(57)【要約】【課題】  本発明は、延伸ブロー成形されたプラスチック容器のベースを検査することにより、その品質を管理する方法に関し、実行が容易であり、非常に失敗しにくいものを提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】  本発明は、プラスチック容器における引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた領域の表面積などについて、品質特徴を測定することを提案するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸ブロー成形されたプラスチック容器（９）の品質を、前記プラスチック容器のベース（１２）を光学的に検査することによって管理する方法において、
前記プラスチック容器（９）の前記ベース（１２）における特性構造及び／又は材料分布（１８，１９，２０）を照明によって可視化し、前記特性構造及び／又は前記材料分布を１つの又は複数のカメラ、特に空間分解電子カメラによって記録し、品質の特徴を画像処理アルゴリズムによって得ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記特性構造及び／又は前記材料分布が、所定方向の光を用いて内面と外面との間のくさび角を認識することによって、可視化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記特性構造及び／又は前記材料分布が、偏光を用いて材料内の応力を認識することによって可視化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記特性構造及び／又は前記材料分布が、濃く染色されたプラスチック材料による可視光の吸収度を認識することによって可視化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記特性構造及び／又は前記材料分布は、パターンの認識によって可視化され、前記パターンは、照明手段に又は証明手段において適用され、歪んだ態様にて前記プラスチック容器の前記ベースを通して可視化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記照明手段は、前記プラスチック容器の前記ベースを照明し、前記電子カメラは、伝達された光の作用において、口の開口部を通して前記ベースを撮影することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記プラスチック容器（９）の前記ベース（１２）における、引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた全領域（１９）の表面積、又は、引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた選択されたサブ領域（２０）の表面積が測定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記プラスチック容器（９）の前記ベース（１２）における、引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた領域と、引き伸ばされた領域（２０）との間の境界領域でのくさび角の表面積、位置、又は寸法が測定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記プラスチック容器（９）の前記ベース（１２）における、引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた領域と、引き伸ばされた領域（２０）との間における境界領域の形状が測定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
個々の品質特徴又は前記個々の品質特徴の組合せが、事前に定められた限界値と比較され、限界値を越えたならば、対象とされるプラスチック容器は取り除かれることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
測定された品質特徴及び得られた大きさのそれぞれが、延伸ブロー成形機におけるそれぞれの複数の提供された生産ツールに統計的に関連付けられることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
延伸ブロー成形工程におけるパラメータは、測定された１又は複数の品質特徴に応答して制御されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
共通するカメラステーションにおける延伸ブロー成形機の内部での、ほこり、気泡、含有物、孔、結晶領域、射出点の偏心などに関連する、前記プラスチック容器の前記ベースの検査と組み合わせられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸ブロー成形されたプラスチック容器の品質を管理する方法に関し、好ましくは、請求項１のプリアンブルにおいて特定されたタイプの、延伸ブロー成形工程を監視し及び管理するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
品質管理のための方法は、米国特許第６８７２８９５号明細書によって知られている。公知の方法においては、延伸ブロー成形工程が首尾よく且つ正しく実行されたことの指標として、延伸ブロー成形されたプラスチック容器のベースにて状態を計っている。しかしながら、この公知の方法は、プラスチック容器のベースにおける材料の質量又は体積を測定するだけである。このために、ベース全体の又は前記ベースにおける選択された領域の吸収特性が測定され、この測定を基礎として、延伸ブロー成形工程の後に、依然としてベースに存在する材料の質量又は体積に関しての結論が引き出される。しかしながら、吸収の測定において考慮に入れられる特徴は、わずかな曇りなどであって、これらは、プラスチック容器の品質にいかなる影響も有することがないが、これらは、測定を信頼出来なくすると言っても差し支えない。その上、重要な吸収測定値は比較的複雑である。非空間分解センサを用いた領域統合吸収測定には、吸収法則の非線形特性のために、さほど意味がなく、空間分解センサを用いる場合には、そうした測定値は、特に、赤外線領域において極めて複雑になる。
