JPH10180830A - オンディマンド速サイクル金型システム - Google Patents
オンディマンド速サイクル金型システムInfo
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- JPH10180830A JPH10180830A JP9271915A JP27191597A JPH10180830A JP H10180830 A JPH10180830 A JP H10180830A JP 9271915 A JP9271915 A JP 9271915A JP 27191597 A JP27191597 A JP 27191597A JP H10180830 A JPH10180830 A JP H10180830A
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Links
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Classifications
-
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- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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- B29C45/73—Heating or cooling of the mould
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- B29C2045/7368—Heating or cooling of the mould combining a heating or cooling fluid and non-fluid means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ゲートインサートの設計により金型温度が正
確に制御され、成形したパッケージの化粧外観が向上
し、またニードルバルブを使用することによってサイク
ル時間が短縮し、成形性が向上するオンディマンド速サ
イクル金型システムを提供する。 【解決手段】 オンディマンド射出成形はパルス調整閉
鎖ループ金型冷却システム、真鍮製ゲートインサートの
冷却設計及び冷却チャンネルの効果的なレイアウトによ
って可能になる。コンピューターの制御システムのソフ
トウェアとハードウェアのプログラムによりオンディマ
ンド射出成形が実現できるように設計がなされている。
金型冷却は、フィードバック制御ループで使用される金
型内部に取り付けたセンサーで制御される。
確に制御され、成形したパッケージの化粧外観が向上
し、またニードルバルブを使用することによってサイク
ル時間が短縮し、成形性が向上するオンディマンド速サ
イクル金型システムを提供する。 【解決手段】 オンディマンド射出成形はパルス調整閉
鎖ループ金型冷却システム、真鍮製ゲートインサートの
冷却設計及び冷却チャンネルの効果的なレイアウトによ
って可能になる。コンピューターの制御システムのソフ
トウェアとハードウェアのプログラムによりオンディマ
ンド射出成形が実現できるように設計がなされている。
金型冷却は、フィードバック制御ループで使用される金
型内部に取り付けたセンサーで制御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オンディマンド
（要望に応じて）速サイクル金型システムに関し、特に
加熱、冷却の両方を行なって短時間応答と最適な温度コ
ントロールを提供するホットランナーシステムを有する
オンディマンド速サイクルパッケージ金型に関するもの
である。
（要望に応じて）速サイクル金型システムに関し、特に
加熱、冷却の両方を行なって短時間応答と最適な温度コ
ントロールを提供するホットランナーシステムを有する
オンディマンド速サイクルパッケージ金型に関するもの
である。
【０００２】オンディマンド射出成形は、パルス冷却シ
ステムとゲートインサートの冷却設計と冷却チャンネル
の効果的なレイアウトにより可能になる。ソフトウェア
とハードウェアのプログラムもオンディマンド射出成形
が可能なように設計されている。閉鎖ループ金型冷却シ
ステムの設計は、進んだ冷却回路レイアウトと高い熱伝
導度インサートを組み入れ、簡単なメンテナンスと冷却
剤の品質管理を向上させ、それにより腐蝕とスケールの
付着が著しく低下する。金型の冷却は金型の内部に装備
されたセンサーにより制御され、そのセンサーはフィー
ドバック制御ループで使用される。ゲートインサートの
設計により金型温度が正確に制御され、成形したパッケ
ージの化粧外観が向上した。ニードルバルブを使用する
と、サイクル時間が短縮し、成形性が向上する。
ステムとゲートインサートの冷却設計と冷却チャンネル
の効果的なレイアウトにより可能になる。ソフトウェア
とハードウェアのプログラムもオンディマンド射出成形
が可能なように設計されている。閉鎖ループ金型冷却シ
ステムの設計は、進んだ冷却回路レイアウトと高い熱伝
導度インサートを組み入れ、簡単なメンテナンスと冷却
剤の品質管理を向上させ、それにより腐蝕とスケールの
付着が著しく低下する。金型の冷却は金型の内部に装備
されたセンサーにより制御され、そのセンサーはフィー
ドバック制御ループで使用される。ゲートインサートの
設計により金型温度が正確に制御され、成形したパッケ
ージの化粧外観が向上した。ニードルバルブを使用する
と、サイクル時間が短縮し、成形性が向上する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従っ
て、本発明の主な目的は、オンディマンド速サイクルパ
ッケージ金型を提供することである。
て、本発明の主な目的は、オンディマンド速サイクルパ
ッケージ金型を提供することである。
【０００４】本発明の別の目的は、以下の利点を有する
オンディマンド速サイクルパッケージ金型を提供するこ
とである。 １．高電圧（２０８〜２２０Ｖ対２４Ｖ）加熱ホットラ
ンナーシステムは応答時間を短縮し、温度制御を最適に
する。 ２．真鍮で作られたゲートインサートは金型温度制御を
正確にし、パッケージ金型の化粧外観を改良する。 ３．最適なゲート位置により熱密封（シール）の一体性
が改良される。 ４．オンディマンド射出成形は、パルス調整冷却システ
ムと真鍮のゲートインサートの冷却設計と冷却チャンネ
ル（路）の効果的なレイアウト（配置）によって可能に
なる。 ５．金型冷却は、金型内部に取り付けられフィードバッ
ク制御ループで使用されるセンサーで制御される。
オンディマンド速サイクルパッケージ金型を提供するこ
とである。 １．高電圧（２０８〜２２０Ｖ対２４Ｖ）加熱ホットラ
ンナーシステムは応答時間を短縮し、温度制御を最適に
する。 ２．真鍮で作られたゲートインサートは金型温度制御を
正確にし、パッケージ金型の化粧外観を改良する。 ３．最適なゲート位置により熱密封（シール）の一体性
が改良される。 ４．オンディマンド射出成形は、パルス調整冷却システ
ムと真鍮のゲートインサートの冷却設計と冷却チャンネ
ル（路）の効果的なレイアウト（配置）によって可能に
なる。 ５．金型冷却は、金型内部に取り付けられフィードバッ
ク制御ループで使用されるセンサーで制御される。
【０００５】６．閉鎖ループ冷却システムはメンテナン
スを容易にし、冷却剤の品質管理を改善して腐蝕とスケ
ール付着を低減する。 ７．方法の変動性が従来の金型設計と比べて小さくな
る。 ８．ニードルバルブノズルによりサイクル時間が短縮
し、成形性が改善される。 ９．ソフトウェアとハードウェアのプログラムを設計し
てオンディマンド射出成形を達成した。 １０．金型冷却システムの設計により、進んだ冷却回路
レイアウトと高い熱伝導度のインサートを組み入れ、そ
れによりサイクル時間と成形欠陥が著しく減少する。
スを容易にし、冷却剤の品質管理を改善して腐蝕とスケ
ール付着を低減する。 ７．方法の変動性が従来の金型設計と比べて小さくな
る。 ８．ニードルバルブノズルによりサイクル時間が短縮
し、成形性が改善される。 ９．ソフトウェアとハードウェアのプログラムを設計し
てオンディマンド射出成形を達成した。 １０．金型冷却システムの設計により、進んだ冷却回路
レイアウトと高い熱伝導度のインサートを組み入れ、そ
れによりサイクル時間と成形欠陥が著しく減少する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本明細書の教示によれ
