(57)【要約】熱プリフォームまたはパリソン（６）、特にプラスチック材料からブロー成形によりボトルを生産するのに適したパリソンの冷却及び／又は加熱調節用装置（１）により、冷却期間中、このパリソンの開口に近い端部（８）の横軸方向の変形を含めて、前記パリソンの変形を制限し及び／又は減少する。この装置は管状延長部分を具備しており、その延長部分によりそのパリソンの全周囲が包まれる。そのパリソンは、延長部分の一つ（９）を具備したままその延長部分の内面側に留まる。このパリソン（６）を冷却するのに適した対応方法がここに記述されている。
2004521779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一閉止端および第二開口端（８）を具備してなる、熱管状物体（６）を冷却及び／又は加熱調節するのに適した装置（１）であり、前記管状物体（６）の導入に備えた開口端（５）を具備し、かつ、前記第一閉止端の近傍に設けられた前記管状物体（６）の第一部分（１０）を収容できるように、また、その変形が制御できるように、形作った管状空洞（７）から成る装置において、封入手段（１５）を備えまた構図を決めて、前記管状物体（６）の冷却及び／又は加熱調節中、軸に交差する方向に、生じる変形を、前記第二開口端（８）の近傍で、前記管状物体（６）の第二部分の外側における接触を通じて、抑制し及び／又は制御することを特徴とする、前記装置。
【請求項２】
この封入手段は、管状要素（１５）と前記管状物体（６）の第二部分用支持体を構成する内支持面（１６）とから成り、その要素（１５）は延長部を構成する前記管状空洞（７）と同軸である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
この管状要素（１５）には少なくとも一つの貫通縦スリット（２２）が備えられ、そのスリット（２２）により内支持面（１６）が切断される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記内支持面（１６）の寸法は、この熱管状物体（６）をこの空洞（７）に挿入する温度において、少なくとも一つの最小放射形間隙または前もって調整された最大放射形障害物を設けることができるような寸法である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
この内支持面（１６）の形状は、最大放射形突起部から成る前記管状物体（６）の第二部分の部分（９）に寄り掛かることができるような形状である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
この空洞（７）により、この管状物体（６）の第一部分（１０）の少なくとも部分的な熱変形を抑制し、かつ、封じ込め、また、この空洞は、この管状物体の壁により、冷却後は、前もって調整された最大値よりも大きくない寸法の間隙をつくりだすような直径を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
その装置が内部本体（２）およびこの内部本体（２）上にはめ込まれた同軸外スリーブ（３）から成る、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記管状要素（１５）がこの内部本体（２）の軸方向延長部を構成する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記管状要素（１５）がこの外スリーブ（３）の軸方向延長部を構成する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
この内支持面（１６）の形状は実質的に円筒形である、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
この内支持面（１６）の形状は実質的に切頭円錐形であり、また、その面はこの装置の開口端に向かって広がる、請求項３に記載の装置。
【請求項１２】
機械手段（１８）の備え付けにより、この管状物体（６）をこの空洞（７）から引抜くことができる、請求項３に記載の装置。
【請求項１３】
