(57)【要約】  プラスチック容器の形成および充填を同時に行うための装置及び方法が提供される。鋳型空洞は、内部表面を規定し、予備成型体を受け入れるようになっている。圧力源は、入り口及びピストン状装置を含む。ピストン状装置は、液体を入り口を通って圧力源内に引き込む第１の方向及び液体を予備成型体に向かわせる第２の方向に移動可能である。ブロー・ノズルは、圧力源から液体を受け取り、液体を高圧で予備成型体内に送り、それによって予備成型体を鋳型空洞の内部表面に向かって拡大させ、結果として得られる容器を作るようになっている。この液体は容器内に最終製品として残る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の形成および充填を同時に行うためのシステムであって、該システムが、
内部表面を規定し、予備成型体を受け入れるようになされた鋳型空洞と、
入り口、チャンバ、並びに液体を前記入り口を通って前記チャンバ内に引き込む第１の方向及び前記液体を前記予備成型体に向かわせる第２の方向に前記チャンバ内を移動可能なピストン状装置を有する圧力源と、
前記圧力源から前記液体を受け取り、前記液体をある圧力で前記予備成型体内に移動させ、それによって前記予備成型体を前記鋳型空洞の前記内部表面に向かって拡大させて、結果として得られる容器を作り、前記液体が前記容器内に最終製品として残るようにさせるブロー・ノズルと
を備える、容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項２】
前記ピストン状装置が、ピストンと、ポンプ及び蓄積器とのうちの１つである、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項３】
前記ブロー・ノズルが、前記予備成型体の端部とシールを形成するようになっている形状を有する、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項４】
前記液体が、高温充填工程中に前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項５】
前記液体が、約８５℃〜９６℃の温度で前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項４に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項６】
前記液体が常温で前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項７】
前記液体が約０℃〜３２℃の温度で前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項８】
前記鋳型空洞が、約８８℃〜１２１℃の温度に加熱された予備成型体を受け入れるようになっている、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項９】
前記鋳型空洞が約９３℃〜１７７℃の温度に加熱されるようになっている、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１０】
前記液体が、約６８９．５ｋＰａ〜４１３７ｋＰａの圧力で前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１１】
前記予備成型体内に延び、前記液体が前記予備成型体内に送られるのに先立ち、前記予備成型体を機械的に伸張させるようになっている伸張ロッドをさらに備える、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１２】
前記伸張ロッドに、大気への排気口が設けられている、請求項１１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１３】
前記予備成型体が最初に第１の圧力で外向きに拡大され、引き続き前記第１の圧力よりも大きい第２の圧力で外向きに拡大されるようになっている、請求項１に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１４】
前記第１の圧力が約６８９．５ｋＰａ〜１０３４ｋＰａであり、前記第２の圧力が約３４４７ｋＰａ〜４１３７ｋＰａである、請求項１３に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１５】
前記ピストン状装置が、前記第１の圧力を発生させる第１のピストン状装置と前記第２の圧力を発生させる第２のピストン状装置とを含む、請求項１４に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１６】
容器の形成および充填を同時に行うためのシステムにおいて、
内部表面を規定し、予備成型体を受け入れるようになっている鋳型空洞と、
液体を前記予備成型体に向かわせるようになっている圧力源と、
