JP6967663B2 - 熱可塑性材料から容器を製造するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性材料から容器を製造するための特許請求の範囲の請求項１の前提部分に従う方法、及び、請求項８の前提部分に従うブロー機械に関するものである。

例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォーム（予成形体）といった熱可塑性材料製のプリフォームからブロー形成によって容器を製造することは既に知られおり、その際、プリフォームはブロー機械（ブローマシン）の内部で異なる加工ステーションに供給される（特許文献１）。通常ブロー機械は、プリフォームを調温或いは熱的に調整するための調温装置、並びに、少なくとも１つの変形ステーションとも称されるブローステーション、を備えたブロー装置を有している。当該ブローステーションの領域では、前もって調温されたそれぞれのプリフォームが容器へと膨張（拡張）される。膨張は、形成流体又は圧力媒体としての圧力ガス（通常、圧縮空気）を用いて行われ、当該圧力ガスは形成圧で膨張されるべきプリフォーム内へと導入される。プリフォームをそのように膨張させる場合のプロセス工学的な経過は例えば特許文献１で詳説されている。ブローステーションの基本的な構造は、例えば特許文献２に記載されている。プリフォームの調温の実現性については例えば特許文献３で詳説されている。その際、調温及び熱的な調整としては、プリフォームがブロー成形にとって適切な温度まで加熱され、また場合によっては、例えば製造される容器の輪郭に適合された温度プロフィールがプリフォームに対してもたらされることとして理解される。追加的に延伸ロッドを用いて、プリフォームから容器をブロー形成することも同様に既知である。

従来技術からは、特にはボトルの型内で、熱的に調整された或いは調温された複数のプリフォームから複数の容器を製造すること、またその際、同時に液状の充填物で充填することも知られている。その際、プリフォームを膨張させるため或いは容器を型で形成するために、充填物は液圧的な形成流体或いは圧力媒体として形成充填圧で供給され、その結果、それぞれのプリフォームの充填と同時に容器へ変形される。この場合変形が延伸ロッドを使用することで促進されることも知られている。それぞれの容器の成形及び充填が同時に行われるその種の方法は、液圧的変形法又は液圧的容器形成とも称される。対応する複数の装置は、形成充填設備又は形成充填機械とも称される。

充填物そのものによってプリフォームから容器を成形する場合、すなわち、充填物を液圧的な圧力媒体として用いる場合、容器の成形及び充填のためには、ただ１つの機械のみが必要となるが、当該機械はそのためにより複雑な構成を有する。その種の機械の例は、特許文献４に示されている。別の例は特許文献５に示されている。

複数の変形ステーションを有する１つの装置を用いる容器形成の際には、重要な品質要求は、複数の異なる変形ステーションを用いて可能な限り同一な容器を製造することであり、それらの容器は互いに、容器壁部の材料分布のようなそれらの容器の特性に関して、差異を有していないか、又は、狭い公差限度内の差異のみを有している。変形プロセスに影響を与えるそれぞれの変形ステーションの構成部材又は構成グループは、容器の特性に対して本質的な影響を与える。変形プロセスに対して影響を与えるその種の複数の構成グループは、制御可能な複数の弁や、存在する限りにおいては、延伸ロッドであり、それらの弁を用いることで形成流体は圧力下においてプリフォーム内へ流入され、また、当該延伸ロッドは延伸及び案内のためにプリフォーム内へ入れられる。その際既に、変形ステーション間のプロセスに関連する特性の僅かな差異が、異なる変形ステーションを用いて製造された容器の壁厚分布に関する阻害的で大きな差異を導く可能性が存在する。そのようなプロセスに関連する特性は例えば、弁の開閉挙動又は延伸ロッドの異なる軸受摩擦である可能性がある。それらによる差異にして異なる変形ステーションにおける容器変形のプロセス経過中の差異は従って、複数の変形ステーションの関連するそれぞれの構成グループの間の部材特性に関する差異に起因するものとみなされ得る。

特には変形ステーションの制御可能な弁のような形成プロセスを決定づける複数の変形ステーションのそれぞれの部材が、既に製造に起因して特定の公差限界に関して固有の部材特性を有していることが問題である。弁の部材特性は例えば、制御デバイスの切り替えパルス（スイッチングインパルス）に対する弁の固有の個々の反応時間である。例えば異なる変形ステーションの複数の弁の間の切り替え特性の差を可能な限り僅かに保つために、使用される弁は通常可能な限り高い精度で製造されるが、その目的はそれにより弁の製造に関して非常に狭い公差制限を維持すること、また従って、近似的に同一の弁を獲得することである。構成部材特性に関する差異を避けるために、延伸ロッドや関連する保管系や駆動系のような形成プロセスを本質的に特定する通常の構成グループも適した精度で製造される。構成グループの製造に関する高い精度は費用がかかりまた対応的に高価である。

これ関しては更に、個々の構成部材又は構成グループを非常に高い精度で製造する場合でさえ、同一の構成部材又は構成グループの異なる劣化挙動が起こり得ること、また従って、異なる変形ステーションを用いて製造された容器の間で、試用期間に渡って増加する相違に対して、異なる消耗状態が起こり得ることが加わる。

