JP2016523740A - 容器を製造する装置および方法 - Google Patents

Abstract

容器（１０１、２０２、３０２）を製造する装置（１００、２００、３００）は、注入液体源（１０４）と、注入ヘッド（１０２）のノズル（１０３）を通った実質的に管状の予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）の予成形品キャビティ（１０７Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ）との間に流体通路を確立する注入ヘッド（１０２）を備え、上記注入ヘッド（１０２）の長軸（１０９）は、実質的に鉛直に方向づけられるとともに上記ノズル（１０３）を通過し、上記装置（１００、２００、３００）はさらに、赤外線（１１５、２０７、３０６）を拡張領域（１１０、２０８、３０７）内に投影する複数の赤外線発光素子（１１３、２０４、３０４）を備え、この拡張領域は、上記ノズル（１０３）に隣接するとともに上記長軸（１０９）の周囲に配置され、上記拡張領域は、上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）が上記ノズル（１０３）に通じる流体通路内に配置される場合に、上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を収容するように構成されることを特徴とする。

Description

発明の詳細な説明

〔技術分野〕
本発明は、容器を製造する装置に関し、特にブロー成形法による装置に関する。また、本発明は、容器を製造する上記装置を使用する方法に関する。

〔本発明の背景技術〕
ブロー成形法によって容器を製造することが知られており、このブロー成形法では、“予成形品（preform）”と一般に呼ばれる実質的に管状の可塑性のパリソン（parison）が、鋳型（金型）のキャビティ内に配置され、そして、加圧された流体を上記予成形品内に注入することによって、このキャビティの形状に拡張される。この方法は、一定の高品質を有する容器をすばやく製造することに効果的である。

この処理の一般的な変形としてストレッチブロー成形法があり、この方法では、延伸ロッドが予成形品内に挿入され、この予成形品の内部表面に迫る。すなわち、延伸ロッドは、予成形品がこの延伸ロッドの長軸に沿って変形するように誘導する。これは、延伸ロッドの長軸に沿った予成形品の変形が延伸ロッドによって大きく制御されることを可能にするという点で特に好都合であり、それによって、予成形品単独で単に拡張する方法よりも、容器の形状および大きさに関して適用性の広い範囲での製造を可能にする。

代表的なブロー成形装置は、鋳型を備え、この鋳型には、製造される容器の形状の鋳型キャビティが設けられている。予成形品は、全体的に試験管に似た実質的に管状の形状で設けられており、予成形品の少なくとも一部分が鋳型内に配置され、通常、予成形品は鋳型の表面よりも上に配置された孔を通って鋳型キャビティ内へ挿入される。

予成形品は、一般に、鋳型内へ挿入されるより前に、予成形品が製造される熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりも高温に加熱されている。これは、予成形品を柔らかくし、このように変形するための予成形品の性質を高め、そして、予成形品の容器への形成を容易にし得る。

予成形品の一部が、鋳型から少し突き出て、注入ヘッドが、予成形品の内部キャビティに通じる通路内における予成形品の口に接続できることが好ましい。予成形品のこの口の部分は、通常、糸、枠、または、ふたのような閉塞機器と連結するその他の手段を備えており、容器形成処理の間において実質的に変化しない。一方、予成形品の残りの部分は、容器に拡張される。

予成形品の拡張を実現するために、圧力下にある流体が、予成形品のキャビティ内に注入され、予成形品を拡張するように誘導する。従来では、この流体は、加圧された気体（例えば圧縮された空気）であったが、この気体の代わりに、非圧縮性の注入液体を注入することが知られるようになってきた。これは、成形処理に多段階の制御をもたらしている。そして、注入液体が容器内に詰められるべき製品であるこの成形処理は、形成ステップおよび充填ステップを兼ね備え、処理効率性においてかなりの利益を実現することが可能となる。

上記ブロー成形法処理が上述したような鋳型に多用される一方、最近ではフリーブロー成形法を用いて容器を形成することが知られるようになってきている。フリーブロー成形法処理では、予成形品は、鋳型装置の開口端において鋳型装置内に固定されるが、予成形品が注入液体の圧力下で拡張している間、他の部分においては鋳型によって制限されない。この処理の一般的な変形では、部分的な鋳型が、容器の一部分を規定するために提供される。例えば、この鋳型は、容器の底部を規定するための浅いカップ形の板である一方、予成形品の表面の残りの全てを自由に拡張することを可能にするものである。

