JP2795292B2 - ブロー成形機のパリソン肉厚制御方法および装置 - Google Patents

ブロー成形機のパリソン肉厚制御方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はブロー成形機のパリソン
肉厚制御方法および装置に係り、特にパリソン周方向の
肉厚を部分的に制御するためのブロー成形機のパリソン
肉厚制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブロー成形機は押出機から供給される溶
融樹脂をリング状の樹脂吐出口を有するダイスにてパリ
ソンと称される円筒状の溶融樹脂筒を形成し、これを金
型で挟み込んだ後、パリソン内部にエア等のガスを吹込
んで冷却することにより、中空状の製品を成形する。こ
のようなブロー成形機に用いられるパリソン射出ダイス
であって、アキュームレータ内蔵型ダイスは、ダイスハ
ウジング内にマンドレルを挿入して筒状の樹脂通路を形
成するとともに、この筒状通路内にリングプランジャを
内挿し、充填された溶融樹脂を前記プランジャによる加
圧押出によってハウジング下端面に開口させた樹脂吐出
口から中空状のパリソンを射出するようしている。
【０００３】斯かるアキュームレータ内蔵型のパリソン
射出ダイスで、特に大型製品を成形する際に、パリソン
の垂下軸方向のみならず、周方向の肉厚をブロー比に応
じて変化させる構造としたものが提案されている。例え
ば、特公昭６２−５８１５号公報には、樹脂吐出口の周
縁部の一部を切り欠き、これにダイギャップを変更し得
るブロックを取り付け、シリンダ等によってパリソン肉
厚方向に移動させることで部分的な肉厚調整を行わせる
方法が示されている。また、特開平２−１５８３−８号
公報に示されるように、樹脂吐出口部分のダイリップ各
部の温度コントロールにより周方向に樹脂温度差を与
え、粘性の差により肉厚を調整する方法も提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、ダイギャップの変更部に段差が生じて切り欠
き効果による強度面の問題があるとともに、パリソンに
スジが残る問題がある。また、後者の場合には局部的な
可変制御ができず、特に即応性がないため有効な制御を
行うことができない問題がある。
【０００５】本発明の目的は、上記従来の問題点に着目
し、強度上の不安や傷の発生の虞がなく、即応性に優れ
たパリソンの肉厚制御を行わせることができるブロー成
形機のパリソン制御方法および装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るブロー成形機のパリソン肉厚制御方法
は、パリソン射出ダイスの筒状通路内にリングプランジ
ャを内挿し、充填された溶融樹脂を前記プランジャによ
る加圧によって樹脂吐出口から筒状パリソンを射出する
方法において、前記リングプランジャを周方向に分割し
て個別に移動させることによりパリソン周方向の肉厚を
制御するように構成したものである。
【０００７】また、本発明に係るブロー成形機のパリソ
ン肉厚制御装置は、パリソン射出ダイスの筒状通路内に
リングプランジャを内挿し、充填された溶融樹脂を前記
プランジャによる加圧によって樹脂吐出口から筒状パリ
ソンを射出する装置において、前記リングプランジャを
周方向に分割し、各分割プランジャの各々に対応してプ
ランジャ駆動機構を連結した構成とした。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、ダイス内の筒状通路内に溶
融樹脂が充填された後、リングプランジャを下降移動さ
せることにより樹脂吐出口から中空パリソンが射出され
るが、リングプランジャを周方向に分割して個別に射出
のための下降動作を行わせることができる。したがっ
て、筒状通路内において部分的に分割プランジャの下降
速度を速くすると、これによって樹脂吐出口から押出さ
