JP3686089B2 - モールド内で製品を冷却する方法及び装置 - Google Patents

Description

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。画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１１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へ導く必要はない。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２１，２５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。

Claims (4)

1. モールド壁部に包囲されたモールド領域を具備するモールド内にプラスチック製品を製造する方法であって、該モールドは該モールド領域へのガス入口及び該モールド領域からのガス出口を備え、該ガス入口は該モールド壁を貫通して形成され、該ガス出口はガス入口から離間し、前記方法は、
   該モールド壁部に対して該モールド領域内で該製品を成形し、
   該モールド壁部から離れる方向に前記製品を収縮させて、該製品と前記モールド壁部との間にギャップを形成し、
   前記ガス入口でモールド領域内に冷却ガスを流入し、該ギャップを流れるガスが該製品及び該モールド壁部の両方を冷却し、該ガス出口で該モールド領域外へ流出すること、を特徴とする方法。
2. 環状内部モールド面と、パイプがモールド領域を離れる下流側の開放端を備えるモールド壁部により包囲されたモールド領域を形成するために互いに係合する第１及び第２モールドブロック部分により形成されるモールドトンネル内でパイプを製造する方法であって、前記方法は、
   該モールド面に対して該パイプを成形し、
   該モールド面から離れる方向に前記パイプを収縮させて該モールド面と前記該パイプの間にギャップを形成し、
   該第１モールドブロック部分を貫通して延在するガス入口に沿って、モールド領域のギャップに冷却ガスを通し、
   該パイプ及び該モールド面両方に沿ったギャップを介して、該ガス入口から離間した、該モールド領域からのガス出口まで該冷却ガスを流すこと、を特徴とする方法。
3. 該ガス出口は該第２モールドブロック部分に位置し、該第１モールドブロック部分の該ガス入口から該第２モールドブロック部分内の該ガス出口まで、該パイプ及び該モールド面の両方に沿った該モールド領域の周囲のギャップ内で周方向にガスを流すこと、を特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 該第１モールドブロック部分のガス入口から、該パイプ及びモールド面の両方に沿って、冷却ガスが該モールド領域を出ていくところである該モールド領域の下流側の開放端まで、該モールド領域のギャップ内へ冷却ガスを流入すること、を特徴とする請求項２に記載の方法。

Images