フリーブロー成形法処理は、容器の大きさが、容器内に注入された液体の容量と相互関係にあるものであるという点において有効であるとともに、鋳型を備えるコストを最小限にするまたは削減するという点において有効である。

フリーブロー成形法処理に、不利益がないというわけではない。容器の製造中に予成形品は冷え、そのような冷却は容器の拡張とともに加速される。特に、注入液体は、ヒートシンクとして働き、予成形品の熱を外へ放散させ得る。これは、予成形品が、完成した予成形品に欠陥を生じさせないで拡張が起こる温度未満まで冷却する前に、製造され得る容器の最大容量を制限する。

この不利益をなくすためには、形成処理中に損失した熱を補償することが必要であり、この補償は、注入液体の熱の損失を補償するために必要な別の方法よりも、厚くて重い予成形品を供給することによって直ちに成し遂げられる。そのように形成された容器は、厚さ、重さおよび費用において対応する増加のために、不利である。

それゆえ、本発明の目的は、フリーブロー成形法の処理の拡張を受けて予成形品を加熱する手段を備えた容器製造装置を提供することにある。さらに本発明の目的は、上記装置が使用される方法を提供することにある。

〔本発明の概要〕
本発明の第１の態様において、注入液体源と、自身のノズルを通った実質的に管状の予成形品の予成形品キャビティとの間に流体連通を確立するために構成された注入ヘッドを備え、上記注入ヘッドの長軸は、実質的に鉛直に方向づけられるとともに上記ノズルを通過する、容器を製造する装置が提供される。

本発明によれば、上記装置は、赤外線放射を拡張（膨張）領域（expansion zone）内に投影するように配置された複数の赤外線発光素子をさらに備え、上記拡張領域は、上記ノズルに隣接するとともに上記注入ヘッドの上記長軸の周囲に配置され、上記拡張領域は、上記予成形品キャビティが、上記注入ヘッドの上記ノズルに通じる流体通路内に配置されている場合に、上記予成形品を収容するように構成されている。

これは、上記拡張領域内へ方向づけられた上記赤外線が、その拡張領域内に配置された予成形品を上記装置の使用中に加熱するということにおいて有効である。特に、上記注入ヘッドの上記ノズルに隣接する上記拡張領域の配置は、上記注入ヘッドが、容器内に予成形品を形成するために予成形品に通じる流体通路内に位置付けられる場合に、上記予成形品は拡張領域の内部に位置するということ、および、上記予成形品は赤外線発光素子が当該拡張領域内に投影する上記赤外線によって加熱され得るということを示す。注入液体に対する予成形品の温度の損失は、その注入液体によって補われてもよく、必須の熱を提供するために重い予成形品を備える必要を回避することができる。そのように作られた容器製造装置は、従来技術における装置と比較して費用がかからず一定の高品質の容器を製造することができる。

実施形態では、赤外線発光素子は、実質的に鉛直に方向づけられた長軸を有し、上記赤外線発光素子は、湾曲した輪郭線に実質的に準拠している配列で、上記注入ヘッドの上記長軸から実質的に等しい距離をおいて配置されていてもよい。

上記湾曲した輪郭線は、実質的に円形であることが好ましい。

これは、鉛直に方向づけられた、湾曲した輪郭線に沿って上記拡張領域の周囲に配置された赤外線発光素子の配列が、各方向から上記注入ヘッドの上記長軸において一様な赤外線を生成物に照射し得るという点において有効である。上記湾曲した輪郭線が実質的に円形である場合、上記照射は、上記予成形品の上記長軸についても一様である。これは、拡張領域に配置された予成形品を対称的に変形させ、断面が一様の円形である容器になることを促進する。それゆえ、そのように構成された装置によって製造された上記容器は、さらに一様に形成される。

他の実施形態では、上記赤外線発光素子は、実質的に水平に方向づけられた長軸を有するとともに複数の配列に分類され、各素子は、当該各素子の配列それぞれにおいて他の各素子と実質的に平行し、上記配列は、上記注入ヘッドの上記長軸について実質的に等角の間隔をおいて配置されていてもよい。

