特許 6014874 プリフォームの成形用金型、およびプリフォームの冷却方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6014874

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】プリフォームの成形用金型、およびプリフォームの冷却方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/73 20060101AFI20161013BHJP

   B29C 49/06 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/73

   B29C49/06

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-158311(P2012-158311)

(22)【出願日】2012年7月17日

(65)【公開番号】特開2014-19011(P2014-19011A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年5月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】394006004

【氏名又は名称】パンチ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075959

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 保

(72)【発明者】

【氏名】森久保 有司

【審査官】 長谷部 智寿

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００６−５２６５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２０６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１１１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１８７４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３４８０４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

Ｂ２９Ｃ ４９／００−４９／８０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
前記ネックリングのアンダーカット部が形成されていない側の係合部に前記コアリングの段差部が係合し、前記ネックリングのアンダーカット部が形成されている側の係合部に前記キャビティが係合してなり、
前記ゲートインサートには、該ゲートインサートのプリフォーム形成側である前記孔の表面から深さ方向に均等な距離の位置に該ゲートインサートの壁部を貫通して、該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するようにリング状に水管回路が形成されてなり、
前記リング状に形成される水管回路は、相互に連通しており、該水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入すると、水は、最上段の水管回路内を流れ、次段の水管回路に連通する水管流路に到達して、水管流路内に流れ、次々段の水管回路に連通する水管流路に到達し、この水管流路を流れて、冷却水が外部に排出されることによって、
前記プリフォームの底部を冷却するようにしたことを特徴とするプリフォーム用射出成形金型。

【請求項2】

成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
前記ネックリングのアンダーカット部が形成されていない側の係合部に前記コアリングの段差部が係合し、前記ネックリングのアンダーカット部が形成されている側の係合部に前記キャビティが係合してなり、
前記ゲートインサートには、該ゲートインサートのプリフォーム形成側である内壁面から均等な距離の位置に、該ゲートインサートの壁部を貫通して該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するように螺旋状に水管回路が形成されてなり、
前記リング状に形成される水管回路は、相互に連通しており、該水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入すると、水は、最上段の水管回路内を流れ、次段の水管回路に連通する水管流路に到達して、水管流路内に流れ、次々段の水管回路に連通する水管流路に到達し、この水管流路を流れて、冷却水が外部に排出されることによって、
前記プリフォームの底部を冷却するようにしたことを特徴とするプリフォーム用射出成形金型。

【請求項3】

成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
相互に連通し水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入し、該最上段の水管回路内から、次段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々々段の水管回路に連通する水管流路に流水して、前記各水管流路によって該ゲートインサートのプリフォーム形成側である前記孔の表面から深さ方向に均等な距離の位置に該ゲートインサートの壁部を貫通して、該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するようにリング状に流水し、該ゲートインサートをリング状に周回して冷却するようにしたことを特徴とするプリフォームの冷却方法。

【請求項4】

成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
相互に連通し水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入し、該最上段の水管回路内から、次段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々々段の水管回路に連通する水管流路に流水して、前記各水管流路によって該ゲートインサートのプリフォーム形成側である前記孔の表面から深さ方向に均等な距離の位置に該ゲートインサートの壁部を貫通して、該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するように螺旋状に流水し、該ゲートインサートを螺旋状に周回して冷却するようにしたことを特徴とするプリフォームの冷却方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラスチックボトルを成形する際に予備成形されるプリフォームの生産性を向上することのできるプリフォームの成形用金型、およびプリフォームの冷却方法に関する。

【背景技術】

【0002】

日常生活において、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成形される容器（ペットボトル）は、優れた機械的性質や透明性などの理由によって清涼飲料水などを入れる容器として汎用されている。
このような清涼飲料水などを入れる容器（ペットボトル）を製造するにあたっては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の溶融樹脂を用いて直接ブロー成形して容器（ペットボトル）を製造するのではなく、あらかじめ射出成形法などによって有底円筒状の成形材料であるプリフォームを予備成形品として成形し、この予備成形されたプリフォームを用いて行っている。
すなわち、あらかじめ予備成形されて整形されたプリフォームを、延伸ブロー成形機内にセットし、この延伸ブロー成形機の容器（ペットボトル）成形用の金型内において加熱され軟化した状態で空気等の気体をプリフォーム内に吹き込み膨張成形する延伸ブロー成形法（ブロー成形）によって効率的に製造されている。

