Preform injection molding device |
|||||||
申请号 | JP2011239216 | 申请日 | 2011-10-31 | 公开(公告)号 | JP2013095035A | 公开(公告)日 | 2013-05-20 |
申请人 | Yoshino Kogyosho Co Ltd; 株式会社吉野工業所; | 发明人 | SAIETSUSAN HIROSHI; SATO MAMORU; ISHIZAWA YASUHIRO; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of reducing fluctuations, in the circumferential direction, of the height of leading edges of a middle layer in a preform in a preform injection molding device using a nozzle part in which middle layer resin is divided in the circumferential direction by disposing longitudinal blocking rib pieces at the downstream end of a middle flow path through which the middle layer resin flows.SOLUTION: The nozzle part is configured to dispose three cylindrical layer-forming paths, an inner flow path and an outer flow path that form a base substance layer and the middle flow path that forms the middle layer. The longitudinal blocking rib pieces are disposed parallel to each other in the circumferential direction and cross the middle flow path on the downstream end of the middle flow path to divide the flow path into a prescribed number of flow paths in the circumferential direction by the longitudinal blocking rib pieces. The nozzle part is further configured to adjust the flow behavior of the middle layer resin in the middle flow path by the positioning of the longitudinal blocking rib pieces in the circumferential direction so that the height difference between the highest end and lowest end of the leading edges of the middle layer that emerge in the preform is reduced. | ||||||
权利要求 | 主材樹脂による基体層(111)中に、少なくとも1層の中間層(113)を積層した2軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォーム(101)を射出成形するためのものであり、前記主材樹脂と中間層(111)を形成する中間層樹脂を積層するノズル部(11)を有する射出成形装置であって、前記ノズル部(11)は、少なくとも、前記主材樹脂による基体層(111)を形成する内流路(15)及び外流路(17)と、該内流路(15)と外流路(17)の間に位置し中間層樹脂による中間層(113)を形成する中流路(16)の3ケの円筒状の層形成流路を同軸心状に配設したものとし、 前記中流路(16)は、溝状の流路であるマニホールド(14b)を介して円筒状の流路に溶融樹脂を分配し、下流側の端部に周方向に並列状に該中流路(16)を横断する所定の数の遮断縦リブ片(16R)を配設し、該遮断縦リブ片(16R)により中流路(16)を周方向に前記所定の数の流路に分断する構成とし、また、前記プリフォーム(101)に現出する中間層(113)のリーディングエッジ(LE)の最上端(Pmax)と最下端(Pmin)の高低差(hd)が小さくなるように、前記遮断縦リブ片(16R)の周方向の配設位置により、前記中流路(16)における中間層樹脂の流動挙動を調整する構成とした射出成形装置。 プリフォーム(101)でリーディングエッジ(LE)の最上端が現出する位置に対応する周方向位置に、所定の数の遮断縦リブ片(16R)のうちの一つが位置するように、該所定の数の遮断縦リブ片(16R)の周方向の配設位置を設定した請求項1記載の射出成形装置。 中流路(16)において、マニホールド(14b)の上流側の端部に配設される前記中流路(16)への中間層樹脂の流入口(13b)の配設位置に対して反対側の周方向位置に、所定の数の遮断縦リブ片(16R)のうちの一つが配設されるように、該所定の数の遮断縦リブ片(16R)の周方向の配設位置を設定した請求項1記載の射出成形装置。 |
