(57)【要約】  プラスチック容器を形成するための装置及び方法を提供する。この方法は、第１の型穴内に予備成形物を配置する工程と、加圧気体を添加して上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、初期製品を形成する工程とを包含する。そして、その後、初期製品を予め定められた容量に収縮させる。この方法は、さらに、初期製品の内部を減圧にさらし、予め定められた容量への収縮を促進する工程を包含してもよい。この方法は、さらに、初期製品を第２の型穴内に配置する工程と、加圧気体を添加して初期製品を第２の型穴に一致させ、中間製品を形成する工程とを包含する。最後に、中間製品の少なくとも一部をトリミングして除去し、最終容器を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ：予備成形物を第１の型穴内に配置する工程と、
ｂ：上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、初期製品を形成する工程と、
ｃ：上記初期製品を予め定められた容量に収縮させる工程と、
ｄ：上記初期製品を第２の型穴内に配置する工程と、
ｅ：上記初期製品に加圧気体を添加して、上記初期製品を上記第２の型穴に一致させ、中間製品を形成する工程と、
ｆ：上記中間製品の少なくとも一部をトリミングして取り除き、最終容器を形成する工程と
を包含する、ブロー成形容器の製造方法。
【請求項２】
上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する上記工程は、上記予備成形物に第１の圧力で加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成することを含み、
上記初期製品に加圧気体を添加して、上記初期製品を上記第２の型穴に一致させ、上記中間製品を形成する上記工程は、上記初期製品に第２の圧力で加圧気体を当てて、上記初期製品を上記第２の型穴に一致させ、上記中間製品を形成することを含み、
上記第１の圧力は、上記第２の圧力と異なる、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項３】
上記第１の圧力は上記第２の圧力よりも小さい、請求項２に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項４】
上記予備成形物に上記第１の圧力で加圧気体を添加する前に、上記予備成形物を機械的に伸ばす工程をさらに包含する、請求項３に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項５】
上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する上記工程は、５０ＰＳＩから２５０ＰＳＩの範囲の加圧気体を上記予備成形物に添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項６】
上記予備成形物を上記第１の型穴内に配置する上記工程は、華氏２００度から華氏４００度の温度範囲である上記第１の型穴内に、上記予備成形物を配置することを含む、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項７】
上記予備成形物を上記第１の型穴内に配置する上記工程は、華氏３００度から華氏３５０度の温度範囲である上記第１の型穴内に、上記予備成形物を配置することを含む、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項８】
上記初期製品を上記予め定められた容量に収縮させる上記工程において、上記初期製品の収縮は、上記初期製品が上記第１の型穴内にある間に起こる、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項９】
上記初期製品を上記予め定められた容量に収縮させる上記工程において、上記初期製品の収縮を、減圧の適用により引き起こす、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１０】
上記減圧は、減圧生成装置を用いて形成する、請求項９に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１１】
上記初期製品を上記予め定められた容量に収縮させる上記工程において、上記初期製品の収縮を、外部のカウンター伸長ロッドにより与えられる上向きの力により引き起こす、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１２】
上記初期製品に加圧気体を添加して、上記初期製品を上記第２の型穴に一致させ、上記中間製品を形成する上記工程は、４００ＰＳＩから７００ＰＳＩの範囲の加圧気体を上記初期製品に添加して、上記初期製品を上記第２の型穴に一致させ、上記中間製品を形成する、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１３】
上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する上記工程は、上記初期製品の終端部形成領域の直径が、上記予備成形物の終端部形成領域の直径よりも１５％から５０％大きくなるように、上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１４】
上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する上記工程は、上記初期製品の終端部形成領域の直径が、上記予備成形物の終端部形成領域の直径よりも２０％から４０％大きくなるように、上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１５】
