用於液體吹塑成型的預製件的製作方法

2023-05-15 12:40:11 3

本發明涉及用於液體吹塑成型的預製件，所述預製件由聚丙烯或高密度聚乙烯形成為設置有開口部分和主體部分的底部封閉的圓柱體，隨後通過液體吹塑成型而成型成(形成)容器。

背景技術：

作為用於飲料、食物、化妝品等的容器，經常使用由聚丙烯(pp)或高密度聚乙烯(hdpe)製造的那些容器。

一般而言，通過將經由注射成型或壓縮成型而形成為整體包括圓柱形開口部分和試管狀主體部分的底部封閉的圓柱體的預製件加熱到呈現出拉伸效應的溫度，並且在此條件下，在使用拉伸杆並且將加壓空氣供應到預製件中的同時沿軸向方向和徑向方向拉伸該預製件，將此類容器成型成預定形狀(例如，參見專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：第2014-88004號日本未經審查的專利申請公開

技術實現要素：

將由本發明解決的問題

然而，在通過空氣吹塑成型將由聚丙烯或高密度聚乙烯製造成的傳統預製件成型成預定義形狀時，軸向方向和徑向方向上的拉伸比的此公差較窄，並且問題在於，通常不能精確地成型出期望形狀的容器。

為克服這種情況，已獲知液體吹塑成型，其中將加壓液體而不是加壓空氣供應給由聚丙烯或高密度聚乙烯製造成的預製件，以便將預製件成型成預定義形狀的容器，但當通過液體吹塑成型將此類預製件成型成容器時，並不知道可以按拉伸比將預製件拉伸到什麼程度來獲得更好的容器。

鑑於上述問題，本發明的目標是提供由聚丙烯製造成的預製件，利用該預製件可以通過液體吹塑成型來精確地成型出期望形狀的容器。另外，本發明的另一目標是提供由高密度聚乙烯製造成的預製件，利用該預製件可以通過液體吹塑成型來精確地成型出期望形狀的容器

解決問題的手段

本發明的用於液體吹塑成型的預製件是由聚丙烯形成為設置有開口部分和主體部分的底部封閉的圓柱體的用於液體吹塑成型的預製件，其中通過液體吹塑成型在軸向方向上以不小於2.25但不超過4.34的拉伸比進行拉伸並且在徑向方向上以不小於1.95但不超過5.00的拉伸比進行拉伸而將主體部分成型為容器。

優選的是，上述組成的本發明的用於液體吹塑成型的聚丙烯預製件在由液體吹塑成型時，主體部分的徑向方向上具有1.95或以上且小於2.48之間的拉伸比。

優選的是，上述組成的本發明的用於液體吹塑成型的聚丙烯預製件在由液體吹塑成型時，主體部分的徑向方向上具有超過3.70且小於5.00之間的拉伸比。

本發明的用於液體吹塑成型的預製件是由高密度聚乙烯成形為具有開口部分和主體部分的底部封閉的圓柱體的用於液體吹塑成型的預製件，其中通過液體吹塑成型在軸向方向上以不小於1.69但不超過2.50的拉伸比進行拉伸並且在徑向方向上以不小於2.26但不超過5.07的拉伸比進行拉伸而將主體部分成型成容器。

優選的是，上述組成的本發明的用於液體吹塑成型的高密度聚乙烯預製件在進行液體吹塑成型時，表面積拉伸比(psr)為10.3或以下。

本發明的效果

利用本發明，可以提供能夠通過液體吹塑成型來精確地成型出期望形狀的容器的聚丙烯預製件。

另外，利用本發明，可以提供能夠通過液體吹塑成型來精確地成型出期望形狀的容器的高密度聚乙烯預製件。

附圖說明

圖1是從側面觀察的作為本發明的一個實施方式的用於液體吹塑成型的預製件的半截面圖。

圖2是示出在通過液體吹塑成型將表1中的聚丙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

圖3是示出在通過空氣吹塑成型將表1中的聚丙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

圖4是示出在通過液體吹塑成型將表1中的高密度聚乙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

圖5是示出在通過空氣吹塑成型將表1中的高密度聚乙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

圖6是示出在通過液體吹塑成型將表2中的高密度聚乙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

具體實施方式

下文參考附圖詳細地描述本發明的實施方式。

作為圖1中示出的本發明的一個實施方式的用於液體吹塑成型的預製件1由聚丙烯(下文稱為「pp」)通過注射成型而成型成，並且形成為具有開口部分2和主體部分3的底部封閉的圓柱體。此預製件1不限於由pp的注射成型而形成，而可以通過經由例如壓縮成型和擠出吹塑成型將pp成型成預定形狀而成形。預製件1的開口部分2形成為圓柱形狀，並且外螺紋部分4整體設置在該開口部分的外部外圍表面上。主體部分3形成為具有在軸向方向上延伸的圓形截面的試管形狀，並且與開口部分2同軸且整體地設在開口部分2的下部。

