JP2004306512A - 飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置 - Google Patents
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- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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Abstract
【課題】ヒータユニットにおいてオリゴマー、ほこり等の異物を吸引して反射板に付着するのを防止し、また精度よく口頸部を温度制御することの可能な飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の提供を目的とする。
【解決手段】加熱結晶化装置１は、ヒータユニット３０が、プリフォーム１０の口部１１に光を照射する近赤外線ヒータ３１３と、照射された光を反射する遮蔽板３１９と、加熱された口部１１周囲の空気を強制的に排気する排気口６０と、排気量制御用のバルブ６２とを備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】加熱結晶化装置１は、ヒータユニット３０が、プリフォーム１０の口部１１に光を照射する近赤外線ヒータ３１３と、照射された光を反射する遮蔽板３１９と、加熱された口部１１周囲の空気を強制的に排気する排気口６０と、排気量制御用のバルブ６２とを備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置に関し、さらに詳しくは、ポリエチレンテレフタレート等の飽和ポリエステルよりなる有底プリフォームもしくはボトル，カップ等の、キャップ等で密封されるべき口頸部を加熱結晶化する、飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飽和ポリエステルよりなるボトルは、通常射出成形等による形成された無定形組織の有底プリフォームを、口頸部となるべき部分を残して、２軸延伸ブロー成形することによって製造される。
この種のボトルは、肩部，胴部及び底部が分子配向されており、透明性，ガスバリヤー性，強度，耐衝撃性等の容器特性に優れ、さらに、これらの肩部，胴部及び底部をヒートセットしたボトルは、熱間充填した場合に、これらの部分が収縮による変形が起こり難いという利点を有している。
【０００３】
ところで、容器の口頸部は無定形組織のままであるので、熱間充填の際に口頸部全体もしくはねじ部等は変形し、密封性が損なわれやすい。
この欠点を解消するため、プリフォーム又は容器の口頸部を加熱して結晶化することにより、口頸部の硬度や耐熱性を向上させる技術が提案されている。さらに、この際、他の加熱手段に比べ、近赤外線ヒータを採用することにより口頸部の内外面が均一に加熱することができることが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、従来のヒータユニットは、反照射側半面にセラミックコーティングの施された近赤外ヒータと、反射板とから構成されている。
この近赤外ヒータは、反射板の曲面領域のほぼ中央部の、上下方向の二箇所に併設してある。また、反射板は、円筒を中心軸に沿って二つ割りした曲面とこの曲面の両端部から接線方向に延長されたトンネル形状を採用していた。
このような形状とすることにより、近赤外線ヒータから照射された照射光は、セラミックコーティングや反射板に反射され、又は反射されることなく直接に被加熱部に放射されていた（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−９２６１号公報
【特許文献２】
特公平６−２２８７６号公報
【０００６】
ところで、飽和ポリエステルを結晶化させるために加熱すると、微量のオリゴマー（ポリエステルの熱分解により生成する低分子量物）が発生する。
このオリゴマーは、加熱されたポリエステル製中空体の口頸部から大気中に放出され、低温の物体と接触すると、その表面で凝固し白色物質として付着する。
また、ヒータユニットの反射板は、ほこり等の異物が付着すると、光の反射率が低下するので、効率よく照射光を活用するために、常に、清浄な鏡面状態を維持することが要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の結晶化装置においては、連続して搬送されて加熱結晶化されるポリエステル製中空体の口頸部から発生するオリゴマーの蒸気がヒータユニット内に充満していた。このため、オリゴマーが反射板に付着し、エネルギー効率が低下し、ランニングコストの低減を図ることができないといった問題があった。
また、反射板へのオリゴマーの付着量が経時的に増すことにより、光の照射効率が変化し、この変化に応じて、近赤外ヒータの出力制御や、ポリエステル製中空体の口頸部と近赤外ヒータとの距離、位置を調整する煩わしさがあった。
