(57)【要約】  プレフォームは、最終対象物の状態での形状を維持する上部ネックと、そのネックと結合している中空体内から構成される。本発明におけるプレフォーム成形法では、その質量が基準値に基づいて計量された高分子材料をマトリックスのキャビティに挿入し、続いてマトリックスの成形キャビティ内にパンチを圧力をかけながら挿入し、キャビティを完全にふさいだ時点で停止させる。この時パンチはプレフォームの内面を成形し、マトリックスのキャビティはプレフォームの外側表面を成形する。本発明によれば、プレフォームの成形において基準値に対する高分子材の計量誤差は中空体全体に分布される。この中空体は引き続く加熱変形でプレフォームの最終形状に達し、この過程で内部応力がほぼ完全に除去される。本発明によるプレフォーム成形用金型において、マトリックスはその内面がプレフォームの中空部分の形状を与えるように意図された金型の内面の少なくとも一部が変形可能な壁(３１)を有しており、この変形可能な壁(３１)は少なくとも一部が相対的に薄くなっていて、最終のプレフォーム成形工程で高分子材料にかけられる圧力の下で弾性変形を生じ、これによって中空体の厚が変わり、高分子材料の計量誤差が吸収される。【選択図】図１
2008515662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状対象物の成形のための高分子材料におけるプレフォームを圧縮成形する方法であって、
プレフォームが、最終対象物の形状を不変に保つ上方ネック部と、ネック部に接合する中空体とを備え、質量を基準値にしたがって計量する高分子材料の計量体のマトリックスキャビティへの挿入ステップと、それに引き続く金型の成形チャンバが閉じるまでのパンチのマトリックスキャビティの中への圧力挿入ステップとを含み、パンチがプレフォームの内面に対し形状を与え、マトリックスの内面がプレフォームの外面に対して形状を与えている方法において、
プレフォームの成形において、計量体の質量の基準値に関する誤差を、最終形状を実現するまで引き続き熱変形を受ける中空体の中に分布させることを特徴とする方法。
【請求項２】
プレフォームの成形の後、中空体が、冷却と、引き続く加熱と、それが最終形状を実現するまでの熱変形とを受けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
計量体の質量の基準値が、計量誤差を考慮に入れて、計量体が常に完全な仕方で金型の成形チャンバの容積を満たしかつ誤差がチャンバ自体の容積に関して高分子材料の余剰であることを立証するよう計算されること、及び
プレフォームの成形において、マトリックスの内面の少なくとも一部が、「無負荷状態における」その位置に関して弾性的に変形し、高分子材料の前記余剰を吸収するよう中空体の厚みを変更することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
プレフォームの最終成形ステップにおいて、先ず計量の高分子材料が成形チャンバ（７）を満たし、続いて、マトリックスキャビティの中に対するパンチの貫入が金型が閉じるまでさらに続き、成形チャンバ（７）の容積に関して余剰の高分子材料が、パンチの貫入から生じる圧力により押され、前記余剰容積を吸収するまで弾性壁（３１）を弾性的に変形させることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
凹状対象物の成形のための高分子材料のプレフォームであって、  最終対象物におけると同一の形状を維持する上方ネック部と、ネック部に接合する中空体とを備え、前記プレフォームは、基準値にしたがってその質量を計量する高分子材料の計量体が置かれているマトリックスのキャビティ内へのパンチの圧力挿入によって形成され、前記パンチがプレフォームの内面に対して形状を与え、マトリックスの内面がプレフォームの外面に対して形状を与えているプレフォームにおいて、
計量体の計量において生じる質量の基準値に関する余剰質量が、プレフォームの成形において、最終形状を実現するまで引き続き熱変形を受ける予定の中空体内に、分布されることを特徴とするプレフォーム。
【請求項６】
凹状対象物の成形を意図する高分子材料におけるプレフォームを圧縮成形するの金型であって、プレフォームが、最終対象物におけると同一の形状を保つ上方ネック部と、ネック部に接合する中空体とを備え、内面がプレフォームの外面に対して形状を与えるマトリックスと、プレフォームの内面に対し形状を与えるようにされたパンチとを有し、プレフォームが、基準値にしたがって計量される質量の高分子材料の計量体を予め置いてあるマトリックスのキャビティの中へのパンチの圧力挿入により形成される金型において、
マトリックスが、プレフォームの中空体に形状を与えるようにされたマトリックス部の内面の少くも一つの部分を画定する内面をもつ少くも一つの変形可能な壁（３１）を備え、前記変形可能な壁（３１）が、プレフォーム成形の最終ステップにおける高分子材料の圧力下で弾性的に変形して中空体の厚みを変更することのできる比較的薄い厚みを、少なくとも部分的に有することを特徴とする金型。
【請求項７】
前記変形可能な壁（３１）が、最終成形ステップにおける高分子材料の圧力下で、弾性的に変形するようにされ、それによりプレフォームの中空体の厚みを増加して計量の質量の誤差を吸収することを特徴とする請求項６に記載の金型。
【請求項８】
前記変形可能な壁（３１）は、それ自体の構造的特性により、高分子材料が最終成形ステップにおいて、所定の設計値に実質的に等しい圧力に到達する程度まで、弾性的な変形に耐えるようにされることを特徴とする請求項６に記載の金型。
【請求項９】
前記変形可能な壁（３１）が、成形チャンバ(７)の完全な充填に続いて変形を生じる程度まで弾性的な変形に耐えるようにされることを特徴とする請求項８に記載の金型。
【請求項１０】
前記変形可能な壁（３１）は、スチール又は同等の材料で実現することを特徴とする請求項６に記載の金型。
【請求項１１】
前記変形可能な壁（３１）が側面部（３８）を備え、この側面部（３８）は、その内面（３８’）が中空体（９２）の側壁（９２ａ）の外面を少なくとも部分的に画定する筒状形状であることを特徴とする請求項６に記載の金型。
【請求項１２】