随意に、各赤外線発光素子は、湾曲した輪郭線に実質的に準拠している配列で配置されていてもよい。

特に、湾曲した輪郭線は、実質的に円形の弧の線分である。

あるいは、各配列の上記赤外線発光素子は、実質的に同一平面上にあるように配置されている。

これらの配置のうちの１つの状態に上記赤外線発光素子を配置することは、上記赤外線発光素子の上記配置が、上記長軸に沿って上記拡張領域の上記赤外線の強度を決定し得るという点において有効である。それゆえ、上記拡張領域内に配置された予成形品の照射は、上記予成形品の長さに沿った一定の領域内において他の領域内よりも加熱量を大きくするように適合されることが可能であり、それにより、上記予成形品から容器を製造している間、上記予成形品の拡張をしっかりと制御することを実現できる。あるいは、上記照射は、一様であり一定の照射を確実とするように適合されることが可能であり、この照射によって、上記予成形品を一様かつ一定に加熱することを確実とするように適合されることが可能である。それゆえ、上記装置は有効で適応可能に与えられ、そして、当該装置が製造し得る容器の形状の限度は拡大される。

上記赤外線発光素子は、各素子の上記長軸に垂直なラインが、上記素子の中点において上記素子と交わるとともに、上記注入ヘッドの上記長軸（１０９）にも交わるように配置されていることが好ましい。

これは、上記のように構成された装置の赤外線発光素子が、上記注入ヘッドの上記長軸に関して対称的に位置付けられ得るという点、上記赤外線発光素子の両端が、上記長軸から実質的に等しい距離をおいて位置し得るという点において有効である。上記のように構成された装置の上記拡張領域内に配置された予成形品は、横からの対称的な赤外線を受け取ることが可能であり、それによって上記装置の操作を一様におよび一定に改良することが可能となる。

実際的な実施形態では、上記赤外線発光素子は赤外発光ダイオードである。

これは、赤外発光ダイオードが小型で効率的であるという点、すなわち赤外発光ダイオードを使用することにより、構成され得る上記装置の可撓性、および上記装置の操作効率の両方を向上させるという点において有効である。

あるいは、赤外線発光素子は、タングステンフィラメント白熱灯である。

これは、タングステンフィラメント白熱灯が、安価であり、赤外線発光素子の他のタイプによって放射された赤外線と比較して非常に高強度の赤外線を放射する点において有効である。これにより、容器製造機械のコストを最小限とする一方で、タングステンフィラメント白熱灯を利用する当該機械の能力を増加させることが可能となる。

上記予成形品と上記赤外線発光素子との間に配置された少なくとも１つの遮蔽部が上記装置に備えられ、上記遮蔽部は、近赤外線および中赤外線について少なくとも９０％の透過係数を有していることが好ましい。

これは、上記遮蔽部が、赤外線発光素子を、容器製造装置の操作中における損害、例えば注入液体がはねたものまたは破裂した予成形品の破片から保護し得る点で有効である。

本発明の第２の態様では、予成形品キャビティを有している実質的に管状の予成形品と、上述したような容器製造装置とを備えている容器製造アンサンブルが提供される。

これは、上記アンサンブルが、形成される容器を上記予成形品から製造し得るという点で有効であり、このアンサンブルによって上述したような本発明の有効な点を具体化することが可能である。

本発明の第３の態様では、容器を製造する方法であって、実質的に管状の予成形品の開口端に配置された口に通じる通路内に、予成形品キャビティを構成している当該予成形品を供給するステップと、上記予成形品を当該予成形品のガラス転移温度よりも高温にするオーブン内で上記予成形品を予熱するステップと、上記予成形品を、注入ヘッドのノズルに通じる流体通路内に位置付け、それによって上記予成形品は拡張領域の内部に配置され、上記拡張領域は上記ノズルに隣接して配置されるとともに上記注入ヘッドの長軸の周囲に配置され、そして上記拡張領域は上記予成形品を収容するように構成されるステップと、注入液体の量を上記注入ヘッドから上記予成形品の上記予成形品キャビティへ注入し、それによって上記予成形品を容器へ拡張するように誘導するステップと、上記注入ステップと同時に、上記予成形品の周囲に配置された複数の赤外線発光素子に電圧を与えることにより上記予成形品を加熱し、上記拡張領域内に赤外線を投影するステップと、を含む方法が提供される。

これは、上記予成形品を容器に拡張している間中、上記予成形品が、予成形品が製造される材料のガラス転移温度よりも高温で維持されるという点で有効である。予成形品の温度は、上記注入液体が注入されるにもかかわらず上記の様に維持されるため、当該予成形品は、別の方法で作られるものよりも薄くかつ軽く作られ、当該予成形品の供給にかかるコストを削減し、軽量で高品質な容器を製造することが可能となる。

実施形態では、上記加熱ステップの間、上記赤外線発光素子によって投影された赤外線は、上記予成形品の一定の領域上に他の領域上よりも激しく入射し、それによって上記予成形品上において徐々に温度を上昇させてもよい。

