JP5504269B2 - プラスチック材料容器を成形する装置、及び、プラスチック材料容器を成形する方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック材料容器を成形するための装置に関する。飲料製造業界において、プラスチック材料容器を用いることは公知であり、これらのプラスチック材料容器は、プラスチック材料プリフォームから、成形工程（詳細にはブロー成形工程）により製造される。この場合、複数のブロー成形ステーションが配置されるブロー成形ホイールを設けることが一般的である。プラスチック材料プリフォームは、これらのブロー成形ステーションの内側に圧縮エアを作用させることにより、対応するブロー金型の内壁に対して膨張する。

多くの飲料は、無菌状態で充填されることが必要である。そして、無菌充填のための滅菌プロセスが、クリーンルームにて、既に完成されているボトルの滅菌により開始することが知られている。先行技術において、これ以前に行われる全てのプロセス（例えば、プリフォームの製造、搬送、加熱、及び、プリフォームのブロー成形によるボトル形成）は、非滅菌環境で行われる。この場合、比較的大きいエリア、すなわち、完成されたプラスチック材料ボトルのエリアが滅菌されることが必要である。

従って、プラスチック材料ボトル自体ではなく、むしろ、プラスチック材料プリフォームを滅菌することが一般的に望ましい。なぜなら、プリフォームは、ボトルよりもかなり小さい面を有するからである。しかし、プラスチック材料容器が、容器の滅菌後に（詳細には、少なくとも容器が閉鎖されるまで連続的に）滅菌状態下で運搬され、それにより、さらなる容器の汚染が防止されることが必要である。

特許文献１は、飲料の滅菌包装のためのシステム及び方法を記載している。この場合、飲料容器は、成形されたプリフォームからブロー成形により形成され、次いで、容器に無菌飲料が詰められ、そして、最終的に、飲料が詰められた容器は滅菌閉鎖キャップを用いて充填される。この場合、様々な程度の滅菌がチャンバの様々な部分にて制御され、滅菌の程度は、チャンバの当該部分にて実行される方法ステップのために必要な程度と相互に関連している。

この製造方法において、ボトルの全製造プロセス、充填及び閉鎖プロセスは、無菌状態下で連続的に実行される。この場合、プラスチック材料容器の成形ユニットの全てがクリーンルーム内に配置される。この方法は、このようにして充填されたプラスチック材料容器の高度の滅菌及び清浄度を保証する。しかし一方で、滅菌にかかる費用は比較的高い。なぜなら、非常に大きい部屋を無菌状態に保たなければならず、複数の機械部品も、無菌状態に保たれるべきブロー成形装置の領域に存在するからである。

欧州特許第０７９４９０３号明細書

従って、本発明の目的は、容器用の成形ユニット又はブロー成形装置の滅菌又は無菌状態を保持するための費用を低減することにある。しかし一方で、可能な限り無菌の製造状態が容器のために提供されるべきである。これは、本発明により、請求項１及び請求項１５に記載の装置、並びに、請求項１４に記載の方法によって達成される。有利な実施形態及びさらなる展開が、従属請求項の主題を成している。

プラスチック材料容器を形成するためにプラスチック材料プリフォームを成形するための、本発明による装置は、プラスチック材料プリフォームがプラスチック材料容器の形状に内部にて形成可能とされたブロー成形金型と、該ブロー成形金型を有する複数のブロー成形ステーションと、前記複数のブロー成形ステーションを有する運搬装置とを有する。前記装置は、前記プラスチック材料プリフォームが内部にて運搬可能とされたクリーンルームを有する。本発明によれば、前記ブロー成形ステーションが設けられた前記運搬装置の一の領域が前記クリーンルーム内に配置される。また、前記運搬装置の他の領域が前記クリーンルームの外側に配置される。

このように、本発明による装置は、前記ブロー成形ステーションに、前記プラスチック材料プリフォーム又は前記プラスチック材料容器が内部にて運搬されるクリーンルームチャネルを備える。また、運搬装置の一部はクリーンルームの外部に配置される。このように、成形ユニット（例えばブロー成形機械）の一部（例えば、ブロー成形ホイール全体又はブロー成形キャビティ）が、ブロー成形機械の残りの部分から、クリーンルーム、すなわち密閉アイソレータにより分離される。

