JP2010503589A5 - - Google Patents

Description

プリフォームの高速供給装置および前記高速供給装置が含まれる吹き込み成型機械。

本発明は熱可塑性材料製の中空体、特に、壺、小瓶、あるいは瓶といった容器の製造方法の中で、吹き込みあるいは引き抜き吹き込み段階中の最終容器の入手前に最初に行われるプリフォームの注入製造方法の技術分野に関係する。

本発明は、予め注入により成型されるプリフォームの熱条件の炉に導入されるプリフォームをもとにした、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)製の容器の吹き込み設備において便利な用途が見出されるものであって、該設備の吹き込み区域に向けて運ばれるまでの設備の一部分を構成するものである。

プリフォームとは軸方向片端が閉鎖されると同時にその開口端が最終の中空体の規定形状を呈するほぼ管状の物体であるものと想起される。

この数年来、予め注入されるプリフォームをもとにしたプラスチック材料の容器の製造は、特に、ポリエチレンテレフタレート（PET）の採用のおかげでかなりの大きな進歩を経験した。この間、その他の材料は、非限定的な例として、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリプロピレン（PP）あるいは様々な材料の混合物あるいはその代替物が考えられ、および/または、使用され、多少とも成果を伴った。

吹き込み設備内では、プリフォームは槽あるいはホッパーにばらで吐き出される。これらのプリフォームは従来この槽から整列ホッパーの上部端にこれらを吐き出すようになる持ち上げベルトコンベヤーにより取り出される。プリフォームはホッパーの底に向けて滑り落ち、吹き込み装置に接合される供給レール上に再び戻される。

高速の吹き込み設備には、従来、回転装置タイプの回転機械上に取り付けられる多数の吹き込みあるいは引き抜き吹き込みの装置が含まれる。回転式吹き込み設備により生産の高速化が可能となる。従って、例えば、PETのような材料に関して、時間当たりかつ１型当たり1,500個以上の容器の引き抜き、吹き込みによる生産が可能である。

最初はばらばらのプリフォームをもとにしてこれらを吹き込み装置に投入するためにこれらを的確に方向付けることは特に微妙な操作によりなりたつ。時間当たり瓶50,000本に到達できる速度で作動する実際の送風コンベヤーにとってはこの操作は複雑である。

出願人は、確実性を上げるために、方向を間違えるかあるいは絡み合ってはまり込んだプリフォームの退避を可能にする手段が付いた注入装置が含まれる、吹き込み装置用のプリフォームの供給レールとともに、解きほぐすと同時に整列させるホッパー（セメント・砂利・土などを一時貯蔵する漏斗状の装置。下部にはき出し口がある。）を開発したが、これらの手段は例えば、特許文書FR 2 675 481 、FR 2 816 297ならびにFR2 864 051に記載されている。

プリフォーム供給レールには原動機駆動され逆方向に回転すると同時に床に対して傾けられる２本の平行ローラーが含まれる。ローラー間の間隔は調節可能であるとともに、プリフォーム本体を通過させるがこれらのフランジは通過させないように計算される。プリフォームはローラーの高さで吐き出されるとともに、重力の効果でローラーの間に落ち着くようになる。２本のローラーの傾斜とこれらの回転により、フランジによりぶら下がるプリフォームの移動が可能となる。

実績のある速度よりはるかに高速の製造を可能とする吹き込み装置に関する出願が存在する。

出願人は時間当たり80,000瓶以上の製造速度の送風コンベヤーに供給するためには、プリフォームの供給緩衝区域を構成するように非常に長い供給レールを設けることが必要であることを確かめた。位置を間違えたプリフォームの調節装置あるいはさらに整列装置では、実は、プリフォームの流れに乱れが引き起こされる。

また、吹き込み装置の入口ではほぼ一定数のプリフォームの配置が重要である。

長さの長い供給レールの設置においては、床上部数メートルにプリフォームの方向付け機構が配置されなくてはならないことになる。オペレーターの介入とメンテナンスは数メートルの高さでは面倒である。

その上、ロングレールの供給レールの設置により床の占有面積も大きくなる。

高速を可能にするために考えられるある別の解決方法は出口レールが交差地点にて終わる２つの装置を平行に置くことであった。いずれにしても、この解決方法では、ある一定数のプリフォームが挟まって動かなくなる可能性のある交差部のレベルの問題が提起される。