【0003】

このように容器（ペットボトル）は、あらかじめ予備成形されて整形されたプリフォームを、連続的に流しながら延伸ブロー成形機によってブロー成形して製造されている。この容器（ペットボトル）のプリフォームは、プリフォーム成形用の金型を用いて、一度に複数個のプリフォームを製造している。
このようなプリフォームは、成形用金型内に溶融した樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））をインジェクションで封入し、この樹脂を冷却固化して、取り出すことによって製造している。

【0004】

プリフォームは、このように製造されるものであるから、プリフォームの製造に要する時間は、成形用金型内にインジェクションによって溶融した樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））が封入され、この溶融した樹脂が成形用金型内で固化し、成形用金型から取り出されるまでの時間によって決定される。すなわち、プリフォームの製造に要する時間は、成形用金型の中にインジェクションによって溶融樹脂を封入する時間、成形用金型を冷却して溶融樹脂を固化する時間、固化した樹脂を取り出す時間の合計の時間で決まる。
したがって、プリフォームの製造効率を向上するためには、これらのいずれかの時間を短縮することで実現が可能となる。

【0005】

しかしながら、成形用金型内にインジェクションによって溶融樹脂を封入する時間と、固化した樹脂を取り出す時間については、時間短縮に限界があり、この２つの時間を短縮してプリフォームの製造効率の向上を図るのは難しい。
そこで、プリフォームの製造効率を向上するために、成形用金型を冷却して溶融樹脂を固化する時間を短縮することが検討されている。
そこで、従来のプリフォームの成形用金型においては、プリフォームを形成する部分となるネックリングと、キャビティと、ゲートインサートと、コアを外部より水を供給して、成形用金型のプリフォームを形成する部分を冷却し、射出成形機によって成形用金型内に封入された溶融樹脂を冷却することを行っている。

【0006】

しかしながら従来のプリフォームの成形用金型にあっては、ゲートインサートに形成する水管回路は、水管回路を切削によって形成するため、プリフォームを形成する内壁面の周囲に直線状の水管を形成してある。すなわち、ゲートインサートに形成する水管回路の位置は、ゲートインサートを横方向に断面した場合、プリフォームの外周面に対して菱形状に形成されている。
このようなプリフォームに関しては、例えば、特許文献１に記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９−４５８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

このプリフォームに関しては、特許文献１に示すように樹脂の使用量の削減と軽量化についての検討はなされているが、プリフォームを製造するに当たって、溶融樹脂を冷却するゲートインサートに形成する水管回路についての改善については、検討がなされていない。
このため従来のプリフォームを製造するプリフォームの成形用金型のゲートインサートに形成される水管回路は、直線状に形成されているため、プリフォームの外周面に対して水管回路までの距離が近いところと遠いところが存在するものとなっている。

【0009】

プリフォームの生産性を向上させるためには、ゲートの部分（プリフォームの底の部分）を早く均一に所定温度まで下げることが重要である。
このため、従来のプリフォームの製造に当たって、プリフォームの製造効率を向上するために、水管回路内に温度の低い水を供給して、成形用金型の冷却を調整して溶融樹脂の固化する時間を短縮することが試みられている。
プリフォームを形成する溶融樹脂の固化する時間を短縮するには、温調の温度を低くしてプリフォームを形成する溶融樹脂を短時間で冷却することが考えられる。しかしながら、このように温調の温度を低くして急速にプリフォームを形成する溶融樹脂を冷却すると、プリフォームの底の部分（底部）が白化して、品質不良を生じてしまうという問題点を有している。