前記運搬装置は、予め決められた軸を中心に回転する運搬ホイールを有することが好ましく、この場合、前記運搬装置の少なくとも軸、すなわちシャフトが前記クリーンルームの外側に配置される。これは、前記クリーンルームが可能な限り小さく（従って、前記クリーンルームの内部容積を小さく）保つことができる。さらに、これにより、前記ブロー成形ステーションに直接接触しない可能な限り多数の機械部品を前記クリーンルームの外側に配置することができる。そして、汚染も低レベルに保たれる。

前記クリーンルームの少なくとも一部は、環状の外形又は円環状の（トロイダル）外形を有することが好ましい。しかし、この場合、この円環状の外形の断面は、好ましくは円形から偏向した形状となる。これは、前記ブロー成形ステーションが前記運搬装置によりほぼ円形の経路上でガイドされることを意味する。

さらなる有利な実施形態の場合、プラスチック材料プリフォームを伸張させるための伸張ロッドが前記ブロー成形ステーションの各々に配置され、前記伸張ロッドが前記クリーンルームから少なくとも一時的に且つ部分的に突出する。公知のように、伸張ロッドは、製造プロセスのフレームワークにて前記プラスチック材料プリフォームを伸張させるために用いられる。原理上は、前記伸張ロッドの全体が常に前記クリーンルームの内部にガイドされていることも可能であろう。しかし、このためには、前記クリーンルームの容量をかなりの程度拡大しなければならない。従って、好ましい実施形態において、前記伸張ロッドを前記クリーンルームの開口部から外側に突出させることが提案される。同時に、この伸張ロッドの汚染を防止するために、折り畳み式ベローズを設け、この折り畳み式ベローズ内で前記伸張ロッドを延在させ、伸張ロッド自体を外部と接触させないことが特に好ましい。こうして、前記折り畳み式ベローズ内も無菌状態となる。

前記クリーンルームが複数の壁により画定され、前記複数の壁の少なくとも１つが、他の壁に対して移動可能（特には回転可能）であることが好ましい。

前記クリーンルームの、半径方向外側に配置される壁は、静止した状態で配置されることが好ましい。こうして、前記クリーンルームを画定する、外形（特には円筒状）を有する１つの壁を設けることができる。この壁の内側に、さらなる壁（前記クリーンルームを他方の側に対して画定し、且つ、回転可能に配置される）が設けられる。内側に配置されたこの壁が、個々のブロー成形ステーションと共に回転されることが好ましい。前記回転可能な壁と、前記静止した状態で配置された壁とが互いに対向していることが好ましい。さらに、前記クリーンルームは、カバーの形態の壁により画定され、このカバーは、好ましくは、前記回転可能な壁と一体であるように形成される。

シール装置が、少なくとも２つの壁又は１つの壁とカバーとの間に配置されることが好ましい。このシール装置は、好ましくは、互いに対して移動可能な部品を互いに封止する。こうして、例えば、壁とカバーとの間に、いわゆるサージチャンバ（その内部にウォータダクト（この場合、好ましくは環状）が設けられる）を設けることが可能になる。このサージチャンバ内に、このウォータダクトに対して移動可能な部品の一部がガイドされる。

さらなる有利な実施形態の場合、前記装置が、プラスチック材料プリフォームを前記運搬装置に移動させるための供給装置を有し、この供給装置が前記クリーンルーム内に配置される。従って、この場合、前記クリーンルームは、好ましくは、円形の断面の範囲外となる中空部又は凹部を有し、前記供給装置、例えば、前記プリフォームのための運搬星状部（ｓｔａｒ）が、この中空部内に、対応するように配置される。こうして、前記容器の、前記装置から前記運搬装置への連続的な移動が滅菌室内部で行われる。

