JP4857380B2 - パリソンの壁の厚さの分布のシステムを有する、中空体のブロー成形用の押し出しヘッド - Google Patents

Description

本発明は、高分子材料をブロー成形するための機械の、押し出しヘッドを有する部分に関する。

中空体のブロー成形において直面する主要な問題の１つとして、完成品を形成するポリマーの正確な放射状分布がある。この問題は、製造された製品が円筒対称性を有していない場合、あるいは、ブローされた製品の底部の面取りの半径が小さい場合に、遥かに顕著に表れる。

実際、一定の厚さを有する管状パリソンがモールド内においてブローされる際に、当該モールド内において、半溶融状の材料が不均一に分布する様子が見られる。この結果、完成品の壁の一部は過度に薄くなり、一部は過度に厚くなる。完成品の一定の寸法安定性および強度を保証するためには、製品の全ての壁を厚くするために重量を増やす必要があるが、これによって材料を過度に使用することになる。

このような欠点を少なくとも部分的に解決するためのシステムとして、例えば、Feuerherm Haraldによって出願されたＥＰ１．００４．４２３に記載のシステムが公知である。当該システムは、押し出しヘッド内におけるパリソンの形成を干渉し、これによって、プリセットされた方向に変形されたパリソンが当該ヘッドから得られる。このように、パリソンの後のブロー成形によって、壁の厚さが均一に分布される。パリソンの変形は、押し出しヘッド内にセットされたマンドレルまたはオス部に介入することによって、すなわち、マンドレルを交換することによって、あるいは、マンドレルの外部スカートを意図的に設けられたプレートを用いて変形させることによって、得られる。

本発明は、ブローされた製品の壁厚の均一な分布を保証することのできる、中空体をブロー成形するための押し出しヘッドを設けることによって、上記公知技術の欠点を除去することを目的とする。

本発明はまた、いかなる構造的変化も行うことなく様々な種類の製品に用いるように設計された、非常に用途の広い押し出しヘッドを提供することを目的とする。

これらの目的は、本発明に係る押し出しヘッドによって達成することができ、その特徴は独立請求項１に列挙されている。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

中空体をブロー成形するための本発明に係る押し出しヘッドは、実質的に円筒形のチャンバが内部に構成された、本体を含んでいる。当該本体のチャンバ内には、オス部またはマンドレルの外側面と本体の内側面との間に円筒形の隙間が構成されるように、実質的に円筒形である押込みプラグが軸対称にセットされている。押出機によって送られた溶解プラスチック材料は、上記円筒形の隙間を介して流れる。

パリソンの外側面の構造を構成するために、上記本体の下端部には、ダイ開口部がセットされている。

オス部の底部は、押し出しヘッドから管状パリソンを排出するための、上記第１の円筒形の隙間と通じる輪状の隙間が構成されるように、上記ダイ開口部内にセットされている。

本発明の主な特徴は、押し出しヘッドが、楕円形の挿入部を底部において支持するプランジャをさらに含んでいるという事実によって示される。当該プランジャは、オス部の底部に形成されたチャンバ内において、スライド可能なように且つ軸対称に搭載されており、また、下方に開く。このように、上記プランジャは、楕円形の挿入部の下端がオス部の底部のチャンバ内に位置している格納静止位置から、楕円形の挿入部の下端が底部においてオス部の底部の下端から突出している引き出し作動位置へと、移動させることができる。

このように、底部においてオス部の底部から突出している楕円形の挿入部の下端は、ポリマー内面の放射状分布を調整することができる。楕円形の挿入部の下端は非対称である一方、ダイ開口部の下端は対称であるため、製造要件およびモールド内における後のブロー成形プロセスに応じて、パリソンの厚さを適切な分布させることができる。

本発明の利点は、プランジャの移動を制御することによって、楕円形の挿入部の動きを製造要件に応じて調整することができる点において明確である。

本発明の別の特徴は、実施形態と共に以下の詳細な説明を参照することによってより明らかとなるであろう。これらの実施形態は、単なる非限定的な実施例として、添付図面に示されている。添付図面は以下の通りである。

