JP2001508719A - モールド内で製品を冷却する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 プラスチック製品（Ｐ）を形成する方法は、溶融プラスチックをモールド（３，４）の中に押し出す工程を備えている。上記モールドは、製品を成形する内側面を有するモールド壁部を備えている。本方法は、製品（Ｐ）をモールド（３，４）の中で成形した後に、モールド壁部（３）を貫通するガス入口（１１）を介してガスを製品（Ｐ）に導いて製品（Ｐ）及びモールド（３，４）の両方を冷却し、その後、ガス入口（１１）から離れた位置（１９）においてモールドからガスを排出する工程を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 モールド内で製品を冷却する方法及び装置発明の分野 本発明は、製品を成形する方法に関し、この方法は、製品がモールド（鋳型） の中にある間に製品を冷却し、それと同時にモールドを冷却する工程を含む。本 発明は特に、成形されたプラスチックパイプを形成するために使用される。発明の背景 プラスチックパイプは、一般的に、プラスチックをモールドのトンネルの中に 押し出すことによって形成される。パイプは、真空成形又はブロー成形のいずれ かによって形成される。パイプが成形された後に、そのようなパイプは一般的に 、モールドブロックを冷却することによって冷却される。パイプがモールドのト ンネルを下流側に移動し続けるにしたがって、パイプは収縮してモールドブロッ クとパイプとの間に空気ガスを発生させるので、冷却はより非効率的になる。従 って、パイプは、モールドのトンネルを下流側に移動し続けるにしたがって、モ ールドブロックから絶縁され、モールドブロックへ熱を与えることが困難になる 。発明の概要 本発明は、プラスチック製品を成形するための方法及び装置を提供し、これら 方法及び装置は、モールド及び製品の両方を冷却するための新規な手段を有して いる。本発明は、プラスチックパイプの成形に特に応用可能である。 本方法によれば、溶融プラスチックがモールドの中に押し出され、上記モール ドは、製品を成形する内側面を有している。製品が成形された後に、ガスが、モ ールドの内側面にある入口を介して製品の上に導かれ、上記ガスは、製品の外側 面及びモールドの両方を冷却する。上記ガスは次に、上記入口から離れた位置 にある出口を介してモールドから排出される。 丸いモールドトンネルの中で成形されるプラスチックパイプの場合には、上記 冷却ガスは、モールドトンネルの一方の側にあるモールドブロックの部分を介し て導入され、パイプの周囲で円周方向に移動する。 本発明の方法は、内部冷却と組み合わせて使用され、製品に対する冷却効果を 更に高めることができる。図面の簡単な説明 上述の事柄並びに本発明の他の利点及び特徴は、本発明の好ましい実施の形態 に基づいて詳細に説明される。 図面において、 図１は、本発明の好ましい実施の形態によるプラスチックパイプ成形装置の側 面図であり、 図２は、一対のモールドブロックの部分を図１の装置から下方に見た場合の上 方斜視図であり、 図３は、図１の装置のモールドトンネルを横断する断面図であって、本発明の 一つの好ましい実施の形態にしたがって形成されているパイプを示しており、 図３ａは、図１の装置のモールドトンネルを横断する断面図であって、本発明 の別の好ましい実施の形態にしたがってパイプがブロー成形されている状態を示 しており、 図４は、図１の装置のモールドトンネルを横断する断面図であって、初期のパ イプ冷却操作を示しており、 図５は、図１の装置のモールドトンネルを横断する断面図であって、最終的な パイプ冷却操作を示しており、 図６は、別の好ましい成形装置のモールドトンネルを横断する断面図である。 本発明の好ましい実施の形態に基づく詳細な説明 図１は、参照符号１でその全体が示されているパイプ成形装置を示している。 