JP4516422B2 - プラスチック片の成形後冷却のための方法及び装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、成形が終了させられた後に、成形されたプラスチック片を冷却する方法及び装置に関する。特に、本発明は、プラスチック片の成形後冷却のための方法及び装置であって、プラスチック片の内部を冷却するための、少なくとも２つの冷却ステーションが設けられているものに関している。本発明は、また、方法及び装置であって、プラスチック片に圧力シールが接触しないようにして、各プラスチック片の加圧封止が冷却ステーションにおいて実行されるものにも関している。本発明は、また、方法及び装置であって、負の抜き勾配のプラスチック片の変形を防止すべく、プラスチック片キャビティチューブがベントを設けられているものにも関している。好適に、プラスチック片は、プラスチックプレフォームから成っている。

発明の背景
現在、新しく成形されたプラスチック成形品の冷却を最適にすべく、種々の成形後冷却方法が、種々のシーケンスにおいて、射出成形機(例えば、インデックス(Index)成形機プラットフォーム)上で採用されている。幾つかの成形品(例えば、プラスチックプレフォーム)は、通常、ＰＥＴ樹脂を用いて射出成形されると共に、約２.００ｍｍから４.００ｍｍ超まで変化する肉厚を有し得、この結果、無欠陥成形品へと凝固するのに、長い冷却期間を必要とする。肉厚の成形品(例えば、プラスチック樹脂のような高い耐伝熱性を有している材料から作られている肉厚の成形品)は、それらが金型から取り出された後に欠陥成形品を製造し得る、「再加熱」現象を示し得る。

ＰＥＴプレフォームの場合においては、それらの製造欠陥のうちの幾つかは、以下の通りである。
・結晶度：樹脂は、十分急速には冷却しないコアー樹脂の高い温度が原因で結晶化する。結晶の白い外観は、最終製品の透明度を損なう。
・表面欠陥：取り出されたプレフォームの、最初は凝固していた表面は、コアー材料によって再加熱され、これは、表面が柔らかくなって容易に傷つけられることを引き起こす。時々、この表面再加熱は、接触している成形品が一体になるようにして熔着することを引き起こすに十分に厳しくなり得る。
・幾何学誤差：部分的に冷却したプレフォームを取り扱うことは又はそれらの表面が再加熱されている間にそれらの幾何学形状を維持しない装置内でそれらを更に冷却すべく試みることは、プレフォームの円い直径が楕円形の形状になることを又は滑らかな表面が皺に若しくは非直線になることを引き起こし得る。

上述の問題は、射出成形されたプレフォームの冷却時間を延ばすことにより、幾分緩和され得る。しかしながら、これは、射出成形サイクルが非常に長くなる(典型的には、２５秒以上になる)ことを引き起こし、その時間の大半は、専ら冷却の目的で使用されていた。このプロセスの生産能率を向上させるための努力において、「成形後冷却」機能を実行する幾つかの技法が、採用されており、この場合、最初に冷却したところの表面スキン層が形成されて、変形することなく成形品が取り出されることが可能になった後に、部分的に冷却したプレフォームが、射出成形用金型から取り出される。次いで、部分的に冷却したプレフォームは、下流の装置へ手渡され、その下流の装置は、残っている熱を除去しつつ、プレフォームを保持しつづけ、もって、その後、プレフォームは、損傷を受けることなく取り扱われ得る。通常、プレフォームの表面温度は、安全な取り扱いを保証すべく、約７２℃まで下げられることを必要としている。

部分的に冷却したプレフォームの早期の取り出しは、成形サイクルにおいて、より早く射出成形装置を開放し、これにより、装置の生産能率が、著しく向上する。成形されつつあるプレフォームデザインにも依存するが、幾つかの例においては、射出成形サイクル時間が、典型的には、２５秒から約１２秒以下へと半分になった。

成形後冷却技術の幾つかの例が、米国特許第４,７２９,７３２号、米国特許第Ｒｅ３３,２３７号、米国特許第５,４４７,４２６号、及び米国特許第６,１７１,５４１号に示されている。

プレフォーム用の冷却時間を延ばすためのアプローチは、タレット成形機を利用することであり、そのタレット成形機においては、２セット以上の射出成形心型が、採用されている。一例が、米国特許第５,７２８,４０９号、米国特許第５,８３０,４０４号、米国特許第５,７５０,１６２号、及び米国特許第５,８１７,３４５号に示されている、インデックス成形機であり、それらの米国特許は、タレットブロックであって、４つの面と４つの心型セットとを有しているものの使用を教示しており、それらの４つの心型セットは、射出成形プレフォームを保持すべき１つのキャビティセットと逐次的に嵌め合わされる。この種の装置において成形されるプレフォームは、典型的に１０〜１３秒の成形サイクル時間で製造され得る。

上述のアプローチの不利な点は、必要とされる、追加の心型側面成形型(core side tooling)のコストである。このコストを下げるために、心型側面成形型のセットを余り備えていないインデックス成形機が、採用されていた。しかしながら、サイクル時間を維持すべく、追加の成形後冷却装置が、プレフォームの冷却を完全なものにするのに必要とされている。成形後冷却装置を備えているインデックス成形機の例は、米国特許第６,０５９,５５７号、米国特許第６,１２３,５３８号、米国特許第６,１４３,２２５号、及び米国特許第６,１１３,８３４号に示されている。

冷えつつあるプレフォームからの熱伝達の速度を向上させるための一技法は、それをキャビティ内で冷却しつつ、それの内部容積を加圧することである。この方法は、プレフォームの外側の表面を冷却キャビティの表面との接触状態に保つことを助けると共に、それらの２つの表面を分離させる傾向にあるプレフォームの収縮に逆らう。これは、良好な熱伝達が維持されることを可能にする。加圧プレフォーム冷却の例は、米国特許第４,９５０,１５２号、及び米国特許第５,６７９,３０６号、並びにＥＰ ０ ９００ １３５号に示されている。

従って、成形後冷却方法及び装置であって、成形プラスチック片を製造するためのコストを更に下げるべく、成形サイクル時間を更に短縮させつつ、急速な、効率の良い冷却をもたらすものに対するニーズが、存在する。

発明の概要
成形プラスチック片を効率良く冷却する成形後冷却方法及び装置を提供することが、本発明の利点である。

本発明の第１の側面により、複数のプラスチック成形品を冷却する構造体及び/又は工程が、提供され、それによると、取出し手段（構造体）/工程が、複数のプラスチック成形品を保持すべく構成されており、複数のプラスチック成形品は、それらの閉塞端部が取出し手段の内側に向かって配置され且つそれらの開放端部が取出し手段の外側に向かって配置されるように、向けられる。移動手段（構造体）/工程が、取出し手段と、第１冷却ステーション及び第２冷却ステーションのうちの少なくとも１つの冷却ステーションとの間の相対的な移動を引き起こすべく構成されている。第１冷却ステーションは、複数のプラスチック成形品の開放端部を通して、それらのプラスチック成形品の内側へ、冷却流体を供給すべく構成されている第１状態調節エレメントを備えている。第２冷却ステーションは、複数のプラスチック成形品の開放端部を通して、それらのプラスチック成形品の内側へ、冷却流体を供給すべく構成されている第２状態調節エレメントを備えている。

本発明の第２の側面により、プラスチックプレフォームのマトリックスを成形後冷却する構造体及び/又は工程が、提供され、それによると、取出しプレートが、第１の複数のプラスチックプレフォームを受容すべく構成されている第１の複数の受容チューブと、第２の複数のプラスチックプレフォームを受容すべく構成されている第２の複数の受容チューブとを備えている。第１及び第２の複数の受容チューブのうちの少なくとも一方は、対応している複数のプラスチックプレフォームの外面を冷却すべく構成されている。移動構造体/工程が、取出しプレートと第１冷却ステーション及び第２冷却ステーションとの間の相対的な移動をもたらすべく構成されている。第１冷却ステーションは、(i)複数の噴射装置であって、各噴射装置は、対応しているプラスチックプレフォームの内部へ加圧冷却媒体を噴射すべく構成されている、ものと、(ii)複数の封止装置であって、各封止装置は、噴射された加圧冷却媒体と、それより低い周囲圧力との間の圧力シールを提供すべく構成されている、ものとを備えている。第２冷却ステーションは、(i)複数の冷却ピンであって、各冷却ピンは、対応しているプラスチックプレフォームの内側の先端に冷却媒体を方向付けるべく構成されており、もって、方向付けられた冷却媒体は、対応しているプラスチックプレフォームの内面を流れ下って取出しプレートの外側へ排出される、ものを備えている。制御構造体/工程が、複数のプラスチックプレフォームを第１冷却ステーションから第２冷却ステーションへ移動構造体/工程が移動させることを引き起こす。