本発明に係る完成した押し出しヘッドの側面図である。 図１の円Ａで囲まれている部分の拡大詳細図である。 図１の押し出しヘッドのダイ開口部の下からの平面図である。 図１の押し出しヘッドのダイ開口部を図２の断面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した状態を示す軸方向断面図である。 図３の円Ａで囲まれている部分の拡大詳細図である。 図１の押し出しヘッドの楕円形の挿入部の底部平面図である。 図４の楕円形の挿入部の側面図である。 図５の矢印Ａの方向に沿った楕円形の挿入部の側面図である。 押し出しヘッドのオス部が上方の作動位置にあり、楕円形の挿入部のプランジャが格納静止位置にある場合における、図１のヘッドの底部の側面図である。 図６の円Ａで囲まれている部分の拡大詳細図である。 図６の断面ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って切断された状態を示す軸方向断面図である。 図７の円Ａで囲まれた部分の拡大詳細図示である。 押し出しヘッドのオス部が上方の作動位置にあり、楕円形の挿入部のプランジャが格納作動位置にある場合における、図１のヘッドの底部の側面図である。 図８の円Ａで囲まれた部分の拡大詳細図である。 図８の断面ＩＸ−ＩＸに沿って切断された状態を示す軸方向断面図である。 図９の円Ａで囲まれた部分の拡大詳細図である。 押し出しヘッドの押込みプラグが下方の静止位置にあり、楕円形の挿入部のプランジャが格納静止位置にある場合における、図１のヘッドの底部の側面図である。 図１０の円Ａで囲まれた部分の拡大詳細図である。 図１０の断面ＸＩ−ＸＩに沿って切断された状態を示す軸方向断面図である。 図１１の円Ａで囲まれた部分の拡大詳細図である。

図１を参照すると、全体が参照符号１で示された、本発明に係る押し出しヘッドが示されている。押し出しヘッド１は、実質的に円筒形の本体２を有している。本体２内には、実質的に円筒形のオス部３が軸対称にセットされている。

ヘッド本体２の内壁とオス部３の外壁との間には、円筒形の隙間４が形成されている。押出機（図示せず）によってヘッド内に送られる融解材料は、上記円筒形の隙間４を介して、ヘッド内にセットされたマニホールド５を通って下方に流れる。円筒形の隙間４内の融解材料はこのようにして、実質的に管状形状となる。

ヘッド１の下端部にはダイ開口部６が配置されており、ダイ開口部６内部にはオス部３の底部３０がセットされている。後にモールド内においてブローするために押し出しヘッド１から排出されなければならないパリソンの形状は、ダイ開口部６の構成およびオス部の底部３０の構成に応じている。

また、図１Ａ、図２、図３、および図３Ａを参照すると、ダイ開口部６は、押し出しヘッドの本体２に固定された第１の円筒形部材７と、円筒形部材７に固定された第２の輪状部材８とを含んでいる。これらの部材は、円筒形部材７内に形成された固定穴９と螺合する固定ネジと、ダイ開口部６の円盤状部材８とによって固定される。

オス部の底部３０の外側面と、ダイ開口部の円筒形部材７の内側面との間には、融解材料を通過させるために、円筒形のチャンバ４と連絡する円筒形の隙間１０が構成されている。円筒形の隙間１０は、ダイ開口部の輪状の末端部材８内において狭まっている。

輪状の部材８は、内径が下方に向かって小さくなるテーパ形状をした、内側面１１を有している。オス部の末端部材３０の下端部もまた、内径が下方に向かって小さくなるテーパ形状をした、外側面３１を有している。このように、テーパ形状をした２つの面１１／３１間において、円筒形の隙間１０の狭部１０’が生成される。

オス部３の底部３０内には、底部において開口している円筒形のチャンバ３２が形成されている。プランジャ２０は、オス部の円筒形のチャンバ３２内部において軸対称にスライド可能である。

プランジャ２０は、拡張シート２２内において終端している軸穴２１を有している。図１および図１Ａをさらに参照すると、プランジャ２０の軸穴２１内に、幹２５が通過している。幹２５の下端部は、プランジャ２０のシート２２内に収納されたナット２６によって、プランジャ２０に固定されている。図１に示されているように、プランジャ２５は、オス部３内部において軸対称に伸びている。この目的のために、オス部３は、プランジャの幹２５が通過できるように設計された軸チャネルを示さなければならない。

幹２５の上端部は、押し出しヘッド１の最上部に配置されており、またアクチュエータ２６に接続されている。これによって、幹２５の軸並進運動が可能になる。アクチュエータ２６は、意図的に設けられたコントローラ２７によって制御される。

