JP2002509817A - プリフォームの成形後冷却方法および装置 - Google Patents

プリフォームの成形後冷却方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、結晶化を回避するためにプリフォームなどの成形製品を射出成形し、冷却するための改善された方法および装置に関する。本方法および装置は、金型から製品(48)を取り出すための引取板を利用する。この引取板は、成形製品またはプリフォーム(48)の外表面を冷却するための熱伝達装置と、制御された方法で成形製品またはプリフォーム(48)の内表面を冷却するシステム(74)とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の背景) 本発明は、プラスチック用樹脂などの単独または複数の材料で作られるプリフ
ォーム(予備成形品)などのプラスチック成形製品を成形および冷却するための
方法および装置に関する。特に、本発明は、PETプリフォームなどの成形製品
が冷却ステップを完了する前にモールドつまり金型から取り出される急速または
高速な射出成形プロセスに関する。これは、プリフォームが型から取り出されて
型領域の外に保持された後で、対流熱伝達により内部から冷却される新規の成形
後冷却プロセスおよび装置を利用する結果として可能になる。本発明は、さらに
、内部冷却と少なくとも部分的に同時に起こる対流または伝導熱伝達を通じて行
われる付加的な外部冷却も開示する。
【0002】 成形製品を適切に冷却することは、製品の品質に影響を与え、射出のサイクル
時間にも影響するので、射出成形プロセスの非常に重要な点である。冷却は、PE
Tプリフォームの射出成形などの、半結晶質ないし半晶質の樹脂が用いられる用 途においてはさらに重要になる。射出後、PET樹脂は、結晶質部分の形成を防
止し、またプリフォームが取り出される前に凝固できるようにするために、モー
ルドキャビティつまり型キャビティ空間内に十分な時間的期間の間だけ保持され
る。
【0003】 射出プロセスのサイクル時間を短くするために金型からプリフォームを急に取
り出すと、2つのことが起こりやすい。第1は、プリフォームが均一に冷却され
ない。多くの場合、金型ゲートに対向する底部分が結晶化する。射出プロセス中
にプリフォームの壁に蓄積する熱の量は、特にプリフォームのゲート領域におい
て高いままになり、成形後に結晶化を起こすことになる。ゲート領域は、この部
分における金型の冷却が充分に効率的に行われず、また金型のキャビティ空間に
おいて樹脂がホットランナ射出ノズルの熱いステムに接触したままになるので、
きわめて重要な部分となる。プリフォームのこの領域が一定の寸法と深さ以上に
結晶質のままであると、ブロー成形された製品の質が弱化してしまう。第2の問
題は、プリフォームが柔らかくなりすぎるために、次の処理ステップの間に変形
することがある点である。多くの場合において他の部分よりも壁が厚く、そのた
めにより多くの熱をためる頸仕上げ部分(neck finish portion)も、プリフォ ームの重要な領域である。この頸部は、結晶化させないように成形後に積極的な
冷却を行う必要がある。また、積極的な冷却を行うことで、頸部が更なる処理に
対応できるように強固になる。
【0004】 過去に、PET射出成形システムの冷却効率を高めるために多くの試みがなさ
れてきたが、成形プリフォームの品質を大幅に改善したり、サイクル時間を実質
的に短縮するには至っていない。この点に関して、Valylに付与された米国
特許第4,382,905号を参照する。この特許には、成形プリフォームを第
1冷却ステップのための第1の調質用金型(tempering mold)に移送し、次に第
2の調質用金型に移送して最終的な冷却ステップを実行する射出成形法が開示さ
れている。いずれの調質用金型も射出金型と同様であり、冷却プロセス中にプリ
フォームと接触する壁を冷却する内部手段を有する。Valylの’905号特
許は、成形領域からプリフォームを移送する手段上に位置する冷却装置や、成形
されたパリソン内の流体冷媒を循環させる追加の冷却装置を設けることが開示さ
れていない。
【0005】 Ballehacheに付与された米国特許第4,592,719号には、プ
リフォームを保持する真空吸着装置によって構成され、またプリフォームの外表
面の吸気(対流)冷却手段によって構成される第1可動装置により、射出コアか
ら成形プリフォームが取り出されるPETプリフォーム作製のための射出成形法
が開示されている。Bellehacheの第’719号特許では、プリフォー
ム内部を同様に吸気によってさらに冷却するために第2可動装置と共に第2冷却
装置が利用されている。本明細書の図22を参照されたい。Bellehach
eの第’719号特許は、周辺空気の吸入または吸収に関してはるかに高い冷却
効果を有するプリフォーム内部への冷風吹込は開示されておらず、またプリフォ
ーム壁に密接して位置する伝導熱伝達による冷却手段やプリフォームのドーム型
部分に向けられる空気吹込手段も開示されていない。Bellehacheの特
許には、冷却効率の低下,均一性の低下,冷却時間の延長,プリフォーム変形の
可能性増大などを含めて、いくつかの欠陥がある。
【0006】 米国特許第5,176,871号および第5,232,715号には、プリフ
ォームの冷却法および装置を示されている。成形プリフォームは、金型領域外の
射出成形コアにより保持される。金型コアは、成形プリフォームと接触しない冷
媒により冷却される。プリフォームよりも大きな冷却管がプリフォームの周囲に
配置されて、プリフォームの周囲に冷却空気を吹き込む。これらの特許に示され
る装置および方法の大きな問題点は、プリフォームが金型コア内に保持されるの
で、このためにサイクル時間が大幅に長くなることである。また、冷媒とプリフ
ォームとの直接的な接触による内部冷却は行われない。
【0007】 液体冷媒を利用するプリフォーム内部冷却法を開示する米国特許第5,114
,327号,第5,232,641号,第5,338,172号および第5,5
14,309号をさらに参照する。金型から取り出されたプリフォームがプリフ
ォームの外壁には接触せずに定位置にプリフォームを保持するための真空手段を
有するプリフォーム・キャリアに移送される。しかし、プリフォーム・キャリア
は、冷却装置を持たない。冷却コアが、キャリア内に保持されるプリフォーム内
部にさらに導入されて、冷却流体がプリフォーム内部に吹き込まれてプリフォー
ムを冷却する。冷媒は、プリフォームを保持する同じ真空手段によりプリフォー
ムを囲むチャンバからさらに取り出される。これらの特許には、冷たい空気がプ
リフォーム内部に吹き込まれ、また空気が冷却後自由にプリフォームから抜ける
、方法は開示されていない。これらの特許には、内部および外部から同時にプリ
フォームを冷却する方法や、冷却手段を有するプリフォーム・キャリアを開示さ
れていない。本明細書の図21を参照されたい。
【0008】 さらにプリフォーム冷却装置および方法を開示する日本国特許公報第7−17
1888号を参照する。プリフォームを冷却ステーションに移送するために成形
プリフォームのロボット・キャリアが用いられている。。ロボットには、水冷媒
を用いる伝導熱伝達によるプリフォーム壁の外部冷却が含まれる。冷却ステーシ
ョンは、プリフォームを保持する真空手段を備える回転ハンド部と伝導熱伝達に
よるプリフォーム壁の外部冷却とを有する第1可動移送ロボットによって構成さ
れる。成形プリフォームは、ロボット・キャリアからハンド部に移送される。ハ
ンド部は位置Aから、90度回転した位置Bまで移動されて、プリフォーム(外
面のみ冷却された)を冷却ツールに移送する。冷却ツールは、プリフォームを保
持する手段と、空気吹込によりプリフォーム内部を冷却する装置と、空気吹込ま
たは水冷によりプリフォームの外側を冷却する装置とを有する。採用される内部
冷却が本明細書の図19および図20に示される。この特許は、プリフォームが
金型から取り出されてキャリア・プレートに入れられる瞬間からできる限り早く
内部と外部の冷却を行う冷却方法を開示しない。また、可動ロボット・キャリア
により保持される間にプリフォームの内部と外部の冷却を同時に行う方法を開示
しない。従って、この冷却方法は充分な迅速性を持たず、金型の外側の結晶形成
を防止できない。
【0009】 図19および図20は、冷却装置がプリフォームの外側に位置して、冷風をプ
リフォーム内部に吹き込むために用いられる周知のプリフォーム内部冷却方法を
示す。空気ノズルがプリフォームの外側に位置するので、侵入する冷たい空気流
は外に出ようとする暖かい流れと必ず干渉を起こし、少なくとも部分的に混じり
合う。これによって、冷却効率が大幅に低下する。冷却装置がプリフォームと同
じ軸上にある場合、図19の方法はプリフォーム内に空気の循環がないので非効
率的になる。冷却装置を図20に示すように横方向に移動させると、内部の空気
循環は行われるが、プリフォームの一側が他側よりも良好に早く冷却されるので
依然として効率が悪くなる。冷媒は、非対称プロフィルを伴う準離散流プロフィ
ル(quasi-divergent flow profile)を有する。このプロフィルはきわめて非効
率的で、冷却流体/気体をスプルー・ゲートまたはドーム部分に向けて集中させ
ない。
【0010】 (発明の要約) 本発明の主な目的は、冷却効率が改善されたプリフォーム製造方法および装置
を提供することである。 本発明の別の目的は、品質の改善されたプリフォームを製造する上記の方法お
よび装置を提供することである。 本発明のさらに別の目的は、全体のサイクル時間を短縮する上記の方法および
装置を提供することである。 上記の目的は、本発明の装置および方法により達成される。
【0011】 一つの実施例において、本発明の革新的な成形および冷却法は、プリフォーム
が金型内部で完全に冷却される前に、すなわち、プリフォームがスプル・ゲート
部、頸仕上げ部またはプリフォーム全体を結晶化する可能性のある一定量の熱を
保持するうちに、プリフォームを金型から取り出すステップ;プリフォームを成
形領域の外側で保持するステップ;および対流熱伝達によりプリフォームを内部
冷却してこれらの領域で結晶化が起きないようにするステップを備える。
【0012】 別の実施例において、本発明の革新的な成形および冷却法は、プリフォームが
金型内部で完全に冷却される前に、すなわち、プリフォームがスプルー・ゲート
部,頸仕上げ部またはプリフォーム全体を結晶化する可能性のある一定量の熱を
まだ保持するうちに、プリフォームを金型から取り出すステップ;プリフォーム
