預成型品的注射成型方法
2023-09-21 16:08:50
專利名稱：預成型品的注射成型方法
技術領域：
本發明涉及預成型品的一種注射成型方法和設備，可以確保充分的冷卻時間，卻容許減少注模循環時間。注射成型品需要至少一部限定該預成型面外表面的注射型腔模具和一部限定在預成型品內表面的注射型芯模具。其次，在把注射型腔模具，和注射型芯模具夾持在一起並注射成型品之後，還必需把各模具保持在夾持狀態，直至預成型品被冷卻到預成型品可以從各模具中脫離出來的溫度為止。
因而，通常的作法是，為了確保預成型品脫模溫度足夠地低，就需要增加注模循環時間，而這樣一來卻有損於生產效率。以下是與較長冷卻時間有關的四種因素。
(1)如果比如說預成型品要從注射型腔模具和注射型芯模具脫除出來並以拋落方式推射出來，成型品必須冷卻到，使其從模具中分離時溫度不會因與其他物體接觸而發生變形。(2)如果預成型品從模具中脫除時的溫度較高，則在從成型品解脫注射，型芯模具時，可能出現由於預成型品粘附於，型芯模具而造成的變形問題。(3)如果預成型品從模具中脫除時的溫度較高，由於預成型品從注射型芯模具中脫出之後不再有任何變形限制，所以會出現由於熱量不均勻性或者熱收縮的變形問題，影響預成形品符合其各項設計要求。(4)如果注射型芯模具的冷卻不夠充分，則由於這種不充分的冷卻，預成型品的內部周圈會產生結晶現象，因而可能得到帶有非透明體的成型品。
與此相應，日本專利公告第平4-15721號(1992)和日本專利申請公開件第平3-140219號(1991)公開了一種旋轉式注模設備。該設備具有一注射臺，一冷卻臺和一頂出臺，順序地設置在一部具有間斷性轉動的傳送裝置的各個停留位置上，在該裝置上，在注射臺上模塑成的預成型電間斷性傳送裝置的一頸部模具支承，依次傳送到冷卻臺和頂出臺。
在這種旋轉式注射成型設備中，不需要考慮以上的因素(1)，但不可避免地是，因素(2)至(4)仍然會使注模循環時間增加。
其次，在這一種旋轉式注射成型設備中的情況，冷卻臺需要一冷卻筒和一冷卻芯，並且必需配置一單獨的頂出臺，所以工作檯數增加了，而且需要更多的頸部模具。
採用這樣一種旋轉式注射成型設備時，為了防止成型面最厚部分亦即頸部的結晶現象也可能用頸部模具冷卻頸部。不過，由於轉動是單方向的，要向頸部模具提供某種冷卻介質，就涉及到一種轉動聯接裝置的使用，因而會使機構進一步複雜化了。
再者，不從預成型品中完全抽出注射型芯模具，就不可能在一部通常的注射成型設備中頂出成型品，而且在一部旋轉式注射成型設備中，也不可能從注模臺把預成型品傳送至下一階段。為了從成型品中完全抽出注射型芯模具，要涉及很長的抽取動作，這就導致設備的整體高度很大這樣的問題。
不過，如果成型品在注射型芯模具和注射型腔模具中完全冷卻以前即被頂出來(成型品維持在可以容許在下一階段從事加工的溫度上)，並且傳送到下一階段而經受諸如吹塑那樣的補充加工，就會出現以下各種問題(A)除非內壓(注射所維持的壓力)是足夠的，不然在預成型品的注射型腔模具一側就會形成一些凹陷，而得不到具有均勻溫度分布的預成型品。因而，當這種預成型品受到吹塑時，不可能，獲得厚度均勻的產品。(B)如果內壓(注射模所維持的壓力)過分增大，預成形品的口部和端部之間(比如頸部)壓差增大，存在高壓的預成型在底部殘餘應力就會增大。結果是，吹塑過程無法生產出帶有均勻厚度分布的產品。(C)當預成型品經由注射型芯模具和注射型腔予以冷卻時，在冷卻過程中，預成形品會發生收縮，並與注射型腔脫開。因而，預成形品的外表面上有些部分與注射型腔接觸，有些部分不接觸，結果使冷卻速率存在差異，溫度就不均勻。因而，當此預成型品作吹塑時，就得不到均勻厚度的產品。
有鑑於此，本發明的目的是，所提供的此種注射成型方法和設備，可以確保充分的冷卻時間，卻容許減少注射循環時間並提高生產效率。
本發明的另一目的是，所提供的注射成型方法設備，其中即使預成形品在較高溫度下從模具中脫離，也沒有任何溫度差異，或者由於預成形面粘附於注射型芯模具所造成的預成形品變形。
本發明的再一個目的是，所提供的注射成型方法和設備，雖然減少了注模循環時間，但可避免不充分冷卻所導致的白化結晶現象。
本發明的另一目的是，所提供的此種注模方法和設備，在注射預成型品時並不需要過分增大注塑維持壓力，卻獲得帶有紙殘餘應力的預成型品，而且即使出現一些凹陷，預成型品也可以藉助於減小對於作冷卻用的注射腔型腔模具的依賴而在溫度不均勻性得到降低的情況下被頂出去。
本發明的方法包括一步工序，在注射模塑臺上的各個夾持模具中注射一預成型品，這些模具包括一注射型腔模具和一注射型芯模具，每一模具具有一冷卻部分；一步工序，在所述注射模型臺上從所述注射型腔模具中鬆脫所述預成型品；一步工序，在由所述注射型芯模具予以冷卻的同時把所述預成型品轉送到一冷卻與頂出臺；以及一步工序，在所述冷卻與頂出臺上採用所述注射型芯模具冷卻所述預成型品，直至在所述注射模塑臺上完成下一件預成型品的注塑，並隨後從所述注射型芯模具上頂出所述預成型品。
