预成形坯的注塑成形装置、注塑成形方法以及预成形坯
阅读：493发布：2023-03-01
专利汇可以提供预成形坯的注塑成形装置、注塑成形方法以及预成形坯专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的课题在于，在主材层中层叠有第二 树脂 层的预成形坯的注塑成形中，以高生产性且高 精度 地控制预成形坯的底部中的 中间层 的层叠状态，用于解决该课题的本发明的主要手段为，在主材层中作为中间层而层叠有第二树脂层的试管状的预成形坯的注塑成形方法中，将主材树脂以规定的供给速度从外侧流路和内侧流路向合流路供给规定时间，在供给主材树脂的规定时间范围内的固定时间内，同时以规定的供给速度从中流路向合流路供给第二树脂，在供给第二树脂之前或者从供给开始了规定时间之后到至少第二树脂的供给结束为止的期间，使关闭销滑动而使其前端配置在内侧流路的朝向合流路的开口端部附近的规定 位置 上，调整该开口端部的开度使从内侧流路向合流路的主材树脂的供给速度减小至规定的速度。，下面是预成形坯的注塑成形装置、注塑成形方法以及预成形坯专利的具体信息内容。
1.一种注塑成形装置，对在形成主体的主材层(101a)中作为中间层而层叠有第二树脂层(101b)的双轴拉伸吹塑成形用的试管状的预成形坯(101)进行注塑成形，其特征在于，构成为，具有：喷嘴部(11)，该喷嘴部(11)使形成第二树脂层(101b)的第二树脂(Rb)在形成所述主材层(101a)的主材树脂(Ra)中合流而形成合流树脂体；和配设在该喷嘴部(11)的前端的金属模(1)，所述喷嘴部(11)从外侧依次配设有外侧流路(15a)、中流路(15b)、内侧流路(15c)，并且配设有与该三个流路连通且延伸设置到喷嘴部(11)前端的合流路(19)，向所述外侧流路(15a)和内侧流路(15c)供给主材树脂(Ra)并向中流路(15b)供给第二树脂(Rb)，并且所述注塑成形装置构成为，通过控制能够滑动地插入并配设在内侧流路(15c)内侧的圆柱状的关闭销(20)的前端(20p)的配置位置，而能够进行内侧流路(15c)的朝向合流路(19)的开口端部(17c)的截断或开放、以及开度的调整。
2.根据权利要求1所述的注塑成形装置，其特征在于，构成为，具有供给主材树脂(Ra)的第一供给部(Sa)及供给第二树脂(Rb)的第二供给部(Sb)，喷嘴部(11)从外侧依次配设有分别为圆筒状的外侧流路(15a)、中流路(15b)、内侧流路(15c)，并且配设有与该三个流路连通且延伸设置到喷嘴部(11)前端的圆柱状的合流路(19)，从所述第一供给部(Sa)向外侧流路(15a)和内侧流路(15c)供给主材树脂(Ra)并从第二供给部(Sb)向中流路(15b)供给第二树脂(Rb)，并且所述注塑成形装置构成为，将以圆柱状合流到所述合流路(19)中的合流树脂体，经由所述金属模(1)的型腔(4)的配设在相当于预成形坯(101)的底部底壁中央的位置上的点浇口(5)而注塑、填充到所述型腔(4)内。
3.根据权利要求2所述的注塑成形装置，其特征在于，构成为，内侧流路(15c)在圆筒状流路的前端部具有朝向合流路以锥形缩径的缩径流路(15cs)。
4.根据权利要求1、2或3所述的注塑成形装置，其特征在于，构成为，通过伺服机构控制关闭销(20)的滑动动作。
5.一种注塑成形方法，是在形成主体的主材层(101a)中作为中间层而层叠有第二树脂层(101b)的双轴拉伸吹塑成形用的试管状的预成形坯(101)的注塑成形方法，其特征在于，使用权利要求1、2、3或4中所述的注塑成形装置，将主材树脂(Ra)以规定的供给速度从外侧流路(15a)和内侧流路(15c)向合流路(19)供给规定时间，在所述供给主材树脂(Ra)的规定时间范围内的固定时间内，同时以规定的供给速度从中流路(15b)向合流路(19)供给第二树脂(Rb)，在所述从供给第二树脂(Rb)之前或者从供给开始了规定时间之后到至少该第二树脂(Rb)的供给结束为止的期间，使关闭销(20)滑动而使该关闭销(20)的前端(20p)配置在内侧流路(15c)的朝向合流路(19)的开口端部(17c)附近的规定位置上，从而调整该开口端部(17c)的开度，使主材树脂(Ra)从内侧流路(15c)向合流路(19)的供给速度减小至规定的速度。
6.根据权利要求5所述的注塑成形方法，其特征在于，首先，通过关闭销(20)的滑动位置的控制而成为将内侧流路(15c)的开口端部(17c)完全开放的状态，从第一供给部(Sa)经由外侧流路(15a)和内侧流路(15c)向合流路(19)供给主材树脂(Ra)，在所述主材树脂(Ra)的供给开始了规定时间之后，以固定时间从第二供给部(Sb)经由中流路(15b)向合流路(19)供给第二树脂(Rb)，并使其流动至来自外侧流路(15a)和内侧流路(15c)的主材树脂(Ra)之间，在从所述第二树脂(Rb)的供给开始了规定时间之后，使关闭销(20)的前端(20p)配置在内侧流路(15c)的朝向合流路(19)的开口端部(17c)附近的规定位置上，而使来自内侧流路(15c)的主材树脂(Ra)的供给速度减小至规定的速度，在从所述第二树脂(Rb)的供给结束了规定时间之后，通过关闭销(20)的滑动而完全开放内侧流路(15c)并以规定时间保持压力。
