JPS6113968B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ブロー成形によつて熱可塑性プラスチツクから
中空体を製造するために一般に２工程にわたる方
法が採用されており、この方法によれば１つの押
出又はパリソン形成ステーシヨンにおいて押出機
のブローヘツドのノズルから大抵は連続的に１つ
の熱可塑性のチユーブ体が押し出され、このチユ
ーブ体の１区分が１つの割型式の開かれたブロー
金型内へ装入される。この場合ブロー金型のキヤ
ビテイはブロー金型の閉鎖状態で製造すべき中空
体の形状を規定する型窩をなす。次いで、ブロー
金型は１つのパリソンをなすチユーブ体区分を内
部に閉ざし、かつこの閉鎖時チユーブ体区分の一
端を圧縮する。この段階で１つの吹込装置の下に
位置するブロー金型内に支承されたパリソンの内
部へ押出ステーシヨンの隣りに位置する１つのブ
ローステーシヨンにおいて１つの吹込マンドレル
が押し込まれる。この吹込マンドレルを通して空
気又は別の媒体がパリソン内部へ供給され、パリ
ソンは膨張し、金型の型窩全面に接触し、ひいて
は中空体として成形されるに至るまで延伸され
る。

押出ステーシヨンからブローステーシヨンへの
パリソンの引渡しは例えばこれら両ステーシヨン
間を往復移動するブロー金型を使つて行なわれる
が、また、押出機から切断されたパリソンを不動
のブロー金型へ装入する１つの移動式のつかみ部
材を使つて行なうこともできる。吹込マンドレル
を介して所期の中空体の形にパリソンをふくらま
すのは単なる一例であつて、例えばパリソンの横
から刺し込む１つの吹込ニードルを使う場合もあ
る。

以上述べた方法の実施例はドイツ連邦共和国特
許出願公告第1479449号明細書に示されている。

このような、いわば単純な、或いは普通のブロ
ー成形法から発展したのがいわゆる二軸延伸であ
る。前述の成形法の場合と同様にこの二軸延伸に
おいても第１の方法工程として押出ステーシヨン
又はパリソン形成ステーシヨンにおいて形成され
た１つの熱可塑性のパリソンが押出ステーシヨン
とブローステーシヨンとの間で往復移動するか又
はブローステーシヨンで待機している１つの金型
内へ装入される。ただしこの金型の型窩は最終的
な中空体の形状に合致してはいなくて、たんに近
似しているにとどまり、具体的にはパリソンより
は大きいが最終的な中空体よりは小さい寸法を有
している。この金型は従つて「予備ブロー金型」
といわれる。次の方法工程ではこの予備ブロー金
型内で予備ブローステーシヨンにおいてチユーブ
状のパリソンが１つの吹込マンドレルを介して前
成形体の形にふくらまされる。予備ブロー金型が
再び開放され次第次の方法工程で前成形体が１つ
の仕上げ金型内へ装入される。この装入は例えば
次のようにして行なわれる。即ち、仕上げ金型を
予備ブロー位置へ移動させ、予備吹込マンドレル
が戻され次第仕上げブローステーシヨンへ戻すの
である。また、１つの不動の仕上げ金型を使つて
もよく、この場合この仕上げ金型へは移動式の吹
込マンドレルに懸垂された前成形体が装入され
る。仕上げブローステーシヨンでは１つの特別な
仕上げ吹込マンドレルか又は前成形体の吹込みを
既に行なつた吹込マンドレルによつて前成形体が
仕上げ金型内でふくらまされる。この仕上げ金型
の型窩は最終的な中空体の大きさ並びに形状に合
致している。

このような方法によつて得られる利点は特に次
の点にある。即ち、前成形体が予備ブローステー
シヨンから仕上げブローステーシヨンへの途中に
おいて冷却され、従つて、仕上げ吹込みの際に生
ずる延伸に伴つて軸線方向並びに半径方向での分
子配向が生じ、かつ温度が低いためこの分子配向
の固定が生ずるという点にある。このような結果
として、完成された中空体の物理特性が改良さ
れ、同じ壁厚でも一層強固な中空体を得ることが
でき、或いは同じ強度の中空体でも壁厚を小さく
することができることになる。

以上の、いわゆる二軸延伸法の実施態様につい
ては例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第
2161066号明細書に詳述されている。

