JPH0124056B2 - - Google Patents

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JPH0124056B2
JPH0124056B2 JP8178281A JP8178281A JPH0124056B2 JP H0124056 B2 JPH0124056 B2 JP H0124056B2 JP 8178281 A JP8178281 A JP 8178281A JP 8178281 A JP8178281 A JP 8178281A JP H0124056 B2 JPH0124056 B2 JP H0124056B2
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JP
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container
preform
blow mold
central
blank
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JP8178281A
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English (en)
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JPS5724219A (en
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Musuburu Yakobusen Cheru
Toosuten Niruson Kuraesu
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Rexam AB
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PLM AB
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Publication date
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Publication of JPH0124056B2 publication Critical patent/JPH0124056B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリエチレンテレフタレート又は同
類の材料で作られた管状ブランクから開始する容
器成型のための方法及びデバイスに関する。
本発明によれば、ブランクにプレフオームを作
るためポリエチレンテレフタレートの場合少くと
も３倍軸方向に延伸され、材料はプレフオームの
延伸された部分に対応する容器の部分のプロフイ
ル長さに実質的に相応するか、又はこのプロフイ
ル長さを超えるプロフイル長さを有しており、そ
の後プレフオームは成形温度にまで加熱され、容
器に転換される。
熱可塑性物質で作られる容器製造に於いて、材
料が材料の配向と共に強度と安定性が増す特性を
有している場合、容器のできるだけ多くの部分が
配向された材料から成ることが望ましい。材料は
延伸過程により配向され、二軸方向に延伸された
材料は材料の有効量を最大にする。しかし、びん
型容器の場合には延伸が特に困難であり、従つて
例えばネツクとオリフイス部分の配向を、更に特
定の場合には中央に位置したベース部分の配向を
すら与えることが困難である。
スウエーデン特許出願第SE8004003―３号はプ
レフオーム材料の軸配向が機械的方法によりどの
ようにして達成されるかを開示しており、プレフ
オームの壁厚を減らし、従つてプレフオームの外
径をも減らす１個又は複数の引抜リングをプレフ
オームが通る。プレフオーム材料が延伸される直
前に材料のガラス転移温度TGの領域内又はそれ
以下の温度を有するが、しかしこの転移温度の領
域に近い温度を有する時、最大効果が達成される
ということが示されてきた。
前記プロセスにより得られる軸配向されたプレ
フオームは機械的に安定しており、それ故延伸さ
れたプレフオームを容器に転換するための次の処
理方法は、この事実に合うものでなければならな
い。
プレフオームの延伸の間、材料が少くとも約３
倍延伸されるなら、ポリエチレンテレフタレート
に関し例外的に秀れた機械的特性が得られる。こ
の関係に於いて、材料の過度の延伸が容易におこ
