吹塑裝置制造方法
【專利摘要】一種吹塑裝置具有吹塑噴嘴(4)，當預成型件(31)定位在模具(1)中時，所述吹塑噴嘴緊密插入于所述預成型件(31)的嘴管部(32)。所述吹塑裝置還具有加壓液體供給部(22)。加壓液體(L)從所述加壓液體供給部(22)通過所述吹塑噴嘴(4)輸送進入所述預成型件(31)，并且容器(41)以伸展形狀形成以遵循模具(1)的腔體的形狀。閥機構(Vm)設置在供給路徑的下游端處以便能打開以及關閉所述供給路徑，所述供給路徑被定位在所述吹塑噴嘴(4)中并且用于供給所述液體(L)。該閥機構(Vm)被構造成使得當所述閥機構(Vm)在關閉狀態(tài)時，所述液體(L)能在所述供給路徑與所述加壓液體供給部(22)之間循環(huán)，以及當所述閥機構(Vm)在打開狀態(tài)時，所述加壓液體(L)能通過所述供給路徑被供給到所述預成型件(31)中。
【專利說明】吹塑裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用液體作為加壓流體的合成樹脂預成型件吹塑裝置。

【背景技術】
[0002]由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂制成的吹塑瓶(即塑料瓶)具有許多優(yōu)良的特性并且因此廣泛地作為瓶裝容器使用。這樣的容器通常通過如下步驟模塑而成:將預成型件噴射模塑成為有底的圓柱形，并且然后在將該預成型件加熱到可以實現伸展效果的溫度時將該預成型件拉伸模塑至伸展形狀。
[0003]換言之，如圖12所示(對應于專利文獻I的圖12)，加熱到可以實現伸展效果的溫度的預成型件31被插入吹制模101中，其中預成型件31的嘴管部32向上突出并且頸環(huán)33與頸支撐凸緣103接合，所述頸環(huán)整體地周向設置于嘴管部32的外圍表面的下邊緣處。在作為吹塑噴嘴104的尖端的導向管110寬松地插入預成型件31的嘴管部32中的情況下，預成型件31由拉伸桿108在軸向方向拉伸并且由空氣在徑向方向拉伸，所述拉伸桿插入穿過通過穿透吹塑噴嘴104的中心而形成的插入孔111中，該空氣是吹過所述插入孔111的加壓液體。這樣模塑成瓶子41。
[0004]專利文獻2公開了一種方面，其涉及使用液體替代吹動的空氣作為加壓流體用于吹塑預成型件的方法。如果將最終充填到產品中的內容物流體(例如飲料、化妝品、藥品等)用作該液體，那么這種用于模塑的方法允許省略充填步驟并且因此簡化生產線。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻
[0007]PTL I JP 2003-251685 A
[0008]PTL 2 JP 2000-43129 A


【發(fā)明內容】

[0009](技術問題)
[0010]如專利文獻2中所公開的，在使用液體作為加壓流體的吹塑中，所述預成型件除了嘴管部以外均被預加熱到適合于吹塑成拉伸形狀的溫度，加壓液體供給到預成型件中，并且預成型件被拉伸成伸展形狀以形成容器。然而，在液體的情況下，通過預成型件的熱傳遞比使用氣體時更大。因為由于預成型件的溫度會隨液體溫度而大大變化，因此需要將注入到預成型件中的液體溫度控制在高精確度。
[0011 ] 如果供給的液體的溫度波動，拉伸預成型件的溫度由于液體的溫度而變化，弓I起拉伸性的變化。因此可產生問題，包括性能的變化，例如容器的強度或耐熱性；不能獲取足夠成形性等。
[0012]圖13示意性示出了使用液體代替吹動的氣體作為加壓流體的用于吹塑預成型件的傳統(tǒng)吹塑裝置。這種裝置的主部A包括模具I和吹塑噴嘴104。鄰近主部A，加壓液體供給部122和液體循環(huán)部123設置為用于供給加壓流體的附屬裝備。
[0013]該加壓液體供給部122成形為活塞泵，并且使用經由管道Pl從加壓裝置121 (例如壓力泵、壓縮機等)供給的加壓流體Fp作為動力源，以經由管道P2和電磁閥VlOl通過吹塑噴嘴104將加壓液體L供給至預成型件31內部，該預成型件緊緊地適配于吹塑噴嘴104的尖端上，因此沿著模具I的腔體將預成型件31拉伸成伸展形狀以便形成容器41。
[0014]當通過管道R102和管道R103循環(huán)液體L,或者從管道RlOl重新補充液體L時,液體循環(huán)部123在將液體L調節(jié)至預定溫度后將其輸送至加壓液體供給部122。然而，如上所述，因為加壓液體L通過管道P2和吹塑噴嘴104供給到預成型件31中，因此其溫度會由于各種各樣的因素而發(fā)生變化，所述因素例如該裝置所安裝的場地的室內的溫度、模注射數量等。吹塑包括許多步驟，例如(I)將預成型件31放置在模具I中，(2)將吹塑噴嘴104裝配至預成型件31的嘴管部32上，(3)通過吹塑噴嘴104將加壓液體L供給到預成型件31中以形成容器41，(4)從預成型件31的嘴管部32移除吹塑噴嘴104，(5)打開模具I以取出容器41。在這些步驟中，在步驟(3)中首次將液體L引入到吹塑噴嘴中并且然后立刻將所述液體射入預成型件或者容器41中。因此，在實際生產方面，將供給到預成型件31中的液體L保持在恒定溫度下已成為困難的技術問題。
