(57)【要約】  本発明は、熱可塑性高分子プリフォームから容器をブロー成形して充填する方法であって、金型（１２）内に配置される熱可塑性高分子プリフォーム（１６）を延伸段階中に延伸させるステップと、プリフォーム内に液体を注入するための注入段階を始めるステップと、を含み、延伸段階が始まった後に注入段階が始まる方法において、注入段階を始める前に、大気圧を上回る所定の圧力に液体があることを特徴とする方法に関する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性高分子プリフォームから容器をブロー成形して充填する方法であって、
金型（１２）内に配置される熱可塑性高分子プリフォーム（１６）を延伸段階中に延伸させるステップと、
前記熱可塑性高分子プリフォーム内に液体を注入するための注入段階を始めるステップと、を含み、前記延伸段階が始まった後に前記注入段階が始まる方法において、
前記注入段階を始める前に、液体が大気圧を上回る所定の圧力にあることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記注入段階を始める前に、大気圧を上回る前記所定の圧力に液体を至らせるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
大気圧を上回る前記所定の圧力に液体を至らせるときにもたらされるエネルギーを蓄えるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記注入段階が、前記注入段階を始めるときに解放される蓄積エネルギーによって部分的に促進される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記注入段階を始めるときに、蓄積エネルギーの解放によって前記熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入されるように加圧液体が押し進められる、請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の圧力が、０バールよりも大きく４０バール以下であり、より好ましくは、前記熱可塑性高分子がＰＥＴであるときには０バールよりも大きく１５バール以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
液体注入回路（１８）内の弁装置（２４）を開放して、前記液体注入回路内の加圧液体を解放するとともに、前記熱可塑性高分子プリフォーム内への前記加圧液体の注入を可能にするステップを含み、前記加圧液体は、前記弁装置の開放前に、前記弁装置の上流側で前記所定の圧力にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
熱可塑性高分子プリフォームから容器をブロー成形して充填するためのシステム（１０；４０；５０；８０）であって、
熱可塑性高分子プリフォーム（１６）を封入するための金型（１２；５２；６４ａ−ｆ）と、
前記金型内に配置される熱可塑性高分子プリフォームを延伸させるための延伸手段（６６ａ−ｆ）と、
液体を前記熱可塑性高分子プリフォーム内に注入するための注入手段（２２；６４ａ−ｆ）と、
を備えるシステム（１０；４０；５０；８０）において、
前記注入手段に液体を前記熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入させる前に、液体が大気圧を上回る所定の圧力にあることを特徴とするシステム（１０；４０；５０；８０）。
【請求項９】
大気圧を上回る前記所定の圧力に液体を至らせるための手段（２６；４６；７６）を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
大気圧を上回る前記所定の圧力に液体を至らせるための前記手段は、以下の手段、すなわち、
ピストン／シリンダ装置（４２；７０ａ−ｆ）
ポンプ装置（２６；４６；７６）
のうちの少なくとも一方を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
大気圧を上回る前記所定の圧力に液体を至らせるための前記手段は、ピストン／シリンダ装置（４２；７０ａ−ｆ）と、該ピストン／シリンダ装置に接続されるポンプ装置（４６；７６）とを備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
大気圧を上回る前記所定の圧力に液体を至らせるときにもたらされるエネルギーを蓄えるための手段（３２；３４；６９ａ−ｆ）を備える、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
