JP2016526497A5 - 伸長ロッドにより制御された圧力プロフィールを印加することにより、容器を形成するための方法及びステーション、並びに、当該ステーションを備える機械 - Google Patents

Description

ＵＳ−２０１１／０１３５７７８に開示の装置と対照的に、本発明の封止障壁は、流体がピストン部材（例えば、ストレッチロッドにより形成される）と封止環との間を流れることを防止する。これにより、変形中、予備形成物の内側の圧力を精密に制御することができる。

これにより、例えば、形成サイクルの開始において、予備形成物の縦方向の拡張のために、伸長ロッドを用いることができ、形成サイクルの別の期間中、ピストン部材として同じ伸長ロッドを用いつことができる。これにより、形成ステーションを設けられる。というのは、伸長ロッドの同じ作動装置は、まず縦方向の機械的な拡張と、そして流体の拡張との両方の機能のために用いることができるからである。この結果、射出装置または容器を形成するための機械に要素を加える必要がない。故に、本方法は、容器を形成を補助する伸長ロッドを用いる射出装置が搭載されている任意の機械に用いられることがかのうである。

本発明に係る方法の他の特徴によれば、前記第１圧力は、４バールと１５バールとの間に略含まれ、前記第２圧力は、２０バールと８０バールとの間に、好ましくは２５バールと４５バールとの間に、特に約４０バールに略含まれ、前記所定の圧力プロフィールの圧力は、４バールと２０バールとの間に実質的に含まれ、前記出口（１８）及び前記ピストン部材（４０）が前記形成された容器から後退される直前の、前記形成された容器の内側の前記ピストン部材（４０、７０）の位置は、前記閉鎖された容積の内側の流体の容積が、前記製造される容器の内側の流体の必要レベル以下である流体の容積と、同等であるような位置である。

内部容積を有する予備形成物から、容器を形成し、当該容器に流体を充填するためのステーションであって、流体の源に流体的に連通する出口を含む射出装置と、前記予備形成物に緊密に流体的に連通する前記出口と接続するように設けられた射出装置作動装置と、前記流体源から流体を取り込み、前記出口と通って前記予備形成物の前記内部容積内に当該流体を射出するように、設けられた射出手段と、前記内部容積と前記流体源との間に伸びる閉鎖可能な封止障壁であって、前記射出装置作動装置が作動されるときに前記封止障壁を閉鎖し、前記内部容積を少なくとも含む閉鎖された容積を形成する当該封止障壁と、前記液密に閉鎖された容積に置かれたピストン部材と、前記射出手段を連続的に駆動するように適合された制御ユニットであって、形成される容積が流体で満たされているときに、前記封止障壁を閉鎖し、そして、前記閉鎖された容積内の流体圧力を増やすためにピストン部材を駆動する当該制御ユニットと、を含み、前記ピストン部材の作動中、前記ピストン部材は、前記予備形成物の前記内部容積の内側に少なくとも部分的にある。

換言すると、本発明に係るステーションは、内部容積を有する予備形成物から、容器を形成し、当該容器に流体を充填するためのステーションであって、流体の源に流体的に連通する出口を含む射出装置と、前記予備形成物に緊密に流体的に連通する前記出口と接続するように設けられた射出装置作動装置と、前記流体源から流体を取り込み、前記出口と通って前記予備形成物の前記内部容積内に当該流体を射出するように、設けられた射出手段と、前記出口近傍に、前記内部容積と前記射出手段との間に伸びる閉鎖可能な剛性の封止障壁であって、ポートを含む当該閉鎖可能な剛性の封止障壁と、前記ポートを通って液密に運動可能なピストン部材であって、前記射出装置作動装置が作動されているとき、前記剛性の封止障壁及び前記ピストン部材は、前記内部容積を少なくとも含む液密に閉鎖された容積を形成する当該ピストン部材と、前記射出手段を連続的に駆動するように適合された制御ユニットであって、形成される容積が流体で満たされているときに、前記封止障壁を閉鎖し、そして、前記閉鎖された容積内の流体圧力を増やすために、前記閉鎖された容積内へ前記封止障壁を通るピストン部材を駆動する当該制御ユニットと、を含み、前記ピストン部材の作動中、前記ピストン部材は、前記予備形成物の前記内部容積の内側に少なくとも部分的にある。

