特表 2024-525012 ブロー成形プロセスにおける熱画像化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-09

(54)【発明の名称】ブロー成形プロセスにおける熱画像化方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 49/64 20060101AFI20240702BHJP

   B29C 49/78 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

B29C49/64

B29C49/78

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023579459

(86)(22)【出願日】2021-06-29

(85)【翻訳文提出日】2023-12-22

(86)【国際出願番号】 IB2021055811

(87)【国際公開番号】W WO2023275591

(87)【国際公開日】2023-01-05

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523482156

【氏名又は名称】ディスクマ アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(72)【発明者】

【氏名】シェラツキ リチャード

【テーマコード（参考）】

4F208

【Ｆターム（参考）】

4F208AG07

4F208AH55

4F208AP05

4F208AQ01

4F208AR06

4F208LA09

4F208LB01

4F208LH01

4F208LH02

4F208LH06

(57)【要約】

ブロー成形用のプリフォームを熱画像化する方法が提供される。この方法は、プリフォームを加熱し、その長手方向軸にそって周囲にわたる温度を測定し、温度測定値を２次元熱画像に変換することを含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブロー成形用プリフォームの熱画像を作成する方法であって、
ブロー成形に適したプリフォームを準備するステップと、
前記プリフォームを加熱するステップと、
前記プリフォームの長手方向軸に沿って前記プリフォームの周囲にわたる前記プリフォームの少なくとも一部の温度を測定するステップと、
前記プリフォームの前記少なくとも一部の測定温度を集計するステップと、
集計された前記測定温度を、前記プリフォームの前記少なくとも一部の前記測定温度を表す３次元熱画像に変換するステップと、を備える方法。

【請求項2】

前記変換するステップにおいて、集計された前記温度が、前記プリフォームの長手方向軸に沿って前記プリフォームの周囲にわたって測定された前記プリフォームの一部を表す２次元熱画像に変換される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記３次元熱画像を２次元熱画像に変換するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記２次元熱画像がヒートマップである、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記加熱するステップの間に、前記プリフォームがその長手方向軸の周りに少なくとも３６０°回転させられる、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記ヒートマップは、前記プリフォームの前記少なくとも一部の約０°から約３５９°までの前記プリフォームの周囲の測定値を表す、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記プリフォームの前記少なくとも一部が前記プリフォームの本体である、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

集計された前記温度を、測定位置に対する前記プリフォームの前記少なくとも一部の温度を表すグラフ画像に変換するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記測定するステップはカメラによって実行される、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記カメラは赤外線カメラである、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

ブロー成形用プリフォームの熱画像を作成する方法であって、
ブロー成形に適したプリフォームを準備するステップと、
前記プリフォームを加熱するステップと、
前記プリフォームの長手方向軸に沿って前記プリフォームの周囲にわたる前記プリフォームの少なくとも一部の温度を測定するステップと、
前記プリフォームの前記少なくとも一部の測定温度を集計するステップと、
集計された前記測定温度を、前記プリフォームの前記少なくとも一部の前記測定温度を表す３次元熱画像に変換するステップと、
前記３次元熱画像を、前記プリフォームの前記少なくとも一部の前記測定温度を表す２次元熱画像に変換するステップと、を備える方法。

【請求項12】

前記２次元熱画像はヒートマップである、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記加熱するステップの間に、前記プリフォームがその長手方向軸の周りに少なくとも３６０°回転させられる、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ヒートマップは、前記プリフォームの前記少なくとも一部の約０°から約３５９°までの前記プリフォームの周囲の測定値を表す、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記プリフォームの前記少なくとも一部が前記プリフォームの本体である、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

集計された前記温度を、測定位置に対する前記プリフォームの前記少なくとも一部の温度を表すグラフ画像に変換するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

