(57)【要約】  少なくとも部分的に溶融したプラスチックを供給するための供給機（１１４）と、少なくとも２つの金型（１０３）とを含む射出成形装置（１００）であって、各金型は、少なくとも第１金型部分（２４）および第２金型部分（２５）に規定される少なくとも１つの金型キャビティ（３０）を含むとともに、第１金型部分を備え、かつ金型キャビティと供給機とを接続する分配器（１０４）が設けられる射出成形装置（１００）。
2008516800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に溶融したプラスチックを供給するための供給機と、少なくとも２つの金型とを有し、各金型は、少なくとも第１金型部分と第２金型部分とによって規定される少なくとも１つの金型キャビティを含む射出成形装置であって、第１金型部分を担持し、かつ金型キャビティと供給機とを接続する分配器が設けられることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
第１金型部分は分配器に取付けられ、分配器はプレスの第１板に取付けられ、第２金型部分はプレスの第２板に取付けられ、第１金型部分に対して第２金型部分が移動することによって、金型の開閉が可能であることを特徴とする、請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】
分配器は、供給機に接続される注入口および少なくとも２つの放出口を含み、各放出口は、前記金型中の１つの金型の第１部分にある供給チャネル部分に接続され、該注入口と各放出口との間に、前記プラスチックを通過させるチャネルが設けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の射出成形装置。
【請求項４】
注入口と放出口との間にある各チャネルにおける前記プラスチックに対する前記チャネルの流動抵抗がほぼ等しくなるように、該チャネルが成形されることを特徴とする、請求項３に記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記金型は、それぞれ構造上、同等であり、好ましくは同一の金型であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項６】
各金型キャビティは、前進位置と待避位置との間で移動可能な少なくとも１つの可動壁部を備え、待避位置から前進位置へと各可動壁部を移動させる駆動部が設けられ、各壁部が待避位置にある状態でプラスチックが各金型キャビティに導入された後、可動壁部がプラスチックに対して移動し、該プラスチックに断熱昇温が生じて、その内部の温度がプラスチックの溶融温度を超えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項７】
可動壁部の駆動手段の駆動方向は、各可動壁部の移動方向と角度をなすことを特徴とする、請求項６に記載の射出成形装置。
【請求項８】
各金型キャビティは、少なくとも２つの可動壁部を含み、各可動壁部の移動方向は、相互に１８０度以外の角度を有することを特徴とする、請求項６または７に記載の射出成形装置。
【請求項９】
各金型キャビティは、クレート型の製品を形成するように配置されることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１０】
少なくとも３つの金型が設けられることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１１】
少なくとも２つの異なる金型が設けられることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの金型が、少なくとも２つの金型キャビティを含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の射出成形装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の射出成形装置に適し、該装置において使用することを目的とした、分配器と少なくとも２つの金型から成ることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の射出成形装置および／または請求項１３に記載のアセンブリにおいて使用されることを特徴とする分配器。
【請求項１５】
プラスチック注入口と一連のプラスチック放出口との間にチャネルシステムを備えた分配器に、少なくとも２つの金型を設置し、少なくとも１つのプラスチック放出口に各金型を接続し、プラスチックをその中に通して各金型の少なくとも１つの金型キャビティに供給可能であり、分配器をその注入口で供給機に接続して、少なくとも部分的に溶融状態にあるプラスチックを供給し、該プラスチックをチャネルシステムに通して供給機から各金型の金型キャビティに導入することを特徴とする方法。
