(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却効率が改善されたプリフォーム製造方法および装置を提供する。【解決手段】成形製品の内表面を冷却するための冷却ピン７４であり、外表面を有し且つ、使用の際には、ガス状の冷却流体の供給源に接続可能な第１の端部を有する内部チャネル９０を含む本体部分２２４を有してなり、前記内部チャネル９０は、使用の際には、ガス状の冷却流体が送り出される出口ノズル９２において終端する第２の端部を有しなり、および前記冷却ピンに沿っており且つ前記出口ノズルから外れた位置において、前記外表面の外形が変化しており、このため、使用の際に、前記冷却ピンが挿入される成形製品の内表面からの前記外表面の距離間隔が、使用の際に、変化する冷却ピンにおいて、前記冷却ピンが、前記距離間隔の変化が前記外表面から外側に突出した複数のリブまたは接触要素により実現され、前記リブまたは前記接触要素は前記外表面の周囲に放射状に延在している、ことを特徴とする冷却ピン。【選択図】図９（ａ）
2005067206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形製品の内表面を冷却するための冷却ピン（７４，１７４）であり、
外表面を有し且つ、使用の際には、ガス状の冷却流体の供給源に接続可能な第１の端部を有する内部チャネル（９０）を含む本体部分（２２４）を有してなり、前記内部チャネル（９０）は、使用の際には、ガス状の冷却流体が送り出される出口ノズル（９２）において終端する第２の端部を有しなり、および
前記冷却ピンに沿っており且つ前記出口ノズル（９２）から外れた位置において、前記外表面の外形が変化しており、このため、使用の際に、前記冷却ピン（７４，１７４）が挿入される成形製品の内表面からの前記外表面の距離間隔が、使用の際に、変化する冷却ピンにおいて、
前記冷却ピン（７４，１７４）が、
前記距離間隔の変化が前記外表面から外側に突出した複数のリブ（８６）または接触要素（８８）により実現され、前記リブ（８６）または前記接触要素（８８）は前記外表面の周囲に放射状に延在している、ことを特徴とする冷却ピン。
【請求項２】
成形製品を冷却するためのシステムであって、
少なくとも１つの成形製品を金型（１６）から取り出すため及び前記少なくとも１つの成形製品を冷却位置まで移送するためのキャリア（６０）を有してなり、前記成型品は内表面（２２６，２２８）を有しており、
少なくとも１つの冷却ピン（７４，１７４）が取り付けられたフレーム（９８）を有しており、前記冷却ピンは外表面と、使用の際において、ガス状の冷却流体の供給源に接続可能な第１の端部を有する内部チャネル（９０）とを備えた本体部分（２２４）を有してなり、前記内部チャネル（９０）は、使用の際には、ガス状の冷却流体が送り出される出口ノズル（９２）において終端する第２の端部を有し、前記フレームが前記キャリアに対して前記キャリアまで移動し、これにより前記少なくとも１つの冷却ピン（７４，１７４）が前記少なくとも１つの成形製品の内部に挿入されるシステムにおいて、
前記少なくとも１つの冷却ピン（７４，１７４）が前記外表面から外側に突出した複数のリブ（８６）または接触要素（８８）を有し、前記離間されたリブ（８６）または接触要素（８８）が前記外表面の周囲で放射状に延在しており、外側に突出したリブ（８６）または接触要素（８８）が、使用の際に、前記成形製品の前記内表面までの距離間隔の大きさを周期的に制限する、ことを特徴とする冷却システム。
【請求項３】
相対的に高い温度の第１の領域（２２）と相対的に低い温度の隣接した領域とを有する成形製品（４８）の冷却方法であり、前記成形製品は内表面を有しており、
各半金型（１６，１８，３２，３６）から構成される金型から成形製品（４８）を取り出す工程を有し、前記成形製品（４８）が一定の量の熱を保持する間に前記成形製品がアーム・ツールの端部（６０）のホルダ（６２）内に移動され、前記アーム・ツールの端部は、半金型（１６，１８，３２，３６）の間であって前記ホルダ（６２）が成形製品（４８）を受容する第１の位置と、金型（１６，１８，３２，３６）の外側である第２の位置との間で作動し、
各半金型（１６，１８，３２，３６）の間から前記第２の位置に前記アーム・ツールの端部を退出させる工程を有し、
前記アーム・ツール（６０）の前記第２の位置への退出の直後に、前記ホルダ内に前記成形製品を保持したままで冷却ピン（７４，１７４）の先端部を前記成形製品（４８）内に挿入する工程を有してなり、前記冷却ピンは外表面を備えた本体部分（２２４）を有し、前記本体部分に沿って複数のリブ（８６）または接触要素（８８）が前記外表面から外側に突出しており、前記リブ（８６）または接触要素（８８）は前記外表面の周囲で放射状に延在しており、これにより、前記冷却ピンを前記成形製品内に挿入した際において、前記成形製品の前記内表面に対する前記冷却ピンの距離間隔が前記リブ（８６）または接触要素（８８）の物理的な寸法の関数として周期的に減じられ、
前記冷却ピンおよび前記成形製品についての解放系を形成する工程を有してなり、前記解放系は前記成形製品（４８）から雰囲気環境に冷却流体を排出することを可能にする通路を有しており、前記解放系は前記冷却ピンの外面領域と前記外面領域に隣接した前記成形製品（４８）の開口端との間に空間を画定するように前記冷却ピンを前記成形製品（４８）の開口端に対して位置決めすることで形成され、前記空間により前記通路が定められ、
冷却流体を前記冷却ピンの内部チャネル（９０）に沿って送り込む工程を有してなり、前記内部チャネルは、前記成形製品（４８）内に挿入された際に、前記第１の領域（２２）から離間した先端部（９２）で終わっており、少なくとも前記第１の領域（２２）内における冷却を強めるために前記冷却流体は前記先端部（９２）から主に前記第１の領域の方向に放出され、これにより前記冷却流体が前記成形製品（４８）の内部から流れることおよび前記通路を経て雰囲気環境内に排出されることが可能になり且つ前記成形製品内に配置されたときに、前記内部チャネルと前記先端部とは協働して前記第１の領域上に前記冷却流体を集中させ、および、複数のリブ（８６）または接触要素（８８）が前記外表面から外側に突出しており、これにより使用の際において、前記冷却流体が前記冷却ピンの前記本体部分に沿って流れる際に冷却流体の流れを前記成形製品の前記内表面に近接させることが維持される、ことを特徴とする冷却方法。
【請求項４】
前記先端部が、拡散された冷却流体の流れを前記先端部から生成するように形成されている、請求項３記載の成形製品の冷却方法。
【請求項５】
前記冷却ピンの先端部が、冷媒がプリフォームの内側ドーム部に到達し且つこれを冷却することが可能な深さまで、プリフォーム内に導入されている、請求項３または４記載の成形製品の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック用樹脂などの単独または複数の材料で作られるプリフォーム（予備成形品）などのプラスチック成形製品を成形および冷却するための方法および装置に関する。特に、本発明は、ＰＥＴプリフォームなどの成形製品が冷却ステップを完了する前にモールドつまり金型から取り出される急速または高速な射出成形プロセスに関する。これは、プリフォームが型から取り出されて型領域の外に保持された後で、対流熱伝達により内部から冷却される新規の成形後冷却プロセスおよび装置を利用する結果として可能になる。本発明は、さらに、内部冷却と少なくとも部分的に同時に起こる対流または伝導熱伝達を通じて行われる付加的な外部冷却も開示する。
【背景技術】
【０００２】
成形製品を適切に冷却することは、製品の品質に影響を与え、射出のサイクル時間にも影響するので、射出成形プロセスの非常に重要な点である。冷却は、PETプリフォームの射出成形などの、半結晶質ないし半晶質の樹脂が用いられる用途においてはさらに重要になる。射出後、ＰＥＴ樹脂は、結晶質部分の形成を防止し、またプリフォームが取り出される前に凝固できるようにするために、モールドキャビティつまり型キャビティ空間内に十分な時間的期間の間だけ保持される。
【０００３】
