本发明涉及一种使用将预制件成型为容器时作为加压流体使用液体的吹塑成型装置的吹塑成型用模具。
背景技术：
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制或聚丙烯(PP)树脂制的瓶子所代表的合成树脂制的容器被使用于饮料、食品、化妆品等各种各样的用途。这样的容器一般通过将利用注射成型等形成为有底筒状的预制件安装于吹塑成型用模具，从吹塑成型装置向预制件内供给加压流体，从而形成为规定的形状。
吹塑成型装置中，已知作为填充于预制件内的加压流体使用空气或液体。在这种情况下，作为液体使用饮料、化妆品、药品等最终被填充于产品的内容液，由此可以省略向容器内填充内容液的填充工序，简化其生产工序和吹塑成型装置的结构。例如在专利文献1中公开了一种塑料容器的成型方法：将加热至规定温度的预制件设置于吹塑成型用模具中且利用拉伸杆拉伸预制件至吹塑成型用模具内，之后在被拉伸的预制件内填充加热至规定温度的液体使预制件膨胀，形成外形与吹塑成型用模具的内周面相仿的塑料容器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：特开2000-043129号公报
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
如专利文献1所示，在作为加压流体使用液体的情况下，为了防止从吹塑成型用模具中取出容器时容器中的液体溢出，需要在容器的顶部形成顶部空间。为此，例如已知有下面的方法：在使容器成型之后，将填充于容器内的液体的一部分吸回(回吸)液体的供给侧，或，将拉伸预制件的拉伸杆从填充了液体的容器内抽出，使容器内成为减压状态而使容器的躯干部产生体积缩小形变，之后在容器内导入空气使其恢复原来的形状。
可是，根据容器的形状和厚度，除了躯干部之外，肩部、底部也可能产生体积缩小形变，有可能即使导入空气也不能恢复原来形状而保持凹陷状形变。这样的凹陷状形变会导致内容液的量不均匀，而且会使外观难看。对于这样的问题，已经研究过在容器的躯干部设置容易产生体积缩小形变的减压吸收面板，但是根据设计上的要求不能够设置减压吸收面板的情况也比较多，因此需要一种新的解决方案。
本发明以解决这样的问题作为课题，其目的在于提供一种新的吹塑成型用模具，在利用作为加压流体使用液体的吹塑成型装置将预制件成型为容器时，即使在为了设置顶部空间而使容器产生体积缩小形变的情况下，也可以防止容器保持凹陷状形变的不良情况。
解决技术问题的技术方案
本发明为一种吹塑成型用模具，在其内侧具有模腔表面且可以安装有底筒状的预制件，吹塑成型用模具可以安装于吹塑成型装置，吹塑成型装置具有：加压液体供给功能，从连接于该预制件的口筒部的吹塑喷嘴供给加压的液体并将该预制件向该模腔表面拉伸而成型为容器；以及顶部空间形成功能，将填充于该容器内的液体的一部分从该吹塑喷嘴吸回，或从填充有液体的容器内抽出在纵向上拉伸该预制件的拉伸杆从而在该容器内形成顶部空间，
所述模腔表面具有与容器的底部、躯干部、肩部以及口部的外形对应的底部形成面、躯干部形成面、肩部形成面以及口部形成面，
该躯干部形成面具有横截面形状为扁平状的扁平部。
而且本发明的吹塑成型用模具在底部形成面和躯干部形成面的分界部分、以及躯干部形成面和肩部形成面的分界部分的横截面形状都是正方形的情况下特别有效。
发明效果
本发明的吹塑成型用模具的模腔表面包括：底部形成面、躯干部形成面、肩部形成面以及口部形成面，由于躯干部形成面具有横截面形状为扁平状的扁平部，所以在对应于模腔表面的扁平部而形成的容器的扁平部，离容器的中心轴线较近的一侧的相对的面彼此容易向相互靠近的方向产生形变。因此，即使在为了形成顶部空间而将填充于容器内的液体的一部分从吹塑喷嘴吸回，或从填充有液体的容器内抽出在纵向上拉伸预制件的拉伸杆从而使容器内变为减压状态的情况下，由于容器的扁平部优先进行形变，所以波及到肩部和底部的形变被抑制，可以有效防止凹陷状形变。
