JP5778765B2 - プラスチック材料製のパリソンからレセプタクルをモールド成形するモールド成形デバイス、モールド成形方法及びモールド成形マシーン - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック材料製のパリソンからレセプタクルをモールド成形するモールド成形デバイス、レセプタクルのモールド成形方法及びモールド成形マシーンに関し、特に、引き伸ばし吹き込み形成に関するものである。
ここに開示している発明の重要性の完全な理解の為には、引き伸ばし吹き込み形成によるレセプタクルの形成により意図していることを説明するのが有効である。

知られているように、モールド成形マシーンは、事前に高温にされたプラスチック材料のパリソンが供給される複数のモールド成形ステーションを有する。各モールド成形ステーションは、相対的に可動な２つのハーフ分割部あるいはハーフモールドにより構成されるモールドを有する。例えば、モールドは、直線状であってよい。そのような形態であれば、２つのハーフモールドは並進することにより相対的に可動である。あるいは、モールドは、２箇所の端部のうちの１つの箇所でお互いにヒンジで付けられているクロコダイル型あるいはワレット型であってもよい。

パリソンが対応するモールド成形ステーションに供給されたら、ハーフモールドは、パリソンを包み込むような形態でお互いに閉じる。ハーフモールドと同様に、「底」としての部分として通常知られているレセプタクルの底の外形エレメントもある。底は、モールドの２つの基部の通常ハーフモールドと同様である。底は、それらが近付く方向の移動をしている間にハーフモールドによって係合可能なように、モールドの２つの基部の１つの中に配置される。

引き伸ばし吹き込み形成によるモールド成形は、引き伸ばしロッド及びパリソンの内部に圧縮空気を流すために好適なノズルを、パリソンの内部に漸進的に導入することにより行われる。具体的には、まず、予備吹き込み形成の工程が実行される。この工程において、パリソンは、引き伸ばしロッドが端部に移動されることにより引き伸ばされ、ノズルは、約６−８バールの圧力で空気を噴出する。これに続いて、全面的な吹き込み形成の工程となる、その間、ノズルは、パリソンの中に約４０バールの圧力で空気を噴出する。
る。

無菌のボトル製造ラインにおいては、モールド成形されたレセプタクルをそれらに充填する前に殺菌（消毒）をする、あるいは、それらをモールド成形する前にパリソンを殺菌する必要性がある。

具体的には、文献ＥＰ１８３７０３７は、モールド形成工程の後で充填を行う前に、レセプタクルを殺菌する装置及び方法を開示している。しかしながら、モールド成形されたレセプタクルの方が表面積が大きく、そのため長い処理時間が必要であり、また化学的に殺菌を行う場合は殺菌用物質の膨大な出費が必要となるため、モールド形成されたレセプタクルの殺菌よりも、パリソンの殺菌の方が好ましい。

このような状況において、解決方法は、文献ＥＰ９９６５３０に開示されている。それにおいては、パリソンは、熱すると活性化する、例えば過酸化水素等の殺菌用製品により殺菌されている。

しかしながら、この解決策は、殺菌から生じた残留物を除去するという問題を生じ、その結果処理時間が長くなる。また、この解決策は、加熱ユニットが無菌である確証を得る必要があり、また、パリソンのハンドリングも要求される。

さらに他の解決策は、文献ＥＰ１８９６３２９に開示されており、加熱した後のパリソンの化学的殺菌工程の置き換えを含むものである。しかしながら、この解決策は、殺菌化学薬品の使用という非常に大きな不利益をもたらす。

また、文献ＥＰ２１４６８３８に記載されているように、殺菌を行うために放射線源の使用の可能性も存在する。化学的殺菌に対して、放射線による殺菌は、化学薬品の消費に起因する処理コストの削減、化学的残留物の除去の問題、及び、現実化されるべき地球環境に優しい設備の実現性という有利さを有する。

しかしながら、この解決策は、加熱前のパリソンの殺菌を含む為、ぜ無知の処理時間はまだ長い。また、これらの利点は、放射される放射線の適切な遮蔽を行い、設備の他の区域がダメージを受けないようにすること、及び、マシーンの制御及びメンテナンスをする作業員にリスクが生じないようにすることの必要性と結びついている。

欧州特許ＥＰ１８３７０３７号公報 欧州特許ＥＰ９９６５３０号公報 欧州特許ＥＰ１８９６３２９号公報 欧州特許ＥＰ２１４６８３８号公報

本発明の技術的課題は、上記参照した従来技術の不利益を解消した、プラスチック材料製のパリソンからレセプタクルのモールド成形を行うモールド成形装置、モールド成形方法、及び、モールド成形マシーンを提供することにある。