按照本發明的方法，在注射模塑臺上注射成型的預成形品由注射型腔模具和注射型芯模具予以冷卻，此後，預成型品只需從注射型腔模具中鬆脫開來。再後，預成型品藉助於注射型芯模具轉送到冷卻與頂出臺。既在轉送期間也在冷卻與頂出臺上期間，預成型品都由注射型芯模具予以冷卻，隨後預成型品被推頂出去。
結果，即使在注射模型臺上注射型腔模具已經從預成形品分離開來，但是由於預成型品是由注射型芯模具予以冷卻的，所以可以確保預成型品的充分冷卻時間。這就容許注射型腔模具在注射模型臺上可在較高的溫度下被分離開來，從而縮短注射成型循環時間。此外，在注射型腔模具以比較高溫度被分離時，注射型芯模具可以防止預成型品的變形，而且由於不充足的冷卻所造成的預成型品的結晶和不透明性現象也可得到防止。
在所述注射工序中，所述預成型品具有一帶有對應於開模方向的切槽的頸部，可使用一限定所述頸部外表面的頸部型腔模具予以注射。此頸部型腔模具包括一對具有冷卻部分的剖分式模具。
使用一頸部型腔模具時，在所述轉送工序和所述冷卻與頂出臺上的所述冷卻工序中，所述預成型品由保持在夾持狀態中的所述注射型芯模具和所述頸部型腔模具予以冷卻。此外，在所述冷卻與頂出臺上的所述頂出工序中，所述注射型芯模具藉助於僅僅推進一段行程的相對模具開啟而從所述頸部型腔模具脫離開來，這段行程足以容許在所述型芯模具與由所述頸部模具託住的所述預成型品的內表面之間張開一個間隙，此後，所述頸部型腔模具的所述一對剖分式模具被推離開來，並把所述預成型品推頂出來。
在這種情況下，即使在注射型芯模具分離之後，預成型品的頸部仍繼續由頸部型腔模具予以冷卻，因而較厚的頸部可以充分地得到冷卻，而其白化結晶現象得以防止。此外，沒有必要從預成型品的整個長度上抽出注射型芯模具，所以可以減小注射型芯模具的開模行程。
此外，由於即使在注射型芯模具分離之後，此注射型芯模具，也仍然留在預成型品裡面，所以即使預成型品或許粘附於構成頸部型腔模具的一對剖分式模具的任何一塊上，預成型品在頂出所述一對剖分式模具的方向上的移動也受到注射型芯模具的限制。
所述預成型品的冷卻時間可以依靠調整在所述冷卻與頂出臺上所述模具開啟的起動時刻而予以調節。結果是，不需改變注射循環時間，就能確保對於預成型品的最佳冷卻時間。此外，通過調整注射型芯模具的分離時刻，遇到隨著預成型品冷卻的進程脫模壓力增大的問題，因此可提供一種具有普遍適用性的注射成型設備。
最好的是，所述注射型芯模具和所述頸部型腔模具一起可以在所述注射模塑臺與所述冷卻與頂出臺之間可反轉地轉動，兩臺相隔大致為180度，同時所述注射型芯模具和所述頸部型腔模具可以被轉送而在所述兩臺之間互換位置。
每循環一次地反轉注射型芯模具和頸部型腔模具在兩臺之間互換位置的方向可以簡化注射型芯模具和頸部型腔模具之間冷卻介質管路的連接方式。
在所述轉送工序中，並在所述冷卻與頂出臺上進行冷卻期間，所述頸部型腔模具由一復位彈簧保持與注射型芯模具相接觸，維持兩模具間的夾持狀態。其結果是，各模具的夾持狀況可以在勿需動力源的情況下予以維持，而預成型品的冷卻可以予以增強。
在這種情況下，在所述冷卻與頂出臺上，託住所述預成型品的所述頸部型腔模具被一與所述復位彈簧的促動力相反的外力從所述注射芯型芯模具拉開，以致所述注射型芯模具從所述成形品分離開來。
所述注射型腔模具的分離工序最好是在由所述注射型腔模具冷卻的所述預成型品外表面上形成表皮層之後進行，此表皮層應足以在從所述注塑型腔模具分離之後保持所述預成型品的形狀。這樣可以防止注射型腔模具分離之後預成型品的變形，同時，可獲得最小的注射成型循環時間。
如果頸部沒有凹槽，而且不需要使用頸部型腔模具，則在所述冷卻與頂出臺上，所述預成型品可以通過向所述成形品裡面的注塑蕊型模具吹入空氣而推射出來。
本發明的吹塑性包括一步工序，把如上所述注射成的一預成型品傳送至吹塑臺，同時保持注模熱量；以及一步工序，從所述預成型品吹塑成空心體，辦法是將所述預成型品安置於吹塑型腔模具之中，藉助於一延展杆施行縱向延展，並從所述吹塑臺上的一吹塑型芯模具送入空氣。
在預成型品要在完成冷卻之前從注射模具脫解出來並承受諸如吹塑這樣的二次加工的情況下由於較早地從注射型腔模具脫解出來，因為成形品皺縮現象，注射型芯模具對預成型品內表面的均勻冷卻是因增大接觸壓力而取得的。因而產品的質量可以顯善地得以改善，特別是，可以獲得由諸如吹塑這樣的二次加工產生的理想的產品厚度分布。
本發明的預成形品注射成型設備具有一用於注射成型預成形品的注模臺，和一用於在冷卻之後脫解並頂出所述預成型品的冷卻與頂出臺，同時還包括各注射型芯模具，設置在上述兩部所述工作檯的相應位置上，並具有冷卻所述預成型品的功能；—互換轉送裝置，用於在所述兩臺之間互換所述各注射型芯模具；—注射型腔模具，適於與設置在所述注射模塑臺上的所述注射型芯模具夾持在一起，並具有冷卻所述預成型品的功能；—模具夾持裝置，用於在所述注射模塑臺上夾持所述注射型芯模具和注射型腔模具，並可使所述預成型品與所述注射型腔模具相對分離；以及—頂出裝置，作用在於在裝設於所述冷卻與頂出臺上的所述預成型品已經由所述注射型芯模具予以冷卻之後，從所述注射型芯模具上頂出所述預成型品。