上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する上記工程は、上記初期製品の体部形成領域の直径が、上記予備成形物の体部形成領域の直径よりも２００％から３００％大きくなるように、上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１６】
上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する上記工程は、上記初期製品における体部形成領域と終端部形成領域との比率が、１．３：１から２．５：１の間になるように、上記予備成形物に加圧気体を添加して、上記予備成形物を上記第１の型穴の形状に一致させ、上記初期製品を形成する、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１７】
上記初期製品に加圧気体を添加して、上記初期製品を上記第２の型穴に一致させ、上記中間製品を形成する上記工程は、上記中間製品の終端部領域が、その体部領域と比較してより球晶を含むように、上記初期製品に加圧気体を添加して、上記初期製品を上記第２の型穴に一致させ、上記中間製品を形成する、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１８】
上記最終容器の終端部領域は、その体部領域よりも高レベルに球晶を含んでいる、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項１９】
上記最終容器の体部領域は、その終端部領域よりも高レベルに分子配向されている、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項２０】
上記最終容器の体部領域は、その終端部領域よりも残留分子応力が少ない、請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項２１】
内壁面を定義し、予備成形物を受け付けるように適合された型穴と、
加圧流体の出力に使用可能な圧力源と、
減圧源と、
上記圧力源と上記減圧源とに流体連結されたブローノズルと
を備え、
上記ブローノズルは、上記圧力源からの上記加圧流体を受け付け、上記加圧流体を上記予備成形物内に送ることによって、上記予備成形物を上記型穴の上記内壁面に向かって拡張させるように適合されており、さらに、上記予備成形物内を選択的に減圧することによって、上記型穴の上記内壁面から上記予備成形物を収縮させるように適合されている、容器形成装置。
【請求項２２】
上記ブローノズルは、伸長ロッドをさらに備え、上記型穴内に移動可能に配置され、上記伸長ロッドは、上記予備成形物を伸長させるために上記予備成形物内に係合可能である、請求項２１に記載の容器形成装置。
【請求項２３】
上記ブローノズルは、内部に流体経路を備えている、請求項２２に記載の容器形成装置。
【請求項２４】
上記型穴内に移動可能に配置されたカウンター伸長ロッドをさらに備え、当該カウンター伸長ロッドは、上記予備成形物の外部に係合可能である、請求項２１に記載の容器形成装置。
【請求項２５】
上記カウンター伸長ロッドは、上記減圧に合わせて、上記予備成形物を収縮させるために使用可能である、請求項２４に記載の容器形成装置。
【請求項２６】
上記圧力源と上記ブローノズルとの間に設けられ、上記加圧流体を上記圧力源から上記ブローノズルに選択的に流動させる選択的作動弁をさらに備えている、請求項２１に記載の容器形成装置。
【請求項２７】
上記減圧源と上記ブローノズルとの間に設けられ、上記ブローノズルを介して上記予備成形物内を選択的に減圧する選択的作動弁をさらに備えている、請求項２１に記載の容器形成装置。
【請求項２８】
予備成形物を提供する工程と、
上記予備成形物を型穴内に配置する工程と、
上記予備成形物内に第１の流体圧力を添加して、上記予備成形物を拡張させて上記型穴に概ね一致させる工程と、
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加した後に、上記予備成形物内を減圧して、上記予備成形物を収縮させる工程と
を包含する、容器形成方法。
【請求項２９】
上記予備成形物内の上記減圧の後に、上記予備成形物内に第２の流体圧力を添加する工程をさらに包含する、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項３０】
上記第１の流体圧力は上記第２の流体圧力とは異なる、請求項２９に記載の容器形成方法。
【請求項３１】
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する上記工程、及び、上記予備成形物内を減圧する上記工程は、上記予備成形物内に配置された単一のノズルを通して行う、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項３２】
上記第１の流体圧力を添加する前に、上記単一のノズルを用いて、上記予備成形物を機械的に伸長させる工程をさらに包含する、請求項３１に記載の容器形成方法。
【請求項３３】
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する上記工程、及び、上記予備成形物内を減圧する上記工程は、上記予備成形物内に配置された伸長ロッドの開口部を通して行う、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項３４】