本発明の第３の側面によると、プラスチック射出成形構造体/工程が、複数の金型キャビティと、複数のプラスチック成形品を供給すべく構成されている複数のキャリアとを有している、プラスチック成形ユニット/プロセスを備えている。取出し装置/プロセスが、プラスチック成形ユニット/プロセスから複数のプラスチック成形品を取り外す。移動構造体/プロセスが、取出し装置/プロセスと、第１冷却ステーション及び第２冷却ステーションのうちの少なくとも１つの冷却ステーションとの間の、相対的な移動を引き起こすべく構成されている。第１冷却ステーションは、複数のプラスチック成形品の各々の内部に加圧冷却流体を封止すべく構成されている第１冷却構造体/プロセスを備えている。第２冷却ステーションは、複数のプラスチック成形品の内側へ冷却流体を供給すべく構成されている第２冷却構造体/プロセスを備えている。

本発明の第４の側面により、複数のプラスチック成形品を成形後冷却する構造体及び/又は工程が、提供され、それによると、取出しステージが、複数のプラスチック成形品を成形機から取り出し、取出しステージは、複数のプラスチック成形品を、各成形品の開放端部が露出させられるようにして受容すべく構成されている複数の受容チューブを備えている。複数の冷却ステーションが、取出しステージに連結されており、各冷却ステーションは、対応しているプラスチック成形品の内部内へ、露出した端部を通して、冷却流体を噴射する複数の冷却ピンを有している。

本発明の第５の側面によると、構造体及び/又は工程は、複数のプラスチック成形品を、それらの開放端部が露出させられるようにして保持するホルダを備えているプラスチックプレフォーム冷却ステーションを設けられている。複数の冷却ピンであって、複数のプラスチック成形品の露出した端部内へ冷却媒体を噴射するものが、設けられている。封止構造体であって、複数のプラスチック成形品の露出した端部を周囲圧力から封止するものが、設けられている。制御装置であって、封止構造体及び複数の冷却ピンに、複数のプラスチック成形品内へ冷却空気を噴射させ、それらの中の圧力を周囲圧力よりも高く維持させ、そして、圧力を開放させるものが、設けられている。

本発明の第６の側面によると、プラスチックプレフォームを冷却する構造体及び/又は工程であって、受容チューブを備えているものが、提供され、その受容チューブは、プラスチック成形品を、このプラスチック成形品の開放端部が露出させられるようにして受容し、この受容チューブは、プラスチックプレフォームの外面との接触状態にある。冷却ピンが、プラスチックプレフォームの開放端部を通して、それの内部内へ挿入されて、それの中に冷却流体を噴射する。プラスチック成形品の内側の圧力を周囲圧力よりも高く維持する圧力シールが、受容チューブと冷却ピンとの間に連結されている。圧力シールは、プラスチックプレフォームの内側とプラスチックプレフォームの外側の部分との間の流体連通を可能にすべく構成されている。

本発明の第７の側面によると、プラスチックプレフォームを冷却する構造体及び/又は工程であって、受容チューブを備えているものが、提供され、その受容チューブは、プラスチック成形品を、このプラスチック成形品の開放端部が露出させられるようにして受容し、この受容チューブは、プラスチックプレフォームの外面との接触状態にある。冷却ピンが、プラスチックプレフォームの開放端部を通して、それの内部内へ挿入されて、それの中に冷却流体を噴射する。プラスチック成形品の内側の圧力を周囲圧力よりも高く維持する圧力シールが、受容チューブと冷却ピンとの間に連結されている。プラスチックプレフォームの内側と前記受容チューブの外側との間の流体連通を可能にするベントが、受容チューブに設けられている。

本発明の第８の側面によると、プラスチック成形品を冷却する構造体及び/又は工程であって、受容チューブ（キャビティ）を備えているものが、提供され、その受容チューブは、プラスチック成形品を、このプラスチック成形品における開口が露出させられるようにして保持すべく構成されている。冷却流体供給装置が、プラスチック成形品における開口を通して、プラスチック成形品の内側部分へ冷却流体を供給すべく構成されている。圧力シールが、プラスチック成形品の内側と周囲圧力との間に圧力シールを提供すべく構成されている。制御装置が、冷却流体供給装置と圧力シールとを制御すべく構成されており、これにより、冷却流体供給装置及び圧力シールは、(i)周囲圧力よりも高い圧力がプラスチック成形品の内側部分において維持されるように、圧力シールが圧力シールを提供し且つ前記冷却流体供給装置が冷却流体を供給することを引き起こし、(ii)プラスチック成形品の内側の圧力が低減させられるように、圧力シールが圧力を開放することを引き起こし、そして(iii)更なる冷却流体がプラスチック成形品の内側をフラッシするように、圧力シールが圧力を開放した後に、冷却流体供給装置が更なる冷却流体を供給することを引き起こす。

本発明の第９の側面によると、成形されたプラスチック成形品を冷却する構造体及び/又は工程であって、(i)プラスチック成形品を、このプラスチック成形品の開口が露出させられるようにして受容器内に保持する構造体及び/又は工程と、(ii)開口を通してプラスチック成形品の内部へ冷却流体を供給すべく、冷却流体装置を位置させる構造体及び/又は工程と、(iii)プラスチック成形品の内部を周囲圧力から封止する構造体及び/又は工程と、(iv)プラスチック成形品の内部を、周囲圧力よりも高い圧力まで、冷却流体で加圧する構造体及び/又は工程と、(v)プラスチック成形品の内部を、周囲圧力まで、減圧する構造体及び/又は工程と、(vi)プラスチック成形品の内部を冷却流体でフラッシする構造体及び/又は工程と、(vii)プラスチック成形品の内部を、周囲圧力よりも高い圧力まで、冷却流体で再加圧する構造体及び/又は工程と、(viii)プラスチック成形品の内部を、周囲圧力まで、再び減圧する構造体及び/又は工程と、(ix)プラスチック成形品の内部を冷却流体で再びフラッシする構造体及び/又は工程とを備えているものが、提供される。

本発明による有利な構造体及び/又は機能は、好適な実施形態の詳細な記載と添付図面とから、より容易に理解されよう。

好適な実施形態の詳細な記載
序
ここで、本発明が、幾つかの実施形態に関して記載され、それらの実施形態においては、インデックスプラスチック射出成形機が、(好適に回転する)取出しタレットを使用して、プラスチックプレフォームを成形ユニットから抜き出し、続いて、それらのプレフォームを第１及び第２の冷却ステーションへ移動させる。好適に、第１の冷却ステーションは、所謂ＳｕｐｅｒＣｏｏｌ(登録商標)装置を具備しており、このＳｕｐｅｒＣｏｏｌ(登録商標)装置においては、冷却ピンが、各プレフォーム内へ挿入され、各プレフォームは、圧力シールされ、そして、冷却空気が、プレフォームの内部内へ噴射される。圧力が、プレフォームの外壁が取出しキャビティたる受容チューブの内壁と接触することを引き起こし、これにより、プレフォームの内面及び外面の両方の冷却が、達成される。好適に、第２の冷却ステーションは、所謂ＣｏｏｌＪｅｔ(登録商標)装置を具備しており、このＣｏｏｌＪｅｔ(登録商標)装置においては、冷却ピンが、各プレフォーム内へ挿入され、冷却空気が、プレフォームの内部先端へ噴射され、そして、冷却空気は、プレフォームの内面を流れ下って外側へ流れ出る。しかしながら、本発明の教示及び主張は、比較的厚肉の中空物品を製造するのに使用される他の成形プロセスにも等しく適用可能である、ということが、理解されるべきである。