この装置においては、溶融プラスチックは、押出機２からこの押出機の下流側に あるモールドトンネルへ供給される。参照符号Ｐで示されるパイプは、モールド トンネルの下流側の端部から出てくる。 モールドトンネルは、モールドブロック部分３の上方トラック並びにモールド ブロック部分４の下方トラックによって形成される。モールドブロック部分は、 互いに係合して、参照符号５でその全体を示すモールドトンネルを画成する。 図２は、並置された一対のモールドブロック部分４をモールドブロック部分の 下方トラックから示している。図面から分かるように、上記モールドブロック部 分は、参照符号７でその全体を示す内側面を有しており、この内側面は、パイプ Ｐの外側形状を決定する。この特定の実施の形態においては、モールドブロック 部分の内側面は、交互に設けられる陸部（平坦部）及び溝部を有していて、パイ プのリブ付きの形状を画成する。 モールドブロック部分４は、パイプの真空成形を行うように特に成形されてお り、上記モールドブロック部分には、モールドブロックの面の各々のトラフ（凹 部）に形成された小さな真空スリット９が設けられている。パイプの真空成形を 行うために、上記真空スリットを介して吸引を生じ、この吸引により、溶融プラ スチックをモールドブロック部分の面に引き付ける。上記真空スリットは、各々 のモールドブロック部分の半円形の面の周囲で、間欠的なものとするか、あるい は、連続的なものとすることができる。図２は、各々のモールドブロック部分の 各トラフに設けられる２つのスリットを示しているが、各トラフに関して、一つ だけのスリット、あるいは、図示の２つのスリットよりも多くのスリットを設け ることができる。 モールドブロック部分の上方トラックに設けられたモールドブロック部分３は 、同一の構造を有している。 図３は、モールドトンネル５の上流側の領域で生ずる際のパイプの真空成形を 示している。この時点において、モールドブロックのキャリア２に共に取り付け られているモールドブロック部分３，４がモールドトンネルの中で互いに緊密に 閉じられていることは理解されよう。図３に示すようにモールドブロック部分の 外方に位置した真空源１１が、上方のモールドブロック部分の小さなスリット９ に直接的に連通しており、この直接的な連通は、離れた箇所１６，１７，１８に おいて通路１３，１４，１５をそれぞれ介して行われている。これらの通路は、 図示のように、上方のモールドブロック部分の壁部を直接的に貫通している。同 様の構成が下方のモールドブロック部分４に見られ、この構成においては、これ もモールドトンネルの外方にある真空源１９が、通路２１，２２，２３を介して 下方のモールドブロック部分の面に設けられた真空スリット９の開口に接続され ており、上記通路２１，２２，２３はそれぞれ、真空スリットに対する別個のア クセス領域２５，２６，２７を有している。 図３は、上方及び下方の両方の真空源を介して真空が付与された時に、プラス チックがパイプＰを成形するために組み合わされた２つのモールドブロック部分 の内側面に引き込まれる状態を示している。 図３ａは、同じモールドブロック部分３，４を用いているが、図３ａの矢印に よって示されるように、パイプの内部に付与された空気圧からパイプをブロー成 形することもできることを示している。上記空気圧は、溶融プラスチックをモー ルドブロックの面の上に外方へと押し出す。 パイプを成形する方法、すなわち、パイプの真空成形又はブロー成形に関係無 く、パイプは、モールドブロックの面の開口を用いて冷却され、この場合には、 モールドブロック部分を貫通する真空スリット９を用いて冷却される。パイプが 成形された後に、プラスチックが硬化してパイプの形状を保持し始めるモールド トンネルを下流側に移動し続ける際に、冷却ガスが、一方のモールドブロック部 分からモールドトンネルの中へ、そしてパイプ上に導入される。