專利名稱：通過壓縮成形和拉伸吹塑成形而形成的容器的制造方法及制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造合成樹脂容器的壓縮成形和拉伸吹塑成形的方法及其裝置，涉及用壓縮成形機(jī)將合成樹脂的熔融體壓縮成形，制成預(yù)制品，并根據(jù)需要對(duì)預(yù)制品進(jìn)行特定的熱處理，緊接著用拉伸吹塑成形機(jī)進(jìn)行拉伸吹塑成形，制造合成樹脂容器的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
塑料容器因?yàn)槠漭p量性和經(jīng)濟(jì)性或優(yōu)良的物性和環(huán)境問題適應(yīng)性等，作為飲料和食品用的容器廣泛應(yīng)用于日常生活。特別是由聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)形成的容器，因?yàn)槠鋬?yōu)良的機(jī)械性質(zhì)、透明性等，作為飲料和嗜好飲料的容器具有很高的需求，最近，作為便攜式的小型容器、而且作為飲料用的加熱容器受到消費(fèi)者的歡迎。
這種對(duì)于在日常生活中作為飲料和食品用的容器來說重要的、以聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)為代表的合成樹脂容器，通常采用在成形金屬模內(nèi)對(duì)預(yù)制品(預(yù)先成形的有底圓筒狀成形材料)吹入流體、使其膨脹成形的拉伸吹塑成形法(也可以僅稱為延展成形或吹制成形)高效率地制成。
長期以來，作為塑料容器的成形材料的預(yù)制品的成形和容器的制造，主要采用噴射成形法在多個(gè)金屬模內(nèi)形成預(yù)制品，然后再拉伸吹塑形成產(chǎn)品容器，但在這種情況下，預(yù)制品溫度要暫時(shí)冷卻或自然冷卻到室溫附近，然后再對(duì)預(yù)制品的整體或主體進(jìn)行再次加熱、拉伸吹塑成形，這樣就存在用于再次加熱的大量熱能的損失、再加熱設(shè)備成本的負(fù)擔(dān)增加等課題。最近，對(duì)通過提高生產(chǎn)效率來經(jīng)濟(jì)地制造性能更加優(yōu)良的容器的技術(shù)要求不斷提高，為了向成形裝置的低廉化、制造效率的提高或低溫成形等方向轉(zhuǎn)型，人們期待開發(fā)出更加優(yōu)良的制造方法或制造裝置。
作為該解決方案之一，雖然開發(fā)出了在噴射成形之后、不對(duì)預(yù)制品進(jìn)行再加熱而吹制成形的噴射拉伸吹塑成形法(例如，參照日本特開昭52-82967號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1以及第1頁右下欄))，但是因?yàn)閲娚涑尚螘r(shí)間與拉伸吹塑成形時(shí)間的匹配性差，所以無法得到高生產(chǎn)效率。另外，雖然也開發(fā)出了用噴射成形機(jī)在多個(gè)金屬模內(nèi)一次形成多個(gè)預(yù)制品、緊接著進(jìn)行拉伸吹塑成形的方法，但存在著下列問題由在送往拉伸吹塑成形機(jī)的成形順序的待機(jī)中的時(shí)間差所造成的預(yù)制品溫度變化的熱過程差而導(dǎo)致的性能改變很難避免，或者由預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而導(dǎo)致的拉伸吹塑成形性的變化等，不能得到一定品質(zhì)的產(chǎn)品容器。
并且，為了解決在噴射拉伸吹塑成形中的這樣的技術(shù)性問題，目前為止出現(xiàn)了很多改良方案，具有代表性的有下述改良方法冷卻預(yù)制品，用連續(xù)的系統(tǒng)將其從移送位置移動(dòng)到成形位置，加熱預(yù)制品并拉伸吹塑成形，從而縮短噴射成形周期，提高吹塑模腔的運(yùn)轉(zhuǎn)率的方法(參照日本特開平11-165347號(hào)公報(bào)(摘要))；設(shè)置預(yù)制品的冷卻位置和加熱位置，將預(yù)制品間的移送間距變換成拉伸吹塑成形間距，從而提高成形的可靠性和速度的方法(參照日本特開2002-337216號(hào)公報(bào)(摘要))。
另一方面，作為與噴射成形裝置相比價(jià)格低廉、能夠?qū)崿F(xiàn)裝置小型化和低溫成形的成形裝置，有人提議采用壓縮成形機(jī)，為了提高批量生產(chǎn)率、提高制造效率，甚至開發(fā)采用了在旋轉(zhuǎn)圓盤上安裝有多個(gè)成形金屬模的旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)(旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模壓縮成形機(jī))(例如，參照日本特開昭60-245517號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1))。并且，作為使用旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)的預(yù)制品的成形法，開發(fā)出了通過擠壓法供給材料和利用該旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機(jī)的成形法(參考日本特開2000-25729號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1以及圖1))，通過采用旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機(jī)大幅度地提高了制造效率，最近，在預(yù)制品的制造方面，擠壓壓縮成形的成形法被認(rèn)為是最有希望的。