プランジャ２０の底面には、楕円形の挿入部４０が固定されている。楕円形の挿入部４０は、複数の固定穴４１を有している。これらの固定穴４１は、固定ネジを受容するために、プランジャの固定穴と位置が合うように設計されている。

図４、図５、および図５Ａに示されているように、楕円形の挿入部４０は実質的に円盤状の形状を有しており、その外径は、オス部のチャンバ３２内をスライドできるようにプランジャ２０の外径と実質的に等しい。楕円形の挿入部４０の外側の下端４８は、非対称の形状を有しており、また、対応する角度が中心において９０°である、円の４つの弧の部分４８ａ、４８ｂ、４８ａ’、４８ｂ’に分割される。より正確には、図５および図５Ａに示されているように、正反対の位置に配置された***形状４８ａおよび４８ａ’を有した外側の下端の２つの部分と、正反対の位置に配置された窪み形状４８ｂおよび４８ｂを有した外側の下端の２つの部分とがある。

図６、図６Ａ、図７、および図７Ａを参照すると、プランジャ２０は格納静止位置にあり、オス部３は下方の作動位置にある。この状態では、プランジャ２０は、オス部の底部３０のチャンバ３２内部において格納位置しており、楕円形の挿入部４０の下端４８は、オス部の底部３０の下端３８に対して外側に突出している。オス部３は引き上げられており、オス部の底部３０はダイ開口部６内部にある。この結果、オス部の底部の下端３８は、ダイ開口部６の下端８８に対して外側に突出しない。

融解材料は、ダイ開口部６の排出において実質的に一定の厚さの管状パリソンを形成するように、隙間１０の狭部１０’を通過することができる。これは、オス部の下端３８およびダイ開口部６の下端８８が双方とも円形かつ対称であるためである。この結果、パリソンの厚さは制御されない。

上記目的が、パリソンの厚さを制御することである場合、コントローラ２７（図１）はアクチュエータ２６を制御し、アクチュエータ２６は幹２５を作動させ、これによってプランジャ２０が下方に並進運動する。

上記並進運動（図８、図８Ａ、図９、および図９Ａを参照)の後、プランジャ２０はその格納作動位置にあり、オス部の底部３０は上方の作動位置にある。この状態では、楕円形の挿入部４０の下端４８は、オス部の底部３０の下端３８とダイ開口部６の下端８８との両方に対して外側および下方に突出している。

融解材料は、隙間１０の狭部１０’を通過することができる。しかしこの場合、融解材料の内面が、楕円形の挿入部４０の外側の下端４８と接触する。

楕円形の挿入部の外側の下端４８が非対称であり、かつ***部分４８ａ、４８ａ’および窪み部分４８ｂ、４８ｂ’を有しているため、ダイ開口部６からの排出におけるパリソンの内面が楕円形になる。この結果、パリソンの厚さは、楕円形の挿入部４０の***部４８ａ、４８ａ’においてより厚く、楕円形の挿入部の窪み部４８ｂ、４８ｂ’においてより薄くなる。

後に、不均一な厚さを有するパリソンがモールド内にブローされる際には、完成品の側壁の厚さが均等に分布される。

オス部３は、融解材料が通過できるように隙間１０の狭部１０’が開いている上方の作動位置から、融解材料の上方への通過が妨害されるように隙間１０の狭部１０’閉じられている下方の静止位置へと、ヘッド１内を軸対称に並進運動することができる点に留意されたい。

図１０、図１０ａ、図１１、および図１１ａを参照されたい。生産を停止する必要がある場合、プランジャ２０は、オス部の底部３０のチャンバ３２内部におけるその格納静止位置に戻され、またオス部３は、オス部の底部３０のテーパ形状の外壁３１がダイ開口部６のテーパ形状の内壁３２と接触するように、下方への並進運動において作動される。このように隙間１０の狭部１０’が閉じられ、融解材料はダイ開口部６から排出できなくなる。

この状態では、オス部の底部３０の下端３８は、ダイ開口部６の底部８の下端８８に対してわずかに下方に突出している点に留意されたい。

本発明の実施形態の特定の性質に対して、多数の変形および変化を加えることができる。それら変形および変化の全ては、当業者が成し得るものであり、また特許請求の範囲に記載されているように、いかなる場合においても本発明の範囲内である。

