JPH11227035A - 単一金型の絞り吹込成形装置の加熱した金型内の物品を冷却する方法 - Google Patents

単一金型の絞り吹込成形装置の加熱した金型内の物品を冷却する方法

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JPH11227035A
JPH11227035A JP10040186A JP4018698A JPH11227035A JP H11227035 A JPH11227035 A JP H11227035A JP 10040186 A JP10040186 A JP 10040186A JP 4018698 A JP4018698 A JP 4018698A JP H11227035 A JPH11227035 A JP H11227035A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に制御可能であり且つ再現可能である、
絞り吹込成形装置の加熱した金型内の物品を冷却する方
法を提供すること。 【解決手段】 絞り吹込成形装置1の加熱した金型10
内にて物品18を冷却する方法である。この方法によれ
ば、極低温液体冷媒が蒸気と混合されて、冷却流体を生
じさせる。この冷却流体を物品内に導入する。冷却流体
が物品内に導入されると直ちに、2相の流れが形成され
るように、該冷媒及び蒸気を混合させる。蒸気の流量が
制御され、従って、冷却流体の比冷却能も調整されて、
再現可能な正確で且つ制御された方法にて物品の熱処理
が為されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本出願は、1997年4月11日付けで出
願された仮特許出願第60/043,843号に基づく
優先線の主張を伴うものである。
【0002】
【発明の属する技術分野】本発明は、絞り吹込成形装置
の加熱した金型内の物品を冷却する方法を提供するもの
である。本発明は、特に、物品内に冷却流体を導入する
ことによりその物品を冷却する方法に関する。更に、具
体的には、本発明は、冷却流体が極低温冷却流体であ
る、上記の冷却方法に関する。更に、より特定的には、
本発明は、極低温の冷媒を蒸気と混合させて、冷却流体
を生じさせ、また、蒸気の流量を制御してその冷却流体
の比冷却能を調節する、冷却方法に関する。
【0003】
【従来の技術】吹込成形法、即ち、パリソン、又はプレ
フォームに対して内部の気体圧力を作用させ、その物品
が金型の形状となるようにすることで熱可塑性物品を製
造するための各種の吹込成形法がある。絞り吹込成形方
法において、プレフォームは、吹込成形する前に、絞り
成形される。当該技術分野にて、「PET」として公知
である、ポリエチレン・テレフタレートのような二軸延
伸材料を吹込成形するときに、特殊な問題点がある。典
型的に、プレフォームをガラスの遷移温度よりも多少、
高い温度(PETの場合、約80°C以上)まで加熱す
る。この高温のプレフォームは、次に、軸方向に絞り成
形し、その後に、加熱した金型に適合し得るように、典
型的に、2つの連続的な空気圧力の空気にて迅速に吹込
成形が為される。この2つの空気圧力の第一のものは、
一般に、約100psig乃至約200psigの範囲
にあり、この2つの空気圧力の第二のものは、約300
psig乃至約600psigの範囲にある。
【0004】形成された物品は、加熱されたときに、平
面的安定性に欠け、このため、約85°C乃至約95°
Cの範囲の温度の加熱した流体を入れることができな
い。容器のような完成物品に高温の材料を入れることが
できるようにするためには、吹込成形した物品を熱処理
しなければならない。2金型成形方法において、このこ
とは、第一の金型内にて新たに形成された物品を室温ま
で冷却することにより行われる。次に、その形成された
物品を再度、加圧すると同時に、熱可塑剤のガラス遷移
温度よりも約10°C乃至約50°C高い範囲の温度に
保たれた加熱した第二の金型に入れて再度、その物品を
加熱する。
【0005】単一金型成形方法において、加熱した金型
にて加熱すると同時に、内部の冷却液により冷却するこ
ととをある程度の均一さもって制御することは困難であ
った。更に、導入可能である冷却液の量が制限され、こ
のため、形成される物品に高温の液体を入れることが制
限されることになる。冷却液体の量が制限されるいう問
題点を解決する、各種の極低温法が提案されている。例
えば、国際出願第WO96/30190号にて、成形し
たプレフォームをパージし且つ冷却するために、−50
°C以下の温度にて液体窒素が金型内に導入される。そ
の他の従来技術の方法は、例えば、米国特許第5,08
5,822号のように、絞り成形ロッドを介して導入し
た液体窒素を使用して、かかる冷却を行うことを試みて
いる。かかる極低温冷却法に伴う問題点は、制御が難し
く、また、再現性に欠けるという欠点があることであ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以下に説明するよう