前記測定するステップは赤外線カメラによって実行される、請求項１１に記載の方法。

【請求項18】

ブロー成形用プリフォームの熱画像を作成する方法であって、
ブロー成形に適したプリフォームを準備するステップと、
前記プリフォームを加熱するステップと、
赤外線カメラを準備するステップと、
前記赤外線カメラで前記プリフォームの長手方向軸に沿って前記プリフォームの周囲にわたる前記プリフォームの少なくとも一部の温度を測定するステップと、
前記プリフォームの前記少なくとも一部の測定温度を集計するステップと、
集計された前記温度を、測定位置に対する前記プリフォームの前記少なくとも一部の温度を表すグラフ画像に変換するステップと、
集計された前記測定温度を、前記プリフォームの前記少なくとも一部の前記測定温度を表す３次元熱画像に変換するステップと、
前記３次元熱画像を、前記プリフォームの前記少なくとも一部の前記測定温度を表すヒートマップに変換するステップと、を備える方法。

【請求項19】

前記加熱するステップの間に、前記プリフォームがその長手方向軸の周りに少なくとも３６０°回転させられる、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記ヒートマップは、前記プリフォームの前記少なくとも一部の約０°から約３５９°までの前記プリフォームの周囲の測定値を表す、請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、複数の温度プロファイルを有する複数のプリフォームを製造するための、プリフォームをブロー成形プロセスに供することが可能なシステムおよびプロセスに関する。

【背景技術】

【0002】

このセクションでは、必ずしも先行技術ではない、本開示に関連する背景情報を提供する。

【0003】

種々の製品が１又は複数のポリマーから形成された容器などのプラスチック容器で流通されている。容器を形成するために使用される一般的なポリマーは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、高密度および低密度ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などを含む。プラスチック容器は、射出ブロー成形、液圧ブロー成形、押出ブロー成形を含む種々のブロー成形プロセスを使用して製造することができ、このようなブロー成形プロセスでは、流体によって膨張され結果として生じる容器を形成するためのプリフォームを使用することができる。

【0004】

射出ブロー成形は、特定のプラスチック容器を１又は複数段階で形成するために使用することができ、ストレッチロッドの使用を含むことができる。二段階射出延伸ブロー成形法では、まず射出成形法を用いてポリマーをプリフォームに成形することができる。プリフォームは、形成される容器の首部およびフィニッシュ部（その上にねじ部を含むことができる）、及び閉じた遠位端部を含むことができる。次いで、プリフォームをポリマーのガラス転移温度以上に加熱し、任意的にストレッチロッドで長手方向に延伸し、高圧ガス（例えば、空気）を用いて金型に適合する容器に吹き込むことができる。プリフォームが膨らむと、それは引き延ばされストレッチし、金型キャビティの形状になる。ポリマーは金型の冷たい面に接触して固化し、完成した中空容器はその後金型から排出される。

【0005】

液圧ブロー成形は、１回の作業で容器を成形し充填することができる。液体製品を使用して、金型内でポリマープリフォームを成形し、結果として生じる容器に充填することができ、液体製品はその後も完成した容器内に残る。加熱されたプリフォームは、射出ブロー成形で使用されるプリフォームとよく似ており、金型内に配置され、任意的に延伸され、ガスの代わりに液体製品を使用してそれから容器を形成するために迅速にふくらませる又は充填することができる。したがって、成形工程と充填工程の組み合わせは、空の容器の輸送や、その後の充填作業に関する時間的な要求をなくし、液体製品のパッケージングを最適化することができる。

【0006】

このようなブロー成形プロセスでは、種々のタイプのプリフォームを使用することができる。プリフォームの特定の実施形態は、細長い円筒形の側面本体部、丸みを帯びた閉じた底部、および上方開口部を有する首部を有する射出成形された回転対称プリフォームを含む。他のプリフォームは、非対称容器を形成する材料分配を促進するように、細長い軸に沿って厚さが変化する回転非対称である。いずれの場合も、開口部に近接して配置された、外側ねじフィニッシュセクションが存在し得、このねじフィニッシュセクションは、カラーなどによってその底部に向いて区切られ得る。ねじフィニッシュセクションは、プリフォームのブロー成形中に保存されることができ、このフィニッシュ部は、例えば、完成した飲料容器のねじキャップのためのねじ山を形成することができる。これと対照的に、プリフォームの残りの部分は、ブロー成形プロセス中に変形させたり伸ばしたりすることができる。所望の方法でブロー成形を可能にするために、プリフォームを所定の温度に加熱することができる。加熱は、赤外線オーブンを用いた赤外線放射を含む種々の手段によって行うことができ、プリフォームの規定のおよび／または均一な温度制御を効果的に行うことができる。