前記圧力源から前記液体を受け取り、前記液体をある圧力で前記予備成型体内に移動させ、それによって前記予備成型体を前記鋳型空洞の前記内部表面に向かって拡大させて、結果として得られる容器を作り、前記液体が前記容器内に最終製品として残るようにさせるブロー・ノズルと
を備える、容器の形成および充填を同時に行うためのシステムシステム。
【請求項１７】
前記圧力源が、前記液体を入り口を通って前記圧力源内に引き込む第１の方向および前記液体を前記予備成型体に向かわせる第２の方向に、前記圧力源内を移動可能なピストン状装置を含む、請求項１６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１８】
前記ピストン状装置が、ピストンと、ポンプ及び蓄積器とのうちの１つである、請求項１７に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項１９】
前記液体が、約８５℃〜９６℃の温度で前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項１６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項２０】
前記液体が、約０℃〜３２℃の温度で前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項１６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項２１】
前記鋳型空洞が、約８８℃〜１２１℃の温度に加熱された予備成型体を受け入れるようになっている、請求項１６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項２２】
前記鋳型空洞が約９３℃〜１７７℃の温度に加熱されるようになっている、請求項１６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項２３】
前記液体が約６８９．５ｋＰａ〜４１３７ｋＰａの圧力で前記予備成型体内に移動されるようになっている、請求項１６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステムム。
【請求項２４】
前記予備成型体内に延び、前記液体が前記予備成型体内に送られるのに先立ち、前記予備成型体を機械的に伸張させるようになっている伸張ロッドをさらに備える、請求項１６に記載された容器の形成および充填を同時に行うためのシステム。
【請求項２５】
容器の形成および充填を同時に行う方法において、
内部表面を有する鋳型空洞内に予備成形体を配置する段階と、
前記予備成型体の開口部にブロー・ノズルを密封可能に接続する段階と、
液体をチャンバ内に蓄積させる段階と、
前記ブロー・ノズルを介して前記予備成型体の前記開口部に前記チャンバから前記液体を供給する段階であって、それによって前記予備成型体を前記鋳型空洞の前記内部表面に向かって拡大させて、結果として得られる容器を作り、前記液体を前記容器内に最終製品として残す、前記チャンバから前記液体を供給する段階と
を含む、容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項２６】
前記チャンバから前記液体を供給する段階が、前記液体を約８５℃〜９６℃の温度で前記予備成型体内に移動させる段階を含む、請求項２５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項２７】
前記チャンバから前記液体を供給する段階が、前記液体を常温で前記予備成型体内に移動させる段階を含む、請求項２５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項２８】
前記チャンバから前記液体を供給する段階が、前記液体を約０℃〜３２℃の温度で前記予備成型体内に移動させる段階を含む、請求項２５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項２９】
前記チャンバから前記液体を供給する段階が、前記液体を前記予備成型体内に移動させる段階を含み、
前記予備成型体を約８８℃〜１２１℃の温度に加熱する、請求項２５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項３０】
前記鋳型空洞内に前記予備成型体を配置する段階が、約９３℃〜１７７℃の温度に加熱された鋳型空洞内に前記予備成型体を配置する段階を含む、請求項２５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項３１】
前記チャンバから前記液体を供給する段階が、前記液体を約６８９．５ｋＰａ〜４１３７ｋＰａの圧力で前記予備成型体内に移動させる段階を含む、請求項２５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項３２】
伸張ロッドを前記予備成型体内に前進させる段階であって、それによって前記液体を前記予備成型体内に送るのに先立ち、前記予備成型体を機械的に伸張させる、伸張ロッドを前記予備成型体内に前進させる段階をさらに含む、請求項２５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項３３】
