JPH0560411B2 - - Google Patents

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JPH0560411B2
JPH0560411B2 JP61500397A JP50039786A JPH0560411B2 JP H0560411 B2 JPH0560411 B2 JP H0560411B2 JP 61500397 A JP61500397 A JP 61500397A JP 50039786 A JP50039786 A JP 50039786A JP H0560411 B2 JPH0560411 B2 JP H0560411B2
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JP
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sleeve
temperature
mandrel
opening edge
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Torsten Nilsson
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PLM AB
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Publication of JPH0560411B2 publication Critical patent/JPH0560411B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カツプ状のプラスチツク製プレフオ
ームを中空体に成形する中空体容器の成形方法及
び成形装置に関する。置に係る。
これまでにも熱可塑性材料のブランクを容器に
再成形することは周知になつている。この場合の
ブランクには材料を軸方向に配向した部分が含ま
れている。再成形は吹込み法を用いて行ない、製
造する容器の形状に対応させた金型の壁部に対し
てブランク材料を吹きつける。英国特許公報第
2076731A号にこの様な方法でびん形容器を製造
する技術についての記載がある。
英国特許第4381279号は、配向した熱可塑性材
料のブランクを吹込み法で容器に再成形する技術
について記載している。この特許はまた、配向ブ
ランクを再成形して容器にする技術も開示してい
る。
米国特許第4372908号は、熱可塑性材料を延伸
して配向したブランクを1つまたはそれ以上の機
械的成形方法を用いて容器に再成形する技術につ
いて記載している。この特許に開示された技術に
よると、ブランクから容器に再成形する間に容器
本体の円周が縮小される。
高温用途用および/またはソフトドリンク、ビ
ール等の加圧液体を貯蔵するのに適するプラスチ
ツク材料の容器に対する需要が相当高くなつてい
る。高温用途とは、例えば充填密封した容器の中
味を低温殺菌(60〜70℃)する場合や、容器の中
に液体を沸騰状態から直接充填する場合(中温充
填)、充填密封した容器の中味を殺菌する場合
(少なくとも121℃で)を意味する。
プラスチツク材料の容器にこの他要求される条
件としては、容器本体と口部分の断面がそれぞれ
別々になるように、例えば本体の断面が多角形で
容器の口部分が円形になるように製造できるとい
うことがある。口部分の形状を円形にすること
は、一般に容器の密封を容易にする上で望ましい
とされている。
容器の単価を下げるためには、個々の容器にお
ける材料の分布を容器の各部分(口部、本体、底
部)での推定機械応力に適合させる必要がある。
また、容器材料の分布を各領域(部分)でできる
だけ均等にすることも重要である。各領域で最も
薄い、従つて最も弱い部分でその容器の耐え得る
応力が決定されるためである。容器の機械的強度
は材料の厚さに加えて、当然材料の配向および/
または結晶化によつても決定される。熱結晶化が
重要である熱可塑性材料の場合について特にその
ことが言える。
ここで考える種類の容器、特に高温用途用の容
器に対してこの他要求される条件としては、延伸
配向した熱可塑性材料を加熱する際生じる収縮を
無くすか、許容し得る程度まで減少させることが
ある。
びんまたは缶形式の容器の中に加圧下で液体を
貯蔵する場合、純粋に物理的意味において言える
ことは、容器の内圧によつてその壁部材料にかか
る応力が円周方向で軸方向の約2倍になるという
ことである。一般に適用される周知技術による
と、材料が配向可能な熱可塑性材料の場合はこの
材料の強度を増すために吹込み法を用いて容器の
成形を行なうのと同時に、その材料の温度を当該
材料の特性に合わせて、吹込み中に材料を延伸し
て配向する方法をとつている。
この様な吹込み法ではブランクを拡張して容器
にする時に材料の延伸をどこでどの様に行なうか
を正確に決定して制御することが不可能であるた
め、容器の成形中に材料の分布を十分制御するこ
