(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製のプリフォームを製造するための１ステージ方式の方法であり、
−前記プリフォームを形成すべく、複数のキャビティを有する複数の型に溶融樹脂を充填する工程と、
−前記溶融樹脂を前記型の中で保持し冷却する工程と、
−成形されたプリフォームを前記型から取り出す工程と、
−前記プリフォームを後続の温度調整過程にかける工程と、
−前記プリフォームをブロー成形機具に搬送し締付して、最終的な延伸ブロー成形作業を行う工程と
を備え、
前記複数のキャビティを有する型は、複数のキャビティごとに区画した複数（ｎ個）の別個のキャビティ群を備え、前記キャビティは、前記それぞれの型の本体に設けられた冷却用流路の中に冷却用媒体を強制循環させることによって冷却される方法において、
同一の群に属するキャビティは、同一の型の他のキャビティ群に属するキャビティとは異なる別個の状態で冷却される
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
同一の型で成形されたプリフォームは、それぞれのキャビティから同時に取り出され、同一のキャビティ群で成形されたプリフォームは、プリフォーム群ごとに前記温度調整工程及び後続のブロー成形工程にかけられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のプリフォーム群を列に並べて待機させ、それぞれ差異のある期間（ｔｂ…ｔｎ）の経過した後に前記温度調整工程に到達させ、前記プリフォームの群は、規則的なシーケンスに従って個別に前記温度調整工程にかけられることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。
【請求項４】
一つの同じ型において製造されたすべてのプリフォームの群を規則的なシーケンスに従って前記温度調整工程へ搬送し、その後、残りの型において製造されたすべてのプリフォームの群を、この規則的なシーケンスに従って前記温度調整工程へ搬送することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項５】
前記それぞれの型に溶融樹脂を射出する複数のインジェクタに、溶融樹脂の流動物を連続的に送るための押出機によって、溶融樹脂が充填され、
上記の通り充填された前記インジェクタは、その中に収容した溶融樹脂を前記型に射出し、
前記押出機は、上記の通り前記型を全て充填した後、少なくとも一つの型からプリフォームが取り出されて、前記型が次なる溶融樹脂の射出を受容できる状態となるまで停止されることを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載の方法。
【請求項６】
ブロー成形工程に要する時間で、プリフォーム射出成形及び冷却工程に要する時間を除して得られる数値をＫと規定した場合、一つのプリフォーム群全体を同時にブロー成形するようになっている一つのブロー成形ステーションは、前記の数値Ｋより小さい直近の整数と等しい数のキャビティ群を含む一つのプリフォーム成形用型を処理できることを特徴とする、請求の範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の方法。
【請求項７】
同一の型の連続するプリフォーム群（Ａｐ、Ｂｐ…Ｎｐ）は、前記差異のある期間（ｔｂ…ｔｎ）の間に前記プリフォームが全て本質的に同一の一定した温度（Ｔｃ°）に達して安定しうるように、それぞれ異なる温度（Ｔ０、Ｔｂ…Ｔｎ）で前記型から取り出されることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項８】
それぞれの型のそれぞれの群に属する少なくとも一つのプリフォームの温度を温度調整工程の開始点において測定して、その温度が予め設定された温度限界から逸脱していることが検出された場合、前記群と関連するキャビティの冷却状態を自動的に変更して、前記キャビティから取り出されるプリフォームの温度をもとの前記限界の範囲内に収めることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。
【請求項９】
