(57)【要約】  本発明は、以下のストレッチブローのために最適化された底部幾何学的形態を備えたプレフォームを製造するための装置および方法に関する。射出成型用金型で製造したプレフォームを、冷却される取り出しスリーブ内で取り出し、軸部で集中的な接触冷却で冷却する。他方、プレフォーム丸頂部は、冷却スリーブの特殊な輪郭によって、接触冷却しないようにする。これによって可能なこの丸頂部の再熱により、丸頂部はブロープロセスにとって有利な新規な幾何学的形態に機械的に成形され、従って壁厚の点でも影響を与える。このように成形されたプレフォームには、とりわけ、ボトルにおいて好適に配分されたプラスチック材により、かなりの材料節減を行うことができ、品質的に高価値のボトル底部が得られるという利点がある。
2015511895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部形状を最適化したプレフォームを製造する方法であって、少なくとも１つの射出成型される熱可塑性材料から製造を完成した前記プレフォームが、プレフォーム軸部よりも底部丸頂部領域で著しく薄い壁厚を有し、前記プレフォームの壁厚がスプルー部から前記プレフォーム軸部へ向けて漸次一様化され、前記プレフォームがブロー成形容器に成形するために設けられている前記方法において、
最初の集中冷却後に前記プレフォームの外被が硬化した後に金型を開き、前記プレフォームを、取り出しアームと該取り出しアームの冷却スリーブとを用いて、開いた前記金型から取り出し、前記冷却スリーブが接触冷却によりプレフォーム丸頂部ではなくプレフォーム軸部をエンボス工程の前に冷却し、まだ塑性変形可能な前記プレフォーム丸頂部を、前記冷却スリーブの幾何学的形状に依存してエンボス体を用いて適宜再現可能に機械的に成形すること、
前記冷却スリーブと前記エンボス体との輪郭が次のように構成され、すなわちこれら輪郭が、成形工程の後に、脱型した前記プレフォームに再現可能に形成されるように、且つ前記プレフォーム丸頂部がエンボス工程後に前記冷却スリーブの壁接触によって冷却されるように、構成されていること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記冷却スリーブの接触冷却が前記プレフォーム軸部を固化し、他方前記プレフォーム丸頂部は、接触冷却が欠如しているために再軟化を蒙ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プレフォーム丸頂部に９０゜と１５０゜との間の温度範囲が生じることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
脱気孔を備えた、幾何学的に特定したエンボスマンドレルが、幾何学的に特定した底部輪郭との組み合わせで、底部丸頂部の可塑性プラスチックを、両輪郭部の容積がプラスチックでほぼまたは完全に充填されてエンボスストロークを制限するまで、可塑性物の引張り、プレス、押し出しによって変形させることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記エンボス工程中に、前記プレフォームを、支持リングでおよび／または新しい底部輪郭部内側の丸頂部領域で球体形状の円環部によって軸線方向で支持することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記エンボス工程はどのプロセス部分においても時間的に自由に特定可能であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
エンボス加工力は、機械的または空気圧的ばねによって各プレフォームに対し個別に調整可能であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記エンボス体を温度調整または冷却することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記冷却スリーブおよび／または前記エンボス体がプレフォーム底部を面形状に対する特殊な要請のために成形することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
エンボス工程を実施する前に１秒ないし２０秒の待機時間が設けられていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
