(57)【要約】本発明は、プラスチックからブロー成形された中空体を製作するための装置であって、ブロー成形された中空体を加工成形し且つ冷却するために冷却媒体が導管を介してブロー成形型（１２）若しくは中空体に吹込み可能なブロー成形機が設けられている形式のものに関する。ブロー成形型内での中空体の内部冷却を改良するために閉じられた導管システム（１４）が設けられており、この導管システム内では循環案内される冷却媒体が高められた圧力レベルに保たれ且つ熱交換器によって冷却される。これにより、より低い製作コストと同時にブロー成形機の生産個数の増大が得られる。この閉じられた冷却媒体循環システムは、原則として既存のあらゆるブロー成形機において性能向上のために後装備することができる。
2004534680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックからブロー成形された中空体を製作するためのブロー成形機（１０）であって、変形可能なプラスチックから成るチューブ状のパリソンが、開かれたブロー成形型（１２）の割型間へ押し出され、次いで閉じられたブロー成形型内で中空体を完成させるために膨張され、この場合、中空体の加工成形（＝膨張）及び冷却用に、吹込み空気が導管（１４）を介してブロー成形型（１２）若しくは中空体に吹込み可能であり、ブロー成形型（１２）が閉じられた導管システム（１４）（＝環状回路）に組み込まれている形式のものにおいて、
導管システム（１４）内に、増大された圧力レベルで吹込み空気を循環案内させるための圧縮器（２６）が設けられており、更に前記導管システム（１４）に、あらゆるプロセス状態において規定された流れ方向を保証するための少なくとも１つの逆止弁（２２，３２，４６）が装備されており、しかも、閉じられた導管システム（１４）が、入口側にブロー成形型（１２）に吹込み空気を吹き込むための流入導管を有しており且つ出口側にブロー成形型（１２）から吹込み空気を放出するための流出導管を有していることを特徴とする、ブロー成形された中空体の製作装置。
【請求項２】
ブロー成形型（１２）若しくは中空体に吹込み空気を吹き込むための流入導管が吹込み心棒（１６）（＝吹込みノズル）に接続されており、出口側の流出導管が、ブロー成形型（１２）若しくは中空体から吹込み空気を放出するために別の吹込み心棒（１８）又はひろげ心棒（＝放出ノズル）に接続されている、請求項１記載のブロー成形機。
【請求項３】
導管システム（１４）が、単独の充填・放出開口しか有さない例えばキャニスタ等の特別な中空体用に、流入導管と流出導管とが相並んで又は同心的に１本の吹込み心棒内に配置された単独の吹込み心棒だけを有している、請求項１記載のブロー成形機。
【請求項４】
導管システム（１４）内に、循環案内される吹込み空気をクリーニングするための少なくとも１つのフィルタ（２８，４２）が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項５】
導管システム（１４）内に、循環案内される吹込み空気を所望の温度にもたらすための少なくとも１つの冷却器（３０，４４）が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項６】
入口側では吹込み心棒（１６）の手前側及び出口側では吹込み心棒（１８）の下流側、若しくは流入導管の手前側及び流出導管の下流側で、ブロー成形型（１２）を放圧するため若しくはブロー成形型（１２）から品物を取り出すために、導管システム（１４）に遮断弁（３６，３８）が１つずつ設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項７】
吹込み心棒（１６）に設けられたノズル（吹込みノズル）の出口側に渦動装置若しくは渦流案内板（５０）が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項８】
導管システム（１４）が出口側で吹込み心棒（１８）の下流側に、中空体内の内圧に影響を及ぼすための圧力制御弁（４０）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項９】
導管システム（１４）が、冷却回路からの吹込み空気損失を補償するために、吹込み空気リザーバへの接続部（２０）を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項１０】
吹込み空気の乾燥用に、例えば吸着乾燥器等の乾燥器（５２）が有利には逆止弁（３２）の手前側で導管システム（１４）に組み込まれている、請求項１から９までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項１１】