前記限界との比較のために参照される温度は、同一の群に属し且つその同じ群に属する他の一対のプリフォームのどれよりも温度差の大きい一対のプロフォームの温度の平均温度であることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。
【請求項１０】
前記プリフォームの温度を、前記プリフォームが前記温度調整工程に運ばれる直前に、温度検出手段によって計測することを特徴とする請求の範囲第８項または第９項に記載の方法。
【請求項１１】
プラスチック材料製の中空体を製造するための１ステージ方式の装置であり、
プリフォームを製造するための複数のキャビティを備えた型（１）を少なくとも一つ具備した第一成形ステーションと、前記プリフォームを完成品であるボトルの最終形状にブロー成形するブロー成形ステーションと、前記プリフォームの温度を調整して後続のブロー成形工程に要求される温度を与える温度調整ステーション（１４）と、前記プリフォームを、前記第一成形ステーションから前記温度調整ステーションを介して前記最終ブロー成形ステーションへ順次規則的に運ぶための搬送手段と
を備えた装置において、
前記キャビティは複数の群にグループ分けされ、各々の群は、その群の各々のキャビティを、前記型の他の群に属するキャビティの温度とは異なる同一の温度となるまで冷却する、選択的に操作可能な手段と関連していることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記キャビティを選択的に冷却するための前記手段は複数の冷却用流路を備え、この冷却用流路は、前記型（１）に設けられ且つ自動的に調整された温度で冷却用媒体を前記冷却用流路内を流動させる手段と関連していることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記プリフォームをそれぞれの型から同時に取り出して、前記温度調整ステーション及び前記ブロー成形ステーションへ前記プリフォームを別個の群にグループ分けして順次運ぶ操作・搬送手段と、前記温度調整ステーションへ運ばれるのを待つ間に前記プリフォームの群を保持状態に保つ手段（１２ａ、１３ａ、１７ａ、１８ａ）とを備えることを特徴とする請求の範囲第１１項または第１２項に記載の装置。
【請求項１４】
前記型を二つ有し（１、１６）、それぞれの型は二つの別個のプリフォームのキャビティの群（１２、１３；１７、１８）を備えることを特徴とする請求の範囲第１１項ないし第１３項のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
射出手段を介して前記型のキャビティに射出される樹脂を溶融する押出機（１０）を備え、前記押出機の動作は間欠的に停止されることを特徴とする請求の範囲第１１項ないし第１４項のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
各々の群の少なくとも一つのプリフォームの温度を、前記群が前記温度調整ステーション（１４）へ運ばれる前に検出する手段（２１、２２）を備えることを特徴とする請求の範囲第１１項ないし第１５項に記載の装置。
【請求項１７】
前記温度が予め定められた変動範囲から逸脱したことが検出された場合に、前記キャビティを選択的に冷却するための前記手段に対して自動的に作用する手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の装置。
【請求項１８】
それぞれのキャビティで成形された、同一のプリフォーム群に属する二つの異なるプリフォームの温度を検出し、このように検出された温度の平均値を自動的に計算するとともに、このように計算された温度平均値を、予め設定された温度範囲と比較するための参照値として用いる手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第１６項または第１７項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
この発明は、熱可塑性樹脂、例えば、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリプロピレン（ＰＰ）等により形成され、かなり高温の液体および／またはＣＯ2（二酸化炭素）ガスを含む液体を充填するのに適用される容器を大規模生産で製造するための改良された方法及び装置に関する。