[0015]因此，在使用液體作為加壓流體的吹塑裝置中，通過本發(fā)明解決的技術問題，是將供給到預成型件以便將預成型件拉伸成展開形狀的液體的溫度控制至高精確度。
[0016](問題的解決方案)
[0017]根據本發(fā)明的用于解決上述問題的主要結構是一種吹塑裝置，所述吹塑裝置包括:用于吹塑的模具；吹塑噴嘴，當有底的圓柱形形狀的預成型件插入模具時，所述吹塑噴嘴緊緊插入預成型件的嘴管部中；加壓液體供給部，吹塑裝置通過吹塑噴嘴將來自于加壓液體供給部的加壓液體輸送到預成型件中，以沿著模具的腔體將容器形成為展開形狀；以及閥機構，設置在用于吹塑噴嘴中的液體的供給路徑的下游端，構造成用于打開和關閉供給路徑，以使得當閥機構處于關閉狀態(tài)時，液體在供給路徑和加壓液體供給部之間的循環(huán)，并且當閥機構處于打開狀態(tài)時，加壓液體通過供給路徑被供給到預成型件中。
[0018]根據具有上述結構的裝置，在用于吹塑的全部步驟(從將預成型件放置到模具中的步驟到從模具中移除模塑成的容器的步驟)中，除了在通過供給路徑將加壓液體供給到預成型件中以形成容器的步驟期間以外，用作加壓液體的液體都可在供給路徑和加壓液體供給部之間連續(xù)地或者依需要循環(huán)，并且被調節(jié)至預定的溫度。因此，供給到預成型件中以便形成容器的液體的溫度可控制為高精確度，容器能夠在恒定的溫度條件下穩(wěn)定地成形，并且在不會削弱生產率的情況下可有效地解決上述問題，所述問題包括容器的性能(例如強度或者耐熱性)變化；不能獲得足夠的成形性等。
[0019]通過在形成于吹塑噴嘴中且與預成型件內部相通的供給路徑的下游端設置閥機構，供給路徑中殘留的大部分液體能循環(huán)，并且液體的溫度能調節(jié)，允許液體溫度以高精度保持在預定的溫度下。
[0020]根據本發(fā)明的另一種結構是上述的主結構，還包括構造成將液體調節(jié)至預定溫度以及將液體供給至加壓液體供給部的液體循環(huán)部，其中供給路徑以能打開和能閉合的方式經由在供給路徑上游端處設置在吹塑噴嘴中的引入通道與加壓液體供給部連通，并且以能打開和能閉合的方式經由設置在閥機構的上游側上的位置處的下游端處的排出通道與液體循環(huán)部連通，并且液體經由液體循環(huán)部在供給路徑與加壓液體供給部之間循環(huán)。該結構涉及使液體在供給路徑與加壓液體供給部之間循環(huán)。
[0021]根據本發(fā)明的又一種結構是上述的主結構，還包括桿狀密封體，所述桿狀密封體插入吹塑噴嘴中以使得在吹塑噴嘴的軸向方向可位移，其中通過使密封體的尖端抵靠在吹塑噴嘴的內圓周表面上的密封階梯上而使得供給路徑處于閉合狀態(tài)，并且通過密封體的尖端抵靠密封階梯和解除密封體的尖端在密封階梯上的抵靠來構造閥機構。
[0022]上面的結構涉及閥機構，所述閥機構打開和閉合吹塑噴嘴中的供給路徑。通過使得以能夠在軸向方向移位的方式插入在吹塑噴嘴中的桿狀密封體移位，供給路徑能容易地打開和關閉。
[0023]根據本發(fā)明的再一種結構是上述的主結構，其中密封體通過柱形桿狀軸以及以液封(liquid-tight,不透液體)方式能滑動地插入軸中的桿形成。
[0024]以液封方式滑動插入柱形桿狀軸的桿能以與軸的移位不同的模式移位，并且桿能被用作用于將容器中的頂部空間控制到預定量的構件，在容器中，用作用于吹塑的加壓流體的液體在容器的形成過程中作為產品裝入到容器中。桿也能用作用于豎直地拉伸預成型件的拉伸桿。
[0025]根據本發(fā)明的再一種結構是上述的主結構，其中桿是豎直地拉伸預成型件的拉伸桿，柱形桿狀軸沿軸向方向插入吹塑噴嘴中，柱狀桿導向件同軸地連接至軸的下邊緣，拉伸桿插入至連接的軸和桿導向件中，拉伸桿以圓周接觸的方式滑動地插入到桿導向件中，軸、桿導向件以及拉伸桿形成密封體，吹塑噴嘴的內圓周表面和密封體的外圓周表面圓柱地形成用于液體的供給路徑，當閥機構處于閉合狀態(tài)時，桿導向件插入到位于吹塑噴嘴的密封階梯正下方的直徑減小部分中，而當閥機構處于打開狀態(tài)時，桿導向件從直徑減小部分向上移除。
[0026]根據具有上面結構的裝置，首先，通過以圓周接觸的方式將拉伸桿滑動插入桿導向件(該桿導向件連接至軸的下邊緣)，阻止拉伸桿搖動(即，抑制由于需要設置在使用金屬材料的軸之間的間隙導致的晃動)，并且阻止拉伸桿的磨損性和滑脫性等方面是可能的。因此可用拉伸桿平滑地豎直地拉伸預成型件。桿導向件也可形成為短柱形，從而減小與拉伸桿的圓周接觸區(qū)域并且減小拉伸桿的滑動阻力以實現平滑滑動。
[0027]此外，當在閥機構處于閉合狀態(tài)中的情況下執(zhí)行豎直地拉伸時，桿導向件可插入到位于密封階梯正下方的直徑減小部分中，即，桿導向件可由吹塑噴嘴的直徑減小部分的周向壁支撐，使得經由桿導向件，能充分實現支撐具有直徑減少部分的拉伸桿的位置的功能。該功能與上述的抑制拉伸桿晃動的效果相結合。因此可用拉伸桿豎直地拉伸預成型件而沒有晃動，或者一致地且不失調地拉伸。
[0028]在用加壓液體將預成型件拉伸成展開形狀的步驟中，通過使閥機構處于打開狀態(tài)，桿導向件從位于密封階梯正下方的直徑減小部分被移除，使得通入預成型件的液體的流動通道可通過吹塑噴嘴的內圓周表面和通過拉伸桿的外圓周表面形成。該圓柱形流動通道不具有切除部分并且具有足夠的流動通道區(qū)域，并且與上述由于桿導向件的均勻豎直拉伸性結合，允許穩(wěn)固的、高生產率的容器形成。