さらに、反射板に付着したオリゴマーは容易に除去できないものであり、除去するには、生産ラインを止めて掃除したり新品の反射板と交換しなければならず、ライン停止により生産性が低下するといった問題があった。
【０００８】
また、発生したオリゴマーを強制的に単に吸引するだけでは、ヒータユニット部の温度が低下し、一定の加熱温度を維持できないといった問題があった。すなわち、排気による冷却効果を制御する必要があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく、ヒータユニットにおいてオリゴマー、ほこり等の異物を吸引して反射板に付着するのを防止し、また精度よく口頸部を温度制御することの可能な飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置は、飽和ポリエステル中空体の口頸部に、ヒータユニットからの光を照射し加熱することにより、前記口頸部を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置であって、前記口頸部を覆う遮蔽部材と、加熱された前記口頸部周囲の空気を、前記遮蔽部材の内部から強制的に排気する排気手段とを具備した構成としてある。
このようにすると、口頸部を加熱した際に発生するオリゴマーを含んだ熱気を効率よく排気することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置は、前記排気手段に、排気量調節手段を設けた構成としてある。
このようにすると、加熱領域の温度調節を容易にかつ精度よく行うことができる。
【００１２】
また、本発明の請求項３記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置は、前記遮蔽部材を、前記飽和ポリエステル中空体を保持するホルダーを部分的に覆うように形成し、前記ホルダー側から吸気し反ホルダー側へ排気する構成としてある。
このようにすると、オリゴマーがホルダーに付着するのを防止することができるとともに、ホルダーの温度上昇を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明にかかる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の実施形態における要部の構成を説明するための概略断面図を示している。
同図において、加熱結晶化装置１は、飽和ポリエステル中空体の口頸部であるペットボトルのプリフォーム１０の口部１１に、近赤外線ヒータ３１３からの照射光２０を照射し加熱することにより、口部１１を結晶化させるヒータユニット３０を備えている。
また、本実施形態の加熱結晶化装置１は、上述した従来のプリフォーム結晶化装置の加熱部として使用される。
【００１４】
加熱結晶化装置１は、上述した加熱部とほぼ同様の構造としてあり、遮蔽板３１７の上板に排気口６０が形成され、さらに、排気ダクト６１が取り付けられている。
【００１５】
また、この排気ダクト６１は、送風装置（図示せず）と接続されており、加熱領域３２１内のオリゴマーを含んだ熱気を強制的に排気する。
なお、送風装置は、特に限定されるものではなく、たとえば、各ヒータユニット３０に設けられた小型の送風装置でもよい。また、全てのヒータユニット３０の排気をまとめて行なうことのできる大型の送風装置でもよい。さらに、専用の送風装置を設けなくても、たとえば、加熱結晶化装置１が設置される工場に備え付けられた共通の排気管に排気ダクト６１を接続した構成としてもよく、すなわち、強制的に排気が行なわれる構成であればよい。
このようにすると、口部１１から発生するオリゴマーを含んだ熱気を、遮蔽板３１９や遮蔽板３１７と接触させずに、あるいは、ほとんど接触させずに効率よく排気することができ、オリゴマーが、遮蔽板３１９や遮蔽板３１７に付着するのをほぼ防ぐことができる。
【００１６】
また、加熱結晶化装置１は、排気口６０から熱気が排気されると、ヒータユニット３０と遮蔽板３１７の隙間３４１，ヒータユニット３０とホルダー２１０の隙間３４２，及びホルダー２１０と遮蔽板３１７の隙間３４４から、常温の外気が加熱領域３２１に吸い込まれる。これにより、加熱領域３２１内の温度を制御することができる。
ここで、好ましくは、排気ダクト６１に排気量調節手段としてバルブ６２を設けるとよい。このようにすると、排気量を調節することにより、加熱領域３２１の温度調節を容易にかつ精度よく行なうことができ、すなわち、排気による冷却効果を積極的に活用できる。
なお、排気量調節手段として、通常、バタフライバルブ等のバルブ６２が使用されるが、これに限定されるものではなく、たとえば、回転数制御可能な送風装置を使用してもよい。
【００１７】
また、遮蔽板３１７は、加熱領域３２１内のオリゴマーを含んだ熱気を、外部に漏らすことなく、すなわち、効率よく排気ダクト６１から排気することができる。