射出プロセスのサイクル時間を短くするために金型からプリフォームを急に取り出すと、２つのことが起こりやすい。第１は、プリフォームが均一に冷却されない。多くの場合、金型ゲートに対向する底部分が結晶化する。射出プロセス中にプリフォームの壁に蓄積する熱の量は、特にプリフォームのゲート領域において高いままになり、成形後に結晶化を起こすことになる。ゲート領域は、この部分における金型の冷却が充分に効率的に行われず、また金型のキャビティ空間において樹脂がホットランナ射出ノズルの熱いステムに接触したままになるので、きわめて重要な部分となる。プリフォームのこの領域が一定の寸法と深さ以上に結晶質のままであると、ブロー成形された製品の質が弱化してしまう。第２の問題は、プリフォームが柔らかくなりすぎるために、次の処理ステップの間に変形することがある点である。多くの場合において他の部分よりも壁が厚く、そのためにより多くの熱をためる頸仕上げ部分（neck finish portion）も、プリフォームの重要な領域である。この頸部は、結晶化させないように成形後に積極的な冷却を行う必要がある。また、積極的な冷却を行うことで、頸部が更なる処理に対応できるように強固になる。
【０００４】
過去に、ＰＥＴ射出成形システムの冷却効率を高めるために多くの試みがなされてきたが、成形プリフォームの品質を大幅に改善したり、サイクル時間を実質的に短縮するには至っていない。この点に関して、Ｖａｌｙｌに付与された米国特許第４，３８２，９０５号を参照する。この特許には、成形プリフォームを第１冷却ステップのための第１の調質用金型（tempering mold）に移送し、次に第２の調質用金型に移送して最終的な冷却ステップを実行する射出成形法が開示されている。いずれの調質用金型も射出金型と同様であり、冷却プロセス中にプリフォームと接触する壁を冷却する内部手段を有する。Ｖａｌｙｌの’９０５号特許は、成形領域からプリフォームを移送する手段上に位置する冷却装置や、成形されたパリソン内の流体冷媒を循環させる追加の冷却装置を設けることが開示されていない。
【０００５】
Ｂａｌｌｅｈａｃｈｅに付与された米国特許第４，５９２，７１９号には、プリフォームを保持する真空吸着装置によって構成され、またプリフォームの外表面の吸気（対流）冷却手段によって構成される第１可動装置により、射出コアから成形プリフォームが取り出されるＰＥＴプリフォーム作製のための射出成形法が開示されている。Ｂｅｌｌｅｈａｃｈｅの第’７１９号特許では、プリフォーム内部を同様に吸気によってさらに冷却するために第２可動装置と共に第２冷却装置が利用されている。本明細書の図２２を参照されたい。Ｂｅｌｌｅｈａｃｈｅの第’７１９号特許は、周辺空気の吸入または吸収に関してはるかに高い冷却効果を有するプリフォーム内部への冷風吹込は開示されておらず、またプリフォーム壁に密接して位置する伝導熱伝達による冷却手段やプリフォームのドーム型部分に向けられる空気吹込手段も開示されていない。Ｂｅｌｌｅｈａｃｈｅの特許には、冷却効率の低下，均一性の低下，冷却時間の延長，プリフォーム変形の可能性増大などを含めて、いくつかの欠陥がある。
【０００６】
米国特許第５，１７６，８７１号および第５，２３２，７１５号には、プリフォームの冷却法および装置を示されている。成形プリフォームは、金型領域外の射出成形コアにより保持される。金型コアは、成形プリフォームと接触しない冷媒により冷却される。プリフォームよりも大きな冷却管がプリフォームの周囲に配置されて、プリフォームの周囲に冷却空気を吹き込む。これらの特許に示される装置および方法の大きな問題点は、プリフォームが金型コア内に保持されるので、このためにサイクル時間が大幅に長くなることである。また、冷媒とプリフォームとの直接的な接触による内部冷却は行われない。
【０００７】
液体冷媒を利用するプリフォーム内部冷却法を開示する米国特許第５，１１４，３２７号，第５，２３２，６４１号，第５，３３８，１７２号および第５，５１４，３０９号をさらに参照する。金型から取り出されたプリフォームがプリフォームの外壁には接触せずに定位置にプリフォームを保持するための真空手段を有するプリフォーム・キャリアに移送される。しかし、プリフォーム・キャリアは、冷却装置を持たない。冷却コアが、キャリア内に保持されるプリフォーム内部にさらに導入されて、冷却流体がプリフォーム内部に吹き込まれてプリフォームを冷却する。冷媒は、プリフォームを保持する同じ真空手段によりプリフォームを囲むチャンバからさらに取り出される。これらの特許には、冷たい空気がプリフォーム内部に吹き込まれ、また空気が冷却後自由にプリフォームから抜ける、方法は開示されていない。これらの特許には、内部および外部から同時にプリフォームを冷却する方法や、冷却手段を有するプリフォーム・キャリアを開示されていない。本明細書の図２１を参照されたい。
【０００８】
さらにプリフォーム冷却装置および方法を開示する日本国特許公報第７−１７１８８８号を参照する。プリフォームを冷却ステーションに移送するために成形プリフォームのロボット・キャリアが用いられている。。ロボットには、水冷媒を用いる伝導熱伝達によるプリフォーム壁の外部冷却が含まれる。冷却ステーションは、プリフォームを保持する真空手段を備える回転ハンド部と伝導熱伝達によるプリフォーム壁の外部冷却とを有する第１可動移送ロボットによって構成される。成形プリフォームは、ロボット・キャリアからハンド部に移送される。ハンド部は位置Ａから、９０度回転した位置Ｂまで移動されて、プリフォーム（外面のみ冷却された）を冷却ツールに移送する。冷却ツールは、プリフォームを保持する手段と、空気吹込によりプリフォーム内部を冷却する装置と、空気吹込または水冷によりプリフォームの外側を冷却する装置とを有する。採用される内部冷却が本明細書の図１９および図２０に示される。この特許は、プリフォームが金型から取り出されてキャリア・プレートに入れられる瞬間からできる限り早く内部と外部の冷却を行う冷却方法を開示しない。また、可動ロボット・キャリアにより保持される間にプリフォームの内部と外部の冷却を同時に行う方法を開示しない。従って、この冷却方法は充分な迅速性を持たず、金型の外側の結晶形成を防止できない。
【０００９】
図１９および図２０は、冷却装置がプリフォームの外側に位置して、冷風をプリフォーム内部に吹き込むために用いられる周知のプリフォーム内部冷却方法を示す。空気ノズルがプリフォームの外側に位置するので、侵入する冷たい空気流は外に出ようとする暖かい流れと必ず干渉を起こし、少なくとも部分的に混じり合う。これによって、冷却効率が大幅に低下する。冷却装置がプリフォームと同じ軸上にある場合、図１９の方法はプリフォーム内に空気の循環がないので非効率的になる。冷却装置を図２０に示すように横方向に移動させると、内部の空気循環は行われるが、プリフォームの一側が他側よりも良好に早く冷却されるので依然として効率が悪くなる。冷媒は、非対称プロフィルを伴う準離散流プロフィル（quasi-divergent flow profile）を有する。このプロフィルはきわめて非効率的で、冷却流体／気体をスプルー・ゲートまたはドーム部分に向けて集中させない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主な目的は、冷却効率が改善されたプリフォーム製造方法および装置を提供することである。
本発明の別の目的は、品質の改善されたプリフォームを製造する上記の方法および装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、全体のサイクル時間を短縮する上記の方法および装置を提供することである。
上記の目的は、本発明の装置および方法により達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一つの実施例において、本発明の革新的な成形および冷却法は、プリフォームが金型内部で完全に冷却される前に、すなわち、プリフォームがスプル・ゲート部、頸仕上げ部またはプリフォーム全体を結晶化する可能性のある一定量の熱を保持するうちに、プリフォームを金型から取り出すステップ；プリフォームを成形領域の外側で保持するステップ；および対流熱伝達によりプリフォームを内部冷却してこれらの領域で結晶化が起きないようにするステップを備える。