ば、本発明はポリプロピレンブリスターパッケージベー
スのような射出成形品を製造するためのオンディマンド
速サイクル金型システムを提供する。この金型システム
は、適切な熱可塑性材料からなる溶融した成形材料を少
なくとも１本の注入ノズルまで供給するためのホットラ
ンナーシステムを有する。このホットランナーシステム
により、加熱、冷却の両方が行なわれ応答時間が短縮
し、温度制御が最適になる。この冷却システムはパルス
制御冷却システムであり、そのシステムの作動では、各
成形サイクル時に、金型に溶融プラスチックを充填した
後、溶融プラスチックの熱入力を時機を合わせた冷却剤
のパルスで合わせ、その後、金型の熱勾配を無くして平
衡にし、それにより溶融プラスチックを一層均一に冷却
してストレスが減少し、寸法が一致し、良好な表面外観
を有する成形品とする。電気加熱システムは金型システ
ムを加熱するために設けられている。金型システム内部
に取り付けた複数の温度センサーはパルス調整冷却シス
テムを介して冷却剤の流れを制御するために制御ループ
で使用する。前述の特徴の全てによってサイクル時間が
短縮し、成形性が改良される。
ば、本発明はポリプロピレンブリスターパッケージベー
スのような射出成形品を製造するためのオンディマンド
速サイクル金型システムを提供する。この金型システム
は、適切な熱可塑性材料からなる溶融した成形材料を少
なくとも１本の注入ノズルまで供給するためのホットラ
ンナーシステムを有する。このホットランナーシステム
により、加熱、冷却の両方が行なわれ応答時間が短縮
し、温度制御が最適になる。この冷却システムはパルス
制御冷却システムであり、そのシステムの作動では、各
成形サイクル時に、金型に溶融プラスチックを充填した
後、溶融プラスチックの熱入力を時機を合わせた冷却剤
のパルスで合わせ、その後、金型の熱勾配を無くして平
衡にし、それにより溶融プラスチックを一層均一に冷却
してストレスが減少し、寸法が一致し、良好な表面外観
を有する成形品とする。電気加熱システムは金型システ
ムを加熱するために設けられている。金型システム内部
に取り付けた複数の温度センサーはパルス調整冷却シス
テムを介して冷却剤の流れを制御するために制御ループ
で使用する。前述の特徴の全てによってサイクル時間が
短縮し、成形性が改良される。
【０００７】さらに詳細には電気加熱システムは、２０
８〜２２０Ｖで作動する高電圧ヒーターを有して応答時
間を短縮し、温度制御を最適にする。注入ノズルは、周
囲に配置される電気加熱コイルで加熱される。高い熱伝
導度のゲートインサートは、注入ノズル周囲の環状冷却
剤流路を有して金型温度制御を正確にし、成形品の化粧
外観を改良する。金型は、成形されるボウルの上面を定
める上ボウルインサートを有し、そのインサートは自身
を冷却するため内部中央に延びる中央冷却剤流路を有し
ている。金型はさらに、成形されるボウルの下面を定め
る下ボウルインサートを有し、そのインサートは自身を
冷却するため下ボウルインサート周囲に配置される環状
冷却剤流路を有する。金型システムは、射出成形ポリプ
ロピレンブリスターパッケージベースを製造し、そのベ
ースの各々は、そのボウル内の食塩水パッケージ溶液に
浸漬したヒドロゲルコンタクトレンズを包装するように
適合したボウル部分と、後方部分を形成する。各金型キ
ャビティは、ブリスターパッケージベースの後方部分で
温度を検知するために配置した第１熱電対と、ブリスタ
ーパッケージベースのボウル部分で温度を検知するため
に配置した第２熱電対の第１、第２熱電対でその温度が
モニターされる。
８〜２２０Ｖで作動する高電圧ヒーターを有して応答時
間を短縮し、温度制御を最適にする。注入ノズルは、周
囲に配置される電気加熱コイルで加熱される。高い熱伝
導度のゲートインサートは、注入ノズル周囲の環状冷却
剤流路を有して金型温度制御を正確にし、成形品の化粧
外観を改良する。金型は、成形されるボウルの上面を定
める上ボウルインサートを有し、そのインサートは自身
を冷却するため内部中央に延びる中央冷却剤流路を有し
ている。金型はさらに、成形されるボウルの下面を定め
る下ボウルインサートを有し、そのインサートは自身を
冷却するため下ボウルインサート周囲に配置される環状
冷却剤流路を有する。金型システムは、射出成形ポリプ
ロピレンブリスターパッケージベースを製造し、そのベ
ースの各々は、そのボウル内の食塩水パッケージ溶液に
浸漬したヒドロゲルコンタクトレンズを包装するように
適合したボウル部分と、後方部分を形成する。各金型キ
ャビティは、ブリスターパッケージベースの後方部分で
温度を検知するために配置した第１熱電対と、ブリスタ
ーパッケージベースのボウル部分で温度を検知するため
に配置した第２熱電対の第１、第２熱電対でその温度が
モニターされる。
【０００８】金型は、１６個のキャビティ、射出成形プ
ロセス時に共にクランプされる固定金型側と可動金型側
を有するホットマニホールド金型を含み、成形品をセッ
トした可動金型側を外し、固定金型側から離して射出成
形品を金型キャビティから取り出せる。金型システムは
ホットランナーシステムを有し、ホットランナーシステ
ムの最初の流れは前記金型システムの中央にあり、左右
にまた前後にそして４個の金型キャビティの４列の１６
個の金型キャビティの対称配置まで下向きに分かれる。
ロセス時に共にクランプされる固定金型側と可動金型側
を有するホットマニホールド金型を含み、成形品をセッ
トした可動金型側を外し、固定金型側から離して射出成
形品を金型キャビティから取り出せる。金型システムは
ホットランナーシステムを有し、ホットランナーシステ
ムの最初の流れは前記金型システムの中央にあり、左右
にまた前後にそして４個の金型キャビティの４列の１６
個の金型キャビティの対称配置まで下向きに分かれる。
【０００９】成形品はポリプロピレンから射出成形され
るのが望ましく、ポリプロピレンメルト温度は、狭い温
度範囲内に制御されて射出成形作業時にポリプロピレン
メルトの溶け出しや垂れ落ちを防止する。
るのが望ましく、ポリプロピレンメルト温度は、狭い温
度範囲内に制御されて射出成形作業時にポリプロピレン
メルトの溶け出しや垂れ落ちを防止する。
【００１０】冷却システムは、ホットマニホールドを冷
却するための閉鎖ループ冷却システムからなり、その冷
却システムは冷却剤を、複数の冷却ゾーンの複数のソレ
ノイド作動金型供給バルブまで供給するためのポンプを
有する。冷却剤は複数の供給バルブから各々複数の冷却
剤流路を有する複数の供給インラインマニホールドまで
流れる。冷却剤は、戻りラインを介して各々がフロータ
ービンとリモートフローセンサーを備えた複数のマニュ
アル戻り遮断バルブまで戻り、そこから冷却剤ポンプで
再循環される冷却剤タンクまで戻る。この金型システム
は複数の温度センサー、各々の冷却ゾーン用の温度セン
サーを有し、各温度センサーは各ソレノイド作動バルブ
のゾーン制御システムへの入力を設ける。冷却剤はシェ
ルとチューブ熱交換器を介して流れ、この熱交換器では
前記冷却剤が、温度センサーで制御される温度制御バル
ブから供給され、戻る冷却器（チラー）溶液により適正
に選択された温度に冷却される。温度制御バルブは冷却
剤タンクに取り付けた温度センサーによって制御され
る。
却するための閉鎖ループ冷却システムからなり、その冷
却システムは冷却剤を、複数の冷却ゾーンの複数のソレ
ノイド作動金型供給バルブまで供給するためのポンプを
有する。冷却剤は複数の供給バルブから各々複数の冷却
剤流路を有する複数の供給インラインマニホールドまで
流れる。冷却剤は、戻りラインを介して各々がフロータ
ービンとリモートフローセンサーを備えた複数のマニュ
アル戻り遮断バルブまで戻り、そこから冷却剤ポンプで
再循環される冷却剤タンクまで戻る。この金型システム
は複数の温度センサー、各々の冷却ゾーン用の温度セン
サーを有し、各温度センサーは各ソレノイド作動バルブ
のゾーン制御システムへの入力を設ける。冷却剤はシェ
ルとチューブ熱交換器を介して流れ、この熱交換器では
前記冷却剤が、温度センサーで制御される温度制御バル
ブから供給され、戻る冷却器（チラー）溶液により適正
に選択された温度に冷却される。温度制御バルブは冷却
剤タンクに取り付けた温度センサーによって制御され
る。
【００１１】本発明のオンディマンド速サイクル金型の
前述の目的と利点は、添付図面に関連する本発明の幾つ
かの好ましい実施態様の以下の詳細な説明を参照すれば
当業者は容易に理解できる。図では同様の要素は同一の
参照番号で示してある。
前述の目的と利点は、添付図面に関連する本発明の幾つ
かの好ましい実施態様の以下の詳細な説明を参照すれば
当業者は容易に理解できる。図では同様の要素は同一の
