(57)【要約】  本発明は、設備を用いてプラスチック容器を生産するためのシステムの製造及び認証動作方法に関する。設備は、それによって生産される容器の品質に影響を及ぼす少なくとも１つの制御可能な作用を有する。本発明の方法は、容器の製造性及び許容性に影響を及ぼすパラメータについて検査する段階と、設備(18,16,14,24)の動作を監視する段階と、容器の許容性に影響を及ぼすばらつきについて、生産された容器を検査する段階と、上記検査及び監視段階中に得られた情報に応答して、ばらつきを排除するように設備の動作を自動的に制御する段階と、容器の許容性を認証する段階とを含む。これらの段階の一部又は全ては、各段階及び動作パラメータについての所定限度に対する適合性を確保するために、製造プロセスの種々の段階及び動作パラメータを監視するコントローラ(34)などによって自動的に実施される。【選択図】図１
2007526156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設備を使用してプラスチック容器を生産するシステムの製造及び認証動作方法であって、
前記設備は、それによって生産されるプラスチック容器の品質に影響を及ぼす少なくとも１つの制御可能なパラメータを有し、
（ａ）原材料から生産される容器の製造性及び許容性に影響を及ぼすパラメータを含む、原材料に関する情報を得る段階と、
（ｂ）前記少なくとも１つの制御可能なパラメータを含む前記設備の動作を監視する段階と、
（ｃ）前記設備によって生産された容器を、前記容器の許容性に影響を及ぼす異常について検査する段階と、
（ｄ）前記段階（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）のうちの少なくとも１つによって得られた情報に基づいて、前記少なくとも１つの制御可能措置を、前記異常を排除するように自動的に制御する段階と、
（ｅ）前記設備によって生産された容器の許容性を認証する段階と、を含む方法。
【請求項２】
前記段階（ａ）から前記段階（ｅ）まで自動的に実施される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記段階（ｅ）が、前記容器についての認証を顧客に通知する段階を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記設備が、少なくとも１つの成形機械を含み、
前記設備を監視する前記段階は、成形サイクルの時間を監視する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記成形サイクルは、金型内への溶融材料の射出と初期硬化とを含み、
前記設備を監視する段階が、材料射出及び初期硬化の時間を監視する段階を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記設備が、金型内に溶融材料を射出する少なくとも１つの成形機械を含み、
前記設備を監視する段階が、前記材料が前記金型内に射出される圧力を監視する段階を含む請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記設備が、加圧ガスを用いてプラスチック容器を形成するブロー成形ステーションを含み、
前記設備を監視する段階が、前記プラスチック容器を形成するのに使用される前記ガスの圧力を監視する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記設備を監視する段階が、プラスチック容器を形成するために加圧ガスが付与される持続時間を監視する段階を含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ブロー成形ステーションが、加圧ガスが付与されて前記プラスチック容器を形成する金型を含み、前記金型は所定温度に維持され、
前記設備を監視する段階が、前記金型の前記温度を監視する段階を含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記金型が、プラスチック容器の冷却及び硬化を促進するために冷却され、
前記設備を監視する段階が、前記プラスチック容器が前記金型内に存在している時間を監視する段階を含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
原材料についての情報を取得する前記段階は、前記原材料を汚染物質について検査する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記原材料についての情報を取得する前記段階は、前記原材料の関連する物理的特性を検査する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記原材料がプラスチックペレットを含み、前記プラスチックペレットについて検査される物理的特性が、前記プラスチックペレットのメルトフローを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記段階（ｂ）が、プラスチック容器を形成するのに使用されるツールを監視する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ツールが、プラスチック容器を形成するのに使用される射出成形金型を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ツールが、特定のツールに対応するインジケータを含み、