上記のような容器を製造する技術及び装置に関する産業分野においては、一方では、高温で充填される液体及び炭酸化された飲料の両方に使用でき、より堅牢で且つ改良された容器を得ることと、他方では、より信頼できてコストに見合うとともに応用に富む方法で品質レベルを高めつつ、且つ競争力を有する大規模生産で上記容器を製造することのできる製造方法及びこれと関連する製造装置を得ることとを目的として、多くの開発や改良が行われてきた。
一般にそのような製造方法は、大きく二つのタイプに、すなわち、１ステージ方式と、２ステージ方式とに分類できることが知られている。
上記両方式に特有であって、且つ工具及び動作の点でも互いに特徴付けられる特性及び特質は、当業者にはよく知られているので、これ以上説明する必要はない。
１ステージ方式の製造方法に固有の問題は、溶融樹脂を射出した型の各キャビティからプリフォームを取り出す際に、プリフォームの壁厚の横断面方向に不均一な熱分布が必ず発生することである。
そこで、関連するサイクルタイムを最適化することを考慮して、プリフォームを射出成形型から取り出す際の時間及び温度パラメータに関して種々の製造方法が実際に特許されてきた。
１ステージ方式の方法に関する特許文献のほとんどは、熱可塑性樹脂製の容器を最終的に形成または成形する過程について開示したものである。これらにおいては、上記熱可塑性樹脂を何らかの方法で調整ステーション中を通過させ、同じ壁部の横断面部全体の壁温が均一になるようにする。ここでいう温度とは、当該熱可塑性樹脂について好適な分子配向が得られる温度に対応するものである。
現時点で最も好適とされる技術は、溶融樹脂の流動物を連続的に押出して複数の型に順次充填する方法を用いたものに関連し、このことは以下の特許明細書に記載されている。
−英国特許第７６７，１６４号
−フランス特許第２，０８９，１５４号
−フランス特許第２，１１４，４５５号
−米国特許第４，２４２，０７３号
また、射出成形・冷却工程と、概して先の工程にかかる時間の４倍も短い時間しか必要としないこともあるブロー成形工程との間には所要時間に差異が存在するので、１ステージ方式の装置においては、対応するブロー成形型の数の整数の倍数（whole multiple）に相当する数の射出成形型を使用して、二つの工程の間に存在する所要時間の差異を調整することからなる手法がよく知られている。事実上、これらの工程は、連続的に構成せざるを得ず、ブロー成形型が常にフル稼働していることになるだけの数量および速度でプリフォームを製造するために、射出成形型の数の方が多くなるように構成されている。
Emhart Industries Inc.による米国特許第４，２６１，９４９号及び第４，３１３，７２０号の両特許明細書は、この点に関してまったく改めて説明をする必要もない程度に記述されている。
上記による教示、すなわち、対応するブロー成形型の数の倍数（multiple）に相当する数の射出成形型の組合せと関連づけられた複数の多数個取金型において連続的に押し出す方法は、Stroupの米国特許第４，３７２，９１０号及びその分割に係る特許第４，４７０，７９６号においてまとめられ、概ね改善されて記載されている。その好適な実施形態が、Van Dorn Plastic Machinery製の１ステージ方式の射出ブロー成形装置において実施されており、これは一般にStroupの上記米国特許に開示されている。
上記米国特許第４，３７２，９１０号（及びその分割特許）では、中空プラスチック製品、特にボトルを製造する方法および装置を本質的に記載しクレームしている。
従来技術と比較して、上記特許明細書に開示された発明は、引き続き完成品または最終製品の形状に延伸・ブロー成形されるプリフォームを製造する１ステージの押出工程を包含する。上記押出工程は、複数のプリフォーム成形型に順次溶融材料を供給する連続押出の実施の可能性を含む。この工程は、押出された溶融物を、例えば一組の型のうち先頭の型に供給する際には、一定の順序で動作する適当な弁を用いてその組の他の型を閉止するように構成されている。先頭の型を充填した後、これを閉止し、次に二番目の型を開放してここに押出された溶融流動物を充填する。一組の全ての型が充填されるまで、このシーケンスを繰り返し、その後、上記がおこなわれている間にそれぞれのブロー成形ステーションにプリフォームを搬送し終わった先頭の型から上記工程が再開される。
