(57)【要約】      （修正有）【課題】ホットランナーノズルの構造と射出雄型の冷却パイプを改良して、精度の高いプレフォームを成形できる装置を開示する。【解決手段】射出成形ブロックとブロー成形ブロックを備えた固定側１と移動側２からなり、固定側の前記射出成形ブロックにはノズル４、ホットランナー３等を備えた射出成形装置と、ゲート５を介して設けられた雌型６と、その外側に設けられた口部型７とを有し、移動側の前記射出成形ブロックには雄型１０を有し、固定側の前記ブロー成形ブロックには２つ割りされた中空型１４と底型２０とを有し、移動側の前記ブロー成形ブロックには他方側の中空型１５を有し、移動側の型閉によって前記雌型と雄型および前記２つ割りの中空型が型閉する構成で、前記雌型のゲート５に冷却部を設けた。冷却部はゲート中心に開口を複数に分離する分離板ないしゲート開口の内側周壁に長さ方向に沿った複数の溝とする。雄型の内側にはその外形に沿って冷却パイプを配置する。【選択図】図１
2005254724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形ブロックとブロー成形ブロックを備えた固定側と移動側からなり、固定側の前記射出成形ブロックにはノズル、ホットランナー等を備えた射出成形装置と、ゲートを介して設けられた雌型と、この雌型の外側に設けられた口部型とを有し、移動側の前記射出成形ブロックには雄型を有し、固定側の前記ブロー成形ブロックには２つ割りされた一方側の中空型と、底型とを有し、移動側の前記ブロー成形ブロックには他方側の中空型を有し、移動側の型閉によって前記雌型と雄型および前記２つ割りの中空型が型閉する構成であって、前記雌型のゲートには冷却部を設けたことを特徴とする樹脂成形機。
【請求項２】
ゲートの冷却部として、ゲート中心に開口を複数に分離する分離板を設けた請求項１記載の樹脂成形機。
【請求項３】
ゲートの冷却部として、ゲート開口の内側周壁に長さ方向に沿った複数の溝を設けた請求項１記載の樹脂成形機。
【請求項４】
射出成形ブロックとブロー成形ブロックを備えた固定側と移動側からなり、固定側の前記射出成形ブロックにはノズル、ホットランナー等を備えた射出成形装置と、ゲートを介して設けられた雌型と、この雌型の外側に設けられた口部型とを有し、移動側の前記射出成形ブロックには雄型を有し、固定側の前記ブロー成形ブロックには２つ割りされた一方側の中空型と、底型とを有し、移動側の前記ブロー成形ブロックには他方側の中空型を有し、移動側の型閉によって前記雌型と雄型および前記２つ割りの中空型が型閉する構成であって、前記雄型の内側には、雄型の外形状に沿って冷却パイプを配置したことを特徴とする樹脂成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形機に係り、射出成形からブロー成形に至るまでを一連の工程で行うことができ、かつ容易に金型を交換することができる構造において、主に射出成形工程におけるプリフォームの安定的な冷却に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、射出成形機の近傍にブロー成形機を備え、射出成形を完了したプリフォームをブロー成形機に搬送し、一連の工程にてブロー成形品を製造するための構造は、次に示す公知文献に示されている。この公知例では、射出成形機のすぐ近傍に吹込成形工具が設けられており、その間を移送ピックアップ体によってブランクを移送し、射出成形と吹込成形を一連に行う技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特表平１０−５０７４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、指摘した従来例では射出成形と吹込成形を一連の工程にて行い、最終的にブロー成形品を製造する構成を採用している。しかしながら、たとえばこのような装置で製造されるＰＥＴ樹脂成形品は、製造が比較的困難であり、しかも成形品にアンダーカットがあるような形状の場合には射出成形金型が非常に複雑になる。しかも、この従来例では開示がないが、一般的には金型は装置の裏側から組み込まれるため、異なる金型を使用しようとする場合には射出成形機を分解して裏側から金型を組み立てるという複雑な工程を必要とする。したがって、この種の装置では一品種多量製造は向いているが、金型を頻繁に取り替える必要がある多品種少量製造には不向きであるとされる。
【０００５】
本発明では、従来の課題を解決しようとするものであり、特にＰＥＴ樹脂成形品の多品種少量製造にも適切な射出成形機の構成において、射出成形によって得られたプリフォームを一連の工程にてブロー成形機に搬送し、精度の高いブロー成形品を得ることができる成形機を基本的な前提構造とするものである。
【０００６】