吹込み空気を更に冷却するために、乾燥器（５２）の下流側で別の冷却ユニット（５４）が導管システム（１４）に組み込まれている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項１２】
乾燥器（５２）の下流側で、冷却されない吹込み空気を導入するために切換弁が、吹込み空気圧力容器に対する接続導管と一緒に設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項１３】
乾燥器（５２）及び冷却ユニット（５４）が、２つの切換弁（５６，６０）を介して導管システム（１４）に接続された並行する分岐導管（バイパス）内に配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【請求項１４】
プラスチックからブロー成形された中空体を製作するための方法であって、ブロー成形機（１０）において、変形可能なプラスチックから成るチューブ状のパリソンを、ブロー成形型（１２）の開かれた割型間に押し出し、次いで閉じられたブロー成形型内で中空体を完成させるために膨張させ、中空体を加工成形（＝膨張）し且つ冷却するために、吹込み空気を導管（１４）若しくは閉じられた導管システムを介してブロー成形型（１２）若しくは中空体に吹き込む形式のものにおいて、
吹込み空気を、閉じられた導管システム内で高められた圧力レベルで循環案内することを特徴とする、ブロー成形された中空体の製作法。
【請求項１５】
吹込み空気を、プラスチック中空体のサイズに関連して最高約２０ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
小さな体積を有するプラスチック中空体（例えば１ｌビン、３ｌ容器）用に、吹込み空気を１５〜２０ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【請求項１７】
中位の体積を有するプラスチック中空体（例えば５ｌキャニスタ、６０ｌ小型樽）用に、吹込み空気を１０〜１５ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【請求項１８】
比較的大きな体積を有するプラスチック中空体（例えば１２０ｌ蓋樽、２２０ｌ栓樽）用に、吹込み空気を９〜１２ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【請求項１９】
極めて大きな体積を有するプラスチック中空体（例えばパレットコンテナ用の１０００ｌインナボックス）用に、吹込み空気を８〜１０ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【請求項２０】
吹込み空気に、部分的に別のガス状又は液状の媒体（例えば二酸化炭素、窒素、プロパン、水、天然ガス又は空気よりも高い熱容量を有する別のガス）或いは別の冷却媒体を添加する、請求項１４から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
改良された冷却作用を得るために、吹込み空気を渦流発生体を用いて回転流及び渦動下で熱交換の改善を伴って中空体に吹き込む、請求項１４から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
改良された冷却作用を得るために、吹込み空気を中空体に吹き込む前に乾燥させて、０℃〜−５０℃、殊に約−３０℃の温度へ更に低温に冷却する、請求項１４から２１までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロー成形されたプラスチック製の中空体の製作法及び装置であって、ブロー成形された中空体の加工成形及び冷却用に、有利にはガス状の冷却媒体を導管を介してブロー成形型若しくは中空体に吹込み可能なブロー成形機が設けられている形式のものに関する。変形可能なプラスチック材料から成るチューブ状のパリソンを本来の中空体に加工成形した後、次いで吹込みの完了した中空体若しくはプラスチック製品は、十分な形状剛性が得られてブロー成形型から取り出せるようになるまで、冷却されて型に留まっている必要がある。中空体が冷却される時間は冷却時間と呼ぶ。
【０００２】
ブロー成形型内でのプラスチック中空体の冷却過程は、ブロー成形機の生産性にとって一般に最も遅い延いてはスピードを決定するステップである。冷却時間の短縮によって、性能若しくは時間単位で生産される品物の生産個数が著しく向上され得る。ブロー成形型内の中空体の冷却は、一方では冷却されたブロー成形型の内壁にプラスチック材料が直接に接触することによって外側から行われ、他方では内部に吹き込まれる冷却媒体を介して行われる。この場合、従来技術に基づく内部冷却とは、ブロー成形部材の内壁から熱を取る全ての方法と解される。これらの方法では、中空体表面の内側から中空体内に位置する冷却媒体への熱移行と、その後の熱搬出とが行われる。媒体によって吸収されたエネルギは中空体から除かれて、媒体と一緒に外部の周辺環境に供給される。