構 造
図１は、インデックス射出成形機１を含んでいる成形機システムの全体的なレイアウトを示しており、そのインデックス射出成形機１は、射出ユニット２と、ベース４に固定されている固定盤３と、回転金型装着ブロック６を備えている可動盤５とを有しており、その回転金型装着ブロック６は、キャリア７内に装着されているトラニオンを、このブロック６の各端部に有している。キャリア７は、ベース４上に装着されている道路上を摺動すると共に、止めナットと締付ピストンとの組合せにより、固定盤へ解放可能に接続されている。可動盤組立体は、シリンダ８により、固定盤に向かう方向に且つ固定盤から離れる方向に移動させられると共に、回転ブロックは、モータ・ベルト駆動装置９によって回転させられる。射出成形用金型部分１０が、固定盤へ装着されていると共に、少なくとも２つの嵌め合い金型部分１１ａ及び１１ｂが、回転ブロック６の互いに反対の位置にある面へ装着されている。また、少なくとも１つの送風機１２も、キャリアへ装着されており、その送風機１２は、冷却空気を金型部分１１ｂへ方向付けるように位置させられており、これにより、この金型部分１１ｂ上の新しく成形された成形品が、冷却される。

制御装置１００(射出成形機の一部として一体化されている)は、射出成形機上に装着されている成形後冷却機構用の全てのタイミング及び作動シーケンスを制御する。更に、それは、全ての状態調節ステーション用の作業シーケンス(それらのそれぞれの部品の位置及び動きを決定することを含む)と、状態調節流体のタイミング、流量、温度等と、それらが利用する真空システムと、成形サイクル全体を最適化すべく制御される他の作業条件とを制御する。好適に、制御装置は、１つ又は２つ以上の、プロセッサ、汎用コンピュータ、用途特定プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、配線回路等を、十分なメモリ(ＲＯＭ、ＲＡＭ、ディスク、ＣＤ等)と共に具備しており、これにより、後述されるべき機能を実行するためのコードを含んでいる１つ又は２つ以上のソフトウエア・プログラムが、処理される。

成形後冷却タレット１３は、タレット１４であって、このタレットの各端部に、キャリア１５内に装着されているトラニオンを有していて、それらの間で回転可能であるものを備えている。また、キャリアは、ベース４上の道路上を摺動すると共に、駆動モータ・ベルト手段１６によって移動させられる。モータ１８が、キャリア１５のうちの一方のキャリア上に装着されていて、タレットを回転させる。タレットは、少なくとも２つの互いに反対の位置にある面を有しており、これらの面の上に、成形品を保持するのに適した受容チューブ１９が、装着されている。

チューブ(図２参照)は、これらが受容すべく設計されているところの成形品よりも僅かに大きく作られている内部形状を有し得、又は、僅かに小さい内部形状を有し得、後者の場合、成形品は、それが受容器へ完全に入る前に、直径において幾分収縮しなければならない。チューブ１９は、直接的に又は間接的に冷却され得る(例えば水及び/又は空気)と共に、真空源６１を提供し得、この真空源６１は、活性化されると、成形品をチューブ内に留めさせ、もって、成形品は、ベース上でのタレットの回転及び並進の間、チューブによって運ばれ得る。要求されるならば、真空は、成形品をチューブから取り出すための一手段としての空気ブラストによって置き換えられ得る。勿論、空気圧式の又は機械式の手段も、プレフォームをチューブから取り出すべく使用され得る。

状態調節ステーション２０が、ベース４へ、このベースの固定盤３からの遠端部において装着されている。状態調節ステーション２０は、状態調節エレメント２１(各成形品に対して１つの状態調節エレメント)を備えており、これらの状態調節エレメント２１は、成形品をエレメント２１と整合させるべく成形後冷却タレット１３がベース上を移動させられる際に、それらが成形品に入るべく整合させられ得るように配設されている。

図２１ａは、これまでに記載された成形システムの実施形態を示しており、そして、図２１ｂは、成形後冷却タレットが回転している状態の、同じ実施形態を示している。

第２の状態調節ステーション２２が、成形後冷却タレット１３上に装着されていると共に、状態調節エレメント２４(各成形品に対して１つの状態調節エレメント)を搭載している可動プレート２３を備えており、それらの状態調節エレメント２４は、成形品をエレメント２４と整合させるべく成形後冷却タレット１３が回転させられる際に且つシリンダ２５によってプレート２３が前進させられる際に、それらが成形品に入るべく整合させられ得るように配設されている。第２の状態調節ステーション２２は、成形後冷却タレット１３によって支持されているので、それは、状態調節エレメント２４を、チューブ１９内において運ばれている成形品と、それらが整合させられているとき(成形後冷却タレット１３がベースに沿って移動しつつあるときを含む)にはいつでも、係合させることが可能であり、これにより、ステーション２２について利用可能な状態調節時間が、最適化される。

図２は、冷却を促進すべくプレフォームの内部を加圧するのに使用される状態調節ステーションユニットのうちの１つのユニットを示している。ユニットは、ベース３０を備えており、このベース３０の上に、通し孔３２を有しているプラグ３１が、装着されている。プラグは、また、外部シール３３を有しており、もって、部分的に冷却したプレフォーム内へプラグが挿入されると、シールは、孔３２を通してプレフォームの内部へ噴射される流体圧を封じ込めるべく作用可能である。

加圧流体は、図３に示されているように、部分的に冷却したプレフォームが膨張して冷却されている受容チューブ１９の内壁３４に触れることを引き起こし、これにより、プレフォームから冷却されたチューブ壁への伝導による十分な熱伝達を可能にする、壁との持続した接触が、保証される。プレフォームの、それが冷却するにつれてチューブ壁から離れる方向に収縮する傾向を、内圧は、妨害する。それが起こることが許容されるならば、プレフォームとチューブ壁との間の接触が、幾つかの場所で途絶え、これにより、不均質な熱伝達が、引き起こされよう。何故ならば、伝導冷却が、それらの場所において途絶える一方、他の場所においては続くからである。そのような不均質な熱伝達は、円くないプレフォーム本体が形成されることを引き起こし又は均一でない収縮と結び付いている他の欠陥を引き起こすことが知られている。冷却媒体は、空気、窒素、水、熱媒液等のような、あらゆる流体(液体又は気体)から成り得る。

このステーションにおける期間が経過すると(例えば、１〜１５秒)、加圧流体は、プラグが取り去られることを可能にしつつ且つ成形品をチューブ内に残しつつ、プレフォームの内部からベントされる。プレフォームの冷却は、流体をベントし且つプラグを抜いた後も継続してもよく、この結果、プレフォームの外側スキン層が、十分に冷却されて、チューブ壁から離れる方向の収縮に抵抗する形状を維持し、これにより、加圧されていない状態においても均一な伝導冷却が継続することが、可能になる。非加圧冷却の効能は、処理されつつある具体的なプレフォームの肉厚に依存しよう。圧力が開放された後、更なる冷却流体が、同じ又は異なる冷却ステーションにおいて、プレフォームの内部内へ噴射されてもよい。この加圧−開放サイクルは、サイクル時間及び冷却ステーションのあらゆる組合せを用いて、あらゆる数の回数だけ繰り返され得る。

図４は、内部流体冷却をプレフォームの内部へ適用するのに使用される第２の状態調節ステーションユニットを示している。このユニットは、ベース４０と、冷却ピン４１とを備えており、この冷却ピン４１は、内部チャンネル４２を収容しており、この内部チャンネル４２は、冷却されつつある成形品のゲート領域とは反対側に出口４３を備えている。冷却流体は、チャンネル４２を介して導入され、そして、成形品の開放端部４４においてベントされる。冷却ピン４１は、あらゆる適切な長さを有し得ると共に、成形品の内面の種々の部分への冷却流体の適用を変更すべく、冷却流体の適用の間、移動させられてもよい。直径２８ｍｍ×長さ１００ｍｍの寸法の、典型的な０.５Ｌのプレフォームの場合、冷却ピン４１は、直径３〜２６ｍｍ×長さ０〜９９ｍｍの範囲内にあり得る。

