JP2013504456A - 容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器を成形するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理をする装置を提供する。
【解決手段】容器を成形するために、プラスチック素材のパリソン（３）にブローおよび延伸処理をする装置（１）であって、
パリソン（３）の挿入口（３ａ）に適合する第一端部（４ａ）を有し、前記第一端部（４ａ）はパリソン（３）にブロー処置がなされるコンタミネーションが制御された環境空間（５）内に配置されている、ブローノズル（４）と、
延伸ロッド（２）と、
パリソン（３）内に中および高圧のエアーを注入する手段と、
ブローノズル（４）の第二端部（４ｂ）に固定され、延伸ロッド（２）の少なくとも一部を収容するチャンバー（８）を規定する非磁性物質からなるチューブ状のケース（７）であって、前記チャンバー（８）は汚染領域（２２）から密閉されているため延伸ロッド（２）全体が汚染領域（２２）と接触しない、前記チューブ状のケース（７）と、
互いに結合している第一マグネット配列（９）および第二マグネット配列（１０）であって、前記第一マグネット配列（９）はチャンバー（８）外に配置され、前記第二マグネット配列（１０）は延伸ロッド（２）と一体化し、チャンバー（８）内に配置されている、前記第一マグネット配列（９）および前記第二マグネット配列（１０）と、
を有する装置（１）を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置に関する。

前記装置は、無菌技術を応用した瓶詰めの分野、例えば成形装置内などで、用いられる。

知られているように、無菌技術を応用した瓶詰めラインでは、コンタミネーション（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）を制御することが、充填される容器と、充填物と、容器の成形および充填が行われる環境空間と、において最も重要である。無菌技術を応用した瓶詰めラインにおいて、流動性を有する気体を的確に濾過して、制御された環境空間に導くことと、種々の領域において圧力を正確に管理することにより、望ましくない粒子の混入を制御することと、環境空間を正しく監視することと、Ｃ．Ｉ．Ｐ（Ｃｌｅａｎｉｎｇ−ｉｎ−Ｐｌａｃｅ）およびＳ．Ｉ．Ｐ（Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ−ｉｎ−Ｐｌａｃｅ）サイクルを正確に管理し適切な品質に保つことと、を確保することは実際、基本的なことである。瓶詰め工場内の環境空間のコンタミネーションを制御することは、１９９０年代の初頭に“クリーンルーム”、すなわち機械（例えばブロー機や充填機）が内側に設置されたコンタミネーションが制御された部屋、を採用することから始まった。

ブロー機は、パリソンおよび容器を収容するために開閉するブロー型を有する。容器は、パリソン内に中圧および高圧のエアーをブローし、さらにロッドで延伸することにより成形される。前記型の駆動部（ロッド、カム（ｃａｍｓ）、ローラー、作動装置（ａｃｔｕａｔｏｒｓ）など）は、油性物質で潤滑させる必要があり、結果として前記型の近くに、摩擦による汚れやごみの蓄積が生じる。それゆえに、環境空間が汚染される危険性が高くなる。

本発明者は、無菌技術を応用した瓶詰めラインに用いる新たな成形装置を先ごろ発明した。前記新たな成形装置は、成形機（すなわち回転式円形ブロー機）と、前記成形機の駆動部と、前記成形機を収容するためのコンタミネーションが制御された環境空間を定義するのに適した隔離装置とを有する。前記回転式機は、相対的に移動可能な２つのハーフポーションと、前記２つのハーフポーションと共に容器の底部を構成する底部要素と、からなるブックタイプの型を有している。駆動部（型専用の駆動部を含む）が、コンタミネーションが制御された環境空間の外に配置されている点は、特筆すべきである。特に、前記成形装置は、管状の本体を有しており、部分的にコンタミネーションが制御された環境空間の外に配置され、部分的にコンタミネーションが制御された環境空間の中に配置されており、駆動部の通路のための管状の孔を定義している。例えば、型を開閉するロッドは、対応する管状本体の内側で回転することにより、前記２つのハーフポーションを遠ざけたり近づけたりする。一方、底部要素を上下させるロッドは、対応する管状本体の内側で、その長軸に沿ってスライドすることにより、底部要素にハーフポーションを合わせたり離したりする。

前記新たな成形装置は、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う新しい装置の開発の必要性を提案している。実際、従来技術においては、ブローノズルがパリソンの口に取り付けられて、中圧および高圧のエアー（最大４０バール）が注入されていた。同時に、延伸ロッドが前記パリソンの口からパリソン内に挿入され、延伸ロッドの挿入はブローノズル自体により誘導されていた。

