(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック成形用金型に対し加熱及び冷却が交互に繰り返され、前記加熱及び冷却が前記プラスチック成形用金型内に配置された共通の流体通路を通る加熱用スチームと冷却水によりそれぞれ行われる場合において、前記流体通路は上端に上側出口、下端に下側出口を有し、加熱時にはスチームを前記流体通路の上側出口から入れ前記流体通路を通して下側出口から出し、冷却時には冷却水を前記流体通路の下側出口から入れ前記流体通路を通して上側出口から出し、加熱と冷却の間に前記流体通路の上側出口から加圧エアを入れ前記流体通路を通して下側出口から出し、前記流体通路内をエアパージすることを特徴とするプラスチック成形用金型の加熱冷却方法。
【請求項２】
プラスチック成形用金型に対し加熱及び冷却が交互に繰り返され、前記加熱及び冷却が前記プラスチック成形用金型内に配置された共通の流体通路を通る加熱用スチームと冷却水によりそれぞれ行われるプラスチック成形装置において、前記流体通路は上端に上側出口、下端に下側出口を有し、スチームを発生させるボイラーと、冷却水タンクと、エアパージ用の加圧エア源を備え、前記ボイラーが前記上側出口に対し配管を介して連通可能に設置され、前記冷却水タンクが前記下側出口に対し配管を介して連通可能に設置され、さらに前記加圧エア源が前記上側出口に対し配管を介して連通可能に設置されていることを特徴とするプラスチック成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック成形用金型に対し加熱及び冷却のサイクルが繰り返される場合の加熱冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばブロー成形において高転写性及び高速成形が要求される場合、金型に加熱及び冷却手段が設置される。すなわち、前記加熱手段によりパリソン供給前に金型を加熱しておき、軟化状態のパリソンの外面を加熱された金型内面に接触させて高転写性を得るとともに、接触後は前記冷却手段により金型を強制的に冷却し、ブロー成形体を急速に硬化させて取り出し、サイクルタイムを短縮する。金型の急速加熱及び急速冷却が可能であれば、サイクルタイムを短縮することができる。
【０００３】
金型の加熱冷却手段として、前記金型の裏面（キャビティの反対側）に流体通路を形成し、そこにスチーム等の加熱用流体や水や温水等の冷却用液体を通すことが行われている。
図３は従来装置における配管フロー図の一例を示すもので、左右の金型１、２内の流体通路の上側出口が配管３、４を介してボイラー５に連通し、同じく配管６、７を介してタンク８に連通し、金型内の流体通路の下側出口が配管９、１０を介して冷却水タンク１１に連通し、同じく配管１２〜１５を介してドレーン１６に連通している。配管３、４にはそれぞれチェック弁１８、１９、開閉弁２０、２１及びストレーナ２２、２３が配置され、配管６、７には開閉弁２４、２５、及びチェック弁２６、２７が配置され、さらに金型に近い側に開閉弁２８、２９が配置されている。また、配管９、１０にはチェック弁３１、３２及び開閉弁３３、３４とその先に共通のポンプ３５及びストレーナ３６が配置され、配管１２、１３には開閉弁３７、３８、スチームトラップ３９、４０及びチェック弁４１、４２が配置され、配管１４、１５には開閉弁４３、４４及びチェック弁４５、４６が配置されている。なお、開閉弁はすべて電磁式でノーマルクローズである。
【０００４】
この例では、加熱時は開閉弁２０、２１及び３７、３８が作動し、加圧された高温のスチームがボイラー５から配管３、４を通って金型１、２の流体通路に入り、金型１、２を加熱する。流体通路から出たスチームは配管１２、１３を通り凝結した水のみがドレーン１６に排出される。冷却時は開閉弁２４、２５及び３３、３４が作動し、ポンプ３５により冷却水タンク１１内の冷却水が金型の流体通路に入り、金型１、２を冷却する。流体通路から出た冷却水は配管６、７を通り、タンク８に排出される。タンク８内の水は適宜冷却水タンク１１に戻され、冷却水として再利用される。
なお、冷却終了後加熱開始までの間に、開閉弁２８、２９、４３、４４を開き、金型１、２の流体通路を大気開放して、流体通路内の冷却水をドレーン１６に排出しておく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の例のように同一の流体通路を用いて加熱−冷却のサイクルを繰り返す場合、加熱時に流体通路に入って行くスチームが流体通路内に残留する冷却水に接触し、あるいは冷却時に流体通路に入っていく冷却水が流体通路内のスチームに接触し、冷却水が沸騰してウオーターハンマーといわれる急激な体積膨張が起こり、配管やバルブが破損したり、冷却水やスチームの逆流や流入の停止が起こることがある。これは、スチームの熱容量が大きいことと熱伝達のしやすさが原因しているものと考えられる。なお、このような現象は、スチームの温度が冷却用液体の沸点以上の高温であれば、冷却用液体として水以外の液体、例えばプロピレングリコール等を用いる場合にも起こり得る。
【０００６】
この現象を防止するには加熱と冷却の間にある程度時間を置く必要があり、そのためサイクルタイムを十分短縮することができなかった。あるいは、スチームの流体通路と冷却水の流体通路を別に配置することも試みられているが、この場合、加熱ムラが発生してブロー成形品にメラといわれる波打ちが発生する。