【0010】

また、プリフォームを形成する溶融樹脂の固化する時間を短縮するには、水管回路内に供給する水の水量を多くしてプリフォームを形成する溶融樹脂の温度を短時間で冷却することが考えられる。しかしながら、水管回路の径を変更することは、製造するプリフォームの大きさから難しい。そのため、プリフォームを形成する溶融樹脂を短時間で冷却するには、水管回路内に供給する水の流速を上げて水量を多くする方法が考えられる。しかし、現在の設備で水管回路内に供給する水の流速を上げて水量を多くすることは難しい状況となっている。
このため、現状では、ゲート部の冷却に現状設備で対応できる最低温度の水を最適な流速で供給している。

【0011】

本発明の目的は、ゲート部および底部を均一に短時間で所定温度まで下げることのできるプリフォームの成形用金型、およびプリフォームの冷却方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の本発明に係るプリフォームの成形用金型は、成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
前記ネックリングのアンダーカット部が形成されていない側の係合部に前記コアリングの段差部が係合し、前記ネックリングのアンダーカット部が形成されている側の係合部に前記キャビティが係合してなり、
前記ゲートインサートには、該ゲートインサートのプリフォーム形成側である前記孔の表面から深さ方向に均等な距離の位置に該ゲートインサートの壁部を貫通して、該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するようにリング状に水管回路が形成されてなり、
前記リング状に形成される水管回路は、相互に連通しており、該水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入すると、水は、最上段の水管回路内を流れ、次段の水管回路に連通する水管流路に到達して、水管流路内に流れ、次々段の水管回路に連通する水管流路に到達し、この水管流路を流れて、冷却水が外部に排出されることによって、
前記プリフォームの底部を冷却するようにしたことを特徴としている。

【0013】

上記課題を解決するためになされた請求項２に記載の本発明に係るプリフォームの成形用金型は、成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
前記ネックリングのアンダーカット部が形成されていない側の係合部に前記コアリングの段差部が係合し、前記ネックリングのアンダーカット部が形成されている側の係合部に前記キャビティが係合してなり、
前記ゲートインサートには、該ゲートインサートのプリフォーム形成側である内壁面から均等な距離の位置に、該ゲートインサートの壁部を貫通して該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するように螺旋状に水管回路が形成されてなり、
前記リング状に形成される水管回路は、相互に連通しており、該水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入すると、水は、最上段の水管回路内を流れ、次段の水管回路に連通する水管流路に到達して、水管流路内に流れ、次々段の水管回路に連通する水管流路に到達し、この水管流路を流れて、冷却水が外部に排出されることによって、
前記プリフォームの底部を冷却するようにしたことを特徴としている。

【0014】

上記課題を解決するためになされた請求項３に記載の本発明に係るプリフォームの冷却方法は、成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
相互に連通し水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入し、該最上段の水管回路内から、次段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々々段の水管回路に連通する水管流路に流水して、前記各水管流路（によって該ゲートインサートのプリフォーム形成側である前記孔の表面から深さ方向に均等な距離の位置に該ゲートインサートの壁部を貫通して、該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するようにリング状に流水し、該ゲートインサートをリング状に周回して冷却するようにしたことを特徴としている。