従来のブローおよび延伸技術の主な欠点は、隔離装置と共に使用するのに適していないことにある。実際に、前記新たな成形装置に用いる場合は、ブローノズルは、コンタミネーションが制御された環境空間と外部（汚染された）環境とを繋ぐ通路を構成する。さらに、延伸ロッドと共に、伸縮性を有するベローズを用いたその他の技術は、延伸ロッドおよびベローズの内壁の殺菌という課題を解決できない。実際に、液体および気体の殺菌物質による圧力が、結果的にベローズを変形させる。

このような状況から、本発明の基礎的な技術課題は、容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置を提供し、上記の従来技術の欠点を打開することである。

特に、本発明の目的は、延伸ロッドを容易に殺菌し、殺菌された状態を確実に保つことができる、容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置を提供することである。

本発明の他の目的は、環境空間中のコンタミネーションを望ましい水準下に保つことのできる、容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置を提供することである。

本発明のさらなる目的は、構造的にシンプル且つコンパクトな容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置を提供することである。

本発明のさらなる特徴と利点は、添付の図面に描かれているように、後述の容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置の好ましい実施形態の記載より、より明らかになるが、これらは何ら限定するものでも除外するものでもない。
図１は、本発明における容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置の斜視図である。 図２は、図１に示す装置の第一操作状態を表す正面図である。 図３は、図１に示す装置の第一操作状態を表す正面断面図である。 図４は、図１に示す装置の第二操作状態を表す正面図である。 図５は、図４に示す装置の第二操作状態を表す正面断面図である。 図６は、図１に示す装置の断面図であって、明快さのために一部が省略された図である。 図７は、図１に示す装置の一部の第一実施形態を示す断面図である。 図８は、図１に示す装置の一部の第二実施形態を示す断面図である。 図９は、パリソンに取り付けられた図１に示す装置の一部の断面図である。

図面において、１は、容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置を示す。装置１は、第一端部４ａおよび第二端部４ｂを有するブローノズル４を具備している。ブローノズル４は、部分的にコンタミネーションが制御された環境空間５内に配置され、そこでパリソン３にブロー処置が行われる。さらに、ブローノズル４は、部分的に汚染領域（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ ａｒｅａ）２２内に突出して配置されている。コンタミネーションが制御された環境空間５は、汚染領域２２から隔離装置（不図示）によって隔離、すなわち物理的に分離されている。コンタミネーションが制御された環境空間５内に突出して配置されたブローノズル４の第一端部４ａは、パリソン３の挿入口３ａに適合しやすい。図３および図５に示すように、ブローノズル４の第二端部４ｂは、汚染領域２２内に突出して配置されている。

装置１は、ブローノズル４を貫通する延伸ロッド２を具備している。特に、延伸ロッド２は、ブローノズル４の第一端部４ａから第二端部４ｂを通って、ブローノズル４内を貫通する。延伸ロッド２は、作動部６により、パリソン３の挿入口３ａを通ってパリソン３に挿入され、引き出される。

装置１は、ブローノズル４を介してパリソン３内に中圧および高圧のエアーを注入する手段（不図示）を有している。前記注入手段には、一般的な電磁弁（solenoid valves）が含まれており、通常１５バールまでの中圧エアーおよび通常４０バールまでの高圧エアーを注入する。

装置１は、ブローノズル４の第二端部４ｂに固定されたケース７を有していて、延伸ロッド２の少なくとも一部を収容するチャンバー８を定義している。特に、図２〜図５に示すように、ケース７全体が汚染領域２２内に配置されている。チャンバー８は汚染領域２２から密閉されているため、延伸ロッド２全体が汚染領域２２と接触しない。実際、延伸ロッド２は、部分的にチャンバー８内に配置され、部分的にブローノズル４内に突出して配置されており、パリソン３内にも配置され得るが、汚染領域２２からは分離するよう保たれている。作動部６はコンタミネーションが制御された環境空間５の外に配置されており、汚染領域２２内にある。好ましくは、チャンバー８が、コンタミネーションが制御された環境空間５からも密閉されている。

非磁性物質（ステンレス鋼など）製のケース７は、チューブ状に形成され、あらかじめ定められた方向ｄ（図３および４参照）に伸びている。好ましくは、チューブ７の第一端部７ａが、密閉用ガスケットを具備するキャップ３１で閉じられる。チューブ７の第二端部７ｂは、前記第一端部７ａの反対側に位置し、ブローノズル４の第二端部４ｂに固定されている。

作動部６は第一マグネット配列９を有しており、前記第一マグネット配列９は、チャンバー８内に配置され延伸ロッド２に結合された第二マグネット配列１０と磁気作用により結合している。第一マグネット配列９は、永久磁石であっても、電磁石であっても良い。