【０００３】
さらに、例えば、独国特許文献第１９９１４０２８号によれば、容器の様々な領域における外側輪郭と、前記輪郭の互いに対する比率とが、伝達光プロセスにおいて測定されるという、延伸ブロー成形されたプラスチック容器の品質測定法が知られている。しかしながら、この方法は、すべての誤差を確実に検出することができない。
【０００４】
さらに、延伸ブロー成形されたプラスチック容器における非常に多様な壁厚の測定方法が知られており、この方法の１つが、例えば独国特許出願公開第１０１１６６６５号明細書によって知られている。しかしながら、壁厚の測定は、容器の品質についてその全体に価値あるものとするためには、プラスチック容器における多くの異なる箇所にて実行する必要がある。この明細書に開示された方法は、壁厚に類似した、密度などの他のパラメータを決定するために使用することができる。従って、この公知方法は、比較的複雑である。
【特許文献１】米国特許第６８７２８９５号明細書
【特許文献２】独国特許文献第１９９１４０２８号
【特許文献３】独国特許出願公開第１０１１６６６５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、延伸ブロー成形されたプラスチック容器の品質を管理するための方法、及び、実行が容易であり、非常に失敗しにくいような、延伸ブロー成形工程を監視し管理するための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１において特定される特徴によって達成される。
【０００７】
本発明は、工程制御のそれぞれに応じて、プラスチック容器のベースの引き伸ばしが当該ベースにおける材料の異なる特性分布につながるという発見に基づいている。これらの不均等性は、本発明による特別な照明によって強調され得ると共に、電子カメラ技術を用いて、特に可視光において、空間分解式に記録され得る。本発明による画像処理アルゴリズムを使用することで、材料の特性分布が測定され、それから特性基準数値を決定するために使用され、例えば、プラスチック容器のベースにおける引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた領域、及び／又は、引き伸ばされていない領域と引き伸ばされた領域との間の境界領域の寸法及び位置を測定ないしは決定するようにする。延伸ブロー成形工程にとって、及び延伸ブロー成形されたプラスチック容器の品質にとって、非常に重要なパラメータが、この方法で容易に提供され得る。その結果得られる情報内容は、部分的な重量又は側壁の個々の箇所にて壁厚を測定するなどの従来の方法の場合に比べて、はるかに多い。
【０００８】
材料の特性分布は、様々な方法を用いて可視化することができ、例えば、方向をもった光によって、内壁と外壁との間のくさび角を、又は、偏光した光の助けを用いて材料の応力を、又は、濃く染色された容器材料の場合には、可視波長領域の吸収の助けを用いて、可視化するようにする。多少とも強く方向をもった照明の組合せ、可視又は赤外線又は紫外線の波長領域における異なる波長をもった照明、又は、異なる方向の偏光を有する照明が、同じく想定可能である。
【０００９】
いずれが容易に実現されるのかに応じて、この方法は、容器のベースの全体に又はそのサブ領域に、適用することができる。
【００１０】
伝達光工程における測定ないし決定は、特に好ましく、光を伝達するＰＥＴのプラスチック瓶のために特に適している。
【００１１】
工程において測定された特性基準数値は、好ましくは、プロセスパラメータ制御によって、延伸ブロー成形工程を制御するために使用される。
【００１２】
方法は、生産されるすべての容器のオンライン品質管理を同時に表すので、また、製品の品質は、延伸ブロー成形機のキャビティなど、複数提供された生産ツールに依存するので、測定された容器の品質は、好ましくは、統計的に、それぞれの生産ツールに関連付けられる。
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明による方法を実行するための装置１の実施形態を示している。装置１は、管理ステーション２と、評価手段３と、搬送ユニット４とを備えている。検査すべきプラスチック容器９（図１に示した容器は、好ましくはＰＥＴからなるプラスチック瓶である。）は、クランプ要素１０によって搬送ユニット４を介して保持されており、瓶のベースと瓶の口とは自由になっている。
【００１５】
容器９は、長手軸線Ｍに関して、実質的に回転対称な形状を有している。容器９の壁１３は、雄ねじ及び横方向に突出した支持リング１６が設けられている口の領域１５と、支持リング１６の下方に配置され、前記支持リング１６を越えて横方向に突出している実質的に円筒形である本体領域１７とを備え、前記本体領域１７は、容器９における最も大きな外径を形成している。本体領域１７は、足部として機能するベース１２において終端している。ベース１２の外側には、注入点１４が設けられている。
【００１６】
回転軸線Ｂを有する搬送星形ホイール１１は、図示の複数の搬送ユニット４を備えている。搬送星形ホイール１１は、プラスチック容器９の製造に使用される従来の延伸ブロー成形機（図示せず）の後段に、好ましくは直後に配置されるが、搬送星形ホイールは別の位置に設けてもよい。しかしながら、好ましくは、それぞれの容器９は、その製造のステーションに対して正確に関連させることが可能であるべきである。この延伸ブロー成形機においては、プレフォームは、その最終的形状を確立するために、吹込みを受け、そうすることで、前記プレフォームは、その壁厚を減じながら、引き伸ばされて拡大する。