容器製造のためのブロープロセスに対し丸頂部の形状を最適化したプレフォームを製造するための装置であって、製造を完成した前記プレフォームが、スプルー点で、軸部領域よりも著しく薄い壁厚を有し、前記丸頂部での他の壁厚の推移が前記スプルー点を起点として漸次プレフォーム軸部の壁厚に適合している前記装置において、
１つまたは複数の型キャビティを備えた金型が、前記プレフォームの幾何学的形態の最初の成形の用を成し、射出成形装置がプラスチック原料を塑性化し、このプラスチック物を、閉じた前記金型のキャビティ内へ加圧して装入し、冷却される冷却スリーブの１つまたは複数のキャビティでもって前記プレフォームを取り出すように構成された取り出しアームと、冷却スリーブ内部幾何学的形態とが、前記プレフォーム軸部に対し接触冷却を提供し、プレフォーム底部の領域では部分的にまたは全く接触冷却を提供せず、弾性支持され且つ半径方向において浮動支持されるエンボス体を備えたマンドレルが、開いた前記プレフォーム内へ軸線方向に進入し、その結果前記冷却スリーブと前記エンボス体との特殊に構成された幾何学的形態と、前記エンボス体の軸線方向への移動とにより、前記プレフォーム丸頂部に、有利には完成したプレフォームの形状を描く中空室が生じること、
を特徴とする装置。
【請求項１２】
前記エンボス体が弾性材料（たとえばシリコン）または硬い材料（たとえば商品名テフロン）および熱伝導材料から製造されていることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記エンボス体が冷却または温度調整されていることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記冷却スリーブが液冷されていることを特徴とする、請求項１１から１３までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１５】
前記エンボス体が軸線方向で弾性支持され、弾性力は個別に決定されることを特徴とする、請求項１１から１４までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１６】
前記エンボス体が半径方向において浮動支持されていることを特徴とする、請求項１１から１５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
各エンボスマンドレルが、予め選定可能なストローク長さおよび動力を備えた個別のアキシアルドライブを有していることを特徴とする、請求項１１から１６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１８】
前記冷却スリーブが底部領域において、および／または、前記エンボス体が、前記プレフォーム丸頂部の表面を粗くすることによりまたはリブを設けることにより表面積を拡大させていることを特徴とする、請求項１１から１７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１９】
前記冷却スリーブが底部領域において、および／または、前記エンボス体が、特殊な形状底部のブロー成形を支援する幾何学的形態を有していることを特徴とする、請求項１１から１８までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項２０】
前記エンボスマンドレル（１８）が少なくとも１つの脱気孔（２５）を有していることを特徴とする、請求項１１から１９までのいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後のブロープロセスにとって有利な底部形状を成形するためのプレフォームの製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレフォームは少なくとも１つの熱可塑性材料から射出成形される素材であり、ブロー成形機でストレッチブローされるプラスチック容器を製造するために使用される。
【０００３】
本明細書で説明するプレフォームの通常の製造においては、プラスチック材が塑性化され、次に高圧で１つまたは複数のキャビティを有する金型へ圧入される。
【０００４】
