泡或者甚至斷裂的問題，提高良率。

本發明還提供一種使用上述的注塑成型模來生產具有厚把手的瓶體的方法。在形成具有厚把手的瓶胚之後，可以選擇透過室溫對瓶胚的把手進行調溫，以提高良率。

100:機台

101:轉盤

102:工作檯

103:瓶胚座

103A:部分調溫裝置

110:射出裝置

120:吹瓶模座

130:旋轉接頭

140:取出裝置

200:瓶胚身母模模座

201:灌注口

202:鑄模口

220:瓶胚身母模

240:定位槽座

300:模唇

310:模唇母模

311,312:模唇單元

315:模唇延伸部

316:牙口

320,321:把手部模穴

325:外側開口

330:螺栓組

350:轉移平台

360,361,362:定位元件

371,372:定位塊

400:公模

410:公模仁

500:控制裝置

501:定位平台

510:流體接頭

511:外部冷卻水路

520:驅動源

600:定位模座

611,612:把手部模座單元

615:把手部模穴

616:把手部模座開口

621,622:驅動源

650:瓶胚身母模定位槽

660:瓶胚身母模

801,802,805,811,812:水道接口

821:入水端

822:出水端

851,852,853:冷卻水路

855:軟管冷卻水路

P:瓶胚

P1:瓶胚身部

P2:把手部

B-B:剖面

圖1是射出吹塑成型設備的示意圖。

圖2是一實施態樣的模唇示意圖。

圖3是圖2的剖示圖。

圖4是圖2的爆炸圖。

圖5是包含圖2的實施態樣的射出站的分離示意圖。

圖6是圖5的射出站的另一視角圖。

圖7是圖5的射出站的組裝圖。

圖8是圖5的射出站的剖示圖。

圖9是另一實施態樣的模唇與定位模座示意圖。

圖10是包含圖9的實施態樣的射出站的組裝圖。

圖11是圖10的剖示圖。

圖12是圖10的B-B剖面，為把手部模座合模狀態。

圖13是圖10的B-B剖面，為把手部模座分離狀態。

圖14是圖10的射出站的分離示意圖。

圖15是圖9實施態樣中，模唇的使用示意圖。

請參閱圖1，為射出吹塑成型設備的示意圖，是由轉盤101的外周圍定義出複數個工作站，其中射出站具有射出裝置110、吹塑站具有吹瓶模座120、取出站的外側設置取出裝置140、射出站與吹塑站之間為保溫站。轉盤101上設置固定瓶胚的轉移平台350(如圖2所示)，將瓶胚傳送到數個工作站進行相關工序。

以圖1的設備作為例子，簡要的說明射出吹塑成型形成具有把手的瓶體的流程。

於射出站，熔融塑料透過射出裝置110注入注塑成型模具中，形成具有把手部的瓶胚P，此時，瓶胚P的把手部P2(如圖8所示)的形狀已大致固定，故完成射出成形時，把手部的溫度會下降到不至於使把手變形的程度，接著轉移平台350，將瓶胚P從注塑成型模具中移出，沿著轉盤101旋轉轉移至保溫站，進入下一個流程。

於保溫站，瓶胚P的瓶胚身部P1(如圖8所示)，被保持或降溫在能進入吹塑站進行吹塑成型的作業溫度，上述的溫度控制是由瓶胚身部的尺寸、作用位置或材料而定，瓶胚P的瓶胚身部P1的溫度控制可以由外部冷卻源控制。

於吹塑站，瓶胚P的瓶胚身部將置於吹塑成型的模具中，吹塑站具有吹嘴單元朝向瓶胚身部的內部灌注高壓空氣，使瓶胚身部向外擴張並依照吹瓶模座120的形狀而塑造成成品的外觀。於此吹塑站亦會使用推桿，從瓶胚的瓶口深入瓶底，將瓶底朝向吹瓶模座120底部，以控制成品瓶體的厚度。