如上所述，在塑料容器的噴射拉伸吹塑成形中，即使用噴射成形法在多個(gè)金屬模內(nèi)大量形成很多預(yù)制品，也難以避免因直至拉伸吹塑成形為止的預(yù)制品溫度變化的熱過程差所導(dǎo)致的預(yù)制品的性能改變，或者由于預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而導(dǎo)致的拉伸吹塑成形性的變化等，從而出現(xiàn)無法得到一定品質(zhì)的產(chǎn)品容器的問題，為了解決這樣的技術(shù)性問題，目前為止雖然出現(xiàn)了很多改良方案，但還不能說是能夠充分解決由預(yù)制品的溫度變化的熱過程差所造成的性能改變，或者由于預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而帶來的拉伸吹塑成形性的變化等問題。
另一方面，在比噴射成形裝置價(jià)格低、能夠?qū)崿F(xiàn)裝置小型化并能夠進(jìn)行低溫成形的壓縮成形機(jī)方面，雖然開發(fā)出了在旋轉(zhuǎn)圓盤上安裝有多個(gè)成形金屬模的預(yù)制品用旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)，在經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率方面取得了良好的效果，但是，即使想到了進(jìn)一步改良該成形方法、即將拉伸吹塑成形與壓縮成形組合而連續(xù)地制造容器的方法，該方法也沒有被完全公開。
另外，如果采用將壓縮成形法和拉伸吹塑成形法組合而成的新容器制造方法，采用自壓縮成形到拉伸吹塑成形連續(xù)的系統(tǒng)，可以不需要拉伸吹塑前的預(yù)制品再加熱裝置，還可以得到節(jié)約加熱預(yù)制品所需能量的經(jīng)濟(jì)效果。而且，因?yàn)閴嚎s成形機(jī)和拉伸吹塑成形機(jī)分別獨(dú)立存在，通過按照成形速度分別設(shè)置成形金屬模數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)成形速度匹配性優(yōu)良的高生產(chǎn)率。但是，在具有這些優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還應(yīng)認(rèn)識(shí)到下述的問題仍沒有解決因預(yù)制品的溫度變化所造成的預(yù)制品性能改變，或者因預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而帶來的拉伸吹塑成形性的變化等，從而難以獲得一定的優(yōu)良產(chǎn)品容器等。
鑒于在用拉伸吹塑成形來制造合成樹脂容器的技術(shù)中存在的這樣的情況，本發(fā)明的技術(shù)課題是為了使從經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率方面看勘稱非常優(yōu)秀的成形方法的、將壓縮成形和拉伸吹塑成形連續(xù)組合而成的新成形方法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，該成形法中，解決由于預(yù)制品的溫度變化所造成的預(yù)制品的性能改變、或者由于預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而帶來的拉伸吹塑成形性的變化等問題，利用該新的成形法以高生產(chǎn)效率來生產(chǎn)穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品容器。

發(fā)明內(nèi)容
在比噴射成形裝置價(jià)格低、能夠?qū)崿F(xiàn)裝置小型化并能夠進(jìn)行低溫成形的壓縮成形機(jī)方面，開發(fā)出了在旋轉(zhuǎn)圓盤上安裝有多個(gè)成形金屬模的旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)，批量生產(chǎn)性和制造效率得以提高，也被應(yīng)用在預(yù)制品的成形中，該預(yù)制品成形法(或成形裝置)從經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率方面來看都是非常優(yōu)秀的成形法，所以本發(fā)明的發(fā)明人設(shè)想將該預(yù)制品成形法和拉伸吹塑成形連續(xù)組合而成的新成形方法工業(yè)化，作為從壓縮成形到拉伸吹塑成形連續(xù)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制品的高生產(chǎn)率。
在該新設(shè)想的技術(shù)方法中，為了解決由于預(yù)制品的溫度變化所造成的性能改變、或者由于預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而帶來的拉伸吹塑成形性的變化等所造成的難以獲得一定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品容器等問題，以開發(fā)新改良技術(shù)為目標(biāo)，從落下物的形成供給、預(yù)制品的材質(zhì)或各種成形方法的成形條件、預(yù)制品的熱處理、乃至壓縮拉伸吹塑成形周期等眾多方面尋找解決方法。
