JPH04500338A - プリフォームの温度調節 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プリフォームの温度調節 本発明は、独立クレームの前文に記載の方法及び装置に係わる。

プラスチック材料のブランクを機械的工具を用いて中間プリフォーム又は容器に 再成形することは既に知られている。

例えば、管状ブランクをその軸線方向に従って延伸しそ材料を高温にセットした 後で、例えばロッドによりブランクの底部をブランクの口部に対して移動させる ことによって実施される。

米国特許ＵＳ−＾−４，５８０，９６８号には、別の方法として、管状ブランク の材料をｍ械的成形工具のギャップに通してそのブランクを中間プリフォームに 再成形する方法が開示されている。ギャップの幅はブランクの材料の厚みより薄 い。

この種の方法では、実質的に非晶質のプラスチック材料（厚い材料）と配向され た材料（薄い材料）との間の遷移ゾーン（Ｌｒａｎｓｉｔｉｏｎ　ｚｏｎｅ）が 、非晶質（厚い）材料の量が減少し且一つ配向（薄い）材料の量が増加するにつ れて軸線沿いに移動する。

プラスチック材料はこの遷移ゾーンの移動に伴って配向（延伸）される、この先 行特許明細書に記述されている実施例の１つでは、ギャップが延伸リングとブラ ンク内に配置されるマンドレルとの間に形成される。遷移ゾーンの移動は、マン ドレルがこれに取付けられたブランクを延伸リングに対して移動させる時に生じ る。ブランクの非晶質材料は前記ギャップを通り抜けることによって遷移ゾーン の移動方向に配向される。

通常は、前述のごとくマンドレル及び延伸リング分用いてブランクのプラスチッ ク材料を配向する前に、材料の温度を高温にセットする０例えば、ポリエチレン テレフタレート（以後ＰＥＴと称する）の場合は、この材料のガラス転移温度よ りやや高い温度、ガラス転移温度とほぼ同じ温度又はガラス転移温度よりやや低 い温度を選択するのが普通である。プラスチック材料のガラス転移温度は以後略 称ＴＣで表す、前記ギャップに入る時の材料は通常高温である。

次いで、材料をギャップに通すのであるが、この時、延伸リングに対する材料の 接触面は特定の最大温度より低い温度を有していなければならない、この許容最 大温度は、遷移ゾーンでプラスチック材料に当接する支承面をｍ成する延伸リン グの材料と当該プラスチック材料とに応じて決定される。プラスチック材料の最 高温度に関するこの先行技術の開示は、プラスチック材料とブランク内に配置さ れたマンドレルとの間の接触領域にも当て嵌まる。プラスチック材料の温度調整 に関する更に別の要件として、このような温度調整は、可能であれば、処理技術 及び製造能力の観点から、装置のサイクル時間に及ぼされる影響ができるだけ小 さくなるように、好ましくはこのサイクル時間に全く影響が与えられないように 実施する。勿論、この要件は製造単位当たりの原価をできるだけ低くしたいとい う願望によって条件付けられる。また、実施態様によっては、プラスチック材料 の温度をブランク毎に少しずつ変えなければならないこともある。前述のギャッ プを用いるプラスチック材料の配向では、プラスチック材料によっては、材料の 温度を約２℃以下変えることが望ましい。

欧州特許ＥＰ　２０４８１０号には、高温マンドレルを薄いプラスチック材料の プリフォーム内に挿入し、材料を徐々に加熱すると同時に、プリフォームの材料 をマンドレルの外側規定面に当接させ且つそれに沿って移動させながら、プリフ ォームを延伸する方法が開示されている。この方法に固有の欠点は、マンドレル の温度を比較的高くしておかなければならないため、例えばＰＥＴなとプラスチ ック材料によっては望ましくないほど大きい電液が生じることにある。

前記実施Ｗ！Ａ様のいずれでも、プラスチック材料は原則として再成形処理の前 に高温に加熱される。これは、通常高温が、使用すべき方法の適用を可能にし且 つ所期の特性の製品を得るための必要条件だからである。この加熱は先行技術で は輻射エネルギを用いて実施される。プラスチック材料の特性を考えると、この 種の加熱は効率が悪い、加熱時間を短縮するためには輻射源で高温を使用するが 、そうするとブランクを加熱位置に長時間放置しておいた場合に問題が生じる。