前記変形可能な壁（３１）が少くも１つの部分（３８）を備え、該部分(３８)が包括的軸面に沿う断面において、径方向に対する変位を防止する当接部をもつ２つの端部分と中心部とを、径方向に弾性的に曲がる自由な端部分を有する単一体において、備えていることを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項１３】
中心体（４５）を有し、この中心体（４５）の表面（４５’）がプレフォームの底壁の外面を画定し、
前記中心体（４５）が、補完的な仕方で整列して一緒に内面（４５’）を画定する内面（４５３、４５４）をもつ第１固定構成体（４５１）と第２可動構成体（４５２）とを備え、前記第２可動構成体（４５２）は、第１固定構成体（４５１）に対して、その内面（４５４）が第２可動構成体（４５１）の内面（４５３）と揃うか又はほとんど揃って置かれる上方位置と、その内面（４５４）が第１固定構成体(４５１)の内面に対し離れて置かれ、マトリックスの下部分のキャビティの容積が増加する後退位置との間で、移動することができ、さらに、高分子材料の計量の下部マトリックス部（３０）のキャビティの中への装填ステップにおいて、前記第２可動構成体（４５２）を前記後退位置に配置しそして成形ステップにおいてそれを上方位置に動かすようにされた操作手段が設けられることを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項１４】
前記変形可能な壁（３１）が底部（３９）を備え、底部（３９）の内面（３９’）が、少なくとも部分的に、中空体（９２）の底壁（９２ｂ）の外壁を画定することを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項１５】
前記変形可能な壁（３１）が、上端にある円形バンド（３２）と下端にある円形バンド（３３）とを備え、前記バンド（３２、３３）が、変形可能な壁（３１）に対する径方向当接領域を備えることを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項１６】
下部バンド（３３）とそれぞれの当接台座（３５）との間の当接により、バンド自体が軸方向に滑動できて、変形可能な壁（３１）の弾性変形の軸方向成分を妨害しないことを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項１７】
前記変形可能な壁（３１）が支持体（４０）の中に作られた同軸キャビティ（３６）内に包囲され、支持体の内面が壁（３１）の外面から離して置かれており、支持体自体により妨害されることなく変形できることを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項１８】
前記変形可能な壁（３１）が、外壁上に置かれる熱交換要素を画定するレリーフ（３７）を、前記変形可能な壁（３１）の弾性変形を妨げないように、円周方向に断続的に、備えていることを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項１９】
レリーフ（３７）が、放射状に突出して軸方向に少しの距離だけ伸びるフィンとして形成され、さらに、冷却用流体の通路において最大乱流を実現するように、一つの列と次の列との間で交互に配置することを特徴とする請求項１８に記載の金型。
【請求項２０】
変形可能な壁（３１）が、互いに分離しており如何なる場合にも組み合わさってそれぞれの内面の連続性を形成する側面部（３８）と底部（３９）とを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の金型。
【請求項２１】
少くも一つの導管（５４）を有し、該導管（５４）が側面部分（３８）の下端と底部（３９）の上端との間の相互接続の表面と対応してのび、前記導管（５４）が、計量の圧縮ステップの前と最中とに金型のキャビティ内に存在する空気を排除するようにされた吸引手段に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の金型。
【請求項２２】
少くも一つの導管（５４）を有し、該導管（５４）が変形可能な壁（３１）をまたいで、側面部（３８）の下端と底部（３９）の上端との間の相互接続の表面と対応してのび、前記導管（５４）が、金型の開放ステップの前に、空気又は別の熱的に調整される流体をキャビティ内に注入してプレフォームの冷却と離脱とを容易にするようにされた手段に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子材料を用いた凹状の対象物（たとえばボトル等）の連続的成形（典型的には延伸ブロー成形による）を意図したプレフォーム（半完成の）の圧縮成形に関するものである。
【０００２】
プレフォームは最終対象物の形状を変えずに維持する上部ネックと、このネックの下部に配置され、より大きな容量とそれに対応して低減された厚さが想定されるまで膨張される中空体とから構成される。
【背景技術】
【０００３】
現行の技術によれば、プレフォームを形成するために、まずその質量が金型の成形チャンバを完全かつ正確に満たすように事前に確立された数値に従って計量された高分子材料が剛性の金属マトリックス（スチール製）の中に挿入され、次いで、金型の成形チャンバが閉じる迄同一のマトリックスキャビティ内へパンチの圧力挿入を行う。即ち、該チャンバは、金型が閉鎖位置にある時、パンチとマトリックスの内表面の間にとどまり、プレフォームの形状を画定する。パンチはプレフォームの内表面の形状を規定し、マトリックスはプレフォームの外表面の形状を規定する内表面を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の技術に内在し、前記金型に関連する技術的課題は、次の事実から生ずる。マトリックスへ挿入されるべき高分子材料の本体の挿入に際し(典型的には押出し手段が供給する連続的な未形成の質量から本体を分離させることを通して)、所定値に関する値の（小さな）差異が不可避的に得られる。一方プレフォームを形成する高分子材料で完全かつ正確に満たされなければならない金型の（閉鎖）チャンバの容積は各金属で一定である。それ故基準値に関する計量体の質量の不正確さを補償するという技術的課題が生ずる。
【０００５】
結局、金型のいくつかの部分間の相対的変位を通してプレフォームのネック領域にそれを集中させることによって、質量誤差（基準値に関する）を補償することを提案した。（刊行物ＪＰ１０−３３７７６９を参照）。
【０００６】