另外，經(jīng)過多角度的思考和考慮、以及實(shí)驗(yàn)性的研究和試點(diǎn)實(shí)施等，本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到上述問題與預(yù)制品的熱處理有著很深的關(guān)聯(lián)，于是發(fā)明了在預(yù)制品成形法與拉伸吹塑成形連續(xù)組合而成的新成形法中、以壓縮成形后的預(yù)制品的特定熱處理為基本要素的本申請(qǐng)的發(fā)明，進(jìn)而創(chuàng)造了本申請(qǐng)的發(fā)明。
這種將預(yù)制品成形法與拉伸吹塑成形連續(xù)組合而成的新成形方法、和對(duì)壓縮成形后的預(yù)制品進(jìn)行的特定熱處理的組合，可以說是應(yīng)該受到矚目的設(shè)想。
在相關(guān)過程中，本案發(fā)明人在研究預(yù)制品的熱處理時(shí)，不對(duì)已壓縮成形的預(yù)制品進(jìn)行通常能夠想到的加熱處理，而是進(jìn)行預(yù)制品的均熱化處理、即進(jìn)行均一的熱處理(特別是在預(yù)制品的主體上)，為了使連續(xù)成形的各個(gè)預(yù)制品的受熱過程均勻，或者為了使預(yù)制品的各個(gè)部分的受熱過程均勻，想到了作為出眾的構(gòu)想而應(yīng)該得到好評(píng)的新方法。
所謂均熱化處理，就是將各預(yù)制品放置在一定的熱環(huán)境下(通過熱環(huán)境進(jìn)行熱處理)，使預(yù)制品的潛伏熱等熱性質(zhì)均勻穩(wěn)定化。通過均熱化處理，壓縮成形后的預(yù)制品的潛伏熱變得穩(wěn)定，然后被輸送到拉伸吹塑成形工序中，所以可以實(shí)現(xiàn)均勻的吹制成形，可以連續(xù)生產(chǎn)具有一定性質(zhì)的合成樹脂容器。另外，各預(yù)制品的各個(gè)部分(主體和底部等)的溫度，在剛壓縮成形之后，雖然中間層比內(nèi)外層高，但是通過將各預(yù)制品放置在一定的熱環(huán)境下進(jìn)行均熱化處理，可以使得直到拉伸吹塑成形為止的時(shí)間里預(yù)制品的厚度方向上的溫度均勻化，可以形成具有均質(zhì)層的容器。
而且，在本申請(qǐng)的發(fā)明中，除了均熱化處理，本發(fā)明的另一個(gè)必要條件是根據(jù)需要對(duì)預(yù)制品進(jìn)行局部加熱處理和/或局部冷卻處理，可以對(duì)預(yù)制品進(jìn)行局部加熱和/或冷卻、進(jìn)行補(bǔ)充性的熱處理，從而根據(jù)拉伸吹塑條件對(duì)預(yù)制品的熱條件(熱性質(zhì))進(jìn)行修正(微調(diào)整)。
進(jìn)一步來說，本申請(qǐng)的發(fā)明的特點(diǎn)是為了連續(xù)成形預(yù)制品、提高生產(chǎn)率，采用連續(xù)成形系統(tǒng)，使用具有多個(gè)保持輸送并向壓縮成形機(jī)的成形金屬模供給定量落下物的保持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模落下物供給體，壓縮成形機(jī)為使用具有由凹凸模組成的多個(gè)成形金屬模的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模的旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)，預(yù)制品均熱化處理機(jī)構(gòu)是處理多個(gè)預(yù)制品的旋轉(zhuǎn)式處理機(jī)構(gòu)，拉伸吹塑成形機(jī)是將多個(gè)預(yù)制品按順序拉伸吹塑成形的旋轉(zhuǎn)式拉伸吹塑成形機(jī)，將這些成形單位連續(xù)化而形成連續(xù)成形系統(tǒng)。
在本申請(qǐng)的發(fā)明中，作為使將預(yù)制品的壓縮成形與拉伸吹塑成形組合起來而成為壓縮拉伸吹塑成形的方法工業(yè)化、使壓縮成形到拉伸吹塑成形連續(xù)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制品的優(yōu)良的高生產(chǎn)率，并且，根據(jù)新的熱技術(shù)方法，可以解決由預(yù)制品的溫度變化所造成的性能改變、或者由預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而帶來的拉伸吹塑成形性的變化等問題，從而可以提高生產(chǎn)穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品容器的生產(chǎn)率。
(另外，本申請(qǐng)的說明書等中的拉伸吹塑成形術(shù)語，與通常的延展成形或吹制成形同義)在上面的描述中，就本申請(qǐng)發(fā)明的創(chuàng)作細(xì)節(jié)、本申請(qǐng)發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)和特征對(duì)本申請(qǐng)發(fā)明進(jìn)行了概括的論述，在此，如縱覽整個(gè)本申請(qǐng)發(fā)明，則本申請(qǐng)發(fā)明是由下面的發(fā)明單位群構(gòu)成，[1][2]和[4]的發(fā)明作為基本發(fā)明，除此之外的發(fā)明是將基本發(fā)明具體化或者實(shí)施方式化的產(chǎn)物。(另外，發(fā)明群整體統(tǒng)稱“本發(fā)明”。)[1]一種合成樹脂容器的制造方法，用壓縮成形機(jī)將作為合成樹脂熔融塊狀體的落下物壓縮成形，制成預(yù)制品，緊接著用拉伸吹塑成形機(jī)將預(yù)制品拉伸吹塑成形，制造合成樹脂容器。