【請求項１６】
単一のプレスを使用して、異なる金型を同時に開閉することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
各金型キャビティへプラスチックを導入中および／または導入直後に、各金型において、金型キャビティの少なくとも１つの可動壁部を金型キャビティ内のプラスチックに対して移動させ、該可動壁部が移動した結果、該プラスチックに断熱昇温が生じて、少なくともその一部分の粘度が低下することを特徴とする、請求項１５または１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、プラスチック製品を、特に、射出成形または圧縮射出成形などによって製造するための装置に関する。
【０００２】
射出成形には、通常、１つ以上の層に１つ以上の金型キャビティを有する射出成形金型を使用する。使用時は、溶融状態にあるプラスチックを押出し機などの供給機から金型キャビティに流し込む。このようにするために、金型は、少なくとも該金型の第１部分は、各金型の一部を通って、そのまたは各金型キャビティで終端するチャネルの注入用端部が供給機の放出用開口部と整合するように、プレスの固定取付板に取付けられる。金型の第２部分は、プレスによって金型の開閉ができるように、また特に、単数または複数の金型キャビティの充填中または充填直後に、閉鎖状態を保持することができるように、反対側の、プレスの可動取付板に取付けられる。このことは特に重要なことであり、それは、従来の射出成形法でプラスチックを射出する場合、特に、相対的に細長い流路および／または複雑な流路を用いて製品を形成するとき、射出圧力が非常に高くなるからである。
【０００３】
金型キャビティが１つの金型に比べて、金型キャビティが複数ある金型の利点は、射出成形サイクル１回で複数の製品を同時に生産することが可能なことである。不都合な点としては、相対的にコスト高になるとともに複雑であり、さらに１つの金型キャビティに問題が生じるとすべてのキャビティにおいて生産が滞ることである。
【０００４】
本発明の目的は、構造が相対的に単純で、相対的に簡単に使用でき、かつ使用されるとき相対的に高い自由度をユーザにもたらすプラスチック製品の製造装置を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、異なる製品の同時製造を可能にする装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、メンテナンスが簡易なプラスチック製品の製造装置を提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、射出成形によってプラスチック製品を製造する装置であって、相対的に小型のプレスによって、投影面積が相対的に大きくなるように、かつ相対的に細長い流路で、製品を製造することが可能な装置を提供することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、製造およびメンテナンスにかかる費用が相対的に安いプラスチック製品の製造装置を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、短いサイクル時間で大量にコンテナおよびクレートなどの複雑な三次元の製品を相対的に高速かつ簡単に製造することが可能な装置および方法を提供することである。
【０００９】
少なくとも、これらの目的およびさらなる目的のうちの多くは、本発明に係る装置および／または方法によって達成される。
【００１０】
本発明に係る装置において、少なくとも２つの別個の金型が設けられ、これらは共に分配器によって押出し機などのプラスチック供給機に接続される。金型の第１金型部分は、分配器に取付けられ、第２金型部分は、金型を閉じる目的で、これに適する手段を使用して、第１金型部分に対して移動することが可能である。
【００１１】
なお、すぐにわかることではあるが、たとえば複数の部品から成る金型およびスタック金型など、より複雑な金型を使用することも可能である。
【００１２】
ここでいう分配器とは、少なくとも、その内部にチャネルシステムを有し、分配器に並べられる金型の金型キャビティと供給機を流体連通させるチャネル系統が通過する装置を意味する、少なくともそのチャネル部分であって、金型キャビティから金型内に延び、金型の通常の使用時には、プラスチック供給機に直接接続されるチャネル部分が通過する装置を意味すると解するものとする。したがって、分配器は、供給機からプラスチックを各金型に分配する機能を有する。
【００１３】