此預製件1用於液體吹塑成型，而且隨著在液體吹塑成型中通過開口部分2將加壓液體供應到主體部分3，主體部分3在其軸向方向和徑向方向上拉伸並成型成預定形狀的容器。換言之，預製件1安裝在用於對主體部分3進行吹塑成型的模具的型腔(附圖中未示出)中，並且隨著通過開口部分2供應的加壓液體在軸向方向和徑向方向上拉伸主體部分3，所述預製件沿著模具的型腔的內表面成型成預定形狀的容器。

應注意，優選的是，用於液體吹塑成型中的供應到預製件1的液體是作為製成品最終填充到容器中的液體，諸如，飲料、化妝品、化學製品、清潔劑、沐浴皂等。由此，省略了將液體填充到成型的容器的填充過程，允許提高生產率。

在進行液體吹塑成型時，優選的是，由加熱器等將預製件1的主體部分3提前加熱到直至其呈現出拉伸效應的溫度。此外，在液體吹塑成型時，可以提供配置以使得拉伸杆可以通過開口部分2插入在主體部分3的內部，以有助於通過拉伸杆在軸向方向上拉伸主體部分3。應注意，在加熱預製件1時，有可能藉助考慮到生產率的方法來採用成型工藝，諸如，利用預製件1成型時的餘熱的方法，換言之，熱預成型法。

本發明的預製件1是使得通過液體吹塑成型在軸向方向上以不小於2.25但不超過4.34的拉伸比進行拉伸並且在徑向方向上以不小於1.95但不超過5.00的拉伸比進行拉伸而將主體部分3成型成預定形狀的容器。本發明的預製件1的主體部分3在徑向方向上的拉伸比的更有效範圍是介於1.95或以上與小於2.48之間的範圍，或者介於超過3.70與5.00或以下之間的範圍。

通過更改用於吹塑成型的模具的型腔的軸向尺寸和徑向尺寸(內徑)與預製件1的主體部分3的軸向尺寸和徑向尺寸(外徑)的各種比，或者通過更改預製件1的主體部分3的軸向尺寸和徑向尺寸(外徑)與用於吹塑成型的模具的型腔的軸向尺寸和徑向尺寸(內徑)的各種比，可以在液體吹塑成型中將預製件1在軸向方向和徑向方向上的拉伸比設置成上述範圍。

通過經由液體吹塑成型以所述拉伸比在軸向方向和徑向方向上對主體部分3進行拉伸，本發明的預製件1完全沿著模具的型腔的內表面，並且所述預製件精確地成型成擁有期望容量、高度等的期望形狀的容器，而不會在從模具中取出後(例如，1天後)使成型後的容器出現收縮，或者使容器在成型時破裂。

本發明的預製件可以由高密度聚乙烯(下文稱為「hdpe」)製成。同樣在這種情況下，採用與圖1中示出的pp預製件1的同樣方式，將預製件形成為具有開口部分和主體部分的底部封閉的圓柱體，並且通過液體吹塑成型而成型成容器。

此hdpe預製件是使得通過液體吹塑成型在軸向方向上以不小於1.69但不超過2.50的拉伸比進行拉伸並且在徑向方向上以不小於2.26但不超過5.07的拉伸比進行拉伸而將主體部分成型成預定義形狀的容器。此外，優選的是，表面積的拉伸比(psr)不超過10.3，所述psr是軸向方向上的拉伸比(asr)與徑向方向上的拉伸比(hsr)之積。此外，採用與pp預製件1同樣的方式，hdpe預製件完全沿著模具的型腔的內表面，以使得通過液體吹塑成型以所述拉伸比在軸向方向和徑向方向上對主體部分進行拉伸，並且所述hdpe預製件精確地成型成擁有期望容量、高度等的期望形狀的容器，而不會使成型後的容器收縮，或者使容器在成型時破裂。