||||||
说明书全文 | 本発明は主材樹脂による基体層中に中間層を積層した試験管状のプリフォームと、このプリフォームを成形するための射出成形装置、特にこの射出成形装置に用いるノズルに関する。 ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)樹脂製等の2軸延伸ブロー成形による壜体は、飲料用、食品用、化粧料等のさまざまな分野に使用されている。 特にガスバリア性を必要とする用途では、主材樹脂であるPET樹脂からなる基体層中にナイロン系樹脂やエチレンビニルアルコール共重合樹脂等のガスバリア性樹脂から成る中間層を積層した壜体が用いられている。 このようにPET樹脂製の基体層中にナイロン樹脂等のガスバリア性樹脂製の中間層を積層した2軸延伸ブロー壜体では、PET樹脂製の基体層とガスバリア性樹脂層製の中間層は密着しているものの、多くの場合接着しているわけではない。 この点、本願の出願人による特許文献2には、上記のような中間層を有する壜体における剥離の問題を解消した積層壜体に係る発明が記載されている。 そして、この壜体601では落下等の衝撃により縦帯状連結部614により周方向に分断された一つの領域で層間剥離が発生したとしても、縦帯状連結部614によりこの層間剥離が隣接する領域へ進行することを防ぐことができ、層間剥離の発生を限定した領域に留めて、壜体の外観を良好に、また透明な状態で維持することができる。 図13は上記壜体601を2軸延伸ブロー成形するのに使用する試験管状のプリフォームの例を示す(a)は部分的に縦断した正面図、(b)は(a)中のD−D線に沿って示す平断面図である。 そして、このプリフォーム501は、基体層511を形成するPET樹脂中に中間層513を形成するナイロン樹脂を積層するための流路を形成したノズル部を有する射出成形装置を用いて成形するが、 ここで、図13(a)に示されるプリフォーム501の左半分では中間層513の積層領域をクロスハッチングして示しているが、この中間層513の最上端であるリーディングエッジLE、および最下端であるトレーリングエッジTEがそれぞれ一定の高さ位置にあるように簡略化して示している。 一方、図11、12に示される壜体601の口筒部602は、キャップでのシール性が損なわれないようにするため、高度な寸法精度が必要な部位であり、 このため、リーディングエッジLEの高さ位置に上記したような大きな変動があると最上端以外の部分ではリーディングエッジLEが、ネックリング503からかなり下位に位置することになり、 そこで、本発明は中間層を積層した2軸延伸ブロー成形壜体用のプリフォームの射出成形装置、特に中間層樹脂が流動する中流路の下流側の端部に周方向に所定の数、並列状に遮断縦リブ片を配設して中間層樹脂を周方向に分断するようにしたノズル部を使用する射出成形装置において、プリフォームにおける中間層のリーディングエッジの高さ位置の周方向での変動を小さくすることを技術的課題とするものである。 上記技術的課題を解決する本発明の射出成形装置の主たる構成は、主材樹脂による基体層中に、少なくとも1層の中間層を積層した2軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォームを射出成形するためのものであり、主材樹脂と中間層を形成する中間層樹脂を積層するノズル部を有する射出成形装置において、 上記構成の射出成形装置によれば、基体層中に中間層を積層した積層領域を形成すると共に、この積層領域で中間層がない、中間層の内外両側に積層する基体層が連結した縦帯状連結部を周方向に所定の数、並列状に中心軸方向に沿って形成し、この縦帯状連結部により周方向に中間層を分断した2軸延伸ブロー成形用の積層プリフォームを成形することができる。 ここで、中間層のリーディングエッジの最上端と最下端の高低差が小さくなるようにするためには、中流路における中間層樹脂の流動挙動を調整する、特に円筒状流路の下流端への中間層樹脂の到達時間の周方向のバラツキを抑制することが必要であるが、 そこで、上記主たる構成中の「プリフォームに現出する中間層のリーディングエッジの最上端と最下端の差が小さくなるように、遮断縦リブ片の周方向の配設位置を設定する。」と云う構成は、 ここで、遮断縦リブ片の個数や、その形状は壜体における基体層と中間層の層間剥離の進行の抑制効果、プリフォームの成形性やプリフォームの2軸延伸ブロー成形性、そして壜体のガスバリア性等を考慮して決めることができるものである。 