JP2000507511A - 熱可塑性材料でできた容器の製造方法と製造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内部に向かって凸状に湾曲した中央部分（３）をもつ底を有する熱可塑性材料でできたビン等の容器（５）を製造するための方法と設備にもたらされるさまざまな改良を提供する。容器は得るべき容器の底のくぼみにほぼ一致したアーチ形の中央部分（１０）をもつ底（１１）を備えた仕上型（１５ａ、１５ｂ、１１）の中で少なくとも一つの初めのくぼみ（３）をもつブランク（４）を吹込成形することによってつくられるとともに、型底の中央部分（１０）がブランクの底のくぼみに位置決めされる際に中央部分（１０）とブランク（４）の相対回転を引き起こすことによってつくられる。

Description

【発明の詳細な説明】 熱可塑性材料でできた容器の製造方法と製造設備 本発明は、底が内部に向かって凸状に湾曲した中央部分をもつ熱可塑性材料で できたビン等の容器を、同じく底が内部に向かって凸状に湾曲した中央部分をも つブランクから製造するための方法と設備にもたらされるさまざまな改良に関す る。該方法は、少なくとも、熱可塑性材料をその軟化温度にまで上げるために少 なくともブランクの胴部を加熱するステップと、最終容器を得るために配置され る仕上型であって、かつブランクの底のくぼみの内に挿入されることができる形 状と寸法をもつアーチ形の中央部分を備えた型底を特に有している仕上型の中に ブランクが位置決めされるステップと、型底のアーチ形の中央部分がブランクの 底のくぼんだ中央部分内に挿入されるブランクの吹込による仕上ステップとを含 む。 ブランクから容器を得ることを可能にするさまざまな方法と設備は現在よく知 られている。これらの方法と設備は、著しい変形なしに、容器の使用中の比較的 に苛酷な熱応力あるいは機械応力を、あとで受けるのに適した容器を得ることを 可能にし ている。このような方法では、材料の軟化温度に少なくとも等しい温度にまで加 熱された熱可塑性材料でできたプリフォームの胴部から、得るべき最終容器の寸 法より大きめの寸法を有する中間容器が吹込あるいは延伸吹込によって成形され る。この中間容器は、次に、熱収縮した胴部をもつブランクを得るために熱処理 される。次に、このブランクが成形されて、最終容器が形成される。 このような方法と設備は、たとえば、出願人名義の欧州特許ＥＰ ４４２ ８ ３６で知られている。 この既知の方法は、それよりも前の諸方法に比べ、提供された利点を考慮する ならば非常に満足の得られるものではあるが、得られた容器は、熱いものを充填 すると、底が変形しやすいことが明らかになった。この変形は容器の不安定性を 引き起こす。そこで、底の構造自体について研究がなされた。そして、内部に向 かって凸状に湾曲した底をもつ容器、換言するならば、容器の底の形状がシャン パンのワインボトルの形状を連想させるので「シャンパンボトム」と呼ばれる底 をもつ容器は、この変形に十分耐えることが明らかになった。 そこで、最終容器にてこのようなタイプの底に達するための 各種の方法と設備が考案された。使用時において最良の機械的特性あるいは熱的 特性を備えた容器は、最終容器の底の内部に向かって凸状に湾曲した中央部分の 少なくとも一つの初めのくぼみを有するブランクから得られた容器であることが 明らかになった。また、ブランクは底の形状と寸法とが得るべき最終容器の底の 形状と寸法とに一致していなければならないことも、いくつかの適用において明 らかになった。 かくして、出願人のフランス国特許出願第９５ ０１５０７号は、底が最終容 器の底の形状と寸法とを有するブランクから、一つの特殊なシャンパンボトムを もつ容器を得ることを可能にした方法と設備を示している。 ところで、各々別の型でそれぞれ得られる中間容器や最終容器とは違って、ブ ランクは、中間容器の胴部を著しく加熱した後に、従って、プリフォームを中間 容器に加工した際に熱可塑性材料中に生じた応力を弛緩させた後に、外気中で得 られる。その結果、ブランクは胴部がかすかに変形している、あるいは膨れ上が っている容器に似ているが、それでも、使用された方法によって規定された形状 と寸法、すなわち最終容器の底の形状と寸法か、あるいは最終底の中央部分の初 めのくぼみかを備 えた底部領域を有している。 しかしながら、ブランクの胴部の形状が比較的不定であるため、仕上型の中に ブランクをセットするときに、底部領域の対称軸が、仕上型の軸線に対してずれ ている、および／または傾いている場合が比較的しばしば起こる。実際のところ 、仕上型の中におけるブランクの位置決めは、プリフォームを容器に加工するさ まざまなステップの間中いかなる変形も受けない唯一の部分であるくび（のど） を用いて既知の方法で行われる。 