エネルギーを蓄える前記手段が、液体が前記所定の圧力に至らされる液体回路内に、
空気の存在
前記所定の圧力を受けるときにエネルギーを蓄えるべく弾性的に変形できる少なくとも１つの変形可能部分（３２；３４；６９ａ−ｆ）
のうちの少なくとも一方を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
蓄えられたエネルギーを解放するための手段（２４；６８ａ−ｆ）を備え、該手段は、前記注入手段によって加圧液体が前記熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入されるときにエネルギーを解放するべく作動される、請求項１２または１３に記載のシステム。
【請求項１５】
液体を前記熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入するための液体注入回路（１８；６０ａ−ｆ）と、
前記液体注入回路の上流側に配置される弁装置（２４；６８ａ−ｆ）と、
を備え、前記弁装置は、大気圧を上回る前記所定の圧力に液体を保持することができるとともに、閉鎖時にはいつでも注入できる状態にあり、開放時には前記熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入するために加圧液体を前記液体注入回路内に解放できる状態にある、請求項８〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性高分子プリフォームから容器をブロー成形して充填する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水のボトルなどのプラスチック容器は、ブロー成形または延伸ブロー成形を含む様々な方法にしたがって製造されて充填される。
【０００３】
これらの既知の方法のうちの１つによれば、プラスチックプリフォームが最初に成形プロセスによって製造され、その後、プラスチックプリフォームがブロー成形金型内に配置される前に加熱される。プリフォームは、通常、その下端部が閉じられ且つその反対側の端部が開放する円筒状のチューブの形状を成す。プリフォームが金型内に配置されると、プリフォームの開放端部のみが金型の上側から見える。この方法は、プリフォームの閉じられた下端部と当接するようにプリフォームの開放端部に下向きで係合される延伸ロッドを使用する。更に、延伸ロッドは、閉じられた端部に押し付けられるように作動され、それにより、プリフォームが延伸される。
【０００４】
例えば本出願人の欧州特許第１５２９ ６２０ Ｂ１号明細書に開示されるように、延伸段階が開始された後、液体もプリフォームの開放端部を通じてプリフォーム内へ注入される。この液体注入は、プリフォームの拡張を金型の内壁と接触するまで引き起こし、それにより、ボトルの最終形状が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願人は、ある場合には前述の方法が延伸段階中および注入段階中に熱可塑性高分子プリフォームの破壊をもたらす場合があることに気付いた。したがって、熱可塑性高分子容器を破損させることなくあるいは少なくとも熱可塑性高分子容器を破損させる危険を減らしつつ、熱可塑性高分子容器をブロー成形すると同時に充填できる方法およびシステムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上を考慮して、本出願人は、液体が大気圧を上回る所定の圧力にあることが、新規で且つ進歩的であるとともに、前述した問題に対する解決策の一部であることを見出した。
【０００７】
特に、注入段階の前に、方法は、大気圧を上回る所定の圧力に液体を至らせるステップを含み、それにより、加圧されたあるいは前負荷がかけられた液体をいつでも注入できる状態にする。
【０００８】
出願人は、液体が大気圧を上回る所定の圧力に至らされるときにエネルギーがもたらされることに気付いた。液体を加圧することによってもたらされるこのエネルギーまたはその一部を蓄えることは、前述した問題を部分的に解決することに更に寄与し得る。
【０００９】
特に、出願人は、このエネルギーの少なくとも一部の事前の蓄積が、蓄積エネルギーをその後に解放／回収できるようにするとともに、注入段階を始めるときにそのエネルギーを使用できるようにすることを見出した。したがって、注入段階は、蓄積エネルギーを解放するときに部分的に促進される。
【００１０】
