JP2009500192A - ペットボトルのプリフォーム用支持装置 - Google Patents

Abstract

ペットボトルのネック部を熱処理して結晶化する工程において、プリフォームを支持しながら工程進行方向に移送されるペットボトルプリフォーム用支持装置を開示する。本発明によれば、プリフォームＰのベースリングＰａを支持するとともにホルダー２００とプリフォームＰ間の熱伝逹を遮断する断熱材のホルダースリーブ４００がホルダー２００の上端開口部２０２に設置された構造をなすので、断熱材のホルダースリーブ４００によってプリフォームＰとホルダー２００間の熱伝逹が遮断され、プリフォームＰのネック部が熱損失なしに早くて均一に適正温度に加熱されて満足に結晶化する。
【選択図】図５

Description

本発明はペットボトルのネック部を熱処理して結晶化する工程において、プリフォームを支持しながら工程進行方向に移送するペットボトルのプリフォーム用支持装置に関するものである。

周知のように、ペットボトルに飲料水または穀物などの保管材料を投入するとき、高温の投入用ノズルがネック部に接触するか近接する場合には、ネック部が変形する危険があるので、ネック部が耐熱処理されたペットボトルを利用しなければならない。

前記ペットボトルの製造において、ペットボトルプリフォームのネック部を一定時間のうち適切な温度に加熱してから冷却すれば、ネック部の粒子が結晶化して耐熱機能を有することになる。この際、ペットボトルプリフォームは、図１〜図４に示すような支持装置に挿入されて支持され、この支持装置は、別の移送手段によって回動しながら工程進行方向に移送される。よって、ペットボトルプリフォームは、図１〜図４に示すような支持装置に挿入されて支持された状態で、回動しながら工程進行方向に移送され、支持装置の外部に露出したペットボトルのネック部がヒーターによって高温熱処理された後、冷却コアチャックによって冷却成形される。

従来のペットボトルプリフォーム用支持装置は、図１〜図４に示すように、別の移送手段（図示せず）に連結される伝動部１１０、及び伝動部１１０の上方に位置するホルダー連結部１２０を備えたベースブロック１００と；下端開口部２０１がベースブロック１００のホルダー連結部１２０に固定される円筒管状のホルダー２００と；ベースブロック１００に設置され、プリフォームＰのベースリングＰａがホルダー２００の上端開口部２０２から所定間隔離隔するように、ホルダー２００に挿入されたプリフォームＰを弾支するプリフォーム弾支部３００とからなる構造をなす。

前記弾支装置３００は、使用者の必要に応じて、その構造に少しずつ違いがあり得るが、通常、図１〜図４に示すようなものが一般的である。これによれば、前記弾支装置３００は、ベースブロック１００の第２収容孔１００ｂに直線状に往復移動可能に内設されるナット３１０と；プリフォームＰの底面が載せられて支持されるプリフォーム支持部３２１、及びプリフォーム支持部３２１の底面から突出してナット３１０に螺合される螺合部３２２を備えたプリフォーム支持棒３２０と；ベースブロック１００の第２収容孔１００ｂに内設され、ナット３１０、及びこれに締結されたプリフォーム支持棒３２０を上方に弾支するスプリング３３０とから構成される。このような場合、前記ベースブロック１００には、図１〜図３に示すように、プリフォーム支持棒３２０の螺合部３２２を収容する第１収容孔１００ａと、ナット３１０とスプリング３３０が収容される第２収容孔１００ｂとが形成されなければならない。ここで、未説明符号“３４０”はベースブロック１００の第２収容孔１００ｂに挿入されて固定され、ナット３１０の離脱を防止するストッパー、未説明符号“３５０”はナット３１０を取り囲むとともにベースブロック１００の第２収容孔１００ｂに内設され、ベースブロック１００とナット３１０間の直接的な摩擦を防止するブッシュを示す。

前記ベースブロック１００の伝動部１１０は、ベルト（図示せず）またはスプロケットなどの伝動手段を介して別の移送装置に連結され、前記ホルダー２００の下端開口部２０１は、スクリューまたはボルトなどの締結部材１１を介してベースブロック１００のホルダー連結部１２０に固定される。ここで、未説明符号“２００ａ”はホルダー２００の内部に挿入されたプリフォームＰが外部に露出して自然に冷却されるようにするための孔、未説明符号“２００ｂ”はホルダー固定用締結部材１１が貫通するように挿入され、螺合される締結孔である。

