JP2013530854A - プラスチック容器生産用設備 - Google Patents

Abstract

型内プラスチック射出圧縮用の装置を備え、予備成形物の成形用の少なくとも１つの第１の回転カルーセル（２）と予備成形物のストレッチ吹込成形用の第２の回転カルーセル（７）とを統合する一段型の、電気空気圧式作動部によって作動する、少なくとも１つの回転カルーセルによって達成されるプラスチック容器製造設備である。更に、上記設備は、前記第１の回転カルーセル（２）と前記第２の回転カルーセル（７）の間に、更に取扱車輪を備える移送系を備え、その少なくとも１つ（８）は、予備成形物の熱的状態調節手段を備える。

Description

本発明は、熱可塑性容器、特にはＰＥＴボトルを、射出圧縮及びストレッチ吹込成形による２段階で製造するための設備に関するものである。

現状の知識では、熱可塑性容器の生産は、原料、一般的にはテレフタル酸ポリエチレン、即ちＰＥＴから開始して、最も多様な市場の要求を満たす形状の完成した容器を特別に複雑な形状でさえも得ることができるプロセスであり、該容器は、格別に軽量であり、室温にて高圧を受けても強固なものである。顆粒状にある原料状態のＰＥＴからプラスチック容器への移行は、１段階プロセス又は２段階プロセスにより達成できる。１段階プロセスは、単一設備で行われるが、ここでは、型内射出段階を経たＰＥＴから予備成形物への移行と、ストレッチ吹込成形段階を経た予備成形物からプラスチック容器への移行とが、予備成形物を完全に室温まで冷却させずに連続して行われており、その結果、射出段階からの潜熱の一部は依然として残存しており、予備成形物は、プラスチックが吹込成形のために必要な温度まで加熱するのに多量の熱を必要としないため、一部のエネルギーを節約している。

反対に、２段階プロセスは、２つの別の設備で行われる：一方の設備は、ＰＥＴから予備成形物への移行を達成し、即ち、射出金型中へのＰＥＴの射出段階を行い、また、他方の設備は、吹込金型中で、吹込成形により又はＰＥＴの場合にはストレッチ吹込成形により、予備成形物からプラスチック容器に移行することを達成する。また、２段階プロセスは、同一設備で行うこともでき、予備成形物の射出と後者のボトル中への吹込成形とを想定しているが、２つの操作は、２つの異なる時間にて行われ、即ち、射出後、室温に達するまで冷却するために、予備成形物を置いておく。次に、予備成形物の完成容器、特にはボトルへの変形に向かい、適切な炉内で予備成形物を吹込成形又はＰＥＴの場合にはストレッチ吹込成形のプロセスを行うのに必要な温度まで加熱することが必要である。

統合された一段階システムの使用が容器製造業者の市場の一部に望まれる理由は、この種類の設備がより優れた多用途性を提供するからであるが、本質的には、生産プロセスが単一の機械で行われるという事実から生じている。より優れた多用途性は、生産変数の実時間変更を可能にし、それらを素早く且つ効率的に容器製造要求へ調整する。更に、統合一段階システムにおいて、予備成形物の生産における誤りは、予備成形物及び完成されたプラスチック容器の起こり得る欠陥を修正するため、直ちに検出できる。

対照的に、２段階システムでは、射出の過程で予備成形物に起こる欠陥が検出され得るが、数日間の生産を危うくし得る遅れがある。更に、２つの段階の間にある即時連続性の欠如は、予備成形物の寿命についての全情報の保存を妨げるため、少しずつ時間を追って処理される予備成形物の正確な特徴を知らずに、ストレッチ吹込成形段階が行われる。

技術的な観点から、熱可塑性容器の製造に使用される加熱成形プロセスは、吹込成形であり、中空体を作るのに特に適している技術である。吹込成形は、口に対して非常に幅広い本体を有する容器、ボトル等を製造することが可能になるという多大な利益を提供する。更に、生産サイクル期間（サイクル時間と呼ばれる）がより短いため、回転成形が好ましい。吹込成形は、特に速く且つ効率的な生産プロセスであり、飲料用ＰＥＴボトル等の容器の大規模な製造に適している。サイクル時間の短縮は、設備費用を多くの部品に広げることができることを意味し、その生産速度は、より大きな設備において実に毎時何万程度にもなる。次に、経済的観点から重要な要素は、原料、例えばＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰＥ、ＰＰの費用であり、延いては単一の容器を作るのに使用される材料の量である。