参照番号で示してある。
【００１２】
【発明の実施の形態】詳細に図面を参照する。図１と図
２は本発明の教示により成形できるポリプロピレンブリ
スターパッケージベース１０のそれぞれ上面図と側面断
面図である。このポリプロピレンブリスターパッケージ
ベース１０は、内部の食塩水パッケージ溶液に浸漬した
ヒドロゲルコンタクトレンズに適合したボウル部分１２
と、後方部分１４を定め、ブリスターパッケージベース
の上面に接着したカバーストリップとラベル１６を有す
る。
２は本発明の教示により成形できるポリプロピレンブリ
スターパッケージベース１０のそれぞれ上面図と側面断
面図である。このポリプロピレンブリスターパッケージ
ベース１０は、内部の食塩水パッケージ溶液に浸漬した
ヒドロゲルコンタクトレンズに適合したボウル部分１２
と、後方部分１４を定め、ブリスターパッケージベース
の上面に接着したカバーストリップとラベル１６を有す
る。
【００１３】先行技術で通常見られるように、ポリプロ
ピレンブリスターパッケージベースは、固定した金型側
（Ａ側）と射出成形プロセス時に共にクランプされる可
動金型側（Ｂ側）とを備えた１６個のキャビティ、マニ
ホールド金型設計で製造することができる。その後、そ
のポリプロピレンブリスターパッケージベースをセット
した後、可動金型側を外し固定金型から離して１６個の
射出成形ブリスターパッケージベースが金型キャビティ
から取り出せるようにする。
ピレンブリスターパッケージベースは、固定した金型側
（Ａ側）と射出成形プロセス時に共にクランプされる可
動金型側（Ｂ側）とを備えた１６個のキャビティ、マニ
ホールド金型設計で製造することができる。その後、そ
のポリプロピレンブリスターパッケージベースをセット
した後、可動金型側を外し固定金型から離して１６個の
射出成形ブリスターパッケージベースが金型キャビティ
から取り出せるようにする。
【００１４】ブリスターパッケージベース１０はポリプ
ロピレンから成形されることが望ましい。図３は温度関
数としてのポリプロピレンの熱流特性のグラフである。
図３は、３０でシャープに出たポリプロピレンの融点を
示し、この融点は、ポリプロピレンブリスターパッケー
ジベースを射出成形するには、ポリプロピレンが溶け出
したり、あるいは垂れ落ちの問題を示すに好ましい温度
範囲を示している。このことは、射出成形作業時に狭い
温度範囲内にポリプロピレンメルト（溶融物）温度を制
御してポリプロピレンメルトの溶け出しや垂れ落ちを防
止することが必要であることを示している。
ロピレンから成形されることが望ましい。図３は温度関
数としてのポリプロピレンの熱流特性のグラフである。
図３は、３０でシャープに出たポリプロピレンの融点を
示し、この融点は、ポリプロピレンブリスターパッケー
ジベースを射出成形するには、ポリプロピレンが溶け出
したり、あるいは垂れ落ちの問題を示すに好ましい温度
範囲を示している。このことは、射出成形作業時に狭い
温度範囲内にポリプロピレンメルト（溶融物）温度を制
御してポリプロピレンメルトの溶け出しや垂れ落ちを防
止することが必要であることを示している。
【００１５】図４は１６個のキャビティのホットマニホ
ールド設計４０の一部分の正面図を一部、断面で示し、
また１６個の金型キャビティの内の２個のキャビティ４
２、４２’、１個の注入ノズル４４の詳細およびこのホ
ットマニホールド金型の２カ所の温度を検知するために
配置した２個の熱電対４６、４８を示している。図４に
示されたこの２個のキャビティ４２、４２’はその温度
が２個の熱電対４６、４８でモニターされ、第１の熱電
対４６は左のブリスターパッケージベース４２の後方部
分で熱を検知し、第２の熱電対４８は右のブリスターパ
ッケージベース４２’のボウル部分で熱を検知するよう
に配置されている。
ールド設計４０の一部分の正面図を一部、断面で示し、
また１６個の金型キャビティの内の２個のキャビティ４
２、４２’、１個の注入ノズル４４の詳細およびこのホ
ットマニホールド金型の２カ所の温度を検知するために
配置した２個の熱電対４６、４８を示している。図４に
示されたこの２個のキャビティ４２、４２’はその温度
が２個の熱電対４６、４８でモニターされ、第１の熱電
対４６は左のブリスターパッケージベース４２の後方部
分で熱を検知し、第２の熱電対４８は右のブリスターパ
ッケージベース４２’のボウル部分で熱を検知するよう
に配置されている。
【００１６】通常、図４に示された金型キャビティ、金
型インサートおよびノズルなどの要素（コンポーネン
ト）と、その要素の加熱、冷却については、その要素を
よく示した残りの図面を参照して以下さらに詳細に説明
する。しかしながら、図４は注入ノズル４４の周囲に配
置した、図１２でさらに詳細に図示された加熱コイル１
１２を示し、また、注入ノズルの周囲に配置した、図１
３に更に詳細に図示された冷却されたゲートインサート
の位置を示す。冷却されたゲートインサート１１８は周
囲に冷却剤用の環状流路１２０があり、その位置で金型
の冷却をを正確に制御している。図４はまた図１０と図
１１にさらに詳細に示され、成形されるボウル部分のキ
ャビティを形成する上下ボウルインサート９４、９６の
配置を示す。
型インサートおよびノズルなどの要素（コンポーネン
ト）と、その要素の加熱、冷却については、その要素を
よく示した残りの図面を参照して以下さらに詳細に説明
する。しかしながら、図４は注入ノズル４４の周囲に配
置した、図１２でさらに詳細に図示された加熱コイル１
１２を示し、また、注入ノズルの周囲に配置した、図１
３に更に詳細に図示された冷却されたゲートインサート
の位置を示す。冷却されたゲートインサート１１８は周
囲に冷却剤用の環状流路１２０があり、その位置で金型
の冷却をを正確に制御している。図４はまた図１０と図
１１にさらに詳細に示され、成形されるボウル部分のキ
ャビティを形成する上下ボウルインサート９４、９６の
配置を示す。
【００１７】図５はホットマニホールド設計のホットラ
ンナーシステムの詳細を示す。５０のポリプロピレン押
し出し成形機は、溶融ポリプロピレンをホットランナー
を通して押し出し、ホットランナーシステムの初めの流
れは、図５に示すように５２のホットマニホールド設計
の中央を通り、５４と５６で左右に、また前後に（図示
せず）、また５８で下方に分かれ、各々が図４に示した
金型キャビティと同様の４列で４個の金型キャビティを
有する１６個の金型キャビティの対称配置まで達する。
図５はまたポリプロピレンホットランナーシステムを加
熱する高電圧（２２０ｖ）４５０ワットヒーター要素５
９も示している。
ンナーシステムの詳細を示す。５０のポリプロピレン押
し出し成形機は、溶融ポリプロピレンをホットランナー
を通して押し出し、ホットランナーシステムの初めの流
れは、図５に示すように５２のホットマニホールド設計
の中央を通り、５４と５６で左右に、また前後に（図示
せず）、また５８で下方に分かれ、各々が図４に示した
金型キャビティと同様の４列で４個の金型キャビティを
有する１６個の金型キャビティの対称配置まで達する。
図５はまたポリプロピレンホットランナーシステムを加
熱する高電圧（２２０ｖ）４５０ワットヒーター要素５
９も示している。
【００１８】図６は、最初は１９８℃（２１２．５℃）
の平均溶融温度の溶融ポリプロピレンが２個の加熱され
た注入ノズル４４を通り、４５℃平均溶融温度の２個の
冷却されたブリスターパッケージベース金型キャビティ
４２内に流れる溶融ポリプロピレンの流れ６０を示す。
２個の冷却用通路１２０、１０２が示されており、ゲー
トインサート１１８周囲の第１の冷却剤環状流路１２０
は、ブリスターパッケージの後方部分の注入ノズル４４
の周囲に配置され、第２の冷却剤環状流路１０２は、金
型の上部ボウルインサート部分を通して配置される。金
型の底部ボウルインサート部分を通る第３の冷却剤流路
は図６に示されていない。これらの通常の温度では１サ
イクルの時間が約７．０秒である。
の平均溶融温度の溶融ポリプロピレンが２個の加熱され
た注入ノズル４４を通り、４５℃平均溶融温度の２個の
冷却されたブリスターパッケージベース金型キャビティ
４２内に流れる溶融ポリプロピレンの流れ６０を示す。
２個の冷却用通路１２０、１０２が示されており、ゲー
トインサート１１８周囲の第１の冷却剤環状流路１２０
は、ブリスターパッケージの後方部分の注入ノズル４４
の周囲に配置され、第２の冷却剤環状流路１０２は、金
型の上部ボウルインサート部分を通して配置される。金
型の底部ボウルインサート部分を通る第３の冷却剤流路
は図６に示されていない。これらの通常の温度では１サ
イクルの時間が約７．０秒である。