を成形領域の外側で保持するステップ;対流熱伝達によりプリフォームを内部冷
却して上記領域のいずれにおいても結晶化が起きないようにするステップであっ
て、冷媒をプリフォームと直接接触するよう配置するステップ;および対流熱伝
達によりプリフォームを外部冷却して、上記領域のいずれにおいても結晶化が起
こらないようにするステップを備える。外部冷却ステップは、内部冷却ステップ
に関して、同時に、あるいは少なくとも部分的に同時に、あるいは逐次的に実行
することができる。
【0013】 さらに別の実施例において、本発明の革新的な成形冷却法は、プリフォームが
金型内部で完全に冷却される前に、すなわち、プリフォームがスプル・ゲート部
,頸仕上げ部またはプリフォーム全体を結晶化する可能性のある一定量の熱をま
だ保持するうちに、プリフォームを金型から取り出すステップ;プリフォームを
成形領域の外側で保持するステップ;対流熱伝達によりプリフォームを内部冷却
して上記領域のいずれにおいても結晶化が起きないようにするステップであって
、冷媒をプリフォームと直接接触するよう配置するステップ;および伝導熱伝達
によりプリフォームを外部冷却して、上記領域のいずれにおいても結晶化が起こ
らないようにするステップを備える。外部冷却ステップは、内部冷却ステップに
関して、同時に、あるいは少なくとも部分的に同時に、あるいは逐次的に実行す
ることができる。
【0014】 これらの実施例の各々において、プリフォームは金型から排出されて、例えば
可動の引取板などの、金型とは独立する手段により金型の外側で保持される。こ
の種の独立した保持手段は、1ロット(batch)分の成形プリフォームまたは数 ロット分のプリフォームを同時に保持することができる。独立手段が数ロットを
保持する場合、これらロットは異なる時刻に成形されたために温度が異なること
になる。本発明によれば、成形プリフォームは本発明の冷却方法を利用して内部
および外部から異なるシーケンスにおいて冷却される。本発明の各実施例におい
ては、内部冷却は冷却ピンなどの、少なくとも部分的にプリフォームの内部に入
り込んでその中に冷媒を循環させる手段を用いて実行される。冷却は、スプルー
・ゲート部および頸仕上げ部など他の部分よりも多くの冷却を必要とするプリフ
ォームの部分に向けることのできる冷媒の準対称流がプリフォーム内部に送られ
て優先的に実行される。本発明の好適な実施例において、冷媒は、プリフォーム
の底部またはドーム(dome)部に向けられて、冷媒の環状流を形成する。
【0015】 本発明の特定の実施例において、プリフォームの革新的な内部冷却は、いくつ
かの方法で行うことができる外部冷却により補足される。例えば、外部冷却は、
伝導(冷水)または対流(空気/気体)熱伝達のいずれかを利用して動作する冷
却手段を有する取出板(単独または複数位置)上で行うことができる。冷却手段
を持たずプリフォームがそのホルダと部分的にしか接触しない取出板(単独また
は複数位置)上でも行うことができる。このようにして、冷却気体/空気を、独
立した冷却装置により送り出してプリフォームの外表面に直接的に接触させるこ
とができる。
【0016】 さらに別の実施例において、プリフォームは、冷却手段を持たない取出板によ
って保持され、本発明の新規の冷却ピンによって内部からのみ冷却される。
【0017】 一つの実施例における本発明の革新的な冷却法は、プリフォームまたは成形製
品を金型から取り出すステップ、プリフォームまたは成形製品の外表面を冷却す
るシステムを有するロボット引取板(robot take-off-plate)内にプリフォーム
または成形製品を保持するステップ、その後にプリフォームまたは成形製品の内
部に冷却手段を係合させて、外表面と内表面とを同時に冷却するステップ、によ
って実行される。本発明によれば、追加の冷却ステップが導入され、それにより
プリフォームの温度は、プリフォーム内部の冷却気体を循環させることなどによ
る、対流による熱伝達を用いて下げられる。
【0018】 本発明による方法および装置は、前述のように、プリフォームの最も重要な部
分、すなわちスプル・ゲートが位置する底部またはドーム部、および頸部におけ
る結晶化を防ぐために有利に用いることができる。さらに、本発明の冷却方法お
よび装置を射出吹込成形機に統合ないし一体化して、結晶化を起こしていない冷
却されたプリフォームをさらに温度制御すると共に、ボトルに吹き込み成形する
構成としても良い。
【0019】 本発明の一つに特徴において、金型の外部での冷却を強化することで射出成形
されたプリフォームにおける結晶化を防止するための方法は、金型が開いた位置
つまり金型開位置では間隔をおいて位置して成形領域を規定する2つのモールド
ハーフ(半金型)またはプレートによって形成される金型内に溶融材料を注入す
るステップ;溶融材料が半金型によって形成される金型キャビティ空間にある間
において溶融材料をその結晶ガラス転移温度に実質的に近い温度まで冷却して成
形製品を形状的な変形を起こさずに金型の外部で機械的に処理できるようにする
ステップ;成形製品のキャリアが2つの半金型間で移動できる程度の距離だけ各
半金型を開くステップ;金型から成形製品を排出して可動キャリアに移送するス
テップ;成形製品が可動キャリア内にある間に成形製品を熱伝達伝導により冷却
して結晶化を軽減するステップであって、冷媒が吹き込まれた空気であるステッ
プ;および各成形製品に実質的に結晶化部分をなくせるまで(結晶化部分の発生
を回避できるまで)対流熱伝達によって成形製品を内部から冷却するステップ;
によって構成される。外部冷却のための対流熱伝達手段を備える可動キャリアを
用いて同じ方法を実現することもできる。
【0020】 本発明の一つの特徴において、結晶化を起こさない射出成形製品を形成するた
めの装置は、金型閉位置と金型開位置との間で移動できる2つの半金型を有する
金型を有し;半金型が金型閉位置にある間に金型内に溶融材料を注入する手段を
有し;成形製品が形状的変形を起こさずに金型の外部で機械的に処理できるよう
に各半金型によって形成されるキャビティ空間内で溶融材料の結晶ガラス転移温
度に実質的に近い温度まで溶融材料を冷却する手段を有し;成形製品のキャリア
が2つの半金型間で移動できる程度の距離だけ金型を開く手段を有し;金型から
成形製品を排出する手段を有し;成形製品を可動キャリアに移送する手段を有し
;前記キャリアはプリフォームを保持すると共に熱伝達伝導により成形製品を冷
却して結晶化を軽減する手段を有し;および各成形製品が、好ましくは製品全体
に、実質的に結晶化部分が特に金型のゲート領域においてなくなるまで対流熱伝
達によって成形製品をさらに内部冷却する手段を有して構成される。外部冷却の
ための対流熱伝達手段を備える可動キャリアを用いて同じ方法を実現することも
できる。
【0021】 本明細書で用いる「引取板(take-off plate)」,「取出板(take-out plate
)」および「アーム・ツール端部(end of arm tool)」は交換ないし置き換え 可能に用いられ、同じ構造を指す。
【0022】 本発明の方法および装置のその他の詳細事項ならびにそれに付随するその他の
目的および利点は、以下の詳細な説明と添付の図面とに明記される。図面におい
て、同様の参照番号は同様の要素を示す。
【0023】 (発明の詳細な説明) 図面を参照して、図1は射出ステップ中およびその後におけるプリフォームの
温度の時間に対する進展を示すグラフである。図2は、プリフォームが金型内に
あるときの概略図である。同図からわかるように、金型内での冷却は、金型キャ
ビティ16内に位置する冷却管12、14および金型コア部分18にそれぞれ通
常は影響を受ける。この結果、冷却はプリフォーム11の両側から行われる。さ
らに、図2に示されるように、金型キャビティプレート16は、通常、プリフォ
ーム11の底部またはドーム部22が形成されるゲート領域20を有する。プリ
フォームは、結晶化を防ぐために冷却することが困難である厚い壁を有する頸仕
上げ部分13をしばしば有している。
【0024】 図3(a)および図3(b)は、冷却中における成形プリフォーム(成形され
たプリフォーム)の壁の両端の温度勾配を示す。図3(a)は、金型の内側の温
度勾配を示し、図3(b)は金型の外側の温度勾配を示す。図3(c)は、プリ
フォーム壁に沿う温度プロフィルを示す。温度がスパイク部分は、プリフォーム
のドームまたはスプルー・ゲート分内の温度を表す。
【0025】 図4を参照して、金型キャビティ34のアレイを有する固定半金型またはプレ
ート32と、金型コア38のアレイを有する可動半金型またはプレート36とを
備える射出成形金型が設けられる。金型キャビティ板32は、射出成形装置の射
出ユニット(図示せず)から溶融材料を受け取るマニホールド板(図示せず)と
流体連通する。金型キャビティ34は、例えばバルブ・ゲート・ノズル(図示せ
ず)などのホット・ランナ・ノズル(図示せず)から金型キャビティ・ゲート4
0を介して溶融材料を受け取る。金型キャビティはそれぞれ、金型プレート32
、36が金型閉位置にあるときに、金型コア38と金型キャビティ34とによっ
て形成されるキャビティ空間内で溶融材料を冷却する冷却手段42によって囲ま
れる。冷却手段42は、好ましくは、冷却流体を伝える金型板32内に埋め込ま
れる冷却路によって形成される。前述の如く、金型コア38と金型キャビティ3
4とは、金型閉位置において、複数の金型キャビティ空間(図示せず)を形成し
、この空間は射出ステップ中に金型ゲート40を通じて溶融材料によって充填さ
れる。金型コア38は、キャビティ空間内の溶融材料を冷却する手段44も備え
ている。冷却手段44は、好ましくは、各金型コア内の冷却管によって構成され
る。金型コア板36は、金型コア38から成形プリフォーム48を取り出すため
に用いられるイジェクタ板46をさらに備えている。イジェクタ板46の動作は
従来技術では周知であり、本発明の部分を構成することはない。実際には、イジ
ェクタ板46は当技術で周知の適切なイジェクタ板によって構成される。
【0026】 本発明によれば、任意の溶融プラスチック、金属またはセラミック材料を金型
キャビティ空間内に注入すると共に、図4の金型システムを用いて所望の製品に
冷却することができる。本発明の好適な実施例においては、溶融材料はPETで
あり、成形製品はプリフォームである。しかし、本発明によれば、成形製品は、
例えばバージンPET、リサイクルPETと、例えばEVOHはどの適切な遮断
材などの2つ以上の材料からなるプリフォームとすることもできる。
【0027】 当技術で周知の如く、プリフォームは、金型を閉じ、キャビティ空間内に溶融