この解決法は、質量の誤差をボトルの機能性にも外観にも悪影響を与えない部分に転化させるというメリットがある一方で、大きな欠点も持っている。実際、ネックのある部分に質量誤差の転化を生じ、金型の構成要素間に僅かではあってもずれを生じさせたり、材料の冷却を起こしたりする。これは誤差の補償が発生した部分に内部張力を発生させ、その後の工程、たとえばボトルのキャップ締めのような工程でネック部分に機械的応力が加えられた場合に破損やひび割れ等の容認できない損傷の原因となる可能性がある。
【０００７】
さらに、たとえば上記の日本の文献から分るようにネックのカラー上に円形の溝が存在する領域に上記の誤差転化が局在する場合、カラー自体が格好の転化ガイドに沿って滑動する時、その溝に不要な摩擦を生じたり汚れの溜まり場となったりすることも生ずる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は正当で効果的な解決法により上記の技術的な問題を解決することにある。
【０００９】
本発明のもう1つの目的は、金型とプレフォーム間の熱交換の効率を同時に改善することにより、プレフォームの成形中及び引き続く固化の工程で固化の速度を速めることにある。
【００１０】
上記の目的及びその他の目的は特許請求の範囲で特徴づけられている本発明によって達成される。
【００１１】
本発明による方法は、基準値に対する計量体の質量誤差分の中空体への分布を予想し、プレフォームの形成中に、中空体が最終形状に達するまで中空体は熱変形を受けることが予想される。
【００１２】
プレフォームが成形された後引き続いて冷却される時、計量体の質量誤差を中空体全体に分布させたことにより内部張力が上昇する可能性がある。しかし、この中空体は最終形状に達するまでに熱変形を伴う加熱工程を通るため、可能な内部張力はすべて程度の差はあれ除去されてしまう。同じことが、プレフォームが冷却されずに十分高温の状態に保たれ、最終形状に達するまで変形されるような場合にも当てはまる。
【００１３】
望ましい実施形態によれば、プレフォーム金型における計量体の誤差の補償はマトリックスの内表面の少なくとも１箇所に弾性変形を起こさせることによって行うことができる。そのような場合、計量体の質量基準値は、金型の成形チャンバが空の状態（すなわち、金型が稼働状態にない条件）で計算され、常に容積を満たすような質量を有し、その誤差はチャンバ自体の容積に対して高分子材料が過剰になるものとして考慮される。引き続くプレフォームの成形工程において、高分子材料の過剰により、マトリックスの内部表面の少なくとも一部が「充填されていない状態」での形状に対して弾性的に変形され、結果として中空体の厚さが「充填されていない状態」の厚さよりも増加して計量誤差を吸収することになる。
【００１４】
高分子材料の過剰分は従ってプレフォームの中空体に一様かつ均一に分配されるため、厚さの誤差を極めて微小な値に（数百分の１ｍｍのオーダーに）抑えることができる。
【００１５】
プレフォームの成形後、プレフォーム及び特にその中空体部分が変形され、予測された最終形状に達した時、中空体の厚さの誤差はより大きな面積にわたって分布されているため、さらに厚さの誤差量は小さくなる。実際、計量体の質量の初期誤差は、最終的にはボトルの状態での誤差として一般的な計量機器では検出できない程度まで小さくなっている。
【００１６】
マトリックスの一部は、高分子材料が最終成形工程において予め確立されている設計値に実質的に等しい圧力を受けて変形される程度までの弾性変形に耐えられる強度を持つように設計される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、例としてプレフォーム成形のための金型のいくつかの実施形態を示した添付図面を使用して本発明を以下に説明する。
【００１８】
本発明により得られるプレフォームの一例を図５に示す。このプレフォーム９は熱可塑性樹脂ＰＥＴ製ボトルを実現するためのものであり（典型的には延伸ブロー成形によって）、ボトルの最終予測形状を備えるネック９１とボトルの実現工程で、同じ形状の容器本体を形成するように意図された中空体９２から構成される。一般にネック９１は例えば通常のネジキャップを受け入れるように放射状に外部に向けて飛び出している（ネジ山）９３を画定する突出部を備えている。一方、中空体９２は通常ほぼ円筒状になっている（取り出し時に便利なように底部に向けて僅かに先細になっている）連続的な外表面を持っており、その下端部は概ね球状のキャップが取り付けられている。特に、中空体９２は典型的には実質的に円筒状の側壁９２ａ、及び典型的にはキャップの形状をとる底壁９２ｂから構成されている。
【００１９】
プレフォーム９は、その質量が基準値に従って計量された多少の粘性をもつペースト状の高分子材料（特に熱可塑性樹脂）８が充填された閉じたキャビティの中空体（金型のメス型部）の中にパンチ１１(金型のオス型部）を圧入する圧縮成形プロセスによって得られる。
【００２０】
本発明に基づく金型を使用する成形機は、典型的には連続的に回転するターンテーブル型であるがこれには限られることなく、また典型的には複数の同じ成型グループを順番に動作させるタイプであるがこれに限られることはない。
【００２１】
図示した金型は本発明に基づく極めて一般的なものにすぎない。一方、機械については図示されていないが、それ自体は伝統的なもので差し支えない。
【００２２】
本発明に基づく金型はマトリックスとパンチ１１から構成される。パンチ１１とマトリックスのキャビティを組み合わせることによりプレフォーム９に望みの形状を与える成形チャンバ７が形成される。マトリックスのキャビティはプレフォームの外表面を形成し、一方パンチ１１の外表面はプレフォーム９の内表面を形成する。
【００２３】
図に示した実施形態によれば、金型のマトリックスは上マトリックス部２０と下マトリックス部３０とにより形成される；
上マトリックス部２０はプレフォームの上部ネック９１の外表面を形成するようにされ、互いの間に間隔を置いた少なくとも２つのセクタに分割され、プレフォーム９の引抜きを可能にされた内表面２１を有する。下マトリックス部３０は、プレフォーム中空体９２の外表面を形成するように整合される。
【００２４】
上、下マトリックス部２０、３０は計量体８の充填ステップで互いに分離していてよく、計量体８は下マトリックス部３０のみのキャビティに挿入される。上、下マトリックス部２０、３０の内表面領域は、互いに関連して動作する時、マトリックスの全キャビティを形成するように整合される。