れる樹脂のスウェル比（ダイギャップとダイスから出た
直後の樹脂肉厚の比）が増大し、肉厚を増大することが
できる。この結果、任意の分割プランジャの速度を制御
することにより、パリソンの周方向の肉厚を局部的に変
化させることができる。このような肉厚変化は樹脂吐出
口のギャップを直接変更するものでないため、パリソン
に傷が発生したり切り欠きが形成されることがない。し
かも、プランジャ駆動機構によって分割プランジャの移
動速度を迅速に変更することができるので、応答性が良
く、周方向の肉厚制御のみならず長さ方向の肉厚制御を
高い精度で実現することができる。また、樹脂吐出口が
楕円、長円形状の場合のパリソン吐出状態の不均一も補
正することができる。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明に係るブロー成形機のパリソ
ン肉厚制御方法および装置の具体的実施例を図面を参照
して詳細に説明する。
【００１０】図１〜図２は第１実施例に係るパリソン肉
厚制御装置を備えたパリソン射出ダイス１０の断面図で
ある。このダイス１０は大型製品に対応するパリソンを
射出させるためのもので、角形ブロックからなるダイス
ハウジング１２を有しており、その縦中心線に沿ってほ
ぼ長円形断面の貫通透孔１４が穿設されている。このよ
うな貫通透孔１４は、その途中からハウジング１２の下
端面に至るにしたがって内径が順次縮径された状態でハ
ウジング１２の下端面に開口されている。
【００１１】前記ハウジング１２内には、貫通透孔１４
より小径に形成されたマンドレル１６が挿通され、当該
マンドレル１６の外周面と貫通透孔１４の内周面の間に
筒状通路１８を形成している。マンドレル１６の上端部
分には本体外径より大径に形成されたフランジ２０が設
けられており、このフランジ２０をダイスハウジング１
２の上面に形成した係合段部２２に係合装着して貫通透
孔１４の開口を密閉するようにしている。また、マンド
レル１６の下部は貫通透孔１４の縮径部に応じて先端が
絞り形成されているが、特に先端部分にはマンドレル１
６から出入り可能にパリソンコントロールマンドレル２
６が装着されている。当該パリソンコントロールマンド
レル２６の先端には貫通透孔１４の開口に臨み、貫通透
孔１４の開口との間で長円リング状の樹脂吐出口２８を
形成するダイリップ２９が一体的に設けられている。し
たがって、パリソンコントロールマンドレル２６の出入
り量を変更することで、ダイギャップｔを任意に変更す
ることができるようになっている。
【００１２】ダイギャップｔの変更はダイスハウジング
１２を保持している支持プレート２４上に設置されたコ
ントロールシリンダ３０の駆動により可能とされ、この
ため当該コントロールシリンダ３０とパリソンコントロ
ールマンドレル２６とを連結するロッド３２をマンドレ
ル１６に貫通させている。
【００１３】また、筒状通路１８内に押出機からの溶融
樹脂を流入させるため、前記マンドレル２６の中心部に
押出機と接続される供給路３４が穿設され、これはマン
ドレル２６の下部にて左右に分岐されて筒状通路１８に
流入口３６を開口させている。
【００１４】このようなダイスはアキュームレータ内蔵
ダイス構造とされ、このため前記筒状通路１８にはこれ
に摺動可能にリングプランジャ４０が内挿されている。
このリングプランジャ４０は前記樹脂流入口３６を通じ
て筒状通路１８内に充填された樹脂をその下降移動によ
り樹脂吐出口２８から加圧押出し、中空パリソンを射出
させるものである。
【００１５】ここで、パリソン射出ダイス１０に対し
て、パリソン肉厚制御装置が組込まれるがこれは次のよ
うになっている。すなわち、リングプランジャ４０は筒
状通路１８に適合して断面が長円形状とされているが、
これは実施例では周方向に４分割された構造とされ、図
３に示すように一対の半円分割リングプランジャ４０
Ａ、４０Ｃと、一対の平板分割リングプランジャ４０
Ｂ、４０Ｄとによって構成されている。そして、互いの