【0015】

上記課題を解決するためになされた請求項４に記載の本発明に係るプリフォームの冷却方法は、成形用金型取り付け用のプレートに固定するための固定部と、該固定部に設けられるフランジ部と、該固定部の前記フランジ部が形成されている側とは反対側に、該固定部の径よりも小径に形成される支持部と、該支持部先端のプリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部とによって構成されているコアと、
筒状に形成される筒状本体と、該筒状本体の一方の端部に形成され、前記筒状本体の内径よりも大径となる段差部とを備えるコアリングと、
プリフォームの口栓部を形成するためのもので筒状に形成される筒状部と、該筒状部の外周に設けられるフランジ部と、該筒状部の両側に形成される係合部と、前記筒状部の一端の内壁に設けられ、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部とを備えるネックリングと、
プリフォームの胴部を形成するためのもので円筒状に形成されるキャビティ本体と、該キャビティ本体の一端に設けられるフランジ状の取り付け部と、該キャビティ本体の外周面に設けられる周回し水を流す水路となっており、前記キャビティ本体の外周面を冷却する水管回路を形成している複数の溝とを備えるキャビティと、
プリフォームの底部を形成するためのもので円柱状に形成されるゲートインサート本体と、該ゲートインサート本体の一端に形成され、成形用金型内に溶融した樹脂をインジェクションで封入するノズルユニットをジョイントするための凹孔と、前記ゲートインサート本体の他端に形成されプリフォームの底部を形成するためのすり鉢状に形成される孔とからなるゲートインサートと、
からなり、
相互に連通し水管回路の入り口から最上段の水管流路に水を注入し、該最上段の水管回路内から、次段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々段の水管回路に連通する水管流路に流水し、該水管流路内を流れる水を、次々々段の水管回路に連通する水管流路に流水して、前記各水管流路によって該ゲートインサートのプリフォーム形成側である前記孔の表面から深さ方向に均等な距離の位置に該ゲートインサートの壁部を貫通して、該ゲートインサートの前記孔の表面を周回するように螺旋状に流水し、該ゲートインサートを螺旋状に周回して冷却するようにしたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係るプリフォームの成形用金型によれば、ゲート部および底部を均一に短時間で所定温度まで下げることができる。
また、本発明に係るプリフォームの冷却方法によれば、ゲート部および底部を均一に短時間で所定温度まで下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係るプリフォームの成形用金型の第１の実施例を示す図である。

【図2】図１に図示のプリフォームの成形用金型のコアの全体斜視図である。

【図3】図２に図示のプリフォームの成形用金型のコアの断面斜視図である。

【図4】図１に図示のプリフォームの成形用金型のコアリングを示す図である。

【図5】図１に図示のプリフォームの成形用金型のネックリングを示す図である。

【図6】図１に図示のプリフォームの成形用金型のキャビティの全体斜視図である。

【図7】図６に図示のプリフォームの成形用金型のキャビティの断面斜視図である。

【図8】図１に図示のプリフォームの成形用金型のゲートインサートを示す図である。

【図9】本発明に係るプリフォームの成形用金型のゲートインサートの基礎となる造形用プレートを示す図である。

【図10】図９に図示の造形用プレートの上に金属粉末を焼結積層して形成したゲートインサート本体の原形を示す図である。

【図11】図１０に図示のゲートインサート本体の原形を機械加工して形成したゲートインサートの全体斜視図である。

【図12】図１１に図示のゲートインサート本体の水管回路の配置状態を示す図である。

【図13】本発明に係るプリフォームの成形用金型の第２の実施例を示す図である。

【図14】図１３に図示のプリフォームの成形用金型のゲートインサートを示す図である。

【図15】図１３に図示のゲートインサート本体の水管回路の配置状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明にかかるプリフォームの成形用金型、およびプリフォームの冷却方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【実施例1】

【0019】

図１には、本発明に係るプリフォームの成形用金型、およびプリフォームの冷却方法の実施例１が示されている。
プリフォームは、口栓部、胴部及び胴部の端部を閉塞する底部を備える構成となっているプラスチックボトル成形用プリフォームである。

【0020】

プリフォームの成形用金型１は、図１に示す如く、コア２と、コアリング３と、ネックリング４と、キャビティ５と、ゲートインサート６とによって構成されている。

【0021】

コア２は、図２，図３に示す如く、形成されている。
図２，図３において、コア２は、円柱状に形成されており、固定部２１と、フランジ部２２と、支持部２３と、棒状部２４とによって構成されている。
このコア２には、成形用金型取り付け用のプレートに固定するため、固定部２１にフランジ部２２が設けられている。
また、固定部２１には、フランジ部２２が形成されている側とは反対側に、固定部２１の径よりも小径に形成される支持部２３が設けられている。この支持部２３は、コアリング３と、ネックリング４とを所定の位置に支持するためのものである。

【0022】

この支持部２３先端には、プリフォームの内壁と同様の形状に形成される棒状部２４が形成されている。この棒状部２４は、射出成形機から射出される溶融樹脂を外周面で受けて、プリフォームの内周面を形成するためのものである。