さらに、遮蔽板３１７が口部１１を覆うことにより、加熱領域３２１を保温することができる。また、遮蔽板３１７の外側表面を耐熱断熱部材で覆うとよく、これにより、加熱領域３２１を保温する効果が向上し、エネルギー効率をさらに改善することができる。
【００１８】
このように、本実施形態の加熱結晶化装置１によれば、口部１１から発生するオリゴマーを確実に回収することができるので、たとえば、遮蔽板３１７や遮蔽板３１９にオリゴマーが付着するのを防ぎ、エネルギー効率の低下を防止できる。
また、加熱結晶化装置１は、加熱領域３２１の周辺にオリゴマーが付着するのを防ぎ、清浄な状態に維持することができ、口部１１にオリゴマーその他の異物が付着することもない。さらに、バルブ６２を設け排気量を調節することにより、加熱領域３２１内の温度を容易に調節することができる。
【００１９】
以上、本発明の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
また、加熱対象は、ペットボトルのプリフォーム１０の口部１１に限定されるものではなく、たとえば、ペットボトル以外の容器等の口頸部でもよい。
【００２０】
さらに、加熱領域３２１から吸い込んだ熱気は、通常、外気に開放されるが、これに限定されるものではなく、たとえば、フィルターを介して、熱気に含まれるオリゴマーその他の異物を除去した後、再び、加熱領域３２１に循環させる構成としてもよく、このようにすると、加熱領域３２１の温度低下を抑制することができ、エネルギー効率をさらに向上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明における飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置によれば、加熱領域内の熱気を強制的に排気することにより、口頸部から発生するオリゴマーを効率よく除去することができる。また、オリゴマーが反射板に付着しないので、長期間使用しても反射率が低下せず、エネルギー効率が低下するといった不具合を回避することができる。
また、熱気の排気量を調節することにより、加熱領域内の温度をより精度よく制御することができ、安定した加熱条件を実現でき、口頸部をより均一に結晶化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の実施形態における要部の構成を説明するための概略断面図を示している。
【符号の説明】
１ 加熱結晶化装置
１０ プリフォーム
１１ 口部
２０ 照射光
３０ ヒータユニット
６０ 排気口
６１ 排気ダクト
６２ バルブ
２１０ ホルダー
３１３ 近赤外線ヒータ
３１７ 遮蔽板
３１９ 遮蔽板
３２１ 加熱領域
３４１，３４２，３４４ 隙間
【産業上の利用分野】
本発明は、飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置に関し、さらに詳しくは、ポリエチレンテレフタレート等の飽和ポリエステルよりなる有底プリフォームもしくはボトル，カップ等の、キャップ等で密封されるべき口頸部を加熱結晶化する、飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飽和ポリエステルよりなるボトルは、通常射出成形等による形成された無定形組織の有底プリフォームを、口頸部となるべき部分を残して、２軸延伸ブロー成形することによって製造される。
この種のボトルは、肩部，胴部及び底部が分子配向されており、透明性，ガスバリヤー性，強度，耐衝撃性等の容器特性に優れ、さらに、これらの肩部，胴部及び底部をヒートセットしたボトルは、熱間充填した場合に、これらの部分が収縮による変形が起こり難いという利点を有している。
【０００３】
ところで、容器の口頸部は無定形組織のままであるので、熱間充填の際に口頸部全体もしくはねじ部等は変形し、密封性が損なわれやすい。
この欠点を解消するため、プリフォーム又は容器の口頸部を加熱して結晶化することにより、口頸部の硬度や耐熱性を向上させる技術が提案されている。さらに、この際、他の加熱手段に比べ、近赤外線ヒータを採用することにより口頸部の内外面が均一に加熱することができることが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、従来のヒータユニットは、反照射側半面にセラミックコーティングの施された近赤外ヒータと、反射板とから構成されている。
この近赤外ヒータは、反射板の曲面領域のほぼ中央部の、上下方向の二箇所に併設してある。また、反射板は、円筒を中心軸に沿って二つ割りした曲面とこの曲面の両端部から接線方向に延長されたトンネル形状を採用していた。
このような形状とすることにより、近赤外線ヒータから照射された照射光は、セラミックコーティングや反射板に反射され、又は反射されることなく直接に被加熱部に放射されていた（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平５−９２６１号公報
【特許文献２】
特公平６−２２８７６号公報
【０００６】