前記伸張ロッドを前記予備成型体内に前進させる段階が、前記予備成型体内の残留空気を前記伸張ロッド内に形成された通路を介して排気させる段階を含む、請求項３２に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項３４】
前記チャンバから前記液体を供給する段階が、
前記液体を第１の圧力で移動させる段階と、
引き続き、前記第１の圧力よりも大きい第２の圧力で前記液体を移動させる段階とを含む、請求項３１に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項３５】
前記第１の圧力が約６８９．５ｋＰａ〜１０３４ｋＰａであり、前記第２の圧力が約３４４７ｋＰａ〜４１３７ｋＰａである、請求項３４に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【請求項３６】
前記第１の圧力を第１のピストン状装置により発生させ、前記第２の圧力を第２のピストン状装置により発生させる、請求項３５に記載された容器の形成および充填を同時に行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年４月１３日出願の米国仮出願第６０／７９１９５４号及び２００７年４月１２日出願の、この時点では番号不明の米国特許出願の利益を主張する。上記出願の開示は、参照によって本明細書に援用する。
【０００２】
本開示は、広く言えばプラスチック容器の形成および充填を行うための装置及び方法に関するものである。より詳しくは、本開示はプラスチック容器の形成および充填を同時に行うための装置及び方法に係るものである。
【背景技術】
【０００３】
現在、環境及び他の懸案事項の結果として、プラスチック容器、より具体的にはポリエステル、さらにより具体的にはポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）容器が、以前にはガラス容器に入れて供給された多数の商品を包装するために今まで以上に使用されている。製造者、充填者、および消費者は、ＰＥＴ容器は軽量、安価、リサイクル可能で、大量に生産可能であることを認めている。
【０００４】
ブロー成型されたプラスチック容器は、多くの商品の包装として一般的になってきている。ＰＥＴは結晶性ポリマー重合体であり、それはアモルファスの形態又は半結晶の形態でも使用可能であることを意味する。ＰＥＴ容器の材料の完全性を維持する能力は、ＰＥＴ容器の「結晶化度」としても知られている、ＰＥＴ容器の結晶形態の割合と関連する。以下の式は、結晶化度の割合を容積比率として定義するものである。
【数１】
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ここでρはＰＥＴ材料の密度であり、ρａは純粋なアモルファスＰＥＴ材料の密度（１．３３３ｇ／ｃｃ）であり、ρｃは純粋な結晶化材料の密度（１．４５５ｇ／ｃｃ）である。容器がブローされると、商品を容器に充填することができる。
【０００５】
多くの場合、伝統的にブロー成型及び充填は、異なる会社によって行われる２つの独立した工程として発展してきた。壜充填のコストをより効率的にするために、ブロー成型を工場内に移転させ、多くの場合ブロー成型機を直接充填ラインに組み込んでいる充填者もいる。設備製造者もこの利点を認めており、ブロー成型機と充填機とが完全に同期することを保証するように設計される「一体」システムを販売している。この２つの工程を互いにより密接にさせる努力にもかかわらず、ブロー成型と充填とは２つの独立の、別個の工程であり続けている。その結果として、これらの２つの工程を別々に実施するためのかなりのコストを負担させられる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、単一の操作で容器の形成と充填とを行うのに適した液圧又は水圧ブロー成型システムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本開示は、高温の予備成型体を拡大させて鋳型の形状を付与するのに必要な圧力を加えるために最終液体製品を使用し、その結果、容器の形成と充填とを同時に行うシステム及び方法を提供する。
【０００８】
一具体例によれば、このシステムは、内部表面を有し、予備成型体を受け入れるようになっている鋳型空洞を含む。このシステムは、入り口、充填シリンダ、およびピストン状装置を有する圧力源も含む。このピストン状装置は、液体を、入り口を通って充填シリンダ内に引き込む第１の方向、および液体を予備成型体に向かって送る第２の方向に、充填シリンダ内を移動可能である。ブロー・ノズルは、圧力源から液体を受け取り、この液体を高圧で予備成型体内に移動させ、それによって予備成型体を鋳型空洞の内部表面に向かって拡大させて、結果として得られる容器を製造するようにできる。この液体は、容器内に最終商品として残る。
【０００９】