この機械的な引抜き手段は板からなり、その板には、管状要素（１５）の直径よりも大きい口径の孔が付帯し、また、この管状物体（６）を縦方向に押すのに適した前記縦スリット（２２）に沿って滑動するように設計された、少なくとも一つの放射形歯（２１）が付帯する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
その装置が、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の、複数個の冷却装置（１）から成ることを特徴とする管状物体（６）のための冷却塔。
【請求項１５】
この機械的な引抜き手段（１８）は、対応する複数個の前記冷却装置（１）から複数個の管状物体（６）を同時に引抜くのに適した、少なくとも１本の引抜き格子（１９）から成る、請求項１４に記載の冷却塔。
【請求項１６】
請求項１に記載の冷却装置（１）を用いて実行する、少なくとも一つの熱管状プラスチック物体（６）を冷却するための方法であって、
ａ）射出成形圧縮機内でこの管状物体（６）を射出成形すること；
ｂ）その構造物がまだ極めて可塑性に富み、かつ、変形しやすい第一温度において前記管状物体（６）を引抜くこと；
ｃ）この冷却装置（２）の空洞（７）の全長にわたり前記管状物体（６）を挿入すること、および
ｄ）前記第一温度より低い第二温度に達するまで、前もって調整された期間中、前記冷却装置（２）の内部に前記管状物体（６）を引き止めること、
から成る、前記冷却方法。
【請求項１７】
この機械的な手段（１８）によりこの冷却装置からこの管状物体を引抜く段階が予見される、請求項１６に記載の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形物体の加熱調節、特にブロー成形によりプラスチックボトルを生産するためのパリソンのような管状物体の加熱調節、このパリソンを射出型から引抜く際の、このパリソンの変形防止に適した装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック材料からできたボトルまたは容器、例えば、食料品、飲料、清涼飲料、果汁、保存物などのための、ＰＥＴからつくられるボトルまたは広口瓶、をブロー成形するに際して、一つの製造法は、パリソンの製造とブロー成形操作の間に長い時間の経過がないときでさえ、ストレッチ・ブロー成形の連続操作において、仕上げ容器が得られる、パリソンの射出成形法である。すなわち、射出成形操作の後で、そのパリソンは冷却され、貯蔵され、または、別の生産敷地にある、ブロー成形工場へ運ばれる。
【０００３】
射出成形型から抜き出すことによりパリソンの冷却を実施できるのは、パリソンがまだ熱を帯びていて、また、比較的可塑性がある場合、一方、冷却操作が完了しているとき、冷却用ビーカーまたは管または成形機として知られている、冷却剤の循環を伴う特殊な容器中へ、そのパリソンを掴み、また、移動することができるほど一貫性がある場合である。
【０００４】
射出成形圧縮機の生産速度を上げる目的をもつとき、一つの傾向は、最高可能温度で射出成形型からそのパリソンを抜き出すという傾向である。しかしこのことにより、パリソン自体の大きな可塑性とその成形圧縮機外の冷却装置へ移動する間に損傷を受けやすいことを理由として、このパリソンの操作臨界局面はすべて厳しいものとなる。
【０００５】
他の傾向はできるだけ速くこのパリソンを冷却するという傾向であり、いずれによっても高い生産速度が達成され、結果として、このパリソンのプラスチック材料はできるだけ無定形のものになろう。
【０００６】
加えて、最新の生産システムによれば、このパリソンは、機械グリッパーのような、機械的な掴みに適した各種の装置を用いて、射出成形型から抜き出し、できるだけ速く冷却ビーカーの中へ搬入する。抜き出し温度が異常に高いとき、また、このパリソンの可塑性が過剰であるとき、このパリソンは、機械的加速度によっても取り扱い中の衝撃によっても変形する。結果として、この第二冷却ステップ中に起こりうる問題は、熱収縮または機械的な圧力を理由として、このパリソンの２つの末端と末端の間における数ミリメートの調整不良を伴う場合であっても、このパリソンは変形し、曲がった形状をとる。
【０００７】