そして、本発明では最初の工程において射出成形によってプリフォームを製造するが、射出成形時にはホットランナーノズルのゲート部から溶融樹脂を金型に対して射出した場合に、樹脂温度が高いためにゲート部において糸引き現象が生じてしまう。そして、この糸引きが硬化すれば処理に手間がかかるという課題がある。本発明では、ホットランナーノズルの構造を改良することによって、糸引きが生じない、または生じにくい装置を開示することを目的とする。
【０００７】
さらに、本発明装置では、射出成形によって得られたプリフォームをブロー成形工程に受け渡しするが、射出成形金型内に射出された樹脂は高温であり、ブロー成形前には極力均一に冷却硬化させることが好ましい。冷却時に温度偏差が生じた場合には、ブロー成形時に均一にプリフォームが膨張しないことになり、歩留まりが悪くなるからである。本発明では、これを解消するために、プリフォーム用金型において均一な冷却を可能とするための構成を開示することも目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上述した目的を達成するための手段として、射出成形ブロックとブロー成形ブロックを備えた固定側と移動側からなり、固定側の前記射出成形ブロックにはノズル、ホットランナー等を備えた射出成形装置と、ゲートを介して設けられた雌型と、この雌型の外側に設けられた口部型とを有し、移動側の前記射出成形ブロックには雄型を有し、固定側の前記ブロー成形ブロックには２つ割りされた一方側の中空型と、底型とを有し、移動側の前記ブロー成形ブロックには他方側の中空型を有し、移動側の型閉によって前記雌型と雄型および前記２つ割りの中空型が型閉するという基本的な構成を前提としている。そして、アームの先端に設けられたプリフォーム受取コアが前記アームの一定角度の往復回転の両位置に射出成形ブロックとブロー成形ブロックを位置させ、前記口部型の前進によって前記射出成形ブロックにおいて成形されたプリフォームを前記プリフォーム受取コアに受け渡し、前記アームの回転によってプリフォームを前記ブロー成形ブロックに移送するという一連の受け渡しによってプリフォームの成形から最終成形品の成形を行うという手段を採用した。射出成形ブロックにおいて成形されたプリフォームは、プリフォーム受取コアによってブロー成形ブロックに移送されるが、口部型は雌型に残留したプリフォームを受取コアに受け渡すことを目的として前進する。プリフォーム受取コアは、アームの回転に伴ってプリフォームを射出成形ブロックからブロー成形ブロックに移送する機能を行う。ここで、本発明の手段としては、雌型のゲートには冷却部を設けることとした。通常、雌型のゲートからは溶融した樹脂が射出されるが、十分な温度管理を行わなければ溶融樹脂に糸引きを生じることになる。冷却部はこれを回避する作用を行うものであり、強制的に短時間で樹脂を冷却することによって、糸引きを防止する。
【０００９】
より具体的な冷却部の手段としては、ゲート中心に開口を複数に分離する分離板を設けた。分離板はゲートを構成する金属に接触あるいは埋設されて設けられており、ゲートノズルを冷却することによって分離板に冷却熱が伝達するので、溶融樹脂を内側から冷却することになる。一方、別の具体的手段として、ゲート開口の内側周壁に長さ方向に沿って複数の溝を設ける構成を選択的に採用する。この手段では、ゲートの外側から冷却することになる。
【００１０】
さらに、プリフォーム自体の冷却のための手段として、本発明では、射出成形ブロックとブロー成形ブロックを備えた固定側と移動側からなり、固定側の前記射出成形ブロックにはノズル、ホットランナー等を備えた射出成形装置と、ゲートを介して設けられた雌型と、この雌型の外側に設けられた口部型とを有し、移動側の前記射出成形ブロックには雄型を有し、固定側の前記ブロー成形ブロックには２つ割りされた一方側の中空型と、底型とを有し、移動側の前記ブロー成形ブロックには他方側の中空型を有し、移動側の型閉によって前記雌型と雄型および前記２つ割りの中空型が型閉する構成であって、前記雄型の内側には、雄型の外形状に沿って冷却パイプを配置するという手段を用いた。ここでは基本的な構成は請求項１と同様であるが、雄型内側に雄型の外形状に沿わせて冷却パイプを配置することによって、冷却パイプから雄型外周に至る距離が均等化され、プレフォームの冷却における冷却温度偏差を少なくする。これによって、均等な質のプレフォームを得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、上述したような構成を採用したので、ノズルの構造にあっては射出終了後のノズル内部に残留する溶融樹脂を速やかに冷却することができ、これによってプレフォームの離形時における溶融樹脂の糸引きを解消することができるようになった。また、射出部の雄型内部の冷却パイプを本発明のようにすることによって、プレフォームの冷却を均質にすることができ、後工程におけるブロー成形で膨張させた場合でも品質の高い成形品とすることができた。