7.根据权利要求5或6所述的注塑成形方法，其特征在于，将在合流路(19)内由主材树脂(Ra)和第二树脂(Rb)形成的合流树脂体依次经由金属模(1)的型腔(4)的配设在相当于预成形坯(101)的底部底壁中央的位置上的点浇口(5)而注塑、填充到所述型腔(4)内，通过包括主材树脂(Ra)的供给速度、第二树脂(Rb)的供给的开始时间、结束时间、供给速度在内的注塑模式、以及与内侧流路(15c)的开口端部(17c)的开度的调整相关的关闭销(20)的滑动时间及前端(20p)的配置位置的设定，在所述预成形坯(101)中，使在主材层(101a)中作为中间层而层叠的第二树脂层(101b)的终端缘(TE)位于除浇口痕迹(107)之外的、该底部(106)的规定范围内，该浇口痕迹形成在以弧形半球壳状形成的底部(106)的中央。
8.根据权利要求5、6或7所述的注塑成形方法，其特征在于，使第二树脂(Rb)为气体阻隔性优异的合成树脂，并使第二树脂层(101b)为气体阻隔层。
9.一种预成形坯，是在形成主体的主材层(101a)中作为中间层而层叠有第二树脂层(101b)的双轴拉伸吹塑成形用的试管状的预成形坯，其特征在于，在该预成形坯的底面上，所述第二树脂层(101b)的终端缘(TE)位于从形成在底部(106)的底面中央的圆形的浇口痕迹(107)的外周缘的外侧到相当于瓶身部(105)的内周面(105p)的周缘为止的范围内。
预成形坯的注塑成形装置、注塑成形方法以及预成形坯
技术领域
背景技术
[0002] 对基于注塑成形而形成的试管状的预成形坯进行双轴拉伸吹塑成形后得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制的瓶体(宝特瓶)，具有优异的透明性、机械强度、气体阻隔性等性质，而被用于饮料、食品、化妆品等各种领域。
[0003] 对于为了抑制内容液的质量降低而更加需要氧气等的气体阻隔性的用途来说，大多情况下，使用在形成主体的由PET树脂构成的主材层中层叠由气体阻隔性高的尼龙树脂等构成的中间层后得到的两种三层的层叠构造。
[0004] 而且，具有这种层叠构造的宝特瓶，也能够对基于注塑成形而形成的具有两种三层的层叠构造的试管状的预成形坯进行双轴拉伸吹塑成形后得到。
[0006] 在此，图10(a)表示这种预成形坯101的以往例，图11是概略表示用于成形该预成形坯101的成形装置的喷嘴部11的一例的剖视图，图12是表示用于使用该装置来成形上述预成形坯101的注塑模式的一例的说明图，而且，图13是表示该注塑模式中的、熔融树脂向金属模型腔内的填充过程的说明图。
[0007] 图10(a)的预成形坯101作为中间层而层叠了由气体阻隔性高的树脂形成的阻隔树脂层101b，由此，将该预成形坯101双轴拉伸吹塑成形，从而能够提供如下的瓶体，该瓶体具有例如将来自外部的氧气的进入量减少至极小而抑制内容物的氧化劣化的发展等难以由PET树脂单独实现的功能。
[0008] 而且，具有这种层叠构造的预成形坯101由图11所示的具有多层喷嘴部11的成形装置通过图12所示的注塑模式而成形。
[0009] 即，在图11的装置中，从第一供给部Sa供给的PET树脂从外侧流路15a和内侧流路15c向合流路19流动，从第二供给部Sb供给的阻隔树脂从中流路15b向合流路19流动，并流入至外侧流路15a与内侧流路15c之间，在合流路19内，形成在主材树脂Ra中以圆筒状层叠有阻隔树脂Rb的合流树脂体，然后将该合流树脂体注塑、填充到金属模1的型腔4内。
[0010] 参照图12和图13具体来说，图13(a)是图12所示的注塑模式的E时点紧前的状态，表示仅填充了PET树脂Ra的状态。
[0011] 在E时点开始进行阻隔树脂Rb的注塑，在E～F时点之间以在PET树脂Ra中夹有阻隔树脂Rb的层叠状态向金属模型腔内进行填充(参照图13(b))，在F时点停止阻隔树脂的注塑并再次仅填充PET树脂Ra，然后结束注塑工序(参照图13(c))，从而能够得到图10(a)所示的预成形坯101。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1：日本特开2004-330672号公报
[0015] 由图10(a)也可知，在如上所述地成形的预成形坯101中并不必在形成预成形坯101的所有周壁中都层叠阻隔树脂层101b，在大多情况下构成为，在瓶口部102的上端部及底部106没有层叠阻隔树脂层101b。
[0016] 在瓶口部102的情况下，若与其为开放端的情况相辅地，将由异种树脂形成的阻隔层101b层叠至其上端的话，则由于成形收缩或瓶口部102的热结晶化处理，而存在有圆筒状的瓶口部102变形成椭圆状等的问题，因此，在上端部不层叠阻隔层101b。
[0017] 在图10(a)的预成形坯101的示例中，考虑到上述变形、气体阻隔性、以及气体阻隔树脂的材料成本等，使阻隔树脂层101b的前端缘LE位于瓶口部102的大致中央高度，从而要求高精度地控制阻隔树脂层101b的前端缘LE的位置。
[0018] 不过，瓶口部102为即使对瓶体的双轴拉伸吹塑成形之后也不会延伸变形地较厚的厚度，从而即使使上端部的有限部分由PET树脂层101a单独构成，也能够将瓶体整体的气体阻隔性抑制得较小。