このことから各種の問題が派生する。例えば、ブロー操作に先立つ、このパリソンの加熱直後の操作中、おびただしい不良品がある。このパリソンは赤外炉内で予備加熱を受ける。その炉のランプや加熱面はこのパリソンのすぐ傍を通過し、また、このパリソンの過剰変形のために、このパリソンにぶつかり、または、不均一な方法でこのパリソンを加熱し、その結果として、その変形度を著しくする。その上、形状誤差は一つのパラメータである。そのパラメータに従って、パリソンの考えられる外部サブサプライヤ(subsupplier)の、また、一般に、内外を問わない、生産法の質、信頼性−また、それゆえに利益−が評価される。起こりうるその他の不利な点は、特殊な格子を伴う伸び(stretching)操作の後、変形パリソンが、その伸びた固体の底部領域において、壁の厚みが不均一になるまで立ち上がることである。その結果として、このボトルのブロー成形直後の操作において、このパリソンは破裂する。
【０００８】
幾何学的誤差を防止するための現代技術によれば、一つの方法は、冷却ビーカー中へ挿入されるパリソン中へ、派生する曲がりを防止するための押上プラグ、プランジャーまたはマンドレルを差し込むことである。しかしながら、そうすることにより、機械のサイクル時間内に、追加のプラグ支持板および追加の機械部材の運動を必要とする。
【０００９】
射出成形圧縮機の生産速度を過度に遅くすることなく、射出成形型内でパリソンの冷却を長引かせるための解決策が工夫されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、生産工程を頻繁に繰り返しながら、加熱調節のための冷却中にパリソンが遭遇する、または、射出成形操作が完了した後、加熱調節のための冷却前にパリソンが遭遇する変形を減少する、または、取り除くという課題である。
【００１１】
本発明が達成しようとする他の目的は、例えば、冷却ビーカー中におけるパリソンの内部での封入プラグの使用に頼ることなく、前述した変形を取り除くための最新の装置を簡素化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的は、請求項１に記載の特徴を有する装置により、また、請求項１６に記載の特徴を有する方法を用いて達成できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により得られる利点は、上述の問題の解決と本発明の道具の簡素化に加えて、冷却されたパリソン上の変形を制限しつつ、より高い温度での射出成形型からパリソンを抜き出すことができるという事実である。更に、本発明による冷却ビーカーは、冷却または加熱調節およびブロー成形に適した既存の工場で、過度に抑制した費用で、工場にその他の変更を加える必要もなく、また、格別高級でなくてもよい、スタッフによる通常の、臨時の維持操作中に、取り替え可能である。ある種の、従属請求項で提案された本発明の特別な実施態様は、冷却装置及び／又は加熱調節装置からこのパリソンを抜き出すための装置に注目している。
【００１４】
本発明により達成されるさらなる利点は、添付図面を参照しながら、２つの、非限定的な実施態様例に係る、後続する詳細な記述から、当業者にとって自明であろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１、１Ａ、２、２Ａは、本発明の、管状物体６の、特にはパリソンの、移送、冷却及び／又は加熱調節に適した装置の、好ましい第一実施態様の詳細および総体を概念的に示す図である。続いて、前記装置は概して参照番号１で示され、あるいは”冷却ビーカー”とも呼ばれる。
【００１６】
この種の冷却ビーカーは現代技術ではそれ自体公知であるが、例えば、パリソンを製造する射出成形型の外部で、そのパリソンの冷却を完了させるために使用される。これによりこの成形圧縮機の生産速度が上昇する。このパリソンは射出成形型から抜き出される。その時期は、このパリソンが比較的熱を帯びているとき、また、このパリソンが室温における場合よりも可塑性が高くかつ変形しやすい状態のとき、しかし、一貫してこのパリソンを掴み、取り扱い、また動かすときである。図２、２Ａのビーカーは内部本体２から構成される。その本体上には、良熱伝導体および好ましくはアルミニウムのような、軽い材料からつくった、スリーブ３が外部差込されている。内部本体２の外表面には、らせん溝４が形成される。その溝はスリーブ３により封じられ、例えば、水またはある種の適当な液体のような、冷却剤のためのチャンネルを形成する。
【００１７】
