特許第6759076号(P6759076)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6759076容器の成形加工用の幅広のベントを有する金型底部
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6759076
(24)【登録日】2020年9月4日
(45)【発行日】2020年9月23日
(54)【発明の名称】容器の成形加工用の幅広のベントを有する金型底部
(51)【国際特許分類】
   B29C 49/48 20060101AFI20200910BHJP
   B29C 49/62 20060101ALI20200910BHJP
   B29C 49/42 20060101ALI20200910BHJP
【FI】
   B29C49/48
   B29C49/62
   B29C49/42
【請求項の数】13
【外国語出願】
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2016-227506(P2016-227506)
(22)【出願日】2016年11月24日
(65)【公開番号】特開2017-109484(P2017-109484A)
(43)【公開日】2017年6月22日
【審査請求日】2019年9月18日
(31)【優先権主張番号】1562523
(32)【優先日】2015年12月16日
(33)【優先権主張国】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】504102770
【氏名又は名称】シデル パルティシパション
【氏名又は名称原語表記】SIDEL PARTICIPATIONS
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イバン・ピエール
【審査官】 正 知晃
(56)【参考文献】
【文献】 特開2000−102970(JP,A)
【文献】 特開2015−101006(JP,A)
【文献】 米国特許第4035455(US,A)
【文献】 米国特許出願公開第2015/0061196(US,A1)
【文献】 国際公開第2012/002164(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 33/00−33/76
B29C 49/00−49/80
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
周縁基部(9)を備えた底部(8)を有する容器(2)を、プラスチック材料製ブランク(3)からブロー成形または延伸ブロー成形により製造するための金型(1)向けに構成された金型底部(20)において、金型底部(20)が、容器(2)の底部(8)の少なくとも一部分の型を付ける凹凸のあるモールド面(22)を有する底部ブロック(21)を含み、底部ブロック(21)内に、内側開口部(27)によりモールド面(22)に通じ、外側開口部(28)により通気ダクト(29、30)に通じる減圧ベント(26)が形成される金型底部(20)であって、
金型底部(20)が、減圧ベント(26)(または各減圧ベント(26))内に収容され、容器(2)の周縁基部(9)の少なくとも一部分の型を付ける末端面(36)を有する少なくとも1つの突出部(35)を備えたインサート(34)を含み、インサート(34)が、突出部(または各突出部)(35)の内部熱制御回路(37)を備え、さらに、インサート(34)が、
‐突出部(または各突出部)(35)の末端面(36)が内側開口部(27)から離隔され、内側開口部を通気ダクト(29、30)と連通させたままにする格納位置と、
‐末端面(36)が内側開口部(27)の近傍に延びる展開位置と、
の間で底部ブロック(21)に対して可動式に取り付けられることを特徴とする、金型底部。
【請求項2】
展開位置で突出部(または各突出部)(35)の末端面(36)が、モールド面(22)の延長上に延びていることを特徴とする、請求項1に記載の金型底部(20)。
【請求項3】
展開位置で、突出部(または各突出部)(35)の末端面(36)が、内側開口部(27)に対して0.5mmから5mmの距離だけ後退して延びていることを特徴とする、請求項1に記載の金型底部(20)。
【請求項4】
末端面(36)が凹状であ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金型底部(20)。
【請求項5】
末端面(36)が凸状であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の金型底部(20)。
【請求項6】
インサート(34)が、底部ブロック(21)に一体化されたジャケット(40)内に並進式に取り付けられたピストン(38)を含んでいることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の金型底部(20)。