分割接合縁部にはＬ形段差溝４２が形成され。相互に接
合部で摺動しつつ筒状通路１８内を上下移動できるよう
に互いに係合密着されている。このような分割リングプ
ランジャ４０Ａ〜４０Ｄは独立して移動可能とされ、こ
のため各分割プランジャ４０Ａ〜４０Ｄの各々に駆動機
構が連結されている。これは前述したダイギャップ調整
用のコントロールシリンダ３０を中心としてその周囲に
配置される油圧シリンダ４４Ａ〜４４Ｄから構成され、
このシリンダ４４Ａ〜４４Ｄにより伸縮動作される駆動
ロッド４６Ａ〜４６Ｄを各分割リングプランジャ４０Ａ
〜４０Ｄの上端面に連結している。プランジャ駆動シリ
ンダ４４Ａ〜４４Ｄはコントロールシリンダ３０の支持
架台４８を利用して、これに取り付けられた台座５０上
に設置されている。台座５０に設置したプランジャ駆動
シリンダ４４Ａ〜４４Ｄがコントロールシリンダ３０側
と干渉しないよう配置された結果、シリンダ伸縮軸心方
向と各分割リングプランジャ４０Ａ〜４０Ｄの摺動方向
線が一致しない場合には、図示のように駆動ロッド４６
Ａ〜４６Ｄを途中で屈曲させて取り付ける。
【００１６】このように構成されたパリソン肉厚制御は
次のように行う。大型製品を成形するに際して雌雄両金
型の中央部に深絞り部が存在する場合、長円形状の偏平
パリソン５２を射出させるとともに、図４に示すよう
に、深絞り部分に対向するパリソン平板部５２Ｆではブ
ロー比が大きいためその肉厚を両端円弧部分５２Ｔより
相対的に厚くする必要がある。また、パリソンの左右両
端の円弧部分は金型の接合部に対応するためバリが発生
する。このバリの発生を抑制することが歩留り向上の点
から望ましいため、同様に当該円弧部分のパリソン肉厚
を薄くし、その他の部分は相対的に厚肉とする制御が必
要となる。この場合には、前述したようにリングプラン
ジャ４０は周方向に分割されているので、パリソン射出
に際して、一対の平板分割リングプランジャ４０Ｂ、４
０Ｄの降下速度を速くし、半円分割リングプランジャ４
０Ａ、４０Ｃの降下速度を遅くするように制御調整す
る。これは各分割リングプランジャ４０Ａ〜４０Ｄに連
結した油圧シリンダ４４Ａ〜４４Ｄへの圧油供給量を加
減制御することによって容易に達成され、例えば各油圧
シリンダ４４Ａ〜４４Ｄへの油圧配管にサーボバルブを
介装し、このバルブ制御によって実現できる。
【００１７】パリソン射出ダイス１０では、プランジャ
４０の降下速度を速くすれば、樹脂の持つスウェル特性
の剪断速度依存性によりパリソン５２の肉厚を厚くする
ことができ、結果として図４に示されるように、平板部
５２Ｆが厚く、円弧部分５２Ｔが薄いパリソン５２を射
出させることができる。この場合、要求されるパリソン
５２の各部位の肉厚寸法は金型の設計段階によって設定
され、プランジャ４０の降下速度とスウェル比の関係は
樹脂材料の種類や樹脂温度等の因子を含めて経験則によ
り求めることができる。そこで、使用樹脂と筒状通路１
８に供給される樹脂温度に応じてプランジャ降下速度と
スウェル比の関係を予め求めておき、この関係に基づい
て各分割プランジャ４０Ａ〜４０Ｄの降下速度を設定
し、この設定値に一致するように制御を行うのである。
このとき、実操業時のパリソン肉厚制御に及ぼす大きな
変動要因は樹脂温度であるため、当該樹脂温度を監視
し、温度変化および周方向の温度分布に応じて各分割プ
ランジャ４０Ａ〜４０Ｄの降下速度を個別にフィードバ
ック制御させればよい。
【００１８】このようなパリソン肉厚制御のフローチャ
ートを図５に示す。まず、樹脂吐出口２８におけるスウ
ェル比とリングプランジャ４０の降下速度あるいはダイ
ギャップとの関係を算出する（ステップ１００）。これ
はダイギャップや使用樹脂と設定樹脂温度を因子として
決定される。また同時に成形品形状によって決定される
パリソン射出方向各部位の肉厚を設定する（ステップ１
１０）。そして、パリソン肉厚を局部的に変える場合、
その肉厚とダイギャップの値からスウェル比を算出し、