藉助於這樣一種設備，本發明的上述方法可以實施，並在減少注射成型循環時間的同時，可以確保對預成型品的充分冷卻時間。
最好的是，所述互換轉送裝置包括一轉輪，間歇地在所所述注射模塑臺和冷卻與頂出臺之間作轉動以傳送所述注射蕊型芯模具，此兩臺設置在隔開大致180度的轉動位置上。
在本發明的這種設備中，可以使用一頸部型腔模具。在這種情況下，適於與所述注射型模具相對地夾持和開啟的此頸部型腔模具是由所述轉輪支承的。這種頸部型腔模具包括一對限定所述預成型品頸部外表面的剖分式模具，而所述一對剖分式模具各自具有冷卻部分。
在這種情況下，所述轉輪把已經注射成型過的所述預成型品在所述預成型品正在由所述頸部型腔模具和所述注射型芯模具予以冷卻的同時轉送到所述冷卻與頂出臺上。
在使用以上所述的頸部腔型模具時，所述頂出裝置包括—模具開啟裝置，其作用在於僅僅通過一段行程相對於所述注塑蕊體模具分離所述頸部型腔模具，這段行程足以容許在所述注射型芯模具與由所述頸部型腔模具託住的所述預成型品的內表面之間張開一個間隙；以及—剖分式模具開啟裝置，在所述頸部型腔模具已經經受所述相對的模具開啟之後，它可用於分開所述一對剖分式模具並頂出所述預成型品。
為了在轉送期間把注射型芯模具和頸部型腔模具保持在夾持狀態，還配置一復位彈簧，此彈簧的推力使所述頸型腔模具頂住所述注射型芯模具而把兩部模具保持在夾持狀態。在此，所述模具開啟裝置可抵消所述復位彈簧的促推力，可使所述型芯模具與所述頸部型腔模具相分離。
作為頸部型腔模具的支承結構，可以配置兩塊剖分板，支承在構成所述頸部型腔模具的所述一對剖分式模具中的各自一塊上；—導向件，可導向地支承所述兩塊剖分板，可以任由選擇地相接觸或者分離，所述復位彈簧裝接在它上面；—壓力板，設置在所述兩塊剖分板的上方；以及—被動軸杆，豎立在所述壓力板上方的向上方向上，此被動軸杆的長度應使其上端不觸及到所述轉輪；在這種情況下，所述開模裝置包括—通孔，在對應於所述被動軸杆的位置處設在所述轉輪上；—驅動軸，具有一下端在所述通孔之上方；以及—第一驅動裝置，以推壓方式驅動所述被動軸杆；藉助於啟動所述第一驅動裝置，所述驅動軸的下端，在穿過並處於所述轉輪上的所述通孔以下之後，以推壓方式驅動所述被動軸杆，並抵消所述復位彈簧的推力，使所述注射型芯模具與所述頸部型腔模具分離。
作為構成所述頸部型腔模具的所述一對剖分式模具的模具開啟結構，可以配置所述兩塊剖分板在相對兩端處可以具有楔形切口部分；以及設有一豎直運動板，它與所述驅動軸杆一起配合所述第一驅動裝置的運作沿垂直方向移動。
所述剖分式開模裝置還包括—第二驅動裝置，安裝在所述豎直運動板上；以及—凸輪板，由所述第二驅動裝置推動向下，並具有與形成於所述兩塊剖分板中的所述楔形切口部分相嵌合的楔形端部。
這樣一來，在豎直運動板被推動向下以使注射型芯模具分離之後，凸輪板由所述第二驅動裝置推動向下。並可減小凸輪板的落下行程。
最好的是，注射型芯模具，或者所述注射型芯模具和注射型腔模具支承在上面的所述轉輪，以往復轉動方式被驅動，可為每次操作調轉轉動傳送的方向。這樣就使冷卻介質向每部模具的冷卻部分的流通得以簡化。
圖1是一平面簡圖，表明根據本發明的設備的一個實施例。
圖2是一轉輪的底視圖。
圖3是一透視簡圖，表明一頸部壓力板被推動向下。
圖4A是一側面立視圖，表明模具開啟情況下的實施例，而圖4B是一側面立視圖，表明模具夾緊情況下的實施例。
圖5是一剖面簡圖，表明裝配在轉輪上的注射型芯模具和頸部型腔模具的結構。
圖6是一示意簡圖，表明預成型品頂出機構。
圖7是圖6中A部分的放大的剖面示意圖。
圖8是一示意簡圖，表明注射型芯模具的開啟狀態。
圖9是一示意簡圖，表明預成型品的頂出。
本發明的方法和設備現在通過一最佳實施例參照圖1至9予以說明。
圖1是此實施例的平面示意圖，在此圖中，注射裝置12設置在底座10上面，而在與注射裝置12相對的位置上相鄰地配置有注射成型臺14和冷卻與頂出臺16。
如圖4A和4B中所示，在注射成型臺14下面裝有固定在底座10上面的下模夾板20。在此下模夾板20的上方，並沿橫向越出注射模成型臺14和冷卻與頂出臺16的位置，設置了比如是圓形的上模夾板22。這一上模夾板22可以沿著圍繞注射成型臺14的外圓所配置的四根立柱24上下移動。如圖1、4A和4B中所示，固定板26設置在立柱24的頂端處而此固定板26另有固定在它上面的夾持缸體28。夾持缸體28可驅動夾持棒28a，而夾持杆28a可沿垂直方向帶動上模夾板22。
如圖4A和4B中所示，在上模夾板22的下表面上，可轉動地支承著轉輪30。此轉輪30，如圖5中所示，固定在轉軸34上面，而轉軸34由固定於上模夾板22的旋轉驅動器32可旋轉地予以驅動。如圖2中所示(圖2是轉輪30的底視圖)，在轉輪30上面，並在對應於兩臺14和16的位置上，支承著兩套注射型芯模具50和頸部腔型模具60。下面詳細說明注射型芯模具50和頸部腔型模具60。
