JP2010531247A - プリフォーム及びプリフォームの作製用の金型スタック - Google Patents

Abstract

【課題】従来のプリフォームでは、ゲート部の球状の形状が赤外光線の屈折角のばらつきを引き起こすため、再加熱プロセス中のプリフォームの不均一加熱をもたらす。
【解決手段】本発明の実施の形態によれば、プリフォーム３００、４００、９００及びプリフォーム３００、４００、９００の作製用の金型スタック６００、１０００が提供される。例えば、後続のブロー成形に適したプリフォーム３００、４００、９００が提供される。プリフォーム３００、４００、９００は、ネック部３０２、４０２、９０２と、ゲート部３０６、４０６、９０６と、上記ネック部３０２、４０２、９０２及び上記ゲート部３０６、４０６、９０６間に延びる本体部３０４、４０４、９０４とを備え、ゲート部３０６、４０６、９０６は実質的に円錐形の形状を伴う。例示的な実施の形態では、実質的に円錐状の形状は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線２０６の屈折角を実質的に均一にするように選択される。

Description

本発明は、限定はされないが、包括的には成形システム及び成形プロセスに関し、より詳細には、本発明は、限定はされないが、プリフォーム及びプリフォームの作製用の金型スタックに関する。

成形は、成形システムを用いて成形材料から成形品を形成することができるプロセスである。射出成形プロセス等の成形プロセスを用いて、様々な成形品を形成することができる。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）材料から形成することができる成形品の一例は、その後にボトル等の飲料容器にブローされることが可能なプリフォームである。

例として、ＰＥＴ材料の射出成形は、ＰＥＴ材料（例えば、ＰＥＴペレット、ＰＥＮ粉末、ＰＬＡ等）を均一溶融状態に加熱し、こうして溶融されたＰＥＴ材料を、金型のキャビティプレート及びコアプレート上にそれぞれ取り付けられている雌キャビティ駒及び雄コア駒によって少なくとも部分的に画定される成形キャビティ内に、圧力下で射出することを含む。キャビティプレート及びコアプレートは、射出されたＰＥＴ材料の圧力に対してキャビティ駒及びコア駒を合わせたままにするのに十分な型締力によって、互いに押し合わせられて繋ぎ合わせられる。成形キャビティは、成形すべき成形品の最終の冷却状態形状に実質的に対応する形状を有する。こうして射出されたＰＥＴ材料は、続いて、こうして形成された成形品を金型から突き出すことを可能にするのに十分な温度に冷却される。冷却されると、成形品は成形キャビティ内で収縮するため、キャビティプレート及びコアプレートが押し離されると、成形品はコア駒に付随したままとなる傾向がある。その後、１つ又は複数の突き出し構造を用いて成形品を突き出してコア駒から取り出すことができる。突き出し構造は、コア半体から成形品を取り外す助けとなることが知られている。突き出し構造の例としては、ストリッパプレート、ストリッパリング、ネックリング、エジェクタピン等が挙げられる。

図１を参照すると、通常の従来技術のプリフォームの一例であるプリフォーム１００が示されている。プリフォーム１００は、ネック部１０２と、ゲート部１０６と、ネック部１０２及びゲート部１０６間に延びる本体部１０４とから成る。ゲート部１０６は、痕跡部１０８で終端する実質的に球状の形状を伴う。

１９８４年２月２１日付けでMarcinekに対して発行された特許文献１は、プラスチックボトルに延伸／ブローするためのプラスチックパリソンを形成する金型・コアロッドの組み合わせを開示しており、これは、底部が平面になっており該平面からパリソンの側壁まで急テーパを有するパリソンの形成を可能にするように、金型に嵌め合わせられる端を有するコアロッドを備える。コアロッドは、パリソン金型の口端のところに実質的に直線状の外壁を有する肩部を含むような形状で、パリソンの肩部の内壁に追加のプラスチックの堆積を可能にするように金型と共に構成及び配置されることが好ましい。嵌め合い金型及びコアロッドの組み合わせの設計は、連続ボトル形成プロセスにおいて、パリソンの特定の領域の温度がパリソンのその領域の厚さの増減によって上下し得るという認識に基づく。開示されている金型・コアロッドの組み合わせを用いて形成されたパリソンは、本質的な壁強度を与えつつ、パリソン底部の引き裂き又は変形も、完成ボトルの肩部の変形又は皺も伴わずに、より深く長いパリソンの延伸を可能にする。

１９９０年９月２３日付けでFeddersen他に対して発行された特許文献２は、ブロー成形プラスチックボトルを形成するためのプラスチックプリフォームを作製する金型・コアロッドの組み合わせを開示しており、これは、開口を画定するネック部と、そこから垂下する管状側壁部と、管状側壁部から閉端まで垂下する一体ベース構造とを備える。プリフォームは、外壁面及び内壁面を有し、ベース構造におけるこれらの一方には、プリフォームの長手方向に延び、閉端から離れてベース構造に外接する厚さ変化のある連続した補強リングを画定する、複数のフィレットが一体形成されている。フィレットは、少なくとも補強リングから閉端に向かって幅及び半径方向の厚さが漸減する。プリフォームは、円周に沿って断面が規則的に起伏するような、円周方向に連続した半径方向の肉厚変化がある連続的な補強リングを有する底部を備えるブロー成形プラスチックボトルを形成することが可能である。好ましくは、フィレットは内壁面と一体である。