於取出站，透過取出裝置140將成品從轉移平台350取出，接著，空的轉移平台350進入下一次射出成形的工序。

請參閱圖7與圖8，繪示一種射出站的注塑成型模具的實施態樣，於本實施態樣中，把手瓶的瓶胚P是由瓶胚身母模模座200、模唇300、公模400來定義出來的，瓶胚身母模模座200具有瓶胚身母模220，模唇300具有模唇母模310且銜接於瓶胚身母模220的開口，公模400具有公模仁410從模唇300的上側開口朝向瓶胚身母模220的方向進入瓶胚身母模220之中，公模仁410的下方部份決定瓶胚的內表面，公模仁410的上方部分接觸模唇母模310的模唇延伸部315。

請一併參閱圖2至圖4，繪示圖7的射出站的模唇300的結構，模唇300為對稱設置的二個模唇單元311,312，二模唇單元311,312分別具有半圓形的模唇母模310以及把手部模穴321從半圓形模唇母模310的表面向外延伸。二模唇單元311,312透過螺栓組330從二模唇單元311,312的外側鎖固與併接，建構出模唇300的轉移平台350、模唇母模310的整體輪廓、瓶胚的牙口316的位置、以及把手部模穴320。模唇單元311,312併接時形成模唇300的上下側開口，模唇300的下側開口銜接於瓶胚身母模220的開口，使瓶胚身母模220定義出的瓶胚身部P1的表面銜接至模唇母模310定義出的瓶胚開口的表面，模唇300的上側開口具有從模唇母模310向上延伸的模唇延伸部315。請參閱圖8，當公模仁410從上側開口進入模唇母模310的中間時，公模仁410的下方部分與瓶胚身母模220定義出瓶胚P的瓶胚身部P1的肉厚，公模仁410的中間部分與模唇母模310之間的空間定義出瓶胚開口的形狀，公模仁410的上方部分接觸模唇母模310的模唇延伸部315，模唇延伸部315用來導引公模仁410進入瓶胚身母模220之中，模唇延伸部315與模唇母模310交接的位置形成瓶胚的開口前緣。

此外，模唇母模310與把手部模穴320的內部冷卻水路是建構在模唇300的轉移平台350之中，請參閱圖4，在轉移平台350的垂直側面上設有複數個水道接口，其中，模唇單元311,312各自的水道接口802,805連接環繞把手部模穴320的內部的冷卻水路，把手部模穴320的內部的冷卻水路再延伸至連接模唇母模310的內部的冷卻水路，模唇單元311,312各自的內部的冷卻水路經過水道接口811,812連接軟管冷卻水路855的二端。

於圖4還繪示了連接把手部模穴320的內部冷卻水路與外部水路的切換裝置，其透過控制裝置500來使外部冷卻水路511連接或斷開把手部模穴320的內部的冷卻水路。控制裝置500具有定位平台501、驅動源520固定於定位平台501、以及流體接頭510受驅動源520控制而於定位平台501往復移動。流體接頭510的一側具有入水端821、出水端822以連通外部冷卻源(例如：圖1所示的旋轉接頭130)，流體接頭510的另一側具有二外部冷卻水路511，外部冷卻水路511的水道接口801,806分別連接二模唇單元311,312的水道接口802,805。因此，透過流體接頭510的往復移動，可以使外部冷卻水路511的水道接口801,806與模唇單元311,312的水道接口802,805對接或分離。當上述的水道接口(801與802，806與805)對接時，外部冷卻源可以從入水端821進入，依序通過水道接口801、802，進入模唇單元312的內部水路，從水道接口811流出，接著水道接口811透過軟管冷卻水路855連接至模唇單元311的水道接口812，進入模唇單元311的內部水路，從水道接口805流出，最後從出水端822流出。

上述的外部冷卻源控制裝置500是建構在多個工作站(射出站、保溫站、吹塑站)中，當前一工作站的把手部冷卻條件達成時，控制裝置500使外部冷卻水路511與水道接口802,805斷開，使轉移平台350能將瓶胚P轉移至下一工作 站，接著下一個工作站的控制裝置500再將外部冷卻水路511與水道接口802,805連接，持續進行下一階段的冷卻作業，確保瓶胚P的把手部P2是維持在預定的溫度區間，或者維持在預定冷卻速率，以增加把手的良率。