分配器を使用することによって、それぞれが完全な射出成形金型である金型を連ねて使用することができるという利点が得られる。これらの金型は、同一の設計であってもよいので、個々の金型にかかるコストを大幅に節約できる。このように、たとえば可動式のコアおよび壁部、折畳み式のコアおよび挿入部、ならびに他の複雑な要素といったような可動部を備えた複雑な金型を使用する場合は特に、一連の金型キャビティは、同数の金型キャビティを有する複合金型に比べて、相対的に安価に得られる。このような装置のさらなる利点は、形成すべき各製品の要求に応じて、常に所望の数の金型を設置することができ、さらに別の金型も同時に同一の装置内で使用可能であるということである。したがって、たとえば、異なる製品を同時に製造可能であり、また、それぞれの場合において、要求に応じた金型の交換が可能である。このような装置のさらなる利点は、金型、少なくとも金型キャビティのうちの１つに異常がある場合、各金型はその全体を取出して交換することができるということである。このことは、使用する金型、少なくとも金型キャビティが相対的に複雑である場合に特に好都合である。これによって、装置の修理所要時間は最低限に抑えられる。
【００１４】
特に有利な実施形態において、本発明に係る装置は、請求項６に記載の特徴に特徴付けられる。
【００１５】
このような装置は、相対的に簡単な方法で複雑な製品を製造可能であるという利点を有する。特に、このような装置は、金型キャビティが固定された状態で、すなわち可動式壁部を用いずに、かかる製品を射出成形する従来方法に比べ、相対的に非常に低圧で、したがって小さい型締力で、製品を製造することを可能にする。
【００１６】
本明細書において、金型キャビティの特定の可動式壁部のまたは各可動式壁部の待避位置とは、少なくとも、各金型キャビティの体積が各金型キャビティに形成される製品の体積よりも大きくなるような位置を意味すると解するものとする。前進位置とは、前記体積が待避位置における体積よりも小さくなるように、各壁部が待避位置から移動した位置を意味すると解するものとする。
【００１７】
ここでは、断熱昇温の結果、プラスチックの溶融温度よりも高い温度にまで温度が上昇するということは、少なくとも、昇温といった温度展開がプラスチックの少なくとも一部分に生じ、プラスチックがさらに液化する、すなわち、粘度が低下するということを意味すると解するものとする。そして、各プラスチックの溶融温度よりも高い温度を維持すること、あるいは溶融温度を超えるように再度昇温させることが可能である。
【００１８】
驚いたことに、可動壁部によってプラスチックにエネルギが与えられることによって、特に有利には、少なくとも局部的にプラスチックのメルトが影響を受け、金型内におけるプラスチックの流れに好ましい影響を及ぼすことが判明した。特定の壁部または各壁部をまず待避位置に移動させることによって、各金型の特定の金型キャビティまたは各金型キャビティに低圧でプラスチックをさらに導入することが可能である。実施した試験によって明らかにされたと思われることは、ここで提案するような装置を使用した場合に必要とされるエネルギと比較した場合、特定の壁部または各壁部を移動させるに必要なエネルギは、従来の射出成形法において同様の製品を製造する際に特定の金型または各金型の閉鎖状態を維持し、かつプラスチックを熱して導入するために使用される余剰エネルギよりも小さいということである。これは、理論に結び付けようとせずとも、閉鎖するに必要な力がより小さいことに起因すると思われ、このように、より軽量の機械を使用することができ、金型をより軽量に設計可能で、かつプラスチックの金型への射出をより低い温度で行うことが可能であることから、加熱に使用するエネルギが少なく、また射出時の圧力が低いので、プラスチックを所要の圧力に調整してその圧力を維持するために必要とされるエネルギが小さい。また、応力および変形などを制御するために保持圧力を付与する必要がないこと、その必要があったとしても、少なくとも該保持圧力は小さいことが判明した。
【００１９】
従来の射出成形の場合、金型はプレスに１つしか設置できないが、このような装置によれば、同時に２つ以上の金型をプレスに並べることができる。したがって、プレス、少なくとも保持手段および型締手段が発揮し得る限りの結果を最大限に引出すことができる。
【００２０】
本発明に係る装置によれば、とりわけ請求項９に記載の特徴に特徴付けられるように、クレート型の製品の製造に特に好都合であることが判明した。このような金型によれば、金型の閉鎖方向、およびプレスが該金型とともに使用される場合はそのプレスの閉鎖方向とある角度をなす方向に移動する可動壁部を使用することができる。これは、従来の射出成形では、特に重量の大きい金型およびプレス構造物を使用しない限りは不可能なことであり、圧縮または圧縮射出成形においても不可能である。