ダイギャップコントロールのスウェル比なるようにステ
ップ１００で算出されたプランジャ降下速度を求めて各
分割リングプランジャ４０Ａ〜４０Ｄの油圧シリンダ４
４Ａ〜４４Ｄのサーボバルブコントローラに出力設定す
る（ステップ１２０）。このような処理が完了した後、
バルブコントローラ側では、プランジャ４０の位置を検
出し（ステップ１３０）、射出のためのプランジャ駆動
を行う（ステップ１４０）。この射出時にはプランジャ
４０の降下速度が許容範囲にあるかどうかを監視し（ス
テップ１５０）、範囲から外れている場合にはバルブコ
ントローラでフィードバック制御をなし、適正降下速度
となるように調整される。また樹脂温度の監視を行い、
樹脂温度が許容範囲から外れて低温化している等の場合
にはステップ１００に戻り、プランジャ降下速度の再設
定を行わせ（ステップ１６０）、適正温度範囲である場
合には射出を継続させる（ステップ１７０）。このよう
な処理は各分割されたリングプランジャ４０Ａ〜４０Ｄ
毎に行わせる。
【００１９】なお、図４(2)に示した例はダイス内部の
筒状通路１８を円筒状にし、プランジャ４０を２分割構
造として内挿させ、円筒状のパリソン５４を射出させる
ようにした例である。これは凸形断面の製品を成形する
場合に凸部に対面するパリソン部分が深絞りとなるた
め、この部位を厚肉パリソン５４Ｆとしたものである。
斯かる場合にも厚肉部５４Ｆに対応する分割プランジャ
の降下速度を他の分割プランジャの速度より速くなるよ
うに制御する。
【００２０】このように、本実施例によればダイス１０
の筒状通路１８に内挿されて充填された樹脂を加圧射出
させるリングプランジャ４０を周方向に分割し、各分割
プランジャ４０Ａ〜４０Ｄ毎に降下速度を変更制御する
ことによって、分割プランジャ４０Ａ〜４０Ｄに対面す
る樹脂吐出口２８の各部位でのスウェル比を直接的に制
御し、パリソン肉厚を周方向で任意に調整することがで
きる。
【００２１】特に本実施例では、樹脂吐出口２８のギャ
ップを局部的に調整するものではないため、パリソンの
肉厚変化部はなだらかに変化し、切込みやスジが発生す
ることがない。そして分割プランジャ４０Ａ〜４０Ｄの
降下速度は油圧シリンダ４４Ａ〜４４Ｄによって迅速に
変更させることができ、即応性に優れた肉厚制御を行わ
せることができ、ドローダウンの抑制制御にも適用でき
る利点がある。なお、上記実施例の肉厚制御の結果、分
割部位での樹脂量の差（厚肉部の樹脂射出量が増大す
る）は、各分割プランジャ４０Ａ〜４０Ｄでの計量値を
変えればよく、分割プランジャ４０Ａ〜４０Ｄの上昇端
を調整することによって容易に対処できる。
【００２２】上記実施例では筒状通路１８への樹脂供給
路３４をマンドレル１６に形成した例を示したが、図６
〜図７に示すようにダイスハウジング１２に形成し、流
入口３６をダイスハウジング１２の貫通透孔１４の内面
に開口させたダイスにも適用できるのはいうまでもな
い。その他の構成は図１〜図２の実施例と同様であるの
で、同一構成部材に同一番号を付して説明を省略する。
【００２３】上記実施例では、パリソンの周方向の肉厚
制御の例を示したが、分割されたリングプランジャ４０
を備えた上記ダイス１０では、パリソンの長さ制御も可
能である。すなわち、パリソンの長さの補正を各分割プ
ランジャ４０Ａ〜４０Ｄの押出速度で補正するのであ
る。これはパリソンの長さをパリソン垂下方向に沿って
配置された光電センサ、磁気センサ、あるいは超音波セ
ンサ等によって検知するようにする。これは各分割プラ
ンジャ４０Ａ〜４０Ｄの下部にそれぞれ配置し、各々の
分割プランジャ４０Ａ〜４０Ｄによって押出されるパリ
ソンの部分長さを検知するようにすればよい。そして、
各部位のパリソン長さが所定より短いと検知された場合
には、この部位に対応するプランジャ４０Ａ〜４０Ｄの
押出速度を遅くしてパリソン肉厚を部分的に薄くし、垂
下速度を速くすることで調整する。逆にパリソンの長さ
が部分的に長いと判断された場合には、該当プランジャ