その結果、型底のアーチ形の中央部分と接触するときに、ブランクの底部領域 が必ずしも正確に中心合せされないことが起こる。このことは往々にして、仕上 の際に、ブランクの底が占めているずれた位置、および／または偏心した位置に おいて型底のアーチ形の中央部分にブロックされるという結果をもたらす。その ため、最終容器は満足の得られる形状をもたない。 従って、本発明は型底のアーチ形の部分に対してブランクの湾曲した中央ゾー ンの正確な中心合せを得ることを可能にする方法と設備を提案することにより、 これらの欠点を直すことを目的としている。 本発明の目的は、プリアンブルで示されているような方法、 すなわち、型底のアーチ形の中央部分に対するブランクの底の中心合せをそれら の接触の際に容易化するために、型底のアーチ形の部分とブランクの中央部分と の相対回転運動が、ブランクが型の中にセットされるときから上記部分が相互に 正確に位置決めされるときまで引き起こされることを特徴とする方法を用いて達 成される。 実際のところ、ブランクの底と型底との相対回転運動は、型底の中央部分上へ の材料のスライドを助長するので、正確な中心合せが可能である。 好ましくは、また別の特徴によれば、相対回転運動は少なくとも型底のアーチ 形の中央部分を回転駆動することによって引き起こされる。あるいは、実施上よ り困難であるかもしれないが、相対運動は型に対してブランクを回転させること によって得られる。 また、本発明はブランクと型底の相対回転を引き起こすための手段を備えてい ることを特徴とする、方法の実施のための設備も目的としている。 一つの好ましい実施形態では、ブランクと型底の中央部分との相対回転を引き 起こすための手段は、上記中央部分を駆動す る回転エアモータによって構成される。この解決策は特に有利である。なぜなら ば、容器製造設備は容器に吹き込むために、また設備の諸部分を移動させるため に加圧流体配給装置を備えているからである。特に、型底は一般に、少なくとも ブランクの取付や容器の型抜きを容易化するために、型の軸線に沿った方向に移 動可能である。他のケースでは、型底は、出願人の前記フランス国特許出願第９ ５ ０１５０７号におけるケースのように、仕上吹込の開始時に一般に発生する 軽度の収縮を補償するために、また型底とブランクの底との接触を可能にするた めに、仕上ステップの際に同軸線に沿って移動される。型底のこれらの移動は空 圧装置を用いて得られる。従って、回転エアモータを駆動するために、型底の移 動に用いられている流体の一部を選択的に引き込むことは比較的容易である。 本発明のその他の特徴および利点は、添付の図を参照しながら、以下の説明を 読むことによって明確になるであろう。 第１図および第２図は、プリフォームを中間容器に加工し、そして中間容器を 熱処理して最終容器の吹込前のブランクを得ることがら容器を製造する方法のさ まざまな可能なステップを概略的に示した図である。 第３Ａ図から第３Ｃ図および第４Ａ図から第４Ｃ図は、本発明の実施のための 設備の二つの変形形態を概略的に示した図である。 第１図および第２図はブランクへの吹込からなる仕上ステップを通して凹入底 を有する容器を製造する既知の諸ステップを示している。 初期プリフォーム１は、それを構成している熱可塑性材料を軟化させるために 適切な熱処理を受けた後に、（図示されていない）最初の型の中にセットされる 。そして、その型の中で、初期プリフォームは吹き込まれ、あるいは延伸された 後に吹き込まれ、中間容器２の内部に向かって凸状にくぼんだ部分３をもつ底を 有する中間容器２が得られる。 次に、中間容器２は吹込（あるいは延伸吹込）の際に発生した応力の除去を可 能にする熱処理を受ける。これによって、中間容器に対して縦方向と横方向に収 縮した胴部をもつ加熱されたブランク４が得られる。 先の諸ステップは、たとえば、プリアンブルで挙げた欧州特許ＥＰ ０ ４４ ２ ８３６に示されている一般条件の下で実施される。しかしながら、当業者の あらゆる一般知識を駆使し た他の解決策を用いても、および／あるいは組み合わせても、および／あるいは 適応化しても、追い求める結果に達することができる。 次に、ブランク４は（図示されていない）仕上型の中で処理されて最終容器５ を得ることを可能にするために適切な熱処理を受ける。 好ましくは、また既知の方法で、最終容器のくび６はプリフォームのくびに形 状および寸法において一致している。最終容器のくび６は、さまざまな加工ステ ップの間中寸法変化を受けない。 