JP6712259B2 - プラスチック材料からなる容器のブロー成形方法の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＰＥＨＤ）等の熱可塑性材料または他のあらゆる公知の材料からなるプリフォームの延伸ブロー成形により得られる、ボトルまたはポット等の容器の製造に関する。

本発明は、特に、加圧流体とりわけ空気によるプリフォームの延伸ブロー成形によりＰＥＴ等のプラスチック材料製容器を金型内で製造する方法に関し、その実施装置は、制御システムと、熱調整炉と、少なくとも１つのブロー成形ステーションを備えたブロー成形ユニットとを含み、前記ブロー成形ステーションは、プリフォームが、容器への加工操作をそれぞれ受けるために炉からその内部に挿入される金型を有し、この操作は、金型と関連付けられて金型底部に向けスライド制御される伸長ロッドを用いて、プリフォームを延伸成形するステップ（伸長ステップとも称する）を含んでいる。

プリフォーム本体の延伸およびブロー成形は、この本体を材料のガラス転移温度よりも高い温度にすることが必要である。そのため、最初に、炉の内部でプリフォームを循環させることによってプリフォームの熱調整が実施される。炉は、たとえば赤外線ランプから形成される加熱手段を含んでいる。プリフォームは、コンベヤシステムにより炉内に移動される。

次いで、加熱されたプリフォームを金型内に挿入してから、スライド式のロッド（延伸ロッドまたは伸長ロッドと称する）を用いてプリフォームを延伸し、プリフォーム内に加圧ガスを導入して、ブロー成形によりプリフォームを容器に加工する。加圧ガスの導入は、いずれの場合も、高圧（通常は１８〜４０バール）のガス、一般には空気を、プリフォーム内に導入することからなる厳密な意味でのブロー成形ステップを含んでいる。通常、ブロー成形ステップの前には、予備ブロー成形と称する第１のステップが実施され、これは、プリフォームの底部に到達した伸長ロッドがプリフォームの長手方向の延伸を生じさせるときに低圧ガス（８〜１５バール）を導入することからなる。延伸成形、予備ブロー成形、およびブロー成形（あるいは延伸成形およびブロー成形）ステップは、装置のパラメータ設定時にあらかじめ決められたシーケンス、すなわち使用されるプリフォームと、得ようとする容器の形状とを考慮したシーケンスにしたがって実行される。延伸成形とブロー成形（あるいは予備ブロー成形とブロー成形）は、プリフォームの構成材料が分子の２軸配向を受けることを可能にし、これによって最終容器に固有の機械特性が付与される。予備ブロー成形は、プリフォームを容器に加工するためにプリフォームの変形を開始するものであり、ブロー成形は、容器の細部が適切に転写されるようにするために金型内での型取りを最適化するものである。

以下の説明では、特に他の細かな指示のない限り、「ブロー成形プロセス」という表現は、予備ブロー成形ステップとその後のブロー成形ステップを含むシーケンスを示すために、あるいは、ブロー成形ステップだけを含むプロセスを示すために、無差別に使用される。したがって、「ブロー成形プロセスを開始する」は、予備ブロー成形ステップが存在する場合は、予備ブロー成形ガスを注入することにより予備ブロー成形ステップを開始すること、あるいは、ブロー成形ガスを注入することによりブロー成形ステップを直接開始することを意味する。

ガス抜きステップ時に、金型にプラスチック材料を当接させる一定時間の経過後、容器内の圧力を大気圧に戻してから最終的な容器を金型から排出する。他の方法では、ガス抜きステップの前に、容器内に含まれる流体の一部を再循環させて、（装置自体の内部、または装置が設置されている工場内で）他の用途に用いるため再注入するステップが実施される。高温充填ボトルの場合は、いわゆる掃気ステップがさらに存在することもあり、掃気ステップ中は、高温の金型に接触している容器を空気循環によって冷却する。

プリフォームは、一般に、専用の射出成型金型内への材料の射出により得られる。プリフォームは、その軸方向の一端で閉鎖される円筒状の本体を有し、この本体は、その他端で同様に筒状の首部により延長される。プリフォームの首部は、一般に、最終容器の首部の形状をすでに有するように射出され、その一方で、プリフォーム本体は、ブロー成形操作後に最終容器の本体を形成するために、比較的大きな変形を受けることを想定されている。プリフォームの首部は、多くの場合、容器の形成時に金型の上縁でプリフォームを保持するための支持フランジを備える。