【0007】

特に、プリフォームのポリマー材料（例えば、ＰＥＴ）は、ポリマーが延伸されるにつれてポリマーがひずみ硬化するような性質のものであることができる。したがって、ブロー成形プロセス中の成形温度は、結果として得られる容器の決定力のあるファクタとなり得る。ひずみ硬化効果は、ＰＥＴ容器の製造において、肉厚分布を制御し最適化する目的のために考慮することができる。製造プロセスに応じて、プリフォームが温度プロファイルに従って加熱されるように、赤外線放射によって熱を加えることが可能である。このようにして、プリフォームのより暖かい部分は、ひずみ硬化の結果生じる延伸抵抗が、例えば隣接するより冷たい部分の抵抗よりも大きくなるのに必要な限り、他の部分よりも優先的に変形可能である。温度プロファイルは、プリフォームの周囲まわりに均一に分布させることができ、プリフォームの長手軸に沿ってプロセス依存で変化可能である。プリフォームに所望の温度プロファイルを適用するために、例えば９又はそれ以上のゾーンまでの多数の加熱ゾーンを使用することができる。複数の異なる加熱ゾーンを個別に制御することが可能であり、これにより、選択された設定は、加熱装置を動作させるより長い期間にわたって一定に維持される。

【0008】

異なる構造のプリフォームは、結果として得られる容器にブロー成形するための準備において、異なる加熱レジメン又は方式を要求し得る。例えば、異なるサイズ、形状、厚さ、異なるポリマーまたはポリマーの組み合わせ、層などで形成されるか、またはそれらを含むプリフォームは、それぞれ特定のブロー成形プロセス用に最適化された所定の温度プロファイルを有することができる。特定の例は、ＰＰプリフォームに対するＰＥＴプリフォームのための異なる温度プロファイルをもたらすための異なる加熱レジメンを含む。他の例は、同じ温度プロファイルをもたらすための異なる加熱レジメンを含むが、プリフォームが、同じ温度プロファイルを実現するために異なるレジメンを必要とする異なる特性を有することがある（例えば、同じ材料で形成されるが異なる厚さを有するプリフォーム）。従って、種々の加熱パラメータを、加熱ゾーンの数、特定の加熱ゾーンの温度、特定の加熱ゾーンへの曝露時間などを含む特定のプリフォームに合わせて調整することができる。

【0009】

ブロー成形システムは、多くの場合、それに近接するプリフォーム加熱手段を含むことができ、加熱されたプリフォームは、プリフォームの所望の温度プロファイルが変化する前に、短時間で金型に渡され、結果として得られる容器に成形され得る。例えば、赤外線オーブンを通るプリフォームの移動経路は、所定のプリフォームに所定の温度プロファイルを生成するように調整することができる。しかし、ブロー成形システムおよび／またはプロセスの条件が変更された場合、所定のプリフォームのための新しい温度プロファイルに適応するために、プリフォーム経路または加熱手段を変更することが必要となり得る。ブロー成形条件の変更は、別のプリフォームタイプの使用、金型の変更、ブロー成形パラメータの変更などを含む。従って、容器の連続的又は高スループット生産を維持しながら、ブロー成形システム及び／又はプロセスを、プリフォーム温度プロファイルの変更を必要とする条件の変化に適応させることは困難であり得る。異なる特性を有するプリフォームに対応するために、ブロー成形システムにおいて、１つまたは複数の設定を変更し、１つまたは複数の新しい平衡に到達し、１つまたは複数の物理的パラメータを適合させる必要がしばしばある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