最後に指摘しておくべきことであるが、従来の吹込方法によって得られうる結 晶化度に比べ最終容器５の結晶化度を著しく向上させるために、ブランク４に、 またブランク４のくび６に特殊な熱処理を加えることができる。 従って、本発明は使用時の苛酷な熱応力または機械応力に耐えることができる 容器の製造に特に適している。 第１図と第２図との相違は、第１図の場合、ブランク４の底が最終容器５の底と 著しく異なっているのに対して、第２図の場合、ブランクの底が最終容器の底に 一致している点にある。 実際のところ、第２図によって諸ステップが示されている方法は、フランス国特 許出願第９５ ０１５０７号でそれ自体知られている方法であり、とりわけ底部 領域７をもつ中間容器２をつくることからなりたっており、この底部領域７はブ ランク４の以後の構成諸ステップの際や仕上吹込の際にもはや変形を受けない。 それに対し、第１図に示されている方法は、ブランクに加えられた熱処理が、 底をその最終形状にいたらしめるための最終吹込の際に底の変化を同じく既知の 方法で可能にすることを前提としている。 上述のように、中間容器２からブランク４にいたることを可能にする応力の除 去段階は、ブランク４の底のくぼんだ部分３の対称軸８が最終容器５の全体の対 称軸に一致しているくびの対称軸９に対して軸方向にずれている、および／また は傾いているといった事態にしばしばつながる。 ところで、すでに述べたとおり、仕上段階の際に使用される型は、ブランクの 底のくぼんだ部分３の制御されない変形を避けるために、このくぼんだ部分に差 し込むためのアーチ形の部分をもつ底を備えている。そのために、型底は軸方向 に沿って 可動であり、仕上段階の間中ブランクの底に接触させられている。仕上プロセス の複雑性に応じて、型底は型の閉鎖時にただちにブランクに接触させられる場合 と、出願人の名義でＮｏ．２ ７１４ ６３１の下で公告されたフランス特許出 願に説明されているように、仕上吹込の間中、底に接触させられる場合とがある 。 もし、第１図および第２図に示されているように、ブランク４の底の軸線８と くびを通っている軸線９とがずれているならば、くぼみ３へのアーチ形の部分の 位置決め不良に往々にしてつながり、変形したビンが得られる。 本発明に従えば、ブランク４と型底１１のアーチ形の中央部分１０との相対回 転は、第３Ａ図から第３Ｃ図および第４Ａ図から第４Ｃ図に示されているように 引き起こされる。 図によって示されていなく、実施するのが比較的難しい第一の解決策は、型に 対してブランクを回転させることからなる。この解決策は、型底が型の閉鎖時に ブランクの底に接触させられる場合においてのみ想定可能である。実際のところ 、閉鎖後、仕上吹込が始まるやいなや、ブランクのショルダと胴部が膨らみ、そ して成形空洞の壁に接触する。従って、もしブランクを 回転させることからなる解決策が採用されるならば、ショルダあるいは胴部の一 部が型の壁と接触する前に、回転をただちに止める必要がある。さもないと、最 終容器は品質不良になるであろう。 また、他の技術的制約からも、この解決策より、型底１１のアーチ形の中央部 分１０を回転させるように考案された型底からなる第３Ａ図から第３Ｃ図および 第４Ａ図から第４Ｃ図に示されている解決策の方が好ましい。 第３Ａ図から第３Ｃ図および第４Ａ図から第４Ｃ図に示されている実施形態で は、仕上型の軸線に沿って軸方向に可動な型底１１は少なくとも二つの部分で構 成される。つまり、型および得るべき容器の軸線と一致した型底の軸線１２を中 心にして回転駆動されるために配置されたアーチ形の中央部分１０と、回転中央 部分１０を支えている周辺部分１３とである。 好ましくは、周辺部分は軸方向の並進運動のみを行う。 第３Ａ図から第３Ｃ図では、アーチ形の中央部分１０の回転駆動は、型底１１ の周辺部分を構成しているブロックに固定された電気モータ等のモータ１４を用 いて行われる。また、型は型底１１のほかに、最終容器５の胴部とショルダの最 終形状と 寸法とを規定する二つの半型１５ａ、１５ｂを既知の方法で備えている。 第４Ａ図から第４Ｃ図は、本発明の方法を実施するための設備の一つの好まし い実施形態を示している。この実施形態は、アーチ形の中央部分１０を駆動する のに、エアモータ１６を使用する。このようなモータの構造はさまざまな適用の 中で知られているので、わざわざ詳細に図示することはしない。かかるモータは エア等の加圧流体によって駆動される動力タービンを備えており、タービンの回 転運動は当業者によって機構がよく知られている歯車か同等の手段を介して中央 部分１０に伝達される。 非常に有利なことに、エアモータ１６を回転させるのに使用される加圧流体は 、たとえば、型底１１の長手方向の移動を引き起こすために、また型底をブラン ク４の底に接触させるために、型底１１が連動しているピストン１７を駆動する のに役立つ圧縮空気である。 