专利名称：一种注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法
技术领域：
本发明属于塑料制品加工技术领域，具体涉及一种注吹塑料中空容器的工艺方法，其主 要是指在注塑机上用一套模具一次性完成注塑一吹塑塑料中空容器成型产品的工艺方法。
技术背景在现有技术中，塑料吹塑中空制品的成型加工方法主要有两种，分别是采用"挤一吹" 和"注一吹"两种工艺。采用挤出一吹塑成型方法生产出来的中空产品，产品表面上出现不 可消除的凸出夹缝，产品表面外形不美观，光滑，而且还不可避免出现多余的边角料，增大 产品成型的成本和原料的浪费。由于这些原因，有人进一步开发了一种两步法注一吹中空成 型吹塑制品的方法，其具体方法是先在注塑机上注塑出型坯，再转到吹塑机上加热型坯再吹 胀成中空容器产品，在该种两步法加工方法中，生产环节多，设备投资大，成型工艺复杂， 容易产生型坯污染。后来，为了克服以上缺点，又有人开发了一种"三工位一步法注吹"生 产塑料中空容器的成型方法(例如专利号ZL95235116.1;专利申请号92208083.6)，三工位 一步法注吹是"注塑、吹塑"在同一台机器上完成。三工位"注一吹"中空容器瓶的注吹机 是三个工位以120度成等边三角形分布，第一工位为注射成型工位，第二工位为吹塑成型工 位，第三工位为脱瓶工位。三个工位可同时运行，缺点是注一吹中空容器所用的设备必须 是注一吹专用设备，生产加工周期长，费用高，设备投资大，工艺复杂，模具加工难度大， 不易掌握；另外又由于采用移动旋转式型芯，产品型坯对中定型较差，容易产生产品壁厚不 均匀的质量问题，系统配置要求高，适应性较差。鉴于上述注一吹中空制品专用设备存在的一些不足，新开发了一种"二工位一步法注吹" 塑料中空容器成型方法(发明专利申请号200610096985. 8和200510094402. 3和实用新型专 利ZL 200620067438.2)，其方法是在普通注塑机上直接安装一套模具，模具上设置注吹塑 模，其动模设置成型芯棒，当芯棒注塑型坯后，由转轴带动转动90°或180°再进行吹塑成 型中空制品。这种方法在吹塑定位时芯棒对中性不好，吹塑中空容器的厚度不均匀，产品质 量不容易保证，例如发明专利(申请号200410002642.1)和实用新型专利(专利号ZL 01255074.4)，其主要适用于二工位一步法卧式平移式模具中，这种方法是注塑的吹塑型坯 在注塑模具注塑成型开模后，芯棒和吹塑型坯一起平移到注塑机模具的吹塑模具上才进行吹 塑形成产品。这种方法生产工艺控制困难，模具结构不紧凑，定位差，对中性不好，产品质 量不容易保证。发明内容本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种可在普通注塑机上一次完成注 塑、吹塑成型塑料中空制品的的工艺方法，其整个工艺操作维修简单，从型坯到制品一步完 成，产品表面无夹缝，产品质量更容易保证。为达到上述目的，本发明是按以下技术方案来实现的一种注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其具体步骤包括注塑机的注塑过程及吹 塑机的吹塑过程；所述注塑过程包括(l)注塑机中的定模具和动模具闭合过程(2)注射坯料 成型过程(3)注塑机模具开启过程；所述吹塑过程包括(l)吹塑成型模块闭合过程；(2)吹气成型过程；(3)开启吹塑成型模块 和成型中空容器顶出；所述注塑过程与吹塑阶段中，模具开启后，成型芯棒始终固定在动模中，不需要动力机 构驱动旋转或平移；注射成型坯料黏附在芯棒上，模具完全开启后，型芯两侧的吹塑成型模 块在推杆的作用下闭合，当吹塑模块完全闭合后，芯棒内部吹气，完成中空容器的吹塑成型； 所述的注塑阶段在注射与开模之间，只有注射坯料成型，无需保压和冷却定型，此时注塑机 处于合模状态；所述吹塑阶段的吹塑成型模块的闭合，吹气成型和开启顶出均在同一个模具 上完成。