とができないまま、その配向が進んでしまうとい
う欠点がある。通常の場合、延伸は数多くの始点
から始まるが、これらの始点の位置を決めるの
は、材料中に生じる延伸力の他、その材料の中で
支配的な温度分布である。さらに膨脹の伝搬、獲
得される延伸比も温度依存性のものであり、その
結果として成形後の容器の材料の厚さが変わる。
すなわち、軸方向に対して直角の断面でも容器壁
部の厚さは円周方向に変化する。材料を延伸して
結晶化する際に材料がさらに加熱されることによ
つても材料中の不均等な温度分布がさらに増し、
その結果成形後の容器壁部の厚さの変動が大きく
なる。これに相当する変動は容器の軸方向でも生
じる。すなわち、概ね大きさの等しい円周の各領
域の軸方向断面をとると、材料の厚い部分と薄い
部分が交互に現われる。このように周知技術によ
ると材料の延伸と薄肉化を行なう際、ブランクの
壁厚が上述のような不確定さに基いて選択され
る。このため、ブランクの寸法が大きくなり過ぎ
たり、あるいは逆に成形後の容器に材料が余剰が
出るといつたことが生じる。
配向可能な熱可塑性材料の容器において温度を
安定させる方法として、容器の吹込み成形を行な
う際に容器材料を高温の金型壁に対して比較的長
時間(約1〜2分)当接することによつて容器の
温度安定性を達成する方法が周知である。この当
接は、吹込み後も吹込み成形した容器内部に過圧
状態を維持し、そうすることで壁部の材料を金型
壁に対して押圧して行なう。しかしこの方法では
サイクル時間が長くなり、高価につく。
本発明の第1の目的は、均一な肉厚を有すると
共に機械的強度及び温度安定性が高い容器を単純
な設備で短時間に形成し得、容器の品質向上と製
造コストの低減を達成し得る中空体容器の成形方
法を提供することにある。
本発明によれば、前述の第1の目的は、カツプ
状のプラスチツク製プレフオームを中空体に成形
する中空体容器の成形方法であつて、プレフオー
ムの開口縁部に隣接する帯状の周領域を機械的部
材に固定する段階と、外径がプレフオームの内径
より大きいマンドレルを開口縁部に対向するよう
に配置する段階と、機械的部材により周領域を固
定した状態でマンドレルを機械的部材に対して相
対的にかつプレフオームの底部に向かつて移動し
てプレフオームを拡張する段階とを備えている中
空体容器の成形方法によつて達成される。
本発明の中空体容器の成形方法によれば、固定
する段階はプレフオームの開口縁部に隣接する帯
状の周領域を機械的部材に固定し、配置する段階
は外径がプレフオームの内径より大きいマンドレ
ルを開口縁部に対向するように配置し、拡張する
段階は機械的部材により周領域を固定した状態で
マンドレルを機械的部材に対して相対的にかつプ
レフオームの底部に向かつて移動してプレフオー
ムを拡張する。従つて、本発明の成形方法によれ
ば、マンドレルの機械的部材に対する相対移動に
よりプレーフオームの延伸と薄肉化とを制御しつ
つ同時に行い得、プレーフオームの材料に所定の
配向又は結晶化を与えることができる。よつて、
容器の肉厚を均一化してばらつきをなくすると共
に使用材料を効率的に使用し得る。加えて、容器
の周方向寸法の増加を一回の工程で達成し得、成
形時間を短縮すると共に成形用の設備を単純化し
得る。その結果、均一な肉厚を有すると共に機械
的強度及び温度安定性が高い容器を単純な設備で
短時間に形成し得、容器の品質向上と製造コスト
の低減を達成し得る。
本発明による成形方法の好ましい特徴によれ
ば、固定する段階は、周領域を機械的部材に固定
する前にプレフオームの筒状部分をプレフオーム
の軸方向に伸張しつつプレフオームの壁厚を薄く
してプレフオームの材料を配向又は結晶化する段
階を含むのがよい。
本発明による成形方法の他の好ましい特徴によ
れば、配向又は結晶化する段階は、引張り荷重に
より材料の組織が流れ始めるとき又は該材料が降
伏点に達するときの配向又は結晶化に材料の配向
又は結晶化が相当するようにプレフオームを伸張
する段階を含むのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、拡張する段階は、開口縁部をフランジ
状に形成する段階を含むのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、拡張する段階は、プレフオームの底部
を支持しつつマンドレルを機械的部材に対して相
対移動させる段階を含むのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、固定する段階は、周領域に当接する機
械的部材の表面温度を材料のガラス遷移温度より
高くする段階を含むのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、拡張する段階は、プレフオームに接触
するマンドレルの領域をガラス遷移温度より高く
する段階を含むのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、固定する段階は、プレフオームの筒状