【0023】

コアリング３は、図４に示す如く、形成されている。
図４において、コアリング３は、筒状に形成される筒状本体３１を有している。この筒状本体３１の一方の端部は、筒状本体３１の内径よりも大径となる段差部３２が形成されている。
このコアリング３は、筒状本体３１の一端面がコア２の固定部２１に接触するとともに、コアリング３の筒状本体３１の内面が、コア２の支持部２３に接触するようになっている。

【0024】

このコアリング３の一方の端部に形成される段差部３２には、後述するネックリング４が係合するようになっている。このようにコアリング３は、ネックリング４を押さえ付けて位置決めする作用を有している。すなわち、コアリング３の段差部３２によってネックリング４が支持されている。

【0025】

ネックリング４は、図５に示す如く、形成されている。
図５において、ネックリング４は、プリフォームの口栓部を形成するためのもので、筒状に形成される筒状部４１を有している。この筒状部４１の外周には、フランジ部４２が設けられており、このフランジ部４２によって筒状部４１の両側に係合部４３，４４が形成されている。
この筒状部４１の一端の内壁には、プリフォームの口栓部を形成するためのアンダーカット部４５が設けられている。

【0026】

そして、このネックリング４の他端の合わせ部４６は、コア２の支持部２３に接触するようになっている。
また、このネックリング４は、筒状部４１の一端のアンダーカット部４５が形成されていない側の係合部４４が、コア２に取り付けられるコアリング３の段差部３２と係合し、筒状部４１の他端のアンダーカット部４５が形成されている側の係合部４３が後述するキャビティ５と係合するようになっている。

【0027】

キャビティ５は、図６，図７に示す如く、形成されている。
図６，図７において、キャビティ５は、プリフォームの胴部を形成するためのもので、円筒状に形成されるキャビティ本体５１を有している。
このキャビティ本体５１の一端には、フランジ状の取り付け部５２が設けられている。
このキャビティ５のキャビティ本体５１の外周面には、周回する複数の溝５３が設けられている。この溝５３は、図７に示す如く、水を流す水路となっており、キャビティ本体５１の外周面を冷却する水管回路を形成している。

【0028】

また、キャビティ本体５１の一端に設けられる取り付け部５２には、図７に示す如く、内壁面に、キャビティ本体５１の内径よりも大径となる係合段部５４が形成されている。この係合段部５４には、ネックリング４の筒状部４１の係合部４３が係合するようになっている。

【0029】

ゲートインサート６は、図８に示す如く、形成されている。
図８において、ゲートインサート６は、プリフォームの底部を形成するためのもので、円柱状に形成されるゲートインサート本体６１を有している。
このゲートインサート本体６１の一端には、成形用金型内に溶融した樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））をインジェクションで封入するノズルユニット７１をジョイントするための凹孔６２が形成されている。また、ゲートインサート本体６１の他端には、プリフォームの底部を形成するためにすり鉢状の孔６３が形成されている。

【0030】

この凹孔６３と孔６２とは連通路６４によって連通するように形成されている。したがって、ノズルユニット７１から射出された溶融樹脂は、連通路６４を通ってゲートインサート６の孔６３内に射出されるようになっている。
このゲートインサート６は、プリフォームの底部を形成するためのもので、このプリフォームの底部は、ノズルユニット７１から射出された溶融樹脂によって形成された後、ゲートインサートに形成された水管を流れる水によって冷却される。

【0031】

このプリフォームの底部を形成する樹脂の冷却のため、ゲートインサート６には、リング状に水管回路６５が形成されている。この水管回路６５は、ゲートインサート６のプリフォーム形成側である内壁面から均等な距離の位置に、ゲートインサート６の壁部を貫通してリング状に水管回路６５を形成し、ゲートインサート６の内壁面（孔６３の表面）を周回するようにリング状に形成されている。
このリング状に形成される水管回路６５は、連通しており、水管回路６５の入り口６５ａから最上段の水管流路６６ａに水を注入すると、水は、最上段の水管回路６５内を流れ、次段の水管回路６５に連通する水管流路６６ｂに到達して、水管流路６６ｂ内に流れる。