図１に示すプレフォームは、幾何学的形態において、実質的に、首・軸領域と、底部丸頂部とから成り、金型内にコアを使用することによって内側は中空である。首領域は、たとえばねじ付きキャップを用いて再度閉鎖可能に構成されるように成形されている。しかしながら、ブロープロセス中に首領域は更なる変化を蒙らない。これに対し軸領域と底部丸頂部とは、加温状態でブロー処理された中空体を形成し、これによってプラスチックが延伸され、その際にかなり凝固する。それ故、成形すべきプレフォーム領域の幾何学的形態は、コアの幾何学的形態とともに、後に発生するボトル品質にとって重要である。
【０００５】
通常、金型は生産システムにおいて最も高い投資対象であるので、それを効率的に作動させることが重要である。従って、金型を次の生産サイクルのために時間のロスなく準備できるように、プレフォーム（その外被は集中冷却される構造用鋼とダイレクトに接触し、従ってそこで急速に硬化する）は、損傷しないように且つ機械的に変形しないように脱型される。
【０００６】
通常の高速生産サイクルでは、プレフォーム壁の内部にかなりの余熱が残り、再加熱を生じさせ、これによってプレフォームが再び軟化して結晶化することがあり、使用不能になる。
【０００７】
それ故、プレフォームを脱型後にさらに集中的により簡単な型部品内で、いわゆる冷却スリーブ内で複数の生産サイクルの間冷却することが不可欠である。
【０００８】
図１に図示したようなプレフォームは今日の技術水準に対応しており、すなわち特に底部丸頂部の領域と軸部の領域におけるプレフォームの壁厚が同じような壁厚を有していることが不可避であるような技術水準に対応している。スプルー領域での薄い壁厚によって材料が早期に凝結すると、冷却段階で、首領域をも含めたプレフォーム全体に作用する溶融物の再圧縮により収縮することが避けられず、結果的に、プレフォームの臨海領域に収縮しわが生じて望ましいものではない。
【０００９】
それ故、図２に図示したようなプレフォーム幾何学的形態（その利点については後述する）は公知の射出成形法で製造することはできない。というのは、プレフォーム丸頂部の領域での壁厚は、よってスプルー付近での壁厚はプレフォーム軸部の他の延在部よりも著しく薄く、従ってこの薄い領域が、特に首領域において早期に凝結することにより、収縮しわを回避できないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の中心的課題は、後のストレッチブローにとって有利な、極めて好ましい底部輪郭を備えたプレフォームを生成できる、方法および装置を記載することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための構成を備えた方法および装置は、それぞれ請求項１および請求項１１に記載されている。
【００１２】
プレフォーム底部輪郭を成形することにより、この領域でのその表面を拡大させることができる。この点ですでに利点がある。というのは、次のブロー成形機の赤外線加熱がこの拡大された表面を介してより効率的に熱エネルギーを装入することができ、ブロープロセス中のブロー成形機の延伸棒が完成したボトルの壁厚に好影響を与えることができるからである。
【００１３】
この最適化された底部形状の利点は、たとえば国際公開第２００８／０４１１８６Ａ２号パンフレットに記載されており、専門分野では「カぺロデザイン」として知られている。そこに記載されている底部輪郭はすでに射出成形工程の間に形成されるので、底部輪郭を任意に構成できるが、前述した物理学的特性のために、壁厚に対して影響与えることができない。
【００１４】
しかし、プレフォーム丸頂部の壁厚が著しく薄ければ、後にボトル底部をブロー成形するうえで本来の利点がある。その実施態様は国際公開第２０１０／１４９５２２Ａ１号パンフレットにも記載されている。射出成形によって得られる壁厚よりも著しく薄い壁厚は、プレフォームの丸頂部領域で有利であることが明らかになった。ここでは、スタンダードプロセスで製造されるプレフォームは、次の冷却スリーブ内で圧縮空気による圧力のもとに曝される。その際冷却スリーブは、底部領域がさらに膨張して、拡大された底部輪郭がこの変形を終了させるように構成されている。これによって所望の表面積拡大が得られるとともに、壁厚は減少する。この方法は結果的にはカぺロデザインよりも明らかに優れているが、膨張行程をコントロールすることがほとんどできない。従って温度不均一になり、スプルーが中心からずれてしまう。さらに、丸頂部領域での壁厚の正確な推移を予想することができず、プレフォーム丸頂部の熱的環境は偶然的なものになる。
【００１５】