弁を動作させるシーケンスは、溶融材料が確実に吸収されるように、つまりほとんど絶え間なく取り込まれるようにする。押出工程を連続的に間断なく実行して、作業面・実用面において明らかな利益が得られるようにするためである。
上記特許において主張されている最も重要な利点の一つは、プリフォーム成形作業には、後続のブロー成形作業に要する時間の数倍にも及ぶことの多い相当長い時間が必要となることを考慮すると、ひとつのブロー成形作業の終了時に次のプリフォーム成形作業が完了するまで待機する必要がないという点にある（待機することにより、ブロー成形ステーションの効率は全く不適当な水準にまで下がりかねない。）。並列に増設し（multiplication in parallel）、複数のプリフォーム成形型に周期的に充填する方法をとったことにより、一方では複数のブロー成形ステーションへ供給するようになり、製造プラント全体の稼働率を向上させることができるとされる。
他の利点としては、連続押出工程がプラントの稼働率をさらに改善するのに寄与するので、上記特許に表された種々の構成要素を組み合わせることにより、結果的には製造工程全体の効率が飛躍的に改善されることに結びつく点が主張されている。
しかし、上記特許に開示された発明は、実際問題として、主張されている利点を限定するような幾つかの欠点を有する。このような問題点は、本願出願人によるイタリア特許第１，２６５，５６７号に記載されているので、説明を簡潔化するためにそちらを参照されたい。いずれにしても、これらの欠点は、同一の樹脂押出機によっておこなわれる樹脂の充填作業及び圧縮作業に一般にもたらされる問題や、これと関連して生起することであるが、樹脂に剪断応力つまり摩擦が加わることにより、アセトアルデヒドが発生するという問題とに本質的に関連する。
一般に生産力の高いプラントにおいて顕在化する更なる欠点は、それぞれの型に設けたキャビティの数の増加、上記型の数の増加による全体の容積の増大に従って型のコストが増加し、それと相関する必要がある制御装置のコスト増大が生じ、さらに押出機の全長及び直径を増すと、その結果、これによる関連費用の増加や、生産・物流管理の複雑化が、たとえ生産量全体をある程度増やしたとしても、全体として容認できない支出につながるという事実に由来する。
更に、そのようなプラントにおいては、設備される型のキャビティの総数が多くなれば、それだけ押出機が処理する溶融樹脂の供給量を増やさなければならず、それ相応に直径の大きな押出機を使用する必要が生じてくる。しかし、そのような押出機においては、押出機のバレルの内壁に延び広がる傾向にあって、スクリューによってまっすぐに押し出されない樹脂の薄膜は、事実上無視できない厚みを有することとなり、キャビティ方向へ移動されていくときに通る通路のせいで、樹脂がいくつかのキャビティにのみ特に集中する一方、他のキャビティに充填されない傾向にある。
上記のような樹脂は、その前進速度が遅く且つ加熱された壁と直接接触していることを考えると、押出機の中により長い時間滞留することと、加熱された壁に接触していることとによる相乗効果によって、相当加熱される結果となる。このような激しく著しい過熱効果は、上述した樹脂の摩擦と相俟って、相当な量のアセトアルデヒドを上記特定のキャビティにおいて集中的に生成する傾向にある。
すなわち、適用される規則に規定された許容範囲を明らかに超過する量のアセトアルデヒドを放出する危険性のあるプリフォームがこのようにして製造されることになる。
Valyiの欧州特許第００７１２５８号の開示により、プリフォームの温度がそのプラスチック材料の結晶化率の最も高い点よりも低くなるまで、射出成形型の中でそのプリフォームを急速冷却する教示も知られている。そしてこのプリフォームの温度分布が不均一なうちにこれを射出成形型から素早く取り出し、配向に好適な平均温度に達するまでプリフォームのエンタルピーが変化し続けるように、射出成形型と調整ステーションとの間に設けられた保持ステーションへ搬送するので、射出成形型は次のプリフォーム成形作業のために空になる。したがって、製造されるボトルの基本的な特性を保持しながら、より短いサイクルタイムを達成できる。