既知の様々な解決方法の問題を解決するため、特許文書FR 2 850 641では傾斜した円形滑り板の上部で回転する２枚の重なった台座が設けられ、この２台の台座が互いに逆方向に回転する円筒状容器の配置が提案されている。上部台座は下部台座よりも直径が小さい。下部台座は唯一のプリフォームだけしか含まないように大きさが決められた小穴群が設けられる。滑り板は容器の上部部分およそ９０度の円弧区間にわたり長方形のスリットが設けられる。プリフォームは容器の下部部分に吐き出され、その区域でプリフォームが下部台座の小穴群にはまるようになる。プリフォームがはめられた小穴が滑り板のスリットと向かい合うようになるとき、プリフォームは上下に動くと同時に容器から落下する。

特許文書FR 2 850 641内に記載される装置はいくつか欠点がある。

まず、第１に、この装置は種々のタイプのプリフォームには採用できない。プリフォームの上下動の長方形スリットには指定されるプリフォームのタイプについて決定される２種の幅があり、基本幅はフランジ板の直径よりも小さいがプリフォーム本体の直径よりは大きい。

おまけに、小穴の充填は傾けられた容器より低い地点で行われ、この低い地点では、オペレーターがじかにこれを見ることができない限りはプリフォームが滞留するようになり絡み合うと同時にはまり込むことになる堆積区域が構成される。
FR 2 675 481 FR 2 816 297 FR2 864 051 FR 2 850 641

本発明は必要な場合には、例えばプリフォームが時間当たり80,000個を越えられる超高速を達成できる吹き込み装置向けのプリフォームの新型供給装置を提案して上記で触れられた問題を軽減することを目的とする。

本発明は、その第１の側面として、遠心力利用供給装置に関するものであって、前記装置には、
一方には、内部に取り付けられる回転する円環を支えると同時にほぼ水平な面に拡がる外部の筐体、他方には、前記円環の内側に取り付けられる回転する円盤を備え、
円盤の回転軸が円環の回転軸に対して傾けられ、円盤と円環が移載区域でお互いにほぼ相互に接するとともに、移載区域のレベルよりも低いレベルに位置する装填区域では相互に離れ、円環は、円環の内側縁とともに円環の有効幅を決定する側面ガイドにより取り囲まれ、円環はその入口が有効幅上のある場所に位置する出口管路と通じ、円環はほぼ放射状の刻み目が設けられる遠心力利用供給装置に関するもので、本装置には円環の有効幅を調節可能にする手段が含まれる。

ここで、「有効幅」とはここでは装置の運転時に使用される円環あるいは円環の一部分の表面幅を指すもので、この幅は円環の回転軸の放射方向に従って測られる。

ある実施例では、円環の有効幅の全体あるは一部分を調節可能な手段が側面ガイド部の移動手段により構成され、これらには筐体と一体となった支持材に取り付けられる放射方向軸棒を用いて調整される。

有利な特別な実施例では、円環は円錐台状であってその内側縁が外側縁より高いレベルにある。

ある有利な実施例では、本装置には円環ならびに円盤の回転速度調節を別々に可能にする手段が含まれ、円環は円盤と同一方向であると同時にほぼ円盤の速度以上で回転する。

本発明は、その第２の側面としては、特にPETあるいはPEN製の容器の吹き込み装置に関するもので、この機械には上記で示されるようなプリフォームの供給装置が含まれる。

本発明のその他の目的ならびに利点は、非限定的な例として挙げられる実施形態類に関する以下に続く説明、つまり、付録の図面に照らして行われる説明から明らかになろう。

示される装置1には固定される円筒状筐体2が含まれ、この筐体2はその筐体2内にそれぞれ回転する円環3ならびに円盤4を内部に受け入れる。

円盤4の回転軸5は、円盤4が円環3に対して傾けられるように円環3の回転軸6に対して傾斜している。図1で示される例では、円環3の回転軸6はほぼ鉛直であって、つまり円環3はほぼ水平な面内に拡がる。ある実施例では、２つの軸の間における傾斜角度はおよそ10度である。

回転軸6に平行な円環3の内側縁の投影は、軸6の仮想円筒の境界を定め、円盤4はその中にある。円盤4は図1の10で参照される区域においてその縁の位置がほぼ円環のレベルより高い面のレベルにある円環3の内側縁の近傍に位置すると同時に、直径方向で反対側の円盤の部分が下方レベルに配置されるように配置される。言いかえると、区域10のレベルでは、円盤4ならびに円環3はほぼ相互に接する。横方向仕切壁7は、その上部縁が円形であり、その上部縁は円環3の下部縁の近傍で下部縁に対向して位置し、円盤4をその至近位置で取り囲む。こうして、円環3に関連した円盤4の傾斜のために、円盤4および横壁は装填区域8となる中空部を形成し、前記装填区域8においてはプリフォーム9が、例えば、移載ベルトコンベヤーあるいはその他の任意手段によりばらばらで吐き出されても良い。そのようにして、図1の90で示されるように、プリフォーム9は装填区域8の上部にくる。