適切な温度制御がないと、加熱されたプリフォームは、ブロー成形動作中に不適切な材料分布および／または膨張を有するかもしれず、その結果の容器は、破裂（または「ブローアウト」）したり、美観検査で不合格になったりするかもしれない。精製ガスブロー成形プロセスでは、１００万個のガスブロー成形容器あたり約１５００個から約２５００個の容器がブローアウトに見舞われると予想される。液体ブロー成形容器から予想されるブローアウトもほぼ同じである。液体ブロー成形の場合、ブローアウトは空気の漏れ以上に、容器に充填する液体製品の漏れと廃棄をもたらす。ブロー成形液体が水である場合、ブローアウトは水の浪費と、ブロー成形装置を乾燥させるためのごくわずかな停止時間しかもたらさないかもしれない。ブロー成形液が例えば石油製品、医薬品、化粧品である場合、ブローアウトは、ブロー成形装置を再び使用可能にするために必要な洗浄手順による多大な時間をもたらし得、また、無駄な製品や使用不可能な製品をもたらし得、これらはそれぞれ単独では、ブロー成形プロセスおよび製品コストに大きな経済的影響をもたらすかもしれず、これらの組み合わせは、製品をパッキングするための液体ブロー成形プロセスを、経済的に実行不可能にするかもしれない。ブロー成形作業（液体またはガス）において予想されるブローアウトを、成形される容器１００万個当たり約２５ブローアウトまで低減するブロー成形方法を開発することが望ましい。

【0011】

これらの問題を考慮して、本技術は、ブローアウトを最小化し、その結果のブロー成形作業を連続的または高スループットで維持することができる、ブロー成形作業の前にプリフォームを熱画像化する方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明と矛盾せず、かつ本発明と一致する、ブローアウトを最小化するためにブロー成形作業の前にプリフォームを熱画像化する方法が驚くべきことに見いだされた。

【0013】

本発明の一実施形態では、ブロー成形用プリフォームの熱画像を作成する方法であって、ブロー成形に適したプリフォームを準備するステップと、プリフォームを加熱するステップと、プリフォームの長手方向軸に沿ってその周囲にわたるプリフォームの少なくとも一部の温度を測定するステップと、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を集計するステップと、集計された測定温度を、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を表す３次元熱画像に変換するステップと、を備える。

【0014】

本発明の別の実施形態では、ブロー成形用のプリフォームの熱画像を作成する方法であって、ブロー成形に適したプリフォームを準備するステップと、プリフォームを加熱するステップと、プリフォームの長手方向軸に沿ってその周囲にわたるプリフォームの少なくとも一部の温度を測定するステップと、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を集計するステップと、集計された測定温度を、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を表す３次元熱画像に変換するステップと、３次元熱画像を、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を表す２次元熱画像に変換するステップと、を備える。

【0015】

本発明の別の実施形態では、ブロー成形用プリフォームの熱画像を作成する方法であって、ブロー成形に適したプリフォームを準備するステップと、プリフォームを加熱するステップと、赤外線カメラを準備するステップと、赤外線カメラでプリフォームの長手方向軸に沿ってその周囲にわたるプリフォームの少なくとも一部の温度を測定するステップと、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を集計するステップと、集計された温度を、測定位置に対するプリフォームの少なくとも一部の温度を表すグラフ画像に変換するステップと、集計された測定温度を、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を表す３次元熱画像に変換するステップと、３次元熱画像を、プリフォームの少なくとも一部の測定温度を表すヒートマップに変換するステップと、を備える。

【0016】

本発明の上記の及び他の利点は、添付の図面に照らして考慮されるとき、好ましい実施形態の以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】プリフォームの熱処理および熱画像化のためのオーブンを概略的に示す平面図である。