【背景技術】
【０００３】
従来用いられた、ブロー成形されたプラスチック中空体の内部冷却法は、使用される単数若しくは複数の媒体の種類及び状態、場合によっては行われる位相移行及び中空体内部と周辺環境との間の交換法が異なっている。一般に、圧縮された空気（圧力空気）が媒体として使用される。「停滞空気法」では、中空体は吹き込まれた圧力空気によってパリソンから膨張される。この場合、吹込み圧は一般に５〜８ｂａｒである。この場合に中空体に封入される圧力空気は、最初は中空体内に残留し、中空体の内側から熱を吸収して、空気抜き時に周辺環境へ放出される。この場合、中空体からはある程度の熱量が除かれる。「インターバルブロー法」は同様の形式で働く。この方法では、中空体内に封入されて加熱された空気をインターバルをあけて漏出させる。次いでこの空気は、より低い温度の圧力空気によって代替される。洗浄法又は吹込み空気法では、温かい圧力空気の冷たい圧力空気との交換は、洗浄過程の形で連続的に生ぜしめられる。この公知の方法を強化する手段は、使用する吹込み空気を予め冷却することであり、例えば２５℃の通常の圧縮空気温度から０℃へ冷却するか、又は吹込み空気を（例えば吸着乾燥器によって）先に乾燥した後で、０℃未満、例えば−３０℃になるように、更に低温に冷却する。これにより、圧力空気と中空体の内側表面との間の温度差の拡大が得られる。通常レベルを著しく上回るレベルへの吹込み圧の増大も、内部冷却の独自の変化態様と見なすことができる。従来技術に基づいた別の慣例の内部冷却法は、低温液化ガスによる内部冷却である。この場合、例えば圧縮された空気によるパリソンの膨張後に、低温液化二酸化炭素又は窒素が付加的な媒体として中空体内へ噴射される。これらの液状成分は、相当な熱量を吸収しながら蒸発し且つ加熱される。別の可能性は、パリソン膨張後の水又は別の媒体の噴射による内部冷却である。この場合、これらの冷却媒体の添加は連続的に行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。上で述べた方法のいくつかは、組み合わされても使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ブロー成形されたプラスチック中空体の内部冷却を更に改良すると同時に、全体的に見て、製作されるプラスチックアイテムの製作コストを更に低下させることである。
【０００５】
この課題は、装置に関しては請求項１の特徴部に記載の構成によって解決される。後続の従属請求項は、本発明によるブロー成形機の別の有利な構成手段を含んでいる。前記課題は、方法に関しては請求項１６の特徴部に記載の構成によって解決される。後続の従属請求項は、このための別の有利な構成手段を含んでいる。本発明による装置は、最新の内部冷却を実現するために役立つ。ブロー成形型内若しくはこのブロー成形型内で膨張された中空体内で実現される冷却作用は、例えば公知の３つの方法の組合せ、つまり、冷却された又は更に低温に冷却された圧力空気を吹込み圧の増大下で使用する吹込み空気法に基づいて行われる。この場合、吹込み空気若しくは吹込み媒体には、別のガス状媒体（例えば窒素）を添加してよい。
【０００６】
以下に本発明による装置の処理機能をまとめる。
１．冷却媒体は、閉じられた導管システム内を循環案内され、１つ又は複数のフィルタを介して濾過され且つ組み込まれた熱交換器によって冷却されるか、又は付加的な冷却ユニットによって更に低温に冷却される。
２．冷却媒体の循環は、閉じられた導管システム内で中空体のサイズに応じて最高約２０ｂａｒの高められた圧力レベルで案内される。
３．冷却媒体が、改良された冷却作用を得るために、渦流発生体を介して熱交換の改善を伴う回転流及び渦動下で中空体に吹き込まれる。
４．冷却媒体の熱容量が、吹込み空気の添加若しくは別のガス状又は液状の媒体（例えば二酸化炭素、窒素、プロパン、水、天然ガス又は空気よりも高い熱容量を有する別のガス）或いは別の冷却媒体による部分的な又は完全な代替によって増大される。
【０００７】
装置の説明：
以下に、本発明を図１に概略的に示した実施例に基づいて詳しく説明する。
【０００８】
本発明による装置はブロー成形型１２を備えたブロー成形機１０を有しており、前記ブロー成形型１２内でプラスチック中空体が膨張される。ブロー成形型１２は、吹込み・冷却媒体若しくは吹込み空気のための閉じられた導管システム１４に組み込まれている。
【０００９】