[0019] 另一方面，关于底部106，由于其与瓶口部102不同，是延伸后变薄的部位，所以从抑制瓶体整体的气体阻隔性降低的观点出发，如图10(b)所示，优选在底部106的整体上层叠阻隔树脂层101b。
[0020] 但是，若在图12的注塑模式的F时点、即阻隔树脂的注塑结束时点，不瞬间停止阻隔树脂向型腔4的流动，则会变成所谓的“截断不良”的状态，阻隔树脂层101b会在底部106的底面壁部分上，以层叠多层且使阻隔树脂层101b的断片即所谓的鳞片(scale)层叠等不均匀的状态层叠，因此，在瓶体上也会产生底部不均匀变形从而着地状态不稳定、以及机械强度降低等问题。
[0021] 另外，还有会在多层喷嘴部11的前端部残留阻隔树脂Rb的鳞片，并在下一喷射中该鳞片混入至PET树脂Ra中的问题。
[0022] 另外，如图10(b)所示，根据能够封装底部的成形方法，虽然能够使阻隔树脂层101b在底部106上以不会分断成薄膜状的方式成为连续的层叠状态，但还存在如下的问题：位于预成形坯底部106的中央的浇口痕迹的尺寸不稳定且成形性不稳定、以及在用拉伸杆进行纵向拉伸时内面侧的PET树脂层101a会被戳破。
发明内容
[0023] 因此，本发明是为了解决上述的与在主材层中作为中间层而层叠有第二树脂层的预成形坯的注塑成形相关的以往技术中的问题而做出的，其技术课题在于，以高生产性且高精度地控制预成形坯的底部中的中间层的层叠状态，并且，以提供一种能够以高生产性实现双轴拉伸成形、并能高度发挥中间层的气体阻隔性等功能的瓶体为目的。
[0024] 本发明涉及预成形坯注塑成形装置、使用了该装置的注塑成形方法、以及能够用该注塑成形方法成形的预成形坯，以下，依次对注塑成形装置、注塑成形方法、预成形坯进行说明。
[0025] 首先，本发明中注塑成形装置的主要结构为：
[0026] 一种注塑成形装置，其对在形成主体的主材层中作为中间层而层叠有第二树脂层的双轴拉伸吹塑成形用的试管状的预成形坯进行注塑成形，其构成为，具有：喷嘴部，该喷嘴部使形成第二树脂层的第二树脂在形成主材层的主材树脂中合流而形成合流树脂体；和配设在该喷嘴部的前端的金属模，
[0027] 喷嘴部从外侧起依次配设有外侧流路、中流路、内侧流路，并且配设有与该三个流路连通且延伸设置到喷嘴部前端的合流路，向外侧流路和内侧流路供给主材树脂并向中流路供给第二树脂，
[0028] 并且该注塑成形装置构成为，控制能够滑动地插入并配设在内侧流路内侧的圆柱状的关闭销的前端的配置位置，由此能够进行内侧流路的朝向合流路的开口端部的截断或开放、以及开度的调整。
[0029] 另外，本发明的其他结构是，在上述主要结构中，构成为，
[0030] 具有供给主材树脂的第一供给部及供给第二树脂的第二供给部，[0031] 喷嘴部从外侧依次配设有分别为圆筒状的外侧流路、中流路、内侧流路，并且配设有与该三个流路连通且延伸设置到喷嘴部前端的圆柱状的合流路，从第一供给部向外侧流路和内侧流路供给主材树脂，并从第二供给部向中流路供给第二树脂，
[0032] 并且该注塑成形装置构成为，将以圆柱状合流到合流路中的合流树脂体经由金属模的型腔的配设在相当于预成形坯的底部底壁中央的位置上的点浇口而注塑、填充到型腔内。
[0033] 根据上述结构的注塑成形装置，构成为，通过控制能够滑动地插入并配设在内侧流路内侧的圆柱状的关闭销的前端的配置位置，而能够进行内侧流路的朝向合流路的开口端部的截断或开放、以及开度的调整，
[0034] 由此，通过该关闭销的前端的配置位置的控制，能够一边继续从第一供给部及第二供给部供给树脂，一边如下所述地控制从外侧流路、中流路、内侧流路向合流路供给树脂。
[0035] 1)使前端与内侧流路的朝向合流路的开口端部相比位于上游侧而完全开放内侧流路，由此，能够在合流路中使经由中流路供给的第二树脂流动至来自外侧流路和内侧流路的主材树脂之间，并将在合流路中形成的合流树脂体的构成设为在圆柱状的主材树脂中以圆筒状层叠有第二树脂的结构。
[0036] 2)使前端位于内侧流路的开口端部附近的规定位置上，而缩小该开口端部的开度，并减小来自内侧流路的主材树脂的供给速度，由此，能够将圆柱状的主材树脂中的第二树脂的层叠状态设为与1)的情况相比更细的圆筒状。
[0037] 3)使前端与内侧流路的合流端部相比位于下游侧而完全截断内侧流路，由此，由于完全截断了来自内侧流路的主材树脂的供给，所以能够使经由中流路供给的第二树脂在仅从外侧流路供给的主材树脂中流动，而将在合流路中形成的合流树脂体的构成设为在圆柱状的主材树脂的中心以细圆筒状层叠有第二树脂的结构。
[0038] 而且，如上述2)所述，在从中流路向合流路供给第二树脂的过程中控制来自内侧流路的主材树脂的供给速度，由此能够将在合流树脂体的主体树脂中的第二树脂的层叠状态高精度地控制为具有规定直径的圆筒状，尤其能够高精度地控制在以往的技术中很困难的预成形坯的底部中的中间层的层叠状态。
[0039] 在此，根据上述结构，由于是通过关闭销的直线滑动这一单纯的机构而实现的，所以内侧流路的开口端部的开度的调整能够在规定的时间高精度地实施。
[0040] 本发明的注塑成形装置的其他结构是，在上述结构中，构成为，内侧流路在圆筒状流路的前端部具有向着合流路以锥形缩径的缩径流路。
