(57)【要約】【課題】  装置の構成上で避けられないプリフォームの表面温度の温度偏差を解消して、より適切な温度管理を行ってプリフォームを成形することができる技術を開示する。【解決手段】  射出成形された前記プリフォームを射出成形型から取り出した後に、内部に前記プリフォームを収容する空間を有するとともにプリフォームの軸に垂直な面で複数に分割されて開閉自在な温調ポットによって、前記プリフォームの表面温度を昇温する。温調ポットは、半円筒状の上部温調ポットと、半円筒をさらに２分割した下部温調ポットからなり、２つの下部温調ポットは、リンク機構によってそれぞれ外側に拡開してプリフォームの収容口を形成する。下部温調ポットの少なくとも一方の、２つの半径の交点付近にゲート片を切断するゲートカット刃を設ける。【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機において成形したプリフォームをブロー成形機に移送してブロー成形を行う樹脂成形機において、射出成形された前記プリフォームを射出成形型から取り出した後に、内部に前記プリフォームを収容する空間を有するとともにプリフォームの軸に垂直な面で複数に分割されて開閉自在な温調ポットによって、前記プリフォームの表面温度を昇温することを特徴とした樹脂成型におけるプリフォームの成形装置。
【請求項２】
温調ポットは、半円筒状の上部温調ポットと、半円筒をさらに２分割した下部温調ポットからなり、２つの下部温調ポットは、リンク機構によってそれぞれ外側に拡開してプリフォームの収容口を形成する請求項１に記載の樹脂成形におけるプリフォームの成形装置。
【請求項３】
２つの下部温調ポットは、上部温調ポットの円弧と直径の交差する近辺に接続され、当該接続点を中心として外側に回転しながら拡開する請求項１または２記載の樹脂成形におけるプリフォームの成形装置。
【請求項４】
下部温調ポットの少なくとも一方の、２つの半径の交点付近にゲート片を切断するゲートカット刃が設けられた請求項１〜３のいずれか記載の樹脂成形におけるプリフォームの成形装置。
【請求項５】
温調ポットは、前後シリンダ及び上下シリンダによって、前後及び上下移動する請求項１に記載の樹脂成形におけるプリフォームの成形装置。
【請求項６】
ブロー成形機は、ブロー成形直前に行う延伸工程を備えた成形機である請求項１〜５のいずれか記載の樹脂成形におけるプリフォームの成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形機に係るもので、射出成形から延伸ブロー成形に至るまでを一連の工程で行うことができる装置であり、延伸ブロー成形前の適性に温度を制御されたプリフォームを成型する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形技術において、最終的にブロー成形品を製造する場合には、成形精度を高めるために、最初に射出成形によってプリフォームを成形し、これを延伸ブロー成形する技術が知られている。出願人も、この一連の技術を達成するための装置を開発し、出願している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７６５２７
【特許文献２】特開平０４−０２７５２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このうち、特許文献２に記載された発明方法は、従来の「プリフォームの射出成形−温度調整−延伸吹込成形−成型品取出」の４工程を要する４ステーション方式を改良し、温度調整を省略して３ステーション方式とすることを前提としている。また、特許文献１に記載された発明装置についても、プリフォームの温度調整を行うという記載はないので、基本的には３ステーション方式を採用した装置であるといえる。
【０００５】
ところで、射出成形によってプリフォームを製造し、これを延伸ブロー工程に移送して延伸ブロー成形を行う場合には、プリフォームの温度管理が非常に重要である。すなわち、プリフォームの表面温度が部分的にばらつきがあったり、プリフォームの厚みとは無関係に温度偏差が出現するのであれば、その後の延伸ブロー工程を経た製品は高い品質を保証することができない。
【０００６】
