JPH0375337B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性材料の熱軟化シートから深絞
り中空製品（例えばカツプ）を湾曲成形する方法
及び装置に関する。“深絞り”は、シートがその
元の面積の200％よりも多く（普通には1000％）
延伸されることを慣例的に意味する。

流体差圧のみによつて熱可塑性材料の熱軟化シ
ートを湾曲成形すると、印刷に必要な許容度を超
えておりしかも破壊の危険及び低下した圧潰抵抗
を示す変動壁厚の深絞り製品が生じる。これらの
問題を克服するために、必要であるよりも大きな
壁厚が用いられ、その結果として余分な材料が消
費される。

Iliffe of London社により1965年に発行された
A.Thielの著書“Principles of Vacuum
Forming”には、軟化シートがプラグの上をほと
んど困難なしで滑ることができるようにプラグが
注意深く仕上げられていること及びシートの冷却
を避けるようにプラグの温度が注意深く調節され
ていることを条件にして、延伸がプラグによつて
補助される時には一層均一な壁厚が得られること
が説明されている。この後者の要件は、プラグで
補助された湾曲成形が今まで温度の小さな変動に
過敏であつたこと及び特にスリツトダイから押し
出される結晶性ポリオレフインのシートと直列に
そのプロセスを実施することは商業的に実施可能
ではなかつたことを意味している。

ポリオレフインシートの湾曲成形に使用するプ
ラグの初期の形態は英国特許第860810号明細書に
記載されており、その内容は参照文として本明細
書に含まれるものとする。英国特許第860810号明
細書には、延伸の間シートと会合するエツジをも
つ軸ピンで取り付けられたリンクから構成された
膨張可能なプラグであつて、そのプラグが完全に
挿入された時に、プラグを膨張させるためにリン
クは相互に離れて外向きに軸ピンの回りを回転す
ることがきるプラグが記載されている。諸隣接リ
ンク対の間のシート部分及び諸リンクの下方端に
よつて境界のつけられたシート部分は総て同じ割
合で延伸し、それでプラグの使用はシートのこれ
らの部分間の等しい延伸を確実にする。しかしな
がら、シートがリンクの上を容易に滑るのを可能
にする必要性は、リンクがある部分の範囲内のシ
ートの延伸に何かの積極的な調節を与えることを
妨げ、そのため壁厚の均一性についての改良は制
限された。更に、シートの容易な滑りを可能にす
る必要性は、８個以下のリンクを含むプラグ使
用、従つて延伸中に生じた部分の許容できない内
側への弓そりに帰着した。この弓そりはその後の
流体圧による実質的な拡張プロセスによつて修正
されなければならず、そしてこのことは、プラグ
の使用によつて克服されていた壁厚のいくらかの
変化を再びもたらした。

ポリオレフインシートの湾曲成形に用いるため
の一層最近のプラグは英国特許第1378945号明細
書に記載されており、その内容は参照文として本
明細書中に含まれるものとする。英国特許第
1378945号明細書中には、英国特許第860810号の
プラグのリンクが丸い突出部のあるコーナーによ
つて実際上置き換えられている非膨張性プラグが
記載されている。その丸い突出部のあるコーナー
は、湾曲成形された製品のコーナーがあまり延伸
されていない材料それ故に一層厚い材料の線を含
むのを防止することを犠牲にするのみでシートの
異なる部分間の等しい延伸を容易にする。そのよ
うな一層厚い材料の線からなるコーナーは、湾曲
成形された製品を次々に積み重ねる時に垂直補強
リブとして作用する点で有用である。

英国特許第860810号のプラグと同様に、英国特
許第1378945号のプラグはプラグのコーナー間の
シートの延伸に積極的な調節を与えることができ
ず、また同様にシートの内側への弓そりに反対に
作用するように同様なその後の流体圧による実質
的な拡張を必要とする。両プラグは、プラグで補
助された湾曲成形法の、温度の変動に対する過敏
性を低下させようとは試みていない。

他の湾曲成形法はオーストラリア特許第460849
号明細書に記載されており、その内容は参照文と
して本明細書に含まれるものとする。オーストラ
リア特許第460849号明細書には、実質的非延伸の
移動を防ぐように保持されている溶融紡糸可能な
プラスチツク材料の熱軟化シートを湾曲成形する
方法であつて、そのシートがニードル又はナイフ
エツジの冷尖端のそのシートとは相対的な運動に
よつて延伸され、その運動がその尖端をシートの
一面に押し付けさせてシート部分を尖頭のある
（cuspidate）パリソンに延伸させるか又は“尖形
化させる（cuspate）”、湾曲成形法が開示されて
いる。この方法はオーストラリア特許第460849号
によつて“尖形化（cuspation）”と呼ばれる。そ
の冷尖端は熱軟化プラスチツク材料の局部化され
た小塊を、その尖端が押さえ付けている尖頭にお
いて冷却しそしてそれ故に強化し、それでその冷
却された小塊は尖端によるシートの刺し穴を防止
し、又尖端により小塊に与えられた圧力に応答し
てシートの非冷却部分が延伸することを可能にす
る。オーストラリア特許第460849号はその尖頭の
あるパリソンが次いで型中に吹込成形されること
を当然のこととしているがその方法は尖頭のある
パリソンの製造に限定される。そのような次の吹
込成形プロセスは流体差圧による湾曲成形に固有
の壁厚の調節及び温度過敏性の問題を再びもたら
し、それで深絞り中空製品を製造するのに商業的
に用いられていたとは思われない。