如技術(shù)方案[1]所述的合成樹脂容器的制造方法，其特征在于，在從壓縮成形機(jī)取出保留有成形時(shí)的熱的預(yù)制品后，進(jìn)行預(yù)制品的均熱化處理，然后拉伸吹塑成形。
如技術(shù)方案[2]所述的合成樹脂容器的制造方法，其特征在于，均熱化處理是加熱處理和/或冷卻處理。
一種合成樹脂容器的制造裝置，用壓縮成形機(jī)對(duì)預(yù)制品進(jìn)行壓縮成形，緊接著用拉伸吹塑成形機(jī)拉伸吹塑成形，制造合成樹脂容器，其特征在于，該裝置作為使落下物的切斷部件、供給部件、壓縮成形機(jī)、預(yù)制品取出工具、預(yù)制品均熱化處理機(jī)構(gòu)、拉伸吹塑成形機(jī)、產(chǎn)品容器取出工具等各個(gè)部分連續(xù)著的系統(tǒng)而構(gòu)成，其中，所述落下物是從擠壓部件的擠壓開口部擠壓出的合成樹脂熔融塊狀體。
如技術(shù)方案[2]-[4]中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的制造方法或裝置，其特征在于，在預(yù)制品的均熱化處理或均熱化機(jī)構(gòu)上，還附加根據(jù)預(yù)制品的主體溫度進(jìn)行局部加熱和/或局部冷卻處理或者局部加熱和/或局部冷卻機(jī)構(gòu)。
如技術(shù)方案[2]-[5]中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的制造方法或裝置，其特征在于，還附加使容器的口頸部加熱結(jié)晶化的工序。
如技術(shù)方案[2]-[6]中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的連續(xù)制造方法或裝置，其特征在于，落下物供給方法及部件為落下物保持·輸送方法以及具有多個(gè)落下物保持·輸送機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模部件，該落下物保持·輸送方法以及落下物保持·輸送部件對(duì)從擠壓開口部擠壓出的熔融狀態(tài)的合成樹脂進(jìn)行切斷而成的定量落下物進(jìn)行保持輸送、并供給到壓縮成形機(jī)的成形金屬模；壓縮成形機(jī)是使用具有多個(gè)由凹凸模組成的成形金屬模的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模的旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)；預(yù)制品均熱化處理機(jī)構(gòu)是處理多個(gè)預(yù)制品的旋轉(zhuǎn)式處理機(jī)構(gòu)，拉伸吹塑成形機(jī)是將多個(gè)預(yù)制品按順序拉伸吹塑成形的旋轉(zhuǎn)式拉伸吹塑成形機(jī)。
如技術(shù)方案[1]-[7]中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的制造方法或裝置，其特征在于，拉伸吹塑成形是雙軸拉伸吹塑或兩級(jí)吹塑，合成樹脂容器是瓶或杯。


圖1是具體例示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的成形系統(tǒng)的最佳實(shí)施方式的概略平面圖。
圖2是例示本發(fā)明中均熱化裝置的局部平面圖。
圖3是例示本發(fā)明中將熔融樹脂落下物保持輸送和投入到壓縮成形金屬模的概略圖。
具體實(shí)施例方式
關(guān)于本發(fā)明，在前面已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)對(duì)解決其課題的方案進(jìn)行了論述，下面，將參照表示具有代表性的實(shí)施例的各個(gè)附圖，對(duì)上述本發(fā)明群的發(fā)明的最佳實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步具體的說明。
本發(fā)明涉及用于制造合成樹脂容器的壓縮拉伸吹塑成形方法以及裝置，涉及用壓縮成形機(jī)將預(yù)制品壓縮成形，對(duì)預(yù)制品進(jìn)行特定的熱處理，然后通過拉伸吹塑成形機(jī)進(jìn)行拉伸吹塑成形，從而制造合成樹脂容器的方法以及裝置。
(1)本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)對(duì)于本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的成形系統(tǒng)，作為其重要部分，第一，由壓縮成形工序和預(yù)制品均熱化工序以及拉伸吹塑成形工序構(gòu)成，第二，由壓縮成形工序、預(yù)制品均熱化工序以及預(yù)制品局部加熱和/或局部冷卻處理工序和拉伸吹塑成形工序構(gòu)成。
對(duì)于該基本結(jié)構(gòu)的成形系統(tǒng)，在圖1的概略示意圖中是作為成形工序流程圖而加以例示的。
(2)本發(fā)明的基本要素2-1.合成樹脂作為形成本發(fā)明預(yù)制品的原料樹脂，只要是可成形的熱塑性樹脂，則可以使用任何樹脂。作為這種樹脂，可以舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯樹脂(PEN)等熱塑性聚酯，以這些酯單位為主體的共聚聚酯或者它們的混合物，聚碳酸酯類，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚體(ABS樹脂)，聚縮醛樹脂，尼龍6、尼龍66、它們的共聚尼龍等尼龍類，聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯基樹脂，等規(guī)聚丙烯、聚苯乙烯，低-、中-或者高-密度聚乙烯，乙烯-丙烯共聚體，乙烯-丁烯-1共聚體，乙烯-丁二烯熱塑性合成橡膠等。在這些樹脂中，在不損害產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，可以添加例如著色劑、紫外線吸收劑、脫模劑、潤滑劑、成核劑(核剤)等各種添加劑。