その作動状態を説明すれば次のようである。

前記プリフォームＰがホルダー２００の上端開口部２０２を通じてホルダー２００の内部に挿入されれば、プリフォームＰの底面がプリフォーム支持部３２１のプリフォーム収容孔３２１ａに収容されることにより、プリフォームＰがプリフォーム支持部３２１に載せられることになる。この際、プリフォームＰのベースリングＰａは、ホルダー２００の上端開口部２０２から所定間隔だけ離隔した状態を維持することになる。

このような状態で、前記ベースブロック１００が別の移送手段によって回動しながら工程進行方向に移動することになり、ホルダー２００に挿入されたプリフォームＰが支持装置とともに回動しながら工程進行方向に移動することになる。このようにプリフォームＰが移送される状態で、ホルダー２００の上端開口部２０２の上部に露出したプリフォームＰのネック部が高温熱処理される。

前記のような従来技術によれば、プリフォームＰがプリフォーム弾支部３００によって弾支され、プリフォームＰのベースリングＰａがホルダー２００の上端開口部２０２から所定間隔だけ離隔した状態を維持することになるので、プリフォームＰの高温熱処理が満足に達成される。ヒーター（図示せず）によって前記プリフォームＰのネック部を加熱すれば、ホルダー２００の上端開口部２０２がプリフォームＰのネック部とともにヒーターに露出して加熱されるが、ヒーターに露出して加熱されるホルダー２００の上端開口部２０２を除いた残りのホルダー２００部分はヒーターに露出しない状態で大気中に露出して早く冷却されるので、ホルダー２００は一定温度以上に加熱されない｛プリフォームＰのネック部を除いた残りの部分が熱処理された結晶化すれば、以後のブローイング工程の際に製品不良をもたらすので、ホルダー２００は熱伝導率の高い金属材質で製造することが一般的である}。したがって、前記プリフォームＰのネック部熱処理の際には、プリフォームＰのネック部を除いた残りの部分が低温に維持されるホルダー２００の孔２００ａによって自然に冷却されるので、一定温度以上に加熱されない。

また、ナット３１０とプリフォーム支持棒３２０がスプリング３３０によって弾支されるので、プリフォームＰをホルダー２００の内部に挿入するか、あるいはプリフォームＰがホルダー２００に挿入された状態で加熱処理されたプリフォームＰのネック部を冷却するために冷却用コアチャック（図示せず）をプリフォームＰのネック部に押し込んでも、スプリング３３０の緩衝によって、プリフォームＰのベースリングＰａがホルダー２００の上端開口部２０２にぶつかって損傷する問題は発生しない。

また、前記ナット３１０とプリフォーム支持棒３２０の螺合部３２２が高さ調節可能に螺合されるので、多様な規格のプリフォームＰを適切に支持することができる利点がある。

しかし、このような従来技術によるペットボトルプリフォーム用支持装置は、プリフォーム弾支部３００を介してプリフォームＰを弾支する方式を取っているので、その構造がかなり複雑であり、これにより製品費用の上昇と、補修及び維持が不利になる問題が起こされた。

また、前記ナット３１０がベースブロック１００の第２収容孔１００ｂ内で回動しないようにするためには、ベースブロック１００のホルダー連結部１２０に締結孔１００ｃを形成し、ナット３１０に回転防止ノッチ３１０ａを形成した後、スクリューまたはボルトなどの締結部材１２によってナット３１０をベースブロック１００に固定しなければならないし、プリフォーム支持棒３２０が回動してプリフォーム支持棒３２０の高さが変わらないようにするためには、プリフォーム支持部３２１に回転防止孔３２１ｂを形成し、スクリューまたはボルトなどの締結部材１３によってプリフォーム支持棒３２０をホルダー２００に固定しなければならない面倒さをもたらす。

さらに、前記ホルダー２００の上端開口部２０２を通じて挿入されてプリフォーム弾支部３００のプリフォーム支持部３２１に載せられたプリフォームＰは、前後左右のいずれの方向にも支持されていなくて、プリフォームＰがどうしても傾いてホルダー２００の上端開口部２０２に接触するしかないので、プリフォームＰとホルダー２００間の接触部分を通じて熱損失が発生する。このように、高温熱処理されているプリフォームＰと、低温状態を維持しているホルダー２００間に接触が発生すれば、接触部位が熱損失によって充分に熱処理できなくて、製品不良をもたらす問題が発生する。

このような問題を解決するために、本出願人が先出願した大韓民国特許出願第２００４−１０１８４９号のような“ペットボトルプリフォーム用支持装置”を提案した。

これによる支持装置は、ホルダーの上端開口部にラウンド処理された接触部が直・間接的に形成され、このホルダーの接触部にプリフォームのベースリングが直接載せられて支持される構造をなしている。