應注意，同樣在hdpe預製件的液體吹塑成型中，通過更改用於吹塑成型的模具的型腔的軸向尺寸和徑向尺寸(內徑)與預製件的主體部分的軸向尺寸和徑向尺寸(外徑)的各種比，或者通過更改預製件的主體部分的軸向尺寸和徑向尺寸(外徑)與用於吹塑成型的模具的型腔的軸向尺寸和徑向尺寸(內徑)的各種比，有可能將軸向方向和徑向方向上的拉伸比設置成所述範圍。

例如，在液體吹塑成型中，hdpe預製件的主體部分在徑向方向上的拉伸比可以設置在介於不小於2.26與不超過4.50之間的範圍，或者不小於4.30與不超過5.07之間的範圍。

至於每個預製件(由pp形成的預製件和由hdpe形成的預製件)，為了檢查預製件的主體部分在軸向方向和徑向方向上的適當拉伸比，所述拉伸比對於這些預製件來說有可能通過液體吹塑成型而精確地成型成期望形狀的容器，由pp和hdpe各自形成主體部分形狀彼此不同的三種類型的預製件(編號1到3)，已經進行實驗以通過使用用於吹塑成型的七種類型的模具對這些預製件進行液體吹塑成型來調查軸向方向和徑向方向上的拉伸比對通過預製件的液體吹塑成型而獲得的容器的成型質量的影響，因為更改了軸向方向上的拉伸比(asr)和徑向方向上的拉伸比(hsr)，所述模具的型腔的軸向尺寸和徑向尺寸彼此不同。表1示出結果。應注意，作為比較，表1共同指示在相同條件下通過空氣吹塑成型將各預製件分別成型成容器的情況下，容器的成型質量的確定。

[表1]

在此實驗中，基於容器成型1天後的內容量的減少率(成型後的容器的收縮率)和容器的高度的減少率(隨時間推移的變化)來確定吹塑成型的容器的成型條件。應注意，在表1中，○指示良好成形性(相對於初始內容量的減少率在5％內，並且相對於初始容器高度的減少率在1％內)，並且×指示較差成形性。此外，在預製件在吹塑成型時破裂並且無法成型成容器的情況下，將成型質量確定為×。除了軸向方向上的拉伸比(asr)和徑向方向上的拉伸比(hsr)之外，表1將預製件的主體部分的表面積的拉伸率(psr)作為參考。

圖2是示出在通過液體吹塑成型將表1中的pp預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖，並且圖3是示出在通過空氣吹塑成型將表1中的pp預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

從表1和圖2中的實驗結果可以看出，當通過液體吹塑成型將pp預製件成型成預定形狀的容器時，可以通過設置軸向方向和徑向方向上的拉伸比通過液體吹塑成型而將預製件成型成具有良好成形性的容器，以便主體部分在軸向方向上的拉伸比將不小於2.25但不超過4.34，並且主體部分在徑向方向上的拉伸比將不小於1.95但不超過5.00。

相反，當通過空氣吹塑成型將pp預製件成型成預定形狀的容器時，與液體吹塑比較可以看出，只有較窄範圍內的拉伸比才能確保容器的成形性。換言之，可以看出，當通過液體吹塑成型將pp預製件成型成預定形狀的容器時，在主體部分在軸向方向上的拉伸比將不小於2.25但不超過4.34並且主體部分在徑向方向上的拉伸比將不小於1.95但將小於2.48以及主體部分在軸向方向上的拉伸比將不小於2.25但不超過4.34並且主體部分在徑向方向上的拉伸比將超過3.70但將不超過5.00的拉伸比範圍內，有可能成型出具有良好成形性的容器，所述範圍是空氣吹塑成型無法確保容器的成形性的範圍。

此外，根據表1，當通過空氣吹塑成型將pp預製件成型成預定義形狀的容器時，尤其是根本無法對1號預製件進行成型，但當通過液體吹塑成型將pp預製件成型成預定形狀的容器時，可以看出，必定能夠將預製件成型成具有良好成形性的容器，這是因為設置了預製件在軸向和徑向上的拉伸比，其中表面積的拉伸比(psr)將在9.27與16.76之間的範圍內。