另外，本發(fā)明的預(yù)制品，除了由單層(一層)的熱塑性樹脂層構(gòu)成的情況外，還可以由兩層或兩層以上的熱塑性樹脂層構(gòu)成。
而且，本發(fā)明的預(yù)制品，可以具有層疊在由兩層或兩層以上的熱塑性樹脂層構(gòu)成的內(nèi)層及外層之間的中間層，也可以將中間層作為隔氧層或吸氧層。
2-2.預(yù)制品的均熱化處理在本發(fā)明中，不對(duì)噴射成形預(yù)制品進(jìn)行通常能夠想到的單純的加熱處理，而是對(duì)壓縮成形的預(yù)制品進(jìn)行均熱化處理(進(jìn)行均勻的熱處理，特別是在預(yù)制品的主體上)，重要的是使各個(gè)預(yù)制品的受熱過程均勻，或者使預(yù)制品的各個(gè)部分的受熱過程均勻。
均熱化處理，包括加熱處理或冷卻處理或者它們的組合，而且包括不采取強(qiáng)制加熱或冷卻而在室溫中放置的方式。
若對(duì)壓縮成形后的預(yù)制品中的預(yù)制品均熱化處理進(jìn)行具體地研究，則壓縮成形后的預(yù)制品抱在型芯(凸模)上，以容器的口部(螺紋部)外周由成形組合模(凹模)抱著的狀態(tài)取出型芯。對(duì)于此時(shí)的口部的表面溫度，如果合成樹脂是PET系列的聚酯，則最好在80℃以下(更理想的是60℃以下)，如若超過80℃，則由于樹脂產(chǎn)生軟化，口部會(huì)變形。另一方面，只要預(yù)制品主體的表面溫度在120℃以下(更理想的是在80℃以下)，可以使口部不發(fā)生變形地將其取出，但是因?yàn)轭A(yù)制品的內(nèi)部溫度與表面相比是高溫，若就此放置的話表面溫度就會(huì)上升，從而使預(yù)制品發(fā)生白化，不夠理想。
雖然取出預(yù)制品時(shí)的預(yù)制品主體的溫度會(huì)因?yàn)閴嚎s成形中的金屬模的溫度或冷卻時(shí)間而或高或低，但通過使預(yù)制品主體在80～120℃范圍內(nèi)進(jìn)行均熱化，可以直接拉伸吹塑成形。
當(dāng)預(yù)制品取出時(shí)的溫度為高溫(例如主體表面溫度是60℃～120℃)時(shí)，取出預(yù)制品后馬上用冷風(fēng)對(duì)預(yù)制品整體進(jìn)行冷卻，而且根據(jù)需要對(duì)其局部進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，使預(yù)制品主體在80～120℃范圍內(nèi)均熱化。
另外，當(dāng)取出預(yù)制品時(shí)的溫度適當(dāng)(例如主體表面的溫度是50℃～90℃)時(shí)，取出預(yù)制品后馬上從室溫根據(jù)需要在100℃左右的環(huán)境下對(duì)預(yù)制品主體的一部分進(jìn)行加熱或者冷卻，從而使主體在80～120℃范圍內(nèi)均熱化。
另外，當(dāng)預(yù)制品取出時(shí)的預(yù)制品主體的溫度為低溫(例如主體表面溫度是室溫～60℃)時(shí)，取出預(yù)制品后從室溫根據(jù)需要在100℃左右的環(huán)境下用熱風(fēng)和/或紅外線加熱器等對(duì)預(yù)制品的整個(gè)主體進(jìn)行加熱，而且根據(jù)需要對(duì)其一部分進(jìn)行局部加熱，從而使預(yù)制品主體在80～120℃范圍內(nèi)均熱化。
一般來說，預(yù)制品的溫度由其后的拉伸吹塑成形的成形條件決定，所以，預(yù)制品取出后的預(yù)制品的均熱化，最好按照上述均熱化的具體性范例，適當(dāng)?shù)夭扇∨c成形條件相符合的方式。
圖1中示出了這種均熱化處理方式，采用作為本發(fā)明的成形系統(tǒng)中主要構(gòu)成要素的預(yù)制品的均熱化處理裝置(均熱化處理機(jī)構(gòu))。
預(yù)制品的均熱化處理裝置的具體范例，采用局部平面圖在圖2中進(jìn)行了圖示說明。作為預(yù)制品的均熱化處理裝置20的實(shí)施例，在預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)性研究等設(shè)定的溫度、濕度或處理時(shí)間等的均熱化處理?xiàng)l件下進(jìn)行均熱化處理，用局部加熱裝置23對(duì)已壓縮成形的預(yù)制品21進(jìn)行局部均熱化處理，各預(yù)制品沿著預(yù)制品輸送路徑22進(jìn)行移送，送至拉伸成形機(jī)。
通過均熱化處理，壓縮成形后的各預(yù)制品的潛伏熱等熱條件變得穩(wěn)定，然后被送到拉伸吹塑成形工序，所以可以實(shí)現(xiàn)均勻的吹塑成形，可以連續(xù)生產(chǎn)穩(wěn)定性質(zhì)的合成樹脂容器。
另外，對(duì)于各個(gè)預(yù)制品的各個(gè)部分(主體和底部等)的溫度，雖然在剛壓縮成形后，中間層比內(nèi)外層高，但是通過將各個(gè)預(yù)制品放置在一定的熱環(huán)境下進(jìn)行均熱化處理，在直至拉伸吹塑成形的時(shí)間里可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制品厚度方向上溫度的均一化，可以形成具有均質(zhì)層的容器。