ところで、実際には、分子配向およびその固定
にとつて有利な温度、即ち最終製品の形にふくら
ます時に前成形体にあたえるべき温度に調整する
ことが極めて困難であること、このような温度調
整のためには一般に仕上げ金型への前成形体の送
り区間が十分でないことが判つている。こうした
難点を除くために中間温度調整もしくは中間状態
調節を伴う二軸延伸法が開発されるに至つた。こ
の二軸延伸法においては、普通の二軸延伸の場合
と同様に最初は押出ステーシヨンもしくはパリソ
ン形成ステーシヨンで形成された１つのパリソン
が１つの予備ブロー金型内に閉じ込められ、予備
ブローステーシヨンで前成形体の形にふくらまさ
れる。しかし次の工程ではこの前成形体がそのま
ま仕上げ金型へ引き渡されずに、１つの温度調整
もしくは状態調節ステーシヨンへ引き渡される。
この温度調整もしくは状態調節ステーシヨンは例
えば１つの室として構成することができ、この室
を通して空気を供給し、この空気によつて前成形
体の温度を多軸延伸にとつて最も有利な温度にす
る。またこのような室によれば前成形体の滞留時
間によつて前成形体壁部の横断面全域にわたる熱
平衡をはかることもできる。このような１つの室
に代りに、前成形体を包囲する１つの冷却金型又
は１つのいわゆる空気シヤワーを使うこともで
き、或いは前成形体を状態調節ステーシヨンにお
いて外からの影響をしや断して一定時間懸垂させ
ておくだけでもよい。このような形式の二軸延伸
法については例えばドイツ連邦共和国特許出願公
開第2343125号明細書に詳述されている。

このような二軸延伸法の別の例によれば、前成
形体ではなくて、大抵は押出しではなく射出によ
つて形成されたパリソンが冷却されて、最終製品
の形に膨張並びにふくらましを受ける直前に相応
の温度に加熱される。ドイツ連邦共和国特許出願
公告第1604684号明細書にこの方法が述べられて
いる。この方法の場合はしかし本来の意味での二
軸延伸、即ち最初押し出したチユーブ状のパリソ
ンから大きさ並びに形状の点でほぼ最終製品に近
い前成形体を成形し、次いでこの前成形体を別の
金型内で最終製品の形にふくらます三工程の方法
ではない。

前述したドイツ連邦共和国特許出願公開第
2343125号明細書に記載されているいわゆる中間
温度調整においてはとりわけ次のことが欠点とな
る。即ち工程時間が長くなるということである。
というのは、前成形体が中間温度調整用の室又は
金型の内部で滞留している間は、予備ブロー金型
内でふくらまされた前成形体を中間温度調整ステ
ーシヨンへ引き渡すことができず、或いは仕上げ
金型を最終製品の成形およびその取出しの後空の
ままにしておくからである。さらにこの中間温度
調整の場合、調整すべき温度に正確に合わせて行
なう冷却およびそれに続く加熱という処理を、有
利な延伸温度のために利用することができない。

以上述べたような認識の上に立つて本発明は次
のことを目的とする。即ち、中間温度調整を施す
二軸延伸法であつて、迅速な工程進行、ひいては
高い生産能力が保証され、かつチユーブ状のパリ
ソンから予備ブロー金型内で前成形体の形にふく
らませて別の仕上げ金型内でこの前成形体を最終
製品の形に成形する方式において場合によつては
冷却並びに再加熱によつて二軸延伸にとつて最良
の温度を達成することも可能になる方法を提供す
ることである。

この目的を本発明は温度調整工程を多段のもの
とすることによつて達成した。「パリソン形成・
予備ブロー・温度調整・仕上げブロー」という工
程順序の場合、工程進行時間、ひいては時間単位
内に製造される最終製品の数がそのつど最も長く
続く作業工程によつてきまることになる。この作
業工程は製造すべき中空体の大きさ、ひいてはプ
ラスチツク物質の量に関連して大抵は温度調整工
程なのであり、少なくとも、予備ブロー後に前成
形体の壁部全域にわたつて仕上げブローのための
正しい温度にすることが困難である点を特に考慮
するならば温度調整工程であるはずである。この
点本発明の方法の場合温度調整工程が例えば２
つ、３つ又は４つの、要するに多くの区分に分割
されていることによつて個々の工程時間の一様化
が得られひいては工程時間の短縮が達成されて生
産能力の増進をもたらす。