あるいは、上記予熱ステップの間、上記予成形品は、上記予成形品の表面上全てにおいて徐々に温度を上昇させるように加熱され、上記加熱ステップの間、上記予成形品は、赤外線発光素子によって一様に加熱される。

これは、望ましい温度の段階的な上昇が、形成処理の全体にわたって上記予成形品上において維持されることが可能であり、結果として生じる容器は正確に形成されるということを確実にできる。

〔図面の簡単な説明〕
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、本発明の第１実施形態に係る容器製造装置を示す側面図および上面図である。

図２は、本発明の第２実施形態に係る容器製造装置を示す側面図である。

図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、本発明の第３実施形態に係る容器製造装置を示す側面図および上面図である。

〔詳細な説明〕
本発明およびその利点を完全に理解するために、本発明に関する後述の詳細な説明を参照する。

本発明の種々の実施形態は、本発明の他の実施形態と組合せ可能であり、本発明品を生成し使用するための具体的な方法の単なる例示にすぎず、特許請求の範囲および後述する詳細な説明を考慮する場合に本発明の適用範囲を制限しないということを認識すべきである。本説明では、後述する単語には、説明、例および特許請求の範囲を読み解釈される際に根拠となるべき定義が与えられている。

“赤外線”は、一般に７００ｎｍと１ミリメータとの間の波長を有する電磁気放射スペクトルの帯域である。“近赤外線”および“中赤外線”は、それぞれ、７５０ｎｍと約３，０００ｎｍとの間の波長を有する上記帯域の一部、および３，０００ｎｍと８，０００ｎｍとの間の波長を有する上記帯域の一部である。

“注入液体”は、非圧縮性の液体物質であり、上記予成形品を塑性変形することに誘導するための後半の形成処理の間、圧力を受けて上記予成形品へ注入されるものである。

“予成形品”は、熱可塑性樹脂から製造された実質的に管状の物体であり、この熱可塑性樹脂を容器に成形する装置と接続するように構成されている。

この明細書で使用される単語“備える”、“備えている”および同様の単語は、排他的にまたは網羅的な意味として解釈されるべきではない。換言すれば、これらの単語は、“含む”を示すことを意図したものであり、制限するものではない。

この明細書中における先行技術文献への言及は、上記の先行技術は広く知られたもの、または当該分野において共通の一般知識の一部を形成するものであるということを認めることとしてみなされるべきではない。

さらに、本発明は、後述する例に関して説明される。クレームされるような本発明はこれらの例による方法において制限されることを意図していないということを認識すべきである。

本発明の主な原則について最初に説明する。

図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る容器製造装置１００の側面図である。図１Ａでは、予成形品１０１Ａから容器１０１を形成する間の装置１００が示されている。

装置１００には、注入ヘッド１０２が設けられている。注入ヘッド１０２はノズル１０３を備え、このノズル１０３は、注入液体１０４の源に通じる通路にノズルチャネル１０５によって配置されている。

注入ヘッド１０２のノズル１０３は、注入ヘッド１０２の上部に配置される場合、予成形品１０１Ａの口１０６に通じる流体通路を確立するように構成される。

容器を形成する処理の間、注入液体１０４は、予成形品１０１Ａのキャビティ１０７Ａへ注入される。注入液体１０４が注入されるにつれて、予成形品は拡張され、図１Ａに示す容器１０１の形のように、容器１０１は、自身が形成される間に注入された注入液体１０４の量と実質的に等しい容量のキャビティ１０７を囲い込む。

図示のように、注入ヘッド１０２は、鉛直に方向づけられた長軸１０９が設けられ、この長軸１０９は、ノズル１０３を通り、長軸１０９に全体として沿ってこのノズル１０３から広がっている拡張領域１１０内で延伸している。

また、注入ヘッド１０２は、延伸ロッド１１１を備え、この延伸ロッド１１１は、注入ヘッド１０２を通り、接触点１１２Ａにおいて予成形品１０１Ａの内部表面と接触するまで、ノズル１０３から予成形品１０１Ａの口１０６へ進む。容器形処理の間、延伸ロッド１１１は、予成形品１０１Ａを長軸１０９に沿って縦方向に変形させるように誘導して進む。

さらに、装置は、赤外線ランプ１１３の形態で設けられた複数の赤外線発光素子を備え、この赤外線ランプ１１３は、アレイ１１４Ａに分類される。赤外線ランプ１１３は、電圧が与えられた場合、赤外線１１５を拡張領域１１０に投影し、これによって予成形品１０１Ａを加熱する。この赤外線１１５の投影は、注入液体１０４に対する予成形品１０１Ａ内の熱の損失を補償するように、注入液体１０４の注入とともに実行されることが好ましい。