本開示のさらなる利益及び利点は、本開示に関連する当業者には、添付の図面と共に後続の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかであろう。
【実施例】
【００１０】
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示又はその用途又は使用を限定するためのものではない。
【００１１】
全ての図を参照すると、本教示による成型ステーションが示され、符号１０として全体的に指示されている。図１〜図７は、本教示による１つの例示的な順序を示す。以下の説明から理解されるように、この成型ステーション１０及び関連する方法は、高温の予備成型体１２を鋳型の形状になるように拡大させるために必要な圧力を付与するために最終液体商品Ｌを利用し、その結果、結果として得られる容器Ｃの形成および充填を同時に行うものである（図７）。
【００１２】
最初に図１を参照して、この成型ステーション１０をより詳細に説明する。成型ステーション１０は、鋳型空洞１６、圧力源２０、ブロー・ノズル２２、及び伸張ロッド２６を一般に含む。図示の例示的な鋳型空洞１６は鋳型半体３０、３２を含み、鋳型半体３０、３２は、ブローされる容器の所望の外側輪郭に対応する内部表面３４を形成するように協働する。この鋳型空洞１６は、予備成型体１２の支持リング３８が鋳型空洞１６の上端部のところに固定するように、開位置（図１）から閉位置（図２）までに移動可能にできる。予備成型体１２は、全体的に円筒形状の横断面、および結果として得られる容器Ｃの高さの通常約５０パーセント（５０％）の長さを有する試験管に類似の当業者によく知られている形状を有するポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料から形成できる。支持リング３８は、製造の様々な段階を通して、および様々な段階で、予備成型体１２を保持し向きを合わせるために使用できる。例えば、この予備成型体１２は、支持リング３８によって保持することができ、この支持リング３８は予備成型体１２を鋳型空洞内１６で位置決めするのを助けるために使用でき、或いは最終消費者がこの支持リング３８を製造された後のプラスチック容器Ｃを持ち運ぶために使用することができる。
【００１３】
一例では、この圧力源２０は、充填シリンダ、マニホールド、又はチャンバ４２内を移動可能な、（限定ではないが）ピストン、（油圧ポンプなどの）ポンプ又は任意の他の同様の適した機器を含む機械式ピストン状装置４０を一般に含む、（限定ではないが）充填シリンダ、マニホールド、又はチャンバ４２の形態であることができる。この圧力源２０は、液体商品Ｌを受け入れるための入り口４６、及び液体商品Ｌをブロー・ノズル２２に供給するための出口４８を有する。入り口４６及び出口４８にはバルブが組み込まれ得ることを理解されたい。このピストン状装置４０は、液体商品Ｌを入り口４６から充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２に引き込むための第１の方向に（図で見ると上向きに）、および液体商品Ｌを充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２からブロー・ノズル２２に供給するための第２の方向に（図で見ると下向きに）移動可能にできる。このピストン状装置４０は、例えば空圧に、機械的に、又は油圧などの任意の適切な方法によって移動可能にできる。圧力源２０の入り口４６は、チューブ又はパイプなどによって、最終液体商品Ｌを収容する貯留槽又は容器（図示せず）に接続することができる。この圧力源２０は様々に構成できることを理解されたい。
【００１４】
ブロー・ノズル２２には、液体商品Ｌを圧力源２０の出口４８から受け入れるための入り口５０、及びこの液体商品Ｌを予備成型体１２に供給するための出口５６（図１）が一般に形成されている。この出口５６は、形成／充填工程中にブロー・ノズル２２が予備成型体１２と容易に結合できるように、支持リング３８の近くで予備成型体１２と相補的な形状を有することを理解されたい。一例では、ブロー・ノズル２２は、予備成型体１２の機械的伸張を開始するのに使用される伸張ロッド２６を摺動的に受け入れるための開口部５８を有することができる。
【００１５】
一例では、液体商品Ｌは、熱工程、通常は高温充填工程中にプラスチック容器Ｃ内に導入することができる。高温充填壜詰用途では、壜詰業者は一般にプラスチック容器Ｃを約８５℃〜９６℃（約１８５°Ｆ〜２０５°Ｆ）の高温で液体又は製品を充填し、冷却前にプラスチック容器Ｃを密封装置（図示せず）でシールする。一形態では、液体は、入り口４６を通って充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２内を連続的に循環させることができ、それによって液体は事前設定された温度（すなわち、入り口４６の上流の熱源（図示せず）のところの温度）まで加熱することができる。さらに、プラスチック容器Ｃは、他の高温殺菌又はレトルト充填工程、或いは他の熱工程にも同様に適したものでもよい。別の例では、液体商品Ｌは、常温又は低温でプラスチック容器Ｃ内に導入することができる。したがって、例示としてこのプラスチック容器Ｃは、約０℃〜３２℃（約３２°Ｆ〜９０°Ｆ）などの常温又は冷温で、より好ましくは約４．４℃（約４０°Ｆ）で充填することができる。