さらに、材料次第で種々異なる場合それぞれに
とつて有利と認められる形に一次冷却並びに二次
加熱によつて行なう温度調整を、生産高低下を伴
うことなしに、予備ブローによつて既にふくらま
された前成形体を温度調整するのにも利用するこ
とができる。

さらに、温度調整工程を多くの区分に分割した
ことによつて微細に熱の段階付けを行なうことが
でき、中空体の壁部横断面の全域にわたる良好な
温度平衡もしくは例えば前成形体の全長にわたつ
て個所によつて異なる温度調整をはかることがで
きる。

次に図面に示した実施例について本発明を説明
する： 図中符号は押出ステーシヨン又はパリソン形
成ステーシヨン、符号は予備ブローステーシヨ
ン、符号は第１の温度調整ステーシヨン、符号
は第２の温度調整ステーシヨン、符号は仕上
げブローステーシヨン、符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは相
前後する４つの工程を示している。

工程Ａでは、予備ブローステーシヨンにおい
てあらかじめ押出ステーシヨンにおいて形成さ
れて予備ブロー金型１に収容されたパリソンが吹
込装置３の吹込マンドレル２を介して前成形体４
の形にふくらまされる。

次の工程Ｂでは工程Ａにおいて予備ブローステ
ーシヨン内でふくらまされた前成形体４が例え
ば吹込マンドレル２に懸垂された状態で第１の温
度調整ステーシヨンへ到達する。ここにおいて
前成形体４は例えば１つの冷却金型６によつて受
け取られる。この冷却金型６は多数の冷却通路７
を介して前成形体を冷却する。図示の実施例の場
合要するに１つの冷却ステーシヨンをなすこの第
１の温度調整ステーシヨンにおいては、従つ
て、冷却金型６内で前成形体４が成形加工もしく
は変形加工を受けることはない。そのため冷却金
型自体も、ブロー圧力や大きな型締め力を受ける
必要がないので予備ブロー金型１よりも耐久力の
小さな例えばアルミニウムのような材料から製作
できる（別のハツチング参照）。

工程Ｃでは、第１の温度調整ステーシヨン内
で冷却を受けた前成形体４が第２の温度調整ステ
ーシヨンへ到達する。この第２の温度調整ステ
ーシヨンは図示の例の場合状態調節室８をなし
ていて、この状態調節室８を通して空気が吹き込
まれる。この場合加熱空気を供給することがで
き、この加熱空気によつて前成形体４に所望の分
子配向並びにその固定を考慮して仕上げブローに
とつて最良である温度をあたえ、かつ前成形体４
の壁部横断面全域にわたつて１つの、又は少なく
とも広範囲の温度平衡をも行なう。予備ブロー金
型１はその間に押出ステーシヨンへ戻され、か
くして押出機１１の延長部分をなす１つのブロー
ヘツド１２のノズル１０から互いに開いた型部分
１ａ，１ｂの間へ１つの熱可塑性のプラスチツク
チユーブ体１３を押し出すことができる。

第２の温度調整ステーシヨンから前成形体４
は最後の工程Ｄにおいて吹込装置３を介して仕上
げ金型１４内へ移され、この仕上げ金型１４内で
最終製品１５の形に成形され、固定され、次いで
取り出される。その間に十分な長さの１つのチユ
ーブ体がノズル１０から押し出されていて、閉ざ
された予備ブロー金型１によつて保持されてい
る。パリソン１６が切断装置１７を介して後続チ
ユーブ体から切り離され次第、予備ブロー金型は
再び工程Ａに示すように予備ブローステーシヨン
へ位置を占めて新たな作業サイクルが開始され
ることになる。