如圖4A和4B中所示，注射成形臺14配有與注射裝置12成噴咀式接觸的熱澆口模具40以及固定於此熱澆口模具40上部的注射型腔模具42。此注射型腔模具42，作為實例，具有四個型腔用於在注射成型臺14處可同時進行注射。注射型腔模具42能夠藉助於在型腔模具內循環的一種比如室溫下的水那樣的冷卻介質，把注射成形出來的預成形品加以冷卻。
如圖4A、4B、5和6中所示，由轉輪30支承為兩套注射型芯模具50各自具有比如說四個芯柱52用於同時進行注射成型。如圖5中所示，每一芯柱52的根部52a是由固定於轉輪30底面的芯體夾板54和固定於此蕊體夾板54底面的芯體固定板56共同支承住的。當夾持缸體28啟動，致使夾持杆28a帶動上模夾板22向下時，注射芯型模具50的芯柱52，與由上模夾板22、芯體夾板54和芯體固定板56所支承的轉輪30形成一體地被帶動向下，並因而相對於注射型腔模具42實現了模具夾持。
由轉輪30所支承的兩套頸部型腔模具60中的每一套，如圖5和9中所示，是由一對剖分式模具62a和62b構成的，而每一套這種剖分式模具62a和62b的配置數量要適合同時進行注射成型操作業的需要。每一套中，一對剖分式模具62a和62b都配有各自的用於固定的剖分板64a和64b，這些剖分板64a和64b構成頸部固定板64。還有，如圖3至9中所示，在剖分板64a和64b上方裝有頸部擋板65，下壓頸部固定板64。其次，還配置有導向板66以支承頸部固定板64的端部底面。剖分板64a和64b藉助於示於圖2中的彈簧64c維持在正常的封閉狀態下。進而，如圖2中所示，剖分板64a和64b在其兩個端部處配有各自的楔形孔口64d。在頸部固定板64轉移至冷卻與頂出臺16之後，下面將要說明的剖分式開模凸輪108在楔形孔口64d的方向上被驅動而沿著導向板66推動剖分板64a和64b。
如圖7(它是圖6的A部分的放大剖面簡圖)和圖3中所示，立銷70從導向板66向上延伸，而其下端固定於導向板66，並在這些直銷70的上端加工出凸緣70a。另外，導向管72固定於轉輪30的底面而向下延伸，而立銷70設置在這些導向管72之內。復位彈簧74設置在每一導向管72的底端內側與相應立銷70的凸緣70a之間。這些復位彈簧74的向上作用力始終促使導向板66向上，這導頸部擋板65總是與芯體固定板56保持接觸。
由於芯體固定板56與頸部擋板65之間保持接觸，就取得了注射，型芯模具50和頸部型腔模具60的模具夾持效果。藉助於在冷卻與頂出臺16上所施加的外力(下面將要說明)，復位彈簧74的促動力可以得到抵消而落下立銷70；從而頸部擋板65被帶動向下並脫開芯體固定板56，而頸部固定板64被壓下。結果是，注射，型芯模具50的芯柱52從頸部2被頸部型腔模具60託住的預成型品1上脫離開來。
接著，說明自冷卻與頂出臺16頂出預成型品的機構。在此實施例中，預成型品頂出機構包括一頸部模具開啟部分80和一剖分式模具開啟部分100。頸部模具開啟部分80，如圖6中所示，具有第一缸體82，而此第一缸體82固定於由第一支柱84a從上模夾板22支承起的第一缸體固定板86b。第一缸體82藉助於第一活塞杆82a驅動第一豎直運動板86上上下下。在此第一豎直運動板86的兩端裝有各自的壓力傳動杆88。上模夾板22之中已經設有從上表面通至下表面的通孔22a，而壓力傳動杆88就設置在這些通孔22a之內。為了第一豎直運動板86的初始位置不致妨礙轉輪30的轉動，壓力傳動杆88應是其端部不從上模夾板22的下表面向外突出。
如圖6中所示，轉輪30、芯體夾板54和芯體固定板56具有製作在對應於上模夾板22的通孔22a的位置上的各自孔眼30a、54a和56a。被動杆68位於孔眼30a、54a和56a之內，並固定於頸部擋板65的上表面。
因而，當第一缸體82被驅動時，通過第一活塞杆82a、壓力驅動杆88和被動杆68，頸部擋板65和頸部固定板64頂位復位彈簧74的促動作用力而被推動向下。如圖8中所示，藉此，注射型芯模具50的每一芯柱52都從頸部2由頸部型腔模具60託住預成型品1上脫離開來。在此實施例中，注射型芯模具的芯柱52不需要完全從預成型品1的開口處脫開，如果在芯柱52與預成型品1之間打開一個空氣可以進入的間隙，那就足夠了。在此實施例中，頸部固定板64的行程，亦即用於模具開啟的芯柱52所作的行程(圖8中距離L)，規定例如50毫米。
下面說明分式開模部分100。如圖1和6中所示，此剖分式開模部分100例如具有兩臺第二缸體102。如圖9中所示，這種第二缸體102中的每一臺都固定於，由第二支柱104a自第一豎直運動板86支承住的，第二缸體固定板104b。結果是，當第一豎直運動板86由第一缸體82沿豎直方向被驅動時，第二缸體102也沿豎直方向被驅動。第二缸體102藉助於第二活塞杆102a帶動第二豎直運動板106上上下下。在這些第二豎直運動板106的兩端處固定著剖分式模具開啟凸輪108。此剖分式模具開啟凸輪108的最下端是楔形的，對應於設在構成頸部固定板64的剖分板64a和64a上所配置的楔形孔口64d。結果是，當第二缸體102被驅動時，剖分模具開啟凸輪108被帶動向下，楔形的最下端嵌入頸部固定板64上的楔形孔口64d，從而剖分板64a和64b被推離開來。另外，固定於剖分板64a和64b的各個剖分式模具62a和62b也被頂推開來，而預成型品1則從頸部腔型模具60中被推頂出來。在此最佳實施中，驅動第二缸體102的時刻規定在第一缸體82被驅動之後。