[0041] 根据上述结构，能够利用缩径流路而更高精度地实施基于关闭销的前端所实现的内侧流路的开口端部的开度的调整。
[0042] 本发明的注塑成形装置的其他结构是，在上述主要结构中，构成为，通过伺服机构控制关闭销的滑动动作。
[0043] 根据上述结构，通过由伺服机构控制关闭销的移动动作，能够在规定的时间高精度地实施内侧流路的截断和开放，而且能够高精度地控制关闭销的前端的配置位置，因此，能够更加高精度地实施基于关闭销的前端所实现的内侧流路的开口端部的开度的调整。
[0044] 接着，本发明中的预成形坯的注塑成形方法的主要结构为：
[0045] 一种注塑成形方法，是在形成主体的主材层中作为中间层而层叠有第二树脂层的双轴拉伸吹塑成形用的试管状的预成形坯的注塑成形方法，
[0046] 该方法使用上述本发明的注塑成形装置，
[0047] 将主材树脂以规定的供给速度从外侧流路和内侧流路向合流路供给规定时间，[0048] 在供给主材树脂的规定时间范围内的固定时间内，同时以规定的供给速度从中流路向合流路供给第二树脂，
[0049] 在从供给第二树脂之前或者从供给开始了规定时间之后到至少该第二树脂的供给结束为止的期间，使关闭销滑动而使该关闭销的前端配置在内侧流路的朝向合流路的开口端部附近的规定位置上，调整该开口端部的开度使从内侧流路向合流路的主材树脂的供给速度减小至规定的速度。
[0050] 本发明的预成形坯的注塑成形方法的其他结构为：在上述主要结构中，[0051] 首先，通过关闭销的滑动位置的控制而成为将内侧流路的开口端部设为完全开放的状态，从第一供给部经由外侧流路和内侧流路向合流路供给主材树脂，[0052] 然后，在主材树脂的供给开始了规定时间之后，以固定时间从第二供给部经由中流路向合流路供给第二树脂，并使其流动至来自外侧流路和内侧流路的主材树脂之间，[0053] 接着，在从第二树脂的供给开始了规定时间之后，使关闭销的前端配置在内侧流路的朝向合流路的开口端部附近的规定位置上，而使来自内侧流路的主材树脂的供给速度减小至规定的速度，
[0054] 接着，在从第二树脂的供给结束了规定时间之后，通过关闭销的滑动而完全开放内侧流路并以规定时间保持压力。
[0055] 本发明的预成形坯的注塑成形方法的其他结构为：在上述主要结构中，[0056] 将在合流路内由主材树脂和第二树脂形成的合流树脂体依次经由金属模的型腔的配设在相当于预成形坯的底部底壁中央的位置上的点浇口而注塑、填充到型腔内，[0057] 通过包括主材树脂的供给速度、第二树脂的供给的开始时间、结束时间、供给速度在内的注塑模式、以及与内侧流路的开口端部的开度的调整相关的关闭销的滑动时间及前端的配置位置的设定，
[0058] 在预成形坯中，使在主材层中作为中间层而层叠的第二树脂层的终端缘位于除浇口痕迹之外的、底部的规定范围内，该浇口痕迹形成在以弧形半球壳状形成的底部的中央。
[0059] 通过上述本发明的成形方法，在合流路中以如下过程依次形成圆柱状的合流树脂体。
[0060] (1)首先，在合流路中使来自外侧流路和内侧流路的主材树脂合流，而形成由主材树脂构成的圆柱状的合流树脂体。
[0061] (2)然后，在合流路中，使第二树脂从中流路流动至来自外侧流路和内侧流路的主材树脂之间，而形成在圆柱状的主材树脂中以圆筒状层叠有第二树脂的合流树脂体。
[0062] (3)在此，通过调整基于关闭销的前端所实现的内侧流路的开口端部的开度，而使来自内侧流路的主材树脂的供给速度减小至规定的速度，而形成使第二树脂以具有规定直径的细圆筒状层叠的合流树脂体。
[0063] (4)停止来自中流路的第二树脂的供给，最后，使来自外侧流路和内侧流路的主材树脂合流，而再次形成由主材树脂构成的圆柱状的合流树脂体。
[0064] 在此，(3)是用于高精度控制预成形坯的底部附近的第二树脂层的层叠状态的过程，
[0065] 根据上述成形方法，直到第二树脂的供给停止为止，即使来自内侧流路的主材树脂的供给量是少量的但也能继续，因此，第二树脂直到其终端缘为止均保持圆筒状的层叠状态，在预成形坯的底部能够防止包括浇口痕迹在内的整个区域变成连续的层叠状态的封装(capsulation)，能够解决随着封装产生的成形性的不良、和瓶体的底部变形等问题。
[0066] 另外，通过内侧流路的开口端部的开度的调整，能够将第二树脂设为至少在其终端缘附近具有规定直径的圆筒状的层叠状态，由此，在预成形坯中，能够使在主材层中作为中间层而层叠的第二树脂层的终端缘位于除形成在底部底壁的中央的圆形的点浇口痕迹之外的底部附近的规定范围内，使这种层叠状态的高精度控制成为可能。
[0067] 此外，在上述的成形方法的主要结构中，记载了从供给第二树脂之前或者从供给开始了规定时间之后到至少第二树脂的供给结束为止，如该记载所述，由关闭销的前端调整内侧流路的开口端部的开度的时间能够为第二树脂的供给开始时间之前，也能够为供给时间带的中途。
[0068] 如上所述，为了高精度控制在底部附近的第二树脂层的层叠状态，而需要在合流树脂体中在第二树脂层的终端缘附近保持细圆筒状的层叠状态，并需要调整内侧流路的开口端部的开度，至少到第二树脂层的供给结束为止。