一段階プロセスの利点を以下の点に集約することができる：
・多用途性：上記プロセスは、単一の設備において行われる；予備成形物のデザイン及びプロセス条件を、最良の特徴を持つ完成容器を作るために、最適化することができる。
・予備成形物の履歴の維持：予備成形物は、常に同一条件で吹込金型に達する。２段階プロセスでは、予備成形物の成形から吹込成形作業まで実に数週間過ぎる可能性があり、その間、保存状態は、予備成形物の特徴に影響を及ぼすことができ、それ故に、１つのバッチから次のものまでにわずかに異なる性能を与える場合がある。
・どんな問題も解決する迅速な介入の可能性：ボトルに見つかったどんな欠陥も、直ちに、同一の機械で修正することができる（射出成形又は吹込成形時）；２段階プロセスにおいて、一方の設備から他方への通過は、プロセス及びセットアップに対する変更が一般に異なる機械で行われ、時には遠く離れてもいる点で、より複雑である。
・容器のより良好な外観：予備成形物は、互いに接触しないため、引っかきの危険性がなく、特徴的な線を備える容器をもたらす。吹込成形プロセスは、予備成形物のどんな表面欠陥も削除せず、それらを増幅する。
・湿気の欠如：ＰＥＴは、特に、吸湿性の材料である；吹込成形機は、統合機械で生産された予備成形物より最小含水量が少なくとも１００倍大きい予備成形物を使用する；実際、無配向非晶質構造は、かなりの量の水を吸収し、その粒子は、ポリマー鎖の間に侵入して、「より緩んだ」分子構造を作り、ストレッチ吹込成形において潤滑剤の役割を果たし、高分子の滑りを引き起こし、その結果、ストレッチ吹込成形の効率を低下させる。

最後に、無視できない利益として、１段階機械での容器の生産費用が低いことがある。なぜなら、予備成形物を取り出す前にそれらを室温まで冷却させる必要がなく、その結果、吹込成形作業前にそれらを再び加熱するためのエネルギーを消費する必要もないからである。

１段階設備は、例えばＰＥＴボトルを作製するため、以下に記載される工程を備える。
・ＰＥＴ顆粒の乾燥
・可塑化
・予備成形物の射出成形
・予備成形物の状態調整
・ストレッチ吹込成形

１段階設備が特に広く使用されていない１つの理由は、予備成形物の生産プロセスが前述の予備成形物のストレッチ吹込成形のプロセスよりかなり遅いため、該設備が全体として遅いからであり、その結果、この最後に言及した作業が、既に極めて高い生産能力に達することができるが、予備成形物の射出成形用の機械の生産能力に合うように速度を遅くする必要がある。

これは、本質的に、可動部の種類及びプラスチックの射出成形用システムの種類が原因であり、主として射出金型を閉じるためのプレスのトン数に関連する非常に高い力を要する。

遅さとそれに伴う巨大な力という問題のせいで、不可能ではないにしても、回転１段階設備を作ることは非常に困難である。

他の問題は、この力の要求を満たすため、これらの機械に使用される作動部が、一般に油圧型であることであり、機械の操作に必要な油圧オイルによる予備成形物及び容器の汚染を回避する深刻な問題がある。

本発明の目的は、上述した完全な設備の高生産性及び完成容器の品質の問題を解決できるプラスチック容器製造用設備を提供することにある。

本発明は、請求項１に従うプラスチック容器製造設備に関するものである。

本発明の統合設備に含まれ、予備成形物を生産するための射出圧縮と呼ばれるプロセスは、部分的に開いた金型へのプラスチックの注入を含む；これに続いて、金型の閉口と、予備成形物を得るための後者の圧縮段階とがある。これは、動力値がより低く、具体的には、射出設備の動力がより低く、金型の圧縮に用いるプレスのトン数がより低い。

更に、前述のプロセスは、材料にかかる応力の低下を確保し、光学的応用、ディスプレー、車用ガラス、電子部品及び照明部品の場合等で、表面品質の高い薄壁を備える容器が生産できるようになる。

従来の射出プロセスに対して、この予備成形物生産用の射出圧縮プロセスの利点は、次の通りである：
・溶融プラスチック（溶融物）のより低い温度：可塑化機械から射出圧縮金型へのプラスチックの移送は、使用される供給チャンネルが短いことで、樹脂の融点のすぐ上の温度で行われる場合がある；
・溶融プラスチックの移送圧力は、従来法に対して、かなり低く（約２００ｂａｒ）、反対に材料供給速度はかなり速い（３０ｇ／ｓ）；
・予備成形物圧縮サイクル期間における金型内保持圧力は、溶融プラスチック射出システムよりむしろ、金型内パンチの挿入動作によって提供されるため、プレスのトン数を２トン／キャビティに低減できる；これは、冷却中、更なる材料の金型内への移送がなく、冷却の間中、圧力が一定であることを意味しており、プラスチックから熱を受ける全成形部品との最適な接触を確保する；
・成形部品との接触の維持は、射出プロセスに対して、射出圧縮プロセスの熱交換を向上させる；実際、射出プロセスでは、保持段階が終わり、冷却にするにつれて、プラスチックの収縮により、圧力が緩やかに解放され、その結果、金型キャビティとの接触圧力が低くなる；
・予備成形物の冷却中、金型内に材料を移送することがもはや必要ではなくなるため、厚さが非常に小さい商品を生産することが可能になる；
・予備成形物の底部区域の結晶化現象は、シール／キャビティ底部区域の良好な冷却のため、最小限に抑えられる；実際、シールは、同じサイクル時間でより長い間閉じたままであり、金型キャビティと接触する末端部分を冷却する手段を有する；これは、得られる容器の品質の増大と、後者の応力亀裂現象に耐える優れた能力とを意味する；更に、シールのより良好な冷却に起因する更なる利益は、特に強制的な射出プロセスで現れる昇水路に開く穴の現象の改善である；
・温度の低下、並びにプレスの要求圧力及びトン数の低下は、エネルギー消費及び金型部品の摩耗に対して有利な効果を有する。