【００１２】
別の実施例において、本発明の革新的な成形および冷却法は、プリフォームが金型内部で完全に冷却される前に、すなわち、プリフォームがスプルー・ゲート部，頸仕上げ部またはプリフォーム全体を結晶化する可能性のある一定量の熱をまだ保持するうちに、プリフォームを金型から取り出すステップ；プリフォームを成形領域の外側で保持するステップ；対流熱伝達によりプリフォームを内部冷却して上記領域のいずれにおいても結晶化が起きないようにするステップであって、冷媒をプリフォームと直接接触するよう配置するステップ；および対流熱伝達によりプリフォームを外部冷却して、上記領域のいずれにおいても結晶化が起こらないようにするステップを備える。外部冷却ステップは、内部冷却ステップに関して、同時に、あるいは少なくとも部分的に同時に、あるいは逐次的に実行することができる。
【００１３】
さらに別の実施例において、本発明の革新的な成形冷却法は、プリフォームが金型内部で完全に冷却される前に、すなわち、プリフォームがスプル・ゲート部，頸仕上げ部またはプリフォーム全体を結晶化する可能性のある一定量の熱をまだ保持するうちに、プリフォームを金型から取り出すステップ；プリフォームを成形領域の外側で保持するステップ；対流熱伝達によりプリフォームを内部冷却して上記領域のいずれにおいても結晶化が起きないようにするステップであって、冷媒をプリフォームと直接接触するよう配置するステップ；および伝導熱伝達によりプリフォームを外部冷却して、上記領域のいずれにおいても結晶化が起こらないようにするステップを備える。外部冷却ステップは、内部冷却ステップに関して、同時に、あるいは少なくとも部分的に同時に、あるいは逐次的に実行することができる。
【００１４】
これらの実施例の各々において、プリフォームは金型から排出されて、例えば可動の引取板などの、金型とは独立する手段により金型の外側で保持される。この種の独立した保持手段は、１ロット（batch）分の成形プリフォームまたは数ロット分のプリフォームを同時に保持することができる。独立手段が数ロットを保持する場合、これらロットは異なる時刻に成形されたために温度が異なることになる。本発明によれば、成形プリフォームは本発明の冷却方法を利用して内部および外部から異なるシーケンスにおいて冷却される。本発明の各実施例においては、内部冷却は冷却ピンなどの、少なくとも部分的にプリフォームの内部に入り込んでその中に冷媒を循環させる手段を用いて実行される。冷却は、スプルー・ゲート部および頸仕上げ部など他の部分よりも多くの冷却を必要とするプリフォームの部分に向けることのできる冷媒の準対称流がプリフォーム内部に送られて優先的に実行される。本発明の好適な実施例において、冷媒は、プリフォームの底部またはドーム（dome）部に向けられて、冷媒の環状流を形成する。
【００１５】
本発明の特定の実施例において、プリフォームの革新的な内部冷却は、いくつかの方法で行うことができる外部冷却により補足される。例えば、外部冷却は、伝導（冷水）または対流（空気／気体）熱伝達のいずれかを利用して動作する冷却手段を有する取出板（単独または複数位置）上で行うことができる。冷却手段を持たずプリフォームがそのホルダと部分的にしか接触しない取出板（単独または複数位置）上でも行うことができる。このようにして、冷却気体／空気を、独立した冷却装置により送り出してプリフォームの外表面に直接的に接触させることができる。
【００１６】
さらに別の実施例において、プリフォームは、冷却手段を持たない取出板によって保持され、本発明の新規の冷却ピンによって内部からのみ冷却される。
【００１７】
一つの実施例における本発明の革新的な冷却法は、プリフォームまたは成形製品を金型から取り出すステップ、プリフォームまたは成形製品の外表面を冷却するシステムを有するロボット引取板（robot take-off-plate）内にプリフォームまたは成形製品を保持するステップ、その後にプリフォームまたは成形製品の内部に冷却手段を係合させて、外表面と内表面とを同時に冷却するステップ、によって実行される。本発明によれば、追加の冷却ステップが導入され、それによりプリフォームの温度は、プリフォーム内部の冷却気体を循環させることなどによる、対流による熱伝達を用いて下げられる。
【００１８】
本発明による方法および装置は、前述のように、プリフォームの最も重要な部分、すなわちスプル・ゲートが位置する底部またはドーム部、および頸部における結晶化を防ぐために有利に用いることができる。さらに、本発明の冷却方法および装置を射出吹込成形機に統合ないし一体化して、結晶化を起こしていない冷却されたプリフォームをさらに温度制御すると共に、ボトルに吹き込み成形する構成としても良い。
【００１９】
本発明の一つに特徴において、金型の外部での冷却を強化することで射出成形されたプリフォームにおける結晶化を防止するための方法は、金型が開いた位置つまり金型開位置では間隔をおいて位置して成形領域を規定する２つのモールドハーフ（半金型）またはプレートによって形成される金型内に溶融材料を注入するステップ；溶融材料が半金型によって形成される金型キャビティ空間にある間において溶融材料をその結晶ガラス転移温度に実質的に近い温度まで冷却して成形製品を形状的な変形を起こさずに金型の外部で機械的に処理できるようにするステップ；成形製品のキャリアが２つの半金型間で移動できる程度の距離だけ各半金型を開くステップ；金型から成形製品を排出して可動キャリアに移送するステップ；成形製品が可動キャリア内にある間に成形製品を熱伝達伝導により冷却して結晶化を軽減するステップであって、冷媒が吹き込まれた空気であるステップ；および各成形製品に実質的に結晶化部分をなくせるまで（結晶化部分の発生を回避できるまで）対流熱伝達によって成形製品を内部から冷却するステップ；によって構成される。外部冷却のための対流熱伝達手段を備える可動キャリアを用いて同じ方法を実現することもできる。
【００２０】
本発明の一つの特徴において、結晶化を起こさない射出成形製品を形成するための装置は、金型閉位置と金型開位置との間で移動できる２つの半金型を有する金型を有し；半金型が金型閉位置にある間に金型内に溶融材料を注入する手段を有し；成形製品が形状的変形を起こさずに金型の外部で機械的に処理できるように各半金型によって形成されるキャビティ空間内で溶融材料の結晶ガラス転移温度に実質的に近い温度まで溶融材料を冷却する手段を有し；成形製品のキャリアが２つの半金型間で移動できる程度の距離だけ金型を開く手段を有し；金型から成形製品を排出する手段を有し；成形製品を可動キャリアに移送する手段を有し；前記キャリアはプリフォームを保持すると共に熱伝達伝導により成形製品を冷却して結晶化を軽減する手段を有し；および各成形製品が、好ましくは製品全体に、実質的に結晶化部分が特に金型のゲート領域においてなくなるまで対流熱伝達によって成形製品をさらに内部冷却する手段を有して構成される。外部冷却のための対流熱伝達手段を備える可動キャリアを用いて同じ方法を実現することもできる。
【００２１】
本明細書で用いる「引取板（take-off plate）」，「取出板（take-out plate）」および「アーム・ツール端部（end of arm tool）」は交換ないし置き換え可能に用いられ、同じ構造を指す。
【００２２】
本発明の方法および装置のその他の詳細事項ならびにそれに付随するその他の目的および利点は、以下の詳細な説明と添付の図面とに明記される。図面において、同様の参照番号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図面を参照して、図１は射出ステップ中およびその後におけるプリフォームの温度の時間に対する進展を示すグラフである。図２は、プリフォームが金型内にあるときの概略図である。同図からわかるように、金型内での冷却は、金型キャビティ１６内に位置する冷却管１２、１４および金型コア部分１８にそれぞれ通常は影響を受ける。この結果、冷却はプリフォーム１１の両側から行われる。さらに、図２に示されるように、金型キャビティプレート１６は、通常、プリフォーム１１の底部またはドーム部２２が形成されるゲート領域２０を有する。プリフォームは、結晶化を防ぐために冷却することが困難である厚い壁を有する頸仕上げ部分１３をしばしば有している。