結局、上記冷却 ガスは、ガスがモールドトンネルに導入される箇所から離れた出口を介して、モ ールドトンネルの外部へ吸引される。 より詳細に言えば、図４の矢印で示すように、冷却ガスは上方のモールドブロ ック部分３へ導入される。パイプが真空成形される場合には、その真空は、モー ルドトンネルの上流側の領域に引き続き維持されると同時に、パイプが成形され てその形状を維持するに十分なだけ硬化した後に、上記トンネルのより下流側の 領域のモールドトンネルの中に入る冷却ガスの流れによって置換される。通路１ １は、この時点では冷却ガスのための通路になっている。上記冷却ガス（この冷 却ガスは、外部の周囲空気又は冷却装置を通過する空気を含む種々の形態とする ことができる）は、通路１３，１４，１５に沿って強制的に流され、この場合に は、上方のモールドブロック部分の真空スリット９を通過する。これらのスリッ トは、この時点においてはモールドトンネルへの入口となっていて、冷却ガスを パイプＰの外側面へ導く。 図５は、幾分かの初期冷却によってパイプがモールド部分の内側面から離れる 方向へ収縮して、パイプの外側面とモールドトンネルの内側面との間にギャップ Ｇを形成している状態を示している。これにより、冷却ガスは、ギャップＧの中 の矢印で示すようにパイプの周囲で円周方向に強制的に流されて、下方のモール ドブロック部分の真空スリットに到達する。上記下方のモールドブロック部分に おいては、上記ガスはその後、モールドトンネルの外方へ抜き出される。従って 、引き続き真空下にある上記下方のモールドブロック部分のスリットは、ここで は、 モールドトンネルからのガス出口になっている。 モールドトンネルの壁部から離れる方向へのパイプの幾分かの初期収縮を生じ させるためには、冷却ガスをモールドトンネルヘ導く必要はない。上記初期収縮 は、パイプの通常の冷却作用の結果として自然に生ずる。従って、上記冷却ガス は、依然として上記ギャップＧを生じさせる上記パイプの自然な収縮の後に導入 することができる。上記ギャップＧは、一方のモールドブロック部分からモール ドトンネルの中へそしてパイプの周囲へ冷却ガスを供給し、この冷却ガスを他方 のモールドブロック部分へ供給することができる。 上記冷却ガスは２つの利点を有している。第１の利点は、上記冷却ガスは、パ イプの迅速な冷却及び硬化を生じさせるということである。第２の利点は、上記 冷却ガスは、モールドブロックの温度を低下させて、パイプから熱を吸収すると いうモールドブロックの機能を増大させ、これにより、パイプを通常よりも迅速 に冷却し且つ硬化させることができるということである。 冷却空気であるのが好ましい冷却ガスの導入及び排出の両方を行うために真空 スリットを用いることの利点の一つは、真空スリットは、これら真空スリットが 連続的なものであろうとあるいは間欠的なものであろうと、モールドブロック部 分の本体を完全に貫通する、冷却空気用の通路を形成するということである。従 って、冷却空気は、モールドブロック部分の内側面の周囲をこれら内側面に沿っ て流れるだけではなく、更にモールドブロック部分の中へ侵入する作用も行う。 この作用は、モールドブロック部分を冷却する機能を実質的に向上させる。一方 、上記作用は、特に、モールドブロック部分が通常よりもかなり冷たい状態でそ れぞれの継ぎ目なしの環状経路に沿ってモールドトンネルの上流側の端部へ戻っ た後に、パイプを冷却するモールドブロックの機能を向上させる。上記上流側の 端部においては、上記モールドブロック部分は、プラスチックがモールドト ンネルの中へ押し出される際に、上記プラスチックに直接的に接触して、このプ ラスチックに極めて大きな冷却効果を与える。 図６は、若干異なった設計のモールドトンネルを示しており、このモールドト ンネルは、通路２３，２７がそれぞれ設けられた一対のモールドブロック部分２ １，２５を備えている。上記通路は、最初に、パイプＰの成形作業の間に真空経 路を提供し、その後、冷却ガスの入口通路及び出口通路として作用する。