したがって、前記のような従来のプリフォーム弾支部３００が不要になり、支持装置の構造が大きく簡素化し、支持装置の製品費用が格段に節減され、補修及び維持が有利になる。

しかし、このような支持装置は、プリフォームのベースリングが載せられて支持される部分をラウンド処理してホルダーとプリフォーム間の接触面積を最小化し、プリフォームのベースリングの非結晶化部が最小になるようにする方式を取ってはいるが、図１〜図４に示すようなプリフォーム弾支部３００を備えた支持装置に比べ、ホルダーとプリフォーム間の接触面積が増大するしかなくて、プリフォームのネック部の結晶化においてはむしろ不利になる｛同一の温度条件下でプリフォームＰのネック部をより長時間加熱するか、あるいは同一の加熱時間条件下で熱損失を考慮して、プリフォームＰのネック部の加熱温度を一層高めなければならない}。

したがって、本発明は前記のような問題を解消するためになされたもので、構造が単純でありながらも、プリフォームのネック部の結晶化が満足になるようにするペットボトルプリフォーム用支持装置を提供することにその目的がある。

前記のような目的を達成するための本発明は、伝動部及びホルダー連結部を含むベースブロックと；下端開口部がベースブロックのホルダー連結部に固定される円筒管状のホルダーとを含むペットボトルプリフォーム用支持装置において、前記ホルダーの上端開口部に設置され、プリフォームのベースリングを支持するとともに、ホルダーとプリフォーム間の熱伝逹を遮断する断熱材のホルダースリーブを含むことを特徴とする。

以上のような本発明によれば、プリフォームＰのベースリングＰａを支持するとともにホルダー２００とプリフォームＰ間の熱伝逹を遮断する断熱材のホルダースリーブ４００がホルダー２００の上端開口部２０２に設置された構造をなすので、断熱材のホルダースリーブ４００によってプリフォームＰとホルダー２００間の熱伝逹が遮断され、プリフォームＰのネック部が熱損失なしに早くて均一に適正温度に加熱されて満足に結晶化し、さらにプリフォームＰのベースリングＰａがホルダースリーブ４００に直接載せられて支持され、支持構造が大幅に簡素化する効果がある。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図５及び図６は本発明を示す図であって、従来技術を示す図１〜図４と同一部位には同一参照符号を付け、その説明は省略する。

図５及び図６によれば、本発明によるペットボトルプリフォーム用支持装置は、伝動部１１０及びホルダー連結部１２０を備えたベースブロック１００と；下端開口部２０１がベースブロック１００のホルダー連結部１２０に固定される円筒管状のホルダー２００と；ホルダー２００の上端開口部２０２に設置され、プリフォームＰのベースリングＰａを支持するとともにホルダー２００とプリフォームＰ間の熱伝逹を遮断する断熱材のホルダースリーブ４００とからなる構造をなす。

前記ホルダースリーブ４００は、ペットボトルプリフォームＰより耐熱性に優れるとともに、ホルダー２００とプリフォームＰ間の熱伝逹を遮断することができる公知のいずれも適用可能である。本実施例の場合には、フッ素樹脂であるＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ；ポリ四フッ化エチレン、テフロン（登録商標）という商品名とも呼ばれる）材質のものをホルダースリーブ４００に適用した。前記ＰＴＦＥは、ほぼ完全な化学的非活性、耐熱性、及び優れた絶縁安全性を備えているだけでなく、非粘着性及び低摩擦係数などの特性を備えている。よって、ＰＴＦＥ材質のものをホルダースリーブ４００に適用すれば、プリフォームＰが摩擦なしに自然にホルダースリーブ４００に挿入されるかあるいは抜けるので、プリフォームＰがホルダースリーブ４００と干渉して掻かれるか損傷することは発生しない。このような点を考慮すると、前記ＰＴＦＥで製造されたものをホルダースリーブ４００に適用することが好ましいと言える。

また、本実施例の場合には、ホルダー２００の上端開口部２０２に挿入固定される挿入部４１０、及びプリフォームＰのベースリングＰａが載せられて支持される係止突条４２０でなるものをホルダースリーブ４００に適用した。しかし、前記ホルダースリーブ４００の模様及び形状は必要に応じて多様に変形することができることはもちろんである。一例として、前記ホルダースリーブ４００を係止突条４２０部分なしに単純な管状にすることもできるが、このような場合には、ホルダースリーブ４００がホルダー２００の上端開口部２０２から上部に突出するようにして、ホルダースリーブ４００に挿入されたプリフォームＰのベースリングＰａがホルダー２００の上端開口部２０２と干渉しないようにしなければならない。