【請求項7】
減圧ベントまたは各減圧ベント(26)が、内側開口部(27)まで延びる内側部分(26A)と、内側部分(26A)の延長上で肩部(51)により内側部分から分離されて延びる、より大きな断面の外側部分(26B)とを含んでい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金型底部(20)。
【請求項8】
肩部(51)の位置で減圧ベント(26)に通じる第1の通気ダクト(29)を含んでいることを特徴とする、請求項7に記載の金型底部(20)。
【請求項9】
外側部分(26B)の位置で減圧ベント(26)に通じる第2の通気ダクト(30)を含んでいることを特徴とする、請求項7または請求項8に記載の金型底部(20)。
【請求項10】
底部ブロック(21)が、互いに間隔をあけて配置された複数の減圧ベント(26)を備えており、インサート(34)が、互いに間隔をあけて配置された一連の周縁突出部(35)を含んでいることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の金型底部(20)。
【請求項11】
モールド面(22)が、容器(2)のペタロイド底部(8)の型を付け、中央ゾーン(33)から放射状に広がるペタロイド底部(8)の谷部(13)の型を付けるリブ(32)と、リブ(32)の間に延びるペタロイド底部(8)の脚部(12)の型を付ける窪みスペース(31)とを交互に含み、減圧ベント(26)が窪みスペース(31)内に設けられ、各突出部(35)の末端面(36)が、容器(2)の脚部(12)の型を付けることを特徴とする、請求項10に記載の金型底部(20)。
【請求項12】
プラスチック材料製ブランク(3)から容器(2)を製造するための金型(1)であって、容器(2)の本体(4)の型を付ける側壁(16)と、容器(2)の型を側壁(16)と共に補完する請求項1から11のいずれか一項に記載の金型底部(20)とを含んでいる、金型。
【請求項13】
容器(2)の製造方法であって、
‐材料のガラス転移点よりも高い温度にあらかじめ加熱されたプラスチック材料製ブランク(3)を請求項12に記載の金型内に挿入し、
‐インサート(34)の格納位置で加圧気体をブランク(3)内に注入し、
‐ブランク(3)内の圧力を維持しながらインサート(34)をその展開位置に向けて移動する、
ことからなる操作を含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料製ブランクのブロー成形または延伸ブロー成形による容器の成形に関し、「ブランク」という用語は、プリフォーム(通常は射出成形により得られる)、またはプリフォームにあらかじめブロー成形操作を施した中間容器を意味する。
【背景技術】
【0002】
容器は、一般には円筒形である本体と、本体の上端を起点として狭まり部を形成するショルダと、容器の充填および排出を可能にするためにショルダを延長した開口首部と、本体をその下端で閉じる底部とを含んでいる。
【0003】
一般に成形加工は、容器の型を付けるキャビティを画定する金型で実施される。このような金型は、通常は、本体とショルダの型を付ける側壁(この側壁は、金型内へのブランクの挿入を可能にするために互いに連結される2個の半金型に分割される)と、半金型の間に設けられた開口部内に位置する、容器底部の型を付ける金型底部とを含んでいる。
【0004】
プリフォームは、その材料のガラス転移点よりも高い温度に加熱された後(ガラス転移点が約80°CであるPET製プリフォームは、通常100°Cよりも高い温度、一般には約120°Cに加熱される)、高温のまま金型に挿入される。そこで加圧流体(空気等)が注入され、加熱により柔らかくなった材料を金型の壁と底部とに押し付け、それによって容器の型をプリフォームに付ける。
【0005】
金型を適温(約10°Cから20°C)に熱制御しない場合、容器は、(ガラス転移点よりも高い)高温のまま金型から出てくるので変形してしまい、すぐには充填を行うことができない。なぜなら、容器は、充填によりもたらされる圧力に対して変形せずに持ちこたえる十分な機械強度を持たないからである。
【0006】
金型から出した容器をそのまま冷却放置することは想定できない。その理由は2つある。第1に、機械の現行の生産ペースを考慮すると(機械1台につき毎時約50000個の容器、金型1個につき毎時2000個以上の容器に相当する)、このような冷却(約1分かかる)は、数百個もの容器の一時的な滞留を要し、生産ラインを無駄に大型化かつ複雑化してしまう。次に、また特に、そのまま冷却放置されたプラスチック材料は、制御不能な収縮を受け、そのために、金型により材料に付けられた型を失ってしまう。
【0007】