所述注塑过程中注塑机的机筒温度控制范围是机筒的第一段温度范围为120 160°C， 第二段温度180 28(TC，第三段温度为180 300'C;所述注塑机喷嘴温度为180 260°C; 所述注塑机模具的热流道的温度控制范围为180 300°C。所述注射机中的瓶坯阴模及芯棒阳模的温度范围是70 160。C;所述瓶坯的颈部螺纹部 分一次成型的温度低于IOO'C，所述瓶坯除瓶颈以外其它部位的温度在开模时应处在接近高 弹态区域的粘流态温度，温度为70 18(TC;注射机模具的牙头板温度在物料的玻璃化温度 到高弹态区域较低的温度范围，控制在50 120'C;所述型坯模对型坯有冷却作用，使型坯 在离开阴模时降低到吹塑成型的最佳温度范围在60~180°C,利用模具温度控制器对型坯模 进行加热控制，以保证型坯的降温幅度。所述吹塑过程中瓶坯的瓶颈需要冷却到5(TC 12(TC，而瓶坯的瓶身此时吹胀成型，冷 却定形；所述吹塑过程中吹塑模具要通入冷水机提供的冷却水来控制吹塑模的温度，所述吹 塑模温度范围是20 8(TC，所用的冷却水的温度范围是10 12'C。所述注塑过程中的注射压力是通过控制油缸实现，注射压力的设定值范围为80 120 Mpa。所述吹塑过程中吹塑压力即吹塑成型所需压縮空气的压力，对于常用的PE和PP塑料 吹塑压力范围是0.8 1.0MPa。控制的时间是注塑过程中控制时间参数的时间设定为(1) 注射延时设定为0.1 S;(2) 注射时间设定为0.1 0.3s;(3) 吹塑模具延时，该时间的设定是保证型坯温度处于最有利于吹塑成型的温度，小瓶通 常为0.8s，大瓶可取1.5s。所述吹塑过程中控制时间参数设定为(1) 吹气延时，通常设定为O. 1 0.5s，瓶坯进入吹塑模腔，温度偏高时，可取0.5s，否则取0. 1 S;(2) —次吹气时间的设定与瓶子规格有关，通常比相对应的注射时间少0. 5 1. 0 s;(3) 二次吹气时间通常取值0. 1 10s。所述吹塑过程的吹塑成型模块的闭合，由驱动机构推动与吹塑成型模块固定连接的推 杆，使吹塑成型模块开闭，成型模块的中心与带有型坯的芯棒同轴。所述芯棒可为单排或多排排列，相应吹塑成型模块的模腔数量与之对应，可一模多排、 多腔进行中空容器的注吹成型。吹塑型坯、吹塑模具与动模为一体，吹塑成型模块安装在动模型芯的两侧，在注塑模具 完成吹塑型坯的注塑后，注塑模具的动模与吹塑型坯、吹塑模具一起后退打开，型芯和吹塑 型坯在动模上始终固定，不需要动力机构驱动旋转或平移。然后吹塑成型模块直接合模，进 行吹塑成型，这种模具是在普通注塑机上一次完成中空塑料产品的注塑一一吹塑成型。由于 型芯与注塑型坯在动模上始终位置不变，型芯对中性好，模具结构紧凑，安装容易，操作维 修简单，从型坯到制品一步完成，产品表面无夹缝，产品质量更容易保证。与现有技术相比，本发明的有益效果是1、直接使用普通注塑机，克服二步法和二工 位方法的生产工艺环节多，设备投资大的缺点；2、生产自动化程度和生产效率高；3、本发 明通过温度、压力、时间等工艺参数的合理控制，能有效地保证产品质量；4、模具结构紧 凑，安装容易，操作，维修简单；5、从型坯到制品一步完成，对中性好，产品表面无夹缝， 产品质量更容易保证。