ところで、飽和ポリエステルを結晶化させるために加熱すると、微量のオリゴマー（ポリエステルの熱分解により生成する低分子量物）が発生する。
このオリゴマーは、加熱されたポリエステル製中空体の口頸部から大気中に放出され、低温の物体と接触すると、その表面で凝固し白色物質として付着する。
また、ヒータユニットの反射板は、ほこり等の異物が付着すると、光の反射率が低下するので、効率よく照射光を活用するために、常に、清浄な鏡面状態を維持することが要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の結晶化装置においては、連続して搬送されて加熱結晶化されるポリエステル製中空体の口頸部から発生するオリゴマーの蒸気がヒータユニット内に充満していた。このため、オリゴマーが反射板に付着し、エネルギー効率が低下し、ランニングコストの低減を図ることができないといった問題があった。
また、反射板へのオリゴマーの付着量が経時的に増すことにより、光の照射効率が変化し、この変化に応じて、近赤外ヒータの出力制御や、ポリエステル製中空体の口頸部と近赤外ヒータとの距離、位置を調整する煩わしさがあった。
さらに、反射板に付着したオリゴマーは容易に除去できないものであり、除去するには、生産ラインを止めて掃除したり新品の反射板と交換しなければならず、ライン停止により生産性が低下するといった問題があった。
【０００８】
また、発生したオリゴマーを強制的に単に吸引するだけでは、ヒータユニット部の温度が低下し、一定の加熱温度を維持できないといった問題があった。すなわち、排気による冷却効果を制御する必要があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく、ヒータユニットにおいてオリゴマー、ほこり等の異物を吸引して反射板に付着するのを防止し、また精度よく口頸部を温度制御することの可能な飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置は、飽和ポリエステル中空体の口頸部に、ヒータユニットからの光を照射し加熱することにより、前記口頸部を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置であって、前記口頸部を覆う遮蔽部材と、加熱された前記口頸部周囲の空気を、前記遮蔽部材の内部から強制的に排気する排気手段とを具備した構成としてある。
このようにすると、口頸部を加熱した際に発生するオリゴマーを含んだ熱気を効率よく排気することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置は、前記排気手段に、排気量調節手段を設けた構成としてある。
このようにすると、加熱領域の温度調節を容易にかつ精度よく行うことができる。
【００１２】
また、本発明の請求項３記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置は、前記遮蔽部材を、前記飽和ポリエステル中空体を保持するホルダーを部分的に覆うように形成し、前記ホルダー側から吸気し反ホルダー側へ排気する構成としてある。
このようにすると、オリゴマーがホルダーに付着するのを防止することができるとともに、ホルダーの温度上昇を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明にかかる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の実施形態における要部の構成を説明するための概略断面図を示している。
同図において、加熱結晶化装置１は、飽和ポリエステル中空体の口頸部であるペットボトルのプリフォーム１０の口部１１に、近赤外線ヒータ３１３からの照射光２０を照射し加熱することにより、口部１１を結晶化させるヒータユニット３０を備えている。
また、本実施形態の加熱結晶化装置１は、上述した従来のプリフォーム結晶化装置の加熱部として使用される。
【００１４】
加熱結晶化装置１は、上述した加熱部とほぼ同様の構造としてあり、遮蔽板３１７の上板に排気口６０が形成され、さらに、排気ダクト６１が取り付けられている。
【００１５】
また、この排気ダクト６１は、送風装置（図示せず）と接続されており、加熱領域３２１内のオリゴマーを含んだ熱気を強制的に排気する。
なお、送風装置は、特に限定されるものではなく、たとえば、各ヒータユニット３０に設けられた小型の送風装置でもよい。また、全てのヒータユニット３０の排気をまとめて行なうことのできる大型の送風装置でもよい。さらに、専用の送風装置を設けなくても、たとえば、加熱結晶化装置１が設置される工場に備え付けられた共通の排気管に排気ダクト６１を接続した構成としてもよく、すなわち、強制的に排気が行なわれる構成であればよい。
このようにすると、口部１１から発生するオリゴマーを含んだ熱気を、遮蔽板３１９や遮蔽板３１７と接触させずに、あるいは、ほとんど接触させずに効率よく排気することができ、オリゴマーが、遮蔽板３１９や遮蔽板３１７に付着するのをほぼ防ぐことができる。