【００１９】図７はホットマニホールド金型設計を冷却
するための閉鎖ループ冷却システムを示す。図７は、ス
テンレス鋼製高温水ポンプ７０からゾーン１の第１ソレ
ノイド作動金型供給バルブ７１まで、ゾーン２、回路１
の第２ソレノイド作動金型供給バルブ７１’まで、そし
てゾーン２、回路２の第３ソレノイド作動金型供給バル
ブ７１”までの冷却剤回路を示す。冷却剤は第１バルブ
７１からゾーン１の供給インラインマニホールド７２ま
で流れ、そして４つの出力を通して４つの冷却路まで流
れる。冷却剤は第２バルブ７１’からゾーン２、回路１
の供給インラインマニホールド７２’まで流れ、そして
４つの出力を通して４つの冷却路まで流れる。そして同
様に、ゾーン２、回路２の場合は、ゾーン２、回路２の
インラインマニホールド７２”を介し４つの出力を介し
て４つの冷却路まで流れる。冷却剤は１２の戻りライン
を介して各々フロータービンとリモートフローセンサー
を備えた１２のマニュアル戻り遮断シャフトバルブ７３
に戻り、そこから水ポンプで再循環されるステンレス鋼
製冷却剤タンク７４に戻る。ゾーン１用の第１温度セン
サー７５、ゾーン２、回路１用の第２温度センサー７
５’およびゾーン２、回路２用の第３温度センサー７
５”の３個のセンサーが設けられている。各温度センサ
ーは、各ソレノイド作動バルブ７３用のゾーンコントロ
ールシステム７６、７６’７６”への入力を備えてい
る。フローモニター７７は毎分１ガロン（ＧＰＭ）のモ
ニター信号をゾーン２、回路２に送る。
するための閉鎖ループ冷却システムを示す。図７は、ス
テンレス鋼製高温水ポンプ７０からゾーン１の第１ソレ
ノイド作動金型供給バルブ７１まで、ゾーン２、回路１
の第２ソレノイド作動金型供給バルブ７１’まで、そし
てゾーン２、回路２の第３ソレノイド作動金型供給バル
ブ７１”までの冷却剤回路を示す。冷却剤は第１バルブ
７１からゾーン１の供給インラインマニホールド７２ま
で流れ、そして４つの出力を通して４つの冷却路まで流
れる。冷却剤は第２バルブ７１’からゾーン２、回路１
の供給インラインマニホールド７２’まで流れ、そして
４つの出力を通して４つの冷却路まで流れる。そして同
様に、ゾーン２、回路２の場合は、ゾーン２、回路２の
インラインマニホールド７２”を介し４つの出力を介し
て４つの冷却路まで流れる。冷却剤は１２の戻りライン
を介して各々フロータービンとリモートフローセンサー
を備えた１２のマニュアル戻り遮断シャフトバルブ７３
に戻り、そこから水ポンプで再循環されるステンレス鋼
製冷却剤タンク７４に戻る。ゾーン１用の第１温度セン
サー７５、ゾーン２、回路１用の第２温度センサー７
５’およびゾーン２、回路２用の第３温度センサー７
５”の３個のセンサーが設けられている。各温度センサ
ーは、各ソレノイド作動バルブ７３用のゾーンコントロ
ールシステム７６、７６’７６”への入力を備えてい
る。フローモニター７７は毎分１ガロン（ＧＰＭ）のモ
ニター信号をゾーン２、回路２に送る。
【００２０】冷却剤はソレノイドバルブ７３から戻り、
シェルとチューブ熱交換器７８を通して流れる。その熱
交換器７８では、完全フロー温度コントローラー水節約
装置バルブ７９を介して供給され、戻る冷却器（チラ
ー）溶液により冷却剤を選択された適正な温度に冷却す
る。完全フロー温度コントローラー水節約装置バルブ７
９は、冷却剤タンクのフロート安全スイッチに取り付け
た温度センサー８０で制御される。閉鎖ループの冷却剤
の圧力は、圧力ゲージ８２でモニターされ冷却剤ポンプ
７０の閉鎖ループ下流の調節可能な圧力バルブ８１で制
御される。その冷却システムはまた、圧力ゲージ８４を
同様に有するバイパスフィルター８３を備えている。
シェルとチューブ熱交換器７８を通して流れる。その熱
交換器７８では、完全フロー温度コントローラー水節約
装置バルブ７９を介して供給され、戻る冷却器（チラ
ー）溶液により冷却剤を選択された適正な温度に冷却す
る。完全フロー温度コントローラー水節約装置バルブ７
９は、冷却剤タンクのフロート安全スイッチに取り付け
た温度センサー８０で制御される。閉鎖ループの冷却剤
の圧力は、圧力ゲージ８２でモニターされ冷却剤ポンプ
７０の閉鎖ループ下流の調節可能な圧力バルブ８１で制
御される。その冷却システムはまた、圧力ゲージ８４を
同様に有するバイパスフィルター８３を備えている。
【００２１】図８は１６個のキャビティ金型設計の冷却
システムの詳細をさらに示す。図８は冷却剤コンソール
８６から金型の固定側８７に、また金型の可動側８８へ
の冷却剤の流れを示している。金型の固定側８７で供給
ゾーン１、回路１と２用の６本の供給管を有する供給マ
ニホールド９０につながった第１の供給ホース８９と、
金型の可動側で供給ゾーン２用の４本の供給管を有する
供給マニホールド９０’につながった第２の供給ホース
８９’の２本の供給ホース８９、８９’は、冷却剤を供
給する。ゾーン１の冷却剤は、ゾーン１の個別の冷却剤
回路１と２を介して流れ、ゾーン１、回路１および２か
ら、戻りマニホールド９１、９１ａに戻る。ゾーン２の
冷却剤は、ゾーン２、４本の戻りホースを介してもどり
マニホールド９１’に流れ、次に戻りホースを介して冷
却用コンソールに戻る。冷却用コンソール８６は３つの
ゾーンの冷却剤の流れをモニターし制御するための装置
を有し、図７に示した要素７０、７１、７３、７４、７
６、７７、７８、７９、８０、８１、８２および８３を
内部に含む。図９は雄プラグと雌ソケットを備えたカッ
プリングを有する冷却用ホースを示す。
システムの詳細をさらに示す。図８は冷却剤コンソール
８６から金型の固定側８７に、また金型の可動側８８へ
の冷却剤の流れを示している。金型の固定側８７で供給
ゾーン１、回路１と２用の６本の供給管を有する供給マ
ニホールド９０につながった第１の供給ホース８９と、
金型の可動側で供給ゾーン２用の４本の供給管を有する
供給マニホールド９０’につながった第２の供給ホース
８９’の２本の供給ホース８９、８９’は、冷却剤を供
給する。ゾーン１の冷却剤は、ゾーン１の個別の冷却剤
回路１と２を介して流れ、ゾーン１、回路１および２か
ら、戻りマニホールド９１、９１ａに戻る。ゾーン２の
冷却剤は、ゾーン２、４本の戻りホースを介してもどり
マニホールド９１’に流れ、次に戻りホースを介して冷
却用コンソールに戻る。冷却用コンソール８６は３つの
ゾーンの冷却剤の流れをモニターし制御するための装置
を有し、図７に示した要素７０、７１、７３、７４、７
６、７７、７８、７９、８０、８１、８２および８３を
内部に含む。図９は雄プラグと雌ソケットを備えたカッ
プリングを有する冷却用ホースを示す。
【００２２】図９は、ボウルのキャビティを形成する金
型の上下ボウルインサート９４、９６のアセンブリを示
し、そこからの冷却剤の流路を示す。図１０と図１１
は、図４と図９に示したように、ボウルのキャビティを
形成する上下ボウルインサート９４、９６のそれぞれ２
つの別個の図である。
型の上下ボウルインサート９４、９６のアセンブリを示
し、そこからの冷却剤の流路を示す。図１０と図１１
は、図４と図９に示したように、ボウルのキャビティを
形成する上下ボウルインサート９４、９６のそれぞれ２
つの別個の図である。
【００２３】上のボウルインサート９４の冷却剤は、上
キャビティ金型９４の右側の冷却剤通路９８を介し、上
キャビティ金型９４のフロー（流れ）の開口１００を介
し、上キャビティ金型９４の冷却剤中央通路１０２内
に、それからフローの開口１００の左の部分と冷却剤９
８の左の部分を介して流れる。中央の冷却剤通路１０２
は、入口フロー開口１００と、出口フロー開口１００の
間の中央仕切り（パーティション）１０３がある。その
中央仕切り１０３は中央の冷却剤通路１０２のほとんど
底まで達し、冷却剤をその底まで下方に流す。
キャビティ金型９４の右側の冷却剤通路９８を介し、上
キャビティ金型９４のフロー（流れ）の開口１００を介
し、上キャビティ金型９４の冷却剤中央通路１０２内
に、それからフローの開口１００の左の部分と冷却剤９
８の左の部分を介して流れる。中央の冷却剤通路１０２
は、入口フロー開口１００と、出口フロー開口１００の
間の中央仕切り（パーティション）１０３がある。その
中央仕切り１０３は中央の冷却剤通路１０２のほとんど
底まで達し、冷却剤をその底まで下方に流す。
【００２４】同様に、下ボウルインサート９６のこの冷
却剤は、下ボウルキャビティ９６の左側の冷却剤通路１
０６を介して流れ、下ボウルインサート９６周囲に作ら
れた環状冷却用通路１０８に入り、それから冷却剤通路
１０６の左の部分を通って流出する。
却剤は、下ボウルキャビティ９６の左側の冷却剤通路１
０６を介して流れ、下ボウルインサート９６周囲に作ら