[0069] 本发明的注塑成形方法的其他结构为：在上述主要结构中，使第二树脂为气体阻隔性优异的合成树脂，并使第二树脂层为气体阻隔层。
[0070] 接着，本发明的预成形坯的主要结构为：
[0071] 一种预成形坯，是在形成主体的主材层中作为中间层而层叠有第二树脂层的双轴拉伸吹塑成形用的试管状的预成形坯，其构成为，
[0072] 在预成形坯的底面上，第二树脂层的终端缘位于从形成在底部的底面中央的圆形的浇口痕迹的外周缘的外侧到相当于瓶身部的内周面的周缘为止的范围内。
[0073] 在以往的成形技术中难以实现上述结构的预成形坯中的、底部附近的这种第二树脂层的层叠状态，但通过上述的本发明的注塑成形方法则能够成形，
[0074] 使第二树脂层的终端缘位于除浇口痕迹之外的底部的限定区域内，由此，能够在解决以第二树脂层层叠在浇口痕迹上为原因的成形性的不良、或瓶体的底部变形等问题，同时充分发挥第二树脂层的气体阻隔性等功能。
[0075] 发明效果
[0076] 根据使用了本发明的注塑成形装置的注塑成形方法，
[0077] 通过内侧流路的开口端部的开度的调整，能够将第二树脂设为至少在其终端缘附近具有规定直径的圆筒状的层叠状态，由此，在预成形坯中，能够高精度地控制层叠状态而使得在主材层中作为中间层而层叠的第二树脂层的终端缘位于除在底部底壁的中央形成的圆形的点浇口痕迹之外的底部附近的规定范围内，并能在解决以第二树脂层层叠在浇口痕迹上为原因的成形性的不良、或瓶体的底部变形等问题，同时充分发挥第二树脂层的气体阻隔性等功能。附图说明
[0078] 图1(a)是本发明的预成形坯的局部纵剖视图，(b)是其仰视图。
[0079] 图2是剖切表示本发明的注塑成形装置的一例的主要部分的概略说明图。
[0080] 图3是表示图2的装置中的关闭销的移动位置的说明图。
[0081] 图4是表示金属模的概要构造的纵剖视图。
[0082] 图5是表示本发明的注塑成形方法中的注塑模式的一例的说明图。
[0083] 图6是表示基于图5中的注塑模式的、熔融树脂向金属模型腔内的填充过程的概略说明图。
[0084] 图7是表示基于其他注塑模式的熔融树脂向金属模型腔内的填充过程的概略说明图。
[0085] 图8是针对关闭销的前端的位置的五个示例而总结了第二树脂层的终端缘的位置等的测定结果的表。
[0086] 图9是表示将图1的预成形坯双轴拉伸吹塑成形后得到的瓶体的主视图。
[0087] 图10(a)是表示以往的预成形坯的一例的局部剖切主视图，(b)是其他预成形坯的示例。
[0088] 图11是概略表示以往的多重喷嘴的一例的剖视图。
[0089] 图12是表示用于成形图10(a)的预成形坯的注塑模式的一例的说明图。
[0090] 图13是表示图12的注塑模式中的、熔融树脂向金属模型腔内的填充过程的说明图。
具体实施方式
[0091] 以下，根据实施例并参照附图对本发明的预成形坯、注塑成形装置、注塑成形方法进行说明。
[0092] 图1表示通过后述的本发明的注塑成形方法而成形的本发明的预成形坯101的一例，其整体形状为试管状，并具有如下的层叠构造：在形成主体的作为主材层的PET树脂层101a中作为中间层而具有作为第二树脂层的阻隔树脂层101b。
[0093] 此外，在本实施例中，作为阻隔树脂而使用尼龙MXD6。
[0094] 该预成形坯101的整体高度为100mm，瓶身部105的外径为20mm，瓶身部105的周壁的平均壁厚为2.5mm，重量为22g。
[0095] 另外，在底部106的外周面的中央，残留形成有直径为5mm的圆形的浇口痕迹107(参照图1(b))。
[0096] 另外，阻隔树脂层101b的称为前缘(leading edge)的前端缘LE位于离瓶口部102顶面的距离La为19.3mm的高度上。另外，阻隔树脂层101b的称为后缘(trailing edge)的终端缘TE位于离底部106的底面中心的距离Lb为5mm的位置上、即以圆周状位于离浇口痕迹107的外周缘为大致2.5mm的外侧，若从图1(b)的仰视图观察可知，其位于从形成在底部106的底面中央的圆形的浇口痕迹107的外周缘的外侧到相当于瓶身部105的内周面105p的周缘为止的范围内。
[0097] 此外，距离La、Lb等都是平均值。
[0098] 接着，图2、3、4概略表示本发明的注塑成形装置的一例，图2是喷嘴部11附近的纵剖视图，表示在下游侧安装有金属模1的状态，图3是用于说明在图2的装置中的关闭销20的前端20p的位置的说明图，而且图4是表示金属模1的概要构造的纵剖视图。
[0099] 该喷嘴部11具有从内侧依次呈同心轴状配设的圆筒状的第一心轴(mandrel)21、第二心轴22和第三心轴23，在第一心轴21的内侧能够滑动地插入并配设有圆柱状的关闭销20。
[0100] 另外，各心轴的前端部为向着下游侧缩径的圆锥筒状。
[0101] 而且，在第三心轴23与第二心轴22之间形成有供主材树脂Ra流动的圆筒状的外侧流路15a，在第二心轴22与第一心轴21之间形成有供第二树脂Rb流动的圆筒状的中流路15b，并在第一心轴21与关闭销20之间形成有与外侧流路15a同样地供主材树脂Ra流动的圆筒状的内侧流路15c。