前記段階（ｂ）は、前記特定のツールについての選択パラメータの所定限度に基づいて前記ツールの動作の選択パラメータを監視する段階を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記インジケータが、前記プラスチック容器を形成するために使用される前記ツールを表示するための信号を提供する無線識別タグを含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
更に、使用される前記ツールのインジケータを認識し、当該ツールに設定されたパラメータに基づいて前記ツールの動作を監視する段階を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記インジケータに基づいて使用されるツールの特定が自動的に行われ、前記動作パラメータ及び所定限度が、使用中の前記ツールに基づいて自動的に選択される請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記動作パラメータ及び所定限度が、複数のツールのための動作パラメータについての所定限度を含むデータベースから選択される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記射出成形金型の温度が動作中に監視される請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記射出成形金型の温度を所定の範囲に維持するように、前記温度を自動的に制御し且つ自動的に調整する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記射出成形金型内の圧力を所定の範囲に維持するように、前記圧力を自動的に制御し且つ自動的に調整する請求項６に記載の方法。
【請求項２４】
前記ツールは、プラスチック容器を形成するのに使用する押出機を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記押出機の温度が動作中に監視される請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記押出機が、モータで駆動されるスクリューを含み、前記スクリュー及びモータの動作が動作中に監視される請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記ツールがブレンダを含み、該ブレンダがプラスチック容器を形成するのに使用される材料を混合するのに使用される請求項１４に記載の方法。
【請求項２８】
前記ブレンダが、前記プラスチック材料を形成するのに使用される材料の比率を制御し、前記比率が動作中に監視される請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ブレンダ内で混合される材料の比率が、材料の比率を所定の範囲内に維持するように自動的に制御し且つ自動的に調整することができる請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
原材料についての情報を取得する前記段階が、前記パラメータについて前記原材料を検査する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
原材料についての情報を取得する前記段階が、原材料の供給元からのデータを受け取る段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３２】
供給元から受け取った前記データを、前記原材料の所定限度との適合性を保証するために照合する請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
供給元から受け取った前記データを、データベース内に入力し、前記原材料から生産された容器の許容性を認証するのに使用する請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記段階（ｃ）から得られた情報を、対応する容器の許容性を認証するのに使用する請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記段階（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）から得られた情報を、対応する容器の許容性を認証するのに使用する請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
プラスチック容器を生産するシステムであって、
少なくとも２つの異なる原材料を受入れる入口と、前記少なくとも２つの異なる原材料の混合物を排出する出口とを有するブレンダと、
前記ブレンダの出口から排出された原材料を受入れるホッパーと、前記ホッパーと連通し且つ前記原材料を溶融するのに適当な高温に維持される溶融チャンバと、溶融させた原材料を前進させるように回転可能なスクリューと、溶融させた原材料を排出する出口とを有する押出機と、