図５及び図６は、状態調節ステーションユニットの好適な代替実施形態を示している。このユニットは、上述の２つのユニットの特徴を組み合わせており、両方のモードのうちのどちらかのモードで又は両方のモードの組合せで操作され得る。ユニットは、ベース５０と、その上に装着されるプローブ５１(即ち、冷却ピンとプラグとの組合せ)とを備えている。プローブのプラグ部分５２は、「Ｑｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)」、「Ｋａｎｔｓｅａｌ」又は他の同様の弾性の二方向シール５３を備えており、この二方向シール５３は、チャンネル５５を介して加圧流体を供給され得る溝５４内に据え付けられている。Ｑｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)シールは、独特に展開した封止輪郭を備えている、４つのリップ状のシールである。広い範囲の弾性材料が、標準的な用途及び特殊な用途の両方に使用され得る。Ｑｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)シールは、４つのリップ状の輪郭を備えている環状の形によって特徴付けられている連続リングとして加硫されている。Ｑｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)シールは、二重の封止機能を有している。それらは、半径方向及び軸方向に作用する力を封止する。シールは、アクリロニトリルブタジエンエラストマで作られ得る。タイプＸ−ｓｅｌ(登録商標) Ｑｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)が、使用され得、そして、それは、特に、薄く、高度に耐磨耗性の青色のプラスチック塗膜を有している。Ｋａｎｔｓｅａｌが、Ｑｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)を補うべく又はＱｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)の代わりに、使用され得る。Ｋａｎｔｓｅａｌは、エラストマ材料で作られているワッシャ形状のシールである。シール５６が、中央供給チャンネル５７に流体が入るのを防止し、もって、チャンネル５５内の圧力が、チャンネル５７内の圧力から独立に制御され得る。

圧力がチャンネル５５内に供給されると、Ｑｕａｄｒｉｎｇ(登録商標)シール５３は、溝５４内部の封止を維持しつつ、プレフォームの内面に対して封止すべく直径において膨張し、これにより、チャンネル５７を介して供給される冷却流体によってプレフォームの内部空間が加圧されることが、可能になる。このように、プレフォームは、内部から加圧され得、そして、それの外面は、上述したように、冷却チューブ１９の内壁との接触状態に維持され得る。

チャンネル５５内の圧力が除去されると、Ｑｕａｄｒｉｎｇシール５３は、それの以前の形状に戻り、プレフォームの内部空間は、流体を排出され得、そして、その空間内で加熱された冷却流体は、チャンネル５７を介する、新しい、より冷たい供給物によって置き換えられ得る。ユニットは、図６に示されているように、僅かに後退させられ得、これにより、弛緩したシール５３を通り過ぎて且つ成形品５８の開放端部を介して排出する流体の流れは、増加する。また、プローブ５１を通って冷却流体が流れ続けている間にプローブ５１を移動させることは、成形品の種々の内面に流体が適用されることを可能にする。このように、この好適な実施形態は、上述の２つの実施形態の全ての組み合わされた特徴を提供する。

図２〜図４は、受容チューブ１９から成形品を取り出すための機械的な取出し装置６０を示している。図２〜図５は、チャンネル６１を示しており、このチャンネル６１は、プレフォームを装填するのを助けるための真空源と、チューブからプレフォームを取り出すための加圧空気源とを提供し得る。

プロセス
図７〜図１２は、第１作業シーケンスを描いている。このシーケンス用の装置構成は、図２〜図３に示されているタイプの状態調節ステーション２２であって、成形後冷却タレットキャリア１５上に装着されているものと、図４に示されているタイプの状態調節ステーション２０であって、ベース４上に装着されているものとを使用することを含んでいる。一般的に、好適な実施形態における、プレフォームの装着からプレフォームの取り出しまでの全サイクル時間は、成形サイクル時間によって決定される。例えば、１０秒の成形サイクル時間の場合には、冷却構造体内に新しく装填されたプレフォームは、ほぼ３９秒間、その冷却構造体のチューブ内で連続的に冷却され、そして、取り出される前に、全体でほぼ２７秒間、冷却ステーションによって間欠的に状態調節されよう。図２０を参照するに、チューブを装填し又はチューブを取り出し、ステージと係合し又はステージとの係合を解放するための典型的な時間は、約０.５秒であるのに対し、成形タレットブロックに向かう方向に又はそれから離れる方向に冷却構造体を並進させ且つ同時にタレットを回転させるための典型的な時間は、９０度の回転の場合の０.５秒から１８０度の回転の場合の１秒まで変化する。

図７は、装填位置における装置を示しており、この装填位置において、新しく成形された成形品が、成形タレット６上の射出成形心型１１ｂから成形後冷却タレット１３上の受容チューブ１９へ移されつつある。状態調節ステーション２２は、前の射出サイクルにおいて成形された成形品と係合させられている状態で示されており、そして、状態調節ステーション２０は、係合から解放されている状態で示されている。

図８は、次のステップにおける装置を示しており、このステップにおいては、成形後冷却タレット１３は、射出成形タレットから離れる方向に並進させられており、これにより、成形後冷却タレット１３が９０度回転するためのクリアランスが、与えられており、もって、今や受容チューブ内に保持されている、新しく成形された成形品が、状態調節ステーション２２との整合のために、タレットの頂部位置へ移動させられており、その状態調節ステーション２２は、回転に先立ち、成形品の前のセットとの係合から解放されている。

図９は、次のステップにおける装置を示しており、このステップにおいては、成形後冷却タレット１３は、状態調節ステーション２０と係合させられていると共に、状態調節ステーション２２も、係合させられている。

図１０は、次のステップにおける装置を示しており、このステップにおいては、成形後冷却タレット１３は、状態調節ステーション２０との係合を解放すべく、それから離れる方向に並進させられている。しかしながら、状態調節ステーション２２は、並進の間、係合させられたままであってよい。一方、射出タレットは、それが１８０度回転するためのクリアランスを許容すべく、固定盤から離れる方向に並進させられており、これにより、成形後冷却タレット１３へ移されるべき、新しく成形された成形品のセットが、供給される。この並進の前に、この並進の間に、又はこの並進の後に、最も下の受容チューブ１９内の完成成形品は、それらの最も下の受容チューブを空にすべく、射出成形機のベースの下方のコンベヤ(図示せず)上へ下方に取り出され得、もって、それらは、次のバッチの成形品を受容する用意が整う。

図１１は、上述のステップに対応しているシーケンスチャートである。このチャートは、射出成形サイクル及び成形後冷却タレットサイクルの間の関係と、それらの間で成形品が移される時点とを示している。上述のシーケンスにおいて、成形後冷却タレット１３は、成形タレットからの成形品の移動の後に、９０度回転し、もって、新しく装填された成形品は、状態調節ステーション２２によって即座に処理され得る。これは、成形タレットからの成形品の次の移動が起こるまで、以前に空にされた受容チューブは充填されていないままである、ということを意味する。

上述の軽微な不都合は、図１２ａ〜図１２ｍにおいて、より容易に理解される。なお、それらの図１２ａ〜図１２ｍは、成形後冷却タレット手段上に、それの完全なサイクルを通して起こる、各事象を示している。状態調節ステーション２２は、「スーパー冷却」と記載されており、そして、状態調節ステーション２０は、「冷却ジェット」と記載されている。成形品は、タレットの最下側部から下方に取り出されると共に、成形品は、タレットの最右側部において水平方向に装填される。特定の番号のプレフォームにシーケンス全体を通して従うことにより、この具体的な作業シーケンスにおいて種々の処理が如何にして適用されるかが、明らかになる。

図１３〜図１８は、第２作業シーケンスを描いている。このシーケンス用の装置構成は、図２〜図３に示しているタイプの状態調節ステーション２０であって、成形後冷却タレットキャリア１５上に装着されているものと、図４に示しているタイプの状態調節ステーション２２であって、ベース４上に装着されているものとを使用することを含んでいる。

図１３は、装填位置から離れている装置を示しており、その装填位置において、新しく成形された成形品が、成形タレット６上の射出成形心型１１ｂから成形後冷却タレット１３上の受容チューブ１９へ移されている。状態調節ステーション２０は、成形後冷却タレットが今にも回転するように、前の射出サイクルにおいて成形された成形品との係合から解放されている状態で示されており、そして、状態調節ステーション２２も、係合から解放されている状態で示されている。

図１４は、次のステップにおける装置を示しており、このステップにおいては、成形後冷却タレット１３は、射出成形タレットから離れる方向に並進させられており、これにより、成形後冷却タレット１３が９０度回転するためのクリアランスが、与えられており、もって、今や受容チューブ内に保持されている、新しく成形された成形品が、状態調節ステーション２２との整合のために、タレットの背部位置へ移動させられている。

図１５は、次のステップにおける装置を示しており、このステップにおいては、成形後冷却タレット１３は、状態調節ステーション２０と係合させられていると共に、状態調節ステーション２２も、係合させられている。