上記予備成形物内に第１の流体圧力を添加する前に、上記伸長ロッドを用いて上記予備成形物を機械的に伸長させる工程をさらに包含する、請求項３３に記載の容器形成方法。
【請求項３５】
少なくとも、上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する前又は添加する間、上記型穴を加熱する工程をさらに包含する、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項３６】
上記型穴を、約華氏２００度（摂氏９３度）から華氏４００度（摂氏１７７度）の間の温度に加熱する、請求項３５に記載の容器形成方法。
【請求項３７】
上記型穴を、約華氏３２度（摂氏０度）から華氏２６０度（摂氏１２７度）の間の温度に加熱する、請求項３５に記載の容器形成方法。
【請求項３８】
上記第１の流体圧力が、約５０ＰＳＩから６００ＰＳＩの間である、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項３９】
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する前に、上記予備成形物を機械的に伸長させる工程をさらに包含する、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項４０】
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する上記工程は、上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加することによって、上記予備成形物の終端部形成領域の直径を、１５％から５０％大きくすることを含む、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項４１】
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する上記工程は、上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加することによって、上記予備成形物の終端部形成領域の直径を、２０％から４０％大きくすることを含む、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項４２】
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する上記工程は、上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加することによって、上記予備成形物の体部形成領域の直径を、２００％から３００％大きくすることを含む、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項４３】
上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加する上記工程は、上記予備成形物内に上記第１の流体圧力を添加することによって、上記予備成形物における体部形成領域対終端部形成領域の比率を、１．３：１から２．５：１の間にすることを含む、請求項２８に記載の容器形成方法。
【請求項４４】
上記予備成形物内の上記減圧の後に、上記予備成形物内に上記第２の流体圧力を添加する上記工程は、終端部領域が体部領域よりも球晶を含むように、上記予備成形物内の上記減圧の後に、上記予備成形物内に上記第２の流体圧力を添加することを含む、請求項２９に記載の容器形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
この出願は、米国実用新案出願番号１３／４３２，２１７（２０１２年３月２８日出願）の優先権を主張すると共に、米国仮出願番号６１／４６８，７４８（２０１１年３月２９日出願）の利益を請求する。上述した出願の開示内容の全てを、参照によりここに組み込む。
【０００２】
（技術分野）
この開示内容は、概ね、プラスチック容器を形成するためのシステム及び方法に関する。より具体的には、この開示内容は、プラスチック容器を二重ブロー成形するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
この項目では、本開示内容に関する背景情報を開示するが、必ずしも従来技術ではない。
【０００４】
環境及び他の関心の結果として、プラスチック容器、より具体的にはポリエステル容器、さらに具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）容器は、従来ガラス容器に収容されていた非常に多くの商品を収容するために、現在、以前より多く用いられている。消費者と同様に、製造者及び充填者は、ＰＥＴ容器が、軽く、安価であり、再利用可能で、且つ、大量に製造可能であることを認識している。
【０００５】
ブロー成形プラスチック容器は、非常に多くの商品を収容するものとして一般的になっている。ＰＥＴは、結晶化可能なポリマーであり、このことは、非晶質型又は半晶質型になることも可能であることを意味している。ＰＥＴ容器がその材料完全性を維持する能力は、ＰＥＴ容器の結晶型の比率に関連し、ＰＥＴ容器の「結晶化度」としても知られている。以下の方程式は、体積分率としての結晶化度の比率を定義する。
【０００６】
【数１】
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上記式において、ρは、ＰＥＴ材料の密度、ρaは、純非晶質ＰＥＴ材料の密度（１．３３３ｇ／ｃｃ）、及びρcは、純結晶材料の密度（１．４５５ｇ／ｃｃ）を表す。容器をブロー成形してすぐに、その容器内に商品を充填することができる。