材料を注入し、キャビティ空間の冷却を開始し、キャビティ空間を充填し、溶融
材料を圧力下で保持し、最終的な金型内冷却を実行し、金型を開き、凝固した製
品またはプリフォームをコアから排出して、製品またはプリフォームを引取板に
移送することによって成形される。本発明によれば、全体のサイクル時間を短く
するためには、金型内にプリフォームが滞在する時間を最小限にして、金型がで
きるだけ早くプリフォームのロットないしバッチを生産できるようにしなければ
ならない。金型内の滞在時間を短くする場合の問題点は、成形製品またはプリフ
ォームが変形を起こさずにその後の処理ステップのすべてに耐えることができる
程度に強固にしながら、冷却時間を短縮しなければならないことである。冷却時
間を短縮することは、製品またはプリフォームが冷却手段42、44によって充
分にまた均一に冷却されないことから、問題のある選択肢である。短縮された時
間の間、金型内で冷却された後、また金型から開放直後に製品またはプリフォー
ムに維持される熱の量はきわめて重要であり、成形製品またはプリフォームの厚
みに依存する。この内部熱は、成形製品またはプリフォームのスプルー・ゲート
領域またはドーム部分や、成形製品またはプリフォームの頸仕上げ部分またはプ
リフォーム全体に結晶化部分を起こす可能性がある。成形製品またはプリフォー
ムの結晶化を防ぐためには、きわめて積極的な冷却法を用いねばならない。冷却
中は、最終的な寸法に悪影響を与えることがある成形製品の収縮を制御するよう
注意を払わう必要がある。
【0028】 図5は、本発明の冷却法に用いることのできるロボット引取板60の1つの実
施例を示す。引取板60は、複数の中空ホルダまたはレセプタクル62を備え、
これらは水冷管とすることができる。引取板60として用いることのできる典型
的な引取板は、Gessnerなどに付与された米国特許第5,447,426
号およびDelfer、IIIに付与された米国再発行特許第RE33,237
号に示される。これらの特許はいずれも参考文献として本明細書に含まれる。動
作中は、複数のホルダ62の口部が金型板36の金型コア38と整合される。成
形製品48のホルダ62への移送は、イジェクタ板46の動作によって行われる
。本発明によれば、引取板60には、金型コア38と同数または金型コアの数の
倍数、例えば金型コアの3倍または4倍の数のホルダ62を設けることができる
。コア38の数よりも多いホルダ62を備えることによって、1回の成形サイク
ルよりも長い間、一部の成形製品を保持することが可能になり、それによって成
形製品の高出力を保ちながら冷却時間を長くすることができる。本発明の方法は
、ホルダ62が保持する成形製品の相対的な数に関わらず実行可能である。しか
し、本発明の好適な実施例においては、ロボット引取板60は、コア38の数の
3倍の数のホルダ62を有する。これは、引取板60が、ホルダ62と同数のプ
リフォームまたは成形製品を常に運んでいるわけではないことを意味する。また
、1ロットないしバッチのプリフォームを金型コアとキャビティ板との間で金型
領域内に2回以上戻して、他のバッチないしロットの成形製品を運ぶことができ
ることを示す。この場合、成形製品は、水などの冷却液を伝える引取板内の中空
管64と上記の米国特許第5,447,426号により詳細に示されるプリフォ
ームの外壁と間の密接な接触により冷却しつつ運ばれる。管64と離型された熱
い成形製品との間の熱伝達は、伝導により行われる。さらに詳しくは、冷却手段
を備える固体材料を用いることができ、これが成形製品の外壁と密接に接触して
成形製品を冷却する。成形製品またはプリフォームと冷却手段との間の密接な接
触を通じて実現される伝導による熱伝達に基づく冷却システムを利用することに
より、処理によって起こる変形または擦り傷を起こさずに製品またはプリフォー
ムの形状が維持される。
【0029】 必要ならば、引取板に用いられる伝導式の冷却手段64を対流式の熱伝達手段
と置き換えることもできる。当技術で周知の任意の適切な対流式の熱伝達手段を
引取板60と共に用いて、引取板60が運ぶ成形製品またはプリフォームの外表
面を冷却することもできる。
【0030】 次に図6(a)および図6(b)を参照して、追加ないし付加的な冷却装置7
0がロボット引取板60と共に使用されており、これにより、対流熱伝達により
成形製品またはプリフォームの内表面と外表面とを同時に冷却することを可能に
することで、成形後冷却効率を高め、それによってサイクル時間を短縮し、プリ
フォームの品質を改善している。追加の冷却装置70は、細長い冷却ピン74の
アレイを備え、この役割は、引取板60によって保持される成形製品内部の冷却
流体を送り出すことである。本発明の好適な実施例においては、冷却流体は、大
部分が成形製品またはプリフォームのドーム(スプルー・ゲート)部22に向か
い、直接的に送られる。この部分は、金型内の冷却時間が短くなるために結晶化
する機会が最も大きくなる。冷却流体が導入されて環状流のパターンが形成され
る。本発明により、冷却流体は、例えば液体または気体などの適切な冷媒とする
ことができる。本発明の好適な実施例においては、冷却流体は冷却ピン74内部
に位置する通路90を通じて配される加圧空気である。本発明のこの点について
は、図9(a)に、より詳細に示す。
【0031】 図9(a)は、冷却されるプリフォームまたは成形製品48内に置かれる、本
発明による冷却ピン74を示す。冷却剤の最適な流れを生成するために、冷却ピ
ン74はプリフォーム48内部に深く導入され、冷媒がドームまたはスプルー・
ゲート部22に到達することができるようにする。それ他、冷却ピン74は、更
なる冷却コアとして働く。冷却ピン74は、他の冷却流パターンよりも高い冷却
能力を持つ環状流パターンを形成することに役立つ。また、この新規な冷却ピン
74を用いることによって、侵入する吹込冷風と外に出る温風とが完璧に分離さ
れて、これら2つが混じり合うことを防ぐ。
【0032】 図9(a)に示したように、冷却ピン74はプリフォームまたは成形製品内の
中心に置かれ、好ましくは、冷却ピン74の中心軸220がプリフォームの中心
軸222と整合するようにされる。同図からわかるように、上部領域UPにおけ
る冷却ピン74の外壁224は、距離Dだけプリフォームの内壁226から隔て
られている。さらに、冷却ピン74の出口ノズル92は、距離dだけドーム部2
2の内壁228から隔てられている。冷却流体の望ましい環状流パターンを形成
するためには、d:Dの比が約1:1ないし10:1の範囲であることが好まし
い。また、冷却ピンの出口ノズル92は拡散型ノズル構造によって形成されるこ
とがきわめて望ましい。出口92に関して拡散型ノズルを利用することが好まし
いが、直壁ノズル構造から出口92を形成することも可能である。
【0033】 冷却ピン74はプリフォーム内部に深く入り込み、冷却コアのようにも機能す
るので、プリフォームから自由に抜けて外に出ようとする温かい空気つまり温風
のパターンが環状の形態になる。
【0034】 冷却ピンの好ましい構造を図9(a)に図示したが、図8(a)から図8(g
)、図17および図18に示したように、冷却ピン74は様々な冷却効果をあげ
るために、種々の寸法と形状とを有することができる。例えば、図8(a)に示
すように、冷却ピンの下側部分LPは、ピンの上側部分UPの直径D1 とは異な
る直径D2 を有することができる。図8(a)ないし8(c)に示すように、
ピンの上側部分UPが異なる形状を有することもある。図8(d)を参照して、冷
却ピン74は冷却流体を、結晶化が起こる可能性のある成形製品の側壁上に放出
する側面出口82を有することができる。図8(e)に示すように、冷却ピン7
4は、特殊な冷却効果を得るための螺旋形の溝84を有することもできる。同様
に、図8(f)および図8(g)に示したように、冷却ピン74はその周囲に複
数のリブ86あるいは複数の接触要素88を有することもできる。
【0035】 図18(a)および図18(b)に、頸仕上げ部分または本体部分などのドー
ム部22以外のプリフォームの領域上に冷媒を送り込むための複数の放射状ない
し放射形の導管230を有する冷却ピン74を示した。放射状の導管230は、
冷却ピンの長さに沿って間隔を置いて配置されて、プリフォーム48の特定の領
域に向けて冷媒を送る。
【0036】 冷却ピン74は、適切な熱伝導性あるいは断熱性を有する任意の材料から作る
ことができる。必要ならば、図17に示すように冷却ピン74を多孔性材料23
2から作り、追加の冷媒がドームまたはスプルー・ゲート部分22以外のプリフ
ォームの領域上にきわめて均一に拡散することもできる。
【0037】 本発明の好適な実施例において、冷却ピン74は、成形製品48のスプルー・
ゲートまたはドーム部分22に最大の冷却が集中して、冷却流体を強力に集中さ
せてこの領域を冷却することを目的として設計される。これにより、スプルー・
ゲートまたはドーム部分22に結晶化領域がないプリフォームなどの成形製品を
形成できる。
【0038】 本発明の装置に使用できる冷風吹込システムを備えた代替のピン構造を、図9
(b)に示した。同図に示したように、ピン74は成形製品48好ましくは成形
製品のドームまたはスプルー・ゲート部22の内表面に冷たい空気つまり冷風を
向ける出口92を備えた冷風吹出通路90を有している。通路90は、入口94
を介して冷風源(図示せず)と連通している。冷却ピン74には、さらに、成形
製品48の内部から冷風を除去する真空通路96が設けられている。真空通路9
6は、任意の所望の真空源(図示せず)に接続されている。図9(b)に示した
ように、冷却ピン74は、ピンの自己整合に用いられるスライディング・パッド
100と、ナット102などの締め付け手段とによって、フレーム98の部分上
に載置される。ナット102は、雄ネジ部分(図示せず)を有する要素104に
固定できる。
【0039】 図6および図7を参照して、冷却ピン74のアレイが、アルミニウムなど軽量
の材料で作ることのできる冷却フレーム98上に載置されている。本発明によれ
ば、冷却フレーム98は、垂直位置または水平位置のいずれにおいても動作する
ことができる。いずれの場合でも、フレーム98は、引取板60がその最終的な
金型外の位置に到達すると、引取板60に向かって移動することができる。当技
術で周知の任意の手段を用いて、フレーム98を移動させ、高速でそれを進めて
、冷却ピン74を成形製品内に直ちに導入できるようにする。本発明の好適な実
施例において、フレーム98は、油圧シリンダ110を用いて移動される。本発
明によれば、冷却ピン74の数は引取板60内のレセプタクルの数と同数でも、