上記通 路は、モールドブロック部分の分離面に沿ってモールドトンネルの内部に入り、 そこで、モールドブロック部分の壁部に直接的に設けられる貫通孔ではなく、参 照符号２９で示すように合流する。 必要であれば、モールドトンネルの中のパイプのより迅速な冷却を行わせるた めに、パイプの外部冷却を行うと同時に、冷却プラグ又は均一な冷却ガスの如き 冷却媒体をパイプの内部に導入することができる。 本発明の他の実施の形態においては、モールドブロック部分の分離面に沿って （例えば、モールドブロックのスリットを介して）モールドトンネルの内側面に 冷却ガスが導入される。製品及びモールドブロックの両方の冷却を行った後に、 上記冷却ガスは、モールドトンネルの下流側の端部を介して排出される。この下 流側の端部は、図面の図１に関して上に説明したように、モールドトンネルから パイプを解放するために開放されている。 本発明の種々の好ましい実施の形態を上に詳細に説明したが、本発明の精神又 は添付の請求の範囲から逸脱することなく、そのような実施の形態に種々の変形 を加えることができることは、当業者には理解されよう。 本発明の独占的な使用権又は独占権が請求される本発明の実施の形態は、以下 の通り定義される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルプケ，ステファン，エー. カナダ国．エル３テー １エックス６ オ ンタリオ，トムヒル，ビンテージ レーン 32

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． プラスチック製品を形成するための装置であって、押出機と、製品を成 形する内側面を有するモールド壁部を具備していて、前記押出機から溶融プラス チックを受け取る、モールド領域と、前記モールド壁部を貫通するガス入口と、 該ガス入口から離れているガス出口とを備えており、前記ガス入口を介して前記 モールド領域にガスを導入して、前記製品及びモールド壁部の両方を冷却し、ま た、前記ガス出口を介して前記ガスを前記モールド領域から排出するように構成 されたこと、を特徴とするプラスチック製品形成装置。 ２． 押出機と、該押出機から溶融プラスチックを受け取ってパイプを成形す る、モールドトンネルとを備えるパイプ成形装置であって、前記モールドトンネ ルは、前記パイプを前記モールドトンネルから解放するための下流側の開放端を 備えており、前記モールドトンネルは、第１及び第２のモールドブロック部分に よって形成されており、これらモールドブロック部分は総て、前記パイプの形状 を画成する内側面を有しており、前記第１のモールドブロック部分は、該モール ドブロック部分の前記内側面を貫通する第１の壁部開口を有しており、更に、前 記第１のモールドブロック部分の前記第１の壁部開口を介して前記モールドトン ネルの中にガスを通過させて、前記パイプ並びに前記モールドブロック部分の前 記内側面の両方を冷却し、その後、前記第１の壁部開口から離れたガス出口手段 を介して前記モールドトンネルから前記ガスを排出する、ガス通過手段を備える こと、を特徴とするパイプ成形装置。 ３． 請求項２に記載のパイプ成形装置において、前記第２のモールドブロッ ク部分は、該第２のモールドブロック部分を貫通していて前記ガス出口手段を形 成する、第２の壁部開口を備えていること、を特徴とするパイプ成形装置。 ４． 請求項２に記載のパイプ成形装置において、前記モールドトンネルの前 記下流側の端部が前記ガス出口手段を形成するように構成されたこと、を特徴と するパイプ成形装置。 ５． 請求項３に記載のパイプ成形装置において、前記壁部開口は総て、真空 源に接続されており、該真空源は、前記パイプを冷却する前に、前記モールドト ンネルの上流側の領域の中でパイプを真空成形するように構成されたこと、を特 徴とするパイプ成形装置。 ６． 