米国特許第４，４３２，５３０号 米国特許第４，９５９，００６号

本発明の第１の大まかな（broad）態様によれば、後続のブロー成形に適したプリフォームが提供される。プリフォームはネック部と、ゲート部と、ネック部及びゲート部間に延びる本体部とを備え、ゲート部は、実質的に円錐状の形状を伴う。

本発明の第２の大まかな態様によれば、金型スタックが提供される。金型スタックは、プリフォームの内面を画定するコアインサートと、プリフォームのネック部の外面を画定する割り型インサート対と、プリフォームの本体部の外面を画定するキャビティインサートと、プリフォームのゲート部の外面を画定するゲートインサートとを備え、コアインサート及びゲートインサートは、使用時に協働して第１の実質的に円錐状の形状を有するプリフォームのゲート部を画定するように構成される。

本発明の第３の大まかな態様によれば、ネック部と、ゲート部と、それらの間に延びる本体部とを含むプリフォームの一部を使用時に画定する、コアインサートが提供される。コアインサートは、実質的に円錐状の形状を有するゲート画定部を有する第１のキャビティ画定部を備え、実質的に円錐状の形状は、ゲート部内でのプリフォームのブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を均一にするように選択される。

本発明の第４の大まかな態様によれば、ネック部と、ゲート部と、それらの間に延びる本体部とを含むプリフォームの一部を使用時に画定する、ゲートインサートが提供される。ゲートインサートは実質的に逆円錐状の形状を有する第２のキャビティ画定部を備え、実質的に円錐状の形状は、ゲート部内でのプリフォームのブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように選択される。

本発明の別の大まかな態様によれば、金型スタックの少なくとも一部を作製する方法が提供される。方法は、ブロー成形に適したプリフォームのゲート部の形状であって、ブロー成形プロセスの再加熱段階中の光線のセットの少なくとも一部の屈折角を少なくとも実質的に均一にするように選択される形状の選択すること、及び上記形状を含むように金型スタックの少なくとも一部を製造すること、を含む。

本発明のさらに別の大まかな態様によれば、後続のブロー成形に適したプリフォームが提供される。プリフォームはネック部と、ゲート部と、ネック部及びゲート部間に延びる本体部とを備え、ゲート部は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように選択される形状を伴う。

次に、添付図面と共に本発明の具体的な非限定的実施形態の以下の説明を読めば、本発明の非限定的実施形態のこれら及び他の態様及び特徴が当業者には明らかとなるであろう。

本発明の非限定的実施形態（その代替形態及び／又は変形形態を含む）は、添付の図面と共に非限定的実施形態の詳細な説明を参照してよりよく理解することができる。

既知の技法に従って実施されるプリフォーム１００の断面図を示す。 既知の技法に従って実施されるブロー成形プロセスの再加熱段階中の図１のプリフォーム１００を概略的に示す。 本発明の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム３００の断面図を示す。 本発明の別の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム４００の断面図を示す。 図２と同様のブロー成形プロセスの再加熱段階中のプリフォーム３００の一部を概略的に示す。 本発明の非限定的実施形態に従って実施される図３のプリフォーム３００を作製するように構成される金型スタック６００の断面図を示す。 本発明の非限定的実施形態に従って実施される図６の金型スタック６００のコアインサート６０２の側面図である。 本発明の非限定的実施形態に従って実施される図６の金型スタック６００のゲートインサート６０８の断面図である。 本発明のさらに別の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム９００の断面図を示す。 本発明の非限定的実施形態に従って実施される図９のプリフォーム９００を作製するように構成される金型スタック１０００の一部の断面図を示す。 本発明の別の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム１１００の断面図を示す。

図面は、必ずしも一定の縮尺ではなく、仮想線、図表表示、及び部分図で示されている場合がある。場合によっては、実施形態の理解に不要な細部又は他の細部を見え難くする細部が省かれている場合がある。

発明者らには、プリフォーム１００の既知の設計に関する問題があることが分かっている。図２を参照して、そのような問題の１つをここでより詳細に説明する。図２は、プリフォーム１００を最終形状製品に形成するブロー成形プロセスの再加熱段階中の、図１のプリフォーム１００を概略的に示す。再加熱段階は、プリフォーム１００を最終形状品（ボトル等）に変える成形作業の後に実行される延伸ブロー成形プロセス中に通常は実施される。延伸ブロー成形は、延伸ブロー成形機（図示せず）で行われるのが好都合であり得る。