それよりも少なくてもよい。本発明によれば、引取板60には、成形製品または
プリフォーム48をレセプタクル62内に保持する吸引手段(図示せず)などの
手段と、引取板からプリフォームを排出する手段とが備えられる。保持手段と排
出手段は、本明細書に参考文献として含まれる上記の米国特許第5,447,4
26号に開示されるものでもよい。図6(c)および図6(d)に示したように
、冷却フレーム98には、複数の空間112が設けられている。この空間112
によって、引取板60から排出され、最終的に冷却された成形製品またはプリフ
ォームがコンベヤ114上に落とされて、システムから運び出される。本発明の
好適な実施例においては、完全に冷却されたプリフォーム48は、引取板60か
ら排出されるべきプリフォームを保持するレセプタクル62に対して冷却ピン7
4を横に移動させることで、空間112を通じてコンベヤ114上に落とされる
。これは、冷却フレームが水平位置にある場合である。冷却フレームが垂直位置
にある場合は、引取板により落とされるプリフォームに干渉しない。
【0040】 図7(a)および図7(b)を参照して、第1アレイの冷却ピン74を例示し
た。図7(b)に示したように、冷却ピン74はそれぞれ、通路122を介して
冷却空気源(図示せず)と連通する冷却空気通路90を有している。通路122
には、複数のエア・バルブ124が組み込まれており、これらのバルブを冷却空
気の流れを調整するために用いることができる。このようにして、可変量の冷却
空気を冷却ピン74に供給できる。
【0041】 次に図7(c)を参照して、各冷却ピン74に、単純な通路126を介して冷
却流体源(図示せず)からの空気を直接的に供給することも可能である。さらに
、図7(d)に示したように、所望の場合は、通路126を、可撓性導管128
を介して冷却ピンの各々内で流体導管120に接続することもできる。
【0042】 本発明の一実施例において、冷却ピン74は、数ステップにおいて引取板60
により保持されているプリフォームに入り、また各ステップにおいて、異なる時
刻に成形されるプリフォームは異なる温度にある。冷却ステップ全体を最適化し
、冷媒の無駄を省くために、冷却の第1ステップの間は、プリフォームはきわめ
て熱いので、最大量の冷却空気がピンにより送り込まれる。第2ステップ以降で
は、第1成形プリフォームに係合するピンにより向けられる冷却空気の量は、実
質的に、新たに成形された、より熱いプリフォームに向けられる量よりも実質的
に少ない。冷却プロセスをさらに最適化するために、熱電対などの既知の適切な
温度センサの任意のものを用いて、プリフォームの冷却の前後に温度を測定して
、冷却速度の調整を成形サイクルを中断することなく実行できるようにする。好
適な実施例において、ある冷却制御手段(図示せず)に接続される熱電対(図示
せず)は、引取板60内で各プリフォームに隣接して配置される。各プリフォー
ムの温度を監視することで、すべての冷却ピン74または一部の冷却ピン74に
送られる冷却空気の量に対してある程度の調整を行うことができる。これにより
、引取板におかれた導電冷却手段の冷却の非効率性または不均一性も補正される
【0043】 図10(a)および図10(b)を参照して、図10(a)は従来技術による
システムにより成形されるプリフォーム48を断面図に示す。この図に示される
ように、プリフォーム48はドーム部分22および頸部13を含む4つの異なる
部分に結晶性領域を有する。一方、図10(b)は本発明のシステムを用いて製
造されたプリフォーム48を断面図に示す。図示されるように、結晶性領域はな
い。
【0044】 本発明の別の実施例を図11(a)から図11(l)に示した。これらの図に
おいて、引取板60’は成形サイクル全体を通じて常に垂直位置に維持される。
これにより、複雑なモータがなくすことができて、より軽量で、半金型または金
型板32、36の間に形成される成形空間の内外に移動することを早くできる。
このシステムで利用される冷却フレーム98’は、追加の機能と追加の動きとを
有する。まず第1に、ピン74’は吹込空気を用いて成形製品またはプリフォー
ムを冷却し、吸着空気を用いて成形製品またはプリフォームを引取板60’から
取り出す。プリフォームは、真空によりピン74’上に保持され、戻り動作中に
引取板60’内で管62’から離される。冷却フレーム98’は、引取板60’
に近づきそこから戻る動きを行い、さらに垂直位置からコンベヤ114’に平行
な水平位置まで移動する回転を行って、真空を停止することによりプリフォーム
をピン74’から排出できる。本発明によれば、当技術で周知の任意の適切な手
段を用いて、ピン74’と共に冷却フレーム98’を回転させることができる。
図11(a)ないし図11(l)に示される本発明の好適な実施例によれば、静
止カム130をきわめて簡略な手段として用いて、フレームの移行を回転に変換
して、冷却フレームが保持するプリフォームをコンベヤ114’上に落とすこと
ができる。図11(h)に示すように、冷却ピン74’は真空によりプリフォー
ムに係合して、それらを引取板60’から離すことができる。次に、プリフォー
ムがピン74’からコンベヤ上に落とされる。
【0045】 本発明の革新的な冷却装置の動作は、図6(a)ないし図6(d)から理解す
ることができる。製品またはプリフォームの変形を防ぐ凝固状態に製品またはプ
リフォームが達する点まで短縮される金型内冷却プロセスの後で、金型が開放な
いし開かれ、引取板60が金型コア板60と金型キャビティ板32との間の成形
領域内に移動される。金型コアと金型キャビティ板との間の相対的移動は、当技
術で周知の任意の適切な手段(図示せず)を用いて当技術で周知の方法で実行さ
れる。引取板60が金型外位置に到達すると、冷却ピン74は成形製品と係合し
て、特に各製品またはプリフォームのドーム領域22において冷却する。
【0046】 引取板60はホルダ62内でプリフォームの外表面を伝導冷却する水冷手段と
して説明されるが、プリフォームが引取板内に最初に置かれるときに外表面の冷
却を開始したくない場合もあろう。このためには、引取板内の冷却を制御して、
プリフォームの内部冷却が開始されるか、あるいは完了するまで冷却を開始しな
いようにする手段を設けることもある。例えば、適切なバルブ手段(図示せず)
を引取板に組み込んで、所望の時点まで冷却流体の流れを妨げることができる。
この方法で、プリフォームの内部および外部の冷却を同時に、あるいは少なくと
も部分的に同時に、あるいは逐次的に実施することができる。
【0047】 図16に、冷却手段を持たない引取板60”を用いて成形領域から成形プリフ
ォームを取り出す別の実施例を示す。引取板60”は、1バッチ分または複数バ
ッチ分のプリフォームのいずれかに対応するのに充分な数のプリフォーム・ホル
ダ62”を有する。プリフォームは、真空手段(図示せず)によって保持され、
この真空手段が開口部240を介してプリフォーム48のスプルー・ゲートまた
はドーム部分22に吸着する。プリフォームは、プリフォームを冷却気体/空気
を用いて直接的に冷却できる所望の構造を有することができるホルダ62”によ
って保持される。ホルダ62”は、プリフォームを保持するに充分な強度を持つ
ことが好ましく、穿孔部または他の開口部242,244を有しており、この部
分ではホルダはプリフォームと直接的な接触をしない。プリフォームの外表面を
部分的にしか覆わないこの種のホルダを備えることによって、プリフォームを外
表面で冷却して、なおかつ冷却ピン74によって内部からさらに冷却することが
できる。この場合、冷却ステップは、プリフォームを金型から引取板60”に移
送するステップと、引取板60”を成形領域の外側に移動して成形領域に隣接す
る冷却領域に移動するステップとによって構成される。冷却領域において、プリ
フォーム48は、フレーム98と、少なくとも部分的にプリフォーム内部に入り
込む冷却ピン74とを用いて内部から冷却される。同時に、引取板60”に保持
されるプリフォーム48は、その外表面を、プリフォーム・ホルダに冷媒流体を
吹き付ける別の冷却ステーション250によって対流冷却される。図16に示す
ように、追加の冷却ステーション250は、プリフォームの外表面に冷媒を吹き
付ける複数のノズル252,254,256を有する。ノズル252,254,
256は、引取板60”の窓部258を通じて、プリフォームの外表面に対して
、プリフォーム・ホルダ内の窓部または開口部242,244を介して冷却流体
を吹き付ける。ノズル252,254,256は、プリフォーム・ホルダ62”
内の開口部242,244を通じて、プリフォームの外表面に冷却流体を吹き付
ける。追加の冷却ステーション250は、2つのプリフォームを冷却するノズル
を有して図示されるが、実際には、冷却ステーション250は、任意の所望の数
のプリフォームの外表面を冷却するのに必要な数だけのノズルを有することがで
きることはいうまでもない。
【0048】 追加の冷却ステーション250を用いると、引取板60”とは独立した冷却手
段を用いて、プリフォーム48を中と外で同時に冷却することができる。この方
法を用いると、引取板60”がきわめて軽量で、使用が迅速で容易になる。所望
の場合は、プリフォーム・ホルダ62”が頸部の周りのみでプリフォームを掴み
、より広く開口された窓部を残して、吹き付けた冷却流体がプリフォームの外側
部分を冷却することができる。
【0049】 本発明の別の実施例により、引取板は吹付空気を用いる外部冷却手段を備える
ことも、あるいは冷却手段を備えないこともある。いずれの場合も、本発明の新
規な冷却方法および装置を用いて内部冷却を実現する。
【0050】 本発明の革新的冷却方法および装置は、高空洞化金型において成形されるプリ
フォームを冷却するのにきわめて有利である。金型を流れる溶融樹脂の温度は様
々な理由からかなり変動することが知られている:その理由としては(a)ホッ
ト・ランナ・マニホールドが均一に加熱されない;(b)マニホールドの溶融路
内部に境界層が形成される;(c)金型キャビティが均一に冷却されない;およ
び(d)金型のゲート領域における冷却が不充分であることがある。金型の両端
で温度が変動する結果として、冷却時間を局所的レベルに調整して、最終的なプ
リフォームに結晶化が起こる前に最も熱いプリフォームを冷却しなければならな
いということが起こる。結晶化部分の形成を防ぐために、本発明の冷却システム
は、各金型の温度特性に合わせて調整できる異なる冷却パターンを提供すること
ができる。引取板60内のセンサを設けて、各冷却ピン74からの冷却量を調整