2-3.預(yù)制品的局部加熱或冷卻處理在本發(fā)明中，除了均熱化處理，對(duì)預(yù)制品進(jìn)行局部加熱處理和/或局部冷卻處理也可以作為另一必要條件，基于預(yù)制品的實(shí)驗(yàn)性數(shù)據(jù)，根據(jù)需要，采取局部加熱處理和/或局部冷卻處理的方式對(duì)預(yù)制品實(shí)施補(bǔ)充性的熱處理，從而可以根據(jù)拉伸吹塑條件對(duì)預(yù)制品的熱條件進(jìn)行修正(微調(diào)整)。
預(yù)制品的局部加熱或者局部冷卻處理由局部加熱裝置和/或局部冷卻裝置進(jìn)行，可以使用紅外線加熱器(或者冷風(fēng))這樣的普通加熱工具或者冷卻工具。作為圖2中的實(shí)施例，示出了一邊對(duì)預(yù)制品進(jìn)行均熱化處理、一邊進(jìn)行局部加熱處理的局部加熱裝置(局部加熱機(jī)構(gòu))23。
2-4.連續(xù)成形系統(tǒng)在本發(fā)明中，為了連續(xù)成形預(yù)制品、提高生產(chǎn)率，最好采用連續(xù)成形系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用具有多個(gè)保持輸送定量的落下物并將其供給壓縮成形機(jī)的成形金屬模的保持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模落下物供給體，壓縮成形機(jī)為使用具有多個(gè)由凹凸模組成的成形金屬模的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模的旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)，預(yù)制品均熱化處理機(jī)構(gòu)是處理多個(gè)預(yù)制品的均熱化裝置，拉伸吹塑成形機(jī)是將多個(gè)預(yù)制品按順序拉伸吹塑成形的旋轉(zhuǎn)式拉伸吹塑成形機(jī)。
這種連續(xù)成形系統(tǒng)，如(1)本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)中記載的那樣，在圖1的概略示意圖中進(jìn)行了圖示。
(3)其他3-1.口頸部的加熱結(jié)晶化工序在本發(fā)明中，根據(jù)需要最好進(jìn)一步追加使容器的口頸部加熱結(jié)晶化的工序。該工序通常用于以聚對(duì)苯二甲酸乙二酯為代表的合成樹脂容器的拉伸吹塑成形，只對(duì)預(yù)制品的口頸部進(jìn)行熱處理，使其白化結(jié)晶化，用來提高口頸部的強(qiáng)度。這種結(jié)晶化工序，在拉伸吹塑成形的前面或者后面進(jìn)行都可以。
3-2.成形系統(tǒng)各部分的實(shí)施方式[熔融樹脂供給機(jī)構(gòu)]熔融樹脂供給機(jī)構(gòu)，如圖3中概略性圖示的那樣，由擠壓機(jī)的擠壓模頭31和熔融樹脂切斷輸送裝置32構(gòu)成，對(duì)于熔融樹脂切斷輸送裝置，在通過與擠壓模頭相對(duì)向的合成樹脂接收位置進(jìn)行輸送時(shí)，由切斷工具33按照一定的時(shí)間間隔切斷在擠壓機(jī)熔融攪拌并從擠壓模頭開口擠壓出的合成樹脂，形成定量的落下物(熔融樹脂塊狀體)34，由熔融樹脂切斷輸送裝置的保持輸送機(jī)構(gòu)35保持該合成樹脂落下物，輸送到壓縮成形機(jī)的成形金屬模36。
壓縮成形裝置在旋轉(zhuǎn)基體上具有多個(gè)成形金屬模36，金屬模由在垂直方向上同軸并且開關(guān)自如地配置的凹模37和凸模38構(gòu)成，凹模具有固定在旋轉(zhuǎn)基體上并與預(yù)制品的外形相同的模腔，凸模通過液壓機(jī)構(gòu)等可以升降，在凸模的上部附設(shè)從動(dòng)模39，形成預(yù)制品的頂面。
在凹模的上部，保持輸送機(jī)構(gòu)的保持工具放開對(duì)落下物的保持，從而由熔融樹脂切斷輸送裝置輸送到壓縮成形裝置的落下物落入到凹模的模腔內(nèi)。然后，進(jìn)行模腔合模，凸模和從動(dòng)模下降，熔融樹脂填滿由凹凸模所規(guī)定的預(yù)制品成形空間，經(jīng)過一定溫度下一定時(shí)間內(nèi)的壓合，形成預(yù)制品。金屬模冷卻后，打開金屬模，凸模上升，預(yù)制品也與其一體地從模腔被取出。
已成形的預(yù)制品，通過預(yù)制品取出裝置，從壓縮成形裝置取出，輸送到均熱化裝置，考慮剛壓縮成形后的預(yù)制品的熱狀態(tài)和下一工序的拉伸吹塑成形條件，根據(jù)需要，進(jìn)行2-2以及2-3中所述的均熱化處理以及局部加熱冷卻處理。
經(jīng)過均熱化處理或者局部加熱冷卻處理而被調(diào)整為符合拉伸吹塑成形的溫度(熱狀態(tài))的預(yù)制品，被送進(jìn)旋轉(zhuǎn)式拉伸吹塑成形機(jī)，通過吹入加壓空氣等加壓流體，進(jìn)行雙軸拉伸或者還進(jìn)行兩級(jí)吹塑這樣的吹塑成形，拉伸到規(guī)定的拉伸倍率，制成瓶或杯等產(chǎn)品容器。
已成形的產(chǎn)品容器，由產(chǎn)品取出裝置取出、匯集，輸送到產(chǎn)品檢查工序。
具有多個(gè)保持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模落下物供給體的旋轉(zhuǎn)軌跡與在旋轉(zhuǎn)式壓縮成形機(jī)上具有多個(gè)金屬模的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模的旋轉(zhuǎn)軌跡相重合，在該重合軌跡上落下物落下的形態(tài)最好是落下物能精確地插入到凹模的凹部。
