JP4017929B2

JP4017929B2 - 冷却機構を有するプリフォームの加熱装置

Info

Publication number: JP4017929B2
Application number: JP2002210756A
Authority: JP
Inventors: 要一土屋; 篤志桜井; 賢西澤
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP2004050604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形もしくは押出成形されたプリフォームを加熱した後ブロー成形するブロー成形機に用いられるプリフォームの加熱装置に関し、特に、プリフォーム表面を冷却するための冷却機構を備えたプリフォームの加熱装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
本願出願人が先に提案した延伸ブロー成形装置が、特開２００１−８８２０５号公報に記載されている。
【０００３】
この延伸ブロー成形装置は、いわゆる量産型の耐熱容器成形機であり、プリフォームの加熱工程を複数列同時に行い、同時に加熱されたプリフォーム群を同時に延伸ブロー成形している。
【０００４】
このような複数列のプリフォームを同時に加熱する延伸ブロー成形装置においては、加熱時間を十分にとる必要性から、加熱搬送路が長くなる傾向にあった。しかしながら、加熱搬送路の長大化は、延伸ブロー成形装置全体の工場における設置面積の増大を招くことになる。特に耐熱容器を成形する延伸ブロー成形装置においては、プリフォームが比較的厚肉であるため、加熱搬送路の長さが限られている場合には、加熱装置のヒータ出力を上げて短時間でプリフォーム温度を延伸適温まで加熱すると、プリフォームの表面が加熱されすぎて結晶化してしまうので、加熱時間を長くして対処せざるを得なかった。加熱時間を長くすることは、成形サイクル全体を長くすることにつながり、量産型の成形機においては特に好ましくなかった。
【０００５】
また、２列で搬送されるプリフォームに対し、２列の搬送路の外側に赤外線ヒータを配置するとともに、２列の搬送路の間には断熱板を配置していた。このような装置にあっては、加熱時間をある程度長くとっても、厚肉のプリフォームの場合、プリフォームの内側表面と外側表面の温度差が大きく、成形条件によっては、内側温度が低すぎて、得られた容器がパール状になり外観を損なうこともあった。
【０００６】
また、本願出願人が先に提案したプリフォームの加熱装置を有する延伸ブロー成形装置が、特開平１１−１８８７８５号公報に記載されている。
【０００７】
このプリフォームの加熱装置は、１列で搬送されるプリフォームの搬送経路の側方に加熱ボックスを配置し、プリフォームの搬送経路を挟んで加熱ボックスの反対側に冷却エア吹出し手段を配置している。
【０００８】
このプリフォームの加熱装置によれば、冷却エア吹出し手段により、冷却エア吹出しノズルの吹出し位置を適宜設定し、吹出し量調節手段により調節された冷却エアをプリフォームに吹き出すことで、プリフォームを部分的に冷却して、赤外線ヒータのみでは得られない大きな温度分布の変化が得られる。また、この加熱装置では、プリフォームの過加熱を防止するため、ブロアが設けられているが、加熱装置内の雰囲気熱が過剰に上昇するのを防止するに過ぎなかった。特に、ブロアは赤外線ヒータのすぐ近くに配置されるので、送風前のエア温度は比較的高く、さらにブロアで送風されたエアが赤外線ヒータの間を通過するので、プリフォームの冷却効率も悪かった。
【０００９】
本発明の目的は、量産型の複数列同時に加熱するプリフォームの加熱装置において、プリフォームの過加熱を防止すると共に、装置の省スペース化を実現することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、量産型の延伸ブロー成形機においても、加熱時間を長くして装置全体のサイクルタイムを長くすることのないプリフォームの加熱装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は、プリフォームが厚肉であった場合、加熱装置のヒータ出力を上げても成形された容器が結晶化して白濁することのないプリフォームの加熱装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のプリフォームの加熱装置は、２列のプリフォームを同時に搬送する２列の搬送路を有する搬