加熱時間がこのように不用意に長くなると、製造プロセスがしばしば中断され、 例えばブランクの加熱の後のいずれかの操作ステップが妨害されるからである。

意図しない中断が生じた場合に輻射源からブランクを遮蔽もしくは除去させるよ うな特別の手段を講じない限り、操作の中断につながるこのような望ましくない 長時間の加熱の結果ブランクがしばしば加熱位置に付着し、又は最悪の場合には ブランクに火がつくことになる。ブランクが装置内で付着すれば、製造が比較的 長時間中断されことは明らかである。特に、付着したブランクを除去すべく加熱 装置を冷却しなければならない場合には中断時間が長くなる。

このような中断の発生、並びに製造中断に関連して輻射源からブランクを遮断す べく装置に余計な設備を取り付ける措置はいずれも費用がかかるため、製造及び 製品のコストが高くなる。

当業者には明らかなように、多くの技術的情況では、温度調整を行った材料の温 度を余り変化させたくないというａ望もしばしばあって、プラスチック材料の温 度調整を迅速に行うことが必要とされる。また、ブランクのあらゆる部分で材料 を所定の温度にセットしなければならないこともしばしばある。温度調節（ｔｅ ｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）という用語は、ここではプラ スチック材料の冷却も意味する。

本発明の目的は、前述の欠点がなく且つ前述の要件を満たす方法及び装置を提供 することにある。この目的は、独立クレームの特徴記述箇所に開示されている方 法及び装置によって達成される。

プラスチック材料を過度の高温にすると、通常は金属と接触した時の摩擦がかな り増大し、プラスチック材料と金属が付着し合う傾向らしばしば見られる０例え ばＰＥＴの場合には、ＴＧ範囲の材料温度を約１０℃高くすると摩擦がしばしば １０倍になる。これは、一般に先行技術がブランクのプラスチック材料の加熱時 にプラスチック材料と機械的加熱工具とを直接接触させるのを避けて、輻射エネ ルギで加熱処理を行うようにしている理由の１つである。独立クレームの特徴記 述箇所に開示されているように、本発明ではブランクの材料の温度調節をブラン ク内で移動する機械的工具によって行う、この機械的工具は以後、温度調節装置 又は第１機械装置と称する。この装置はブランクに当接する部分が熱伝導率の高 い材料、通常は金属からなる。この温度調節装置がブランクのプラスチック材料 に短い時間しか当接しなければ、この装置が比較的高い温度になっても、前述の ごとき付着の傾向は回避される。プラスチック材料に対するこの装置の移動方向 は、摩擦の問題を回避するように選択される。移動方向をこのように選択すれば 、温度調節される材料部分の総てに関して、温度調節が実質的に同じ時間だけ実 施されるという利点も得られる。温度調節装置（温度調節マンドレル）とプラス チック材料との間の温度差を大きくすることができるようにすれば、調節装置と プラスチック材料との間のエネルギ伝達が極めて速くなる。

調節装置の温度が高い時は、当接面領域のプラスチック材料が臨界温度を超えな いように当接時間を制限する。前記臨界温度は、プラスチック材料と加熱マンド レルの材料との付着及び／又はプラスチック材料の熱結晶化（ｔｈｅｒｍａｌｃ ｒｙｓｔａｌｌｊｚａｔｉｏｎ）が起こる時の温度である。加熱装置とプラスチ ック材料との間の短い接触時開にわたって行われるエネルギ供給は前記接触が途 切れてもプラスチック材料に対して続行され、それと同時にブランクの当接面に 最も近い領域のプラスチック材料の温度が低下する。熱エネルギがブランクの反 対側に向かって移動し続ける一方で、加熱装置に当接したブランクの面の近傍で はプラスチック材料の温度が低下し続ける。

温度が低下し続けて付着及び／又は熱結晶化の危険がなくなったら、同じ調節装 置又は別の調節装置をもう一度ブランク内に配置し、ブランクの内面に当接させ る。限定された時間にわたってプラスチック材料への熱伝達が再び起こり、その 結果別の熱波がブランクの反対側に向けて移動し始める。好ましい実施例の１つ では、ブランクの材料へのエネルギ供給が少なくとも２つの連続した時点で生起 する。第１の時点でエネルギがブランクの材料に供給された後は、エネルギ供給 が行われる毎に、その直前の時点で供給された熱エネルギがブランクの当接面か らブランクの壁の厚みの少なくとも約１７６、一般的には約１７５以上、好まし くは約１７４以上に相当する距離をおいた地点のブランク材料に到達している。

但し、驚くべきことに、場合によっては、特に材料が薄く且つ加熱温度が比較的 低い時には、加熱時点が１つでよいことが判明した。

原則として、個々のブランクは各調節装置に一度しか当接しない、しかしながら 本明細書に記載の発明では、場合によっては総ての時点で、同一の調節装置が個 々のブランクに一回以上当接し得る。