さらなる有利な実施形態の場合、前記装置が、前記容器を前記運搬装置から取り出すために取出装置も有し、この取出装置も同様に前記クリーンルーム内に配置される。こうして、前記容器の取り出し中でもクリーンルームが維持される。こうして、プリフォームを、その前に配置されたユニットから前記アイソレータ又はクリーンルーム内に導入し、そしてボトルを取り出して次のユニットに供給することをクリーンルームの状態下で行うことが可能である。前記アイソレータ、すなわちクリーンルームでクリーニング剤及び滅菌剤が用いられる。

さらなる有利な実施形態の場合、前記クリーンルーム内に滅菌ガスが供給され、この滅菌ガスの圧力は、前記クリーンルームの外部の圧力よりも高圧である。こうして、滅菌エアを導入することにより前記クリーンルームを外部よりも高圧に維持することが随意に可能であり、その結果、微生物の侵入を防止することができる。さらに、抗菌活剤性を前記クリーンルームに連続的に供給し、それにより衛生的な環境を維持することも可能である。

前記ブロー成形装置内に空間的に画成されたクリーンルームにより、予め滅菌されたプリフォームが、伸張ブロー成形工程中にプリフォームの外側も内側も再汚染されずに充填手段に運搬される。さらに、前記クリーンルームによれば、前記成形装置全体と比較して、細菌を低レベルに保つことが容易となる。

本発明は、さらに、プラスチック材料容器を製造するためのプラントに関する。このプラントは、上記のタイプのプラスチック材料容器を成形するための装置、及び、加熱装置を有し、この加熱装置は、前記装置に対してプラスチック材料プリフォームの運搬方向の上流に配置される。この加熱装置は、ブロー成形プロセスにおいてプリフォームを膨張させて容器を形成可能とするようにプリフォームを加熱するために用いられる。容器に、飲料（特には、無菌の製品）を充填する充填装置が、前記成形装置の下流、又は前記成形装置の後に設けられる。この場合、この充填装置もクリーンルーム内に配置される。さらに、前記クリーンルームは、好ましくは、前記容器を閉鎖物により閉鎖する閉鎖装置の領域にも延在する。

さらに、前記プラントは、好ましくは、前記プラスチック材料プリフォームの少なくとも１つの領域を、前記プラスチック材料プリフォームが前記装置に達する前に滅菌する滅菌装置を有する。この場合、この滅菌は、ガス媒体（詳細には、例えば、過酸化水素）により行われる。しかし、滅菌を、放射線、例えば、電子ビーム及び／又はＵＶ光を用いて行うことも可能であろう。この場合、特に、前記プラスチック材料プリフォームの内面も滅菌する滅菌装置が設けられることが好ましい。しかし、さらに、前記プラスチック材料プリフォームの外面が滅菌されることも可能である。

さらなる有利な実施形態の場合、前記プラントは、前記装置に対して前記プラスチック材料プリフォームの運搬方向の上流に配置されたクリーンルームを有する。このクリーンルームが前記成形装置の前記クリーンルームと合流することが好ましい。このようにして、前記プラスチック材料容器が、それらの滅菌から出発して容器が閉鎖されるまで連続的に運搬され、また、それにも関わらず、このために必要とされる前記クリーンルームが比較的小さく保たれることが可能である。このように、前記クリーンルームが、前記滅菌装置から前記閉鎖装置にまでも延在し、且つ、各々の場合に、対応するブロー成形ステーション又は保持装置（例えば、プリフォーム又はプラスチック材料容器のための把持要素）に特に好ましく適合される、チャネルの形態で設けられることが好ましい。

本発明は、さらに、プラスチック材料容器を形成するためにプラスチック材料プリフォームを成形する方法に関する。この方法において、前記プラスチック材料プリフォームが、運搬装置により運搬されるとともに、運搬中に、前記運搬装置に設けられた複数のブロー成形ステーションにて、プラスチック材料容器の形状へと成形される。この場合、各前記ブロー成形ステーションの少なくとも一部分、及び、好ましくはその全体が、クリーンルームを通して運搬される。本発明によれば、前記運搬装置の少なくとも１つの領域が前記クリーンルームの外側に配置される。より詳細には、前記運搬装置の少なくとも１つの領域が前記クリーンルームの外側に移動もされることが好ましい。さらなる好ましい方法の場合、前記ブロー成形ステーションが円形経路上を移動される。また、前記ブロー成形ステーションが前記クリーンルーム内部にて連続的に移動されることが特に好ましい。