４０Ａ〜４０Ｄを選択して、その押出速度を速くし、パ
リソン肉厚を厚くして部分的に垂下速度を遅くするので
ある。これによってパリソンの下端を全周にわたって均
一とするようなパリソン長さの制御を実現できる。
【００２４】このようなパリソン長さの制御のフローチ
ャートを図８、図９に示す。図８に示した例は、パリソ
ン長さを射出開始時点からセンサがパリソン下端を検知
した時点までの時間をもって置き換え定義することによ
って制御するようにしたものである。すなわち、射出開
始指令（ステップ２００）があったときに計測を開始し
（ステップ２１０）、これを光電センサがパリソン下端
を検知するまでカウントする（ステップ２２０）。光電
センサがパリソン下端を検知したときに計測を終了し
（ステップ２３０）、パリソン長さをｔ＝ｔ1として定
義する（ステップ２４０）。これを前回のショットの時
の長さ（ｔ＝ｔ0）と比較し、前回ショットのときよりt
1が小さいときにはパリソンが長いと判定できるので、
対応プランジャ４０Ａ〜４０Ｄの射出速度を速くする指
令を出力する（ステップ２６０）。逆にｔ1が大きい時
にはパリソンが短くなったと判断できるので、かかる場
合には射出速度を遅くする指令を出力する（ステップ２
７０）。射出速度を速くすることによってスウェル比大
きくとって肉厚を厚くし、遅くすることによってスウェ
ル比を小さくして肉厚を薄くでき、この肉厚制御によっ
てパリソン長さの制御を行うのである。このような射出
速度の再設定を行い、次の射出開始の指令をなす（ステ
ップ２８０）。前記ステップ２５０においてｔ1＝ｔ0で
ある場合には直接次回の射出開始に移行するようにすれ
ばよい。
【００２５】このような実施例によれば、分割されたリ
ングプランジャ４０Ａ〜４０Ｄの各々に対応するパリソ
ン部位の長さを検知し、全周にわたって均一長さとなる
ように設定制御できるので、パリソンの下端が不揃いと
なることを防止し、もって歩留りを向上させることがで
きる。
【００２６】図９に示した例は、パリソンの下端を光電
センサが検知してから、射出完了までの時間をパリソン
長さに置き換え定義して制御する方法のフローチャート
である。すなわち、射出開始指令（ステップ３００）の
後、光電センサがパリソン下端を検知するまで待機し
（ステップ３１０）、光電センサがパリソン下端を検知
したときに計測を開始する（ステップ３２０）。そし
て、射出機からの射出完了信号が出力されたとき（ステ
ップ３３０）に計測を終了し（ステップ３４０）、計測
時間によってパリソン長さをｔ＝ｔ1として定義する
（ステップ３５０）。これを前回のショットの時の長さ
（ｔ＝ｔ0）と比較し（ステップ３６０）、前回ショッ
トのときよりt1が小さいときにはパリソンが長いと判定
できるので、対応プランジャ４０Ａ〜４０Ｄの射出速度
を速くする指令を出力する（ステップ３７０）。逆にｔ
1が大きい時にはパリソンが短くなったと判断できるの
で、かかる場合には射出速度を遅くする指令を出力する
（ステップ３８０）。射出速度を速くすることによって
スウェル比大きくとって肉厚を厚くし、遅くすることに
よってスウェル比を小さくして肉厚を薄くでき、この肉
厚制御によってパリソン長さの制御を行うのである。こ
のような射出速度の再設定を行い、次の射出開始の指令
をなす（ステップ３９０）。前記ステップ２５０におい
てｔ1＝ｔ0である場合には直接次回の射出開始に移行す
るようにすればよい。
【００２７】これらのパリソン長さ制御において、分割
プランジャ４０の射出速度の制御時に、同時にダイギャ
ップの調整を行うようにすることもできる。このギャッ
プ調整は、ダイギャップの変化率がαである場合、射出
速度はその平方根とすることが望ましい。
【００２８】このように、本実施例によれば分割プラン
ジャ４０を個別に押出速度を変えてスウェル比を制御
し、もってパリソン長さが全周にわたって均一になるよ
うに制御できるので、歩留り向上を図ることができる利