【００２４】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、冷却中における成形プリフォーム（成形されたプリフォーム）の壁の両端の温度勾配を示す。図３（ａ）は、金型の内側の温度勾配を示し、図３（ｂ）は金型の外側の温度勾配を示す。図３（ｃ）は、プリフォーム壁に沿う温度プロフィルを示す。温度がスパイク部分は、プリフォームのドームまたはスプルー・ゲート分内の温度を表す。
【００２５】
図４を参照して、金型キャビティ３４のアレイを有する固定半金型またはプレート３２と、金型コア３８のアレイを有する可動半金型またはプレート３６とを備える射出成形金型が設けられる。金型キャビティ板３２は、射出成形装置の射出ユニット（図示せず）から溶融材料を受け取るマニホールド板（図示せず）と流体連通する。金型キャビティ３４は、例えばバルブ・ゲート・ノズル（図示せず）などのホット・ランナ・ノズル（図示せず）から金型キャビティ・ゲート４０を介して溶融材料を受け取る。金型キャビティはそれぞれ、金型プレート３２、３６が金型閉位置にあるときに、金型コア３８と金型キャビティ３４とによって形成されるキャビティ空間内で溶融材料を冷却する冷却手段４２によって囲まれる。冷却手段４２は、好ましくは、冷却流体を伝える金型板３２内に埋め込まれる冷却路によって形成される。前述の如く、金型コア３８と金型キャビティ３４とは、金型閉位置において、複数の金型キャビティ空間（図示せず）を形成し、この空間は射出ステップ中に金型ゲート４０を通じて溶融材料によって充填される。金型コア３８は、キャビティ空間内の溶融材料を冷却する手段４４も備えている。冷却手段４４は、好ましくは、各金型コア内の冷却管によって構成される。金型コア板３６は、金型コア３８から成形プリフォーム４８を取り出すために用いられるイジェクタ板４６をさらに備えている。イジェクタ板４６の動作は従来技術では周知であり、本発明の部分を構成することはない。実際には、イジェクタ板４６は当技術で周知の適切なイジェクタ板によって構成される。
【００２６】
本発明によれば、任意の溶融プラスチック、金属またはセラミック材料を金型キャビティ空間内に注入すると共に、図４の金型システムを用いて所望の製品に冷却することができる。本発明の好適な実施例においては、溶融材料はＰＥＴであり、成形製品はプリフォームである。しかし、本発明によれば、成形製品は、例えばバージンＰＥＴ、リサイクルＰＥＴと、例えばＥＶＯＨはどの適切な遮断材などの２つ以上の材料からなるプリフォームとすることもできる。
【００２７】
当技術で周知の如く、プリフォームは、金型を閉じ、キャビティ空間内に溶融材料を注入し、キャビティ空間の冷却を開始し、キャビティ空間を充填し、溶融材料を圧力下で保持し、最終的な金型内冷却を実行し、金型を開き、凝固した製品またはプリフォームをコアから排出して、製品またはプリフォームを引取板に移送することによって成形される。本発明によれば、全体のサイクル時間を短くするためには、金型内にプリフォームが滞在する時間を最小限にして、金型ができるだけ早くプリフォームのロットないしバッチを生産できるようにしなければならない。金型内の滞在時間を短くする場合の問題点は、成形製品またはプリフォームが変形を起こさずにその後の処理ステップのすべてに耐えることができる程度に強固にしながら、冷却時間を短縮しなければならないことである。冷却時間を短縮することは、製品またはプリフォームが冷却手段４２、４４によって充分にまた均一に冷却されないことから、問題のある選択肢である。短縮された時間の間、金型内で冷却された後、また金型から開放直後に製品またはプリフォームに維持される熱の量はきわめて重要であり、成形製品またはプリフォームの厚みに依存する。この内部熱は、成形製品またはプリフォームのスプルー・ゲート領域またはドーム部分や、成形製品またはプリフォームの頸仕上げ部分またはプリフォーム全体に結晶化部分を起こす可能性がある。成形製品またはプリフォームの結晶化を防ぐためには、きわめて積極的な冷却法を用いねばならない。冷却中は、最終的な寸法に悪影響を与えることがある成形製品の収縮を制御するよう注意を払らう必要がある。
【００２８】
図５は、本発明の冷却法に用いることのできるロボット引取板６０の１つの実施例を示す。引取板６０は、複数の中空ホルダまたはレセプタクル６２を備え、これらは水冷管とすることができる。引取板６０として用いることのできる典型的な引取板は、Ｇｅｓｓｎｅｒなどに付与された米国特許第５，４４７，４２６号およびＤｅｌｆｅｒ、ＩＩＩに付与された米国再発行特許第ＲＥ３３，２３７号に示される。これらの特許はいずれも参考文献として本明細書に含まれる。動作中は、複数のホルダ６２の口部が金型板３６の金型コア３８と整合される。成形製品４８のホルダ６２への移送は、イジェクタ板４６の動作によって行われる。本発明によれば、引取板６０には、金型コア３８と同数または金型コアの数の倍数、例えば金型コアの３倍または４倍の数のホルダ６２を設けることができる。コア３８の数よりも多いホルダ６２を備えることによって、１回の成形サイクルよりも長い間、一部の成形製品を保持することが可能になり、それによって成形製品の高出力を保ちながら冷却時間を長くすることができる。本発明の方法は、ホルダ６２が保持する成形製品の相対的な数に関わらず実行可能である。しかし、本発明の好適な実施例においては、ロボット引取板６０は、コア３８の数の３倍の数のホルダ６２を有する。これは、引取板６０が、ホルダ６２と同数のプリフォームまたは成形製品を常に運んでいるわけではないことを意味する。また、１ロットないしバッチのプリフォームを金型コアとキャビティ板との間で金型領域内に２回以上戻して、他のバッチないしロットの成形製品を運ぶことができることを示す。この場合、成形製品は、水などの冷却液を伝える引取板内の中空管６４と上記の米国特許第５，４４７，４２６号により詳細に示されるプリフォームの外壁と間の密接な接触により冷却しつつ運ばれる。管６４と離型された熱い成形製品との間の熱伝達は、伝導により行われる。さらに詳しくは、冷却手段を備える固体材料を用いることができ、これが成形製品の外壁と密接に接触して成形製品を冷却する。成形製品またはプリフォームと冷却手段との間の密接な接触を通じて実現される伝導による熱伝達に基づく冷却システムを利用することにより、処理によって起こる変形または擦り傷を起こさずに製品またはプリフォームの形状が維持される。
【００２９】
必要ならば、引取板に用いられる伝導式の冷却手段６４を対流式の熱伝達手段と置き換えることもできる。当技術で周知の任意の適切な対流式の熱伝達手段を引取板６０と共に用いて、引取板６０が運ぶ成形製品またはプリフォームの外表面を冷却することもできる。
【００３０】
次に図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して、追加ないし付加的な冷却装置７０がロボット引取板６０と共に使用されており、これにより、対流熱伝達により成形製品またはプリフォームの内表面と外表面とを同時に冷却することを可能にすることで、成形後冷却効率を高め、それによってサイクル時間を短縮し、プリフォームの品質を改善している。追加の冷却装置７０は、細長い冷却ピン７４のアレイを備え、この役割は、引取板６０によって保持される成形製品内部の冷却流体を送り出すことである。本発明の好適な実施例においては、冷却流体は、大部分が成形製品またはプリフォームのドーム（スプルー・ゲート）部２２に向かい、直接的に送られる。この部分は、金型内の冷却時間が短くなるために結晶化する機会が最も大きくなる。冷却流体が導入されて環状流のパターンが形成される。本発明により、冷却流体は、例えば液体または気体などの適切な冷媒とすることができる。本発明の好適な実施例においては、冷却流体は冷却ピン７４内部に位置する通路９０を通じて配される加圧空気である。本発明のこの点については、図９（ａ）に、より詳細に示す。
【００３１】