そして、上記のように層間剥離の進行の抑制効果等から遮断縦リブ片の配設個数が決まると、周方向に一定間隔に並べた所定の数の遮断縦リブ片を、中流路の中心軸に対してどの中心角度位置に配設するのがリーディングエッジの高低差を小さくするのに有効であるかは、コンピュータシミュレーションにより流動状態を計算し、この計算結果に基づいてノズルの中流路を形成する部位を試作して実験することにより、比較的容易に決めることができる。 また、本発明の射出成形装置の構成によれば、中間層の両側を基体層で積層すると云う構成範囲の中で、適宜、ノズルで円筒状の流路を追加することにより、プリフォームの積層構造を2種3層、2種5層、3種4層、3種5層等の積層構造とすることもできる。 射出成形装置に係る他の構成は、上記主たる構成において、プリフォームでリーディングエッジの最上端が現出する位置に対応する周方向位置に、所定の数の遮断縦リブ片のうちの一つが配設されるように、この所定の数の遮断縦リブ片の周方向の配設位置を設定する、と云うものである。 前述したように、中流路の円筒状流路はそのクリアランスが小さく、クリアランスやマンドレルの溝形状を調整して樹脂の流動挙動を均一になるように、特に上記した到達時間の周方向のバラツキを効果的に抑制することは難しく、 ここで、多くの場合、上記のようにプリフォームでリーディングエッジの最上端となる周方向位置と、中流路で樹脂が最も早くその下流端に到達する周方向位置が対応しており、上記構成によりプリフォームでリーディングエッジの最上端が現出する周方向位置に対応する周方向位置に遮断縦リブ片のうちの一つが配設されるようにすることにより、 なお、中流路で層形成される中間層は、内流路および外流路で層形成される内外の基体層と合流する際、これら内外の基体層の流動により影響を受けるため、 射出成形装置に係るさらに他の構成は、上記主たる構成において、 本願の発明者らは、多くの場合、マニホールドの上流側の端部に配設される中間層樹脂の中流路への流入口の配設位置に対して180度反対側の周方向位置で、樹脂が最も早く円筒状の下流端に到達し、当該周方向位置に対応するプリフォームの周方向位置で、ピーク状にリーディングエッジの最上端が現出することを見出し、上記構成を想起するに到った。 上記構成により、マニホールドの上流側の端部に配設される中間層樹脂の流入口の配設位置に対して、180度反対側の周方向位置に遮断縦リブ片のうちの一つが位置するように、遮断縦リブ片の周方向での配設位置を調整することにより、多くの場合、リーディングエッジの最上端のピーク高さを抑制することができ、リーディングエッジの最上端と最下端の高低差を小さくすることが可能となる。 本発明は、上記した構成であり以下に示す効果を奏する。 以下、本発明の射出成形装置、この射出成形装置を使用して成形したプリフォームの実施形態について、実施例に沿って図面を参照しながら説明する。 このプリフォーム101の積層構造を見ると、 ここで、図1(a)では中間層113の最上端であるリーディングエッジLE、および最下端であるトレーリングエッジTEがそれぞれ一定の高さ位置にあるように簡略化して示しているが、実際にはこの高さ位置は周方向に変動している。 そして、本実施例のプリフォーム101では、最上端Pmaxと最下端Pminの差から求められる、両者の高低差hdの、多数成形したプリフォームの平均値は6.0mmである。 なお、図2(a)、(b)では、プリフォーム101の正面に最上端Pmaxがピーク状に位置し、180度反対側の背面に最下端Pminが位置し、この最上端Pmaxと最下端Pminの間で周方向に沿って、その高さ位置が徐々に変化すると云う、リーディングエッジLEの周方向での変動態様の代表的な例を示したが、 次に図3、4は図1のプリフォーム101を2軸延伸ブロー成形した壜体の一例を示すものであり、図3は正面図、図4は図3中のB−B線に沿って示す平断面図である。 この壜体201の所定の高さ領域h2(本実施例ではネックリング203の下端直下から底部206の上端部直上に至る高さ領域)では、図4の平断面図に示されるように主材樹脂であるPET樹脂製の基体層211である外層211aと内層211bの間にナイロン樹脂製の中間層213を積層した積層構造を有する。 さらに、中間層213は、両側に積層する外層211aと内層211bを連結して壜体201の周方向に8ケ、並列状に中心軸方向に沿って縦方向に延設される縦帯状連結部214により周方向に分断されている。 ここで、従来のこの種の耐熱圧性のPETボトルでは、落下等の衝撃により中間層と外層あるいは内層の層間に剪断力が作用し、部分的に層間剥離が発生し、 次に、図5〜9は本発明の射出成形装置の一実施例を示すものであり、 このうち、ノズル部11は、図6に示されるように同軸心状に配設される、シャットオフピン20、第1リングマンドレル24c、第2リングマンドレル24d、第3リングマンドレル24eにより、プリフォーム101の基体層111である内層111bと外層111aを形成する円筒状の内流路15および外流路17と、中間層113を形成する円筒状の中流路16の3ケの層形成流路が形成されている。 