在底部形成面和躯干部形成面的分界部分、以及躯干部形成面和肩部形成面的分界部分的横截面形状都是正方形，且躯干部形成面的横截面形状在整个纵向上都是正方形的情况下，容器的躯干部的正方形的角部彼此和面彼此的各自的刚性都大约相同，所以在不期望的部位特别容易发生体积缩小形变。另一方面，即使底部形成面和躯干部形成面的分界部分，以及躯干部形成面和肩部形成面的分界部分的横截面形状都是正方形，在设置了上述模腔表面的扁平部的情况下，由于对应于该扁平部而形成的容器的扁平部优先进行形变，因此可以有效防止凹陷状形变。
附图说明
图1为示出本发明所涉及的吹塑成型用模具的一个实施方式的主要部件和预制件以及吹塑成型装置的截面图。
图2为沿图1所示的A-A线的截面图。
图3A为具有与图1所示的吹塑成型用模具的模腔表面对应的外形的容器的侧视图。
图3B为以容器的中心轴线作为中心相对于图3A偏移90度的方向的侧视图。
图4A为图3所示的容器的俯视图。
图4B位图3所示的容器的仰视图。
图5为沿图3A、图3B所示的B-B线的截面图。
图6为示出图1所示的吹塑成型装置整体的示意图。
图7为相对于图6示出将加压液体供给至预制件的状态的示意图。
图8为相对于图7示出将填充于容器内的液体的一部分吸回，或，将拉伸杆从填充了液体的容器内抽出而使容器产生体积缩小形变的状态的示意图。
图9为相对于图8示出将气体导入容器内形成了顶部空间的状态的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的一个实施方式进行更加详细的举例说明。另外，在本申请中“纵”方向为沿图1所示的吹塑成型用模具中的模腔表面的中心轴线M的方向，“横”方向为沿垂直于中心轴线M的面的方向。
图1所示的符号1表示作为本发明的一个实施方式的吹塑成型用模具(以下称为“模具”)。在模具1的内侧形成有与所需容器的外形相同的模腔表面2。
本实施方式的模腔表面2形成为与图3～图5所示的容器3的外形对应的形状。容器3包括：中央部分形成为朝向容器3的内侧的凹部且在俯视图中整体呈正方形的底面3a、从该底部3a的外缘向上一边向容器3的内侧弯曲一边延伸的躯干部3b、从躯干部3b开始一边缩径一边向上且在俯视图中整体呈正方形的肩部3c、从肩部3c向上的圆筒状的口部3d、从口部3d向径向外侧延伸的颈环3e。另外，同样形成为正方形的底部3a和肩部3c相对于中心轴线m未扭歪地被配置在周向上。而且躯干部3b形成为将形成为正方形的底部3a的的各个边和与其相对的肩部3c的各个边之间，通过一边向容器3的内侧弯曲一边延伸的4个躯干部壁3b1～3b4连起来的形态。另外，相对的躯干部壁(例如，躯干部壁3b1和3b3)彼此形状相同，但是，如图3A、图3B所示，相邻的躯干部壁(例如，躯干部壁3b1和3b2)的最接近容器3内侧的部分的纵向位置、弯曲度互不相同，由此，如图5所示，在躯干部3b形成横截面形状为扁平状的扁平部3b5。
而且如图1所示，与这样的容器3的外形对应的模腔表面2由分别对应于容器3的底部3a、躯干部3b、肩部3c、口部3d的底部形成面2a、躯干部形成面2b、肩部形成面2c以及口部形成面2d构成。而且躯干部形成面2b由对应于容器3的4个躯干部壁3b1～3b4的躯干部形成面部分2b1～2b4构成。而且与容器3的扁平部3b5对应形成模腔表面2的扁平部2b5。