少なくとも１つの金型と、を有し、前記金型の各々は、前記押出機の出口から排出された原材料を受入れるキャビティを有し、前記材料が成形キャビティ内のプラスチック容器に形成され、
更に、前記容器の許容性に影響を及ぼす異常について、前記システム内で生産された前記容器を検査するように動作可能な少なくとも１つの検査装置を有し、
前記ブレンダ、押出機、及び金型のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの制御可能なパラメータを有し、
更に、前記少なくとも１つの検査装置と通信し、容器を所定の製造及び品質限度内で生産するように前記少なくとも１つの検査装置によって検出された異常に応答して前記少なくとも１つの制御可能なパラメータを変更するよう動作可能なコントローラを有する、システム。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの金型は、それと関連した識別子を有し、この識別子は、前記コントローラに通信する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
更に、複数の異なる容器を形成するためのプロセスパラメータに関する情報を収容するデータベースを含み、各容器についての前記情報が、前記容器を形成するのに使用される対応する金型に関連付けられ、前記コントローラが、前記データベースと通信し且つ金型識別子の受入れに応答しており、前記コントローラが前記容器を形成するのに必要なプロセスパラメータを前記データベースから決定することができる請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記コントローラが、型変更及び対応する金型識別子の前記コントローラへの伝達に応答して、前記少なくとも１つの制御可能なパラメータを変更することができる請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記押出機が、加圧下で前記少なくとも１つの金型内に溶融原材料を射出し、前記少なくとも１つの制御可能なパラメータが、前記原材料が射出される圧力を含み、前記圧力が前記コントローラによって自動的に変更することができる請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
前記押出機が、前記少なくとも１つの金型内に溶融原材料を所定温度で供給し、前記少なくとも１つの制御可能なパラメータが、前記原材料が前記金型内に供給される温度を含み、前記温度が前記コントローラによって自動的に変更することができる請求項３６に記載のシステム。
【請求項４２】
前記ブレンダが、前記混合物内の原材料の比率を制御するように動作可能であり、前記少なくとも１つの制御可能パラメータが、原材料の前記比率を含み、前記コントローラが前記ブレンダと通信して前記混合物内の原材料の比率を自動的に制御する請求項３６に記載のシステム。
【請求項４３】
前記コントローラが前記ブレンダと通信して、作製される前記容器での変更に応答して前記混合物内の原材料の比率を変化させる請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
前記原材料から作製できる複数の容器の原材料の比率を有するデータベースを更に含み、前記コントローラが、作製される前記容器の変更に応答して前記データベースと通信し、作製される特定の容器の原材料の比率を決定する請求項４３に記載のシステム。
【請求項４５】
前記コントローラが、前記少なくとも１つの検査装置と通信し、作製されている容器のパラメータの変化に応答して前記容器の異常に関する基準を変更するよう動作可能である請求項３６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、プラスチックの形成に関し、より詳細には、プラスチック形成プロセスを監視し且つ制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボトル及び他の容器を含む物品をプラスチックから形成するために様々なプロセスを使用することができる。プラスチック物品は、一般的には、成形機に供給されるプラスチック樹脂ペレットを用いて単一の場所で形成され、完成品は成形機から取り出される。１つのプロセスでは、プラスチックペレットの供給物をサイロ内に保存し、染料及び添加剤などの他の材料と配合させ、それを押出機の材料ホッパーに配給して、そこで配合材料を溶融し且つ混合し、金型内に射出する準備が整う。溶融材料を金型に射出し、僅かに硬化させ、パリソンを形成する。次いでパリソンをブロー成形用金型に移送し、そこで加圧空気を用いて成形キャビティ内のパリソンを成形する。成形後、ボトルを火炎処理し、ネジ部又はパネルの漏洩或いは欠陥が検査され、次いで出荷のため他の容器で包装される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常、例えば押出機、パリソン金型、及びブロー成形金型などの機械の様々な部分は、適切な電子コントローラによって制御され、機械及びその制御装置のオペレータによって監視される。