なわれ、その結果プレフオーム材料がプレフオー
ムを成形温度にまで加熱する間に縮み、従つて、
プレフオームは約３倍延伸した時達するであろう
長さにまで達する。
前記のように軸方向に延伸したプレフオームを
容器に転換する時、材料が、前記プレフオームの
軸配向を通して得た延伸に付加するようにプレフ
オームを延伸する試みがなされたなら、材料の破
砕という形で問題が生じる。それ故プレフオーム
を容器に転換する間、プレフオームの軸方向延伸
を制限し、本質的に転換が、プレフオームの円周
方向にのみ生じるようにする。
いくつかの応用例では、特に容器の長さと容器
の直径とを結びつけることが求められるが、プレ
フオーム材料が、容器への転換の間にプレフオー
ムの軸方向に極度に延伸されるため、公知の技術
によりそのような容器を製造することは不可能で
ある。容器の長さに関し相対的に大きな直径を有
する容器についてこの問題が生じる。そのような
寸法上の特徴をもつ容器は通常0.5リツトル以下
の容積を有するびんと関係している。
本発明は容器、及び容器成形方法とデバイスに
関するものであり、ここでは前記問題は取り除か
れている。本発明は特に以下PETとして言及さ
れるポリエチレンテレフタレートに関して説明さ
れるが、原則としてはポリエステル又はポリアミ
ド系の他の多くの熱可塑性物質にも適用される。
そのような他の材料の例としては、ポリヘキサ
メチレンアジパミド、ポリカプロラクタム、ポリ
ヘキサメチレンセバカミド、ポリエチレン２，６
―及び１，５―ナフタレート、ポリテトラメチレ
ン１，２―ジオキシベンゾエート、及びエチレン
テレフタレート、エチレンイソフタレートの共重
合体、及び他の同類のプラスチツク重合体があげ
られる。
本発明によると、PETの管状ブランクの形状
の材料は、製品容器の寸法に合う長さを有するプ
レフオームを製造するため少なくとも約３倍延伸
される。軸方向に於けるプレフオームの延伸され
た材料の長さは、プレフオームが容器に転換され
た後、延伸された材料が容器で構成する部分のプ
ロフイル長さに等しいか、又はそれよりも大き
い。次にプレフオームは成形温度にまで熱せら
れ、例えばブローモールド内で容器に転換され
る。プレフオームは製品容器の長さよりも大きい
長さを有し、従つてブローモールドの内側高さの
長さよりも大きい長さを有しているため、特別な
方法を用いなければ、熱せられたプレフオームを
ブローモールドに導入することはできない、本発
明によると、プレフオームの容器への転換は、プ
レフオームから容器への漸新的転換中に形成され
るボデイーの軸断面に於ける材料の輪郭長さを維
持するようになされ、これは問題のボデイーの軸
長さを連続的に減らすことを通して達成される。
本発明の好ましい具体例では、ブランクの軸方
向への延伸直前には材料の温度は材料のガラス転
移温度TGの範囲内にあるか、又はその温度以下
であることが好ましい。
材料の壁厚を減らし、同時にブランクの外側円
周を減らすため、管状ブランクは１個又は複数の
引抜リングを通して延伸されるが好ましい。
容器が高温度で例外的に高い寸法上の安定性を
有する具体例では、転換温度にまで加熱される
と、プレフオームの軸方向断面に於いて、製品容
器の軸断面における輪郭長さの値以下ではない値
にまでプレフオームの輪郭長さが減るようにブラ
ンクは選ばれる。
本発明の具体例ではブローモールドのベース
は、プレフオームから容器への転換中に、ブロー
モールドの最終内部形状が固定される位置をとる
ため、プレフオームの軸方向にプレフオームのオ
リフイスに向つて移動させられる。
本発明の別の具体例では、プレフオームのベー
スでの材料の中央部分は形が造り直されそして／
又はブローモールドのベースとプレフオームの内
側に位置するマンドレルとの間に押しつけられた
材料の部分を通して厚みが減らされる。
本発明による好ましいデバイスでは、モールド
の少くとも２つの部分好ましくはモールドの３つ
の部分が、これらの部分がブローモールドの内部
整形表面を共に造る位置からあちらこちらへと移
動させられる。モールドの２つの部分はモールド
の半体であり、これらはブローモールドを形成す
るため普通に開閉される。モールドの第３部分は
ブローモールドのベース部分であり、ブローモー
ルドの軸方向に動かされ、従つてブローモールド
の内側高さが変化する。
更に、２つのグリツプリング半体に対しオリフ
イスでプレフオームを固定するため、及び過度の
圧力をプレフオームの内部に導入するため、マン
ドレルが使用される。
本発明の具体例では、内側マンドレルはブロー