図１６は、次のステップにおける装置を示しており、このステップにおいては、成形後冷却タレット１３は、状態調節ステーション２２との係合を解放すべく、それから離れる方向に並進させられている。しかしながら、状態調節ステーション２０は、並進の間、係合させられたままであってよい。一方、射出タレット手段は、それが１８０度回転して、新しく成形された成形品のセットを成形後冷却タレット１３への移動に提供するためのクリアランスを許容すべく、固定盤から離れる方向に並進させられている。この並進の前に、この並進の間に、又はこの並進の後に、最も下の受容チューブ１９内の完成成形品は、それらの最も下の受容チューブを空にすべく、射出成形機のベースの下方のコンベヤ(図示せず)上へ下方に取り出され得、もって、それらは、タレットが９０度回転した後に、次のバッチの成形品を受容する用意が整う。

図１７は、上述のステップに対応しているシーケンスチャートである。このチャートは、射出成形サイクル及び成形後冷却タレットサイクルの間の関係と、それらの間で成形品が移される時点とを示している。描かれているシーケンスにおいて、成形後冷却タレット１３は、成形タレットからの成形品の移動の後に、１８０度回転し、もって、新しく装填された成形品は、状態調節ステーション２２によって即座に処理され得る。これは、この回転の後に、成形品の移動のために次の空の受容器と整合すべく、タレットが９０度回転しなければならない、ということを意味する。

このシーケンスは、図１８ａ〜図１８ｓにおいて、より容易に理解される。なお、それらの図１８ａ〜図１８ｓは、成形後冷却タレット手段上に、それの完全なサイクルを通して起こる、各事象を示している。状態調節ステーション２２は、「スーパー冷却」と記載されており、そして、状態調節ステーション２０は、「冷却ジェット」と記載されている。成形品は、タレットの最下側部から下方に取り出されると共に、成形品は、タレットの最右側部において水平方向に装填される。特定の番号のプレフォームにシーケンス全体を通して従うことにより、この具体的な作業シーケンスにおいて種々の処理が如何にして適用されるかが、明らかになる。

好適な実施形態が、図１９に示されており、この実施形態においては、２つの同様な状態調節ステーション４０及び４１が、成形後冷却タレットキャリジ１５上に装着されている。これは、成形後冷却タレット１３が回転していないときには何時でも両方のステーションが係合させられ得る、ということを意味すると共に、ベース上に固着されている状態調節ステーションと係合するためにタレットがベースの全長に亘って並進させられなければならない、という必要性を排除する。２つのステーション４０及び４１は、共に、図５〜図６に示されている上述の冷却プローブ構成体を採用しており、これにより、同じ種々のプロセスが各状態調節ステーションにおいて適用されることが、可能になる。これは、利用可能な成形後状態調節選択肢を最多にすると共に、広く変化に富んだ種々のプレフォームデザインを処理することにおける最適な柔軟性を与える。

図２０は、図１９の実施形態を使用する場合に採用され得る作業の典型的なシーケンスチャートを示している。

試験は、サイクル時間の２秒(約１５％)までの節約が４.０ｍｍ以上の肉厚を有しているプレフォームに関して実現され得る、ということを示している。例えば、４.００ｍｍの肉厚を備えている典型的な０.５ＬのＰＥＴプレフォームは、側面入口三位置キャリアプレート及びロボットを慣習的に用いて、約１７秒のサイクルで成形され得る。４セットの受容チューブを有している成形後冷却構造体(タレット)を備えているインデックス成形機上で成形される同じプレフォームは、約１３秒のサイクルで成形され得るだけである。同じプレフォームが、本発明の好適な実施形態においては、約１１秒のサイクル時間で成形され得る。

代替実施形態
図２２〜図２４は、代替実施形態を示しており、この実施形態においては、受容チューブ６０と冷却ピン６１とが、「負の抜き勾配」のプレフォーム６２を含む、全てのプレフォームタイプを取り扱うべく用意されている。そのようなプレフォームは、支持押縁６４の直ぐ隣りにおいて縮径させられている本体直径６３を有している。これは、図２〜図４に示されているプレフォームデザインと対照をなしている。

図２２〜図２４の実施形態は、また、上述のように内部空間が加圧されるのを可能にするのに、プレフォームの内径上にシールを必要としない、冷却ピン６１デザインをも示している。その代わりに、封止カラー６５が、締結構造体６７によって冷却ピンのベース６６へ取着されている。カラーは、ベース６６とのそれの境界面において且つ封止構造体６８を介しての受容チューブ６０の端部とのそれの境界面において、シールを形成している。これにより、冷却流体が中央チャンネル６９を介して導入されると、結局、それは、更なる流れを抑制するレベルにまで圧力が高まるまで、頸部末端領域７０の内面及び外面の両方の上を完全に流れるであろう。

図２３は、或るプレフォームデザイン及び作業条件で生じ得る状態を示しており、これらのプレフォームデザイン及び作業条件は、中央チャンネル６９を介して冷却流体が導入されると、プレフォーム本体の直径は非常に柔軟であるので、プレフォームの内面７１に変形を生じさせつつ、それが受容チューブ６０の内面に触れるまで、それが外方に変形させられるようにして、部分的に冷却したプレフォームを生成する。幾つかの場合においては、この内面の変形は、受容され得ると共に、受容され得る吹込成形容器を作るのにそのプレフォームが使用されるのを可能にしよう。

図２４ａは、そのようなプレフォームの内面の変形のリスクが生じるのを緩和するのに役立つ手段を提供する実施形態を示している。この実施形態においては、内方テーパ−面７４から平行面(即ち通常に延伸された面)７５への遷移部をプレフォームの外面デザインが作っているところの場所に隣接して、ベント環状体７２とベント通路７３とが、受容チューブの壁に設けられている。入ってくる冷却流体をこの場所でベントすることは、急速に上昇する圧力がプレフォームの内壁上で発生するのを防止する一方、内部加圧を可能にし且つ頸部末端領域７０の内面及び外面の両方の周りで冷却流体が循環するのを可能にする。ベント７２は、好適に０.１０〜０.２０ｍｍであるが、圧力の制御された開放を可能にする、あらゆる形状で設計され得る。同様に、ベントは、弁構造体であって、成形されつつある成形品に適したタイミングでの、圧力の線形の又は非線形の開放をもたらすものを有していてもよい。

図２４ｂ及び図２４ｃは、変形可能なシール９１がチューブの端部に取着されているところの実施形態を示しており、冷却ピン組立体９２が精一杯挿入されると、シール９１が、内方に変形し、プレフォーム本体それ自身と接触し且つこのプレフォーム本体それ自身に対して封止することを、カラー９３が、引き起こす。変形作用は、カラー９３の角度を付されている端壁９４によって助けられる。プレフォーム本体に対する封止は、プレフォーム本体と受容チューブの内壁９５との間に加圧冷却流体が浸透するのを防止する。

図２４ｃは、部分的に後退させられた冷却ピン組立体を示しており、部分的に後退させられたことにより、プレフォーム内部の加圧流体が大気へベントすることが、可能になり、この結果、新しい冷却流体がチャンネル９６から内部空間に入って冷却作用を続けることが、可能になる。作業における代わりの変更は、冷却ピン組立体を受容チューブと繰り返し係脱させることであり、これにより、内部空間を交互に加圧し且つベントすることと、冷却流体をフラッシすることとが、可能になる。係合させられている時間と係合から解放されている時間との比率は、この状態調節ステーションにプレフォームが在る期間の１０％から９０％まで変化し得る。

図２５は、受容チューブ及び冷却ピン組立体の代替実施形態を示している。部分的に冷却した成形品が、受容チューブ１９内へ、それの支持押縁構造体８２が受容チューブの端部と接触するまで装填されている。支持押縁構造体８２が受容チューブの端部によって完全に支持されるということを保証すべく、この時点では、受容チューブ内の底部冷却プラグ８３は、装填された成形品に触れていなくてもよい。従って、小さいクリアランス８４が、成形品の端部とプラグ８３との間に存在し得る。

封止カラー８０が、ゴムのような適切に柔軟な材料又はＮＢＲ(アクリロニトリルブタジエンエラストマ)のような柔らかいエラストマで作られている封止エレメント８１と接触しており、この封止エレメント８１は、成形品の支持押縁構造体８２に対して封止している。封止エレメント８１は、また、封止エレメント８１の所定量の撓みが生じた後に、受容チューブ１９の端部とも接触し、これにより、成形品の構造体８２への損傷が、防止される。代わりの封止エレメント８１デザインが、図２４ｄ及び図２４ｅに示されており、図２２〜図２５に示されている全ての構成において適用可能である。図２４ｄは、中空の内部を有している封止エレメント８１ａを示しており、その中空の内部は、別の構造体によって接触された際に、その封止エレメント８１ａが変形することを可能にし、あるいは、中空セクション内へ加圧流体を導入することによってその封止エレメント８１ａが膨張させられることを可能にする。図２４ｅは、ヒンジ構造を有している封止エレメント８１ｂを示しており、そのヒンジ構造は、接触された際に、予測可能な且つ繰り返し可能な態様で撓んで成形品に対して封止する。