しかし、このような教示は、追加の保持ステーション、すなわち型の付加を必要とするばかりか、このことと関連する全ての経済的な問題点や、このような型及びこれに関連する挿入手段、取り出し手段、排出手段、駆動手段や制御手段の構成に起因する製造面でのあらゆる複雑さを伴う。
上記考察に基づき、本発明の主たる目的は、高温で且つ炭酸化された液体を充填することのできる熱的に安定な熱可塑性樹脂製容器を工業的スケールで製造するための、少数の型をもって高い生産量を確保でき、且つ上述した経済的・技術的な問題点を解消することのできる１ステージ方式の方法及び装置を提供することである。
このような装置は、容易に利用可能な周知の技術を用いることにより、完全に信頼できるものになるだろうし、また、より容易に動作させることができるであろう。
本発明の上記主たる目的及び本発明の更なる態様は、キャビティの数を増やしたプリフォーム成形用の型を相当少ない個数だけ用いて熱可塑性樹脂製のボトルを成形する方法により達成される。このキャビティにおいて製造されたプリフォームは、規則的なシーケンス、つまり一定の保持または待機手順に従って適切なブロー成形ステーションに搬送される群に分けられて型から取り出されるものである。
プリフォームが上記保持期間中にそれぞれ差異のある状態で冷却されること、すなわちブロー成形工程を適正に実行するという観点において適切でない状態でプリフォームが冷却されるのを防ぐために、それぞれのプリフォーム群が関連する成形型のキャビティ内にある間に、意図的に差異のある状態でこれらの群をそれぞれ冷却して、プリフォームが、ブロー成形型に挿入される際に、全て同一かつ最適な温度を呈することを確実なものとする。
いずれにしても、本発明の上記および他の目的ならびに利点は、以下の説明により、当業者により容易にかつ明確に理解されよう。本発明自体は、一定の構成要素および／またはそれらの組み合わせをもって実施することができ、その好適な実施形態を添付の図面を参照し、限定を意図しない実施例をあげて、以下に説明し例示する。
図１は、本発明にかかる装置の型を示す基本的な概略図である。
図２は、図１に示す型から取り出されたプリフォームの一形態を示す図である。
図３は、本発明にかかる装置の基本的な概略図である。
図４は、図３に示す装置を改良した変形例を示す図である。
図５は、調整前のプリフォームの温度を検出する手段の構成を示す図である。
図６は、同一の型から同時に取り出された後の別個のプリフォーム群の温度パターンを示す概念図である。これらプリフォームは、差異のある状態で予め加熱されたものである。
本発明の幾つかの好適な実施形態を説明するためだけに用いられ、したがって本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきでない添付の図面を参照することにより、本発明の基本的な特徴が、本質的に二つの別個の方策を組み合わせる点にあることが理解されよう。第一の方策は、プリフォームを成形するのに用いられる射出成形型１に、ｎ個の群またはサブグループにグループ分けされるべき複数のキャビティ２を設けることである。図１に概念的に示すように、Ａ、Ｂ…Ｎという同一の行に属し且つ同一の行として表されたキャビティの群は、好ましくは同数のキャビティを備える。
一つの型に含まれる全てのキャビティを、より少ない数のキャビティを含むよう構成された群またはサブグループに、つまり、例えばｎ個に分けることができる一方、それによって、何らかの実質的な進歩および／または効果がもたらされることはないから、この事実だけでは、従来技術に比して実際にはほとんど新規な要素はないであろう。
そこで、それぞれの型に設けられたそれぞれのキャビティからプリフォームを取り出したときにプリフォームが各々異なる温度を呈するように、型のキャビティ内で溶融樹脂を冷却し硬化する工程において、必要に応じて適切に選択された差異のある状態で上記ｎ個の各キャビティ群を冷却することができるように、冷却システムと、その他関連する全ての手段及び装置とを型の内部に設けることによって、上記方策を有効且つ革新的なものとして完成させる。この温度差は、キャビティごとに冷却温度をそれぞれ異ならせたことにより確実にもたらされる。いうまでもなく、同一の群に属するプリフォームの冷却温度は同じであるが、異なる群同士では相違する。