容器は、側壁（本体とも称する）と、本体の上端から延びている首部と、首部に対向して本体の下端から延びている底部とを有する。容器の底部は、一般には本体につながる部分に基部を画定し、容器は、この基部によって（テーブル等の）平らな表面に自立可能になる。

金型は、その形状を容器の本体に付与するためのキャビティを画定する壁を備える。このキャビティは、容器底部に形状を付与するように構成された金型底部によって、下端で閉じられる。

現状では、装置のパラメータ設定を行い所定のタイプの容器を生産するために、装置の停止時に装置の金型内に、このタイプの容器に使用されることになるプリフォームに対応する射出成形されたプリフォーム（したがって、低温であり、再加熱を受けていない）を配置し、次いで、伸長ロッドがプリフォーム底部に到達するときの伸長ロッドの位置を決定する。本出願人は、伸長ロッドの端部がプリフォーム底部に到達する位置を、慣例的に伸長のゼロ地点（Ｐｏｉｎｔ ０）と呼ぶ。ゼロ地点から、伸長ロッドの運動の継続によってプリフォームが伸長される。パラメータ設定に際しては、ブロー成形プロセスを開始すべき伸長ロッドの位置を同様に設定するが、この位置は、ゼロ地点に一致していても、あるいはこの地点を超えていてもよい。換言すれば、ゼロ地点とブロー成形プロセスの開始との間の理論上の延伸長さを決定する。実際、プリフォームの延伸が開始されると、他に何も行われなければ、プリフォームの構成材料が縮んでロッドに接する。第１の影響は、伸長ロッド（これは一般に低温である）に接するプリフォームのゾーンが過冷却されるリスクであり、これは、その後、冷却のせいでこれらのゾーンを適切に変形することが不可能になるので、容器の品質低下につながる。別の影響は、特に伸長ロッドによるプリフォーム底部の穿孔による破損リスクである。

さらに、伸長ロッドがプリフォーム底部に到達する瞬間と、このロッドにより導かれたプリフォーム底部が金型底部に到達する瞬間（地点１０と称する）との間で、他の操作がパラメータ設定される。地点１０の到達後には、さらに別の操作が実施される。

このような方法には、様々な不都合がある。

実際、ゼロ地点の決定は、装置の停止時に射出プレスから出てきた低温プリフォームに対して実施される。ところで、見かけ上は同じプリフォームでも、ブロー成形装置の熱調整炉内を通過後は、異なる挙動を呈し得ることが確認されている。

特に、炉内で加熱後、一部のプリフォームの長さにばらつきが生じることが確認されており、この差は、プリフォーム間で５〜１０ｍｍに至ることもあった。また特に、肉薄の壁を持つ小型サイズのボトル、たとえば０．５リットルのボトルを製造するために使用される肉薄のプリフォームの場合、炉の出口におけるこのようなプリフォームの長さは、炉の入口におけるそれらの長さ、換言すれば射出プレスの出口におけるそれらの長さよりも１０ｍｍ以上短い場合があることが確認された。小型サイズのボトル（一般には０．５リットルの軽量ウォータボトル）への加工用プリフォームの場合、このような長さの減少は、当該技術の専門家によって収縮または縮みとも呼ばれ、約１５％の長手方向の変化に相当する。このような収縮は同様にプリフォームの直径増加を伴う。同じタイプのボトルに対し、約７％の直径増加が認められた。他方、同一生産のプリフォームでも、最大収縮と最小収縮との間に数ｍｍの差が存在することもある。

プリフォームの加熱時における収縮の存在は、それらの製造時にプリフォーム内に様々な応力が生じることに起因する。これらの応力は、射出時に材料が被る圧力または温度に起因して発生する。加熱中、応力の一部が解放され、その結果、プリフォームの長さが減少し、直径が増加する。応力の解放は、「緩和」と呼ばれることもある。

同一のプリフォーム生産または同型のプリフォーム間のみならずプリフォームの型式間でも様々な収縮差があることが注目されている。これらの現象は、容器の重量を減らそうとする、したがってプリフォームの重量とその厚みを低減しようとする現在の傾向によって顕著になっている。