FR−Ａ−2278469には、伸張可能な絶縁スリー
ブ内に収容された移動可能なセグメントから成
る、普通には一体の絶縁されたプラグの膨張可能
な変更が開示されている。差圧による最終成形が
起こる前に、溶融プラスチツク膜中の弾性引張応
力によつてプラグと接触して保持されている底及
び下方壁部分を更に延伸させて薄くするために、
プラグの縦運動が終わつてしまつた後にプラグを
放射状に膨張させる。この方法においては、一層
薄いカツプ底及び一層均等に分配されたカツプ壁
を所望の通りに達成できることがもくろまれる。

その膨張可能なプラグの目的は、局部化された
接触によるよりはむしろ膨張性プラグと溶融シー
トとの大きな接触により延伸を調節しようと試み
ること及び諸尖端での及び四散できる一層冷たい
諸ブレードのエツジに沿つての冷却を熟慮しよう
と試みることである。特にこの発明は絶縁スリー
ブ内に保持された膨張可能なセグメントを絶縁す
ることによつてそのような局部化されたどんなリ
ブ形成作用又は筋をつけることも抑制しようと試
みる。更に、主延伸が実施されている時のプラグ
と延伸性シートとの幾何学的な相互作用を修正す
ることによつて、膨張可能なプラグの同時に起る
膨張及び挿入がカツプ壁における延伸分配を更に
調節するという認識がない。

FR−Ａ−1238800には、最初に所定の部位で溶
融シートと接触し、主延伸又は縦延伸の間にその
シートを押し込め、次いで膨張して延伸を完了さ
せる、移動可能な突起である尖端の使用が開示さ
れている。その尖端の目的はその初めには未延伸
の材料を延伸後のその最終位置に強制して向かわ
せることである。その成形品の最端の部分（即ち
中空立方体のコーナー）のみが尖端と接触すべき
であり、そして成形品の端の薄化がその尖端の作
用によつて低下されることがもくろまれる。ブレ
ード又はキーの尖端のみがシートと接触したまま
であり、それでブレード又はキーのエツジは容器
壁における厚さ分配に直接の影響を及ぼすことが
できない。従つて、その用具が主延伸と同時又は
主延伸の後のいずれで膨張されるかに拘わらず、
エツジを用いて壁、及び延伸を調節する一層厚い
リブを漸進的に形成するという意図はない。

US−Ａ−3078025は、平らな溶融シート材料を
延伸の前に選択的に予備冷却する方法を特許請求
しており、その方法の結果として、延伸された最
終の製品は選択的に厚くなつている部分をもち、
その部分が製品の構造性能を増強する。

その熱シートの選択的冷却は、延伸の間に漸進
的に行なわれるのではなくて、なんらかの延伸が
始まる前に実施され、そして最終製品における平
均延伸分配を一層良好に調節する目的で意図され
ているものではない。

延伸の間にシートと会合する端であつて、延伸
の間にシートが該端上を滑るのを妨げるのに十分
なように冷たい該端をもつ延伸用具の主運動によ
つて最初にシートを延伸するならば、更にまたそ
の冷端が12個（好ましくは30個）以上の外向きに
四散できる隣接した諸冷尖端の配置を含みそして
その最初に延伸されたシートがその諸尖端の外向
きの四散によつて拡張されるならば、及び／又は
その最初に延伸されたシートが延伸用具の連続し
た主運動と同時に少なくとも部分的に拡張される
ならば、その時にはシート延伸の一層大きな調節
を達成することが可能であることが今や発見され
た。

12個以上の冷尖端を含む延伸用具を用いる時に
は、中空製品の底の延伸を側壁の延伸とは無関係
に調節することができそれで特に底の延伸の一層
積極的な調節が可能であることが発見された。又
その延伸プロセスは温度の変動にそれほど敏感で
はなく、それでしばしば、たとえスリツトダイか
ら押し出されたポリオレフインシートが艶出ロー
ルのような慣用の中間装置を通して延伸用具へ走
行するとしても、スリツトダイから押し出される
ポリオレフインシートと直列で有用に実施され
る。多数の対向延伸用具を用いることによつて、
非延伸の移動を防ぐようにシートを保持する締付
リングのような通常の手段を省くことがしばしば
可能になることも発見された。普通には締付リン
グの排除はトリミング廃棄物を15％未満の満足な
値に低下させそして又一層速い湾曲成形サイクル
を可能にする。

従つて本発明は、実質的非延伸の移動を防ぐよ
うに保持されておりそして熱可塑性材料のシート
の融点下25℃よりも高い温度になつている該シー
トから中空製品を湾曲成形する方法において、延
伸用具によつて対称的に支持されておりそして該
シートの融点下50℃よりも低い温度になつている
多数の尖端を、主運動において、該尖端との接触
部においてシートを冷却するように該シートの一
面に押し付けること、そして該延伸用具が該主運
動の方向に延びた軸線をもつプランジヤーを含む
こと、各々の尖端はブレードの端によつて構成さ
れており、該ブレードはプランジヤーに軸ピンで
取り付けられていること、該主運動を続けている
間に、ブレードを軸ピンの回りに回転させて尖端
をプランジヤーを横切る方向に対称的に四散させ
且つ各々のブレードの外側エツジを尖端から次第
に背後に向けてシートと会合させそれによつてブ
レードが次第にシートと会合して、シートと接触
している最初の尖端から伸びている冷却された材
料の複数のリブを次第に形成し、ブレードに会合
されていないシート材料を次第に延伸すること、
を特徴とする方法を提供する。

本発明の変形は、加熱された熱可塑性材料のシ
ートから中空製品を湾曲成形する方法において、
多数の細長いブレードを所定の軸線の回りにそし
てその軸線と同じ平面で配置すること、その各々
のブレードが一端に尖端をもちそして該所定の軸
線から離れる方向を向いている外側エツジをもつ
ていること；そのブレードの尖端が熱可塑性材料
のシートを押し付けてそのシートを延伸させ始め
るようにブレードを該所定の軸線と平行に移動さ
せること；そのような軸方向の移動を続けている
間に、ブレードの尖端を該所定の軸線から離れる
ように振り動かしそしてブレードの外側エツジを
隣接シートの延伸された部分と会合させる態様で
各々のブレードを該所定の軸線を横切る軸線の回
りに回転させること、を特徴とする方法を提供す
る。