図２の説明図内には、エネルギー源２０２及びリフレクタ２０４が設けられている。概して、エネルギー源２０２及びリフレクタ２０４の目的は、プリフォーム１００を所要温度に再加熱することであり、所要温度は、こうして加熱されるプリフォーム１００を最終形状品に再形成するのに十分な温度である。

エネルギー源２０２は、複数のエミッタ２０３を備える。複数のエミッタ２０３は、いくつかの変形形態で実施することができるが、本明細書に提示される具体的な非限定的実施形態内では、複数のエミッタ２０３は、複数の赤外線エミッタを備え得る。複数のエミッタ２０３は、例えば赤外光線２０６のセットの形態等で熱エネルギーを放出し得る。赤外光線２０６のセットは、プリフォーム１００を貫通し、続いてリフレクタ２０４（鏡等）によって反射赤外光線２０８のセットとして反射される。リフレクタ２０４は、通常は再加熱段階の効率を高めるために用いられる。

本発明の代替的な非限定的実施形態では、複数のエミッタ２０３は、赤外線以外の周波数のエネルギーを放出するように構成されてもよい。したがって、赤外光線２０６のセットは、用いられるエネルギーのタイプの他の代替形態を含めるために、以下で時々光線２０６と呼ばれる。

ゲート部１０６の球状の形状、及びその結果として特にゲート部１０６において鋭角である赤外光線２０６のセットの屈折角のばらつきに少なくとも或る程度起因して、赤外光線のサブセット２１０が生み出される。赤外光線のサブセット２１０は、リフレクタ２０４によって反射されず（又はより大きい角度で反射される）、これが、ゲート部１０６内の再加熱効率を大幅に低下させ、且つ／又はゲート部１０６の長さに沿って再加熱を不均一にする（すなわち変動させる）。１つの一般的な解決手段は、ゲート部１０６に近接して位置付けられる複数のエミッタ２０３のサブセットを作ることであった。複数のエミッタ２０３のサブセットは、複数のエミッタ２０３の残りのものよりも大きなパワーを有するものとして分類される。分かり得るように、これは、付加的なエネルギー消費及び付加的な費用を招き、全体的な作業及び環境の観点から全く申し分がないとはいえない。

ここで、本発明の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム３００を示す図３を参照する。プリフォーム３００は、ネック部３０２と、ゲート部３０６と、ネック部３０２及びゲート部３０６間に延びる本体部３０４とから成る。ネック部３０２及び本体部３０４は、図１のプリフォーム１００のネック部１０２及びゲート部１０６と実質的に同様の方法で実施され得る。

本発明のこれらの実施形態内では、ゲート部３０６は、痕跡部３０８で終端する実質的に円錐状の形状を伴う。痕跡部３０８がゲート部３０６の円錐形の下側終点を定めることは、注目に値する。痕跡部３０８のサイズは、ホットランナノズル（図示せず）のオリフィスのサイズに実質的に対応し得る。図３の実施形態内では、ゲート部３０６は、実質的に均一な肉厚「Ｗ」を伴うが、（本明細書中で後述するように）本発明の全ての実施形態でそうである必要はない。

図３の実施形態内では、ゲート部３０６の円錐形は、仮想中心線３１０（プリフォーム３００の長手方向軸を通る仮想中心線３１０）とゲート部３０６の円錐形の内面との間に画定される角度「α」を伴う。本発明のいくつかの実施形態では、角度「α」は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中のゲート部３０６に沿った屈折角を実質的に均一にするように選択され得る。例えば、ゲート部３０６の実質的に円錐状の形状が、より均一な屈折角（したがって、より均一なレベルの吸収及び再加熱）をもたらし、概して、選択される角度「α」が小さいほど屈折（したがって再加熱）の角度の均一性が高くなることが分かっている。

本発明の代替的な非限定的実施形態では、角度「α」は、角度「α」がもたらすであろう充填速度及び／又は角度「α」に基づいて用いられるであろう材料の量をさらに考慮して選択され得る。一例として、選択される角度「α」が小さいほど、充填段階中に成形キャビティのゲート領域に関連する圧力低下が小さくなり、したがって関連の充填速度が速くなる。同様に、選択される角度「α」が小さいほど、成形キャビティのゲート領域を充填するのに用いられる材料が少なくなる。

したがって、本発明のいくつかの実施形態では、角度「α」は、（ｉ）用いられる特定の成形材料の屈折率、（ｉｉ）角度「α」がもたらすであろう充填速度、及び（ｉｉｉ）角度「α」に基づいて用いられるであろう材料の量、の一部又は全部を考慮して選択され得る。したがって、本発明のこれらの実施形態内では、角度「α」は、（ｉ）成形材料の屈折率、（ｉｉ）用いられる成形材料の重量（すなわち、角度「α」及び角度「α」から得られる肉厚の延伸関数（stretch function））、（ｉｉｉ）充填速度、の全部又は一部の関数として計算され得る。