点が得られる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ダイスの筒状通路に内挿されるプランジャを周方向に分
割し、個別に射出移動速度を制御してパリソン射出を行
わせるようにし、各部位でのスウェル比制御による周方
向肉厚を任意に調整できるようにしたので、強度上の不
安や傷の発生の虞がなく、即応性に優れたパリソンの肉
厚制御を行わせることができ、楕円、長円形状ダイスの
パリソン吐出不均一も補正できるという優れた効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るブロー成形機のパリソン肉厚制御
装置を備えたパリソン射出ダイスの断面構成図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】ブロー成形機のパリソン肉厚制御装置の模式図
である。
【図４】肉厚制御されたパリソンの断面図である。
【図５】ブロー成形機のパリソン肉厚制御のフローチャ
ートである。
【図６】実施例に係るブロー成形機のパリソン肉厚制御
装置が設けられたダイスの変形例の断面図である。
【図７】図６の縦断面図である。
【図８】パリソン長さ制御のフローチャートである。
【図９】パリソン長さ制御の他の実施例を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
１０ パリソン射出ダイス １２ ダイスハウジング １８ 筒状通路 ２８ 樹脂吐出口 ４０ リングプランジャ ４０Ａ〜４０Ｄ 分割リングプランジャ ４４Ａ〜４４Ｄ 油圧シリンダ ４６Ａ〜４６Ｄ 駆動ロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 22:00 (72)発明者 古屋 博章 山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地 宇部興産株式会社 宇部樹脂加工機研 究所内 (56)参考文献 特開 昭62−174128（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−286605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−116112（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−38285（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 49/02,49/04,49/42,49/78 B29B 11/10 B29C 47/20 - 47/26 B29L 22:00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パリソン射出ダイスの筒状通路内にリン
    グプランジャを内挿し、充填された溶融樹脂を前記プラ
    ンジャによる加圧によって樹脂吐出口から筒状パリソン
    を射出する方法において、前記リングプランジャを周方
    向に分割して肉厚変更領域に対応する分割プランジャを
    厚み調整量に応じた降下速度で個別に移動させることに
    よりパリソン周方向の肉厚を制御することを特徴とする
    ブロー成形機のパリソン肉厚制御方法。
  2. 【請求項２】 パリソン射出ダイスの筒状通路内にリン
    グプランジャを内挿し、充填された溶融樹脂を前記プラ
    ンジャによる加圧によって樹脂吐出口から筒状パリソン
    を射出する装置において、前記リングプランジャを周方
    向に分割し、各分割プランジャの各々に対応してパリソ
    ン肉厚調整量に応じた降下速度に制御可能としたプラン
    ジャ駆動機構を連結したことを特徴とするブロー成形機
    のパリソン肉厚制御装置。
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