特に、本発明の目的は、装置を大型化したり一層複雑化させることなく、パリソンの殺菌が実行可能であるような、プラスチック材料製のパリソンからレセプタクルのモールド成形を行うモールド成形装置、及び、モールド成形マシーンを提供することにある。

本発明の他の目的は、全体の作業時間を増大させることなく、パリソンを殺菌する工程を有する、プラスチック材料製のパリソンからレセプタクルのモールド成形を行うモールド成形方法を提供することにある。

前述の技術的課題及び目的は、添付のクレームの１つあるいは複数に記載の技術的特徴を有する、プラスチック材料製のパリソンからレセプタクルのモールド成形を行うモールド成形装置、モールド成形方法、及び、モールド成形マシーンにより実質的に達成される。

図１は、本発明に係るパリソンからレセプタクルを得る本発明に係るモールド成形デバイスの断面図である。 図２は、本発明に係る、プラスチック材料製のパリソンからレセプタクルのモールド成形を行うモールド成形マシーンの一部の透視図である。 図３は、モールド成形方法の３つのステップにおける、パリソン及び図１に示すデバイスの一部（引き伸ばしロッド）を示す第１の側面図である。 図４は、モールド成形方法の３つのステップにおける、パリソン及び図１に示すデバイスの一部（引き伸ばしロッド）を示す第２の側面図である。 図５は、モールド成形方法の３つのステップにおける、パリソン及び図１に示すデバイスの一部（引き伸ばしロッド）を示す第３の側面図である。 図６は、モールド成形されたレセプタクルを示す図である。 図７は、図１に示すデバイスの詳細を示す図であり、正面から見た一部断面図である。 図８は、図１に示すデバイスの詳細を示す図であり、下側から見た内部透視図である。

図面に示すように、１は、プラスチック材料のパリソン３から製造開始するレセプタクル２のモールド成形マシーンを示す。
具体的には、各パリソン３は、中央が管状の本体及びモールドプロセスに供されない口部により構成される。

モールド成形マシーン１は、複数のモールド成形ステーション４を有する。各モールド成形ステーション４には、モールド成形デバイス１０が対応して設置されている。ここに記載及び図示する実施形態においては、モールド成形マシーン１は、回転式の形態である。他の実施形態としては、モールド成形マシーン１は直線状の形態である。

モールド成形デバイス１０は、パリソン３を囲んで係合する作動状態に少なくとも供されることとなるモールド（型）５を有する。モールド５は、２つのハーフ分割部（１／２構造部分）６により構成される。その２つのハーフ分割部６は、相互に、モールド５が作動状態にある時の閉じた位置と、モールド成形されたレセプタクル２の取り出しに対応してモールド５が休止状態にある時の開いた位置との間を移動可能である。

具体的には、モールド５が作動状態にある時、２つのハーフ分割部６は、パリソン３のためのハウジングキャビティ７が規定されるように、相互に近接された状態とされる。反対に、モールド５は休止状態にある時、２つのハーフ分割部６は、モールド成形されたレセプタクル２の取り出しが可能なように、相互に離れた状態とされる。

ここに記載及び図示する実施形態においては、モールド５は、ワレット（２つ折りの札入れ）タイプのモールドである。すなわち、ハーフ分割部６は、共通のヒンジ軸においてヒンジ（蝶番）により動くように設置されており、これらは、その共通の軸の周りを回転するように構成されている。他の実施形態としては、モールド５はクロコダイルタイプあるいは直線状のモールドである。

モールド成形デバイス１０には、引き伸ばしロッド８が設置されている。引き伸ばしロッド８は、パリソン３を引き伸ばすように漸進的にパリソン３の中に挿入することができる。

モールド成形デバイス１０は、パリソン３の口部に装着されるシール１５を有する。図７及び図８からわかるように、引き伸ばしロッド８はシール１５を横断し（内部を通過し）、シール１５との間に、パリソン３の内部に噴射される圧縮空気（加圧空気）の流路である環状の空洞部９を形成する。引き伸ばしロッド８は、その第１の端部８ａに、パリソン３方向を指向するノズル１１を保持する。ここに記載及び図示する実施形態においては、ノズル１１は、穴が開けられた半球状部材１１ａを有する。

モールド成形デバイス１０は、もとは、引き伸ばしロッド８の内部に放射線を放射するのに適切な放射線発生装置１２を少なくとも有する。具体的には、放射線発生装置１２は、引き伸ばしロッド８の第２の端部８ｂに配置される。放射線は、引き伸ばしロッド８を通過し、モールド５が作動状態にある時にノズル１１から出て、パリソン３の内部に入り、その殺菌（消毒）のために内壁に照射される