成形される容器の品質を保証するため、機械オペレータは、所定の時間間隔で生産ラインから試料を手で取り、試料ボトルを検査し、検査から得られた情報を記録する。機械オペレータと検査員の双方は通常、製造プロセス及びサンプリングした容器の種々のパラメータについてこれらが所定限度内にあったことを示す適合性事務手続きを完了させるよう義務付けられる。全ての適合性文書業務が完了し是正された後、ボトルの特定のロット又は生産工程についての適合証明書を作成することができる。機械の動作パラメータに対する変更は、機械が所定限度を外れて動作していることを示すコントローラによって提供された情報に応じて、又は、検査されたボトルのパラメータが所定の品質限界を外れていることを示す試料ボトル検査で得られた情報に応じて機械オペレータによって行われる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
設備を用いてプラスチック容器を生産するシステムの製造及び認証動作方法において、設備は、生産される容器の品質に影響を及ぼす少なくとも１つの制御可能なパラメータを有し、原材料から生産される容器の製造性及び許容性に影響を及ぼすパラメータについて検査する段階と、少なくとも１つの制御可能なパラメータを含む設備の動作を監視する段階と、容器の許容性に影響を及ぼすばらつきについて、その設備によって生産される容器を検査する段階と、当該検査及び監視段階中に得られた情報に応答して、ばらつきを排除するように設備の動作を自動的に制御する段階と、当該設備によって生産された容器の許容性を認証する段階とを含む。
【０００５】
現在の好ましい１つの実施形態において、これらの段階の一部又は全ては、各段階及び動作パラメータについての所定限度に対する適合性を保証するために、製造プロセスの種々の段階及び動作パラメータを監視するコントローラなどによって自動的に実施される。パラメータ又は段階の所定限度を外れた動作は、コントローラによって好ましくは監視され、所定限度内での動作が達成されるようにコントローラによって望ましくは自動的に修正される。例えば、所定限度又はパラメータを外れて製造された製品を、廃棄のため生産ラインから自動的に分けることができる。検査段階及び監視段階中に得られた情報を用いて、製造工程、制御及び検査結果を文書化する適合証明書又は他の文書を作成してもよい。望ましくは、当該文書業務及び証明は、オペレータの介入を最小限又は全く必要とせずに自動的に作成及び配布される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の、これら及び他の目的、特徴並びに利点は、好ましい実施形態及び最良の形態の以下の詳細な説明、添付請求項及び付属図面から明らかになるであろう。
【０００７】
図面をより詳細に参照すると、図１及び図２は、プラスチック容器１２等の成形プラスチック物品を生産するためのシステム１０を示しており、システム１０では、概略的には、原材料を押出機１４に供給し、押出機１４が、溶融材料を射出成形金型１６等の金型に供給し、パリソンを形成する。次いで、パリソンをブロー成形金型１８内に配置し、所望の最終形状にブロー成形する。システム１０はまた、容器の包装及び出荷前、成形後の容器を検査するための様々な検査装置２０を含んでいる。
【０００８】
より詳細には、ペレットの形態をなすプラスチック等の原材料を工場に持ち込み、サイロ２２又はその他の貯蔵容器内に格納する。原材料を、必要なときに、サイロ２２から取り出し、それと関連したホッパー２１を介して配合装置２４に移送する。配合システム２４において、原材料とその他の材料とを混合し、その他の材料は、例えば、通常は乾燥形態の着色剤２３、添加剤２５、再利用又は再粉砕材料２７である。好ましくは、種々の材料をファンネル２９又はホッパー３１を介して配合装置２４に供給し、且つ、攪拌又は混合し、より均一な乾燥混合物を得る。
【０００９】
原材料を配合装置２４から押出機１４の材料ホッパー２６に移送し、押出機１４において、原材料を押出機スクリューチャンバ２８に重力によって供給する。押出機１４では、原材料を溶融して互いに混合し、次いで、押出機内に蓄積させる。溶融材料を適切な時間サイクルで押出機１４から金型１６のキャビティ内、典型的には、コア全体にわたって射出させる。この予備成形段階におけるプラスチック物品を、プリフォーム又はパリソンと呼ぶ。
【００１０】
パリソンを僅かに硬化させた後、パリソンを持上げて金型１６の外に出し、ブロー成形金型１８のキャビティに移送し、そこで加圧空気をパリソン内に導入し、パリソンをコアから取り出し、パリソンをブロー成形金型に押し付け、プラスチック容器１２を形成する。ブロー成形作業後、容器をブロー成形金型１８から取り出し、それをアウトフィード・ステーションに移送し、アウトフィード・ステーションでは、通常、容器をコンベア３０の上に配置し、後作業ステーション、即ち、検査ステーションに移送する。後作業ステーション、即ち、検査ステーション２０は、例えば、火炎処理、漏洩検出、並びに様々な機能、特性、或いは容器のネジ部、パネル又は側壁などの欠陥について種々の目視検査、機械的電気的検査、又は他の検査を含むことができる。その後、典型的には、容器を数えて包装し、出荷の準備がととのう。