本発明の物理学的根拠は、金型から取り出されたプレフォームが、冷却をさらに継続させることなく基本的には再軟化する点にあり、すなわち特定の温度レベルへ均一化され、これによって再び変形が容易になる点にある。技術水準の場合には、すでに述べたようにプレフォーム軸部とプレフォーム丸頂部とが冷却スリーブ内での接触冷却によって冷却されるのに対し、本発明では、冷却スリーブの輪郭を改良することによってプレフォーム丸頂部に対し冷却接触は行われず、これによってプレフォームはほぼ９０−１３０℃へ再熱され、これによって再び変形可能になる。このとき、当然のことながら、スプルー点は最も熱い状態にある。なぜなら、ここには、保持圧力プロセスの間に最後の熱い溶融物が供給されるからである。その後、丸頂部の更なる推移で温度が徐々に降下し、これによって材料は対応的に高粘性になる。
【００１６】
プレフォームを再加熱で基本的には集中的に冷却することで、一般的に可能な限り凝固したプレフォームを得るという技術水準とは異なり、本発明の基本思想は、プレフォーム底部に対しダイレクトに接触しないように変更された冷却スリーブの底部幾何学的形態により、プレフォーム底部の集中的冷却をおこなう必要がなく、従ってこの領域の再熱が可能になる。プレフォーム底部は、数秒のコンディショニング時間の後、通常どおりにスプルー点からプレフォーム軸部へ徐々に降下する温度推移を有し、このような温度推移は次の所定の機械的変形にとって最適である。底部丸頂部におけるこの温度推移は、最も熱い地点が最も容易に変形可能であるうえで重要である。他方、このことは丸頂部の更なる推移において徐々に減少する。その結果、特殊に成形したエンボス体を用いる次の機械的成形の際にスプルー領域が最も薄くなり、他方丸頂部の壁厚は更なる推移において軸部側ほど厚くなり、最終的には丸頂部の壁厚は直接軸部に伝達される。この場合、ボトルのブロープロセスで不具合な跳躍的な壁厚変化は回避される。
【００１７】
固形材料（たとえば商品名テフロン）から製造されるエンボス体は次のように構成されており、すなわち好ましくは変形工程の際にまずスプルー点と接触し、更なる軸線方向への移動過程においてはじめて丸頂部全体と次第に接触し、常にスプルーを起点としてエンボス加工で変形するように構成されている。なおエンボス加工とは、プレフォーム丸頂部の塑性材料が引張り、プレス、押し出しにより変形される加工であり、たとえば冷却スリーブおよびエンボス体が正確に設定するような変形加工である。プレフォームの内径およびプレフォーム丸頂部の温度に依存して、軸線方向のエンボスパワーは５ないし１０Ｎが有利であるが、これよりもかなり大きくてもよい。ここでは、たとえば球状のプレフォーム丸頂部輪郭に対しては楕円形のエンボス体が理想的である。しかし、たとえばシリコンから製造することのできる塑性変形可能なエンボス体を使用することも考えられる。このようなエンボス体により、エンボス工程を直接スプルーからスタートするのではなく、丸頂部内部の任意の個所からスタートさせることが可能になる。エンボスマンドレルの塑性変形能により、スプルー領域は後で初めて変形させることができる。
【００１８】
この装置は、たとえばプレフォーム丸頂部での漸次的温度推移が不具合な場合に有利である。というのは、エンボス加工後のスプルー領域の壁厚は薄すぎ、たとえば炭酸を含んで飲料水の場合のように、後でボトルに圧力をかける際に悪影響することがあるからであり、このような温度推移は阻止する必要がある。この場合には、プレフォームの底部輪郭が内側でエンボス体を正確に描写し、外側で冷却スリーブの底部幾何学的形態を正確に描写するのが有利である。エンボスプロセスに従って変形されるプレフォーム丸頂部（このとき同様に冷却スリーブ底部と集中冷却接触している）は、この時点で、拡大された非表面とより薄い壁厚とにより非常に迅速に冷却することができ、その結果結晶化の心配はない。
【００１９】
プレフォーム丸頂部内でのエンボス工程を壁厚の推移に関して制御する更なる可能性は、エンボス体をアクティブに温度調整すること、または、冷却することである。エンボス体を温度調整すると、プレフォーム底部に対する接触面をより薄くエンボス加工することができ、他方個の接触面は、エンボスマンドレルを冷却する際には逆により厚くなる。
【００２０】