部分に面する機械的部材の表面温度を少なくとも
ガラス遷移温度以下約30℃にする段階を含むのが
よい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、固定する段階は、プレフオームの筒状
部分に面する機械的部材の表面温度を少なくとも
ガラス遷移温度以上約70℃にする段階を含むのが
よい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、拡張する段階は、拡張されたプレフオ
ームを温度的に安定させるため該拡張されたプレ
フオームを包囲する機械的部材の表面温度をガラ
ス遷移温度より高くするのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、拡張する段階は、プレフオームを拡張
した後、開口縁部及び該開口縁部近傍の周領域を
材料のガラス遷移温度より高い温度まで加熱して
機械的形成部材により最終形状を与える段階を含
むのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、与える段階は、開口縁部及び周領域を
温度的に安定化する温度まで加熱する段階を含む
のがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、与える段階は、周領域を幅方向に変位
させつつ該周領域の周長を縮小する段階と、開口
縁部を外側に折り曲げて口部フランジを形成する
段階とを備えるのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、拡張する段階は、プレフオームを拡張
した後、機械的部材に固定された周領域を取り離
す段階と、該切り離しにより形成される新たな開
口縁部及び該開口縁部近傍の新たな周領域を材料
のガラス遷移温度より高い温度まで加熱して機械
的形成部材により最終形状を与える段階とを備え
るのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、与える段階は、新たな開口縁部及び新
たな周領域を温度的に安定化する温度まで加熱す
る段階を含むのがよい。
本発明による成形方法の更に他の好ましい特徴
によれば、与える段階は、新たな周領域を軸方向
に変位させつつ該周領域の周長を縮小する段階
と、新たな開口縁部を外側に折り曲げて口部フラ
ンジを形成する段階とを含むのがよい。
本発明の第2の目的は、均一な肉厚を有すると
共に機械的強度及び温度安定性が高い容器を単純
な構成で短時間に形成し得、容器の品質向上と製
造コストの低減を達成し得る成形装置を提供する
ことにある。
本発明によれば、前述の第2の目的は、カツプ
状のプラスチツク製プレフオームを中空体に成形
する中空体容器の成形装置であつて、プレフオー
ムを収容する環状の第1のスリーブと、第1のス
リーブに収容されると共に、プレフオームの底部
を支持しており、第1のスリーブに対して相対移
動してプレフオームをプレフオームの軸方向に変
移させる底部支持体と、軸方向に関して移動自在
に第1のスリーブを収容しており、プレフオーム
の開口縁部に隣接する帯状の周領域を底部支持体
の移動により拡張すると共に該拡張された周領域
を固定するように構成された第2のスリーブと、
外径がプレフオームの内径より大きく、軸方向に
関して移動自在かつ第1のスリーブに対向するよ
うに第2のスリーブに収容されており、第2のス
リーブに対して相対移動して周領域を固定した状
態でプレフオームを拡張するマンドレルとを備え
ている装置によつて達成される。
本発明の成形装置によれば、プレフオームの底
部を支持する底部支持体が第1のスリーブに対し
て相対移動してプレフオームをプレフオームの軸
方向に変移させ、第2のスリーブはプレフオーム
の開口縁部に隣接する帯状の周領域を底部支持体
の移動により拡張すると共に該拡張された周領域
を固定し、外径がプレフオームの内径より大きい
マンドレルが第2のスリーブに対して相対移動し
て周領域を固定した状態でプレフオームを拡張す
る。従つて、本発明の成形装置によれば、プレー
フオームの延伸と薄肉化とを制御しつつ同時に行
い得、プレーフオームの材料に所定の配向又は結
晶化を与えることができる。よつて、容器の肉厚
を均一化してばらつきをなくすると共に使用材料
を効率的に使用し得る。加えて、装置本体の構造
が単純であると共に容器の周方向寸法の増加を一
回の工程で達成し得、成形用の設備を単純化し得
かつ成形時間を短縮し得る。その結果、均一な肉
厚を有すると共に機械的強度及び温度安定性が高
い容器を単純な構成で短時間に形成し得、容器の
品質向上と製造コストの低減を達成し得る。
第1図は底部11と口部12と帯状の円周口縁
部領域13と口縁部14と口部と底部との間に位
置する軸方向壁部15とを有するプレフオーム1
0を示している。プレフオームの中心軸は参照符
号16で示される。第2図ではこのプレフオーム
