JPS62187014A - 熱可塑性合成樹脂の中空成形体の製造方法及び装置 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、方向性の熱可塑性合成樹脂から中空体を製造
するために、底部を備えた中空の予備成形体の円筒状の
領域を、支持肩部が形成された引抜きリングを介して、
ガラス転移点よりも低い初期温度において壁厚が同時に
減少するように伸長させて既伸長成形体とし、予備成形
体の円筒状の被伸長領域の内径に対応した外径を有する
ポンチを、該領域を支持するために予備成形体中に配す
ることを含む中空成形体の製造方法とそのための装置に
関する。

〔発明の背景〕

この種の製造方法は、線状ポリエステル、例えばポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴＰ）又はポリブチレンテ
レフタレート（ＰＢＴＰ）等の予備成形体を用いて、過
圧下におかれた充填物例えば炭素含有飲料を製造する場
合に特に利用される。その場合の操作は、一般に加温さ
れたカップ状の予備成形体（射出成形法によって製造し
つる）を、伸長によって得られる成形体の内径とほぼ合
致する予備成形体の内径に外径が反応し且つ伸長によっ
て得られる成形体の少なくとも長さに長さが対応するポ
ンチに対して相対的に伸長させるように行われる。伸長
工程においては、一般に引抜きリングが、予備成形体の
底部側の先端からその自由端に向って、その円筒状壁部
に沿って移動し、その間ポンチは、予備成形体を引抜き
リングの運動に対して支持している。この壁部分は、壁
厚が同時に際立って減少する間に、例えばＰＥＴＰの場
合に、その初期の長さの約３〜４倍に伸長される。ポン
チは、そのほかに、伸長工程の間に被伸長壁部分を支持
して、その壁部分の直径が伸長工程の間減少することを
阻止する機能も担フてし）る。

引抜きリングは、単に伸長工程に必要な力を予備成形体
上に作用させる機能のみを担りている。

引抜きリングは、成形体の結果壁厚が引抜きリングとポ
ンチとの間の空隙において定められるように、伸長によ
フて得られる成形体の壁部の寸法を定める役目はしてい
ない。伸長によって得られる成形体の伸長工程から結果
する壁厚は、所定の、特に樹脂材料に依存するパラメー
ター、例えば、被伸長領域の壁厚の初期値、又は予備成
形体の樹脂材料の特性によって設定されるものと思われ
る。結果壁厚をそれ以上に任意に変更することは可能で
はない。従って、引抜きリングの最小の内径は、予備成
形体の伸長させようとする領域（被伸長領域）の外径よ
りも小さいが、伸長によって得られる成形体の外径より
も少し大きい。この最小の内径の引抜きリングの領域と
予備成形体の円筒状の既伸長領域の外面との間に形成さ
れた空隙は非常に小さい９例えば、ポンチの直径が４０
１１Ｉ１１で予備成形体（未伸長の状態の円筒部の壁厚
が１．５〜２　ｍｍであってもよい）の対応した内径に
おいて、引抜きリングの直径が最小の領域とポンチの外
面（マントル面）との間の全間隙の幅は、例えば０．７
　ｍｍとしてもよい。そのうち約０．５　ｍｍは既に成
形された、即ち伸長された樹脂材料によって占有される
ので、引抜きリングの直径が最小の領域と既に伸長され
た樹脂材料の外面との間に残される空隙は、０．２　ｍ
ｍの大きさのオーダーである。

引抜きリングと既に伸長された樹脂材料との間の接触が
さけられることは、製造しようとする最終生成物の品質
にとってたいせつである。この接触は、中間生成物の表
面に凹み又は引っかき傷を生じさせるため、少くとも最
終製品の外観が損なわれる。引抜きリングとの側面接触
によって大きな径方向の押圧力が作用すると既伸長材料
部分の組織が損傷を受けるため、引抜き工程の間に樹脂
材料が引裂かれないにしても、最終製品の機械的強度が
低下する。引抜きリングの既伸長部分と引抜きリングの
直径最小の領域との間の空隙を相当な程度大きくするこ
とは、どんな場合にも可能ではない。さもないと、伸長
工程にとって必要な、予備成形体の被伸長壁部を形成す
る樹脂材料の引抜きリングの円錐状の保護肩部による支
持は、もはや保証されなくなるからである。この場合、
引抜き力が比較的大きく、１ｔにもなりうることを勘案
する必要がある。ポンチは比較的脆弱である。