【０００７】
もともと、伸長ブロー成形は、予備成形物を用いて、結果として得られる容器を製造するために用いられている。予備成形物を加熱し、加圧ガス又は流体をその中に導入して予備成形物を伸長させ、金型装置の形状に概ね一致させる。ある応用において、結果として得られる容器は、使用した材料の様々な機械的特性及び組成特性を原因として、縮むことがある。ある応用において、容器がその最終形状に縮まるように、金型装置を、所望の最終容器より大きくすることができる。
【０００８】
ある場合において、二重ブロー成形を用いて、容器を製造することができる。二重ブロー成形方法は、予備成形物を初期製品として知られているものに膨らませる工程を含む。この初期製品は、加熱した金型内において膨らまされ、最終的な容器と同じ大きさか、又は幾分大きい。ある方法において、この初期製品を、その後一連のオーブン内を通過させ、最終的な容器よりも小さい程度に縮ませる。他の方法において、加熱した金型から初期製品を除去し、実際の容器よりも小さい程度に縮ませる。その後、初期製品を最終の吹き型に移動させ、最終的な容器にブロー成形する。しかしながら、これらの方法によれば、初期製品を縮ませるための加熱に必要な時間、又は、初期製品を最終的なブロー成形のためにより小さく縮ませるために必要な時間のいずれかにより、製造時間全体が遅延し、それにより製造システムの処理能力が低下する。それゆえに、これらの欠点を克服する必要がある。
【発明の概要】
【０００９】
この項目では、開示内容の概要を提供するが、その全範囲又はその特徴の全てを包括的に開示するものではない。
【００１０】
したがって、本開示内容は、減圧を利用して、初期製品又は前成形物の収縮を誘引するシステム及び方法を提供する。
【００１１】
ある実施形態において、型穴は内壁面を定義し、予備成形物を受け入れるように適応させる。圧力源は加圧流体を出力し、減圧源は減圧を提供する。ブローノズルを、圧力源及び減圧源に流体連結し、圧力源からの加圧流体を受け付け、予備成形物に加圧流体を移動させることによって、予備成形物を型穴の内壁面に対して拡張させるように適応させる。ブローノズルを、さらに、予備成形物内を選択的に減圧し、この予備成形物を型穴の内壁から収縮させるように適応させる。
【００１２】
さらに、適用領域が、ここに提供した実施形態から明らかになるだろう。この概要における実施形態及び特定の実施例は、単に説明の目的で示されたものであり、本開示内容の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
ここに示した図面は、単に選択された実施形態の説明の目的のためのものであり、実施可能なものの全てを示したものではなく、また、本開示内容の範囲を制限することを意図していない。
【図１】本教示のいくつかの実施形態に従った、圧力源及び減圧源を有する金型ステーションを示す概略図である。
【図２Ａ】図１に記載されたシステムを示す概略図であり、金型の半分が、予備成形物の周囲を覆うことを示す図である。
【図２Ｂ】図１に記載されたシステムを示す概略図であり、ブローノズル及び伸長ロッドアセンブリを、予備成形物内に伸ばし、機械的伸長を開始すると共に、加圧流体を予備成形物内に導入することによって、予備成形物を型穴の壁に対して拡張させることを示す図である。
【図２Ｃ】図１に記載されたシステムを示す概略図であり、予備成形物内に加圧流体をさらに導入し、ブローノズル及び伸長ロッドアセンブリの位置を動かさないことを示す図である。
【図２Ｄ】図１に記載されたシステムを示す概略図であり、減圧源により予備成形物内を減圧することによって、予備成形物をより小さい大きさにすることを示す図である。
【図３】図１に記載されたシステムを示す概略図であり、加圧加熱気体又は冷却気体を製品中に導入し、最終的な容器形状を定義することを示す図である。
【図４Ａ】予備成形物（図４Ａ）、初期製品（図４Ｂ）、中間製品（図４Ｃ）及び最終容器（図４Ｄ）を含む、本教示における一連の製品を示す図である。
【図４Ｂ】予備成形物（図４Ａ）、初期製品（図４Ｂ）、中間製品（図４Ｃ）及び最終容器（図４Ｄ）を含む、本教示における一連の製品を示す図である。
【図４Ｃ】予備成形物（図４Ａ）、初期製品（図４Ｂ）、中間製品（図４Ｃ）及び最終容器（図４Ｄ）を含む、本教示における一連の製品を示す図である。
【図４Ｄ】予備成形物（図４Ａ）、初期製品（図４Ｂ）、中間製品（図４Ｃ）及び最終容器（図４Ｄ）を含む、本教示における一連の製品を示す図である。
【００１４】
対応する参照番号は、図面の種々の図形を通して対応する部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（詳細な説明）
実施形態例を、図面を参照してより詳細に説明する。実施形態例を提供することによって、本発明の目的が、当業者に実施及び完全に理解されるだろう。非常に多くの具体的な詳細を、具体的な構成要素、装置及び方法の実施例のように示し、本発明の実施形態の十分な理解を提供する。具体的な詳細が採用されなくてもよく、実施形態例が多くの異なる形態で具現化されてもよく、かつ、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではないことは、当業者に明白である。
【００１６】
ここで用いられる専門用語は、特に実施形態例の説明の目的で使用されており、発明を限定することを意味するものではない。ここで使用する場合、単数形（“ａ”、“ａｎ”、及び、“ｔｈｅ”）は、文脈が明確に示さない限り、複数形も同様に含むことも示している。用語「含む」、「含んでいる」、「含有している」、及び、「有している」は、包括的であり、それゆえに、記載した特徴点、全数、工程、処理、要素、及び／又は、構成要素の存在を特定する。しかしながら、１以上の他の特徴点、全数、工程、処理、要素、構成要素、及び／又はそのグループの存在又は追加を除外するものではない。ここに記載した方法の工程、処理、及び、操作は、動作の指示として特に確認されていない限り、議論した又は説明した特定の指示において、その性能が要求される必要性として解釈されない。また、追加工程又は代替工程を採用できることが理解される。