ビーカー１の前面には、冷却または加熱調節すべきパリソン６−または少なくともパリソンの延長部分１０−を内部本体２の中につくった空洞７に導入できるように設計された開口端５がある。図２Ａのパリソン６は、例えば、いずれはブロー成形してつくるボトルのスクリュー先端の螺子山をつくることができる、開口端８の近傍の部分と、密封材を裂くための、また、前記ボトル先端の裂け目タブを固定するため環状突起部と、以下において”リング”とも呼ばれる第二環状突起部９とから構成される。この第二環状突起部９には、通常は、下流に設けた加工部門またはユーザーの工場においてブロー成形してつくるボトルの掴みや移動を可能にするという目的がある。しばしば、しかし本発明の目的にとって必要だというわけではないが、このリングは、また、このボトルの（または開口端８に近い領域の）頸部領域の最大放射形突起部である。一般に、この螺子山領域とパリソン６上のリング領域の寸法は、ブロー成形してつくるボトル上にもつ寸法と同一である。他方、パリソン６の伸長部１０と丸い閉止端１１の大きさは、ブロー成形また可能であれば二軸引き伸ばしにより広げることができるような方法で決まる。このようにして仕上げボトルまたは容器の寸法が決まる。本発明は特に伸長形状のパリソンにおいて有利である。以下において、”軸方向”または”縦方向”はパリソンのより大きい寸法に対して平行な方向を言い、”放射方向”、”横軸方向”または”横方向”は、パリソンまたは管状物体６のより大きな寸法や軸に対して直角をなす方向を意味する。最新の技術から知られているものは伸長部分１０に費やすための広範囲なシステムである。この伸長部分は当初極めて熱くかつ変形しやすい状態で冷却ビーカー、つまり許容誤差を有する型の内部へ挿入される。例えば、膨張する熱部分１０の壁と内部本体の空洞７の壁との間の最大遊び、例えば長さがおよそ１５０ｍｍのパリソンの場合、０．１ｍｍの数倍の遊びを残すだけである。明らかなのは、パリソン６と空洞７の壁との接触領域において、すなわち、このパリソンとこのパリソン６の各領域において変化する空洞７の壁との間隙において、この遊びが零になるまで減少することである。この事実により、膨張すべき部分１０の軸方向の曲がりが制限される。
【００１８】
公知技術によれば、接触様式、すなわちパリソンの丸い先端１１と内部本体の空洞７の底部１２との接触様式はおびただしい。例えば熱パリソンの先端１１は、底部１２と接触可能に導入する、または、パリソンを各種の方法で変形することにより、もしくは底部１２に向かってパリソン全体を吸い込むことにより、離れたところに差込し、次いで底部１２と接触可能に導入する。
【００１９】
公知技術の解決策によれば、差込んだパリソン６の螺子先端は、特にこのパリソン６を冷却ビーカー１に導入したときに、このビーカーから突き出る。この結果として、リング９またはこのパリソンの放射形突起部をこのビーカー上に支えることになる。特に図２Ａのようなパリソンの場合、バルブの残部１４よりも細い、先細りの断面を持つ開口端８に近い部分１３を具備し、仮にこのパリソン６が内部に差込するプラグにより封じ込めされない場合、開口端８、１３は、急速に冷却しないとき、しばしば著しく曲がる。細い部分１３は空洞７の壁により抑制できないからである。欠陥パリソンが生産され、そのものは開口端８の近傍に目立ったエルボ状の曲がりを具備する。本出願人が遭遇した長さが約１５０ｍｍのパリソンにはパリソンの末端と末端の間に２−３ｍｍまたはそれより大きい直線誤差がある。
【００２０】
このパリソンの他の変形は、射出成形型からの抜取操作および型から冷却ビーカーまでの移動操作に由来し、それだけに、この目的が、引抜を促し、また、型内でのパリソンの冷却時間を短縮することにあるという点に帰着する。ある場合には、パリソンはこのようにして過度に可塑性を帯び、機械的なグリッパーなどによる、抜取中の加速、減速および衝撃、並びに冷却ビーカーに向かう運動は、消費者または後続の生産段階にとって受け入れがたい変形に結びつく。
【００２１】