実際のところ、型底１１はピストン１７と既知の方法で連動している。ピスト ンはベース１９内に設けられたチャンバ１８と可動的に結びついている。このベ ース１９はそれ自体が、成 形空洞の長手方向の軸線に沿って高位置から低位置の間にて移動する。高位置に おいて、ベース１９は半型１５ａ、１５ｂの下部内に食い込み、成形空洞を完全 なものにする。低位置は容器の型抜きを可能にする。 ベースが第４Ａ図から第４Ｃ図のように高位置にあるとき、容器の吹込用設備 の中を循環している圧縮空気等の加圧流体によってピストン１７を移動させるこ とが可能である。 ピストンとチャンバとでこのように構成されているジャッキは複動式である。 また、二つの流体路２０、２１がベースを貫通して、ピストン１７のチャンバ１ ８の両側に通じている。 第一の流体路２０は型底１１をブランクの底に接触させることを可能にする。 第二の流体路２１は型底を再下降させて型底を遠ざけることを可能にする。 仕上の際に型底１１をブランク４の底に接触させる流体によるエアモータ１６ の駆動を可能にするために、型底１１は、一方においてタービンに通じている流 体路２２であって、他方において型底とブランクの底との接近方向にジャッキ１ ７の移動を可能にする流体を導くために流体路２０が通じている側においてチャ ンバ１８と連絡している流体路２２によって貫通され ている。 従って、ジャッキが型底とブランクの底とを接近させるために動作されるとき 、エアモータは自動的に始動される。 第３Ａ図から第３Ｃ図の変形形態は、型底の長手方向の駆動に、第４Ａ図から第 ４Ｃ図の構造に類似した構造を使用できる。ただし、流体路２２を設ける必要性 がないことを除いてである。なぜならば、モータがエアモータでなく、電気モー タであるからである。 また、第３Ａ図から第３Ｃ図には、型底１１が型の閉鎖後すぐにブランク４の 底に接近されるのではなく、仕上吹込中に徐々に接近されるケースが示されてい る。 実際のところ、仕上ステップ中においては、すでに挙げたフランス国特許出願 第２ ７１４ ６３１号で記述説明されているように、ショルダと胴部が膨れて 成形空洞の壁１５ａ、１５ｂに接触することによって底が持ち上がるという弾性 延伸による高さ減少を、ブランクが受けることが起こる。 壁の過度な延伸を避けるために、その場合、型底が上昇させられる。 従って、第３Ａ図は仕上型の閉鎖直後の段階を示している。 つまり、ブランク４は最大長状態にあり、型底は低位置にある。 第３Ｂ図は吹込の開始後のブランク４の形状を誇張して示している。 ブランクが縮み、その底が持ち上がった。型底１１が上昇中であり、そのアー チ形の中央部分１０が回転している。 第３Ｃ図は完成した容器と、この段階のあとで型底が占めている位置とを示し ている。 第４Ａ図から第４Ｃ図では、型底１１が型の閉鎖直後にブランク４の底に接触 させられるケースが示されている。 第４Ａ図では、型底１１はまだその上昇を始めていないが、中央部分１０は回 転している。この目的のために、加圧流体Ｐｓが流体路２０に投入される。上昇 が次に始まり、型底１１が第４Ｂ図に示されている位置を占める。 また、第４Ａ図から第４Ｃ図はブランクの底の形状が最終容器５の底の形状に 必ずしも完全に一致していないケースを示している。第４Ｂ図は、まだ完全に形 成されていない底を除き、ほぼ最終的な形状をもつ上記容器を示している。最後 に第４Ｃ図は完成した容器５と、容器５と型の各部分（壁１５ａ、１５ｂおよび 底１１）が占める相対的位置とを示している。 型底のアーチ形の中央部分１０が回転することによって、底の正確な中心合せ を、従って申し分のない最終容器５を得ることができる。 当然のことながら、本発明はより具体的に考察された適用形態や実施形態に限 定されるものでは決してない。つまり、本発明はすべての変形形態を包含する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内部に向かって凸状に湾曲した中央部分（３）をもつ底（「シャンパン」 ボトム）を有する熱可塑性材料でできたビン等の容器（５）を、同じく内部に向 かって凸状に湾曲した中央部分（３）をもつ底を有するブランク（４）から製造 する方法であって、熱可塑性材料をその軟化温度にまで上げるために少なくとも ブランクの胴部を加熱するステップと、最終容器を得るために配置される仕上型 （１１；１５ａ、１５ｂ）であり、かつブランクの底のくぼんだ中央部分内に挿 入されることができる形状と寸法とをもつアーチ形の中央部分（１０）を備えた 型底（１１）を特に有している仕上型（１１；１５ａ、１５ｂ）の中にブランク が位置決めされるステップと、ブランクの吹込による容器の仕上ステップであっ て、該ステップ中に、アーチ形の中央部分（１０）がブランクの底のくぼんだ中 央部分（３）内に挿入されるステップとを含む方法であり、型底のアーチ形の中 央部分に対するブランクの底の中心合せをそれらの接触の際に容易化するために 、少なくとも型のアーチ形の部分とブランクの底の中央部分との相対回転運動が 、ブランクが型の中に 挿入されるときから型底とブランクの前記中央部分とが相互に正確に位置決めさ れるときまで引き起こされることを特徴とする方法。 ２． ブランク（４）の底のくぼみ（３）の形状と寸法とが最終容器の底の形状 と寸法とに一致していること、また前記ブランクの底が仕上ステップ中において 変化されないことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． ブランク（４）の底がブランクの加熱ステップ中において材料の軟化温度 にまで上げられないことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。 ４． ブランクの底が最終容器の初めの底であること、またブランクの底が材料 をその軟化温度にまで上げるために加熱ステップ中において加熱され最終容器の 底を得るために仕上げステップ中に変化させられることを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の方法。 ５． 型底のアーチ形の中央部分（１０）の形状と寸法とが最終容器の湾曲した 底部分（３）の形状と寸法とのそれぞれにほぼ一致していることを特徴とする請 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． 仕上ステップ中において、型底（１１）がブランクの底に対して位置決め されるために型の中を軸方向に移動されること、また型底の中央部分とブランク の底の中央部分との相対回転がこの移動中に引き起こされることを特徴とする請 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． 仕上ステップの際の吹込中において、ブランクの長さの著しい変化が引き 起こされるとともに、その吹込中に型底がブランクの底に接近接触すること、ま た型底の中央部分とブランクの底の中央部分との相対回転がこの変化中に引き起 こされることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の 方法。 ８． 相対回転がブランク（４）を型の中で回転させることによって引き起こさ れることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の方法 。 ９． 相対回転が型底のアーチ形の中央部分（１０）を型のその他の部分に対し て回転させることによって引き起こされることを特徴とする請求の範囲第１項か ら第７項のいずれか一項に記載の方法。 １０． 型底のアーチ形の中央部分とブランクの底との相対回 転を引き起こすための手段（１４；１６）を備えていることを特徴とする請求の 範囲第１項から第９項のいずれか一項による方法を実施するための設備。 １１． 前記手段がブランクの回転を型の中で引き起こすことを特徴とする請求 の範囲第１０項に記載の設備。 １２． 前記手段（１４；１６）が型底のアーチ形の中央部分（１０）の回転を 引き起こすことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の設備。 １３． 型底のアーチ形の中央部分の回転を引き起こすための手段が、この中央 部分に結合されたモータ（１４；１６）で構成されることを特徴とする請求の範 囲第１２項に記載の設備。 １４． モータが電気モータ（１４）であることを特徴とする請求の範囲第１３ 項に記載の設備。 １５． モータが設備にて利用可能な流体（Ｐｓ）によって駆動されるエアモー タ（１６）であることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の設備。 １６． 流体が仕上ステップの際に最終容器の吹込に役立つ流体であること、ま た吹込流体の一部をモータに引き込むために分路（２２）等の手段を備えている ことを特徴とする請求の範 囲第１５項に記載の設備。 １７． 型の閉鎖の際に、および／または仕上延伸の際に、型底が空圧手段の作 用によって軸方向に移動可能であること、またモータが型底の移動に役立つ流体 の一部によって駆動されることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の設備。