图1是本发明在普通注塑机上的安装示意图； 图2是上述图1的俯视图；图2A为本发明所叙模具的结构示意图； 图2B为图2A的俯视图； 图2C为图2B的局部放大图；图3A是本发明所述模具第一次合模后的结构示意图； 图3B为图3A的俯视图；图4A是本发明所述模具第一次开模后的结构示意图； 图4B是图4A的俯视图；图5A是本发明所述模具第二次合模后的结构示意图； 图5B是图5A的俯视图；图6A是进行吹塑成型的结构示意图；图6B是图6A的俯视图；图7A是本发明所述模具第二次开模后的结构示意图；图7B是图7A的俯视图；图8A是反映本发明所述推板动作状态的结构示意图；图8B是图8A的俯视图。现结合附图和实施例对本发明作进一步说明具体实施方式
本发明所述的一种注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其具体步骤包括注塑机的 注塑过程及吹塑机的吹塑过程；所述注塑过程包括(l)注塑机中的定模具和动模具闭合过程; (2)注射坯料成型过程；(3)注塑机模具开启过程。所述吹塑过程包括(l)吹塑成型模块闭合过程；(2)吹气成型过程；(3)开启吹塑成型模块 和成型中空容器顶出。在所述注塑过程与吹塑阶段中，模具开启后，成型芯棒始终固定在动模中，不需要动力 机构驱动旋转或平移；注射成型坯料黏附在芯棒上，模具完全开启后，型芯两侧的吹塑成型 模块在推杆的作用下闭合，当吹塑模块完全闭合后，芯棒内部吹气，完成中空容器的吹塑成 型；所述的注塑阶段在注射与开模之间，只有注射坯料成型，无需保压和冷却定型，此时注 塑机处于合模状态；所述吹塑阶段的吹塑成型模块的闭合，吹气成型和开启顶出均在同一个 模具上完成。在本发明所述的工艺过程中，还需要控制一定的温度，如机筒温度、注塑嘴温度、 热流道温度、型坯模温度和吹塑成型模温度。所述机筒温度、注塑嘴温度、热流道温度均采用电加热；而型坯模温度是采用水或油为介质的模具温度控制器加温；吹塑模利用冷却水对 吹塑模进行冷却，控制模具温度。(1) 机筒温度，机筒温度的选择应保证塑料塑化良好，以满足高质量的注射要求。机筒 温度与加工的塑料种类有关，不同种类的塑料，其黏流温度或熔点是不同的。在注塑机的 注塑过程中，注塑机的机筒温度第一段温度120~160°C，第二段温度180 280'C，第三 段温度180 300°C，注塑机喷嘴温度180 260°C。另外考虑到机型、热电偶的位置、深度、 螺杆直径、油马达扭矩、转速以及所加工瓶子大小的不同，上述的温度设定也可以有所变化。(2) 模具热流道温度模具热流道是机器和模具结构所必须设置的塑料熔体流动通道，其 温度设定基本上和机筒第三段温度180 30(TC温度一样，相同或略高。(3) 型坯模温度注射模具中的瓶坯阴模及芯棒阳模的温度在70 160°C。熔融的塑料流体，在旋转螺杆的挤压下，通过注塑嘴、热流道及各自模腔的小注塑嘴被 注入到模腔内。在这里瓶坯的颈部螺纹部分一次成型，温度低于100'C;而瓶身尚未成型， 需二次加工吹塑，这时成型的塑件称为瓶坯，为了满足二次加工的要求，瓶坯除瓶颈以外其 它部位的温度在开模时应处在接近高弹态区域的粘流态温度，温度为70 18(TC，要做到这 一点，模具温度控制器的设定温度要有所控制，模具牙头板温度在物料的玻璃化温度到高弹态区域较低的温度范围，控制在50 120'C。型坯模对型坯有冷却作用，使型坯在离开阴模时降低到吹塑成型的最佳温度范围在60 。C 18(TC ，为此利用模具温度控制器对型坯模进行加热控制，以保证型坯的降温幅度。在吹塑过程中，瓶坯的瓶颈需要冷却到50 12(TC，而瓶坯的瓶身在此吹胀成型，冷却 定形。该吹塑模要通入冷水机提供的冷却水吹塑模温度控制在20~80°C，冷却水的温度在 10 12'C之间。