【００２５】
別の方法として、２つの金型は計量された材料の充填段階時も組み合わされた状態のままとすることも可能である。
【００２６】
本発明によると、下マトリックス部３０は、スチール（又は同等の材質）で実現される変形可能な壁３１最低一つを内蔵する変形不能の支持体４０であって、その変形可能な壁の内面は、下マトリックス部の内面の少なくとも一部を画定し、少なくとも部分的には、プレフォームの最終成形ステップにおいて高分子材料の圧力の下で弾性的に変形するので、中空体の厚さを変化させる、詳細には増加する、ことの出来る、比較的薄い厚さを有する薄膜の形を有する支持体４０を含む。壁３１の変形は主として一般的軸平面に沿う曲げによって、引力による変形と共に生じるが、壁の厚さが大きい変化を受けることはない。
【００２７】
図１に示す第一実施形態によると、下マトリックス部３０は、前記変形可能な壁３１を画定する筒状、詳細には円筒状の形を有する部分３８であって、その内面３１’は、少なくとも部分的に（詳細には、図示するようにほぼ完全に）中空体９２の側壁９２aの外面の形状を与える部分３８を含み、その壁３１は、高分子材料の圧力の下で弾性的に変形することが出来る比較的薄い厚さを有する。
【００２８】
変形可能な壁３１は、支持体４０自体により邪魔されることなく放射状に変形するよう、その内面を壁３１の面から離して置いた、支持体４０の中に作る同軸キャビティ３６の中に収容、詳細には封入する。
【００２９】
変形可能な壁３１は、上端付近の円形バンド３２を画定する拡張部分と、第二円形バンド３３を画定する下端付近の第二拡張部分とを備える。前記円形バンド３２と３３は、支持体４０の同軸キャビティ３６の中に形成される対応の台座３４と３５に接触する外側円筒形面面３２’と３３’をそれぞれ有する。これにより壁３１に対する二つの円形放射状隣接領域であって、壁３１の中心決めのためにも役立つ領域が画定される。前記の面３２’と３３’は、接触が径方向にのみ働くように完全に円筒状である。上方バンド３２は、台座３４により軸方向にブロックされる肩３２aも備える。
【００３０】
一般軸平面に沿って、変形可能な壁３１は、軸に関して一方からと他方から、円形バンド３２と３３によって画定される２つの端部を含む。これらは、径方向の変位を妨げる隣接と中心位置とを形成し、薄層で二つの端部を有する単体における軸方向長さに比較して相対的に薄い厚さを有し、径方向に弾性的に曲がって軸平面内に弧を形成する。
【００３１】
詳細には、支持体４０は、第一筒状体４１と、外部ケース４３及び、上方密閉ケース４４によって第一筒状体４１と一体に結合される第二の、上方体４２を含む。
【００３２】
第一体４１の内部には、その上面４５’が中空体９２の底壁９２b’の外面を規定する変形不能中心構造体４５が置いてある。下方バンド３３もそれぞれの台座３５により軸方向にブロックされる。さらに詳しくは、壁３１と中心体４５の上面４５´との間の連続性を確実にするため、下方肩部は、中心構造体４５の上端と接触する内壁３１の下端近くであると予見される。
【００３３】
キャビティ３６は、導管４６その他（図示せず）を通じて、プレフォームの温度調節のステップ（冷却）においてプレフォームから熱を除去する能力のある冷却液の導入、循環及び排出のための手段と接続される。変形可能な壁３１は、それを通じる熱伝導が非常に有利な比較的薄い厚さを有するとの事実により、それ自体が独特の方法でこの結末に役立つ。
【００３４】
その上、この変形可能な壁３１にはその外面に沿って熱交換の要素を画定する様々のレリーフ３７を有することがある。これらの要素は、成形工程において変形可能な壁３１の弾性的な半径方向への膨張を妨げないため、円周方向に断続する。
【００３５】
図１Ａ及び図１Ｂに示した実施形態において、レリーフ３７は径方向に突き出て軸方向に一定の距離だけ伸びるフィンの形状を有する。これらのレリーフは、冷却剤の通路に最大の乱流を実現して壁３１との熱交換を最大化するために、一つの列と他の列との間で交互に位置をずらして配置する。
【００３６】
図１Ｃに示した実施形態では、レリーフ３７は、壁３１の軸に対する直交面上に配置されたリング上の形状を有するが、リブが硬化して壁３１の半径方向の拡張を妨げないように切れ目が入れられている。
【００３７】
さらには、中心体４５を冷却及び/又は温度調節し、かかる中心体を通してプレフォームの下端部を冷却及び/又は温度調節するのに適した導管（図では省略されている）も予見できる。
【００３８】
パンチ１１は、一緒に単一体を形成する上部体１０に一体的に固定され、かつその下端部を形成して、プレフォームの内面に形状を付与する。より詳細に記述すれば、上部体１０は、上マトリックス部２０の上端２３と当接するのに適合した肩部、及びその下方区画内でパンチ１１自体に結合している下方部分１０”を含む。
【００３９】
プレフォーム９のネック９１の上端縁部の上面９１bは、一部は、実質的に水平な接面に終わり、上マトリックス部２０の内面の上部境界を画定している、狭い、下向きに回転している上面２１b、一部は、上部体１０の下部１０”の下端との境界において、パンチの外面の上部境界を画定する、実質的に水平な接面で終わる、下向きに回転している狭い上面１２bとから形成される（図１Ｄ参照）。
【００４０】
前記の上面１２bと２１bの両方が整合し合うと、金型は閉鎖位置；即ちパンチ１１及びマトリックス２０と３０は互いに連結し、その中のマトリックス部２０及び３０の内面とパンチ１１の表面との間にプレフォームの形状が画定されるように、金型のキャビティが金型チャンバ７を画定している。
【００４１】
動作時については、その質量が基準値に従って計量された高分子材料の計量体８のマトリックスが、キャビティ内に、計量体の計量に不可避的に存在する誤差を考慮に入れながら、「未充填状態」で計算された金型の成形チャンバ７の容積を計量体８そのものが常に完全な形で満たすように加えられること（図２Ａ参照）、及び前記誤差がチャンバ自体の容積に対し高分子材料の余剰となることがまず予想される。
【００４２】
続いて、下部装置（図では省略されている）によって下マトリックス部３０を上昇させる一方、パンチ１１を担持する上部体１０及びパンチ自体は、静止した状態に保って、互いを近づける。
【００４３】
図２Ａから図２Ｄにおいて、水平方向の基準線はＸで表されており、一定で、本体１０の上部１０’の下部当接肩部を横切っている。
【００４４】