射出圧縮機械の統合は、このプロセスを、油圧作動部を電気式及び／又は空気圧式作動部に置換した１段階型の容器製造設備において行うものであり、サイクル時間の低下と油圧オイルによる容器の汚染の危険性の排除とを得ることが可能になる。

本発明の好適な実施態様によれば、これが回転型の射出圧縮設備によって達成される。

前述の射出圧縮プロセスは、予備成形物の成形に必要な力を低減することが可能になる他、可動部に与えられる前述の力のフィードバック制御を取り除くことが可能になる。成形要素の速度及び安全の観点からの利益に加えて、これは、従来の油圧系統に代えて、フィードバック制御のない空気圧式作動部を使用することが可能になる。

本発明は、回転型のプラットフォームを用いた予備成形物の成形プロセスの実施を教示し、以下に示す更なる利益を提供する：
・高生産性；
・連続処理；
・プロセス均一性；
・モジュール設計；
・射出圧縮金型の開閉の機械サイクル時間の短縮；
・フォーマット変更速度；
・吹込成形車輪による同期化の可能性。

油圧作動部の欠如と、予備成形物の成形用の電気式及び／又は空気圧式作動部の使用とは、予備成形物を成形するセクションを、容器のストレッチ吹込成形用セクションと、充填セクションとの容易な統合を可能にする。これは、設備が極めて小型にできることを意味し、特には、最高の衛生利益に向かって、設備全体からの油圧オイル等の潜在的な汚染物質の欠如を保証し確保することを可能にする。

更に、予備成形物の射出圧縮成形と、後者の吹込成形と、任意には完成容器の充填のためのプロセスの統合は、容器の清浄度の維持を保証し、成形直後でも、どんな細菌負担も本質的にない。

従属請求項は、本発明の好適な実施態様を説明しており、本明細書の不可欠な部分を形成する。

本発明の更なる特徴及び利益は、添付図面の助けにより非限定的な例として説明されるプラスチック容器製造設備の好適であるが排他的ではない実施態様の詳細な説明から明らかになる。

図面中における同一の参照番号及び文字は、同一の要素又は部品を特定する。

本発明に従う製造設備の概略平面図を示す。 上記設備のサーモスタット制御の押出機の長手方向断面図を示す。 図２１の押出機のバレルの不等角投影表現を示す。 上記設備の第１回転カルーセルの一部の軸方向断面図を示す。 図４のカルーセルの前述した第１部分の上面図を示す。 前述の第１回転カルーセルの第２部分の概略図を示す。 前述の第１回転カルーセルの第２部分の概略図を示す。 前述の第１回転カルーセルの第２部分の概略図を示す。 前述の第１回転カルーセルの第２部分の概略図を示す。 前述の第１回転カルーセルの概略図を示す。 図１の設備の移送システムの一部からの予備成形物の交換スキームを示す。 図１２ａ及び図１２ｂはそれぞれ図１の設備の他の部分の装置の平面図及び関連断面図を示す。 図１３ａ及び図１３ｂはそれぞれ図１２ａ及び図１２ｂに従う設備の前述した部分の概略図及び詳細を示す。

プラスチック容器製造設備の好適な実施態様を、具体的に図を参照しながら、以下に説明する。

図１は、熱可塑性容器の統合された射出圧縮及びストレッチ吹込成形のための回転型設備の概略図を示す。設備のＬ形の構造は、一つの好適な実施態様でしかなく、それは、直線的であってもよいし、他の形状であってもよい。

上記設備は、
・少なくとも１つの押出機１であって、加熱器により供給されるエネルギー及び押出機スクリューの作用により発生する摩擦力によって、ポリマーを固体顆粒状体から液体に可塑化する機能を有するもの；
・少なくとも１つの予備成形物成形用の第１回転カルーセル２であって、カルーセルの移動と関連する運動学的機構及び予備成形物作製用の射出圧縮システムにより、押出機から受け取るポリマーをカルーセルの外周に位置する各金型に分配させるためのシステムからなるもの
を備えた予備成形物生産用の第１部分を備える。

更に、上記設備は、前述の第１部分により生産される予備成形物から開始して、完成容器を吹込成形するための第２部分を備える；前述の第２部分は、単純にブロワーと呼ばれ、ストレッチ吹込成形に想定される段階を実行する少なくとも１つの吹込成形用の第２回転カルーセル７を備えており、例えばＰＥＴの場合には、幾つかの段階で予備成形物中に入れられた圧縮空気と、予備成形物の軸方向伸張ロッドと、予備成形物が吹き付けられ、内圧により壁に付着させられる金型との複合作用によるものであり、容器の最終形状を規定する。

