JP4739897B2

JP4739897B2 - ネック型とコア型の金型ユニット

Info

Publication number: JP4739897B2
Application number: JP2005289011A
Authority: JP
Inventors: 久雄山口; 守康内堀
Original assignee: Aoki Technical Laboratory Inc
Current assignee: Aoki Technical Laboratory Inc
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007098662A

Description

この発明は、プリフォームのネック部を成形するネック型と胴部及び底部を成形するコア型とを複合化した射出ブロー成形用の金型ユニットに関するものである。

射出ブロー成形では、射出金型のコア型周囲にプリフォームを射出成形し、そのプリフォームを高温状態でコア型と共に離型してブロー金型に移送し、ブローキャビティ内のプリフォームにコア型から高圧エアをブローしてボトル等の中空成形品を成形している。

また射出延伸ブロー成形では、回転移送手段側に取付けた開閉自在なネック型を貫通して、射出金型のキャビティ内にコア型のコアを挿入し、そのコアの周囲にプリフォームを射出成形したのち、そのプリフォームを高温状態でコアとキャビティの両方から離型してネック型によりネック部を保持し、そのネック型と共に中空状態でブロー金型に移送したのち、ブローキャビティ内のプリフォームにネック型を貫通して延伸ロッドを挿入し、その延伸ロッドによりプリフォームを軸方向に延伸すると共に、ネック部からエアブローを行って胴部が射出ブロー成形品よりも薄肉のボトル等を成形している。

また射出成形したプリフォームの冷却手段として、コア押え板の下側に積重したコア固定板及びネック型押え板と、ネック型押え板の下面にバネ部材により弾圧して開閉自在に対設した一対の型取付板と、その型取付板の両方に取付けた分割型によるキャビティネック型と、キャビティネック型に基端部に嵌合して、基端部底面中央のコアピンをネック型底部から長く突設した射出コア型とから金型ユニットを構成し、キャビティネック型と射出コア型で保持したコアピン周囲のプリフォームを、キャビティネック型及び射出コア型を循環している冷媒により冷却しながら、冷却・取出ステーションに搬送することが知られている。
特公昭５０−９０１５号公報特許第２８３２２６３号公報特許第２９０２１１９号公報特許第２５３６７４２号公報

通常の射出ブロー成形では、射出金型のキャビティをコア型と冷却したキャビティ型とにより形成し、そのキャビティに溶融樹脂を射出充填して有底のプリフォームを成形している。プリフォームはコア型のコアに付着した状態でキャビティ型から離型して割型のブロー金型に移送され、型締後にコア内のエア通路からプリフォーム内にブローしたエアにより膨張してボトル等の中空製品に成形される。このような射出ブロー成形で射出金型のキャビティ型とブロー金型の両方を割型にすると、二度の型締により金型のパーティングラインが中空製品の胴部に二重に生じ、これが外観形態やラベリングに影響を与えるとのことから、射出金型については、コア型のコアを抜き差しできる単一のキャビティ型を採用することが多い。

この単一のキャビティ型では、コアを抜き差して型開閉を行うので、ネック部の外周囲にねじを有するボトル等を成形する場合には、コアの根元の両側に割型のネック型を開閉自在に取付けてプリフォームの射出成形時に成形するか、またはブロー成形時にプリフォームのネック部外周にねじなどを成形するようにしている。このブロー成形時に成形したネック部は、ネック型により射出成形した場合との比較においてネック部の成形精度、特にねじの精度が劣るとされている。

また射出ブロー成形では高温のプリフォームをコアに付着してブロー金型まで移送しているので、コア型を冷却するとプリフォーム温度が移送中に低下するとのことから、コア型の冷却は行っていない。このため射出成形時にネック部を成形する場合には、キャビティ型とは別にネック型を冷却してネック部を固化する必要がある。

また射出ブロー成形では、エア通路を設けたコア型のコアをブロー金型のブローコアに共用しており、必然的にエア通路は固定された供給装置のエア供給路と常時接続される。このためコア型は射出金型とブロー金型の間を往復回動又は横移動するように設けられている。コア型を往復回動する手段としては、立設した回転軸の周囲に複数のコア型を水平に取り付け、その回転軸内のエア供給路からコア内に穿設したエア通路にエアを分配供給するようにしている。また回転軸側のエア供給路は高圧ホースにより供給装置と接続されているので、その高圧ホースの捩れ防止からコア型の往復回動は１８０°以内に制限される。このようなことから、コア型を一方向に間欠回転して、プリフォームの射出成形から中空製品の取出しまでの工程を停止位置ごとに連続して行うには、回転障害とはならないエア供給路の接続が必要となる。またネック型の冷却手段についても同様な課題がある。