【図2】図１の加熱手段の１つ及びそれによって加熱されたプリフォームを含む断面図である。

【図3】加熱されたプリフォームの例示的な３次元熱画像と、そこから得られた対応する２次元熱画像である。

【図4】図３の画像を選択的に解剖して示す。

【図5】図３の２次元熱画像と、その画像を生成するために使用された熱データのグラフ表示とを横に並べた比較である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下の技術の記載は、１つまたは複数の発明の主題、製造、および使用の本質において単に例示的なものであり、本出願、または本出願の優先権を主張して出願され得る他の出願、またはそこから発行される特許において請求される任意の特定の発明の範囲、適用、または使用を制限することを意図するものではない。開示された方法に関して、提示されたステップの順序は本質的に例示的なものであり、したがって、ステップの順序は、特定のステップが同時に実行され得る場合を含め、種々の実施形態において異なり得る。本明細書で使用される「Ａ」および「ａｎ」は、要素の「少なくとも１つ」が存在することを示し、可能な場合、そのような要素が複数存在し得る。別段の明示がある場合を除き、本明細書におけるすべての数値量は、「約」という語によって修正されたものとして理解され、本技術の最も広い範囲を説明する際に、すべての幾何学的および空間的記述は、「実質的に」という語によって修正されたものとして理解される。数値に適用される場合の「約」は、計算または測定が、値に若干の不正確さを許容することを示す（値の正確さへのいくらかのアプローチで；およそ又は値に合理的に近い；ほぼ）。そうではなく、何らかの理由で「約」及び／又は「実質的に」によって提供される不正確さが、この通常の意味で当該技術において理解されない場合、本明細書で使用される「約」及び／又は「実質的に」は、そのようなパラメータを測定又は使用する通常の方法から生じ得る少なくとも変動を示す。

【0019】

この詳細な説明で引用された特許、特許出願、および科学文献を含むすべての文書は、特に明示しない限り、参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる文書とこの詳細な説明との間に矛盾や曖昧さが存在し得る場合には、本詳細な説明が支配する。

【0020】

本明細書では、including、containing、havingなどの非制限的な用語の同義語として、「comprising（備える）」というオープンエンドな用語が本技術の実施形態を記載及び要求するために使用されているが、実施形態は、代替的に、「からなる」または「から本質的に構成される」などのより限定的な用語を使用して説明することができる。かくして、材料、成分、または工程ステップを記載する任意の所与の実施形態について、そのような追加の材料、成分、または工程が本願において明示的に記載されていない場合であっても、本技術は、追加の材料、成分、または工程を除外し（からなるの場合）、実施形態の重要な特性に影響を及ぼす追加の材料、成分、または工程を除外した（本質的にからなるの場合）、そのような材料、成分、または工程ステップからなる、または本質的にからなる実施形態も具体的に含む。例えば、要素Ａ、ＢおよびＣを記載する成分またはプロセスの記載は、特定的には、要素Ｄが本明細書において除外されるものとして明示的に記載されていないとしても、当該技術分野において記載され得る要素Ｄを除外した、Ａ、ＢおよびＣからなる、および本質的になる実施形態を想定する。

【0021】

本明細書で言及されるように、範囲の開示は、別段の指定がない限り、端点を包含し、範囲全体内のすべての明確な値およびさらに分割された範囲を含む。したがって、例えば、「ＡからＢまで」または「約Ａから約Ｂまで」の範囲は、ＡおよびＢを含む。特定のパラメータ（量、重量パーセントなど）の値および値の範囲の開示は、本明細書で有用な他の値および値の範囲を排除するものではない。所与のパラメータについて２つ以上の特定の例示された値が、そのパラメータについて主張することができる値の範囲の端点を定義することができることが想定される。同様に、あるパラメータに対する２つ以上の値の範囲（そのような範囲が入れ子になっているか、重複しているか、別個のものであるかにかかわらず）の開示は、開示された範囲の端点を使用して要求される可能性のある値の範囲のすべての可能な組み合わせを包含することが想定される。例えば、パラメータＸが１－１０、または２－９、または３－８の範囲の値を有することが本明細書で例示されている場合、パラメータＸは、１－９、１－８、１－３、１－２、２－１０、２－８、２－３、３－１０、３－９などを含む他の範囲の値を有することも想定される。