本発明の好ましい実施態様の１つでは、ブランクを調節マンドレルに対して移動 させる前に、やはり高温に加熱したホルダにブランクを取付ける。このホルダは 、該ホルダの外側に位置する中央シャフトを中心に回転して複数の連続した位置 に移動するように設置される。これらの位置の少なくとも１つ、原則として２番 目の位置では、調節マンドレルがブランク内の成る位置まで移動する。ブランク の内面に所与の時間だけ当接した後で、調節マンドレルをブランクから除去し、 その後ホルダを中央シャフトを中心に回転させて次の位置に移動させる。この移 動の間に、エネルギ波がブランクの外面に向かって移行し始める。所定の時間が 経過したら、調節マンドレルを再びブランク内に挿入し、ブランクのプラスチッ ク材料に再びエネルギを供給する。その後マンドレルをブランク内の位置から移 動させて、ブランクがホルダにより次の位置に移動できるようにする。

容器の位置の数、当接の回数及び／又は移動速度は特に、ブランクのプラスチッ ク材料の厚み、プラスチック材料の熱伝導率、調節マンドレルの当接面の温度、 及びプラスチック材料の所期の加熱温度に応じて決定される。

ここで留意すべきこととして、この実施ｗ様のようにホルダにブランクを配置し 、このホルダをその外側に位置する中央シャフトを中心に回転させるようにする と、各位置にその位置に特異的な調節マンドレルを１つずつ具備することが可能 になる。マンドレルは例えばその位置に特異的な所与の温度にセットし、その位 置に特異的な構造及びその位置に特異的な移動パターンを有するようにする。こ のようにすれば、場合によっては、マンドレルの当接面の温度及び２′又は材料 が位置毎に変化する。その結果、各位置のプラスチック材料の当接時間を制御し 且つ各位置での望ましくない摩擦及び、・′又は付着の傾向を最小限に抑えるこ とが可能になる。

ブランクのプラスチック材料の温度を、この材料を薄く）るのに適した温度、例 えば〈冒頭で説明したような方法で）ギヤノアに通すことによって配向するのに 適した温度に調節すべく本発明を適用する時は、好ましい実施態様の１つとして 、ブランクのプラスチック材料に対する延伸リングの速度を、延伸リングの移動 の初期段階での速度が成形プロセスの残りの段階での速度より遅くなるように選 択する。このようにすると、厚い材料と薄くなった材料との間の遷移領域にニル ネギ波が樹立される。これは、材料の厚みの減少に伴って放出される熱エネルギ によるものである。延伸リングの移動速度と前述のごとく遅くすると、前記エル ネギ波がプラスチック材料中を移動する時間ができるため、材料が次の処理（厚 み減少）に適した温度になる。

驚くべきことに、この状態に達し、た後では、延伸リングの移動速度を急上昇さ せることができると判明した０例えば、この速度を約５倍まで上昇させても、薄 くなった材料の質に悪影響が与えられることはない。逆に、初期の延伸速度が速 すぎると、エネルギ波がその効果を十分に発揮するだけの時間が得られない。（ これは、延伸リングの移動速度本発明の他の重要な実施態様は付属のサブクレー ムに開示した。

本発明及びその特徴は、添付図面に基づく以下の説明で更に良く理解されよう。

添付図面中、 第１ａ図はブランクのホルダ及び受容装置の横断面図である。

第１ｂ図はホルダの上方に調節マンドレルを配置した時の第１ａ図に対応する横 断面図である。

第２図はブランク内に調節マンドレルを挿入した時の第１ａ図及び第１ｂ図に対 応する横断面図である。

第３図は調節マンドレルが拡張した時の第２図に対応する横断面図である。

第４図はブランク内に配向マンドレルを挿入した時の第１ａ図〜第３図に対応す る横断面図である。

第４ａ図は第４図の符号への部分を拡大して示す説明図である。

第５＋を図は配向マンドレルを図面の下方に移動させた時の状態をホルダ及び受 容装置内のブランクを省略して示す第４図に対応する横断面図である。

第５ｂ図はホルダ及び受容装置内にブランクが入っている第５ａ図に対応する横 断面図である。

第６図はブランクを受容し、温度調節し且つ再成形する装置を上から見た平面図 である。

本発明の実施例の１つを示すこれらの図面には、閉鎖底部１１と口部１２とを含 むブランク１０が図示されている。このブランクは内側底面１３と、全体的にほ ぼ円筒形もしくはやや円錐形の内側面１４とを有し、側面１４がブランクの壁１ ５を規定している。この側面が円錐形の場合は、最大周縁部が口部１２にくる。