作業時においては、冷却流体が、成形品の内部を加圧すべく、冷却ピンのチャンネル６９を介して導入され、これにより、上述のように、受容チューブ１９の内面との良好な接触を成形品の外面が維持することが、保証される。或るプレフォームデザインの場合には、又は部分的に冷却した状態の場合には、この内圧は、クリアランス８４が排除され且つ成形品の閉塞端部が冷却プラグ８３によって支持されるまで、成形品の長さが伸びることを引き起こすのに十分であり得、これにより、冷却プロセスが、更に強められる。冷却流体は、成形品の開放端部の内面及び外面の両方と接触すると共に、両面上の等しい圧力の源を提供し、これにより、この頸部末端領域７０の直径における変形又は変化が、防止される。

図２６〜図３１は、代替実施形態を示しており、この代替実施形態においては、成形後冷却装置が、在来の横型射出成形機であって、冷却チューブを設けられている多位置取出しプレートを有しているものに据え付けられている。

上記した米国特許第Ｒｅ３３,２３７号は、多位置ロボットを有している横型射出成形機を教示しており、その多位置ロボットは、取出しプレート(又はキャリアプレート)であって、その上に装着されている受容チューブを設けられているものを有している。キャリアプレートは、その中に、中空プラスチック物品を冷却するための、少なくとも２セットのキャビティを有しており、この場合、キャビティの数は、射出成形サイクルにおいて製造される中空プラスチック物品の数の倍数(少なくとも２倍)に対応している。ロボットは、一度に１セットのキャリアプレートキャビティを整合させるべく、キャリアプレートを垂直方向に移動させ、これにより、各セットのキャビティが、射出成形サイクルにおいて形成される中空プラスチック物品と並置させられ、そして、中空プラスチック物品は、並置されたキャビティへ移される。このようにキャリアプレートを操作することにより、キャリアプレート内に存在しているキャビティのセットと同じ数のサイクルの間、中空プラスチック物品は、キャリアプレート内に格納され得、これにより、中空プラスチック物品の十分な追加の冷却が、もたらされ、もって、それらは、排出時に、更なる取り扱いによる損傷を蒙ることはないであろう。

上記した米国特許第６,１７１,５４１号は、受容チューブ内に保持されている部分的に冷却した成形品の内部空間内へ冷却ピンを挿入して、その中に冷却流体を噴射することを教示している。この特許は、また、上記 '２３７特許において教示されている種類の多位置キャリアプレート上に装着されている多数のチューブ内に保持されている成形品内へ、多数のピンを挿入することをも教示している。長くされた冷却ピンは、取出しプレートによって保持されている成形品の内部へ冷却流体を送出する。冷却流体は、プレフォームのドーム(スプルーゲート)部分内へ方向付けられる。冷却流体は、環状の流れパターンを生ずるように導入される。冷却流体は、冷却ピンの内部に位置させられているチャンネルを通して送出される加圧空気である。冷却ピンは、プレフォーム内部へ深く導入され、もって、冷却ピンは、追加の冷却心型として作用すると共に、環状の流れパターンであって、他の冷却流れパターンよりも高い冷却ポテンシャルを有するものの生成に寄与する。また、冷却ピンを使用することにより、入ってくる吹込冷風と出て行く温風とが、完全に分離され、これにより、２つが混ざるのが、防止される。冷却ピンは、プレフォーム内部の中央に位置させられ、もって、中心軸は、プレフォームの中心軸と整合させられる。冷却ピンの出口ノズルは、ドーム部分の内壁から距離ｄだけ離隔させられる。冷却流体の所望されている環状流れパターンを生成するために、ｄ：Ｄの比率が約１：１〜約１０：１の範囲内にあるということが、好ましい。また、冷却ピンの出口ノズルが末広ノズル構造によって形成されるということも、非常に望ましい。冷却ピンは、種々の冷却効果を達成すべく、種々のサイズ及び形状を有し得る。冷却ピンは、成形品の側壁上へ冷却流体を排出するための横方向出口を有していてもよい。冷却ピン７４は、特殊な冷却効果を得るべく、螺旋溝を有し得るであろう。同様に、冷却ピンは、それの周囲の周りの離隔させられている複数のリブ又は複数の接触エレメントを有し得るであろう。

図２６は、横型射出成形機１００と、金型１０１と、受容チューブ１０４を設けられている取出しプレート１０３を有している多位置ロボット１０２との平面図を示している。各金型キャビティ１０５について、３つの受容チューブ１０３が、存在している。取出しプレート１０３は、それの３つの機外位置のうちの最も内側の機外位置において示されている。可動プレート１０６へ装着されている成形後冷却装置が、示されている。プレート１０６は、レール１０７上を案内され且つシリンダ１０８によって移動させられることにより、取出しプレート１０３に向かう方向に且つその取出しプレート１０３から離れる方向に移動し得る。図２に示されているタイプのプラグ３１が、十分な数において且つ金型キャビティ１０５と調和しているレイアウトにおいて、プレート１０６上に装着されている。また、図４に示されているタイプの冷却ピン４１も、十分な数において且つ２セットの金型キャビティ１０５と調和しているレイアウトにおいて、プレート１０６上に装着されている。

図２６は、最も内側の冷却ピン１１０と整合させられている最も内側の受容チューブを有している最も内側の位置にある、キャリアプレート１０３を示しており、もって、シリンダ１０８が付勢されると、プレート１０６は、プラグとピンとを、キャリアプレート１０３上のチューブ内の成形品との係合状態へと移動させる。図２９は、プレート１０３が最も外側の位置にある場合での、その係合状態を示している。

係合させられると、プラグ３１は、係合した受容チューブ内の成形品が上述のようにして加圧されるのを可能にする。同時に、係合したピン４１は、それぞれのチューブ内の成形品へ冷却流体を供給し、それらの成形品は、より早いサイクルにおいてプラグ３１によって先に加圧されている。

所定の時間が経過した後、シリンダ１０８は、プレート１０６を後退させるべく付勢され、これにより、クリアランスが、与えられ、そして、図３１に示されているように、取出し位置へとキャリアプレート１０３が９０度回転させられることが、可能になり、この時、取り出し用に選択された成形品が、それらのそれぞれの受容チューブから取り外される。次いで、キャリアプレート１０３は、逆方向に９０度回転させられて以前の整合状態へ復帰し、これにより、金型領域内へ入って、次に成形された成形品のセットを受容チューブの空のセットの中に収集する用意が、整う。

図２７は、機外状態での中央の位置にあるキャリアプレート１０３を示しており、そして、図２８は、最も外側の位置にあるキャリアプレート１０３を示している。これらの３つの機外位置の各々において、キャリアプレート１０３は、プレート１０６上のプラグ及びピンと整合させられており、もって、３つの連続する成形サイクルの間、受容チューブ内に搭載されている成形品は、成形品が取り出される前に、最初に、加圧のためにプラグ３１と、その後、冷却のために２つのピン４１と、逐次、係合させられる。

そのシーケンスは、１つの成形サイクルを通して起こる事象を示している図３１ａ〜図３２ｌにおいて、より容易に理解される。プラグ３１は、「スーパー冷却」と記載されており、そして、冷却ピン４１は、「冷却ジェット」と記載されている。

プレート１０６へのプラグ３１及びピン４１の装着境界面のデザインは、好適に同じであり、もって、それらは、相互交換され得る。例えば、２セットのプラグと１セットのピンとを使用する構成が、組み立てられ得、これにより、成形品は、１回のピン冷却流体送出サイクルに先立ち、２回の加圧冷却サイクルを受けることが可能になる。或る成形品デザイン及び肉厚の変動は、そのような構成を有利に利用し得る。同様に、プレート１０６上の全てのピン及びプラグが、上述の図５〜図６又は図２２〜図２５に示されている組合せプローブによって置き換えられ得る。これは、作業において、より大きい柔軟性を与えよう。