實(shí)施例下面，進(jìn)一步通過更具體的實(shí)施例來說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于實(shí)施例。
利用舉例說明的本發(fā)明最佳實(shí)施方式的、上述圖1～圖3中提到的成形系統(tǒng)裝置進(jìn)行成形。
從固定在擠壓機(jī)前端的模頭的開口部連續(xù)擠出已在擠壓機(jī)中加熱熔融的合成樹脂(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)，然后通過切斷工具切斷該熔融樹脂，得到圓柱形的落下物(被切斷的熔融塊)。該落下物，由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模落下物供給體上的多個(gè)保持機(jī)構(gòu)的固定工具和按壓工具夾持輸送，插入到在旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)上設(shè)置的多個(gè)成形金屬模的凹模中，然后經(jīng)過凹模和凸模的配合進(jìn)行壓縮成形，得到預(yù)制品。
已成形的預(yù)制品由取出裝置排出，馬上輸送到預(yù)制品均熱化裝置。此時(shí)的預(yù)制品的表面溫度，在口部為60℃，在主體為100℃。
在均熱化裝置中，用15℃的冷風(fēng)對(duì)預(yù)制品整體進(jìn)行30秒的冷卻，將預(yù)制品的主體均熱化至100℃，然后，輸送到旋轉(zhuǎn)式雙軸拉伸吹塑成形機(jī)，進(jìn)行雙軸拉伸吹塑成形，得到拉伸瓶。
實(shí)施與實(shí)施例-1相同的壓縮成形時(shí)，通過對(duì)成形條件略加變動(dòng)，使從壓縮成形機(jī)中取出的預(yù)制品的表面溫度，在口部為55℃，在主體為80℃。
然后，在均熱化裝置中，在80℃的環(huán)境下保溫30秒后，輸送到旋轉(zhuǎn)式雙軸拉伸吹塑成形機(jī)，進(jìn)行雙軸拉伸吹塑成形，得到拉伸瓶。
實(shí)施與實(shí)施例-1相同的壓縮成形時(shí)，通過對(duì)成形條件略加變動(dòng)，使從壓縮成形機(jī)中取出的預(yù)制品的表面溫度，在口部為50℃，在主體為60℃。
然后，在均熱化裝置中，在100℃的環(huán)境下保溫30秒后，輸送到旋轉(zhuǎn)式雙軸拉伸吹塑成形機(jī)，進(jìn)行雙軸拉伸吹塑成形，得到拉伸瓶。
不進(jìn)行實(shí)施例-1中的均熱化處理，其他的按照實(shí)施例-1同樣實(shí)施。
不進(jìn)行實(shí)施例-2中的均熱化處理，其他的按照實(shí)施例-2同樣實(shí)施。
不進(jìn)行實(shí)施例-3中的均熱化處理，其他的按照實(shí)施例-3同樣實(shí)施。
在各個(gè)實(shí)施例中，瓶子按照希望的那樣正常成形，可以得到質(zhì)量一定且機(jī)械物性等品質(zhì)優(yōu)良的成形品。
另一方面，在比較例-1中，從壓縮成形機(jī)中取出的預(yù)制品主體的表面溫度上升到160℃，主體整體發(fā)生白化。在比較例-2以及比較例-3中，因?yàn)轭A(yù)制品主體的局部或者整體的溫度低，所以無法按照希望的那樣進(jìn)行正常的吹塑成形。
由上面的各個(gè)實(shí)施例和比較例的結(jié)果，可以理解本發(fā)明中均熱化處理的必要條件的有效性和必要性。
在本發(fā)明中，作為使將預(yù)制品成形法與拉伸吹塑成形組合起來成為壓縮拉伸吹塑成形的方法工業(yè)化、使從壓縮成形到拉伸吹塑成形連續(xù)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)制品的優(yōu)良的高生產(chǎn)率，并且，根據(jù)新的熱處理技術(shù)方法，可以解決由預(yù)制品的溫度變化所造成的預(yù)制品性能的改變、或者由預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而帶來的拉伸吹塑成形性的變化等問題，這樣就可以得到穩(wěn)定的品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品容器。另外，對(duì)于壓縮成形機(jī)和拉伸吹塑成形機(jī)，雖然成形機(jī)是連續(xù)的，但它們卻是相互獨(dú)立的，在各成形中可以選擇設(shè)定最佳的成形時(shí)間。
而且，通過特有的均熱化處理，壓縮成形后的各個(gè)預(yù)制品的潛伏熱變得穩(wěn)定，然后被輸送到拉伸吹塑成形工序，所以，可以實(shí)現(xiàn)均一的吹塑成形，可以連續(xù)生產(chǎn)具有一定性質(zhì)的合成樹脂容器。
另外，雖然各個(gè)預(yù)制品的各部分(主體和底部等)的溫度在剛壓縮成形之后，中間層比內(nèi)外層高，但是通過在一定的熱環(huán)境下對(duì)各個(gè)預(yù)制品進(jìn)行熱處理的均熱化處理，可以保證在直至拉伸吹塑成形為止的時(shí)間里預(yù)制品的厚度方向上的溫度均一化，可以形成具有均質(zhì)層的容器。預(yù)制品的溫度穩(wěn)定為恒溫，成形的再現(xiàn)性也良好。
而且，在本發(fā)明中，除了均熱化處理，對(duì)預(yù)制品進(jìn)行局部加熱處理和/或局部冷卻處理也作為另一必要條件，也可以對(duì)預(yù)制品進(jìn)行局部加熱和/或局部冷卻、進(jìn)行補(bǔ)充性的熱處理，根據(jù)拉伸吹塑條件對(duì)預(yù)制品的熱條件進(jìn)行修正(微調(diào)整)。