[0029]如果最終填充入產品的液體(例如飲料、化妝品、藥品等)最終用作填充所制造的產品的加壓液體，然后同時用作模塑，則填充有內容流體的容器中的頂部空間需要控制到高精度以達到預定量。頂部空間由殘留在供給路徑內的液體決定，該液體以與吹塑的最后步驟中從嘴管部移除的拉伸桿的部分相對應的量流入容器中。在上述結構中，用于暫停輸送液體的閥機構設置在吹塑噴嘴中。因此，閥機構可設置在預成型件的嘴管部正上方，并且能夠以高精確度減小和測量殘留在從閥機構正下方到預成型件嘴管部的上邊緣的供給路徑部分內的液體的量，從而允許以高精確度控制頂部空間。
[0030]根據本發(fā)明的另一種結構是上述的主要結構，其中桿導向件由聚醚醚酮(PEEK)樹脂制成。
[0031]桿導向件實現抑制拉伸桿晃動的功能，并且由于使用金屬的拉伸桿以圓周接觸且高速反復滑動的狀態(tài)插入，因此桿導向件是具有阻熱、耐用、耐磨以及防滑的構件。在工程塑料和超級工程塑料之中，可使根據用途結合考慮食品衛(wèi)生等選擇合適的塑料。這些之中，聚醚醚酮樹脂是一種超級工程塑料，其可充分地實現這些性能并且是用于桿導向件的合適材料。用于桿導向件的其他合適材料的實例包括工程塑料聚酰胺樹脂、聚縮醛樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂等，以及超級工程塑料聚砜(PSF)樹脂、聚酰亞胺(PI)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂等。
[0032]根據本發(fā)明的又一種結構是上述的主要結構，進一步包括具有比軸更大直徑的短柱形密封管，該密封管共軸地安置在軸的下邊緣上，其中密封管的外周邊緣抵靠密封階梯，并且桿導向件連接至密封管的下邊緣并且具有比密封管更小的直徑。
[0033]根據上面的結構，通過將具有比軸更大直徑的短柱形密封管共軸地安裝至軸的下邊緣，軸的下邊緣的直徑可調節(jié)至更大，增加了設計具有密封體的閥機構的結構的自由度。因此可充分地實現密封功能。通過增加軸的下邊緣的直徑，桿導向件的直徑可相應增加，并且直徑減小部分的直徑也可增加。因此可大幅增加根據使用目的的用于設計用于液體的流動通道的自由度。
[0034]根據本發(fā)明的再一種結構是上述的主要結構，還包括將在吹塑噴嘴的下邊緣處插入預成型件的嘴管部中的插入管，其中在直徑上朝向尖端減小的圓周階梯設置在插入管的外圍壁上，并且通過圓周階梯抵靠嘴管部的上邊緣(它們之間具有密封構件)，吹塑噴嘴與嘴管部緊密連通。
[0035]上面的結構涉及用于吹塑噴嘴與嘴管部緊密連通的密封方法。該結構允許以簡單的結構穩(wěn)定地保持密封性能，實現高速插入預成型件中以及從預成型件中高速移除，并且進一步允許包括更換密封構件的容易維護。當然，上面的涉及密封方法的結構僅是一個實例，并且考慮到密封性能、生產效率等可采用適合的密封方法。
[0036](本發(fā)明的有利效果)
[0037]根據本發(fā)明的吹塑裝置具有上述的結構，并且根據本發(fā)明的具有主要結構的裝置，在用于吹塑的所有步驟(從將預成型件放置到模具中的步驟到從模具中移除模塑成的容器的步驟)中，除了在通過供給路徑將加壓液體供給到預成型件中以形成容器的步驟期間以外，用作加壓液體的液體都可在供給路徑和加壓液體供給部之間連續(xù)地或者依需要循環(huán)，并且被調節(jié)至預定的溫度。因此，供給到預成型件中以便形成容器的液體的溫度可控制為高精確度，容器能夠在恒定的溫度條件下穩(wěn)定地成形，并且在不會削弱生產率的情況下可有效地解決上述問題，所述問題包括容器的性能(例如強度或者耐熱性)變化；不能獲得足夠的成形性等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1示意性示出了本發(fā)明實施方式I的吹塑裝置的整體結構的實例；
[0039]圖2是示出了圖1中裝置的主要部分的下半部的放大截面圖；
[0040]圖3是示出了在通過圖1中的裝置的模塑步驟中，使用加壓液體通過將預成型件拉伸成伸展形狀而形成容器的狀態(tài)的截面圖；
[0041]圖4示出了在通過圖1中的裝置的模塑步驟中，桿已經從圖3中的狀態(tài)移除的狀態(tài)的截面圖；
[0042]圖5示出了本發(fā)明實施方式2中的吹塑裝置的整體結構的實例；
[0043]圖6示出了圖5中的裝置的主要部分的下半部的放大截面圖；
[0044]圖7示出了在通過圖5中的裝置的模塑步驟中，預成型件已從圖6中的狀態(tài)使用拉伸桿被豎直地拉伸的狀態(tài)的截面圖；
[0045]圖8示出了在通過圖5中的裝置的模塑步驟中，在從圖7的狀態(tài)使用加壓液體將預成型件拉伸成伸展形狀的步驟中緊接著完成容器的成形前的狀態(tài)的截面圖；
[0046]圖9示出了在通過圖5中的裝置的模塑步驟中，完成容器的成形且拉伸桿已經從圖8中的狀態(tài)撤回至預定的高度的狀態(tài)，；
[0047]圖10示出了在通過圖5中的裝置的模塑步驟中，拉伸桿已經從圖9狀態(tài)中從容器中移除的狀態(tài)的截面圖；
