JPS6112317A - プラスチツク樹脂から薄い壁の容器を製造するための装置 - 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】 発明の背景 本発明は一般に熱可塑性樹脂の薄板から薄い壁の容器を
製造するための装置に関するものである。

さらに詳細には、しかし制限のためではないが、本発明
は熱可塑性樹脂の薄板から薄い壁の容器を吹込み成形す
るための装置に関するものである。

従来、種々の方法及び装置が熱可塑性樹脂から容器など
を成形するために用いられている。これらの方法の多く
が、金型中に入れたプリフォーム部材を加熱し且つ通常
はプリフォームが金型の内部が限る輪郭に達するまで圧
力を加えることによって、拡大する。時によると、プリ
フォーム部材を膨張させるための装置は、プリフォーム
の適当な伸びを確実にするために、軸方向に移動するロ
ッドすなわちピストンを包含する。この方法において成
形した容器は、温度が適切であると仮定すれば、二軸的
に配向している、すなわち、その内の分子が軸的及び放
射的に整列しており、それによって最終製品は非配向温
度で吹込み成形する同一形状の容器よりも実質的に強い
。このような装置及び方法は、１９７５年８月１９日公
告のシンコック（Ｔｈｏｍａｓ　Ｆ’、　８ｉｎｃｏｃ
ｋ）による米国特許第３．９００．１２０号に記されて
いる。

＋７オル７（Ｗ目Ｊｉａｍ　Ｄ、　Ｗｏｌｆ）による１
９７４年７月４日公告の米国特許第３．８１４．７８４
号は、プラグ補助吹込み成形方法を記しているが、この
方法は熱可塑性材料の薄板を金型の面に渡して置き、薄
板の一面に対して低い力を加えて薄板の生球状の膨らみ
を生じさせる。次いでプラグを薄板とのかみ合いに持ち
込んで、薄板を製品金型に押し入れる。そのうちに金型
内に圧力を加えて容器の最終形状へのプラスチックの成
形を生じさせる。

薄板の膨張は最初に樹脂が可塑化した状態にある温度に
おいて行なわれ且つ上から圧力を加えることによって達
成される。次いでプラスチックを冷却しそしてプラグの
プラスチックとのかみ合いを生じさせる。プラグによっ
て上方に押されるとき及び最終的な製品の輪郭へと膨張
させるときの樹脂の温度は、当該樹脂の配向温度範囲に
ある。かくして、ウオルフの教えた方法は、比較的薄い
壁の外形の、２軸的に配向した深い容器である製品を与
える。

１９７３・年７月５日公告のもう一つのウオルフの特許
第３，７３７，４９４号は薄い壁の製品を製造するため
の類似の方法及び装置を記している。ウオルフの特許に
よる装置及びその特許において用いる方法は、本質的に
オープンモールド方式のものであることは注意すべきで
ある。プランジャーを製品型中に押し込んで行くとき、
プランジャーを運ぶ金型の周囲が金型の上方部分の留め
金リングとの密封的なかみ合いに持ち込まれて、金型を
閉じる。

いうまでもなく、高度の熱的性質、低温性を有する製品
を提供し、且つ内部に含有させた商品中への酸素の進入
と、たとえば炭酸飲料からのＣｏ１のようなガスの容器
からの逸出の何れをも防止するための気体バリヤーを提
供するような材料を包含する多層の材料によって薄板を
形成させることが可能であるから、そのような薄板から
容器を成形することは、きわめて望ましいことである。

閉じた金型形態中で容器を製造することもまた、きわめ
て望ましいことであるが、その理由は金型の温度を比較
的容易に制御することができ且つ製品の成形及び配向の
ために必要な圧力を比較的容易に達成することができる
からである。

かくして、本発明の目的は、熱可塑性樹脂薄板から製品
を熱成形するための改良装置を提供することにあるが、
ここで製品は比較的薄い壁を有し、強度を与えるために
２軸的に配向させたものであり且つ望ましい温度と圧力
を達成し且つ制御することができる閉じた型中で成形す
るものである。