本発明による支持装置を利用したプリフォームのネック部結晶化作業について説明すれば次のようである。

まず、前記ホルダースリーブ４００の挿入部４２０がプリフォーム２００の上端開口部２０２に挿入固定された状態で、プリフォームＰがホルダースリーブ４００を通じてホルダー２００の内部に挿入され、プリフォームＰのベースリングＰａがホルダースリーブ４００の係止突条４１０に載せられる。

その後、前記ベースブロック１００が別の移送手段によって工程進行方向に移動することになり、ホルダー２００に挿入されたプリフォームＰが支持装置とともに工程進行方向に移動することになる。このように、プリフォームＰが移送される状態で、ホルダー２００の上端開口部２０２の上部に露出したプリフォームＰのネック部が別のヒーター（図示せず）によって熱処理される。

この際に、考慮すべき点は、前記ヒーターによってプリフォームＰのネック部が加熱されても、断熱材のホルダースリーブ４００によってプリフォームＰとホルダー２００間の熱伝逹が遮断された状態であるので、プリフォームＰのネック部が熱損失なしに早くて均一に適正温度に加熱され、満足に結晶化するものである。実際に、前記大韓民国特許出願第２００４−１０１８４９号による支持装置を用いる場合には、図１〜図４に示す支持装置に比べ、熱損失が大きいため、プリフォームＰのネック部を満足に結晶化するためには、加熱温度を高めるか、加熱時間を増大しなければならない。一方、本発明による支持装置の場合には、ホルダースリーブ４００によってプリフォームＰとホルダー２００間の熱伝逹が根本的に遮断された状態であるので、図１〜図４に示す支持装置に比べ、加熱温度を低めるか、あるいは加熱時間を短縮しても、プリフォームＰネック部の結晶化が満足になされる。

一方、図７〜図９は本発明による支持装置の他の例を示す。これについて説明すれば次のようである。

図７〜図９によれば、ホルダースリーブ４００に、内径が拡大した補強部材挿入孔４２０ａが形成され、プリフォームＰのベースリングＰａが載せられて支持されるホルダースリーブ４００の上端に、ホルダースリーブ４００の内径中心に突出した突条４２１が備えられ、さらにホルダー２００の上端開口部２０２に挿入固定される第１挿入部５１０、及びホルダースリーブ４００の補強部材挿入孔４２０ａに挿入固定される第２挿入部５２０を備えて管状をなす補強部材５００が備えられ、ホルダースリーブ４００がホルダー２００の上端開口部２０２と補強部材５００の第２挿入部５２０間の隙間に挿入固定されることを特徴としている。前記補強部材５００は、ホルダー２００のように高熱伝導率の金属材のものを適用することが好ましく、低温に維持されるホルダー２００の上端開口部２０２に挿入固定され、ホルダー２００と同様に低温状態を維持する。

このような実施例の場合、プリフォームＰをホルダースリーブ４００に押し込めば、ホルダースリーブ４００の突条４２１の内周面と補強部材５００の内周面がプリフォームＰに向けて露出するので、ホルダースリーブ突条４２１の厚さを調節することで、プリフォームＰのネック部の高温熱処理をより精密に制御することができることになる。

これについてより詳細に説明すれば次のようである。

前記プリフォームＰをホルダースリーブ４００に押し込んだ後、プリフォームＰのネック部を高温熱処理すれば、外部に露出したプリフォームＰのネック部がヒーターによって直接高温に加熱される。このように、外部に露出したプリフォームＰのネック部がヒーターによって直接高温に加熱されれば、熱伝導によってプリフォームＰのネック部に隣り合う部位まで高温に加熱されて結晶化する。この際に、前記補強部材５００を使わない場合には、高温熱処理による結晶化部位の制御が事実上不可能であるが、補強部材５００を使用して、ホルダースリーブ４００の突条４２１に隣り合う部分を除いた残りの部分が早く冷却されるようにすれば、高温熱処理によるプリフォームＰの結晶化がホルダースリーブ４００の突条４２１に隣り合う部分までにだけなされる。よって、ホルダースリーブ突条４２１の厚さを調節して、プリフォームＰネック部の高温熱処理をより精密に制御することができることになる｛ホルダースリーブ突条４２１の厚さを厚くするほど、プリフォームのベースリングＰａから下方への結晶化部分が増大し、ホルダースリーブの突条４２１の厚さを薄くするほど、プリフォームのベースリングＰａから下方への結晶化部分が減少する}。