第二マグネット配列１０は、チャンバー８内で移動可能に配置され、延伸ロッド２を動かすピストン１２により保持されている。特に、ピストン１２は、チューブ７の内面を滑るリング３０を有している。本実施形態（図７などを参照）において、ピストン１２は２つのスライドリング３０を移動させる。スライドリング３０は、たとえば、プラスチック材料で作られる。第二マグネット配列１０は、チューブ状のケース７の内面から一定の距離を保って保持される。

作動部６は、第一マグネット配列９を保持し、あらかじめ定義された方向ｄに沿ってスライド可能にチューブ７上に設置されるスリーブ１１を有する。第一マグネット配列９は、チューブ７の外面から一定の距離を保って保持される。

好ましくは、第一マグネット配列９が、非磁性の外部環状スペーサーにより隔てられている外部環状マグネットを少なくとも２つ具備している。外部環状マグネットおよび外部環状スペーサーは、チューブ７を取り囲んでいる。

好ましくは、第二マグネット配列１０が、非磁性の内部環状スペーサーにより隔てられている内部環状マグネットを少なくとも２つ具備している。内部環状マグネットおよび内部環状スペーサーは、チューブ状のケース７により取り囲まれている。

装置１は、チャンバー８内を洗浄し殺菌する物質を導入する導入口２６と、前記物質をチャンバー８から排出する排出口２７とを有している。好ましくは、導入口２６は、ブローノズル４の第二端部４ｂと連通し、更に、排出口２７は、キャップ３１と連通するように配置される。

第一実施形態では、スライドリング３０が溝（不図示）を有しているので、チューブ７の第一端部７ａと第二端部７ｂとの間にピストン１２が位置するときに、エアーおよび洗浄し殺菌する物質が前記溝を通り得る。

第二実施形態では、ピストン１２が少なくとも一つの導管（ダクト）２９を有しているので、チューブ７の第一端部７ａと第二端部７ｂとの間にピストン１２が位置するときに、エアーおよび洗浄し殺菌する物質とが導管２９を通り得る。例えば、図８に示すように、ピストン１２が、方向ｄに平行で、ピストン１２内を通る２つの導管２９を有している。

装置１は、チューブ７に沿って実質的に方向ｄに平行にスライドするように、前記スリーブ１１に動作可能に作用するガイドアセンブリ２８を有している。好ましくは、ガイドアセンブリ２８が、チューブ７に平行で、スリーブ１１内に設けられた対応する孔を通り抜ける、ガイドロッド２８ａおよび２８ｂを有している。各々のガイドロッド２８ａおよび２８ｂの端部は、キャップ３１に固定されていて、さらに、もう一方の端部はブローノズル４に固定されている。

作動部６は、キャリッジ２０がスライドバー２１に沿ってスライドするよう、前記キャリッジ２０に動作可能に作用する、空気圧シリンダー１９を有している。例えば、スライドバー２１は回転式スライドバー２１である。キャリッジ２０は、スリーブ１１と一体化している。好ましくは、キャリッジ２０とスリーブ１１とは、方向ｄに実質的に垂直にクリアランスが設けられるように、方向ｄで、ダイスライド３３を介して強固に固定されている。空気圧シリンダー１９は電動モーターを利用していても良い。

本発明における、容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置の機能を以下に記す。

前記コンタミネーションが制御された環境空間５はＣ．Ｉ．Ｐ．およびＳ．Ｉ．Ｐ．処理を行うことにより、バクテリア、汚れ、その他の汚染物質を減らす。ブローおよび延伸処理をする装置１は、例えば回転式円形ブロー機（不図示）内で使用される。

膨らまされるパリソン３は、コンタミネーションが制御された環境空間５内に、パリソン３の縦軸が方向ｄと平行になるように配置されている。本実施形態では、パリソン３の注入口３ａ、すなわちパリソン３の入り口は、下向きに配置されている。しかし、パリソン３の注入口３ａは上向きに配置されていても良い。

予め熱せられたパリソン３は、前記円形機により保持されている、開放状態の型の２つのハーフポーションの間に挿入される。前記２つのハーフポーションが徐々に近づくと同時に、型の底部要素と前記２つのハーフポーションとが合わされる。一端閉じると、型はロックされる。

ブローノズル４の第一端部４ａはパリソン３の挿入口３ａに適応される。始めに、装置１は第一操作状態（図２および３）、すなわち、キャリッジ２０およびスリーブ１１がチューブ７の第一端部７ａの付近に位置している。第一マグネット配列９と第二マグネット配列１０との間の磁気的結合により、ピストン１２もチューブ状のケース７の第一端部７ａに位置している。