前述の第１部分と第２部分の間に、上記設備は、少なくとも１つの予備成形物移送システム５を備え、該予備成形物は、任意には予備成形物の状態を熱により調整するための少なくとも１つのシステムを通って、通過する。

好適な押出機１は、温度制御タイプであり、ＰＥＴを前方に供給することにより、それを溶融し、それを均質にし、それを圧縮させることができる。上記押出機は、連続して回転する押出機スクリュー１１を備えており、流量のばらつきを補正するための追加の軸方向運動を必要としない。しかしながら、該追加の軸方向運動は、押出ポンプ型の従来の射出成形機に典型的である。

上記設備が回転型であるため、第１回転カルーセルに供給されるべき樹脂の流量は、ほぼ一定である必要があり、そのため、上述した押出機の連結は、プラスチックの一定流量を作り出すことができるので、特に有利であることが分かる。

異なる種類の押出機スクリューは、目的とする設備の生産能力、延いては使用する金型キャビティの数に応じて設置できる。

押出機の特徴は、網羅するものではないが、以下に示す表によって規定され、該表は、スクリュー径Ｄとの関連で、直径Ｄに対するスクリュー長さＬの比、スクリューを駆動するモーター力、押出機の瞬間吐出量及びスクリューの回転速度の好適な値を与える：

可塑化の前に、ＰＥＴ樹脂を適切に乾燥させ、その顆粒の含水量をその後の可塑化プロセスに最適な値まで下げる。

このプロセスは、組み合わせた機械的及び熱的作用によりポリマーを固体から液体に転換することからなり、該作用は、物理的特性の均等分布を樹脂に与え、熱劣化に関連する問題を回避することができる。

可塑化は、樹脂の成形能力及び所望の特徴を完成品に与える能力を決定するため、生産プロセス全体の重要な段階である。

第１回転カルーセル２は、以下に示す機能を果たす：
・回転継ぎ手を用いて、車輪の軸から押出機を外す；
・一連のチャンネルを用いて、車輪の軸から車輪周辺部に位置する個々の注入／供給装置にプラスチック流れを分配する；
・注入／供給装置の容積充填によって、成形されるべきプラスチックの体積を較正し、注入／供給装置から各成形キャビティにその量のプラスチックを移送する；
・成形キャビティに、該キャビティ軸に沿って移動可能な金型パンチを挿入することによって、予備成形物を成形する；
・金型を開いて、成形された予備成形物を解放し、その目的物を移送ボウルに同期運動で排出する。

第１回転カルーセル２の一部の詳細事項を以下に示す。

具体的に図１０を参照すると、それは、第１の下側又は成形車輪２０と上側又は圧縮車輪９０とを備える。両方の車輪は、同一の１つの回転軸を共有する。

具体的に図４を参照すると、前述の下側車輪は、以下の部品を備える：
固定中心体２１は、上部にて、回転自在に、車輪２２が接続している。溶融物を移送するための連結部は、固定中心体の内側に収容される；前述の連結部は、好適な直径が３２ｍｍの溶融プラスチック通過用通路を規定する第１固定部材２３ａを中心体内側に備える。上記連結部の回転部材２３ｂは、車輪２２に規定され、二重開始らせん状スロットを備えるラビリンスシールシステム２４を備える。この実施態様は、固定中心部材に対して関係のあるらせん回転運動のため、圧力を受けて溶融物が出ることに対抗するポンプ効果を生じる。推力軸受２５は、中心体２１と車輪２２の間に置かれる。連結部の可動部材２３ｂから、溶融物は、最初、好適な直径が１３．５ｍｍであるいわゆる第１ホットチャンバー２７を通り、次いで、好ましくは３方向の分配器２８を通って、好適な直径が１０ｍｍの横方向チャンネル２６に達する。適切な電気抵抗器２９が、プラスチックの正確な溶融温度を維持するため、横方向チャンネル２６の内側に位置している。前述の横方向チャンネル２６の端部には、更なる管状抵抗器を備えた第２ホットチャンバー３０がある。

適切な加熱手段３８及び３８’は、中心体２１内側で前述の連結部に沿って位置しており、連結部を通過する間、特定の温度にて溶融プラスチックを保つことができる。

上記溶融物は、抵抗ストリップにより加熱され且つ前述の第２ホットチャンバー３０に接続されている注入・供給装置３４によって成形キャビティ中に注入される。注入・共有装置３４は、空気圧シリンダー３３によって作動する。スプール弁３６は、注入／供給装置を充填するため、溶融物の通路を開閉する（図６参照）。前述のスプール弁３６は、空気圧シリンダー３２によって作動する。

前述のスプール弁３６が開いている場合、溶融プラスチックは、注入／供給装置３４を満たす；その投与量の較正は、個別に且つ手動で設定可能な、注入／供給装置システムの機械的停止部３７によって決定される。

それ故に、前述のスプール弁及び前述の注入／供給装置の協調運動、並びに機械的停止部の較正は、予備成形物を成形するために必要なプラスチックの量の正確な投与を提供する。