本発明に係るステーションの他の特徴によれば、前記ピストン部材は、前記予備形成物を縦方向に伸長するように適合された伸長ロッドにより、又は、前記伸長ロッドから別個である要素により形成され、この場合、前記ステーションはさらに、前記ピストン部材作動装置から異なる伸長ロッド作動装置を含み、前記ステーションは、形成キャビティを有する型と、前記成型キャビティ内に前記予備形成物を置くように適合されたプレーシング装置と、を含み、及び／または、前記ピストン部材は、前記形成キャビティの形状まで、前記予備形成物を拡げるように適合された圧力レベルまで、流体圧力を増やすように適合され、及び／または、前記ピストン部材及び前記封止障壁は、前記ピストン部材が、前記封止障壁を壊すことなく、前記液密に閉鎖された容積の内側で、前記ピストン部材により生成される流体圧力の範囲全域にわたり、運動可能なように、設けられている。

筐体２５はさらに、射出ノズル２６を動かすための作動手段３０を受けるように設けられた第１上区画室２８を備える。作動手段は、例えば空気圧作動装置であり、例えばピストンを備えてもよい。該ピストンは、射出ノズル２６に取り付けられ、各々に空気を充填できる上部と下部とに第１上区画室２８を密閉に（hermetically）分離する。後退位置と作動位置との間で射出ノズル２８を動かすために、当該上部内の圧力を増やして、上部の容積が増えると同時に下部の容積が減るようにピストン３０を動かすために、第１上区画室２８の上部内に空気は射出される。逆に、作動位置と後退位置との間で射出ノズル２８を動かすために、当該下部内の圧力を増やして、下部の容積が増えると同時に上部の容積が減るようにピストン３０を動かすために、第１上区画室２８の下部内に空気は射出される。チャンバ２０の内部容積は、適切な封止手段３１により、第１上区画室２８から密閉に隔離されている。

筐体２５はさらに、制御ロッド３２を動かすための作動手段を受けるように設けられた第２上区画室３６を備える。作動手段は、例えば空気圧作動装置であり、例えばピストン３８を備えてもよい。該ピストンは、制御ロッド３２に取り付けられ、各々に空気を充填できる上部と下部とに第２上区画室３６を密閉に分離する。射出位置と封止位置との間で制御ロッド３２を動かすために、当該上部内の圧力を増やして、上部の容積が増えると同時に下部の容積が減るようにピストン３８を動かすために、第２上区画室３６の上部内に空気は射出される。逆に、封止位置と射出位置との間で射出ノズル２８を動かすために、当該下部内の圧力を増やして、下部の容積が増えると同時に上部の容積が減るようにピストン３８を動かすために、第２上区画室３６の下部内に空気は射出される。第１上区画室２８は、適切な封止手段により、第２上区画室３６から密閉に隔離されている。

Claims (30)