赤外線１１５は、例えば７５０ｎｍと８，０００ｎｍとの間の波長を有する、近赤外線から中赤外線までの帯域内であることが好ましい。的確な波長は、予成形品が製造される特殊な材料に依存する。例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）は、約１，７００ｎｍの波長において最適な赤外吸収性を有する。このような波長における赤外線を発生させるためには、タングステンフィラメントおよび発光ダイオード（ＬＥＤ）赤外線ランプが好ましいが、当然のことながら、ユーザは、他のタイプおよび各適用品に対する他の適切な構成の赤外線発光素子を有する容器製造装置を提供してもよい。

さらには、本実施形態では、赤外線ランプ１１３から構成されるアレイ１１４Ａは、輪郭線１１６に沿って配置されている。ここで、輪郭線１１６は、全体として容器１０１の輪郭線に準拠した形状であり、実質的に円形の弧の線分として構成されている。なお、アレイ１１４Ａは、各適用品の特殊事情に従った別の配置に沿って配置されてもよく、例えば、予成形品１０１Ａの一定の領域を他の領域よりも有利に照射し、これにより長軸１０９に沿って予成形品１０１Ａ内の温度を徐々に上昇させるということを理解すべきである。

さらには、図１では明瞭性のために１つのアレイ１１４Ａのみを示しているが、容器製造装置１００では、一般に、上記のようなアレイを複数取り入れることを想定しており、このアレイは、長軸１０９に関して対称に配置され、予成形品１０１Ａが容器１０１へ拡張するように予成形品１０１Ａを一様に照射するということに留意すべきである。

図１Ｂは、上から見た容器製造装置１００を示す図である。容器１０１は、拡張領域１１０の中央に配置されている。拡張領域１１０の境界となるものは、赤外線ランプ１１３から構成される４つのアレイ１１４Ａ〜１１４Ｄであり、これらのアレイ１１４Ａ〜１１４Ｄは、長軸１０９関して等角の配列で配置されている（図１Ｂでは、長軸１０９は、画像の平面に垂直であり、このように十字記号によって表現されている）。
明瞭性のために、アレイ１１４Ａ〜１１４Ｄそれぞれにおいて、複数の赤外線ランプ１１３のうち１つのみが図示されているが、アレイは、図１Ａに示すように、複数の赤外線ランプ１１３を備えていることを想定しており、この複数の赤外線ランプ１１３は互いに平行に配置されているということを理解すべきである。

図１Ｂからわかるように、複数の赤外線ランプ１１３は、細長い形状であり、それぞれに長軸１１７を有する。赤外線ランプ１１３の長軸１１７は、実質的に水平に配置されており、各赤外線ランプ１１３の垂直二等分線１１８は、容器製造装置１００の長軸１０９と交差しているということに注目すべきである。これは、各アレイ１１４Ａ〜１１４Ｄが容器１０１に関連して正方形であるということを確実にし、拡張領域１１０の四分円１１９Ａ〜１１９Ｄのそれぞれが、赤外線１１５内に一様に浴されるということを確実にする。このように、予成形品１０１Ａは、製造処理の間、一様に加熱されることが可能であり、容器１０１は長軸１０９について実質的に対称であるということを確実できる。

図２は、本発明の第２実施形態に係る容器製造装置２００を示す側面図である。第２実施形態の容器製造装置２００は、予成形品２０２Ａの予成形品キャビティ２０１Ａに通じている流体通路内に注入ヘッド１０２を備え、さらに鉛直方向に配置された長軸１０９が設けられているという点で、図１Ａおよび図１Ｂに示す容器製造装置と同様である。注入ヘッド１０２は、上記予成形品２０１Ａの口２０３を介して予成形品キャビティ２０１Ａと通じ、この予成形品２０１Ａは、注入ヘッド１０２のノズル１０３に通じる流体通路内に配置されている。

注入液体１０４が予成形品空洞２０１Ａに注入されると、予成形品２０２Ａは、容器２０２に拡張（膨張）する。上記実施形態のように、容器２０２は、容器２０２の形成中に注入された注入液体１０４の量と実質的に同じ容量のキャビティ２０１を囲い込む。同時に、予成形品２０２Ａは、予成形品２０２Ａを加熱するために赤外線を用いて、この赤外線は現在論じられているものだが、照射される。