図９（ａ）は、冷却されるプリフォームまたは成形製品４８内に置かれる、本発明による冷却ピン７４を示す。冷却剤の最適な流れを生成するために、冷却ピン７４はプリフォーム４８内部に深く導入され、冷媒がドームまたはスプルー・ゲート部２２に到達することができるようにする。それ他、冷却ピン７４は、更なる冷却コアとして働く。冷却ピン７４は、他の冷却流パターンよりも高い冷却能力を持つ環状流パターンを形成することに役立つ。また、この新規な冷却ピン７４を用いることによって、侵入する吹込冷風と外に出る温風とが完璧に分離されて、これら２つが混じり合うことを防ぐ。
【００３２】
図９（ａ）に示したように、冷却ピン７４はプリフォームまたは成形製品内の中心に置かれ、好ましくは、冷却ピン７４の中心軸２２０がプリフォームの中心軸２２２と整合するようにされる。同図からわかるように、上部領域ＵＰにおける冷却ピン７４の外壁２２４は、距離Ｄだけプリフォームの内壁２２６から隔てられている。さらに、冷却ピン７４の出口ノズル９２は、距離ｄだけドーム部２２の内壁２２８から隔てられている。冷却流体の望ましい環状流パターンを形成するためには、ｄ：Ｄの比が約１：１ないし１０：１の範囲であることが好ましい。また、冷却ピンの出口ノズル９２は拡散型ノズル構造によって形成されることがきわめて望ましい。出口９２に関して拡散型ノズルを利用することが好ましいが、直壁ノズル構造から出口９２を形成することも可能である。
【００３３】
冷却ピン７４はプリフォーム内部に深く入り込み、冷却コアのようにも機能するので、プリフォームから自由に抜けて外に出ようとする温かい空気つまり温風のパターンが環状の形態になる。
【００３４】
冷却ピンの好ましい構造を図９（ａ）に図示したが、図８（ａ）から図８（ｇ）、図１７および図１８に示したように、冷却ピン７４は様々な冷却効果をあげるために、種々の寸法と形状とを有することができる。例えば、図８（ａ）に示すように、冷却ピンの下側部分ＬＰは、ピンの上側部分UPの直径Ｄ１  とは異なる直径Ｄ２  を有することができる。図８（ａ）ないし８（ｃ）に示すように、ピンの上側部分UPが異なる形状を有することもある。図８（ｄ）を参照して、冷却ピン７４は冷却流体を、結晶化が起こる可能性のある成形製品の側壁上に放出する側面出口８２を有することができる。図８（ｅ）に示すように、冷却ピン７４は、特殊な冷却効果を得るための螺旋形の溝８４を有することもできる。同様に、図８（ｆ）および図８（ｇ）に示したように、冷却ピン７４はその周囲に複数のリブ８６あるいは複数の接触要素８８を有することもできる。
【００３５】
図１８（ａ）および図１８（ｂ）に、頸仕上げ部分または本体部分などのドーム部２２以外のプリフォームの領域上に冷媒を送り込むための複数の放射状ないし放射形の導管２３０を有する冷却ピン７４を示した。放射状の導管２３０は、冷却ピンの長さに沿って間隔を置いて配置されて、プリフォーム４８の特定の領域に向けて冷媒を送る。
【００３６】
冷却ピン７４は、適切な熱伝導性あるいは断熱性を有する任意の材料から作ることができる。必要ならば、図１７に示すように冷却ピン７４を多孔性材料２３２から作り、追加の冷媒がドームまたはスプルー・ゲート部分２２以外のプリフォームの領域上にきわめて均一に拡散することもできる。
【００３７】
本発明の好適な実施例において、冷却ピン７４は、成形製品４８のスプルー・ゲートまたはドーム部分２２に最大の冷却が集中して、冷却流体を強力に集中させてこの領域を冷却することを目的として設計される。これにより、スプルー・ゲートまたはドーム部分２２に結晶化領域がないプリフォームなどの成形製品を形成できる。
【００３８】
本発明の装置に使用できる冷風吹込システムを備えた代替のピン構造を、図９（ｂ）に示した。同図に示したように、ピン７４は成形製品４８好ましくは成形製品のドームまたはスプルー・ゲート部２２の内表面に冷たい空気つまり冷風を向ける出口９２を備えた冷風吹出通路９０を有している。通路９０は、入口９４を介して冷風源（図示せず）と連通している。冷却ピン７４には、さらに、成形製品４８の内部から冷風を除去する真空通路９６が設けられている。真空通路９６は、任意の所望の真空源（図示せず）に接続されている。図９（ｂ）に示したように、冷却ピン７４は、ピンの自己整合に用いられるスライディング・パッド１００と、ナット１０２などの締め付け手段とによって、フレーム９８の部分上に載置される。ナット１０２は、雄ネジ部分（図示せず）を有する要素１０４に固定できる。
【００３９】
図６および図７を参照して、冷却ピン７４のアレイが、アルミニウムなど軽量の材料で作ることのできる冷却フレーム９８上に載置されている。本発明によれば、冷却フレーム９８は、垂直位置または水平位置のいずれにおいても動作することができる。いずれの場合でも、フレーム９８は、引取板６０がその最終的な金型外の位置に到達すると、引取板６０に向かって移動することができる。当技術で周知の任意の手段を用いて、フレーム９８を移動させ、高速でそれを進めて、冷却ピン７４を成形製品内に直ちに導入できるようにする。本発明の好適な実施例において、フレーム９８は、油圧シリンダ１１０を用いて移動される。本発明によれば、冷却ピン７４の数は引取板６０内のレセプタクルの数と同数でも、それよりも少なくてもよい。本発明によれば、引取板６０には、成形製品またはプリフォーム４８をレセプタクル６２内に保持する吸引手段（図示せず）などの手段と、引取板からプリフォームを排出する手段とが備えられる。保持手段と排出手段は、本明細書に参考文献として含まれる上記の米国特許第５，４４７，４２６号に開示されるものでもよい。図６（ｃ）および図６（ｄ）に示したように、冷却フレーム９８には、複数の空間１１２が設けられている。この空間１１２によって、引取板６０から排出され、最終的に冷却された成形製品またはプリフォームがコンベヤ１１４上に落とされて、システムから運び出される。本発明の好適な実施例においては、完全に冷却されたプリフォーム４８は、引取板６０から排出されるべきプリフォームを保持するレセプタクル６２に対して冷却ピン７４を横に移動させることで、空間１１２を通じてコンベヤ１１４上に落とされる。これは、冷却フレームが水平位置にある場合である。冷却フレームが垂直位置にある場合は、引取板により落とされるプリフォームに干渉しない。
【００４０】
図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、第１アレイの冷却ピン７４を例示した。図７（ｂ）に示したように、冷却ピン７４はそれぞれ、通路１２２を介して冷却空気源（図示せず）と連通する冷却空気通路９０を有している。通路１２２には、複数のエア・バルブ１２４が組み込まれており、これらのバルブを冷却空気の流れを調整するために用いることができる。このようにして、可変量の冷却空気を冷却ピン７４に供給できる。
【００４１】
次に図７（ｃ）を参照して、各冷却ピン７４に、単純な通路１２６を介して冷却流体源（図示せず）からの空気を直接的に供給することも可能である。さらに、図７（ｄ）に示したように、所望の場合は、通路１２６を、可撓性導管１２８を介して冷却ピンの各々内で流体導管１２０に接続することもできる。
【００４２】
本発明の一実施例において、冷却ピン７４は、数ステップにおいて引取板６０により保持されているプリフォームに入り、また各ステップにおいて、異なる時刻に成形されるプリフォームは異なる温度にある。冷却ステップ全体を最適化し、冷媒の無駄を省くために、冷却の第１ステップの間は、プリフォームはきわめて熱いので、最大量の冷却空気がピンにより送り込まれる。第２ステップ以降では、第１成形プリフォームに係合するピンにより向けられる冷却空気の量は、実質的に、新たに成形された、より熱いプリフォームに向けられる量よりも実質的に少ない。冷却プロセスをさらに最適化するために、熱電対などの既知の適切な温度センサの任意のものを用いて、プリフォームの冷却の前後に温度を測定して、冷却速度の調整を成形サイクルを中断することなく実行できるようにする。好適な実施例において、ある冷却制御手段（図示せず）に接続される熱電対（図示せず）は、引取板６０内で各プリフォームに隣接して配置される。各プリフォームの温度を監視することで、すべての冷却ピン７４または一部の冷却ピン７４に送られる冷却空気の量に対してある程度の調整を行うことができる。これにより、引取板におかれた導電冷却手段の冷却の非効率性または不均一性も補正される。