注入手段は、ブローノズル４を介して、中圧エアーをパリソン３内に送る。したがってパリソン３の直径が大きくなる。同時に空気圧シリンダー１９が、キャリッジ２０をスライドバー２１に沿ってスライドさせる。スリーブ１１は、キャリッジ２０と一体化していて、チューブ７上を方向ｄに沿って第一端部７ａから第二端部７ｂへとスライドする。スリーブ１１のスライドは、ガイドロッド２８ａおよび２８ｂによって誘導される。第一マグネット配列９と第二マグネット配列１０との間の磁気的結合により、ピストン１２のスライドリング３０は、チューブ７の内面でスライドする。このようにして装置１は、図４および５に示す第二操作状態に達する。ピストン１２の移動中、ピストン１２のスライドリング３０の溝またはダクト２９内をエアーが通る。延伸ロッド２は、ピストン１２と一体化していて、パリソン３の注入口３ａ内を通り、パリソン３内に挿入される。延伸ロッド２は、パリソン３内にパリソン３の全長に渡って除々に挿入される。したがってパリソン３は、その縦軸に沿って延伸される。

キャリッジ２０はローラー３２を具備している。前記円形機に一体化したカム１７と係合するようにして、前記ローラー３２は回転する。挿入/引き抜き運動時の延伸ロッド２の速さおよび加速度は、ローラー３２とカム１７との間のカップリングにより規定される。

その後、注入手段がブローノズル４を介してパリソン３内に高圧のエアーを送る。それによりパリソン３が型の内壁に付着し、容器が得られる。同時に、好ましくはローラー３２とカム１７とのカップリングにより、キャリッジ２０がスライドバー２１に沿って逆方向にスライドする。キャリッジ２０と一体化したスリーブ１１は、チューブ７の上を、方向ｄに沿って、第二端部７ｂから第一端部７ａへとスライドする。第一マグネット配列９と第二マグネット配列１０との間の磁気的結合により、ピストン１２のスライドリング３０は、チューブ７の内面をスライドする。ピストン１２と一体化した延伸ロッド２は、除々にパリソン３から引きぬかれる。

容器内が一定時間、高圧に保たれるため、前記容器は強化される。

装置１のチャンバー８は、ブローノズル４の第二端部４ｂと通じている導入口２６から殺菌物質を導入することにより、作動中に殺菌される。前記殺菌物質は、ピストン１２のスライドリング３０の溝またはダクト２９内を流れ、キャップ３１に配置された排出口２７から排出される。

以上の記載から、本発明による、容器を取得するために、プラスチック素材のパリソンにブローおよび延伸処理を行う装置の特徴およびその利点が明瞭となる。

特に、延伸ロッド２が汚染領域２２から密閉されているチャンバー８内に収容されているので、前記延伸ロッド２を容易に清浄化および殺菌し、殺菌された状態を確実に保つことができる。

さらに、作動部がコンタミネーションが制御された環境空間の外に配置されているので、作動部の上に蓄積された汚れ（ほこり、潤滑油）が、パリソン３にブロー処置がなされる環境に影響を及ぼすことはない。したがって、容易に、コンタミネーションを望ましいレベル内に保つことができる。

さらに、二つの結合されたマグネット配列を用いることにより、ブローおよび延伸処理をする装置の構造が、従来技術に比べ、単純化された。

最後に、ピストン内に設けられた溝またはダクトによって、チューブが、エアーまたは殺菌物質（液体および気体）により及ぼされる圧力の影響を受けることがない。

Claims (15)