注入段階を始めると、蓄積エネルギーの解放下で、より急速に熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入されるように加圧液体が押し進められる。注入段階開始時のエネルギーの回収または回復は、プリフォームの高速の充填および拡張を可能にする。これにより、拡張は、より効率的に且つ制御された態様で行われる。プリフォームの温度は十分に高い値のままであり、したがって、プリフォームの高速拡張中にプリフォームを破損させる危険が減少する。したがって、製造プロセスの促進を図ることができる。
【００１１】
液体回路内の液体を加圧することによりもたらされるエネルギーの蓄積は、異なる方法によって達成されてもよい。例えば、回路内の液体（例えば水）に空気が加えられ、したがって、液体の加圧中に空気が圧縮されてもよい。そのため、圧縮空気内に含まれるエネルギーは、注入段階を始めるときに圧縮空気の拡張によって回収される。また、液体回路の少なくとも１つの部分（可撓性のパイプまたは膜、拡張タンクなど）が弾性的に変形できてもよく、それにより、液体の加圧にもたらされるエネルギーは、少なくとも１つの部分を圧力の増大を受けるときに弾性変形させることに寄与する。弾性変形される部分は、もたらされたエネルギーを少なくとも部分的に蓄えるとともに、注入段階の開始時に加圧液体を解放するときにそのエネルギーを回復させる。これによって、加圧液体に対して速度とエネルギーとを与え、それにより、プリフォーム内への液体の導入を促進させることができ、したがって、製造プロセス全体を促進させることができる。
【００１２】
本出願人は、延伸段階中および注入段階中に軽量熱可塑性プリフォームが壊れる可能性が高いことに気付いた。一例として、０．５ｌの容積とタイプ２５／２９の首部とを有する重量が１２ｇのボトルなどの熱可塑性容器を軽量容器として考慮すると、この容器を前述した従来技術の方法によってうまく製造することができない。
【００１３】
本発明に係る方法は、軽量熱可塑性高分子プリフォームに適切に適用される。液体注入段階を始める前に液体を加圧して、液体加圧中にもたらされるエネルギーを少なくとも部分的に蓄えるとともに、その蓄えられたエネルギーを注入段階の開始時に使用すると、本方法は、軽量熱可塑性高分子容器（例えば、ボトル）をブロー成形すると同時に充填できる一方で、該容器を破損させる危険を著しく減らすことができる。
【００１４】
想定し得る特徴によれば、所定の圧力は、０バールよりも大きく４０バール以下である。想定し得る特徴によれば、所定の圧力は、熱可塑性高分子がＰＥＴであるときには、０バールよりも大きく１５バール以下である。液体によって到達されるべき所定の圧力は、プリフォームに応じて選択されてもよい。所定の圧力の値は、注入中のプリフォームの破壊を回避するために当業者の手近な試行や実験によって調整されてもよい。
【００１５】
想定し得る特徴によれば、方法は、液体注入回路内の弁装置を開放して、液体注入回路内の加圧液体を解放するとともに、熱可塑性高分子プリフォーム内への加圧液体の注入を可能にするステップを含み、加圧液体は、弁装置の開放前に、弁装置の上流側で所定の圧力にある。したがって、注入されるべき例えば静止中の液体は、注入段階が始まって液体が液体注入回路内で流通状態に置かれる前に既に加圧されている。液体加圧中にエネルギーが蓄えられてしまっている（エネルギーが弁装置の上流側に配置される回路の部分に蓄えられてしまっている）場合には、弁が開放されると直ぐに、液体注入回路内に解放される液体は、蓄積エネルギーの解放に起因して比較的高い速度を既に有している。この速度は、プリフォーム内への液体の導入を促進させることができ、したがって、製造プロセス全体を促進させることができる。
【００１６】
他の想定し得る特徴によれば、方法は、プリフォーム内に注入される液体で満たされた、ブロー成形されて充填された容器を閉栓するステップを更に含む。したがって、注入される液体がその後に商取引されるべき閉じられた容器内に封入される液体であるときには、製造プロセス全体が更に一層効率的に且つ迅速になることが分かる。
【００１７】
また、本発明は、請求項８に規定されるシステムも提供する。このシステムは、方法に関連して前述した利点と同じ利点を有する。また、このシステムは、前述した問題に対する解決策の一部でもある。
【００１８】
想定し得る特徴によれば、システムは、大気圧を上回る所定の圧力に液体を至らせるための手段を備える。
【００１９】
更に特定の特徴によれば、大気圧を上回る所定の圧力に液体を至らせるための手段は、以下の手段、すなわち、ピストン／シリンダ装置、ポンプ装置のうちの少なくとも一方を備える。これらの加圧手段のそれぞれは、注入手段の上流側に接続されてもよい。
【００２０】