することができる。金型内部で温度が不均一になる結果としてはさらに、多くの
場合、プリフォームのドーム部分22に位置するゲート・スプルー領域が成形プ
リフォームの中で最も熱い部分になるということが起こる。このスプルー・ゲー
ト部分は金型閉位置において、よりゆっくりと冷却されるので、金型内冷却があ
まりに長すぎたり、金型の外で追加的な冷却が行われない場合は、この部分が高
度に結晶化する可能性がある。本発明によれば、スプルー・ゲート領域に直接隣
接するプリフォーム内部に冷風を吹き込む冷却ピン74は、きわめて効率的に、
プリフォーム内での結晶化領域の形成を防ぐ新規の動作である。
【0051】 本発明の革新的冷却方法および装置は、引取板の冷却の非効率性を補正するに
もきわめて有利である。熱い成形製品と冷却管との接触が不完全なために、引取
板に保持される成形製品の温度が引取板の両端で変わることがある。本発明によ
り、引取板または冷却フレーム内に配置される温度センサを用いて、各プリフォ
ームに向けられる冷却流体の量を可変する冷却制御ユニットに情報を提供するこ
とができる。
【0052】 上記に説明した適応冷却方法はさらに、成形プリフォームの温度パターンが1
日の間に、あるいは使用される特定の樹脂の機能により、あるいは機械の設定に
より、あるいはホット・ランナ・ノズルにおけるバルブ・ステムの作動が不適切
なために起こるプリフォームの厚みの局所的な変動、あるいは金型キャビティ内
でコアが不均等にずれることなどによって、変動する可能性があることを考慮で
きるのできわめて有利である。このような状況は予測不能であり、なおかつ容易
に修復できない。しかし、本発明は、各々の成形製品またはプリフォームの温度
に基づき各キャビティに関する成形後冷却ステップを調整するための機構を提供
する。
【0053】 引取板および冷却フレームの設計と動作を簡素にすることによって、成形後冷
却時間を長くするためにサイクル時間を大幅に短縮することができる。これは、
剛性,運動の精度,冷却ピンと引取板上の成形製品またはプリフォームとの整合
および変動などきわめて重要な組み立て,保守および動作上の制約を考慮に入れ
なければならない。また、ピンを備える冷却フレームの位置は、装置全体の「設
置面積」を小さくするように決定しなければならない。
【0054】 この点に関して、図13(a)および図13(b)を参照する。これらの図で
は、引取板60が追加的な空冷ステップの間、垂直位置に、すなわち金型板32
,26に平行になる。冷却フレーム98が引取板60に向けて移動され、冷却ピ
ン74が成形製品またはプリフォーム48内に入る。すべてのプリフォームが冷
却されると、冷却フレーム98は退出して、引取板60は90度回転され、引取
板60から取り出される。この方法では、回転手段と、引取板から排出されるプ
リフォームとの干渉を防ぐための手段とを必要とせず、冷却フレームの設計が簡
単になる。
【0055】 本発明の別の実施例を示す図14を参照する。この実施例では、ロボット引取
板60は、プリフォーム48をその回転軸に平行な軸に沿って移動するための追
加の移動手段150によって構成される。プリフォーム48をこのようにさらに
移動させることにより、冷却プロセスの間は、実質的に静止状態にある冷却フレ
ーム98が簡素化される。図14に示すように、引取板60またはプリフォーム
を保持するその他の手段が静止状態の冷却フレーム98に向かい軸Xに沿って移
動される。冷却ステップの後で、引取板60が90度回転し、コンベヤ114に
対向して、冷却されたプリフォームが排出される。
【0056】 さらに、引取板60に付属される新規の空冷手段を示す図15を参照する。こ
の図に示される方法によって、冷却ピンを保持する別のフレームが必要でなくな
り、そのために冷却システムの寸法が小さくなり、射出成形装置の寸法も小さく
なる。新規の冷却ピン174は、ほぼU字型で、すべてが一緒にプリフォーム4
8に平行に移動することができのるで、ピストンBBまたは他の任意の既知手段
により作動される薄帯片176を用いて、プリフォーム内部に導入し、またプリ
フォームの外に移動できる。ピン174はまた、プリフォームに平行な軸「A」
の周囲にも回転することができるので、プリフォームとの軸整合状態になり、そ
こから脱することができる。このようにすべてのピン174を同時に回転させる
ことは、当技術では周知の任意の適切な手段によって行うことができる。本発明
により、U字型冷却ピン174はプリフォームに入り込むアーム「A」と、アー
ム「A」に平行でアーム「A」を移動させるために用いられるアーム「C」と、
アーム「A」をアーム「C」に接続するアーム「B」とを有する。アーム「C」
の軸Aの周囲にピンを回転させることは、様々な方法で行うことができる。図1
5に示すように、これはピストンAAによって動作され、各冷却ピンのアーム「C
」に付属されるピニオン180と係合する細長いラック178を用いて行うこと
ができる。一方が移動状態で一方が回転状態のとき、摩擦手段を用いても同じ回
転を行うことができる。コア38から引取板60の冷却管62までプリフォーム
48を移動する間、U字型冷却ピン174は各冷却管62に隣接して位置する専
用の位置に「停止」して、移動するプリフォームに干渉しないようにすることが
でき、それによって金型を開くための空間が小さくて済む。プリフォーム98が
引取板60に保持された直後は、引取板60に付属する冷却ピン174がピスト
ンBBおよび片176によって前に移動し、アーム「A」がプリフォームの頂点に
来ることができる一定の高さにピンが到達すると、プリフォームと軸整合状態で
回転され、ピストンBBが退出することによって最終的にプリフォーム内部に導入
される。片176と各アーム「C」との恒久的な接触が、ショルダ181に対し
て動作するコイル・バネ182またはその他の適切な任意の手段によりなされる
。引取板に付属する冷却ピンのこの設計により、次のような利点がもたらされる
。冷却システムの規模を簡素化し小さくする,内側の冷却がプリフォームが引取
板内に入る直後に開始するので冷却速度が改善される,引取板の移動中に、プリ
フォームが引取板によって冷却される間、実際的には連続して内部冷却を行うこ
とができる。冷却されたプリフォームを排出する間、冷却ピンを再びその初期の
位置に向かって回転して、プリフォームとは整合しないようにしなければならな
い。
【0057】 図12をさらに参照する。同図において、半金型32,36内に組み込まれる
冷却路210によって構成される空冷手段が示されており、これは金型の開放中
におよびその直後で、引取板が成形領域に入る前に金型コアにより保持されるプ
リフォームを冷却することができる。この追加の冷却ステップは、引取板が金型
領域に入る前に、また引取板に移送される前にプリフォームをさらに固化させる
【0058】 本明細書の他の図面から容易に理解頂ける本発明の別の実施例により、ロボッ
トと引取板とは1バッチ分のプリフォームしか保持しない。射出ステップの後で
、引取板は金型領域の外側に停止して、冷却空気または冷やされた空気が冷却ピ
ンから各プリフォーム内部に吹き込まれる。冷却されたプリフォームは引取板か
ら排出され、引取板はプリフォームを持たずに成形領域に戻される。
【0059】 図23は、冷却ピン74を保持するフレーム98の代替構造を示す。この図に
示すように、フレーム98は2つの対向面に冷却ピン74を有する。さらに、フ
レームは第1軸300と第1軸300に垂直の第2軸302との周囲に回転する
ことができる。当技術で周知の任意の適切な手段(図示せず)を用いて、軸30
0,302の周囲にフレーム98を回転させることができる。
【0060】 この種の構造を提供することで、第1組の冷却ピン74を引取板60内のプリ
フォーム48に係合させ、プリフォームの内部冷却を開始することが可能になる
。プリフォーム48は、次に引取板60内でホルダ62から、ピン74上に移送
される。フレーム98は、軸300,302のうち1つ以上の軸の周囲に回転す
ることができ、その間にプリフォーム48の内部冷却がピン74によって実行さ
れる。第1組のプリフォームが図23に示される左側の位置に到達すると、第2
組の冷却ピン74が引取板60内に保持される第2組のプリフォーム48と係合
する。所望の場合は、左側の組のプリフォーム48は、外表面に冷風を吹き付け
る複数のノズル(図示せず)を有する冷却ステーション304を用いて、外表面
を対流冷却することができる。所望の場合は、フレーム98は、それに付属する
プリフォーム保持板308を備えることもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 射出ステップ中およびその後における時間に対するプリフォーム温度を示すグ
ラフである。
【図2】 金型内のプリフォームを概略的に示す説明図である。
【図3(a)】 冷却中の成形プリフォームの壁の両端における温度勾配ないし傾斜を示す説明
図である。
【図3(b)】 冷却中の成形プリフォームの壁の両端における温度傾斜ないし傾斜を示す説明
図である。
【図3(c)】 プリフォーム壁に沿う温度プロフィルを示す説明図である。
【図4】 従来技術による射出成形金型を示す断面図である。
【図5】 固定金型板と可動金型板との間の成形領域に置かれるアーム・ツール端部(E
CAT)装置を備える可動ロボットを示す断面図である。
【図6(a)】 ロボット引取板(またはアーム・ツール端部(EOAT))および冷却ピンを
保持するフレームを含む本発明の実施例を示す側面図である。
【図6(b)】 ロボット引取板(またはアーム・ツール端部(EOAT))および冷却ピンを
保持するフレームを含む本発明の実施例を示す側面図である。
【図6(c)】 図6(a)および図6(b)の実施例の正面図である。
【図6(d)】 図6(a)および図6(b)の実施例の正面図である。
【図7(a)】 本発明の第1実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図7(b)】 本発明の第1実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図7(c)】 本発明の第1実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図7(d)】 本発明の第1実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図8(a)】 本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図8(b)】 本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図8(c)】 本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図8(d)】 本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図8(e)】 本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図8(f)】 本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図8(g)】 本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図9(a)】 本発明の2つの実施例における冷却ピンのより詳細な説明図である。