がプレフオーム材料の温度を設定する装置の中に
配置されている。この装置はスリーブ91と、マ
ンドレル92と、底部支持体93とを含む。これ
らの部材には全てチヤネル97が設けられてお
り、チヤネルに液体等の流体を通して各部材の温
度を個々の動作温度に設定する。各装置の位置を
調節して、実質的にプレフオームの形状と対応す
る形状の空洞をそれらの間に形成することができ
る。従つてこの空洞部の中に配置されたプレフオ
ームはその内側と外側から各部材によつて包囲さ
れ、プレフオームがとる温度はどの部分でも隣接
する部材の温度とプレフオームが空洞部内に滞在
する時間とによつて決定される。
第3図及び第4図はプレフオームを軸方向に伸
長しながら同時にプレフオーム材料の厚さを薄く
する基本装置を示している。この装置は底部支持
体94と、マンドレル95と、マンドレルを囲
み、変位部材(不図示)によつて軸方向に変位さ
れる牽引部材96とを含んでいる。マンドンレル
と牽引部材との間には、プレフオームの軸方向壁
部の材料厚より小さい幅のスロツト90が存在す
る。底部支持体の他牽引部材および/またはマン
ドレルにも一般にチヤネル98が設けられてお
り、このチヤネルに液体等の流体を通して各部材
の温度調節を行なう。用途によつて、液体を介し
て熱を与える場合と除去する場合がある。この装
置の中にプレフオーム10a,10bを配置し
て、その壁部15a,15bに軸方向の延伸(伸
長)を行ない、それに伴なつて結晶化させている
状態と、完了後の状態がそれぞれ示されている。
第5図はプレフオーム10を軸方向に延伸して
形成した中間プレフオーム10bを示している。
この中間プレフオームは底部11bと、口部12
bと、帯状口縁部13bと、口縁部14bと、軸
方向壁部15bと中心軸16とを有する。すなわ
ち、この中間プレフオームの各部分にも、第1図
に関連してプレフオーム10で用いられ参照符号
と全く等しい符号が付されている。
第6〜9図は本発明による装置の基本的実施態
様を示している。これらの図に示される通り、上
部スリーブ30と当該スリーブの温度設定のため
のチヤネル42を設けた下部スリーブ40とが設
けられる。上部スリーブ30及び下部スリーブ4
0は第2のスリーブを構成している。下部スリー
ブ40は、例えばフレーム(不図示)に取付ける
など、空間的に固定位置をとると考えられる。上
部スリーブ30は当該スリーブの温度設定用の流
体を流すチヤネル33を設けており、またこのス
リーブ内部にマンドレル50が配置されている。
マンドレル50は駆動手段(不図示)によつて上
部スリーブに関してスリーブの軸方向に変位する
ことができる。マンドレルの下部スリーブ40に
面する部分55(以後底部分と称する)は、概ね
中間プレフオーム10bの底部11bの形状に適
合させた形状を有し、図示の実施態様ではマンド
レルの残りの部分(以後マンドレルの上部分15
1と称する)から断熱されている。底部分は中心
部分56を有しており、それがまた中心部分は底
部分の外周部分57から断熱されている。底部分
には底部分の中心部分及び外周部分の温度をそれ
ぞれ設定するためのチヤネル58,59がそれぞ
れ設けられている。マンドレルの上部151にも
温度設定用のチヤネル53が設けられている。こ
のように、マンドレルの上部、底部分の中心部
分、同外周部分はそれぞれ別個に所要温度に調節
することができる。圧力媒体用のチヤネル52が
マンドレルに設けられており、マンドレル上部に
おいて連結部材54を介して圧力源160に連結
されている。チヤネル52はまた底部分の下部に
も設けられて、底部分の下限表面150に開口し
てしている。下部スリーブ40の内部に第1のス
リーブとしての内スリーブ60が配置されてい
る。内スリーブ60は駆動手段(不図示)によつ
てスリーブ40の軸方向に変位でき、その内表面
64は主として中間プレフオームの外表面に対応
する形状である。内スリーブの温度設定用のチヤ
ネル61が設けられている。
底部支持体75が内スリーブ60の内部に、駆
動手段(不図示)によつて軸方向に変位できるよ
うに配置されている。実施態様によつては、底部
支持体を中心部分78と外周部分79とに分割し
て相互に断熱し、マンドレルの底部分55に関し
て述べた構成に対応させる。底部支持体の温度設
定用のチヤネル76,77が底部支持体の中心部
分及び外周部分に設けられており、このためこれ
ら各部分を別個に所要温度に調節することができ
る。
上部スリーブ30に上部止め(抑制)部材99
と係合する上部係止部材32が設けられており、
例えば上述のフレーム等に調節可能に取付けられ
ており、上部係止部材32と上部止め部材99と
が当接した時に、上部スリーブ30と下部スリー
ブ40との間に、中間プレフオーム10b,10
cの円周口縁部領域13b,13cの壁厚より大
きい幅(図中上部部材と下部部材との距離)の円
柱状空洞部21aが形成されるような位置に配置
される。通常の場合、円柱状空洞部の外端領域の