同一型のプリフォームの場合、各種の収縮現象および収縮差については次のように説明することができる。数十個のキャビティを有し得る同一プレス（数百個のキャビティを有するプレスも複数知られている）を用いてプリフォームを得る場合、射出される材料の量がキャビティ間で正確に同じではないか、あるいはまた特定のキャビティが別のキャビティよりも適切に冷却されないということがありうる。さらに、単一の容器製造装置に製造日１日当たり数十万個のプリフォーム（百万個を超えるものもある）を供給する必要があり、このような装置向けのプリフォームが同一の射出プレスで成形されたものでないということは十分考えられる。この場合、２個のプレス間のパラメータ調整が異なる場合があることから、プレス間でばらつきが存在し得る。さらに、射出される材料に固有の品質といった、他のパラメータの影響も考えられる。

プリフォームの型式間の収縮差の原因は、１つまたは複数考えられ、プリフォームの重量が同じである場合でも、特にプリフォームの設計により異なるパラメータ、プリフォームの厚さ、樹脂の仕様、および／または射出方法のパラメータ、とりわけ射出圧などが挙げられる。

この結果、生産された容器は、収縮を受けないプリフォームもあれば受けたプリフォームもあるので材料配分が異なる可能性があり、しかも、この材料配分は、プリフォーム間で異なる場合がある。

さらに、金型内への挿入前に一部のプリフォームが他よりも短くなっているとすれば、パラメータ設定時に決定されたゼロ時点に到達する前に実質的な延伸が開始されてしまう。ところで、予備ブロー成形の開始前のプリフォームの延伸長さは、包装材の配分に著しい影響を及ぼす（延伸がゼロでなければならない容器もある）。そのため、予備ブロー成形に対して延伸成形の開始が早すぎると、あるいは、実施すべきでないのに延伸成形が行われ、また、プリフォーム間で収縮が異なると、容器に異なる材料配分が生じ、材料が縮んでロッドに接するリスクが発生し、このリスクは、容器製造時の伸長率が高ければ高いほど重大である。

現行の装置はますますオートメーション化されており、これによりブロー成形方法における様々な一時的な変動を修正できるようになっている。装置の各種パラメータ（特に予備ブロー成形の流量または成形圧）と実際のブロー成形曲線の特異点との相関関係を導き出し（本出願人名義の国際特許出願公開第２００８／０８１１０７号参照）、これらの特異点で確認された相違に応じてパラメータを修正することが知られている。しかし、オートメーション化では、上記のような欠陥を修正することはできない。実際、１つのプリフォームの物理特性の変化により誘発される１つまたは複数の変動は、上記の国際特許出願公開第２００８／０８１１０７号に記載された調整方法では修正できない。

国際公開第２００８／０８１１０７号

第１の目的は、不良品を制限するとともに生産速度を維持ひいては加速しながら、生産される容器の成形加工を改善可能な方法を提案することによって、これらの不都合を改善することにある。

もう一つ別の目的は、必要に応じて、上記の国際特許出願公開第２００８／０８１１０７号に言及されているような自動装置で利用可能な方法にある。

以下の説明において、「成形加工」とは、特に材料の配分を意味する。

このため、第１の側面によれば、金型を含む装置におけるプラスチック材料製プリフォームの延伸ブロー成形による容器製造方法を制御する方法が提案され、プリフォームが、本体と、この本体の一端で開口する首部と、本体をその他端で閉鎖する底部とを含み、この製造方法は、
‐プリフォームを熱調整炉内であらかじめ決められた温度に加熱し、
‐プリフォームを金型内に挿入し、
‐伸長ロッドを移動させてプリフォームを延伸することからなる操作を含んでおり、
この制御方法は、伸長ロッドのインパクト位置、すなわちその移動時にプリフォームの底部に到達する瞬間における伸長ロッドの位置を決定することからなるステップを含んでいる。

このようにして、インパクト位置を決定することにより、言い換えれば、もはや理論上のゼロ地点ではなく実質的なゼロ地点（伸長ロッドのインパクト地点）を決定することによって、再加熱時のプリフォームの挙動を考慮して容器製造を最適化することができる。さらに、実質的なゼロ地点の決定により、そこから、プリフォームが受けた長手方向の収縮を導き出すことができる。この収縮は、決定されたインパクト地点と、収縮がないときに想定される到達地点との差に相当する。

制御方法は、様々な実施形態に応じて、場合により組み合わされる以下の特徴を有する。

-伸長ロッドのインパクト位置の決定は、伸長ロッドの駆動トルクの増加を検出することにより実施される。

-伸長ロッドの駆動は、電気モータを用いて実施され、伸長ロッドのインパクト位置の決定は、プリフォームの底部との接触により伸長ロッドが受ける駆動抵抗を表す、電気モータの駆動電流増加の瞬間を検知することにより実施される。