【００１１】
プロセスを通じて、広範囲の検査、動作段階及び動作パラメータを利用して、プラスチック容器を、許容できない商業上のばらつき及び／又は異常なしに生産する。限定するわけではないが、例えば、受入れる原材料を、仕上げ製品を形成するための品質及び能力に影響を及ぼす様々なパラメータについて検査する。受入れ原材料を、汚染物質の存在、金属の存在、及び様々な機械的特性、例えば、ペレットのメルトフロー、溶融膨張係数及び密度等について検査する。勿論、受入れ原材料の要求通りの完全性及び品質を保証するために、他の検査及び／又は試験を受入れ原材料に対して行ってもよい。原材料についての情報を、材料の供給元から得てもよい。この情報を、コントローラ又はデータベース内に手動で入力してもよいし、バーコード若しくは他のタグの利用を通じて自動的に入力してもよいし、電子的又は他のデータ移送により入力してもよい。
【００１２】
次の段階では、原材料を互いに配合し、製造される特定の製品について所定限度内の適合性を保証するために、複数の追加の検査を実施し且つ複数の動作パラメータを監視するのがよい。配合システム２４において、限定ではなく例示するポリエチレン又はポリカーボネート等の未使用の原材料を、着色剤、他の添加剤、及び、プロセス再粉砕材料又は適切に処理された再生材料を含む他の材料と組合せる。互いに混合される材料の各々は、各々が検査され試験された「原材料」と考えられる。配合システム２４は、製造される製品の所定の処方又はレシピに従って様々な原材料を混合し又は組合せるいわゆる重量セル配合機又はブレンダ３２を含み、材料の重量で測定される全体組成の割合に応じた各原材料を有する。従って、適切な量又は重量の材料を確実にブレンダに追加するために、ブレンダ２４内に様々な原材料を添加する機械装置を監視するのがよく、かかる追加を確認するために、ブレンダから試料を採取してもよく、材料の適切な配合が得られていることを保証するために、組合せた原材料のブレンダからの生成物を監視し及び／又はサンプリングし、検査するのがよい。金属又は汚染物質等についての配合後の材料の更なる試験を、ブレンダ又はその下流側で行うのがよい。組合された材料は、ブレンダ２４から押出機１４の材料ホッパー２６に移送され、材料を押出機スクリューチャンバ２８に供給し、溶融させ、互いに混合し、次の射出のために押出機内に蓄積させる。一般には、材料ホッパー２６及び押出機１４での様々な動作パラメータを、所定の限度内での動作を保証するように追跡、監視、及び制御を行うのがよい。例えば、限定ではないが、ホッパー内への及びホッパーから押出機スクリューチャンバへの材料の流量を監視するのがよく、トルク及び回転速度等の押出機スクリューの動作も同様に監視するのがよい。また、押出機内の材料の望ましい溶融、混合、及び硬化（又はそれがないこと）を保証するために、押出機内の温度を監視及び制御してもよい。
【００１３】
溶融され混合されたプラスチック材料を押出機１４から、通常はコアを覆うように、成形キャビティ１６内に射出させ、僅かに硬化させ、パリソンを形成する。押出機１４及び射出プロセスの適正な動作を保証するために、幾つかの動作パラメータを監視及び制御するのがよい。例えば、溶融材料を成形キャビティ内に射出する圧力、材料を射出するときの押出機１４内の材料温度、サイクルのうちの射出部分の時間、成形部分の時間及び硬化部分の時間、並びに金型１６の温度、及び、金型ができてからの又は金型の最近のメンテナンス又は補修の何れかからの金型１６が成形したサイクル数又は部品数を制御又は監視するのがよい。これらのパラメータ又は段階の各々は、好ましくは、形成される特定のプラスチック物品のための所定の手順又はレシピに従って制御される。各パラメータは、許容可能なプラスチック物品を生産するであろう値の許容範囲又はそれと関連した許容誤差を有していてもよいし、形成されるプラスチック物品の品質を保証するために留意すべき上限、下限又はその両方を有していてもよい。
【００１４】
パリソンを射出成形金型１６から取り出してブロー成形金型１８のキャビティに移送し、空気圧を導入し、パリソンをコアロッドから取外し、パリソンをブロー成形成形キャビティ表面に押し付けてプラスチック物品の最終形状を形成する。製造工程のこの段階での所定手順に関する適合性を保証するために、様々なパラメータを監視し制御するのがよい。これらのパラメータのいくつかには、特に、射出成形金型１６からブロー成形金型１８にパリソンを移送するのに要する時間、ブロー成形金型１８内に導入される圧力、ブロー成形金型１８の温度、加圧空気の温度、ブロー成形金型１８内に加圧空気が導入される時間が挙げられる。
【００１５】