本発明は前述したような実施例に限定されず、以下の請求範囲を逸脱しない範囲内で、より多様に変形して実施することができるのはもちろんである。

一例として、本実施例の場合には、前記ホルダースリーブ４００の挿入部４１０がホルダー２００の上端開口部２０２に押し込まれ、締結部材１４を介して堅く固定されるようにしたが、必要に応じては、ホルダースリーブ４００の挿入部４１０がホルダー２００の上端開口部２０２に単純に押し込まれて固定されるか、あるいはホルダースリーブ４００の挿入部４１０とホルダー２００の上端開口部２０２が相互に螺合することもできるのはもちろんであり、ホルダー２００の上端開口部２０２がホルダースリーブ４００の挿入部４１０に嵌め合わせられるようにすることもできるのはもちろんである。

また、前記ホルダー２００の直径を充分に拡大して、多様な規格のプリフォームＰのいずれも収容するようにし、該当プリフォームＰの規格に応じて適切な規格のホルダースリーブ４００を選択して適用して、ホルダー２００の交替なしにただホルダースリーブ４００を入れ替るだけで、支持装置が多様な規格のプリフォームＰのいずれも適切に収容するようにすることもできるのはもちろんである。

従来技術による支持装置の要部を分解した斜視図である。 従来技術による支持装置を示す断面図である。 図２のＡ部分の拡大図である。 図２のＢ部分の拡大図である。 図２に対応する、本発明による支持装置を示す断面図である。 図５のＣ部分の拡大図である。 従来技術を示す図１に対応する本発明による支持装置の他の例を示す断面図である。 図５に対応する図７の支持装置の断面図である。 図８のＤ部分の拡大図である。

符号の説明

１１、１２、１３、１４；締結部材
１００；ベースブロック
１００ａ；第１収容孔
１００ｂ；第２収容孔
１００ｃ；締結孔
１１０；伝動部
１２０；ホルダー連結部
２００；ホルダー
２００ａ；孔
２００ｂ、２００ｃ；締結孔
２０１；下端開口部
２０２；上端開口部
３００；プリフォーム弾支部
３１０；ナット
３１０ａ；回転防止ノッチ
３２０；プリフォーム支持棒
３２１；プリフォーム支持部
３２１ａ；プリフォーム収容孔
３２１ｂ；回転防止孔
３２２；螺合部
３３０；スプリング
３４０；ストッパー
３５０；ブッシュ
４００；ホルダースリーブ
４１０；挿入部
４２０；係止突条
４２０ａ；補強部材挿入孔
４２１；突条
５００；補強部材
５１０；第１挿入部
５２０；第２挿入部
Ｐ；プリフォーム
Ｐａ；ベースリング

Claims (4)

1. 伝動部１１０及びホルダー連結部１２０を含むベースブロック１００と；下端開口部２０１がベースブロック１００のホルダー連結部１２０に固定される円筒管状のホルダー２００とを含むペットボトルプリフォーム用支持装置において、
   前記ホルダー２００の上端開口部２０２に設置され、プリフォームＰのベースリングＰａを支持するとともに、ホルダー２００とプリフォームＰ間の熱伝逹を遮断する断熱材のホルダースリーブ４００を含むことを特徴とする、ペットボトルプリフォーム用支持装置。
2. 前記ホルダースリーブ４００は、ホルダー２００の上端開口部２０２に挿入固定される挿入部と、プリフォームＰのベースリングＰａが載せられて支持される係止突条４２０とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のペットボトルプリフォーム用支持装置。
3. 前記ホルダースリーブ４００は、フッ素樹脂であるＰＴＦＥ（ＰｏｌｙＴｅｔｒａＦｌｕｏｒｏＥｔｈｙｌｅｎｅ）からなることを特徴とする、請求項１に記載のペットボトルプリフォーム用支持装置。
4. 前記ホルダースリーブ４００は、
   前記ホルダースリーブ４００に形成される、内径が拡大した補強部材挿入孔４２０ａ、及びプリフォームＰのベースリングＰａが載せられて支持されるホルダースリーブ４００の上端に、ホルダースリーブ４００の内径中心に向けて突出するように形成された突条４２１を含み、
   前記支持装置は、
   ホルダー２００の上端開口部２０２に挿入固定される第１挿入部５１０、及びホルダースリーブ４００の補強部材挿入孔４２０ａに挿入固定される第２挿入部５２０を含み、管状をなす補強部材５００をさらに含み、ホルダースリーブ４００がホルダー２００の上端開口部２０２と補強部材５００の第２挿入部５２０間の隙間に挿入固定されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のペットボトルプリフォーム用支持装置。

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