成形後処理における追加の柔軟性が、２セット、３セット又は４セット以上の受容チューブをプレート１０３上に据え付けることによってもたらされ得、その数は、射出成形用金型におけるキャビティ１０５の間隔に依存する。同様に、プラグ、ピン、又は組合せプローブの種々の組合せが、プレート１０６上に設けられ得、これにより、それらによって提供され得る処理の変形が、更に広がる。

有利な特徴
好適な実施形態による有利な特徴は、以下のものを含む。
・成形後冷却タレットであって、１つ又は２つ以上の状態調節ステーションを搭載し、受容チューブ内に保持されている成形品と係合する、もの。
・状態調節ステーションであって、封止すべく又は開放すべく制御され得る圧力封止プラグと組み合わされている冷却ジェットプローブを備えている、もの。
・受容チューブ・冷却プローブ組合せ体であって、プレフォームの外面の実質的に大部分と受容手段の内面との間の接触を維持することによって熱伝達を高めるべく、プレフォーム内部を加圧する手段を提供する一方、チューブがプレフォームの内面において封止することを必要としない、もの。
・プレフォームであって、局部的に変形された表面部分を支持押縁の隣りに有しており、完成した容器を製造するのに適している受容チューブ内において形成される、もの。
・受容チューブベント構造体であって、冷却流体を循環させるための適切な手段を提供しつつ、プレフォーム内部の圧力の急速な増加を抑制する、もの。
・プロセスであって、先ず、プレフォームを加圧して伝導性冷却を保証し、次に、この圧力を開放し、次に、加圧のために以前に使用された加熱された流体をフラッシする冷却流体を供給する、もの。そのようなサイクルは、各サイクルについて同じ又は異なるタイミングで、１つ又は２つ以上のステーションにおいて繰り返され得る。
・プロセスであって、成形後冷却シーケンスの間に経過する期間が、プレフォームの内壁領域からそれの表面へ熱が移動し且つ最適の場所に適用されている内部冷却手段及び外部冷却手段の両方によって熱が除去されることを可能にすることを、可能にする、もの。
・インデックス成形システムであって、成形されつつある成形品に適合させるべく誂える必要のある部品は最小限にしか使用しない成形後冷却装置を供給することにより、プラスチック成形品の高速製造に必要な工具を最少にする、もの。

結 論
以上のように、記載されてきたものは、成形されたプラスチック品を、減少させられたサイクル時間及びコストで効率良く冷却するための方法及び装置である。

添付図面において輪郭線で示されている又はブロックによって指示されている個々の部品は、射出成形技術においては良く知られており、そして、それらの特定の構造及び動作は、本発明を実行するための作業又は最良のモードにとって重要ではない。

好適な実施形態であると現時点では考えられているものに関して本発明が記載されているが、開示された実施形態に本発明は限定されない、ということが、理解されるべきである。そうではなく、本発明は、添付された請求項の精神及び範囲内に含まれる種々の変更及び均等装置を包含すべく、意図されている。請求項の範囲は、全ての変更並びに均等な構造及び機能を包含するよう、最も広い解釈と一致させられるべきである。

成形機システムの側面図であって、型開き位置における成形タレットと、回転している成形後冷却タレットとを示しているものから成っている。 新しく装填されたプレフォームを備えている、冷却チューブと加圧プラグとの断面図から成っている。 加圧後の、装填されたプレフォームを備えている、冷却チューブと加圧プラグとの断面図から成っている。 冷却チューブと、プレフォーム内へ挿入されている送風ピンとの断面図から成っている。 プレフォームを状態調節している間の、プレフォームを伴っている、冷却チューブと、組み合わされた加圧プラグ及び送風ピンとの断面図から成っている。 プレフォームの内部をベントすべくピンが部分的に後退させられた状態における、プレフォームを伴っている、冷却チューブと、組み合わされた加圧プラグ及び送風ピンとの断面図から成っている。 成形後冷却タレットが移送(装填)位置にある状態における、成形機システムの側面図から成っている。 成形後冷却タレットが回転位置にある状態における、成形機システムの側面図から成っている。 成形後冷却タレットが状態調節(処理)位置のうちの１つの状態調節(処理)位置にある状態における、成形機システムの側面図から成っている。 成形タレットが回転しており且つ成形後冷却タレットが第２の状態調節(処理)位置にある状態における、成形機システムの側面図から成っている。 射出成形システムの作業シーケンスのうちの１つの作業シーケンス用のシーケンスチャートであって、その作業シーケンスにおいては、成形後冷却タレットが９０度の増分で回転する、ものから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している概略チャートから成っている。 成形後冷却タレットが移送(装填)位置へ接近している状態における、成形機システムの代替実施形態側面図から成っている。 成形後冷却タレットが回転位置にある状態における、成形機システムの代替実施形態側面図から成っている。 成形後冷却タレットが状態調節(処理)位置のうちの１つの状態調節(処理)位置にある状態における、成形機システムの代替実施形態側面図から成っている。 成形タレットが回転しており且つ成形後冷却タレットが第２の状態調節(処理)位置にある状態における、成形機システムの代替実施形態側面図から成っている。 射出成形システムの作業シーケンスのうちの１つの作業シーケンス用の代替実施形態シーケンスチャートであって、その作業シーケンスにおいては、成形後冷却タレットが最初に１８０度回転し、続いて、２つの更なる９０度の増分で回転する、ものから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 成形後冷却タレットの作業シーケンスと、それが１つの処理サイクル全体を通して取り扱うところのプレフォームとを表している代替実施形態チャートから成っている。 射出成形冷却装置の好適な実施形態の側面図であって、型締め位置にある成形タレットと、回転している成形後冷却タレットとを示しているものから成っている。 射出成形システムの作業シーケンスのうちの１つの作業シーケンス用の好適実施形態シーケンスチャートであって、その作業シーケンスにおいては、成形後冷却タレットが最初に１８０度回転し、続いて、２つの９０度の増分で回転する、ものから成っている。 成形機システムの実施形態であって、２つの位置のうちの一方の位置にある成形後冷却タレットを示しているものを描いている。 成形機システムの実施形態であって、２つの位置のうちの他方の位置にある成形後冷却タレットを示しているものを描いている。 送風ピンと、負の抜き勾配のプレフォーム用の封止環状体とを備えている、代替冷却チューブ実施形態から成っている。 送風ピンと、負の抜き勾配のプレフォーム用の封止環状体とを備えている、代替冷却チューブ実施形態であって、プレフォームの形状の変更を示しているものから成っている。 送風ピンと、負の抜き勾配のプレフォーム用の封止環状体とを備えている、代替冷却チューブ実施形態であって、ベントすることを示しているものから成っている。 送風ピンと、負の抜き勾配のプレフォーム用の封止環状体とを備えている、代替冷却チューブ実施形態であって、プレフォームの本体に対してシールが形成されている状態におけるものから成っている。 送風ピンと、負の抜き勾配のプレフォーム用の封止環状体とを備えている、代替冷却チューブ実施形態であって、内部空間をベントすることを可能にすべくピンが部分的に後退させられた状態におけるものから成っている 代替封止エレメントの構成を示している。 第２の代替封止エレメントの構成を示している。 送風ピンと、プレフォームの支持押縁上を封止する封止環状体とを備えている、代替冷却チューブ実施形態から成っている。 横型射出成形機と、冷却チューブを備えている多位置取出しロボットとを備えている、代替実施形態であって、第１の位置において示されているものから成っている。 横型射出成形機と、冷却チューブを備えている多位置取出しロボットとを備えている、代替実施形態であって、第２の位置において示されているものから成っている。 横型射出成形機と、冷却チューブを備えている多位置取出しロボットとを備えている、代替実施形態であって、第３の位置において示されているものから成っている。 横型射出成形機と、冷却チューブを備えている多位置取出しロボットとを備えている、代替実施形態であって、処理装置が係合した状態における第３の位置において示されているものから成っている。 横型射出成形機と、冷却チューブを備えている多位置取出しロボットとを備えている、代替実施形態であって、キャビティの配列を示しているものから成っている。 横型射出成形機と、冷却チューブを備えている多位置取出しロボットとを備えている、代替実施形態であって、取出し位置へ回転させられた取出しプレートを示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。 代替実施形態のチャートであって、１つの成形サイクルを通しての種々の部品の位置を示しているものから成っている。

Claims (38)