想定し得る特徴によれば、大気圧を上回る所定の圧力に液体を至らせるための手段は、ピストン／シリンダ装置と、該ピストン／シリンダ装置に接続されるポンプ装置とを備える。両方の装置は、協働的に作動して液体をプリフォーム内へ効率的に注入するのに適している。２つの異なる作動方法が想起されてもよい。第１に、ポンプ装置は、液体（例えば水）を供給するとともに、容器の成形前および成形中（注入段階）に液体圧力を管理する。ピストン装置の役目は、特に容器の外面上への細部の適切な形付を確保するために、成形プロセスの終わりに液体の圧力を与えることである。第２に、別の作動方法において、ポンプ装置は、ピストン装置を充填するために液体（例えば水）を供給し、また、ピストン装置は全てを担う。すなわち、ピストン装置は、容器を成形する前に液体圧力を増大させるとともに、容器の充填中および充填後に圧力を与える。
【００２１】
想定し得る特徴によれば、システムは、大気圧を上回る所定の圧力に液体を至らせるときにもたらされるエネルギーを蓄えるための手段を備える。そのような手段または装置は、前述した問題を部分的に解決することに更に寄与し得る。これは、これらの手段または装置が注入段階中に蓄積エネルギーを使用できるようにするからである。このエネルギーの使用は、プリフォームの高速の充填（液体注入）および拡張を可能にし、それにより、プリフォームを破損させる危険を減らす。この点において、システムは、蓄えられたエネルギーを解放するための手段を備えてもよく、該手段は、注入手段によって加圧液体が熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入されるときにエネルギーを解放するべく作動される。したがって、注入段階の開始時に、蓄えられたエネルギーは、注入段階を促進するべく寄与するように回収されて使用される。
【００２２】
想定し得る特徴によれば、エネルギーを蓄える手段は、液体が所定の圧力に至らされる液体回路内に、空気の存在、所定の圧力を受けるときにエネルギーを蓄えるべく弾性的に変形できる少なくとも１つの変形可能部分のうちの少なくとも一方を含む。なお、これらの手段は、特に簡単であり、また、ある場合には組み合わされてもよい。
【００２３】
想定し得る特徴によれば、所定の圧力は、０バールよりも大きく４０バール以下である。より具体的には、所定の圧力は、熱可塑性高分子がＰＥＴであるときには、０バールよりも大きく１５バール以下である。
【００２４】
他の想定し得る特徴によれば、システムは、液体を熱可塑性高分子プリフォーム内へ注入するための液体注入回路と、液体注入回路の上流側に配置される弁装置（または、同じ機能を果たす同様の装置）とを備え、弁装置は、大気圧を上回る所定の圧力に液体を保持することができるとともに、閉鎖時にはいつでも注入できる状態にあり、開放時にはプリフォーム内へ注入するために加圧液体を液体注入回路内に解放できる状態にある。静止中の液体は、弁装置の上流側で所定の圧力下にある。
【００２５】
なお、弁装置の上流側にある回路の部分にエネルギーが蓄えられると、このエネルギーは、弁装置が閉じられた状態に維持される間は蓄えられたままである。弁装置が開放されるように作動されると、蓄えられたエネルギーが解放されて液体を液体注入回路へ押し進める。したがって、弁装置を開放した後であっても、液体注入回路内で流通する液体の圧力は、弁装置の開放時の圧力減少にもかかわらず、プリフォーム内へ導入されるときには十分に高い値のままである。より急速に液体の注入が行われるため、方法の性能に関するシステム内の全ての構成要素の応答時間の影響は小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】容器をブロー成形して充填するための本発明の第１の実施形態に係るシステムを概略的に表す。
【図２】容器本体の重量を容器本体の容積の関数として表すグラフである。
【図３】プリフォーム内へ注入される液体の圧力の変化を時間の関数として表す。
【図４】容器をブロー成形して充填するための本発明の第２の実施形態に係るシステムを概略的に表す。
【図５】図５ａおよび図５ｂは、容器をブロー成形して充填するための本発明の第３の実施形態に係るシステムを概略的に表す。
【図６】容器をブロー成形して充填するための本発明の第４の実施形態に係るシステムを概略的に表す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、熱可塑性高分子プリフォームからボトルなどの熱可塑性高分子容器をブロー成形すると同時に充填するための本発明に係るシステム１０を概略的に表す。このシステムは、軽量熱可塑性高分子容器を製造するのに特に適している。システム１０は、例えば熱可塑性高分子プリフォームを封入するための金型１２を備える。金型１２は、例えば、２つの部分１２ａ，１２ｂが互いに組み付けられるときに内側キャビティ１４を形成する二部品金型である。図１に表されるように、熱可塑性高分子プリフォーム１６は、ブロー成形・充填プロセスの初めにあるいはその直前にキャビティ１４内へ挿入される。キャビティの形状は、達成されるべき容器の形状に対応しており、ブロー成形・充填プロセスの最後に形成された容器によって完全に占められる。