一般に、吹込み・冷却媒体は普通の空気なので、以下は便宜上、吹込み・冷却空気について説明する。吹込み空気は、当然ながら部分的又は全体的に別のガス状又は液体状の媒体（例えば二酸化炭素、窒素、プロパン、天然ガス又は高められた熱容量を有する別のガス）が添加されるか又は代替してよい。気化又は蒸発する液状の媒体粒子（例えば水）及び／又は固体の媒体粒子（例えば二酸化炭素の氷）が、付加的に一緒に中空体内へ噴射されるというこも可能である。中空体内への吹込み空気の噴射は、入口側では吹込み心棒１６を介して行われ、出口側でもやはり対応した吹込み心棒若しくはひろげ心棒１８を介して行われる。例えば単独の充填・放出開口しか有していないキャニスタ等の特定の中空体の場合、単独の吹込み心棒には一般に圧力空気用の流入導管及び対応する流出導管が装備されている。流入導管及び流出導管は、相並んで又は同心的に１つの吹込み心棒内に配置されていてよい。
【００１０】
導管システム１４は、入口側に別の構成部材として冷却媒体リザーバへの接続部２０、逆止弁２２、蓄え容器２４、圧縮器２６、フィルタ２８、熱交換器３０又は冷却ユニット、別の逆止弁３２、第２の蓄え容器３４及び吹込み心棒１６のできるだけ直前に遮断弁３６を有している。出口側にもやはり、吹込み心棒１８のできるだけ直後に別の遮断弁３８が空気抜き出口と一緒に位置している。その後ろには圧力制御弁４０、第２のフィルタ４２、第２の冷却器４４（＝熱交換器）及び別の逆止弁４６が続いている。導管システム１４は、逆止弁４６と第１の逆止弁２２の下流で回路を閉じている。水の凍結点の下位の温度の冷却媒体を使用する場合、この冷却媒体に接触する装置のコンポーネントは全て、個々の構成部材の凍結を排除するために適宜設計され得る。
【００１１】
方法の説明：
冷却媒体（例えば吹込み空気）は、温度Ｔ１及び圧力Ｐ１を以て蓄え容器２４から取り出される。この蓄え容器２４は、逆止弁２２を介して既存の冷却媒体リザーバの最低圧Ｐ０（例えば５ｂａｒ）に保持される。蓄え容器２４から取り出された媒体は、圧縮器２６によってより高い圧力（例えば２０ｂａｒ）に圧縮され、フィルタユニット２８における濾過及び冷却器３０におけるより低い温度への冷却後に別の蓄え容器３４内へ案内される。この蓄え容器３４から、ブロー成形機１０のブロー成形型１２の内部に位置するパリソンが完成中空体を形成するように前記媒体によって膨らまされて加工成形される。次いで、中空体は場合によっては保持段階の後で、連続的に冷却目的で蓄え容器３４からの冷却媒体によって洗浄される。膨張及び洗浄若しくは冷却は、中空体の流入開口に挿入された第１の吹込み心棒１６を介して行われる。この吹込み心棒１６を通って、冷却媒体はノズル４８を介して中空体に流入する。ノズル４８には流体技術的なガイドグリッド若しくは渦流案内板５０が位置している。この渦流案内板５０は、ここまでは軸方向で流れている冷却媒体の流れに周方向（回転流）で速度成分を与え、これにより、冷却媒体は著しく渦動する。このようにして、冷却用媒体が中空体に流入する。次いで、冷却媒体は流出導管若しくは流出部用吹込み心棒１８及び圧力制御弁４０を通って中空体から流出する。但し、今や媒体は中空体からの流出後、今までのように一般に周辺環境に放出されるのではなく、フィルタユニット４２で濾過され且つ冷却器４４で温度Ｔ１（例えば１５℃）に冷却された後で、別の逆止弁４６を介して再び蓄え容器２４に供給され、このようにして循環して繰り返し利用される。逆止弁２２，３２，４６により、予め規定された流れ方向があらゆるプロセス状態において保証される。圧力制御弁４０は、圧縮器制御と相俟って、容器内部の圧力が予め規定されたレベルを下回らないということを保証する。
【００１２】
十分に冷却された中空体を開かれたブロー成形型から取り出すためには、吹込み心棒１６，１８の直前若しくは直後に位置する遮断弁が一時的に遮断されて、ブロー成形型が空気抜き（放圧）される。この場合に発生する冷却媒体の損失は、逆止弁２２と接続部２０とを介して冷却媒体リザーバから補償される。
【００１３】
別の実施例では、回路内で用いられる吹込み空気が付加的に乾燥器５２で乾燥され且つ少なくとも１つの冷却ユニット５４において０℃〜−５０℃の温度へ、有利には−３０℃にまで、更に低温に冷却される。
【００１４】
このためには、装置に関して逆止弁３２の手前に切換弁５６と一緒に並行する分岐導管（バイパス）が組み込まれている。この分岐導管では、逆止弁５８の下流で吹込み媒体が乾燥器５２（例えば吸着乾燥器）において十分低い露点にまで乾燥されて、少なくとも１つの冷却ユニット５４において更に低温に冷却される。このように乾燥され且つ更に低温に冷却された吹込み空気は、別の切換弁６０を介して閉じられた回路に接続される。
【００１５】
この実施例では生産しようとする中空体が、まず最初に通常の回路を介して、更に低温には冷却されない吹込み媒体によって予備吹き込み（支持空気）され且つ膨張される。次いで、冷却段階のために切換弁５６，６０が切り換えられ、より低温に冷却された吹込み媒体が、並行する冷却区間を介して閉じられた回路及び膨張された中空体に導入される。