例えば、ＰＥＴの場合、角度「α」は、例えば約１０度〜約９０度の範囲から選択され得る。本発明の具体的な非限定的実施形態では、ＰＥＴの場合、角度「α」は、例えば約３７度〜約４０度の範囲から選択され得る。本発明の別の具体的な非限定的実施形態では、ＰＥＴの場合、角度「α」は、例えば約４０度〜約６０度の範囲から選択され得る。特定の具体的な非限定的例では、用いられる角度「α」は約３７度であり得る。当然ながら、本明細書で上述した特定の成形材料の屈折率又は任意の他の因子に基づく任意の他の角度「α」を用いることができる。

ここで、本発明の別の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム４００を示す図４を参照する。プリフォーム４００は、ネック部４０２と、ゲート部４０６と、ネック部４０２及びゲート部４０６間に延びる本体部４０４とから成る。ネック部４０２及び本体部４０４は、図１のプリフォーム１００のネック部１０２及びゲート部１０６と実質的に同様の方法で実施され得る。

ゲート部４０６は、痕跡部４０８で終端する実質的に円錐状の形状を伴う。痕跡部４０８がゲート部４０６の円錐形の下側終点を定めることは、注目に値する。痕跡部４０８のサイズは、ホットランナノズル（図示せず）のオリフィスのサイズに実質的に対応し得る。

図４の実施形態内では、ゲート部４０６は、図４に誇張した図で示されている内部湾曲セクション４１０を伴う。図４の実施形態内で、ゲート部４０６に実質的に不均一な肉厚が伴うことは、注目に値する。より具体的には、肉厚は、内部湾曲セクション４１０の回りが比較的厚い。図４の実施形態では内部湾曲セクション４１０が痕跡部４０８に対向する内面に位置付けられているが、本発明の他の非限定的実施形態では、ゲート部４０６の他の点（内面上又は外面上）に同様の湾曲セクションが位置付けられてもよいことも、注目に値する。この代替的な配置の一例としては、限定はされないが、ゲート部４０６が本体部４０４と合わさる場所（内面上又は外面上）を含み、この場所は図４に４２０で示されている。

不均一な肉厚の実施態様の別の例が、本発明の別の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム１１００を示す図１１に示されている。プリフォーム１１００は、ネック部１１０２と、ゲート部１１０６と、ネック部１１０２及びゲート部１１０６間に延びる本体部１１０４とから成る。ゲート部１１０６は、痕跡部１１０８で終端する実質的に円錐状の形状を伴う。

本発明のこれらの実施形態内では、ゲート部１３０６は、痕跡部１１０８で終端する実質的に円錐状の形状を伴う。痕跡部１１０８がゲート部１１０６の円錐形の下側終点を定めることは、注目に値する。痕跡部１１０８のサイズは、ホットランナノズル（図示せず）のオリフィスのサイズに実質的に対応し得る。図１１の実施形態内では、ゲート部１１０６は、痕跡部１１０８からゲート部１１０６が本体部１１０４と合わさる場所に画定される分割線（別個の符号なし）に向かって進むにつれて漸増する肉厚を伴う。その点で、ゲート部１１０６は、その一部に沿った第１の肉厚「Ｗ１」と、第１の肉厚「Ｗ１」よりも厚いその別の一部に沿った第２の肉厚「Ｗ２」とを伴うと言える。より具体的には、本発明の実施形態では、第１の肉厚「Ｗ１」は、ゲート部１１０６の第１の部分に沿って画定することができ、第２の肉厚「Ｗ２」は、その第２の部分に沿って画定することができ、第２の肉厚「Ｗ２」は第１の肉厚「Ｗ１」よりも厚く、第２の部分は分割線のより近くに位置付けられる。

本発明のこれらの実施形態に起因する特定の技術的効果は、本明細書に開示されている再加熱の利益を享受しつつ、最も効率的な充填プロファイルを提供することである。本発明の特定の実施形態内では、ホットランナノズル（図示せず）のオリフィスのサイズに対応するサイズの痕跡部（痕跡部１１０８等）を設けることで別の技術的効果を提供できることも留意されたい。すなわち、この構成は、ゲート部（ゲート部１１０６等）の円錐形の実質的に直線状の輪郭をもたらすことで、その長さに沿って実質的に均一な屈折角が得られる（したがって、再加熱段階中の反射が減る）ため、本発明の実施形態の成果である省エネルギーを際立たせる。さらに且つ／又は代替的に、不均一な厚さを有するこの構成は、延伸倍率の変化及び／又は必要な場所（例えば、プリフォーム１１００から例えば作製される花弁状ボトルの「足」を位置付けるべき場所等）への追加の材料の位置付けにより、延伸ブロー成形中に改良が得られるようにする技術的利点をもたらし得る。

図６を参照すると、本発明の非限定的な実施形態に従って実施される金型スタック６００が示されている。本明細書で提示されている説明図内では、金型スタック６００は、図３のプリフォーム３００を作製するように構成される。しかしながら、図４のプリフォーム４００を作製するように当業者が金型スタック６００に適当な変更を加えることができることが予想される。