[0102] 主材树脂Ra从螺旋式挤压机或蓄能器(accumulator)等第一供给部Sa供给，经过导入路12a并经由歧管(manifold)14a1和14a2而导入至外侧流路15a和内侧流路15c内，其中，蓄能器附设在挤压机的前端且具有推杆(plunger)。
[0103] 另外，第二树脂Rb从第二供给部Sb供给，经过导入路12b并经由歧管14b而导入至中流路15b内。
[0104] 接着，从配设在外侧流路15a的前端部上的缩径流路15as和配设在内侧流路15c的前端部上的缩径流路15cs向圆柱状的合流路19供给主材树脂Ra，另外，从配设在中流路15b的前端部上的缩径流路15bs向该合流路19供给第二树脂Rb，主材树脂Ra与第二树脂Rb在该合流路19中合流而形成合流树脂体。
[0105] 然后，经由金属模1的由金属芯模2和金属型腔模3形成的型腔4的配置在相当于预成形坯101的底部106底壁的中央的位置上的点浇口5，而将该合流树脂体注塑并填充到型腔4内。
[0106] 在本发明的装置中构成为，关闭销20在与该关闭销20一同形成内侧流路15c的第一心轴21的缩径后的前端部的内周面上滑动。
[0107] 该关闭销20除了发挥截断或开放喷嘴部11的前端部这一通常功能之外，还发挥如下功能：控制其前端20p的位置而使其位于内侧流路15c的朝向合流路19的开口端部17c附近的规定位置上，由此，在全开状态与截断状态之间调整该开口端部17c的开度，而调整从内侧流路15c向合流路19供给的主材树脂Ra的供给量。
[0108] 而且，为了发挥上述那种高精度的流路的调整功能，使关闭销20的(图2中为上下方向上的)滑动动作通过使用了伺服电机的伺服机构来进行控制(省略图示)。
[0109] 另外，如上所述，基于关闭销20实现的从内侧流路15c供给的主材树脂Ra的供给速度的调整，由内侧流路15c的开口端部17c这一与合流路19相连的部分实施，由此，与以往那样地基于配设在喷嘴部11的上游侧的从合流路19离开的位置上的止回阀和滑阀而实现的流量的调整功能相比，能够避免因熔融树脂的粘弹性的性质而导致的时间延迟，而能够更加高精度地实施截断和供给、以及与流量的调整相关的控制。
[0110] 在此，图3是用于说明图2的装置中的关闭销20的前端20p的位置的图，图中，通过离喷嘴部11的前端即位置Ls0的距离来表示关闭销20的前端20p的任意位置Ls。
[0111] 在此，位置Ls1是相当于缩径流路15cs的上游端的位置，在本实施例的装置中离位置Ls0的距离为18mm。
[0112] 接着，说明本发明的注塑成形方法的一例。
[0113] 图5是以横轴为时间轴、以纵轴为熔融树脂的供给速度的方式概略表示由图2所示的注塑成形装置注塑成形图1所示的预成形坯101时的注塑模式的说明图，由实线表示主材树脂即PET树脂Ra的注塑模式，并由虚线表示阻隔树脂Rb的注塑模式。
[0114] 此外，来自第一供给部Sa的PET树脂Ra的供给速度Va为7.1g/sec，来自第二供给部Sb的阻隔树脂的供给速度Vb为0.53g/sec。
[0115] 另外，与上述注塑模式配合地，用双点划线示出了随着时间经过的关闭销20的前端20p的位置，在时间带Sp(LS1)中前端20p位于图3所示的Ls1即18mm的位置上，另外，在时间带Sp(Ls)中，前端20p在本实施例的情况下处于14.55mm的位置上，减小了内侧流路15c的开口端部17c的开度而进行控制使得PET树脂Ra的供给变少。
[0116] 另外，关于时间轴，若以PET树脂Ra的注塑开始时间ta1为基准的话，则PET树脂Ra的注塑结束时间ta2为4.5秒，阻隔树脂Rb的注塑开始时间tb1为1.6秒，结束时间tb2为3.4秒，
[0117] 而且，关闭销20的前端20p在时间ts1(2.1秒)至ts2(3.9秒)之间配置在14.55mm的位置上。
[0118] 图5的注塑模式的随着时间经过的注塑成形工序如下所述。
[0119] (1)将关闭销20的前端20p的位置设在Ls1(参照图3)，将内侧流路15c的开口端部17c设为完全开放的状态，并从第一供给部Sa经由外侧流路15a和内侧流路15c向合流路19供给PET树脂Ra。
[0120] (2)在时间tb1时从第二供给部Sb经由中流路15b向合流路19供给阻隔树脂Rb，并使其流动至来自外侧流路15a和内侧流路15c的PET树脂Ra之间。
[0121] (3)在时间ts1时将关闭销20的前端20p的位置设在Ls(参照图3)，并使来自内侧流路15c的PET树脂Ra的供给速度减小至规定的量。
[0122] (4)在时间tb2时停止来自第二供给部Sb的阻隔树脂Rb的供给。
[0123] (5)在时间ts2时使关闭销20的前端20p的位置返回至Ls1，并使来自内侧流路15c的PET树脂Ra的供给速度返回至原来的速度。
[0124] (6)在时间ta2时使金属模压力降低至规定压力(作为其结果而使来自第一供给部Sa的供给速度降低)，直到时间ta3为止都为保持压力工序。
[0125] 图6是用于说明在基于图5的注塑模式进行的上述工序中的、PET树脂Ra和阻隔树脂Rb向金属模1的型腔4内的填充过程的概略说明图，以图6(a)→(b)→(c)的顺序进行向型腔4内的填充。