しかしながら、ここで重要なことは、相互接近に関わる動きであることは明らかである：この動きは、又は、上部体１０を下向きに動かすこと、可能であればマトリックスを担持する下部装置の上向き運動と一緒に動かすことによって得られる。
【００４５】
まず（図２Ｂ）パンチ１１が下マトリックス部３０のキャビティ内に侵入を始め、計量体８を徐々に変形し始める。
【００４６】
続いて下マトリックス部３０の上端と上部マトリックス２０の下端が合わさり（図２Ｃに示されている位置）、パンチ１１はマトリックスのキャビティ内を進み続け、計量体８を変形し続ける。上部マトリックス部２０を形成する区画は、パンチ１１に付随する上部環状体（公知のタイプ）によって半径方向に閉じられた状態にあり、かつそれに対し垂直方向に動き、その下端部は凹状の半円錐表面14aを有しており、それは補完的な、やはり半円錐形の上部マトリックス部２０の外面及び上部側面と接合する。
【００４７】
続いてパンチ１１は、２つの表面１２ｂと２１ｂが接触し合って（図２Ｄに示された位置）、金型が完全に閉じるまで侵入を続け（常にマトリックスを担持する下部装置の上方へ移動に従って）る。
【００４８】
このプレフォーム最終成形ステップの間、成形キャビティ７がまだ閉鎖する前に、計量物の高分子材料がそのチャンバ７を満たす一方で、変形可能な壁３１は、少なくとも感知できる程度には変形されず、成形の最後に予想される設計値の範囲内の、適切な高圧力値が達成される。次に、パンチは、金型を閉鎖するまでマトリックスキャビティ内をさらに侵入するが、高分子材料の容積はキャビティ７の容量に比べて過剰であるために、パンチの侵入によって生ずる圧によって押された材料は、その包括軸断面は自由に曲がり、バンド３２と３３が提供する当接以外の拘束がない弾性壁３１を、前記過剰容積が吸収されるまで半径方向に、外側に向かって弾性的に変形させる。
【００４９】
変形可能な壁３１がうける弾性変形は、包括軸面方向の断面がたわむタイプのものであり、壁自体の軸方向中央域の変位は外側にたわむものであり、前記変位は前記計量体の過剰体積分だけである。一方、第一の実施形態（図１Ａ）による筒状型の場合、弾性壁３１がうける包括横断面方向の変形は、筒状壁自体の直径が増し、軸中央域で最大値に達するものである。従って、筒状壁３１には、弾性曲げと引っ張り力の両方から成る応力がかかる。図１及び図１Ａに描かれた壁３１の記載の変形は、中空体９２の側壁９２aの厚さに分布して、規則的に増加させ、その中間域で最大値に達するが、バンド３２及び３３では、ほとんど変形しないために、その厚さはほとんど変わらない。
【００５０】
弾性変形は、マトリックスの他の部分、特にネック９１に形状を与える上部２０では起こらず、変化しない。
【００５１】
それゆえに計量された質量の基準値に対する誤差は、変形可能な壁３１に位置するプレフォーム部分、すなわち中空体９２に分布する。
【００５２】
計量体８の質量の基準値は、計量体８の形成時の誤差と、成形中のプレフォーム冷却持に起こる体積縮小の両方を考慮して計算され、成形チャンバ７は完全に満たされ、さらには成形の最終ステップにて高分子材料の塊に適切な設計値（数百バール台）の圧力がかけられる。特に、上記の基準値は、計量体の高分子材料が常に成形チャンバの容積よりも大きくなるような、従って変形可能な壁７が常に多少とも有意な量の変形を受けるような値であることが予想される。
【００５３】
変形可能な壁３１は、計量体の過剰体積を吸収し、同時にそれ自体の構造特性の効果のみによって（外部の手段や行為の影響を受けずに）弾性変形に対し十分な抵抗力を提供し、これにより計量体の高分子材料は、最終成形ステップにおいて圧力に関する前記設計値を達成し、さらには成形チャンバが完全に充填された後に壁３１が変形できるような構造特性（特に材料と長さ方向の厚さの分布）を持つように設計される。
【００５４】
従って、変形可能な壁３１は、作用する成形力や計量体の寸法誤差を含めた複数のパラメータに関係して寸法を決定しなければならない。たとえば、２４グラムの質量を持ち、全軸長が１００ｍｍのプレフォームの場合、下部マトリックス部３０では、変形可能な壁３１は炭素の値が低く、Ｍｏ, Ｎｉ, Ｃｏ及びＴｉの値が高いステンレススチールが用いられ、バンド３２と３３が画定する２つの当接部の間に挟まれた中央部の厚さは約２．５ｍｍである。試験運転時、計量体８の質量の誤差を最大１%と予想すると、壁３１の半径方向の変形は０．０２〜０．０５ｍｍのオーダーであった。
【００５５】
図３に描かれた第二の実施形態では、変形可能な壁３１は、その内面３８’が少なくとも中空体９２の側壁の外面の一部（及び特には、例示したようにほぼ全て）を画定している筒状（実質的に、第一実施形態の壁全体３１に等しい）、特に実質的に円筒状をした側部３８、及び側部３８と一体に結合し、その内面３９’が中空体９２の低壁９２bの外面を画定するキャップ型の底部３９を含む。
【００５６】
この変形可能な壁３１は、ほぼ全体にわたって比較的薄い厚みを有しており、高分子材料により圧迫されると、それは側部３８及び底部３９の両方で弾性的に変形する。
【００５７】
二つの前記の環状バンド３２と３３は、側壁部３８の上端部と下端部のそれぞれに配置される。
【００５８】
この場合、同軸のキャビティ３６は、壁３１の底部３９も取り囲んでいる。
【００５９】
下部バンド３３と当接する前記下部シート３５は、円筒状の当接面を画定しており、かつキャビティ３６の上部と下部の連絡を可能にする、限定された数の、半径方向及び軸方向のフィン４８を備えている。
【００６０】
バンド３３とこれに対応する当接シート３５間の当接は、バンド自体の軸方向の滑動を可能にしており、その結果変形可能な壁３１の軸方向の弾性変形は妨げられない。
【００６１】
従って、第一の実施形態と同様にこの第二の実施形態でも、変形可能な壁３１は、包括軸断面に沿って、軸に対し一側から反対側に、半径方向の変位を妨げない当接部を形成している環状バンド３２及び３３が画定する二つの端部、及び軸方向に長く、比較的薄い厚みを有し、前記二つの端部と一体であり、半径方向に自由に弾性的にたわむことができ、軸面に弧を形成する中央部の薄板を含む。さらにそれは、環状バンド３３及び長さに対し比較的薄い厚みを有し、軸方向に弾性的にたわむことができる中央部によって共に画定される、二カ所の端部を包括軸断面に沿って有する、変形可能底部３９も含む。
【００６２】