【００４３】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照して、図１０（ａ）は従来技術によるシステムにより成形されるプリフォーム４８を断面図に示す。この図に示されるように、プリフォーム４８はドーム部分２２および頸部１３を含む４つの異なる部分に結晶性領域を有する。一方、図１０（ｂ）は本発明のシステムを用いて製造されたプリフォーム４８を断面図に示す。図示されるように、結晶性領域はない。
【００４４】
本発明の別の実施例を図１１（ａ）から図１１（ｌ）に示した。これらの図において、引取板６０’は成形サイクル全体を通じて常に垂直位置に維持される。これにより、複雑なモータがなくすことができて、より軽量で、半金型または金型板３２、３６の間に形成される成形空間の内外に移動することを早くできる。このシステムで利用される冷却フレーム９８’は、追加の機能と追加の動きとを有する。まず第１に、ピン７４’は吹込空気を用いて成形製品またはプリフォームを冷却し、吸着空気を用いて成形製品またはプリフォームを引取板６０’から取り出す。プリフォームは、真空によりピン７４’上に保持され、戻り動作中に引取板６０’内で管６２’から離される。冷却フレーム９８’は、引取板６０’に近づきそこから戻る動きを行い、さらに垂直位置からコンベヤ１１４’に平行な水平位置まで移動する回転を行って、真空を停止することによりプリフォームをピン７４’から排出できる。本発明によれば、当技術で周知の任意の適切な手段を用いて、ピン７４’と共に冷却フレーム９８’を回転させることができる。図１１（ａ）ないし図１１（ｌ）に示される本発明の好適な実施例によれば、静止カム１３０をきわめて簡略な手段として用いて、フレームの移行を回転に変換して、冷却フレームが保持するプリフォームをコンベヤ１１４’上に落とすことができる。図１１（ｈ）に示すように、冷却ピン７４’は真空によりプリフォームに係合して、それらを引取板６０’から離すことができる。次に、プリフォームがピン７４’からコンベヤ上に落とされる。
【００４５】
本発明の革新的な冷却装置の動作は、図６（ａ）ないし図６（ｄ）から理解することができる。製品またはプリフォームの変形を防ぐ凝固状態に製品またはプリフォームが達する点まで短縮される金型内冷却プロセスの後で、金型が開放ないし開かれ、引取板６０が金型コア板６０と金型キャビティ板３２との間の成形領域内に移動される。金型コアと金型キャビティ板との間の相対的移動は、当技術で周知の任意の適切な手段（図示せず）を用いて当技術で周知の方法で実行される。引取板６０が金型外位置に到達すると、冷却ピン７４は成形製品と係合して、特に各製品またはプリフォームのドーム領域２２において冷却する。
【００４６】
引取板６０はホルダ６２内でプリフォームの外表面を伝導冷却する水冷手段として説明されるが、プリフォームが引取板内に最初に置かれるときに外表面の冷却を開始したくない場合もあろう。このためには、引取板内の冷却を制御して、プリフォームの内部冷却が開始されるか、あるいは完了するまで冷却を開始しないようにする手段を設けることもある。例えば、適切なバルブ手段（図示せず）を引取板に組み込んで、所望の時点まで冷却流体の流れを妨げることができる。この方法で、プリフォームの内部および外部の冷却を同時に、あるいは少なくとも部分的に同時に、あるいは逐次的に実施することができる。
【００４７】
図１６に、冷却手段を持たない引取板６０”を用いて成形領域から成形プリフォームを取り出す別の実施例を示す。引取板６０”は、１バッチ分または複数バッチ分のプリフォームのいずれかに対応するのに充分な数のプリフォーム・ホルダ６２”を有する。プリフォームは、真空手段（図示せず）によって保持され、この真空手段が開口部２４０を介してプリフォーム４８のスプルー・ゲートまたはドーム部分２２に吸着する。プリフォームは、プリフォームを冷却気体／空気を用いて直接的に冷却できる所望の構造を有することができるホルダ６２”によって保持される。ホルダ６２”は、プリフォームを保持するに充分な強度を持つことが好ましく、穿孔部または他の開口部２４２，２４４を有しており、この部分ではホルダはプリフォームと直接的な接触をしない。プリフォームの外表面を部分的にしか覆わないこの種のホルダを備えることによって、プリフォームを外表面で冷却して、なおかつ冷却ピン７４によって内部からさらに冷却することができる。この場合、冷却ステップは、プリフォームを金型から引取板６０”に移送するステップと、引取板６０”を成形領域の外側に移動して成形領域に隣接する冷却領域に移動するステップとによって構成される。冷却領域において、プリフォーム４８は、フレーム９８と、少なくとも部分的にプリフォーム内部に入り込む冷却ピン７４とを用いて内部から冷却される。同時に、引取板６０”に保持されるプリフォーム４８は、その外表面を、プリフォーム・ホルダに冷媒流体を吹き付ける別の冷却ステーション２５０によって対流冷却される。図１６に示すように、追加の冷却ステーション２５０は、プリフォームの外表面に冷媒を吹き付ける複数のノズル２５２，２５４，２５６を有する。ノズル２５２，２５４，２５６は、引取板６０”の窓部２５８を通じて、プリフォームの外表面に対して、プリフォーム・ホルダ内の窓部または開口部２４２，２４４を介して冷却流体を吹き付ける。ノズル２５２，２５４，２５６は、プリフォーム・ホルダ６２”内の開口部２４２，２４４を通じて、プリフォームの外表面に冷却流体を吹き付ける。追加の冷却ステーション２５０は、２つのプリフォームを冷却するノズルを有して図示されるが、実際には、冷却ステーション２５０は、任意の所望の数のプリフォームの外表面を冷却するのに必要な数だけのノズルを有することができることはいうまでもない。
【００４８】
追加の冷却ステーション２５０を用いると、引取板６０”とは独立した冷却手段を用いて、プリフォーム４８を中と外で同時に冷却することができる。この方法を用いると、引取板６０”がきわめて軽量で、使用が迅速で容易になる。所望の場合は、プリフォーム・ホルダ６２”が頸部の周りのみでプリフォームを掴み、より広く開口された窓部を残して、吹き付けた冷却流体がプリフォームの外側部分を冷却することができる。
【００４９】
本発明の別の実施例により、引取板は吹付空気を用いる外部冷却手段を備えることも、あるいは冷却手段を備えないこともある。いずれの場合も、本発明の新規な冷却方法および装置を用いて内部冷却を実現する。
【００５０】
本発明の革新的冷却方法および装置は、高空洞化金型において成形されるプリフォームを冷却するのにきわめて有利である。金型を流れる溶融樹脂の温度は様々な理由からかなり変動することが知られている：その理由としては（ａ）ホット・ランナ・マニホールドが均一に加熱されない；（ｂ）マニホールドの溶融路内部に境界層が形成される；（ｃ）金型キャビティが均一に冷却されない；および（ｄ）金型のゲート領域における冷却が不充分であることがある。金型の両端で温度が変動する結果として、冷却時間を局所的レベルに調整して、最終的なプリフォームに結晶化が起こる前に最も熱いプリフォームを冷却しなければならないということが起こる。結晶化部分の形成を防ぐために、本発明の冷却システムは、各金型の温度特性に合わせて調整できる異なる冷却パターンを提供することができる。引取板６０内のセンサを設けて、各冷却ピン７４からの冷却量を調整することができる。金型内部で温度が不均一になる結果としてはさらに、多くの場合、プリフォームのドーム部分２２に位置するゲート・スプルー領域が成形プリフォームの中で最も熱い部分になるということが起こる。このスプルー・ゲート部分は金型閉位置において、よりゆっくりと冷却されるので、金型内冷却があまりに長すぎたり、金型の外で追加的な冷却が行われない場合は、この部分が高度に結晶化する可能性がある。本発明によれば、スプルー・ゲート領域に直接隣接するプリフォーム内部に冷風を吹き込む冷却ピン７４は、きわめて効率的に、プリフォーム内での結晶化領域の形成を防ぐ新規の動作である。