【００２８】
軽量プリフォームまたは容器は、図２のグラフに関して規定されてもよい。このグラフは、グラム（ｇ）で表されるプリフォームまたは容器本体の重量をセンチリットル（ｃｌ）で表されるプリフォームまたは容器本体の容積の関数として示す。軽量プリフォームまたは容器は、曲線Ｃよりも下側に位置付けられる。このグラフは、静水のボトルに当てはまる。当業者は、他の液体を収容するために使用される軽量容器を規定する同様のグラフを知っている。本実施形態において、ブロー成形されて充填されるようになっている容器は、静水が充填されるボトルである。しかしながら、他の容器および他の液体が想起されてもよい。
【００２９】
なお、もう一つの方法として、金型１２は、製造プロセスに応じて３つ以上の部分から構成されてもよい。例えば、第３の部分は、内側キャビティ底部の少なくとも一部を構成するべく金型の底部（ベース金型）に加えられてもよい。
【００３０】
システム１０は、金型の上側に配置される液体注入回路１８を更に備える。液体注入回路１８は、ダクト２０と、ダクト２０の下流側の注入手段２２とを備える。注入手段２２は、プリフォーム１６と（液密目的のために）シール接触する注入ヘッドであってもよい。注入ヘッドは注入ノズル（図示せず）を含み、該注入ノズルは、液体をプリフォーム内へ注入できるようにする注入位置と、注入ヘッドからプリフォームへの液体の任意の流れを防止するために注入ノズルが注入ヘッドの内面にシール係合状態で当接する休止位置との間で移動できる。
【００３１】
また、システム１０は、金型１２内に封入されるプリフォーム１６を延伸させるための延伸手段も備える。延伸手段は、注入ノズルと摺動接続する延伸ロッドを備える。図１には、明確にするために、延伸ロッドが表されない。延伸手段は、後で説明される図５ａおよび図６に示される。図１の実施形態の延伸ロッドは、命令時に、プリフォーム１６内へ挿入されてプリフォームを延伸させるように作動され、その間に、金型内でプリフォームの拡張を引き起こす目的で充填液体がプリフォーム内へ注入される。ロッドを作動させる作動手段も明確にするために表されない。
【００３２】
システム１０は弁装置２４を備え、該弁装置２４は、開放時には回路１８を通じた液体の流れを可能にするとともに、閉鎖時には液体が弁装置２４を通じてその下流側に流れることを防止する。プリフォーム内へ注入されるべき液体は、液体をシステム１０のポンプ装置２６へ送る液体源Ｓから供給される。ポンプ装置２６は、弁装置２４の上流側に配置される。そのようなポンプ装置は、一定の圧力、例えば３〜７バールを供給するのに適している。
【００３３】
図１に表されるように、流量弁２８が安全弁としてポンプ装置２６に並列に装着される。この流量弁２８は、例えば、液体圧力が増大しているとき、あるいは、ボトルが製造されていない場合に、ポンプ装置を保護するための放出弁としての役目を果たす。
【００３４】
システム１０は、弁装置２４の上流側に配置される液体回路３０も備え、この液体回路３０は、ポンプ装置２６と流量弁２８とを含む液体供給回路である。液体回路３０は、ポンプ装置２６と弁装置２４との間に配置されてこれらの装置に接続されるダクトまたはパイプ３２を更に含む。本実施形態において、ダクトまたはパイプ３２は、それが弾性的に変形可能であるという点において可撓性である。
【００３５】
本発明に係るブロー成形・充填方法の実施の過程では、延伸段階中に延伸手段が作動されるが、弁装置２４は閉位置にあり、それにより、液体がプリフォーム１６内へ注入されることが防止される。ポンプ装置２６によって、液体は、大気圧を上回る所定の圧力Ｐ１に至らされるようになっている。これは、液体注入回路１８および弁装置２４よりも上流側の液体回路において前負荷と見なすことができる。したがって、弁装置２４の上流側に静止している（注入段階が始まる前の）液体には、既に、前述した所定の圧力の“前負荷がかけられている”。なお、液体は、延伸段階が始まる前にあるいは延伸段階の初めにあるいは更には延伸段階後に加圧されてもよい。
【００３６】
ポンプ装置２６（または同じ機能を果たす任意の他の装置）によって液体の圧力が大気圧を上回る所定の圧力に至らされていると、液体を加圧することによって生み出されるエネルギーがダクト３２の変形を引き起こす。ダクトは、膨出時または膨張時にエネルギーを蓄えるとともに、ダクト内の加圧液体の存在に起因して膨出または膨張されたままである。ダクトの長さ、ダクトの厚さ、ダクトの構成のために使用される材料は、蓄えられるべきエネルギーの大きさに適合される。
【００３７】