特に、スプール弁は、注入装置が前方位置にある場合、開く（図９）。次いで、ノズル３１のシールの閉じ部があり、注入／供給装置のピストンは、ホットチャンバーからの圧力を受けた溶融プラスチックの前方の動作を受けて後方に移動する。次いで、スプール弁が閉まり、同時に、キャビティのノズルのプラグが開き、注入／供給装置の圧縮運動を始める。スプール弁は、供給装置の前進中、閉じているため、溶融物がノズル・プラグ３１を通って成形キャビティ中に入ることになる。

好適な直径が４ｍｍであり、ストリップ加熱型である前述したプラグ付きノズル３１は、ホットチャンバー３０の上側に位置し、カルーセルの回転軸に平行な軸方向に伸びる。

前述の下側車輪２０は、上記連結部の前述した固定部材２３ａによって押出機１に接続されている。押出機１の推力を支持するため、推力軸受３５が提供され、連結部の固定部材２３ａ及び前述の中心体２１に接続されている。

溶融物の粘度をラビリンスシール２４内側で増加させ、それを実質的に固体にするよう、溶融物に温度勾配を与えるために、上述の部材に挿入される電気抵抗器の寸法を決める。効果の組み合わせもある：上述したらせん回転によるポンプ作用は、約２００ｂａｒのダクト内側の圧力効果によって、出口方向（下方）と反対の方向（上方）に溶融物を押し込む。

上記設備の前述した第１部分の好適な変形によれば、押出機は、約２００ｂａｒの吐出し圧力によって、要求されるプラスチック吐出量をもたらす体積ポンプの役割を果たす；この圧力は、連結部及び中心ホットチャンバーの全内部チャンネルの内側に溶融プラスチックを進ませるのに十分である：直径３２ｍｍの前述した連結部は、直径１３．５ｍｍの３２個のチャンネルに接続されており、それぞれが、直径１０ｍｍの合計９６個の管２６のために３方向分配器を与える。

溶融物の好ましい保持温度は、２７０℃であり、前述の制御された６つのグループの管状抵抗器によって保証される。

更に、推力軸受２５の温度を８０℃以下に維持するため、連結部を水で冷却することが好ましい。分配システム全体は、望ましくない熱損失を制限し且つエネルギー効率を改善するため、２つの絶縁シェルの間に配置されることが好ましい。

図５から分かるように、中心体から車輪周辺部に溶融物を運ぶチャンネルは、車輪のスポークに平行ではない；代わりに、チャンネルは、スポークに対して右回り約２０°の角度を形成する。この特有の配置は、各チャンネルの端部にある玉継ぎ手の存在と組み合わせて、中心ハブと射出圧縮車輪２０周辺部間の相対的回転によって、チャンネル（２６）の熱膨張を補償することが可能になる。

前述の第１車輪２０は、水平に配置され、成形装置９は、上方に、その周辺部にて、少なくともノズル・プラグ３１に対応させて配置されている。上記設備の好適な配置において、成形装置の数は、ノズル・プラグ３１の数に等しい。それ故に、一組の成形装置９は、圧縮車輪と呼ばれる第２車輪９０を規定する。

それ故に、プラスチック材料の成形プロセスは、圧縮車輪を用いて行われる。

また、前述の圧縮車輪９０は、前述の下側車輪２０の上方にて水平に配置される。前述の圧縮車輪は、支持周辺部材９１を備え、それに可動ロッド９２が滑りばめとして接続され、車輪の回転軸と平行に伸びる。ロッド９２は、前述の支持部材９１に対して垂直にスライドする。

可動ロッド９２は、前述のプラグ３１に面する端部にて、金型パンチ９５ａと相互作用するいわゆる突出テーブル９６に接続されている。プラグ３１は、キャビティ９５への溶融物の注入を可能にする。金型９５は、圧縮空気が供給される補償チャンバー９４を備える。ロッド９２の軸方向運動は、以下でより詳細に説明されるように、空気圧ウェッジ９３によって、同一の状況下でブロックされ、金型に溶融物を供給する間、ロッドそれ自体及び金型パンチの戻り運動を防ぐ。

好適な成形プロセスは、ここに記載され、以下の段階を含む：
・成形（図６参照）：予備成形物は、ロッド９２の軸方向運動によって成形され、該ロッドは、補償チャンバー９４のためにロッド９２に対して伸縮自在である金型パンチ９５ａを操作する；ロッド９２は、空気圧ウェッジ９３によりブロックされ、高圧下での、好ましくは３０〜３５ｂａｒの空気は、金型パンチを下方に押して、補償チャンバー９４中に注入される；それ故に、キャビティ内部の溶融材料は、金型パンチの体積に対する補償シリンダーの体積の比によって決まる保持圧力を受け、金型パンチ内部の適切な回路に流れ込み、成形キャビティ９５へ流れる冷却水の同時熱冷却を受ける；圧縮行程を規定する金型パンチの下方運動は、冷却によるプラスチックの収縮を補うために必要である；この段階中、ホットチャンバー３０内部のスプール弁３６は、注入／供給装置３４におけるプラスチックの充填を可能にするために開いている；一方、その投与量の較正は、注入／供給装置３４の機械的停止部３７によって決定され、好ましくは、他の成形装置９の他の停止部に対して独立して、手動により設定可能である。