この第２実施形態では、第１実施形態のように、複数の赤外線発光素子は、赤外線ランプ２０４の形態で設けられている。第２実施形態では、赤外線ランプ２０４は、相互に平行であるとともに平面２０５内において同一平面上にあるように配列されており、これによってアレイ２０６が形成される。図２では明瞭性のために、上記実施形態と同様に、１つのアレイ２０６のみが示されているが、容器製造装置は上記のアレイを複数備え、このアレイは長軸１０９に関して実質的に対称に配置されていることが好ましい。

赤外線ランプ２０４は、電圧が与えられた場合に、赤外線２０７を放射し、この赤外線２０７は、拡張領域２０８へ投影される。拡張領域２０８は、上記実施形態と同様に、注入ヘッド１０２のノズル１０３から広がり、長軸１０９に沿った中心をもつ。

この実施形態では、平面２０５における赤外線ランプ２０４の配置は、配置自体が長軸１０９と平行であるが、赤外線ランプ２０４の出力が一様である場合、予成形品２０２Ａの照射が予成形品２０２Ａ自体全体の長さに沿って一様であることを可能にすることを意味する。

図３Ａは、本発明の第３実施形態に係る容器製造装置を示す側面図である。上記の２つの実施形態と同様に、予成形品３０２Ａの予成形品キャビティ３０１Ａに通じている流体通路内に注入ヘッド１０２が設けられ、注入ヘッドは、鉛直方向に配置された長軸１０９を有している。注入ヘッド１０２は、上記予成形品３０１Ａの口３０３を介して予成形品キャビティ３０１Ａと通じ、この予成形品３０２Ａは、注入ヘッド１０２のノズル１０３に通じる流体通路内に配置されている。注入液体１０４が予成形品キャビティ３０１Ａに注入されると、予成形品３０２Ａは、拡張して容器３０２の形状となるように誘導され、この容器３０２は、容器を形成するのに使用された注入液体１０４の量と実質的に同じ容量を有するキャビティ３０１を囲い込む。これと同時に、予成形品３０２Ａは、予成形品３０２Ａを加熱するために赤外線を用いて、この赤外線は現在論じられているものだが、照射される。

本発明の第３実施形態では、上記の２つの実施形態と同様に、複数の赤外線発光素子が、赤外線ランプ３０４の形態で設けられている。複数の赤外線ランプ３０４は、図３Ａでは明瞭性のために１つの赤外線ランプ３０４のみが示されているが、細長く、そして、鉛直方向に赤外線ランプ３０４を配置するように、注入ヘッド１０２の長軸１０９と実質的に平行に配置された長軸３０５をそれぞれ有している。

赤外線ランプ３０４は、電圧が与えられている場合に、赤外線３０６を注入ヘッド１０２のノズル１０３から広がっている拡張領域３０７へ投影することができる。

容器製造装置３００の操作中、赤外線ランプ３０４は、この操作によって予成形品３０２Ａを照射することができる。赤外線ランプ３０４が鉛直に配置されているため、予成形品３０２Ａは、自身の長さに沿って一様に照射され得る。

さらに、本発明の第３実施形態では、容器３０２と赤外線ランプ３０４との間に遮蔽部３０８が設けられている。遮蔽部３０８は、製造処理の間および製造処理直後に、予成形品３０２Ａ／容器３０２を囲い込むことに用いられる。遮蔽部３０８は、例えば、正常な操作中に注入液体１０４がはねることから、または、欠陥のある予成形品３０２Ａもしくは容器３０２が注入圧力のもとで破裂して飛び散る破片から、注入ヘッド付近の領域を保護することに用いられる。

遮蔽部３０８は、強化ガラスおよび／もしくは合わせガラス、ポリカーボネート樹脂、金属箔、または、弾力があり少なくとも９０％の赤外線を透過させるような他の材料から作られてもよい。当然のことながら、一定の実装のためには、例えば、容器を囲い込むものを大きくするよりもむしろ、赤外線ランプ３０４をそれぞれ固定するものとして、遮蔽部を設けることが好ましく、遮蔽部の的確な構成および配置は、各適用品に応じてユーザによって決定されてもよい。