送機構と、前記２列の搬送路の外側であって、前記各搬送路と平行に２列配置された赤外線ヒータをプリフォームの軸方向にそれぞれ複数本有する加熱機構と、送風手段と、前記２列の搬送路を搬送される２列のプリフォームの間に配置された冷却エア吹出し手段を有する冷却機構とを有し、前記冷却エア吹出し手段は、前記送風手段からエアを取り入れるエア導入口と、２列の搬送路を搬送されるプリフォームに対しエアを吹出す吹出し孔とを有していることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、２列の搬送路間の従来断熱板で仕切られていたスペースに冷却機構の冷却エア吹出し手段を配置したため、設置スペースを広げることなくプリフォームの冷却を行うことができる。
【００１４】
また、冷却エア吹出し手段には、エア吹出し孔が設けられ、エアを吹出しているため、冷却エア吹出し手段自体が加熱機構によって過加熱されることもなく、断熱板も不要になる。
【００１５】
さらに、冷却エア吹出し手段が加熱機構に内蔵されていないので、ヒータによって加熱されて温風になることがなく、厚肉のプリフォームであっても、冷たいエアを吹き付けることで効率的にプリフォーム表面を冷却することができる。
【００１６】
本発明においては、前記搬送機構は、プリフォームを間欠的に搬送し、前記冷却エア吹出し手段は、プリフォームの搬送路側に２つの平面部を有する箱型であって、前記２つの平面部は、間欠的に搬送されるプリフォームの複数箇所の停止位置に対向して前記吹出し孔を有することができる。
【００１７】
このように、冷却エア吹出し手段が、平面部を有する箱型で、その平面部にプリフォームの搬送停止位置に対向して吹出し孔を有するという簡単な構造で、送風手段から導入したエアを平面部の複数箇所に設けられた吹出し孔から冷却エアを吹出して停止位置にあるプリフォームを冷却することができる。
【００１８】
本発明においては、箱型の前記冷却エア吹出し手段の内側を、導入されたエアによって陽圧に保つことができる。
【００１９】
冷却エア吹出し手段の中が陽圧に保たれることで、複数のプリフォーム停止位置に設けられた吹出し孔から偏ることなく一定のエアを吹出すことができ、停止位置による冷却効率のばらつきがない。
【００２０】
本発明においては、前記送風手段を４０℃未満の雰囲気中に配置することができる。送風手段を４０℃未満の雰囲気中に配置することで、導入されるエア温度が低くなり、プリフォームの表面を効率的に冷却することができ、プリフォーム温度も安定させることができる。
【００２１】
本発明においては、前記平面部を、鏡面状態とすることができる。平面部が鏡面状態であることで、赤外線ヒータの光を反射することで反射板としても作用し、効率的にプリフォームを加熱することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１〜図４は、本発明の一実施の形態に係るプリフォームの加熱装置を用いた二軸延伸ブロー成形装置１を示す図である。
【００２４】
図１は、二軸延伸ブロー成形装置１の全体構成を示す平面図であり、図２はその側面図である。図１及び図２に示される二軸延伸ブロー成形装置１は、機台２上に供給部３、加熱部４、転送部５、一次ブロー成形部６、一次熱処理部７、二次熱処理部８、最終ブロー成形部９及び取出部１０をそれぞれ２組ずつ有する量産型の耐熱容器の成形装置である。一次ブロー成形部６、一次熱処理部７及び最終ブロー成形部９は、それぞれ割型のブロー型を型締めするための型締め機構１１，１２，１３を有している。
【００２５】
図１の二軸延伸ブロー成形装置１は、図の上下に２組ずつ各部を配置しているが、基本的な構成及び動作が同じなので、以下は下半分を中心に説明する。
【００２６】
供給部３で供給されたプリフォームＰは、加熱部４の加熱搬送機構２０に受け渡され、図１の搬送方向Ａに沿って６列で間欠的に搬送される。加熱部４を通過したプリフォームＰは、転送部５で６本同時に９０度プリフォームＰの並び方向を変換しつつブロー搬送機構３０に受け渡される。ブロー搬送機構３０に受け渡された６本のプリフォームＰは、間欠的に一次ブロー成形部６、一次熱処理部７、二次熱処理部８、最終ブロー成形部９へと搬送され、６本毎に各部で成形が行われる。特に一次ブロー成形部６では、プリフォームＰを縦軸方向に延伸すると共に横方向にブロー成形することで二軸延伸ブロー成形が行われる。最終ブロー成形部９から取出部１０に搬出された容器は、取出部１０で二軸延伸ブロー成形装置１から装置外へ排出される。
【００２７】