諸尖端がシートに接触する際に、各々の尖端は
その尖端が押し付けている熱いプラスチツク材料
の小塊を冷却する。又その際にその冷却された小
塊は延伸の間その尖端としつかりと会合しそして
そのシートがその尖端上を実質的に滑るのを防止
することが見出だされる。特に拡張が延伸用具の
連続した主運動と同時に起こる時には、各々の小
塊は延伸力をシートに一様に伝達することになる
ことも見出だされる。このことは、中程度に冷却
された材料の区画が各々の小塊とシートの残りの
部分との間に存在し、その区画が熱可塑性材料中
の僅かの異質から生じる局部的な且つ一時的なむ
らのある引張応力を取り除くのにバネのように作
用することによるかもしれない。その冷却された
小塊はたとえその尖端がむしろ鋭い針であつても
その尖端による刺し傷に耐えることもできる。鋭
い尖端を使用すると非常に小さい小塊（例えば、
幅0.5〜２mm）が生じ、ほとんど総ての延伸可能
なシートを延伸用具と接触させずに自由に延伸さ
せ、このことはシートの一層大きく調節された薄
化を促進する。冷却された小塊それ自体はほとん
ど延伸されず、従つてシートの他の部分に比較し
てほとんど薄くならず、その結果中空製品の底の
周囲はほとんど延伸されていないプラスチツク材
料の小塊によつて特色づけられる。従つて、本発
明は又、底の周囲がほとんど延伸されていない熱
可塑性材料の12個以上の小塊によつて特色づけら
れることを特徴とする、底及び側壁からなる熱可
塑性プラスチツク製の湾曲成形された深絞り中空
容器を提供する。普通には、これらの小塊はほと
んど延伸されておらず、薄くなつていない。

小塊の適切な冷却を確実にするために、尖端と
熱軟化シートとの間に適切な温度差が存在するこ
とを確実にすることが必要である。最も普通に入
手できる熱可塑性材料の場合には、このことは冷
たい（例えば、80℃未満、好ましくは室温の）尖
端及び例えば熱可塑性材料の融点下25℃又はそれ
より高い温度に加熱された熱軟化シートを用いる
ことによつて達成することができる。例えば諸冷
却サイクル間に尖端を冷却する必要性を避けるか
又は減少させるために、一層少ない温度差で実施
することが好ましいかもしれないが、しかし尖端
は最初の延伸開始時にシートよりも少なくとも20
℃（好ましくは少なくとも40℃）低くいべきであ
る。最小の温度差の程度はプラスチツク材料の性
質、シートの厚さ、尖端の形状及び大きさ、尖端
を構成している材料（有機熱可塑性材料に対して
は金属が好ましい）の比熱及び熱伝導度、及び延
伸用具の主運動によつて及び（諸尖端の配置をも
つ延伸用具の場合には）拡張の間の尖端の四散の
程度によつてシートが延伸される速度に依存す
る。種々の熱可塑性材料についての有用な温度は
オーストラリア特許第460849号明細書に記載され
ている。

熱可塑性材料が無機ガラスである時には、冷尖
端と熱シートとの間の熱衝撃に起因してガラスに
損害を与えることは避けるように注意しなければ
ならない。尖端は過度の熱応力を引き起こすこと
なしでガラスを冷却することができなければなら
ない。しかしながら、尖端がグラフアイト又は類
似の熱伝導度をもつ物質のような材料から作られ
ている時には、温度調節は、金属のような高伝導
度の物質を用いる時のようには高度に臨界的では
ない。

好ましくは、シートは0.015〜４（特に0.5〜2.0）
mmの厚さであるべきである。

尖端の配置をもつ延伸用具を用いる時には、シ
ートの最初の延伸の間に隣接する諸尖端間に熱軟
化材料のサドルが生成する。シートは尖端の上を
実質的に滑らないので、これらのサドルの内側の
材料は最初の延伸の間実質的に延伸されず、一方
サドルの外側の材料（これは中空製品の側壁を形
成する）は延伸用具の最初の運動の程度に直接に
比例して延伸する。それ故に、側壁の延伸は底の
延伸とは無関係に積極的に調節することができ
る。尖端の四散は、最初に延伸されたシートを拡
張して中空製品の底を形成するようにサドルの内
側の材料を延伸する。それ故に、底の延伸は尖端
の四散の程度に直接に比例して積極的に調節され
る。又底の周囲の尖端の配置は底の延伸に対して
一層局部化された調節を提供する。

シートと延伸用具との間の接触面積が増加する
ことを犠牲にして、製品の形状、特に側壁、に対
する一層積極的な影響は、各々の尖端がエツジの
一端に位置していて拡張の間そのエツジがシート
と接触することになる該尖端の使用によつて達成
することができる。この方法においては、エツジ
は、例えば、中空製品の底の周囲に位置したほと
んど延伸していない材料の諸小塊からそれぞれ延
びているほとんど延伸していない熱可塑性材料の
線によつて経線的に結合された12個以上の隣接し
た縦パネルからなる傾斜した又は垂直の側壁を定
めるのに用いることができる。その一層厚い材料
の線は補強リブとして作用する。ブレードの経路
はブレードと材料との間に所定の接触長さを与え
るように設計することができる。このことは接触
時間及びブレード／材料界面での冷却面積と共
に、リブの厚さを調節する。一般的には、可能な
最も厚いリブを作ることが好ましく、そしてリブ
対壁厚の比は好ましくは1.5を超えるべきである。
シートと延伸用具との間の接触面積が増加しても
シートの自由な延伸にほとんど影響しないように
好ましくはエツジを鋭いナイフエツジからなる。