【００２１】
本明細書において、クレート型の製品とは、少なくとも底部および該底部から延びる側壁を有し、該底部および該側壁によって内部空間が規定される製品を意味すると解するものとする。底部および／側壁は、その全体または部分が、壁一枚から成っても、二重または多層の壁から成ってもよい。内部空間には、パーティションまたはコンパートメントなどの他の区画要素が配列されてもよい。
【００２２】
本発明は、さらに、分配器、および分配器と一連の金型とを組立てたアセンブリに関する。
【００２３】
本発明は、請求項１５に記載の特徴に特徴付けられるようなプラスチック製品の製造方法に関する。
【００２４】
それ以降の下位請求項には、本発明に係る金型、アセンブリ、方法、および製品のさらに有利な実施形態について示す。本発明を明確にするために、本発明に係る金型、アセンブリ、方法、および製品の実施形態は、図面を参照しながらさらに説明する。
【００２５】
ここに示す実施形態は、例として示されているに過ぎず、決して本発明を限定するものと解されてはならない。
【００２６】
図１は、本発明に係る装置１００の部分側断面図を概略的に示す。従来の射出成形法と同様、バー１０１に案内されるプレス（図示せず）の第１保持板２２および第２保持板２３が概略的に示されている。第２保持板２３は、第１保持板に対して方向Ｓに移動可能である。
【００２７】
第１保持板２２には第１金型部分２４がひと続きに並べられ、相補的に第２金型部分２５が第２保持板２３に並べられる。各組において、第１金型部分２４および第２金型部分２５によって、金型１０３が形成される。第１保持板２２に隣接させて供給機１１４が設けられ、ここから公知の方法で金型１０３の金型キャビティ３０にプラスチックを射出供給することが可能である。第１金型部分２４と第２保持板２２との間には、分配器１０４が設置される。この分配器は、供給機に接続する注入口１０７と一連の放出口１０８との間を延びるチャネル１０６を備えたチャネルシステム１０５を含む。各放出口１０８に接続されるのは、金型１０３の送給チャネル３１である。したがって、分配器を介して、異なる金型キャビティ３０にプラスチックを充填することができる。チャネル１０６は、異なる金型キャビティ３０が一様に充填されるように配置される。このようにするために、各チャネルの流動抵抗を適合させる。
【００２８】
金型キャビティ１０３として、従来の射出成形金型または圧縮射出成形金型の使用が可能であり、これらについて、ここではこれ以上の説明はしない。しかしながら、使用中、各金型キャビティでプラスチックに断熱昇温が起こり得るように、可動壁部を備える金型を使用することが好ましい。こうすれば、かなりの利点が得られる。かかる金型の実施形態は、個々の金型として以下に説明し、検討する。図１に示す装置に、このような金型を組込むことが可能である。
【００２９】
図２は、ボトルクレートの形状をした本発明に係るホルダ１を平面図で示すが、本発明はボトルクレートに限定されるものではない。図３は、ホルダ１を側断面図で示す。このホルダ１は、側面２と、そこから延びる縦壁３とを含む。縦壁３は、実質的に二重壁であり、つまりは第１壁４および第２壁５を含み、これらの間にキャビティ、すなわち開放空間６が存在する。壁の厚みＤｗは、底面２の寸法Ａ、Ｂおよび高さＨに対して、相対的に小さい。壁の厚みは、たとえばホルダの寸法および使用目的などによって、たとえば、数十分の一ミリメートルから数ミリメートルまで設定可能である。より強固にして、かつ支持力を高めるために、好ましくは同程度の壁の厚みを有するクロスパーティション７を壁４，５間に設置することが可能である。縦壁３および底面２の内側は、隔壁１０によって仕切られたコンパートメント９を有する内部空間８である。隔壁１０は、縦壁３の上面１１よりも下方の点まで延びる。壁４、５の上端は、好ましくは壁４，５の壁の厚みと同程度の壁の厚みを有するキャリアエッジ１２によって、相互に連結される。底面２には、開口１３を、たとえば右側底部に示されるような円形で、または右側上部に示されるようなクロスバー１４によって、形成することが可能である。開口を設けることによって、材料および重量、冷却時間および／または閉鎖時間を限定することができる。縦壁３の対向する両面には、ハンドル１５が設けられる。
【００３０】
本発明に係るホルダ１は、たとえば、図４および図５に係る金型１０３において製造可能である。もちろん、第１動作方向Ｓは、いかなる方位に向けられてもよいが、たとえば、図４および図５に示されるとおり垂直であっても、プレスを傾けて水平にしてもよい。
【００３１】