-伸長ロッドのインパクト位置と、装置のパラメータ設定時にあらかじめ決められた標準インパクト位置との差が計算され、計算された差が、あらかじめ決められた許容値を超えない場合のみ、ブロー成形プロセスの開始命令が出される。

-伸長ロッドがそのインパクト位置に到達したときにブロー成形プロセスの開始命令が出される。

-伸長ロッドがそのインパクト位置に到達してプリフォームの延伸が開始された後、ブロ−成形プロセスの開始命令が出される。

-伸長ロッドのインパクト位置と、装置のパラメータ設定時にあらかじめ決められた標準インパクト位置との差が計算され、この差があらかじめ決められた許容値に達するか、この許容値を超えたとき、欠陥信号が送信される。

-伸長ロッドのインパクト位置と標準インパクト位置との差が計算され、この差の値が、あらかじめ決められた許容値を超えたとき、金型が再び開口された後でプリフォームが排出される。

-伸長ロッドのインパクト位置と標準インパクト位置との差が計算され、この差が繰り返し生じるかどうか検証し、これが確認された場合には装置の少なくとも１つのパラメータが修正される。

-伸長ロッドの標準インパクト位置は、射出装置から出てきた低温プリフォームで得られるような理論上のインパクト位置である。

-伸長ロッドの標準インパクト位置は、生産時に実施される諸条件に基づき再加熱を受けた、したがって収縮された、複数のプリフォームのサンプルをもとに装置のパラメータ設定時に計算された実際の平均的なインパクト位置である。

第２に、プリフォームからの容器製造装置が提案され、この装置は、伸長ロッドをその内部でスライド式に駆動可能な少なくとも１つの金型を含み、伸長ロッドの駆動手段は、伸長ロッドがプリフォームの底部と接触するとき、伸長ロッドのインパクト位置の検知手段と関連付けられる。

本発明の他の目的および長所は、添付図面を参照しながら以下の説明を読めばあきらかになるであろう。

容器製造装置を示す概略図である。 図１の装置内のブロー成形ステーションを示す概略断面図である。

以下の説明において、「上方」、「下方」という用語およびその派生用語は、図における向きに関する明確性を考慮して使用されており、何らかの範囲の限定を示すものではない。

図１は、特にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの熱可塑性材料製プリフォーム２からの容器製造装置１を概略的に示している。

各プリフォーム２は、円筒形の本体３と、得ようとする容器の首部の最終形状を有して本体３の一端で開口する首部４（一般には、容器製造中に変形を一切受けない）と、形状がほぼ半球形で本体３を他端で閉鎖する底部５とを有している。

製造装置１は、炉１０とブロー成形ユニット１２とを含んでいる。

炉１０は、構成材料のガラス転移温度以上、たとえば材料がＰＥＴである場合は８０℃を上回る温度にプリフォーム２を加熱する機能を有する。

炉１０は、プリフォーム２をそれ自体で回転させながら搬送するコンベヤ（概略的に図示）と、プリフォーム２を加熱するためにリフレクタに面する赤外線ランプまたはレーザ光源等の加熱手段１６とを含んでいる。

プリフォーム２は、Ｕ字型の経路をたどるコンベヤに載せられて、炉１０に入る。プリフォームは縦列前進しながら、場合により縦列前進方向に対しプリフォーム２の片側または両側に配置される加熱手段１６により加熱される。

高温のプリフォーム２は、炉１０から取り出され、炉１０とブロー成形ユニット１２との間に配置された搬送ホイール等の第１の搬送装置１８により、ブロー成形ユニット１２の金型内に搬送される。搬送ホイールは、炉１０から出た後のプリフォーム２をその首部の位置で順次把持し、これらを１つずつブロー成形ユニット１２の金型２６内に挿入するアーム（それ自体知られているので図示せず）を含んでいる。

ブロー成形ユニット１２は、複数のブロー成形ステーション２２が周縁部に配置された回転カルーセル２０を含んでいる。

各ブロー成形ステーション２２は、通常は３つの部分すなわち２個の半金型２６Ａ、２６Ｂと、金型底部２６Ｃとから構成されて容器の製造キャビティを画定する少なくとも１つの金型２６を含んでいる。