図３Ｂは、本発明の第３実施形態に係る容器製造装置を示す上面図である。図示のように、赤外線ランプ３０４は、容器３０２の表面から実質的に等距離に配置され、そして、（図１Ｂにて示したように、図３Ｂでは、紙面に対して垂直であり、このように十字記号によって表現されている）注入ヘッド１０２の長軸１０９に関して実質的に等間隔で配置されている。これによって、赤外線ランプ３０４は、湾曲した輪郭線３０９の付近に配置され、この湾曲した輪郭線３０９は、予成形品３０２Ａの付近に円形のものとして構成される。これによって赤外線ランプ３０４は、予成形品３０２Ａを取り囲み、予成形品３０２Ａが容器３０２へ拡張するように予成形品３０２Ａの周囲全体にわたって予成形品３０２Ａを一様に加熱する。

赤外線ランプ３０４は、この実施形態ではまっすぐな管として図示されているが、実際には他の構成で備えることも可能であるということは注目すべきことである。例えば、別の実施形態では、ドーナツ形状の複数のランプが予成形品の長軸の付近に配置されるように、ドーナツ形状の赤外線ランプが好適に備えられていてもよい。さらに他の実施形態では、赤外線ランプは、螺旋状の管の形態で備えられていてもよく、この螺旋状の管は、予成形品の長軸を中心に螺旋状である。（複数の）ランプの正確な構成は、個々の実装の態様それぞれに応じてユーザによって決定されてもよい。

上記の実施形態は、本発明の基本原理を開示したものであるが、これらの原理が実行されるような多くの変更が可能であるということを理解するべきである。特に、赤外線ランプの的確な配列、電力の出力、数などが、各適用品に応じてユーザによって決定されてもよく、例えば、予成形品の温度を徐々に上昇させるために、または、特有の大きさおよび一般的な形状を有する容器を製造するために、ユーザによって決定されてもよい。（ガス火バーナーおよびその他同種類のものと対照的な）赤外線を提供するためのランプの使用は、特に、このようなランプが、ＬＥＤまたはタングステンフィラメントであれ、容器の製造中に点灯および消灯できる点で有効である。

さらに、いくつかの適用品では、注入液体の注入の制御および延伸ロッドの前進の制御を、加熱ステップの間、予成形品の温度を監視すること、およびその温度に応じて赤外線ランプに電圧を加えること／遮断することと合同で行うことが可能であってもよく、例えば、予成形品の変形と容器の最終的な形状および容量とに関してアクティブ制御を用いてもよい。

最後に、機械設計および処理工学の技術に精通した当業者によって、図に開示された装置および上述した装置は、工場の設定においてさらなる効率的な使用に適合されていてもよく、例えば運搬管理の提供および他のそのような自動化能力を用いて適合されてもよいということが理解されるべきである。容器製造装置の的確な構成は、図または上述の実施形態によって限定されるものとして構成されるべきではない。

本発明は例として記載されたものであるが、クレームに規定されたような発明の適用範囲から逸脱しない範囲で変更および改良が行われてもよいということを認識するべきである。さらに、従来の均等物は、特別な特徴点のために存在しているのだが、そのような均等物は、この明細書において具体的に言及したように具体化されてもよい。

本発明の第１実施形態に係る容器製造装置を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る容器製造装置を示す上面図である。 本発明の第２実施形態に係る容器製造装置を示す側面図である。 本発明の第３実施形態に係る容器製造装置を示す側面図である。 本発明の第３実施形態に係る容器製造装置を示す上面図である。

Claims (15)