・金型の開口（図７参照）：予備成形物の冷却及び保持が終わり、空気圧ウェッジ９３は、後方に移動し、カムを用いて機械的に後方に移動するロッド９２を解放して、パンチを持ち上げ、金型を開ける；要求される開口行程は、通常一定であり、３８０ｍｍに等しく、成形される予備成形物の種類から独立している；同時に、注入／供給装置は、その装填を完了し、その内部の材料は、注入／供給装置３４を操作する空気圧シリンダー３３の推力によって、約３０ｂａｒの圧力にて維持される；

・予備成形物の突出し（図８参照）：ロッド９２が引っ込み、それと共に突出テーブル９６を持ち上げ、次いで、予備成形物の外部プロファイルに対応する適切な形状の両側板９７をその首部のねじ込み部が作られた区域に備えるパンチ９５ａにより、突出テーブル９６と相互作用させて、予備成形物を成形キャビティ９５から取り出す。次いで、予備成形物は、ロッドの更なる上方運動の結果、金型パンチから離れる。なぜなら、この運動は、突出テーブル９６が続かず、それは板９１上に保持されたままであるからである。最後に、前述のロッド９２の上方運動は、最終的に予備成形物を解放する両側板９７を開く水平運動と同期する。

本発明の好適な実施態様によれば、両側板は、予備成形物の開口・解放及び閉じ・締めの運動をロッド９２のスライドにより同期させるため、適切なカムによって課せられるプロファイルに従う；とりわけ予備成形物を解放する瞬間には、関連した移送ボウル９８が、予備成形物より下方に位置しており、その解放時にそれを途中で捕まえる。すぐ後で、移送ボウル９８は、新しい成形サイクルのためにロッド９２を再び降下させるため、遠くに移動する。再度の金型の閉鎖は、移送ボウル９８が突出テーブル９６の運動を妨害する位置にある間ずっと、ロッド９２に作用する適切なカムによって防がれる。

・金型閉鎖及び金型キャビティの充填（図９参照）：ロッド９２を下降させ、突出テーブル９６が成形キャビティ９５に連結するまで突出テーブル９６を下方に移動させる；連結の障害がない場合、空気圧ウェッジ９３は、挿入され且つロッド９２をブロックするのに必要な空間を有しており、要求に応じて２〜３トンの力をかける。ロッド９２の圧縮力は、調整でき、必要な推力で金型の閉鎖を確保するように設定される；プラグ３１は、空気圧開口シリンダー３２によって開けられ、同時にスプール弁３６は、溶融物がホットチャンバー３０中に戻ることを防ぐために閉じる；次いで、供給装置３４は、プラグ３１を経て、溶融物を金型キャビティ９５中に注入する。

次いで、それは、補償チャンバー９４中に高圧下の空気を入れることで、保持段階から再開する。

移送システム５は、生産された予備成形物を回転カルーセル２から第２回転カルーセル７に移送し、ここで、吹込成形が行われ、完成容器を得る。

上記移送システムは、複数の星形車輪を備え、一部は、各車輪周辺部に位置する把持部が装備され、他のものは、半円形の座部を備える。前述の車輪は、互いに同期しながら、カルーセルにより動いており、接点での予備成形物の完全な移送を確保する。

好適な実施態様によれば、移送システム５は、図１、１１〜１３を参照すると、５つの星形車輪を備えるが、多かれ少なかれ異なる数の車輪を使用することもできる：

・第１カルーセル２から熱的状態調節ステーションに予備成形物を移送するための第１星形車輪５０：前述の第１車輪は、カム／ピンにより作動する移動アーム上に複数の把持部を備える；把持部は、ちょうど成形された予備成形物を受け取ることを目的とする中空シリンダーを規定するプラスチック製の２つのハーフシェルを備えており、このため、前述の把持部は、ボウル把持部とも呼ばれる。把持部のハーフシェルは、車輪５０内の予備成形物を移送した時、車輪５０及び５１間の接点にて、開いたまま維持され、金型開口時の前述したシェルと予備成形物間の妨害を防ぎ、予備成形物の放出にとられる時間を短縮する。次の車輪５１まで予備成形物を移送した時、２つのシェルは、予備成形物が車輪５１に位置する把持部の１つによって把持された後にだけ開く；