【００１７】
要素又は層が、他の要素又は層に「接触した」、「結合した」、「接続した」、又は、「連結した」のように引用されたとき、他の要素若しくは層に、直接、接触した、結合した、接続した、若しくは連結していてもよく、又は、介在する要素又は層が存在してもよい。これに対して、要素が、他の要素又は層に「直接接触した」、「直接結合した」、「直接接続した」若しくは「直接連結した」のように引用されたとき、介在する要素又は層は存在しない。要素間関係を説明するために用いられる他の用語は、同様に判断する（例えば、「間」対「直接の間」、「隣接する」対「直接隣接する」等）。ここで使用する場合、用語「及び／又は」は、関連して挙示された項目の１つ以上の組み合わせのいずれか及び全てを含む。
【００１８】
ここで、第１、第２、第３等の用語は、種々の要素、構成要素、領域、層及び／若しくは部分、これらの要素、構成要素、領域、層、並びに／又は部分を説明するために用いられ得るが、これらの用語に限定されない。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、又は部分を、他の領域、層、又は部分と区別するためにのみ用いられる。ここで使用する限り、「第１」、「第２」及び他の数を表す用語のような用語は、文脈により明白に示さない限り、配列又は順序を意味するものではない。それゆえに、以下で議論される第１の要素、構成要素、領域、層、又は部分を、実施形態例の教示から離れることなく、第２の要素、構成要素、領域、層、又は部分と称することもできる。
【００１９】
ここで、「内部」、「外部」、「直下」、「下」、「より下」、「上」、「より上」等のような、空間に関する用語は、図面に示された１つの要素又は形状と、他の要素又は形状との関係の説明を容易にするために用いられる。空間に関する用語は、使用又は操作される装置の、図面に示された方向に加えて、様々な方向を包含することを意図している。例えば、他の要素又は形状の「下」又は「直下」として説明された要素は、図面に示された装置を回転させたとき、他の要素又は形状の「上」に位置する。それゆえに、用語「下」の例には、上及び下の方向の両方が含まれ得る。装置は、別の方法で配置されてもよく（９０度回転した方向又は他の方向）、空間に関する記述子が相応に解釈される。
【００２０】
本教示の本質によれば、減圧を利用して初期製品の収縮を引き起こすことによって、初期容器サイズを収縮する手段を提供する方法を提供する。一般に、予備成形物を初期製品に過剰膨張させることによって、最終容器の配向性及び結晶化度を上昇させることができる。初期製品をより小さい形状にさせることは、サイクル時間の向上及び金型内時間を削減するために必要である。第２段階において最終形状になる前の材料の緩和を形成するために、初期製品は最終容器と同じ大きさ又はより大きい大きさにする必要があると信じられている。以前知られていなかったことは、この緩和が、初期製品内を減圧する手段によって実施できることである。
【００２１】
ある実施形態において、本教示は、減圧ポンプ又はベンチュリ（venturi）のいずれかの手段により、初期製品をその形状に膨張させた後に、最終容器よりも小さい形状にさせる減圧力を初期製品に適用する。ある実施形態において、減圧は、容量型ポンプ、運動量輸送ポンプ（分子ポンプ）、気体ため込み式ポンプ、及び／又はベンチュリポンプ（吸引器）を用いて得ることができる。限定されない例示の目的で、ロータリーベニポンプ（rotary vane pump）、ダイヤフラムポンプ、液封ポンプ、ピストンポンプ、スクロールポンプ、スクリューポンプ、ワンケルポンプ（Wankel pump）、外部ベニポンプ（external vane pump）、ルーツブロワー（増圧ポンプ）、多段ルーツポンプ、テプラーポンプ（Toepler pump）、及び／又は、ローブポンプのような容量型ポンプを用いることができる。同様に、限定されない例示の目的で、運動量輸送ポンプは、濃流体の高速噴出又は高速回転ブレードを採用し、気体分子をチャンバの外に追い出すことが可能であり、拡散ポンプ又はターボ分子ポンプ（turbomolecular pump）を含むこともできる。予備成形物を土台の適切な位置に導くために、さらに、初期製品を適切に収縮させるために、カウンター伸長ロッド（ＣＳＲ）を用いることができる。
【００２２】
簡単に説明すると、本教示のある実施形態によれば、予備成形物を加熱した後、初期製品金型（又は最終容器と同一又はより大きい形状の金型）内に設置することができる。伸長ロッドで予備成形物を機械的に押すことによって位置づけし、その後、加圧気体（６０〜６００ＰＳＩのどこか）を、伸長ロッド／ブローノズルアセンブリを通して導入し、前成形物を成形する。ある実施形態において、伸長ロッド／ブローノズルアセンブリは前成形物の全長の手前で停止する。また、ある実施形態において、予備成形物が中央入口に維持されるように導くために、カウンター伸長ロッドを用いることができる。
【００２３】