後で分かるように、区域10により円盤4と円環3の間のプリフォーム9の移載地域が構成される。

後で詳細に説明される側面ガイド15は、円環3に関連して配置されて、プリフォーム9が円環3に留まるのを可能する周辺止め具が構成される。

円環3は後で詳細に説明される手段により放射方向に調節できる幅をもち、円環3の全体あるいは一部分にわたる側面ガイド15の移動を可能にする。円環3はまた、その周囲に均等に割り付けられる放射状の複数の刻み目または隆起部3aを見せる。

指定されたプリフォームのタイプに合わせて、オペレーターにより、幅が装置内に装填されるプリフォーム9の最大直径にほぼ等しくなるように、円環3の幅の全体あるいは一部分が調節される。この最大直径はプリフォーム9のフランジ板11の外径と一致する（図２で分かるように）ことが一番多い。この調節具には２つのプリフォーム9が円環3上の横に並ぶのを回避する効果がある。こうして得られる幅が円環3の「有効幅」と呼ばれる。

円環3ならびに円盤4は適切な任意の原動機手段、円環3ならびに円盤4の回転速度を別々に調節可能にする手段により回転させられる。

ある実施形態では、円環3の直径は２メートル程度であり、円環3の回転速度は１分間に60回転程度であると同時に円盤4の速度はこれより少し遅いのが好ましい。

円盤4の回転により装填区域8から移載区域10に至るまでのプリフォームの移動が引き起こされる。

この移載区域10の領域では、円盤4の回転により作用する遠心力により円環3のプリフォーム9が通過すると同時に、刻み目の存在により円環3上のプリフォーム9のフランジ板11との接触が生じる。接触に続いて、円盤4の回転より速い方が都合良い速度の円環3の回転は、各プリフォーム9を円環3上に完全に座らせるようにする効果があり、プリフォーム9の突出部12の軸は区画2の回転軸に対してほぼ垂直である。また、円環4の回転により作用するこの遠心力に対抗するため、少なくとも部分的に円環3を取り囲む側面ガイド15が設けられ、この点は後でもっと詳細に説明されよう。円環3は円錐状であると同時にこの円錐形状は、円環3の内側縁が外側縁よりも上部レベルにあって、装置1の停止時に、固有の重量によりプリフォーム9が側面ガイドに対して停止状態になるよう円環3上にくるプリフォーム9が円環3上に固定維持されるのが好ましい。

装填区域8と移載区域10を隔てる間隔のために、円盤4の回転の効果によって、多数のプリフォーム9が円環3の方へ移載するのに都合良い位置にもってこられ、これらのプリフォーム9の傾斜度12は、これらのプリフォーム9が筐体2の横壁7に沿って滑る時すでに筐体2の回転軸6に対してほぼ垂直となっている。

円環3の接線方向のその傾斜度12の軸により位置が決まらないプリフォーム9は移載区域10で不安定となると同時に、円盤4上に再落下する。

円環3によって運ばれるプリフォームは、その入口が円環3上に位置するとともにその任意側面が後で詳細に説明される上述の側面ガイド15の延長部に配置される出口の管路13を通って装置1から出る。プリフォームはその開口部14がランダムに出口に向かってあるいは管路13の出口に対向してこの出口管路内に入る点に注目する必要がある。

例においては、管路13の入口は移載区域10と直径方向にほぼ向かい合った区域内にある。直径方向に向かい合った配置は絶対必要というわけではなく、統計的に十分な数のプリフォーム9が希望の速度に関して適正に安定化されて到来する程度に入口13が移載区域10から離れている必要があることに注目する必要がある。

今度は、プリフォーム9の様々なサイズに適合させるため円環3の有効幅の調節を可能にする手段が説明される。

装置1には、ほぼ一様でかつ円弧状の区間から形成される上述の側面ガイド15が含まれる。この側面ガイド15により円環3によって運ばれるプリフォーム9を支える円形横方向面が形成される。側面ガイド部15は、筐体2に固定された外側支持材17上の複数の放射方向軸棒16を用いて据えつけられる。外側支持材17に対するこれらの軸棒16の放射方向の滑動により、回転する円環3の全体あるいは一部分における、プリフォーム9を置くことのできる幅の修正が可能となる。言いかえると、側面ガイド15により円環3によって形成される経路つまりプリフォーム9が移載区域10内に運ばれる移動する経路の幅の修正が可能となる。