[0048]圖11示出了模塑步驟的另一實例的截面圖；
[0049]圖12示出了使用吹氣的傳統(tǒng)吹塑裝置的實例的主要部分的截面圖；以及
[0050]圖13(a)示意性示出了使用加壓液體的吹塑裝置的傳統(tǒng)實例，以及圖13(b)是桿導向件沿圖13(a)中的C-C線的俯視截面圖。

【具體實施方式】
[0051]參照附圖，現在結合實例說明本發(fā)明的實施方式I。圖1至圖4示出了根據本發(fā)明的吹塑裝置以及用于使用該裝置進行吹塑的方法的實例。首先，參照圖1和圖2描述裝置的整體結構。圖1示意性示出了本發(fā)明的吹塑裝置的整體結構的實例，以及圖2是示出了通過圖1的豎直截面圖示出的裝置的主要部分的下半部的放大截面圖。參考圖2描述主要部分中的詳細部件。
[0052]圖1示出了預成型件31插入模具I中并且吹塑噴嘴4的尖端插入預成型件31的嘴管部32中的狀態(tài)。使用的預成型件31的整體形狀是有底的圓柱形試管，具有豎直設置在上邊緣處的嘴管部32。頸環(huán)33設置在嘴管部32的下邊緣處，并且預成型件31以嘴管部32突伸到外部的方式(在圖1和圖2中向上)插入到模具I中。
[0053]該裝置的主要部分包括模具1、間隔件11以及吹塑噴嘴4。加壓裝置21、加壓液體供給部22和液體循環(huán)部23設置為附屬裝備。如圖2所示，間隔件11設置在模具I上方以便包圍預成型件31的嘴管部32的外圍表面，所述嘴管部在模具I上方突伸出，在嘴管部32和間隔件11之間留下空間S。根據需要，入口孔13設置在間隔件11中以輸送加壓的氣體至空間S。圓周地設置在間隔件11的下邊緣處的支撐凸緣12從上方緊密抵靠預成型件31的頸環(huán)33并且將預成型件31保持在插入位置中。
[0054]吹塑噴嘴4整體是圓柱形的并且由通過密封構件7b緊密連接的插入管5和供給管6形成。插入管5中具有柱形腔，并且如圖2所示，直徑朝向尖端減小的圓周階梯5a設置在外圍壁上。圓柱形尖端插入到預成型件31的嘴管部32中，并且通過使圓周階梯5a抵靠嘴管部32的上邊緣表面(它們之間具有密封構件(O形環(huán))7a)，吹塑噴嘴4和嘴管部32以連通狀態(tài)緊密連接。
[0055]供給管6是其中整體具有柱形腔的構件，并且如圖1所示，用于液體L的引入通道6a設置在上邊緣處，貫通穿過外圍壁。用于液體L的排放通道6b設置在下邊緣附近，同樣貫通穿過外圍壁。進一步地，在該排放通道6b下面，密封階梯6s圓周地設置在供給管6的下邊緣處的圓周內表面上。密封階梯6s是傾斜的以便向下減小直徑。在密封階梯6s下面，入口孔6c設置成用于供給管6的內部與外部之間的連通。
[0056]通過沿軸向方向(圖1中的豎直方向)插入到如上述由插入管5和供給管6形成的吹塑噴嘴4中而提供了細長桿狀密封體(密封銷)9。通過將細長柱形桿8以不透液方式滑動插入到細長柱形桿狀軸9a中而形成密封體9。短柱形密封管9t通過同軸裝配在軸9a的尖端上而組裝在軸9a上。密封管9t的下邊緣表面的外圍邊緣被斜切以形成錐形邊緣9ta。
[0057]吹塑噴嘴4和密封體9在吹塑噴嘴4內沿著吹塑噴嘴4的軸向方向形成柱形供給路徑Fs，與預成型件31的內部連通。通過降低密封體9，密封管9t的錐形邊緣9ta抵靠密封階梯6s，所述密封階梯圓周地設置在供給管6的下邊緣處的內部圓周表面上，如圖1和圖2所示，允許將供給路徑Fs進入預成型件內的連通處于閉合狀態(tài)。此外，如圖3所示，通過提升密封體9，連通可處于打開狀態(tài)。因此，該錐形邊緣9ta在密封階梯6s上的抵靠和抵靠的解除形成了閥機構Vm。上述的引入通道6a安置在供給路徑Fs的上游端處，而排放通道6b安置在供給路徑Fs的下游端處，位于密封階梯6s的正上游。
[0058]如下文所述的，桿8用于實現將容器中的頂部空間控制為預定量的功能，在所述容器中用作用于吹塑的加壓流體的液體L在容器的形成過程中作為產品注入容器內。桿8也可用作用于豎直地拉伸預成型件31的拉伸桿。
[0059]接下來，加壓裝置21、加壓液體供給部22以及液體循環(huán)部23作為附屬裝備而設置。加壓裝置21對傳統(tǒng)吹塑來說是必需的并且是大型部件，例如壓力泵、壓縮機等。通過管道Pl從加壓裝置21輸送的加壓流體Fp成為加壓液體供給部22的動力源，該加壓液體供給部形如活塞泵并且輸送該加壓液體L。當然，除了所示的泵形(例如活塞)外，例如，力口壓液體供給部22可以是具有擁有兩個腔室的活塞的缸體。
[0060]當從管道Rl新補充液體L時液體循環(huán)部23將液體L調節(jié)至預定溫度，并且通過管道R2輸送液體L至加壓液體供給部22。液體循環(huán)部23還具有在將液體L調節(jié)至預定溫度時使得液體L在加壓液體供給部22與吹塑噴嘴4中的供給路徑Fs之間循環(huán)的功能。換言之，液體L可依需要沿著循環(huán)線路CR循環(huán)，所述循環(huán)線路的次序為供給路徑Fs、排放通道6b、管道R3、液體循環(huán)部23、管道R2、加壓液體供給部22、管道P2、引入通道6a以及供給路徑Fs。
[0061]用于在整個吹塑過程中依需要打開和關閉流動路徑的多個閥門設置在循環(huán)線路CR中。圖1中示出了四個電磁閥V1、V2、V3和V4。