近くに空洞部21aを完全にまたは部分的に閉鎖
する部材23が設けられている。
上部止め部材99は、変位部材(不図示)によ
つて変位させられて、係止部材32と係合する位
置と、係止部材32を少なくとも部分的にそこを
通つて移動させることによつて上部スリーブ30
を下部スリーブ40に接近させる(第7図の矢印
A)ことができる位置をとらせることができる。
内スリーブ60は係止部材62を設けており、
内スリーブが上がつた位置でこの係止部材62が
下部スリーブ40の止め部材46と当接する。係
止部材62と止め部材46とが当接している間、
マンドレルの底部分55の形状と実質的に対応す
る形状の内スリーブ60の上限表面63が前記底
部分と共に、口縁部領域壁厚よりやや大きい幅の
円柱状空洞部22を形成する。空洞部22が空洞
部21aと連結するため、2つの空洞部が一緒に
なつて口縁部領域の壁厚よりいくらか大きい幅の
連結スロツト21a−22を構成する。マンドレ
ルの底部分55は、その下限表面150が内スリ
ーブ60の上限表面63に隣接する領域51にお
いて下向きと外向きの個所を有しており、その結
果この領域の限界表面が円柱状空洞部22の境界
を定める案内面となるように構成されている。底
部分が分割されている場合、この案内面は底部分
の外周部分57に位置する。
上部スリーブ30に別の係止部材31が設けら
れており、下部スリーブ40に配置された止め部
材41と係合する。係止部材31と止め部材41
とは、係止部材31が止め部材41に当接した時
に上部スリーブと下部スリーブとの間に空洞部2
1bが形成され、この空洞部が中間プレフオーム
の壁厚よりやや小さい幅のスロツト状となるよう
な位置を相互にとる。第6〜9図では、係止部材
31が円柱状空洞部21bの外で閉塞する部材2
3も兼ねている。最後に、第6〜9図では中間プ
レフオームに10c〜10fの参照符号を付して
いるが、それぞれプレフオームの実際の再成形段
階を指すものであることを述べておかねばならな
い。
第10〜13図は再成形後の中間プレフオーム
10gを示している。このプレフオームは第6図
の中間プレフオーム10cと比較すると断面積が
小さくなつている。第11図では再成形後の中間
プレフオームのリボン形状口縁領域13gが加熱
部材110のスロツト状の凹所111の中の挿入
されている。
第12図及び第13図は外スリーブ120を示
している。外スリーブ120の内表面127はス
リーブの上部121において、円周を小さくした
口部内表面122と連続して融合している。底部
支持体130が、スリーブ内で駆動手段(不図
示)によつてスリーブの軸方向に変位できるよう
に支持されている。
第12,13図はさらに上部マンドレル140
も示している。上部マンドレル140は概ね円筒
状の下部分141とこの円筒状部分より円周の大
きい上部分142とを有している。マンドレルの
下側円筒状部分は、マンドレルの外限界表面14
5と口部表面122との間にプレフオームの口縁
部領域13aの壁厚よりやや大きい幅のスロツト
125が形成されるように、外スリーブの口部表
面122に適合させている。マンドレルの外表面
145は、下部分141と上部分142との遷移
区間で外スリーブ120の上表面126の形状に
合わせた形状を有しており、遷移区間を過ぎた後
ではスリーブの上表面に対して概ね平行な表面1
46を形成しており、マンドレルが下がつた位置
でマドレルの上部分142とスリーブ120の上
部分121との間に空洞部またはスロツト147
を形成する。空洞部147はスロツト125から
の連続部分を形成しその幅は再成形した中間プレ
フオームの縁部領域13gをその空洞部に挿入で
きる程度とする。外スリーブ120とマンドレル
140とはそれぞれ係止表面123,143を備
えており、それによつてスリーブとマンドレルと
の間で軸方向に所望の距離、ひいては空洞部また
はスロツト146の幅を確実にとれるように構成
されている。実施態様によつては上部マンドレル
にチヤネル144を設けて、用途に応じて再成形
を行なう間にこのチヤネルを用いてプレフオーム
10gの内部に圧力媒体を供給する。
本発明の好適実施態様では、プレフオーム10
を装置91〜93に挿入して、プレフオームの材
料を少なくともその概ね円筒状の部分において適
当な成形温度、望ましくはその材料のガラス遷移
温度以上に設定する(第2図参照)。
加熱したプレフオームを次に第3図に示した装
置に移し、プレフオームの壁部を軸方向に伸長し
ながら同時に壁厚を薄くすると共に、その材料の
配向および/または結晶化を行なつて(第3,4
図参照)、中間プレフオーム10bを形成する。
この時中間プレフオームの概ね円筒状の部分は延
伸して配向および/または結晶化された材料で構
成されている。第3図は中間プレフオーム10b
に再成形中のプレフオームを示している。配向/
結晶化を行なう際材料をスロツト90に通すこと
によつて、本発明の好適実施態様では材料が流れ
る時に生じるのと等しい配向を材料が獲得する。