一般に、射出成形の概略は図６に示したようにインジェクションキャビティ６１にインナーコア６２を嵌挿した状態で、ゲート６３を介して射出シリンダ６４によって溶融樹脂がマニホールド６５に設けられた樹脂流路６６からキャビティ内に射出されるものであり、溶融樹脂を冷却するためにインジェクションキャビティ６１内には冷却水回路（図示せず）が設けられている。そして、冷却されたインジェクションキャビティ６１に対して溶融樹脂が射出されることにより、溶融樹脂はその表面が冷却されてスキン層が形成され、内部が溶融状態のプリフォームが完成する。しかしながら、この装置だけでプリフォームを成形した場合には、冷却水は上流より下流側が昇温されることになるため、プリフォームの表面温度にも流路に応じて温度勾配が生じてしまう。そうすると、プリフォームの形状によっては問題がない場合もあるが、反対に温度偏差が原因で精度の高い延伸ブロー成形を行うことができないという場合が生じることがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決することを目的とするものであって、装置の構成上で避けられないプリフォームの表面温度の温度偏差を解消して、より適切な温度管理を行ってプリフォームを成形することができる技術を開示するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記目的を達成するために、射出成形機において成形したプリフォームをブロー成形機に移送してブロー成形を行う樹脂成形機において採用した構成である。また、ブロー成形機には、ブロー成形に先だって延伸工程を行うものも含んでいる。そして、射出成形されたプリフォームを射出成形型から取り出した後に、内部にプリフォームを収容する空間を有するとともにプリフォームの軸に垂直な面で複数に分割されて開閉自在な温調ポットによって、前記プリフォームの表面温度を昇温するという手段を採用した。この手段によれば、射出成形時にプリフォームにスキン層を形成するために行われる冷却によってプリフォームの表面温度に好ましくない温度偏差が生じた場合でも、温調ポットによって強制的に表面温度を昇温させることになり、表面温度の均一化あるいは意図的な温度偏差を与えることとなる。
【０００９】
また、温調ポットは、半円筒状の上部温調ポットと、半円筒をさらに２分割した下部温調ポットからなり、２つの下部温調ポットは、リンク機構によってそれぞれ外側に拡開してプリフォームの収容口を形成するという手段を用いた。より具体的な手段としては、２つの下部温調ポットは、上部温調ポットの円弧と直径の交差する近辺に接続され、当該接続点を中心として外側に回転しながら拡開するという手段を用いた。この手段では、簡単なリンク機構によって温調ポットを開閉することができ、プリフォームの収容・取り出しを容易とする。
【００１０】
さらに、下部温調ポットの少なくとも一方の、２つの半径の交点付近には、ゲート片を切断するゲートカット刃を設けるという手段を用いた。この手段では、下部側温調ポットの開閉に伴ってプリフォームに必然的に発生するゲート片を切断することができ、別途の装置を不要とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上記手段を採用したので、射出成形によって製造したプリフォームをインジェクションキャビティから取り出した直後に、温調ポットによってプリフォームの表面を加熱して適切な温度に調整すると同時に、型から取り出されたプリフォームにはゲート部に対応する位置に必然的に生じるゲート片を切断することができる。したがって、ゲート片の切断を行いながらプリフォームの温度調整が可能となるので、大幅な時間ロスを回避しながら精度の高い成型品を製造することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１〜図３は本発明装置を適用する樹脂成型機の一例を示したものであるが、基本的には出願人に係る上記特許文献１に記載された成形機に新たな装置を組み込んだものである。そして、成形機全体としては図１から図３に向かうように成形工程が進行し、図３から図１に復帰するという一連のサイクル工程を示している。ここで、Ａは本発明装置における射出成形ブロック、Ｂはブロー成形ブロックを示す。そして、１は装置の固定側、２は移動側であり、移動側２が往復動を行うことによって射出成形からブロー成形までの一連の工程を連続して行う。