[0126] 此外，在(a)、(b)、(c)各图的右侧分别示出了沿着J1-J1、J2-J2、J3-J3线的剖视图。
[0127] 另外，在此，区别表示而将从外侧流路15a供给的PET树脂标记为Ra1，并将从内侧流路15c供给的PET树脂标记为Ra2。
[0128] 在本实施例中，当如上所述地从中流路15b供给阻隔树脂Rb时，减少了来自内侧流路15c的PET树脂Ra2的供给量，因此，从图6(a)观察可知，在点浇口5处，阻隔树脂Rb在PET树脂Ra1、Ra2中以直径较小的细圆筒状层叠。
[0129] 若通过这样地将阻隔树脂Rb设为细圆筒状的层叠状态并经过图6(b)的状态而在图6(c)的状态下完成填充，则如图1的预成形坯101那样地，阻隔树脂层101b的终端缘TE离底部106中心的距离Lb成为5mm，而能够接近至浇口痕迹107的外周缘附近。
[0130] 接着，图7是用于说明在图5的注塑模式中，不移动关闭销20的前端20p的位置地以保持在Ls1的位置即18mm的位置上的状态进行注塑成形时的PET树脂Ra和阻隔树脂Rb的填充过程的概略说明图。
[0131] 该例相当于上述的将Ls设为14.55mm的实施例的比较例，而 以图7(a)→(b)→(c)的顺序进行向型腔4内的填充。
[0132] 此外，图7中也与图6相同地在(a)、(b)、(c)各图的右侧分别示出了沿着K1-K1、K2-K2、K3-K3线的剖视图。
[0133] 与上述的图11～图13所示的以往成形方法相同地，基于将前端20p的位置保持在Ls1即保持在18mm的位置上的注塑模式而进行的注塑成形，不改变来自内侧流路15c的PET树脂Ra2的供给量地，在保持较大的供给量的状态下从中流路15b进行阻隔树脂Rb的供给，由此，从图7(a)观察可知，在点浇口5处，阻隔树脂Rb在PET树脂Ra1、Ra2中以直径较大的圆筒状层叠。
[0134] 而且，若经过图7(b)的状态而在图7(c)的状态下完成填充，则如图10(a)的预成形坯101那样地，阻隔树脂层101b的终端缘TE位于相当靠下游侧(图10中为上方)的位置，且离底部106中心的距离Lb成为19.4mm。
[0135] 此外，在此若比较图6与图7的话，则在如图6所示的示例那样地将Ls设为14.5mm并减少了PET树脂Ra2的供给量的情况下，与图7所示的示例相比较可知，根据使阻隔树脂Rb的层叠状态成为细圆筒状的影响，而如图6(c)所示地由阻隔树脂Rb形成的阻隔树脂层101b位于离预成形坯101的内周面较近的位置上。
[0136] 接着，图8是针对在图5所示的注塑模式中使时间ts1～ts2之间的图3所示的关闭销20的前端20p的位置Ls位于14.00mm、14.55mm、14.60mm、15.10mm、18.00mm这五个位置上来成形的示例1～示例5的预成形坯，总结了前端缘LE的距离La、终端缘TE的距离Lb、以及由双轴拉伸吹塑成形后得到的瓶体测定的氧气透过率(OTR(cc/天))的表。
[0137] 在此，在示例2～示例4的情况下，在图5所示的模式下仅改变了位置Ls，但示例1的情况是将图5所示的模式下使前端20p位于位置Ls(14.00mm)上的时间ts1设在作为供给阻隔树脂Rb的时间带的tb1与tb2之间的模式来进行成形的。
[0138] 此外，图9表示进行了双轴拉伸吹塑成形后得到的瓶体的主视图。该瓶体201具有瓶口部202、颈环203、圆锥筒状的肩部204、圆筒状的瓶身部205、以及底部206，整体高度为160mm，瓶身部205的外径为70mm。
[0139] 另外，使用MOCON(Modern Controls,Inc.公司)制的OX-TRAN10/50装置，在23℃、氧分压21％的条件下对瓶体201的氧气透过率进行了测定。
[0140] 在将Ls设为14.00mm的示例1中，在使前端20p位于位置Ls上的时间ts1之后，截断来自内侧流路15c的PET树脂Ra2的供给，因此，在阻隔树脂Rb的终端缘附近，图6(a)所示的细圆筒状的层叠状态变成了细圆柱状，其结果是，如图10(b)的预成形坯所示，终端缘TE在预成形坯101的底部106连续化而形成了所谓的封装状态。
[0141] 这种情况下，虽然具有OTR为0.0026cc/天的优异的氧气阻隔性，但如上所述，尤其根据在浇口痕迹107上层叠有气体阻隔树脂层101b而造成的、基于拉伸杆戳破内侧的PET树脂层101a的情况、和瓶体201的底部206的变形，而会发生成品率降低、和生产性降低的这些问题。
[0142] 此外，即使在终端缘TE在预成形坯101的底部106上不连续的情况下，也会发生与在浇口痕迹107上层叠有气体阻隔树脂层101b的情况相同的问题，因此，需要使气体阻隔树脂层101b的终端缘TE位于浇口痕迹107的外周缘的外侧。
[0143] 接着，将Ls设为14.55的示例2为，在上述实施例所说明的模式中，使终端缘TE的位置的平均值为5.0mm，而如图1(b)所示地位于浇口痕迹107的外周缘与相当于瓶身部105的内周面105p的周缘之间。OTR为0.0028cc/天，是与上述具有封装构造的14.00mm的示例大致相同的。
[0144] 接着，在将Ls设为14.60mm的示例3中，终端缘TE的距离Lb为11.5mm，OTR为0.0075cc/天。