本発明は、プラスチック成形用金型に対し加熱−冷却のサイクルを繰り返す場合の上記問題点に鑑みてなされたもので、機器の破損を起こすことなく、かつ冷却用液体やスチームの逆流や停止が起こらず、同時にサイクルタイムを短縮できる加熱冷却方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラスチック成形用金型の加熱冷却方法は、プラスチック成形用金型に対し加熱及び冷却が交互に繰り返され、前記加熱及び冷却が前記プラスチック成形用金型に配置された共通の流体通路を通る加熱用スチームと冷却水によりそれぞれ行われる場合において、前記流体通路は上端に上側出口、下端に下側出口を有し、加熱時にはスチームを前記流体通路の上側出口から入れ前記流体通路を通して下側出口から出し、冷却時には冷却水を前記流体通路の下側出口から入れ前記流体通路を通して上側出口から出し、加熱と冷却の間に前記流体通路の上側出口から加圧エアを入れ前記流体通路を通して下側出口から出し、前記流体通路内をエアパージすることを特徴とする。ここで、加熱と冷却の間とは、加熱が終了してから冷却開始までの間と、冷却が終了してから加熱開始までの間の両方を意味し、これにより流体通路内から加熱用スチーム又は冷却用液体を排出する。このエアパージは、流体通路の上側出口をエアパージ用の加圧エア源に連通させて行うことができる。なお、加熱はヒーターを併用することもできる。
【０００８】
また、本発明は、プラスチック成形用金型に対し加熱及び冷却が交互に繰り返され、前記加熱及び冷却が前記プラスチック成形用金型内に配置された共通の流体通路を通る加熱用スチームと冷却水によりそれぞれ行われるプラスチック成形装置において、前記流体通路は上端に上側出口、下端に下側出口を有し、スチームを発生させるボイラーと、冷却水タンクと、エアパージ用の加圧エア源を備え、前記ボイラーが前記上側出口に対し配管を介して連通可能に設置され、前記冷却水タンクが前記下側出口に対し配管を介して連通可能に設置され、さらに前記加圧エア源が前記上側出口に対し配管を介して連通可能に設置されていることを特徴とする。このプラスチック成形装置において、加熱時にはボイラーが上側出口に連通し、スチームが前記上側出口から流体通路内に入って下側出口から出、冷却時には冷却水タンクが下側出口に連通し、冷却水が前記下側出口から流体通路内に入って上側出口から出、加熱と冷却の間に加圧エア源が前記上側出口に連通し、加圧エアが上側出口から流体通路内に入って下側出口から出、流体通路内をエアパージする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して、本発明に係るプラスチック成形用金型の加熱冷却方法及びプラスチック成形装置について説明する。
図１は左右の金型１、２の配管フロー図の一例を示すもので、図３の装置との相違点を説明すると（図３と実質的に同じ部位には同じ番号を付与している）、左右の金型１、２内の流体通路の上側出口が配管５１、５２を介して加圧エア源５３に連通し、かつ配管５１、５２にチェック弁５４、５５、開閉弁５６、５７及びフィルター５８、５９が配置されている点である。
【００１０】
この装置では、加熱冷却サイクルにおける各開閉弁の作動は、例えば図２に示すように制御される（（１）〜（４）が１サイクル）。
エアパージ（１）は冷却後のエアパージであり、開閉弁４３、４４及び５６、５７が作動し、加圧エアが加圧エア源５３から配管５１、５２を通って金型１、２の流体通路に入り、流体通路内の冷却水は流体通路内から配管１４、１５を通り、エアとともにドレーン１６に排出される。加熱（２）では開閉弁２０、２１及び３７、３８が作動し、加圧された高温のスチームがボイラー５から配管３、４を通って金型１、２の流体通路に入り、金型１、２を１００℃以上に加熱する。流体通路から出たスチームは配管１２、１３を通り凝結した水のみがドレーン１６に排出される。エアパージ（３）では加圧エアが金型１、２の流体通路に入り、流体通路内のスチームを排出する。冷却（４）では開閉弁２４、２５及び３３、３４が作動し、ポンプ３５により冷却水タンク１１内の冷却水が金型の流体通路に入り、金型１、２を冷却する。流体通路から出た冷却水は配管６、７を通り、タンク８に排出される。
【００１１】
上記加熱冷却方法及び装置では、冷却後スチームによる加熱の前に流体通路内の冷却水をエアパージし、かつ加熱後冷却水による冷却の前に流体通路内のスチームをエアパージするので、流体通路内においてスチームと冷却水の接触が防止され、従来発生していた冷却水の急激な沸騰と体積膨張による配管やバルブの破損、冷却水やスチームの逆流や流入停止が起こらない。また、冷却水とスチームのエアパージは加圧エアによりきわめて短時間（例えば５秒以下）で行うことができるので、サイクルタイムを短縮することができる。
なお、上記の例はブロー成形装置を念頭に置いて説明したが、本発明は射出成形装置等、他のプラスチック成形装置に対しても適用できる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、同一の流体通路を用いてプラスチック成形用金型に対し加熱−冷却のサイクルを繰り返す場合において、配管、バルブ等の破損を起こさず、かつ加熱用スチームや冷却用液体の逆流、停止を起さず、同時にサイクルタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る金型の加熱冷却用配管フロー図である。
【図２】  各開閉弁の作動を説明する図である。
【図３】  従来の金型の加熱冷却用配管フロー図である。
【符号の説明】
１、２  金型
３、４、６、７、９、１０、１２〜１５、５１、５２  配管
５  ボイラー
８  タンク
１１  冷却水タンク
１６  ドレーン
２０、２１、２４、２５、３３、３４、３７、３８、４３、４４、５６、５７  開閉弁
５３  加圧エア源
【図１】
0003721329.tif 000002
【図２】
0003721329.tif 000003
【図３】
0003721329.tif 000004