キャビティ３６は、中心体４５b内に開けられた底部開口４９及び図示されていない他の導管を通して、プレフォームの熱調整ステップ（冷却）においてプレフォームから熱を取り除くことができる冷却流体を循環するのに適した手段に接続されている。
【００６３】
動作時、この実施形態は、計量体８が成形チャンバ７の内面に及ぼす圧力が、変形可能な壁３１の側部３８及び底部３９の両方を弾性的に変形させ、それゆえに計量体の誤差が中空体９２の側部９２aだけでなく、底部９２bにも配分される点で、先の実施形態と異なっている。さらには、変形可能な壁３１には、たわみ及び軸方向の伸長変形も加わる。
【００６４】
図４に描かれた第三実施形態においても、第二実施形態と同様に変形壁３１は、筒状の形態（実質的に第一実施形態の全壁３１に等しい）、特に実質的に円筒形をした、その内面３８’が、少なくとも部分的に、中空体９２の側壁９２aの外面を画定している側部３８、及び側部３８と結合し、その内面３９’が中空体９２の底壁９２bの外面を画定している、キャップ型をした底部３９も含む。但し、第二実施形態とは異なり、ここでは、２つの部分３８及び３９は互いに分離しているが、会合するとそれぞれの内面は連続することを予想している。
【００６５】
前記底部環状バンド３３は底部３９の上部環状境界に作られ、これに対応して２つの部分３８と３９は相互に固定される。バンド３３は一連の半径方向のリブ５１を持っており、その半径方向端部はこれも円筒状である底部シート３５に当接する円筒面を画定している。
【００６６】
ここでも、先の実施形態と同様に、同軸のキャビティ３６は壁３１の底部３９及び底部シート３５も取り巻いており、リブ５１がキャビティ３６の底部とその上部との連絡を可能にしている。
【００６７】
特に筒状体４１の内側には中央４５bがあり、その上面は底部３９の下面からある距離をおいて配置されている。
【００６８】
バンド３３と各当接シート３５との当接は、バンド自体の軸方向の滑動が可能にし、変形可能な壁３１の軸方向の弾性変形は妨げられない。
【００６９】
キャビティ３６は中心体４５b内に開けられた底部開口４９及び図示していない他の導管を通じて、プレフォームの熱調整（冷却）ステップにおいてプレフォームから熱を取り除くことができる冷却流体を、キャビティ３６そのものの中を循環させるのに適した手段に接続されている。キャビティ３６の下部、当接リブ５１の下には中心体４５bから上方に突き出た複数のフィン５３があり、それらは冷却流体の流れの方向を整えるのに適しており、かつ壁３１の変形を妨げず、また壁と接触しない。この第三実施形態においても、高分子材料の計量誤差は中空体９２の側部９２aに加えて底部９２bにも分配される。
【００７０】
さらには、支持体４０、特に中心体４５b及びフィン５３の内部に設けられ、リブ５１と下部バンド３３を横切り、側壁３８の下端と底部３９の上端との相互接続部に達している複数の導管５４も予想できる。
【００７１】
前記導管５４は、計量体の圧縮ステップの前及び圧縮中に、金型のキャビティ内にある気泡を取り除くための吸引手段に都合よく接続してもよい。
【００７２】
さらに、又はそれに代わって、導管５４は、成形後の冷却及びプレフォームの剥離にとって有利なように、金型を開けるステップの前に、キャビティ内に空気又は熱調整された流体を注入するのに適した手段と接続してもよい。
【００７３】
第四実施形態（図６）は、第一実施形態（図１及び図１Ａ）の変形であり、主に計量体を受けるマトリックスの容量を増加するために、特許出願PCT/IB2005/002303号（同一出願者のイタリア特許出願第RE2004A000127号の優先権を主張している）に記載されている発明の教示に従って中心体４５が変更されている。特に、中心体４５は、第一構成要素体４５１及び、第一構成要素体に対し中心側に配置された第二構成要素体４５２を含み、それぞれが内面４５３及び４５４を有し、それらは相補的様式で整合して一つになり、内面４５’を画定することができる。
【００７４】
第一構成要素体４５１は、残りの下部マトリックス部４１と一体的に結合され、特に本体４１と一体的に結合される。第二構成要素体４５２は、第一構成要素体４５１に対して、その内表面４５４が第一構成要素体４５１の内表面４５３と整合又はほぼ整合する位置に配置される上方位置（図６では実線で表示）と、マトリックス下部のキャビティの容積を増やすためにその内面４５４を第一構成要素体４５１の内面４５３から離して配置する後方位置（図６では破線で表示）の間を動かすことができる。最後に、下部マトリックス部３０のキャビティ内に高分子材料の計量体を充填するステップにおいて前記第二構成要素体を前記後位置に配置し、かつ成形ステップにおいてそれを上方位置に配置するのに適した運転手段が予想される（図面には描かれていない）。
【００７５】
動作時には、まず計量体は金型の外で作られ、次に下部マトリックス部のキャビティに挿入されるが、この間第二構成要素体４５２は前記の後位置にある。
【００７６】
続いてパンチを、図２Ａから図２Ｄを参照した上記の様式と同じか又は類似の様式によって金型が閉鎖するまでマトリックス内に侵入させるが、この間第二構成要素体４５２は前記後位置に留められている。
【００７７】
ひとたびパンチ１１が、金型が閉鎖するまで、マトリックス内に完全に挿入されると（この時下部マトリックス３０は上部２０と結合し、２つの表面１２bと２１bが相互に接する）、第二構成要素体４５２は上方位置に達すまで上向きに変位する。この最終ステップは、金型閉鎖後、又はその少し前に開始できる。
【００７８】
この最終ステップでは、高分子材料は圧迫されて成形チャンバを完全に満たし、次に弾性壁３１を変形させ、これによって計量体の過剰容積が吸収されるまで中空体の厚さが増加する。
【００７９】
上方位置は、第二構成要素体４５２の表面４５４がもう一方の構成要素体４５１の表面４５３と正確な幾何学的連続性を示す位置（設計上の「公称位置」）である必要はなく、計量体の質量の誤差レベルに関係して、この位置から様々な形でずれる。それゆえに、この上方位置は、前記「公称位置」よりも下になることがある。
【００８０】
その他の実施形態（図には示されていない）によれば、前記変形可能内壁３１は、底部のみを含み、従って計量体の誤差は中空体９２の底部９２bのみに配されることが予想される。
【００８１】
本発明によれば、成形後のプレフォームは冷却され、続いて延伸ブロー成形による変形工程にかけられ、中空体は所望の形状に達するまで再度加熱される。又は、プレフォームは中空体の温度がまだ十分に高い状態で延伸ブロー成形にかけられ、変形工程にかけられる。