在本发明所述的工艺过程中，还需要控制一定的压力范围，为了调整压力的部位最 主要需要调整的压力是注射压力、保压压力、及吹塑压力。(1) 注射压力注射压力是通过注射压力控制油缸实现，注射压力的设定值通常为80 120MPa，(2) 不需保压压力(3) 吹塑压力吹塑压力即吹塑成型所需压縮空气的压力。对于PE和PP塑料通常为0.8 1.0MPa。在本发明所述的工艺过程中，还需要控制一定的时间参数范围，在注塑过程中，注塑控制时间参数的时间设定为-(1) 注射延时设定为0.1 S;(2) 注射时间设定为0.1~0.3s;(3) 吹塑模具延时，该时间的设定是保证型坯温度处于最有利于吹塑成型的温度。小瓶 通常为0.8s，大瓶可取1.5s。在吹塑过程中，吹塑控制时间参数的时间设定(1) 吹气延时通常该吹气延时时间设定为0.1 0.5s。瓶坯进入吹塑模腔，温度偏 高时，可取0.5s，否则取O. ls。(2) —次吹气时间，该时间设定与瓶子规格有关，通常比相对应的注射时间少0.5 l.Os。(3) 二次吹气时间，通常取值O. 1 10s。如图l、 2所示，本发明所用的模具包括注塑机模具组件和吹塑机模具组件。 注塑机模组件包括左右方向设置的动模1和定模2。动模1由一组驱动机构控制其在水 平方向左右移动，从而可以与定模2开、合。定模2包括浇口套203，热流道204，瓶胚模腔板205。热流道204是均分开放式流道。 在定模2上设置的每块凸起的瓶胚模腔板202上设置一排纵向排列的瓶胚模腔201 ，瓶胚模 腔201底部设置有流道注塑口。定模与普通注塑机固定的注塑端302固定连接。瓶胚模腔板 是凸起形状，以利于合模时，下述动模上的吹塑成型模块嵌入瓶胚模腔板的两侧，所述动模 1的左方与进气板组件6连接。动模1上固定有两排带有吹气口的芯棒101 ，与上述定模2上的瓶胚模腔201 —一对应。 动模1由进气板组件、基板103及推板102组成，推板102设置在基板103的与定模向对的 一侧，其受第二组驱动机构的控制可相对于基板103在水平方向左右平移，用于把成品推出， 芯棒101设置在基板103上，并贯穿该推板102。芯棒101内部有一个空腔1011，空腔的底 部与设置在进气板6上的气缸1011相通，而空腔的顶部设置出气口 1013，此外，在空腔1011 内部还设置有一条压有一弹簧1015的模芯杆1014控制出气口 1013的开闭。推板102的外侧，即与定模相对的一侧固定有吹塑模组件4。每列芯棒配置一个吹塑模 组件4，吹塑模组件4由两块吹塑成型模块401、 402组成，分别位于动模1上的每列芯棒 101的左右两侧，由第三组液压驱动机构5控制两者在水平方向上前后移动(即与动模水平 左右移动的方向垂直)，从而实现两模块401、 402的开合。在本实施例中，由于芯棒101 有两列，从而相应设置有两套吹塑模组件。吹塑模组件的每一模块401、 402的内侧面设置有一排成型模腔403，与每个芯棒IOI—一对应。芯棒101可为单排或多排排列，相应吹塑 成型模块的模腔数量与之对应，可一模多排、多腔进行中空容器的注吹成型。加工方法包括 注塑过程，吹塑过程。注塑过程由以下工序组成注塑机模具组件合模，型坯注塑和模具开启；吹塑阶段由以下工序组成吹塑模闭合，吹气成，吹塑模开模，予塑化和产品顶出。当模具合模注射瓶坯完成后，动模移动，带动芯棒一起移动，芯棒始终固定在动模不动， 注塑坯料黏附在芯棒上，模具完全开启后，吹塑成型模块在油缸推动下，推杆使吹塑模块闭 合，当吹塑模块完全闭合后，芯棒内部由气缸的推动，同时吹气，由吹塑模块完成中空容器 的吹塑成型。吹塑完成后，由推板顶出成型成型制品，然后注塑机再开始进行下一个注塑一 吹塑循环。工艺过程为在注塑阶段中，模具闭合，注塑瓶坯。