これは、プレフォーム軸部の領域で最初から集中的に冷却を行うことにより、プレフォーム丸頂部の機械的エンボス工程によって十分阻止される。というのは、プラスチック材の冷却される外被が、この変形力に抵抗するうえで十分硬いからである。この特性は、プレフォームの変形工程全体を再現可能にさせる。他のケースでは、プレフォームが軸線方向において膨張し、プレフォーム丸頂部での変形作業を持続的に阻害する。
【００２１】
エンボス加工中の軸部に生じる他の可能な問題は、軸部を金型から支障なく脱型するために軸部が数分の非常に小さな角度を有し、この小さな角度を、確実な冷却のために冷却スリーブも有していることである。この小さな角度のために、エンボス工程の軸線方向の力とすでに硬化している該プレフォーム軸部とにより楔状にプレフォーム軸部が固着して、再び脱型するのが困難になる。加えて、冷却スリーブ内でのプレフォームの軸線方向位置はほとんど再現不能である。それ故、冷却スリーブ内でのエンボス加工前のプレフォームのもともとの丸頂部延在態様が小さな範囲に対して写像され、その結果プレフォームのために、十分の数ミリメートルのアンダーカットを備えた小さな支持面が生じる。このようにしてプレフォームは確実に位置決めされ、スラスト力のもとでくさび状に固着することがない。
【００２２】
上述の成形された底部を備えたプレフォームは、次のストレッチブロープロセスに対して大きな利点をもたらす。後にブロー成形機の加熱装置に対し大きな距離を持つスプルー点は、従来加熱することが困難であり、或いは、比較的接近している領域が熱くなりすぎるという欠点があった。これは、放射加熱器のパワーが距離とともに二次関数で減少するからである。その結果、底部領域の材料が、特にスプルーでの材料が満足に延伸されず、これによって、大部分がストレッチブローされたプラスチックボトルは、底部領域に材料が不必要に凝集し、底部を脆弱化させる。
【００２３】
本発明によれば、スプルー点でのプレフォーム壁厚を著しく薄くすることにより（スプルー点でのプレフォーム壁厚は、その後のプレフォーム軸部への丸頂部延在態様においては肉厚であり、そこで連続的に接続している）、この壁厚と加熱装置までの距離とはパーフェクトな関係にある。プレフォーム丸頂部の加熱状況は最適である。このように再熱されるプレフォームの場合、ブロープロセス中の過剰なプラスチック材はすべて底部領域から引き出すことができ、従って最終的には節約することができる。さらに、本発明に従ってより高い延伸率が可能であるので、底部領域を補助的に凝結させることができ、これによりボトル底部の品質は著しく向上する。
【００２４】
更なる可能性は、ボトルの完成した底部形状に類似した形状にプレフォーム底部をエンボス加工する点にある。ボトルはたとえば楕円形の場合があり、或いは、底部が足部を有している場合があり、これによってストレッチブローの際に底部領域での均一な材料分布が困難になる。プレフォーム底部を予め成形することにより、後に好適な材料分布を得ることができる。この成形はエンボスマンドレルで行うことができ、または、冷却スリーブ内で行うことができる。もちろん両方の個所で同時にまたは連続的に行うこともできる。他の成形によれば、プレフォーム丸頂部の表面を波形、線、または粗くすることによって拡大させる。これはブロー成形機のＩＲ加熱のエネルギー伝達を同様に支援する。
【００２５】
エンボス加工方法は、金型内での射出成形時間がエンボス工程よりも長く継続するので、基本的には生産サイクル時間に影響しない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
次に、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【図１】技術水準に従って通常のごとく製造された、丸頂部を備えるプレフォームの横断面図である。
【図２】射出性工程後のエンボス工程で再冷却ステーションにおいて成形され、スプルー点に対する壁厚の推移を任意に変化させることができる底部幾何学的形態を備えた、プレフォームの横断面図である。
【図３ａ】金型を開いて射出成形工程を終了している間の図であり、プレフォームを取り出すための取り出しアームが送入され、可能なオプションとしてエンボスユニットが可動閉止板と結合されている図である。
【図３ｂ】開いた金型から取り出しアームを走出させ、同時にプレフォーム口部をエンボスユニットに対し位置決めする際の図である。
【図３ｃ】金型の閉鎖工程の図であり、可動閉止板に結合されているエンボスユニットが一緒に移動せしめられ、これによってエンボス工程が容易になって、個別に移動可能な加圧ユニットによって任意に実施することができることを示した図である。