【図9(b)】 本発明の2つの実施例における冷却ピンのより詳細な説明図である。
【図10(a)】 従来技術による方法で生成される結晶化部分を有するプリフォームを示す説明
図である。
【図10(b)】 本発明の方法による結晶化部分を持たないプリフォームを示す説明図である。
【図11(a)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(b)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(c)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(d)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(e)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(f)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(g)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(h)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(i)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(j)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(k)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図11(l)】 本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図12】 空気冷却路が半金型内に組み込まれるシステムの断面図である。
【図13(a)】 本発明の冷却システムの別の実施例の側面図である。
【図13(b)】 本発明の冷却システムの別の実施例の側面図である。
【図14】 本発明の冷却システムの別の実施例を有する射出成形システムの上面図である
【図15】 引取板に付着される成形製品内部を冷却する機構を示す本発明の冷却システム
のさらに別の実施例の断面図である。
【図16】 冷却手段を持たない引取板を用いて成形領域から成形プリフォームを取り出す
本発明の実施例を示す説明図である。
【図17】 本発明による代替の冷却ピンの構造を示す説明図である。
【図18(a)】 本発明によるさらに別の代替の冷却ピンの構造を示す説明図である。
【図18(b)】 本発明によるさらに別の代替の冷却ピンの構造を示す説明図である。
【図19】 プリフォーム内部を冷却する従来技術による方法を示す説明図である。
【図20】 プリフォーム内部を冷却する従来技術による方法を示す説明図である。
【図21】 プリフォームの内部と外部とを冷却する従来技術による別のシステムを示す説
明図である。
【図22】 周辺空気を吸引してプリフォームを冷却する従来技術によるシステムを示す説
明図である。
【図23】 フレームの複数の表面上に冷却ピンを有する代替のフレーム構造を示す説明図
である。
【手続補正書】
【提出日】平成13年9月21日(2001.9.21)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U S,UZ,VN,YU,ZW (71)出願人 オエスラッチ、ファイサル カナダ、オンタリオ エル4ダブル 2ワ イ1,ミスシソーガ、ポニートレイル ド ライブ 1409−4100 (71)出願人 ブランド、チエモ カナダ、オンタリオ、エム2エヌ、1ジー 2、ノース ヨーク、フローレンス アベ ニュー 95 (71)出願人 エリオット、ゴードン カナダ、オンタリオ エム9ビー 3イー 4、エトビコーク、バークストン プレー ス 3 (71)出願人 ウンターランダー、リチャード カナダ、オンタリオ エル0ジー 1エイ チ0、ホーランド ランディング、アンバ ーグレン コート 4 (71)出願人 オラル、ゲオルグ カナダ、オンタリオ エム2エヌ 1ケー 6、トロント、 ボゲート アベニュー 66 (72)発明者 ネッター、ウイットールド カナダ、オンタリオ エム3シー 1イー 4、ドン ミルズ、アプト.411、エステ ー.デニス ドライブ 7 (72)発明者 オエスラッチ、ファイサル カナダ、オンタリオ エル4ダブル 2ワ イ1,ミスシソーガ、ポニートレイル ド ライブ 1409−4100 (72)発明者 ブランド、チエモ カナダ、オンタリオ、エム2エヌ、1ジー 2、ノース ヨーク、フローレンス アベ ニュー 95 (72)発明者 エリオット、ゴードン カナダ、オンタリオ エム9ビー 3イー 4、エトビコーク、バークストン プレー ス 3 (72)発明者 ウンターランダー、リチャード カナダ、オンタリオ エル0ジー 1エイ チ0、ホーランド ランディング、アンバ ーグレン コート 4 (72)発明者 オラル、ゲオルグ カナダ、オンタリオ エム2エヌ 1ケー 6、トロント、 ボゲート アベニュー 66 Fターム(参考) 4F202 CA11 CB01 CN05 CN12 CN21 4F203 DA04 DC27 DM02 4F208 LA02 LA04 LG28 LH09

Claims (68)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形製品を形成する方法であって、 金型内に成形製品を形成するステップ、 前記成形製品が一定量の熱を保持する間に前記金型から前記成形製品を取り出
    すステップ、および 結晶化が起こる前記成形製品の内部領域に向かって冷却流体の流れを送り出し
    て、前記領域における前記結晶化を実質的に防ぐことで、実質的に結晶化部分の
    ない成形製品を形成するステップを有してなる、ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記送り出しステップが前記成形製品の前記内部領域内で前
    記冷却流体の環状流を形成して、前記結晶化を実質的に防ぐステップを有してな
    る、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記送り出しステップが前記成形製品のドームまたはスプル
    ・ゲート部に向かって前記冷却流体を送り出し、前記ドームまたはスプル・ゲー
    ト部を前記冷却流体と接触させるステップを有してなる、ことを特徴とする請求
    項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記送り出しステップが、 少なくとも1つの内部通路と出口ノズルとを有するピンを、前記成形製品の内
    部に挿入するステップ、 前記冷却流体の環状流を形成するに充分な距離dだけ内壁面から間隔をおいて
    前記出口ノズルを配置するステップ、および 前記冷却流体を前記内部領域に向かって前記ピンを介して吹き付けるステップ
    、 からなることを特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記冷却ピンの中心軸を成形製品の中心軸と整合するステッ
    プをさらに有してなり、 前記冷却ピンが上側部分と、前記成形製品の内表面から距離Dだけ隔てられた
    外表面とを有し、 前記出口ノズルを間隔をおいて配置する前記ステップが、d:Dの比が約1:
    1から10:1の範囲内にあるように前記出口ノズルを配置するステップを有し
    てなる、ことを特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記少なくとも1つの内部通路を冷却され加圧された空気源
    に接続するステップをさらに有してなり、 前記吹き付けステップが前記空気を前記内部領域に吹き付けるステップをさら
    に有してなる、ことを特徴とする請求項4記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記挿入ステップが前記成形製品の内表面と前記ピンとの間
    に環状空間を形成するステップをさらに有してなり、および 前記冷却流体を前記環状空間を通って流れさせ、雰囲気環境内に抜けさせるス
    テップをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項4記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記成形製品が前記金型から取り出された後に前記成形製品
    の外側部分を冷却するステップをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項1
    記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記外側部分の冷却ステップが前記送り出しステップと同時
    に、あるいは少なくとも部分的に同時に、あるいは逐次的に実行される、ことを
    特徴とする請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記外側部分の冷却ステップが熱伝導または熱対流伝達に
    よって前記外側部分を冷却するステップを有してなる、ことを特徴とする請求項
    8記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記外側部分の冷却ステップが前記成形製品の外側部分を
    冷却された表面に直接接触させて配置するステップを有してなる、ことを特徴と