本発明の要約 本発明は熱可塑性樹脂薄板から製品を熱成形するための
改良装置に関するものであって、本発明の装置は薄板を
加熱するための手段及び加圧気体源を包含する。この装
置は、少なくとも一つの型のくぼみを有する第一の金型
圧盤；第一の金型圧盤に向い且つそれから去るように移
動させることができ且つ第一の金型の圧盤と整列する、
少なくとも一つの型のくぼみを有する第二の金型圧盤：
それらのくぼみを圧力気体源と連絡し且つそれらのくぼ
みから排気するための気体制御手段；第二の金型圧盤中
の型のくぼみ中に配置した製品型、紋型は製品の外形を
限る壁を包含し且つその中を通してのびている多数の気
体の穴を有しそれによって製品の内部を、ときどき、圧
力気体にさらし且つ他の時期に排気する；第一の金型圧
盤中の型のくぼみ中に配置したプリフォーム型、紋型は
その中に環状のキャビティーを形成する壁、壁中にのび
ている多数の気体穴、及び該プリフォーム型中に位置し
且つ該製品を形成すべき該樹脂薄板の該製品型中への移
動を助けるために該気体によって上限と下限の間で移動
させることができる圧力作動ピストン手段を包含する、
から成っている。

本発明の上記及びその他の目的並びに利点は図面と結び
付いた以下の詳細な説明を熟読することによって、いっ
そう明白となるである。これらの図面中で類似の参照番
号は全図中で類似の部分を示している。

好適実施態様の詳細な説明 図面、特に第１図を参照すると、その中で全体的に参照
番号１０によって示されているものは、熱可塑性樹脂の
薄板から容器を製造するための装置である。装置１０は
、一端において薄板状の熱可塑性樹脂のロール１４を保
持し且つ基部１２に沿って樹脂薄板１４を移動させるた
めのコンベヤ１６を包含する基部１２を有している。コ
ンベヤ１６上にはヒーター１８があり且らコンベヤ１６
の下には点線で示した第二のヒーター２０がある。

ヒーター１Ｂ及び２０は熱可塑性樹脂薄板１４の温度を
、薄板が金型組立物２２に達する前に、熱成形に対して
望ましい温度に上げるために用いられる。

金型組立物２２はプリフォーム型圧盤２４と製品型圧盤
２６を包含する。製品型圧盤２６は、後記の目的のため
に、プリフォーム型圧盤２４の方向に且つそれから去る
ように動かすことができる。

第１図中に示すように、金型組立物２２の右方にトリミ
ング組立物２８があり、これは薄板１６を金型組立物２
２中で成形し終ったのちに、それを受は入れて樹脂薄板
から金型組立物２２中で成形した容器の切断を行なう。

第２図に示すように、樹脂薄板１４は製品型圧盤２６と
プリフォーム型圧盤２４の間の位置中に移動させる。圧
盤２４及び２６は閉じられている。

すなわち、これらは、樹脂薄板１４とかみ合って相互の
間にそれを保持するように、相互に向って移動させであ
る。あらかじめヒーター１８及び２０によって加熱しで
ある薄板１４は、これらの圧盤を閉じたときに、製品型
圧盤２６中に上方に突き出るピストンヘッド３０によっ
て変形するということに注目すべきである。

第２図に示すように、製品型圧盤２６はキャビティー３
２を有し、その中には所望の形状を有する最終製品を与
えるような輪郭を有する内面壁３６を有する製品型３４
が配置させである。製品型３４は任意の適当な種類の固
定リング３８によってキャビティー３２中に保持される
。

製品型３４はキャビティー３２の壁と製品型３４の外面
の間に空間が存在するような形となっている。多数の穴
４２が型３４の壁中にのびて空間４０と型３４の内部の
間の連絡を提供する。製品型圧盤２６は、圧盤２６と製
品型３４の温度を制御するための熱水、熱風才たはその
他の適当な媒体を流すための多数の通路４４を備えてい
る。

圧盤２６は、成形工程において、必要に応じて型３４の
加圧又は排気を提供するために空間４０と連絡している
適当な気流通路４６をも備えている。通路４６は、適当
な時期に型３４の加圧又は排気を提供するための適当な
種類のものとすることができる制御装置４８と連絡して
いる。制御装置４８は、いうまでもなく、圧力下の気体
源（図中に示してない）に連絡し且つ気体を必要に応じ
て排気することができるように排気口５０を備えている
。

制御装置は円筒体挿入物５６を取り囲む環状の空間５４
に通じる通路５２とも連絡している。挿入物５６は、プ
リフォーム型圧盤２４中に形成せしめた型キヤビテイ−
５８中に位置しでいる。多数の穴６０が挿入物５６の壁
中に通じていて環状の空間５４との連絡を提供し、それ
によってキ、ヤビテイー５８中への加圧気体の進入又は
キャビティー５８の排気の間のそれからの気体の排出を
提供する。