【0032】

次段の水管回路６５に連通する水管流路６６ｂ内を流れる水は、次段の水管回路６５に到達し、次段の水管回路６５内を流れ、次々段の水管回路６５に連通する水管流路６６ｃに流れる。次々段の水管回路６５に連通する水管流路６６ｃに流れた水は、次々段の水管回路６５に到達し、次々段の水管回路６５内を流れ、次々段の水管回路６５に連通する水管流路６６ｄに到達し、この水管流路６６ｄを流れて、冷却水は、外部に排出される。

【0033】

このゲートインサート６に形成されるリング状の水管回路６５は、ゲートインサート６の壁部を貫通してリング状に、かつゲートインサート６のプリフォーム形成側の内壁面から均等な距離の位置に、ゲートインサート６の内壁面（孔６３の表面）を周回するようにリング状に形成されている。
このようなゲートインサート６は、図９〜図１２に示すように金属光造形加工法を用いて製造される。金属光造形加工法というのは、金属粉体を高性能・高出力のレーザーで完全溶融し、固溶体化させ、造形物の薄い層を一層ずつ作り、これを積み重ねて立体的な部品を作っていく製造加工法である。

【0034】

すなわち、まず、図９に示すような造形用プレート１００を用意する。この造形用プレート１００は、図８に図示のゲートインサート６のノズルユニット７１をジョイントする部分に相当するものである。そして、この造形用プレート１００の下面側には、機械加工（切削加工）によって成形用金型内に溶融した樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））をインジェクションで封入するノズルユニット７１がジョイントするための凹孔６２が形成されている。

【0035】

この造形用プレート１００の上に、ゲートインサート６の材料である金属粉末を、均一に、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ（例えば、０．０５ｍｍ）の厚さになるように敷き詰める。そして、造形物のＸＹ断面となる部分にレーザー光をゲートインサート６の構造に合わせて照射する。すると、照射された部分が完全溶融し、薄い断面ができ上がる。この操作を繰り返しながら、金属粉末が塗布された所定の部分の領域（パターン）に、光源からレーザ光を照射して金属粉末を焼結する。この場合、空洞とすべき部分（水管回路６５、水管流路６６ａ〜６６ｄに該当する部分）には、レーザ光を照射しないようにする。このようにして金属粉末は、レーザ光の照射によって既に焼結された部分と一体となる。

【0036】

造形用プレート１００の上に、金属粉末の塗布、レーザー光の照射による溶融焼結を繰り返すことによつて、図１０に示す如く、造形用プレート１００の上に、鉢状の孔６３が形成されたプリフォームの底部を形成するための部分が積層され、ゲートインサート本体６１の原形１１０が形成される。
このゲートインサート本体６１の原形１１０は、ゲートインサート本体６１として完成されたものではなく、ゲートインサート本体６１として機械加工を必要とする部分がある。そこで、ゲートインサート本体６１に凹孔６３と孔６２とを連通する連通路６４を形成したり、ノズルユニット７１をジョイントするための細部の切削加工等をおこなって、図１１に図示のようなゲートインサート１２０（図８に図示のゲートインサート６）を形成する。

【0037】

このように製造することにより、ゲートインサート１２０（図８に図示のゲートインサート６）は、図１２に示すようにプリフォームの底部を形成する樹脂の冷却のための水管回路６５がリング状に形成される。すなわち、ゲートインサート１２０（図８に図示のゲートインサート６）には、プリフォーム形成側である内壁面（鉢状の孔６３の表面）から深さ方向に均等な距離の位置に、壁部を貫通して水管回路６５がリング状に形成することができる。

【実施例2】

【0038】

図１３には、本発明に係るプリフォームの成形用金型、およびプリフォームの冷却方法の実施例２が示されている。
プリフォームは、口栓部、胴部及び胴部の端部を閉塞する底部を備える構成となっているプラスチックボトル成形用プリフォームである。