[0062]接下來，參照圖1至圖4描述使用上述吹塑裝置來制造合成樹脂容器的方法，也就是用于吹塑的方法。為完成吹塑，按列出的次序執(zhí)行步驟(I)到(6)。
[0063](I)首先，預成型件31(除了其嘴管部32之外)被加熱到用于吹塑的合適溫度并且被插入并夾緊在模具I中以進行吹塑，同時嘴管部32向上突伸出。
[0064](2)接下來，牢固組裝的間隔件11和吹塑噴嘴3從嘴管部32上方降低，并且插入管5的尖端插入到嘴管部32中以達到圖1和圖2所示的狀態(tài)。密封管9t的錐形邊緣9ta (該錐形邊緣形成密封體9的尖端)抵靠供給管6的密封階梯6s以使閥機構Vm處于閉合狀態(tài)，并且然后桿8降低使得其尖端的預定長度插入預成型件31中。閥門V1、V2和V3均處于打開狀態(tài)，并且當液體L的溫度通過液體循環(huán)部23調節(jié)的同時，液體L沿著上述的循環(huán)線路CR循環(huán)。
[0065](3)接下來，從圖1中的狀態(tài)，如圖3所示的，密封管9t連同形成密封體9的軸9a一起被提升以使閥機構Vm處于打開狀態(tài)，閥門V1、V2和V3處于閉合狀態(tài)，并且暫停液體L沿著循環(huán)線路CR的循環(huán)。加壓液體供給部22的增壓功能開始操作，并且加壓液體L通過供給路徑Fs經由嘴管部32供給到預成型件31中。預成型件31被拉伸成伸展形狀，并且沿模具I的腔體2形成容器41。在該步驟中，當嘴管部32由于液體L的壓力而在直徑方面伸展時，通過從設置在間隔件11中的入口孔13經由管道P3將加壓氣體引入到間隔件11中并且對圍繞嘴管部32的外圍表面的空間S進行壓縮可有效抑制這種在直徑上的伸展。
[0066](4)接下來，如上所述的，在容器41形成后，軸9a如圖4所示的降低以使閥機構Vm處于閉合狀態(tài)，閥門V1、V2和V3處于打開狀態(tài)，并且液體L再一次沿循環(huán)線路CR循環(huán)。
[0067](5)與步驟(4)同時，或者略微在步驟⑷之后，桿8的尖端從容器41移除，如圖4所示。隨同移除桿8的尖端一起，殘留在閥機構Vm下面的供給路徑Fs中的所有液體L流入容器41。然后容器41中的液面Ls降低，允許調節(jié)至預先設定的預設頂部空間Hs，如圖4所示。此外，在移除桿8的尖端的時候，當容器41進入減壓狀態(tài)時，通過體積的減小引起容器41的變形，然后可通過使用閥門V4來釋放容器41中的減壓狀態(tài)，使設置在吹塑噴嘴4的供給管6中的入口孔6c處于開放狀態(tài)，從而有效防止容器41的這種變形。
[0068](6)雖然圖中省略了，但吹塑噴嘴4和容器41的嘴管部31隨后被移除、模具I打開、填充有液體L的容器41被取出，并且嘴管部31用蓋子密封以生產最終的產品。
[0069]在上述的吹塑裝置中，或者在使用該裝置進行模塑的方法中，已經描述了使用加壓液體L通過將預成型件31拉伸成伸展形狀而形成和模塑容器41的實例。然而，可替換地，桿8可用作拉伸桿以豎直地拉伸預成型件31，并且可通過使用該桿8豎直地拉伸并使用加壓液體L拉伸成伸展形狀而執(zhí)行所謂的雙軸拉伸吹塑。
[0070]接下來，參照附圖，利用實例描述本發(fā)明的實施方式2。
[0071]圖5至圖11用于描述根據本發(fā)明的實施方式2的吹塑裝置以及用于使用該裝置生產合成樹脂容器的方法。主要使用圖5和圖6在下面描述根據本發(fā)明實施方式2的吹塑裝置的整體結構的實例，并且使用圖5和圖10描述使用該裝置來生產合成樹脂容器的方法的實例，也就是，使用液體作為承壓媒介用于吹塑的方法中的步驟的實例。注意的是，在圖5至圖11中使用相同的參考標記來標示與先前描述過的部件相對應的部件，并且省略重復的描述。
[0072]如圖5和圖6示出的，在本發(fā)明的實施方式中，插入管5的上部形成為錐形缸體，并且下部形成為圓柱形。具有比其正上方的部分更小直徑的直徑減小部分6d設置在供給管6的密封階梯6s的正下方。此外，桿8形成為拉伸桿8。
[0073]在本發(fā)明實施方式中，通過將細長柱形拉伸桿8插入柱狀桿導向件9g和細長柱形桿狀金屬軸9a中而形成密封體9，短柱狀密封管9t通過同軸地裝配在下邊緣上而組裝在軸9a上。桿導向件9g同軸地連接在密封管9t的下邊緣上。軸9a的下邊緣具有通過同軸地裝配而組裝在其上的短柱狀密封管9t。
[0074]從耐磨、防滑性等觀點來看，拉伸桿8以它們之間具有微小間隙的方式插入到軸9a中。另一方面，桿導向件9g構造成使得拉伸桿8以圓周接觸狀態(tài)滑動地插入。拉伸桿8在供給管6的上邊緣處以圓周接觸狀態(tài)滑動地插入頂部桿導向件6tg中(可見圖5)。
[0075]桿導向件9g布置為允許能滑動地插入到直徑減小部分6d中以及從該直徑減小部分6d中移除。
[0076]此處，桿導向件9g是這樣的構件，拉伸桿8以圓周接觸的狀態(tài)插入到所述桿導向件中并且高速地反復滑動，并且對于桿導向件來說，在與直徑減小部分6d圓周接觸的狀態(tài)下高速重復滑動插入或移除操作。在本發(fā)明的實例中，從耐熱性、耐用性、耐磨性以及防滑性的觀點，桿導向件9g用聚醚醚酮(PEEK)樹脂制造。當然，考慮到使用條件等，可用其它工程塑料或者超級工程塑料中選擇合適的合成樹脂。注意的是，通過將具有密封管9t的桿導向件9g注塑成型為插入材料，密封管9t與桿導向件9g能夠以底切形狀牢固的接合。