本発明によれば、冷却ビーカー、すなわち装置１の特徴は、図１に示される抑制手段１５から成ることにある。その手段の設計を通じて、パリソンの変形、加熱起源の変形または前述の取扱操作に端を発する変形に由来する、開口端８の放射変位を接触により抑制し及び／又は減少する。図１、図１Ａ、図２に示される好ましい実施態様において、抑制手段１５は基本的に貫通する横軸スリットを備えた管状部分から構成される。その結果として、内部本体２の前部分５の上に、好ましくは、ビーカー１の子午線平面に関して対称をなす位置において、一対の突起部が得られる。前記スリットはビーカーの縦方向に伸びる。本発明の範囲から逸脱することなく、抑制手段１５をもたらす前突起部はただ一つである。その手段は十分な角度の環境でパリソン６の開口端を取り囲む。または、その手段の総数は２より多くてもよい。この状態を得る方法は管状部分の壁に適当な数の貫通スリットをつくることである。
【００２２】
２つの突起部１５の形を決め、ビーカー内面上に、支持側面１６を画成する。パリソン６の開口端８は横方向に、すなわち放射方向にその側面上に寄り掛かり、その結果としてパリソンは変形する。図２Ａの例において、各突起部１５は実質的な円筒面区域を画成する。つばまたはリング９（すなわち最大放射形突起部を表すパリソンの開口端８の部分）の環状端またはパリソンの他の所定の領域はその円筒面に寄り掛かり、熱収縮により変形する。
【００２３】
空洞７および横軸方向支持面１６の形状、またはいずれの形状も共に、両者が噛み合うように、パリソン６の幾何図形的配列から出発して画成される。
【００２４】
支持面１６の形状および寸法は、その面と接触のために選定したパリソン支持部分との間に、予め決められた値のうち、少なくとも最小放射形間隙または最大放射形障害物を設けるような方法で決める。前記最小放射形間隙または最大放射形障害物は、射出成形型から抜取る温度において、パリソン６の名目上の寸法や幾何図形的配列という寸法またはパリソン６の同等の寸法を参照して計算する。例えば、リングの端部と延長部分１５上につくる対応する円筒状接触面１６との間の放射形間隙は０．１ｍｍの数倍である。この場合には、好ましくはパリソンの底部１１を運び空洞７の底部１２上で支えることによりパリソン６の差込ができる。また、円筒面１６のお陰で、リング９は横軸方向に抑制され、しかし、冷却による熱収縮により縦方向に自由に滑動する。
【００２５】
あるいは、例えば、リング９の直径または開口端８上における接触領域の直径の熱縮小に備えて、接触面１６は裾広がり面の部分であってもよく、ビーカー１の外側に向かって開口する切頭円錐体の形状をとってもよい。
【００２６】
上記のごとく画成されたこの装置を、いったん空洞７の内部に差込すれば、先行する自動操作の結果として、例えば、射出成形型から冷却ビーカーに移動することにより、熱変形しているパリソン６はまっすぐになる。
【００２７】
好ましくは、（図２の）円筒面上の表面は、−例えば、パリソンの伸長部の直径とリングの外経との比に依存して−外側に向かって広がる大きなフレアを形成してよい。この結果として、空洞７に差込むパリソンの導入部が構成される。
【００２８】
好ましくは、この空洞７の底部１２上に開口するチャンネル１８を通り越してこの空洞７内の空気を吸い込むことにより、パリソン６と空洞７の壁との間にある領域に存在する間隙に関わりなく、パリソン６と冷却される内部本体２との間の熱交換速度を高めるための負圧をつくりだす。当初、パリソン６の材料がかなり可塑性に富む場合、この負圧により伸長部分１０の壁が変形し、この壁は空洞７の壁に付着する。
【００２９】
図３および図３Ａは、図１の好ましい実施態様の別の外観を示す概要図である。従来技術によれば、多数の冷却ビーカー１の列は、例えば、回転アームにより移動する板または他の支持体の上に固定する。参照番号１８は概してビーカーの空洞７からパリソンを引抜くための機械手段を示す。
【００３０】
機械手段１８は多数の引抜格子１９から構成される。この格子はビーカー１に関して縦方向に移動し、また、レバーと水圧シリンダーのシステムにより動く。各引抜格子１９は、少なくとも１個のビーカー１の断面が貫通する、複数の孔または切欠き領域２０から構成される。２枚の歯２１またはその他の類似する型式の放射形突起部が切欠きセクション２０の端部上に存在する。その突起部は、２つの縦伸長部１５を相互に分離する縦スリット２２を貫いてビーカー１の内部へ伸びている。また、その突起部は、格子１９が低位置にある場合、例えば、リング９の下で、パリソンの末端８の断面が放射形に膨張する領域の下で差込まれる。水圧シリンダーを動かす場合、対応する引抜格子９が上がり、ビーカー１の軸に沿って平行移動する。スリット２２内を滑動する、対を成す歯２１は、リング９またはパリソンのセクション８の放射膨張領域上に支えられ、また、対応ビーカー１からパリソン６の列を抜取る。ビーカー１からパリソン６を抜出すことさえできれば、放射形突起部２１は形状が異なり、歯に似ていない形状のものであってもよい。