炉１０から出た高温の各プリフォーム２は、ブロー成形ステーション２２の金型２６内に挿入されてそこでブロー成形され、容器２３に加工される。容器２３は、完成すると、第１の搬送装置１８と同類の、当該技術の専門家によく知られている第２の搬送装置２４によりブロー成形ステーション２２から排出される。

図２では、１つのブロー成形ステーション２２を詳しく示した。このステーションは、以下を含んでいる。

-２個の半金型２６Ａ、２６Ｂと金型底部２６Ｃとから構成されて、生産される最終容器２３の形状の輪郭を有するキャビティを画定する、鋼鉄またはアルミニウム合金製の金型２６。金型２６は、炉１０から出た高温プリフォーム２を順次収容するように構成される。

-開口時の金型２６にプリフォーム２を挿入可能にする上方位置と、伸長ロッド２８の端部が金型底部２６Ｃに接触する下方位置との間で、金型２６の主軸Ｘに沿って可動式に取り付けられた伸長ロッド２８。伸長ロッド２８の上方位置から下方位置への移行は、主軸Ｘに沿って材料を軸方向に延伸するために実施される。

-プリフォーム２の挿入時の上方位置と、ノズル３０の下端がプリフォーム２を密封式に覆うことによりプリフォーム２内にブロー成形空気を供給し、プラスチック材料を金型２６の壁に押し当てる下方位置との間で、可動式に取り付けられたブロー成形ノズル３０。伸長ロッド２８は、このノズル３０内でスライドする。

-容器２３のブロー成形操作中に、ノズル３０とプリフォーム２とから構成される閉鎖容積内の圧力測定を実施するためにノズル３０に通じている圧力センサ３２。

-３〜１５バールの低圧予備ブロー成形空気の循環路３４。この循環路３４は、低圧源３６と、後で容器２３を形成するためにこの低圧源３６からノズル３０に空気を送ることが可能なダクト３８と、ノズル３０経由でプリフォーム２の内部と低圧源３６とを連通可能にする電磁弁ＥＶ１（予備ブロー成形電磁弁と称する）とを含んでいる。

-電磁弁ＥＶ１は、低圧源３６とノズル３０との間のダクト３８上に配置される。予備ブロー成形空気の循環路３４は、さらに、逆流防止弁３９を含んでおり、他の源からの流体またはプリフォーム（または容器）に含まれる流体がそこに入らないようにしている。

-１５〜４０バールの高圧ブロー成形空気の循環路４０。この循環路は、高圧源４２と、後で容器を形成するために高圧源４２からノズル３０に流体を送ることが可能なダクト４４と、プリフォーム２と高圧源４２との連通を制御する電磁弁ＥＶ２（ブロー成形電磁弁と称する）とを含んでいる。電磁弁ＥＶ２は、高圧源４２とノズル３０との間のダクト４４上に配置される。ブロー成形空気の循環路４０は、さらに、逆流防止弁４５を含んでおり、他の源からの流体またはプリフォーム（または容器）に含まれる流体がそこに入らないようにしている。

-ブロー成形空気の回収循環路４６。この循環路は、製造後に容器に含まれる空気を回収循環路またはリザーバ等の回収手段４８に送ることが可能なダクト５０と、容器と回収手段との連通を制御する電磁弁ＥＶ３（回収電磁弁と称する）とを含んでいる。電磁弁ＥＶ３は、回収循環路４６のダクト５０上に配置される。

-上方位置へのノズル３０の再上昇前に、再び大気圧に戻すために容器の内部と外部とを連通可能にするガス抜き循環路５２。ガス抜き循環路５２は、一端が、あらゆる騒音ノイズを回避するために消音器５４に接続され、他端が、ノズル３０に接続されるダクト５６に接続される大気圧化ループと、容器２３に含まれる空気と大気との連通を制御する電磁弁ＥＶ４（ガス抜き電磁弁と称する）とを含んでいる。

-特にプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）の形態を呈する電子制御ユニット５８。このユニットは、圧力センサ３２に電気的に接続され、また、電磁弁ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、ＥＶ４の開放および／または閉鎖を保証する機能を有する各アクチュエータＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を介して、電磁弁ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、ＥＶ４に電気的に接続される。