なお、本明細書の既述した部分及び以下記載する部分においては、一般に「型」という用語を単数として扱っているが、このような型が実際には二つの別個の型半体から形成されていて、その中で成形されたプリフォームを取り出すには型開する必要があることが理解されよう。
プリフォームを同一の型から取り出したときの話題に立ち返ると、これらのプリフォームは、同時に上記型から取り出される一方で、既に強調したように、選択的に異なる温度を呈する。
上記二つの方策のうち第二の方策は、上記のとおりに得られたプリフォームの個々別々の群を、各群ごとの規則的に保持及び前方搬送するシーケンスを介して、個々に運搬することからなる。このことについては、以下詳細に説明する。
図２を参照することにより、上記キャビティ群Ａ、Ｂ、…Ｎが、対応するプリフォーム群Ａp、Ｂp、…Ｎpを形成することが理解される。図中、これと同じ符号を付して、これらプリフォーム群を明確に示した。上記プリフォーム群は、例えば、まず第一の群Ａp全体、次に群Ｂp全体、そして最終的に群Ｎpといった規則的なシーケンスに従って共通の調整ステーション１４へ送られ、この後、当初と同じシーケンスに従って共通のブロー成形ステーション（図示せず）へ送られる。実際には、プリフォーム群は全て同時に型から取り出され、後続の群が調整されるのを待機するサイクルである保持工程において一列に並べられる。したがって、この保持期間中に、これらのプリフォームが実際の待機時間の長さに応じて異なる状態で冷却されるのは当然のことであり、待機時間が長くなれば、それだけ上記冷却の影響を多く受けることとなる。この点、上記の保持期間中、プリフォームが周囲温度の大気に曝されることに留意すべきである。
プリフォームがそれぞれどの群に属していたかに関わらず、上記プリフォームに関して可能な限り優れた品質結果を得るためには、それら同じプリフォームの最終温度を、調整工程において予め決定された安定した値に正確に調整しなければならない。また、上記調整工程の特性は一定しているので、プリフォームがどの群に属していたか、あるいはどの時点で実際の調整が始まったかに関わらず、そこで調整されるプリフォームの温度も相当程度に一定でなければならない。実際の保持時間長に応じてプリフォームの冷却状態に自然と差異が生じるという上記記載を考慮しつつ、上記のような結果を得るためには、個々のプリフォーム群に応じた保持時間長によって異なる後続の自然冷却により上記プリフォームの最終温度、つまり調整工程の開始点におけるプリフォームの温度を正確に一定値Ｔcとすることができる程度に、型から取り出された直後のプリフォームの温度に差異を生じさせる必要がある。この温度Ｔcは、調整シーケンスにおける各プリフォームの位置や、それぞれの保持時間や、したがって冷却時間に関わらず、全ての群の全てのプリフォームに要求される温度である。
したがって、キャビティの冷却は、プリフォームが型から取り出されたときにその温度に適切な差異を生じさせることができるようなものでなければならない。この差異は、上記自然冷却がおこなわれる保持時間の長さと、調整工程の初期温度と一致する最終温度との両方によって本質的に決定される。
したがって、本発明は、上述したように、型のキャビティを差異のある状態で冷却することと、（ゆえに全てのプリフォームを型から同時に取り出すことと、）その後上記プリフォームを調整工程へ各群ごとに連続的に送り出すこととの組合せに基づくものである。ここでは、プリフォームがそれぞれ同一の温度で調整工程の開始点に到達しうるように、型のキャビティの差異ある冷却を調整する。それぞれのプリフォームの保持時間と、その結果生じる自然冷却は、常に考慮される。
この様子をより効果的に説明するために、図６に示す図を参照されたい。型から取り出されてから調整工程の開始点に達するまでのプリフォーム群それぞれの保持時間ｔを横軸に、射出成形型から取り出されたプリフォーム体の温度Ｔ°を縦軸に示した。Ｔcは、調整工程の開始時点または進入時点における全てのプリフォーム群の温度を示す。言うまでもなく、前記調整工程はすべてのプリフォーム群について同様であり、また、プリフォーム群が上記工程のブロー成形段階に進入するときの温度も等しい。
上記の図における個々の曲線は、別個のプリフォーム群Ａp、Ｂp…Ｎpそれぞれの温度パターンを示すものとする。簡略のため、上記曲線を上記と同じ符号により示した。