【００１６】
本発明による方法の特徴は、以下の新規な手段及び利点に基づき優れている。
Ｉ．）冷却用に用いられる媒体は、僅かな損失しか伴わずに適当な圧力レベルで専ら循環させる。この場合、この圧力レベルは中空体サイズに応じて最高２０ｂａｒであってよい。このようにして、冷却媒体は中空体表面の内側と熱交換器との間の熱交換及び熱搬送（システムからの熱放出）に役立つ。従って、圧縮器により運転中、開かれたブロー成形型から取り出すための中空体の放圧に際する比較的小さなシステム損失並びに媒体回路内部の流れ損失及び膨張作用しかもたらされないようにする必要がある。その結果、運転媒体、即ち冷却媒体を著しく消費すること無く、極めて大きな体積流量を以て高い内部圧力レベルで作業することができる。従来公知の全ての方法には依然として、容器内部から吹込み媒体若しくは冷却媒体への熱エネルギの移行後に、媒体が特に比較的高い圧力レベルで案内されると、この媒体自体が周辺環境に放出されて、冷却過程を続行し且つ冷却過程で引き続き利用するためには最早供与されなくなるという同じ欠点がある。
ＩＩ．）ノズルに接して若しくはノズル内に設けられたガイドグリッド若しくは流れ案内板の使用に基づき、渦流が流れにもたらされる。この渦流は、中空体内での付加的な回転流及び媒体渦動をもたらす。またこのことには、対流の増大に基づく中空体表面の内側から中空体内に位置する媒体への熱移行及び熱搬出の更なる改善も結びついている。このようにして付加的に、冷却媒体の流れが中空体表面から剥離するゾーンの発生（死水領域）に抗して極めて有効に作用する。このことは特に重要である。それというのも、この死水領域では中空体表面と冷却媒体との間の熱搬送がほとんど行われないからである。中空体の冷却は、非常に高い流れ速度、低い温度及び中空体内部の付加的な回転流に基づいて極めて集中的に行われる。このことから、冷却時間若しくはタイミング時間の短縮及び製品生産量（個／時間）の増大によって、ブロー成形過程の著しい生産性向上が得られる。
ＩＩＩ．）回路内で冷却媒体を使用することにより、特に比較的大きな中空体の場合にはエネルギ及び運転媒体の節約による著しいコスト面での利点が得られる。このことは、更に低温冷却された０℃〜−５０℃（有利には約−３０℃）の吹込み空気を用いた場合により顕著であると云える。この更に低温に冷却される吹込み空気は、使用前に徹底的に乾燥して復水及び引き続く氷結を防止する必要がある。このことは、例えば吸着乾燥機において行うことができる。この乾燥は、投資及びエネルギ使用料に関して比較的コストがかかる。但し、冷却媒体を閉じた回路内で使用することにより、乾燥の手間は（失われる）空気抜き量と洗浄量との間の比率に関連して、予め規定された処理技術的なパラメータに応じて最大８０％まで著しく低下する。
ＩＶ．）冷却媒体（空気）の熱容量は、別の気体又は液体状の媒体（例えば二酸化炭素、窒素、プロパン、天然ガス又は空気より高い熱容量を有する別のガス）或いは別の冷却媒体による添加若しくは部分的又は完全な代替により、更に高められる。特にこの場合も、本発明による冷却媒体の閉じられた回路案内は、少ない損失に基づき有利且つ廉価な形式で適している。
【００１７】
以下の表及び図２には、様々な大きさのプラスチック容器に関して有利に適用可能な吹込み圧及び吹込み空気／冷却媒体の体積流量が示されている。
【００１８】
【表１】
2004534680.tif 000003
【００１９】
本発明は、有利には既存のブロー成形機において装置・方法に関して簡単に追加装備可能である。これにより、ブロー成形機の生産個数の増大と同時に比較的低い生産コストが得られる。このための機械技術的な手間若しくは投資は比較的小さく、減価償却は装置の相応な性能向上に基づいて一般に短期間で実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の１実施例を示した概略図である。
【００２１】
【図２】大きさの異なるプラスチック容器に関して有利に適用可能な吹込み圧及び吹込み空気／冷却媒体の体積流量を示した図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  ブロー成形機、  １２  ブロー成形型、  １４  閉じられた導管システム、  １６  吹込み心棒  入、  １８  吹込み心棒  出、  ２０  冷却媒体リザーバへの接続部、  ２２  逆止弁、  ２４  蓄え容器、  ２６  圧縮器、  ２８  フィルタユニット、  ３０  冷却器（熱交換器）、  ３２  逆止弁、  ３４  蓄え容器、  ３６  遮断弁  オン、  ３８  遮断弁  オフ、  ４０  圧力制御弁、  ４２  フィルタユニット、  ４４  冷却器（熱交換器）、  ４６  逆止弁、  ４８  ノズル、  ５０  渦流案内板、  ５２  乾燥機、  ５４  冷却ユニット、  ５６  切換え弁、  ５８  逆止弁、  ６０  切換え弁