金型スタック６００は、コアインサート６０２、割り型インサート対６０４、キャビティインサート６０６、及びゲートインサート６０８を備える。使用時には、コアインサート６０２、割り型インサート対６０４、キャビティインサート６０６、及びゲートインサート６０８が、成形キャビティ６０９を画定し、その中に成形材料（可塑化ＰＥＴ又は他の適当な成形材料等）を射出してプリフォーム３００を形成することができる。

図６を引き続き参照し、図７を簡単に参照すると、コアインサート６０２は、使用時にプリフォーム３００の内面を画定するように構成される。その点で、コアインサート６０２は、成形キャビティ６０９の一部を画定するように構成される第１のキャビティ画定部６０３と、コアプレート（図示せず）への取り付け用に構成される取り付け部６０１とを備える。本明細書に示す実施形態では、取り付け部６０１は、成形キャビティ６０９の一部を画定するようにさらに構成され得る。本発明のいくつかの実施形態では、取り付け部６０１は、ロックリングとして実施され得る。本明細書に示されている具体的な非限定的実施形態内では、第１のキャビティ画定部６０３及び取り付け部６０１が構造的に別個の要素として実施されるが、本発明の代替的な非限定的実施形態では異なる方法で実施されてもよいことに留意すべきである。例えば、本発明の代替的な非限定的実施形態では、コアインサート６０２は、ロックリング等を伴わずに実施され得る。

第１のキャビティ画定部６０３は、ゲート画定部６１０を備える。より具体的には、ゲート画定部６１０は、実質的に円錐状の形状を有する。本発明のいくつかの実施形態内では、ゲート画定部６１０は機械加工され得る。しかしながら、代替的な非限定的実施形態では、切削作業、フライス作業、又は研削作業等の他の標準的な製造法を用いることができる。

図６を引き続き参照すると、割り型インサート対６０４は、使用時にプリフォーム３００の外面の一部を、より具体的にはプリフォーム３００のネック部３０２の外面の一部を画定するように構成される。キャビティインサート６０６は、使用時にプリフォーム３００の外面の一部を、より具体的にはプリフォーム３００の本体部３０４の外面の一部を画定するように構成される。

図６を引き続き参照し、図８を簡単に参照すると、ゲートインサート６０８は、使用時にプリフォーム３００の外面の一部を画定するように構成される。その点で、ゲートインサート６０８は、プリフォーム３００のゲート部３０６の外面の一部を画定するように構成される第２のキャビティ画定部６１２を備える。第２のキャビティ画定部６１２の形状は、上述のゲート部３０６に概ね対応する。より具体的には、第２のキャビティ画定部６１２は、逆円錐形を伴う。

本発明のいくつかの実施形態内では、第２のキャビティ画定部６１２は機械加工され得る。しかしながら、代替的な非限定的実施形態では、限定はされないが、標準的な穴あけ工具、グリリング（grilling）作業等の他の製造法を用いることができる。

第２のキャビティ画定部６１２の逆円錐形は、ゲートインサート６０８のノズル受け８０４のオリフィス（別個の符号なし）に直径が実質的に対応する先端８０２で終端する（ノズル受け８０４は、簡単のために図から省かれているホットランナノズル（図示せず）を使用時に受け入れるように構成される）。

図９を参照すると、本発明の別の非限定的実施形態に従って実施されるプリフォーム９００が図示されている。プリフォーム９００は、ネック部９０２と、ゲート部９０６と、ネック部９０２及びゲート部９０６間に延びる本体部９０４とから成る。ネック部９０２及び本体部９０４は、図１のプリフォーム１００のネック部１０２及びゲート部１０６と実質的に同様の方法で実施され得る。

ゲート部９０６は、痕跡部９０８で終端する実質的に円錐状の形状を伴う。図９の実施形態内では、ゲート部９０６の円錐形は、第１の円錐９１０及び第２の円錐９１２を備える。本発明のこれらの実施形態内では、第１の円錐９１０は第１の角度「β」を伴い、第２の円錐９１２は第１の角度「β」よりも大きな第２の角度「γ」を伴う。

痕跡部９０８が第２の円錐９１２（同じく、ゲート部９０６の円錐形全体）の下側終点を定めることは、注目に値する。痕跡部９０８のサイズは、ホットランナノズル（図示せず）のオリフィスのサイズに実質的に対応し得る。

図１０を参照すると、本発明の非限定的実施形態に従って実施される金型スタック１０００の一部が示されている。本明細書に提示されている説明図内では、金型スタック１０００は、図９のプリフォーム９００を作製するように構成される。金型スタック１０００は、本明細書で後述する具体的な違いを除けば、金型スタック６００と実質的に同様であり得る。