ブロー成形し、望ましい時間期間だけ冷却した後、形成されたプラスチック容器をブロー成形金型１８から取り出し、アウトフィード・ステーションまで割出送りし、コンベア３０等の上で成形機から移動させる。コンベア３０上では、形成されたプラスチック物品は、複数の下流側作業及び検査ステーション２０を通過して移動し、容器１２を仕上げ加工し、容器１２を検査し、種々の基準に対する適合性を保証し、容器１２な許容できないばらつき及び／又は異常がないことを確保する。例えば、限定ではないが、容器１２を、１つのステーション２０ａで火炎処理し、ステーション２０ｂで漏洩を点検し、他のステーション２０ｃ、２０ｄで容器１２のネジ部又はパネルの汚染又は異物混入について目視的、電子的、機械的又は他の方法で検査し、他のステーション２０ｅ、２０ｆで様々な部分を計測する。全ての作業又は検査後、検査工程を合格したこれらの容器１２を、包装し、出荷できる状態になる。検査工程に合格しなかった容器１２、又は、操作パラメータが許容限度外にあることが監視されているサイクル中に生産された容器１２は、廃棄され、同じ又は異なる製品に後で使用するために粉砕され、又はその他の方法で処理される。廃棄比率及び容器１２の不合格理由は、解析又は他の理由のために追跡及び監視されるのがよい。またこの情報を用いて、不合格容器を低減し又はなくすために、操作パラメータ（例えばサイクル時間、温度、圧力など）又は手順などの１つ又は２つ以上の制御可能な措置の自動的な又はオペレータ支援の変更又は調整を行うのがよい。
【００１６】
このような方法で様々な機械及びプロセス段階を監視することにより、プラスチック物品を形成するのに使用される全てのプロセスパラメータが所定限度内にあり、使用される材料が許容可能な品質及び生産性のものであることを確保する。プロセスパラメータ及び段階の監視は、好ましくはリアルタイムで行われて、プロセスパラメータ又は段階が所定限度から外れた場合にリアルタイムフィードバックを行う。プロセス監視から得られた情報はまた、望ましくは、履歴検索について記録され、更に、適合証明書及び他のプロセス文書の作成を容易にする。
【００１７】
望ましくは、様々なセンサ及び装置が１つ又は複数のプロセスコントローラと通信し、このコントローラは、センサから得られた情報を記録し、且つ、作製された特定のプラスチック物品のために感知されたパラメータが所定限度内にあることを保証する。好ましい実施形態において、コントローラは、機械によって生産される容器の品質に影響を及ぼす、プロセスパラメータ又は段階における少なくとも１つの制御可能な処置を自動的に変更することが可能である。プロセスパラメータが所定限度を外れた場合、制御可能処置を電子コントローラ又はプロセッサによって修正し、例えば、オペレータが介入することなしに、自動的に上記プロセスパラメータを所定の範囲内に戻す。望ましくは、複数のプロセスパラメータをプロセッサ又はコントローラによって自動的に監視して調整し、プロセスパラメータを生産工程全体を通じて所定限度内に維持する。自動的に制御することができるこれらのプロセスパラメータには、配合システム（例えば、材料の比率又は混合）、押出機（例えば、流量、温度、圧力、スクリュートルク、スクリュー回転数）、射出成形金型（例えば、圧力、サイクル時間、温度）、及びブロー成形金型（例えば、空気圧力、空気温度、サイクル時間、金型温度）の動作パラメータが少なくとも含まれる。
【００１８】
図２において、配合装置２４、押出機１４、射出成形金型１６、ブロー成形金型１８及び検査装置２０と通信するコントローラ３４を概略的に示しているが、コントローラは、幾つかのコントローラを含むのがよい。コントローラは、様々な機能或いは機械と関連するのがよく、好ましくは、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）である。例えば、コントローラは、機械論理コントローラ及び加熱又は温度コントローラを含む。機械論理コントローラは、様々な機械及びセンサとインターフェースし、特定の動作パラメータ（例えば、サイクル時間、圧力など）を設定し且つ動作中に適切なパラメータを適合させることを保証する。加熱コントローラは、機械及びシステムが製造プロセス全体にわたって適正な温度で動作することを確保し、他のコントローラ又はシステムに対して加熱システムの障害を表示することができる。
【００１９】
また好ましくは、プロセスパラメータがその所定限度を外れたときに生産されたプラスチック物品は、これらが許容できないばらつき又は異常を含む可能性があるので、自動的に隔離されることが好ましい。隔離されたボトルが所定のパラメータに適合するかどうか、即ち、許容できないばらつきを有し且つ不合格とすべき又は廃棄すべきかどうかを判定するために、隔離されたボトルを引き続き検査する。好ましくは、機械監視が統合され、その結果、特定の材料のロット又はボトルの生産工程から得られた全ての情報を容易に得て、例えば、それに対応する生産済みのボトルの適合証明書を発行するのに使用することができる。
【００２０】
現在好ましい１つの実施形態において、機械ラインが、工具の交換に応答して、例えば、プラスチック物品を成形するのに使用される１つ又は２つ以上の金型を交換するとき、自動的に構成されることが好ましい。金型は、タグ又は他の識別子を有し、タグ又は他の識別子は、それが取り付けられているとき、コントローラによって感知され又はコントローラと通信する。取り付けられている金型に基づいて、コントローラは、形成することが望まれるプラスチック物品を決定することができ、容器を形成するのに必要な所定のプロセスパラメータ及び段階を検索することができる。この情報は、コントローラによってアクセス可能な中央サーバ、ネットワーク又はデータベース内に格納することができる。従って、この情報を用いて、コントローラが、様々な機械を構成し操作することができ、それにより、望ましい材料組成を提供し、望ましい温度、圧力、サイクル時間及び検査基準で材料を処理し且つ成形する。