[0077]在閥機構Vm的閉合狀態(tài)中，桿導向件9g插入到位于噴嘴導向件4的密封階梯6s正下方的直徑減小部分6d中，然而在閥機構Vm的開放狀態(tài)中，桿導向件9g從直徑減小部分6d向上移除，因此打開液體L的流動通道。
[0078]如上所述，拉伸桿8和軸9a均是使用金屬的部件。為防止這些部件磨損，以及為了使得這些部件平滑的相對運動，拉伸桿8插入到包括密封管9t的軸9a中，從而允許少量的間隙。在豎直拉伸步驟中，存在拉伸桿8晃動的風險。
[0079]相對于該點，在本實施方式的結構中，拉伸桿8以圓周接觸狀態(tài)滑動地插入桿導向件9g中。如圖8示出的，甚至當閥機構Vm處于開放狀態(tài)并且桿導向件9g從直徑減小部分6d向上移除以使得直徑減小部分6d不再支撐桿導向件9g時，由于拉伸桿8與包括密封管9t的軸9a之間的間隙，也仍然至少能夠抑制拉伸桿8的晃動。
[0080]此外，當在閥機構Vm處于閉合狀態(tài)的情況下執(zhí)行豎直拉伸時，桿導向件9g可插入位于密封階梯6s正下方的直徑減少部分6d中，也就是，桿導向件9g可由吹塑噴嘴4中的直徑減小部分6d的外圍壁支撐。經由桿導向件9g，有效實現了用直徑減小部分6d支撐拉伸桿8的位置的功能，并且該功能與上述的桿導向件9g抑制拉伸桿8晃動的效果相結合。預成型件因此通過拉伸桿8被豎直地拉伸，無晃動或者沒有失調地均勻拉伸。
[0081]接下來，參考圖5至圖10，描述使用實施方式2的上述吹塑裝置來吹塑合成樹脂容器的步驟的實例。在圖5至圖10中，圖6、圖7和圖8示出了該裝置的主部的下半部分的放大截面圖。為完成吹塑，按列出的次序執(zhí)行步驟(I)到(7)。
[0082](I)首先，預成型件31 (除了其嘴管部32之外)被加熱到用于吹塑的合適溫度并且該預成型件被插入并夾緊在模具I中以進行吹塑，嘴管部32向上突伸出。
[0083](2)接下來，牢固組裝的間隔件11與吹塑噴嘴4從嘴管部32上方降低，并且插入管5的尖端插入到嘴管部32中以達到圖5和圖6示出的狀態(tài)。
[0084]密封管9t的錐形邊緣9ta (該錐形邊緣形成密封體9的下邊緣)抵靠供給管6的密封階梯6s，并且閥機構Vm處于閉合狀態(tài)。此外，拉伸桿8插入到預成型件31中。在該狀態(tài)，桿導向件9g插入到噴嘴導向件4的密封階梯6s正下方的直徑減小部分6d中。閥門V1、V2和V3均處于開放狀態(tài)，并且當液體L的溫度通過液體循環(huán)部23調節(jié)的同時，液體L沿著上述的循環(huán)線路CR循環(huán)。
[0085](3)接下來，從圖6中的狀態(tài)，預成型件31通過拉伸桿8豎直地拉伸，并且預成型件31的底壁的中心區(qū)域夾在拉伸桿8的下邊緣和模具I的底壁Ib之間，如圖7示出的。在該豎直地拉伸步驟過程中，拉伸桿8的位置通過定位在頂部的頂部桿導向件6tg以及通過由直徑減小部分6d支撐的桿導向件9g被更加可靠的支撐。因此預成型件31可在沒有拉伸桿8晃動或變得偏離方向的狀態(tài)下均勻豎直地拉伸。
[0086]在本實施方式中，預成型件31的底壁35由拉伸桿8豎直地拉伸直到抵靠至模具底壁lb。然而，考慮到諸如吹塑的生產率以及模塑好的容器的厚度分布等因素，可采用將預成型件31豎直地拉伸至中間高度的結構。
[0087](4)接下來，從圖7的狀態(tài)中，通過提升形成密封體9的軸9a，使閥機構Vm處于開放狀態(tài)(如圖8示出的)，桿導向件9g從直徑減小部分6d移除以使得通過吹塑噴嘴4中的供給管6和插入管5的內圓周表面以及通過拉伸桿8的外圓周表面形成進入預成型件31中的液體L的流動路徑。該流動路徑形成為具有足夠流動區(qū)域的圓柱形、光滑的流動路徑。然后閥門V3處于關閉狀態(tài)，與閥門Vl —樣，并且來自加壓液體供給部的加壓液體L經由吹塑噴嘴4中的供給路徑Fs從嘴管部32供給到預成型件31。因此容器41沿模具I的腔體2拉伸成展開的形狀以便形成容器41。
[0088]在圖8的狀態(tài)中，容器41處于即刻完成成形之前的狀態(tài)，如通過與腔體2的靠近肩部43與底部45的表面的間隙示出的。在該種狀態(tài)中，瓶體外圍壁輕觸腔體2的表面。
[0089]如上所述，在本實施方式的裝置中，液體L進入預成型件31中的供給路徑可形成為具有足夠的流動路徑區(qū)域的圓柱形、光滑的流動路徑，并且與常規(guī)裝置相比，預成型件內部由于加壓液體L所導致的壓力上升時間可縮短，使得生產率可提高。如上述的使用圖5中的吹塑裝置的吹塑步驟，具有液體L的預成型件31的壓力上升時間是334.23毫秒。因此證實，與如圖13示出的將桿導向件104g(在所述桿導向件中通過切除而形成流動路徑Fe)布置在預成型件31的嘴管部32內部的情況下的433.17毫秒的時間相比較，壓力上升時間可大幅減小。由于該流動路徑為圓柱形的和光滑的，且具有無切除截面，該流動路徑同樣解決涉及產生氣泡的問題。