壁の外面は符号１７で示した。第５ｂ図は、ブランクが部分的再成形にかけられ て、壁の薄くなった下方部分１６ｍと元の形状と留める残りの壁部分１６ｂとを 有するようになった状態を示している。元の厚みを有する壁部分と薄くなった壁 部分との間には遷移領域１８が存在する。

ブランクのホルダも構成する受容装置３０〈第１ａ図及び第１ｂ図参照）は、ブ ランクの壁１５の外側の輪郭に実質的に合致する大きさ及び形状の内側規定面３ ２を含む側壁３１を有する。この側壁には熱媒を通すための通路３８が設けられ ている。ブランクを支持するホルダの側壁３１の下には基板、例えばプレート３ ３が配置されている。

図面にマンドレル２０（第１ｂ図参照）として示した機械的装置は以後調節マン ドレルと称されることもあり、駆動シャフト２１を介して駆動手段（図示せず） に接続される。この駆動手段は、マンドレルを第１ｂ図の位置即ちブランクの上 方の位置から、第２図の位置即ちブランクに挿入される位置まで移動させる。こ の調節マンドレルは、ブランクの材料を所定の温度にセットするのに適した特定 の温度に調節される。そのために、この調節マンドレルには熱媒を通す通路２８ が具備されている。場合によってはブランク内に配置されたマンドレルがブラン クにエネルギを送給し、場合によってはマンドレルがブランクからエネルギを奪 う、調節マンドレルの外側規定面（側面）２６の寸法は、ブランクの内側規定面 １４の形状に実質的に対応する形状を有するように決定される。しかしながら、 原則としてブランクの寸法はブランク毎に異なるため、好ましい実施例の１つで は調節マンドレルが第１マンドレル部分２２と第２マンドレル部分２３とを有し 、これらのマンドレル部分が駆動手段（図示せず）によって互いに引離し得、そ の結果調節マンドレルの周縁が大きぐなるようにする−この場合、前記マンドレ ル部分は長手方向セクショ〉・２４部分で互いに分離される。当業者には明らか なように、特に調節マンドレルの周縁の寸法変化を大きくしたい場合には、３つ 以上のマンドレル部分を使用し得る。マンドレルの下部は底面２５によって規定 される。第３図に示すように、マンドレル部分が相対的に移動するとこれらマン ドレル部分の間に少なくとも１つのギャップ２７が形成される。

第４図、第４ａ図、第５ａ図及び第５ｂ図は、駆動シャフト６１を介して駆動手 段（図示せず）に接続された配向マンドレル６０と協働している状態の受容装置 即ちホルダ３０を示している。前記マンドレルはブランク１０の内側寸法に対応 する外側寸法を有するため、マンドレルを第４図の位置に配置するとマンドレル の側面６６の少なくとも下方部分がブランクの内面１４に当接する。この配向マ ンドレルには、該配向マンドレルの側面６６の温度を調節するために通路６８が 設けられている。このマンドレルの底面６５はブランクの内側底面１３に当接す る。

第４図、第４ａ図、第５ａ１３及び第５ｂ図に示すように、基板３３はブランク を通すことができる大きさの開口３５を有する。

この開口には延伸リング５０が取付けられている。この延伸リングは、内側周縁 部の寸法がブランクに最も近い部分で最大であり、ブランクから遠ざかるにつれ て小さくなるような周縁領域５１を有する（第４ａ図参照）、この周縁領域の前 記開口の中心に向かって延びる部分はリングの作用面５２を構成する。ホルダの 側壁３１に１つ又は複数の熱媒用通路３８が設けられているのと同様に、延伸リ ング５０にも該延伸リングの作用面５２の温度を調節するために１つ以上の通路 ５８が設けられている。この延伸リングを前記開口に挿入すると（第５ａ図参照 ）、延伸リングと配向マンドレルとの間にギャップ５４が形成される。このギャ ップは以後延伸リングギャップと称され、その幅はブランク１０の材料の厚みよ り小さい。

第６図は本発明の好ましい実施例の１つを示している。この実施例では、基板３ ３が複数の受容カップ（ホルダ）３０ａ〜３０ｅからなる複合ユニット３７の下 に配置され、前記受容カップが接続装置３６を介して互いに固定される。この場 合のホルダは、両端が開放された全体的にほぼ円筒形の管３０ａ〜３０ｅとして 構成されている。前記複合ユニットは接続装置を介して中央シャフト３４に接続 され、駆動手段（図示せず）により前記中央シャフトを中心に回転して所与の位 置に配置される。これらの位置では、装置が第１図〜第５図に基づいて説明した ように組合わせられる。中央シャフトは複合ユニットを回転させるべく該ユニッ トに固定してもよい。