【0022】

要素または層が、別の要素または層「の上に」、「に係合されている」、「に接続されている」、または「に結合されている」と言及されるとき、それは、他の要素または層の直接上に、に係合されている、接続されている、または結合されていることができ、または介在する要素または層が存在することができる。対照的に、要素が、別の要素または層「の直接上に」、「に直接係合されている」、「に直接接続されている」、または「に直接結合されている」と言及されるとき、介在する要素または層が存在し得ない。要素間の関係を説明するために使用される他の単語も、同様に解釈されるべきである（例えば、「の間に」対「の直接間に」、「隣接」対「直接隣接」など）。本明細書で使用される場合、用語「および／または」は、関連する列挙された要素の１つまたは複数の任意のおよびすべての組み合わせを含む。

【0023】

本明細書では、第１、第２、第３などの用語を使用して種々の要素、構成要素、領域、層および／またはセクションを説明することができるが、これらの要素、構成要素、領域、層および／またはセクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、構成要素、領域、層またはセクションを、別の領域、層またはセクションから区別するためにのみ使用することができる。本明細書で使用される場合、「第１」、「第２」、および他の数値用語などの用語は、文脈によって明確に示されない限り、順序または順序を意味しない。したがって、後述する第１の要素、構成要素、領域、層またはセクションは、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層またはセクションと呼ばれ得る。

【0024】

本明細書では、「内側」、「外側」、「下に」、「より下に」、「下部の」、「上に」、「上部の」などの空間的に相対的な用語が、図に示されるように、１つの要素または特徴の、別の要素（単複）または特徴（単複）に対する関係を記載するための説明を容易にするために使用することができる。空間的に相対的な用語は、図に描かれている向きに加えて、使用時または動作時の装置の異なる向きを包含することを意図することができる。例えば、図示の装置が裏返された場合、他の要素または特徴の「より下に」または「下に」と記載された要素は、他の要素または特徴の「上に」配向されることになる。したがって、例示の用語「より下に」は、上と下の両方の向きを包含することができる。装置は、他の向き（９０度回転した向き、または他の向き）にもすることができ、本明細書で使用される空間的に相対的な記述は、それに応じて解釈される。

【0025】

図１に示すように、本技術は、加熱システム１０を用いた熱画像化の方法、及びプリフォーム１２及びその温度プロファイルを熱画像化する方法、並びに特にプリフォーム１２から容器（図示せず）をブロー成形する際に、このようなシステムを使用する方法に描写される。本明細書でより詳細に説明するシステム１０は、一般に、カメラ１４および加熱手段１６を含む。

【0026】

プリフォーム１２に関して、図２は、試験管に似た全体形状を有する、長軸Ｏを有する例示的なプリフォーム１２を示す。プリフォーム１２は、首部１８、肩部２０、胴部２２、および丸く閉じた底部２４を有する。典型的には、首部１８および肩部２０はそれぞれ、システム１０に入るときに形成されており、その最終形状にあり、本明細書で企図されるように加熱または熱画像化される必要はない。従って、典型的には、胴部２２と底部２４のみがシステム１０により熱処理され熱画像化されるが、所望によりプリフォーム１２全体が加熱されてもよい。プリフォーム１２の管状本体２２は、上端が半球状の底部２４によって閉鎖され、下端が既に容器の首部１８の確定形状にある首部１８を備え、半径方向外側に延びる環状肩部２０は、プリフォーム１２の非加熱部分をその加熱部分からおおよそ画定する。プリフォーム１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および他のポリエステルなどのポリエステル材料、ポリプロピレン、アクリロニトリル酸エステル、塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリアミド、ならびにそれらの誘導体、ブレンド、およびコポリマーで形成することができる。示されるように、プリフォーム１２は、概して円筒形の断面を有し且つ結果として得られる容器高さの典型的に約５０％の長さの、試験管に類似した当業者に周知の形状を有し、あるいは、プリフォーム１２は、所望により、任意の形状、長さを有し、任意の材料から形成されてもよい。本明細書で説明したように、システム１０で行われる熱処理は、各プリフォーム１２を容器に成形するように、気体または液体でブロー成形することによる、変換のためのプリフォーム１２を準備することを意図している。