ナイフエツシの四散は又、シートの最初の延伸
によつて与えられた延伸に対して横断的に側壁材
料を延伸し、そしてこの延伸はナイフエツジの四
散の程度によつて積極的に且つ局部的に調節され
る。従つて、シートがその結晶融点よりも低い
（好ましくは15℃以下低い）温度の結晶性プラス
チツク材料からなる時には、最初の延伸は側壁の
材料に縦方向の配向を与え、そして尖端及びエツ
ジの四散は底及び側壁の材料に横方向の配向を与
え、その結果として側壁は二軸延伸されることに
なり、それ故にそのフープ強度が改良される。

カツプを作る時には、各々の尖端は完全に四散
した時にその隣接尖端から２〜20（特に６〜12）
mm離れることが好ましい。

更に本発明は、熱可塑性材料の熱軟化シートか
ら深絞り中空製品を湾曲成形する装置において、
該装置はシートを実質的非延伸の移動を防ぐよう
に保持する手段、シートと会合するための端をも
つ延伸用具、及びその端をシートに押し付けさせ
てシートを延伸させるように延伸用具のそのシー
トとは相対的な主運動を引き起こさせる手段を含
み、該装置には、更に、延伸用具の運動を該主運
動の方向に継続させる手段を含み、そして該延伸
用具は該シートと最初に会合する尖端及び該シー
トと次第に接触するエツジを有し、主運動が進行
するにつれて該尖端の接触点及び該シートと該エ
ツジの接触線に沿つて該シートに局部的冷却を引
起こす多数の平らなセグメント又はブレード、及
び主運動が進行するにつれて相互のセグメント又
はブレードに関して各々のセグメント又はブレー
ドの漸進する相対的四散を引き起こす手段を含
む、ことを特徴とする装置を提供する。

実質的非延伸の移動を防ぐように熱軟化シート
を保持する手段としては、真空成形法で用いられ
ているような慣用の締付リングがある。他の手段
としては、そのリングは突起の配置で置き換えら
れていてもよい。多数の中空製品を作る場合に
は、多数の向かい合つた延伸用具の総てがシート
の両表面に向かつて同時に移動する該延伸用具に
よつて同一のシートから同時に延伸してもよく、
そして締付リングの使用を避けることが通常可能
である。

シートが内側に弓そりする問題は、12個以上尖
端及びナイフエツジを含む延伸用具の使用によつ
て最小になり、それで流体圧による拡張の必要な
しで、許容できる多面体カツプを作ることができ
る。しかしながら、厚くなつた材料の小塊及びリ
ブの存在はカツプの多面体断面によつて強調さ
れ、それでもしこれが見苦しいと思われるなら
ば、いずれの内向きの弓そりも一層厚いシートの
使用によつて又は後に続く流体圧手段による補助
拡張によつて容易に反作用させることができる。
好ましくは、補助拡張は、その延伸された製品を
その製品の最終外形を定めるキヤビテイ型中に位
置させて実施される。普通には、補助拡張は、カ
ツプの角ばりを除くのにそして好ましくはリブの
長さを５％未満、一般的には２％未満増加させる
のにちようど十分な程度に実施される。しかしな
がら、リブは縦及び横の両方向の補助延伸の間の
材料の配給を調節する材料溜めとして役立つの
で、更に補助拡張によつて容器を二軸延伸するこ
とも可能である。

適した熱可塑性材料としては架橋性ポリエチレ
ンのような熱硬化性材料も含むが、しかし好まし
くは熱可塑性材料は、例えば下記のものから選ば
れる： (a) 耐衝撃性ポリスチレン； (b) 脂肪族（好ましくは結晶性）ポリオレフイ
ン、例えばポリ−４−メチルペンテン−１、ポ
リブテン、底、中及び高密度ポリエチレン、又
はエチレンとビニルアルコール、酢酸ビニル、
アクリル酸又はメタクリル酸あるいはそれらの
メチル、プロピル、エチル又はブチルエステと
のコポリマー、又はプロピレンのホモポリマ
ー、又はプロピレンと（コポリマーの）30重量
％までのエチレンとのコポリマー、好ましくは
これらのエチレン及びプロピレンポリマーは、
過半量のプロピレンを含むポリマーの場合には
190℃の代わりに230℃の温度を用いることを除
いて、1970年の英国規格2782、Part1／105Cに
従つて測定された時に0.1〜８ｇ／10minのメ
ルトフローインデツクスをもつべきである； (c) アクリロニトリル、ブタジエン及び／又はス
チレンの熱可塑性コポリマー、及びエチレン及
びプロピレンの熱可塑性ゴム状コポリマー、例
えば“Chemistry and Industry”、1974年３月
16日、255〜257頁中のL.M.Glanvilleの論文に
記載されているもの、殊に、ジエン、例えば
１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン
又はメチレン又はエチリジエンノルボルネンを
用いてジエン変性された時のもの、特に、その
ようなゴムとポリプロピレンとの配合物； (d) ポリエステル、例えばエチレングリコール又
はテトラメチレングリコール又は１，１−（ジ
ヒドロキシメチル）シクロヘキサンと、テレフ
タル酸又はテレフタル酸とイソフタル酸との混
合物との縮合物； (e) ポリアミド、例えばナイロン66、610、６及
び11； (f) ポリ塩化ビニル及び塩化ビニリデンのコポリ
マー； (g) 無機ガラス、例えばソーダガラス又は珪ほう
酸ガラス；及び (h) 過冷却液体砂糖溶液、例えばタフイー。

熱可塑性材料は鉱物又はセルロース系添加物、
例えはタルク、チヨーク、石灰石、ドロマイト、
バライト、粘土、雲母、微粉砕燃料灰（フライア
ツシユとも呼ばれる）、天然スレート粉又は木粉
を含有していてもよい。