有利には、制御ユニット５８は、以下を含む。

-プロセッサ６０、
-測定値を集めてデジタル信号に変換し、これをプロセッサにより処理するために圧力センサ３２に接続されるアナログ入力モジュール６２、
-（変換後の）圧力センサ３２からのデータを保存するためにプロセッサに接続されるメモリ６４、
-ノズル３０に供給される流体の流量を変化させるために開閉を調整するように、アクチュエータＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を介して電磁弁ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３、ＥＶ４を制御し、また、伸長ロッド２８の軸方向移動制御装置を制御する、プロセッサ６０の制御下にあるアナログ出力モジュール６６、
-動作管理プログラムを制御ユニット５８にインプリメントするための通信インターフェース６８、
-プロセッサ６０による処理のためにアナログ出力モジュール６６に接続された、伸長ロッド２８の駆動手段７２により付与されるトルクの検知センサ７０。１つの実施形態では、駆動手段７２が電気モータから構成され、トルク検知センサ７０が電流センサである。

アナログ出力モジュール６６は、また、電気モータから送られる伸長ロッド２８の位置データを受信する。

装置の動作は公知の装置と同様であるが、ただし、その違いは、当該装置が、移動時にプリフォーム２の底部５に到達する瞬間に伸長ロッド２８のインパクト位置（Ｐ０ｒ）を決定して、実際のこの位置を考慮しながらブロー成形プロセスの開始命令を出すように、伸長ロッド２８の移動が制御される方法を実施する点にある。

図２では、プリフォーム２が鎖線で示されており、延伸がまだ開始されていないときの伸長ロッド２８のインパクト位置（Ｐ０ｒ）が示されている。プリフォーム２が、炉１０内で加熱手段１６により加熱された際に収縮を受けたと仮定すると、従来の方法で使用されている理論上のゼロ地点（Ｐ０ｔｈ）は、図２に示したように伸長ロッド２８の行程においてやや遠くにあることになる。

伸長ロッド２８のインパクト位置（Ｐ０ｒ）の決定は、電流センサとすることが可能なセンサ７０によって、ロッドの駆動トルクを検知することで実施可能である。プリフォーム２の底部と伸長ロッド２８との接触は、駆動に必要なトルクの増加となってあらわれ、モータ７２に関してより大きな電流が要求される。

この瞬間における伸長ロッド２８の位置は、当該技術の専門家が検討可能な手段、たとえば、モータ７２により実施される回転数をその初期位置の起点から測定し、対応するデータをアナログ出力モジュール６６に送信する手段を用いて、容易に測定可能である。

伸長ロッド２８の位置の測定は、インパクト位置（Ｐ０ｒ）に到達後、プロセッサ６０が、装置１のパラメータ設定時に決定された瞬間にブロー成形プロセスの開始命令（予備ブロー成形ステップの開始命令またはブロー成形ステップの直接開始命令）を出すことができるようにするために、絶えず行われる。

１つの実施形態では、装置１は、ブロー成形プロセスの開始命令が、プリフォーム２の底部５に伸長ロッド２８が接触するちょうどその瞬間に出されるようにパラメータ設定される。換言すれば、延伸は、ブロー成形プロセスと同期して開始される。変形実施形態では、装置１は、伸長ロッド２８がそのインパクト位置（Ｐ０ｒ）に到達し、プリフォーム２の延伸が数ミリ進んだ後で、ブロー成形プロセスの開始命令が出されるようにパラメータ設定される。

実のところ、具体的に述べれば、適切な瞬間にブロー成形プロセスの開始命令を出すために検証されるのは、実質的な延伸の長さである。

１つの好ましい実施形態では、パラメータ設定時に、伸長ロッド２８の標準インパクト位置（Ｐｅ）が決定される。

この実施形態の変形では、標準位置（Ｐｅ）が、炉１０内で加熱を受けなかったプリフォームを金型２６に配置することによって得られるような理論上のインパクト位置すなわちゼロ地点（Ｐ０ｔｈ）に対応する。

この実施形態の第２の変形では、標準インパクト位置（Ｐｅ）が、生産で使用されるプリフォームに対応する複数のプリフォーム２に基づいて実施された測定により決定される。サンプルのプリフォームは、炉１０内において生産時に受ける加熱と同じ加熱を受け、各プリフォームのインパクト位置（Ｐ０ｒ）が測定され、これにより、標準位置（Ｐｅ）に相当する平均インパクト位置（換言すれば平均収縮）を推定可能である。もちろん、正しい標準インパクト位置（Ｐｅ）を得るためには、数多くのサンプルのプリフォームを用いなければならない。

標準位置を決定するために使用されるプリフォームの型式とは関係なく、標準位置は、作業者が制御ユニットにマニュアルで入力可能であり、あるいは、標準位置の決定時に自動的に取得可能である。