1. 注入液体源（１０４）と、注入ヘッド（１０２）のノズル（１０３）を通った実質的に管状の予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）の予成形品キャビティ（１０７Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ）との間に流体通路を確立するために構成された注入ヘッド（１０２）を備え、
   上記注入ヘッド（１０２）の長軸（１０９）は、実質的に鉛直に方向づけられるとともに上記ノズル（１０３）を通過し、
   赤外線（１１５、２０７、３０６）を拡張領域（１１０、２０８、３０７）内に投影するように配置された複数の赤外線発光素子（１１３、２０４、３０４）をさらに備え、
   上記拡張領域（１１０、２０８、３０７）は、上記ノズル（１０３）に隣接するとともに上記注入ヘッド（１０２）の上記長軸（１０９）の周囲に配置され、
   上記拡張領域（１１０、２０８、３０７）は、上記予成形品キャビティ（１０７Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ）が、上記注入ヘッド（１０２）の上記ノズル（１０３）に通じる流体通路内に配置されている場合に、上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を収容するように構成されていることを特徴とする容器（１０１、２０２、３０２）を製造する装置（１００、２００、３００）。
2. 上記赤外線発光素子（３０４）は、実質的に鉛直に方向づけられた長軸（３０５）を有し、
   上記赤外線発光素子（３０４）は、湾曲した輪郭線（３０９）に実質的に準拠している配列で、上記注入ヘッド（１０２）の上記長軸（１０９）から実質的に等しい距離をおいて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（３００）。
3. 上記湾曲した輪郭線（３０９）は、実質的に円形であることを特徴とする請求項２に記載の装置（３００）。
4. 上記赤外線発光素子（１１３、２０４）は、実質的に水平に方向づけられた長軸（１１７）を有するとともに、複数のアレイ（１１４、２０６）に分類され、
   各素子（１１３、２０４）は、当該各素子のアレイ（１１４、２０６）それぞれにおいて他の各素子（１１３、２０４）と実質的に平行し、
   上記アレイ（１１４、２０６）は、上記注入ヘッド（１０２）の上記長軸（１０９）について実質的に等角の間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１００、２００）。
5. 各赤外線発光素子（１１３）は、湾曲した輪郭線（１１６）に実質的に準拠している配列で配置されていることを特徴とする請求項４に記載の装置（１００）。
6. 上記湾曲した輪郭線（１１６）は、実質的に円形の弧の線分であることを特徴とする請求項５に記載の装置（１００）。
7. 各アレイ（２０６）の上記赤外線発光素子（２０４）は、実質的に同一平面上にあるように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の装置（２００）。
8. 上記赤外線発光素子（１１３、２０４、３０４）は、各素子（１１３、２０４、３０４）の上記長軸（１１７、３０５）に垂直なライン（１１８）が、上記素子（１１３、２０４、３０４）の中点において上記素子（１１３、２０４、３０４）と交わるとともに、上記注入ヘッド（１０２）の上記長軸（１０９）にも交わるように配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置（１００、２００、３００）。
9. 上記赤外線発光素子（１１３、２０４、３０４）は、赤外発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１００、２００、３００）。
10. 上記赤外線発光素子（１１３、２０４、３０４）は、タングステンフィラメント白熱灯であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の装置（１００、２００、３００）。
11. 上記予成形品（３０２Ａ）と上記赤外線発光素子（３０４）との間に配置された少なくとも１つの遮蔽部（３０８）をさらに備え、
    上記遮蔽部（３０８）は、近赤外線および中赤外線について少なくとも９０％の透過係数を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置（３００）。
12. 予成形品キャビティ（１０７Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ）を有している、実質的に管状の予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）と、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の容器製造装置（１００、２００、３００）と、を備えていることを特徴とする容器製造アンサンブル。
13. 容器（１０１、２０１、３０２）を製造する方法であって、
    実質的に管状の予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）の開口端に配置された口（１０６、２０３、３０３）に連通している予成形品キャビティ（１０７Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ）を備える実質的に管状の上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を供給するステップと、
    上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）の温度を当該予成形品のガラス転移温度よりも高温にするオーブン内で上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を予熱するステップと、
    上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を、注入ヘッド（１０２）のノズル（１０３）に通じる流体通路内に位置付け、それによって上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）は拡張領域（１１０、２０８、３０７）の内部に配置され、上記拡張領域（１１０、２０８、３０７）は上記ノズル（１０３）に隣接して配置されるとともに上記注入ヘッド（１０２）の長軸（１０９）の周囲に配置され、そして上記拡張領域（１１０、２０８、３０７）は上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を収容するように構成されるステップと、
    注入液体（１０４）の量を上記注入ヘッド（１０２）から上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）の上記予成形品キャビティ（１０７Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ）へ注入し、それによって上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を容器（１０１、２０２、３０２）へ拡張するように誘導するステップと、
    上記注入ステップと同時に、上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）の周囲に配置された複数の赤外線発光素子（１１３、２０４、３０４）に電圧を与えることにより上記予成形品（１０１Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ）を加熱し、上記拡張領域（１１０、２０８、３０７）内に赤外線（１１５、２０７、３０６）を投影するステップと、を含む方法。
14. 上記加熱ステップの間、上記赤外線発光素子（１１３）によって投影された赤外線（１１５）は、上記予成形品（１０１Ａ）の一定の領域上に他の領域上よりも激しく入射し、それによって上記予成形品（１０１Ａ）上において徐々に温度を上昇させることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 上記予熱ステップの間、上記予成形品（２０２Ａ、３０２Ａ）は、上記予成形品（２０２Ａ、３０２Ａ）の表面上全てにおいて徐々に温度を上昇させるように加熱され、
    上記加熱ステップの間、上記予成形品（２０２Ａ、３０２Ａ）は、赤外線発光素子（２０４、３０４）によって一様に加熱されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。

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