液体圧力下で弾性変形され得る任意の他の装置が変形可能ダクト３２の代わりにあるいは変形可能ダクト３２と組み合わせて使用されてもよい。例えば、ダクト３２（可撓性または非可撓性のいずれか）に接続される拡張タンク３４が使用されてもよい。また、液体が加圧されており且つ空気が圧縮されているときにエネルギーを蓄えるべく空気が供給回路へ注入されてもよい。
【００３８】
所定期間後に、液体をプリフォーム内へ注入するために注入段階が始まる。注入段階は、弁装置２４の開放から始まる。弁装置２４の作動は、プロセッサまたはコンピュータによって制御されてもよく、あるいは、手動であってもよい。注入段階の開始前に、液体は所定の圧力下で静止しており、また、前述した手段／装置のうちの少なくとも１つよってエネルギーが蓄えられる。その後、液体は、注入段階の開始時に、弁装置２４の開放によって解放される。液体は、弁装置の開放によって解放され／回収された蓄積エネルギーによって推進されてダクト２０内へ流れる。その後、この作動液体は、従来技術におけるよりも高い圧力および速度を伴って注入手段２２（注入ノズルが注入位置をとるように作動される）およびプリフォーム１６内へ流れる。これにより、注入段階が促進されて、より急速に液体が軽量プリフォーム１６内へ導入されると同時に、プリフォームが延伸される。延伸段階中の液体のこの高速注入は、より良好なプリフォームの拡張制御を可能にするとともに、プリフォームの破損を回避する。
【００３９】
図３は、注入段階前、注入段階中、および、注入段階後の液体の圧力変化を時間の関数として示す。図３に表されるように、弁装置２４の開放前の液体の圧力は、一定であり、所定の圧力Ｐ１に等しい。時間ｔ１において、弁装置２４は、弁装置の上流側に蓄積された液体と、加圧液体を下流側に押し進める／作動させる蓄積エネルギーとを解放するために開放されるように命令される。したがって、注入段階が始まり、また、液圧圧力は、急速に増大する前に突然に減少する。液体は、液体注入回路１８を通じて流れて、プリフォームを充填するためにプリフォーム１６内へ流入する。
【００４０】
プリフォーム１６のそれが延伸される間の充填は、図３に示される時間間隔ｔ１−ｔ２内の段階に対応する。時間ｔ２では、容器の延伸および充填が達成されてしまっている。時間ｔ２からは、圧力のピークにより表されるように、容器内の液体圧力を増大させるために、更なる圧力が液体に加えられる。この圧力増大は、成形される容器が金型キャビティ１４の内壁と完全に接触することを確保できるようにする。これにより、波形などのきめ細かい起伏のある仕上げ外面を有する容器（例えば、ボトル）を得ることができる。例えば、この最後のステップ（時間間隔ｔ２−ｔ３）中、圧力が３５−４０バールに相当してもよい。最終的な圧力増大が流量弁２８によって得られてもよい。流量弁の閉鎖が大きければ大きいほど、圧力増大も大きくなる。したがって、前述したブロー成形・充填方法によれば、例えば図２のグラフにより規定される軽量容器を、これらの容器を破損する危険を著しく減らしつつ製造することができる。
【００４１】
図４は、熱可塑性容器をブロー成形して充填するための本発明に係るシステム４０の第２の実施形態を示す。図１に関連して既に説明したように、システム４０は、軽量プリフォーム１６を封入するための金型１２と、液体をプリフォーム内へ注入するための注入液体回路１８とを備える。弁装置２４が回路１８の上流側に配置される。また、システム４０は、可撓性あるいは弾性変形可能なダクト３２を備え、および／または、変形実施形態では拡張タンク３４（および／または、液体に加えられる空気）を備える。図１のシステムの場合と同様に、これらの手段／装置は、液体の圧力を増大させるときに生み出されるべきエネルギーをダクト３２内に蓄える。
【００４２】
システム４０は、弁装置２４の上流側にピストン装置４２を更に備え、このピストン装置４２は、その上流側でピストン装置４２に接続される供給ライン４４を通じて液体源Ｓにより供給される液体を加圧できる。また、供給ライン４４は、ピストン装置４２から液体源Ｓへの液体のいかなる戻りも防止するために逆止弁４６も含む。図４に表されるように、液体は、所定の圧力Ｐ１下でピストン装置４２へ供給される。
【００４３】
破線で表されるように、システム４０は、図１のポンプ装置２６と同様のポンプ装置４６を更に備えてもよい。ポンプ装置４６は、ポンプ装置２６のように動き、液体源Ｓからの加圧液体を、供給ライン４４と、該供給ライン４４に接続されるピストン装置４２とに供給する。なお、弁装置２４の上流側の液体回路に前負荷を与えるために、水などの所定量の液体を移動させることができる任意の種類の装置が使用されてもよい。この実施形態において、（注入段階を行う前に）液体の圧力を圧力Ｐ１に至らせることができるポンプ装置４６または任意の他の別の装置は、プリフォーム内へ液体を注入するために（注入段階中に）必要な液体圧力を与えることに関与する。