【0027】

システム１０において、各プリフォーム１２は、磁気浮上式軌道、レール、または他の搬送機構（図示せず）を介して、インフィードステーションＥの入口で提供される。次いで、プリフォーム１２は、個々にコンベア２６に載置され、このコンベアは、以下に詳述するように、システム１０を通してプリフォーム１２を搬送し、最終的に、さらなる処理ステップ２８のためのシステム１０の出口Ｓまで搬送する。さらなる処理ステップ２８は、プリフォーム１２を、追加の加熱、排除およびリサイクルのために入口Ｅへの再入場の１つのために搬送すること、またはプリフォーム１２を容器に成形するためのブロー成形金型装填ステーション（図示せず）に搬送することを含むことができる。

【0028】

各プリフォーム１２は、スピンドル３０（図２に示すように）上に配置されてシステム１０（周囲温度にある）に入り、プリフォーム１２がシステム１０を通過するときに、スピンドル３０は３６０°回転を可能にする。各プリフォーム１２は、コンベア２６によりシステム１０内を通るように搬送され、一連の加熱手段１６を通過する。加熱手段１６は、例えば赤外線オーブンであってもよいし、ブロー成形技術分野における当業者に公知の任意の適切な加熱手段であってもよい。直接的な及び／又は間接的な（例えば、反射された）熱エネルギーを、加熱手段１６によって適用することができる。熱エネルギーの多方向の適用が、プリフォーム１２自体が種々の加熱手段１６における種々の熱放射源に対して移動、スピン、または回転させられる場合と同様に、使用することができる。所望により、任意の数の加熱手段１６を利用することができるが、図１に示すように、システム１０は３つの（３）加熱手段１６を含む。図２に最もよく示すように、各加熱手段１６は、長手方向軸線Ｏに沿ったプリフォーム１２の異なる高さで各プリフォーム１２の加熱を容易にするために、５つの加熱要素３２を備える。加熱手段１６の数および加熱手段１６に存在する加熱要素３２、または所与の工程中のそれらの動作は、各プリフォーム１２のサイズまたは仕様、各プリフォーム１２の材料特性などに基づいて変わり得ることが理解される。加熱手段１６は、予備延伸およびブロー成形プロセスにおける残りのステップ中のプラスチック材料の分布の最適化を可能にする所望の熱プロファイルをプリフォーム１２に導入するように、システム１０を通るコンベア２６に沿って長手方向に間隔をあけて配置される。熱プロファイルは、各プリフォーム１２の長手方向軸Ｏに沿って変化してもよいし、勾配を規定してもよい。あるいは、熱プロファイルはプリフォーム１２の長さにわたって一定であってもよい。さらに、熱プロファイルは、例えば、プリフォーム１２の外側の材料がプリフォーム１２の内側の材料よりも高い温度となるように、プリフォーム１２の厚さにわたって変化してもよい。実際の熱プロファイルは、その形状および材料組成、材料分布、ならびに形成される結果の容器の設計を含むプリフォーム１２の特定の設計に依存する。各プリフォーム１２が加熱手段１６を通過するとき、各プリフォーム１２は、各プリフォーム１２がカメラ１４に到達するまで、加熱手段１６によって加熱されるように、そのスピンドル３０上で回転される。