・カムにより操作され且つピンと関連する能動的把持部を備え、車輪５１と一体となり且つ下側平行面上に位置している車輪８０により前述の第１車輪５０と同期される第２熱的状態調節車輪５１。前述の車輪８０は、周辺領域に沿って、誘導により加熱され且つ予備成形物の状態調整を目的とする一組のリング８を備える。前述の把持部の一つずつは、予備成形物の首部のシール引裂きリングに対応する予備成形物の位置で作動する。前述の第２車輪５１は、垂直軸に従って、即ち車輪８０を備える第２車輪５１の回転軸と平行に、把持部を移動させるための手段を備え、状態調節車輪８０中に予備成形物を挿入するため、予備成形物１００を前述の予備成形物の高さに等しい量まで下げることを可能にする。図１１の矢印を参照すると、予備成形物１００は、車輪５１の把持部によって把持され、車輪８０の加熱リング中に運び下ろされる；特定の時間後、同把持部が再び予備成形物を持ち上げ、それを星形車輪５２に渡す。特に、予備成形物の状態を調整した後、把持部を移動させるための前述した手段は、次の安定化車輪５２と連結し同期させるため、下げられた量と同じ量だけ予備成形物を上昇させる。好ましくは、予備成形物状態調節位置の数は、状態調節リング８の数に等しく、各予備成形物の状態を調整するためにとられる時間によって決まる；

・熱的安定化のための第３車輪５２及び第４車輪５３：前述した熱による状態調節の後、各予備成形物は、外気中での特定時間後、熱的に安定化していることが必要である；２つの同一の星形車輪が、片側にある首部及び他方側にある首部リングの支持部を利用して予備成形物を交換する場合が好ましい。安定化ステーションの数は、状態調節ステーションの半数に等しいことが好ましい（例えば、３０個の安定化ステーションが、６０個の状態調節ステーションのために提供される）。この比は、通常使用される予備成形物の大部分にとって最善であることが分かる。

・前述の第２回転カルーセル７に予備成形物を挿入するための第５星形車輪５４：これは、前述の安定化車輪から予備成形物を取り、容器のストレッチ吹込成形のため、それらを前述の第２回転カルーセル７に移送する役割を有する；

・前述の回転カルーセル７から完成した容器を取るために第６車輪５５が提供される。

図面から明らかなように、前述の回転カルーセル及び前述の移送車輪は、水平に配置されており、即ち、互いに平行で且つ上記設備が設置される床に垂直である回転軸を有する。

熱的状態調節装置８は、予備成形物に、次の吹込成形プロセスに最適な温度プロファイルを与える。電磁的に誘導された電流を用いて８００〜１０００℃の高温に加熱されたリング形本体の赤外線放射によって加熱が提供されることが好ましく、誘導加熱器が提供される。

リングの形状は、加熱されるべき予備成形物に適合することが必要である。

図１２ａ及び１２ｂを参照すると、前述の状態調節装置８は、実質的に中空の円筒形状であり、以下のものを備える：
・前述の円筒キャビティの一部を規定し、該円筒キャビティの外側がセラミック絶縁リング８２によって覆われている加熱リング８１；
・加熱リング８１に電流を誘導するため、前述の加熱リング８１と前述のセラミック絶縁リング８２の間に置かれた電磁誘導子８３。

以下のものが存在してもよい：
・磁束集線装置８４、
・熱シールド８５及び
・上記装置のあらゆる過熱を防ぐための水冷却用チャンネル。

複数の熱的状態調節装置８は、状態調節車輪の周辺部内側に位置するリング８０上に配置される。前述の第１回転カルーセル２の金型キャビティに対する状態調節装置８の数の比は１．６に等しいことが好ましい。一方、安定化車輪に要求されるステーションの数は、加熱装置の数に等しい。

図１３ａ及び１３ｂを参照すると、これらは、リング８０を運ぶ状態調節車輪５１を示しており、該リングに沿って、複数の熱的状態調節装置８が配置されている。

誘導子への電力供給は、車輪の回転軸上に位置する回転電気連結部を用いて提供される；電流は、好ましくは２０ｋＨｚの周波数にて、車輪に内蔵して設置された、任意にはそれと一体となって回転するＩＧＢＴ電子発生器によって生成される。該発生器及び該誘導子の冷却水は、中心回転水連結部から取られる。

上記設備は、温度及び湿度の一定状態を維持し、騒音を減らし、操作者が可動部品に触れて負傷の危険を冒すことを防ぐ目的を有するブースに収容されることが好ましい。そのドアを開けると、上記設備の即時停止になる。容器生産プロセスは、完全に自動化され、その様々な段階は、コンピュータによって制御される。コンピュータスクリーン及び制御パネルは、ブースの外側にある。

様々な好適な実施態様において説明された要素及び特徴を、本願の保護の範囲内にとどまったまま組み合わせることができる。

１ 押出機
２ カルーセル
５ 移送システム，移送手段
７ カルーセル，吹込成形装置
８ リング，熱的状態調節装置，状態調節手段
９ 成形装置，射出圧縮装置
１１ 押出機スクリュー
２０ 車輪
２１ 中心体
２２ 車輪
２３ａ 固定部材，通過手段
２３ｂ 回転部材，通過手段
２４ ラビリンスシールシステム
２５ 推力軸受
２６ チャンネル，通過手段
２７ ホットチャンバー，通過手段
２８ 分配器，通過手段
２９ 電気抵抗器
３０ ホットチャンバー，通過手段
３１ ノズル，プラグ，投与手段
３２ 空気圧シリンダー
３３ 空気圧シリンダー
３４ 注入・供給装置，投与手段
３５ 推力軸受
３６ スプール弁，投与手段
３７ 機械的停止部
３８ 加熱手段
５０ 車輪
５１ 車輪
５２ 車輪
５３ 車輪
５４ 車輪
５５ 車輪
８０ 車輪
８１ 加熱リング
８２ セラミック絶縁リング
８３ 電磁誘導子
８４ 磁束集線装置
８５ 熱シールド
９０ 車輪
９１ 支持周辺部材
９２ ロッド，抽出手段
９３ 空気圧ウェッジ
９４ 補償チャンバー
９５ キャビティ
９５ａ 金型パンチ
９６ 突出テーブル，抽出手段
９７ 両側板，抽出手段
９８ 移送ボウル
１００ 予備成形物