材料がスロツトに入るに従つて、材料の温度は一
般にそのTGを超える。
こうして形成した中間プレフオーム10bを次
に第6〜9図に示した再成形装置30,40,5
0,60,75に入れる。この再成形装置の中
で、中間プレフオームを拡張中間プレフオーム1
0fに再成形する。再成形を行なうには、中間プ
レフオーム10bをまず、内スリーブ60によつ
て囲まれて底部支持体75と当接する位置に配置
する。この位置で中間プレフオーム10bの温度
調節を行なうのが一般的であるが、この時の内ス
リーブの温度は一般にその材料のガラス遷移温度
以上となつている(第6図参照)。このような温
度調節を、材料がスロツト90を通る時にとる温
度以上の温度で行なつた場合、中間プレフオーム
は軸方向に収縮する。第6図では、中間プレフオ
ーム参照符号10b,10cをそれぞれ付して、
これら2つの選択例を示しており、参照符号10
cが温度調節中に収縮した中間プレフオームを指
している。
その後底部支持体75を上方向に変位し(第7
図参照)、それと同時に中間プレフオームの内部
を圧力源160からチヤネル52を介して供給さ
れる圧力媒体によつて加圧する。用途によつて
は、圧力媒体を加熱して、中間プレフオームの材
料を所要温度に維持するか、あるいは維持するこ
とに貢献させる。こうして内スリーブ60と下部
スリーブ40とはそれぞれマンドレル50と上部
スリーブ30とに関して、上述の連結式スロツト
21a,22が形成されるような位置をとる。第
7図に示す本発明の実施態様においては、上側止
め部材99と係合する場合は上側係止部材32に
よつて、また下側止め部材46と係合する場合は
下側係止部材62によつてこの位置設定が達成さ
れる。各部材間を相対的に固定するということ
は、底部支持体を上方に移動させる間に、中間プ
レフオームの口縁部14b,14cの他、それに
隣接する口縁部領域13b,13cもスロツトの
中に移動されて、それと同時に中間プレフオーム
の円周がその口部12b,12cにおいて増大す
ることを意味する。底部支持体75、ひいては中
間プレフオームの変位は、口縁部14dが上部ス
リーブ30の係止部材31に達するまで続けられ
る。実施態様によつては、底部分の外周部分57
の温度を高くして(TG以上の温度)、材料が円
周方向にさらに拡張し易いようにする。
続いて上側係止部材99を止め部材32が通れ
る位置まで変位させて(第8図参照)、その後上
部スリーブの係止部材31が下部スリーブの係止
部材41に当接するまで上部スリーブ30を下部
スリーブ40に向かつて変位させる。この位置で
材料部分13dは中間プレフオームの拡張された
口縁部に隣接する個所(すなわち帯状円周口緑部
領域13dに等しい)において、上部スリーブと
下部スリーブとの間に締付けられている。両スリ
ーブは材料部分と当接する領域でTGを超える温
度となつている。
続いて内スリーブ60をマンドレル50と同時
に図中下方向に変位させると、マンドレルが中間
プレフオームを連続的に円周方向に拡張して行
く。従つてマンドレルは少なくとも中間プレフオ
ームの材料と当接する領域51においてその材料
のTG以上の温度を有している。一般にマンドレ
ル50と内スリーブ60との下方運動が同期され
ているため、マンドレルの底部分とスリーブの上
部分との間に前述のスロツト22が維持される。
中間プレフオームの口部領域の材料を定位置に保
持することによつて、中間プレフオームは上部ス
リーブ30と下部スリーブ40との間に固定され
たままとなり、中間プレフオームは拡張中にもマ
ンドレルを介して軸方向の延伸力を受ける。一般
的に言つて、中間プレフオームの材料がマンドレ
ル上に押圧されてマンドレルによつて拡張される
時、同時に底部支持体75が中間プレフオームに
対して上向きの力を加えてその材料中の延伸力の
大きさを小さくする。実際に、中間プレフオーム
の縁部分を保持することによつて、製造結果が良
くなり、生産能力が高くなることが証明されてい
る。保持効果に底部支持体75からの上向き押圧
力が加えられる用途では、結果が良くなると共に
サイクル時間も短縮される。第9図は運動終了後
の成形装置と拡張した中間プレフオーム10fを
示している。
拡張直後、中間プレフオームの拡張された材料
はマンドレル50の外表面に当接しており、また
一般に下部スリーブ40の内表面にも当接してい
る。これら2つの表面の温度は材料のTGより高
いことが望ましく、一般に一方の温度はTGより
相当高くなる。そうすることによつて材料は下部
スリーブ40とマンドレル50とによつて決定さ
れた形状を保持しながら温度安定性を獲得でき
る。スリーブとマンドレルの選定温度、すなわち
温度安定性を達成する目標温度は、成形中の製品
の最高予定使用温度によつて決定される。従つて
ポリエチレン・テレフタレート(PET)の場合、
製造された容器がほぼ160℃までの温度に対して
安定すると、内表面の温度は160℃以上であつた
ことになる。用途によつてマンドレル50の温度