【００２１】
１つの好ましい実装例において、金型などのツール上の識別子は、ツールが取り付けられるとコントローラ又は他の受信機或いは中継装置によって自動的に感知され或いはこれらに通信されるＲＦ又は高周波タグである。コントローラは、タグ情報から、ツールに関連した所定のレシピ又はプロセスマップに従って、機械ライン及びプロセスパラメータを構成することができる。勿論、ＲＦタグ以外の識別子が、取り付けられているツールをシステムが自動的に識別できるように使用されてもよいし、オペレータがツールと関連したコードを入力してもよく、それにより、取り付けられているツール及び作製される製品をコントローラが特定することができる。
【００２２】
コントローラは、複数の異なるツール及び作製すべき異なるプラスチック物品のためのプロセスパラメータ及び所定限度又は許容公差を含むデータベース３６（図２）又はその他の情報ソースと通信することができる。望ましくは、システムに取り付けられた特定のツールに基づいて、広範囲のプロセスパラメータ及び段階が自動的に設定される。例えば、データベース３６からコントローラ３４に及びコントローラ３４から特定の機械１４、１６、１８、２０、２４に、動作圧力、温度及びサイクル時間を伝達し、所望のプラスチック物品の許容可能な形成のための基準及びパラメータを提供する。データベースの１つの実施例は、Ｄ＆ＢによるＳｍａｒｔ  Ｓｔｒｅａｍである。いったんツール及び作製すべき製品が知られ又は決定されると、作製すべき所望の製品に従って、適正な材料混合のブレンダ比を設定し、押出機のパラメータを設定し、更に成形及び成形後の作業及び検査を設定する。手動で設定する必要のある任意の項目は、モニタ上での適切な情報表示、ハードコピーのプリントアウト、或いはオペレータが閲覧するために作成及び格納されたファイル情報などによってオペレータに伝達される。
【００２３】
ツール上の識別タグは、ツールが使用されたサイクルの数、ツールによって生産された製品数、及び各ツールのメンテナンス要件の追跡にも有用である。ツールを使用している間、ツールのサイクル数をデータベース内に記録し格納することができる。データベース又はコントローラは、各ツールのサイクル完了数に基づいて必要とされる様々のメンテナンス手順のために、いつツールのメンテナンスを完了する必要があるかの指示を与えることができる。個々のツールに対していつメンテナンスを必要とするかをオペレータ又は他の要員或いはコントローラに自動的に通知することができる。耐用期間のメンテナンス記録は、サーバ内のツールによって保持されてもよいし、その他の方法によって表示されてもよいし、他のコントローラ又は各個人に伝達されてもよい。
【００２４】
機械監視プロセスにおいて、自動製品サンプリングが含まれてもよく、コントローラによって制御される。現在では、形成された容器の試料を機械オペレータが所定の時間間隔で手で選んで取り出し、これらの容器を検査し、検査から得られた情報を記録している。しかしながら、オペレータのスケジュールの競合又は他の理由により、適切な時間間隔で試料容器を選び検査することを妨げることがある。従って、試料容器を生産工程から所定の時間間隔で自動的に取り出すことにより、オペレータへの負荷を軽減し、一貫性のないサンプリングによって生じるエラーを低減させる。生産工程から取り出された試料容器は、適切な検査機械などによって自動的に検査されてもよいし、オペレータ又は他の品質管理技術者が検査してもよい。試料容器検査からの情報は、プロセス監視から得られた情報と一緒にされてもよいし、履歴データベース又はファイルに格納されてもよいし、適合性文書業務に用いられてもよい。１つ又はそれ以上の試料容器が検査に不合格である場合、その不合格に関する情報を用いてプロセスパラメータを（オペレータを介し、又は、コントローラなどにより自動的に）変更してもよいし、そのプロセスパラメータに対して以前に設定された限度又は許容公差内で不良容器が製造されていれば、そのプロセスパラメータに対する所定限度又は許容公差を変更してもよい。
【００２５】
許容可能な製品の生産速度並びに生産ラインのダウンタイムを追跡することによって、生産ラインの効率を追跡してもよい。全生産量、機械のダウンタイム、ダウンタイムの理由、規格外れ製品及び規格外れ製品の理由を追跡し、中央データベース又はコントローラに報告してもよい。ダウンタイムは、原因毎に追跡するのがよい。１つ又は２つ以上のツール又は機械に関するメンテナンスなど、プロセスにおいて予定された事象によって生じたダウンタイムについては、ダウンタイムの理由をコントローラ又はデータベースに自動的に伝えるのがよい。人為的入力又は人為的ミスによってひき起こされたダウンタイムを追跡するのに、生産ラインの再始動の前にオペレータがダウンタイムの理由を入力することを要求するのがよい。
【００２６】