プリフォーム型圧盤２４は、キャビティー−ｓｓ中に位
置しているプリフォーム型６４の加熱を提供するように
適当に配置した多数の通路６２をも有している。プリフ
ォーム型６４の下端は、円筒体挿入物５６の上端中に形
成せしめた多数の放射的にのびているみぞ６６に隣接し
て、円筒体挿入物５６と接している。プリフォーム型６
４は軸穴７０を有しており、これは、前記のピストンヘ
ッド３０から挿入物５８内に位置しているバルブ組立物
７４へとのびている接続ロッド７２を、滑ることができ
るように受は入れる。バルブ組立物７４は第３図につい
ての説明と関連してさらに完全に説明する。

プリフォーム型６４は、断面的に、文字″′Ｗ″にいく
らか類似している形状を有する内面壁７６を包含する。

多数の穴７８がプリフォーム型６４の壁７６を通しての
びてｍ林の空間８０と連絡し、一方、空間８０は製品型
６４０下端に形成せしめたみぞ８２及び円筒体挿入物５
６中のみぞ６６を通じてキャビティー５８とも連絡して
いる。さらにプリフォーム型６４の内部とキャビティー
５８の間の直接的な連絡のために多数の穴８４が設けで
ある。

第３図を参照すると、ピストンロッド７２の下端に取り
付けであるバルブ組立物７４を、この図によって更に詳
細に見ることができる。この図中に示されているように
、バルブ組立物７４は、貫通している多数の穴８８を有
する円盤８６を包含する。円盤８６は、ねじを切っであ
るナツト９０によってピストンロッド７２上に保持され
ている。

円盤８６の周囲に環状のシール９２があり、それは円筒
体挿入物５６と滑ることができ且つ密封するかみ合いで
配置されている。

バルブ穴８８の開閉を提供するために、ロッド７２上に
バルブ部材９４が設置してあり、バルブ穴８８を通じる
流れを阻止するために断続線で示す位置へとロッド上を
滑ることができる。ノ（ルブ部材９４は、バルブ円盤８
６にねじ込んである多数のねじを切った留め具９６によ
って、その移動が制限される。バルブ板９４を閉じた位
置（断続線で示すように）、すなわち、穴８８を通じる
流れが生じ得ない位置に向って一定に押すために第二の
ねじを切ったナツト９８がロッド７２上に位置させてあ
り且つ圧縮ばね１００がナツト９８及びバルブ板９４の
間に配置してあって、それらとかみ合っている。

操作 装置１０の操作と薄い壁の深い延伸容器製品の製造にお
いては、薄板樹脂１４をコンベヤ１６によってヒーター
１８及び２０の間で運び、そこで温度を使用する特定プ
ラスチックの結晶の融点よりも低いがガラス転移点より
は高い温度に上げる。

樹脂の乾板１４が金型組立物２２に達したとき、コンベ
ヤ１６を停止し且つ圧盤２４及び２６を第２図に示すよ
うに１−緒に閉じる。第２図中に示すように、ピストン
ヘッド３０を薄板１４とかみ合わせて、それを製品型圧
盤２６のキャビティー３２中に上方に押し入れる。この
時点においては、製品型圧盤２６のキャビティー３２又
はプリフォーム型圧盤のキャビティー５８中の何れにも
圧力は存在しない。

制御器４８は、圧力下の気体を導管４６を通じて圧盤２
６の空間４０の中に向ける。空間４０中の気体は製品型
３４中の穴４２を通じてその内部に入り、キャビティー
３２内の薄板１４を第４図中に示す形態に押す。図示の
ように、薄板１４は、プリフォーム型６４の内部側壁７
６とのかみ合いへと変形するときに、僅かに薄くなる。

薄板１４をプリフォーム型６４中に押し込むとき、その
中に入っていた気体を穴７８及び８４を通じて外側に向
ける。穴７８を通して流れる気体はプリフォーム型６４
の外部における空間８０に入り、その中のみぞ８２を通
り且つみぞ６６を通って円筒ライナー５６中に入る。穴
８４を通じて外側に押し出される気体は直接に円筒ライ
ナー５６中に入り且つみぞ５６を通じて入ってくる気体
と一緒になると、バルブ板９４の円盤８６から離れる下
方への移動を生じさせることができ、多少の気体が穴６
０と通路５２を通じて外側に排出することを可能とする
。使用することができる熱可塑性材料の広い種類と厚さ
によって、製品型キヤビテイ−３２内の圧力は３ｏｐｓ
ｉから高くは４　ｓ　ｏ　ｐｓｉ程度までの範囲とする
ことができる。。