れた環状冷却用通路１０８に入り、それから冷却剤通路
１０６の左の部分を通って流出する。
【００２５】ＣｕＺｎ３０（７０％Ｃｕと３０％Ｚｉｎ
ｃの合金）の形態の真鍮が、インサート９４と９６のよ
うな光学特性インサートを無電解ニッケルめっきとダイ
ヤモンド研削による製造に伝統的に使用されている。
ｃの合金）の形態の真鍮が、インサート９４と９６のよ
うな光学特性インサートを無電解ニッケルめっきとダイ
ヤモンド研削による製造に伝統的に使用されている。
【００２６】広範囲な研究と開発の後、本発明は、Ｎｉ
めっきし、次にダイヤモンド研削をして光学特性仕上げ
を有する金型インサートを製造する合金Ampco ９４０で
構成した光学特性インサートを開発した。Ampco ９４０
はAmpco メタル社で開発した合金であり、約９６．４％
Ｃｕ、２．５％Ｎｉ、０．７％Ｓｉおよび０．４％Ｃｒ
を含有する。
めっきし、次にダイヤモンド研削をして光学特性仕上げ
を有する金型インサートを製造する合金Ampco ９４０で
構成した光学特性インサートを開発した。Ampco ９４０
はAmpco メタル社で開発した合金であり、約９６．４％
Ｃｕ、２．５％Ｎｉ、０．７％Ｓｉおよび０．４％Ｃｒ
を含有する。
【００２７】以下のチャートはAmpco ９４０(AMPCO９４
０）と金型インサートを最もよく製造するのに使用した
材料の熱伝導率の比較を示した。 熱伝導率 (BTU/ft/hr/ft2/oF) AMPCO 940 １２５ H-13 １７ AISI 6150 ２７ STAVAX １４ VASCOMAX １４．６ BRASS(CuZn30） ７０ NO 94 ３０ Ampco ９４０の光学特性インサートは、射出成形サイク
ル時間を短縮し、良好な機械的強度を与え、インサート
の寿命を改良し、光学仕上げを与える。
０）と金型インサートを最もよく製造するのに使用した
材料の熱伝導率の比較を示した。 熱伝導率 (BTU/ft/hr/ft2/oF) AMPCO 940 １２５ H-13 １７ AISI 6150 ２７ STAVAX １４ VASCOMAX １４．６ BRASS(CuZn30） ７０ NO 94 ３０ Ampco ９４０の光学特性インサートは、射出成形サイク
ル時間を短縮し、良好な機械的強度を与え、インサート
の寿命を改良し、光学仕上げを与える。
【００２８】Ampco ９４０合金は、機械加工が容易で、
基板と無電解Ｎｉ層との間の接着性が良好で、ダイヤモ
ンドカッターで研削して光学仕上げを得ることができ、
変形しないで射出成形プロセス時にかけられる極端に高
い圧力（８０００〜１４，０００psi)に耐えるのに十分
な機械的強度があり、しかも高い熱伝導性を有してい
る。
基板と無電解Ｎｉ層との間の接着性が良好で、ダイヤモ
ンドカッターで研削して光学仕上げを得ることができ、
変形しないで射出成形プロセス時にかけられる極端に高
い圧力（８０００〜１４，０００psi)に耐えるのに十分
な機械的強度があり、しかも高い熱伝導性を有してい
る。
【００２９】Ampco ９４０からなる光学特性インサート
を、Ampco ９４０ロッドを特定の形状にダイヤモンド研
削することによりブランクを製造し、次に、そのAmpco
９４０ブランクを厚さが１２０ないし２００μｍに無電
解Ｎｉめっきし、それからそのめっきしたブランクをダ
イヤモンド研削して光学的特性仕上げ金型インサートを
製造して最終寸法（残りのＮｉ厚さが約８０μｍ）にす
ることによって製造した。
を、Ampco ９４０ロッドを特定の形状にダイヤモンド研
削することによりブランクを製造し、次に、そのAmpco
９４０ブランクを厚さが１２０ないし２００μｍに無電
解Ｎｉめっきし、それからそのめっきしたブランクをダ
イヤモンド研削して光学的特性仕上げ金型インサートを
製造して最終寸法（残りのＮｉ厚さが約８０μｍ）にす
ることによって製造した。
【００３０】図１２は、図５の円１２の詳細を示す各注
入ノズル４４の詳細図であり、狭い温度範囲内に加熱し
た溶融ポリプロピレンを維持するための加熱コイル１１
２を示す。各注入ノズル４４にはニードルバルブ注入通
路１１６のその下部が末端になる中央ポリプロピレン流
路１１６がある。各注入ノズル４４はハウジング１１７
内に配置、支持される。
入ノズル４４の詳細図であり、狭い温度範囲内に加熱し
た溶融ポリプロピレンを維持するための加熱コイル１１
２を示す。各注入ノズル４４にはニードルバルブ注入通
路１１６のその下部が末端になる中央ポリプロピレン流
路１１６がある。各注入ノズル４４はハウジング１１７
内に配置、支持される。
【００３１】図１３は各注入ノズル４４のゲートインサ
ート１１８の個別の図であり、入口冷却剤流路１１９、
その周囲の環状冷却剤流路１２０および出口冷却剤流路
１２１を備えた各々真鍮製のゲートインサート１１８の
詳細な構造を示す。冷却剤は入口流路１１９から入り、
環状冷却剤流路１２０を下向きに流れ、その後、出口流
路１２１を上方に流れる。
ート１１８の個別の図であり、入口冷却剤流路１１９、
その周囲の環状冷却剤流路１２０および出口冷却剤流路
１２１を備えた各々真鍮製のゲートインサート１１８の
詳細な構造を示す。冷却剤は入口流路１１９から入り、
環状冷却剤流路１２０を下向きに流れ、その後、出口流
路１２１を上方に流れる。
【００３２】図１４は、１４０の主要ブロックへの入口
からＡ側の主要金型ブロックを冷却するための４つの平
行流路１４２を通る４つの冷却剤流路と１４４の主要ブ
ロックからの戻りからなる第１冷却回路を示す。図１４
はまた、１４６の入口から１０２（図９）の上ボウルイ
ンサートを通る４つの冷却剤流路と、１４９の出口への
冷却剤の戻りからなる第２冷却回路も示している。
からＡ側の主要金型ブロックを冷却するための４つの平
行流路１４２を通る４つの冷却剤流路と１４４の主要ブ
ロックからの戻りからなる第１冷却回路を示す。図１４
はまた、１４６の入口から１０２（図９）の上ボウルイ
ンサートを通る４つの冷却剤流路と、１４９の出口への
冷却剤の戻りからなる第２冷却回路も示している。
【００３３】図１５は、冷却剤入口通路１５２から４つ
の入口通路１１９を通り、４個のキャビティゲートイン
サート１１８周囲の４つの環状冷却用通路１２０までの
４つの冷却剤流路と、冷却剤出口通路１５４までの１２
１の戻り冷却剤流路も示している。
の入口通路１１９を通り、４個のキャビティゲートイン
サート１１８周囲の４つの環状冷却用通路１２０までの
４つの冷却剤流路と、冷却剤出口通路１５４までの１２
１の戻り冷却剤流路も示している。
【００３４】図１６は１６０の主要ブロックへの入口か
らＢ側の主要金型ブロックを冷却するための平行流路１
６２を通る４つの冷却剤流路と、１６４の主要ブロック
からの冷却剤の戻りからなる第１冷却回路を示す。図１
６はまた、４個の下ボウルインサート９６の各々の周囲
の１０８の４つの環状冷却剤通路（チャンネル）と１６
９の戻り冷却剤通路に通じる１６６の冷却剤入口通路か
らなる第２冷却回路を示している。
らＢ側の主要金型ブロックを冷却するための平行流路１
６２を通る４つの冷却剤流路と、１６４の主要ブロック
からの冷却剤の戻りからなる第１冷却回路を示す。図１
６はまた、４個の下ボウルインサート９６の各々の周囲
の１０８の４つの環状冷却剤通路（チャンネル）と１６
９の戻り冷却剤通路に通じる１６６の冷却剤入口通路か
らなる第２冷却回路を示している。
【００３５】本発明は、金型のパルス調整冷却システム
を使用するオンディマンドの速サイクル射出成形システ
ムを提供する。パルス調整冷却技術は射出成形機と金型
の温度制御に応用されており、冷却水の流れにパルスを
与えたり、金型を制御する種々の方法を使用する。
を使用するオンディマンドの速サイクル射出成形システ
ムを提供する。パルス調整冷却技術は射出成形機と金型
の温度制御に応用されており、冷却水の流れにパルスを
与えたり、金型を制御する種々の方法を使用する。
【００３６】本発明のパルス調整金型温度制御システム
は、フィードフォワードあるいはフィードバック制御を
実施することができるプロセス制御器を使用する。パル
ス調整冷却で達成される金型温度制御の精度は優れてい
ることがわかった。図１７は、従来の連続フロー（流）
冷却システムを有する射出成形システムの作業の成形サ
イクルを中断するための温度対時間のグラフＢと、パル
ス調整冷却システムを有する本発明の射出成形システム
の作業の成形サイクルを中断するための温度対時間のグ
ラフＡを示す。射出成形サイクルを従来の金型冷却技術
で中断すると、１０℃の温度低下を経験したが、パルス
調整金型冷却では、金型温度が１℃だけ低下した。成形
サイクルを中断あるいは停止した時、金型温度を正確に