還有，在本發(fā)明中，因?yàn)闆]有對(duì)預(yù)制品進(jìn)行通常的加熱處理，從而不需要擔(dān)心由于過熱而引起的預(yù)制品的表面發(fā)生碳化等損傷，還可以減少用于加熱預(yù)制品的附帶裝置和熱能，通過最小限度的加熱還可以減輕合成樹脂的劣化。
如上所述，本發(fā)明，可以說是無論從經(jīng)濟(jì)性還是生產(chǎn)效率方面都是非常優(yōu)良的成形法，實(shí)現(xiàn)了壓縮成形與拉伸吹塑成形連續(xù)組合而成的新成形法的工業(yè)化，對(duì)于塑料成形以及塑料容器的產(chǎn)業(yè)是有益的，在產(chǎn)業(yè)上的利用前景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種合成樹脂容器的制造方法，用壓縮成形機(jī)將作為合成樹脂熔融塊狀體的落下物壓縮成形，制成預(yù)制品，緊接著用拉伸吹塑成形機(jī)將預(yù)制品拉伸吹塑成形，制造合成樹脂容器。
2.如權(quán)利要求1所述的合成樹脂容器的制造方法，其特征在于，在從壓縮成形機(jī)取出保留有成形時(shí)的熱的預(yù)制品后，進(jìn)行預(yù)制品的均熱化處理，然后拉伸吹塑成形。
3.如權(quán)利要求2所述的合成樹脂容器的制造方法，其特征在于，均熱化處理是加熱處理和/或冷卻處理。
4.一種合成樹脂容器的制造裝置，用壓縮成形機(jī)對(duì)預(yù)制品進(jìn)行壓縮成形，緊接著用拉伸吹塑成形機(jī)拉伸吹塑成形，制造合成樹脂容器，其特征在于，該裝置作為使落下物的切斷部件、供給部件、壓縮成形機(jī)、預(yù)制品取出工具、預(yù)制品均熱化處理機(jī)構(gòu)、拉伸吹塑成形機(jī)、產(chǎn)品容器取出工具這些部件連續(xù)著的系統(tǒng)而構(gòu)成，其中，所述落下物是從擠壓部件的擠壓開口部擠壓出的合成樹脂熔融塊狀體。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的制造方法或裝置，其特征在于，在預(yù)制品的均熱化處理或均熱化處理機(jī)構(gòu)上，還附加根據(jù)預(yù)制品的主體溫度進(jìn)行局部加熱和/或局部冷卻處理或者局部加熱和/或局部冷卻機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的制造方法或裝置，其特征在于，還附加使容器的口頸部加熱結(jié)晶化的工序。
7.如權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的連續(xù)制造方法或裝置，其特征在于，落下物供給方法及部件為落下物保持·輸送方法以及具有多個(gè)落下物保持·輸送機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模部件，該落下物保持·輸送方法以及落下物保持·輸送部件對(duì)從擠壓開口部擠壓出的熔融狀態(tài)的合成樹脂進(jìn)行切斷而成的定量落下物進(jìn)行保持輸送、并供給到壓縮成形機(jī)的成形金屬模；壓縮成形機(jī)是使用具有多個(gè)由凹凸模組成的成形金屬模的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)模的旋轉(zhuǎn)壓縮成形機(jī)；預(yù)制品均熱化處理機(jī)構(gòu)是處理多個(gè)預(yù)制品的旋轉(zhuǎn)式處理機(jī)構(gòu)，拉伸吹塑成形機(jī)是將多個(gè)預(yù)制品按順序拉伸吹塑成形的旋轉(zhuǎn)式拉伸吹塑成形機(jī)。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的合成樹脂容器的制造方法或裝置，其特征在于，拉伸吹塑成形是雙軸拉伸吹塑或兩級(jí)吹塑，合成樹脂容器是瓶或杯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種合成樹脂容器的制造方法及制造裝置，為了使從經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)效率方面看勘稱非常優(yōu)秀的成形方法的、連續(xù)進(jìn)行壓縮成形和拉伸吹塑成形的新成形方法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，在該連續(xù)成形方法中，解決由預(yù)制品的溫度變化所造成的預(yù)制品的性能改變、或者由預(yù)制品的厚度所造成的預(yù)制品的表面和內(nèi)部的溫度差而帶來的拉伸吹塑成形性的變化等問題，目的是生產(chǎn)出性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品容器。對(duì)于該方法和裝置，利用壓縮成形機(jī)將預(yù)制品壓縮成形，緊接著用拉伸吹塑成形機(jī)拉伸吹塑成形，連續(xù)制造合成樹脂容器，其中，在從壓縮成形機(jī)取出已成形的預(yù)制品后，進(jìn)行預(yù)制品的均熱化處理，然后根據(jù)需要進(jìn)行局部加熱或局部冷卻處理，然后拉伸吹塑成形。
文檔編號(hào)B29C71/02GK1867443SQ20048003023
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者今谷恒夫, 橋本弘之, 江藤誠 申請(qǐng)人:東洋制罐株式會(huì)社