中空吹塑成型技術專利分析

郝晨暉 王婷

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州 450002）

中空吹塑成型技術專利分析

郝晨暉 王婷

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州 450002）

本文主要針對中空吹塑成型技術專利進行分析，主要介紹了中空吹塑成型專利申請數(shù)量的分布趨勢，并結合中空吹塑的生產(chǎn)特征重點介紹了擠出吹塑和注塑吹塑的專利申請情況。針對擠出吹塑和注塑吹塑的發(fā)展脈絡進行了重點專利梳理，為我國的中空吹塑成型技術的發(fā)展提供一定的借鑒。

中空吹塑；擠出；注塑；重點專利

1 背景

中空吹塑（BLOW MOLDING,又稱為吹塑模塑）是制造空心塑料制品的成型方法。它借鑒于歷史悠久的玻璃容器吹制工藝，至20世紀30年代發(fā)展成為塑料吹塑技術。迄今已成為塑料的主要成型方法之一，并在吹塑模塑和成型機械的種類方面也有了很大的發(fā)展。

熱塑性樹脂經(jīng)擠出或注塑成型得到的管狀塑料型坯，趁熱（或加熱到軟化狀態(tài)）置于對開模中，閉模后立即在型坯內(nèi)通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內(nèi)壁上，經(jīng)冷卻脫模，即得到各種中空制品。

吹塑制品包括塑料瓶、容器及各種形狀的中空制品?，F(xiàn)已廣泛應用于化工、交通運輸、農(nóng)業(yè)、視頻、飲料、化妝品、藥品、洗滌制品、兒童玩具等領域中。中空容器的體積可到數(shù)千升，有的生產(chǎn)已采用了計算機控制。適用于吹塑的塑料有聚乙烯、聚氟乙烯、聚丙烯、聚酯等，所得中空容器廣泛用作工業(yè)包裝容器。

進入80年代中期，吹塑技術有長足發(fā)展，其制品應用領域已擴展到形狀復雜、功能獨特的辦公用品、家用電器、家具、文化娛樂用品及汽車工業(yè)零部件，如保險杠、汽油箱、燃料油管等，具有更高的技術含量和功能性，因此，又被稱為“工程吹塑”[1]。

2 中空吹塑成型專利申請概況

2.1 申請文件的國別分布

圖1為相關專利申請的國別分布圖，可以看出，CN、JP、US、EP四國是中空吹塑成型的主要申請國家。在中空吹塑成型領域，國外的專利占有較重的地位，我國（CN）的專利申請量約占到總申請量的13.19%，比重較小；日本（JP）的專利申請量最多，約為40.71%；其次是美國（US），為18.28%；歐洲（EP）的申請量基本在11.78%左右。以上數(shù)據(jù)表明，在中空吹塑成型領域，國內(nèi)的研究尚還處于起步階段，與國際上研發(fā)及保護的力度相比較弱。

2.2 申請趨勢分布

圖2是國內(nèi)外專利申請趨勢分布。由上圖可以看出，日本（JP）在中空吹塑成型方面的研究起步較早，在2000年以前已經(jīng)進行了大量的相關專利的申請，可見日本在該領域的研發(fā)實力；而美國（US）、歐洲（EP）都是在2000以前開始就有專利申請；在日本（JP）、美國（US）、歐洲（EP）等國家，中空吹塑成型從起步到2000年一直在不斷引起大家的關注，隨后發(fā)展腳步有所減緩；我國關于中空吹塑成型方面研究起步相對較晚，但是一直以很快的速度不斷發(fā)展著，尤其是到2005年之后，我國的專利申請量大幅增加，隨著中空吹塑成型技術的不斷成熟，已經(jīng)逐漸被市場所接受，同時也說明中空吹塑成型技術正在逐漸吸引社會的廣泛關注，吸引了越來越多的企業(yè)投入到該行業(yè)中，也吸引了許多的研究機構，并且有了大量的相關專利申請，也足見我國對此的重視程度。