[0145] 另外，在将Ls设为15.10的示例4中，终端缘TE的距离Lb为15.9mm。
[0146] 另外，将Ls设为18.00mm的示例5是由图7所说明的比较例，这种情况下，终端缘TE的距离Lb为19.4mm，而OTR为0.0236cc/天，且与上述的Ls为14.55mm的示例相比可知，其变大了约8.5倍左右，氧气阻隔性大幅降低。
[0147] 另外，即使与14.60mm的示例相比较，OTR也变大了三倍左右，相反而言，可知即使在Ls为14.60mm且终端缘TE的距离Lb为11.5mm的情况下，与基于以往的成形方法的情况相比，也能够得到相当良好的氧气阻隔性。
[0148] 在此，从气体阻隔树脂层101b的前端缘LE来看，可知在将Ls设为从14.00mm到18.00mm的情况下，前端缘LE的距离La从21.7mm逐渐缩小至17.6mm，但这些是在图5的注塑模式下通过调整时间ta1和tb1的时间间隔等而能够控制的要素。
[0149] 另外，若对将Ls设为14.00mm～18.00mm的五个示例进行整体性比较，则可知：通过关闭销20的前端20p位置的微小位移，而使终端缘TE的距离Lb大幅变化，并大幅改变随着该变化而成形的瓶体201的氧气阻隔性。
[0150] 相反而言，这一点表明了，根据本发明的装置，仅使关闭销20稍微滑动，就能够通过伺服机构高精度地控制关闭销20的前端20p的位置，与该情况相辅相成，能够以极短的时间高度实现流量的调整，而能够高精度地控制阻隔树脂层101b的终端缘TE的位置。
[0151] 以上，根据实施例对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些实施例。
[0152] 在上述实施例中，说明了具有在由PET树脂构成的主材层中层叠有由阻隔树脂构成的第二树脂层的两种三层的层叠构造的预成形坯、其注塑成形方法及成形装置，但本发明并不限定于两种三层的层叠构造，在以高生产性且高精度地控制主材层与第二树脂层的层叠状态的本发明的技术思想的范畴内，能够是例如将用于添加装饰的着色树脂层作为中间层而进一步进行层叠等的各种各样的层叠构造。
[0153] 关于注塑成形装置，图2所示的装置只是一个示例，关于具体结构，能够有各种各样的变化。
[0154] 另外，关于注塑成形方法，例如图5所示的注塑模式仅是一个示例。例如，图5的模式中在阻隔树脂Rb的供给开始时间tb1之后将关闭销20的前端20p向配置位置Ls移动，但也能够在阻隔树脂Rb的供给开始时间tb1之前进行移动。
[0155] 另外，作为形成预成形坯的主材树脂并不限于PET树脂，还能使用聚丙烯树脂等一直以来使用在双轴拉伸吹塑成形瓶体中的树脂。另外，作为第二树脂并不限于阻隔性树脂，还能使用具有其他功能的树脂、或者用于添加装饰的树脂，进一步地，作为阻隔性树脂，除了尼龙MXD6树脂之外，还能使用其他尼龙类树脂、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)等其他阻隔性树脂。
[0156] 工业实用性
[0157] 通过使用了本发明的注塑成形装置的预成形坯，尤其能够提供一种在底部附近高精度控制了阻隔树脂层等中间层的层叠状态的瓶体，期待展开广泛的应用。
[0158] 附图标记说明
[0159] 1-金属模，
[0160] 2-金属芯模，
[0161] 3-金属型腔模，
[0162] 4-型腔，
[0163] 5-点浇口，
[0164] 11-喷嘴部，
[0165] 12a、12b-导入路，
[0166] 14a1、14a2、14b-歧管，
[0167] 15a-外侧流路，
[0168] 15b-中流路，
[0169] 15c-内侧流路，
[0170] 15as、15bs、15cs-缩径流路，
[0171] 17c-开口端部，
[0172] 19-合流路，
[0173] 20-关闭销，
[0174] 20p-前端，
[0175] 21-第一心轴，
[0176] 22-第二心轴，
[0177] 23-第三心轴，
[0178] Ls0、Ls、Ls1-(关闭销的前端的)位置，
[0179] Ra-主材树脂(PET树脂)，
[0180] Rb-第二树脂(阻隔树脂)，
[0181] Sa-第一供给部，
[0182] Sb-第二供给部，
[0183] 101-预成形坯，
[0184] 101a-主材层(PET树脂层)，
[0185] 101b-第二树脂层(阻隔树脂层)，
[0186] 102-瓶口部，
[0187] 103-颈环，
[0188] 105-瓶身部，
[0189] 105p-内周面，
[0190] 106-底部，
[0191] 107-浇口痕迹，
[0192] LE-前端缘，
[0193] TE-终端缘，
[0194] La-(到前端缘的)距离，
[0195] Lb-(到终端缘的)距离，
[0196] 201-瓶体，
[0197] 202-瓶口部，
[0198] 203-颈环，
[0199] 204-肩部，
[0200] 205-瓶身部，
[0201] 206-底部
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