放射線発生装置１２は、（例えば電子のような）直接電離放射線あるいはＸ線のような間接電離放射線の放射体（エミッター）であるか、あるいは、例えば、赤外線、紫外線あるいは可視光線のような非電離放射線の放射体（エミッター）である。放射線発生装置１２は、好適には、加速電子を放射する。

モールド成形デバイス１０は、放射線発生装置１２により放射される放射線のシールド手段（遮蔽手段）を有する。具体的には、シールド手段は、モールド５に一体化された第１のシールドエレメント１３、及び、引き伸ばしロッド８に一体化された第２のシールドエレメント１４を少なくとも含む。

第１のシールドエレメント１３は固定されているのに対して、第２のシールドエレメント１４は引き伸ばしロッド８の移動に追従するように、パリソン３からの入口及び出口において可動である。第１のシールドエレメント１３は、好適には、その内部を引き伸ばしロッド８が移動する第１の中空シリンダーにより構成され、第２のシールドエレメント１４は、第１の中空シリンダーの外側の側面をスライド移動可能な第２の中空シリンダーにより構成される。モールド５のハーフ分割部６は、都合のいい形態としては、シールド手段の一部である。

本発明に係るプラスチック材料のパリソンからのレセプタクルのモールド成形方法を以下に説明する。
まず最初は、モールド５は休止状態にある。すなわち、２つのハーフ分割部６は、予め高温にされたパリソン３を提供できるように開かれた状態にある。

パリソン３がモールド５の中に配置されると、２つのハーフ分割部６は相互に近接され、閉じた状態とされ、モールド５は作動状態に移行する。この時点で、引き伸ばしロッド８は、パリソン３の底部に到達するまで、漸進的にパリソン３の内部に導入される。同時に、空気が、シール１５と引き伸ばしロッド８との間に規定される環状の空洞部９の中に噴射され、空気は、パリソン３の内壁に到達する。

０．０５秒後に、予備的な吹き込み形成が開始され、空気圧は６バールと８バールとの間の値に達するまで増加される。予備的な吹き込み形成は、約０．１秒間行われる。
この後、空気の圧力は、約４０バールに達するまで再び上昇され、レセプタクル２のモールド成形が完了する（吹き込み成形により）。吹き込みは、約１．８秒間行われる。

本来は、放射線発生装置１２により照射された放射線が、引き伸ばしロッド８及びノズル１１を通過し、パリソン３を殺菌できるようにパリソン３のに照射される。放射線の照射は、モールドプロセスのいくつかの工程において、中断されることができるの好都合である。ノズル１１を介した放射線の照射は、好適には、同時に、引き伸ばしロッド８のパリソン３の中への漸進的な導入と同時に行うのが好ましい。ノズル１１を介した放射線の照射は、予備的な吹き込み形成の間、すなわち、圧力が６バール〜８バールの間の値を示している時に起きる。放射線の照射は、完全な吹き込み形成の前、すなわち、空気圧が約４０バールに向かっている途中に中断するのが好ましい。

レセプタクル２が最終的にモールド成形されたら、圧縮空気は廃棄され、引き伸ばしロッド８はモールド成形されたレセプタクル２から漸次的に引き抜かれる。ノズル１１を介した放射線の照射は、モールド成形されたレセプタクル２の内部が２バール以下の圧力となった時に再開される。

モールド成形工程が終了したら、ハーフ分割部６は相互に離れた状態とされ、モールド成形されたレセプタクル２は、取り出し可能となり、充填ステーション（図示しない）に送られる。

上記記述から、本発明に係る、プラスチック材料製のパリソンから得られるレセプタクルのモールド成形デバイス、モールド成形方法及びモールド成形マシーンの特徴は、本願発明の利点とともに明確に理解されたものである。

具体的には、モールド成形デバイスは放射線発生装置を有し、放射線は引き伸ばしロッド及びノズルの中で運ばれるという事実の結果、パリソン３はモールドの内部において殺菌される。そのためハーフ分割部６は、ノズルによって照射される放射線を遮蔽する。このように、殺菌は、追加の構造上のコンポーネントを準備したくなることの必要性を回避することができる。実際、引き伸ばしロッド８、ノズル１１及び型が使用されるのみである。

また、殺菌工程を予備的な吹き込み成形工程に重ねているので、処理時間の増加を回避することができる。

また、提案したモールド成形方法は、吹き込み成形サイクルのパラメータに従って、極めて汎用性の高いものである。例えば、吹き込み成形の間、（高圧となり）放射線の照射は実質的に効果がないため、殺菌は、中止され、その後、レセプタクルから引き伸ばしロッドを引き抜く間に再開され完了される。