下面說明在上述實施例中預成型品1的注射成型運作。(1)注射模塑臺14上注射成型工序驅動夾持缸體28，則上模夾板22被帶動向下，從而注塑蕊型模具50和頸部腔型模具60被夾持於注塑型腔模具42。在達到如圖4B中所示的夾持狀態之後，藉助於被推進並轉動著的注射裝置12裡面的一根螺旋，預成型品10注塑材料，比如聚乙烯對苯二酸酯(PET)，通過熱澆口模具40注入由模具42、50和60所限定的型腔，而預成型品1因而被注塑出來。(2)注射成型臺14上的冷卻工序注射型腔模具42、注射型芯模具50和頸部型腔模具60各自具有在其中循環的冷卻介質，比如室溫下的水，而注入由各模具所限定的型腔中的樹脂可以立即得到冷卻。(3)注射成型臺14上從注射型腔模具42脫除預成型品的工序驅動夾持缸體28，使其提起上模夾板22，則注射型芯模具50和頸部型腔模具60可被向上提起而離開注射型腔模具42，導致圖4A中所示的開啟狀態。此時，由於相應於模具開啟方向的切槽製成於預成型品1的每一頸部2之中，所以注射成型出來的預成型品1由注射型芯模具50和頸部型腔模具60託住而從注射型腔模具42分離開來。
注射成型臺14上這種開模操作的開始時刻可以定得大大地早於通常的模具開啟開始時刻。換句話說，注射成型臺14上預成型品1的冷卻時間可以縮短。這是因為，即使在預成型品1已經從注射型腔模具42脫除之後，注射型芯模具50的芯柱52卻仍然留在預成型品1裡面，與熱收縮相伴隨的預成型品的變形可以得到防止。因而，注射成型臺14上預成型品1的脫除溫度只必須低到足以使一定厚度的表面層形成於預成型品1的外表面處，此厚度足以使預成型品1的形狀在成形品1從注塑型腔模具42分離出來之後得以保持，以及此溫度可以高於通常的脫除溫度。即使這樣一來脫除溫度較高，但由於冷卻會使成型品1圍繞注射型芯模具50的芯柱52而收縮，所以從注射型腔模具42中的脫除可以比較順利地進行，而不出現成形品1的脫除難題。同樣，由於在注射成型臺14上芯柱52不作抽出，所以，即使預成型品1在較高的脫除溫度下被脫除，也不會出現預成型品1的下端與芯柱52一起被拔起的問題。
注射型芯模具50和頸部型腔模具60對於從注射型腔模具42分離出來的預成型品1的夾持狀態，藉助於依靠復位彈簧74而保持彼此接觸的芯體固定板56和頸部擋板65而維持下來。注射型芯模具50和頸部型腔模具60的這種夾持狀態，經過預成型品1隨後的傳送工序，一直保持到在冷卻與頂出臺16上預成型品1從注射型芯模具50中脫除出來為止。在注射型芯模具50和頸部型腔模具60保持這種夾持狀態的整個期間，成形品1都在進行冷卻。(4)預成型品1傳送工序預成型品1，依靠起動轉動驅動器32並藉此使轉輪30轉過180度，從注射成型臺14移位到冷卻與頂出臺16。在此預成型品1傳送工序期間，用流通於注射型芯模具50和頸部型腔模具60中的冷卻介質對預成型品1的冷卻可以不間斷地連續進行。
一般，當預成型品1在較高溫度下從模具脫除時，由於不適當的冷卻，會產生結晶現象，而且預成型品1的壁部表面變得不透明了，特別是在使用PET製作透明容器時，這是一項致命的缺陷。按照本發明者所從事的各種實驗伴隨著不充分冷卻的這種結晶和預成型品1的喪失透明性現象在預成型品1的壁部內表面上尤其顯著。這是由於，預成型品1的壁部內表面上與模具接觸的表面面積較小，於是內表面就比外表面易於受到不適當的冷卻。同樣，當注射型腔模具42和注射型芯模具50象通常那樣從注射成型臺中的預成型品1分離開來的時候，壁部的內表面也比外表面易於受到不適當的冷卻，圖為預成型品1內表面上的熱輻射表面面積要小於外表面上的，更多的熱量積蓄在預成型品1的內部。
在此實施例中，即使在注射成型臺14上預成型品1是在較高溫度下從模具中脫除出來的，但在隨後的傳送工序中，預成型品1還可能繼續由注射型芯模具50和頸部型腔模具60予以冷卻。具體地說，因為預成型品1的壁部內表面可以不間斷地受到注射型芯模具50的芯柱52的冷卻，所以，不適當的冷卻所造成的結晶和喪失透明性現象可以肯定地得到防止。特別是頸部2，由於較厚而具有較大的熱容量，比其他部分易於結晶，可以由頸部型腔模具60予以冷卻而防止結晶。(5)冷卻與頂出臺16上的預成型品冷卻工序即使在預成型品1已經轉送到冷卻和頂出臺16之後，藉助於保持住注射型芯模具50和頸部型腔模具60對預成型品1的夾持狀態，預成型品1也可以象在上述傳送工序期間受到的冷卻那樣得到冷卻。此時，即使在注射成型臺14上夾持缸體28已經被驅動以及上模夾板22已經被落下用於注射下一個預成型品，但是由於冷卻與頂出臺16上的上述夾持狀態仍在保持著，預成型品1的冷卻可以繼續下去。(6)頸部型腔模具60從注射型芯模具50的分離工序藉助於注射型芯模具50的芯柱52，對預成型品1的冷卻持續時間只需長到足以防止由預成型品1的壁部內表面的不適當冷卻所造成的結晶現象和避免被頂出的預成型品1發生變形就行了，如果預成型品1受到芯柱52的過度冷卻，卸除芯柱52確實就變得困難了。因而，在冷卻與頂出臺16上，首先成型品1要從注射型芯模具50中脫除出來。在本實施例中，這一點是靠把託住預成型品1的頸部型腔模具60從注射型芯模具50分離開來而實現的。