【００１６】
次に全ての図を参照して、プラスチック容器Ｃの形成および充填を同時に行う例示的な方法を説明する。はじめに、予備成型体１２を鋳型空洞１６内に配置できる。一例では、機械（図示せず）が約８８℃〜１２１℃（約１９０°Ｆ〜２５０°Ｆ）の温度に加熱された予備成型体１２を鋳型空洞１６内に配置する。予備成型体１２が鋳型空洞１６に配置されると、圧力源２０のピストン状装置４０が、液体商品Ｌを入り口４６から充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２内に引き込み始めることができる。次いで鋳型空洞１６の鋳型半体３０、３２が閉じられ、それによって予備成型体１２を保持する（図２）。ブロー・ノズル２２は予備成型体１２の端部のところでシールを形成することができる。鋳型空洞１６は、結果として得られる容器Ｃの結晶化度を高めるために、約９３℃〜１７７℃（約２５０°Ｆ〜３５０°Ｆ）の温度に加熱することができる。別の例では、鋳型空洞１６は、約０℃〜３２℃（約３２°Ｆ〜９０°Ｆ）の常温又は冷温で供給できる。液体商品Ｌは、ピストン状装置４０によって、充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２内に引き込まれ続ける。
【００１７】
次に図３に転じると、伸張ロッド２６は、機械的伸張を開始するために予備成型体１２内に延びることができる。この時点で、液体商品Ｌは、充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２内に引き込まれ続けることができる。図４を参照すると、伸張ロッド２６は予備成型体１２を伸張し続け、それによって予備成型体１２の側壁を薄くする。充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２内の液体商品Ｌの容量は、結果として得られる容器Ｃの形成および充填を行うために適した適切な容量に到達するまで増加させることができる。この時点で、圧力源２０の入り口４６のところに配設されたバルブを閉じることができる。
【００１８】
特に図５を参照すると、ピストン状装置４０は、充填シリンダ、マニホールド又はチャンバ４２から予備成型体１２への液体商品Ｌの迅速輸送を開始させるために、下向きに駆動し始める（駆動段階）ことができる。やはりピストンン状装置４０は、空圧、機械的圧力および／又は水圧などの任意の適切な手段によって作動させることができる。一例では、予備成型体１２内の水圧は、約６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）〜４１３７ｋＰａ（６００ＰＳＩ）に達することができる。液体商品Ｌは、予備成型体１２を鋳型空洞１６の内部表面３４に向かって拡大させる。残留空気は、伸張ロッド２６に形成された通路７０を介して排気させることができる（図５）。図６に示すように、ピストン状装置４０は駆動段階を終了し、それによって液体商品Ｌの適切な容量を、新たに形成されたプラスチック容器Ｃに完全に移動させる。次に伸張ロッド２６は、残留空気を排気し続けながら鋳型空洞１６から後退させることができる。この伸張ロッド２６は、鋳型空洞１６から後退する際に、所定容量の液体商品Ｌと置換するように設計することができ、それによって結果として得られるプラスチック容器Ｃには液体商品Ｌを所望レベル（高さ）まで充填することが可能になる。一般に、所望の充填レベルは、プラスチック容器Ｃの支持リング３８のレベルのところ、或いはその近傍に対応するであろう。
【００１９】
別法として、液体商品Ｌは、成型サイクル中一定の圧力で、或いは異なる圧力で供給することができる。例えば予備成型体１２を軸線方向に伸張する間は、液体商品Ｌは、予備成型体１２がプラスチック容器Ｃの最終の形態を規定する鋳型空洞１６の内部表面３４と実質的に一致するようにブローされる際に加えられる圧力よりも低い圧力で供給できる。このより低い圧力Ｐ１は、周囲圧力又は周囲圧力よりも高いが引き続く高い圧力Ｐ２よりも低圧であることができる。予備成型体１２は、鋳型空洞１６内で結果として得られるプラスチック容器Ｃの最終長さに近い長さまで軸線方向に伸長される。予備成型体１２の伸張中又はすぐその後に、予備成型体１２は低い圧力Ｐ１の下で半径方向外向きに全体的に拡大される。この低い圧力Ｐ１は、約６８９．５ｋＰａ（１００ＰＳＩ）〜１０３４ｋＰａ（１５０ＰＳＩ）の範囲にあることが好ましい。引き続き予備成型体１２は、予備成型体１２が鋳型半体３０、３２の内部表面３４に接触し、それによって結果として得られるプラスチック容器Ｃを形成するように高い圧力Ｐ２の下でさらに拡大させられる。この高い圧力Ｐ２は、約３４４７ｋＰａ（５００ＰＳＩ）〜４１３７ｋＰａ（６００ＰＳＩ）の範囲にあることが好ましい。上記の方法の結果として、結果として得られるプラスチック容器Ｃの基部及び接触リングは完全に円周に形成される。