射出延伸ブロー成形では、ネック型を間欠回転移動してプリフォームの射出成形から中空製品の取出しまでを連続して行っている。これは射出金型のコア型とブロー金型のブローコアが別体で上下動はするが移動せず、プリフォームの移送はネック型により行っていることによる。上下動するだけのコア型とブローコアは常に定位置にあるので、コア型又はブローコアと冷媒又はエアの供給装置の接続が水密又は気密に行え、回転移動もないから捩れも生じない。しかし、プリフォームがコアに付着してコア型と共に移動する射出ブロー成形に、射出延伸ブロー成形のシステムを採用してネック部の成形精度が向上した中空製品を成形することはできない。

またエア供給路の接続にガスケットを採用し、冷却供給路の接続にスイベルジョイントを採用して、回転による接続部位の捩じれを防止することも考えられているが、スイベルジョイントは長期の使用において不具合が生じ易く、メンテナンス期間が短いことから採用し難い課題を有する。またプリフォームの冷却手段として、ネック型とコア型の金型ユニットに冷却機能を持たせて、ネック型を冷却することも考えられるが、ネック型だけを冷却することは困難でコアも冷却されることから、移送中にプリフォームがコアにより冷却されてブロー成形が困難となる課題を有する。

この発明は、射出ブロー成形でも射出延伸ブロー成形のように回転する移送盤の下面にコア型を取付けて、プリフォームの射出成形とブロー成形及び製品取出しを異なった位置で連続して行うことができ、またプリフォームのネック部の成形を冷却したネック型により射出成形時に行うことができる新たなネック型とコア型の金型ユニットを提供することにある。

上記目的によるこの発明は、ベース板の下面に開閉自在に添設した一対の型取付板と、その型取付板を常時内方へ弾圧する型閉用のバネ部材と、両方の型取付板にわたり穿設した型開用のテーパー孔と、その型取付板の両方に取付けてベース板の下に設けた分割型によるネック型と、ネック型内に嵌合したコア基部の下面中央から、ネック型底部の型穴を貫通して下方に長く突設したコアを備えるコア型とからなり、上記コア型の内部に、コア基部の上端面からコアの先端面に穿設したエア通路と、そのエア通路に可動自在に挿入して通路上部のバネ部材によりエア通路の先端開口を常時閉鎖する弁棒とを設けた金型ユニットにおいて、上記コア型のコア基部をベース板の板面に設けた穴部に嵌着して上端部をベース板上に突出し、そのベース板を移送盤の開口部の下面に止着して、開口部内に上端部を収容し、その上端部に冷却手段とエアブロー手段の両方をそれぞれ当接可能に構成してなる、というものである。

また上記コア基部は、内部のエア通路上部に、上記エアブロー手段の当接ヘッドから突出た押圧ピンの挿入を許容する凹所を有し、その凹所に上記弁棒の上部をバネ部材により弾圧保持して、該押圧ピンの押圧力によりエア通路の先端開口が開弁するように構成してなる、というものである。

また上記ベース板は、下面両側に型取付板の受け材を型開閉方向に有し、その受け材を、ベース板を貫通して螺着した吊りピンと、その吊りピンを常時上方に弾圧支持するベース板上部内のバネ部材とにより、該受け材に嵌合した型開閉板と共にベース板の下面に接離自在に牽引し、吊りピンの押下によりバネ部材に抗してベース板から離隔するように構成してなる、というものである。

上記構成では、コア型と冷却手段及びエアブロー手段とが別体で、ベース板上の上端部に圧接した冷却手段とエアブロー手段を、上端部から離してコア型の回転移動が行えるので、冷却手段及びエアブロー手段は金型ユニットの回転移動の影響を受けず、またスイベルジョイントを用いることなくコア型の回転移送による射出ブロー成形が可能となる。またネック型により中空製品のネック部となるプリフォームのネック部を射出成形できるので、ネック部の成形精度も向上し、キャップによる口部の密閉も向上するようになる。