この場合、複合ユニットの中心を軸とする回転移動は、ホルダが予調整可能な間 隔で位置１〜５の１つに配置されるように割り出される６位Ｗ１〜５へのホルダ の移動は、原則として固定位置にある基板３３に対する相対運動によって実施さ れる。

第１ａ図に対応する位Ｗ１では、第６図の位置１に配置された受容装置（ホルダ ）３０ａにブランク１０が支持されている。

位Ｗ２．３及び４では装置が夫々第１ｂ３、第２図及び第３図に示したように組 合わせられる０位置５は第４図、第５ａ図及び第５ｂ図に示した装置の組合わせ に対応する。ホルダ３０の位置５に対応する領域では、プレート３３に開口３５ 及び延伸リング５０が具備される。この実施例の装置では、ブランクの温度調節 を必要に応じて最高３つの時点で実施できる。

本発明の装置は調節マンドレルの移動及び拡張をｌ！ＩＪ御し調整する手段（図 示せず）を有し、この場合はこの手段がマンドレル当接時間の長さも制御し調整 する。この制御調整手段（図示せず）は、調節マンドレル２０及びホルダ３０の 他に可能であれば延伸リング５０にも供給される媒体の温度を調整する機能も果 たす。

本発明を実施する時は、ブランク１０を受容装置（ホルダ３０ａ　）に入れて第 １ａ図の位置まで移動させる。その後、複合ユニット３７を位置１つ分回転させ て、ホルダ３０ａを位置２に移動させる。この移動の間、ホルダはプレート３３ の上方規定面上を滑動する１位置２では調節マンドレル２０が上方位ｆ（第１ｂ 図参照）から下方位置く第２図参照）に移動する。調節マンドレルは上方位置で はブランクの外側上方に位置し、下方位置ではブランクの中に配置される。好ま しい実施例の１つでは調節マンドレルの寸法を、その外側規定面２６とブランク の内側規定面１４との間にギャップ４１が形成されるように選択する。このよう にすると、マンドレル２０がブランクの中に入る時にブランクの内側規定面１４ と接触しないですみ、従って例えばブランクの材料の非調節的加熱とその結果生 じるマンドレルとプラスチック材料との間の望ましくない摩擦が防止される。

ブランクは様々な大きさを有するため、好ましい実施例の１つでは、ボルダの寸 法を該ホルダとブランクの外側規定面１７との間にギャップ４０ができるように 決定する。その楊禰節マンドレルを拡張し−でブランクの内側規定面に当接させ 、通常はその後で更に拡張することによってブランクの材料を外側に移動させ、 ホルダの内側規定面３２にしっかり当接させる。調節マンドレルの拡張は、ブラ ンクの外面がホルダの内面に当接するまで続けられるように制御する。このよう にすれば、調節マンドレルとブランク、並びにホルダとブランクが確実に接触し 合うことになり、ブランク、マンドレル及びホルダ間のエネルギ伝達が効果的に 制御される。好ましい実施例の１つでは拡張度を比較的小さくし、原則として約 ２０％以下、好ましくは約１０％以下に制限する。拡張率が小さければマンドレ ル部分の数も少なくてよいが、拡張率が大きい場合はマンドレル部分の数を増や して、拡張時にマンドレル部分の間に形成されるギャップの幅が狭くなるように する。その結果、プラスチック材料が均一に加熱される。ブランクに対するマン ドレルの当接面の温度は、調節マンドレルの通路２８及びホルダの通路３８を流 れる熱媒によって調整される。

ＰＥＴの温度調節では例えは以下の温度及び時間を使用し得る。調節マンドレル ２０の外面２６の温度は原則としてＴＧ範囲より高くし、その場合はＴＧより少 なくとも１０℃、通常は３０℃以上、好ましくは５０℃以上高くする。ブランク の内面に対する調節マンドレルの当接時間の調整には制御調整手段を使用する。

この時間は約５秒以下、通常は約３秒以下、好ましくは約２秒以下にする。勿論 、使用する当接時間は調節マンドレルの温度とプラスチック材料の特性とに応じ て決定する。前記した温度及び時間は、壁の厚さが約２ｍｍのＰＥＴブランクの 温度調節に係わるものである。他のプラスチック材料及び／又は他のブランク寸 法の場合には、勿論夫々の状況に応じて調節時間を決定する。