さらなる利点及び実施形態が添付図面に見られるであろう。

プラスチック材料容器を製造するためのプラントの概略図である。 ブロー成形ステーションの領域におけるクリーンルームの一側断面図である。

図１は、プラスチック材料容器を製造するためのプラントの概略図である。このプラント５０は、加熱装置３０を有し、その内部でプラスチック材料プリフォーム１０が加熱される。この場合、これらのプラスチック材料プリフォーム１０は、この加熱装置３０内を、運搬装置３４（例えば、この場合、循環チェーンであり、この場合、複数の加熱要素３１により加熱される）によりガイドされる。プリフォーム１０を滅菌装置３２に移送させる移送ユニット３６がこの加熱装置３０に取り付けられている。この場合、この滅菌装置３２も同様に運搬ホイール３７を有し、滅菌要素が、この運搬ホイール３７上に、又は静止した状態であるように配置されることができる。この領域において、例えば、過酸化水素ガスによる滅菌が、又は、先に記載したように、電磁放射による滅菌も可能である。特には、プリフォームの内部殺菌がこの領域にて実行される。

符号６はクリーンルームの全体を示し、クリーンルームの外側境界が点線Ｌにより示されている。クリーンルーム６が滅菌装置３２の領域にて開始していることが明らかである。この領域に、クリーンルーム６内にクリーンルーム内で過剰量のガスを損失させずにプラスチック材料プリフォームを導入するために、ロック装置を設けることが可能である。

点線Ｌにより示されているように、クリーンルームは、プラントの個々の構成部分の外形に適合されている。このようにして、クリーンルームの容量を低減することができる。

符号１は成形装置の全体を示し、この成形装置において、複数のブロー成形ステーション８が運搬ホイール２上に配置されている（この図においては、１つのブロー成形ステーション８のみが示されている）。プラスチック材料プリフォーム１０がこれらのブロー成形ステーション８により膨張され、それにより容器２０が形成される。この図には詳細に示されてはいないが、運搬装置２の全体領域がクリーンルーム６内に配置されるのではなく、むしろ、クリーンルーム６、すなわちアイソレータは、装置内部に全体として所定範囲の領域を占める小型アイソレータの形態として設計される。従って、クリーンルームが、少なくとも成形装置１の所定の領域においてチャネル様式で設計されることが可能であろう。

符号２２は、プリフォームを成形装置１に移送する供給装置を示し、符号２４は、成形装置１により作製されたプラスチック材料容器２０を取り出す取出装置を示す。供給装置２２及び取出装置２４の領域において、クリーンルーム６がこれらの装置２２，２４の各々を受け入れる凹部を有することが明らかである。こうして、プラスチック材料プリフォーム１０を成形装置１に移送すること、又は、プラスチック材料容器２０を成形装置１から引き取ることのそれぞれを、特に有利に実行することができる。

膨張されたプラスチック材料容器は、移送ユニット４２により充填装置４０に移動され、次いで、この充填装置４０から、さらなる運搬ユニット４４を用いて取り出される。この場合、充填装置４０も前述したクリーンルーム６内に配置される。充填装置の場合、充填装置４０全体（例えば、飲料のためのリザーバを有する）が完全にクリーンルーム６内に配置されるのではなく、この場合も、容器を実際にガイドする領域のみがクリーンルーム６内に配置されることも可能であろう。この点に関して、充填装置が、プラスチック材料プリフォーム１０を成形するための装置１と類似であるように設計されることも可能であろう。