Claims (8)

1. 中空体をブロー成形するための押し出しヘッド（１）であって、
   実質的に円筒形のチャンバが内部に構成された本体（２）と、
   実質的に円筒形である押込みプラグ（３）であって、当該押込みプラグの外側面と上記本体の内側面との間に、押出機によって送られた融解プラスチック材料が流れることができる円筒形の隙間（４）が構成されるように、上記本体の上記円筒形のチャンバ内部に軸対称にセットされた押込みプラグ（３）と、
   上記本体（２)の下端部にセットされたダイ開口部（６）と、
   上記押し出しヘッドからの管状パリソンの排出のために上記円筒形の隙間（４）と連絡する輪状の隙間（１０）が構成されるように、上記ダイ開口部（６）内部にセットされた、上記押込みプラグ（３）の底部（３０）とを含んでおり、
   上記押し出しヘッドは、
   底部において楕円形の挿入部（４０)を支持しているプランジャ（２０）であって、上記押込みプラグの上記底部（３０）内に形成されたチャンバ（３２）内部にスライド可能なように且つ軸対称に搭載されていると共に、下方に開くため、上記楕円形の挿入部の下端（４８）が上記押込みプラグの上記底部の上記チャンバ（３２）内部に位置している格納静止位置から、上記楕円形の挿入部の上記下端（４８）が上記押込みプラグの上記底部の下端（３８）に対して上記底部において突出している引き出し作動位置へと変位することのできるプランジャ（２０）を含んでいることを特徴とする、押し出しヘッド（１）。
2. 上記楕円形の挿入部（４０）は、実質的に輪状の形状を有しており、その下端（４８）は非対称であり、***形状（４８ａ、４８ａ’）を有する部分と窪み形状（４８ｂ、４８ｂ’)を有する部分とを示していることを特徴とする、請求項１に記載の押し出しヘッド（１）。
3. 上記楕円形の挿入部（４０）は、正反対の位置に配置された***形状（４８ａ、４８ａ’）を有する２つの部分と、正反対の位置に配置された窪み形状（４８ｂ、４８ｂ’）を有する２つの部分とを有していることを特徴とする、請求項２に記載の押し出しヘッド（１）。
4. ***および窪み形状（４８ａ、４８ａ’、４８ｂ、４８ｂ’）を有する上記各部分は、対応する角度が９０°である円の弧の形状を有していることを特徴とする、請求項３に記載の押し出しヘッド（１）。
5. 上記プランジャ（２０）は、上記押込みプラグ（３)を軸対称に横断する幹（２５)に接続されて、上記押し出しヘッド（１)の最上部内にセットされたアクチュエータ（２６）によって並進運動に作動されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の押し出しヘッド（１）。
6. 上記押込みプラグ（３）は、上記ヘッドの上記本体（２）内部において軸対称に並進運動可能であるように搭載されており、上記押込みプラグの上記底部（３０）と上記ダイ開口部（６）との間に形成された上記輪状の隙間（１０、１０’）が開いたままである上方の作動位置から、上記押込みプラグの上記底部（３０）と上記ダイ開口部（６）との間に形成された上記輪状の隙間（１０、１０’）が閉じたままである下方の静止位置へと通過することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の押し出しヘッド（１）。
7. 上記ダイ開口部は、半径が下方に向かって小さくなっているテーパ形状の内側面（１１）を有する底部（８)を含んでおり、
   上記押込みプラグの上記底部（３０）は、上記融解プラスチック材料の通過のために上記輪状の隙間（１０）の制限（１０’）が生成されるように、直径が下方に向かって小さくなっているテーパ形状の外側面（３１）を含んでいることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の押し出しヘッド（１）。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の押し出しヘッド（１）から排出されるパリソンの壁の厚さを制御する方法であって、
   融解材料を上記押し出しヘッド（１)内へ送る工程と、
   上記押し出しヘッドの押込みプラグ（３）の底部（３０）内に形成されたチャンバ（３２）内にセットされた楕円形の挿入部（４０）を支持するプランジャ（２０）を、上記楕円形の挿入部の下端（４８）が上記押込みプラグの上記底部（３０）の下端（３８）に対して上記底部において突出するように下げて、上記押し出しヘッドから排出される上記パリソンの内部を楕円形にする工程とを含んでいる、方法。

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