ＤＥ ４３ ４０ ２９１ Ａ１ ＤＥ ４２ １２ ５８３ Ａ１ ＤＥ ２３ ５２ ９２６ Ａ１ ＵＳ ７，９１４，７２６ Ｂ２ ＤＥ １０ ２０１０ ００７ ５４１ Ａ１

本発明の基礎となる課題は、容器を製造するための方法及び装置であって、異なる変形ステーションを用いて製造される容器の間の相違（不一致）を可能な限り僅かに維持することが可能な方法及び装置を提供することである。

この課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴を有する方法、及び、同じく請求項８の特徴を有する装置によって、解決される。有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明に従い、熱可塑性材料製のプリフォームから容器を製造するための方法は、少なくとも１つの調温装置及び少なくとも２つの変形ステーションを備える変形装置を有するブロー機械を用い、プリフォームは調温装置を用いて設定された第１の制御パラメータに基づいて調温され、調温されたそれぞれのプリフォームは複数の変形ステーションのうちの１つを用いて設定された第２の制御パラメータに基づいて容器へと変形され、第２の制御パラメータのうち少なくとも１つが複数の変形ステーションのそれぞれに対して個別に設定される。

一般に、第１の制御パラメータは頻繁に加熱パラメータとも称される。これらのパラメータは例えば、調温装置内の加熱放射装置又は加熱放射装置の一群に対する出力パラメータ又は温度パラメータである。その他の可能な第１の制御パラメータは例えば、調温装置内でプリフォームの表面冷却を行うための送風機（ブロワ）に対する出力パラメータ又は回転数パラメータである。

本発明に従う第２の制御パラメータは、ブローパラメータとも称される。それは例えば延伸ロッドに対する制御パラメータであり、そこには出力又は回転数パラメータ、速度パラメータ、又はパスタイムパラメータも含まれる一方でそれらに限定されるものではない。別の例示的な第２のパラメータは、ブロー流体の供給に関係しており、例えば弁に対する切り替えパラメータ又は位置パラメータ、又は、圧力流体源に対する圧力パラメータに関係している。

この場合、第１の制御パラメータ及び第２の制御パラメータの現存するリストは、本発明の枠内で明確に典型的に理解されるが、それに限定されるものではないと理解される。

本発明の枠内では、制御パラメータは特には以下のような値及び／又は信号である、即ち、本方法に関連する構成要素及び／又は構成グループを制御又は調整するために、上位の機械制御部及びそれぞれの構成要素／構成グループの間で交換され得る値及び／又は信号である。

通常、ブロー機械の個別の変形ステーションを駆動制御するための制御パラメータは、包括的に、即ち全ての変形ステーションに対して同一に設定されるので、その結果、個々の変形ステーションは同一の制御命令を受ける。そのような制御命令は例えば、弁の開閉のための切り替え命令であり得る、又は、延伸ロッド駆動部の作動（アクティベート）又は非作動（デアクティベート）のための切り替え命令であってもよい。変形ステーションが周方向に分布して１つの加工ホイール上に配設されている循環機械においては、制御パラメータに依存する制御命令は通常時間的にずれて、特には駆動ホイールの周回速度に依存して、例えば個々の変形ステーションの弁又は延伸ロッド駆動部といったそれぞれの構成グループに与えられる。

容器製造機械の個々の変形ステーションの間に構造的な又は機能に関する差異が存在しない理想的な条件下では、制御パラメータの包括的な設定は、それぞれの変形ステーション内での同一の容器形成プロセスを導き、また従って、同一の容器特性を有する同一の容器を導く。しかしながら実際の条件下では、個々の変形ステーションの間には、別々の変形ステーション内に異なる容器形成プロセスを導く差異が存在する。異なる変形ステーションを用いて製造された容器は、従って異なる容器特性を有する。しかしながら、特には非常に薄い壁部を有する容器においては、又は、複雑な成形形状を有する容器においては、往々にして所望の相違は制御パラメータを包括的に調整することでは維持され得ない。

従って本発明に従い、弁又は延伸ロッド駆動部といった変形プロセスへ影響を与える構成グループを駆動制御するための複数の制御パラメータのうち少なくとも１つをステーションごとに（個々のステーションに応じて）設定することが提案される。本発明に従う制御パラメータのステーション特有の個別の設定は、複数の変形プロセスのうちそれぞれ個別の変形ステーションに適合された個別の構成グループ又は構成要素の駆動制御を可能とし、これは、異なる変形ステーションを用いて製造される容器の間の容器品質に関する不一致を減少するための明らかに改善された選択肢を導くものである。

その際、本発明の枠内では、全ての第２の制御パラメータは、即ち特には変形ステーション内で進行する変形プロセスに対して影響を与える全ての制御パラメータは、ステーション毎に設定され得る。しかしながら、いくつかの制御パラメータに対しては、本発明のこの実施形態は、機械構造上著しく多くの費用を必要とする。

本発明の基本的な思想を妨害することなく、本発明の枠内では従って、個々の第２の制御パラメータは、ステーションに関して包括的にも、即ち、複数の変形ステーションのそれぞれのグループに対して、又は、全ての変形ステーションに対して、設定され得る。ステーションに関して包括的（ステーション包括的）な設定のためには特には、設定された圧力レベルの形成流体を提供するためのコンプレッサ及び／又はスロットル弁といった構成要素又は構成グループにして、それぞれ複数の又は全ての変形ステーションに割り当てられている構成要素又は構成グループのための、制御パラメータが適している。