モールドのベース部分の形に合う整形表面で終つ
ている。ベース部分が上部位置にある時、プレフ
オームのベースの中央部分の形を造り直すため、
及び／又はベースの中央部分の厚さを減らすた
め、マンドレルはベース部分と共に作動する。
更に本発明の別の具体例によると、ブローモー
ルドのベース部分にはベース部分の残りの部分と
熱絶縁されている中央モールド部分が設けられて
いる。中央モールド部分は、中央モールド部分の
整形表面の温度を制御するため液体運搬用チヤネ
ルを有する。ベース部分の残りの部分には又、液
体運搬用チヤネルとベース部分の他の整形表面の
温度制御のためのチヤネルとが設けられている。
更に、マンドレルやグリツプリング半体と同様に
全て他のモールド部分も、相応する目的に役立つ
チヤネルを有する。
本発明によると、容器は軸配向された材料を備
えたネツク部分と、二軸配向された一容器ボデイ
ーの中央ベース部分を除く方が好ましい一容器ボ
デイーとを有する。容器ボデイーの材料厚さとネ
ツク部分の材料厚さとの比率は、容器の軸に直角
な平面上の容器ボデイーの半径に対するネツク部
分の半径の比率にほぼ等しい。
本発明の好ましい具体例によると、容器のベー
スでの材料の中央部分及び／又は容器のオリフイ
スエツジは熱結晶化した不透明で寸法上安定した
材料から成る。
本発明を４つの図面に関しより詳細に説明す
る。第１図から第３図までは、図に示された位置
からあちらこちらへと矢印Ａ，Ｂの方向に動きう
る２つのモールド半体１０ａ，ｂを示す。共にブ
ローモールド１２を構成するたゆのモールド半体
は第３のモールド部分と共に作働し、ここでは第
３のモールド部分はブローモールドのベース部分
１１である。ベース部分は駆動装置（図示され
ず）により下部位置（第１図）と上部位置（第３
図）との間を動きうる。上部位置では、モールド
半体と共にベース部分は組立てられたブローモー
ルドを構成する。
ベース部分にはベース部分の残りの部分と熱絶
縁された中央モールド部分１７が設けられてい
る。中央整形部分には液体運搬のためのいくつか
のチヤネル１８がある。相応する機能を果すチヤ
ネル１９はモールド半体のチヤネル３０に対する
のと同様にベース部分の他の部分に位置してい
る。
更に、グリツピングデバイス１３ａ，ｂはモー
ルド半体の上部に接続されており、プレフオーム
２０をそのオリフイス２２で保持するためマンド
レル１５と共に作動する。グリツピングデバイス
は又温度制御のため液体運搬のためのチヤネル３
１を有する。
マンドレル１５はベース部分１１の上部位置に
適合する長さを有しており、従つてこのベース部
分を上部位置に配備し、マンドレルの下部整形表
面１６とベース部分１１の中央モールド部分１７
との間にスペースがつくり出され、このスペース
は意図された形と成形された容器の厚さにより決
められる形と厚さを有する。
更にマンドレルには、サイドチヤネル３３を通
しマンドレルの表面に、さらにプレフオーム２０
の内部に通じる圧力手段のための主チヤネル１４
が設けられている。
第１図では、プレフオームはブローモールド内
に配置され、プレフオームのベース材料の中央部
分２４はブローモールド１２のベース部分１１と
接触している。
第３図は成形された容器２１を示し、第２図は
プレフオームが容器２１に転換されるのを図示す
るボデイー２３を示す。
第４図は本発明による容器を詳細に示す。容器
は上部部分と共にオリフイスエツジ２２を形成す
るネツク部分２５を有する。実際の容器ボデイー
２６はそのベース部分に中央材料部分２４を有す
る。図では、ネツク部分の半径と材料厚さは夫々
r1とd1として表わされており、他方ｒとｄは容器
の軸に直角な任意の平面上における容器ボデイー
の半径と材料厚さを表わす。
材料厚さｄは容器ボデイーの半径ｒと共に容器
ボデイーの中で変化し、従つてネツク部分の材料
厚さd1に対する容器ボデイーの材料厚さｄの比率
は、容器ボデイーの半径ｒに対するネツクの半径
r1の比率にほぼ等しい。ネツクは軸配向された材
料から成り、容器ボデイーは二軸配向された材料
から成る。
好ましい具体例では中央材料部分２４及び／又
はオリフイスエツジ２２は熱結晶化した不透明な
寸法上安定した材料から成る。
本発明を使用する場合、管状ブランクは１個又
は複数の引抜リングを通すことにより軸方向に延
伸され、これはブランクの壁厚を減らし、同時に
ブランクの外側円周を減らす。延伸直前のブラン
ク材料の温度は材料のガラス転移温度TG範囲内
にあるか、又はそれ以下であることが好ましい。
ブランクを延伸することにより作られたプレフ