【0029】

図１に示すように、カメラ１４は、プリフォーム１２の長手方向軸Ｏに沿って、且つその全周にわたる各プリフォーム１２の温度を検査し測定するように適合された赤外線カメラである。カメラ１４は、規定の且つ所望のデータ点数で、および／または（カメラ１４によって制約される）所望の解像度で、プリフォーム１２の軸Ｏおよび全周囲に沿ってプリフォーム１２の温度を測定する。例えば、データ点は、プリフォーム１２の外周の各角度および／またはそれらの間の領域に沿って、加熱要素３２の各々の高さおよび／またはそれらの間のプリフォーム１２の部位に対応する。カメラ１４は、カメラ１４によって測定された熱特性データを処理および／または集計することができるコンピュータ３４または他のデータプロセッサ（図示せず）と電子通信している。例えば、コンピュータ３４は、プリフォーム１２の熱特性データを、図３に最もよく示すように、各プリフォーム１２の３次元熱画像３６に変換する。次いで、コンピュータ３４は、３次元熱画像３６を２次元熱画像３８（ヒートマップとしても知られる）に変換することができる。代替的に、コンピュータ３４は、熱特性データを直接２次元熱画像３８に変換してもよい。画像３８は、左から右に見た場合、プリフォーム１２がスピンドル３０上で回転する際に撮影された約０°から約３５９°までのプリフォーム１２の温度測定値の表現である。このように、３次元のプリフォーム１２の温度プロファイルは２次元で見ることができる。さらに、プリフォーム１２の温度プロファイルは、例えば、図４に示すように、長手方向領域４０に沿って、全体として、あるいは所望の領域においてみることができる。一例として、また図４に最も良く示されているように、３次元熱画像３６は、例えば、約０°から約３５９°までその軸Ｏを中心に回転させたプリフォーム１２の各角度に対応する３５９個の長手方向領域のように、所望の数の長手方向領域に分割することができる。このようにして、３次元熱画像３６およびプリフォーム１２自体の特定の長手方向領域４０は、３次元熱画像３６にアクセスおよび／または回転させる必要なく、２次元熱画像３８上でより容易にたやすく観察することができる。

【0030】

上述のように、プリフォーム１２の温度はコンピュータ３４によって集計される。そして、図５のグラフ４２に示すように、測定された温度は、プリフォーム１２上の測定位置に対してプロットされる。グラフ４２に示すように、カメラ１４によって撮影された各温度測定（ｘ軸）におけるプリフォーム１２の温度は、プリフォーム１２上の当該測定の位置（ｘ軸）に対してプロットされる。このようにして、温度測定値の数値／グラフ表示であるグラフ４２は、容易に比較することができ、カラーベースのヒートマップである２次元熱画像３８と直接相関する。

【0031】

２次元熱画像３８を作成することにより、プリフォーム１２がブロー成形ステーションに移送され、最終容器に成形される前に、加熱されたプリフォーム１２の温度測定値を容易にたやすく確認することができる。場合によっては、熱画像３６、３８および／またはグラフ４２は、プリフォーム１２が「冷たい領域」４４または「暖かい領域」４６を有することを示すことがある。このような領域４４、４６は、ブロー成形中に破裂（ブローアウト）を生じる可能性があり、かくしてプリフォーム１２の加熱中に改善処置が必要となる。このような領域４４、４６の正確な位置は、熱画像３６、３８および／またはグラフ４２の観察及び分析により、正確に位置特定することができるので、容器へのブロー成形中の破裂を最小化するために、プリフォーム１２の適切な加熱を確保するように改善処置を行うことができる。改善処置は、ブロー成形中の破裂を最小化するために、後続のプリフォームが異なる許容可能な温度プロファイルを有するように、所望に応じて、プリフォーム１２の任意の部分（例えば、領域４４、４６）の温度を上昇または低下させるために、加熱手段１６または特定の加熱要素３２の調整を含む、システム１０の処理パラメータおよび設定の１つまたは複数の調整を含むことができる。追加の改善処置は、例えば、各プリフォーム１２が配置されるスピンドル３０のスピン速度を上方または下方調整すること、またはシステム１０内のプリフォーム１２の滞留時間（またはコンベア２６の速度）を増減させること、および／またはシステム１０内の冷却空気流を増減させることである。

【0032】

例示的な実施形態は、本開示が徹底され、当業者にその範囲を十分に伝えるように提供される。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の構成要素、デバイス、および方法の例など、多数の具体的な詳細が示されている。具体的な詳細が採用される必要はなく、例示的な実施形態が多くの異なる形態で具体化され得ること、およびどちらも本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではないことは、当業者には明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知のデバイス構造、および周知の技術は詳細に説明されない。いくつかの実施形態、材料、組成物および方法の同等の変更、修正および変形は、実質的に同様の結果を伴って、本技術の範囲内で行うことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】