このような理由から、大部分の金型は、金型の壁と底部に材料をしっかりと押し付けるために材料を加圧保持しながら凝固させるように、金型の壁と底部を適温(約10°Cから20°C)に保持する冷却流体回路を備えている。
【0008】
これに加えてブロー成形では、成形中のプリフォームと金型との間に閉じ込められた空気を排出する必要がある。排出は、一般に、一方では2個の半金型の間の接合面から、他方では特に金型底部の位置から行われる。その理由は、材料の前縁の進みにより金型底部に向かって空気が押されるからである。このため、金型底部は、より正確には材料が最後に到達するゾーンに、通常は1つまたは複数の減圧ベントを穿たれる。たとえば国際特許出願公開第00/74925号(Krupp社)は、ペタロイド底部のために構成された金型底部を示している。この底部は、容器の脚部に対応する底部の窪みスペースに設けられた複数の穴からなる減圧ベントを備えている。
【0009】
このようなベントは、空気の排出という問題に解決の糸口をもたらすと同時に、その寸法決定に関連する新たな問題を提起している。第1のアプローチでは、空気ができるだけ容易に排出されなければならないことから、ベントの寸法(すなわち、その直径または幅)を最大化しなければならない。
【0010】
しかし、その場合には、ブロー成形時に材料がそこに入り込んでしまい、大きさのまちまちな突出箇所が容器の表面に形成されることになる。したがって、第2のアプローチでは、ベントの寸法を最小化しなければならない。これは、ベントが大きすぎる場合、または金型内部での加圧冷却時間が短い場合(通常はこのケースである)、ベントの位置においては材料が、金型外での容器の冷却時に収縮してしまうため正確に形成されないことが確認されているだけに、いっそう必要なことである。実際、金型から出てくる容器について本出願人が実施したサーモグラフィによれば、金型内でベントの正面に位置していた底部ゾーンに高温箇所が特定されている。すなわち、熱制御されないこれらの底部ゾーンでは、容器の材料が冷却されていないのである。
【0011】
これらの高温箇所は、容器の基部(すなわち、これにより容器を平らな表面に立たせるように構成された容器部分)に位置している。基部のあらゆる形状欠陥は、容器の安定性(したがって認識されるその品質)を損なうので、多くのメーカーは、形状欠陥を回避するためにベントの寸法を最小化し、ベントから排出される空気流量を増やすためにブロー成形圧を上げるという妥協的解決を選択している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】国際公開第2000/74925号
【特許文献2】仏国特許出願公開第2856333号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
しかし、その場合、生産ペースを落とさずに、市場において新たに要求されるエネルギー消費の低減を実現するという課題が生じ、それにはブロー成形圧を下げることが必要になる。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、これらのすべての課題に対する解決方法をもたらすものであり、第1に、周縁基部を備えた底部を有する容器を、プラスチック材料製ブランクからブロー成形または延伸ブロー成形により製造するための金型向けに構成された金型底部を提案し、この金型底部は、
‐容器の底部の少なくとも一部分の型を付ける凹凸のあるモールド面を有する底部ブロックを含み、このブロック内に、内側開口部によりモールド面に通じ、外側開口部により通気ダクトに通じる減圧ベントが形成され、
‐ベント(または各ベント)内に収容され、容器の基部の少なくとも一部分の型を付ける末端面を有する少なくとも1つの突出部を備えたインサートを含み、このインサートが、突出部(または各突出部)の内部熱制御回路を備え、さらにこのインサートが、
‐突出部(または各突出部)の末端面が内側開口部から離隔され、内側開口部を通気ダクトと連通させたままにする格納位置と、
‐末端面が内側開口部の近傍に延びる展開位置と、の間で底部ブロックに可動式に取り付けられている。
【0015】
突出部は、格納位置ではベントから空気を排出させることができる。この突出部は、展開位置では、材料を冷却しながら(したがって材料を凝固させながら)、その形状を容器の基部に付与する。そのため、容器を変形するおそれなしにベントの寸法を大きくとることができる。
【0016】
以下に示すさまざまな付加的な特徴を、単独または組み合わせて設けることが可能である。
‐展開位置では、突出部(または各突出部)の末端面が、モールド面の延長上に延びている。
‐展開位置では、突出部(または各突出部)の末端面が、内側開口部に対して0.5mmから5mmの距離だけ後退して延びている。
‐末端面は、凹状または凸状である。
‐インサートは、底部ブロックに一体化されたジャケット内に並進式に取り付けられたピストンを含んでいる。