    する請求項8記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記成形製品のホルダであって前記成形製品の外表面を冷
    却流体の流れに露出させる複数の開口部を有するホルダを有する引取板を設ける
    ステップをさらに有してなり、 前記取出ステップが前記成形製品を前記引取板内の前記ホルダ内に装填するス
    テップを有してなり、 前記外部冷却ステップが複数のノズルを備える冷却プラットフォームを設ける
    ステップと、前記ノズルを介しおよび前記ホルダ内の前記開口部を介して前記成
    形製品の前記外表面上に冷却流体を吹き付けるステップとを有してなる、ことを
    特徴とする請求項8記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記形成ステップが前記金型内に複数の成形製品を形成す
    るステップを有してなり、 前記取出ステップが前記成形製品のためのレセプタクルを有するキャリアを設
    けるステップと、前記成形製品を前記レセプタクル内に移送するステップとを有
    してなる、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記成形製品が前記レセプタクル内にあると共に前記キャ
    リアによって前記金型の外側の位置まで移送される間に、前記成形製品の外側部
    分を冷却するステップをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項13記載の
    方法。
  15. 【請求項15】 前記冷却流体を送り出すピン手段を有するフレームを設け
    るステップ、および 前記フレームを前記キャリアに対して移動させ、前記成形製品が前記レセプタ
    クル内にある間に、前記ピン手段を前記成形製品の内部に深く挿入するステップ
    をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項13記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記送り出しステップが、前記成形製品が前記レセプタク
    ル内にある間に、前記ピン手段を介して冷却流体を前記成形製品の結晶化が起こ
    る前記内側領域上に吹き付けるステップを有してなる、ことを特徴とする請求項
    15記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記成形製品の形成ステップが複数のプリフォームを形成
    するステップを有してなり、 前記プリフォームの各々を最終的に結晶化のない製品にブロー成形するステッ
    プをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項13記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記形成ステップが2つの半金型によって形成される金型
    内に第1組の成形製品を形成するステップを有してなり、 前記取出ステップが前記成形製品を収納する複数のレセプタクルを有するキャ
    リアを設けるステップと、前記キャリアを前記2つの半金型の間の第1の位置に
    移動させるステップと、前記キャリアが前記第1の位置にあるときに前記成形製
    品を前記レセプタクルに移送するステップと、前記レセプタクル内に前記成形製
    品を有する前記キャリアを前記金型の外側の第2の位置まで移動させるステップ
    とを有してなる、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記送り出しステップが、前記第1組の前記成形製品の各
    々の内部に冷却流体の流れを送り出して、前記成形製品の各々の前記内部領域内
    の結晶化を実質的に防ぐステップを有してなり、 前記送り出しステップが前記キャリアが前記第2の位置に到達する際に開始さ
    れる、ことを特徴とする請求項18記載の方法。
  20. 【請求項20】 複数の冷却ピンを有するフレームを設けるステップをさら
    に有してなり、 前記フレームを前記キャリアに対して移動させ、前記冷却ピンを、前記第1組
    を形成する前記成形製品の内部に挿入するステップをさらに有してなり、および 前記送り出しステップが前記第1組の前記成形製品の各々の内部に前記冷却ピ
    ンを介して冷却流体の流れを送り出し、前記成形製品の各々の前記内部領域にお
    ける結晶化を実質的に防ぐステップをさらに有してなる、ことを特徴とする請求
    項18記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記成形製品の各々の温度を検知するステップをさらに有
    してなり、および 前記検知した温度に応答して前記成形製品の内部への冷却流体の流れを調整す
    るステップをさらに有してなり、前記調整ステップが前記冷却ピンに関連したバ
    ルブ手段を調整して前記冷却ピンの個々のピンを通じて冷却流体の流れを調整す
    るステップを有してなる、ことを特徴とする請求項20記載の方法。
  22. 【請求項22】 冷却サイクルの第1の部分の間は第1の流速において、ま
    た前記冷却サイクルの第2の部分の間は第2の、より遅い流速において、前記冷
    却流体を前記成形製品の内部に送り込むステップをさらに有してなる、ことを特
    徴とする請求項20記載の方法。
  23. 【請求項23】 前記冷却ピンを前記成形製品の内部から退出させるステッ
    プ、 前記キャリアを前記第1の位置に戻すステップ、 前記第1組の成形製品がまだ前記キャリア内の前記レセプタクル内にある間に
    、第2組の成形製品を前記キャリア内の前記レセプタクル内に移送するステップ
    、 前記第1および第2組の成形製品を有する前記キャリアを前記第2の位置に戻
    すステップ、 前記冷却ピンを前記第1および第2組内の前記成形製品の内部に挿入するステ
    ップ、および 前記成形製品の内部を同時に冷却するステップ、をさらに有してなる、ことを
    特徴とする請求項20記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記同時冷却ステップが、冷却流体の流れを前記第1の組
    および第2の組の前記成形製品の各々の内部に前記冷却ピンを介して送り出して
    各成形製品の前記内部領域における結晶化を実質的に防ぐステップを含む、請求
    項23記載の方法。
  25. 【請求項25】 前記冷却ピンを前記成形製品の内部から取り出すステップ
    、 前記キャリアを前記第1の位置に戻すステップ、 前記第1の組および第2の組の成形製品が前記キャリアの前記レセプタクル内
    にまだある間に、第3の組の成形製品を前記キャリア内の前記レセプタクルに移
    送するステップ、 前記第1の組、第2の組および第3の組の成形製品と共に前記キャリアを前記
    第2の位置に戻すステップ、 複数の開口部を備える前記フレームを設けるステップ、 前記冷却ピンを前記第2の組および第3の組の前記成形製品の内部に挿入する
    ステップ、および 前記第1の組の前記成形製品を前記開口部を通じて移送装置上に排出するステ
    ップをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項23記載の方法。
  26. 【請求項26】 冷却流体源に接続される複数のノズルを有する冷却ステー
    ションを設けるステップ、 前記冷却ステーションを前記キャリアに隣接して配置するステップ、および 前記レセプタクル内の開口部を介して前記外表面上に冷却流体を吹き付けるこ
    とによって、前記成形製品の外表面上に冷却流体を送り出すステップをさらに有
    してなる、ことを特徴とする請求項20記載の方法。
  27. 【請求項27】 前記外部冷却ステップの間に前記成形製品を前記レセプタ
    クル内に保持するために前記成形製品の各々に真空を与えるステップをさらに有
    してなる、ことを特徴とする請求項26記載の方法。
  28. 【請求項28】 成形製品を形成する装置であって、 成形製品を形成する金型手段、 前記成形製品が一定量の熱を保持する間に前記金型手段から前記成形製品を取
    り出す手段、および 前記成形製品が前記金型手段から取り出された後に、結晶化が起こる前記成形
    製品の内部領域に向かって冷却流体の流れを送り出し、実質的に結晶化部分のな
    い成形製品を形成する手段、を有してなることを特徴とする装置。
  29. 【請求項29】 前記送り出し手段が、前記成形製品の前記内部領域内で冷
    却流体の環状流を形成して、前記成形製品における前記結晶化を実質的に防ぐ手
    段を有してなる、ことを特徴とする請求項28記載の装置。
  30. 【請求項30】 前記送り出し手段が前記成形製品のドームまたはスプル・
    ゲート部に向かって冷却流体を送り出す手段を有してなる、ことを特徴とする請
    求項28記載の装置。
  31. 【請求項31】 前記送り出し手段が冷却気体を前記内部領域上に吹き付け
    る手段を有してなる、ことを特徴とする請求項28記載の装置。
  32. 【請求項32】 前記吹き出し手段が前記成形製品の内部に挿入される冷却
    ピンを有してなり、前記冷却ピンが冷却気体源と連通する少なくとも1つの通路
    を有する、ことを特徴とする請求項31記載の装置。
  33. 【請求項33】 前記冷却ピンが前記成形製品の中心軸と整合する中心軸を
    有すると共に前記成形製品の内表面から距離Dだけ隔てられて配置されて前記内
    表面と前記冷却ピンとの間に環状空間を形成し、また前記冷却ピンが出口ノズル
    を有すると共に前記出口ノズルが前記ドーム部分の内表面から距離dだけ隔てら
    れて配置され、また前記冷却流体の環状流を形成するようにd:Dの比が約1:
    1から約10:1の範囲内である、ことを特徴とする請求項32記載の装置。
  34. 【請求項34】 前記出口ノズルが拡散型ノズル構造によって形成され、前
    記冷却気体が前記環状空間内を循環して環境雰囲気に抜ける、ことを特徴とする
    請求項33記載の装置。
  35. 【請求項35】 前記取出手段が前記成形製品を収納するレセプタクルを有
    するキャリアをさらに有してなる、ことを特徴とする請求項28記載の装置。
  36. 【請求項36】 前記キャリアが、前記成形製品の形状が変形を起こさずに