本発明の方法のこの段階の間に、水又はその他の適当な
媒体を製品型圧盤２６中の通路４４及びプリフォーム型
圧盤２４中の通路６２を通じて運ぶことによって、樹脂
温度を調節する。一般に、樹脂が冷えすぎることを防ぐ
ために、熱を加えなければならない。才だ、通常の操作
においては、一般には空気である気体を加熱して、型の
キャビティー中に導入する。通常は型を約７５℃乃至約
１１５℃に加熱する。

型組立物２２内の薄板１４の温度を使用する特定の樹脂
に対する適切な配向温度に調節すると共に、制御器４８
が通路４６を開いて、キャビティー３２及び製品型３４
の内部を、その中の穴４２を通じて、大気圧まで排気す
る。また制御器４８は圧力下の気体を、通路５２、円筒
ライナー５６中の環状の空間５４及び穴６０を通じて、
キャビティー５８中のバルブ組立物よりも比較的下方に
送る。かくして、バルブ組立物７４の下方では、その上
方よりも高い圧力が存在し、それかばね１００の力と結
び付いて、バルブ７４を閉じる。

バルブ組立物７４の上方と下方の圧力差は、接続−ロッ
ド７２及びピストンヘッドを、第５図に示すように上方
に駆動するために十分なものとする。

同じく、樹脂、樹脂の厚さなどの相違によって、この圧
力は１８０〜ａｏｏｐｓｉに変化させることができる。

いくつかの一般的に用いられる熱可塑性樹脂に対する配
向温度範囲は次のとおりである：ポリエチレンテレフタ
レートに対しては約９０℃乃至１００℃；ポリプロピレ
ンに対しては約１１０℃乃至１６０℃；及びポリエチレ
ンに対しては約５０℃乃至１３０℃。各樹脂は配向が可
能であるそれ自体の温度範囲を有している。

ピストンヘッドを上方に移動させるにつれて、室５８内
でバルブ組立物７４上に存在した気体も才たプリフォー
ム型６４の内部へと移動し、それによって薄板１４が第
５図に示す外形をとり始める。ピストンヘッド３０を上
方に駆動させるにつれて、樹脂薄板１４が軸方向に押さ
れ且つ、プリフォーム型６４の内部中の圧力によって薄
板１４は放射的に圧力を受ける。かくして、樹脂薄板ｌ
４は軸的と放射的の両方の配向を受け、前記のように、
それが最終製品の強度を実質的に増大させる。

上記の移動は、バルブ組立物７４、すなわち、その上の
密封リング９２が、円筒ライナー５６中のみぞ６６の下
方の縁を通り過ぎるような時点まで、継続する。それが
生じたとき、ピストンヘッド３４の上方への移動が停止
して、キャビティー５Ｂ中の加圧気体は穴８４及び７６
を通じてプリフォーム型６４及び製品型３４の内部に入
る。それが生じたとき、薄板１４は型３４の内面壁３６
に向って押されて、製造すべき製品の最終形態をとるに
至る。いう才でもなく、薄板１４は型３４によって許さ
れる最大まで圧迫を受け、かくして製造する製品沈おい
て可能である最高量の分子的な２軸配向を受けるという
ことを認めることができる。

薄板１４が第６図に示す形態に達し且つキャビティー５
８と３２中の圧力が等しくなったとき、ピストンヘッド
３０、接続ロッド７２及びバルブ組立物７４がみぞ６６
の下方の縁を通り越して下方に低下する。これが生じる
とき、通路５２を通じてキャビティー５８を排気し、バ
ルブ組立物７４の穴を通じて製品型３４中に生成した製
品の内部を排気し、それによって、圧盤２４と２６を引
き離して製品を取り出すときの加圧気体の急速な逸出を
防止する必要がある。圧盤を分離したのち、薄板１４を
、その中に生じた薄い壁の製品と共に、切断装置２８へ
と送り、そこで製品を薄板１４から切断する。