も対応して上昇される。第9図から明らかなよう
に、拡張した中間プレフオーム10fはその口部
分に外向きの縁フランジ17を有している。用途
に応じてこれを切除することにより、拡張中間プ
レフオーム10gが形成される(第10図参照)。
上の説明から明らかなように、マンドレル50
の底部分55も中央底部分56と外周部分57と
を含んでおり、各部分独立して特定温度に調節す
ることができる。底部分75にも同様に部分7
8,79が別個に設けられている。このため、用
途によつては拡張した中間プレフオームの底部分
11f,11gの材料を別々に熱処理することが
できるため、材料の結晶化度が低い時、それを熱
で高めることによつて熱に対して安定しておりか
つ形状の安定している部分を作り出すことができ
るようになる。従つて本発明によると中間プレフ
オームの底部分の中に、環状の不透明材料部分ま
たはデイスク状の部分が獲得できる。
第10〜13図は口部フランジを切除した拡張
中間プレフオーム10gをその口部分において再
成形する本発明の実施態様を示している。この目
的のための中間プレフオームの帯状の円周口縁部
領域13gを加熱部材110のスロツト形凹所1
11の中に挿入する。こうして、製造中の容器の
前記のような最高予定使用温度よりやや高い温度
まで材料を加熱する。
こうして拡張した中間プレフオームを次にスリ
ーブ120の中に導入して、中間プレフオームの
口部12gの再成形を行なう。底部支持体130
とスリーブ120との間で相対的運動を行なわせ
ることによつて、加熱材料をマンドレル140と
径を小さくしたスリーブ120の上側部分121
との間のスロツト125内に圧入する。これによ
つて、拡張中間プレフオームの口部分の円周が縮
小される。中間プレフオームを底部支持体130
で支持しながら同時にマンドレル140とスリー
ブ120との間で相対的運動を行なわせることに
よつて(中間プレフオーム内部を必要に応じて加
圧しておく)、中間プレフオームの上端縁部分が
外側へ折曲げられて、マンドレルの上側部分14
2とスリーブと上側部分121との間のスロツト
147の中に入り込み、外向きフランジ18を形
成する。このようにして、本発明による中空体
(容器)19が完成する。
以上の説明において、上側、下側、垂直等の表
現が用いられているが、これらは説明の便宜手段
として用いられているに過ぎない。本発明による
と、該装置は任意の向きをとれることは明らかで
ある。また、本発明の範囲の中でプレフオーム、
中間プレフオーム、および完成後の容器に対して
任意の断面形状をもたせると共に、その結果プレ
フオーム、中間プレフオーム、完成容器の各種断
面を異なる形状にすることも可能である。前項に
記載した口部の再成形法は、断面が非円形の中間
プレフオームにも応用できる。またこの技術は口
部分を非円形状から円形状に成形する場合にも応
用できるものである。
以上の説明は本発明の限られた実施態様につい
てしか言及しておらず、当業者には容易に理解さ
れるように、本発明は下記の請求の範囲の中で多
数の実施態様を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
第1図はプレフオームの縦断面図、第2図は温
度設定装置内のプレフオーム、第3図はプレフオ
ーム成形時の基本装置、第4図はプレフオーム成
形後の基本装置、第5図は中間プレフオーム、第
6図から第9図は本発明の成形装置の縦断面図、
第10図及び第11図は再成形後の中間プレフオ
ーム、第12図及び第13図は口部再成形装置の
縦断面図である。 10,10a,10b,10c,10d,10
e,10f,10g……プレフオーム、30……
上部スリーブ、31……係止部材、40……下部
スリーブ、41……止め部材、50……マンドレ
ル、60……内スリーブ、75……底部支持体、
120……外スリーブ、130……底部支持体、
140……上部マンドレル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 カツプ状のプラスチツク製プレフオームを中
    空体に成形する中空体容器の成形方法であつて、 前記プレフオームの開口縁部に隣接する帯状の
    周領域を機械的部材に固定する段階と、 外径が前記プレフオームの内径より大きいマン
    ドレルを前記開口縁部に対向するように配置する
    段階と、 前記機械的部材により前記周領域を固定した状
    態で前記マンドレルを前記機械的部材に対して相
    対的にかつ前記プレフオームの底部に向かつて移
    動して前記プレフオームを拡張する段階とを備え
    ている中空体容器の成形方法。 2 前記固定する段階は、前記周領域を前記機械
    的部材に固定する前に前記プレフオームの筒状部
    分を前記プレフオームの軸方向に伸張しつつ前記
    プレフオームの壁厚を薄くして前記プレフオーム
    の材料を配向又は結晶化する段階を含む特許請求
    の範囲第1項に記載の方法。 3 前記配向又は結晶化する段階は、引張り荷重