遅さとそれに伴う巨大な力という問題のせいで、不可能ではないにしても、回転１段階設備を作ることは非常に困難である。
ＵＳ２００７２２８６２０は、プラスチック容器を生産するための設備を示し、その特徴は、請求項１の前提部分にある。

Claims (10)

1. 予備成形物（１００）を作るための溶融熱可塑性プラスチックの射出圧縮装置（９）を少なくとも１つと、
   予備成形物（１００）の吹込成形装置（７）を少なくとも１つと、
   予備成形物を移送するための移送手段（５）であって、前記少なくとも１つの射出圧縮装置（９）を前記少なくとも１つの吹込成形装置（７）に接続する移送手段と、
   前記少なくとも１つの射出圧縮装置（９）と前記少なくとも１つの吹込成形装置（７）の間に配置された、予備成形物の状態を調整するための状態調節手段（８）とを備える、特にはＰＥＴ製の、熱可塑性容器の統合生産設備であって、
   前記少なくとも１つの射出圧縮装置（９）は、射出圧縮用の第１の回転カルーセル（２０）を備え、それと協働し、前記吹込成形装置（７）は、第２の回転カルーセルを備えており、
   前記設備は、その全可動構成部品を作動させるための電気式のみ又は電気空気圧式の作動装置を備え、油圧作動装置を使用しないことを特徴とする設備。
2. 前記第１の回転カルーセル（２０）と前記第２の回転カルーセル（７）の間にある前記移送手段（５）が、予備成形物（１００）を扱うための少なくとも１つの取扱車輪（５０，５３，５３，５４）を備える、請求項１に記載の設備。
3. 予備成形物の状態を調整するための熱的状態調節手段（８）は、取扱車輪（５１）と一体となり且つ前記取扱車輪（５１）の下側平行面に位置する状態調節車輪（８０）の周辺部に沿って配置される、請求項２に記載の設備。
4. 前記移送手段は、少なくとも
   ・前記第１の回転カルーセル（２）から予備成形物（１００）を集めるための、把持部を備えた第１車輪（５０）と、
   ・把持部を備えた第２熱的状態調節車輪（５１）であって、該第２車輪の回転軸に平行な方向に沿って該把持部を移動させるための移動手段を備える第２熱的状態調節車輪（５１）と、
   ・空気中での半製品の熱的安定化用の第３車輪（５２）及び第４車輪（５３）と、
   ・前記半製品を前記第２の回転カルーセル（７）に挿入するための第５車輪（５４）と
   を備える、請求項３に記載の設備。
5. 前記状態調節車輪（５１）の状態調節装置（８）の第１数と前記第１の回転成形カルーセル（２）の成形キャビティの第２数の間の比が１．６に等しい、請求項４に記載の設備。
6. 前記第３及び第４の安定化用車輪の座部／把持部の数が、前記状態調節車輪（８０）の状態調節装置（８）の前記第１数に等しい、請求項５に記載の設備。
7. 前記第１の回転成形カルーセル（２）に接続された熱調節型の押出スクリュー（１１）が備わっている回転型の押出機（１）を更に備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の設備。
8. 複数の射出圧縮装置（９）が、前記第１の回転カルーセル（２０）に重なり且つ予備成形物（１００）を成形する段階においてそれと共に協働する第３の回転カルーセル（９０）を規定し；前記第１の回転カルーセル（２０）及び前記第３の回転カルーセル（９０）は、一緒に第４の回転カルーセル（２）を規定する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の設備。
9. 前記第１の回転カルーセル（２０）が、溶融熱可塑性プラスチックの通過のための通過手段（２３ａ，２３ｂ，２６，２７，２８，３０）と、溶融熱可塑性プラスチックを成形キャビティ（９５）に投与するための投与手段（３６，３４，３１）とを備えており、前記第３の回転カルーセル（９０）が、前記成形キャビティ（９５）と協働するパンチ（９５ａ）と前記成形キャビティ（９５）から成形された予備成形物を引き出すための抽出手段（９２，９６，９７）とを備える、請求項８に記載の設備。
10. 少なくとも１つの回転型のプラスチック容器充填ステーション及び／又は少なくとも１つの回転型のプラスチック容器差込ステーション及び／又は少なくとも１つの回転型のプラスチック容器ラベル付けステーションを更に備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の設備。

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