【００３１】
図４、図４Ａおよび図４Ｂは本発明の好ましい第二の実施態様に関するものである。そこでは一対の伸長部分１５を形成する管状部分が、内部本体２の代わりに、外スリーブ３の伸長部として得られる。内部本体２の空洞７の寸法を決める基準と、膨張するパリソンの部分１０と開口端８との間の、また、空洞７の壁と支持面１６との間の間隙や遊びを決定することとは、前述した好ましい実施態様の場合と類似する。この第二実施態様は生産が簡略化され、伸長部１５を具備しない既存の内部本体上に搭載可能である。更に、”型の変更”は、外スリーブ３を変えて、例えば、内部本体２はボトル用パリソンとパリソンの双方を収容することができるという意味において、単純な方法で達成できる。そのボトルは、図２Ａに図解した型の、外径２８ｍｍの標準リングを具備する。また、そのパリソンは、図２Ｂに図解した型の、標準外径３８ｍｍのリングを具備する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の範囲から逸脱することなく、上記の装置に基づいて多種の変更が可能である。例えば、当業者の及ぶ範囲内の変更をなすのみならず、前記装置に基づいて、ポリエチレンテレフタレート以外の材料、つまりＨＤＰＥ、ＰＰおよびＰＥのような材料から容器または型でつくる物体に適した、パリソンの加熱調節においてアプリケーションを見つけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第一実施態様に基づく、管状物体の冷却及び／又は加熱調節に適した、装置すなわち冷却ビーカーの、内部本体の概念的側面図である。
【図１Ａ】図１の内部本体の平面Ａ−Ａにおける、概念的断面図である。
【図１Ｂ】図１の内部本体の概念的三次元図である。
【図２】図１の実施態様に基づく、２台の集合装置の概念的断面図である。
【図２Ａ】パリソンの第一例の概念的側面図である。
【図２Ｂ】パリソンの第二例の概念的側面図である。
【図３】本発明の特定の実施態様に基づき、複数の冷却ビーカーからパリソンを引抜くのに適した機械手段の概念的三次元図である。
【図３Ａ】図３に示される、引抜くための機械手段と冷却ビーカーとからつくる総体の詳細な概念図である。
【図４】本発明に基づく、第二実施態様の概念的側面図である。
【図４Ａ】図４の装置の平面Ｂ−Ｂに基づく、概念的側面図である。
【図４Ｂ】図４の装置の外スリーブに関する概念的三次元図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      装置
２      内部本体／冷却装置
３      外スリーブ
５      開口端
６      パリソン／管状物体
７      空洞
８      開口端
９      延長部分
１５      封入手段／管状要素
１６      内支持面
１８      機械手段
１９      格子
２２      縦スリット／放射形スリット
【国際公開パンフレット】
2004521779.tif 000003
2004521779.tif 000004
2004521779.tif 000005
2004521779.tif 000006
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2004521779.tif 000017
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2004521779.tif 000019
2004521779.tif 000020
2004521779.tif 000021
2004521779.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004521779.tif 000023
2004521779.tif 000024
【国際調査報告】
2004521779.tif 000025
2004521779.tif 000026