図中１は、ネック型２とコア型３とを組み合わせた金型ユニット、４は支持盤５の下面の回転自在な移送盤である。金型ユニット１は、ベース板６の下面に開閉自在に下面両側の受け材７，７に嵌合して添設した一対の分割板による型取付板８，８と、両方の型取付板８，８の両側に挿通したガイドピン９，９の両端に張設して、型取付板８，８を常時内方へ弾圧した型閉用のバネ部材１０，１０と、両方の型取付板８，８にわたり穿設した左右一対の型開用のテーパー孔１１，１１と、型取付板８，８の両方に取付けてベース板６の下に設けた一対の分割型２ａ，２ａによる上記ネック型２と、円柱ブロック状のコア基部３ａの下面中央にコア３ｂを突設したコア型３とからなり、コア基部３ａをネック型２内に嵌合して、コア３ｂをネック型底部２ａのパーティング面の型穴２ｂを貫通して下方に長く突設してなる。

コア型３の内部には、コア基部３ａの上端面からコア３ｂの先端面に穿設したエア通路１２に可動自在に挿入して、通路上部のバネ部材１３によりエア通路１２の先端開口を常時閉鎖する弁棒１４とが設けてある。コア基部３ａのエア通路上部は、後記（図６参照）するエアブロー手段２６の当接ヘッド２７から突出た押圧ピン２７ａの挿入を許容する凹所１５に形成してあり、この凹所１５に弁棒１４の上部が突出位置している。弁棒上端はねじ軸でワッシャーが取付けてある。このワッシャーと凹所底面との間に張設した上記バネ部材１３により弁棒１４は弾圧されて閉弁状態を保っている。このコア型３は、コア基部３ａの上部をベース板６の板面に設けた段部を有する穴部６ａに嵌着してあり、上面がフラットな上端部はベース板上に突出している。

上記ベース板６の受け材７，７には、図４に示すように、上部が移送盤４の穿孔内に位置する吊りピン１６，１６がベース板６を貫通して螺着してある。また吊りピン１６と平行にガイドピン１７がベース板６を貫通して上記移送盤４から挿通してある。吊りピン１６の上部周囲には該ピンを常時上方に弾圧支持するバネ部材１８がベース板６に形成した凹所底面との間に張設してある。このバネ部材１８により受け材７，７は、そこに嵌合した型開閉板８，８と共にベース板６の下面に接離自在に牽引され、また吊りピン１６の押下によりバネ部材１８に抗してベース板６から型開閉板８，８を隔離してネック型２をコア３ｂに沿って移動するようにしてある。

上記構成の金型ユニット１は、移送盤４に設けた開口部４ａの下面にベース板６を止着して移送盤４の下面に取付けられる。この取付けによりコア３ａの上端部が開口部４ａに収容され、フラットな上端面に後記する冷却手段とエアブロー手段の両方が、上記支持盤５の開口部５ａからぞれ当接される。

上記金型ユニット１は、図では省略するが、機台上に設定された射出成形ステーション、ブロー成形ステーション、製品取出ステーションを支持盤５の下面の移送盤４とともに間欠回転移動する。

射出成形ステーションの機台上には、図５に示すように、射出金型装置１８が設置してあり、支持盤５の上には冷却手段１９が、図示しない型締装置の型締板に取付けて上下動自在に設置してある。ブロー成形ステーションには、図６に示すように、ブロー金型２５が設置してあり、支持盤５の上にはエアブロー手段２６が、図示しない型締装置の型締板に取付けて上下動自在に設置してある。また製品取出ステーションには、図７に示すように、支持盤５の上にネック型２の型開手段２８が設置してある。

射出成形ステーションでは、移送盤４の停止後に金型ユニット１と、キャビティ金型２０の型閉及び型締が行われる。この型閉は支持盤５が機台上に昇降自在に設けられた成形機の場合には、その支持盤５及び移送盤４と共に金型ユニット１をキャビティ金型２０まで降下して行われる。また支持盤５が固定で射出金型装置１８が昇降自在に設けられた成形機では、その射出金型装置１８を上昇して型閉が行われる。

型閉は、図５に示すように、型取付板８の下面と常時冷却されているキャビティ型２０の上面とが接して、ネック型２がキャビティ開口部と嵌合するところまで移動して行われ、その過程でコア３ｂがキャビティ中央に入り込んで、コア周囲に型穴２ｂ内と接続したプリフォームのキャビティ２１を形成する。

この型閉後に、上記冷却手段１９の冷却ヘッド２２が降下し、その下端面が支持盤５の開口部５ａから移送盤４の開口部４ａのコア３ｂの上端面に圧接されて、キャビティ型２０と金型ユニット１の型締となる。この圧接により冷却ヘッド２２はその内部の冷却路２３を流通している冷媒により冷却されているのでコア３ｂが冷却される。この冷却によりコア３ｂの周囲の各部材も冷却を受けることから、冷却ヘッド２２が圧接された上端面から遠いコア３ｂの冷却はきわめて少ない。またネック型３はキャビティ金型２０とコア３ｂの両方から冷却を受ける。