具体的には、金型スタック１０００は、特にコアインサート１００２及びゲートインサート１００８を備える。コアインサート１００２は、使用時にプリフォーム９００の内面を画定するように構成される。その点で、コアインサート１００２は、成形キャビティ１００９の一部を画定するように構成される第１のキャビティ画定部１００３を備える。第１のキャビティ画定部１００３は、ゲート画定部１０１０を備える。ゲート画定部１０１０は、第１の円錐部１０１０ａ及び第２の円錐部１０１０ｂを備える。

ゲートインサート１００８は、使用時にプリフォーム９００の外面の一部を画定するように構成される。その点で、ゲートインサート１００８は、第２のキャビティ画定部１０１２を備える。第２のキャビティ画定部１０１２は、第１の円錐セグメント１０１２ａ及び第２の円錐セグメント１０１２ｂを備える（から成る）。使用時には、第１の円錐部１０１０ａと第２の円錐部１０１２ｂとが協働して上述の第１の円錐９１０を画定する。同様に、第２の円錐部１０１０ｂと第１の円錐セグメント１０１２ａとが使用時に協働して上述の第２の円錐９１２を画定する。

図９及び図１０は、プリフォーム９００及びプリフォーム９００の作製用の金型スタック１０００を示しており、プリフォーム９００は、第１の円錐９１０及び第２の円錐９１２から成るゲート部９０６を有しているが、本発明の代替的な実施形態では、ゲート部９０６が２つ以上の円錐から成っていてもよいことに留意すべきである。

したがって、本発明の実施形態によれば、ブロー成形プロセスの再加熱段階中の赤外光線２０６のセットの少なくとも一部の屈折角を実質的に均一にし、且つ／又はプリフォーム３００、４００、９００の少なくとも一部の充填に用いられる材料の量を最小にし、且つ／又は充填速度を高める、プリフォーム３００、４００、９００を作製するように構成される金型スタック６００、１０００、より具体的にはコアインサート６０２、１００２及びゲートインサート６０８、１００８が提供される。

本発明の実施形態によれば、金型スタック６００、１０００の少なくとも一部を作製する方法も提供される。より具体的には、コアインサート６０２、１００２及びゲートインサート６０８、１００８の一方又は両方を作製する方法が提供される。本方法は、以下を含む。

・作製すべきゲート部３０６、４０６、９０６の形状の選択であって、ゲート部３０６、４０６、９０６の形状は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる赤外光線２０６のセットの少なくとも一部の屈折角、ひいては再加熱の効率を少なくとも実質的に均一にするように選択される。本発明のいくつかの実施形態では、この選択ステップは、付加的又は代替的に、用いられる成形材料の重量を減らし且つ／又は充填速度を高めもする形状を選択することをさらに含む。本発明のいくつかの実施形態では、こうして選択された形状は、円錐形、又は１つ又は複数の円錐から成る形状を含む。

・形状が選択されると、本方法は、コアインサート６０２、１００２及びゲートインサート６０８、１００８の一方又は両方の製造をさらに含む。製造は、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工等の既知の技法を用いて実施され得る。

本発明の実施形態は、構造的に別個の部材として実施されるキャビティインサート６０６及びゲートインサート６０８を用いて本明細書では上述されているが、本発明の代替的な非限定的実施形態では、キャビティインサート６０６及びゲートインサート６０８が構造的に一体的なインサートとして実施されてもよい。同様に、プリフォーム３００、４００、９００は、延伸ブロー成形に適したものとして説明されているが、本発明の代替的な非限定的実施形態では、プリフォーム３００、４００、９００に他のタイプのブロープロセスを施してもよい。さらに、金型スタック６００、１０００の特定の部分がインサートとして説明されているが、本発明の代替的な実施形態では、これらの構成要素が金型プレートの構造的に一体的な構成要素として実施されてもよく、したがって、目下の説明中では、「インサート」と言う用語は、金型プレートの構造的に一体的な構成要素を含むことが意図される。

図６の金型スタック６００の動作は、従来技術の金型スタック（図示せず）の動作と実質的に同様に実施され得るため、本明細書では金型スタック６００の動作の簡単な説明のみを提示する。当業者がこれらの教示を図１０の金型スタック１０００の動作に適合させることができることが予想される。図６には、金型スタック６００が金型閉鎖位置で示されており、この位置で適当な手段（油圧手段、電気的手段等）によって加えられるトン数を受けて協働するプラテン（例えば、可動プラテン及び固定プラテン）によって維持され得る。

金型閉鎖構成内では、成形材料が、ノズル受け８０４内に受け入れられるホットランナノズル（図示せず）から成形キャビティ６０９内に射出され得る。射出ユニット（図示せず）とホットランナノズル（図示せず）との間への成形材料の分配のされ方は、従来通りに実施され得る。こうして射出された成形材料は、例えば、キャビティインサート６０６の中若しくは周り、及び／又はゲートインサート６０８の中若しくは周り、及び／又は割り型インサート対６０４の中若しくは周り、及び／又はコアインサート６０２内に冷媒を循環させることによって、続いて固化される。