【００５１】
本発明の革新的冷却方法および装置は、引取板の冷却の非効率性を補正するにもきわめて有利である。熱い成形製品と冷却管との接触が不完全なために、引取板に保持される成形製品の温度が引取板の両端で変わることがある。本発明により、引取板または冷却フレーム内に配置される温度センサを用いて、各プリフォームに向けられる冷却流体の量を可変する冷却制御ユニットに情報を提供することができる。
【００５２】
上記に説明した適応冷却方法はさらに、成形プリフォームの温度パターンが１日の間に、あるいは使用される特定の樹脂の機能により、あるいは機械の設定により、あるいはホット・ランナ・ノズルにおけるバルブ・ステムの作動が不適切なために起こるプリフォームの厚みの局所的な変動、あるいは金型キャビティ内でコアが不均等にずれることなどによって、変動する可能性があることを考慮できるのできわめて有利である。このような状況は予測不能であり、なおかつ容易に修復できない。しかし、本発明は、各々の成形製品またはプリフォームの温度に基づき各キャビティに関する成形後冷却ステップを調整するための機構を提供する。
【００５３】
引取板および冷却フレームの設計と動作を簡素にすることによって、成形後冷却時間を長くするためにサイクル時間を大幅に短縮することができる。これは、剛性，運動の精度，冷却ピンと引取板上の成形製品またはプリフォームとの整合および変動などきわめて重要な組み立て，保守および動作上の制約を考慮に入れなければならない。また、ピンを備える冷却フレームの位置は、装置全体の「設置面積」を小さくするように決定しなければならない。
【００５４】
この点に関して、図１３（ａ）および図１３（ｂ）を参照する。これらの図では、引取板６０が追加的な空冷ステップの間、垂直位置に、すなわち金型板３２，２６に平行になる。冷却フレーム９８が引取板６０に向けて移動され、冷却ピン７４が成形製品またはプリフォーム４８内に入る。すべてのプリフォームが冷却されると、冷却フレーム９８は退出して、引取板６０は９０度回転され、引取板６０から取り出される。この方法では、回転手段と、引取板から排出されるプリフォームとの干渉を防ぐための手段とを必要とせず、冷却フレームの設計が簡単になる。
【００５５】
本発明の別の実施例を示す図１４を参照する。この実施例では、ロボット引取板６０は、プリフォーム４８をその回転軸に平行な軸に沿って移動するための追加の移動手段１５０によって構成される。プリフォーム４８をこのようにさらに移動させることにより、冷却プロセスの間は、実質的に静止状態にある冷却フレーム９８が簡素化される。図１４に示すように、引取板６０またはプリフォームを保持するその他の手段が静止状態の冷却フレーム９８に向かい軸Ｘに沿って移動される。冷却ステップの後で、引取板６０が９０度回転し、コンベヤ１１４に対向して、冷却されたプリフォームが排出される。
【００５６】
さらに、引取板６０に付属される新規の空冷手段を示す図１５を参照する。この図に示される方法によって、冷却ピンを保持する別のフレームが必要でなくなり、そのために冷却システムの寸法が小さくなり、射出成形装置の寸法も小さくなる。新規の冷却ピン１７４は、ほぼＵ字型で、すべてが一緒にプリフォーム４８に平行に移動することができのるで、ピストンＢＢまたは他の任意の既知手段により作動される薄帯片１７６を用いて、プリフォーム内部に導入し、またプリフォームの外に移動できる。ピン１７４はまた、プリフォームに平行な軸「Ａ」の周囲にも回転することができるので、プリフォームとの軸整合状態になり、そこから脱することができる。このようにすべてのピン１７４を同時に回転させることは、当技術では周知の任意の適切な手段によって行うことができる。本発明により、Ｕ字型冷却ピン１７４はプリフォームに入り込むアーム「Ａ」と、アーム「Ａ」に平行でアーム「Ａ」を移動させるために用いられるアーム「Ｃ」と、アーム「Ａ」をアーム「Ｃ」に接続するアーム「Ｂ」とを有する。アーム「Ｃ」の軸Ａの周囲にピンを回転させることは、様々な方法で行うことができる。図１５に示すように、これはピストンAAによって動作され、各冷却ピンのアーム「Ｃ」に付属されるピニオン１８０と係合する細長いラック１７８を用いて行うことができる。一方が移動状態で一方が回転状態のとき、摩擦手段を用いても同じ回転を行うことができる。コア３８から引取板６０の冷却管６２までプリフォーム４８を移動する間、Ｕ字型冷却ピン１７４は各冷却管６２に隣接して位置する専用の位置に「停止」して、移動するプリフォームに干渉しないようにすることができ、それによって金型を開くための空間が小さくて済む。プリフォーム９８が引取板６０に保持された直後は、引取板６０に付属する冷却ピン１７４がピストンBBおよび片１７６によって前に移動し、アーム「Ａ」がプリフォームの頂点に来ることができる一定の高さにピンが到達すると、プリフォームと軸整合状態で回転され、ピストンBBが退出することによって最終的にプリフォーム内部に導入される。片１７６と各アーム「Ｃ」との恒久的な接触が、ショルダ１８１に対して動作するコイル・バネ１８２またはその他の適切な任意の手段によりなされる。引取板に付属する冷却ピンのこの設計により、次のような利点がもたらされる。冷却システムの規模を簡素化し小さくする，内側の冷却がプリフォームが引取板内に入る直後に開始するので冷却速度が改善される，引取板の移動中に、プリフォームが引取板によって冷却される間、実際的には連続して内部冷却を行うことができる。冷却されたプリフォームを排出する間、冷却ピンを再びその初期の位置に向かって回転して、プリフォームとは整合しないようにしなければならない。
【００５７】
図１２をさらに参照する。同図において、半金型３２，３６内に組み込まれる冷却路２１０によって構成される空冷手段が示されており、これは金型の開放中におよびその直後で、引取板が成形領域に入る前に金型コアにより保持されるプリフォームを冷却することができる。この追加の冷却ステップは、引取板が金型領域に入る前に、また引取板に移送される前にプリフォームをさらに固化させる。
【００５８】
本明細書の他の図面から容易に理解頂ける本発明の別の実施例により、ロボットと引取板とは１バッチ分のプリフォームしか保持しない。射出ステップの後で、引取板は金型領域の外側に停止して、冷却空気または冷やされた空気が冷却ピンから各プリフォーム内部に吹き込まれる。冷却されたプリフォームは引取板から排出され、引取板はプリフォームを持たずに成形領域に戻される。
【００５９】
図２３は、冷却ピン７４を保持するフレーム９８の代替構造を示す。この図に示すように、フレーム９８は２つの対向面に冷却ピン７４を有する。さらに、フレームは第１軸３００と第１軸３００に垂直の第２軸３０２との周囲に回転することができる。当技術で周知の任意の適切な手段（図示せず）を用いて、軸３００，３０２の周囲にフレーム９８を回転させることができる。
【００６０】
この種の構造を提供することで、第１組の冷却ピン７４を引取板６０内のプリフォーム４８に係合させ、プリフォームの内部冷却を開始することが可能になる。プリフォーム４８は、次に引取板６０内でホルダ６２から、ピン７４上に移送される。フレーム９８は、軸３００，３０２のうち１つ以上の軸の周囲に回転することができ、その間にプリフォーム４８の内部冷却がピン７４によって実行される。第１組のプリフォームが図２３に示される左側の位置に到達すると、第２組の冷却ピン７４が引取板６０内に保持される第２組のプリフォーム４８と係合する。所望の場合は、左側の組のプリフォーム４８は、外表面に冷風を吹き付ける複数のノズル（図示せず）を有する冷却ステーション３０４を用いて、外表面を対流冷却することができる。所望の場合は、フレーム９８は、それに付属するプリフォーム保持板３０８を備えることもある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】射出ステップ中およびその後における時間に対するプリフォーム温度を示すグラフである。
【図２】金型内のプリフォームを概略的に示す説明図である。
【図３（ａ）】冷却中の成形プリフォームの壁の両端における温度勾配ないし傾斜を示す説明図である。