請求項２に記載のパイプ成形装置において、空気冷却装置を備えており 、該空気冷却装置は、前記ガスが前記モールドトンネルに入る前に、前記ガスを 冷却するように構成されたこと、を特徴とするパイプ成形装置。 ７． 請求項２に記載のパイプ成形装置において、前記パイプの内部に正のガ ス圧力を与えて、前記ガスのブロー成形を行う、圧力源を備えていること、を特 徴とするパイプ成形装置。 ８． プラスチック製品を形成する方法であって、製品を成形する内側面を有 するモールド壁部を具備するモールド領域の中に溶融プラスチックを押し出す工 程と、前記モールド壁部の前記内側面で製品を成形し、その後、前記モールド壁 部を貫通するガス入口手段並びに前記前記モールド壁部の前記内側面にある開口 にガスを通過させて、前記製品並びに前記モールド領域のモールド壁部を冷却す る工程と、前記ガス入口手段から離れたガス出口手段を介して前記モールド領域 からガスを排出する工程とを備えること、を特徴とするプラスチック製品の形成 方法。 ９． 請求項８に記載の方法において、前記モールド壁部の前記内側面の前記 モールドの壁部開口を貫通して前記ガス出口手段を設けること、を特徴とする方 法。 １０． 請求項６に記載の方法において、前記ガスを冷却装置から取り入れられ る空気であること、を特徴とする方法。 １１． 請求項６に記載の方法において、前記ガスは、前記モールド領域の外部 から取り入れられる周囲空気であること、を特徴とする方法。 １２． 請求項８に記載の方法において、前記モールド壁部の前記内側面から離 れる方向に前記製品が収縮して該製品と前記内側面との間にギャップを形成した 後に、前記ガスは前記モールド領域に流入し、前記ガスはまた、前記製品と前記 モールド壁部の前記内側面との間の前記ギャップに流入すること、を特徴とする 方法。 １３． 請求項８に記載の方法において、前記空気は、前記モールド壁部の前記 内側面から離れる方向に前記製品を収縮させて、該製品と前記内側面との間にギ ャップを形成し、前記ガスは、前記製品と前記モールド壁部の前記内側面との間 の前記ギャップに流入すること、を特徴とする方法。 １４． 請求項８に記載の方法において、前記ガスは、前記モールド領域の下流 側の開放端を介して排出されること、を特徴とする方法。 １５． パイプを形成する方法であって、トンネル壁部によって包囲された細長 いモールドトンネルの中に溶融プラスチックを押し出す工程と、前記モールドト ンネルの円形の内側面に対して前記パイプを成形する工程と、前記モールドトン ネルの一方の側から、前記トンネル壁部の第１の開口を介して、前記パイプ並び に前記モールドトンネルの前記内側面の両方の上に及びこれらの周囲にガスを流 して、前記パイプ及び前記内側面を冷却する工程と、その後、前記モールドトン ネルの他方の側にある前記トンネル壁部の第２の開口を介して前記モールドトン ネルから前記ガスを抜き出す工程とを備えること、を特徴とする方法。 １６． 請求項１５に記載の方法において、前記モールドトンネルは、該モール ドトンネルを介して移動する第１及び第２のモールドブロック部分を係合するこ とにより形成され、前記ガスは、前記モールドトンネルの前記一方の側にある前 記第１のモールドブロック部分を介して前記モールドトンネルの中に流入し、前 記モールドトンネルの前記他方の側にある前記第２のモールドブロック部分を介 して前記モールドトンネルから抜き出されること、を特徴とする方法。 １７． 請求項１５に記載の方法において、最初に、前記壁部開口の総てを真空 通路として用いて、前記モールドトンネルの上流側の第１の領域の中で前記パイ プを真空成形する工程と、その後、前記モールドトンネルへの空気入口として、 前記第１の壁部開口を用い、また、前記モールドトンネルの前記第１の領域の下 流側の第２の領域における前記モールドトンネルからの空気出口として、前記第 ２の壁部開口を用いること、を特徴とする方法。 １８． 