第２部分２５は、ホルダ１の内部空間８を形成するための中央コア部２６を含む。この中央コア部２６は、どの面も金型１０３の第１部分２４に設けられる第２コア部に距離Ｄ１置いて囲まれている。距離Ｄ１は、ホルダ１の第１壁４の壁の厚みＤに対応する。第２コア部の形状は、ホルダ１の縦壁３にあるキャビティ６の形状に対応する。随意に、第２コア部の上面にはピン２８を設けてもよく、ピン２８は、金型の第２部分２５にある凹所に嵌込まれて支持される。この結果、エッジ１２に開口が形成される。中央コア部２６の先端２９と第１部分２４との間は、底面２を形成するために空間３０が空いたままになっている。プラスチックの金型キャビティ３２への導入を可能にする供給口３１は、この空間３０まで延びている。
【００３２】
中央コア部２６から離間して臨む第２コア部２７の側方、図示した実施形態では四方に、可動壁部３３が、第２移動方向Ｃに移動可能なスライド３４として設けられる。第２コア部２７に対向する表面は、縦壁３の各部の外側の形状を有する。スライド３４には、随意に、ハンドル１５を形成するための突起３５が設けられてもよく、そのため、該突起３５は第２コア部２７の開口３６に到達する。簡略化のため、突起３５および開口３６は、右側にだけ図示されている。
【００３３】
図４に示される位置では、スライド３４は待避位置、すなわち、第２コア部分２７から距離Ｄ２離れた位置にあるように描かれており、距離Ｄ２は、第２壁５の所望の壁の厚みＤ３よりも大きい。したがって、スライド３４と、これと隣合うコア部２７との間には、相対的に大きく幅の広い空間３７があり、プラスチックは、容易に、かつ、さほどの抵抗を受けることなく、ここを通って流れる。
【００３４】
スライド３４の背面には、傾斜面３８が設けられ、図示した実施形態においては、相対する方向に傾斜する２つの面３８が設けられている。さらに、平坦な連続面３９がスライドの後方、すなわち第２コア部２７から離間して臨むスライドの側方に設けられる。傾斜面３８と連続面３９との間には、対応する傾斜面３８Ａおよび連続面３９Ａを有するウェッジ４０が設けられる。ウェッジ４０は、駆動手段４１に接続されており、図４および図５ではピストン型シリンダアセンブリ４２として設計され、これによって、ウェッジ４０は、図４に示す第１位置から図５に示す第２位置への移動、またはその逆の移動が可能である。ウェッジ４０を第２位置に移動させることによって、スライド３４は内方、すなわち第２コア部２７に向かって移動させられる。したがって、空間３７は小さくなり、これによって空間３７に存在するプラスチックは、移動し、および／または、多少圧縮される。
【００３５】
プレス２１に備えられた金型１０３は、以下のようにして使用される。
金型１０３を図４および図５に示す閉鎖位置とし、相対的に小さめの型締圧力でプレスによってその閉鎖状態が保たれる。この型締圧力は、従来の射出成形技術および射出成形金型によって同様のホルダを射出成形するのに必要とされる型締圧力よりも小さい。この型締力は、通常、主に、方向Ｓに突出した表面、流路、特に壁の厚み、および使用するプラスチックに基づいて決定可能である。
【００３６】
スライド３４は、第１位置として待避位置にされ、その後、プラスチックが好ましくは溶融状態、少なくとも実質的に液状で、供給口３１を通過し、これに適する手段３１Ａによって空間３０に導入される。空間３０から、プラスチックは、中央コア部２６と第２コア部２７との間に位置する空間３０Ａを通り、第２コア部２７を越えて空間３７に流れ込む。プラスチックは、空間３７において事実上全く抵抗を受けないので、プラスチックの不所望な圧力増加および／または凝固なしで、容易に空間３７に流れ込むことが可能である。そして、必要とされるプラスチックのほぼ全てが金型キャビティ３２に導入されると、駆動手段４１が稼動して、ウェッジ４０を第２位置まで移動させ、かつスライド３４を第２コア部２７の方向に移動させる。このようにして、プラスチックが完全に金型キャビティ３２に充填されるように、金型キャビティ３２のさらに内部に向かって、具体的には空間３７の端まで、プラスチックを移動させる。
【００３７】
移動方向Ｃは、移動方向Ｓと角度を有するので、各部分に好適な荷重が得られる。プラスチックは、さほどの抵抗もなく金型キャビティ３２に流れ込み、その中を流動することが可能であり、相対的に低い圧力で足りる。その結果、たとえば第２コア部２７のたわみが防止され、過剰摩耗は調整される。また、これもその結果であるが、必要とされる型締力を低く保つことが可能である。
【００３８】
プラスチックは、スライドが最大限に移動させられてから凝固することが可能であり、随意にスライドを待避させ、金型１０３を開けば、ホルダ１を取出すことができる。射出圧力が相対的に低いことから、事実上、製品には応力が生じないことになる。
【００３９】
図４および図５では、簡潔化のために、隔壁１０を形成するための開口が省略されている。
【００４０】