復請請參閱圖3的模唇300剖面結構以及圖5至圖8繪示的射出站，於本實施態樣中，模唇300的轉移平台350的下側表面凸出形成定位元件361,362，定位元件361鄰近模唇母模310的下側開口，定位元件362鄰近把手部模穴320的下方，模唇300的轉移平台350前側與後側分別具有與定位元件361,362相間隔的定位塊371,372。瓶胚身母模模座200具有一定位槽座240，定位槽座240具有一平台用以安裝瓶胚身母模220，使瓶胚身母模220的開口朝上。

當模唇300被定位於瓶胚身母模模座200的上方時，定位元件361,362進入定位槽座240中，將併接的模唇單元311,312的左右二側定位，以使模唇單元311,312形成鎖模的狀態，定位塊371,372位於定位槽座240的外側面，提供模唇單元311,312前後側的定位。此時，透過定位元件361,362、定位塊371,372在模唇300的前、後、左、右四個方向產生定位作用，使模唇300的模唇母模310銜接於瓶胚身母模220的開口。

瓶胚身母模模座200的下方具有銜接射出裝置110(如圖1所示)的灌注口201，灌注口201連通瓶胚身母模模座200的內部通道並延伸至瓶胚身母模220下方的鑄模口202，使熔融塑料能灌注到瓶胚身母模220、模唇300與公模400界定的空間中。

在瓶胚身母模模座200、模唇300、公模400分別設置各自的內部冷卻水路852、851、853，用以將注入的塑料冷卻，使帶有把手的瓶胚凝固的狀態，使其於進入吹塑站之前不至於變形。於本實施態樣中，由於模唇300包含瓶胚的 牙口316、模唇母模310以及把手部模穴321，如圖5及圖6所示，在瓶胚P已成型，公模400朝上方移動之後，模唇300朝向上方移動同時定位瓶胚P的把手部P2與瓶口，連帶的使整個瓶胚身部P1脫離瓶胚身母模220，此時，瓶胚P的把手部P2仍然位於把手部模穴321之中。接著，模唇300的轉移平台350可以將帶有把手部P2的瓶胚P轉移至下一個工作站。

請參閱圖9至圖11，繪示另一實施態樣的模唇300，及其對應的射出站的注塑成型模具。於本實施態樣中，射出站具有模唇300、公模400以及定位模座600。公模400的作用與前一實施態樣相同，故不再贅述。

模唇300為二模唇單元311,312併接而形成，二模唇單元311,312具有對稱設置的半圓形的模唇母模310，於二模唇單元311,312並接之後，建構出模唇300的轉移平台350、模唇母模310的整體輪廓以及瓶胚的牙口的位置，此外，在模唇單元311,312具有把手通道從模唇母模310的表面向外延伸，並於該模唇300的外側形成一外側開口325。

定位模座600具有呈L型的底座與側座，定位模座600的底座具有瓶胚身母模定位槽650用來定位一瓶胚身母模660及瓶胚身母模660對應的內部冷卻水路，定位模座600的側座具有向外突出的二延伸手臂，用來定位二個把手部模座單元611,612及控制二把手部模座單元611,612的驅動源621,622。驅動源621,622將二把手部模座單元611,612朝向內部推壓而密合，形成把手部模穴615以及把手部模座開口616連通把手部模穴615，在定位模座600與模唇300結合時，把手部模座開口616連通模唇300的外側開口325。因此，定位模座600將把手部模穴615定位於瓶胚身母模660的外側，且使把手部模穴615的把手部模座開口616略高於瓶胚 身母模660的開口，瓶胚身母模660定義出瓶胚P的瓶胚身部P1的外表面，把手部模穴615定義出瓶胚P的把手部P2的外觀。

當射出站的公模400、定位模座600以及模唇300結合時，模唇300的定位元件360進入定位模座600之中，定位元件360用來鎖模與定位，使模唇300的下側開口銜接於瓶胚身母模660的開口，因此，瓶胚身母模660定義出的瓶胚身部P1的表面銜接至模唇母模310定義出的瓶胚開口的表面。模唇300的外側開口325銜接於把手部模穴615的把手部模座開口616。當公模仁410從上側開口進入模唇母模310的中間時，公模仁410的下方部分與瓶胚身母模660定義出瓶胚身部P1的肉厚，公模仁410的中間部分與模唇母模310之間的空間定義出瓶胚開口的形狀，公模仁410的上方部分接觸模唇母模310的模唇延伸部315，形成瓶胚的開口前緣。