オーム２０は次に、成形温度にまで加熱された
後、ブローモールド１２に導入される。マンドレ
ル１５はプレフオーム内の位置に導入され、そこ
でプレフオーム２２のオリフイスをグリツピング
デバイス１３に対し保持する。ブローモールドの
ベース部分１１は下部位置にある。ブローモール
ドの隣接整形表面を一定温度にもたらすため、と
りわけグリツパーデバイス１３ａに隣接する表面
をプレフオームのオリフイス２２の周りで加熱す
るため加熱手段はチヤネル１８，１９，３０，３
１を通過する。
その後、プレフオームの内部は、ブローモール
ドのベース部分１１がプレフオームのオリフイス
の方へ、即ち、図では上方へ、動かされるのと同
時に圧力手段により圧力下に置かれる。その結
果、プレフオームは軸の長さが減らされるのと同
時に拡大し（第２図参照）、従つてプレフオーム
の材料は本質的にプレフオームの円周方向にのみ
延伸される。ブローモールドのベース部分が上部
位置に達した時（第３図）、プレフオーム材料の
全ゆる部分が又圧力手段によりブローモールドの
内部整形表面と接触するようにされる。そしてプ
レフオームは容器２１に転換される。
いくつかの具体例では、ブローモールドと信頼
できる接触が達成されるように、作られた容器の
内部圧力は一定時間維持される。次にブローモー
ルドの整形表面の温度は110℃から180℃まで−
130℃から150℃までの方が好ましい−の範囲にあ
り、その結果材料の可能応力が接触を通して解放
され、同時に一定量の熱結晶化が材料でおこる。
これは機械的に容器の形を安定させ、容器は形を
大きく変えることなく、熱安定化がおこる温度に
まで再加熱される。
容器の熱安定化が終了すると、モールド半体が
開かれ、ブローモールドのベース部分が下部位置
に動かされ、作られた容器はブローモールドから
取り出される。
いくつかの応用例では、プレフオーム材料が冷
却され、従つて容器の中央ベース部分が、即ち、
この場合、マンドレル１５の整形表面１６とブロ
ーモールドのベース部分１１の中央モールド部分
１７との間で再び形造られ及び／又は厚さが減ら
された材料が、冷却される。これは中央ベース部
分が非晶質材料から成る容器をうみ出す。他の応
用例では、容器の熱安定化と関連して、非晶質材
料が結晶化する範囲内の温度、即ち130℃から160
℃が望ましいが、を有するマンドレル１５の整形
表面１６と関連して前記のように材料は加熱され
る。このように容器の中央ベース部分は熱結晶化
した不透明の寸法上安定した材料領域に転換され
る。
いくつかの応用例では、高温での成形された容
器の寸法上の安定性に対する要求が大きくないと
ころでは、プレフオーム材料は成形中に又プレフ
オームの軸方向に延伸される。しかし延伸は比較
的わずかであり、PETの場合材料の延伸の約30
％以上であつてはならない。本発明によると、軸
延伸率はブローモールドのベース部分１１の垂直
運動の量により制御される。
本発明は前記のように、ベース部分がプレフオ
ームから容器への転換中にブローモールドの軸方
向に動くブローモールドと関連して説明された。
本発明は前記設計に制限されるものではなく、そ
のような本発明の概念は例えば、固定したベース
部分を有し、マンドレルと共にグリツプリング半
体がプレフオームの転換中にブローモールドの軸
方向に動かされるブローモールドにより実現され
うるということが明らかである。
本発明による容器はネツク部分２５で10％〜30
％のオーダーの結晶化度を、容器ボデイー２６で
約10％〜40％のオーダーの結晶化度を有する。結
晶化をひき起こさない、又はこの結晶化をごくわ
ずかひき起こす熱的に条件づけされた温度（その
ような温度はPETに対しては約100℃以下であ
る）で中央整形部分１７が中央ベース部分２４を
維持する具体例では、10％以下の−５％以下が好
ましい−結晶化度を伴う非晶質中央ベース部分２
４が得られる。中央整形部分１７が材料を結晶化
温度（PETに対し約140℃）で保持する場合に
は、約10％以上の結晶化と共に結晶化した不透明
の寸法上極度に安定した材料の中央領域が得られ
る。結晶化度に関する同じような条件がオリフイ
ス２２のエツジにあてはまり、これはマンドレル
１５及び／又はグリツパーデバイス１３ａ，ｂに
より、冷却されたか又は前記温度領域にまで加熱
されたかに依存する。
本応用例で述べられた結晶化度の値は著書「巨
大分子化学」（Die Makromolekulare Chemie）
1762459―24651975に開示された理論に関連する。
本発明は前記説明のみでなく特許請求の範囲から