に、本発明は、容易に制御可能であり且つ再現可能であ
る、絞り吹込成形装置の加熱した金型内の物品を冷却す
る方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】以下に説明するように、
本発明は、単一金型の絞り吹込成形装置の加熱した金型
内の物品を冷却する方法を提供するものである。この方
法によれば、極低温の冷媒が蒸気と混合されて、冷却流
体を生じさせ、この冷却流体が物品内に導入される。こ
の冷媒及び蒸気を混合させて、冷却流体が物品内に導入
されると直ちに、2相の流れとなるようにする。この蒸
気の蒸気流量を制御し、従って、その冷却流体の比冷却
能が制御される。
【0008】本明細書及び特許請求の範囲で使用する、
「冷却機能(cooling potential)」
という語は、物品から極低温冷媒への熱の伝達程度を意
味するものとする。2相の混合体を使用することは、金
型内にて極低温流体が一層、良好に分配されることを可
能にし、また、蒸気の流量を制御することは、形成され
る冷却液によるその物品の冷却程度を直接、制御するこ
とになる。かかる方法にて、液体を入れ且つ保持する機
能が許容可能である程度の合格品の仕上げ製品が製造さ
れるように、蒸気の流量を独立的に調節することが可能
である。
【0009】
【発明の実施の形態】本明細書は、当該出願人が本発明
の主題であると考える事項を明確に記載した特許請求の
範囲を含むが、単一の図面が本発明による方法を実施す
るための装置の概略図である、添付図面と共に、以下の
説明を参照することにより、本発明は、一層良く理解さ
れるものと考えられる。
【0010】図面を参照すると、本発明による装置1が
図示されている。この装置1は、金型を加熱するための
オイル用の通路16が設けられた2つの金型半体12、
14を有する金型10を備える、絞り吹込成形装置であ
る。この金型は、物品18を保持するものとして示され
ている。
【0011】これらの2つの金型半体12、14が図示
されており、当業者に理解されるように、本発明の多数
の可能な適用例において、この金型には、2つ以上の別
個の部分を設けることも可能であるが、3つの部分を設
けることが一般的である。更に、金型10は、例えば、
植え込み型の電気ヒータのような、オイル以外の手段に
より加熱することも可能である。更に、金型の別の部分
と異なる温度まで加熱することができる。
【0012】図示されていないが、絞り吹込成形装置1
は、公知の方法にて作動し、物品18を形成するのに使
用される、加熱したプレフォームは、所定の位置に保持
され、金型半体12、14が開放位置にある状態にて、
金型10内に配置される。金型半体12,14は、通路
16内を循環するオイルにより加熱される。要素20が
プレフォーム内に配置され、以下に説明するように、開
孔24を有する、往復運動する絞り成形ロッド22(要
素20を貫通している)を使用して、冷却流体をプレフ
ォーム内に且つ物品18内に入れる。当業者に公知であ
るように、要素20には、吹込空気を導入し且つその後
の排気が通るための環状の通路を設けることが可能であ
る。
【0013】金型半体12、14を共に合わせた後に、
絞り成形ロッド22を往復運動させるために、アクチュ
エータ26が使用される。その後に、制御弁28、30
を閉位置にして、制御弁32を開き、プレフォーム内に
低圧の吹込成形空気を放出する。その後に、制御弁32
を閉じて、制御弁30、34を開き、高圧の吹込成形空
気を放出して、吹込成形段階を完了させる。当業者に公
知であるように、システムの力学を考慮して、上述した
制御弁28、30、32、34の作動がある程度、重複
するようにされている。本発明に従って冷却させた後、
金型半体12、14が分離して、物品18の更なる加工
を可能にする。
【0014】物品18を冷却するためには、液体窒素
(標準温度及び圧力にて通常、蒸気である、その他の液
化ガス)のような極低温液体冷媒が混合T字管38内に
取り付けられた噴霧ノズル36内に導入される。この噴
霧ノズル36は、液体の静圧を降下させて、液体中に蒸
気の流れを吸引し、2相の流れを生じさせる。制御弁2
8、30が開き、制御弁32、34が閉じた状態にて、
形成される2相の流れは、絞り成形ロッド22内に導入
されて、開口部24から出て、成形した物品内に入る。
この蒸気の流れは、空気、液体窒素とし、又は使用され
る熱可塑剤と適合可能なその他の中温の気体とすること
ができる。この蒸気の流量は、金型10の金型半体1
2、14が分離する前に、冷却液の量、速度、及び分配
程度が成形物品18を形成するのに最適となるように、
ニードル弁40により調節される。極低温液体の流量
は、噴霧ノズル36を選択することにより、決まる。
【0015】噴霧ノズル36を使用する混合システムに
関して説明したが、理解し得るように、本発明は、簡単
なT字管及び下流のスタティック・ミキサーのような、
各種のその他の混合方法を使用して実施することも可能
であることが理解されよう。更に、極低温液体冷媒は、
液体空気、又は酸素と窒素との合成混合体としてもよ
い。典型的には、本発明を実施する際に、極低温液体冷