圖1 中空吹塑成型專利申請國別分布圖

圖2 國內(nèi)外專利申請趨勢分布

3 中空吹塑成型重點技術分析

中空吹塑是借助氣體壓力使閉合在模具中的熱熔塑料型坯吹脹形成空心制品的工藝，根據(jù)型坯的生產(chǎn)特征分為兩種：

（1）擠出型坯：先擠出管狀型坯進入開啟的兩瓣模具之間，當型坯達到預定的長度后，閉合模具，切斷型坯，封閉型坯的上端及底部，同時向管坯中心或插入型坯壁的針頭通入壓縮空氣，吹脹型坯使其貼近模腔壁經(jīng)冷卻后開模脫出制品。

（2）注射型坯：是以注塑法在模具內(nèi)注塑成有底的型坯，然后開模將型坯移至吹塑模內(nèi)進行吹脹成型，冷卻后開模脫出制品。

3.1 擠出吹塑法

美國專利US2004115291A1公開了一種通過擠出吹塑成型制造以塑膠制成的中空體的裝置。所述裝置設有一擠出組件，其設有一沿所述裝置長度方向設置的擠出機以及與擠出機連接的擠出機頭，并安裝于外框；最少一吹塑成型站設有一吹塑成型臺，其最少設有一吹塑成型工具，吹塑成型工具于其遠離擠出模具的一邊設一?？?；吹塑成型工具能沿一橫向路徑來回移動，所述橫向路徑基本上垂直于由擠出機頭橫向側的末端位置延伸至擠出機頭下方的長度方向；這容許擠出模具及吹塑成型工具的模孔垂直地重迭；在軸向調(diào)節(jié)擠出機頭的高度期間，這種裝置定向準確，因而避免塑膠管材錯誤放置；其只需使用單一吹塑成型腔，故可提高生產(chǎn)過程的生產(chǎn)力；而且，亦可避免因橫向調(diào)節(jié)吹塑成型工具組而導致系統(tǒng)停工。

專利EP2155468A1公開了一種擠出吹塑成型機和一種用于制造塑料空心體的方法，具有至少一個擠出頭、至少兩個并排設置的寬縫噴嘴用以擠出多個帶狀的塑料預成型坯件、一個多件式的成型模具用以將兩個預成型坯件加工成一個基本上封閉的空心體以及一個用于操縱預成型坯件的裝置。該用于操縱預成型坯件的裝置包括至少兩個在一共同的支架上并排設置的夾具用以接納預成型坯件，其中各夾具彼此間的間距是能改變的。利用該布置結構可以以有利的方式和方法使各預成型坯件彼此間由操縱裝置承接之后的距離是可變的，從而模具尺寸和擠出頭的幾何狀況彼此間是解耦的。

中國專利CN1727170A公開了一種全自動塑料擠出吹瓶機，包括一擠出機，連接擠出機料筒的模頭，與擠出機出料模頭相配合的吹瓶機構，并有割料裝置所組成，其吹瓶機構是安裝在一個旋轉工作臺上，安裝在旋轉工作臺上的吹瓶機構至少是一組，吹瓶機構由機架、固定模板、活動模板和合模機構及往復移動的吹氣系統(tǒng)，機架的一側安裝固定模板，機架的另一側安裝合模機構，合模機構連接活動模板，活動模板與固定模板成單片鉗式旋轉開、合模；本方案將吹瓶機構安裝在旋轉工作臺上，使整機體積小，特別是兩模板呈單片又是鉗式開、合模，當旋轉工作臺帶動固定模板到擠出機模頭下面，使坯料正好進入模具中，工作效率高。