【図３（ｂ）】冷却中の成形プリフォームの壁の両端における温度傾斜ないし傾斜を示す説明図である。
【図３（ｃ）】プリフォーム壁に沿う温度プロフィルを示す説明図である。
【図４】従来技術による射出成形金型を示す断面図である。
【図５】固定金型板と可動金型板との間の成形領域に置かれるアーム・ツール端部（ＥＣＡＴ）装置を備える可動ロボットを示す断面図である。
【図６（ａ）】ロボット引取板（またはアーム・ツール端部（ＥＯＡＴ））および冷却ピンを保持するフレームを含む本発明の実施例を示す側面図である。
【図６（ｂ）】ロボット引取板（またはアーム・ツール端部（ＥＯＡＴ））および冷却ピンを保持するフレームを含む本発明の実施例を示す側面図である。
【図６（ｃ）】図６（ａ）および図６（ｂ）の実施例の正面図である。
【図６（ｄ）】図６（ａ）および図６（ｂ）の実施例の正面図である。
【図７（ａ）】本発明の第１実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図７（ｂ）】本発明の第１実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図７（ｃ）】本発明の第１実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図７（ｄ）】本発明の第１実施例によるフレームと冷却ピンを示す説明図である。
【図８（ａ）】本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図８（ｂ）】本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図８（ｃ）】本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図８（ｄ）】本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図８（ｅ）】本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図８（ｆ）】本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図８（ｇ）】本発明による冷却ピンのいくつかのデザインを示す説明図である。
【図９（ａ）】本発明の２つの実施例における冷却ピンのより詳細な説明図である。
【図９（ｂ）】本発明の２つの実施例における冷却ピンのより詳細な説明図である。
【図１０（ａ）】従来技術による方法で生成される結晶化部分を有するプリフォームを示す説明図である。
【図１０（ｂ）】本発明の方法による結晶化部分を持たないプリフォームを示す説明図である。
【図１１（ａ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｂ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｃ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｄ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｅ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｆ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｇ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｈ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｉ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｊ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｋ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１１（ｌ）】本発明によるフレームおよび冷却ピンの別の実施例を示す説明図である。
【図１２】空気冷却路が半金型内に組み込まれるシステムの断面図である。
【図１３（ａ）】本発明の冷却システムの別の実施例の側面図である。
【図１３（ｂ）】本発明の冷却システムの別の実施例の側面図である。
【図１４】本発明の冷却システムの別の実施例を有する射出成形システムの上面図である。
【図１５】引取板に付着される成形製品内部を冷却する機構を示す本発明の冷却システムのさらに別の実施例の断面図である。
【図１６】冷却手段を持たない引取板を用いて成形領域から成形プリフォームを取り出す本発明の実施例を示す説明図である。
【図１７】本発明による代替の冷却ピンの構造を示す説明図である。
【図１８（ａ）】本発明によるさらに別の代替の冷却ピンの構造を示す説明図である。
【図１８（ｂ）】本発明によるさらに別の代替の冷却ピンの構造を示す説明図である。
【図１９】プリフォーム内部を冷却する従来技術による方法を示す説明図である。
【図２０】プリフォーム内部を冷却する従来技術による方法を示す説明図である。
【図２１】プリフォームの内部と外部とを冷却する従来技術による別のシステムを示す説明図である。
【図２２】周辺空気を吸引してプリフォームを冷却する従来技術によるシステムを示す説明図である。
【図２３】フレームの複数の表面上に冷却ピンを有する代替のフレーム構造を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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【図６（ｄ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図７（ｄ）】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図８（ｄ）】
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【図８（ｅ）】
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【図８（ｆ）】
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【図８（ｇ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１１（ｃ）】
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【図１１（ｄ）】
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【図１１（ｅ）】
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【図１１（ｆ）】
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【図１１（ｇ）】
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【図１１（ｈ）】
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【図１１（ｉ）】
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【図１１（ｊ）】
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【図１１（ｋ）】
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【図１１（ｌ）】
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【図１２】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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