調節マンドレルを所定の時間にわたってブランクに当接させたら、マンドレルを 収縮させてブランクから取出す。

次いで次の位置に移動し、それが適切であればこの位置では調節マンドレルをも う一度ブランクの材料に当接させてマンドレルとブランクとの間の熱エネルギ交 換を行う、この位置でも、当接時間を前述のように制御する。勿論、ブランクの 温度調節サイクルは、ホルダを同じ位置に保持したままマンドレルを前記スゲジ ュールで一回以上移動させることにより、同一ステーションで繰り返すことらで きる。

ブランクは複数の温度調節位置を通過して位置５に移動する。この位置では原則 として、ブランクが延伸リング５０の作用面５２上に配置される（第４ａ図参照 ）、ブランクが位置５に配置されたら、配向マンドレル６０を下方に移動させ、 基板３３の開口３５に通すと、ブランクの内側底面１３に当接したマンドレルの 底面６５によって前記底面が移動し、従ってブランクが移動して前記開口を通過 する。この時点で、延伸リングギャップ５４が配向マンドレル６０と延伸リング ５０との間に形成される。このギャップの幅はブランクの壁１５の厚みより小さ い、壁の材料はこの延伸リングギャップを通過する時に延伸リング５０の作用面 ５２に当接し、その結果このギャップを通過するにつれてブランクの壁の厚みが 減少し、ブランクの軸線方向に沿ってブランク材料に張力が加えられる。延伸リ ングギャップを通過して薄くなった（ｙＫ則として配向された）材料と、前記ギ ャップを通る前の厚い材料（原則として通常は非晶質）との間には遷移領域が形 成される。この遷移領域は配向マンドレルの移動に伴って非晶質材料方向にずれ ていく、このようにして、壁１５の材料が作用面５２を通過しながら軸線方向に 延伸（配向）される。

本発明の所望の用途に応じて、ブランクの材料は全部又は一部分が延伸される。

ブランクの壁の材料を全部薄くする場合には、配向マンドレルの移動完了後に再 成形ブランクが延伸リングの下に位！する。再成形ブランクを配向マンドレルか ら解放するためには、圧力媒体用通路６２を具備する。配向マンドレルが出発位 置に戻ったら、ホルダ３０を位置１に移動させ、その後前記サイクルを繰り返す 。

ホルダ３０の温度は通常、問題の熱可塑性材料が熱結晶化する時の温度と同じか それより低い値に調整する。そのため調整は原則として、その熱可塑性材料のＴ Ｇ範囲内の温度で実施するが、場合によってはＴＧより低い温度にすることもあ る。　ＰＥＴの場合は約８５℃以下、好ましくは約８０℃以下の温度にすると、 ブランクの壁の温度分布が良好に行われることが判明した。

プラスチック材料と接触する機械的装置は総て熱伝導率の高い材料く原則として 金属）で形成されているため、本発明では、前記サイクルのいずれの段階でも熱 可塑性材料の温度の調整及び制御が小さい公差範囲で達成される。これは、材料 が薄くなり且つ配向されるにつれて除去しなければならないエネルギが放出され るブランクの壁の遷移領域１８では特に重要なことである。プラスチック材料は 配向マンドレル６０とホルダ３０と作用面５２とに当接するため、前記臨界領域 でも熱伝導率の高い物質によって全体的に包囲さね　従ってｇｔＬ′Ｔｒ力性村 εと梼鍼的装置との間の必要な熱エネルギ伝達が補償される。また、前記説明か ら明らかなように、熱可塑性材料は延伸リングを通過する前ら、ｍｖ的装置のホ ルダの壁３１と調節マンドレル２０と配向マンドレル６０とによって、ブランク が延伸リングを通る時に熱可塑性材料が所望通りに薄くなり且つ配向く結晶化） されるようにするための条件に適合した温度を与えられる。

延伸リングギャップ５４を通過する時も、その後で例えば前述のごとき温度調節 サイクルにかけられる間も、ホルダ３０の［壁３１はブランクに面した規定面３ ２を介してブランクの温度分布に作用する。成る実施態様及び／又は位置では、 規定面３２の温度を調節マンドレル２０の側面２６の温度より低くし、別の実施 態様及び／又は位置では規定面３２の温度を調節マンドレルの側面２６の表面温 度より高くする１通常は、ホルダの側面２６をＴＧより低い温度又はＴＧ範囲の 温度にする。