媒は、蒸気と混合する前に、零度以下の冷却状態にあ
り、従って、蒸気の一部は、凝縮する。更に、この混合
により発生された極低温冷却流体は、飽和状態、又は僅
かに零度以下の状態にあり、このため、2相の流れは、
混合T字管38内にて形成されるのではなくて、絞り成
形ロッド22の開口部24から混合体が膨張したときに
形成されるようにしてもよい。この工程の更なる制御
は、制御弁30として比例弁を利用することで提供する
ことができる。かかる方法において、冷却流体の総流量
は、成形した物品18を通じて制御することが可能であ
る。
【0016】供給管44内に残る全ての冷却液を物品1
8内に導き得るようにするため、パージ弁42を管の脚
部に設け、このパージ弁42は通常、閉じているが、冷
却サイクルが終了したとき(弁28が閉じる)、開くよ
うにすることが好ましい。同様に、冷却液の排出弁46
は、通常、閉じているが、冷却サイクルが終了したとき
(弁42が閉じた後)、開いて、供給管44及び絞り成
形ロッド22から全ての圧力を逃がすようにする。この
ことは、導入された後に、冷却液が、絞り成形ロッド2
2から押し出されるのを防止することになる。
【0017】本発明は、一つの好適な実施の形態に関し
て説明したが、当業者に理解されるように、本発明の精
神及び範囲から逸脱せずに、その多数の変更、追加及び
省略が具体化可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法の実施に使用される装置の概略図
である。
【符号の説明】
1 絞り吹込成形装置 10 金型 12、14 金型半体 16 オイル用通路 18 物品 20 要素 22 絞り成形ロッド 24 絞り成形ロッ
ドの開孔 26 アクチュエータ 28、30 制御弁 32、34 制御弁 36 噴霧ノズル 38 混合T字管 40 ニードル弁

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単一金型の絞り吹込成形装置の加熱した
    金型内の物品を冷却する方法において、 極低温液体冷媒を蒸気と混合させて冷却流体を生じさ
    せ、 該冷却流体を前記物品内に導入し、 前記冷却流体が前記物品内に導入すると直ちに該冷却流
    体が2相の流れを形成するように、前記冷媒及び蒸気を
    混合し、 前記蒸気の蒸気流量を調節し、もって、前記冷却流体の
    比冷却能を制御することを特徴とする、冷却方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の冷却方法において、前
    記極低温冷媒が低圧のジェットに形成されて、前記蒸気
    を前記混合体内に吸引するようにした、冷却方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の冷却方法
    において、前記2相の流れが前記混合時に形成される、
    冷却方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の冷却方法において、前
    記冷媒が酸素と窒素とから成る混合体、又は液化した大
    気気体である、冷却方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の冷却方法において、前
    記冷媒が前記蒸気と混合する前に零度以下の冷却状態に
    ある、冷却方法。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の冷却方法において、前
    記蒸気が空気である、冷却方法。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載の冷却方法において、前
    記蒸気が窒素気体である、冷却方法。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載の冷却方法において、前
    記冷却流体の冷却液の流量を制御することを更に含む、
    冷却方法。
  9. 【請求項9】 請求項1に記載の冷却方法において、前
    記極低温冷媒が零度以下の状態にある液体窒素であり、
    前記蒸気が空気である、冷却方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の冷却方法において、
    前記極低温冷媒が、低圧のジェットに形成されて、前記
    蒸気を前記混合体内に吸引する、冷却方法。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載の冷却方法におい
    て、前記2相の流れが、前記混合時に形成される、冷却
    方法。
JP10040186A 1997-04-11 1998-02-23 単一金型の絞り吹込成形装置の加熱した金型内の物品を冷却する方法 Withdrawn JPH11227035A (ja)

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