‐ベントまたは各ベントが、開口部まで延びる内側部分と、内側部分の延長上で肩部により内側部分から分離されて延びる、より大きな断面の外側部分とを含んでいる。
‐金型底部は、肩部の位置でベントに通じる第1の通気ダクトを含んでいる。
‐金型底部は、外側部分の位置でベントに通じる第2の通気ダクトを含んでいる。
‐ブロックは、互いに間隔をあけて配置された複数のベントを備えており、インサートは、互いに間隔をあけて配置された一連の周縁突出部を含んでいる。
‐モールド面は、容器のペタロイド底部の型を付け、中央ゾーンから放射状に広がるペタロイド底部の谷部の型を付けるリブと、リブの間に延びるペタロイド底部の脚部の型を付ける窪みスペースとを交互に含み、ベントが窪みスペース内に設けられ、各突出部の末端面が、容器の脚部の型を付ける。
【0017】
第2に、プラスチック材料製ブランクから容器を製造するための金型が提案され、この金型は、容器の本体の型を付ける側壁と、容器の型を側壁と共に補完する上記のような金型底部とを含んでいる。
【0018】
第3に、容器の製造方法が提案され、この方法は、
‐材料のガラス転移点よりも高い温度にあらかじめ加熱されたプラスチック材料製ブランクを上記のような金型内に挿入し、
‐インサートの格納位置で加圧気体をブランク内に注入し、
‐ブランク内の圧力を維持しながらインサートをその展開位置に向けて移動する
ことからなる操作を含んでいる。
【0019】
本発明の他の目的および長所は、添付図面を参照しながら、1つの実施形態に関する以下の説明を読めば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】ベントを備えた金型底部と、ベント内で摺動する突出部を備えたインサートとを有する金型を、インサートの格納位置で示す横断面図である。
図2図1の囲みII内の金型底部の細部を示す拡大図である。
図3図2の囲みIII内のインサートの細部を示す拡大図である。
図4図3のIV‐IV面に沿った細部の断面図である。
図5】金型底部の部分的な分解組立斜視図である。
図6】ベントの細部を円内に拡大して示す底部ブロックの上面図である。
図7】展開位置でインサートを示す図2と同様の図である。
図8図7の囲みVIII内のインサート細部を示す拡大図である。
図9図8のIX‐IX面に沿った細部の断面図である。
図10】上記の各図で示されたような金型内に形成された容器底部の断面を示す図である。
図11】展開位置で突出部が開口部に対してやや後退した位置にある変形実施形態を示す、図9と同様の図である。
図12図11に示したような金型内に形成された容器底部の断面を示す図である。
図13】突出部が展開位置で張り出し、インサートの展開位置で容器内部に向かって脚部端部に隆起部を形成する変形実施形態を示す、図9および図11と同様の図である。
図14図14に示されたような金型内に形成された容器底部の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
図1では、プラスチック材料(特にPET)製ブランク3からブロー成形または延伸ブロー成形により容器2を成形するための金型1を示した。
【0022】
ブランク3は、プリフォームに第1のブロー成形操作を施した中間容器とすることができる。このブランクはまた、図示された例におけるように、射出した未加工プリフォームとすることも可能である。したがって、以下の説明では、あらゆるタイプのブランクまたはプリフォームを示すために統一的に参照符号3を使用する。
【0023】
容器2は、主軸Xに沿って延びるほぼ円筒形の本体4と、本体4の上端でこの本体の延長上に狭まりながら延びるショルダ5と、ショルダ5の上端で開放されて、フランジ7によりショルダと区別される首部6と、本体の下端でこの本体4を閉鎖する底部8とを含んでいる。底部8は、これにより容器2をテーブル等の平らな表面に立たせるように構成された周縁基部9と、基部9がヴォールト部により接続される、より高い中央ゾーン10(ここにプリフォーム3の射出チップ11がある)とを有する。
【0024】
複数の図面(特に図9図11)に示された1つの実施形態によれば、容器2の底部8はペタロイド状であり、(用語の数学的な意味で離散的にではあるが)共に基部9を形成する端部まで続く、間隔をあけて配置された脚部12と、中央ゾーン10から本体4まで放射状に広がるほぼ円形の半径方向の断面を有する谷部13とを交互に含んでいる。
【0025】
プリフォーム3は、容器2の本体4とショルダ5とを形成するように構成された、ほぼ筒状の本体14と、容器2の首部であって成形加工中も変化しない首部6と、容器2の底部8を形成するように構成された半球形の底部15とを有している。
【0026】
金型1は、容器2の本体4とショルダ5の型を付けるキャビティ17を画定する側壁16を有している。側壁16は、容器2が形成されるときに容器の主軸Xと一致する主軸に沿って延びている。以下、「主軸」という表現は、容器の軸または側壁16の軸を区別せずに示す。