先に述べたように、装置１のクリーンルーム６の領域は、可能な限り小さい範囲に、すなわち、ほぼブロー成形ステーション８自体の範囲まで縮小される。クリーンルーム６のこのコンパクトな設計により、クリーンルーム全体をより容易でより迅速に作製することが可能であり、また、作業段階で無菌状態に維持することもより簡単になる。さらに、必要とされる無菌エアがより少なくなり、これにより、フィルタプラントをより小さくでき、また、制御不可能な渦形成の危険性も低減される。

図２は、ブロー成形ステーション８の領域における装置１の詳細図である。このタイプの複数のブロー成形ステーション８が、運搬装置２により軸Ｘを中心として回転するように移動される。図２から理解されるように、ブロー成形ステーション８は、クリーンルーム６（この場合、チャネル様式で設計されている）の内部にガイドされる。このクリーンルーム６は、移動可能な側壁１６と、この側壁１６と一体に形成されたカバー１７とにより閉鎖されている。この場合、この側壁１６及びカバー１７は、ブロー成形ステーション８と共に回転する。

符号１８は、クリーンルーム６を画定する、さらなる壁を示す。この場合、この壁１８は、静止した状態であるように配置された、外側に位置する壁である。カバー１７と壁１８との間にシール装置２５が設けられており、シール装置２５はカバー１７と壁１８とを互いに封止する（カバー１７と壁１８とは、例えば、上述のようにサージチャンバを用いているときに、互いに移動可能である）。壁１８の下方領域は、ベース１３上に固定及び封止されるように配置されている。支持体２６（同様に、回転するように移動し、この支持体２６上に、ブロー成形ステーション８を保持する保持装置２３が設けられている）がクリーンルーム６の内部に設けられ、支持体２６は、この場合、側壁１６に支持されている。

符号１１は、ブロー成形ステーションをクリーンルーム６内の経路上で開閉する（詳細には、プラスチック材料プリフォームをブロー成形ステーションに挿入し、また、プラスチック材料プリフォームを再び取り出すために開閉する）ためにガイドカーブ９により作動されることができる従動（フォロア）装置を示す。この場合、ガイドカーブ９もクリーンルーム６内に配置される。しかし、例えば、部分１９のみを、クリーンルーム６から外部に、個々のブロー成形ステーション８より下に延在させることも可能であろう。

運搬装置２は、クリーンルーム６より上に配置されたさらなる要素を有するものとすることができる。

この場合、支持体２６は保持体２９上に固定されるように配置され、この保持体はベース１３に対して移動可能である。この場合、符号２７は、さらなるシール装置を示す。このシール装置は、この領域においても、互いに対して移動可能である領域１３と領域２９とを封止する。

符号５は、プラスチック材料プリフォーム１０をその長手方向にて伸張させるためにブロー成形ステーションに対して移動可能な伸張ロッドを示す。この場合、カバー１７の上にスライド１２が配置されており、スライド１２の、カバー１７と反対の側にて、伸張ロッドが方向Ｙにて移動可能である。符号１４は、伸張ロッド５のこのスライド１２のためのさらなる保持手段を示す。

伸張ロッドの特定の領域が、クリーンルーム６の外側と、クリーンルーム６の内側（ブロー成形工程中）との両方に配置されることが明らかである。このために、伸張ロッド５のいずれの領域も外部環境に直接接触しないように伸張ロッド５を取り囲む保護装置４、例えば折り畳み式ベローズを、クリーンルーム６の外部の、スライド１２より上に設けることが可能である。

本出願書類にて開示した特徴の全ては、先行技術と比較して、個々に又は組合せにおいて新規である限り、本発明にとって極めて重要な特徴であると主張される。

１ 成形装置
２ 運搬装置
８ ブロー成形ステーション
１０ プラスチック材料プリフォーム
１２ スライド
１４ 保持手段
１７ カバー
２０ プラスチック材料容器
２４ 取出装置
２５ シール装置
３０ 加熱装置
３１ 加熱要素
３２ 滅菌装置
３６ 移送ユニット
４０ 充填装置
４２ 移送ユニット
４４ 運搬ユニット

Claims (15)