    により前記材料の組織が流れ始めるとき又は該材
    料が降伏点に達するときの配向又は結晶化に前記
    材料の配向又は結晶化が相当するように前記プレ
    フオームを伸張する段階を含む特許請求の範囲第
    2項に記載の方法。 4 前記拡張する段階は、前記開口縁部をフラン
    ジ状に形成する段階を含む特許請求の範囲第1項
    から第3項のいずれか一項に記載の方法。 5 前記拡張する段階は、前記プレフオームの底
    部を支持しつつ前記マンドレルを前記機械的部材
    に対して相対移動させる段階を含む特許請求の範
    囲第1項から第4項のいずれか一項に記載の方
    法。 6 前記固定する段階は、前記周領域に当接する
    前記機械的部材の表面温度を前記材料のガラス遷
    移温度より高くする段階を含む特許請求の範囲第
    1項から第5項のいずれか一項に記載の方法。 7 前記拡張する段階は、前記プレフオームに接
    触する前記マンドレルの領域を前記ガラス遷移温
    度より高くする段階を含む特許請求の範囲第6項
    に記載の方法。 8 前記固定する段階は、前記プレフオームの筒
    状部分に面する前記機械的部材の表面温度を少な
    くとも前記ガラス遷移温度以下約30℃にする段階
    を含む特許請求の範囲第6項又は第7項に記載の
    方法。 9 前記固定する段階は、前記プレフオームの筒
    状部分に面する前記機械的部材の表面温度を少な
    くとも前記ガラス遷移温度以上約70℃にする段階
    を含む特許請求の範囲第6項又は第7項に記載の
    方法。 10 前記拡張する段階は、前記拡張されたプレ
    フオームを温度的に安定させるため該拡張された
    プレフオームを包囲する前記機械的部材の表面温
    度を前記ガラス遷移温度より高くする特許請求の
    範囲第6項から第9項のいずれか一項に記載の方
    法。 11 前記拡張する段階は、前記プレフオームを
    拡張した後、前記開口縁部及び該開口縁部近傍の
    周領域を前記材料のガラス遷移温度より高い温度
    まで加熱して機械的形成部材により最終形状を与
    える段階を含む特許請求の範囲第1項から第10
    項のいずれか一項目に記載の方法。 12 前記与える段階は、前記開口縁部及び前記
    周領域を温度的に安定化する温度まで加熱する段
    階を含む特許請求の範囲第11項に記載の方法。 13 前記与える段階は、前記周領域を前記軸方
    向に変位させつつ該周領域の周長を縮小する段階
    と、前記開口縁部を外側に折り曲げて口部フラン
    ジを形成する段階とを備える特許請求の範囲第1
    1項又は第12項に記載の方法。 14 前記拡張する段階は、前記プレフオームを
    拡張した後、前記機械的部材に固定された周領域
    を切り離す段階と、該切り離しにより形成される
    新たな開口縁部及び該開口縁部近傍の新たな周領
    域を前記材料のガラス遷移温度より高い温度まで
    加熱して機械的形成部材により最終形状を与える
    段階とを備える特許請求の範囲第1項から第10
    項のいずれか一項目に記載の方法。 15 前記与える段階は、前記新たな開口縁部及
    び前記新たな周領域を温度的に安定化する温度ま
    で加熱する段階を含む特許請求の範囲第14項に
    記載の方法。 16 前記与える段階は、前記新たな周領域を前
    記軸方向に変位させつつ該周領域の周長を縮小す
    る段階と、前記新たな開口縁部を外側に折り曲げ
    て口部フランジを形成する段階とを含む特許請求
    の範囲第14項又は第15項に記載の方法。 17 カツプ状のプラスチツク製プレフオームを
    中空体に成形する中空体容器の成形装置であつ
    て、 前記プレフオームを収容する環状の第1のスリ
    ーブと、 前記第1のスリーブに収容されると共に、前記
    プレフオームの底部を支持しており、前記第1の
    スリーブに対して相対移動して前記プレフオーム
    を前記プレフオームの軸方向に変移させる底部支
    持体と、 前記軸方向に関して移動自在に前記第1のスリ
    ーブを収容しており、前記プレフオームの開口縁
    部に隣接する帯状の周領域を前記底部支持体の移
    動により拡張すると共に該拡張された周領域を固
    定するように構成された第2のスリーブと、 外径が前記プレフオームの内径より大きく、前
    記軸方向に関して移動自在かつ前記第1のスリー
    ブに対向するように前記第2のスリーブに収容さ
    れており、前記第2のスリーブに対して相対移動
    して前記周領域を固定した状態で前記プレフオー
    ムを拡張するマンドレルとを備えている装置。
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