1. 内部容積（１０）を有する予備形成物（２）から、流体が充填された容器（１）を製造するための方法であり、出口（１８）を含み、前記流体の源（２２）に接続された射出装置（４）を用いる方法であって、
   前記出口（１８）を前記予備形成物（２）に、緊密に流体的に連通させる連通工程と、
   前記流体を、前記源（２２）から前記予備形成物（２）の内部容積（１０）内に前記出口（１８）を通じて射出する射出工程と、
   前記内部容積（１０）と前記流体源（２２）との間の封止障壁（５７、８２）を、閉鎖する閉鎖工程であって、
   前記閉鎖された封止障壁は液密に閉鎖された容積（５８）を形成し、
   当該閉鎖された容積は前記内部容積（１０）を少なくとも含み、
   前記封止障壁の当該閉鎖工程は、前記閉鎖された容積（５８）が流体で満たされるとすぐに、開始される当該閉鎖工程と、
   ピストン部材（４０、７０）を当該閉鎖された容積内に置く工程と、
   前記閉鎖された容積（５８）内の流体圧力が増えるように、前記封止障壁が閉鎖されるときに、当該ピストン部材を駆動する駆動工程と、を含み、
   前記ピストン部材の作動中、前記ピストン部材は、前記予備形成物の前記内部容積の内側に少なくとも部分的に入ることを特徴とする方法。
2. 前記射出装置（４）はさらに、
   当該流体源（２２）に流体的に連通する入口（１６）と、
   前記入口（１６）と前記出口（１８）との間に広がるチャンバ（２０）と、
   前記チャンバ（２０）内に広がる封止環（３４）を備える中空制御ロッド（３２）であって、前記ピストン部材（４０、７０）が前記中空制御ロッド（３２）の内側に伸びる当該中空制御ロッド（３２）と、
   前記ピストン部材と封止環（３４）との間を流体が流れることを防止するために、前記ピストン部材（４０、７０）と封止環（３４）との間に設けられた封止手段（４３）と、を備え、
   前記封止障壁（５７、８２）の当該閉鎖工程は、射出位置から封止位置へ、前記中空制御ロッド（３２）を動かすことにより、行われ、
   前記射出位置において、前記出口（１８）は前記入口（１６）に、前記チャンバ（２０）を介して流体的に連通しており、
   前記封止位置において、前記封止障壁（５７、８２）が前記閉鎖された容積（５８）を前記チャンバ（２０）の残余から隔離するように、前記封止環（３４）は、前記チャンバ（２０）を閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ピストン部材は、前記予備形成物（２）の変形をさせるために、前記予備形成物（２）の内部容積（１０）の内側に動かされる伸長ロッド（４０）であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記方法は、前記流体の前記射出工程中に、
   前記予備形成物の底へ軸方向を規定し、製造される前記容器の軸に対応する軸Ａに沿って、前記伸長ロッド（４０）を並進運動させる工程と、
   前記予備形成物を軸方向に変形するために、伸長ロッドを押す工程と、
   前記封止障壁（５７、８２）の前記閉鎖工程前に、前記内部容積（１０）から前記伸長ロッド（４０）の少なくとも一部を後退させる工程と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記方法は、さらに、型（６）内に前記予備形成物（２）を置く工程であって、当該型（６）は、製造される前記容器（１）の形状を有する形成キャビティ（４２）を形成し、前記型内に置かれた前記予備形成物は、熱可塑性材料製であり、前記予備形成物内の前記流体の射出工程に先立って、前記予備形成物の材料のガラス転移温度より高い温度へ加熱される工程を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の方法。
6. 前記流体の前記射出工程は、変形工程であり、当該流体は、前記予備形成物（２）の変形させるように設定された第１圧力（Ｐ１）で、前記形成キャビティ（４２）の壁に向かって射出され、前記封止障壁の前記閉鎖工程は、当該変形された予備形成物（２）が中間形状（５６）を獲得したときに開始されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記第１圧力（Ｐ１）は、前記流体源（２２）から前記射出装置（４）へ流体を移送するために適合された射出手段（２４）により、前記流体に印加され、
   前記封止障壁（５７、８２）は、当該射出手段（２４）と前記射出装置（４）の前記出口（１８）との間に伸びていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 当該ピストン部材（４０、７０）の作動は、前記閉鎖された容積（５８）の内側の前記ピストン部材の容積を増やすことにより行われ、
   当該閉鎖された容積（５８）の限界範囲を定めるその他のパーツは、前記予備形成物自体及び前記予備形成物に対して固定された剛性パーツであることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
9. 前記ピストン部材（４０、７０）の作動は、前記内部容積（１０）の内側に第２圧力（Ｐ２）を印加し、
   当該第２圧力は、その中間形状（５６）から、充填及び形成された容器が獲得するような、前記形成キャビティ（４２）の形状へ、前記予備形成物（２）をさらに変形するように設定されることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の方法。