ポンチの前述した直径４０ｎｍの場合、その長さは例え
ば４００ＩＩＩＩ１１とすることができる。そのため、
ポンチ及び／又は引抜きリングは、゛これらを相対的に
移動させる場合、非常に高精度で案内せねばならないこ
とになる。従って、正確な案内要素と、これらの案内要
素及びその支持構造との十分な剛度とが前提条件として
必要になる。

案内要素を正確に形成した場合にも、共働部分の不可避
的な弾性変形のため、最も不具合な場合には、前記の例
において、幅０．２ｍｍの間隙では、予備成形体の既伸
長部分の樹脂材料と引抜きリングとの間の接触を確実に
さけるには不十分となる。その上に、付加的な要因、即
ち、案内要素の不可避的な公差とか、ポンチと引抜きリ
ングとの各々の軸線が整合しなくなるような、ポンチ及
び／又は引抜きリングの必ずしも正確ではない作り付け
とかの要因も勘案することが必要となる。その場合、例
えば０．２　ｍｍのような前記の空隙の大きさにおいて
、例えばポンチがごくわずかたけ角度的に偏向しても、
引抜き工程の間に引抜きリングと予備成形体の既伸長領
域との間の接触を惹起させるに足る大きさとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、前述した難点にも拘らず、中空成形体
を量産する場合にもその一定の良好な品質が確保される
ように、冒頭に述べた製造方法及び製造装置を改良する
ことにある。また、この課題の解決に必要なコストは可
及的に低廉とし、製造方法及び装置は、可及的に簡略な
ものとすることが望ましい。

（問題点を解決するための手段とその作用および発明の
効果〕 この課題は、本発明によれば、予備成形体の伸長された
部分の外径よりも最小の内径が少し大きな引抜きリング
を引抜き方向と直角に移動可能に支承し、引抜きリング
に対して作用する成形力の下に予備成形体及び該予備成
形体中のポンチに対して心出しすることによって解決さ
れる。その場合、引抜きリングと予備成形体との心出し
位置において引抜きリングの小径部分と予備成形体の既
伸長部分の外径との間の空隙よりも大きな距離に亘って
引抜きリングを引抜き方向と直角に移動可能とすること
が望ましい。

引抜き工程の間引抜きリングに作用する成形力に依存し
た引抜きリングの自動的な設定の必然的な結果として、
前述した可能な不整又は、不正確の作用は自動的に補償
される。そのため、ポンチ及びこのポンチを包囲する予
備成形体の円筒状の領域に対する引抜きリングの少くと
も近似的に心出しされた位置が保たれる。従って、引抜
きリングが予備成形体の既伸長部分と接触するほど広汎
な、ポンチに対する引抜きリングの偏心位置は、どんな
場合にも避けられる。前述した不整又は不正確の例には
、予備成形体の既伸長部分の壁厚の変動も含まれる。こ
の変動（絶対値は小さい）は、予備成形体の壁厚の初期
値のばらつきに起因するものであり、このばらつきは、
射出成形によって予備成形体を製造した場合にも、合成
樹脂に内在する特性のために、完全には防止できない。

本発明による製造方法を実施するための装置は、円錐状
の支持肩部を備えた引抜きリングを備えており、この引
抜きリングは、引抜き方向と直角に移動可能に支承され
ている。引抜きリングの最大の可能な横方向の運動の大
きさは、通常の作動条件の下においての引抜きリングの
最小の内径と予備成形体の既伸長領域の外径との間の空
隙よりも大きくするべきであり、また実際の作動におい
て発生すると考えられる引抜きリングとポンチとの軸方
向位置についての偏よりか補償されうるように定めるべ
きである。