    維持されるように前記成形製品が前記レセプタクル内にある間に伝導により前記
    成形製品の外表面を冷却する手段を有する、ことを特徴とする請求項35記載の
    装置。
  37. 【請求項37】 前記レセプタクルが前記キャリア内の水冷管を有してなる
    、ことを特徴とする請求項35記載の装置。
  38. 【請求項38】 前記金型手段が2つの半金型によって形成される金型を有
    してなり、 前記キャリアが前記半金型の中間にある第1の位置と前記半金型の外側の第2
    の位置との間で所定の角度で回転され、 前記成形製品に形状的変形を起こさずに前記金型の外で処理できるように結晶
    ガラス転移温度に実質的に近い温度まで前記成形製品を冷却する手段を前記金型
    が有することを特徴とする請求項35記載の装置。
  39. 【請求項39】 前記成形製品が前記レセプタクル内にある間に前記成形製
    品の内側部分に挿入される冷却ピンをさらに有してなり、前記冷却ピンが前記キ
    ャリアに対して前記キャリアと独立して移動するフレーム上に載置される前記送
    り出し手段をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項38記載の装置。
  40. 【請求項40】 前記キャリアが複数の成形製品を保持する複数のレセプタ
    クルを備え、また前記送り出し手段が、キャリアに対して移動可能なフレームに
    装着される複数の冷却ピンを有してなる、ことを特徴とする請求項38記載の装
    置。
  41. 【請求項41】 前記冷却ピンが冷却サイクルを終了していない前記成形製
    品のうちの特定の製品と係合する間において前記成形製品のうち冷却された製品
    を前記キャリアから排出させる複数の開口部を前記フレームが備える、ことを特
    徴とする請求項40記載の装置。
  42. 【請求項42】 前記冷却流体源と接続される通路を有する前記フレームを
    さらに有してなり、 前記ピンはそれぞれ前記通路と連通しており、および 調整された量の前記冷却流体を前記冷却ピンの各々に供給するバルブ手段であ
    って、各冷却ピンに供給される冷却流体の量を冷却サイクルの特定の段階に応じ
    て調整するバルブ手段をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項40記載の
    装置。
  43. 【請求項43】 各成形製品の温度を検知する手段と、前記成形製品の検知
    した温度に応じて前記各ピンに供給する流体の量を制御する手段とをさらに有し
    てなる、ことを特徴とする請求項42記載の装置。
  44. 【請求項44】 前記各冷却ピンが、前記成形製品の各個をそのレセプタク
    ルから取り出す手段、および前記フレームを第1の位置と、前記取出手段の動作
    を停止することにより前記成形製品が前記冷却ピンから排出される第2位置との
    間で移動させる手段を備える、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  45. 【請求項45】 前記フレーム移動手段が、前記フレームの移動を前記フレ
    ームの回転に変換するカム手段を有してなる、ことを特徴とする請求項44記載
    の装置。
  46. 【請求項46】 前記キャリアが前記レセプタクル内に前記成形製品を保持
    する手段と、冷却の完了後に前記レセプタクルから成形製品を排出する手段とを
    備える、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  47. 【請求項47】 前記冷却ピンの各々が第1の直径を持つ第1の位置と、前
    記第1の直径とは異なる第2の直径を持つ第2の位置とを有する、ことを特徴と
    する請求項40記載の装置。
  48. 【請求項48】 前記冷却ピンの各々が、結晶化が起こる成形製品の側壁上
    に前記冷却流体を放出する側面出口を有する、ことを特徴とする請求項40記載
    の装置。
  49. 【請求項49】 前記冷却ピン手段の各々が、その外表面に螺旋形の溝を有
    する、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  50. 【請求項50】 前記冷却ピンの各々が、その周囲に間隔を置いて配置され
    た複数のリブを有する、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  51. 【請求項51】 前記冷却ピンの各々が、その周囲に間隔を置いて配される
    複数の接触要素を有する、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  52. 【請求項52】 前記冷却ピンの各々が、それが配置される各成形製品のド
    ーム部に最大の冷却を集中させることを特徴とする請求項40記載の装置。
  53. 【請求項53】 前記冷却ピンの各々が、前記成形製品の内部から冷却流体
    を排除する手段を備える、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  54. 【請求項54】 前記各冷却ピンが、略U字型を有し、また前記U字型の冷
    却ピンの一方のアームが前記成形製品内に配置される第1の位置と、前記アーム
    が前記成形製品から退出される第2の位置との間で移動可能であり、 前記各U字型のピンを前記第1の位置と前記第2の位置との間で軸方向に移動
    させる手段をさらに有してなり、および 前記各U字型のピンを、前記各U字型の冷却ピンの一方のアームが前記キャリ
    アからの前記成形製品の取出を干渉しない第3の位置まで回転させる手段をさら
    に有してなる、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  55. 【請求項55】 冷却流体を前記成形製品の複数の部分に実質的に均一に与
    えるために前記冷却ピンの各々が多孔性材料から形成されている、ことを特徴と
    する請求項40記載の装置。
  56. 【請求項56】 前記冷却ピンの各々が前記成形製品の複数の部分に冷媒を
    与える複数の放射状の導管を有する、ことを特徴とする請求項40記載の装置。
  57. 【請求項57】 前記キャリアの外側にあって、冷却流体を前記成形製品の
    前記外表面に吹き付ける手段をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項39
    記載の装置。
  58. 【請求項58】 前記キャリアが前記成形製品を保持するレセプタクルを有
    し、前記レセプタクルがその側壁および底壁に開口部を有し、および前記外表面
    に吹き付ける手段が前記開口部を通じて前記外表面上に冷却流体を吹き付ける、
    ことを特徴とする請求項57記載の装置。
  59. 【請求項59】 前記キャリアの外側にあって、冷却流体を前記成形製品の
    前記外表面に向けて送り出す手段をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項
    40記載の装置。
  60. 【請求項60】 前記レセプタクルの各々がその側壁および底壁に開口部を
    有し、前記外部冷却流体送り出し手段が前記開口部を通じて前記外表面上に冷却
    流体を吹き付ける、ことを特徴とする請求項59記載の装置。
  61. 【請求項61】 前記成形製品の各々を前記レセプタクルの各個に保持する
    真空手段をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項60記載の装置。
  62. 【請求項62】 成形製品を形成する方法であって、 金型内に成形製品を形成するステップ、 前記製品が前記成形製品内に結晶性を起こすのに充分な熱を保持する間に前記
    金型から前記成形製品を取り出すステップ、 冷却ピンを前記成形製品内に挿入するステップ、および 少なくとも前記ドーム部内において結晶化を防ぐために前記成形製品のドーム
    部内に冷却流体の環状流を形成するステップ、を有してなることを特徴とする方
    法。
  63. 【請求項63】 前記冷却ピンの外表面が前記成形製品の内表面から距離D
    となるように前記冷却ピンの中心軸を成形製品の中心軸と整合するステップをさ
    らに有してなり、 前記冷却ピンの出口ノズルを前記ドーム部分の内表面から距離dだけ隔てて配
    置するステップをさらに有してなり、および 前記環状流を形成するステップが、d:Dの比が約1:1から約10:1の範
    囲内にあるように前記冷却ピンを配置するステップを有してなる、ことを特徴と
    する請求項62記載の方法。
  64. 【請求項64】 伝導熱伝達または対流熱伝達によって前記成形製品の外表
    面を冷却するステップをさらに有してなり、および前記外部冷却ステップが前記
    環状流を形成するステップと同時に、あるいは少なくとも部分的に同時に、ある
    いは逐次的に行われる、ことを特徴とする請求項62記載の方法。
  65. 【請求項65】 成形製品を形成する装置であって、 成形製品を形成する金型手段、 前記成形製品が前記製品内に結晶性を起こすのに充分な熱を保持する間に前記
    金型手段から前記成形製品を取り出す手段、および 前記成形製品のドーム部内に冷却流体の環状流を形成して、少なくとも前記ド
    ーム部内の結晶化を防ぐ手段を有してなる、ことを特徴とする装置。
  66. 【請求項66】 前記環状流を形成する手段が前記成形製品内に配置される
    冷却ピンを有してなり、前記冷却ピンが前記成形製品の中心軸と整合する中心軸
    と前記成形製品の内表面から距離Dだけ隔てられる外表面とを有し、および前記
    冷却ピンが前記成形製品の前記ドーム部の内表面から距離dだけ隔てられる出口
    ノズルを有し、および前記環状流を形成するためにd:Dの比が約1:1から約
    10:1の範囲内である、ことを特徴とする請求項65記載の方法。
  67. 【請求項67】 前記出口ノズルが拡散型のノズル構造によって形成される
    、ことを特徴とする請求項66記載の装置。
  68. 【請求項68】 前記成形製品の外表面を熱伝導伝達または熱対流伝達によ
    り冷却する手段をさらに有してなる、ことを特徴とする請求項65記載の装置。
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