次に図３から図５までが参照される。

図１に示されたものと全く同様に、これらの図３から図５までに部分的であるとともに透視図で示される装置1には筐体2、円環3、ならびに円盤4が含まれ、この円盤4は円錐状である。円盤4が円錐形状であることによって、移載区域10における円盤のプリフォーム9の円環3に向けた移載が容易となる。

図３から図５までに示される装置1には最大有効幅を定める外側の側面ガイド20が含まれる。誘導具21によりプリフォーム9の円環3に向けた通過を制御する角度区間が形成される。筐体2内のこの誘導具21の位置は調節可能である。

円環3は前出でも言われたように円錐台状であるのが都合良い。ある実施例では、円環3の回転軸6はほぼ鉛直である。その他の実施形態では、円環3の回転軸6は、円盤4の回転軸5と全く同様に鉛直線に関して傾斜が付けられる。従って、プリフォームはこの装置から水平方向に出て行くとは限らない。水平方向でない場合は傾斜したコンベヤーにこうして供給できる

本装置によって多くの利点が示される。

第一に、超高速でのプリフォームの供給が可能となる。理論的には、これまでに言及された数値（2メートルの直径、１分間に60回転の円環速度）が採用されて、プリフォームが１列になって円環上で移載されることが提案されると、時間当たり10センチの長さのプリフォームを200,000個以上供給することができることになる。これは、実用的には、これまでに知られた装置によっては到達不可能であった時間当たり80,000個のプリフォームを大きく越えるものとなる。

プリフォーム9はほぼ水平面にある円環3上で移載されると同時に装置を出た後でしか上下動しない。

また、筐体は水平面でかつ床近くに配置可能であるので、メンテナンスおよび故障の措置が手軽になる。

円環あるいは円環の一部分の有効幅の調節によって装置を様々なプリフォームあるいはその他類似の物体に適合させることが可能となる。

本発明によるプリフォームの遠心力利用供給装置の全体概要透視図。 本発明による詳細図。 本発明の、ある実施形態による供給装置の一部分を３つの角度から見た３透視図。 本発明の、ある実施形態による供給装置の一部分を３つの角度から見た３透視図。 本発明の、ある実施形態による供給装置の一部分を３つの角度から見た３透視図。

Claims (6)

1. 遠心力を利用したプリフォーム(9)の高速供給装置であって、前記供給装置は、
   内部に回転状態で取り付けられる円環(3)を収容するとともにほぼ水平な平面に拡がる外側の筐体(2)、ならびに、前記円環(3)の内側に回転状態で取り付けられる円盤(4)を備え、
   前記円盤(4)の回転軸(5)が前記円環（3）の回転軸(6)に対して傾斜し、前記円盤(4)および前記円環(3)が移載区域（10）内でほぼ相互に接するとともに前記移載区域（10）より低い位置にある装填区域（8）内で相互に離れ、
   前記円環(3)が、前記円環(3)の内側縁とともに前記円環(3)の有効幅を決定する側面ガイド(15)により取り囲まれ、
   前記円環(3)が、前記円環(3)の前記有効幅をもつ部分の上に入口が位置する出力管路(13)と通じ、
   ならびに前記円環(3)がほぼ放射状の刻み目(3a)を備えること、
   前記円環(3)の前記有効幅の調節を可能にする手段が含まれること、
   さらに、前記装填領域(8)に装填されたプリフォーム(9)は遠心力により前記円環(3)上に移載され、前記円環(3)上の前記プリフォーム(9)は、前記プリフォーム(9)のフランジ板(11)が前記ほぼ放射状の刻み目(3a)に引っかけられ、前記プリフォーム(9)の長手方向が前記円環(3)の回転方向とほぼ一致するように整列すること、
   を特徴とするプリフォーム(9)の高速供給装置。
2. 前記側面ガイド(15)の移動手段により前記円環(3)の有効幅の調節を可能にする手段が構成されることを特徴とする請求項１に記載のプリフォーム(9)の高速供給装置。
3. 前記側面ガイド部(15)の移動手段は、前記側面ガイド部(15)の湾曲した複数の部分に筐体(2)と一体の支持材(17)上で放射方向に滑動する状態で取り付けられることを特徴とする請求項２に記載のプリフォーム(9)の高速供給装置。
4. 前記円環（3）が円錐台状であり、前記円環(3)の内側縁が前記円環(3)の外側縁よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のプリフォーム(9)の高速供給装置。
5. 前記円環(3)および前記円盤(4)の回転速度の独立した調節を可能とする手段が含まれ、前記円環(3)が前記円盤(4)と同一の方向であってかつほぼ前記円盤(4)の速度以上で回転することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のプリフォーム(9)の高速供給装置。
6. プリフォーム(9)の供給用として請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の高速供給装置が含まれる吹き込み成型機械。