制御する能力が良好なオンディマンド射出成形を行なう
重要な要素であることがわかった。
は、フィードフォワードあるいはフィードバック制御を
実施することができるプロセス制御器を使用する。パル
ス調整冷却で達成される金型温度制御の精度は優れてい
ることがわかった。図１７は、従来の連続フロー（流）
冷却システムを有する射出成形システムの作業の成形サ
イクルを中断するための温度対時間のグラフＢと、パル
ス調整冷却システムを有する本発明の射出成形システム
の作業の成形サイクルを中断するための温度対時間のグ
ラフＡを示す。射出成形サイクルを従来の金型冷却技術
で中断すると、１０℃の温度低下を経験したが、パルス
調整金型冷却では、金型温度が１℃だけ低下した。成形
サイクルを中断あるいは停止した時、金型温度を正確に
制御する能力が良好なオンディマンド射出成形を行なう
重要な要素であることがわかった。
【００３７】パルス調整冷却システムでは、各々の成形
サイクル時にメルト（溶融物）の熱入力は、好ましい熱
平衡の状態となるように金型充填直後に生じる時間の位
相ずれを起こした（遅れた）冷却パルスが合わせる。成
形サイクル時： １．ホットメルト（ショット）を金型キャビティ内に注
入し、熱がさめた金型表面に接触させる。連続的に流れ
る冷却媒体では強制勾配は発生しない。成形表面は温度
が高く「スパイク」し、それにより、光沢がよく表面仕
上げが良好になる。 ２．金型表面直下に配置された温度センサーは、メルト
により生じた温度上昇を測定する。
サイクル時にメルト（溶融物）の熱入力は、好ましい熱
平衡の状態となるように金型充填直後に生じる時間の位
相ずれを起こした（遅れた）冷却パルスが合わせる。成
形サイクル時： １．ホットメルト（ショット）を金型キャビティ内に注
入し、熱がさめた金型表面に接触させる。連続的に流れ
る冷却媒体では強制勾配は発生しない。成形表面は温度
が高く「スパイク」し、それにより、光沢がよく表面仕
上げが良好になる。 ２．金型表面直下に配置された温度センサーは、メルト
により生じた温度上昇を測定する。
【００３８】３．マイクロプロセッサーベースの制御器
（コントローラー）は、金型／メルト温度／体積の関係
の熱分布（プロファイル）を分析し、パルスを測定した
冷却媒体の金型冷却用チャンネル内への注入を制御す
る。この冷却パルスは除去すべき熱量に合わせて熱バラ
ンスを維持し、良好な成形品を製造する。 ４．キャビティを充填し、ゲートを固定する。 ５．冷たい水のパルス（高い△ｔの冷却機）はその成形
品の冷却を制御する。その表面は、成形品面を急冷して
それにより成形品表面に「外皮層形成」を行なう。これ
は表面の引け（シンク）を減らし、成形品の内部を収縮
して除去する（肉厚部のボイドを除去する）。
（コントローラー）は、金型／メルト温度／体積の関係
の熱分布（プロファイル）を分析し、パルスを測定した
冷却媒体の金型冷却用チャンネル内への注入を制御す
る。この冷却パルスは除去すべき熱量に合わせて熱バラ
ンスを維持し、良好な成形品を製造する。 ４．キャビティを充填し、ゲートを固定する。 ５．冷たい水のパルス（高い△ｔの冷却機）はその成形
品の冷却を制御する。その表面は、成形品面を急冷して
それにより成形品表面に「外皮層形成」を行なう。これ
は表面の引け（シンク）を減らし、成形品の内部を収縮
して除去する（肉厚部のボイドを除去する）。
【００３９】パルス調整冷却プロセスにより短縮サイク
ル時間（通常、１０％ないし２５％）で高品質成形品と
なる。金型表面温度が急速に、無制限に上がることによ
り高品質成形品面外観が得られる。冷却パルスの高い△
ｔで生じる温度の急速低下により成形品面に急速に外皮
層を形成し、余分な熱を素早く取り除く。冷却パルスに
続いて、熱勾配が無くなる時間となる熱勾配消失時間が
続き、それにより均一なゲートと次にサイクルの成形表
面温度となる。
ル時間（通常、１０％ないし２５％）で高品質成形品と
なる。金型表面温度が急速に、無制限に上がることによ
り高品質成形品面外観が得られる。冷却パルスの高い△
ｔで生じる温度の急速低下により成形品面に急速に外皮
層を形成し、余分な熱を素早く取り除く。冷却パルスに
続いて、熱勾配が無くなる時間となる熱勾配消失時間が
続き、それにより均一なゲートと次にサイクルの成形表
面温度となる。
【００４０】パルス調整冷却システムでは「入口（イ
ン）」と「出口（アウト）」の水ライン近くの成形表面
に最小温度差がある。熱勾配を無くすため、成形品は高
い均一性と僅かなストレスで製造される。大きくしたプ
ロセス窓により成形品品質が改良されるか、成形サイク
ル時間が短縮するか、またその両方を組み合わせたもの
になる。サイクル熱入力（メルト）をサイクルの冷却パ
ルスで合わせるため、金型の熱勾配が無くなり平衡にな
る。
ン）」と「出口（アウト）」の水ライン近くの成形表面
に最小温度差がある。熱勾配を無くすため、成形品は高
い均一性と僅かなストレスで製造される。大きくしたプ
ロセス窓により成形品品質が改良されるか、成形サイク
ル時間が短縮するか、またその両方を組み合わせたもの
になる。サイクル熱入力（メルト）をサイクルの冷却パ
ルスで合わせるため、金型の熱勾配が無くなり平衡にな
る。
【００４１】金型温度のドリフトは、冷却剤制御バルブ
の作動が自動的に時機合わされて余分な熱量に見合う調
整冷却パルスを生じるために無くなる。冷却パルスは
０．１秒程度に短くあるいは成形サイクルの１００％以
下がよい。
の作動が自動的に時機合わされて余分な熱量に見合う調
整冷却パルスを生じるために無くなる。冷却パルスは
０．１秒程度に短くあるいは成形サイクルの１００％以
下がよい。
【００４２】図１８はパルス調整冷却システムの動作原
理を示す具体的なグラフである。ピーク１８０は金型を
充填した時の成形サイクルの点である。勾配１８２での
温度上昇は急速な無制限の金型表面温度上昇を示し、高
品質成形品表面外観を作る。勾配１８４での温度低下は
冷却パルスの高い△ｔからの急速な温度低下を示し、そ
れにより成形品の表面に急速に外皮層が形成され、しか
も素早く余分な熱が除かれる。
理を示す具体的なグラフである。ピーク１８０は金型を
充填した時の成形サイクルの点である。勾配１８２での
温度上昇は急速な無制限の金型表面温度上昇を示し、高
品質成形品表面外観を作る。勾配１８４での温度低下は
冷却パルスの高い△ｔからの急速な温度低下を示し、そ
れにより成形品の表面に急速に外皮層が形成され、しか
も素早く余分な熱が除かれる。
【００４３】図１８ではＱ１はメルト（溶融物）の熱を
示し、Ｑ２は冷却パルスを示し、ｔ１はバルブ反応時間
を示し、ｔ２はバルブ開放時間を示し、ｔ３は勾配消失
時間を示し、ｔ４は全体のサイクルを示す。
示し、Ｑ２は冷却パルスを示し、ｔ１はバルブ反応時間
を示し、ｔ２はバルブ開放時間を示し、ｔ３は勾配消失
時間を示し、ｔ４は全体のサイクルを示す。
【００４４】オンディマンド成形では６秒、１０分、あ
るいは３０分のサイクル時間を行なう能力は、得られる
成形パッケージに対して寸法あるいは機械的特性を何ら
変えなくとも可能である。このことはパルス冷却（金型
温度の制御）とゲート冷却の統合のため可能になる。
るいは３０分のサイクル時間を行なう能力は、得られる
成形パッケージに対して寸法あるいは機械的特性を何ら
変えなくとも可能である。このことはパルス冷却（金型
温度の制御）とゲート冷却の統合のため可能になる。
【００４５】本発明のオンディマンド速サイクル一括金
型の実施態様と変形が幾つか本明細書に詳細に記載され
ているが、本発明の開示と教示によって当業者に別の多
くの設計を示唆することは明かなはずである。
型の実施態様と変形が幾つか本明細書に詳細に記載され
ているが、本発明の開示と教示によって当業者に別の多
くの設計を示唆することは明かなはずである。
【００４６】本発明の具体的な実施態様は以下の通りで
ある。 （１）前記電気加熱システムは、２０８〜２２０Ｖで作
動する高電圧ヒーターを有して前記ホットランナーシス
テムを加熱し、応答時間を短縮し、温度制御を最適にす
る請求項１に記載のオンディマンド速サイクル金型シス
テム。 （２）前記注入ノズルは、周りを覆う電気加熱コイルで
加熱される請求項１に記載のオンディマンド速サイクル
金型システム。 （３）前記注入ノズルを囲み、冷却剤流路を内部に有す
る高い熱伝導度のゲートインサートを備えて金型温度制
御を正確にし、成形品の化粧外観を改良する、請求項１
に記載のオンディマンド速サイクル金型システム。 （４）前記ゲートインサートは、前記注入ノズル周囲に
環状冷却剤流路を有する実施態様（３）に記載のオンデ
ィマンド速サイクル金型システム。
ある。 （１）前記電気加熱システムは、２０８〜２２０Ｖで作