加圧気体を、加熱した型穴壁面まで前成形物を拡張するために用いることができる。ある実施形態において、加熱気体を前成形物に導入し、材料の熱特性を向上させることができる。その後、内部圧力を大気中又は気体回収システムのいずれかに放出することができる。この時点において、加熱した前成形物は、型穴壁面から離れ、収縮し始める。同時に、内部気体の排出を補助するために、減圧することができる。外部のカウンター伸長ロッドを、中央入口に維持するため、及び、全長を短くするのを補助するために用いることができる。加圧加熱気体を最終製品に導入し、緩和の補助とすることができ、さらに、材料の結晶化度をさらに向上させることもできる。標準の加圧気体の温度が、細い形状を特定の寸法にするために十分な程度材料を柔らかくするのに不十分である場合に、容器の定義、より具体的には、ブロー成形の最終製品の定義を、加圧加熱気体が補助することもまたできる。
【００２４】
全ての図面に関して、本教示による金型ステーションを示しており、通常、参照番号１０として参照している。図２Ａ〜２Ｄは、本教示による手順の一例を示している。下記説明から理解されるように、金型ステーション１０及び関連する方法は、最初の拡張を開始するために気体又は液体のような加圧流体を用い、その後、収縮及び最終容器の任意のさらなる成形を開始するために吸引又は減圧を用いて、予備成形物から最終容器構造を形成するために、二重ブロー成形方法を利用する。
【００２５】
まず、図１に関して、金型ステーション１０を非常に詳細に説明している。金型ステーション１０は、型穴１６、加圧源２０及びブローノズル２２を通常備えている。ある実施形態において、ここで図示又は説明しているように、ブローノズル２２は、伸長ロッド２６と一体形成する、又は、伸長ロッド２６として形成することができる。例示としての型穴１６は、ブロー成形容器の初期の望ましい外形に少なくとも対応する内面を共に定義する、２以上の金型半分又は部分を備えることができる。型穴１６は、予備成形物１２のサポートリング（図２Ａ〜２Ｂ）が型穴の露出した端部において保持されるように、開放位置から閉鎖位置まで移動可能であってもよい。予備成形物１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステル材料により形成され、断面が概ね円筒型の、試験管に類似した当業者に公知の形状を有し、典型的には、最終容器の高さの約５０％の長さであってもよい。種々の製造段階を通して、及び、種々の製造段階において、予備成形物１２を保持する又は位置合わせするために、サポートリングを用いてもよい。例えば、予備成形物１２は、サポートリングにより保持されていてもよく、型穴１６内における予備成形物１２の位置を修正するためにサポートリングを用いてもよく、又は、最終消費者が、製造されたプラスチック容器を保持するためにサポートリングを用いてもよい。
【００２６】
もう一つの方法として、例えば、熱可塑性高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＴ／ＰＥＮ混合物若しくはコポリマー、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＣ、ＣＯＣ、ＣＯＰ、ＥＶＯＨ、ＰＬＡ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＧＡ、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＬＡ、ＰＧＡ、ＰＢＴ、ＰＥＮ）ＰＧＡ  ＰＬＡ＞ＰＥＴ＞ＰＢＴ、ＰＥＮ、ポリアミド（ＰＡ−６、ＰＡ−６，６、ＰＡ−ＭＸＤ６）、ポリオレフィン（ＰＰ、ＰＥ、ＣＯＣ／ＣＯＰ）、及び、種々の多層構造若しくは他の構造を含む、従来用いられている他の材料が、プラスチック容器の製造に適しているかもしれないし、本教示の概念と共に用いてもよい。
【００２７】
ある実施形態において、加圧源２０は、充填シリンダ、マニホールド（manifold）、空気室、又は、空気源の形式であってもよいが、これに限定されない。空気源は、ピストン、（水圧ポンプのような）ポンプ、又は、他の同様の適した装置のような、機械的ピストン様装置を含んでもよいが、これに限定されない。加圧源２０は、流体（気体又は液体）をブローノズル２２に運搬するための放出口３０を有している。ある実施形態において、流体供給バルブ３２を、放出口３０からライン中に配置することができる。放出口３０は、少なくとも、ブローノズル２２に加圧流体を提供する開放位置と閉塞位置との間に配置することができる。
【００２８】
ブローノズル２２は、加圧源２０の放出口３０からの加圧流体を受け付ける流入口３４と、予備成形物１２に加圧流体を運搬するための出入口３６とを、概ね定義する。ブローノズル２２はさらに、流入口３４と出入口３６との間において、その内部を流体が連通する流体経路を定義することができる。形成プロセス中にブローノズル２２が予備成形物１２に容易に結合し得るように、出入口３６が、サポートリング近傍において、予備成形物１２に相補的な形状を定義してもよいことは理解される。さらに、ある実施形態において、ブローノズル２２は、複数の出入口３６を備えることができる（図３を参照のこと）。このように、出入口３６は、予備成形物１２に加圧流体を導入するための、側壁３８及び／又は先端４０に沿って延伸する１以上の出入口を定義することができる。出入口３６を、ブローノズル２２に沿って均等に配置できること、並びに、予備成形物１１２、初期製品、及び／又は最終容器の加熱及び／又は冷却を向上させるために、不連続な位置に配置できることは理解されるべきである。この点は、容器の特定の結晶化度及び／又は他の特性を調整するために用いることができる。
【００２９】