[0090](5)接下來，加壓液體L充分注入，并且在容器41完成成形(圖8中的狀態(tài))前的預定時間，拉伸桿8被抽出以使其尖端處于容器41內部的預定高度位置Htp處，如圖9示出的。
[0091]隨著拉伸桿8被抽出，容器41被填充以與拉伸桿8的提升相對應量的加壓液體L。因此，在防止由于拉伸桿8的抽出而導致的容器41的體積減小變形的同時，沿模具I的腔體2完成了容器41的成形，如圖9示出的，并且此外通過加壓液體L將容器41的外圍壁抵靠腔體2的表面壓緊，允許保持壓力以及用于冷卻。
[0092](6)接下來，在抽出拉伸桿8之后的預定時間，軸9a從圖9中的狀態(tài)降低，供給路徑Fs通過閥機構Vm處于閉合狀態(tài)，并且拉伸桿8從容器41移除，如圖10示出的。在該點處，閥門V3處于開放狀態(tài)，并且液體L再一次沿著循環(huán)線路CR循環(huán)。另外，隨著拉伸桿8的移除，殘留在閥機構Vm下面的供給路徑Fs中的全部液體L流入容器41中。然后容器41中的液面Ls降低，允許調節(jié)至預先設定的預定底部空間Hs，如圖10示出的。
[0093]在本實施方式中，用于暫停液體L的輸送的閥機構Vm設置在吹塑噴嘴4的下邊緣的附近。因此，可將殘留在從設置有閥機構Vm =的位置處到預成型件的嘴管部上邊緣的供給路徑Fs部分中的液體L的量減小和測量至高精度，因此允許將頂部空間Hs控制為高精度。相反，通過如圖13示出的傳統(tǒng)裝置，液體L的輸送通過設置在吹塑噴嘴104外側的閥門VlOl暫停，使得難以將頂部空間控制為高精度。
[0094](7)雖然從附圖中省略，但吹塑噴嘴4與容器41的嘴管部32隨后被移除，模具I打開，填充有液體L的容器41被取出，并且嘴管部32用蓋子密封以生產最后的產品。
[0095]已利用實例描述了根據本發(fā)明的吹塑裝置的實施方式，然而本發(fā)明當然不限于以上實例。在上述的實例中，在錐形邊緣9ta的密封階梯6s上的抵靠和解除抵靠構成了閥機構Vm，然而考慮到密封性能、與打開與閉合相關的可操作性等，例如可采用多種閥機構。
[0096]在實施方式I的實例中，桿8用來調節(jié)用于填充容器41的液體L的頂部空間Hs，然而根據使用目的，可采用沒有桿8的結構。
[0097]在用于實施方式2的步驟的實例中，用于從容器內豎直地拉伸至預定高度位置后的位置抽出拉伸桿8的下邊緣的時間恰在容器41完成成形之前，如圖8示出的。然而該時間沒有特別的限制，并且可以是不同的時間，例如通過利用加壓液體L拉伸成伸展形狀的容器的形成過程中，與成形完成的時間相同，或者在成形完成后的預定時間，并且可結合考慮可吹塑性(包括生產能力)而適當地決定；是否存在體積減小形變；在模塑好的容器中是否存在殘余應變；外圍壁的均勻性；以及其他這樣的因素。
[0098]在用于實施方式2的步驟的實例中，首先執(zhí)行通過拉伸桿8的豎直拉伸，并且然后在閥機構Vm處于打開狀態(tài)下的情況下加壓液體L供給到預成型件31中。然而，如圖11示出的，可與通過拉伸桿8的豎直拉伸一起地執(zhí)行加壓液體L到預成型件中的輸送。圖11中的狀態(tài)是如下狀態(tài):閥門V3與Vl從圖6中的狀態(tài)處于閉合狀態(tài)中，軸9a被提升以使閥機構Vm處于打開狀態(tài)，并且與加壓液體L供給到預成型件31中同時地執(zhí)行通過拉伸桿8的豎直拉伸，使得豎直拉伸完成。
[0099]在圖11示出的步驟中，隨著桿導向件9g從直徑減小部分6d向上移除而執(zhí)行豎直拉伸，然而如上所述，即使不存在通過直徑減小部分6d對于桿導向件9g的支撐的情況下，可至少通過桿導向件9g的作用抑制拉伸桿8的晃動。
[0100]工業(yè)適用性
[0101]如上所述，根據本發(fā)明，使用加壓液體的吹塑裝置將輸送到預成型件中的液體的溫度控制到高精確度，且沒有減小生產率。從改進模塑好的容器的質量以及提高生產率的前景來看，因此預期該吹塑裝置廣泛應用于使用加壓液體的吹塑領域中。
[0102]參考符號列表
[0103]1:模具
[0104]Ib:底壁
[0105]2:腔體
[0106]4:吹塑噴嘴
[0107]5:插入管
[0108]5a:圓周階梯
[0109]6:供給管
[0110]6a:引入通道
[0111]6b:排放通道
[0112]6c:入口孔
[0113]6s:密封階梯
[0114]6d:直徑減小部分
[0115]6tg:頂部桿導向件
[0116]7a、7b:密封構件
[0117]8:桿
[0118]9:密封體
[0119]9a:軸
[0120]9t:密封管
[0121]9ta:錐形邊緣
[0122]9g:桿導向件
[0123]11:間隔件
[0124]12:支撐凸緣
[0125]13:入口孔
[0126]21:加壓裝置
[0127]22:加壓液體供給部
[0128]23:液體循環(huán)部
[0129]CR:循環(huán)線路
[0130]Fe:流動路徑
[0131]Fs:供給路徑
[0132]Hs:頂部空間
[0133]L:液體
[0134]Ls:液面
[0135]P1、P2、P3:管道
[0136]R1、R2:管道
[0137]S:空間
[0138]V1、V2、V3、V4:閥門
[0139]Vm:閥機構
[0140]31:預成型件
[0141]32:嘴管部
[0142]33:頸環(huán)