図7、8、9(a)は中流路16の内周壁を形成する第1リングマンドレル24cの詳細な形状を示すものであるが、図7の正面図に示されるように、溶融樹脂の流入口13b(図6も参照)から円筒状の流路に溶融樹脂を分配する、溝状の流路であるマニホールド14bを左右対称状に配設しており、下流側の端部であるテーパー状の部分に、8ケの遮断縦リブ片16Rが周方向に、並列状に等中心角度の間隔で配設されている。 ここで、図9(a)に示されるよう、マニホールド14bの基端部に相当する位置に配設される流入口13bの配設位置に対して、周方向で180度反対側の位置に、8ケの遮断縦リブ片16Rのうちの一つ(遮断縦リブ片16Rb)が位置するように、等中心角度間隔に配設される8ケの遮断縦リブ片16Rの周方向の配設位置を設定している。 一方、図9(b)示されるのは、図2(b)に示した比較例のプリフォームを成形するのに使用した第1リングマンドレル24cの底面図で、図2(a)に示した実施例のプリフォームを成形するのに使用した第1リングマンドレル24cの底面図9(a)に対して、8ケの遮断縦リブ片16Rの周方向の配設位置を22.5度ずらし、流入口13bの配設位置に対して、周方向で180度反対側の周方向位置に隣接する遮断縦リブ片16R間の間隙Sが位置するようにしたものである。 ここで、前述した図2(a)に示される実施例のプリフォーム101と図2(b)に示される比較例のプリフォーム101は、図9(a)、(b)に示されるように8ケの遮断縦リブ片16Rの周方向の配設位置を22.5度ずらした点を除いて、同じ成形装置、および成形条件で射出成形したものであるが、 図9(a)に示されるように、流入口13bの配設位置に対して、周方向で180度反対側の位置に、8ケの遮断縦リブ片16Rのうちの一つ(遮断縦リブ片16Rb)を位置させることにより、この遮断縦リブ片16Rbが樹脂の流動に対する、所謂、邪魔板として作用し、当該周方向位置、すなわち樹脂が最も早くその下流端に到達する周方向位置で、その到達時間を遅延させて、プリフォーム101でピーク状に現出するリーディングエッジLEの最上端のピーク高さが抑制され、その高低差を小さくすることができたものと推定される。 次に、上記説明した射出成形装置を使用した、図1、2に示される積層プリフォーム101の成形工程の概略を説明する。 そして、主材樹脂は流路23aに連通する導入路12aを通って2つのマニホールド14a1、14a2によりそれぞれ内流路15および外流路17の円筒状流路に分配供給される。 そして、合流点18で中流路16からの円筒状に層形成された中間層樹脂を内流路15と外流路17からの主材樹脂の間に流動させて、合流路19内で一定の時間範囲に亘って主材樹脂の間に中間層樹脂を同軸心状の中間層とした多層溶融樹脂流体を形成し、金型1のキャビティ1a内に射出し(図5参照)、充填する。 図10は主材樹脂および中間層樹脂の射出パターンの一例であり、横軸を時間軸、縦軸を射出速度として概略的に示したものである。 以上、実施例に沿って、本発明の射出成形装置およびプリフォームの実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 たとえば、図7中に示したマニホールド14bでは、上流側から下流側にかけて溝の断面積が漸減するような構成としているが、ここでマニホールド14bの構成を上流側から下流側にかけて溝の断面積を一定とした場合には、流入口13bと同じ周方向位置で樹脂が最も早く円筒状の下流端に到達するので、 また、図5、6に示した射出成形装置は一例として示したものであり、本発明の内容を実施可能な範疇で、様々なバリエーションのものとすることができる。 また、上記実施例のプリフォームでは図1(b)の平断面図に示したように、その積層構造を2種3層としたが、本発明の射出成形装置の構成によれば、中間層の内外両側を基体層で積層すると云う構成範囲の中で、適宜、ノズルに流路を追加することにより、プリフォームの積層構造を2種3層、2種5層、3種4層、3種5層と云うように必要に応じてさまざまな積層構造とすることができる。 本発明の射出成形装置、そしてこの射出成形装置によるプリフォームによれば、層間剥離の進行が抑制される共に、中間層のリーディングエッジの高低差の小さな積層構造を有する壜体を提供することができ、炭酸飲料用の用途等での幅広い使用展開が期待される。 1 ;金型1a;キャビティ11;ノズル部12a;(主材樹脂)導入路12b;(中間層樹脂)導入路13b;(中間層樹脂)流入口14a1、14a2、14b;マニホールド15;内流路16;中流路16R;遮断縦リブ片17;外流路18;合流点19;合流路20;シャットオフピン21;ホットランナーブロック22a;(主材樹脂)供給口22b;(中間層樹脂)供給口23a;流路23b;流路24c;第1リングマンドレル24d;第2リングマンドレル24e;第3リングマンドレル25;チェックバルブA ;樹脂供給部(主材樹脂用) |