這種頸部型腔模具60的分離是靠頸部擋板65被頸部模具開啟部分80落下而實現的，頸部擋板65原先靠復位彈簧74的促動力保持與芯體固定板56相接觸。當驅動頸部模具開啟部分80的第一缸體82時，經由第一活塞杆82a、第一豎直運動板86、壓力傳動杆88和被動杆68傳遞的其推力可使頸部固定板64壓緊頸部擋板65並被推動向下，如圖3和8中所示。此時，由於預成型品1具有被頸部型腔模具60託住的頸部2，預成型品1也與頸部固定板64和頸部型腔模具60一起被推動向下。於是，頸部型腔模具60從注射型芯模具50的相對分離會導致注射型芯模具50從預成型品1分離開來。
注射型芯模具50相對於預成型品1的移動行程並不須要到該芯柱52象通常所作的那樣完全拉出而離開預成型品1的敞開端部，以便隨後轉送成型品1，而是只需要長到足以使用空氣得以透入而在預成型品1壁部內表面與芯柱52之間可以形成間隙就行了。於是，注射型芯模具50的行程取決於形成在芯柱52和預成型品1壁部內表面上面的錐面角度，此錐面角度越大，模具開啟行程就需要越短。因為注塑型芯模具50的模具開啟行程可以用這種方式予以縮短，所以，第一缸體82的安裝高度可以降低，注射成型設備的整個高度也可以降低，這一點在設備的運輸和安裝方面是很有好處的。(7)預成型品頂出工序因為預成型品具有的頸部2由包括成對的剖分式模具62a和62b的頸部型腔模具60託住，所以成型品1可以藉助開啟這些頸部型腔模具60而被推頂出去。為了作到這一點，要開動剖分式模具開啟部分100的第二缸體102。第二缸體102的推動力通過第二活塞杆102a和第二豎直運動板106傳遞至剖分式模具開啟凸輪108。藉助於剖分式模具開啟凸輪108被帶動向下，如圖9中所示，其端部就嵌入製成於剖分板64a和64b上面的楔形孔口64d，推開這些剖分板64a和64b，並從而打開成對的剖分式模具64a和64b。此時，即使某一預成型品1的頸部2已經卡住在一部剖分式模具62a和62b上併力圖與之一起移動，然而由於注塑型芯模具50仍就在預成型品1裡面，所以預成型品1的側向移動受到限制，而預成型品1可以不帶失誤地向不拋落。
在剖分式模具開啟凸輪108被帶動向下之前的狀態下，為了避免剖分板開啟凸輪108幹涉轉輪30的轉動，凸輪的端部必需中止在上模夾板22的厚度範圍之內。另一方面，由於這些剖分式模具開啟凸輪推開的頸部固定板64處於離開轉輪30最遠的位置上，所以，部分式模具開啟凸輪108的向下行程是較長的。在本實施例中，由於驅動這些剖分式模具開啟凸輪108的第二缸體102安裝在由第一缸體82驅動的第一豎直運動板86上面，並且由於在剖分式模具開啟凸輪108被驅動之前第一豎直運動板86就被驅動，所以由第二缸體102驅動的剖分式開啟凸輪108所行的真正向下行程就減小了。結果是，第二缸體102的安裝高度可以降低，注射成型設備的整體高度也可以降低，而從運輸和安裝角度來看很有好處的一種設備得以形成。
在完成這種成型品，頂出工序之後，第一和第二缸體82和102返回至它們的原先狀態。結果是，頸部擋板65藉助復位彈簧74恢復與芯體固定板56的接觸，而且注射型芯模具50和頸部型腔模具60返回它們的被夾持狀態，準備下一次注射成型作業。
在冷卻與頂出臺16上進行的上述各個冷卻和模具開啟工序僅僅必須在為了在注射成型臺14上完成下隨的新的預成型品的注射成型作業而花費的時間之內完成。換言之，在注射成型循環時間之內完成。
預成型品1的冷卻時間尤其取決於預成型品1主體部分的厚度，預成型品越厚，必須提供的冷卻時間就越長。在本實施例中，這一冷卻時間可以通過設定冷卻與推射臺16上面的注射型芯模具50的模具開啟時刻以及通過調整注射模塑臺14上的冷卻時間而予以調節。結果是，雖然注射成型臺14中的模具鬆脫溫度提高了，並且注射塑循環時段縮短了，但由於調節冷卻時段是很容易的，所以一種適應性非常強的成型品注射成型臺得以構成。
在完成了注射成型臺14上的預成型品1的注塑之後，兩臺14和16上的注射型芯模具50和頸部型腔模具60依靠轉輪30由旋轉驅動器32轉過180度而互換位置。在本實施例中，施轉驅動器32包括一可反轉的轉動運載裝置，轉送一次，其轉動方向反覆一次。結果是，即使以轉動方式傳送的注射型芯模具50和頸部型腔模具60具有與之連接的許多冷卻管，但這些冷卻管，不會擰扭一轉以上。因此，把這些冷卻管連接於模具上而不使用旋轉接頭是可行的，從而其結構不致變得複雜。(8)吹塑工序把預成型品注射成型設備聯接於吹塑設備上，預成型品1在仍然保持注射成型熱量的情況下採用所謂熱型坯法可以吹塑瓶器或其他空心器物。