【国際公開パンフレット】
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2004534680.tif 000012
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2004534680.tif 000014
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2004534680.tif 000019
2004534680.tif 000020
2004534680.tif 000021
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月9日(2003.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
プラスチックからブロー成形された中空体を製作するためのブロー成形機（１０）であって、変形可能なプラスチックから成るチューブ状のパリソンが、開かれたブロー成形型（１２）の割型間へ押し出され、次いで閉じられたブロー成形型内で中空体を完成させるために膨張され、この場合、中空体の膨張用に、吹込み空気が導管（１４）若しくは吹込み心棒（１６）を介して中空体に吹込み可能であり、ブロー成形型（１２）が閉じられた導管システム（１４）に組み込まれている形式のものにおいて、
導管システム（１４）が環状回路として形成されており、加工成形が行われた後に中空体を内部冷却するための冷却媒体としての吹込み空気を増大された圧力レベルで連続して循環案内するための圧縮器（２６）が設けられており、導管システム（１４）に、あらゆるプロセス状態において常に同一の規定された流れ方向を保証するための少なくとも１つの逆止弁（２２，３２，４６）が装備されており、しかも、閉じられた環状回路システム（１４）が、入口側にブロー成形型（１２）に吹込み空気を吹き込むための流入導管を有しており且つ出口側にブロー成形型（１２）から吹込み空気を放出するための流出導管を有していることを特徴とする、ブロー成形された中空体の製作装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
ブロー成形型（１２）若しくは中空体に吹込み空気を吹き込むための流入導管が、吹込みノズルとして働く吹込み心棒（１６）に接続されており、出口側の流出導管が、ブロー成形型（１２）若しくは中空体から吹込み空気を放出するために放出ノズルとして働く別の吹込み心棒（１８）に接続されている、請求項１記載のブロー成形機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
吹込み心棒（１６）に設けられた吹込みノズルの出口側に渦動装置若しくは渦流案内板（５０）が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
乾燥器（５２）及び冷却ユニット（５４）が、２つの切換弁（５６，６０）を介して導管システム（１４）に接続された、バイパスとして接続された並行する分岐導管内に配置されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のブロー成形機。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
プラスチックからブロー成形された中空体を製作するための方法であって、ブロー成形機において、変形可能なプラスチックから成るチューブ状のパリソンを、ブロー成形型の開かれた割型間に押し出し、次いで閉じられたブロー成形型内で中空体を完成させるために膨張させ、中空体を膨張させ且つ冷却するために、吹込み空気を導管若しくは吹込み心棒を介して中空体に吹き込む形式のものにおいて、
中空体の膨張が行われた後で、中空体を内部冷却するために冷却媒体としての吹込み空気を連続して循環案内するために、あらゆるプロセス状態において常に同一の規定された流れ方向を保証しつつ、吹込み空気を環状回路として形成された導管システム内で圧縮器を用いて常に高められた圧力レベルで連続して循環案内し、冷却媒体を、閉じられた環状導管システムの入口側で流入導管を介してブロー成形型に吹き込み且つ出口側で流出導管を介してブロー成形型から導出し、閉じられた環状回路システム内の高められた圧力レベルを常に保持し、ブロー成形型を放圧するため若しくは品物を取り出すためだけに、入口側と出口側とを一時的に遮断することを特徴とする、ブロー成形された中空体の製作法。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１６】