も明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は軸方向に延伸したプレフオームをブロ
ーモールドに配置し、ブローモールドのベース部
分を下部位置に配置したブローモールドの縦断面
図、第２図はベース部分がプレフオームのオリフ
イス部分に動くプレフオーム転換中の相応する縦
断面図、第３図はベース部分を上部位置に配置
し、プレフオームが容器に転換される相応する縦
断面図、第４図は本発明により製造された容器の
断面図である。 １１，１２……ブローモールド、１３ａ，ｂ…
…グリツピングデバイス、１５……マンドレル、
１８，１９，３０，３１……チヤネル、２０……
プレフオーム、２１……容器、２２……オリフイ
スエツジ、２３……ボデイー、２４……中央材料
部分、２５……ネツク部分、２６……容器ボデイ
ー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエステル又はポリアミドの容器２１であ
    つて、底の中央部２４を除く容器ボデイー２６及
    びネツク部分２５が、流れが生じるように延伸す
    ることにより軸方向に配向した材料からなり、少
    なくとも前記ボデイー部分の配向材料が、前記軸
    方向配向に直交する方向に追加的に延伸すること
    により更に配向していることを特徴とする前記容
    器。 ２ ネツク部分の最も狭い部分又は主として軸方
    向にのみ配向しているネツク部分の厚さd1に対す
    る容器ボデイーの厚さｄの比率が、容器の軸に直
    角な平面上での容器ボデイーの半径ｒに対するネ
    ツク部分の半径r1の比率にほぼ等しいことを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の容器。 ３ 前記中央部２４及び／又は容器のオリフイス
    ２２が、熱結晶化された不透明の寸法上安定した
    材料又は非晶質材料からなることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項又は第２項に記載の容器。 ４ ネツク部分２５の延伸された材料が約10〜30
    ％好ましくは約10〜25％の結晶化度を有し、容器
    ボデイー２６の延伸された材料が約10〜40％好ま
    しくは約10〜35％の結晶化度を有し、この全結晶
    化度のうち最大限約13％は熱処理により得られ、
    中央ベース部分２４の材料が約10％以上の結晶化
    度を有するか又は中央ベース部分が主として10％
    以下の結晶化度を有する非晶質材料からなること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のい
    ずれかに記載の容器。 ５ 容器２１の製造方法であつて、ポリエステル
    又はポリアミドのブランクをその軸方向に延伸す
    ることにより、該ブランクの材料を軸方向に配向
    させてプレフオーム２０を形成し、該プレフオー
    ムの長さが最終容器の軸方向長さに等しいか又は
    それよりも長くなつており、該プレフオーム２０
    をガラス転移温度TG以上の成形温度に加熱し、
    漸進的にプレフオームの軸方向長さを減少させな
    がら漸進的にプレフオームを容器に転換すること
    により、前記プレフオームを容器に変形すること
    を特徴とする前記製造方法。 ６ 製造を意図する容器の少なくともボデイー部
    分に対応する部分においてプレフオームを周囲方
    向に膨張することにより、ガラス転移温度以上に
    加熱したプレフオーム２０を容器に転換し、前記
    膨張の際軸方向に配向した材料の長さを維持して
    おくか又は減少させることを特徴とする特許請求
    の範囲第５項に記載の製造方法。 ７ ブランクを流れが形成されるように軸方向に
    延伸することを特徴とする特許請求の範囲第５項
    又は第６項に記載の製造方法。 ８ 軸方向にブランクを延伸する直前のブランク
    材料の温度が該材料のガラス転移温度TGの領域
    内又は好ましくはそれ以下であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第５項に記載の方法。 ９ ブランクの壁厚を減少させ且つ同時にブラン
    クの外側円周を減少させる１個又は複数の引抜リ
    ングを通過させることにより、チユーブ状ブラン
    クを軸方向に延伸することを特徴とする特許請求