1. 複数のプラスチック成形品を冷却する装置であって、
   一端部が閉塞され他端部が開放されている中空なプラスチック成形品を収容して保持する受容チューブを複数備えた取出し手段(１４,１０３)と、該取出し手段(１４,１０３)と、第１状態調節ステーション(２２,１０６)及び第２状態調節ステーション(２０,１０６)のうちの少なくとも一方の状態調節ステーションとの間の相対的な移動を行う移動手段(１６,１０８)とを備え、
   該プラスチック成型品の閉塞されている端部が該受容チューブの内方に向けられ、該プラスチック成型品の開放されている端部が該受容チューブの外側に向かって配置されるようにして該プラスチック成形品が該取出し手段に保持され、
   該第１状態調節ステーション(２２,１０６)は、第１状態調節エレメント(２４,３１)を備えており、第１状態調節エレメント(２４,３１)は、複数のプラスチック成形品の各々の開放端部を通して、該プラスチック成形品の中空部分に冷却流体を供給すると共に、プラスチック成形品を膨張させるべく、プラスチック成形品の中空部分の冷却流体を加圧し、
   第２状態調節ステーション(２０,１０６)は、第２状態調節エレメント(２１,４１)を備えており、第２状態調節エレメント(２１,４１)は、該複数のプラスチック成形品の各々のゲート領域と対向する中空部分に、冷却流体を供給する、
   複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
2. 前記取出し手段(１４,１０３)が、回転可能なタレットである請求項１に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
3. 前記取出し手段(１４,１０３)が、並進可能なキャリアプレート(１０３)である請求項１に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
4. 前記受容チューブ(１９)はプラスチック成形品を保持する内壁(３４)を有している請求項１ないし３のいずれか一項に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
5. 前記内壁(３４)が、プラスチック成形品よりも大きい形状を有している請求項４に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
6. 前記内壁(３４)が、プラスチック成形品よりも小さい形状を有している請求項４に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
7. 前記受容チューブ(１９)が、プラスチック成形品から熱を奪うべく冷却される請求項４に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
8. 前記受容チューブ(１９)が、真空チャンネル(６１)を備えている請求項４又は請求項７に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
9. 前記受容チューブ(１９)が、内方テーパー面(７４)を備えている請求項４、請求項７及び請求項８のいずれか一項に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
10. 前記受容チューブ(１９)が、冷却流体をベントするための、ベント環状体(７２)及びベント通路(７３)を備えている請求項９に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
11. 前記ベント環状体(７２)が、０.１０〜０.２０ｍｍの範囲内にある請求項１０に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
12. 前記第１状態調節エレメント(２４,３１)及び前記第２状態調節エレメント(２０,１０６)のうちの少なくとも一方の状態調節エレメントが、
    プラグ(３１)と、
    シール(３３)と、
    を具備しており、
    該プラグ(３１)は、該プラスチック成形品の開放端部内へ挿入されるべく構成されており、
    該シール(３３)は、該プラグ(３１)と該プラスチック成形品の開放端部との間に配置されており、
    該プラグは、冷却流体を、該プラスチック成形品の中空部分へ方向付けるためのチャンネル(３２)を有している、
    請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
13. 前記第１状態調節エレメント(２４,３１)及び前記第２状態調節エレメント(２０,１０６)のうちの少なくとも一方の状態調節エレメントが、
    冷却ピン(４１)、
    を具備しており、
    該冷却ピン(４１)は、該プラスチック成形品の開放端部内へ挿入されるべく構成されていると共に、冷却流体を、プラスチック成形品のゲート領域と対向する側へ方向付けるためのチャンネル(４２)を有している、
    請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
14. 前記冷却ピン(４１)と該プラスチック成形品の中空部を画成している面との間に配置されるシール(５３)を更に具備している請求項１３に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
15. 前記冷却ピン(４１)には溝(５４)が設けられており、該プラスチック成形品の中空部を封止するシール(５３)が該溝(５４)内に配置されている請求項１３に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
16. 前記第１状態調節エレメント(２４,３１)及び前記第２状態調節エレメント(２０,１０６)のうちの少なくとも一方の状態調節エレメントが、前記受容チューブ(１９)と封止係合する封止カラー(６５)を備えている請求項４ないし１１のいずれか一項に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
17. 前記封止カラー(６５)と前記受容チューブ(１９)との間に配置されているシール(６８)を更に備えている請求項１６に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
18. 前記シール(６８)が、変形可能シール(９１)である請求項１７に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
19. 前記シール(６８)が、前記受容チューブ(１９)の溝(１９)内に保持されており、且つ、前記シール(６８)は、中空(８１ａ)であると共に、前記受容チューブ(１９)と、前記封止カラー(６５)と、プラスチック成形品の表面とを封止する請求項１７に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
20. 前記シール(６８)が、前記受容チューブ(１９)の溝(１９)内に保持されており、且つ、前記シール(６８)は、フィンガ(８１ｂ)を有していると共に、前記受容チューブ(１９)と、前記封止カラー(６５)とを封止する請求項１７に記載の複数のプラスチック成形品を冷却する装置。
21. 複数の中空プラスチック成形品を冷却する方法であって、該方法は、
    取出し手段を用いて、複数のプラスチック成形品をプラスチック成形ユニットから取り外す工程と、
    移動手段を用いて、前記取出し手段と、第１冷却ステーション及び第２冷却ステーションのうちの少なくとも一方の冷却ステーションとの間の、相対的な移動を引き起こす工程と、
    該冷却ステーションのうちの一方の冷却ステーションにおいて、複数のプラスチック成形品の各プラスチック成形品の中空部分を冷却流体を用いて加圧し封止する工程と、
    該冷却ステーションのうちの他方の冷却ステーションにおいて、複数のプラスチック成形品の中空部分内へ冷却流体を供給する工程と、を含み、
    該取出し手段は、プラスチック成形品を収容する複数の受容チューブを備えており、該一方の冷却ステーションにおける加圧する工程において、該取出し手段の受容チューブに収容されているプラスチック成形品の中空部分を冷却流体を用いて加圧することにより、該プラスチック成形品の外面が膨張して該受容チューブの内面に接触することを特徴とする方法。
22. 前記第１冷却ステーションは、第１の複数のプラスチック成形品の中空部分へ冷却流体を供給し、同時に、前記第２冷却ステーションは第２の複数のプラスチック成形品の中空部分へ冷却流体を供給する、請求項２１に記載の方法。
23. 前記取出し手段の受容チューブが、プラスチック成形品から熱を奪うべく冷却される請求項２１または２２に記載の方法。
24. 前記受容チューブに設けられたチャンネルへ真空を適用することにより、プラスチック成形品が前記受容チューブ内に保持される請求項２１ないし２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 冷却流体が、ベント環状体及びベント通路を通してベントされる請求項２３または２４に記載の方法。
26. 前記封止する工程において、プラスチック成形品の開口の内面の周りが封止される請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
27. 前記封止する工程において、封止カラーを介してプラスチック成形品の開口の周りが封止される請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
28. 冷却流体が、プラスチック成形品のゲート領域に対向する側に方向付けられる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
29. 前記取出し手段が、タレット上に位置させられていると共に、前記相対的な移動が、タレットの回転によって引き起こされる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
30. 前記取出し手段は、プレートを含み、前記相対的な移動が、該プレートの並進移動によって引き起こされる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法
31. 前記加圧する工程が、前記第１冷却ステーションにおいて行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法
32. 前記加圧する工程が、前記第２冷却ステーションにおいて行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法
33. 前記加圧する工程が、前記第１冷却ステーション及び前記第２冷却ステーションの両方において行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
34. 前記複数のプラスチック成形品の各々の中空部分内へ冷却流体を供給する工程が、前記第１冷却ステーションにおいて行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
35. 前記複数のプラスチック成形品の各々の中空部分内へ冷却流体を供給する工程が、前記第２冷却ステーションにおいて行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
36. 前記複数のプラスチック成形品の各々の中空部分内へ冷却流体を供給する工程が、前記第１冷却ステーション及び前記第２冷却ステーションの両方において行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
37. 前記複数のプラスチック成形品の各々の中空部分内へ冷却流体を供給する工程と、前記加圧する工程とが、前記第１冷却ステーションにおいて行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。
38. 前記複数のプラスチック成形品の各々の中空部分内へ冷却流体を供給する工程と、前記加圧する工程とが、前記第２冷却ステーションにおいて行われる請求項２１ないし２４のいずれか一項に記載の方法。

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