本発明を図面と関連して記載する以下の特定の
実施態様によつて例示する。

第１図（縮尺にはなつていない）は、0.8mm厚
結晶性ポリプロピレンシートから湾曲成形された
開口端直径105mm、深さ65mmのカツプ１を示して
いる。カツプ１はほぼ環状の底２及び外向きに傾
斜している側壁３をもつ本質的に円錐台形であ
る。底２の周囲は、実質的に非延伸のプラスチツ
ク材料の短くて薄い小塊４によつて特色づけら
れ、その小塊４は幅１mmで、その周囲から半径方
向内向きに５mm延びており、そして底２の隣接表
面よりも0.5mm高くなつている。明確にするため
に、図面は小塊４を拡大しておりそして僅かに24
個の小塊を示しているが、この大きさのカツプに
ついては36個の小塊が好ましい。小塊４は、それ
ぞれ第２及び３図に示されている曲線６及び７の
ような直交的に丸みのつけられている諸曲線から
なる二重に丸みのつけられているスカラツプ５に
よつて等しく間隔を保たれている。

側壁３は僅かにくぼんだ隣接した縦パネル８及
び縦リブ９からなり、その各々のリブ９は小塊４
から、一対の隣接したパネル８の間の境界線に沿
つて延びている。リブ９は実質的に非延伸の材料
からなり、それ故にパネル８よりも厚い。側壁３
は、正確に打ち抜かれたフランジ１１を持つてい
る段付きリム１０で終わつており、このフランジ
１１には適当にリム付けられた蓋がスナツプ嵌め
されてもよい。

底２の結晶性ポリプロピレンは底２の半径方向
に一軸延伸されておりそれで良好な且つ調節され
た均一厚さをもつ。パネル８の結晶性ポリプロピ
レンは縦方向及び円周方向に二軸延伸されており
そしてその円周方向の延伸はカツプ１に改良され
たフープ強度を付与する。パネル８の結晶性ポリ
プロピレンは良好な且つ調節された均一厚さをも
つ。リブ９は数個のカツプ１を積み重ねる時の垂
直圧潰力に耐えるのに役立つ。カツプ１は、わか
り易くするために第４〜７図は僅かに４個のブレ
ードを示していることを除いて、第４〜９図によ
つて例証されている方法及び装置を用いて作るこ
とができる。

第４図は、結晶性ポリプロピレンの熱軟化し
た、それ故に僅かにくぼんだシート１５の下に位
置するブレード１３及びスラストロツド１４を含
む延伸用具１２を示している。シート１５は硬質
支持体１７によつて不動に保持された引つ込み式
の対向締付リング１６Ａ及び１６Ｂによつて実質
的非延伸の移動を防ぐように保持されている。

延伸用具１２は、直交多面体の対角線に沿つて
配置された18対（３対のみ示してある）の回転可
能な対向した隣接のクランク付きブレード１３の
配置をもつ。各々のブレード１３は冷ナイフエツ
ジ１９の端に位置した冷尖端１８（第８図に示さ
れている）をもつ。ナイフエツジ１９は第９図に
示されている。各々のブレード１３はスラストロ
ツド１４に取り付けられたピボツト２０の回りを
回転することができる。ブレード１３はスプリン
グ２１によつてストツプ２２に向かつて中央位置
に少し偏つており、それでその中央位置において
は各々のピボツト２０はまだ四散していな尖端１
８の位置を内向きのままにしている。その偏りに
逆らつてのブレード１３の回転は各々の尖端１８
及び各々のナイフエツジ１９を半径方向外向きに
及びそれらの隣接物から円周方向に四散させる。

延伸用具１２の垂直上向きの主運動は冷尖端１
８をシート１５の下面２３に押し付けそしてその
尖端１８が押し付けているポリプロピレンの小塊
４を売却する。それで小塊４は尖端１８による刺
し傷に耐えることができる。シート１５の僅かな
くぼみから生じるたるみを吸収した後、その上の
延伸用具１２の主運動はシート１５の尖端１８の
外側の部分２４に上向きの最初の延伸を与えそし
て第５図に示されているサドル２５を作る。ある
程度まではシート１５のサドル２５の内側の部分
２６の延伸は実質的に生じない。最初の延伸は外
側部分２４に増大しつつある引張応力を発生さ
せ、その結果として増大しつつある反作用が尖端
１８に及ぼされる。各々の尖端１８での増大しつ
つある反作用は、スプリング２１からの偏りモー
メントとは逆の増大しつつあるモーメント（てこ
作用）をブレード１３に与える。その増大しつつ
あるモーメントがその偏りモーメントを越えると
直ぐに、ブレード１３はその偏りに逆らつて外向
きに回転して延伸用具１２の主運動の方向を横切
る半径方向外向きに尖端１８を四散させ、従つて
尖端１８は内側部分２６を半径方向外向きに延伸
させて配向させ、そして又その最初に延伸された
シート１５を機械的に拡張させる。延伸用具１２
の上向きの最初の運動の完了は外側部分２４から
引張応力を除去しそして実質的に同時に尖端１８
の拡張運動を停止させる。

拡張の間、ナイフエツジ１９は外側部分２４と
接触しそしてリブ９を作つて冷却し、それでその
リブ９が拡張の進行につれてナイフエツジ１９か
ら円周方向の延伸及び配向力を受け取りそして伝
達することを可能にする。円周方向の延伸は延伸
用具１２の主運動の方向を横切る方向である。同
時に、ナイフエツジ１９（これは傾斜されてい
る）はその傾斜をリブ９に押し付け、それで側壁
３の形状に積極的な調節を与え、特にそれらは内
側に弓そりする傾向を低下させる。