在這種情況下，從冷卻與頂出臺16頂推出來的預成型品1由託住頸部的支承裝置拿取並傳送到吹塑臺。在向吹塑臺轉送的過程中，預成型品1的溫度可以針對所需要的厚度分布而予以調節。
在吹塑臺上，成型品1用一種在本技術領域中為人熟知的設備吹塑成瓶具。也就是說，每一預成型品1裝進一吹塑型腔模具中，用一根延展杆和作雙向延展並從一吹塑型芯模具吹送空氣。
由於上述各種原因，預成型品1具有均勻溫度或適當溫度分布，所以就有可能模塑出具有所需要的厚度的瓶具。此外，由於瓶具的白化結晶現象得以防止，所以也可以模塑出高度透明的瓶具。本發明並不局限於應用於在上述的熱型坯吹塑法，當然也可應用於所謂冷型坯吹塑法，即預成型品恢復到室溫之後再重新加熱並吹塑。在這種情況下同樣可以取得縮短注塑循環時間的效果。
本發明並不局限於上述實施例，在本發明的範疇之內可以作出各種各樣的改型。
在上述實施例中，注射型芯模具50和頸部型腔模具60是用轉輪30傳送的，但在比如說頸部2的形狀對應於模具開啟方向並不構成切槽的情況下，並不必需使用頸部型腔模具60。在這種情況下，在脫離注射成型臺14上的注射型腔模具42之後，預成型品1可以由注塑型芯模具50單獨轉送至冷數與推射臺16。由於預成型品1一經冷卻就會收縮而緊貼於注射型芯模具50的芯柱52上，所以從注塑型腔模具42鬆脫預成型品1可以順利地實現，而且即使在頸部2上沒有切槽，預成型品1也可以用注塑型芯模具50傳送。
在冷卻與推射臺16上，為了從注射蔥型芯模具50上鬆脫預成型品1，比如可以採用以下的辦法。注射型芯模具50的芯柱52附有把壓縮空氣輸入預成型品1以供頂出之用的功能。在這種情況下，在冷卻與推射臺16上，在預成型品1已經電注射型芯模具50予以冷卻之後，從芯柱52輸入壓縮空氣，這種空氣的壓力會使預成型品1向下墜落。
權利要求
1.一種預成型品注塑方法，包括一步工序，在注射模型臺上的夾持式模具中注射成型一預成型品，這些模具包括一注射型腔模具和一注射型芯模具，每一模具具有一冷卻部分；一步工序，在所述注射成型臺上從所述注射型腔模具中鬆脫開所述預成型品；一步工序，在由所述注射成型芯模具予以冷卻的同時把所述預成型品傳送至一冷卻與頂出臺；以及一步工序，在所述冷卻與頂出臺用所述注射型芯模具冷卻所述預成型品，在所述注射成型工序中，所述預成型品，它具有一帶有對應於模具開啟方向的切槽的頸部，可使用一限定所述頸部外表面的頸部型腔模具予以注射成型，以及所述頸部型腔模具包括一對具有冷卻部分的剖分式模具；其特徵在於在所述轉送工序和所述冷卻與頂出臺上的所述冷卻工序中，所述成型品由保持在夾持狀態中的所述注射型芯模具和所述頸部型腔模具予以冷卻；在所述冷卻與頂出臺上，所述預成型品由所述注射型芯模具以冷卻，此後在所述注射成型臺上為下一預成型品注射成型品期間將所述預成型品頂出所述注射型芯模具；以及在所述冷卻與頂出臺上的所述頂出工序中，所述注塑型芯模具藉助於頂出一段行程的相對模具開啟而從所述頸部型腔模具脫離開來，這段行程足以容許在所述注塑型芯模具與由所述頸部型腔模具託住的所述預成型品的內表面之間張開一個間隙，以及此後所述頸部型腔模具的所述一對剖分式模具被頂推離開來，並把所述成型品頂推出來。
2.如權利要求1中的預成型品注射成型方法，其特徵是在所述預成型品頂出工序中，留在所述預成型品中的所述注射型芯模具可防止所述預成型品粘附於所述一對剖分式模具的任何一塊上面並與這一塊一起沿著推動有待分離的所述一對剖分式模具的方向運動。
3.如權利要求1或2的任何一項中的預成型品注射成型方法，其特徵是所述預成型品的冷卻時間可以依靠調整在所述冷卻與頂出臺上所述相對模具開啟的起動時刻而予以調節。
4.如權利要求1至3的任何一項中的預成型品注射成型方法，其特徵是所述注塑型芯模具和所述頸部型腔模具一起可以在所述注射成型臺和所述冷卻與頂出臺之間可反轉地轉動，兩臺相隔角度大致為180度，而所述注射型芯模具和所述頸部型腔模具可以被傳送而在所述兩臺之間互換位置。
5.如權利要求1至4的任何一項中的預成型品注射成型方法，其特徵是在所述傳送工序中，所述頸部型腔模具依靠一復位彈簧保持與所述注射型芯模具接觸維持兩部所述模具的夾持狀態；在所述冷卻與頂出臺上，託住所述預成型品的所述頸部型腔模具由一與所述復位彈簧的促動力相反的外力從所述注射型芯模具拉開，使得所述注射型芯從所述預成型品分離開來。
6.如權利要求1至5的任何一項中的預成型品注射成型方法，其特徵是分離所述注射型腔模具的工序是在用所述注射型腔模具加以冷卻的所述預成型品外表面上形成一表皮之後進行的，這一表皮層足以保持所述預成型品在從所述注射型腔模具分離之後的形狀。
7.如權利要求1中的預成型品注射成型方法，其中在所述冷卻和頂出臺上，所述預成型品是依靠從所述預成型品裡面的所述注射型芯模具吹入空氣而頂推出來的。