【0027】
従来の1つの実施形態によれば、たとえば仏国特許出願公開第2856333号明細書または対応する国際特許出願公開第05/002820号(Sidel社)に記載されているように、側壁16は、2個の半金型に分割され、2個の半金型は、2個の半金型がプリフォーム3の挿入と容器2の排出とを可能にするために互いに角方向に離隔される開放位置と、2個の半金型がキャビティ17を一緒に画定するために互いに押し付けられる閉鎖位置との間で、(たとえば主軸Xに平行なヒンジを中心として連結されることにより)互いに移動可能である。
【0028】
側壁16は、プリフォーム3がフランジ7により吊り下げられる上方の開口部18と、対向する下方の開口部19とを画定する。図1の平面は2個の半金型の間の接合面と一致しており、この図では片方の半金型だけを示している。
【0029】
さらに、金型1は、金型底部20を備え、この金型底部は、第1に、容器2の底部8の少なくとも一部の型を付ける凹凸のあるモールド面22を有して、容器の型を側壁16と共に補完する(たとえば鋼またはアルミニウム合金で製造された)底部ブロック21を含んでいる。
【0030】
底部ブロック21は支持体23に固定され、支持体それ自体は、形成された容器2の排出と新しいプリフォーム3のセットとを可能にするために、ブロック21がキャビティ17から離隔される積載/放出位置と、モールド面22が、形成すべき容器2の型をキャビティと共に補完するためにキャビティ17を塞ぐ成形加工位置(図1図2および図4に示す)との間で、側壁16に対して並進移動するように(たとえばネジ24により)台座25に取り付けられる。
【0031】
金型底部20は、底部ブロック21内に形成された少なくとも1つの減圧ベント26を備え、このベントは、内側開口部27によりモールド面22に通じ、外側または周縁開口部28により少なくとも1つの通気ダクト29、30に通じている。ベント26(または各ベント26)は、容器2の基部9に対応して窪みスペース31から形成される基部ゾーンにおいて、主軸Xにほぼ平行にブロック21内に設けられたノッチから形成される。
【0032】
図示された1つの実施形態によれば、容器2はペタロイド底部8を有し、容器の型を付けるモールド面22が、中央ゾーン33(底部8の中央ゾーン10の型を付ける)を起点として放射状に広がるリブ32(谷部13の型を付ける)と、リブ32の間に延びる脚部12(ここでは全部で5個)の型を付ける窪みスペース31(各々が上記の基部ゾーンを形成する)とを交互に含んでいる。この場合、底部ブロック21は、窪みスペース31に設けられて間隔をあけられた(ここでは扇形に配分された)一連のベント26(ここでは全部で5個)を含んでいる。より正確には、図示されている例におけるように、各々の窪みスペース31の底部に1つのベント26が設けられている。
【0033】
金型底部20は、第2に、このベント26(1つしかない場合)または各ベント26(図示された例におけるように複数ある場合)内に収容された、少なくとも1つの突出部35を備えたインサート34を有し、この突出部は、容器2の基部9の少なくとも一部分の型を付ける末端面36を有している。
【0034】
容器2がペタロイド底部8を有する図示された1つの実施形態によれば、インサート34は、間隔をあけられた(ここでは扇形に配分された)複数のベント26を含んでいる。この場合、各突出部35の末端面36は、脚部12の端部の型を付ける。こうして突出部35の末端面36は、脚部12の全端部から構成された容器2の基部9全体の型を形成する。この場合、末端面36は凹状である。
【0035】
インサート34は、突出部(または各突出部)35の内部熱制御回路37を備えているので、突出部は、適温(5°C〜30°C、好ましくは10°C〜20°C)に保持される。
【0036】
インサート34は、
‐突出部(または各突出部)35の末端面36が、ベント26の内側開口部27から離隔され、ベントを上記(または各)通気ダクト29、30と自由に連通させたままにする格納位置(図1図2図3図4)と、
‐末端面36が内側開口部27の近傍に延びる展開位置(図7図8図9図11)と、
の間に、底部ブロック21に対して可動式に取り付けられる。
【0037】
図7図8図9に示された第1の実施形態によれば、突出部(または各突出部)35の末端面36は、インサート34の展開位置でモールド面22の延長上に延びている。この場合、材料は、ブロー成形の終わりに、基部9の底(すなわち図示されたペタロイドの事例では脚部12の底)で連続的な湾曲形状をとり、(中央チップ11と基部9との間の距離として定義される)高さ(garde)H1を有する底部8が得られる。図10を参照されたい。
【0038】