各型式のプリフォームに対して、標準インパクト位置（Ｐｅ）とインパクト位置（Ｐ０ｒ）との許与可能な差の値を制御ユニット５８に入力する。許容可能な差の値は、それを超えると容器の正確な成形加工を想定することが困難または不可能になる値である。というのも、ブロー成形ステップの自動調節が難しくなるからである。

生産時には、各プリフォームのインパクト位置（Ｐ０ｒ）と標準インパクト位置（Ｐｅ）との差の値が計算され、１つのプリフォームに対して許容可能な差を超えている場合、１つの実施形態では、制御ユニット５８により欠陥信号が送信される。変形実施形態あるいは補足として、当該プリフォーム（または成形不良の容器）は、サイクルの終わりに金型が再び開口されたとき排出可能である。

欠陥信号の出現は、追加の調査を開始するのに利用することができる。たとえば、既定のプリフォームとの比較で射出品質にばらつきの生じ得る新たなプリフォームのロットを積み込んだ後などには、許容可能な差を繰り返し超えるようなケースが発生し得る。したがって、１つの実施形態では、このような差が繰り返し生じるかどうか検証し、これが確認された場合には、容器の正確な成形加工の取得と相入れる収縮を可能にする加熱特性を得るように、装置の少なくとも１つのパラメータの自動修正が試みられる。

そのため、本発明を様々な手法で有効利用できるように構成する。

第１の手法は、プリフォーム２の簡易品質管理を実施することからなる。インパクト位置（Ｐ０ｒ）の決定は、例外なく実施されるわけではなく、ホイールの回転ごとにブロー成形ステーション２２の１つまたは一部に限り実施され、それによって、装置内に挿入されたプリフォームが安定した品質を有するかどうかの検証が、プリフォームの温度とプリフォームの長さとを相関させながら行われる。実際に、放射の吸収特性が同じである同じ材料のプリフォーム２を同じように加熱した後で、長さのばらつきが確認された場合、これは、連続して積み込まれたプリフォーム２のロットの射出品質にばらつきがあったことを意味する。

測定結果については、プロセスのパラメータ設定（範囲は、ユーザによりある程度規定される）のときに自動または手動でデータ取得される、適合していると判断された加熱プリフォームの長さと比較することができる。規定の仕様から外れる収縮を意味する超過が繰り返される場合、単にユーザにそれを知らせるだけのときもあれば、生産が停止されるときもある。

第２の手法は、第１の手法に適合するプリフォームの品質管理に加えて、ブロー成形プロセス開始の追加調整を行うことからなる。この場合、各ブロー成形ステーション２２に対してホイール１回転ごとに１回のデータ取得が実施される。先に述べたような品質管理部分については、これを組み込むことができる。さらに、ブロー成形プロセス開始（一般には予備ブロー成形ステップの開始）は、この開始が、（大方の事例に対応する、実際のゼロ地点を超えた）延伸開始後に要求される限りにおいて、加熱および収縮後のプリフォームの長さに応じて調整可能であり、パラメータ設定時にあらかじめ決められた長さだけプリフォーム２が延伸された後で自動的に開始される。これにより、この必須パラメータ、すなわち容器の適正な材料配分を保証するために、ブロー成形プロセスの開始前に延伸されたプリフォーム２の長さを、完全に制御することができる。

本発明は、特に、配向率が高く、したがって高温で加熱される薄肉軽量プリフォームに適している。

実際、約１．５ｍｍの薄肉プリフォームをますます多く見かけるようになっているが、このプリフォームは、射出時に多数の応力が存在するときに特に好都合である。プリフォームの加熱に際しては、材料の２軸配向率が高いので、炉１０内で付与される加熱は高温でなければならない（１２５℃〜１３５℃）。プリフォーム内に存在する応力とこのような高温との組み合わせは、プリフォームをその長手方向に収縮させ、その直径方向にやや膨張させる効果がある。

大きな収縮は、主に、小容量の非炭酸水ウォータボトル（一般には０．５リットル未満）製造用の薄肉プリフォームにおいて生じる。これらのプリフォームの長さは９０ｍｍ未満である（一般には６０〜７０ｍｍ）。このタイプのプリフォームでは、加熱後の収縮が容易に１０ｍｍに達する可能性があり、これは７０ｍｍのプリフォームでは１５％近い収縮に相当し、直径の膨張は約７％である。同一樹脂の同一プリフォームでも応力レベルを下げると、加熱後の収縮が約５ｍｍになる（すなわち約７％の収縮と３％の直径膨張）。