動する高電圧ヒーターを有して前記ホットランナーシス
テムを加熱し、応答時間を短縮し、温度制御を最適にす
る請求項１に記載のオンディマンド速サイクル金型シス
テム。 （２）前記注入ノズルは、周りを覆う電気加熱コイルで
加熱される請求項１に記載のオンディマンド速サイクル
金型システム。 （３）前記注入ノズルを囲み、冷却剤流路を内部に有す
る高い熱伝導度のゲートインサートを備えて金型温度制
御を正確にし、成形品の化粧外観を改良する、請求項１
に記載のオンディマンド速サイクル金型システム。 （４）前記ゲートインサートは、前記注入ノズル周囲に
環状冷却剤流路を有する実施態様（３）に記載のオンデ
ィマンド速サイクル金型システム。
【００４７】（５）前記金型は、約９６．４％Ｃｕ、
２．５％Ｎｉ、０．７％Ｓｉ、および０．４％Ｃｒの合
金で構成された少なくとも１個の光学特性インサートを
有し、そのインサートはニッケルめっきされ、その後、
ダイヤモンド研削して光学特性仕上げを有する金型イン
サートを製造する請求項１に記載のオンディマンド速サ
イクル金型システム。 （６）前記金型は成形されるボウルの上面を定める上ボ
ウルインサートと成形されるボウルの下面を定める下ボ
ウルインサートを有する請求項１に記載のオンディマン
ド速サイクル金型システム。 （７）前記上ボウルインサートと前記下ボウルインサー
トは、約９６．４％Ｃｕ、２．５％Ｎｉ、０．７％Ｓ
ｉ、および０．４％Ｃｒの合金で構成された少なくとも
１個の光学特性インサートを有し、そのインサートはニ
ッケルめっきされ、その後、ダイヤモンド研削して光学
特性仕上げを有する金型インサートを製造する実施態様
（６）に記載のオンディマンド速サイクル金型システ
ム。
２．５％Ｎｉ、０．７％Ｓｉ、および０．４％Ｃｒの合
金で構成された少なくとも１個の光学特性インサートを
有し、そのインサートはニッケルめっきされ、その後、
ダイヤモンド研削して光学特性仕上げを有する金型イン
サートを製造する請求項１に記載のオンディマンド速サ
イクル金型システム。 （６）前記金型は成形されるボウルの上面を定める上ボ
ウルインサートと成形されるボウルの下面を定める下ボ
ウルインサートを有する請求項１に記載のオンディマン
ド速サイクル金型システム。 （７）前記上ボウルインサートと前記下ボウルインサー
トは、約９６．４％Ｃｕ、２．５％Ｎｉ、０．７％Ｓ
ｉ、および０．４％Ｃｒの合金で構成された少なくとも
１個の光学特性インサートを有し、そのインサートはニ
ッケルめっきされ、その後、ダイヤモンド研削して光学
特性仕上げを有する金型インサートを製造する実施態様
（６）に記載のオンディマンド速サイクル金型システ
ム。
【００４８】（８）前記上ボウルインサートは、前記上
ボウルインサートを冷却するために内部中央に延びる実
施態様（６）に記載のオンディマンド速サイクル金型シ
ステム。 （９）前記下ボウルインサートは、前記下ボウルインサ
ートを冷却するために、前記下ボウルインサートを囲む
環状流路を有する実施態様（６）に記載のオンディマン
ド速サイクル金型システム。 （１０）前記金型システムは、射出成形ポリプロピレン
ブリスターパッケージベースを製造し、そのベースの各
々は製品を包装するために適合されるボウル部分と後方
部分を形成する実施態様（６）に記載のオンディマンド
速サイクル金型システム。 （１１）前記金型システムは、射出成形ポリプロピレン
ブリスターパッケージベースを製造し、そのベースの各
々は製品を包装するために適合されるボウル部分と後方
部分を形成する請求項１に記載のオンディマンド速サイ
クル金型システム。
ボウルインサートを冷却するために内部中央に延びる実
施態様（６）に記載のオンディマンド速サイクル金型シ
ステム。 （９）前記下ボウルインサートは、前記下ボウルインサ
ートを冷却するために、前記下ボウルインサートを囲む
環状流路を有する実施態様（６）に記載のオンディマン
ド速サイクル金型システム。 （１０）前記金型システムは、射出成形ポリプロピレン
ブリスターパッケージベースを製造し、そのベースの各
々は製品を包装するために適合されるボウル部分と後方
部分を形成する実施態様（６）に記載のオンディマンド
速サイクル金型システム。 （１１）前記金型システムは、射出成形ポリプロピレン
ブリスターパッケージベースを製造し、そのベースの各
々は製品を包装するために適合されるボウル部分と後方
部分を形成する請求項１に記載のオンディマンド速サイ
クル金型システム。
【００４９】（１２）前記金型システムは、前記ブリス
ターパッケージベースの後方部分で温度を検知するため
に配置した第１熱電対と、前記ブリスターパッケージベ
ースのボウル部分で温度を検知するために配置した第２
熱電対の少なくとも第１、第２熱電対でその温度がモニ
ターされる実施態様（１１）に記載のオンディマンド速
サイクル金型システム。 （１３）前記金型は、１６個のキャビティ、射出成形プ
ロセス時に共にクランプされる固定金型側と可動金型側
を有するホットマニホールド金型を含み、成形品をセッ
トした前記可動金型側を外し、前記固定金型側から離し
て前記射出成形品を前記金型キャビティから取り出せる
請求項１に記載のオンディマンド速サイクル金型システ
ム。 （１４）前記ホットランナーシステムの最初の流れは前
記金型システムの中央にあり、左右にまた前後にそして
４個の金型キャビティの４列の１６個の金型キャビティ
の対称配置まで下向きに分かれる実施態様（１３）に記
載のオンディマンド速サイクル金型システム。
ターパッケージベースの後方部分で温度を検知するため
に配置した第１熱電対と、前記ブリスターパッケージベ
ースのボウル部分で温度を検知するために配置した第２
熱電対の少なくとも第１、第２熱電対でその温度がモニ
ターされる実施態様（１１）に記載のオンディマンド速
サイクル金型システム。 （１３）前記金型は、１６個のキャビティ、射出成形プ
ロセス時に共にクランプされる固定金型側と可動金型側
を有するホットマニホールド金型を含み、成形品をセッ
トした前記可動金型側を外し、前記固定金型側から離し
て前記射出成形品を前記金型キャビティから取り出せる
請求項１に記載のオンディマンド速サイクル金型システ
ム。 （１４）前記ホットランナーシステムの最初の流れは前
記金型システムの中央にあり、左右にまた前後にそして
４個の金型キャビティの４列の１６個の金型キャビティ
の対称配置まで下向きに分かれる実施態様（１３）に記
載のオンディマンド速サイクル金型システム。
【００５０】（１５）前記成形品はポリプロピレンから
射出成形され、前記ポリプロピレンメルト温度は、狭い
温度範囲内に制御されて射出成形作業時にポリプロピレ
ンメの溶け出しや垂れ落ちを防止する請求項１に記載の
オンディマンド速サイクル金型システム。 （１６）前記パルス調整冷却システムは、冷却剤を複数
の冷却ゾーンの複数のソレノイド作動金型供給バルブま
で供給するための冷却剤ポンプを有し、前記冷却剤は前
記複数の供給バルブから各々複数の冷却剤流路を有する
複数の供給インラインマニホールドまで流れる請求項１
に記載のオンディマンド速サイクル金型システム。 （１７）前記冷却剤は、戻りラインを介して各々がフロ
ータービンとリモートフローセンサーを備えた複数のマ
ニュアル戻り遮断バルブまで戻り、そこから冷却剤ポン
プで再循環される冷却剤タンクまで戻る実施態様（１
６）に記載のオンディマンド速サイクル金型システム。
射出成形され、前記ポリプロピレンメルト温度は、狭い
温度範囲内に制御されて射出成形作業時にポリプロピレ
ンメの溶け出しや垂れ落ちを防止する請求項１に記載の
オンディマンド速サイクル金型システム。 （１６）前記パルス調整冷却システムは、冷却剤を複数
の冷却ゾーンの複数のソレノイド作動金型供給バルブま
で供給するための冷却剤ポンプを有し、前記冷却剤は前
記複数の供給バルブから各々複数の冷却剤流路を有する
複数の供給インラインマニホールドまで流れる請求項１
に記載のオンディマンド速サイクル金型システム。 （１７）前記冷却剤は、戻りラインを介して各々がフロ
ータービンとリモートフローセンサーを備えた複数のマ
ニュアル戻り遮断バルブまで戻り、そこから冷却剤ポン
プで再循環される冷却剤タンクまで戻る実施態様（１
６）に記載のオンディマンド速サイクル金型システム。
【００５１】（１８）複数の温度センサー、各々の冷却
ゾーン用の温度センサーを有し、各温度センサーは各ソ
レノイド作動バルブのゾーン制御システムへの入力を設
ける実施態様（１６）に記載のオンディマンド速サイク
ル金型システム。 （１９）前記冷却剤は、シェルとチューブ熱交換器を介
して流れ、この熱交換器では前記冷却剤が、温度センサ