【００２０】
任意選択で、結果として得られるプラスチック容器Ｃの形成中、複数のピストン状装置を使用することができる。例えば、最初に予備成型体１２を拡大させるための低い圧力Ｐ１を発生させるために主ピストン状装置を使用することができ、他方、予備成型体１２が鋳型半体３０、３２の内部表面３４に接触し、それによって結果として得られるプラスチック容器Ｃを形成するように、予備成型体１２をさらに拡大させるための引き続く高い圧力Ｐ２を発生させるために２次ピストン状装置を使用することができる。
【００２１】
図７を参照すると、完了した充填サイクルが示されている。鋳型半体３０、３２を分離させることができ、ブロー・ノズル２２を後退させることができる。ここで、結果として得られる充填されたプラスチック容器Ｃは、蓋の取り付け、ラベル貼り及び梱包などの形成後の工程に供する状態になっている。この時点で、ピストン状装置４０は、次の充填／形成サイクルの準備のために、圧力源２０の入り口４６から液体商品Ｌを引き込むことによって次のサイクルを開始することができる。具体的に図示されていないが、成型ステーション１０は、信号を様々な構成部品と通信するための制御器を含むことができることを理解されたい。このようにすると、限定ではなく、鋳型空洞１６、ブロー・ノズル２２、伸張ロッド２６、ピストン状装置４０及び様々なバルブなどの構成部品は、制御器によって通信される信号に従って動作することができる。この制御器は、所与の用途に従って、これらの構成部品と関連する様々なパラメータを調整するために利用できることも企図している。
【００２２】
次に本教示によって実現されるいくつかの追加の効果をさらに論じる。
【００２３】
ブロー及び充填工程の両方を１つの設備（成型ステーション１０）に組み合わせることにより、部品の取り扱いを減少させ、したがって、結果として得られるプラスチック容器Ｃ一個当りのコストを減少させることに繋がり得る。その上、結果として得られるプラスチック容器Ｃを同時にブローおよび充填する工程に必要とされるスペースは、この工程が分離して行われる場合に必要なスペースよりも相当に減少させることができる。これは結果として設備費用をより少なくすることにもなり得る。
【００２４】
２つの処理を単一の工程に一体化することにより、製造された後で充填される前の壜を取り扱うことに関する労働及び（資本及び経費の両方の）追加のコストが減少できる。
【００２５】
ブロー及び充填工程を単一の工程に一体化することにより、壜を出荷する必要性がなくなる。壜の出荷は、本来的に非効率であり費用のかかるものである。他方、予備成型体の出荷は、はるかに効率的である。一例を挙げれば、空の５００ｍｌ水壜を積載するトレーラーは、約１００，０００個の壜を収容する。５００ｍｌ水壜を作るのに必要な予備成型体が積載される同じサイズのトレーラーは、約１，０００，０００個の個々の予備成型体を運搬するであろう。これは１０：１の改善である。
【００２６】
圧縮空気は、非効率で有名なエネルギー伝達手段である。容器をブローするための水圧を供給するために最終製品を使用することは、容積型ポンプと等価なものを必要とするであろう。結果として、それはエネルギーを伝達するためのはるかに効率的な方法である。
【００２７】
本明細書に記載される例示的な方法では、この予備成型体を、１００℃（２１２°Ｆ）を超える炉を通過させ、直ちに充填して蓋を被せることができる。このようにして、空の容器が汚染される可能性のある環境に曝される機会は大幅に減少する。結果として、無菌充填するためのコスト及び複雑さを、大幅に減少させることができる。
【００２８】
製品が高温で充填されるいくつかの例では、包装は、充填中に曝される高温、及びその製品冷却の結果として曝される内部真空に適応するように設計されなければならない。そのような条件に適応する設計は、容器の重量を追加する必要のある可能性がある。液圧／水圧ブロー成型は、高温充填工程をなくし、結果として、包装の重量を低下させる可能性を提供する。
【００２９】
本明細書に記載される工程は、工程内の中間作業をなくすことができ、したがって、倉庫及び／又は容器貯蔵庫及び／又はフォークリフト及び／又は製品損傷等に関連するコストを避けることができる。その上、工程在庫に関する作業をなくすことにより、全体的な運転資金を減少させることができる。
【００３０】
（形成及び／又は引き続く充填の従来方法のように）ブローと充填とがより近接して一体化されるが、２つの別々の工程として残る場合、そのようなシステムの全体効率は２つの部分の個々の効率の積となる。この個々の効率は、部品が機械を通り移動する際の移行の数によって大部分は決めることができる。２つの工程を１つに一体化することは、移行の数を最小限にし、したがって、全体工程効率を増大させる機会を提供することができる。
【００３１】