駆動手段により開口３５を通って配向マンドレル６０を移動させると配向マンド レルがその前方のブランクの閉鎖底部１１にぶつかり、それと同時に配向マンド レルと延伸リング５０との間に延伸リングギャップが形成される。この延伸リン グギャップの幅は、ＰＥＴの場合には、実質的に非晶質材料からなる元のブラン クの材料の厚みの約１７２以下である。

この条件では、約１０％以下の結晶化度の熱可塑性材料が得られる。配向マンド レル６０が延伸リング５０に対して相対移動し、それに伴ってブランクの底部が 移動すると、ブランクの壁が延伸リングギャップの中に押し込まれてこのギャッ プを通過し、その結果ブランクの壁の厚さが減少すると同時にブランクの材料が 単軸配向される。このようにして、配向マンドレルの移動の闇に単軸配向材料の 量及び長さが漸増し、それと同時に非晶質材料の量及び長さが減少する。

ブランクの壁の材料を全部ギャップに通すやり方をすれば、壁の材料が総て配向 されることになる。遷移領域１８の材料の温度は、ホルダ３０の壁３１の通路３ ８と、延伸リング５０の通路５８と、配向マンドレル６０の通路６８とによって 制御される。

非晶質材料、即ちギャップを通る前の材料については、ブランク材料の最終的温 度調節が配向マンドレル６０とホルダ３０の側壁３１とによって行われる。いわ ゆる配向プロセスの間は、延伸リング５０が材料の配向に伴って生じる熱エネル ギを除去する役割を果たすが、配向マンドレル６ｏも、温度が所期の配向を得る ための温度範囲を超えるのを防止するのに寄与する。

第６図の実施例では、中央シャフト３４を中心に回転するホルダを介してシステ ムが１ステツプずつ回転する。システムが停止する毎に操作が一回案施される０ 位置１では、実質的に非晶質材料からなるブランクがホルダ３０に取付けられる ０次のステップではホルダが位置２に移動し、そこでブランクが第１ｂ図〜第３ 図に基づいて説明したように加熱又は冷却される。その後、ブランクが位置３及 び４に移動し、夫々の位置で必要に応じて対応処理が繰り返される。

Ａ後にブランクが位置５に移動し、そこで第４図及び第５図に基づいて説明した ブランクの温度調節及び再成形が行われる。この再成形を可能にするため、位置 ５の基板即ちプレート３３は第４図の開口３５に対応する開口を備えている。

配向マンドレルが最下位置に移動すれば、ブランクの材料は総て配向マンドレル と延伸リングとの間のギャップを通過したことになる。再成形ブランクを配向マ ンドレルがら解放するには通常圧縮空気を使用する。即ち、配向マンドレルに通 ｎ６２を設け、この通路に圧縮空気を流して再成形ブランクを配向マンドレルか ら離す、その後、配向マンドレルを出発位置に戻す。

場合によっては、熱媒通路に代えて電気抵抗ワイヤを使用する。熱媒通路は通常 、ホルダ３０又は配向マンドレル６゜をブランク材料の冷却に使用する時にだけ 用いる。

以上、ブランクをギャップ５４に通すことによって材料の厚みを減少させる場合 のブランクの温度調節に関して本発明を説明してきたが、当業者には明らかなよ うに、前記した方法は、どの再成形法を使用するかに係わりなく、ブランクを容 器に再成形する場合の予備措置としてプラスチック材料の温度調節に適用できる 。