【図４ａ】単一のエンボス装置の断面図であり、エンボス装置が、個別の底部輪郭を備えた冷却スリーブと、エンボス工程前のプレフォームと、浮動支持され、幾何学的形態の点で冷却スリーブの底部輪郭と固定されたエンボス体とから成り、エンボスマンドレルがエンボス工程のために個別にオプションで軸線方向に駆動されることを示した断面図である。
【図４ｂ】エンボス工程を導入した図４ａと同様の図である。
【図４ｃ】エンボス工程を実施している間の図４ａと同様の図である。
【図５】エンボス装置の断面図であり、エンボス装置が、中空室を拡大した冷却スリーブと、底部領域で最適化された幾何学的形態を有するエンボスマンドレルとから成っていることを示す断面図である。
【図６ａ】幾何学的形態を予め特定したエンボス体と冷却スリーブとによるプレフォーム丸頂部のエンボス工程を示す図である。
【図６ｂ】幾何学的形態を予め特定したエンボス体と冷却スリーブとによるプレフォーム丸頂部のエンボス工程を示す図である。
【図６ｃ】幾何学的形態を予め特定したエンボス体と冷却スリーブとによるプレフォーム丸頂部のエンボス工程を示す図である。
【図６ｄ】冷却スリーブと協働してスプルー領域で材料凝結を可能にする、幾何学的形態を予め特定したエンボス体を示す図である。
【図６ｅ】形状的に可撓性のある材料と協働して、エンボス工程中に所望の輪郭を得る、幾何学的形態を予め特定したエンボス体を示す図である。
【図７ａ】表面を拡大するためにリブを有しおよび／または粗くされている冷却スリーブと協働する、幾何学的形態を予め特定したエンボス体を示す図である。
【図７ｂ】幾何学的形態の点でボトル底部の形状（この例では楕円）に整合している冷却スリーブと協働する、幾何学的形態を予め特定したエンボス体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面は、以下でプレフォーム丸頂部のエンボス工程を説明するために用いる。
【００２８】
図１は技術水準に従って製造されたプレフォームを示しており、通常は球状の丸頂部を備えているが、他の幾何学的形態を備えていてよい。この場合、プレフォーム丸頂部１の壁厚は通常プレフォーム軸部３の壁厚のほぼ８０％である。ブロー工程にとって最適な図２のプレフォームはスプルー４で壁厚が薄くなっているが、このようなプレフォームは溶融物が凝結する恐れがあるために射出成型で実現できない。というのは、冷却工程中にプレフォームの収縮に反作用する保持圧力を重要な厚壁領域に作用させることができないからである。
【００２９】
それにもかかわらず、従来の射出成型技術を用いて、図２に図示したプレフォームのようなプレフォームを生産できるようにするため、プレフォームをまず通常のように金型８で作製し、最初に冷却して図３ａに示したように金型を開いた後に通常のごとく取り出しアーム６を用いて取り出す。取り出しアーム６は多数の冷却スリーブ７を有しており、これらの冷却スリーブ７内に図１のプレフォームをほとんど首領域まで挿入する。
【００３０】
金型８を備えた射出成型機も取り出しアーム６も従来より技術水準から知られている。
【００３１】
図３ａには、このような取り出しアーム６のうち３つの冷却スリーブ７が図示されている。最初に作製した図１のプレフォームは、底部領域に比較的厚い壁厚４を備えた従来の形状を有し、その本体外側領域がほぼ完全にダイレクトに接触して水冷の冷却スリーブ７内に受容されている。液体またはガスで行うこの冷却は技術水準から多くの実施態様が知られているので、これ以上詳細に説明しない。
【００３２】
図４ａに図示したプレフォーム位置決めは、冷却スリーブ７が底部領域に拡大形状部２０を有していることを示しており、これによってプレフォーム底部２１でのダイレクトな冷却接触が阻止される。これによって、取り出しアーム６によるプレフォーム取り出し直後にプレフォーム軸部３が集中的に冷却され、他方プレフォーム丸頂部４は、冷却されないために均一に再熱することができ、これによって再び軟化する。冷却スリーブ７の数量は、プレフォームの冷却を集中的に行うために、金型内のキャビティの数量の何倍でもよい。これにより、冷却段階でのプレフォームの滞留時間を複数の射出成型サイクルにわたって持続させることができる。
【００３３】