【００１３】
固定側１の構成としては、３は公知の構造を採用したホットランナー、４はＰＥＴなどの溶融樹脂をホッとランナー３に導入するためのノズル、５は金型に溶融樹脂を射出するためのゲート、６は金型の雌型、７は射出成形が完了した予備成形品（プリフォーム）を雌型６側に留置するため、あるいは成形品にアンダーカットを施すための口部型、８は雌型６を格納している固定側板である。ここで、図面でも明らかなように、本発明装置では雌型６および口部型７はノズル４側から組み込むのではなく、ホットランナー３はそのままの状態で移動側２から雌型６および口部型７の順に組み立てるようにしている。なお、９はプリフォームのゲート部に残留するゲート片を切断するためのゲートカット機である。そして、本発明ではゲートカット機９に重要な改良が加えられているが、この点は後述する。
【００１４】
次に、移動側２の構成を説明すると、１０はプリフォームを射出成形するための雄型、
１１は雄型１０が設けられた移動側板、である。そして、移動側２が固定側１に対して往復動を繰り返し、雌型６に雄型１０が確実に収容された状態でノズル４から導入された溶融樹脂がホットランナー３によってゲート５を介して射出されることによって、プリフォームが順次製造され、ゲートカット機９によって不要なゲート片が切除される。このように、プリフォームの射出成形については固定側１に対する移動側２の往復動に応じて処理が行われることになる。
【００１５】
続いて上述した手順によって製造されたプリフォームを搬送してブロー成形で最終品を製造する構成について説明する。図中、１２はプリフォームの移送アームであり、この移送アームが一定角度だけ回転することによってその先端部に設置されたプリフォーム受取りコア１３が射出成形型からプリフォームを受け取り、ブロー成形機に搬送する。ブロー成形ブロックＢについては、２つ割りの中空型１４・１５の一方側１４が固定側１に設けられ、他方側１５が移動側２に設けられており、上述した射出成形工程で移動側２が固定側１に密着するのと同時に成形型として組み合わされる関係に配置されている。なお、図１は移送アーム１２が下方に移動してプリフォーム受取りコア１３がブロー成形ブロックＢ側に位置する場合を示し、図２はその逆にプリフォーム受取りコア１３が射出成形ブロックＡ側に位置する場合を示している。本実施形態では移送アーム１２が水平方向から９０度下側に回転することによってプリフォームを受け渡しする構成としているが、その回転角度は限定されるものではない。１６はプリフォーム受取りコア１３の入り子であって、バキュームをかけることによってプリフォーム受取りコア１３が受け取ったプリフォームが移送中に脱落しないようにしている。なお、この構成は一例であって、入り子１６についてプリフォームと機械的な接触によって脱落を防止する構成や、軽い粘着によって脱落を防止する構成を代替的に採用することも本発明の範囲に含まれる。
【００１６】
１７は延伸棒、１８は延伸棒先端チップであり、ブロー成形時に成形型に挿通しエアの吹き込みを行う構成である。なお、延伸棒先端チップ１８は取り外して交換することができ、これを交換することによって異種成形品を成形することができる。
【００１７】
また、１９は底型取付板であり、その上部にはブロー成形用の底型２０が設けられている。この底型取付板１９は移動側２を閉じた状態では底型取付押え板２１によって支持しているが、底型取付押え板２１は射出成形時に用いる加圧空気を分岐させてこれに加えることによって底型取付板１９を上方に向かって付勢させ、ブロー成形時でも底型２０が動かないようにしている。なお、底型取付板１９は底型取付押え板２１の支持が外れれば水平方向あるいは回転方向に移動する構造にして、最終成形品を容易に取り出すことができるようにすることも可能である。
【００１８】
このような構成において、射出成形からブロー成形に至る一連の工程を説明すると、先ず固定側１と移動側２を組み合わせて雌型６に雄型１０を嵌合させ、ホットランナーシステム３等を備えた射出成形機を取り付ける。そして、溶融したＰＥＴ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂など任意に選択した樹脂をノズル４に射出する。続いて移動側２を矢印Ｃ方向に移動させて型を拡開する。本実施形態では口部型７の型形状を少なくとも幾分かのアンダーカットが生ずるように設定する。このようにすると、型開時にプリフォームが雄型１０に密着して雌型６側に移動することを回避することができ、その後の工程を確実にするためである。このようにして射出成形工程が終了する。なお、射出成形工程中はアーム１２は垂直下方を向くように位置しており、プリフォーム受取コア１３はブロー成形ブロックＢ側に位置している。