図11に示された第2の実施形態によれば、突出部(または各突出部)35の末端面36は、インサート34の展開位置で、内側開口部27に対して有利には0.5mmから5mmの距離だけ後退して広がっている。この場合、材料は、ブロー成形の終わりに、内側開口部27の位置で変化する湾曲形状をとり、突出部35の末端面36まで延びる押出成形部を形成し、この押出成形部が、各脚部12の底部にH1より大きい値H2(図11参照)まで底部8の高さを増す隆起部を構成する。このように増加された高さH2は、容器2の中身の圧力下で、機械強度の観点から底部8の性能を保証する脚部12および谷部13の幾何学的形状を変える必要なしに、一段と大きく変形することを可能にする。内側開口部27からの末端面36の後退距離が長すぎる場合、材料は、(1つまたは複数の)突出部35の末端面36に到達しないおそれがあり、したがって、基部9を不安定にしうる形状のまちまちな隆起部を形成するおそれがあることが指摘される(図示されたペタロイド底部8のように基部が複数の脚部12から形成される事例では特にそうである)。
【0039】
図13図14に示された第3の実施形態では、突出部(または各突出部)35の末端面36が張り出しており(すなわち凸状であり)、インサートの展開位置で、容器2の内部に向かって脚部12の端部に隆起部を形成している。その結果、容器2が形成されると、各脚部12は、その端部に、容器2の内部に向かって突出した凹部12’を備える。このようにして形成された容器2は、空のとき、上記の第1の実施形態の高さH1より低い高さH3を有する。容器2は、成形加工後、そのフランジ7により吊り下げられた状態で充填ユニット(図示せず)へと搬送されるので、容器2に安定した基部がなくても問題はない。容器2に炭酸入りの中身を充填すると、容器は加圧され、凹部12’が反転して基部9が形成されるので、それ以降、容器2はこの基部により平らな表面(一般にはコンベヤ、あるいはその後にはテーブル)に立たせることができる。この実施形態の長所は、基部の直径は同じでもブロー成形圧を減らせることにあり、すなわち同等のブロー成形圧で基部の直径を増すことができる。いずれの場合も、図14の底部8の高さH4を増すことができる。
【0040】
末端面36は、中実すなわち穴がないことが好ましい。しかしながら、末端面36に1つまたは複数の幅の狭い(または直径の小さい)ベントを設けることを検討してもよい。これらのベントは、容器2に高温箇所を形成するおそれなしに空気を排出しやすくすることに貢献する。
【0041】
図示された1つの実施形態によれば、インサート34は、ピストン38の形態をとるベース部を含んでいる。このピストン38は、突出部35がそこから軸方向に延びる上面39を有している。
【0042】
ピストン38は、底部ブロック21に一体化されたジャケット40内に並進式に取り付けられる。より正確には、図示された例では、ジャケット40は、支持体23内に形成される。このジャケット40は、中央シャフト41を中心として環状に延び、支持体23に属する上壁42と台座25に属し対向する下壁43とによって軸方向に画定される。上壁42には、ベント26を部分的に画定する開口部44が設けられており、同じく環状のピストン38がジャケット40に取り付けられるとき、突出部35がこの開口部に収容される。
【0043】
ピストン38は、ジャケット40内で、上壁42側に上部チャンバ45を画定し、下壁43側に下部チャンバ46を画定する。流体供給ダクト47が台座25に形成され、下壁43から下部チャンバ46に通じることにより、下部チャンバ内に(空気またはオイル等の)加圧流体を注入し、この流体がピストン38を上壁42に向かって押し、したがってインサート34をその展開位置に向けて押す。図示された例では、ピストン38とジャケット40とから構成されるジャッキが単動式であり、金型底部20が、上壁42とピストン38との間に配置された(1つまたは複数の)戻しばね48を含み、これらがピストンを下壁43に向かって常時付勢し、したがって、インサート34をその格納位置に向けて付勢する。図示された例では、5個の戻しばね48が設けられている。図5を参照されたい。
【0044】
このようにして、インサート34をその展開位置に配置するために、下部チャンバ46内に、供給ダクト47を介して(たとえば、図7に部分的に示したコネクタ49を用いて台座に接続されたホースにより)、(空気またはオイル等の)加圧流体を注入し、この流体が、(1つまたは複数の)戻しばね48に抗してピストン38を上壁42に(したがってインサート34をその展開位置に)向けて押す。それに対して、インサート34を格納位置に配置するには、下部チャンバ46を自由空気に通気し、これにより2つのチャンバ45、46内の圧力を均衡させ、それによって戻しばね48がピストンを下壁43に(したがってインサート34を格納位置に)向けて押すことができる。
【0045】
インサート34の格納位置と展開位置との間のストロークは、5mm〜15mmであり、有利には約10mmである。