10. 前記第１圧力（Ｐ１）は、前記中間形状（５６）が製造される容器（１）の前記容積の９５％と９８％との間に対応する容積を示すまで、印加され、
    前記第２圧力（Ｐ２）は、形成された容器（１）を得るために、前記中間形状（５６）の前記容積がさらに２％から５％増えるように、印加されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記第２圧力（Ｐ２）は、前記変形された予備形成物（２）の前記閉鎖及び充填された容積（１０）の内側に前記ピストン部材（４０、７０）を動かすことと、形成キャビティ（４２）の容積を減少させることと、両方により印加されることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記型（６）は、少なくとも１つのパーツと１つの底パーツ（５２）とを含み、当該パーツは一緒に、形成キャビティ（４２）を規定し、前記形成キャビティ（４２）の前記容積の前記減少は、前記型（６）の前記パーツに対して前記底パーツ（５２）を動かすことによりえられることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記方法は、形成キャビティ（４２）の前記容積をさらに減らすことにより、前記容器の少なくとも一部を形作る工程を含み、この工程中に前記変形された予備形成物（２）へ印加される圧力は、前記形成キャビティ（４２）の前記容積の減少による圧力の増加を補償するように、前記内部容積（１０）から前記ピストン部材（４０、７０）を後退させることにより、一定レベルに維持されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記第１圧力は、４バールと１５バールとの間に含まれることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記第２圧力は、２０バールと８０バールとの間に含まれることを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記第２圧力は、２５バールと４５バールとの間に含まれることを特徴とする請求項１３から１５の何れか１項に記載の方法。
17. 前記第２圧力は、４０バールであることを特徴とする請求項１３から１６の何れか１項に記載の方法。
18. 保持工程を含み、
    当該保持工程中に、
    前記変形された予備形成物の形状は、前記形成キャビティ（４２）の形状に持ち上げられ、
    前記ピストン部材（４０、７０）に印加される力は、前記閉鎖された容積内の流体に印加される圧力が、所定圧力プロフィール（Ｐ３）をなぞるように、制御されることを特徴とする請求項６から１７の何れか１項に記載の方法。
19. 前記所定圧力プロフィールの圧力は、４バールと２０バールとの間に含まれることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記出口（１８）及び前記ピストン部材（４０）が前記形成された容器から後退される直前の、前記形成された容器の内側の前記ピストン部材（４０、７０）の位置は、前記閉鎖された容積の内側の流体の容積が、前記製造される容器の内側の流体の必要レベル以下である流体の容積と、同等であるような位置であることを特徴とする請求項１から１９の何れか１項に記載の方法。
21. 内部容積（１０）を有する予備形成物（２）から、流体が充填された容器（１）を製造するための方法であり、出口（１８）を含み、前記流体の源（２２）に接続された射出装置（４）を用いる方法であって、
    前記出口（１８）を前記予備形成物（２）に、緊密に流体的に連通させる連通工程と、
    前記流体を、前記源（２２）から前記予備形成物（２）の内部容積（１０）内に前記出口（１８）を通じて射出する射出工程と、
    前記内部容積（１０）と前記流体源（２２）との間の剛性の封止障壁（５７、８２）を閉鎖する閉鎖工程であって、
    当該封止障壁（５７、８２）は、前記封止障壁（５７、８２）を通るピストン部材（４０、７０）の液密な運動を可能にするポートを含み、
    当該剛性の封止障壁（５７、８２）及び当該ピストン部材（４０、７０）は液密に閉鎖された容積（５８）を形成し、
    当該閉鎖された容積は前記内部容積（１０）を少なくとも含み、
    前記封止障壁（５７、８２）の当該閉鎖工程は、前記閉鎖された容積（５８）が流体で満たされるとすぐに、開始される当該閉鎖工程と、
    前記閉鎖された容積（５８）内の前記流体の圧力を、前記封止障壁（５７、８２）が閉鎖されているときに、前記閉鎖された容積（５８）内の前記封止障壁（５７、８２）を通って前記ピストン部材（４０、７０）を動かすことにより、増やす増圧工程と、を含み、
    前記ピストン部材（５７、８２）の作動中、前記ピストン部材（４０、７０）は、前記予備形成物の前記内部容積の内側に少なくとも部分的に入ることを特徴とする方法。
22. 内部容積（１０）を有する予備形成物（２）から、容器（１）を形成し、当該容器に流体を充填するためのステーションであって、
    流体の源（２２）に流体的に連通する出口（１８）を含む射出装置（４）と、
    前記予備形成物（２）に緊密に流体的に連通する前記出口（１８）と接続するように設けられた射出装置作動装置と、
    前記流体源（２２）から流体を取り込み、前記出口（１８）と通って前記予備形成物（２）の前記内部容積（１０）内に当該流体を射出するように、設けられた射出手段（２４）と、