同様に、それぞれ個別の変形ステーションに設けられている構成要素又は構成グループに対する制御パラメータの一部がステーションに関して包括的に設定される実施形態も、本発明に含まれる。例えば、複数の変形ステーションの延伸駆動部用の制御パラメータをステーション包括的に設定すること、そして、複数の変形ステーションの弁用の制御パラメータをステーション毎に設定することも考えられる。従って、簡潔な制御が保証され、又、延伸運動及びブロー流体供給の時間的な協働のステーションごとに適切な最適化も同様に保証される。

１つのブロー機械に対する複数の制御パラメータのこのステーションごとに個別の設定が請求される。その際見かけ上は、複数のプリフォームが個々の変形ステーションにて空圧的に、即ちガス状の形成流体を導入して、容器へと変形される従来の（エア）ブロー機械について念頭に置かれている。本発明の枠内では、プリフォームが液圧的に、即ち液状の形成流体を導入して容器へと変形される形成充填装置もまたブロー機械として理解され得る。その際通常は、液状の形成流体は容器内に留まる充填物である。両方の機械タイプは、変形ステーションに例えば弁や延伸ロッドといった構成グループ又は構成部材を有しており、それらも同様に製造上引き起こされる差異を含んでおり、また従って制御パラメータの形成ステーションごとの個別の設定も考慮される。

従って、個別の制御パラメータ又はステーションに特有の制御パラメータを設定することによって個別の変形ステーションを個々のステーションごとに個別に駆動制御することは、簡潔な様態で、変形ステーションをステーションごとに適合させること、また従って、特定の変形ステーションを用いて製造された容器の容器特性を調整すること、を可能とする。従って、異なる変形ステーションを用いて製造された容器の間での容器品質に関する相違が小さくされ得る。

好ましい構成においては、完成した容器の少なくとも１つの特性が計量的に検出されること、及び、検出された特性を考慮して関連する容器を形成するために用いられる変形ステーションのための個別の第２の制御パラメータが適切に設定されることが考慮されており、その目的は、所望の容器仕様に関する後に同じ変形ステーション内で形成される容器のための関連する特性に対して影響を与えることである。

特には容器壁部の材料分布又は容器の特定の壁部部分での壁厚のような特性を計量的に検出することに伴い、特定の変形ステーションを用いて製造された複数の容器のグレード及び品質についての結論を引き出すことが出来る。これらの結論は例えば、簡潔な様態で検出された特性を参照特性と比較することによって導出され得る。検出された特性と参照特性の間に差異が確認される場合、それぞれの変形ステーションのその特性に影響を及ぼす制御パラメータが、容器の品質の改善を達成するために、適切に調整され得る。測定された完成された容器をこの容器を製造するために用いられて変形ステーションに対して一義的に割り当てることによって、特定の変形ステーションを駆動制御するために用いられる制御パラメータが狙って変更され得る。

個々の制御パラメータを設定する際に先立って製造又は生産された容器の特性を考慮することによって、特には本発明の利点がより長い期間に渡っても生じることが保証される。従って特には、変形ステーションの間の差異であって、異なる変形ステーションの同種の構成グループの間の異なる消耗挙動によって時間に渡って生じる差異が均等化され得る。

第２の制御パラメータを狙って変更することによって影響の及ぶ容器仕様は、材料分布、又は、セクション重量、即ち容器の異なる領域の重量といった、客観的な特性のための目標値又は目標間隔であり得るが、容器のさわり心地や見た目といった主観的な特性に関するものであってもよい。

基本的に、完成した容器の特性の計量的な検出を搬送フローから検出対象である容器を取り出した後に実行することも考えられ、これは、当業者の間ではオフライン測定とも称される。オフライン測定においては、全ての容器が検査されるわけではなく、容器は予め定められた配分で取り出される。その際、重要であることは、取り出される容器を、その容器を製造するために用いられたまさにその変形ステーションに割り当てることが可能であることである。これは通常、変形ステーションのそれぞれの型に番号を設けることによって、問題なく可能である。なお、この番号は容器の製造時に型により作成されまた従って持続的に認識可能なままである。搬送フローから取り出された容器が再度搬送フローへ加えられない場合、非破壊的な測定方法に加えて、破裂試験又は容器の切断及びそのようにして獲得された個々のセクションの重量といった破壊的な測定方法を行ってもよい。

好ましい構成においては、容器の特性を連続的に検出することが考えられている。連続的な検出においては、複数の容器が特には連続的な搬送フローで、阻害なしに又損失なしに検査される。当業者はこの場合、インライン測定についても報告している。それのために用いられる予定の測定装置は例えば、変形ステーションからの容器の取り出し部の後方から容器製造装置からの外部搬送部までの間で、搬送フローに沿って配設されていてもよい。その際重要であることは、検査される容器を、その容器の製造のために用いられたまさにその変形ステーションに割り当てることが可能であることである。

基本的には、計量的に検出された製造された容器の特性が、制御パラメータの管理のためそして場合によっては手動の即ち特には装置の利用者によって実行される制御パラメータの変更のために、考慮されることが考えられる。しかしながら特には、場合によっては必要な制御パラメータの調整が、参照特性との機械的な比較に従って自動で実行されることが企図される。