【0046】
有利には、2つのチャンバ45、46の間の気密性は、ピストン38の周縁に設けられた溝に収容される環状セグメント50により確保される。
【0047】
変形実施形態では、インサート34の移動は、空気圧(または油圧)ではなく機械手段により制御可能であり、たとえばカムにより行われる。このため、インサートの下端は、カム軌道と協働するカムフォロワ(ローラ等)を支持可能であり、カムフォロワとカム軌道との接触は、たとえば戻しばねにより常時保証される。カム軌道は、カムフォロワを上方に(したがってインサート34をその展開位置に)向けて移動させる上方の区間と、カムフォロワを下降させる(したがってインサート34をその格納位置に戻す)ことができる下方の区間とを有している。
【0048】
容器2がペタロイド底部8を有する図示された例では、各ベント26が、ほぼ楕円形の輪郭を断面に有しており、角方向の広がり(主軸Xを起点として横断面で測定)をA、半径方向の広がり(狭幅とも称する)をB、周辺方向の広がり(広幅とも称し、内側開口部27の幾何学的な中心を通る半径に対して垂直に測定)をCと記す。
【0049】
さらに、脚部12の端部に対応する突出部35の末端面36の各点を通る基準円(基部円とも称する)の直径をD1、容器2の底部8の全径に対応するモールド面22の外径をD2と記す。
【0050】
図6で影を付けて分かりやすくしたベント26は、次のように寸法決定することができる。
【0051】
各ベント26の角方向の広がりAは、10°〜45°である。(図示されている)ペタロイド底部8の事例では、この角方向の広がりAは、有利には17°から35°であり、たとえば約35°である。
【数1】
有利には、ペタロイド底部の場合、
【数2】
であり、たとえば
【数3】
である。
【0052】
各ベント26の狭幅Bは、基準円の半径の20%〜60%であり、有利には、図示されたようなペタロイド底部8の場合、基準円の半径の約40%であり、
【数4】
有利には、ペタロイド底部8の場合、
【数5】
である。
【0053】
各ベント26の広幅Cは、狭幅Bとこの狭幅の2倍との間に含まれ、有利には、図示されたようなペタロイド底部8の場合、この底部の約1.45倍であり、
【数6】
有利には、ペタロイド底部8の場合、
【数7】
である。
【0054】
横断面における各ベント26の単位面積Suは、底部8の投影面積(すなわち直径D2の円板の面積)の1%から4%であり、有利には、ペタロイド底部8の場合、この投影面積の約3%であり、
【数8】
また、有利には、ペタロイド底部8の場合、
【数9】
である。
【0055】
横断面におけるベント26(その数をNとする)の累積投影面積Sは、ベントの数Nに等しい比率で各ベントの単位面積Suに比例する。
【数10】
すなわち
【数11】
【0056】
実際には、累積面積Sは、底部8の投影面積(すなわち直径D2の円板の面積)の10%から30%であり、有利には、ペタロイド底部8の場合、この底部の約15%であり、
【数12】
また、有利には、ペタロイド底部8の場合、
【数13】
である。
【0057】
各突出部35は、その摺動に必要な動作クリアランスを考慮しながら、突出部35が収容されるベント26の輪郭に合致する輪郭を、横断面(すなわち主軸Xに垂直な面)に有する。
【0058】
インサート34が展開位置にあるとき、このクリアランスは、内側開口部27の位置で約0.25mmである。
【0059】
容器2のブロー成形時における空気の排出を容易化するために、ベントまたは各ベント26は、内側開口部27まで軸方向に延びる内側部分26Aと、肩部51によりこの内側部分から分離されながら内側部分26Aの延長上に軸方向に延びる、より大きな断面の外側部分26Bとを含む。ベント26の内側部分26Aの高さは、インサート34のストローク未満であるので、インサートの格納位置では、突出部35の末端面36が、肩部51に対して後退した外側部分26Bにある。その結果、突出部35の周囲で空気の通過断面が増加し、したがって空気の排出流量が増える。突出部とベント26の外側部分26Bとの間のクリアランスは、有利には0.5mm以上であり、たとえば約0.7mmである。
【0060】
図2図3に示した実施形態によれば、金型底部20は、肩部51の位置でベント26に通じる第1の通気ダクト29を含む。インサート34がその格納位置にあるとき、内側開口部27は、第1の通気ダクト29に直接通じている。底部ブロック21内に半径方向に設けられた第1の通気ダクトは、他方では底部ブロック21の外面で自由空気に通じている。
【0061】
金型底部20は、有利には、外側部分26Bの位置でベント26に通じる第2の通気ダクト30をさらに含んでいる。インサート34がその格納位置にあるとき、第2のダクト30は突出部35の正面に通じるが、突出部35と外側部分26Bとの間のクリアランスは比較的大きいので、空気は内側開口部27から第2の通気ダクト30に向かって容易に循環することができる。第2の通気ダクト30が、さらに上方チャンバ45の通気(したがって大気圧への保持)を実施することに気づくであろう。