金型スタック６００は、続いて、プリフォーム２００、４００、９００が成形キャビティ６０９から離型され得る金型開放位置へ作動される。通常、金型スタック６００が開き始めるとき、プリフォーム２００、４００、９００はコアインサート６０２上に留まる。割り型インサート対６０４は、ネック部３０２、４０２、９０２にクリアランスを与えるように（カム、サーボモータ等の任意の適当な手段によって）横方向に動かされる。動作方向への割り型インサート対６０４の移動により、プリフォーム２００、４００、９００がコアインサート６０２から取り外される。この時点で、金型スタック６００を金型閉鎖状態へ作動させることができ、新たな成形サイクルを開始できる。

本発明の実施形態は、射出成形及び射出成形に適した金型スタック６００、１０００に関して説明されているが、本発明の全ての実施形態でそうである必要はない。したがって、押出成形、圧縮成形、圧縮射出成形等の他のタイプの成形作業に本発明の教示が適用され得ることが予想される。

本発明の実施形態の技術的効果は、ゲート部３０６、４０６、９０６内でのブロー成形プロセスの再加熱段階中の赤外光線２０６のセットの少なくとも一部の屈折角を実質的に均一にする、プリフォーム３００、４００、９００の提供を含み得る。これはさらに、プリフォーム３００、４００、９００のゲート部３０６、４０６、９０６の再加熱効率の向上につながり得るが、赤外光線２０６のセットのより一定した吸収がその理由の１つであり、これは、ゲートインサート６０８、１００８の長さに沿ったより均一な屈折角及び／又は反射レベルの低下に少なくとも或る程度起因し得る。本発明の実施形態の別の技術的効果は、プリフォーム１００と比較して必要な材料が少ないプリフォーム３００、４００、９００の提供を含み得る。これはさらに、原材料に関連する節約に関連する費用節約につながり得る。本発明の実施形態の別の技術的効果は、プリフォーム３００、４００、９００の作製用の金型スタック６００の提供を含み得る。金型スタック６００は、プリフォーム３００、４００、９００のゲート部３０６、４０６、９０６を画定する成形キャビティ６０９、１００９の一部内の圧力をあまり低下させない。これはさらに、より速い充填プロセスをもたらし得る。技術的効果の全てを本発明の全ての実施形態で実現する必要はないことを、明確に理解すべきである。

本発明の実施形態のいくつかの再加熱効率の向上に関連する特定の技術的効果が、ブロー成形プロセスの再加熱段階中の図３のプリフォーム３００の一部を示す図５を参照して最もよく示される。より具体的には、ゲート部３０６の一部が示されている。エネルギー源２０２及びリフレクタ２０４は、簡単のために図５の説明図から省かれている。図５に明確に示されているように、ゲート部３０６の屈折角はかなり均一にされ、（赤外光線のサブセット２１０と同様の）光線のサブセットが実質的になく、したがってゲート部３０６において再加熱効率が実質的に維持又は改善される。したがって、プリフォーム３００、４００、９００から（例えば、ブロー成形によって）作製される最終形状品（図示せず）は、より高い再加熱効率に少なくとも或る程度起因して内部応力をあまり受けない延伸ゲート領域を有すると言える。

したがって、本発明の実施形態に従って実施されるプリフォーム３００、４００、９００は、延伸ブロー成形プロセスの再加熱段階中のゲート部３０６、４０６、９０６の周りの赤外光線２０６（又は他のタイプの光線）のセットの少なくとも一部の屈折角を実質的に均一にする形状を伴うと言える。

本発明の非限定的実施形態の説明は、本発明の例を示しており、これらの例は、本発明の範囲を制限しない。本発明の範囲が特許請求の範囲によって制限されることを、明確に理解されたい。上述の概念は、具体的な条件及び／又は機能に適合させることができ、本発明の範囲内にある様々な他の用途にさらに拡大することができる。本発明の非限定的実施形態をこうして説明してきたが、記載の概念から逸脱せずに変更及び拡張が可能であることが明らかとなるであろう。したがって、特許証によって保護されるべきものは、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。

Claims (27)