上記によって、ここに説明した装置及び方法は、強度を
高めるために２軸的に配向させである、たとえば容器の
ような、深く延伸した、薄い壁の製品を与えるというこ
とが明白である。この装置及び方法は、望ましい機能を
達成するために必要な温度と圧力を閉じた型の形態で保
持しながら、効率的に且つ正確に製品を生成させる。

上記は例証のためのみに示したものであって、特許請求
の範囲及びその精神から逸脱することなく多くの修飾及
び変更を行なうことができるということを了解すべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を遂行するための装置を示す概念的立
面図である。 第２図は、本発明に従って構成せしめる製品及びプリフ
ォーム型の構造の詳細を示す拡大した部分的断面図であ
る。 第３図は、第２図の装置において使用する一方面バルブ
の構造を示す拡大した部分図である。 第４図は、操作の別の段階を示している、第２図に類似
する図であΣ。 第５図は、操作の更に別の段階を示している、第２図に
類似する図である。 第６図は、薄い壁を有する容器の製造の最後の段階にお
ける装置を示している、第２図に類似する図である。 特許出願人　コスデン・テクノロジー・イン手続補正書
（方式） 昭和６０年　７月９Ｂ 特許庁長官　　宇　賀　道　部　　殿 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　コスデン・テクノロジー・インコーポレー
テット０（氏　名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、薄板を加熱するための手段及び圧力気体源を包含す
   る、熱可塑性樹脂の薄板から製品を加熱成形するための
   改良装置において： 少なくとも１の型のくぼみを内部に有する第一の金型圧
   盤； 該第一の金型圧盤に向い且つそれから離れるように移動
   させることができ且つ該第一の金型圧盤中の型のくぼみ
   と一直線上に少なくとも１の型のくぼみを内部に有して
   いる第二の金型圧盤； 該くぼみを圧力気体源に接続し且つ該くぼみから排気す
   るための気体制御手段； 該第二の金型圧盤中の型のくぼみ中に位置させた製品型
   、該型は該製品の外形を限る壁を包含し且つそれを通し
   てのびる多数の気体穴を有し、それによって該製品の外
   部を、時により、該圧力気体源に暴露し且つ他の時期に
   該製品から排気することができる； 該第一の金型圧盤中の型のくぼみ中に位置させたプリフ
   ォーム型、該型は内部に環状のキャビティーを形成する
   壁、該壁を通してのびる多数の気体穴、及び該プリフォ
   ーム型中に位置し且つ該製品を形成すべき該樹脂板の該
   製品型中への移動を助けるために該製品型内のキャビテ
   ィー中に該気体によって上限と下限の間で移動させるこ
   とができる圧力作動ピストン手段を包含する、 を包含することを特徴とする改良装置。 ２、該気体制御手段は気体を所定の圧力で該製品型中に
   導入し、気体を所定の圧力で該プリフォーム型中に導入
   し、且つ該型から圧力気体を排気しそれによって該型及
   び圧盤を分離して該成形した製品を取出すことができる
   ようにするための制御器を包含する、特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ３、該プリフォーム型は型のキャビティー及び円筒体を
   包含し；且つ 該ピストン手段は： 該製品型中へ移動させることができるピストンヘッド、 該プリフォーム型中で往復運動することができ且つ該ヘ
   ッドに接続する第一の末端及び該円筒体中に位置した第
   二の末端を有するピストンロッド、及び 該キャビティーからバルブ手段の下方の該シリンダー中
   への気体の流れを許し且つ該ピストン手段の移動の一部
   分の間にわたって該円筒体から該キャビティー中への気
   体の流れを阻止するために該円筒体との滑動的且つ密封
   的かみ合いのもとで該ロッドの第二の末端が運んでいる
   一方向バルブ手段を包含する特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ４、該プリフォーム型は該ピストンヘッドがその上限に
   近く位置するときに該円筒体を該キャビティーと連絡す
   る少なくとも１のみぞを包含しそれによって気体圧力が
   該樹脂を製品形態へと膨張させる、特許請求の範囲第３
   項記載の装置。 ５、該バルブ手段は： それを通り抜ける少なくとも１の流路； 該流路を開く位置と閉じる位置の間で該ロッド上で移動
   することができる閉鎖部材；及 び、 該開鎖手段を該流路を閉じる位置に向って偏らせる弾性
   的手段を包含する特許請求の範囲第４項記載の装置。