冷却ヘッド２２の圧接と型締とが済むと、キャビティ２１にキャビティ金型２０の底部の射出ノズル２４から溶融樹脂の射出充填が行われて、ネック部を除く胴部及び底部がキャビティ２１と同一形状のプリフォームの成形となる。ネック部の外周囲にはネック型２よりねじが形成される。射出冷却が済むと型開によるプリフォームＰの離型が行われる。この離型はプリフォームＰの温度がエアブローが可能な軟らかな状態にあるうちに行っている。しかし、ネック部はコア基部３ａとネック型２からの冷却により固化している。

型開は、支持盤５の上昇又はキャビティ金型装置１８の降下により、金型ユニット１とキャビティ金型２０を元の位置に戻すことで行われ、その型開により図では省略するが、プリフォームＰがコア３ｂに抱きついた状態でキャビティから抜け出す。離型後のプリフォームは移送盤４の回転により金型ユニット１と共にブロー成形ステーションに移送される。

ブロー成形ステーションでは、図６に示すように、移送２４の停止後に金型ユニット１とブロー金型２５の型閉が行われる。この型閉は一対の分割型２５ａ，２５ａと底型２５ｂからなるブロー金型２５が型開しているときに、射出成形ステーションの場合と同様に、支持盤５及び移送盤４と共に金型ユニット１をブロー金型２５まで降下するか、またブロー金型２５を上昇して、コア周囲のプリフォームＰをブロー金型２５の中央に位置させ、その後に図示しない型締装置によりブロー金型２５を閉じて、ネック型２との型閉が行われる。

型閉及び型締が済むと、支持盤５の上に設置した上記エアブロー手段２６が支持盤と接するところまで降下し、その先端の当接ヘッド２７が支持盤５の開口部５ａから移送盤４の開口部４ａのコア基部３ａの上端面に当接される。当接ヘッド２７の下端面には、中央のエア流出口から押圧ピン２７ａが突出しており、その押圧ピン２７ａがコア基部３ａの凹所１５に挿入されて弁棒１４の上端を押圧する。これにより弁棒１４が押し下げられて、先端の弁体がコア３ｂから底型２５ｂまで突出してエア通路１２を開弁する。この開弁と同時にブローエアが当接ヘッド２７からエア通路１２に流入し、コア３ｂの先端からプリフォーム内に圧入される。これによりプリフォームＰはキャビティ一杯に膨張して該キャビティと同一形状でネック部外周にねじを有するボトルＢにブロー成形される。

ボトルＢの成形が済むと、先ずエアブロー手段２６が上昇して当接ヘッド２７が弁棒１４から除かれる。弁棒１４はバネ部材１３により元に戻ってエア通路１１を閉弁する。次にブロー金型２５が型開してブローキャビティ２５からボトルＢを離型したのち、金型ユニット１とキャビティ金型２０が上昇又は下降により元の位置に戻される。この際、ボトルＢはエアブローによりコア３ｂから離れているが、ネック型２によりボトルネック部が保持されているので金型ユニット１と共にブロー金型２５の上方に位置する。離型後のボトルＢは移送盤４の回転により金型ユニット１と共に製品取出ステーションに移送される。

製品取出ステーションの支持盤５上に設置したネック型２の型開手段は、図７に示すように、支持盤上の一対の支柱２９，２９と、支柱頂部に下向きに設けたエアシリンダ３０と、支柱２９，２９を挿通してビストンロッド３１に連結した昇降自在な作動板３２と、その作動板３２の両側に下方に長く取付けて、支持盤５の板面の楔穴に挿入したた開閉用の楔部材３３，３３と、両支柱２９，２９の外側の支持盤上に設置したエア作動の一対の昇降シリンダ３４，３４と、両ピストンロッド３５，３５に取付けた作動板３６と、作動板両側にの両側に下方に長く取付けて、支持盤５の盤面の穿孔に挿入した押下げ杆３７，３７とからる。

この製品取出ステーションでは、図８に示すように、先ず昇降シリンダ３４，３４が降下作動して押下げ杆３７，３７により上記吊りピン１６をバネ部材１８に抗して押下げる。吊りピン１６の下端部はネック型２の型取付板８が嵌合している受け材７と連結しているので、受け材７と共にボトルＢのネック部を保持しているネック型２が押し下げられてベース板６から離れる。これによりネック部もコア３ｂに沿って押し下げられ、コア３ｂから縁切りされる。