金型１０３のスライド３４は、プラスチックに断熱昇温が生じる程、高速で移動可能である。この結果、プラスチックの流動性をさらに向上させることができ、プラスチックが凝固していたとしても、再度、液体にすることが可能である。別の方法として、スライド３４をゆっくり移動させることもでき、こうすればプラスチックは加熱されず、または加熱されたとしても非常に限定的に加熱されるだけであり、導入中、既にわずかに凝固する。また、プラスチックの導入中、既に第２位置の方向にスライドを移動させるようにしてもよく（図５）、プラスチックが継続して動かされる。このことは、特に、たとえば結晶性プラスチックならびにガラス転移点および／または低メルトを有するプラスチックの場合、あるいはプラスチックの製品特性を厳密に保持しようとする場合に、好都合である。
【００４１】
図６は、別の実施形態に係る金型１０３を概略的に示す。この金型１０３は、実質的に円錐形であるホルダ５０の形成に適する。本実施形態において、第１コア部２７は、第２移動方向Ｃに移動可能な第１スライド５１を２つ含む。これら第１スライド５１の間に、第１ウェッジ５２が設置され、駆動手段４１によって、たとえば電気駆動可能なねじ軸５３が第１方向Ｓに移動可能である。図６においてウェッジ５２が下方に移動する際、第１スライド５１は、外方に向かって、製品を形成する第２位置まで移動する。金型１０３の外側、少なくとも金型キャビティ３２の外側には、第２スライド５４が設けられ、該第２スライド５４は、たとえばピストン型シリンダアセンブリ５５の形態をとる駆動手段４１によって、待避状態である第１位置と前進状態である第２位置との間で駆動可能である。金型キャビティ３２の下方には、第３スライド５６が設けられ、該第３スライド５６は、たとえば、これもまたピストン型シリンダアセンブリ５７から成る駆動手段４１によって、第１方向Ｓに移動可能である。
【００４２】
異なるスライド５１，５４，５６は、図６Ａでは待避状態である第２位置にある状態で示されており、図６では前進状態である第１位置にある状態で示されているが、両者ともホルダ１を囲っている。これら図面からはっきりと明らかなように、スライド、特に第１スライド５１は、たとえばその周縁領域に刻み目５９を有してもよく、ホルダには突起６０、リブ、溝などを設けることが可能であり、これらがなければ清掃ができない。ホルダ１の底面２には、第３スライド５６をさらに押出すことによって、薄型部分５８が設けられる。
【００４３】
図７は、内部に金型キャビティ３を有する金型１０３を備えた本発明に係る装置を断面図で示す。この金型は、第１可動部２４および補足的に固定配置された第２部分２５を含む。
【００４４】
第２部分２５には、図７および図８に示す待避位置と図９に示す伸長位置との間で方向Ｓに移動可能であるスライド２０８が設けられる。スライド２０８を移動させるために、ピストン型シリンダアセンブリ２１０によって方向Ｐに移動可能であるウェッジ２０９と称するウェッジ型の要素を２つ設ける。該ピストン型シリンダアセンブリ２１０は、たとえば、中央制御装置２１１によって油圧駆動される。ウェッジ２０９は、方向Ｓとほぼ直角を成す方向Ｐに移動する。底面において、スライド２０８には、ウェッジ２０９の上面と相補するように、逆方向の傾斜面２１２が２面設けられるので、ウェッジ２０９がそれぞれに向かって内方に移動すれば、スライド２０８が上方（紙面内で見た方向）に移動して伸長位置となる。この逆も同様である。
【００４５】
流入口３１は、金型キャビティ２０３まで到達する。
スライド２０８の上面２２０上には、たとえば、紙面に垂直なスライド２０８の全幅に延びる２本のリブ２２１が設けられる。リブ２２１の移動方向側の端部２２２と金型キャビティの対向面２２３との間の距離Ｄは、スライド２０８が待避位置にあるときの長さであり、所望する製品の壁の厚みと使用するプラスチックに応じて、プラスチックのメルトが高くなるにつれて、かつ／またはプラスチックの溶融温度が低くなるにつれて、より大きい値に設定される。
【００４６】
図７〜図９に係る装置によれば、たとえば２つのヒンジを備えたシートなどの製品をポリプロピレンまたはポリエチレンなどの熱可塑性プラスチックから以下のように形成することができる。
【００４７】
金型１０３を図７に示す状態から図８に示す状態になるように閉じる。そして、金型キャビティ２０３内の空間が相対的に大きくなるように、距離Ｄを好適な値に設定する。プラスチックは、流入口３１を通過し、相対的に低圧の状態、たとえば1〜１０バールの過剰圧力で金型キャビティに導入される。充填圧力は、プラスチックの材料特性が悪影響を受けず、かつ金型キャビティに不所望に高い圧力が生じずに供給時間が所望の短時間になるように選択される。その後、ウェッジ２０９を移動させることによって、スライド２０８を相対的に高速で、前方に、すなわち図９に示すような伸長位置にくるように移動させる。ここでいう速度は、少なくとも実質的にプラスチックの温度をほぼその溶融温度となるように再調整する所望の断熱昇温に応じて、選択される。その結果、わずかに凝固したプラスチックでも再度液化されて金型のさらに内部に押込むことができるので、金型キャビティが完全に充填され、製品の壁が各プラスチック／製品の組合せのメルトフローインデックスに対し、実際のところ小さすぎるような厚みであってもよい。場合によっては、スライドを移動させた後に射出部１１４によってなんらかの保持圧力が加えられてもよく、製品の不所望な応力を緩和することができる。