引き続き図１に関して、ある実施形態において、金型ステーション１０は、減圧源５０をさらに備えることができる。減圧源５０は、シリンダ、マニホールド、空気室又は加圧源２０よりも圧力の低い圧力源の形式であることができるが、これに限定されない。ある実施形態において、減圧源５０を、加圧源２０よりも圧力が低い減圧を提供するために用いることができる。さらに、ある実施形態において、減圧源５０は、大気圧又はそれより低い圧力を提供するために用いることができる。ある実施形態において、減圧源５０は、減圧源５０内の減圧を形成又は蓄圧するために、減圧ポンプ又はベンチュリ５２を備えている。減圧源５０は、減圧ポンプ又はベンチュリ５２による蓄圧が可能なタンクとして記載されているが、減圧源は、単に、タンク構造のようなものを必要とせずに減圧を提供するためのポンプ、ベンチュリ又は他の手段を含むのみでもよい。減圧源５０は、ブローノズル２２を吸引又は減圧するために連結されたライン５４を有する。ある実施形態において、減圧供給バルブ５６は、少なくともブローノズルにおいて吸引減圧する開放位置と閉塞位置の間に位置するライン５４に位置することができる。このように、減圧源５０は、初期製品を予め定められた収縮率で収縮させるために、初期製品内を減圧するために用いることができる。この収縮は、容器を、予め定められたミクロ構造を有する最終形（例えば金型１６よりも小さい）に整えるために用いること、及び／又は、最終容器構造を定義するために、加圧源２０からさらに加圧流体を導入する前の、容器の緩和を形成し始めるために用いることが可能であり、低エネルギー状態が維持される。
【００３０】
ある実施形態において、金型ステーション１０は、予備成形物、前成形物、初期製品、又は、成形の他の段階中に容器に係合可能である、カウンター伸長ロッド６０（図２Ａ〜２Ｄ）をさらに備えることができる。カウンター伸長ロッドは、予備成形物、前成形物、初期製品等に接触及び支持する遠位端６２を備えている。
【００３１】
ここで全ての図面を参照して、プラスチック容器の形成方法の例を説明する。始めに、予備成形物１２を、型穴１６内に配置してもよい。ある実施形態において、約華氏１９０度から２５０度（約摂氏８８度から１２１度）の間の温度に加熱した予備成形物１２を、機械（図示せず）により型穴１６内に配置する。予備成形物１２を型穴１６内に配置したまま、予備成形物１２を掴むことによって型穴１６を閉じてもよい。ブローノズル２２が、予備成形物１２の末端を封止してもよい。型穴１６を、結果物の容器内の結晶化度を上昇させるために、約華氏２００度から４００度（約摂氏９３度から２０４度）の間の温度に加熱してもよい。他の実施形態において、型穴１６を、約華氏３２度から９０度（約摂氏０度から３２度）の間の外気温度又は冷却温度にしてもよい。
【００３２】
ここで、図２Ａを参照すると、伸長ロッド２６を機械的伸長により予備成形物内に延伸し、これにより予備成形物１２の側壁を細くしてもよい。流体供給バルブ３２の開放、及び、ブローノズル２２の放出口３０から流入口３４への加圧流体の流れにより、加圧源２０からの加圧流体を予備成形物１２内に導入することができる。加圧流体は出入口３６又はブローノズル２２を介して予備成形物１２に流入する。ある実施形態において、予備成形物１２内の水圧又は気圧は、約１００ＰＳＩから６００ＰＳＩの間に達してもよい。加圧流体により、予備成形物１２は型穴１６の内面３４まで広がる。残気は、ブローノズル２２内に定義された経路を通って排気してもよい。図２Ｂに示すように、この間、カウンター伸長ロッド６０を予備成形物１２に係合し、位置合わせするために延伸することができる（この段階における前成形物としても知られている）。
【００３３】
ある実施形態において、加圧流体は、成形サイクルの間、定圧又は異なる圧力で提供することができる。例えば、予備成形物１２の軸伸長の間、加圧流体は、型穴１６の内面３４に実質的に一致するように予備成形物１２をブロー成形するときに付与される圧力よりも低い圧力で提供することができる。この定圧Ｐ１は、大気圧又は大気圧よりも大きくてもよいが、後にくる高圧Ｐ２よりも低い。予備成形物１２は、型穴１６内において軸方向に伸長し、金型の長さに近い長さになる。予備成形物１２の伸長中又は伸長直後、予備成形物１２は、定圧Ｐ１下において、概ね放射状に外側に伸長する。この定圧Ｐ１は、好ましくは約５０ＰＳＩから２００ＰＳＩの間の範囲であり、０．１から０．２秒のような予め定められた時間保つことができる。その後、予備成形物１２をさらに、高圧Ｐ２下において伸ばし、予備成形物１２を金型半分の内面３４に接触させることによって、初期製品を形成する。ある実施形態において、加熱気体を初期製品内において再循環させ、初期製品の結晶構造を修正する及び／又は製造を円滑にすることができる（図２Ｃを参照のこと）。
【００３４】
この段階において、図２Ｄに示すように、初期製品の内圧を大気中又は気体回収システム中のいずれかに解放することができる。この内圧の解放により、加熱した前成形物又は初期製品を金型１６の壁面から離れるように収縮させる。これと同時に、又は、予め定められた時間後に、前成形物又は初期製品内を減圧し、内部の気体の排気を補助する。カウンター伸長ロッド６０を前成形物又は初期製品に係合し、入口を中央に維持し、全長を縮小させることができる。減圧供給バルブ５６を作動して開放位置を減圧することによって、前成形物又は初期製品の内容積が、ブローノズル２２、出入口３６、流入口３４及びライン５４を介して減圧源に流体連結される。
【００３５】
ある実施形態において、加圧加熱気体を最終製品に再導入し、容器を緩和させ、材料の結晶化度をさらに向上させることができる。より具体的には、標準の加圧気体の温度が、細い形状を特定の寸法にするために十分な程度材料を柔らかくするために不十分である場合に、容器を定義する、より具体的には、ブロー成形の最終製品を形成するのを、加圧加熱気体が補助することもまたできる。
【００３６】
このプロセスにより、迅速、容易、且つ、効果的に、容器のブロー成形製品を製造することができる。減圧源の使用は、さらに、初期製品を最終形状に縮ませるか、又は、さもなければ初期製品を最終形状のサイズに変更するために必要な時間の低減に効力を発揮する。