定位模座600的下方具有銜接射出裝置110(如圖1所示)的灌注口201，灌注口201連通定位模座600的內部通道並延伸至瓶胚身母模660下方的鑄模口202，使熔融塑料能灌注到瓶胚身母模660、模唇300、公模400以及把手部模穴615界定的空間中。

請參閱圖11與圖12，公模400、定位模座600的瓶胚身母模660以及把手部模穴615的周圍分別設置冷卻水路853、852、851對熔融塑料進行冷卻，形成帶有把手部P2的瓶胚P的外觀，此時，模唇300的模唇母模310能夠定位瓶胚的瓶口(與牙口)，模唇300的把手通道能夠定位部分的把手部P2的前端。

請參閱圖11至圖15，於瓶胚P成型之後，先將公模400抽離模唇300，接著，驅動源621,622控制二把手部模座單元611,612彼此分離，即圖13所示的狀態，使把手部P2能夠從把手部模座單元611,612之間的空間裸露出，接著，控制模唇300上升，模唇300的模唇母模310定位瓶胚瓶口，也同時將瓶胚身部P1與把手 部P2向上移動，而脫離射出站。即可透過轉移平台350將帶有把手的瓶胚P轉移至下一個工作站，在此實施態樣中，轉移平台350定位瓶胚的瓶口，瓶胚身部P1裸露於模唇母模310的下方，把手部P2從模唇300的外側開口裸露於空氣中，即圖15繪示的狀態。

上述二實施態樣的注塑成型模具皆適用於製造具有厚把手的把手瓶瓶胚，所謂厚把手瓶胚，指的是瓶胚P之把手部P2厚度大於瓶胚身部P1之瓶胚厚度，又或者，把手部P2之截面積是200平方公釐(mm²)以上者，又或者把手部P2的厚度為12公釐(mm)以上。

於一實施態樣，是採用水冷的包覆封閉式設計，在射出站時，瓶胚P的瓶胚身部P1及把手部P2均由冷卻水路降溫，當射出完成後，把手部P2仍然包覆在模具內持續冷卻，以避免把手部P2與瓶胚身部P1溫度差過大(或降溫速度的落差過大)，於相接處產生收縮缺料的問題，提升厚把手瓶胚的良率。在保溫站時，瓶胚身部P1除了可以透過室溫自然冷卻之外，在保溫站也可以設置其他的調溫裝置，將瓶胚身部P1維持在有利於後續操作的預定溫度中。除了厚把手瓶胚之外，此實施態樣可以適用於各種厚度之把手。

於另一實施態樣中，在射出站時，瓶胚P的瓶胚身部P1及把手部P2均由冷卻水路降溫，當射出完成後，瓶胚身部P1與把手部P2皆裸露於空氣中，透過空氣冷卻方式進行持續降溫，換言之，室溫即是控制把手部降溫的溫度，當採用空氣冷卻時，把手部P2在空氣中的熱傳導速度慢，使得把手部P2的表面凝固速度變慢，把手部P2的收縮程度自然減少，因此，也可以提升厚把手瓶胚的良率。

本發明還提供一種瓶體的吹塑成型方法，適用於製造具有厚把手瓶體，厚把手瓶體具有瓶胚身部以及把手部，其中，把手部的厚度高於瓶胚的瓶胚身部厚度。該方法包括以下步驟：步驟A、於一注塑成型模具中成形瓶胚與連接該瓶胚的把手部，並使該瓶胚與把手部冷卻至預定溫度，冷卻時該瓶胚的牙口定位於一模唇；步驟B、控制該模唇遠離該注塑成型模具的一模座，並轉換工作站時，將該瓶胚的該瓶胚身部裸露於空氣中；步驟C、對該瓶胚的該瓶胚身部與把手部持續進行調溫；以及步驟D、移動該瓶胚進入一吹塑站。