【００４８】
その後、再度、金型を開いて製品を取出すことができる。
特定のスライドまたは各スライドの移動速度は、所望の断熱昇温にもよるが、スライドが待避位置と伸長位置との間を移動する時間が製品の製造サイクルの時間に対して、たとえば、その時間の０％〜１０％といった相対的に短い時間となるように、高速であることが好ましい。この速度は、各プラスチック／製品の組合せごとに、経験的に設定されるか、あるいはプラスチックに関する標準的な表、寸法および流路などの製品特性、スライド移動時に生じる摩擦、ならびにプラスチックの熱容量および溶融温度から算出可能である。
【００４９】
図１０には、本発明に係る装置の別の実施形態を示す。本実施形態において、プラスチックは側面流入口２１４から導入され、金型キャビティ２０３の両面にスライド２０８が設けられる。本実施形態において、スライドはそれぞれ単独で移動可能であるが、連結して移動することが好ましく、その結果、金型１０３に対称荷重が生じる。
【００５０】
例として、本発明に係る金型および方法の実施形態を説明する。製品例として、プラスチック製のファイルを挙げる。射出成形装置のデータを表１に記載し、金型のデータを表２に記載し、製品の寸法を表３に記載し、スライドまたは加圧板に関するデータを表４に記載し、操作パラメータに関するデータを表５に記載する。表６には、射出成形サイクル時に使用される圧力および速度を記載する。続いて、グラフ１に射出成形サイクル時の本発明に係る金型内のプラスチックの温度を時間軸で表示する。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
【表２】
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【００５３】
【表３】
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【００５４】
【表４】
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【００５５】
【表５】
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【００５６】
【表６】
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【００５７】
本発明に係る方法では、ゼロの時点で金型を閉じ、最終製品、今回の例ではファイルの製造に充分な量のプラスチックを金型キャビティに導入した。０．１７６秒経過後、射出重量１２８グラムのＰＰを金型キャビティに導入した。金型キャビティは、前面が約２００，０００ｍｍ２のスライドを含み、該スライドは、１．８ｍｍ移動した。圧力をかけずに、約２４５℃のプラスチックを７５０ｍｍ／秒の速度で約５０℃の金型に導入し、第１段階で約２３０℃まで冷却した。約０．１０７秒経過したＴ１の時点で、スライドは動作を開始し、金型の温度がプラスチックの分解温度の直前まで上昇する中、該スライドは、約０．４秒間かけて最大限に前進した。スライドが最大限に前進して、その位置に保持されるＴ２の時点以降、プラスチックは、溶融温度よりもかなり低く、室温に近い温度、たとえば４５℃〜５５℃にまで冷却することができた。この冷却は、約１２秒間で終了した。動作する２つのヒンジを除き、製品の表紙、裏表紙、背表紙の厚みは平均で１．７ｍｍあり、正面から見ると６５５ｍｍ×３２０ｍｍである。収縮を抑制する必要がないことから、冷却中に保持圧力を付与する必要はなかった。製品には応力が生じていないことが判明したことから、高い形状安定性を得ている。
【００５８】
スライドの速度が高速であることから、動的速度が熱に変換され、また、プラスチックそのもの同士で生じる摩擦だけでなく、プラスチックと金型との間に生じる摩擦、および圧縮によっても断熱昇温が起きる。スライドが最大限に前進した時点Ｔ２付近まで、金型内のプラスチックは動き続け、さらにその温度は溶融温度より高く維持されるので凝固せず、プラスチックの流動状態に好適に作用する。その結果、低い型締力および充填圧力で金型キャビティを完全に充填することができる。
【００５９】
金型は、ウェッジ角度が約４度のウェッジとともに移動した。