    前記内部容積（１０）と前記流体源（２２）との間に伸びる閉鎖可能な封止障壁（５７、８２）であって、前記射出装置作動装置が作動されるときに前記封止障壁を閉鎖し、前記内部容積を少なくとも含む閉鎖された容積を形成する当該封止障壁と、
    前記液密に閉鎖された容積（５８）に置かれたピストン部材（４０、７０）と、
    前記射出手段（２４）を連続的に駆動するように適合された制御ユニットであって、形成される容積（５８）が流体で満たされているときに、前記封止障壁（５７、８２）を閉鎖し、そして、前記閉鎖された容積（５８）内の流体圧力を増やすためにピストン部材（４０、７０）を駆動する当該制御ユニットと、を含み、
    前記ピストン部材（４０、７０）の作動中、前記ピストン部材は、前記予備形成物の前記内部容積の内側に少なくとも部分的にあることを特徴とするステーション。
23. 前記射出装置（４）はさらに、
    当該流体源（２２）に流体的に連通する入口（１６）と、
    前記入口（１６）と前記出口（１８）との間に広がるチャンバ（２０）と、
    前記チャンバ（２０）内に広がる封止環（３４）を備える中空制御ロッド（３２）であって、前記ピストン部材（４０、７０）が前記中空制御ロッド（３２）の内側に伸びる当該中空制御ロッド（３２）と、
    前記ピストン部材と封止環（３４）との間を流体が流れることを防止するために、前記ピストン部材（４０、７０）と封止環（３４）との間に設けられた封止手段（４３）と、を備え、
    前記封止障壁（５７、８２）は、前記封止障壁（５７、８２）が前記閉鎖された容積（５８）を前記チャンバ（２０）の残余から隔離するように、前記封止環（３４）、前記封止手段（４３）、及び前記ピストン部材（４０、７０）を含むことを特徴とする請求項２２に記載のステーション。
24. さらに、前記流体源（２２）から前記出口（１６）を通り前記チャンバ（２０）へ来る流体を射出するように、第１圧力（Ｐ１）で前記出口（１８）を通って流体を射出するように、適合された射出手段（２４）を含むことを特徴とする請求項２３に記載のステーション。
25. 前記ピストン部材は、前記予備形成物を縦方向に伸長するように適合された伸長ロッド（４０）により形成されるか、又は、
    前記ステーションが伸長ロッド（７２）を含み、前記ピストン部材は、前記伸長ロッド（７２）から別個である要素（７０）により形成され、前記ステーションはさらに、前記ピストン部材を作動させるピストン部材作動装置（７４）と、前記ピストン部材作動装置（７４）から異なる前記伸長ロッド（７２）を作動させる伸長ロッド作動装置とを含むことを特徴とする請求項２２から２４の何れか１項に記載のステーション。
26. 前記ステーションは、形成キャビティ（４２）を有する型（６）と、前記形成キャビティ（４２）内に前記予備形成物（８）を置くように適合されたプレーシング（placing）装置と、を含むことを特徴とする請求項２２から２５の何れか１項に記載のステーション。
27. 前記ピストン部材（４０、７０）は、前記形成キャビティ（４２）の形状まで、前記予備形成物を拡げるように適合された圧力レベルまで、流体圧力を増やすように適合されていることを特徴とする請求項２６に記載のステーション。
28. 前記ピストン部材（４０、７０）及び前記封止障壁は、前記ピストン部材が、前記封止障壁（５７、８２）を壊すことなく、前記液密に閉鎖された容積（５８）の内側で、前記ピストン部材により生成される流体圧力の範囲全域にわたり、運動可能なように、設けられていることを特徴とする請求項２２から２７の何れか１項に記載のステーション。
29. 内部容積を有する予備形成物から、容器を形成し、当該容器に流体を充填するためのステーションであって、
    流体の源（２２）に流体的に連通する出口（１８）を含む射出装置（４）と、
    前記予備形成物（２）に緊密に流体的に連通する前記出口（１８）と接続するように設けられた射出装置作動装置と、
    前記流体源（２２）から流体を取り込み、前記出口（１８）と通って前記予備形成物（２）の前記内部容積（１０）内に当該流体を射出するように、設けられた射出手段（２４）と、
    前記内部容積（１０）と前記射出手段（２４）との間に伸びる閉鎖可能な剛性の封止障壁（５７、８２）であって、ポートを含む当該閉鎖可能な剛性の封止障壁（５７、８２）と、
    前記ポートを通って液密に運動可能なピストン部材（４０、７０）であって、前記射出装置作動装置が作動されているとき、前記剛性の封止障壁（５７、８２）及び前記ピストン部材（４０、７０）は、前記内部容積（１０）を少なくとも含む液密に閉鎖された容積（５８）を形成する当該ピストン部材と、
    前記射出手段（２４）を連続的に駆動するように適合された制御ユニットであって、形成される容積が流体で満たされているときに、前記封止障壁（５７、８２）を閉鎖し、そして、前記閉鎖された容積（５８）内の流体圧力を増やすために、前記閉鎖された容積内へ前記封止障壁（５７、８２）を通るピストン部材（４０、７０）を駆動する当該制御ユニットと、を含み、
    前記ピストン部材（４０、７０）の作動中、前記ピストン部材（４０、７０）は、前記予備形成物の前記内部容積の内側に少なくとも部分的にあることを特徴とするステーション。
30. 複数の容器を形成し、当該複数の容器に流体を充填するための機械であって、
    閉鎖ループ回転台に沿って分散された請求項２２から２９の何れか１項に記載のステーションを複数備え、
    前記機械は、所定圧力（Ｐ１）で流体を供給するためのポンプを少なくとも１つ備え、
    当該ポンプは、当該ステーションの各射出装置に流体的に連通されていることを特徴とする機械。