理解し易くするため図面ではたんに１つの最終
製品１５についてパリソン１６から工程Ａ〜Ｄに
わたる製造過程を示している。もちろん、例えば
２つ以上の吹込装置３を働かせるならば生産能力
を高めることができる。このため、例えば工程Ｃ
において、既に再び予備ブローステーシヨン内
に位置を占めて１つのパリソン１６を装入された
予備ブロー金型内で別の１つの吹込装置によつて
パリソンをふくらませることができる。別の可能
性としては、一方において吹込装置３を例えばた
んに予備ブローステーシヨンと第１の温度調整
ステーシヨンとの間でのみ往復移動させて前成
形体４を吹込み後に予備ブロー金型１から冷却金
型６内へ移し、他方においては例えばつかみ部材
のような１つの搬入機構によつて前成形体を冷却
金型６から状態調節室８内へ移してこの状態調節
室８からはステーシヨン，間を往復移動する
別の１つの吹込装置で取り出すことが考えられ
る。ブロー成形技術において公知であるこのよう
なつかみ部材によれば、パリソンを押出ステーシ
ヨンから予備ブローステーシヨンにおいて停
止していて開放されている予備ブロー金型内へ移
すこともできる。また、本発明の方法は次のよう
に実施することも可能である。即ち、同時に予備
ブローステーシヨンにおいて１つの前成形体の
形にパリソンを予備ブロー型１内でふくらませる
と共に予備冷却し（冷却通路５）、第１の温度調
整ステーシヨンにおいて１つの前成形体を冷却
金型６内でさらに冷却し、第２の温度調整ステー
シヨンにおいては別の１つの前成形体を状態調節
し、仕上げブローステーシヨンにおいて閉ざされ
ている仕上げ金型１４内で１つの前成形体を最終
製品として仕上げ成形するものである。このよう
な場合、引き続く作業過程として仕上げ金型１４
が開かれ、既に成形されていた最終製品１５を放
出して状態調節室８から状態調節を済まされた前
成形体を受け取り、これに対し状態調節室８へは
前もつて冷却された１つの前成形体が装入され、
冷却金型６へは予備ブロー金型１内で前もつてふ
くらまされた１つの前成形体が装入され、かつ予
備ブロー金型１は１つの新たなパリソン１６を受
け入れることになる。本発明の場合重要な点とし
て温度調整工程が分割されていることがあげられ
るが、分割された多くの温度調整区分は既に述べ
たことから判る通り必らずしもそのつど１つの冷
却金型および１つの空気流通式の状態調節室をも
つて作業する必要はない。多くの、例えば２つの
相前後する状態調節室或いは冷却金型を備えてい
てもよく、又は第２の温度調整ステーシヨンを簡
単に１つの滞留ステーシヨンとして構成して前成
形体を外部から影響を及ぼすことなく所定時間収
容したままにしてもよい。

十分な温度調整にとつては予備ブロー金型内に
用意された前成形体を比較的強く冷却することが
必要となり、従つてこのため本発明によれば前成
形体を既にそのブロー成形の瞬間に或る程度「急
激に」冷却する。この場合の冷却とはそのつど加
工処理を施された材料が未だ結晶形成等を生じな
い程度の冷却である。このことは次のようにして
行なう。即ち、予備ブロー金型を強く冷却するの
である。かくして、膨張するパリソンは、型窩内
壁に接触して前成形体の形を呈した瞬間に急激な
冷却を受けることになる。

本発明の方法によればさらに、温度調整を外部
および内部の両側から行ない、このため１つのマ
ンドレル、例えば吹込マンドレルを通して空気、
それも冷却された空気流を前成形体内部へ導入す
る。この「内側温度調整」は量の点でも温度の点
でも制御し、かつ変化させることができる。この
ような処置によつて冷却時間を短縮することもで
きるし、層形成を防止することもできる。層形成
の危険は、予備ブロー段階と仕上げブロー段階と
の両方の段階又はいずれか一方の段階における中
空体の外面と内面との間の温度差が著しい程大き
くなる。層形成は分子構造の相違、ひいては性質
の相違を生じ、このような性質の相意は最終的な
仕上げに至つても少くとも完全には解消されない
ことになる。程度の差はあれ同時的な外側温度調
整と内側温度調整とによつて温度を壁厚全域にわ
たつて一様に、換言すれば温度曲線の勾配を水平
に近い値にまで小さくするか又はわずかに中高の
曲線にすることができ、これにより層形成は事実
上防止することができる。同様もしくは似たよう
な効果は温度調整中に金型又は前成形体をマンド
レル軸線を中心として回転させることによつても
得られる。

第２図の実施例によれば１つの予備ブロー金型
１８が設けられていて、この予備ブロー金型１８
は予備ブローステーシヨンに位置して開放状態
で押出ステーシヨンからのパリソンを受け取る
か、又は図示の如く押出ステーシヨンの押出機
２０のブローヘツド１９と予備ブローステーシヨ
ンとの間で往復運動し、つまり開放されて空の
状態で矢印方向ａに従つてブローヘツド１９の下
へ移動し、閉鎖されるパリソンを収容した状態で
矢印方向ｂに従つて移動する。