本明細書に記述したのは本発明の実施態様の一部に過ぎず、当業者には明らかな ように、本発明はその範囲を逸脱せずに更に様々なＲ様で実施し得る。

Ｆｉｇ、７ａ Ｆｉｇ・２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．原則として実質的にカップ状又は管状のプラスチック材料製開放中空ブラン ク（１０）の材料の温度を、該ブランクと該ブランク内に配置された第１機械的 装置（２０）との間のエネルキ交換によって所定温度範囲内の値に調節する方法 であって、前記材料の温度を調節するために、前記機械的装置の外側規定面（２ ６）の少なくとも一部分を前記材料に当接させ、この機械的装置の温度を、少な くともブランクに当接する前記１つ又は複数の部分で、前記外面（２６）に当接 するブランクの材料の前記当接を介する所望の温度変化によって決定される値に セットすることからなり、前記機械的装置（２０）をブランク（１０）内に配置 した後で拡張してブランクの内側規定面（１４）に当接させ、適当な時間にわた る当接の後で前記機械的装置を収縮させてブランクの内側規定面から離すように することを特徴とする方法。 ２．ブランク内に配置した機械的装置（２０）の当接面（２６）の温度を当該プ ラスチック材料のガラス転移温度（ＴＧ）より高い値にセットし、前記当接面で のプラスチック材料温度が該プラスチック材料と前記機械的装置との間に付着の 傾向が生じ該プラスチック材料が熱結晶化するような高い温度に到達する前に、 前記装置とブランクとを引き離すことを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．ブランク（１０）の内側規定面（１４）への当接を少なくとも一回行い、ブ ランクを当接させて加熱する場合は、最初の当接の後の各当接を、直前の当接操 作で供給された熱エネルギがブランクの内側規定面からブランクの壁の厚みの少 なくとも１／６、原則として約１／５以上、好ましくは約１／４以上の距離をお いたブランク材料内地点に到達した後で行うようにすることを特徴とする請求項 １又は２に記載の方法。 ４．ブランクの内側規定面（１４）に当接する機械的装置（２０）の外面（２６ ）の温度をＴＧより少なくとも１０℃、原則として３０℃以上、好ましくは５０ ℃以上高くし、及び／又はブランクの内側規定面（１４）に対する機械的装置（ ２０）の当接を当接毎に約５秒以下、原則として約３秒以下、好ましくは約２秒 以下続けることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。 ５．ブランク内の機械的装置（２０）を拡張することによりブランクの壁（１５ ）を移動させてブランクを少なくとも部分的に包囲する第２機械的装置（３０） の規定面（３２）に当接させ、この第２機械的装置の規定面の温度を、ブランク 当接領域で、規定面（３２）に当接するブランク材料の前記当接を介する所望の 温度変化によって決定される値にセットすることを特徴とする請求項１から４の いずれか一項に記載の方法。 ６．ブランク（１０）に対する外側機械的装置（３０）の当接面（３２）の温度 を、当該熱可塑性材料が熱結晶化し始める時の温度にほぼ等しい温度かそれより 低い温度、原則としては当該熱可塑性材料のＴＣ範囲内の温度以下、好ましくは ＴＧより低い温度にすることを特徴とする請求項５に記載の方法。 ７．ブランクを外側第２機械的装置の受容カップ（３０）に載せ、この受容カッ プ（３０）をその外側に位置する中央シャフト（３４）を中心に回転させて複数 の連続位置（１〜５）に配置させ、これらの位置の少なくとも１つで、第１機械 的装置（２０）に対応する機械的装置をブランク（１０）内の位置に対して往復 移動させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 ８．プラスチック材料製中空ブランク、原則として実質的にカップ状又は管状の ブランクの温度を調節する装置であって、相対的に移動するように配置された第 １機械的装置（２０）及び第２機械的装置（３０）を含み、第２機械的装置がブ ランクを特定の位置で保持するように構成され、第１機械的装置がブランク内の 位置に移動するように構成されており、第１機械的装置（２０）がブランク（１ ０）内に配置された後で拡張してブランクの内側規定面（１４）に当接するよう に機能し、この温度調節装置が当接を可調整時間にわたって維持すべくブランク の内面に対する第１機械的装置の当接を調整するように機能する制御調整手段も 含むことを特徴とする温度調節装置。 ９．第２機械的装置（３０）がホルダ（３０）として構成されており、このホル ダ（３０）がブランクの外面（１７）に当接するようにブランク（１０）に合致 した形状を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。 １０．第１機械的装置（２０）がブランク（１０）の内面（１４）に当接してい る時に周縁方向に拡張し、この拡張によってブランクの外面（１７）がブランク に面したホルダ（３０）の面（３３）と接触するように構成されていることを特 徴とする請求項８又は９に記載の装置。 １１．第１機械的装置（２０）が実質的に円筒形か又はやや円錐形のマンドレル （２０）を含み、このマンドレルが少なくとも２つのマンドレルセグメント（２ ２，２３）に分割され、これらのセグメントが軸線方向で相対移動し得るように なっていることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の装置。 １２．両端が開放されている実費的に円筒形の管（３０ａ〜３０ｅ）として構成 された別の（外側）機械的装置（３０）を複数含み、これらの機械的装置が１つ の円の周縁上に等間隔で配置されて１つの複合ユニット（３７）を構成し、この 複合ユニットが前記外側機械的装置の間の距離に従って１ステップずつ回転して 、これらの外側機械的装置を円の周縁上の複数の位置（１〜５）に配置し、第１ 装置（２０）がこれらの位置の少なくとも１つに対応して配置され、前記複合ユ ニットの下にブランクを支持する基板（３３）が配置されており、この基板が前 記位置の１つで開口（３５）を有し、この開口をブランクが通過して例えば装置 から離れるようになっていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項 に記載の装置。