【0039】

プリフォームの成形用金型１は、図１に示す如く、コア２と、コアリング３と、ネックリング４と、キャビティ５と、ゲートインサート８とによって構成されている。

【0040】

コア２は、図２，図３に示す如く形成されており、コアリング３は、図４に示す如く形成されており、ネックリング４は、図５に示す如く形成されており、キャビティ５は、図６，図７に示す如く形成されており、前述した実施例１と同一であるので、ここでは説明を省略する。
本実施例が図１に図示実施例１と異なっている点は、実施例１のゲートインサート６が、プリフォームの底部を形成する樹脂の冷却のための水管回路６５をリング状に形成しているのに対し、本実施例のゲートインサート８が、プリフォームの底部を形成する樹脂の冷却のための水管回路を螺旋状に形成している点である。

【0041】

本実施例２におけるゲートインサート８は、図１４に示す如く、形成されている。
図１４において、ゲートインサート８は、プリフォームの底部を形成するためのもので、円柱状に形成されるゲートインサート本体８１を有している。
このゲートインサート本体８１の一端には、成形用金型内に溶融した樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））をインジェクションで封入するノズルユニット７１をジョイントするための凹孔８２が形成されている。また、ゲートインサート本体８１の他端には、プリフォームの底部を形成するためにすり鉢状の孔８３が形成されている。

【0042】

この凹孔８２と孔８３とは連通路８４によって連通するように形成されている。したがって、ノズルユニット７１から射出された溶融樹脂は、連通路８４を通ってゲートインサート８の孔８３内に射出されるようになっている。
このゲートインサート８は、プリフォームの底部を形成するためのもので、このプリフォームの底部は、ノズルユニット７１から射出された溶融樹脂によって形成された後、ゲートインサートに形成された水管を流れる水によって冷却される。

【0043】

このプリフォームの底部を形成する樹脂の冷却のため、ゲートインサート８には、螺旋状に水管回路８５が形成されている。この水管回路８５は、ゲートインサート８のプリフォーム形成側である内壁面から均等な距離の位置に、ゲートインサート８の壁部を貫通して螺旋状に水管回路８５を形成し、ゲートインサート８の内壁面（孔８３の表面）を周回するように螺旋状に形成されている。
この螺旋状に形成される水管回路８５は、連通しており、水管回路８５の入口８５ａから水管流路８６ａに水を注入すると、水は、螺旋状に形成される水管回路８５内を流れ、水管流路８６ｂに到達して、外部に排出される。

【0044】

このゲートインサート８に形成される螺旋状の水管回路８５は、ゲートインサート８の壁部を貫通して螺旋状に、かつゲートインサート８のプリフォーム形成側の内壁面から均等な距離の位置に、ゲートインサート８の内壁面（孔８３の表面）を周回するように螺旋状に形成されている。
このようなゲートインサート８は、ゲートインサート６と同様に金属光造形複合加工法を用いて図１５に図示のようなゲートインサート２００（図１４に図示のゲートインサート８）が製造される。

【0045】

このゲートインサート２００（図１４に図示のゲートインサート８）は、図１５に示すようにプリフォームの底部を形成する樹脂の冷却のための水管回路８５が螺旋状に形成される。すなわち、ゲートインサート２００（図１４に図示のゲートインサート８）には、プリフォーム形成側である内壁面（鉢状の孔８３の表面）から深さ方向に均等な距離の位置に、壁部を貫通して水管回路８５が螺旋状に形成することができる。

【0046】

なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

【符号の説明】

【0047】

１………プリフォームの成形用金型 ２………コア ３………コアリング ４………ネックリング ５………キャビティ ６，８………ゲートインサート ６１………ゲートインサート本体 ６２………凹孔 ６３………孔 ６４………連通路 ６５………水管回路 ６６ａ〜６６ｄ………水管流路 ７１………ノズルユニット ８１………ゲートインサート本体 ８２………凹孔 ８３………孔 ８５………水管回路 ８６………水管流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】