模具开启后，进入吹塑阶段， 这时，吹塑成型模块闭合，吹气成型中空容器，开启吹塑成型模块和成型中空容器顶出。其 技术特征在于注塑阶段与吹塑阶段中，模具开启后，成型芯棒始终固定在动模中不移动，注 射坯料黏附在芯棒上，模具完全开启后，吹塑成型模块闭合开始执行，当吹塑模块完全闭合 后，芯棒内部拉伸吹气，完成中空容器的吹塑成型。注塑阶段在注射与开模之间，只有注射 坯料成型，无需保压和冷却定型，此时注塑机处于合模状态。吹塑阶段的吹塑成型模块的闭 合，吹气成型和开启顶出均在同一个模具上完成。 其具体工作过程如下如图3A、图3B所示，注塑过程包括注塑模闭合动模l自左而右向定模2推进， 芯棒101插入至瓶胚模腔201中，瓶胚模腔向芯棒外表面注塑坯料7。注塑完毕后，如图4A、 图4B所示，模具开启动模l水平左移，与定模2分离从而完成注塑。如图5A、 5B所示，吹塑阶段包括在第三驱动机构5 (液压机构)的驱动下，吹塑模 的两块吹塑成型模块401、 402闭合，前、后两侧模块的成型模腔403合拢，共同把每条芯 棒101包围在中心。如图6A、 6B所示，由吹气板组件6向芯棒101内部吹气，其外表面的坯料7膨胀充满左右成型模腔403围成的空间，形成成型制品8。如图7A、 7B所示，吹塑完成后，两吹塑成型模块401、 402分开，露出成型制品8。 如图8A、 8B所示，推板102向右平移，从而顶出成型制品8,成型制品8从动模1、定模2之间的空隙掉出并被收集。如此循环，然后注塑机、吹塑机再开始进行下一个注塑一吹塑循环。采用本发明的模具成型工艺方法，可以克服二步法和二工位方法的生产工艺环节多，设备投资大的缺点，模具结构紧凑，安装容易，操作维修简单，从型坯到制品一步完成，对中性好，产品表面无夹缝，另外通过温度、压力及时间等各种工艺参数合理、精确的控制， 有效地保证了产品表面质量，使得产品质量更佳，大大提高了自动化程度和生产效率。
权利要求
1.一种注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其具体步骤包括注塑机的注塑过程及吹塑机的吹塑过程；所述注塑过程包括(1)注塑机中的定模具和动模具闭合过程；(2)注射坯料成型过程；(3)注塑机模具开启过程；所述吹塑过程包括(1)吹塑成型模块闭合过程；(2)吹气成型过程；(3)开启吹塑成型模块和成型中空容器顶出；其特征在于所述注塑过程与吹塑阶段中，模具开启后，成型芯棒始终固定在动模中，不需要动力机构驱动旋转或平移；注射成型坯料黏附在芯棒上，模具完全开启后，型芯两侧的吹塑成型模块在推杆的作用下闭合，当吹塑模块完全闭合后，芯棒内部吹气，完成中空容器的吹塑成型；所述的注塑阶段在注射与开模之间，只有注射坯料成型，无需保压和冷却定型，此时注塑机处于合模状态；所述吹塑阶段的吹塑成型模块的闭合，吹气成型和开启顶出均在同一个模具上完成。
2. 根据权利要求1所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于所 述注塑过程中注塑机的机筒温度控制范围是机筒的第一段温度范围为120 16(TC，第 二段温度180 280。C，第三段温度为180 300。C;所述注塑机喷嘴温度为180 26(TC; 所述注塑机模具的热流道的温度控制范围为180 30(TC。
3. 根据权利要求1所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于所 述注射机中的瓶坯阴模及芯棒阳模的温度范围是70 16(TC;所述瓶坯的颈部螺纹部分 一次成型的温度低于10(TC，所述瓶坯除瓶颈以外其它部位的温度在开模时应处在接近 高弹态区域的粘流态温度，温度为70 180'C;注射机模具的牙头板温度在物料的玻璃化温度到高弹态区域较低的温度范围，控制 在50 12(TC;所述型坯模对型坯有冷却作用，使型坯在离开阴模时降低到吹塑成型的 最佳温度范围在60 18(TC，利用模具温度控制器对型坯模进行加热控制，以保证型坯的 降温幅度。