【0062】
インサートの熱制御回路37は、たとえば流体式であり、この場合、各突出部35内に閉回路で形成されたチャンネル52を含み、これらのチャンネル内で(水等の)冷却流体が循環する。図4に示された実施例では、これらのチャンネル52がコレクタ53によって供給され、このコレクタは、台座25に穿たれるダクト54(図6の下部に示される)を介して外部回路に接続されている。
【0063】
プリフォーム(あるいはより一般的にはブランク)3から容器2を形成するには次のような手順を踏む。
【0064】
インサート34が格納位置にあるとき、金型1に、あらかじめ材料のガラス転移点よりも高温に加熱したプリフォーム3(図1に点線で示す)を挿入する。
【0065】
次に、プリフォーム3内に、好ましくは延長ロッドを用いて引っ張りながら加圧気体(空気等)を注入する。注入中に、約7バールのプリブロー成形圧から約17バールのブロー成形圧まで圧力を上げる。材料は、側壁16と、金型底部20のモールド面22とに押し付けられる。展開中の材料と底部20との間の空気は、内側開口部27と連通する通気ダクト29、30から排出自在にされながら、ベント26から排出される。
【0066】
インサート34は、17バールでブロー成形が開始されるときもその格納位置にある。
【0067】
こうした状況で、材料はモールド面22の型をしっかりと付けられ、これに続き空気はベント26から排出される。
【0068】
ブロー成形圧力下で、材料は、最初に各ベント26に入ってそこで隆起部55を形成する(図3図4の実線。最終位置にある材料は点線で示す)。ただしこのような入り込みは、伸びることで部分的に結晶構造を付与される材料自体の張力により制限されるので、ある程度の機械強度を与えられることが確認されている。
【0069】
ブロー成形圧を保持しながら、インサート34を展開位置に移動する。そのとき、各突出部35は、隆起部55を押して、モールド面22の延長上(図8図9の事例)またはモールド面に対してやや後退して(図11の事例)、隆起部に末端面36の型を付ける。
【0070】
このように形成された容器2の底部8の材料は、(特に図1図2図7で示された冷却回路56により)ブロック21のモールド面22に接触するゾーンだけではなく、同様に、突出部35の末端面36に接するゾーン(ここでは容器2の脚部12に対応する)でも、突出部が熱制御回路37により適温に保持されることから迅速に冷却される。
【0071】
このようにして、ベント26が位置しているゾーンを供給する材料は凝固し、その後は、制御不能な変形を受けない。その結果、角方向の広がりA、幅BとCおよび面積Sに関して先に示した実施例から分かるように、底部20の投影面積に比べて少なからぬ広さをベントに与え、ベント26を大きく寸法決定することが可能になる。
【0072】
この結果、インサート34の格納位置で解放されるベント26を介して空気流量が増え、開口部27、28は通気ダクト29、30に自由に通じ、それによって容器2のブロー成形性が向上する(ブロー成形による形成能力を容器の「ブロー成形性」と呼ぶ)。
【0073】
これは、ペースが同じでも、ブロー成形圧を約2〜3バール下げることを可能にし、エネルギーの節約となる。このようにして、従来式のベントを備えた金型内で形成される場合、容器は、約20バールのブロー成形圧を必要としていたが、上記の金型1内では(型が同じでも)必要なブロー成形圧が約17〜18バールに過ぎず、すなわち10〜15%の節約となる。
【符号の説明】
【0074】
1 金型
2 容器
3 ブランク
4 本体
5 ショルダ
6 首部
7 フランジ
8 底部
9 基部
10 中央ゾーン
11 射出チップ
12 脚部
13 谷部
14 本体
15 底部
16 側壁
17 キャビティ
18 上方の開口部
19 下方の開口部
20 金型底部
21 底部ブロック
22 モールド面
23 支持体
24 ネジ
25 台座
26 ベント
26A ベントの内側部分
26B ベントの外側部分
27 内側開口部
28 周縁開口部
29 第一の通気ダクト
30 第二の通気ダクト
31 窪みスペース
32 リブ
33 中央ゾーン
34 インサート
35 突出部
36 末端面
37 熱制御回路
38 ピストン
39 ピストンの上面
40 ジャケット
41 中央シャフト
42 上壁
43 下壁
44 上壁の開口部
45 上部チャンバ
46 下部チャンバ
47 供給ダクト
48 戻しばね
49 コネクタ
50 環状セグメント
51 肩部
52 チャンネル
53 コレクタ
54 ダクト
55 隆起部
56 冷却回路
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14