【００８２】
本発明によって、第一には、計量体の誤差が連続的な形で、比較的広範囲な面積にわたって分配されるために、全工程終了持に得られる最終容器の外観に痕跡が残らない；また実際、ある最終容器と別の容器の間にサイズの変動が認められない。
【００８３】
さらに、プレフォームの成形後、計量体の誤差が中空体へ分配される時生じることがある、余分な張力は中空体を引き続き加熱することによって取り除かれる；さもなければ、中空体の温度は十分に高く維持され、質量は程度の差はあれ粘調な流体状態に保たれるため、そのような張力は形成すらされない。
【００８４】
第四実施形態（図６）は、下部マトリックス部のキャビティの容積を、計量体を受け入れるステップにおいて、従来の金型の容積に比べて増加し、受け入れ可能な材料の質量又は高さを増やしている。さらには、変形可能な壁３１の弾性変形によって得られる誤差の補償に加え、第二構成要素体４５２の上方位置が前記公称位置と正確に一致せず、これから離れていても計量体の誤差の少なくとも一部を補償することを保証することによって得られる別の補償が追加された事実のおかげにより、比較的大きな誤差が許容できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明による金型の第一の実施形態の断面図。
【図１Ａ】図１の中心部の拡大図。
【図１Ｂ】図１の変形可能な壁３１の斜視図。
【図１Ｃ】図１の変形可能な壁３１の別の実施形態を示す図。
【図１Ｄ】図１の細部の拡大図。
【図２Ａ】図１の金型でプレフォームを成形する手順を順番に示した図。
【図２Ｂ】図１の金型でプレフォームを成形する手順を順番に示した図。
【図２Ｃ】図１の金型でプレフォームを成形する手順を順番に示した図。
【図２Ｄ】図１の金型でプレフォームを成形する手順を順番に示した図。
【図３】本発明による金型の第二の実施形態の断面図。
【図４】本発明による金型の第三の実施形態の断面図。
【図４Ａ】図４の底部３９の上部から見た平面図。
【図５】本発明により得られたプレフォームの一例の斜視図。
【図６】本発明による金型の第四実施形態の断面図。
【図１】
2008515662.tif 000003
【図１Ａ】
2008515662.tif 000004
【図１Ｂ】
2008515662.tif 000005
【図１Ｃ】
2008515662.tif 000006
【図１Ｄ】
2008515662.tif 000007
【図２Ａ】
2008515662.tif 000008
【図２Ｂ】
2008515662.tif 000009
【図２Ｃ】
2008515662.tif 000010
【図２Ｄ】
2008515662.tif 000011
【図３】
2008515662.tif 000012
【図４】
2008515662.tif 000013
【図４Ａ】
2008515662.tif 000014
【図５】
2008515662.tif 000015
【図６】
2008515662.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月21日(2006.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料の凹状対象物を作る方法であって、
最終対象物を同一形状に保つ上方ネック部と、ネック部に接合した中空体とを備えたプレフォームを圧縮成形すること、及び
中空体を拡張してその容積を大きくしかつ厚さを対応して減少するように熱い温度のもとで中空体を引き続き変形処理することを
を含み、
プレフォームの圧縮成形が、
上方ネック部（９１）の外面を形成する第１部分（２０）及び中空体（９２）の外面を形成し、変形可能な壁（３１）をもつ第２マトリックス部分（３０）を備えたマトリックスと、プレフォームの内面を形成するパンチとを有する金型を設けること、
基準質量値が余剰の高分子材料として誤差の生じることになるように計算される高分子材料の計量体をマトリックスキャビティへ挿入すること、
金型が閉じた状態となりかつ挿入の最終段階で金型成形チャンバを高分子材料で完全に充填するまでパンチに対して漸進的な動きでマトリックスキャビティ内にパンチを加圧挿入すること、
を含み、パンチの挿入により前記変形可能（３１）を弾性変形させて計量体の誤差を吸収し、余剰の計量体を中空体の横断面の全周に沿って分配して中空体の厚さを増すようにすることを特徴とする方法。
【請求項２】
プレフォームの成形の後、中空体が、冷却と、それの最終形状を実現するまで引き続く加熱及び変形処理とを受けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プレフォームの成形において、管状形態の弾性壁（３１）の側部（３８）を弾性的に変形し、高分子材料の前記余剰を少なくとも部部分的に中空体（９２）の側壁（９２ａ）に分配することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
パンチの挿入の前記最終段階で、高分子材料の計量体が成形チャンバ（７）を完全に満たし、パンチの貫入によって押圧される余剰の高分子材料の容積によって、高分子材料の圧力値を、外部手段又は作用を介在することなしに変形可能な壁によって生じた弾性変形に対する抗力によって予め確立した値にほぼ等しい値に達せさせることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
プレフォームの成形において、マトリックスの内面の少なくとも一部が、余剰の高分子材料を吸収するように中空体の長さを延ばすようにして、“無負荷状態”における位置に対して弾性的に変形されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法で形成した凹状対象物の成形用の高分子材料のプレフォーム。
【請求項７】
凹状対象物の成形用の高分子材料のプレフォームを圧縮成形するの金型であって、
プレフォームが、最終対象物におけると同一の形状を保つ上方ネック部と、ネック部に接合する中空体とを備え、
圧縮成形工程は、余剰誤差をもって計量した高分子材料の計量体を金型内に挿入すること、及び金型が閉じた状態にありかつ高分子材料が挿入の最終段階で成形チャンバを完全に充填するまで、パンチを漸進的に動かしてマトリックスキャビティ内に加圧挿入することを含み、