例えば１ｌ〜３ｌの小さな体積を有するプラスチック中空体用に、吹込み空気を１５〜２０ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１７】
例えば５ｌ〜６０ｌの中位の体積を有するプラスチック中空体用に、吹込み空気を１０〜１５ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
例えば１２０ｌ〜２２０ｌの比較的大きな体積を有するプラスチック中空体用に、吹込み空気を９〜１２ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
例えば１０００ｌの極めて大きな体積を有するプラスチック中空体用に、吹込み空気を８〜１０ｂａｒの圧力レベルで循環案内する、請求項１４又は１５記載の方法。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２０】
吹込み空気に、例えば二酸化炭素、窒素、プロパン、水、天然ガス又は空気よりも高い熱容量を有する別のガス等の別のガス状又は液状の媒体或いは別の冷却媒体を部分的に添加する、請求項１４から１９までのいずれか１項記載の方法。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、ブロー成形されたプラスチック製の中空体の製作法及び装置であって、ブロー成形機が設けられており、変形可能なプラスチックから成るチューブ状のパリソンが、ブロー成形型の開かれた割型間に押し出され、次いでブロー成形された中空体を加工成形するために、有利にはガス状の冷却媒体が導管を介してブロー成形型若しくは中空体に吹込み可能である形式のものに関する。チューブ状のパリソンを本来の中空体に加工成形した後、次いで吹込みの完了した中空体若しくはプラスチック製品は、十分な形状剛性が得られてブロー成形型から取り出せるようになるまで、冷却されて型に留まっている必要がある。中空体が冷却される時間は冷却時間と呼ぶ。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ブロー成形型内でのプラスチック中空体の冷却過程は、ブロー成形機の生産性にとって一般に最も遅い延いてはスピードを決定するステップである。冷却時間の短縮によって、性能若しくは時間単位で生産される品物の生産個数が著しく向上され得る。ブロー成形型内の中空体の冷却は、一方では冷却されたブロー成形型の内壁にプラスチック材料が直接に接触することによって外側から行われ、他方では内部に吹き込まれる冷却媒体を介して行われる。この場合、従来技術に基づく内部冷却とは、ブロー成形部材の内壁から熱を取る全ての方法と解される。これらの方法では、中空体表面の内側から中空体内に位置する冷却媒体への熱移行と、その後の熱搬出とが行われる。媒体によって吸収されたエネルギは中空体から除かれて、媒体と一緒に外部の周辺環境に供給される。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
従来用いられた、ブロー成形されたプラスチック中空体の内部冷却法は、使用される単数若しくは複数の媒体の種類及び状態、場合によっては行われる位相移行及び中空体内部と周辺環境との間の交換法が異なっている。一般に、圧縮された空気（圧力空気）が媒体として使用される。「停滞空気法」では、中空体は吹き込まれた圧力空気によってパリソンから膨張される。この場合、吹込み圧は一般に５〜８ｂａｒである。この場合に中空体に封入される圧力空気は、最初は中空体内に残留し、中空体の内側から熱を吸収して、空気抜き時に周辺環境へ放出される。この場合、中空体からはある程度の熱量が除かれる。「インターバルブロー法」は同様の形式で働く。この方法では、中空体内に封入されて加熱された空気をインターバルをあけて漏出させる。次いでこの空気は、より低い温度の圧力空気によって代替される。洗浄法又は吹込み空気法では、温かい圧力空気の冷たい圧力空気との交換は、洗浄過程の形で連続的に生ぜしめられる。この公知の方法を強化する手段は、使用する吹込み空気を予め冷却することであり、例えば２５℃の通常の圧縮空気温度から０℃へ冷却するか、又は吹込み空気を（例えば吸着乾燥器によって）先に乾燥した後で、０℃未満、例えば−３０℃になるように、更に低温に冷却する。これにより、圧力空気と中空体の内側表面との間の温度差の拡大が得られる。通常レベルを著しく上回るレベルへの吹込み圧の増大も、内部冷却の独自の変化態様と見なすことができる。従来技術に基づいた別の慣例の内部冷却法は、低温液化ガスによる内部冷却である。この場合、例えば圧縮された空気によるパリソンの膨張後に、低温液化二酸化炭素又は窒素が付加的な媒体として中空体内へ噴射される。これらの液状成分は、相当な熱量を吸収しながら蒸発し且つ加熱される。別の可能性は、パリソン膨張後の水又は別の媒体の噴射による内部冷却である。この場合、これらの冷却媒体の添加は連続的に行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。上で述べた方法のいくつかは、組み合わされても使用される。