[0143]35:底壁
[0144]41:容器
[0145]43:肩部
[0146]44:體
[0147]45:底部
[0148]101:模具
[0149]103:頸部支撐凸緣
[0150]104:吹塑噴嘴
[0151]104g:桿導向件
[0152]108:桿
[0153]110:導向管
[0154]111:插入孔
[0155]R101、R102、R103:管道
[0156]VlOl:閥門
【權利要求】
1.一種吹塑裝置，包括: 模具(I)，所述模具用于吹塑； 吹塑噴嘴(4)，當有底的圓柱形的預成型件(31)插入到所述模具(I)中時，所述吹塑噴嘴緊緊地插入到所述預成型件(31)的嘴管部(32)中； 加壓液體供給部(22)，所述吹塑裝置通過所述吹塑噴嘴(4)將來自所述加壓液體供給部(22)的加壓液體(L)輸送到所述預成型件(31)中，以沿所述模具(I)的腔體將容器(41)成形為展開形狀；以及 閥機構(Vm)，所述閥機構位于用于所述吹塑噴嘴(4)中的所述液體(L)的供給路徑(Fs)的下游端，所述閥機構構造成打開與閉合所述供給路徑(Fs)，以使得當所述閥機構(Vm)處于閉合狀態(tài)時，所述液體(L)在所述供給路徑(Fs)與所述加壓液體供給部(22)之間循環(huán)，并且當所述閥機構(Vm)處于打開狀態(tài)時，所述加壓液體(L)通過所述供給路徑(Fs)供給到所述預成型件(31)中。
2.根據權利要求1所述的吹塑裝置，進一步包括液體循環(huán)部(23)，所述液體循環(huán)部構造成將所述液體(L)調節(jié)至預定溫度并且將所述液體(L)輸送至所述加壓液體供給部(22)，其中所述供給路徑(Fs)以能打開和能閉合的方式通過引入通道^a)與所述加壓液體供給部(22)連通，所述引入通道設置在所述吹塑噴嘴(4)中且位于所述供給路徑(Fs)的上游端處，并且所述供給路徑以能打開和能閉合的方式通過排放通道^b)與所述液體循環(huán)部(23)連通，所述排放通道設置在所述閥機構(Vm)上游側上的位置處的下游端處，并且所述液體(L)通過所述液體循環(huán)部(23)在所述供給路徑(Fs)與所述加壓液體供給部(22)之間循環(huán)。
3.根據權利要求1或2所述的吹塑裝置，進一步包括桿狀密封體(9)，所述桿狀密封體插入到所述吹塑噴嘴(4)中以便在所述吹塑噴嘴(4)的軸向方向能移位，其中，通過將所述密封體(9)的尖端抵靠在所述吹塑噴嘴(4)的內圓周表面上的密封階梯^s)上而使得所述供給路徑(Fs)處于閉合狀態(tài)中，并且通過所述密封體(9)的尖端在所述密封階梯(6s)上的抵靠和解除抵靠而構造所述閥機構(Vm)。
4.根據權利要求3所述的吹塑裝置，其中，所述密封體(9)由柱形桿狀軸(9a)以及以不透液體方式滑動插入到所述軸(9a)中的桿(8)形成。
5.根據權利要求4所述的吹塑裝置，其中，所述桿(8)是豎直地拉伸所述預成型件(31)的拉伸桿，所述柱形桿狀軸(9a)在軸向方向插入所述吹塑噴嘴(4)中，柱形桿導向件(9g)共軸地連接至所述軸(9a)的下邊緣，所述拉伸桿(8)插入到所述連接桿(9a)和所述桿導向件(9g)中，所述拉伸桿(8)以圓周接觸的方式滑動地插入到所述桿導向件(9g)中，并且所述軸(9a)、所述桿導向件(9g)以及所述拉伸桿(8)形成所述密封體(9)，所述吹塑噴嘴(4)的內圓周表面與所述密封體(9)的外圓周表面圓柱地形成用于所述液體(L)的所述供給路徑(Fs)，當所述閥機構(Vm)在閉合狀態(tài)中時，所述桿導向件(9g)插入到位于所述吹塑噴嘴⑷的密封階梯(6s)的正下方的直徑減小部分(6d)中，并且當所述閥機構(Vm)在開放狀態(tài)中時，所述桿導向件(9g)從所述直徑減小部分^d)向上移除。
6.根據權利要求5所述的吹塑裝置，其中，所述桿導向件(9g)由聚醚醚酮樹脂制成。
7.根據權利要求5或6所述的吹塑裝置，進一步包括短柱形密封管(9t)，所述短柱形密封管具有比所述軸(9a)更大的直徑，所述短柱形密封管共軸地適配在所述軸(9a)的下邊緣處，其中，所述密封管(9t)的外圍邊緣抵靠所述密封階梯(6s)，并且所述桿導向件(9g)連接至所述密封管(9t)的下邊緣，并且所述桿導向件具有比所述密封管(9t)更小的直徑。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的吹塑裝置，進一步包括插入管(5)，所述插入管在所述吹塑噴嘴(4)的下邊緣處插入到所述預成型件(31)的所述嘴管部(32)中，其中，在直徑方面向下減小的圓周階梯(5a)設置在所述插入管(5)的外圍壁上，并且通過所述圓周階梯(5a)在所述嘴管部(32)的上邊緣表面上的抵靠，所述吹塑噴嘴(4)與所述嘴管部(32)緊密連通，其中在所述圓周階梯與所述上邊緣表面之間具有密封構件(7a)。
【文檔編號】B29C49/06GK104159722SQ201380013464
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年1月16日 優(yōu)先權日:2012年1月31日
【發(fā)明者】佐藤澄人, 田村信之, 永島猛, 森上茂樹 申請人:株式會社吉野工業(yè)所