従って、好ましい実施形態に従えば、検出された特性が参照特性と比較され、また、検出された特性と参照特性の間の比較に基づいて、個別の第２の制御パラメータが閉ループ制御で調整制御されることが企図され得る。

従って、それにより容器品質に関する短期の及び／又は僅かな変化が、ステーションごと個別の制御パラメータへ狙って介入することによって、調整（均一化）され得るので、制御パラメータの自動的な調整は特に有利である。そうして。消耗によりもたらされる効果又はその他の長期の効果が補償され得るのみならず、例えば環境温度又は空気中の湿度に関する変化のような変形プロセスに対して短期的に作用する乱れもまた補償され得る。

更に好ましくは、複数の個別の第２の制御パラメータに加えて、少なくとも１つのその他の第２の制御パラメータ及び／又は第１の制御パラメータが制御回路内で調整制御されることが考慮されている。その他の第２の制御パラメータとしては、特には変形ステーションに対する以下のような制御パラメータが理解される、即ち、変形ステーションごとに特有に個別に設定されるものではなく、複数の変形ステーションに対して包括的な制御パラメータ、つまりは選択された複数の変形ステーションに対して又は全ての変形ステーションに対して設定される制御パラメータ、が理解される。このことは機械を制御する際の順応性を向上させ、それは特に、装置の必要に応じた制御及び調整を支援する。

変形ステーションを駆動制御するために設定される第２の制御パラメータを調整制御することに加え、本発明の別の実施形態に従えば、その他の点に関しては、ブロー機械の調温装置を駆動制御するために設定される第１の制御パラメータを閉制御回路（閉ループ制御回路）内で調整制御することも考慮されている。とりわけ、第１の制御パラメータは調温装置の加熱要素又は冷却要素を調整するための制御信号用の基準値を含んでいてもよい。

１つの変形ステーションの制御される複数の構成部材又は複数の構成グループとしては、異なる構成要素が考えられる。特には、個々の第２の制御パラメータが、変形ステーションのプリブロー弁のための個々のパラメータ、及び／又は、変形ステーションのメインブロー弁のための制御パラメータ、及び／又は、変形ステーションの延伸駆動部のための制御パラメータ、及び／又は変形ステーションのスロットル弁のための制御パラメータを含んでいること、が考えられる。

容器の検査される特性にして、特には容器品質を管理するため及び制御パラメータを調整するために利用される特性に関しては、第一に、少なくとも１つの計量的に検出される製造された容器の特性が容器のセクション重量又は壁厚又は壁厚分布であることが考えられる。

インライン測定に利用可能である容器特性に属するものは典型的には、材料密度、引き伸ばされるＰＥＴ材料の透明度、又は、例えば所謂射出位置（ゲート位置）といった完成された容器の形状に関するパラメータ、である。

全てのインライン測定はオフライン測定としても実行可能であることは自明であり、その一方でいくつかの容器特性は通常オフライン測定を用いてのみ検出可能である。それには例えば、バースト圧（最大内圧）又はトップロード（最大鉛直力）が属しており、その理由は対応する測定において容器は通常破壊される点にある。

先にリストアップした特性は、明らかに例示的なものとして理解されるものであり、それに限定するものとして理解されるものではない。

複数の変形ステーションに関連する制御パラメータの本発明に従う個別の設定は、ステーションの異なる構成要素の必要に応じた作動制御に加えて、時間に関する制御パラメータの変化の簡潔な評価を可能とし、その目的は、それに従い複数の変形ステーションの或いは複数の変形ステーションの個々の構成グループの、実際の消耗状態に対する情報を獲得することである。従って有利な実施形態では、１つの変形ステーションの個々の第２の制御パラメータのうち少なくとも１つの時間経過が検出されること、及び、少なくとも１つの制御パラメータの時間経過から変形ステーションの少なくとも１つの制御パラメータに割り当てられた部材の部材特性の場合によっては生じ得る変化が導出されること、が考慮されている。

整備間隔（メンテナンス間隔）及び整備期日を必要性に基づいて決定するためには、又は、異なる複数の変形ステーションの個別の構成グループの消耗速度（疲労速度）をもとに整備作業の日程を定めるためには、構成部材の特性の将来的な展開を評価するために構成部材の特性の導かれる変更が推定される場合であって、その際、特には推定に基づいて関連する部材の整備又は交換の期限が決められる場合が有利である。

この構成の基礎となる発明的な着想は、異なるステーションの異なる挙動から、また特には異なるステーションの制御履歴及び／又は調整履歴から、場合によってはメンテナンス運転が必要であるかどうかの情報を獲得することを目指している。特には顕著な特徴が探される。従って例えば複数のブローステーションのうちのある１つが、その他のブローステーションに対して目立って外れた制御値を必要とするのであれば、これは警告的な故障に対するサインとして用いることが出来る可能性がある。

変形ステーションの構成部材又は構成グループの特性の変化を推定することは、主として、容器製造機械の運転時に僅かな可能性で個々の変形ステーションの間に、例えば最早制御パラメータを個別に設定することによっては補正され得ない差異がいつ生じるかについての評価精度の改善を可能とする。この推定は更に、監視されている構成グループが特定の可能性で変形ステーションの故障の原因となり得てまた従って機械の停滞の原因となり得る消耗状態にいつ達するかについての評価も可能とする。