【００１６】
また、加熱結晶化装置１は、排気口６０から熱気が排気されると、ヒータユニット３０と遮蔽板３１７の隙間３４１，ヒータユニット３０とホルダー２１０の隙間３４２，及びホルダー２１０と遮蔽板３１７の隙間３４４から、常温の外気が加熱領域３２１に吸い込まれる。これにより、加熱領域３２１内の温度を制御することができる。
ここで、好ましくは、排気ダクト６１に排気量調節手段としてバルブ６２を設けるとよい。このようにすると、排気量を調節することにより、加熱領域３２１の温度調節を容易にかつ精度よく行なうことができ、すなわち、排気による冷却効果を積極的に活用できる。
なお、排気量調節手段として、通常、バタフライバルブ等のバルブ６２が使用されるが、これに限定されるものではなく、たとえば、回転数制御可能な送風装置を使用してもよい。
【００１７】
また、遮蔽板３１７は、加熱領域３２１内のオリゴマーを含んだ熱気を、外部に漏らすことなく、すなわち、効率よく排気ダクト６１から排気することができる。
さらに、遮蔽板３１７が口部１１を覆うことにより、加熱領域３２１を保温することができる。また、遮蔽板３１７の外側表面を耐熱断熱部材で覆うとよく、これにより、加熱領域３２１を保温する効果が向上し、エネルギー効率をさらに改善することができる。
【００１８】
このように、本実施形態の加熱結晶化装置１によれば、口部１１から発生するオリゴマーを確実に回収することができるので、たとえば、遮蔽板３１７や遮蔽板３１９にオリゴマーが付着するのを防ぎ、エネルギー効率の低下を防止できる。
また、加熱結晶化装置１は、加熱領域３２１の周辺にオリゴマーが付着するのを防ぎ、清浄な状態に維持することができ、口部１１にオリゴマーその他の異物が付着することもない。さらに、バルブ６２を設け排気量を調節することにより、加熱領域３２１内の温度を容易に調節することができる。
【００１９】
以上、本発明の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
また、加熱対象は、ペットボトルのプリフォーム１０の口部１１に限定されるものではなく、たとえば、ペットボトル以外の容器等の口頸部でもよい。
【００２０】
さらに、加熱領域３２１から吸い込んだ熱気は、通常、外気に開放されるが、これに限定されるものではなく、たとえば、フィルターを介して、熱気に含まれるオリゴマーその他の異物を除去した後、再び、加熱領域３２１に循環させる構成としてもよく、このようにすると、加熱領域３２１の温度低下を抑制することができ、エネルギー効率をさらに向上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明における飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置によれば、加熱領域内の熱気を強制的に排気することにより、口頸部から発生するオリゴマーを効率よく除去することができる。また、オリゴマーが反射板に付着しないので、長期間使用しても反射率が低下せず、エネルギー効率が低下するといった不具合を回避することができる。
また、熱気の排気量を調節することにより、加熱領域内の温度をより精度よく制御することができ、安定した加熱条件を実現でき、口頸部をより均一に結晶化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の実施形態における要部の構成を説明するための概略断面図を示している。
【符号の説明】
１ 加熱結晶化装置
１０ プリフォーム
１１ 口部
２０ 照射光
３０ ヒータユニット
６０ 排気口
６１ 排気ダクト
６２ バルブ
２１０ ホルダー
３１３ 近赤外線ヒータ
３１７ 遮蔽板
３１９ 遮蔽板
３２１ 加熱領域
３４１，３４２，３４４ 隙間
Claims (3)
- 飽和ポリエステル中空体の口頸部に、ヒータユニットからの光を照射し加熱することにより、前記口頸部を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置であって、
前記口頸部を覆う遮蔽部材と、
加熱された前記口頸部周囲の空気を、前記遮蔽部材の内部から強制的に排気する排気手段と
を具備したことを特徴とする飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。 - 前記排気手段に、排気量調節手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。
- 前記遮蔽部材を、前記飽和ポリエステル中空体を保持するホルダーを部分的に覆うように形成し、前記ホルダー側から吸気し反ホルダー側へ排気することを特徴とする請求項１又は２記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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