予備ブロー金型１８が予備ブローステーシヨン
に位置を占めた時、第１の吹込装置２１の吹込
マンドレルが予備ブロー金型内に収容されている
円筒状のパリソン内へ入り込んでパリソンを前成
形体の形にふくらます。吹込装置２１は、符号２
３でまとめて示されていて矢印方向ｃで回転式に
間欠的に運動する星形体の１つの腕２２の端部に
配置されており、この星形体の腕２４は図示の位
置では第１の温度調整ステーシヨンにおいて閉
鎖されている１つの冷却金型２５の真上に位置
し、第２の吹込装置２６のマンドレルに前もつて
ふくらまされた前成形体を保持していて、この前
成形体は冷却金型２５内で冷却を受ける。同時
に、星形体２３の腕２７は、第３の吹込装置２８
のマンドレルに懸垂されて冷却された前成形体が
第２の温度調整ステーシヨンにおいて例えば１
つの赤外線放射装置２９内で加熱されることによ
つて状態調節を受けることになるように位置し、
腕３０は、第４の吹込装置３１、即ち状態調節を
受けた前成形体が懸垂されている吹込装置の吹込
マンドレルと共に、仕上げブローステーシヨン
における仕上げ金型３２の上に位置している。

ブロー成形サイクルのこのような分割によつて
工程時間、即ち、星形体２３が１つの作業ステー
シヨン分だけ回転するに至る時間、要するに星形
体の運動とそのつど１つの作業ステーシヨンにお
いて必要となる処理時間とから成る時間を、いか
なるブロー成形法においても最小限必要とする時
間に合わせて、例えば押出機側から切断されたパ
リソンの送りのためか又はパリソンの受取りを含
めて押出ステーシヨンとブローステーシヨンとの
間で生ずる金型の移動のために必要とする時間に
合わせて、設定することができる。従来このよう
な時間間隔内で十分な温度調整もしくは状態調節
を１つの作業ステーシヨンにおいて実施すること
は不可能だつた。

温度調整ステーシヨンの数はもちろん図示の例
のように２つの段階に限定されるわけではなく、
また、もちろん図示の例においても内部温度調整
を例えば冷却された空気でステーシヨン，に
おいて行なつて加熱された空気でステーシヨン
において行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の作業段階を示す概略
図、第２図は本発明を実施する装置の平面図であ
る。 １……予備ブロー金型、２……吹込マンドレ
ル、３……吹込装置、４……前成形体、５……冷
却通路、６……冷却金型、８……状態調節室、１
０……ノズル、１１……押出機、１２……ブロー
ヘツド、１４……仕上げ金型、１５……最終製
品、１６……パリソン、１７……切断装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二軸延伸並びに中間温度調整によるブロー成
   形によつて熱可塑性プラスチツクから中空体を製
   造する方法であつて、１つの押出又は射程工程で
   １つのパリソンを形成してこのパリソンを１つの
   予備ブロー金型内に緊定し、次いで１つの予備ブ
   ロー工程でパリソンよりも大きいが所期の最終製
   品よりは小さい１つの前成形体の形にふくらま
   せ、次いで前成形体を温度調整工程を経て二軸延
   伸にとつて最良の温度状態にし、次いで１つの仕
   上げブロー工程で最終製品の形にふくらませる形
   式のものにおいて、温度調整工程を多段のものと
   することを特徴とする、ブロー成形によつて熱可
   塑性プラスチツクから中空体を製造する方法。 ２ 冷却した前成形体を温度調整工程の後続の複
   数の区分において再び加熱する、特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３ 温度調整工程の第１の１つ又は複数の区分に
   おいて冷却した前成形体に、後続の１つ又は複数
   の区分において、外部からの影響なしに前成形体
   壁部の横断面全域にわたる温度平衡を得るための
   時間をあたえる、特許請求の範囲第２項記載の方
   法。 ４ 温度調整を前成形体の外面と内面とへ同時に
   か又は順次に続けて施す、特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ５ 著しく冷却した予備ブロー金型を用い、この
   予備ブロー金型内で前成形体をその成形の瞬間に
   急激に冷却する、特許請求の範囲第１項から第４
   項までのいずれか１項に記載の方法。