1. 容器を取得するために、プラスチック素材のパリソン（３）にブローおよび延伸処理を行う装置（１）であって、
   パリソン（３）の挿入口（３ａ）に適合する第一端部（４ａ）を有し、前記第一端部（４ａ）は前記パリソン（３）にブローが行われるコンタミネーションが制御された環境空間（５）内に突き出して配置され、前記コンタミネーションが制御された環境空間（５）は汚染領域（２２）から隔離されている、ブローノズル（４）と、
   前記ブローノズル（４）内を貫通する延伸ロッド（２）と、
   前記延伸ロッド（２）を、前記挿入口（３ａ）を通って、前記パリソン（３）の内部／外部に挿入し／引き出す作動部（６）と、
   前記ブローノズル（４）を介して前記パリソン（３）に中圧および高圧のエアーを注入する手段と、を有していて、
   前記ブローノズル（４）の第二端部（４ｂ）に固定され、前記延伸ロッド（２）の少なくとも一部を収容するチャンバー（８）を規定するケース（７）を有し、
   前記チャンバー（８）は前記汚染領域（２２）から密閉されているため、前記延伸ロッド（２）全体が前記汚染領域（２２）と接触せず、
   前記作動部（６）は前記コンタミネーションが制御された環境空間（５）の外に配置されている装置（１）。
2. 前記チャンバー（８）は、前記コンタミネーションが制御された環境空間（５）から密閉されている請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記作動部（６）は、第二マグネット配列（１０）に磁気的に結合する第一マグネット配列（９）を有していて、
   前記第二マグネット配列（１０）は前記チャンバー（８）内に配置され、前記延伸ロッド（２）と一体化していて、
   前記ケース（７）は非磁性物質からなる請求項１または２のいずれかに記載の装置（１）。
4. 前記ケース（７）は、チューブ状で、あらかじめ定められた方向（ｄ）に伸びている請求項３に記載の装置（１）。
5. 前記作動部（６）がさらに、前記第一マグネット配列（９）を保持し、前記チューブ状のケース（７）上で前記方向（ｄ）に沿ってスライドするよう設置されたスリーブ（１１）を有していて、
   前記第二マグネット配列（１０）は、ピストン（１２）に保持されており、前記ピストン（１２）は、前記チャンバー（８）内で移動可能に配置され、前記延伸ロッド（２）を軸受支持する請求項４に記載の装置（１）。
6. 前記第一マグネット配列（９）は、少なくとも２つの外部環状マグネットを有し、少なくとも２つの前記外部環状マグネットは、非磁性の外部環状スペーサーにより分割され、前記外部環状マグネットと前記外部環状スペーサーとにより前記チューブ状のケース（７）を取り囲むようになっているいる請求項４または５のいずれかに記載の装置（１）。
7. 前記第二マグネット配列（１０）が、少なくとも２つの内部環状マグネットを有し、少なくとも２つの内部環状マグネットは、非磁性の内部環状スペーサーにより分割され、前記内部環状マグネットと前記内部環状スペーサーとが前記チューブ状のケース（７）により取り囲まれている請求項４〜６のいずれかに記載の装置（１）。
8. 前記チャンバー（８）内を清浄化および殺菌する物質を導入する導入口（２６）と、前記物質を前記チャンバー（８）から排出する排出口（２７）とをさらに有する請求項４〜７のいずれかに記載の装置（１）。
9. 前記ピストン（１２）が少なくとも一つの導管（２９）を有し、前記チューブ状のケース（７）の第一端部（７ａ）と第二端部（７ｂ）との間の途中位置に前記ピストン（１２）が位置するときに、エアーと清浄化および殺菌する物質とが前記少なくとも一つの導管（２９）を通り得る請求項５〜８のいずれかに記載の装置（１）。
10. 前記ピストン（１２）が、前記チューブ状のケース（７）の内面をスライドするリング（３０）を有していて、
    前記第二マグネット配列（１０）が前記内面から所定の距離を保っている請求項５〜８のいずれかに記載の装置（１）。
11. 前記スライドリング（３０）が溝を有し、前記チューブ状のケース（７）の第一端部（７ａ）と第二端部（７ｂ）との間の途中位置に前記ピストン（１２）が位置するときに、エアーと清浄化および殺菌する物質とが前記溝を通り得る請求項１０に記載の装置（１）。
12. 前記チューブ状のケース（７）に沿って、前記スリーブ（１１）が実質的に前記方向（ｄ）と平行にスライドするように、前記スリーブ（１１）に動的に作用するガイドアセンブリ（２８）をさらに有している請求項５〜１１のいずれかに記載の装置（１）。
13. 前記ガイドアセンブリ（２８）が、前記チューブ状のケース（７）に平行なガイドロッド（２８ａ）および（２８ｂ）を有し、これらガイドロッド（２８ａ）および（２８ｂ）が前記スリーブ（１１）に設けられた対応する孔を通り抜けるようになっている請求項１２に記載の装置（１）。
14. 前記作動部（６）は、キャリッジ（２０）がスライドバー（２１）に沿ってスライドするよう、前記キャリッジ（２０）に動的に作用する空気圧シリンダー（１９）をさらに有していて、
    前記キャリッジ（２０）は前記スリーブ（１１）と一体化している請求項５〜１３のいずれかに記載の装置（１）。
15. 前記キャリッジ（２０）および前記スリーブ（１１）は、前記方向（ｄ）に実質的に垂直にクリアランスを設けるようにして、ダイスライド（３３）により前記方向（ｄ）に固定されて連結している請求項１４に記載の装置（１）。

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