【００１７】
搬送星形ホイール１１は、品質管理の目的のために、成形されて引き伸ばされたプラスチック容器９を管理ステーション２に案内する。
【００１８】
管理ステーション２は、伝達光試験ユニットとして用いられており、静止した光源５、好ましくは光学ユニット６と、センサ７、好ましくはカメラ（マトリックスカメラ）と、対物レンズ８とを備えている。管理ステーション２における光学要素の光軸Ａは、正しく成形されたプラスチック容器９が管理ステーション２を経て搬送されたとき、前記容器９の中心線Ｍと一致するように配置されている。光学要素を備えた光源５（この光学要素は好ましくは前記光源５と関連している）は、容器９のベース１２の下方に配置され、一方、センサ７とこれに関連した要素とは、容器９の口１５の側部に配置され、口の開口部の中に向けられている。センサ７は評価手段３に接続されている。
【００１９】
光学ユニット６は、例えばストッパ、方向決め用のホイル、及び／又は、レンズ系、又はその他の光学ユニットであって、導かれた光、特に強く導かれた、いわゆる強力光を発生させ得るものを備えることができる。
【００２０】
かかる導かれた光が、ベース１２に導かれ、特に、注入点１４が位置している中心線Ｍの領域に導かれるならば、注入点１４のまわりに、図４及び図５に詳細に示したタイプの、暗い外輪郭が現れるだろう。容器のベースのすべての部分において、内壁と外壁とが平行な平面ではなく、くさび角を形成する場合には、それにより、導かれた光は、回折によって偏向して、カメラに到達せず、暗い画像になる。図４に示した画像は、強力に導かれた光を使用した場合に得られ、一方、図５に示した画像は、さほど強力に導かれていない光を使用した場合に得られ、この場合には、外輪郭１８と、中央の黒点とは、より明るくなって、更なる詳細が一層見えるようになる。
【００２１】
暗い外輪郭１８の内部の表面積は、延伸ブロー成形工程の品質の尺度であることが判明している。すなわち、暗い外輪郭１８は、引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた領域を取り囲むので、この領域の寸法は、延伸ブロー成形工程の品質のための尺度となる。故に、満足できる品質の容器９を示す、領域１８の表面積についての基準値が確認された。この基準値は、一方においては、領域１８が過度に大きくないこと、すなわち、例えば、壁の特に敏感な領域などの他の領域に届き損なうであろうように、ベース１２が過剰な量の引き伸ばされていない材料を備えていないことを示し、また、他方においては、ベース１２が過度に少量の引き伸ばされていない又はわずかにだけ引き伸ばされた材料を備えていないことを示し、これは、いずれかの他の箇所において壁厚が増加していることの目印となり得る。
【００２２】
品質管理のために、前記領域１８の表面積が測定され、図２に示すように、陰影を付けた領域１８によって取り囲まれる全領域の総合寸法１９が測定される。
【００２３】
さらに、引き伸ばされていない領域の表面積を測定することは、サブ領域２０の表面積だけを測定し、このサブ領域２０から総合表面積を外挿することによって可能である。サブ領域２０は、好ましくは、代表的な意味のある位置にて測定され、図３には、サブ領域２０を示しており、サブ領域は帯状の形態に延びて、引き伸ばされていない全体の領域Ｍを横切って、中心線Ｍ及び注入点１４に関して対称的になっている。
【００２４】
追加的な品質特徴は、ベースの中間にある、引き伸ばされていない又はわずかにだけ引き伸ばされた領域と、ベースの周辺にある、引き伸ばされた領域との間における、暗く画像化された移行領域ないしは境界領域から決定ないしは測定することができる。延伸ブロー成形工程の品質に関して重要な特徴は、この領域の、幅、位置、形状、及び陰影の度合いである。
【００２５】
しかしながら、光学ユニット６は、偏光光を発生させる偏光器として用いられてもよい。偏光した光によれば、ベース１２における材料の応力を可視化することができ、ベース１２の様々な領域における材料の応力の存在及び不存在から、引き伸ばされていない及び／又はわずかにだけ引き伸ばされた領域１８を推定することが可能になる。
【００２６】
センサ７から測定されて受信された品質特徴は、評価手段３に供給される。評価手段３は、品質特徴を基準値と比較して、測定されたプラスチック容器９が品質の要求を満足しているか否かを、又は、プラスチック容器を排除しなければならないか否かを決定する。基準値が、上と下のしきい値の間において公差の範囲の形態を有するときには、好適である。
【００２７】
プラスチック容器９が品質の要求を満足しないことが決定されたならば、評価手段３は、プラスチック容器９の生産工程に介入することができると共に、例えば、プロセスパラメータを制御することができる。そうしたプロセスパラメータは、例えば、個々の加熱領域における加熱温度などであり得る。
【００２８】
本願で説明して図示した実施形態に対する変形例として、管理ステーションは、任意のその他の適当な位置に配置することができる。搬送ユニットは、検査すべきベースを伝達光工程に運べる任意の構造的設計を有することができ、例えば、それは、チェーン状の搬送ユニットでもよく、又は、（図１において一点鎖線にて示すような）、口又は支持リングの下方にて容器を保持する搬送ユニットでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による方法に使用される、品質管理装置を示した模式図である。
【図２】第１の実施形態によって測定される表面積を示した模式図である。
【図３】さらに別の実施形態によって測定される表面積を示した模式図である。
【図４】さらに別の実施形態によって測定される表面積を示した写真的表現図である。
【図５】さらに別の実施形態によって測定される表面積を示した写真的表現図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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