異なる変形ステーションを用いて製造された容器の間の容器品質の不一致が特定の可能性でいつ特定の許容限界を超えるかについての非常に優れた予測可能性に加えて、部材変化のこの正確な評価は、個々の構成部材又は構成グループの可能な限り長期の使用期間での十分な利用をも可能とする。これまで、消耗部品の交換インターバルは、例えば変形ステーションの弁の消耗部品の場合、以下のように定められていた、即ち、変形ステーションの構成グループが予期せず平均を超えて激しく消耗している場合においても、変形ステーションの故障に至らない、また従って、予期しない生産間隔に至らないように、定められていた。変形ステーション部品の起こり得る故障に対する安全マージンは、非常に大きく選択された。交換期限は構成グループに応じて決定されたので、その結果、交換期日に達した後は、同一種類の構成グループはそれらの実際の消耗状態には着目されずに交換された。このような措置は、平均を下回って消耗しておりまた従って更に長く使用可能な状態である可能性のある構成グループも定期的に交換されることを導く。本発明に従う推定によって、交換インターバルを明らかにより正確に決定することが出来る。従って構成部材を意図して「オンデマンドで」交換することが出来る。

例えば、異なる変形ステーションの同種の構成部材或いは構成グループの間で製造上引き起こされるその種の差異によって引き起こされる容器形成に関する違いを、異なる変形ステーションの間で、可能な限り早期に最小化するため、更なる好ましい構成に従い、選択的に、形成プロセスを決定する構成グループを変形ステーションへ取り付ける前に、その意図した機能に関して検査することが企図され得て、その目的は、それにより構成部材又は構成グループの個別の構成部材特性を特定することである。その際特には、複数の変形ステーションがそれぞれ少なくとも１つの弁を有しており、その際変形ステーションへ弁を取り付ける前に、弁の弁特性が特定され、その目的は、弁に割り当てられた個別の第２の制御パラメータを設定するために１つの初期値を入手することが考慮されている。代替的に複数の標準パラメータが弁に割り当てられた個別の第２の制御パラメータを設定するために初期値として用いられることが考えられる。

この構成の基礎となる発明的着想は、それぞれの弁がその特性に関して測定されること、及び、それぞれの弁に対してその特性に応じて若干変更された切り替えパルス／切り替え時点を割り当てることにより、測定結果が制御技術的に考慮されること、を目指している。

それにより、弁を格別に高コストで製造しなければならないということなく、弁ごとに異なる応答時間（レスポンスタイム）が考慮され得る。従って弁はより安価に設計され得て、またそれぞれの弁に対して検出される特性を預ける（保存する）ことによって、弁ごとの比較的大きな相違が制御に関して考慮される。これは、バス能力のある複数の弁が用いられ、また、弁に関する特性の必要な値が預けられておりまたバスを介して制御部にとって利用可能な状態にあることによって自動的に行われる。

特定されるべき弁特性は従って、特には切り替え特性であってもよく、その際、切り替え特性は特には切り替え遅延であってもよい。切り替え遅延に関しては、例えば切り替えパルスと所望の弁位置の到達の間の応答時間が念頭に置かれている。

本発明に従い更には、熱可塑性材料製のプリフォームから容器を製造するためのブロー機械が、少なくとも１つのプリフォームの調温のための調温装置、及び、それぞれの調温されたプリフォームを容器へと変形させるための少なくとも２つの変形ステーションを備えた変形装置を有しており、当該ブロー機械は調温装置及び変形装置を制御及び／又は調整するための制御デバイスを有しており、また、当該制御デバイスは上記の方法を実施するために調整及び形成されている。

本発明に従うブロー機械の長所、詳細、及び可能な構成は、以下の実施のみからもたらされるのではなく、本発明に従う方法についての上記の説明からももたらされる。

有利な構成においては、複数の変形ステーションがそれぞれ、少なくとも１つの弁を有していることが考慮されており、その際その弁がバス接続を介して制御デバイスと接続可能である弁制御ユニットを有しており、特には弁制御ユニットが個々の弁特性についてのデータ用のメモリを有している。

バス能力のある弁の弁制御ユニットのメモリには、特には切り替え挙動のため及び切り替え時間のための指示が預けられている（保存されている）。これらのデータは、例えば製造者側又は使用者側での弁特性の決定に従って、メモリ内に保存されている。特には、ブロー機械の制御デバイスが弁のデータにアクセスすることが企図され得て、その目的は、当該データから弁に割り当てられた制御パラメータを導き、そして、ステーションごとに特有の設定のために用いることである。

変形ステーションへ弁を取り付ける際に既に適切なデータがメモリに存在している場合が特に有利である。その種のデータは、例えば試験測定を手段として弁にて測定され得て、そして、取り付けの直後に、質的に完璧な容器を製造するために必要な、弁の個別の制御を可能とすることを保証し、その際、始めに質的に劣る容器が生産されそして評価を受けなければならないということはない。

別の有利な構成においては、ブロー機械が、製造された容器の少なくとも１つの特性を連続的に計量的に検出するための少なくとも１つのセンサを有していること、が企図されていてもよい。このことは基本的に、ブロー機械の自動的で規則に基づいた駆動を可能とし、それは、プロセスに対して影響を及ぼす予期しない障害においてもその都度達成可能な最善の容器品質を保証することが出来る。