1. 後続のブロー成形に適したプリフォームであって、
   ネック部と、
   ゲート部と、
   前記ネック部及び前記ゲート部間に延びる本体部とを備え、
   前記ゲート部は、実質的に円錐状の形状を伴う、プリフォーム。
2. 前記実質的に円錐状の形状は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように選択される、請求項１に記載のプリフォーム。
3. 前記実質的に円錐状の形状は、ホットランナノズルのオリフィスに実質的に対応するサイズを有する痕跡部で終端する、請求項１に記載のプリフォーム。
4. 前記ゲート部は、実質的に均一な肉厚を有する、請求項１に記載のプリフォーム。
5. 前記ゲート部は、実質的に不均一な肉厚を有する、請求項１に記載のプリフォーム。
6. 前記ゲート部は、第１の部分に沿った第１の肉厚及び第２の部分に沿った第２の肉厚を伴い、前記第２の肉厚は、前記第１の肉厚よりも厚く、前記第２の部分は、前記第１の部分よりも前記ゲート部と前記本体部との間の分割線の近くに位置付けられる、請求項５に記載のプリフォーム。
7. 前記実質的に円錐状の形状は、少なくとも１つの内部湾曲セクションを備える、請求項１に記載のプリフォーム。
8. 前記少なくとも１つの内部湾曲セクションは、前記ゲート部の痕跡部に近接した内面上に位置付けられる単一湾曲セクションを備える、請求項７に記載のプリフォーム。
9. 前記実質的に円錐状の形状は、仮想中心線と前記実質的に円錐状の形状の内面との間に画定される角度を伴う、請求項１に記載のプリフォーム。
10. 前記角度は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように、前記プリフォームの形成に用いられる材料の屈折率の関数として計算される、請求項９に記載のプリフォーム。
11. 前記角度は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように、（ｉ）前記プリフォームの形成に用いられる材料の屈折率、（ｉｉ）充填速度、及び（ｉｉｉ）用いられる材料の重量の少なくとも１つの関数として計算される、請求項９に記載のプリフォーム。
12. 前記実質的に円錐状の形状は、第１の円錐及び第２の円錐を備える、請求項１１に記載のプリフォーム。
13. 前記第１の円錐は、仮想中心線と前記実質的に円錐状の形状の内面との間に画定される第１の角度を伴い、前記第２の円錐は、前記仮想中心線と前記実質的に円錐状の形状の前記内面との間に画定される第２の角度を伴う、請求項１２に記載のプリフォーム。
14. プリフォームの内面を画定するコアインサートと、
    前記プリフォームのネック部の外面を画定する割り型インサート対と、
    前記プリフォームの本体部の前記外面を画定するキャビティインサートと、
    前記プリフォームのゲート部の前記外面を画定するゲートインサートとを備え、
    前記コアインサート及び前記ゲートインサートは、使用時に協働して第１の実質的に円錐状の形状を有する前記プリフォームの前記ゲート部を画定するように構成される、金型スタック。
15. 前記コアインサートは、第１のキャビティ画定部を備え、前記第１のキャビティ画定部は、第２の実質的に円錐状の形状を有するゲート画定部を備える、請求項１４に記載の金型スタック。
16. 前記第１の実質的に円錐状の形状は、第１の円錐及び第２の円錐を備え、前記第２の実質的に円錐状の形状は、第１の円錐部（１０１０ａ）及び第２の円錐部を備える、請求項１５に記載の金型スタック。
17. 前記ゲートインサートは、第２のキャビティ画定部を備え、前記第２のキャビティ画定部は、実質的に逆円錐状の形状を有する、請求項１４に記載の金型スタック。
18. 前記第１の実質的に円錐状の形状は、第１の円錐及び第２の円錐を備え、前記実質的に逆円錐状の形状は、第１の円錐セグメント及び第２の円錐セグメントを備える、請求項１７に記載の金型スタック。
19. 前記キャビティインサート及び前記ゲートインサートは一体形成される、請求項１４に記載の金型スタック。
20. ネック部と、ゲート部と、それらの間に延びる本体部とを含むプリフォームの一部を使用時に画定する、コアインサートであって、
    実質的に円錐状の形状を有するゲート画定部を有する第１のキャビティ画定部を備え、
    前記実質的に円錐状の形状は、前記ゲート部内での前記プリフォームのブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように選択される、コアインサート。
21. ネック部と、ゲート部と、それらの間に延びる本体部とを含むプリフォームの一部を使用時に画定する、ゲートインサートであって、
    実質的に逆円錐状の形状を有する第２のキャビティ画定部を備え、
    前記実質的に逆円錐状の形状は、前記ゲート部内での前記プリフォームのブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように選択される、コアインサート。
22. 金型スタックの少なくとも一部を作製する方法であって、
    ブロー成形に適したプリフォームのゲート部の形状であって、ブロー成形プロセスの再加熱段階中の光線のセットの少なくとも一部の屈折角を少なくとも実質的に均一にするように選択された前記形状を選択し、
    前記形状を含むように前記金型スタックの前記少なくとも一部を製造する、方法。
23. 前記少なくとも一部は、コアインサート及びゲートインサートの少なくとも一方を含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記選択は、用いられる成形材料の屈折率、充填速度、及び用いられる成形材料の重量の少なくとも１つに基づいて前記形状を決定することを含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記形状は実質的に円錐状の形状を含む、請求項２２に記載の方法。
26. 請求項１に記載のプリフォームから作製される最終形状品。
27. 後続のブロー成形に適したプリフォームであって、
    ネック部と、
    ゲート部と、
    前記ネック部及び前記ゲート部間に延びる本体部とを備え、
    前記ゲート部は、ブロー成形プロセスの再加熱段階中に用いられる光線の屈折角を実質的に均一にするように選択される形状を伴う、プリフォーム。

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