加熱部４は、プリフォームＰを６列の搬送路で搬送する加熱搬送機構２０と、プリフォームＰを加熱する加熱機構４０と、プリフォームＰの表面を冷却する冷却機構５０を有する。
【００２８】
加熱搬送機構２０は、図１の上側（図１の上側の加熱部４においては、プリフォームＰの搬送状態がわかるように加熱機構４０と冷却機構５０を省略している）に示すように、６本のプリフォームＰを回転自在に保持する加熱搬送パレット２１を搬送方向Ａに沿って複数（本実施の形態では１６本）隣接配置する往路と、その往路の下に加熱搬送パレット２１を供給部３へ戻す復路を有する。加熱搬送パレット２１は、図示しない駆動手段によって供給部３に隣接する加熱搬送パレット２１を押して、加熱搬送パレット２１一個分の幅づつ搬送方向Ａに間欠的に搬送される。
【００２９】
図４に示すように、加熱搬送パレット２１の幅Lをできるだけ短くすることで、加熱部４内にたくさんのプリフォームＰを同時に配置させることができるので、加熱部４の往路を無駄に長くすることなく、加熱時間を十分に確保することができる。
【００３０】
加熱搬送パレット２１は、その両端をガイドレール２２（図３参照）に案内され、上面に６本のプリフォームＰの口部を支持するホルダー２３と、下面に各ホルダー２３を回転させるためのスプロケット２４（図３参照）を有する。スプロケット２４は、図示しない自転用モータの駆動力をベルトによって伝達され、加熱部にあるプリフォームをホルダー２３とともに自転させる。プリフォームを自転させることで、赤外線ヒータからの光を周方向に均等に当てることができる。
【００３１】
図３に示すように、加熱機構４０は、機台に固定されたフレーム１４から吊り下げるように固定された加熱ボックス４１を有している。加熱ボックス４１のプリフォームＰ側は大きく開口されていて、加熱ボックス４１に両端を固定された赤外線ヒータ４２が、プリフォームＰの軸方向に１１本並べて配置されている。本実施の形態の加熱ボックス４１は、搬送方向Ａに沿って例えば６本のプリフォームＰを同時に加熱することができ、図１に示されるように、各列２個の加熱ボックス４１が配置されている。
【００３２】
冷却機構５０は、送風手段と冷却エア吹出し手段から構成されている。本実施の形態においては、図２に示されるように、送風手段として６個のシロッコ・ファン５１を供給部３の上のフレーム１４に配置し、冷却エア吹出し手段へ冷風を配管、例えばフレキシブルホース５２で送りこんでいる。送風手段は、効率的にエアを加熱部４へ送りこむ必要があるため、加熱部４に隣接して設けることが好ましいが、送風手段に取り入れるエアの温度が高いと冷却エアとして十分な効果を発揮できない。そこで、本実施の形態においては、加熱部４の上ではなく、図２に示されるように、供給部３の上に送風手段を配置した。また、実験の結果、送風手段に取り入れるエアの温度は、４０℃未満であることが好ましく、テストによれば３５℃以下で特に好適な結果を得ることができ、４０℃、５０℃、６０℃でのテストではプリフォームＰの温度が安定せず、成形にも悪影響がでた。本実施の形態においては、送風手段としてシロッコ・ファン５１を用いているので、取り入れるエアは、シロッコ・ファン５１を配置した周囲の雰囲気温度（空調された室内の温度）であるが、より成形条件を安定させるためには、送風手段を温度設定可能な除湿機やエアコンを用いてもよい。
【００３３】
冷却エア吹出し手段は、図３に示されるように、機台に立設されたフレーム１４に吊り下げて配置された略直方体の冷却ボックス５３で構成される。本実施の形態の搬送路は、２列を基本単位として３組（６列）あり、２列の搬送路の両外側に加熱ボックス４１が配置され、２列の搬送路の間に冷却ボックス５３が配置され、プリフォームＰの搬送路を挟んで対向配置されている。また、２列目と３列目の搬送路及び４列目と５列目の搬送路に配置された加熱ボックス４１は、図３に示すように、各々背面合わせに配置されている。
【００３４】
冷却ボックス５３は、図４に示すように、搬送方向Ａに長く、２列の搬送路に対向して２つの平面部５４を有しており、各平面部５４には６本のプリフォームＰの搬送停止位置に対応して、それぞれ６箇所に吹出し孔５５が設けられている。各停止位置の吹出し孔５５は、プリフォームＰの軸方向に沿って形成された多数の孔を２〜４列（本実施の形態では１０個の孔５６を４列高さ位置をずらして配置）で構成され、停止したプリフォームＰ全体に対して均等に冷却エアが当たるように、プリフォームＰの全高よりも高く、プリフォームＰの径よりも幅広の範囲に形成されている。また、加熱ボックス４１は、ステンレス製で、平面部５４は鏡面状態であり、赤外線ヒータ４２に対向する面の反射板としての機能も有している。