而且，模具1由分割模腔表面2地形成的多个模具部分构成，这些模具部分可以向相互远离的方向移动。如图2所示，本实施方式的模具1由在包含中心轴线M的垂直面合模的2个模具部分1a、1b、在图中省略了的从模具部分1a、1b的下方合模的一个模具部分共计3个模具部分构成。
而且，如图1所示，在模具1的上表面设置有开口1c。在开口1c安装由例如聚丙烯(PP)等合成树脂形成的有底筒状的预制件4。本实施方式的预制件4的形状为：在形成为试管形状的主体部4a的上端一体地设置圆筒状的口筒部4b，且在口筒部4b的下端部一体地设置颈环4c。
如上所述结构的模具1可以安装在例如图6所示的结构的吹塑成型装置10上。本实施方式的吹塑成型装置10包括间隔壁部件11、吹塑喷嘴12、密封体13、拉伸杆14，作为附属设备连接加压液体供给部20、液体调整部22。
间隔壁部件11的下端部从上方抵接预制件4的颈环4c，保持预制件4的安装姿势。
吹塑喷嘴21由筒片15和供给筒部16构成。筒片15形成为中空状，液体密封地连接于预制件4的口筒部4b。而且供给筒部16也形成为中空状，下方与筒片15连结且上方设置有用于拉伸预制件4的液体L的导入通道16a。而且在供给筒部16的下部内周面上设置有向下方缩径的圆锥状的密封台阶部16b。而且，在该密封台阶部16b的下面设置有用于连通供给筒部16的外部和内部的通气孔16c，该通气孔16c通过阀V3打开关闭。并且在吹塑喷嘴12设置有用于使液体L循环的流出通道16d。
密封体13配置于供给筒部16的内部，可以在上下方向上移动。在细长筒状的筒体17的前端部同轴心地组装圆筒状的密封筒片18而形成密封体13。筒体17和密封筒片18可以一体地在上下方向上移动。另外，密封筒片18的下端面的外周缘部进行倒角加工而形成圆锥缘部18a。
拉伸杆14贯通密封体13的筒体17以及密封筒片18，且相对于密封体13可以独立地在上下方向上移动。
在此，通过吹塑喷嘴12和该密封体13，在吹塑喷嘴12的内部形成连通至预制件4内的圆筒状的喷嘴内供给通道Fs。而且如图6所示，使密封体13下降，密封筒片18的圆锥缘部18a抵接供给筒部16的密封台阶部16b，由此喷嘴内供给通道Fs与预制件内部的连通变为关闭状态，而且，如图7所示，通过使密封体13上升而变为打开状态。
加压液体供给部20具有在内部插入柱塞21a的柱塞泵21，通过配置了伺服电机(省略图示)的伺服机构Sv控制柱塞21a的动作。加压液体供给部20通过配管P1连接于吹塑喷嘴12的导入通道16a，通过使柱塞21a向下方移动可以向喷嘴内供给通道Fs供给液体L，通过使吹塑喷嘴21a向上方移动可以吸回喷嘴内供给通道Fs的液体L。而且在配管P1上设置有打开关闭流路的阀V2。
而且液体调整部22具有以下功能：通过连接于流出通道16d的配管R3导入喷嘴内供给通道Fs内的液体L，根据需要从配管R1补充新的液体L，将液体L加热到规定的温度并通过配管R2将其供给到加压液体供给部20。由此，可以使喷嘴内供给通道Fs内的液体L以恒温状态循环。而且在配管R2、R3上设置有可以打开关闭流路的阀V1、V4。
其次，参照图6～图9对使用上述构成的模具1以及吹塑成型装置10的预制件4的吹塑成型工序进行说明。
首先，如图6所示，在模具1上安装预制件4，合模且将吹塑成型装置10的筒片15连接于预制件4的口筒部4b。另外，事先将阀V1、V3、V4调节为关闭状态。而且在图中如双点划线所示，使拉伸杆14下降在纵向上拉伸预制件4。
其次，如图7所示，使密封体13上升将喷嘴内供给通道Fs变为打开状态且将阀V2调节为打开状态，使柱塞泵21的柱塞21a向下方移动。由此将加压的液体L供给至预制件4的内部，朝向模具1的模腔表面2拉伸在纵向上被拉伸的预制件4而使容器3成型(加压液体供给功能)。