【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は本発明が適用される成形装置の概略側断面図であって、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突起を切断するためのゲートカット機である。
【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部分の突起を切除される。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。この場合、本実施形態ではゲート５は通常よりも長く設定している。これは、ＰＥＴ樹脂の場合には射出成形によって結晶化することがあるので、この結晶化した部分をゲート５部に残留させることを目的としたもので、最終成形品の品質および歩留まりを向上させるためである。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に密着して雄型１０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５に残留した突起を切断する。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】
上述したような成形機において、本発明の目的を達成するための実施形態をさらに説明する。図４は図１におけるゲート５の好適な実施形態を示したもので、図４ａは正面図、図４ｂは側断面図である。４１はゲートのノズル口、４２はノズル口４１の直径に設けられた分離板である。分離板４２はゲート本体に埋め込まれるか、ノズル口４１の直径方向に設けられたスリットに密に装着される。このようにすると、ノズル口４１から射出される溶融樹脂はノズル口４１の周囲から冷却されると同時に分離板４２においても冷却されることになり、１個のプレフォームに対する溶融樹脂の射出が終了した場合にノズル口４１に残留する樹脂を速やかに冷却することになり、従来問題であった糸引きを解消することができる。図５は図４の変形例であって、図５ａは正面図、図５ｂは側断面図である。図５ではノズル口５１の内周にノズル口５１の長さ方向に沿ってあたかもローレットのように複数の平行溝５２が設けられている。このようにすることによって、この変形例ではノズル口５１の内周面積が大きくなり、ノズルに残留した溶融樹脂の冷却を効率よく行うことができ、図４の例と同様の効果を発揮することができる。
【００２４】
次に、図６は射出成形部の雄型１０の内部に構成された冷却パイプの好ましい実施形態を横断面図として示したもので、６１は雄型外周、６２は冷却パイプ形状である。従来の雄型における冷却パイプは簡単な細い円筒状であったが、本発明ではプレフォームが中空成形品の場合には雄型の外周形状に見合った冷却パイプ構造とし、雄型の外周への距離をできるだけ均一化するようにし、プレフォームの温度偏差の少ない冷却を行うようにしている。このようにすると、プレフォーム全体が均一に硬化するので、後工程のブロー成形においても均質な膨張が可能になる。なお、冷却パイプの形状に応じて冷却タンクなどが存在する場合にはこの形状も雄型の外形に見合った形状にすることが好ましい。図６はあくまでも一例であって、必要な技術的条件は、雄型の外周および外形に冷却パイプ、すなわち冷却機構を合わせることによって注入された溶融樹脂を均一に冷却できる形状であれば、雄型横断面が楕円の場合には冷却パイプも楕円など、これらの変形例は本発明の範囲内にあることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用される成形機の一実施形態の型閉時を示す概略断面図
【図２】同、型開時を示す概略断面図
【図３】同、型開時において口部型が前進している状態を示す概略断面図
【図４】本発明におけるノズルの好ましい実施例を示した図
【図５】同、ノズルの別の変形例を示した図
【図６】射出部の雄型内部における冷却パイプの一例を示した横断面図
【符号の説明】
【００２６】
１  装置固定側
２  装置移動側
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  プリフォーム受け取りコア
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  ブロー成型用底型
２１  底型取付押え板
４１・５１  ノズル口
４２  分離板
５２  平行溝
６１  雄型外周
６２  冷却パイプ
【図１】
2005254724.tif 000003
【図２】
2005254724.tif 000004
【図３】
2005254724.tif 000005
【図４】
2005254724.tif 000006
【図５】
2005254724.tif 000007
【図６】
2005254724.tif 000008