また、殺菌は、モールドの区画に限られるため、殺菌のためのブローの実現の必要性はもはや必要ない。

また、放射線の使用は、化学薬品あるいは残留物の除去に係るコストを削減することを可能にする。

また、提案のデバイスは、パリソンの壁の殺菌速度が速い直接電離放射線、あるいは、速度よりも浸透深さが優れている間接電離放射線を使用しているので、極めて汎用性の高いものである。

さらに、殺菌工程の間に電子とともに生成されるオゾンは、吹き込み成形の為に要求される加圧空気を流用することにより容易に排除することができる。

Claims (10)

1. プラスチック材料製のパリソン（３）からレセプタクル（２）の吹き込み成形をするモールド成形デバイス（１０）であって、
   作動状態に少なくとも供され、当該作動状態において前記パリソン（３）を囲んで係合する前記パリソン（３）のためのモールド（５）、
   前記パリソン（３）を引き伸ばすために当該パリソン（３）の中に漸進的に挿入可能な引き伸ばしロッド（８）であって、前記パリソン（３）に向かう第１の端部（８ａ）にノズル（１１）を有する引き伸ばしロッド（８）を有し、
   さらに、放射線を前記引き伸ばしロッド（８）の中に放射するのに適切な少なくとも１つの放射線発生装置（１２）を有し、前記放射線は、前記モールド（５）が作動状態にある時に、前記ノズル（１１）から出て殺菌の為に前記パリソン（３）の内壁に照射されることを特徴とするモールド成形デバイス（１０）。
2. さらに、前記放射線発生装置（１２）により放射される放射線のシールド手段を有し、前記シールド手段は、前記モールド（５）に一体化された第１のシールドエレメント（１３）、及び、前記引き伸ばしロッド（８）に一体化され前記第１のシールドエレメント（１３）に対して相対的に移動可能な第２のシールドエレメント（１４）を少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載のモールド成形デバイス（１０）。
3. 前記ノズル（１１）は、穴が開けられた半球状部材（１１ａ）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモールド成形デバイス（１０）。
4. 前記放射線発生装置（１２）は、直接電離放射線、間接電離放射線あるいは非電離放射線の放射体（エミッター）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモールド成形デバイス（１０）。
5. 複数のモールド成形ステーション（４）を有し、プラスチック材料製のパリソン（３）からレセプタクル（２）をモールド成形するモールド成形マシーン（１）であって、
   前記各モールド成形ステーション（４）には、請求項１〜４のいずれかに記載のモールド成形デバイス（１０）が対応して設置されていることを特徴とするモールド成形マシーン（１）。
6. プラスチック材料製のパリソン（３）からレセプタクル（２）をモールド成形するモールド成形方法であって、
   前記パリソン（３）をモールド（５）の内側に配置するステップと、
   引き伸ばしロッド（８）を前記パリソン（３）の中に底に届くまで漸進的に導入するステップと、
   加圧空気を前記パリソン（３）の中に噴射するステップとを有し、
   さらに、前記パリソン（３）の内壁を殺菌するために、放射線を前記引き伸ばしロッド（８）を介して前記パリソン（３）方向に照射させるステップを有することを特徴とするモールド成形方法。
7. 前記パリソン（３）の中に噴射される前記空気の圧力を、６バールと８バールとの間の値に到達するまで加圧するステップと、
   前記レセプタクル（２）のモールド成形を完了するために、前記パリソン（３）の中に噴射される前記空気の圧力を４０バールに加圧するステップと、
   モールド成形された前記レセプタクル（２）から空気を排出するステップと、
   モールド成形された前記レセプタクル（２）から漸進的に前記引き伸ばしロッド（８）を引き抜くステップと
   をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のモールド成形方法。
8. 前記放射線を前記引き伸ばしロッド（８）を介して照射する前記ステップは、前記引き伸ばしロッド（８）を前記パリソン（３）の中に漸進的に導入する前記ステップと同時に行うことを特徴とする請求項６又は７に記載のモールド成形方法。
9. 前記放射線を前記引き伸ばしロッド（８）を介して照射させる前記ステップは、前記パリソン（３）の中に噴射される前記空気の圧力を６バールと８バールとの間の値に到達するまで加圧する前記ステップとオーバーラップして行われ、前記空気の圧力を４０バールに加圧する前記ステップの前に中断されることを特徴とする請求項８に記載のモールド成形方法。
10. 前記放射線を前記引き伸ばしロッド（８）を介して照射させる前記ステップは、モールド成形されたレセプタクル（２）の内部が２バールより小さい圧力となった時に再開され、前記引き伸ばしロッド（８）を前記レセプタクル（２）から引き抜く前記ステップの間継続されることを特徴とする請求項９に記載のモールド成形方法。
    

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