次にエアシリンダ３０が降下作動して楔部材３４，３４を押下げる、両楔部材の先端は楔穴から型取付板８のテーパー穴１１に入り込んで、閉じている一対の型取付板８，８を側方に押し開ける。これによりネック型２が左右に型開する。この際、ボトル内にはコア３ｂがあるので、ボトルＢはネック型２から離れて落下するので、ネック型２の型開により金型ユニット１から取り出すことができる。製品取出しが終わると、型開手段２８が元に復し、ネック型２の型閉とベース板６への牽引とが行われ、再び移送盤４と共に射出成形ステーションに循環移送される。

上述のように、プリフォームをコア型と共に移動する射出ブロー成形でも、この発明の金型ユニットを採用することにより、射出延伸ブロー成形と同様にコア型を回転移動して、プリフォームの射出成形、ブロー成形、製品取出しを異なった位置で連続して行うことができる。また冷却したネック型によりネック部の成形が行えるので、ボトルネック部の成形精度も向上するようになる。

また図は省略するが、プリフォームの長さをブロー金型のキャビティの深さよりも短く成形し、弁棒の突出ストロークを先端が底型に届く長さに設定すると、先端の弁体が開弁してからプリフォームを底型まで押し延ばすので、射出ブロー成形でも突出ストローク分だけプリフォームの軸方向延伸が可能となる。
なお、この発明のネック型２とコア型３の金型ユニット１は、コア型を往復移動する射出ブロー成形にも採用し得ることは言うまでもない。

この発明に係わるネック型とコア型の金型ユニットの中央縦断正面図である。同上の平断面図である。同じく中央縦断側面図である。金型ユニットの受け材部分の縦断側面図である。射出成形ステーションにおける縦断側面図である。ブロー成形ステーションにおける縦断側面図である。製品取出ステーションにおける縦断正面図である。製品取出ステーションにおけるネック型押下時の受け材部分の縦断側面図である。同じくネック型の型開時の受け材部分の縦断側面図である。

符号の説明

１金型ユニット
２ネック型
３コア型
３ａコア基部
３ｂコア
４移送盤
５支持盤
６ベース板
７受け材
８型取付板
１０開閉用のバネ部材
１２エア通路
１３弁棒のバネ部材
１４弁棒
１５エア通路上部の凹所
１６吊りピン
１８射出金型ユニット
１９冷却手段
２０キャビティ金型
２１キャビティ
２２冷却ヘッド
２５ブロー金型
２６エアブロー手段
２７当接ヘッド
２７ａ押圧ピン
２８型開手段

Claims

ベース板の下面に開閉自在に添設した一対の型取付板と、その型取付板を常時内方へ弾圧する型閉用のバネ部材と、両方の型取付板にわたり穿設した型開用のテーパー孔と、その型取付板の両方に取付けてベース板の下に設けた分割型によるネック型と、ネック型内に嵌合したコア基部の下面中央から、ネック型底部の型穴を貫通して下方に長く突設したコアを備えるコア型とからなり、
上記コア型の内部に、コア基部の上端面からコアの先端面に穿設したエア通路と、そのエア通路に可動自在に挿入して通路上部のバネ部材によりエア通路の先端開口を常時閉鎖する弁棒とを設けた金型ユニットにおいて、
上記コア型のコア基部をベース板の板面に設けた穴部に嵌着して上端部をベース板上に突出し、そのベース板を移送盤の開口部の下面に止着して、開口部内に上端部を収容し、その上端部に冷却手段とエアブロー手段の両方をそれぞれ当接可能に構成してなることを特徴とするネック型とコア型の金型ユニット。
上記コア基部は、内部のエア通路上部に上記エアブロー手段の当接ヘッドから突出た押圧ピンの挿入を許容する凹所を有し、その凹所に上記弁棒の上部をバネ部材により弾圧保持して、該押圧ピンの押圧力によりエア通路の先端開口が開弁するように構成してなることを特徴とする請求項１記載のネック型とコア型の金型ユニット。
上記ベース板は、下面両側に型取付板の受け材を型開閉方向に有し、その受け材を、ベース板を貫通して螺着した吊りピンと、その吊りピンを常時上方に弾圧支持するベース板上部内のバネ部材とにより、該受け材に嵌合した型開閉板と共にベース板の下面に接離自在に牽引し、吊りピンの押下によりバネ部材に抗してベース板から離隔するように構成してなることを特徴とする請求項１記載のネック型とコア型の金型ユニット。