ーで制御される温度制御バルブから供給され、戻る冷却
器（チラー）溶液により選択温度に冷却される実施態様
（１６）に記載のオンディマンド速サイクル金型システ
ム。 （２０）前記パルス調整冷却システムは、金型／メルト
温度／体積の関係の熱分布を分析するマイクロプロセッ
サーベースの制御器を有し、測定したパルスの冷却媒体
の金型冷却チャンネル内への注入を制御する請求項１に
記載のオンディマンド速サイクル金型システム。
ゾーン用の温度センサーを有し、各温度センサーは各ソ
レノイド作動バルブのゾーン制御システムへの入力を設
ける実施態様（１６）に記載のオンディマンド速サイク
ル金型システム。 （１９）前記冷却剤は、シェルとチューブ熱交換器を介
して流れ、この熱交換器では前記冷却剤が、温度センサ
ーで制御される温度制御バルブから供給され、戻る冷却
器（チラー）溶液により選択温度に冷却される実施態様
（１６）に記載のオンディマンド速サイクル金型システ
ム。 （２０）前記パルス調整冷却システムは、金型／メルト
温度／体積の関係の熱分布を分析するマイクロプロセッ
サーベースの制御器を有し、測定したパルスの冷却媒体
の金型冷却チャンネル内への注入を制御する請求項１に
記載のオンディマンド速サイクル金型システム。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るオン
ディマンド速サイクル金型システムよれば、ゲートイン
サートの設計により金型温度が正確に制御され、成形し
たパッケージの化粧外観が向上した。またニードルバル
ブを使用することによってサイクル時間が短縮し、成形
性が向上する効果がある。
ディマンド速サイクル金型システムよれば、ゲートイン
サートの設計により金型温度が正確に制御され、成形し
たパッケージの化粧外観が向上した。またニードルバル
ブを使用することによってサイクル時間が短縮し、成形
性が向上する効果がある。
【図１】本発明により成形できるポリプロピレンブリス
ターパッケージベースの上面図である。
ターパッケージベースの上面図である。
【図２】本発明により成形できるポリプロピレンブリス
ターパッケージベースの側面断面図である。
ターパッケージベースの側面断面図である。
【図３】温度の１関数としてのポリプロピレンの熱流特
性のグラフ図であり、ポリプロピレンのシャープに出た
融点、従って狭い温度範囲内にポリプロピレンメルト温
度を制御して射出成形作業時にポリプロピレンメルトの
溶け出しや垂れ落ちを防止する必要性を示す。
性のグラフ図であり、ポリプロピレンのシャープに出た
融点、従って狭い温度範囲内にポリプロピレンメルト温
度を制御して射出成形作業時にポリプロピレンメルトの
溶け出しや垂れ落ちを防止する必要性を示す。
【図４】１６個のキャビティ、ホットマニホールド設計
４０アセンブリの一部分の正面図を一部、断面で示す図
であり、また１６個の金型キャビティの内の２個のキャ
ビティ、１個の注入ノズルの詳細およびこのホットマニ
ホールド金型の２カ所の温度を検知するために配置した
２個の熱電対を示す。
４０アセンブリの一部分の正面図を一部、断面で示す図
であり、また１６個の金型キャビティの内の２個のキャ
ビティ、１個の注入ノズルの詳細およびこのホットマニ
ホールド金型の２カ所の温度を検知するために配置した
２個の熱電対を示す。
【図５】ホットマニホールド設計のホットランナーシス
テムの詳細を示す図である。
テムの詳細を示す図である。
【図６】各金型キャビティ周囲の２つのゾーンの冷却剤
の流れとそのゾーンの溶融プロピレンの流れも示す図で
ある。
の流れとそのゾーンの溶融プロピレンの流れも示す図で
ある。
【図７】１６個のキャビティレンズトレー金型設計のホ
ットマニールド金型の閉鎖ループ冷却システムを示す図
である。
ットマニールド金型の閉鎖ループ冷却システムを示す図
である。
【図８】冷却システムの詳細をさらに示す図である。
【図９】ブリスターパッケージボウルのキャビティを形
成する各金型の上下ボウルインサートのアセンブリとそ
こを通る冷却剤の流れを示す図である。
成する各金型の上下ボウルインサートのアセンブリとそ
こを通る冷却剤の流れを示す図である。
【図１０】図９に示したようなブリスターパッケージボ
ウルのキャビティを形成する上ボウルインサートの図で
ある。
ウルのキャビティを形成する上ボウルインサートの図で
ある。
【図１１】図９に示したようなブリスターパッケージボ
ウルのキャビティを形成する下ボウルインサートの図で
ある。
ウルのキャビティを形成する下ボウルインサートの図で
ある。
【図１２】図５の円１２の詳細を示す各注入ノズルの詳
細図であり、狭い温度範囲内に加熱した溶融ポリプロピ
レンを維持するための加熱コイルを示す。
細図であり、狭い温度範囲内に加熱した溶融ポリプロピ
レンを維持するための加熱コイルを示す。
【図１３】ゲートインサートの個別の図である。
【図１４】４個の主要なキャビティインサートを介する
主要ブロックからの冷却剤流路と、４個のボウルインサ
ートを介する個別の冷却剤流路と、また主要ブロックま
での冷却剤の戻りを示す図である。
主要ブロックからの冷却剤流路と、４個のボウルインサ
ートを介する個別の冷却剤流路と、また主要ブロックま
での冷却剤の戻りを示す図である。
【図１５】４個のキャビティインサートゲートブッシュ
周囲を通る４つの冷却剤流路と、また主要ブロックまで
の冷却剤の戻りを示す図である。
周囲を通る４つの冷却剤流路と、また主要ブロックまで
の冷却剤の戻りを示す図である。
【図１６】主要ブロックから４つのコアーインサートを
介する４つの冷却剤流路と４個のボウルインサート周囲
を通る個別の冷却剤流路および主要ブロックまでの冷却
剤の戻りも示す図である。
介する４つの冷却剤流路と４個のボウルインサート周囲
を通る個別の冷却剤流路および主要ブロックまでの冷却
剤の戻りも示す図である。
【図１７】従来の連続フロー（流）冷却システムを有す
る射出成形システムの作業の成形サイクルを中断するた
めの温度対時間のグラフＢと、パルス調整冷却システム
を有する本発明の射出成形システムの作業の成形サイク
ルを中断するための温度対時間のグラフＡを示す図であ
る。
る射出成形システムの作業の成形サイクルを中断するた
めの温度対時間のグラフＢと、パルス調整冷却システム
を有する本発明の射出成形システムの作業の成形サイク
ルを中断するための温度対時間のグラフＡを示す図であ
る。
【図１８】本発明で実施されたパルス調整冷却システム
の動作原理を示すグラフ図である。
の動作原理を示すグラフ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ウー アメリカ合衆国、32256 フロリダ州、ジ ャクソンビル、ベンサレム・ドライブ 8994 (72)発明者 スコット・エフ・アンセル アメリカ合衆国、32256 フロリダ州、ジ ャクソンビル、コイウッド・ドライブ 7507 (72)発明者 カール・クロエ・ジュニア アメリカ合衆国、32223 フロリダ州、ジ ャクソンビル、プランテーション・オーク ス・ドライブ 1731 (72)発明者 ヴィクター・ルスト アメリカ合衆国、32257 フロリダ州、ジ ャクソンビル、スコット・ミル・エステー ツ・ドライブ 2808 (72)発明者 ロバート・フィリップス アメリカ合衆国、32065 フロリダ州、オ レンジ・パーク、コマンシェ・アベニュー 2826
Claims (1)
- 【請求項１】 射出成形品を製造するためのオンディマ
ンド速サイクル金型システムであって、少なくとも１個
の金型と、少なくとも１本の注入ノズルに溶融プラスチ
ックを供給するためのホットランナーシステムとを含
み、前記金型システムを加熱、冷却の両方を行ない短い
応答時間と最適な温度制御を与え、前記金型システムを
冷却するためのパルス調整冷却システムを有し、前記パ
ルス調整冷却システムの作動では、各成形サイクル時
に、前記金型に溶融プラスチックを充填した後、前記溶
融プラスチックの熱入力の時機を合わせた冷却剤のパル
スで合わせ、その後、前記金型の熱勾配を無くして平衡
にし、それにより前記溶融プラスチックを一層均一に冷
却して、ストレスが減少し寸法が一致し良好な表面外観
を有する成形品とし、前記金型システムを加熱するため
の電気加熱システムと前記金型システム内部に取り付け
た複数の温度センサーとを含み、前記温度センサーを前
記パルス調整冷却システムを介して冷却剤の流れを制御
するために制御ループで使用し、それによりサイクル時
間が短縮し、成形性が改良される、オンディマンド速サ
イクル金型システム。
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