センサを用いて検出される特性とはその際、例えば容器の壁厚又は壁厚分布である。

製造された容器の具体的な壁幅或いは壁厚を計量的に検出することは、例えばいわゆる壁厚センサを用いて行うことが可能であり、当該壁厚センサは例えば光学的に又は音波を用いて機能する。

本発明についての更なる長所、特徴及び詳細は、概略図と関連して以下において説明される実施例から明らかになる。

本発明に従うブロー機械を相当に概略化した図で示す。 本発明に従うブロー機械の変形ステーションの種々の構成要素を相当に概略化した図で示す。

熱可塑性の合成物質からなるプリフォームから容器を製造するための装置１０の原則的に従来技術から知られている構造が、図１に示されている。当該図面は、少なくとも２つの変形ステーション１６を担持（支持）する回転性の加工ホイール２０を有する回転機械の種類で、その種の装置１０の好ましい構成を示している。変形ステーション１６の領域では、複数のプリフォーム１２が２軸拡張によって容器１４へと変形される。

通常の構成では、容器１４を製造するための本分野の装置１０は、プリフォーム１２を熱的に調整するための調温装置２６を含んでいる。ここで示すように、調温装置２６は加工ホイール２０の上流に位置しているので、プリフォーム１２は変形ステーション１６へ到達する前に加熱され得る。供給デバイス２２によって、概略的に図示されており予備成形物、パリソンとも称されるプリフォーム２２が、受け渡しホイール４２を用いて連続的に調温装置２６へ供給され得る。プリフォーム１２が加熱区間に沿って搬送されまたその際に熱的に調整される調温装置２６の領域では、複数のプリフォーム１２が適用状態に応じて例えばその開口部部分１８を鉛直方向で上方に向けて、又は鉛直方向で下方に向けて搬送され得る。

調温装置２６は例えば複数の加熱要素２８を備えて構成されており、当該加熱要素２８は加熱区間を形成するために搬送方向３０に沿って配設されている。搬送デバイス３０としては例えば、プリフォーム１２を保持するための搬送ロッドを備えた周回性の搬送チェーンが用いられ得る。加熱要素２８としては、例えば赤外線放射装置（ＩＲ放射装置）又はＬＥＤ又は近赤外線放射装置（ＮＩＲ放射装置）が適している。その種の調温装置は多様な種類が従来技術において知られており、また、調温装置の構造的な詳細は本発明にとって重要ではないので、詳細な説明は省略され得て、また、従来技術を参照することが出来る。特にはブロー機械及び延伸ブロー機械の調温装置についての従来技術を参照することが出来る。

十分な調温（熱的な調整とも称される）の後、プリフォーム１２は受け渡しホイール３２によって、回転可能に配設された、即ち鉛直な機械軸の周りで周回的に駆動可能な、加工ホイール２０或いは変形ステーション１６に受け渡される。当該変形ステーション１６は加工ホイール２０において周方向に分布されて配置されている。加工ホイール２０は、複数の、即ち少なくとも２つのその種の変形ステーション１６を備えて構成されている。変形ステーション１６の領域内でプリフォーム１２を２軸的に拡張するために、プリフォーム１２は加圧下にある形成流体を用いた作用を受ける。形成流体としては、ガス（気体）又は液体を用いることが出来る。

液圧的形成を行うブロー機械、即ち形成充填機械においては、変形ステーション１６の領域内で、プリフォーム１２の概略的に図示された容器１４への変形と同様に、予定の充填物での容器の充填も、実行される。個々の容器１４の形成は形成充填機械内で特には充填工程と同時に行われ、その際、充填物は形成流体として、つまり形成工程のための圧力媒体として利用される。空圧的な形成を行うブロー機械及び延伸ブロー機械においては、プリフォーム１２は変形ステーション１６の領域内でブローガスを用いて満たされ、当該ブローガスは形成工程のための圧力媒体として利用される。

加工ホイール２０は、製造駆動時には所望の周回速度で連続的に周回する。周回中に、変形ステーション１６内へのプリフォーム１２の投入、プリフォーム１２の容器１４への拡張（膨張）、及び、変形ステーション１６からの容器１２の取り出しが行われる。本発明に従う装置が形成充填機械として構成されている場合、加工ホイール２０上では、特には変形ステーション１６の領域内では、同時に、充填物による容器１４の充填も行われる。変形ステーション１６は延伸ロッドを有していてもよく、当該延伸ロッドは軸方向での延伸及び案内を補助するためにプリフォーム１２内へと挿入可能である。変形ステーション１６が延伸ロッドを有している場合、加工ホイール２０の周回中に同時にプリフォーム１２の延伸も行われる。

加工ホイール２０の領域での容器１４の形成また場合によっては容器１４の充填後、容器１４は取り出しホイール１４によって加工ホイール２０から取り出され、更に搬送され、そして搬出区間３４へ供給される。ブロー機械１０から容器１４を取り出す前に、容器１４は特にはセンサ４８の領域へと搬送され、当該センサ４８は、容器壁部の材料分布のような特性を少なくとも１つ計量的に検出するために、少なくともいくつかの容器１４を、特には全ての容器１４を連続的に、即ちインライン測定で、センサ的に検出する。先に示唆されたように、センサ４８は加工ホイール２０及び搬出領域３６の間で取り出しホイール３４の領域に配設されている。

プリフォーム１２のための材料としては、異なる熱可塑性材料を用いることが可能である。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。プリフォーム１２の寸法並びに重量は製造される容器の大きさ、重量及び／又は形成に適合されている。