4. 根据权利要求1所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于所述吹塑过程中瓶坯的瓶颈需要冷却到5(TC 12(rC，而瓶坯的瓶身此时吹胀成型，冷却 定形；所述吹塑过程中吹塑模具要通入冷水机提供的冷却水来控制吹塑模的温度，所述 吹塑模温度范围是20 8(TC，所用的冷却水的温度范围是10 12。C。
5. 根据权利要求1所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于所 述注塑过程中的注射压力是通过控制油缸实现，注射压力的设定值范围为80 120Mpa。
6. 根据权利要求1所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于所 述吹塑过程中吹塑压力即吹塑成型所需压縮空气的压力，对于常用的PE和PP塑料吹塑压力范围是0.8 1.0 M Pa。
7. 根据权利要求1所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于控 制的时间是注塑过程中控制时间参数的时间设定为Cl)注射延时设定为O.l S;(2) 注射时间设定为0.1 0.3s;(3) 吹塑模具延时，该时间的设定是保证型坯温度处于最有利于吹塑成型的温度。 小瓶通常为0.8s，大瓶可取1.5s。
8. 根据权利要求1所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于所 述吹塑过程中控制时间参数设定为(1) 吹气延时，通常设定为O. l 0.5s，瓶坯进入吹塑模腔，温度偏高时，可取 0. 5 s， 否则取O. 1 s;(2) —次吹气时间的设定与瓶子规格有关，通常比相对应的注射时间少O. 5 1. 0(3) 二次吹气时间通常取值O. 1 10s。
9. 根据权利要求1至8任一项所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征 在于吹塑过程的吹塑成型模块的闭合，由驱动机构推动与吹塑成型模块固定连接的推 杆，使吹塑成型模块开闭，成型模块的中心与带有型坯的芯棒同轴。
10. 根据权利要求9所述的注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其特征在于所述芯棒可为单排或多排排列，相应吹塑成型模块的模腔数量与之对应，可一模多排、多 腔进行中空容器的注吹成型。
全文摘要
本发明属于塑料加工技术领域，具体涉及一种注吹塑料中空容器的模具成型工艺方法，其具体步骤包括注塑机的注塑过程及吹塑机的吹塑过程。所述注塑过程与吹塑阶段中，模具开启后，成型芯棒始终固定在动模中，不需要动力机构驱动旋转或平移；注射成型坯料黏附在芯棒上，模具完全开启后，型芯两侧的吹塑成型模块在推杆的作用下闭合，当吹塑模块完全闭合后，芯棒内部吹气，完成中空容器的吹塑成型；其整个工艺操作维修简单，从型坯到制品一步完成，产品表面无夹缝，产品质量更容易保证。
文档编号B29C49/78GK101402248SQ20081021874
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者黄锦强 申请人:黄锦强