在步驟B，若該模唇僅將該瓶胚的該瓶胚身部裸露於空氣中，把手部仍位於把手部模穴當中，則在步驟B還包含操作一控制裝置，在模唇將瓶胚轉移至下一工作站時(例如轉移至保溫站或射出站時)，將前一個工作站的外部冷卻水路斷開，再將該把手部的冷卻水路連接至下一個對應工作站的外部冷卻水路，對該把手部持續進行冷卻。此時，在步驟C，該瓶胚的該瓶胚身部是透過室溫來調溫，把手部是透過冷卻水路來調溫。

在步驟B，若該模唇遠離該注塑成型模的一模座時，該瓶胚的該瓶胚身部以及該把手部皆裸露於空氣中，則在步驟C只要將該瓶胚轉移至調溫站，透過室溫來對該瓶胚身部以及該把手部進行調溫。

具體地說，透過上述二種注塑成型模具，以共聚聚酯Tritan作為注入材料，於射出階段，螺桿溫度為260~280度，射出壓力為90~120bar，鎖模壓力為80~95bar，成型循環時間75~85秒，冷卻條件設定把手溫度為45℃~65℃，公模 仁溫度50℃~70℃，母模仁溫度40℃~60℃。在之後的吹塑成型各階段的冷卻時間可以設定為相同，如以下表一所示。

於較佳的實施態樣中，射出成型的冷卻條件可以設定成，把手溫度為50℃~60℃，公模仁溫度50℃~60℃，母模仁溫度50℃~60℃，持續70~80秒；或者，把手溫度為55℃，公模仁溫度50℃，母模仁溫度60℃，持續80秒。

若在步驟B時，若該模唇僅將該瓶胚的該瓶胚身部裸露於空氣中，把手部仍位於把手部模穴當中，則透過冷卻水路對把手部的調溫範圍介於45℃~65℃，進一步地，介於50℃~60℃，或者以55℃進行調溫，且每一個工作站地調溫溫度皆相同。

300:模唇

311,312:模唇單元

315:模唇延伸部

350:轉移平台

360:定位元件

600:定位模座

611,612:把手部模座單元

616:把手部模座開口

621,622:驅動源

650:瓶胚身母模定位槽

660:瓶胚身母模

Claims (4)

1. 一種用於製造瓶體的吹塑成型機，包含一注塑成型模具，該注塑成型模具包括：一模座，具有一瓶胚身母模定義出一瓶體的一瓶胚身部的外表面、以及一把手部模座定位於該瓶胚身母模的外側，該把手部模座定義出的一把手部；一模唇，該模唇為二模唇單元併接而形成，該模唇可相對該模座上下移動，該模唇具有一模唇母模且其表面側銜接於該瓶胚身母模的表面、以及一把手通道連通該模唇母模的表面並於該模唇的外側形成一開口，該模唇定位於該模座時，該模唇外側的該開口連通該把手部模座的一外側開口；以及一公模仁，受控制而依序進入該模唇母模以及該瓶胚身母模，定義出該瓶胚身部的內表面；其中，該把手部的厚度大於該瓶胚身部的厚度，或者該把手部的厚度大於12公釐(mm)，或者該把手部模座定義出的該把手部的截面積大於200平方公釐(mm²)。
2. 如請求項1所述的吹塑成型機，其中，該把手部模座為二模座單元併接而形成，該等模座單元分別受控於一驅動源控制其開闔。
3. 一種瓶體的吹塑成型方法，使用如請求項1所述之製造瓶體的吹塑成型機，該製造瓶體的吹塑成型機包含一注塑成型模具，該瓶體的一瓶胚具有一瓶胚身部及一把手部，該把手部的厚度大於該瓶胚身部的厚度，或者該把手部的厚度大於12公釐(mm)，或者該把手部的截面積大於200平方公釐(mm²)，該吹塑成型方法包括以下步驟： 步驟A、於該注塑成型模具中成形一瓶胚，並使該瓶胚冷卻，冷卻時該瓶胚的牙口定位於一模唇；步驟B、控制該模唇向上遠離該注塑成型模具的一模座，並裸露該瓶胚的該瓶胚身部；步驟C、對該瓶胚的該瓶胚身部與該把手部進行調溫；以及步驟D、移動該瓶胚進入一吹塑站。
4. 如請求項3所述的吹塑成型方法，其中，在該步驟B，該模唇向上遠離該注塑成型模具的該模座時，裸露該瓶胚的該瓶胚身部以及該把手部。

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