ブロー成形プロセス開始の追加調整は、いわゆるインテリジェントマシン、すなわち上記の国際特許出願公開第２００８／０８１１０７号に記載されたような他の調整システム（視覚による容器管理システムその他）をさらに有する装置を含め、あらゆるタイプの装置に組み合わせ可能である。この追加調整は、あらゆるタイプのプリフォームおよびボトルに対して検討できる。その理由は、最も大きな収縮が小容量の非炭酸水で特に目立っているとはいえ、こうした収縮はすべてのプリフォームに存在するからである。

Claims (12)

1. 金型（２６）を含む装置（１）におけるプラスチック材料からなるプリフォーム（２）の延伸ブロー成形による容器の製造方法を制御する制御方法において、プリフォーム（２）が、本体（３）と、本体（３）の一端で開口する首部（４）と、本体（３）を本体（３）の他端で閉鎖する底部（５）とを含み、前記製造方法は、
   ‐プリフォームを熱調整炉（１０）内であらかじめ決められた温度に加熱し、
   ‐プリフォーム（２）を金型（２６）内に挿入し、
   ‐伸長ロッド（２８）を移動させてプリフォーム（２）を延伸することからなる操作を含む製造方法であって、
   前記制御方法は、ブロー方法が金型内で実施されるたびに、伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）、すなわち伸長ロッドがプリフォーム（２）の底部（５）に到達する瞬間における伸長ロッドの位置を、伸長ロッド（２８）をプリフォーム（２）の底部（５）に向かって移動させている間に決定することからなるステップを含んでいることを特徴とする、制御方法。
2. 伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）の決定は、伸長ロッド（２８）の駆動トルクの増加を検出することにより実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 伸長ロッド（２８）の駆動は、電気モータ（７２）を用いて実施され、伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）の決定は、プリフォーム（２）の底部（５）との接触により伸長ロッド（２８）が受ける駆動抵抗を表す、電気モータ（７２）の駆動電流増加の瞬間を検知することにより実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）と、装置（１）のパラメータ設定時にあらかじめ決められた標準インパクト位置（Ｐｅ）との差が計算され、計算された差が、あらかじめ決められた許容値を超えない場合のみ、ブロー成形プロセスの開始命令が出されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 伸長ロッド（２８）がインパクト位置（Ｐ０ｒ）に到達したときに、ブロー成形プロセスの開始命令が出されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 伸長ロッド（２８）がインパクト位置（Ｐ０ｒ）に到達して、プリフォーム（２）の延伸が開始された後、ブロー成形プロセスの開始命令が出されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
7. 伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）と、装置（１）のパラメータ設定時にあらかじめ決められた標準インパクト位置（Ｐｅ）との差が計算され、前記差があらかじめ決められた許容値に達するか、前記許容値を超えたとき、欠陥信号が送信されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
8. 伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）と標準インパクト位置（Ｐｅ）との差が計算され、前記差の値があらかじめ決められた許容値を超えたとき、金型（２６）が再び開口された後でプリフォーム（２）が排出されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
9. 伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）と標準インパクト位置（Ｐｅ）との差が計算され、前記差が繰り返し生じるかどうか検証し、繰り返し生じることが確認された場合には、装置の少なくとも１つのパラメータが修正されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
10. 伸長ロッド（２８）の標準インパクト位置（Ｐｅ）は、射出装置から出てきた低温プリフォーム（２）で得られるような理論上のインパクト位置（Ｐ０ｔｈ）であることを特徴とする、請求項４から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 伸長ロッド（２８）の標準インパクト位置（Ｐｅ）は、生産時に実施される諸条件に基づき再加熱を受けた、したがって収縮された、複数のプリフォーム（２）のサンプルをもとに装置（１）のパラメータ設定時に計算された実際の平均的なインパクト位置であることを特徴とする、請求項４から９のいずれか一項に記載の方法。
12. 伸長ロッド（２８）を内部でスライド式に駆動可能な少なくとも１つの金型（２６）を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実施するためのプリフォーム（２）からの容器製造装置（１）であって、伸長ロッド（２８）の駆動手段（７２）は、伸長ロッド（２８）がプリフォーム（２）の底部と接触するときに伸長ロッド（２８）のインパクト位置（Ｐ０ｒ）の検知手段（７１）と関連付けられることを特徴とする、装置。

Images