    の範囲第５項又は第８項に記載の方法。 １０ プレフオーム２０をブローモールド内で容
    器２１に転換し、プレフオームをブローモールド
    １２内に配置する前にガラス転移温度TG以上の
    温度に加熱することを含み、プレフオームの軸方
    向断面におけるプレフオームの輪郭長さが、最終
    容器の軸方向断面における輪郭長さよりも小さく
    ない値にまで減少されることを特徴とする特許請
    求の範囲第５項〜第９項のいずれかに記載の方
    法。 １１ プレフオーム２０を容器２１に転換する
    際、ブローモールド１２の最終形状およびブロー
    モールド内で形成される容器の最終形状とに相応
    する上部位置をとるため、ブローモールド１１の
    底を、プレフオームの軸方向でプレフオームのオ
    リフイス方向に移動させることを特徴とする特許
    請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２ ブローモールドの底１１とプレフオームの
    内側に位置するマンドレル１５との間で容器の底
    の中央部２４の材料をプレスすることにより、該
    中央部を成形するか及び／又はその厚さを減少す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項又は
    第１１項に記載の方法。 １３ 内側を加圧状態に維持するため、成形容器
    はブローモールドの成形壁にしつかりと押しつけ
    られており、このためブローモールドからの熱伝
    導により容器材料が、配向から生ずる結晶化以上
    に更に結晶化され、配向により材料内に生じる内
    部応力が解放されることを特徴とする特許請求の
    範囲第５項〜第１２項のいずれかに記載の方法。 １４ 少なくとも２つのモールド部分１０ａ，
    ｂ，１１が前後に移動してブローモールド１２の
    内部成形表面を形成するようになつている、軸方
    向に延伸したプレフオームを容器に変える装置で
    あつて、モールド部分の１つ１１がブローモール
    ドの底部分を形成し且つ成形表面の底を形成し、
    下部位置から上部位置まで上下に移動し得るよう
    になつており、前記下部位置においては、ブロー
    モールドの中心軸に沿う内部高さがプレフオーム
    の軸方向長さに相応してプレフオームがブローモ
    ールド内に挿入され得るようになつており、一
    方、前記上部位置においては、ブローモールドの
    内部高さがプレフオームの軸方向長さよりも小さ
    くなるようになつており、更に、前記上部位置に
    おいて、前記底部分１１が他のモールド部分１０
    ａ，ｂと一緒になつてプレフオームを容器に転換
    する成形表面を形成するようになつていることを
    特徴とする前記装置。 １５ ブローモールドの底部分１１に対応する成
    形表面１６を一端に有する内側マンドレル１５が
    ブローモールド１２に設けられており、底部分１
    １が上部位置にあるとき、底部分と前記成形表面
    １６とがプレフオームの中央底部分を成形するか
    及び／又はこの中央底部分の厚さを減少すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の装
    置。 １６ ブローモールドの底部分１１に中央成形部
    分１７が設けられており、この中央成形部分１７
    は底部分１１の他の部分と熱的に絶縁されてお
    り、中央成形部分１７にはその成形表面の温度を
    制御するための液体運搬用チヤネル１８が設けら
    れており、底部分１１の他の部分にはその成形表
    面の温度を制御するための液体運搬用チヤネルが
    設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１４項又は第１５項に記載の装置。 １７ ブローモールドの側面部分及びオリフイス
    部分を形成するモールド部分１０ａ，ｂには、そ
    の成形表面の温度を制御するための液体運搬用チ
    ヤネル３０が設けられていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１４項〜第１６項のいずれかに記
    載の装置。
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