プリフォーム１２及び／又は容器１４の取り扱いは、特には挟持部、及び／又は、開口部部分１８に対して少なくとも部分的に内側又は外側から作用を及ぼすクランプロッド又は挿入ロッドを用いて行われる。その種の取り扱い手段は、従来技術からも十分に知られており、また従って詳細な説明を要するものではない。

図２は、ブローステーション１６の選択された構成要素が相当に概略化された図面で示されており、それは、変形ステーション１６の変形プロセスを制御する或いは調整する制御デバイス４６、及び、変形ステーション１６を用いて製造される容器１４の特性を検出するためのセンサ４８との相互作用に関連して示されている。

図２は、変形ステーション１６のブローモールド３８をその内部で保持されている調温されたプリフォーム１２と共に示している。ブローモールド３８の境界へプリフォーム１２を２軸的に拡張するために、流体供給ライン４２がプリフォーム１２の内部空間に接続されている。流体供給ライン４２は、制御ライン５４を用いてブロー機械１０の制御デバイス４６と接続されている切換弁４４によって支配される。制御デバイス４６は、弁を開放状態或いは閉鎖状態へ至らしめるために、設定された制御パラメータを用いて制御信号を制御ライン５４を介して弁４４へと送るように、それ自体で調整及び形成されている。弁４４の開放状態では、流体ライン４２は弁４４の上流に配設されている圧力タンク４０に接続され、その結果、圧力タンク４０内に圧力下で準備されている形成流体は、例えばブローガス又は形成流体は、プリフォーム１２の内部空間内へと導入され得る。特に弁４４はバス接続可能な弁として形成されていてもよい。バス接続可能な弁を用いる場合、制御ライン５４はバスラインとして形成されていてもよい。その他には、制御デバイス４６としてブロー機械１０を制御するために設けられた機械制御部を用いることが考えられる。制御デバイス４６は機械制御部内に組み込まれた制御ユニットであってもよい。

プリフォーム１２の２軸的な拡張を促進するために、プリフォーム１２の軸方向で変位可能に支持されておりまたプリフォーム１２の開口部領域１８内でプリフォーム１２の内部空間内へ入り込むように移動可能な延伸ロッド５０が、変形ステーション１６に配設されていてもよい。延伸ロッド５０を軸方向に変位させるために調整された延伸ロッド駆動部は、制御ライン５８を用いて制御デバイス４６と接続されている。設定された制御パラメータに応じて、制御デバイス４６は、延伸ロッドの軸方向の変位を作動させるために、制御信号を制御ライン５８を介して延伸ロッド駆動部へと送る。

図２は更に、制御ライン５６を介して制御デバイス４６と接続されているセンサ４８を図示しており、当該センサ４８は、特定の変形ステーション１６を用いて変形された容器１４の特性を計量的に検出するように、調整及び形成されている。記号的に表されているセンサ区間５２は、センサ４８と製造された容器１４の間の測定接続を表している。製造された容器１４の特性の計量的な検出は、非接触で又は接触して実行され得る。第一に、製造された容器のセンサ的な検出の場合、壁厚測定或いは材料分布の測定が想起される。壁厚又は材料分布は、例えば光学的な、即ち特には光波を用いて機能する、測定方法によって、及び／又は、音響的な、即ち特には音波を用いて機能する、測定方法によって、実行され得る。例えば製造された容器の表面構造或いは成形といったその他の特性が計量的に検出可能であり得ることは自明である。検出されるべき特性に適した別の測定方法を、適宜用いることが出来る。更に、ただ１つのセンサだけでなく、製造された容器１４の複数の特性を検出するための複数のセンサを設けることが出来ることは自明である。

特定の変形ステーション１６を用いて製造された容器１４のセンサ４８によって検出された複数の特性を制御デバイス４６にフィードバックすることによって、制御デバイス４６を用いて、製造された容器１４の検出された特性と容器の参照特性との比較を企図することが出来る。容器の参照特性は、そのために一方では制御デバイス４６によって読み込み可能である。検出された特性と容器の参照特性の間に差異が生じた場合は、弁４４及び／又は延伸ロッド５０を制御するために用いる予定の制御パラメータの変更が行われ得て、その目的は、後に変形ステーション１６を用いて製造される容器１４の特性が少なくとも近似的に容器の参照特性に対応するように、特定の変形ステーション１６の変形プロセスに対して影響を及ぼすことである。変形プロセスへ影響を及ぼす制御パラメータであって、例えば弁４４又は延伸ロッド５０を制御するために用いられる制御パラメータは、特には、閉じた調整制御回路によって調整されて予め設定されるので、その結果、検出された特性と容器の参照特性の間の差異は格別に素早くまた連続的に減少され得る。

１０ ブロー機械
１２ プリフォーム
１４ 容器
１６ 変形ステーション
１８ 開口部領域
２０ 加工ホイール
２２ 供給デバイス
２４ 受け渡しホイール
２６ 調温装置
２８ 加熱要素
３０ 搬送デバイス
３２ 受け渡しホイール
３４ 取り出しホイール
３６ 搬出区間
３８ ブローモールド
４０ 圧力タンク
４２ 流体ライン
４４ 弁
４６ 制御デバイス
４８ センサ
５０ 延伸ロッド
５２ センサ区間
５４ 制御ライン
５６ 制御ライン
５８ 制御ライン