【００３７】
ある実施形態において、最終容器の体部において、高レベルの配向性及び熱緩和を提供する一方で、最終的に高いレベルの熱誘導球晶を生成するために、本教示を用いることができる。
【００３８】
最後に、特に図４Ａ〜４Ｄを参照し、議論のために一連の商品を提供する。特に、図４Ａに、予備成形物１２を提供する。予備成形物１２は、終端部形成領域８０と、終端部形成領域８０の下に位置する体部形成領域８２とを含む。終端部形成領域８０は、通常、予備成形物１２の一部であり、最終容器の終端部となる部分である。体部形成領域８２は、通常、予備成形物の一部であり、最終容器の体部となる部分である。予備成形物１２は、予備成形物（図４Ａ）から初期製品（図４Ｂ）へ、初期製品から中間製品（図４Ｃ）へ、中間製品から最終容器（図４Ｄ）へと成形される。
【００３９】
ある実施形態において、初期製品（図４Ｂ）の終端部形成領域８０の直径は、予備成形物１２（図４Ａ）の終端部形成領域８０の直径よりも、約１５％から５０％大きいもの、より好ましくは約２０％から４０％大きいものに限定される。初期製品（図４Ｂ）の体部形成領域８２の直径は、予備成形物１２（図４Ａ）の体部形成領域８２において測定した予備成形物１２の直径の２倍から３倍大きい。これにより、初期製品（図４Ｂ）における体部形成領域８２に対する終端部形成領域８０の直径比率が、１．３：１から２．５：１の範囲となる。
【００４０】
これにより、終端部形成領域８０が、体部形成領域８２より厚く、体部形成領域８２よりも配向性が低い初期製品（図４Ｂ）が得られる。このため、終端部形成領域８０は、体部形成領域８２よりも熱を保持し、より非晶質の材料を含む。これにより、球晶の形成を支持することが可能な、熱の保持及びより高いレベルの非晶質材料を与える整備段階の間に、初期製品（図４Ｂ）の終端部形成領域８０において、より高レベルの熱誘導又は球晶の形成がもたらされる。
【００４１】
初期製品（図４Ｂ）の体部形成領域８２の直径は、予備成形物１２の対応する直径よりも２倍から３倍大きいという事実は、特に、上述したように終端部形成領域８０と比較して、この領域をより薄くし、より高レベルの配向性及び伸長誘導結晶化をもたらす。それゆえに、この体部形成領域８２は、整備段階の間に熱緩和状態となり収縮することが可能であるが、終端部形成領域８０において生じるような、高レベルの球晶形成はなされない。これは、体部形成領域８２において、熱の保持及び非晶質材料のレベルが、整備中の高レベルの球晶化を支持することが可能なレベルではないという事実のためである。
【００４２】
上述した要因により、高レベルの熱誘導球晶を有する終端部を有する最終容器を形成することが可能である。このような最終容器は、その後の充填及び／又は熱処理の間の、完全密封の維持及び最終的な収縮において、より好ましい。逆に言えば、最終容器（図４Ｄ）の体部は、二重ブロー成形の結果として、残留応力が低レベルであり、配向性及び伸長誘導結晶化が高レベルである。
【００４３】
本教示は、予備成形物１２（図４Ａ）における平均の壁の厚さ及び直径が、終端部形成領域８０及び体部形成領域８２の両方において、その垂直な範囲に沿ってほとんど一致しているというような、多くの利点を提供する。さらに、最終容器（図４Ｄ）の終端部の直径は、初期製品（図４Ｂ）の終端部形成領域８０の直径よりも、約１０％から３０％大きい範囲である。初期製品（図４Ｂ）の体部形成領域８２の直径は、体部形成領域８２において測定した予備成形物１２（図４Ａ）の直径よりも２倍から３．５倍大きい。これにより、初期製品（図４Ｂ）の体部の直径に対する初期製品（図４Ｂ）の首部の直径の比率が、１．３：１から２．５：１の範囲である初期製品（図４Ａ）となる。ある実施形態において、初期製品（図４Ｂ）の終端部形成領域８０の直径は、予備成形物（図４Ａ）の終端部形成領域の直径よりも約１５％から５０％、より好ましくは２０％から４０％よりも大きい範囲に制限される。ある実施形態において、最終容器（図４Ｄ）の終端部の直径は、初期製品（図４Ｂ）の終端部形成領域８０よりも１０％小さい大きさから１０％大きい大きさまでの間である。ある実施形態において、最終容器（図４Ｄ）の終端部は、最終容器の側壁よりも高レベルの熱誘導球晶を有している。いくつかの実施形態において、最終容器（図４Ｄ）の側壁は、終端部に存在する配向性及び伸長誘導結晶よりも高レベルである。ある実施形態において、最終容器（図４Ｄ）の全体的な結晶化度及び／又は結晶密度は、容器体部及び底部領域よりも終端部領域が大きい。
【００４４】
この説明の多くが、ＰＥＴ容器の製造を目的とする一方で、他の多くのプラスチックと同様に、他のポリオレフィン材料（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）を、ここで議論した教示を用いて処理してもよいことは、予期される。
【００４５】
前述の実施形態の説明は、例示及び説明の目的で提供されたものであり、完全に開示すること、又は、開示内容を限定することは意図していない。特定の実施形態の個々の要素又は特徴は、通常、特定の実施形態に限定されないが、適切に交換可能であり、特に開示又は説明していなくても、選択された実施形態において用いることができる。多くの方法において改変してもよいことは、同様である。このような改変は、開示内容から外れるとは見なされず、全てのこのような修正は、本開示内容の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【国際調査報告】
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