【００１９】
射出成形工程に引き続き、プリフォームの移送工程が開始される。型開に伴ってアーム１２が矢印Ｄ方向に回転して図２の状態に至り、その後口部型７がプリフォームを保持した状態でプリフォーム受取コア１３方向に進出する。アーム１２の先端にはプリフォーム受取コア１３が設けられるが、このコアは雄型１０と同様の形状をしているので、プリフォーム受取コア１３にはプリフォームが被覆される。この時点で口部型７は図３の矢印Ｅ方向に２分割されて拡開する構成としており、アンダーカットなどが設けられている場合でもその部分が干渉することがない。そして口部型７は後退して図１の状態まで復帰するが、受取コア１３に設けられた入り子１６ではバキューム等が働いているので、プリフォームは受取コア１３側に移行する。続いて固定側１に取り付けられたゲートカット機９によってゲート片を切断する。そしてアーム１２が復帰方向（矢印Ｃとは逆方向）に回転しプリフォームをブロー成形ブロックＢに移送する。なお、プリフォームの破損を防止するために、プリフォーム受取コア１３と口部型７の中心は一致している必要がある。また、図示してはいないが、雄型１０とアーム１２、あるいはプリフォーム受取コア１３はその回転によって干渉しないようにオフセットされていることはいうまでもない。
【００２０】
ブロー成形ブロックＢに移送された後は移動側２が型閉方向に移動し、移動側２に設置されている延伸棒１７が移動側板１１の内部を通過してプリフォームを延伸しながら先端部のチップ１８側から加圧空気を吹き込み、延伸中空成形を行う。なお、射出成形ブロックＡでは同時にプリフォームの射出成形工程が進行していることになる。
【００２１】
ブロー成形工程では、既に述べたように底型取付押え板２１が分岐された加圧空気によって底型取付板１９を支持しているので、底型２０などの成形型が成形工程においてずれることはない。そして、射出成形機の型締が高圧から低圧になった時に、中空型１４・１５は型閉のままで下方に移動して入り子１６との干渉を離脱させ、成形品の破損を防止するようにしている。この場合、入り子１６におけるバキュームによる吸引は停止する。
【００２２】
最終工程として、成形品の取り出し工程を説明する。図２あるいは図３のように再び移動側２を拡開すると、ブロー成形ブロックＢにおける底型２０は固定側１に設けられているので、成形品は底型２０に載せられた状態で固定側１に残留している。この状態から底型取付板１９を回転させたり、あるいは平行移動させることによって成形品を自重によって適宜なコンベヤ（図示せず）などに落下させ、装置外部に搬送する。なお、成形品の取り出しについては、コンベヤに落下させることに代えて公知の成形品取り出し機などによって掴み出すことも可能である。
【００２３】
次に、ゲートカット機９の詳細を説明する。図４はゲートカット機を図１に示した方向から見たところの側面図、図５は正面図である。本発明のゲートカット機は、具体的にはゲートカットと温調装置を組み合わせた構成である。図において、３１は装置全体を前後させるための前後シリンダ、３２は装置全体を上下させるための上下シリンダであり、これらのシリンダによって装置を所定の位置に移動させる。３３は上下シリンダ３２の動きに応じて昇降するベースであり、このベース３３には半円筒状の上部側温調ポット３４が突出するように設けられ、９０度の断面扇形で４つ割りの下部側温調ポット３５・３６が上部側温調ポット３４と合わさった状態において、その内部の空間にプリフォームＰを抱きかかえる。２つの下部側温調ポット３５・３６は、上部側温調ポット３４の円弧と直径が交差する近辺でヒンジ接続されると同時に、半円弧状のリンク３７に接続されている。そして、リンク３７はリンク制御シリンダ３８によって上下動を行わしめている。
【００２４】