上方ネック部（９１）の外面を形成する第１部分（２０）及び中空体（９２）の外面を形成する別のマトリックス部分（３０）を備えたマトリックスと、プレフォームの内面を形成するパンチとを有し、
マトリックスが少くも一つの変形可能な壁（３１）を備え、この変形可能な壁（３１）の内面がプレフォームの中空体(９２)を形成するマトリックス部分の内面の少なくとも一部を画定し、前記変形可能な壁（３１）が、比較的薄い厚さを、少なくとも部分的にもち、
前記変形可能な壁（３１）が、余剰誤差を吸収するように中空体の厚さを増すようにして前記パンチの挿入により生じた高分子材料の圧力の下で弾性的に変形でき、前記変形可能な壁（３１）の構造的特徴により外部手段又は作用を介在することなしに前記弾性変形に対して全抗力をもたらすことができることを特徴とする金型。
【請求項８】
前記変形可能な壁（３１）の構造的特徴により、高分子材料が前記パンチの挿入の最終段階において、所定の圧力値にほぼ等しい圧力値に到達するように、外部手段又は作用を介在することなしに前記弾性変形に対して抗力をもたらすことのできることを特徴とする請求項７に記載の金型。
【請求項９】
前記変形可能な壁（３１）が、鋼又は同等の材料から成ることを特徴とする請求項７に記載の金型。
【請求項１０】
前記変形可能な壁（３１）が管状の部分（３８）を備え、この管状の部分（３８）の内面（３８’）が中空体（９２）の側壁（９２ａ）の外面を少なくとも部分的に画定していることを特徴とする請求項７に記載の金型。
【請求項１１】
前記変形可能な壁（３１）が少なくとも一つの端部分(３３)を備え、前記端部分(３３)が前記変形可能な壁（３１）の弾性変形の軸方向成分を妨げないようにそれぞれの当接座(３５)上で摺動することを特徴とする請求項９に記載の金型。
【請求項１２】
前記変形可能な壁（３１）が少なくとも部分（３８）を備え、該部分(３８)が、包括的軸方向面に沿って位置し、径方向に対する変位を防止する当接部をもつ２つの端部分と、径方向に弾性的に自由に曲がる中心部とを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項１３】
中心体（４５）を有し、この中心体（４５）の表面（４５’）がプレフォームの底壁の外面を画定し、前記中心体（４５）が、補完的な仕方で整列して一緒に内面（４５’）を画定する内面（４５３、４５４）をもつ第１固定構成体（４５１）と第２可動構成体（４５２）とを備え、前記第２可動構成体（４５２）は、第１固定構成体（４５１）に対して、その内面（４５４）が第１固定構成体（４５１）の内面（４５３）と整列するか又はほとんど整列する位置に置かれる上方位置と、その内面（４５４）が第１固定構成体(４５１)の内面から離れて置かれ、マトリックスの下部分のキャビティの容積が増加する後退位置との間で、移動することができ、さらに、高分子材料の計量の下部マトリックス部（３０）のキャビティへの装填段階において、前記第２可動構成体（４５２）を前記後退位置に配置しそして成形段階においてそれを上方位置に動かすようにされた操作手段が設けられることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項１４】
前記変形可能な壁（３１）が底部（３９）を備え、底部（３９）の内面（３９’）が、少なくとも部分的に、中空体（９２）の底壁（９２ｂ）の外壁を画定していることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項１５】
前記変形可能な壁（３１）が、上端にある円形バンド（３２）と下端にある円形バンド（３３）とを備え、前記円形バンド（３２、３３）が、変形可能な壁（３１）に対する径方向当接領域を形成していることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項１６】
下部バンド（３３）とそれぞれの当接座（３５）との間の当接により、バンド自体が軸方向に滑動できて、変形可能な壁（３１）の弾性変形の軸方向成分を妨げないことを特徴とする請求項１５に記載の金型。
【請求項１７】
前記変形可能な壁（３１）が支持体（４０）に形成した同軸キャビティ（３６）内に包囲され、支持体の内面が壁（３１）の外面から離して置かれ、支持体（４０）自体により妨げられることなく変形できることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項１８】
前記変形可能な壁（３１）が、外面上に熱交換要素を画定するレリーフ（３７）を、前記変形可能な壁（３１）の弾性変形を妨げないように、円周方向に断続的に、備えていることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項１９】
レリーフ（３７）が、放射状に突出して軸方向に少しの距離だけ伸びるフィンとして形成され、さらに、冷却用流体の通路において最大乱流を実現するために、一つの列と次の列との間で交互に配置することを特徴とする請求項１８に記載の金型。
【請求項２０】
変形可能な壁（３１）が、互いに分離しており如何なる場合にも組み合わさってそれぞれの内面の連続性を形成するように組み合わされる側部（３８）と底部（３９）とを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の金型。
【請求項２１】
少なくも一つの導管（５４）を有し、該導管（５４）が側部（３８）の下端と底部（３９）の上端との間の相互接続の表面と対応してのび、前記導管（５４）が、計量体の圧縮段階の前と最中とに金型のキャビティ内に存在する空気を排除するようにされた吸引手段に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の金型。
【請求項２２】
少くも一つの導管（５４）を有し、該導管（５４）が変形可能な壁（３１）をまたいで、側面部（３８）の下端と底部（３９）の上端との間の相互接続の表面と対応してのび、前記導管（５４）が、金型の開放段階の前に、空気又は別の熱的に調整される流体をキャビティ内に注入してプレフォームの冷却と離脱とを容易にするようにされた手段に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の金型。
【国際調査報告】
2008515662.tif 000017
2008515662.tif 000018