本発明の重要な利点は、所期の効果が簡単な手段により
て達成されうることである。即ち、引抜きリングを担持
し、必要に応じてこれを案内する機械要素中に軸受けを
介して引抜きリングを配設するだけでよい。この軸受け
の摩擦は可及的に少くすべきである。それは、引抜き方
向と直角に引抜きリングが軽く移動しうることが所期の
効果を達成するための前提条件となるからである。摩擦
の少ない支承の実現に特に好ましいのは、球軸受である
。別の可能性として、引抜きリングをカルダン継手中に
支承し、カルダン継手の作用面が引抜きリングの肩部に
対して有する距離を、引抜きリングの最小の内径の領域
と予備成形体の既伸長部分の外径との間の空隙よりも大
きな行程に亘る引抜きリングの揺動を許容する値として
もよい。

心出しを行わせる径方向力は、軸方向の引抜き力に基づ
いて引抜きリングの円錐形の支持肩部に生ずる成形力の
径方向成分である。円錐形の支持肩部が全長に亘って同
一の円錐度を示し、また予備成形体の被伸長部分が円筒
状に形成されて引抜きリングの全周に、従ってその支持
肩部の全周に延長しているため、引抜きリングの全周に
亘って引抜きリングに作用する径方向力は、不整が存在
していない限り、相互に消去される。引抜きリングが例
えばポンチのわずかな変形又は偏心位置への移動によっ
て、ポンチと衝突した場合には、成形力径方向成分は、
心出し位置が再び達成されて′径方向力が相互に消去さ
れるまで、対応した横移動によって引抜きリングの位置
をポンチの位置に適合させる。

次に本発明の好ましい実施例を図面に基づいて一層詳細
に説明する。

〔実施例〕

第１図に示したカップ状の予備成形体ＯＱは、内方に突
出するように湾曲した底部（支）と、この底部に続く大
体において円筒形の壁部０句とを有し、この壁部は、製
造しようとする最終製品の機成的性質を改善するために
、例えば壁部α旬の厚さが最初の厚さの約１／３まで減
少するような伸長を、その長手軸線方向に受ける。

引抜き工程を実施するための装置は、基本的に、ポンチ
（ｌｆｆｌと、ポンチ（局を包囲する引抜きリング（至
）とを含み、この引抜きリングは、皿形の保持部材翰中
に、はぼ中空円筒状に形成された構造部材＠（保、持部
材翰と共通に、冷却媒体及び／又は加熱媒体のための流
通路（財）を画定している）を介して配設されている。

正確なはめ合いで互いに接合された引抜きリングα印、
保持部材−及び構造部材（イ）から成るユニットは、ハ
ウジング翰の内部に配設してあり、球軸受（至）を介し
てコンソール働上に支承されており、コンソール（１）
にはハウジング翰が固定的に取付けられている。コンソ
ール（２）は、引抜き工程の間静止しているポンチ（１
８）に対して垂直に上下方向に可動に取付けられている
。コンソール（１）は、ポンチ（ＩＥＩ）を通過させる
ための通し孔（２）を備えている。

イ♀洛部絣ｊは、篤２図に示すように、周囲の環状空所
（至）を介して、ハウジング翰の内部に挿入されている
。即ち、引抜きリング（１印は、それに所属する保持部
材−及び構造部材（２）と共に、ハウジング（４５）の
内部に、コンソール（１）従って引抜きリング（至）の
運動方向と直角に、従って水平方向に、環状空所（２）
の幅によって定まる所定の距離移動するように、即ち浮
動状に支承されている。

保持部材−は、大体において径方向に延長する通し孔（
２）を備えており、この通し孔のポンチ（Ｉ［５）側の
先端は、流通路−に開口し、他端の先端は、ねじ継手（
支）を介してホース■に連結されている。ハウジング翰
には、ねじ継手（２）を導くために、その個所に、やは
り大体径方向に延長する通し孔国が形成してあり、この
通し孔（イ）の横方向の寸法は、ねじ継手（２）が保持
部材−及びそれに伴なう引抜きリング（１８）の何らか
の運動に容易に追随できる値となっている。ホース顛は
、加熱媒体及び／又は冷却媒体を供給するために用いら
れる。これらの媒体を導出するために、製造装置の別の
個所に図示しない導出装置が配設されており、それによ
って冷却媒体及び／又は加熱媒体の循環路が形成される
。