8.一種吹塑法，把用權利要求1至7的任何一項中的注射成型方法注射成型的一預成型品吹塑成型，其特徵是一步工序，把所述預成型品傳送至吹塑臺，同時保持注射成型熱量；以及一步工序，從所述預成型品吹塑一空心器體，辦法是；安置所述成型品於一吹塑型腔模具之中，藉助於一根延展杆施行縱向延展，以及從所述吹塑臺上的一吹塑型芯模具送入空氣。
9.一種預成型品注射成型設備，具有一注射成型臺用於注塑預成型品以及一冷卻頂出臺用於在冷卻之後鬆脫並頂出所述預成型品所述注射成型設備包括各注射型芯模具，設置在對應於兩部所述工作檯的位置上，每一注塑型芯模具具有一冷卻部分用於冷卻所述預成型品；-互換傳送裝置，用於在所述兩臺之間互換所述各注射型芯模具；-注射型腔模具，適於與設置在所述注射成型臺上的所述注射型芯模具夾持在一起，並具有一冷卻部分用於冷卻所述預成型品；-模具夾持裝置，作用在於，在所述注射成型臺上夾持所述注射型芯模具和注射型腔模具，以及作用也在於從所述預成型品相對地分離所述注射型腔模具；以及-頂出裝置，作用在於；在裝設於所述冷卻與頂出臺上的所述預成型品已經由所述注射型芯模具予以冷卻之後，從所述注射型芯模具上頂推所述預成型品；-頸部型腔模具依靠所述互換傳送裝置託住適於相對所述注射型芯模具夾持和開啟，所述頸部型腔模具，包括一對限定所述頸部外表面的剖分式模具，其特徵在於，該對剖分式模具具有冷卻部分；所述互換傳送裝置在通過所述頸部型腔模具和所述注射型芯模具冷卻所述預成型品將所述已被注射成型的預成型品傳送到所述冷卻和頂出臺；所述頂出裝置包括，一模具開啟裝置使得所述頸部型腔模具相對於所述注射型芯模具脫離開一段行程，這段行程足以容許在所述注射型芯模具與由所述頸部型腔模具託住的所述預成型品的內表面之間張開一個間隙，以及一剖分式模具開啟裝置，在所述頸部型腔模具已經經受所述相對的模具開啟之後，使得所述一對剖分式模具分開並頂出所述預成型品。
10.如權利要求9中的預成型品注射成型設備，其特徵是所述互換傳送裝置是一轉輪，間斷地在所述注射成型臺和冷卻與頂出臺之間作轉動以傳送所述注射型芯模具，此兩臺設置在隔開大致180度的轉動位置上。
11.如權利要求10中的預成型品注射成型設備，還包括-復位彈簧，它促使所述頸部型腔模具頂住所述注射型模具並保持兩部模具處於夾持狀態；以及其中所述模具開啟裝置可對抗所述復位彈簧的促動力以及其作用在於相對於所述注射型芯模具分開所述頸部型腔模具。
12.如權利要求11中的預成型品注射成型設備，其特徵是還包括兩塊剖分板，支承構成所述頸部型腔模具的所述一對剖分式模具中的各自一塊；-導向件，可導向地支承所述兩塊剖分板，以致它們可以任由選擇地相接觸或者相分離，所述復位彈簧裝接在它上面；-壓力板，設置在所述兩塊剖分板的上方；以及-被動杆，豎立在所述壓力板以上的向上方向上，並具有使得此被動軸杆的上端達不到所述轉輪的長度；以及其中所述模具開啟裝置包括-通孔，在對應於所述被動軸杆的位置處設在所述轉輪上；-驅動杆，具有一下端在所述通孔之上方；以及-第一驅動裝置，以推壓方式驅動所述被動軸杆；以及藉助於操作所述第一驅動裝置，所述驅動軸杆的下端在穿過並處於所述轉輪上的所述通過孔以下之後可以推壓方式驅動所述被動杆，並且與所述復位彈簧的促動力相對抗，可發揮作用把所述頸部型腔模具從所述注射型芯模具分開。
13.如權利要求12中的預成型品注射成型設備，其特徵是所述兩塊剖分板在對置兩端處具有楔形切口部分；設有一豎直運動板，它與所述驅動軸杆一起響應於所述第一驅動裝置的動作沿著豎直方向移動；以及所述剖分式模具開啟裝置包括-第二驅動裝置，安裝在所述鉛直運動板上；以及-凸輪板，由所述第二驅動裝置推動向下，並具有與形成於所述兩塊剖分板中的所述楔形切口部分相嵌合的楔形端部。
14.如權利要求10至13的任何一項中的預成型品注射成型設備，其特徵是所述轉輪被帶動作反覆轉動，並可翻轉轉動傳送方向用於每次操作。
全文摘要
一種預成型品的注射成型設備，具有注射成形臺(14)和冷卻與頂出臺(16)。在注射成型臺(14)上夾持頸部型腔模具(60)、注射型芯模具(50)和注射型腔模具(42)並注射預成型品(1)。此後，注射型腔模具(42)在一較高溫度下脫開。預成型品傳送至冷卻與頂出臺(16)，同時由注射型芯模具(50)和頸部型腔模具(60)予以冷卻。下一個預成型品正在注射成型臺上被注塑的同時，在冷卻與頂出臺上繼續冷卻此預成型品。在把此預成型品冷卻到一適於脫模的溫度之後，注射型芯模具僅僅通過一段行程被分離開來，這段行程是以容許在注射型芯模具的芯柱(52)與此預成型品的內表面之間張開一個間隙。此後，頸部型腔模具，被分離開來而此預成型品被頂推出來。當在注射成型臺上完成了下一個預成型品的注塑時，轉輪(30)被驅動而在相反於前面操作的方向上轉動，而注射型芯模具和頸部型腔模具在兩臺(14和16)之間互換位置。
文檔編號B29C49/06GK1396051SQ0210313
公開日2003年2月12日 申請日期1994年7月29日 優先權日1993年7月30日
發明者高田實, 佐藤晃一, 橫林和幸 申請人:日精Asb機械株式會社