圖4是示出在通過液體吹塑成型將表1中的高密度聚乙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖，以及圖5是示出在通過空氣吹塑成型將表1中的高密度聚乙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

從表1和圖4中的實驗結果可以看出，當通過液體吹塑成型將hdpe預製件成型成預定義形狀的容器時，可以通過設置軸向方向和徑向方向上的拉伸比以使得主體部分在軸向方向上的拉伸比將不小於1.69但不超過2.50，並且主體部分在徑向方向上的拉伸比將不小於2.26但不超過4.50而通過液體吹塑成型而將預製件成型成具有良好成形性的容器。

相反，當通過空氣吹塑成型將hdpe預製件成型成預定形狀的容器時，與液體吹塑的情況比較可以看出，只有在較窄範圍內的拉伸比才能確保容器的成形性，並且可以看出，可以確保成形性時的拉伸比的範圍完全不同於液體吹塑成型的情況下的範圍。換言之，可以看出，通過液體吹塑成型在拉伸比的範圍(甚至是空氣吹塑成型無法確保容器的成形性的範圍)內將hdpe預製件成型成預定形狀的容器，能夠實現具有良好成形性的容器成型。

此外，已經對hdpe預製件進行了實驗，以利用與表1的情況不同的十種不同類型的軸向拉伸比(asr)和徑向拉伸比(hsr)來調查軸向方向和徑向方向上的拉伸比對通過預製件的液體吹塑成型而獲得的容器的成型質量的影響。表2示出實驗結果。

[表2]

同樣在此實驗中，基於容器成型1天後的內容量的減少率(成型後的容器的收縮率)和容器的高度的減少率來判斷吹塑成型的容器的成型條件，其中○表示良好成形性，並且×表示較差成形性以及預製件破裂的情況。

圖6是示出在通過液體吹塑成型將表2中的高密度聚乙烯預製件成型成容器時的實驗結果的散布圖。

從表2和圖6中的實驗結果可以看出，當通過液體吹塑成型將hdpe預製件成型成預定形狀的容器時，可以通過設置軸向方向和徑向方向上的拉伸比以使得主體部分在軸向方向上的拉伸比將是2.22或以下，並且主體部分在徑向方向上的拉伸比將不小於4.18但不超過5.07來通過液體吹塑成型而將預製件成型成具有良好成形性的容器。

此外，在表2和圖6中，關於軸向方向上2.27的拉伸比且徑向方向上4.75的拉伸比以及軸向方向上2.27的拉伸比且徑向方向上4.86的拉伸比，儘管該範圍處於主體部分在軸向方向上的拉伸比(asr)不小於1.69但不超過2.50並且主體部分在徑向方向上的拉伸比(hsr)不小於2.26但不超過5.07的範圍內，但將不能獲得良好的成形性，因為表面積的拉伸比(psr)分別是10.78和11.03，超過了10.3。

此外，根據表1和圖4中示出的實驗結果，關於hdpe預製件，儘管當主體部分在軸向上的拉伸比不小於1.69但不超過2.50並且主體部分在徑向上的拉伸比是4.5或以上時，無法判斷預製件的成形性，但除了表1和圖4中的實驗結果之外，通過參考表2和圖6中的實驗結果，可以看出，當通過液體吹塑成型將hdpe預製件成型成預定形狀的容器時，可以通過設置軸向方向和徑向方向上的拉伸比以使得主體部分在軸向方向上的拉伸比將不小於1.69但不超過2.50，並且主體部分在徑向方向上的拉伸比將不小於2.26但不超過5.07而不是通過液體吹塑成型將預製件成型成具有良好成形性的容器。

毋庸置疑，本發明不限於上述實施方式，並且在不脫離本發明主旨的情況下，可以進行更改。

例如，預製件1不限於圖1中示出的形狀，在用於吹塑成型的模具的型腔的軸向尺寸與徑向尺寸之間的關係方面，只要通過液體吹塑成型在拉伸比的範圍內拉伸主體部分即可，例如，與圖1中示出的形狀相反，預製件可以是各種形狀，諸如，主體部分3的軸向尺寸與徑向尺寸的比例較小的形狀。此外，優選的是，預製件1成型之後的液體(也就是，內容液體)的溫度不超過75℃。

參考編號的描述

1預製件

2開口部分

3主體部分

4外螺紋部分