1. プラスチック材料プリフォームがプラスチック材料容器の形状に内部にて成形可能とされたブロー成形金型と、
   前記ブロー成形金型を有する複数のブロー成形ステーションと、
   前記複数のブロー成形ステーションを有する運搬装置と、
   前記プラスチック材料プリフォームが内部にて運搬可能とされたクリーンルームと、を備え、
   前記プラスチック材料プリフォームから前記プラスチック材料容器を成形する装置において、
   前記ブロー成形ステーションが設けられた前記運搬装置の一の領域が前記クリーンルーム内に配置され、
   前記運搬装置の少なくとも１つの他の領域が前記クリーンルームの外側に配置され、
   前記クリーンルームは複数の壁により画定され、前記複数の壁の少なくとも１つが、他の壁に対して回転可能であるように配置されることを特徴とする装置。
2. 前記運搬装置は、予め決められた軸を中心として回転する運搬ホイールを有し、少なくとも前記軸が前記クリーンルームの外側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記クリーンルームの少なくとも一部は、環状の外形を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記プラスチック材料プリフォームを伸張させるための伸張ロッドが前記ブロー成形ステーションの各々に配置され、前記伸張ロッドが前記クリーンルームから少なくとも一時的に且つ部分的に突出し、前記伸張ロッドの突出部分が保護装置により取り囲まれることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の装置。
5. 前記クリーンルームの半径方向外側に配置された壁は、静止した状態で配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記クリーンルームの半径方向内側に配置された壁は移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記複数の壁に含まれる少なくとも２つの壁の間にシール装置が配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記プラスチック材料プリフォームを前記運搬装置に移動させるための供給装置を有し、前記供給装置が前記クリーンルーム内に配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. 前記プラスチック材料容器を前記運搬装置から取り出すための取出装置を有し、前記取出装置が前記クリーンルーム内に配置されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の装置。
10. 滅菌ガスが前記クリーンルーム内に供給され、前記滅菌ガスの圧力が前記クリーンルームの外部の圧力よりも高圧であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の装置及び加熱装置を有するプラントにおいて、
    前記加熱装置は、前記装置に対して前記プラスチック材料プリフォームの運搬方向の上流に配置されることを特徴とするプラント。
12. 前記プラスチック材料プリフォームの少なくとも１つの領域を、前記プラスチック材料プリフォームが前記装置に達する前に滅菌する滅菌装置を有することを特徴とする請求項１１に記載のプラント。
13. 前記装置に対して前記プラスチック材料プリフォームの運搬方向の上流に配置されたクリーンルームを有する請求項１１又は１２に記載のプラント。
14. プラスチック材料プリフォームが、運搬装置によって運搬されるとともに、運搬中に、前記運搬装置に設けられた複数のブロー成形ステーションにて、プラスチック材料容器の形状へと成形され、
    各前記ブロー成形ステーションの少なくとも一部分がクリーンルームを通して運搬される、
    前記プラスチック材料プリフォームから前記プラスチック材料容器を成形する方法において、
    前記運搬装置の少なくとも１つの領域が前記クリーンルームの外側に配置され、
    前記クリーンルームは複数の壁により画定され、前記複数の壁の少なくとも１つが、他の壁に対して回転可能であるように配置されることを特徴とする方法。
15. プラスチック材料プリフォームがプラスチック材料容器の形状に内部にて成形可能とされたブロー成形金型と、
    前記ブロー成形金型を有する複数のブロー成形ステーションと、
    前記複数のブロー成形ステーションを有する運搬装置と、
    前記プラスチック材料プリフォームが内部にて運搬可能とされたクリーンルームと、を備え、
    前記プラスチック材料プリフォームから前記プラスチック材料容器を成形する装置において、
    前記ブロー成形ステーションが設けられた前記運搬装置の一の領域が前記クリーンルーム内に配置され、
    前記運搬装置の少なくとも１つの他の領域が前記クリーンルームの外側に配置され、
    前記プラスチック材料プリフォームを前記運搬装置に移動させるための供給装置を有し、前記供給装置が前記クリーンルーム内に配置されることを特徴とする装置。

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