Claims (11)

1. 熱可塑性材料製の複数のプリフォーム（１２）から複数の容器（１４）を、少なくとも１つの調温装置（２６）を備えまた少なくとも２つの変形ステーションを有する変形装置を備えるブロー機械を用いて製造するための方法にして、前記プリフォーム（１２）が前記調温装置（２６）を用いて設定可能な複数の第１の制御パラメータに基づいて調温され、また、それぞれの調温された１つの前記プリフォーム（１２）が複数の前記変形ステーション（１６）のうちの１つを用いて設定可能な複数の第２の制御パラメータに基づいて１つの前記容器（１４）へ変形される方法であって、
   複数の前記第２の制御パラメータのうちの少なくとも１つが、複数の前記変形ステーション（１６）のそれぞれに対して、個別に設定され、
   完成した前記容器（１４）の少なくとも１つの特性が計量的に検出され、
   検出された前記特性を考慮して、関連する前記容器（１４）を変形させるために用いられる１つの前記変形ステーション（１６）のための個々の前記第２の制御パラメータが、同一の前記変形ステーション（１６）内でその後に変形される前記容器（１４）に対して所望の容器仕様に関して関連する前記特性へ影響を与えるために、適した設定をされる方法において、
   １つの前記変形ステーション（１６）に対する個々の前記第２の制御パラメータのうち少なくとも１つの時間経過が検出されること、及び、
   前記少なくとも１つの制御パラメータの前記時間経過から、前記少なくとも１つの制御パラメータを割り当てた前記変形ステーション（１６）の部材の部材特性の場合によっては起こり得る変化が導き出されること、を特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記容器（１４）の前記特性が連続的に検出され、その際検出された前記特性が参照特性と比較され、また、検出された前記特性と前記参照特性の間の比較に基づいて、個々の前記第２の制御パラメータが閉制御回路内で調整制御されること、を特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、
   個々の前記第２の制御パラメータに加えて、その他の前記第２の制御パラメータのうちの少なくとも１つ、及び／又は、前記第１の制御パラメータのうちの少なくとも１つも、前記閉制御回路内で調整制御されること、を特徴とする方法。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の方法において、
   個々の前記第２の制御パラメータが、複数の前記変形ステーション（１６）の複数のプリブロー弁のための複数の制御パラメータ、及び／又は、複数の前記変形ステーション（１６）の複数のメインブロー弁のための複数の制御パラメータ、及び／又は、複数の前記変形ステーション（１６）の複数の延伸駆動部のための複数の制御パラメータ、及び／又は、複数の前記変形ステーション（１６）の複数のスロットル弁のための複数の制御パラメータを含むこと、を特徴とする方法。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の方法において、
   完成した前記容器（１４）の計量的に検出される少なくとも１つ前記特性が、前記容器（１４）の壁厚又は壁厚分布又はセクション重量であること、を特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法において、
   導き出された前記部材特性の前記変化が前記部材特性の将来的な発生を評価するために推定され、その際当該推定に基づいて関連する部材の整備又は交換の期限が定められること、を特徴とする方法。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の方法において、
   複数の前記変形ステーション（１６）がそれぞれ少なくとも１つの弁を有しており、前記変形ステーション（１６）へ前記弁を取り付ける前に、前記弁に割り当てた個々の前記第２の制御パラメータを設定するための初期値を保存するため、前記弁の弁特性が特定されること、を特徴とする方法。
8. 熱可塑性材料製の複数のプリフォーム（１２）から複数の容器（１４）を製造するためのブロー機械（１０）であって、前記プリフォーム（１２）を調温するための少なくとも１つの調温装置（２６）を備えまた調温されたそれぞれ１つの前記プリフォーム（１２）を１つの前記容器（１４）へと変形させるための少なくとも２つの変形ステーション（１６）を有する変形装置を備える、ブロー機械（１０）にして、前記調温装置（２６）及び前記変形装置を制御及び／又は調整するための制御デバイス（４６）を有しているブロー機械（１０）において、
   前記制御デバイス（４６）が、請求項１から７の何れか一項に記載の前記方法を実施するために調整及び形成されていること、を特徴とするブロー機械（１０）。
9. 請求項８に記載のブロー機械（１０）において、
   複数の前記変形ステーション（１６）がそれぞれ少なくとも１つの弁（４４）を有しており、当該弁（４４）がバス接続部（４６）を介して前記制御デバイス（４６）と接続可能である弁制御ユニットを有しており、また前記弁制御ユニットが個々の弁特性に対するデータ用のメモリを有していること、を特徴とするブロー機械（１０）。
10. 請求項９に記載のブロー機械（１０）において、
    前記変形ステーション（１６）に前記弁（４４）を取り付ける際に既に適切なデータが前記メモリ内に存在していること、を特徴とするブロー機械（１０）。
11. 請求項８〜１０の何れか一項に記載のブロー機械（１０）において、
    前記ブロー機械（１０）が完成した前記容器（１４）の少なくとも１つの特性を連続的にまた計量的に検出するための少なくとも１つのセンサ（４８）を有しており、また、前記センサ（４８）を用いて検出可能な前記特性の１つが前記容器（１４）の壁厚又は壁厚分布であること、を特徴とするブロー機械（１０）。

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