機械監視、製品サンプリング及び機械ライン形態の段階的変更の間に得られた情報をデータベース内又はコントローラ内に取り込み、それにより、容器の様々なロット又は生産工程についての情報を提供することができ、かかる情報は、容器が作製されたときの様々な動作パラメータ並びに様々な検査結果及びその統計解析を示す。この情報を利用して、様々な報告を印刷し、適合性文書業務を自動又は手動で完了させ、容器の適合性証明を作成することができる。プロセッサ、コントローラ、又はデータベースの何れかに電子的に格納している動作パラメータ及び他の適合性文書業務データを用いて、適合性文書業務及び適合証明書を実質的に世界中の任意の場所に伝達することができ、ハードコピー形式で提供し、且つ、出荷前に容器の箱に同梱することができる。適合性文書業務及び適合証明書を自動的に作成することにより、人為エラーが排除又は低減され、これらの文書を作成するため機械オペレータの負荷が大幅に削減又は排除され、これらの報告書作成の利用性及び効率を高めることができる。既存の機械には、これらを共にネットワーク化することができる適切なインターフェース、及びこれらの間の適切な通信及び監視のためのコントローラを後付けすることができる。より新しい機械は、プラスチック物品を生産するための生産ラインの統合、監視及び構成システムの実装を容易にするための先進のＰＣベースＨＭＩシステム又は他の先進制御装置及びネットワークインターフェースを含む、より最先端の処理及びネットワーク機能を装備することが好ましい。
【００２７】
資材取扱者、設備オペレータ、及び検査員などの製造プロセスに関係した要員を追跡し記録してもよい。このことを行う１つの方法は、多くのビルディングでセキュリティ目的で通常使用される従業員識別（ＩＤ）カード又はタグを用いることである。ＩＤカード又はタグは、例えばコントローラと通信する適切なセンサによって自動的に感知されるのがよい。ＩＤカードはまた、製造プロセスに関係した人々のアイデンティティを識別して記録するよう動作可能なカードリーダーによりスキャンし又は通すことができる。ＩＤカードはまた、セキュリティ、安全又は他の制御理由のためにも使用することができ、様々な機構又は機械の起動、ロック解除又は制御に必要であるのがよい。また、異なる人に機械又は情報への異なるアクセスを与えてもよく、ある人物の認可されたアクセスは、これらのＩＤカード又はその他の構成又は識別子によって照合又は確定されるのがよい、その他の構成又は識別子は、ネットワークへのログオン、パスワード入力又は同様のものなどを含む。機械、システム又は情報アクセスの制御に加え、従業員識別方式は、品質管理又は他の理由に関して各従業員によってとられた措置を追跡するのに用いることができる。例えば、機械設定を変更する前、その設定を変更しようとする従業員は、そのようにするアクセスを与えるために、且つ、設定を変更した人物として当該従業員を特定するために、例えばＩＤカード、コード、パスワードを用いて自己を特定しなければならない。
【００２８】
望ましくは、原材料の最初の検査から完成容器の最終包装までの全体のプロセスは、統合生産ラインで達成され、全てのプロセスパラメータの適合性を確保できるように監視される。プロセスパラメータに従って形成されたプラスチック物品には、適切な適合性証明を発行することができ、１つ又は２つ以上のプロセスパラメータが所定限度を外れた状態で製造されたプラスチック物品は、隔離され、適当であれば、後で試験される。望ましくは、適合証明書は自動的に作成されてもよいし、最小のオペレータ入力で作成されてもよく、プロセスパラメータから外れた状態で形成されたボトルを隔離する処置は、生産ラインの様々な形成又は検査ステーションのいずれかで自動的に実施される。全ての重要なプロセスパラメータが所定限度内に存在することを確保することによって、目標は、ボトルの異常又は許容できないばらつきを低減し更には除去して、許容できないばらつきのない高品質のボトルを顧客に提供することにある。各ボトルを検査することは、いくつかの生産ラインにおいて実現可能ではない場合もあるが、ボトルの生産ラインの統計的分析は、本明細書で説明したように、所定の時間間隔での自動製品サンプリングによって、及び、統合生産ラインのより詳細なプロセス監視によって改善され得る。上述の説が、現在の好ましい実施形態の説明によって与えられている点、及び、添付の請求項に記載された本発明の範囲を限定するものではない点を、当業者は理解すべきである。請求項の概念及び範囲から逸脱することなく本明細書で説明されたシステム及び方法に対して様々な修正又は変形形態が可能である。例えば、プラスチック容器の生産に使用される機械は、コントローラと通信するものとして説明してきたが、各機械は、その独自のコントローラを有していてもよく、このコントローラは、マスター即ち中央コントローラ、或いは、プロセッサと通信する。同様に、説明した特定の実施形態は、プラスチック容器の生産に関するものであるが、説明したシステム及び方法によって他の物品を製造してもよい。勿論、他の修正又は変形が可能であり、このことは本発明の開示内容を精査すれば、当業者には容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】プラスチック容器などのプラスチック物品を製造するためのシステムの概略図である。
【図２】製造システムの１つの実施形態に従ったコントローラと機械のインターフェースの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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