引抜き工程を実現するための引抜きリング（１印の下部
域の内側には、全周に亘って保護肩部６υが形成してあ
り、この保護肩部は、引抜き方向（４２）と反対の方向
にその内径が減少するように、円錐状に形成されている
。保護肩部＠υは、引抜きリングａ印の２つの内径の異
なった領域を互に結合している。保護肩部＠υの上方に
ある内径の大きな領域Ｉの内径は、未伸長状態の予備成
形体ＯＱの円筒状の壁部α４）の外径よりも少し大きな
値に定められている。保護肩部←υの下方にある内径の
小さな領域に）の内径は、予備成形体（１）の既伸長部
分卿の外径よりも少し大きな値に定められている。その
ため、予備成形体叫の外面（財）と内径の小さな領域に
）の内面との間には、径方向の寸法の小さな環状空隙（
財）が形成されている。

本発明による中空体の製造は、次のようにして行われる
。予備成形体αのが、その内部にあるポンチ（ｌｆｆｌ
と共に引抜き工程を実行するための位置にもたらされた
のちに、その小径の領域（財）が出発位置において予備
成形体Ｑ（１１の底部（財）の下方にあった引抜きリン
グα印は、上方に、即ち引抜き方向４２にｆＪ動する。

その際に、引抜きリング（１８）の小径の領域６ａは、
予備成形体（１０）の下端部の外周と係合するので、予
備成形体（１０）の円筒状の壁部α旬は、引抜き方向（
転）に更に移動する間に、壁厚の減少と共に、引伸し作
用（伸長作用）を、円筒状の壁部Ｑ４）（最初の壁厚を
保っている）と保護肩部６υとの間の形状連結の結果と
して受ける。この場合、引抜きリング（ト）の小径の領
域が既伸長部分（へ）の外径を未だ定めていないことが
重要である。既伸長部分（ト）の結果する壁厚は、おそ
らくは、加工される樹脂材料の物理的特性と最初の壁厚
とに従って設置される。小径の領域（財）の内面（財）
と既伸長部分（４５）の外面（４２）との間に存在する
環状空＋５１１１は、引抜き工程全体を通じて保持され
ているべきである。これは引抜きリング（１８）を球軸
受−によって浮動状に支持することによって達せられる
。引抜きリング（１印が引抜き方向（至）に運動する際
に支持肩部６１）のところに発生する成形力は、ポンチ
（１８）に対して、従って予備成形体０句及び既に伸長
を受けた予備成形体ＯＱの部分即ち既伸長部分−に対し
て引抜きリング（五〇を心出しするような自己整列作用
を行うので、ポンチθつ、引抜きリング（転）及び予備
成形体α荀の間の径方向の相対位置は、大体において不
変に保たれる。そのため、既伸長部分（へ）の壁厚が一
定になっていると、環状空隙（４５）の径方向の大きさ
も一定になっている。しかし実際には、予備成形体叫の
壁厚、従って、伸長工程によって得られた中間製品の壁
厚の、成る程度までの変動は、見込んでおく必要がある
。従って、環状空！（イ）の径方向の大きさは、既伸長
部分に）の壁厚の最大変動幅よりも少し大きくなるよう
に定めるべぎである。そのほかに、例えば不正確な作り
付けによっても弾性変形によってもひき起される、ポン
チ（局の不正確な垂直方向の移動のような不整ないしは
不正確は、引抜きリング（１８）を浮動取付けとしたこ
とによって、自動的に補償される。