ブレード１３は、外側部分２４の端に段付きリ
ム１０を型押しするために上方締付リング１６Ａ
中の対応するリベート２８と協同する突出ヒール
２７を備えている。シート１５は締付リング１６
Ａの下で向きが変わり、そこでは実質的に非延伸
で厚いままである。シート１５を冷却するままに
しておくと、両リング１６の間のその厚い部分は
非常に堅くなり、それでその湾曲成形されたカツ
プをシート１５から解放しそしてスナツプ嵌め蓋
を受け入れるためのフランジ１１を生成させる正
確な打ち抜きが可能となる。

第１０図は直角カツプを作るための６対の対向
ブレード１３の配置を示している。

第１１図は、シート３０の非延伸移動を防止す
る締付けリング３３によつてキヤビテイ型３２の
リム３１上に締付けられた0.8mm厚熱軟化ポリプ
ロピレンシート３０を示している。また、36個の
冷尖端３４（僅かに２個が示されている）をもつ
延伸用具を含み、その各々の尖端がスピンドル３
７のフランジ付端３６に回転可能に取り付けられ
た１mm厚スチールブレード３５の一端に設けられ
ており、そのフランジ付端３６は中空円筒状ガイ
ド３８内に収容されている、シート３０を延伸す
るための装置が示されている。スピンドル３７は
中央の環状支承３９中を滑動することができ、そ
れで尖端３４をシート３０に押し付けて第１３図
に示されているように最初の延伸を引き起させる
主運動を尖端３４に与えるために、スピンドル３
７をガイド３８中に更に前進させることができ
る。

尖端３４はブレード３５に作用するスプリング
（図示されていない）によつて第１１図に示され
たそれらの中央位置に偏つている。スプリングは
又、ブレード３５の尖端３４から離れた端４０を
ガイド３８の内面４１に偏らせ、また最初にはこ
の偏りは支承３９の面取りされた縁４２によつて
助けられ、この面取りされた縁４２も端４０を内
面４１に押し付ける。

ガイド３８中へのスピンドル３７の主前進の間
に、端４０は内面４１に従い、それで尖端３４の
外向きの四散は起こらず、従つて最初に延伸され
たシート３０の拡張は起こらない。第１４図に示
されているように、スピンドル３７の連続した前
進は端４０をガイド３８の内方向に延びている内
面４３に従わせ、この内面４３はカムとして作用
してブレード３５を回転させ、その結果尖端３４
はそれらの主運動の方向を横切る方向に外向きに
四散する。この外向きの四散はスピンドル３７の
連続した前進と同時に起こり、その結果第１３図
に示されているようにして最初に延伸されたシー
ト３０は次いで拡張され、その間も尖端３４の主
運動の方向に更に延伸されている。

第１５図に示されているように、スピンドル３
７の更に連続した運動は端４０を内面４４に従わ
せ、この内面４４は尖端３４の外向きの四散に対
して積極的な制限、従つて第１４図に示されてい
るような延伸されたシート３０の機械的な拡張の
程度に対する積極的な制限を提供する。スピンド
ル３７の主運動の方向の延伸の程度に対する積極
的な制限は、スピンドル３７のある程度以上の前
進を防止するためにガイド３８と係合する、スピ
ンドル３７に形成されたストツプ４５によつて提
供される。それぞれブレード３５のエツジ４６及
び尖端３４によつて形成されたリブ及び小塊が、
密閉した嵌合を容易にするために空気抜き４７を
もつキヤビテイー型３２中に快適な嵌合を作るこ
とを確実にするように内面４４の直径及びストツ
プ４５の位置決めを選択する。延伸されたシート
３０をこの段階で冷却すると、許容できる多面体
カツプができるが、しかし、カツプの形状を更に
洗練することができる。

特に、第１１図に示された装置は、スピンドル
３７中に滑動可能に取り付けられておりそして放
射状に延びたプレート４９で終つているベル状頭
付プランジヤー４８を追加して含んでおり、その
プレート４９は冷たく、鋭く、従属している円周
方向のリム５０をもつている。第１２図に示され
ているように、プレート４９、ブレード３５に関
してのプレート４９の自由な通過を許すために開
口５１を含んでいる。プランジヤー４８は最初に
はストツプ４５とベル状頭５３との間で反作用す
るスプリング５２によつてスピンドル３７から間
隔が置かれている。スピンドル３７及びプランジ
ヤー４８の全体の分離はプランジヤー４８に形成
されたストツプ４５Ａによつて防止されている。
第１６図に示されているように、ストツプ４５が
ガイド３８に係合してスピンドル３７のその上の
前進を制限した時に、ベル状頭５３に対する十分
な力はスプリング５２の圧縮、及びプレート４９
のリム５０が延伸されたシート３０の底の周囲５
４を押え付けて冷却するまでのシート３０に向つ
てのプランジヤー４８の前進の両方を引き起こ
す。冷却された周囲５４及び冷却されたリブ（図
示されていない）は、シート３０の未冷却部分が
まだ液体圧によつて延伸されるように十分に熱い
間に延伸用具の抜き出しを可能にするのに十分な
形状安定性を延伸されたシート３０に与える。従
つて、延伸されたシート３０を収容しているキヤ
ビテイー型３２は流体圧延伸ステーシヨンにすみ
やかに移動させることができ、そのステーシヨン
において慣用の手段を用いてその延伸されたシー
トを吹付け成形するかまたは真空成形して型３２
と形状限定係合させることができる。この方法に
おいては、カツプの多面体断面を、リブ５５の軌
跡によつて定められる環に一致させるように縦パ
ネル５５Ａの外向きの拡張によつて一層環状にす
ることができ、それで弾性マツトトランスフアー
法による印刷に適したカツプを作るためにリブ５
５の突起を低下させることができる。場合によつ
ては、リブの薄化及びそれらの圧潰抵抗の低下を
犠牲にして、一層良好なフープ強度をもつ一層多
く円周方向に配向された製品を作るためにそのカ
ツプを更に拡張させることができる。