従来の技術においてもみられるように、第一のプリフォーム群Ａpの温度は、そのプリフォーム群が調整ステーションに入るときに要求される温度Ｔcと正確に等しいと想定されるので、この第一群Ａpは保持・待機工程を経る必要はない。したがって、この群に関する温度曲線は、初期時刻ｔ0と、プリフォームがブロー成形ステーションに入るときに要求される温度Ｔcとが一致する位置に点Ａpとして表されている。
一方、次のプリフォーム群Ｂpは、群Ａpが調整工程を通過するのに必要な時間と等しい時間ｔbの保持工程を経なければならない。関連するプリフォームは、この保持期間中に自然冷却されるので、保持期間ｔbの終了時におけるプリフォームの温度をブロー成形ステーションに入るときにプリフォームに要求される上記水準Ｔc°で安定させるためには、より高い温度Ｔbで射出成形型から取り出されなければならない。
後続のプリフォーム群…Ｎpについても上記と同じことが起こる。各群は、それぞれ、期間が徐々に長くなる保持工程…ｔnを通過しなくてはならないので、図６からも明確に推測されるように、当然、これと対応する徐々に高い温度…Ｔnで射出成形型から取り出されなければならない。
上記説明においては、この「プリフォームの群」または「プリフォーム群」という用語を、そのような群が実際に複数のプリフォームを備えているという想定の下で使用し定義してきた。一方、一つの型をそれぞれ最大限有効に利用するための基本的な要件であるとの観点から、このような想定は当業者にとっては当然のものである。しかし、極端な場合、いうまでもなく上記群が一つのキャビティすなわちプリフォームを有するものであってもよい。
なお、可能な限り多くのキャビティを備えた型を設けるのが効果的なのは明らかだが、キャビティの数は、サイズ、価格、型の扱い易さ、型の交換し易さ、プリフォーム用のキャビティを全て同時に且つ均一に充填できるか否か等の要因、および型の実寸及びそのキャビティ数を一般に一定範囲に限定する傾向にある幾つかの他の問題によって技術的に制限される。
図３を参照されたい。ここに象徴的且つ簡略的に示した本発明の概略図を提示した。押出機１０により、付加的なインジェクタ（図示せず）を備えてもよい流路１１を介して、二つの別個のキャビティ群を備えた型１が充填される様子が理解されよう。これらキャビティ群は、二本の線分１２及び１３としてそれぞれ概略的に示した。
上記キャビティから同時に取り出された二つのプリフォーム群は、調整ステーション１４、更にはブロー成形ステーション（図示せず）へ連続的に搬送される前に、保持領域、つまり待機領域１２ａ及び１３ａにそれぞれ配列され、ここで自然冷却される。
射出成形型が稼働し占有される時間全体がブロー成形に要する時間の約四倍に相当するため、また、二つのキャビティ群を有する型に一段階で射出成形するのと、一つのキャビティ群を有する型に射出するのとに要する時間が同等であるため、上記のような構成からは、押出機を間欠的に動作させなければならないことが明らかである。一つの型を充填した後、射出した溶融樹脂を硬化させ冷却させるとともに、機械動作に必要な個々の発動・駆動部材（型開手段、操作手段、プリフォーム排出及び取出し手段、搬送手段等）を正確且つ完全に動作させるために、押出機を周期的に停止させなければならないからである。
上述した状況の下では、上記事実から、プリフォームの射出成形・冷却・取出し作業全体が一巡する間に、調整装置・ブロー成形装置の動作サイクルが二回実行されることは明らかである。一方、個々の装置により実行されるサイクルの所要時間に差があるため、調整装置及びブロー成形装置は、実際には、半分の時間は停止状態におかれ未使用となる。したがって、このような配置は、比較的低い生産率をもってボトルを製造する必要がある場合には特に適切であることが理解されよう。このような場合、上記の停止時間の問題により比較的非能率的になっても、設備全体の構成を相当簡略化し、全般的なコストを著しく節約することにより、上記非能率性は概ね補われるので容認可能となる。
しかし、停止時間によって生じる上記非能率性を解消するために、図４に示す効果的な構成を提案する。この構成は、二つのキャビティ群１７及び１８をそれぞれ含む、上述の型１と全く類似した補助型１６を追加した点と、上述した保持領域１２ａ及び１３ａと全く類似した更に二つの保持領域１７ａ及び１８ａをそれぞれ追加した点とにおいて図３のものとは異なる。上記説明により、この場合、調整装置及びブロー成形装置は、二つの型によって列状に製造された四つの連続した群を処理した直後に、この処理中に行われた次の射出成形作業において上記二つの型により製造された更に四つのプリフォーム群を直ちに処理することができるので、事実上完全に飽和されることが当業者に容易に理解されよう。