この構成によると、雌型６から取り出されたプリフォームＰはプリフォーム受け取り型１３に留置されるが、この状態でいったん位置決めされ、続いて前後シリンダ３１及び上下シリンダ３２の動きによってプリフォームＰが上部側温調ポット３４に収容される。この際、下部側温調ポット３５・３６はリンク３７の作動によって開いた状態である。そして、プリフォームＰが上部側温調ポット３４に収容されればリンク制御シリンダ３８を引き上げ、リンク３７の作動によって下部側温調ポット３５・３６を閉じる。下部側温調ポット３５・３６の何れか一方には扇形半径交点の近くにゲートカット刃３９が設けられており、下部側温調ポット３５・３６を閉じればゲートカット刃３９と反対側の下部側温調ポットのエッジによって余分なゲート片を切断する。切断された小片はバキュームによって小片回収パイプ４０を介して回収され、屑を飛散させないようにしている。ゲートカット刃３９は一方の下部側温調ポット３５に設けて、いわゆる押し切りの形態でゲート片を切断するようにしたが、別の変形例として、両側に刃を設けて鋏方式による切断を行うことも可能である。なお、温調ポットの形状は本実施形態では円筒状としているが、プリフォームを周囲全体から抱きかかえて昇温させることを本質的な機能としているものであるから、その形状は円筒状に限定されるものではなく、プリフォームの形状に応じた形状を採用することを本質とする。従って、形状は円筒に限定されるものではない。
【００２５】
続いて、温調ポットの温度調整について説明すると、図において４１は温度調節用のラバーヒータであり、円筒空間内周に設けられる。そして、このヒータに対する電力供給を制御することによって、全体を所定の温度に調節する。発明者が想定した温度条件としては、例えばポリプロピレン樹脂成形の場合には、溶融樹脂温度が２２５℃、型内樹脂温度が２３５℃で、５０〜５５℃の型冷却用の温調温度のときにはプリフォームの表面温度は８０〜１０５℃程度になる。また、ＰＥＴ樹脂成形の場合には、溶融樹脂温度が２８０〜２９０℃、型内樹脂温度が２９５℃で、冷却水温度が１５℃のときにはプリフォームの表面温度が１１０〜１２０℃程度になることを確認した。そして、これらのプリフォームを温調ポットによって約１４０℃程度まで昇温させることによって、これに続く延伸ブロー成形の精度が向上することを検証した。ここで、説明に開示した温度はあくまでも目安であって、本発明では温度条件まで厳格に規制するものではない。温度の面において必要な条件は、インジェクション成形によって得られたプリフォームの表面温度を温調ポットによって昇温することであり、これを達成することができるのであれば温度条件は特に問わない。従って、温調ポットのラバーヒータ４１の温度に意図的に温度偏差を与えておけば、プリフォームの表面温度に対しても意図的な温度偏差を出現させることも可能であり、これを排除するものではない。なお、本実施形態では、温調ポットの温度はラバーヒータ４１によって管理しているが、昇温手段はこれに限定されるものでなく、機構的に適用できないものを除いて公知のヒータであればラバーヒータと同様に採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明が適用される樹脂成形機の一例を示した概略図
【図２】同、途中の動作を示す概略図
【図３】同、さらに途中の動作を示す概略図
【図４】ゲートカット機の詳細を示す側面図
【図５】同、正面図
【図６】射出成形の一般的な工程を示す概略図
【符号の説明】
【００２７】
１  固定側
２  移動側
３  ホットランナー
４  ノズル
５  ゲート
６  雌型
７  口部型
８  固定側板
９  ゲートカット機
１０  雄型
１１  移動側板
１２  移送アーム
１３  受取りコア
１４・１５  中空型
１６  入り子
１７  延伸棒
１８  延伸棒先端チップ
１９  底型取付板
２０  底型
２１  底型取付押え板
３１  前後シリンダ
３２  上下シリンダ
３３  ベース
３４  上部側温調ポット
３５・３６  下部側温調ポット
３７  リンク
３８  リンク制御シリンダ
３９  ゲートカット刃
４０  小片回収パイプ
６１  インジェクションキャビティ
６２  インナーコア
６３  ゲート
６４  射出シリンダ
６５  マニホールド
６６  樹脂流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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