第１９及び２０図は、延伸用具５８が延伸用具
５９に関して互い違いに配されるように配置され
た対向群の延伸用具５８及び５９によるシート５
７の湾曲成形を例証している。最初に、延伸用具
５８と５９との間へのシート５７の挿入が可能な
ようにそれらの間に間隔をおき、次いでそれらの
主運動がそれらをシート５７に押し付け、その際
にシート５７は別個の保持手段を用いる必要なし
で非延伸移動を防ぐように保持される。延伸用具
５８及び５９の調和した主運動はそれらを相互に
貫通させ、そして延伸用具５８及び５９が相互に
飛びこすように十分に貫通した時に、それらの尖
端６０（四散の前は破線で示されている）を四散
させてその最初に延伸されたシート５７を拡張さ
せて第２０図に示されているカツプ６２を形成す
る。締付リングは不要であるので、カツプ６２の
リム６３は第１９図に示されているように相互に
張り出していることができ、それで所定面積のシ
ート５７から一層多数のカツプ６２を作ることが
できる。第１９及び２０図によつて例証されてい
る方法はスリツト押出ダイから積重ね艶出ロール
を経由して直列に受け取る結晶性ポリプロピレン
のシートについて用いるのに特に適している。毎
時100000個以上のカツプの生産速度が可能である
と期待される。

第２１図は第２２図に示されたアンダーカツト
の首６７をもつつぼ６６を成形するための変更さ
れた装置を示している。その装置はブレード６４
に曲がつたリベート６８を設け、そして首６７を
定めるためにリベート６８と協同する内曲する環
状フランジ６９を型６５に設けることによつて変
更される。

図面に例証したカツプを作るのに適したポリプ
ロピレンは1.5ｇ／10minのメルトフローインデ
ツクスをもち、プロピレンのホモ重合の終りの段
階中へエチレンを注入することによつて作られた
プロピレンと（コポリマーの重量の）13％のエチ
レンとのシークエンスコポリマーである。そのポ
リプロピレンシートを160℃の温度に加熱し、そ
して延伸用具の尖端及びナイフエツジを100℃に
加熱する。

実施例 １ 重量が14.95ｇで壁厚が0.5〜0.3mmである普通の
ポリスチレン製カツプを試験して、圧潰荷重37Kg
をもつことを見出だした。重量が14.75ｇである
が他は同じである本発明に従つたリブ付カツプは
圧潰荷重42Kgをもつていた。即ち13％大きかつ
た。

壁厚0.2mm及びリブ厚0.75mmをもつポリスチレ
ン製タブは、同一の全体寸法をもつがしかし30％
重いタブと同じ剛性をもつことが見出された。従
つて本発明の方法及び装置を用いることによつて
材料のかなりの節約が可能である。

実施例 ２ “カベリツト（kaberit）”熱成形機の普通の雄
型プラグの代りに第１０図に例証されている延伸
用具を取り付けた。500mlカツプのためのベント
式型を含む上方ダイは変化させないままにしてお
いた。その延伸用具はベント式キヤビテイーより
も深さ及び開口直径において約0.5mm小さかつた。
カツプを、毎分11サイクルの通常の商業的速度に
比較して毎分17サイクルで形成させた。次の節約
が測定された： (a) 壁の剛性改良に起因する材料の節約
……4.8％ (b) 一層均一な厚さをもつ一層薄い底に起因する
材料の節約 6.1％ (c) その方法は雄型プラグ熱成形よりもはるかに
ばらつきのない生産物を提供することが見出だ
され、それで変動についての低下した許容度に
起因する節約は約７％であつた。

材料のこれらの節約は合計で約18重量％であ
る。

スチールナイフエツジ上での滞留時間は、その
冷たいリブは等重量について壁厚の約15％の増加
に寄与したにすぎないように短時間であつたこと
が見出だされた。そのカツプを慣用のトランスフ
アー印刷装置で試験印刷した。普通の品質の印刷
を達成するために、ゴムマツトと支持マンドレル
との間にわずかに大きい接触圧が必要であつた。