このような構成は、単に上記補助型１６を追加することにより生産能力を事実上倍加させることができるという点を考えると、もちろん関連する制御及び駆動手段について所要の調整及び設定が必要になるものの、設備の構造を従来通り簡単なものとしつつ生産性を著しく改善することができるので、特に有効であると思われる。
本発明を実際に最大限活用すること、つまり、複数の型を使用するのと同時にそれぞれの型に設ける群の数を増やすことには、必要となる比較的複雑な形状の型、このような型の充填・交換、および必要となる制御・駆動手段に関連するコストと、これらが更に複雑になるという観点から、技術的・経済的な制限が存在することが理解されよう。しかし、原則としてこの発明には、構想上、全く制限はない。
型を締めたり緩めたり、プリフォームを上記型から取り出したり、上記プリフォームを全て同時に調整ステーションまたはブロー成形ステーションへ搬送する操作手段をもって同一の群に属するプリフォームを運搬し配置したりするのに必要な種々の制御・駆動手段については、種々の原理に従って作動する様々な形態として実現可能ではあるが、これらの手段はいずれも例外なく完全に当業者の能力の範囲内にある。
同一の型の個々別々の領域を、差異のある状態で選択的に冷却する方法については、幾つかの手法により実施可能なので、それ自体は本発明の実際上の範囲内に入るものではない。その手法のうち最も簡単なものとしては、特に、それぞれのキャビティを囲繞するように、型の本体の内部に複数の冷却用流路を設けることからなる。ここでは、上記冷却用流路の中を、冷却用流路の関連づけられたキャビティが冷却されるべき実際の温度に応じて自動調温制御下で適切に温度調整された媒体を流動させる。
ところで、試作品において広範な実験を行った過程で、例えば室温、樹脂の種類、この樹脂がその溶融状態で型のキャビティに射出される際の温度、型の熱慣性等の外的な変動要因によって、調整ステーションに入る際のプリフォームの温度にバラツキが生じる場合があることが判明した。
図５に示すように、このような問題点は、それ自体知られた手段２１、２２により、調整前のプリフォームの温度を検出することによって解消される。温度が予め設定された限界の範囲内にあるか、またはそこから逸脱しているかを検出することにより、フィードバック動作する手段が、通常の場合、温度が上記予め設定された限界の範囲を超えていることが上記方法により検出されたプリフォームを取り出した型のキャビティと関連する冷却手段に対して作用することによって適宜応答するようになっている。
このようにして、プリフォームの温度が許容値から逸脱すると、直ちに上記手段が自動的に介入動作して、温度をそれぞれ修正する。
上記偏差範囲の精度、つまり、予め設定した値からの温度の逸脱が許容されうる度合は、もちろん非常に厳密に制限することができるが、いずれにしても、プリフォームの温度が最終成形結果に実際に影響を及ぼす危険性を有することなく変動できる許容差の範囲内とすることができる。
プリフォームの温度偏差に対する応答性を向上させ、同一の群に属するプリフォームの温度をより均一にするために、調整工程よりも前方でプリフォームの温度を検出するために設けられた上記手段２１、２２を、熱的に互いに最も「離れた位置にある」プリフォーム対、つまり、同一の群に含まれ、且つ同じ群に属する他のプリフォーム対のどれよりも大きな温度差を呈すると考えられるプリフォーム対の温度を検出することができるように配置するのが有効である。このような特性を呈するキャビティ及びプリフォーム対を、例えば簡単な測定によって特定することは、十分当業者の能力の範囲内にある。
本発明は、添付の請求の範囲に列挙した特色及び特徴と本質的に対応するものであれば、上述した方法及び装置とは異なるものによっても実施可能であることが理解されよう。
【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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