予備成形体Ｏｆ）は一般に、引抜き工程の開始前に、特
別の工程によって、ガラス転移点よりも少し低い温度に
もたらされる。引抜きリング（ｉ印の上方のスリーブ（
５２）は、基本的に、スリーブ（５２）中に予備成形体
（１）を相対的に導入する際に、少くとも予備成形体０
口の上端域の横断面形状がポンチ（１６１）の横断面形
状に対応するように、必要に応じて予備成形体α＠を整
列させるために用いられる。

以上説明した方法形態とは異なって、引抜きリングを固
定的に配設し、その代りにポンチ（向を予備成形体叫と
共に引抜きリング（至）を経て移動させるようにしても
よい。またポンチ（１Ｂ）及び予備成形体αＱと引抜き
リング（５）とを相対的に移動させるようにしても差支
えない。

引抜き工程の生成物は、完成品として使用してもよいが
、更に成形工程を経過することによってその使用目的に
適合される中間製品として使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は未伸長状態の予備成形体の縦断面図、第２図は
予備成形体の円筒部を伸長させるための装置の一部断面
側面図、第３図は第２図の装置の一部分の詳細な断面図
である。 １０・・・予備成形体、１２・・・底部、１４・・・円
筒状の壁部（円筒部）、１６・・・ポンチ、１８・・・
引抜きリング、４１・・・支持肩部、４２・・・引抜き
方向。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 ＦＩｏ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）方向性の熱可塑性合成樹脂から中空成形体を製造す
   るために、底部を備えた中空の予備成形体の円筒状の領
   域を、支持肩部が形成された引抜きリングを介してガラ
   ス転移点よりも低い初期温度において壁厚が同時に減少
   するように伸長させて既伸長成形体とし、予備成形体の
   円筒状の被伸長領域の内径に対応した外径を有するポン
   チを、前記予備成形体の前記被伸長領域を支持するため
   に予備成形体中に配することを含む中空体の製造方法に
   おいて、引抜きリング（１８）を引抜き方向（４２）と
   直角に移動可能に支承することと、引抜きリング（１８
   ）に対して作用する成形力の下に予備成形体（１０）及
   び該予備成形体（１６）中のポンチ（１６）に対して心
   出しすることを特徴とする製造方法。 ２）引抜きリング（１８）と予備成形体（１０）との心
   出し位置において引抜きリング（１８）の小径部分（４
   ４）と予備成形体（１０）の伸長部分（４５）の外径と
   の間の空隙（５０）よりも大きな距離に亘って引抜きリ
   ング（１８）を引抜き方向（４２）と直角に移動するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３）熱可塑性合成樹脂から中空体を製造するために、底
   部を備えた中空の予備成形体の円筒状の領域を、支持肩
   部（４１）が内部に形成された引抜きリング（１８）を
   介して、ガラス転移点よりも低い初期温度において、壁
   厚が同時に減少するように伸長させ、予備成形体の円筒
   状の被伸長領域の内径に対応した外径を有するポンチを
   該予備成形体中に配置して成る中空体の製造装置であっ
   て、引抜きリング（１８）を引抜き方向（４２）と直角
   に自由に移動可能に支承したことを特徴とする製造装置
   。 ４）引抜きリング（１８）の最小の内径を予備成形体（
   １０）の既伸長部分（４５）の外径よりも、最大の可能
   な横運動を引抜きリング（１８）の最小の内径の領域（
   ４４）と予備成形体（１０）の既伸長部分（４５）の外
   径との間の空隙（５０）よりも大きくしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の製造装置。 ５）引抜き方向（４２）と直角に引抜きリング（１８）
   を移動可能とするために引抜きリング（１８）を球軸受
   （２８）上に支承したことを特徴とする特許請求の範囲
   第３又は第４項の製造装置。 ６）引抜きリング（１８）がカルダン継手中に支承され
   、カルダン継手の作用面が引抜きリング（１８）の肩部
   （４１）に対して有する距離を、引抜きリング（１８）
   の最小の内径の領域（４４）と予備成形体（１０）の既
   伸長部分（４５）の外径との間の空隙（５０）よりも大
   きな行程に亘る引抜きリング（１８）の揺動を許容する
   値としたことを特徴とする特許請求の範囲第３項又は第
   ４項記載の製造装置。