そのパリソンを吹き出すための空気圧は平均で
0.28MN／m²（即ち40psi）でありそしてベント式
型中で彫刻される時に優秀な型押詳細を与えた。

延伸時間、ナイフエツジ本体及び温度の変化は
リブ重量の調節を広い範囲内で許容することが見
出だされた。

四散できる諸尖端をもつ延伸用具について特定
した最小数12個の尖端は慣用の大きさまたはそれ
よりも大きいカツプに指向される。一層小さなカ
ツプについては、各々の隣接尖端間の距離はリブ
（またはリブが存在しない場合には小塊）の平均
厚さの10倍よりも小さいことを条件にして、一層
少ない数の尖端を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はカツプの底の回りにスカラツプ形にさ
れた周囲をもつ湾曲成形されたカツプの透視図で
ある。第２及び３図は、それぞれ第１図に示され
た線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂでの拡大断面図である。第
４，５及び６図は、シートに対する延伸用具の主
運動の前、その最中及びその後の該延伸用具を示
している、延伸用具（わかり易くするために僅か
に４個のブレードを示している）及び熱軟化シー
トの一部断面の透視図である。第７図は第４図に
示されているブレードの縮小平面図である。第８
及び９図はそれぞれ第４図に示されている線Ｃ−
Ｃ及びＤ−Ｄでの拡大断面図である。第１０図は
６対のブレードの長方形配置を含む延伸用具の平
面図である。第１１図はカツプを作るための他の
装置の断面図である。第１２図は第１１図中の矢
印Ｇの方向での下面図である。第１３〜１６図は
カツプの形成における連続段階を示している、第
１１図と類似の図面である。第１７図は変更され
たカツプの透視図である。第１８図は第１２図に
示されているカツプの矢印１７の方向での下面図
である。第１９図は、多数の貫き合う延伸用具が
多数のカツプを同時に作るように協同する配置の
平面図である。第２０図は線Ｈ−Ｈでの第１９図
を貫いての概略断面図である。第２１図は変更し
た装置の一部の断面立面図である。第２２図は第
２１図の装置よつて製造した壷の透視図である。 図中、１はカツプ、２は底、３は側壁、４は小
塊、５はスカラツプ、６及び７は曲線、８はパネ
ル、９はリブ、１０はリム、１１はフランジ、１
２は延伸用具、１３はブレード、１４はスラスト
ロツド、１５はシート、１６Ａ及び１６Ｂは締付
リング、１７は硬質支持体、１８は尖端、１９は
ナイフエツジ、２０はピボツト、２１はスプリン
グ、２２はストツプ、２３はシートの下面、２４
はシートの外側の部分、２５はサドル、２６はシ
ートの内側の部分、２７は突出ヒール、２８はリ
ベート、３０はシート、３１はリム、３２はキヤ
ビテイー型、３３は締付リング、３４は尖端、３
５はスチールブレード、３６はフランジ付端、３
７はスピンドル、３８はガイド、３９は支承、４
０は端、４１は内面、４２は面取りされた縁、４
４は内面、４５はストツプ、４６はエツジ、４８
はベル状頭付プランジヤー、４９はプレート、５
０はリム、５１は開口、５２はスプリング、５３
はベル状頭、５７はシート、５８及び５９は延伸
用具、６０は尖端、６２はカツプ、６３はリム、
６４はブレード、６５は型、６６はつぼ、６７は
首、６８はリベート、６９は環状フランジであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的非延伸の移動を防ぐように保持されて
   おりそして熱可塑性材料のシートの融点下25℃よ
   りも高い温度になつている該シートから中空製品
   を湾曲成形する方法において、延伸用具によつて
   対称的に支持されておりそして該シートの融点下
   50℃よりも低い温度になつている多数の尖端を、
   主運動において、該尖端との接触部においてシー
   トを冷却するように該シートの一面に押し付ける
   こと、そして該延伸用具が該主運動の方向に延び
   た軸線をもつプランジヤーを含むこと、各々の尖
   端はブレードの端によつて構成されており、該ブ
   レードはプランジヤーに軸ピンで取り付けられて
   いること、該主運動を続けている間に、ブレード
   を軸ピンの回りに回転させて尖端をプランジヤー
   を横切る方向に対称的に四散させ且つ各々のブレ
   ードの外側エツジを尖端から次第に背後に向けて
   シートと会合させ、それによつてブレードが次第
   にシートと会合して、シートと接触している最初
   の尖端から伸びている冷却された材料の複数のリ
   ブを次第に形成し、ブレードに会合されていない
   シート材料を次第に延伸すること、を特徴とする
   方法。 ２ ブレードをそれらの長さの中間で軸ピンで取
   り付け、そして尖端から遠く離れた端での各々の
   ブレードに対するカムの作用によつて回転させ
   る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 加熱された熱可塑性材料のシートから中空製
   品を湾曲成形する方法において、多数の細長いブ
   レードを所定の軸線の回りにそしてその軸線と同
   じ平面で配置すること、その各々のブレードが一
   端に尖端をもちそして該所定の軸線から離れる方
   向を向いている外側エツジをもつていること；そ
   のブレードの尖端が熱可塑性材料のシートを押し
   付けてそのシートを延伸させ始めるようにブレー
   ドを該所定の軸線と平行に移動させること；その
   ような軸方向の移動を続けている間に、ブレード
   の尖端を該所定の軸線から離れるように振り動か
   しそしてブレードの外側エツジを隣接シートの延
   伸された部分と会合させる態様で各々のブレード
   を該所定の軸線を横切る軸線の回りに回転させる
   こと、を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ４ ブレードの尖端の方の端が該ブレードの反対
   の方の端よりも所定の軸線に接近しているように
   最初に該ブレードを該所定の軸線に関して傾斜さ
   せる、特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 上記のように最初に成形された中空製品を直
   ちに、シートを横切る流体差圧の適用によつて更
   にキヤビテイー型に形づくる、特許請求の範囲第
   １〜４項のいずれかに記載の方法。 ６ 熱可塑性材料の熱軟化シートから深絞り中空
   製品を湾曲成形する装置において、該装置はシー
   トを実質的非延伸の移動を防ぐように保持する手
   段、シートと会合するための端をもつ延伸用具、
   及びその端をシートに押し付けさせてシートを延
   伸させるように延伸用具のそのシートとは相対的
   な主運動を引き起こさせる手段を含み、該装置
   は、更に、延伸用具の運動を該主運動の方向に継
   続させる手段を含み、そして該延伸用具は該シー
   トと最初に会合する尖端及び該シートと次第に接
   触するエツジを有し、主運動が進行するにつれて
   該尖端の接触点、及び該シートと該エツジの接触
   線に沿つて該シートに局部的冷却を引起こす多数
   の平らなセグメント又はブレード、及び主運動が
   進行するにつれて相互のセグメント又はブレード
   に関して各々のセグメント又はブレードの漸進す
   る相対的四散を引き起こす手段を含む、ことを特
   徴とする装置。 ７ シートを保持する手段が、セグメント又はブ
   レードの総ての縦方向及び外方向の運動が終わつ
   た後にその成形された製品を更に拡張させるため
   に流体差圧を提供する手段と共に、該延伸用具が
   進入するキヤビテイー型を組み入れている、特許
   請求の範囲第６項記載の装置。