【００４４】
図３の時間ベースの圧力変化曲線が図４のシステムにも当てはまる。時間ｔ１では、注入段階を始めるために弁装置２４が開放されるように作動され、一方、延伸段階は既に始まってしまっている。したがって、弁装置を開放することによって、加圧液体が解放されて、蓄えられたエネルギーが回収される。その後、液体は、解放されたエネルギーの作用下で、弁装置２４を通じて下流側に押し進められる。説明は、図１および図３の両方に関連して既になされた説明と同じである。時間ｔ２の後、容器の外面上に適切な形付および起伏のある細部を与えるために、図１のシステムの場合と同様に、図４のシステムによって液体圧力の増大がもたらされる。
【００４５】
しかしながら、図４のシステムでは、この圧力の増大がピストン装置４２の作動により達成され、したがって、ピストン装置４２は、ピストン装置の下流側の液体回路内に存在する液体を更に加圧する。別の動作モードにおいて、液体の圧力を圧力Ｐ１まで増大させることができるポンプ装置４６または任意の他の別の装置は、加圧液体をピストン装置４２に供給してピストン装置４２に充填する。次に、ピストン装置４２は、プロセス全体の圧力管理を担う。すなわち、ピストン装置４２は、注入段階が始まる前に圧力Ｐ１の維持を確保するとともに、注入段階中および注入段階後に圧力を液体に与える。
【００４６】
図１の第１の実施形態の場合と同様に、明確にするために、液体がプリフォーム内に注入されている間に同時にプリフォーム１６を延伸させる延伸手段は図４に表されない。システム１０の場合と同様に、システム４０は、軽量熱可塑性容器を破損させる危険を著しく減らしつつ軽量熱可塑性容器のブロー成形および充填を可能にする。
【００４７】
図５ａは、熱可塑性容器、例えば軽量容器をブロー成形して充填するための本発明に係るシステム５０の第３の実施形態を示す。システム５０は二部品金型であってもよい金型５２を備え、二部品金型の各部分は、図５ａに表される長手方向形状を有する。図５ｂは、上から見た金型５２の２つの部分５２ａ，５２ｂを概略的に表す。部分５２ａ，５２ｂは、組み付けられるときに、図１および図４のキャビティ１４と同様の複数のキャビティ５４ａ−ｆを一緒に形成する。
【００４８】
図５ａおよび図５ｂに表されるように、各キャビティは上端開口５６ａ−ｆを有し、対応するプリフォームの上部は、対応するキャビティ内に配置されるときに上端開口から突出する。明確にするために、各キャビティ５４ａ−ｆ内に配置される複数の熱可塑性高分子プリフォームは表されていない。各プリフォームは、図１および図４におけるプリフォーム１６と同一である。金型５２の２つの部分５２ａ，５２ｂは、ブロー成形・充填プロセスのステップに応じて命令時に開閉される。
【００４９】
システム５０は複数の液体注入回路６０ａ−ｆを備え、各液体注入回路は、ダクト６２ａ−ｆと、注入ヘッドなどの注入手段６４ａ−ｆとを備える。延伸ロッド６６ａ−ｆの形態を成して表される延伸手段はそれぞれ、同時ブロー成形・充填プロセス中に既知の方法でそれぞれの注入手段６４ａ−ｆと協働する。図５ａに表されるように、液体注入回路および関連する延伸手段は、金型５２および封入されたプリフォームよりも上側に配置される。各液体注入回路６０ａ−ｆの上流側の液体回路には複数の弁装置６８ａ−ｆがそれぞれ設けられる。これらの弁装置は、プロセスの所定のステップまたは段階にしたがって開放されあるいは閉鎖されるように制御される。初期設定により、これらの弁装置は、閉鎖状態であるように命令されるとともに、注入段階が始まるときに開放されるように命令される。
【００５０】
また、システム５０は、弁装置６８ａ−ｆの上流側にそれぞれ配置される複数のピストン装置７０ａ−ｆも備え、これらのピストン装置はそれぞれ、図４におけるピストン装置４２の機能と同じ機能を果たす。システム５０は、注入段階が始まる前に液体を加圧するときに生み出されるエネルギーを蓄えるために可撓性／弾性変形可能な手段／装置を更に備える。この点において、それぞれがピストン装置７０ａ−ｆと弁装置６８ａ−ｆとの間で延びるダクトまたはパイプ６９ａ−ｆは、全体的にあるいは部分的に可撓性または弾性変形可能であってもよい。既に説明された他の手段または装置が単独であるいは組み合わせて使用されてもよい。なお、それぞれがピストン装置、弾性変形可能な装置、弁装置、および、液体注入回路（下流側ダクトおよび注入手段）を備える複数の回路のそれぞれは、図４における対応する回路と同一であり、同じ態様で動作する。
【００５１】