3.2 注塑吹塑法

日本專利JP2012144300A公開了一種合成樹脂制瓶體的成形方法，在上端部立起設置圓筒狀的口筒部，該口筒部作為產(chǎn)品的瓶體的口筒部，注塑成型具有比該瓶體大的高度尺寸的試管狀的預成型件，使該預成型件的除口筒部以外的部分的高度尺寸加熱收縮到比瓶體的除口筒部以外的部分的高度尺寸小的高度尺寸，將該加熱收縮后的預成型件置于吹塑模具上，并進行雙軸延伸吹塑成型；因此能夠創(chuàng)造出對預成型件的瓶身部的壁厚的上限所存在的限制進行充分補充的雙軸延伸吹塑成型方法，進而提供一種雙軸延伸吹塑成型瓶體，該瓶體為細口且為能夠使瓶身部充分鼓出的形狀。

美國專利US2008116620A1公開了一種注塑機中用于吹塑的方法和裝置和方法，其合并具有模腔的模型，設置在該模腔內(nèi)的模芯，以及可插入在該模芯和模腔之間的往復式套管；該裝置和方法包括在該芯和套管之間注入熔化的塑料以形成預成型物體，然后縮進該套管，并且通過使用經(jīng)由該模芯中的噴嘴提供的加壓流體的吹塑擴展該預成型物體，直到該物體擴展充滿該模腔；該裝置和方法進一步包括當套管縮進時對其熱調(diào)節(jié)，以便在該套管中產(chǎn)生溫度輪廓，然后將其應用于預成型物體，由此在最終吹塑步驟之前提供對該預成型物體的溫度輪廓更精密的控制。

中國專利CN204160751U公開了一種中空制品注射吹塑成型模具，它包括注射系統(tǒng)、型坯模具、吹塑模具、模架、脫模裝置、支管裝置、轉位裝置；型坯模具由上模板、方形銷、型坯型腔體、芯棒溫控介質(zhì)出入口和、下模板、充模噴嘴、支管架組成；所述型坯型腔體上設有方形銷、方形銷伸入到上模板開設的方形孔中；所述吹塑模具由吹塑模型腔體、吹塑模頸圈、模底鑲塊、芯棒、上模板、下模板構成；所述吹塑模頸圈分為相等的兩件，一件緊固在吹塑模型腔上，另一件緊固在吹塑模下方的吹塑模型腔體上，得到的制品厚度均勻，沖擊韌度、剛度、表面硬度以及透氣性能好。

4 結論

通過上述分析，可以得出以下結論：

（1）由于中空吹塑成型所生產(chǎn)的產(chǎn)品在各領域的廣泛應用，此類成型方式的研究已經(jīng)得到人們的廣泛重視，因此發(fā)展出了豐富的制備方法和裝置。

（2）就我國而言，雖然相關技術起步較晚，但是后續(xù)發(fā)展速度較快，高校和企業(yè)都對中空吹塑成型作了廣泛研究，且相當一部分已經(jīng)被授權保護。

（3）我們?nèi)孕枰陀^的對待中空吹塑成型技術，國際上對于中空吹塑成型技術的研究更加深入和廣泛，技術研究也更加成熟，在后續(xù)的相關研發(fā)過程中值得國內(nèi)相關行業(yè)、科研院所和機構相互借鑒。

［1］肖永清.吹塑成型工藝開發(fā)技術研究［J］.塑料包裝, 2014（6）:10-13.

Analysis on the Patent of Blow-Molding Technology

Hao ChenhuiWang Ting
(Patent Examination Cooperation Henan Center of the Patent Office,SIPO,Zhengzhou Henan 450002)

The patent of blow-molding is introduced in this paper,while this study chiefly analyzes on the distribu?tion trend of the amounts of the patent applicants,and also introduces the patent application of extrusion and injec?tion blow molding in combination with the production characteristics of blow-molding.The key patents are discussed in view of the development of extrusion and injection blow-molding,aiming at providing some suggestions to the de?velopment of domestic technique.

blow-molding;extrusion;injection;key patent

TQ320

A

1003-5168（2016）11-0056-03

2016-10-28

郝晨暉（1989-），女，碩士，審查員，研究方向：材料領域發(fā)明申請的實質(zhì)審查；王婷（1989-），女，碩士，審查員，研究方向：材料領域發(fā)明申請的實質(zhì)審查（等同于第一作者）。