而且在如上所述使容器3成型之后，如图8所示，使柱塞21a上升(在该状态下，密封体13如图7那样上升而使喷嘴内供给通道Fs变为打开状态)，通过吹塑喷嘴12将填充于容器3内的液体的一部分吸回柱塞泵21内而使容器3产生体积缩小形变。进而，使密封体13下降使喷嘴内供给通道Fs变为关闭状态，使拉伸杆14上升而使容器3进一步产生体积缩小形变。
在此，如图2所示，由于在模具1设置有横截面形状为扁平状的扁平部2b5，因此如图5所示，在容器3上形成与该扁平部2b5对应的扁平部3b5。由此，在扁平部3b5，容器3的接近中心轴线m的躯干部壁3b1、3b3互相接近地优先产生形变，可以防止在不期望形变的部位产生体积缩小形变。
之后，如图9所示，将阀V3调节为打开状态，通过向大气敞开而使容器3复原。另外，也可以从通气孔16c导入加压气体使其复原。由此在容器3形成顶部空间Hs(顶部空间形成功能)。另外，容器3从模具1被取出而形成最终的形状(在从模具1取出前后容器3的内部容积会稍微改变)，所以要将此时的顶部空间Hs调整为预估了最终形状的容积。
以下内容在图中未示出，即之后使吹塑喷嘴12向上方移动与容器3分开，进而将模具1开模取出填充了液体L的容器3。之后，将口部3d用盖子封闭而制成产品。
实施例
下面，准备用于使如图3～图5所示的容器成型的模具(实施例)、和具有与图3～图5所示的容器一样的正方形的底部和肩部而躯干部为垂直形状的模具(比较例)，使规定数量的容器成型，调查保持凹陷状形变的容器的成型频率。另外，安装实施例的模具以及比较例的模具的吹塑成型装置为同一个吹塑成型装置。其结果如下，在使用比较例的模具进行成型的情况下，在躯干部和肩部的分界附近产生保持凹陷状形变的容器的出现频率为90％以上，在使用实施例的模具的情况下不会产生这样的形变。从该结果可以看出，通过在躯干部形成面设置横截面形状为扁平状的扁平部，可以有效防止凹陷状形变。
本发明的吹塑成型用模具不局限于上述实施方式，可以在权利要求书的范围内进行各种各样的形变。例如，图2所示的模腔表面2的扁平部2b5为角部为圆角的矩形，也可以为椭圆形。而且在上述吹塑成型装置10中，形成顶部空间Hs时，使柱塞21a上升将填充于容器3内的液体的一部分通过吹塑喷嘴12吸回柱塞泵21内，进而使拉伸杆14从填充了液体L的容器3内上升而使容器3产生减小体积形变，也可以只有其中的任意一方。而且，也可以省略拉伸杆14的纵向的拉伸，仅通过将加压的液体L供给至预制件4的内部从而拉伸预制件4。
产业上的利用可能性
根据本发明能够提供一种新的吹塑成型用模具，使用作为加压流体使用液体的吹塑成型装置将预制件成型为容器时，即使在为了设置顶部空间而使容器产生体积缩小形变的情况下，也可以防止凹陷状形变。
符号说明
1 模具
1a、1b 模具部分
1c 开口
2 模腔表面
2a 底部形成面
2b 躯干部形成面
2c 肩部形成面
2d 口部形成面
2b1～2b4 躯干部形成面部分
2b5 模腔表面的扁平部
3 容器
3a 底部
3b 躯干部
3c 肩部
3d 口部
3e 颈环
3b1～3b4 躯干部壁
3b5 容器的扁平部
4 预制件
4a 主体部
4b 口筒部
4c 颈环
10 吹塑成型装置
11 间隔壁部件
12 吹塑喷嘴
13 密封体
14 拉伸杆
15 筒片
16 供给筒部
16a 导入通道
16b 密封台阶部
16c 通气孔
16d 流出通道
17 筒体
18 密封筒片
18a 圆锥缘部
20 加压液体供给部
21 柱塞泵
21a 柱塞
22 液体调整部
Fs 喷嘴内供给通道
Hs 顶部空间
L 液体
M 模腔表面的中心轴线
m 容器的中心轴线
P1 配管
R1 配管
R2 配管
R3 配管
Sv 伺服机构
V1 阀
V2 阀
V3 阀
V4 阀