国際公開第９６２５２８５号パンフレットから、極端に薄肉のビン体の２段階の延伸ブロー成形法が公知である。この場合、有利にはＰＥＴから成るパリソンは加熱されてからブロー成形型に導入される。圧力空気は、まず最初は約１０ｂａｒの低い圧力で吹き込まれ、次の第２段階において約４０ｂａｒで完成形状に吹き込まれる。短い硬化段階の後で圧力空気がビンから放出され、型が開かれて完成したビンが取り出される。１製作サイクルは全体で２〜３秒続く。この公知の方法では、エネルギの節約を熱回復によって最適化しようとする。この場合、高圧段階のためのピストン・ガス圧モータによって、封止されたエアクッションが往復運動されると同時に圧縮・膨張される。圧縮時に圧力空気の温度は約８０°〜１４０°だけ上昇し、これにより、予熱されるパリソンの温度をほぼ引き受ける。押圧ピストンの後退運動に際して圧力空気が再び膨張され、この場合、圧縮熱は回復される。なぜならば、断熱圧縮及び断熱膨張の温度上昇は、両方共再び出発温度に戻されるので、小さな熱損失しか発生しないからである。断熱式で働く第１の圧縮段階において、パリソンは既に完成ビンを成すように膨張され、冷却されたブロー成形型内壁に接触することにより、薄肉のビンの冷却が行われる。連続的な洗浄空気による、膨張されたビンの内部冷却は行われない。
吹込み反応媒体の部分的な回復下で熱可塑性の中空体をブロー成形するための別の多段階式の方法が、米国特許第４３９４３３３号明細書に基づき公知である。この場合、チューブ状のパリソンを、第１段階で０．１％〜１０％のフッ素ガスと９９．９％〜９０％の不活性ガスとから成る反応ガスによって膨張させ、これにより、フッ素ガス処理に基づいて、吹込みの完了したプラスチック容器の特定の充填物の成分に対する浸透率を低下させる。容器を膨張させた後で吹込み反応媒体を有する供給導管を遮断し、第２段階で約５ｂａｒの吹込み圧よりも約０．５〜３ｂａｒ高い圧力で、反応ガスの大部分が戻し案内され且つ反応ガスのリザーバタンク内の圧力が再び本来の値に上昇するまで、洗浄ガスを容器を通して反応ガスのリザーバタンクへ導入する。その後、流し戻される反応ガスを有する洗浄ガスの供給導管を閉鎖若しくは切り換え、これにより第３段階で、最早希薄にされた残留反応ガスしか有さない別の洗浄ガスを、適当なウォッシュ段階後に自由空間に放出する。この方法は、フッ素を含有する高価な反応ガスの大部分を再び回復させ且つ環境を害する当該反応ガスが比較的大量に自由大気にもたらされることを防止する目的のために使用される。
更に、ブロー成形されたプラスチックアイテムの冷却法が米国特許第３５０５４４２号明細書に基づき公知である。この３段階の方法では、まず最初にパリソンが中空体の最終的な形状を取り且つブロー成形型の内側に接触するまで、圧力媒体を流入ノズルを介してチューブ状のパリソンに吹き込む。次の段階で圧力媒体を止めて、第２の吹込みノズルを介して内部冷却用の例えば冷たい空気又は二酸化炭素等の冷却媒体を中空体に吹き込む。冷却媒体をより良く配分し且つ冷却作用を向上させるためには、吹込みノズルは所定の角度で配置された複数の流入開口を有している。冷却過程の終了直前に、第３段階で圧力媒体の流入ノズルを開放して、冷却媒体が前記流入ノズルからのみ、大気中に流出可能であるようにする。冷却過程が終了してブロー成形型が無圧状態になると直ちに、冷却の終わったアイテムをブロー成形型から取り出す。
最後に、米国特許第４３６７１８７号明細書に基づいて公知の、ブロー成形されたプラスチックアイテムを製作するためのもう１つの別の２段階式の方法では、内部冷却を改善するために、液化された冷却媒体、この場合は液状の窒素を、膨張されたプラスチック中空体に噴射する。中空体から熱を取り除きながら、液状の窒素は気相へと膨張し、その後、システムが無圧状態に切り換えられて、冷却された中空体が開かれたブロー成形型から取り出される前に、一時的な循環回路内でリザーバタンクに流入する。次のサイクルで、第１段階で気化された窒素を、チューブ状のパリソンを膨張させるための、リザーバタンクからの圧力ガスとして使用し、第２の冷却段階で新たに液状の窒素を吹き込む。ガス状の窒素の循環案内に基づき、費用のかさむ冷却媒体の少なくとも一部を回復しようとする。




【国際調査報告】
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