ここで説明したような本発明に係る方法では、プラスチックが金型キャビティに射出される間、スライドは既に伸長位置にある。このことも、プラスチックが動き続けることに役立っている。
【００６０】
図１１には、本発明に係る方法で製造したＣＤボックスが写真画像で示され、プラスチックの流動パターンを明確に示している。写真に関しては、以下に説明する。
【００６１】
従来の射出の場合は交錯したラインが見えていた。これらのライン（従来の射出の場合）は、プラスチックの加圧供給によるものである。非常に暗くて交錯した模様が見えてくると、材料に応力が生じているということである。一方、この写真は、スレッドが長くて明るい良好な模様を有し、特にラインの目立たない画像となっている。保持圧力がわずかであることから、射出点の周囲に暗斑が２つ形成されている。本質的には、この保持圧力は必須ではないが、製品をさらに向上させるため、特に平坦性を向上させるために、保持圧力があれば好都合である。中央部付近の少し暗めの斑点は、この保持圧力によるものであり、この保持圧力が特に制限されたものであることが明らかである。
【００６２】
本明細書において、同一または対応する部分には、同一または対応する参照符号を付す。本明細書において、少なくとも図２〜図５には、一例として、クレート、特にボトル用のクレートが示されている。しかしながら、本発明は、これに限定するものと解されてはならない。仕切りの有無に関らず、円形、長方形、正方形、その他様々に異なる形状の底面を有する他の多様なホルダが本発明に含まれるものとして許容される。また、ホルダは、側壁および／または底面にキャビティを有するように形成されてもよいし、有さないように形成されてもよい。さらに、同一または類似の方法によって、たとえば部分的に中空、板状、ロッド形状、管状、または別の形状を有する製品など、他製品を製造してもよい。製品は、底面に直角に延びる縦壁を単数または複数備えることができるが、この特定の縦壁またはいずれか１枚の縦壁を底面に対して傾斜させることもできる。
【００６３】
本発明に係る金型および方法において、特に熱可塑性プラスチックおよびその混合物など、様々なプラスチックが使用可能である。結晶性プラスチックおよびその混合物は、本発明の範囲内で特に良好に用いることができる。
【００６４】
また、本発明に係る金型において、スライド、少なくとも可動壁部の個数および／または形状は異なってもよく、また、たとえば傾斜設計にされてもよい。駆動手段も異なる種類のものを設けてよい。金型部分２２，２３を別の方法で移動させて閉鎖状態を保持することもでき、類似の方法で複数の部品から成る金型およびスタック金型を形成することもできる。また、明らかなことであるが、第１移動方向および第２移動方向は、図示したような約９０度以外の角度を有してもよく、さらに移動方向は、異なるスライドごとに異なってもよい。ウェッジおよびスライドの移動方向は、第１移動方向および第２移動方向が相互に角度を有する限り、いかなる方向であっても所望の方向でよい。また、本発明に係る金型、少なくともアセンブリを設けながら、たとえば相対的に小型および／高さの低い製品および管状の製品など、別の種類の製品を製造してもよい。
【００６５】
これら多くの類似の実施形態は、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲に属すると解される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る装置の一部を断面で示した側面図を概略的に示す。
【図２】本発明に係るホルダ、ここではクレートを平面図で示す。
【図３】本発明に係るホルダを図２の線ＩＩ−ＩＩについての側断面図で示す。
【図４】本発明に係る金型を、図３に示されたホルダの側面に相当する平面から見た側断面図で示す。金型は、プレスに設置されており、金型キャビティを有し、容量が最大の状態で、閉鎖状態にある、すなわち可動壁部が待避位置にある。
【図５】壁部が前進した状態にある図４に係る金型を示す。
【図６】図４および図５と同様にして、本発明の別の実施形態に係る金型を側断面図で示す。
【図７】金型が部分的に開かれた本発明に係る装置を部分側断面図で示す。
【図８】金型が閉じてスライドが待避位置にある本発明に係る装置を部分側断面図で示す。
【図９】金型が閉じてスライドが前進位置にある本発明に係る装置を部分側断面図で示す。
【図１０】本発明に係る装置の別の実施形態を部分側断面図で示す。
【図１１】本発明に従って製造したＣＤボックスについて、染料を使用して写真として固定した画像を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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