システム５０は、複数のピストン装置７０ａ−ｆの上流側に配置されるとともにそれぞれの弁７４ａ−ｆを介してピストン装置に接続される液体分配ユニットまたはマニホールド７２を更に備える。これらの弁は、例えば、液体の流れを正確に制御できるようにする比例弁である。特に、マニホールド７２は、下流側でそれぞれの弁７４ａ−ｆに接続される幾つかの出口と、上流側でポンプ装置７６に接続される１つの共通の入口とを備える。ポンプ装置７６は、図１のポンプ装置２６および図４のポンプ装置４６と同じである。安全弁７８がポンプ装置７６と並列に装着され、この安全弁７８は図１の弁２８と同じ役割を持つ。
【００５２】
ポンプ装置７６と複数のピストン装置７０ａ−ｆとの組み合わせは、本発明にしたがって複数の熱可塑性高分子容器、例えば軽量容器をブロー成形すると同時に充填できるようにする。両方のタイプの装置は、図４に関連して説明された態様と同じ態様で動作する。弁装置６８ａ−ｆの上流側の圧力変化は、図１および図４のシステムに関して図３に表される圧力変化と同様である。なお、図５ａの形態では、所定量の液体を移動させることができる任意の装置がピストン装置７０ａ−ｆの代わりに使用されてもよい。
【００５３】
図６は、複数の熱可塑性高分子容器、例えば軽量容器をブロー成形して充填するための本発明に係るシステム８０の第４の実施形態を示す。図６のシステム８０は、それが回転マニホールド８２を備えるという点において図５ａのシステム５０とは異なる。
【００５４】
ポンプ装置７６およびポンプ装置７６の可能な関連する安全弁７８は、マニホールド８２の上流側に配置されるとともに、マニホールド入口を介してマニホールド８２に接続される。ポンプ装置７６は、固定された位置にあってもよく、または、マニホールド８２と共に回転してもよい。ポンプ装置７６は、よりコンパクトな構造をシステム全体に与えるために中心に配置されてもよい。この配置は、ポンプ装置がシステムの回転軸線周りに中心付けられるため、思い付くのもより容易である。図６に表されるように、ポンプ装置７６はマニホールド８２よりも上側に配置されるが、例えばシステムのために利用できる空間などの様々な制約にしたがって他の別の配置が想起されてもよい。回転マニホールド８２は、幾つかの外周出口を介して複数の回転ステーションに接続される。
【００５５】
回転ステーションは、マニホールド８２の周囲にわたって配置されるとともに、図５ａに示される構成要素と同じ構成要素を備える。したがって、各ステーションは、図１および図４における金型１２と同一の金型６４ａ−ｆの上側に配置される液体注入回路またはユニット６０ａ−ｆを有する。各ステーションは、ダクト６２ａ−ｆと注入手段６４ａ−ｆ（注入ヘッド）とから成る液体注入回路を更に含み、また、延伸手段（延伸ロッド）６６ａ−ｆが、注入手段６４ａ−ｆに接続されて、同時ブロー成形・充填プロセス中に注入手段と協働する。各ステーションは、液体注入回路６０ａ−ｆの上流側の弁装置６８ａ−ｆと、弁装置の上流側の弾性変形可能なダクトまたはパイプ６９ａ−ｆとを更に備える。これに加えてあるいはこれに代えて拡張ボトルまたはタンク（図示せず）が使用されてもよい。ステーションは、ダクト６９ａ−ｆおよび弁装置６８ａ−ｆの上流側のピストン装置７０ａ−ｆ、および、対応するマニホールド出口の下流側に配置される関連する上流弁７４ａ−ｆも備える。各ステーションとマニホールドとの間の接続全体は、これらの構成要素と共に回転する。複数のステーションの対応する金型内に配置された各プリフォーム（図示せず）内へ注入されるべき液体は、液体源Ｓから供給されて、加圧液体を回転マニホールド８２へ供給するポンプ装置７６によって加圧される。
【００５６】
複数の熱可塑性高分子容器、例えば軽量容器をブロー成形すると同時に充填する本発明に係る方法は、システム８０によって実施される。方法は、先の図と関連して既に説明した方法と同じである。特に、システム５０，８０の異なる構成は、閉じられた弁装置６８ａ−ｆの上流側の回路に前負荷を与えることができるようにし、それにより、これらの弁装置の上流側に位置付けられる静止中の液体は、大気圧を上回る所定の圧力まで既に加圧されている。また、液体圧力を増大するときにもたらされたエネルギーは、前述した手段／装置によって、閉じられた弁装置の上流側で蓄えられる。弁装置が制御されたプロセスによって（例えば、遠隔的に配置されてもよいコンピュータまたはプロセッサの制御下で）開放されるように命令されると、弁装置の上流側の圧力変化は、図３に示される変化と同じ変化を有する。
【００５７】
したがって、本発明のシステムおよび方法によれば、ボトル、特に水が充填されたボトルなどの容器、とりわけ軽量容器を得ることができる。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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