金型８をできるだけ迅速に次の射出サイクルのために提供するため、図３ｂによれば、取り出しアーム６は金型領域から走行してくる。その際取り出しアーム６は、最後に製造した数量のプレフォーム１のプレフォーム口部を、エンボスプレート９に取り付けられている同数のエンボスマンドレル１８と軸線方向に整列させるようなポジションを占める。エンボスプレート９は、簡単のために、可動閉止板１５に直接取り付けられている。しかし、エンボスプレートは自主的に可動なユニットであってもよい。エンボスプレート９を可動閉止板１５と直接結合することにより、図３ｃによれば、金型８の閉鎖工程の間にエンボスマンドレル１８はプレフォーム口部に挿入される。エンボスマンドレルの構成は図４ａ−図４ｃに図示されている。
【００３４】
エンボスマンドレル１８は、実質的に、オプションの個々のアキシアルドライブ１４と、ピストン棒１０と、圧縮ばね１１により軸線方向に置いピストン棒のほうへ付勢されているピストン棒延長部２２と、半径方向に浮動支持（１３）されているエンボス体１２とから成っている。エンボスマンドレル１８の前端にあるエンボス体１２は、選択的に弾性材料か硬い材料で実施され、オプションで温度調整または水冷されていてよい。
【００３５】
本来のエンボスストロークのための動力と時点とは、エンボスプレート９の本来の総括的な駆動部と圧縮ばね１１の構成とによって特定することができる。しかしながら、エンボスプレート９が可動閉止板とダイレクトに結合されていれば、エンボス時点を時間的に遅らせるときにだけ、個々のアキシアルドライブ１４を使用すればよい。すべての個々のアキシアルドライブ１４が同じ力をエンボス工程に導入するならば、圧縮ばね１１は設けずに済む。
【００３６】
図１のプレフォームは、冷却スリーブ７の内側輪郭によって次のように支持されており、すなわち拡大底部形状部２０にもかかわらず、プレフォームが再現可能に位置決めされ、軸線方向に位置固定されるように支持されている。これを達成するため、冷却スリーブ７の底部形状部２０は、プレフォーム丸頂部４がアンダーカットを形成している球体形状部１９の小さな円環面上に確実に直立するように構成されている。この面は、エンボス工程中にプレフォーム軸部３が軸線方向の力によって冷却スリーブ７内でくさび状に固着しないように構成されている。
【００３７】
エンボス工程自体は図５および図６ａ−６ｃに図示する。プレフォーム丸頂部４での再現可能なヒートプロファイル（スプルー点２４で温度は最高であるが、プレフォーム軸部のほうへ漸次減少している）により、エンボス体１２を最初にそこ（２４）に当てることが重要である。しかし、直接スプルー点２４において非晶質ＰＥＴから成る材料の集積部を留まらせるようにしてもよい。これは、たとえば、先端に丸頂部を有しているのではなく、図６ｄに図示したような円環状係合部位を有するエンボス体１６によって保証することができる。このエンボス体は、エンボス工程を直接スプルー点２４で開始するのではなく、スプルー点の周囲で円環状に開始する。これにより、円環部内部に非晶質材料が集積することができ、エンボス工程時に押されてスプルー部から離間しないよう保証されている。完全で再現可能な成形を確保するため、封じ込められた空気を、そのために設けられた脱気孔２５を介して逃がすことができる。さらに、形状の点で可撓性のあるエンボス体（図６ｅ）を使用することも可能であり、このエンボス体は直接スプルー点２４に当てる必要はない。エンボス体は、エンボス工程が終了することによって初めて、その変形能によってスプルー領域２４でその最適な形状を得る。これによってそこではより多くの材料が残ることができるので合目的である。
【００３８】
図６ｆによるエンボスユニットの他の実施形態は、エンボス体１２内に、または、特に冷却スリーブ７の底部に、表面積をさらに増大させるために用いられる種々の溝またはリブを含んでいる。表面を粗くすれば、この処置はさらに効果的になる。特別な実施形態は、たとえば楕円形のボトル底部または足を備えたボトル底部の製造を支援するような特別な幾何学的形態であってよい。
【００３９】
前述した、プレフォーム軸部３におけるプレフォーム丸頂部４の漸次的な温度推移により、エンボス工程中に材料がプレフォーム軸部３の方向へ次第に撓みにくくなり、これによってそこでの壁厚も同様に漸次薄くなっていく。この作用は、ボール状の底部輪郭部２３によってさらに支援される。というのは、そこでは塑性材料がエンボス工程中にプレフォーム軸部３からスプルー点２４へ、集中的に冷却される表面を介して転動し、これによって壁厚が漸次薄くなっていくという作用が支援されるからである。この作用はのちのブロープロセスにとって望ましい。というのは、ブロー成形機内でのプレフォーム軸部の領域は、プレフォームが回転しているときに常に加熱部に対し最大間隔を有しているスプルー点よりも加熱装置により密に位置しているからである。