請求項１５に記載の方法において、前記パイプは、前記モールドトンネ ルの中でブロー成形されること、を特徴とする方法。 １９． 請求項１５に記載の方法において、前記パイプが最初に冷却されて前記 壁部の内側面から離れる方向に収縮し、前記パイプと前記内側面との間にギャッ プを形成した後に、前記ガスは、前記モールドトンネルの中に流入し、その後、 前記パイプの周囲で円周方向に前記モールドトンネルの前記内側面に沿って前記 ギャップの中に流入すること、を特徴とする方法。 ２０． 請求項１５に記載の方法において、前記ガスは、前記モールドトンネル の前記内側面から離れる方向に前記パイプを収縮させて、該パイプと前記内側面 との間にギャップを形成し、前記ガスは、前記モールドトンネルの前記内側面の 上を前記パイプの周囲で円周方向に前記ギャップを通って流れること、を特徴と する方法。 ２１． 請求項１５に記載の方法において、前記パイプを該パイプの内側から冷 却する追加の工程を備えること、を特徴とする方法。 ２２． パイプを形成する方法であって、パイプの形状を画成する円形の内側面 と、モールドトンネルからパイプを解放する下流側の開放端とを有している、ト ンネル壁部によって包囲された細長いモールドトンネルの中に溶融プラスチック を押し出す工程と、前記モールドトンネルの前記内側面に対して前記パイプを成 形する工程と、前記トンネル壁部を貫通する空気開口に空気を通して、前記パイ プ並びに前記モールドトンネルの前記内側面の両方を冷却する工程と、前記モー ルドトンネルの前記下流側の端部を介して前記空気を排出する工程とを備えるこ と、を特徴とするパイプ形成方法。 ２３． パイプを形成する方法であって、パイプを成形する内側面を有するトン ネル壁部によって包囲される細長いモールドトンネルの中に溶融プラスチックを 押し出す工程と、前記モールドトンネルの上流側の第２の領域にある前記トンネ ル壁部の開口を介して前記モールドトンネルから空気を抜き出すことによって真 空を生成して、前記モールドトンネルの前記内側面の上に前記プラスチックを引 き込み、前記内側面に対して前記パイプを成形する工程と、前記モールドトンネ ルの前記第１の領域の下流側の第２の領域まで前記パイプを移動させる工程と、 前記壁部開口を介して前記モールドトンネルの中にガスを流入させ、前記モール ドトンネルの前記第２の領域において前記トンネル壁部及び前記パイプの両方を 冷却する工程とを備えること、を特徴とするパイプ形成方法。 ２４． 請求項２３に記載のパイプ形成方法において、前記モールドトンネルは 、下流側の開放端を有しており、前記ガスは、前記パイプ及び前記トンネル壁部 を冷却した後に、前記モールドトンネルの前記下流側の端部を介して排出される こと、を特徴とするパイプ形成方法。 ２５． パイプを形成する方法であって、パイプの形状を画成する内側面を有す ると共に、モールドトンネルの両側から互いに係合する、第１及び第２のモール ドブロック部分によって形成されたモールド壁部によって包囲された、細長いモ ールドトンネルの中に溶融プラスチックを押し出す工程と、前記モールドトンネ ルの上流側の第１の領域にある前記第１及び第２のモールドブロック部分の開口 を介して真空を生成して、前記プラスチックを前記モールドブロック部分の前記 内側面の上に引き込み、前記内側面に接した状態で前記パイプを成形する工程と 、前記モールドトンネルの前記第１の領域の下流側の第２の領域まで前記パイプ を移動させる工程と、前記パイプの周囲の前記第１のモールドブロック部分の前 記開口を介して前記モールドトンネルの中にガスを流入させて、前記第２のモー ルドブロック部分まで流す工程と、前記パイプが前記モールドトンネルの前記第 ２の領域にある間に、前記第２のモールドブロック部分の前記開口を介して前記 モールドトンネルからガスを抜き出し、これにより、前記モールドブロック部分 並びに前記モールドトンネルの中の前記パイプの両方を冷却する工程とを備える こと、を特徴とするパイプ形成方法。