ジュース、茶、ビール等を含む多くの飲料が酸素に対して反応性が大きく、包装する際に保護する必要がある。多くのプラスチックは、包装された製品の寿命を通して内容物を酸素から保護するための十分な遮蔽特性を有さない。酸素透過を減速させ、したがって包装内容物を保護するように追加の遮蔽特性を容器に付与するために使用される技術が多数存在する。最も一般的な技術のうちの１つは、壜の壁に酸素捕捉剤を使用することである。そのような捕捉剤は、直接予備成型体内に成型することができる。予備成型体の壁は比較的厚いために、容器内にブローする前に捕捉剤が消費されることが防止される。しかしながら、容器がブローされた後、壁の表面積は増加し、厚さは減少する。そのために、酸素が活性の捕捉材料と接触し反応するために移動しなければならない経路はずっとより短くなる。酸素捕捉剤のかなりの消費が、容器がブローされるや否や開始する可能性がある。容器が形成され同時に充填されれば、捕捉剤は製品をその全耐用年数を通じて保護し続け、容器が充填されるのを待って空で置かれている間には消費されない。
【００３２】
本明細書に記載した方法は、生物的な汚染に曝されやすいアイソトニック、ジュース、茶及び他の商品などの用途物を充填するために特に有用であることができる。そのようなものとして、これらの商品は、通常、制御された滅菌環境で充填される。商業的には、必要な滅菌環境を達成するために２つの方法が通常使用される。ヨーロッパでは、これらの種類の飲料を充填するための１つの主要な方法は、無菌充填環境内で行うことである。この充填動作はクリーン・ルーム内で実施される。包装を含む製品の構成要素の全ては、充填に先立って滅菌されなければならない。充填された後、製品は消費されるまで密封され、細菌の導入のどのような可能性も防止することができる。この工程は、設置および動作させるのに高価である。同様に、操作上の防御を打ち破り、製品を汚染させる細菌汚染のリスクが常に存在する。
【００３３】
北米では、汚染に曝されやすい飲料を充填するための１つの有力な方法は高温充填を介するものである。この工程では、飲料は、存在するどのような細菌も殺すであろう温度で容器に導入される。この容器は、製品が高温の間に密封できる。この技術の欠点の１つは、高温の充填温度及び製品が冷却する際に容器内に最終的に形成される真空に耐えるように、容器を通常重くする必要があることである。同様に、ブロー工程がいくらか複雑になり、したがって、非加熱設定ブロー成型よりもコストが掛かる。本明細書に記載される開示は、反応性の高い食品及び飲料を充填するコスト及び複雑性を劇的に減少させる機会を提供する。ブロー及び充填工程を組み合わせることによって、どのような細菌汚染物をも殺すのに必要な十分な時間、１００℃（２１２°Ｆ）を超えて予備成型体を加熱する能力が存在する。滅菌製品が容器形成媒体として使用され、次いで直ちに密封される場合、この工程は結果として汚染に対してきわめてわずかな機会しか有さない、非常に安価な無菌充填工程になり得る。
【００３４】
本技術を適用可能な他の壜詰め製品が多数存在する。乳製品、アルコール飲料、家庭用洗浄剤、サラダ・ドレッシング、ソース、スプレッド、シロップ、食用油、個人医療物品、及びその他などの製品は、そのような方法を利用して壜詰めすることができる。これらの製品の多くは、現在ブロー成型されるＰＥＴ容器内に入れられるが、押出し成型プラスチック容器、ガラス壜及び／又は缶内にも入れられている。本技術は、包装製造及び充填の経済性を劇的に変化させる可能性を有する。
【００３５】
記載の多くがＰＥＴ容器の製造に焦点が絞られてきたが、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）並びに多数の他のプラスチックも本明細書で論じた教示を使用して加工できることが企図されている。
【００３６】
上記の記載は本開示を構成するが、本開示は添付の特許請求の範囲の適切な範囲及び公正な意図から逸脱することなく、改変、変形及び変更できることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本開示の教示による、ピストン状装置を含む圧力源が上向きに移動し始め、液体を圧力源内に引き込でいる成型ステーション内に、加熱された予備成型体が移動して入る概略図。
【図２】鋳型半体が予備成型体の周りで閉じ、液体が圧力源内に蓄積し続ける、図１に示すシステムの概略図。
【図３】伸張ロッドが機械的な伸張を開始させるために予備成型体内に延び、流体が圧力源内に蓄積し続ける、図２に示すシステムの概略図。
【図４】伸張ロッドが予備成型体を伸張させ、流体が圧力源内に完全に蓄積されている、図３のシステムの概略図。
【図５】ピストン状装置が液体を圧力源から予備成型体に駆動し、それによって予備成型体を鋳型空洞の壁に向かって拡大させる、図４のシステムの概略図。
【図６】ピストン状装置が完全に作動させられ、それによって液体の適切な容量を新たに形成された容器に完全に移動させ、伸張ロッドが後退しつつある、図５のシステムの概略図。
【図７】鋳型半体が分離し、次のサイクルの準備のためにピストン状装置が液体を圧力源内に引き込み始めている、図６のシステムの概略図。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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