【００４０】
プレフォーム軸部３自体はエンボス工程中に撓むことができない。というのは、その外被が冷却されることで、投入されたエンボスパワーのもとでの変形が不可能だからである。機械的エンボス加工によって最適化されたプレフォーム丸頂部５は、この時点でより薄くなっている壁厚と拡大された表面積とにより、特に事前に加熱された領域で、スプルー点２４で、集中的に冷却され、これによりプラスチックの結晶化が回避される。
【００４１】
エンボス工程が終了すると、エンボスマンドレル１８は、プロセスに依存して有意義な時点であればいつでも再び元の位置に戻すことができる。この時点で薄壁の底部でもって最適化されたプレフォーム２は、多重使用可能な冷却スリーブの数量に応じて、更なる生産サイクルのために適当に冷却スリーブ７内に残すことができ、これらのプレフォームは許容温度へ冷却されて、その後に搬出することができる。
【００４２】
有利には、プレフォーム材の塑性変形の際に丸頂部の領域に封じ込められた空気を逃がすため、エンボスマンドレル１８に脱気孔２５を備えさせてよい。
【００４３】
機械的成形によるプレフォーム丸頂部領域での材料の塑性変形によって、ほぼ任意の材料分布を実現させることができる。材料分布を設定する際、射出工程から生じる制限も、ブロー工程から生じる制限も考慮する必要ない。従って材料分布は、双軸材料配向を実施するための次のブロー工程の境界条件に応じて完全に自由に行うことができる。特に、プレフォーム丸頂部の領域でパリソンを最適に加熱するための境界条件を、プレフォームをブロー成形された容器に変形する際のブロー工程の実施から生じる境界条件としても考慮することができる。
【００４４】
本発明に従ってプレフォーム丸頂部の領域で機械的成形を行うことにより、成形工程を、圧縮空気を供給せずに、有利には通常の周囲圧で実施することが可能になる。材料を双軸配向するための次のブロー工程の補助手段も使用されないので有利である。従って、たとえばブロー工程のために使用される延伸棒またはブロー工程のために使用される圧縮空気供給部の構成および制御に対する高度な要求は存在しない。
【００４５】
このように、本発明によれば、プレフォームの領域での成形も、次のブロー工程のためのすべてのパラメータも互いに完全に独立に且つその都度の使用目的に応じて最適に選択することが可能である。
【００４６】
１実施形態によれば、エンボス工程を実施する前に、１秒ないし２０秒の時間の間待機することが考えられる。この時間内でたとえはパリソンを冷却スリーブ内に放置しておくことができる。この待機時間の間にパリソンの底部領域での温度補正が行なわれる。この補正は内側から外側へも、スプルーの方向へも行われる。
【符号の説明】
【００４７】
１          技術水準によるプレフォーム
２          薄壁を最適化させたプレフォーム
３          プレフォーム軸部
４          技術水準によるプレフォーム丸頂部
５          エンボス処理によって最適化されプレフォーム丸頂部
６          取り出しアーム
７          冷却スリーブ
８          金型
９          エンボスプレート
１０        ピストン棒
１１        圧縮ばね
１２        エンボス体
１３        エンボス体の半径方向浮動支持部
１４        エンボスユニットの個々のアキシアルドライブ
１５        可動閉止板
１６        エンボス体に設けた中空部
１７        水冷部
１８        エンボスマンドレル
１９        球体形状の支持円環部を備えた底部輪郭部
２０        冷却スリーブ拡大形状部
２１        冷却接触のない底面
２２        ピストン棒延長部
２３        ボール状の底部輪郭部
２４        スプルー点
２５        脱気孔
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【国際調査報告】
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