【００３５】
冷却ボックス５３の上面のエア導入口５７には、シロッコ・ファン５１に他端を接続されたフレキシブルホース５２が接続され、シロッコ・ファン５１から冷却エアが送り込まれる。この冷却エアが、冷却ボックス５３の平面部５４に設けられた吹出し孔５５から加熱されているプリフォームＰの表面に吹き付けられて、赤外線ヒータ４２によって過加熱されたプリフォームＰの表面を冷却する。このとき、冷却ボックス５３の中は、吹出し孔５５から排出されるエア量よりもシロッコ・ファン５１から送りこまれるエア量を多く制御することで、常に陽圧に保たれている。冷却ボックス５３内が陽圧に保たれることで、６箇所に設けられた吹出し孔５５から偏ることなくエアが吹出される。
【００３６】
したがって、本実施の形態の装置においては、供給部３から加熱部４に受け渡された６個のプリフォームＰは、２列３組（６列）で搬送されながら、搬送路にそって配置された加熱ボックス４１の赤外線ヒータ４２によって効率よく加熱されるとともに、２列の搬送路の間に配置された冷却ボックス５３から吹出される冷却エアによってプリフォームＰの外表面を効率よく冷却させることができる。プリフォームＰの外表面が冷却されることによって、比較的厚肉のプリフォームＰを成形する場合でも、プリフォームＰの内表面と外表面の温度差を緩和させることができる。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、量産型の複数列のプリフォームを加熱する装置において、加熱搬送路をコンパクトに設計できることになり、装置の省スペース設計が可能になる。また、プリフォームを短時間で加熱してもプリフォーム表面の過加熱がないので、サイクルタイムを短縮することができる。さらに、比較的厚肉のプリフォームを加熱する場合においても、ヒータ出力を上げても結晶化することなく、透明な容器を得ることが可能になる。
【００３８】
なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００３９】
例えば、前記実施の形態では、供給部３でプリフォームを受け取るいわゆる２ステージ式のリヒートブロー成形機であるが、これに射出成形部を一体に接続したいわゆる１ステージ式の射出延伸ブロー成形機であってもよい。
【００４０】
また、赤外線ヒータ４２は、近赤外線ヒータであっても、遠赤外線ヒータであってもよい。市販されている赤外線ヒータは、一般に、加熱される材質によって、その材質を加熱するのに適した波長のヒータを選択することができることが知られている。
【００４１】
また、吹出し孔は、プリフォームの外表面になるべく均一に冷却エアを吹き付けられるように形成されていればよく、例えば縦方向に延びる複数のスリットや網目状の微小孔で構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプリフォームの加熱装置を用いた耐熱容器の成形装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１の耐熱容器の成形装置の側面図である。
【図３】図１の加熱部のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】冷却ボックスとプリフォーム搬送路の側面図である。
【符号の説明】
１二軸延伸ブロー成形装置
２機台
３供給部
４加熱部
５転送部
６一次ブロー成形部
７一次熱処理部
８二次熱処理部
９最終ブロー成形部
１０取出部
４０加熱機構
４１加熱ボックス
５０冷却機構
５１シロッコ・ファン
５３冷却ボックス
５４平面部
５５吹出し孔
５７エア導入口

Claims

プリフォームの加熱装置において、
２列のプリフォームを同時に搬送する２列の搬送路を有する搬送機構と、
前記２列の搬送路の外側であって、前記各搬送路と平行に２列配置された赤外線ヒータをプリフォームの軸方向にそれぞれ複数本有する加熱機構と、
送風手段と、
前記２列の搬送路を搬送される２列のプリフォームの間に配置された冷却エア吹出し手段を有する冷却機構と、
を有し、
前記冷却エア吹出し手段は、前記送風手段からエアを取り入れるエア導入口と、２列の搬送路を搬送されるプリフォームに対しエアを吹出す吹出し孔とを有していることを特徴とするプリフォームの加熱装置。
請求項１において、
前記搬送機構は、プリフォームを間欠的に搬送し、
前記冷却エア吹出し手段は、プリフォームの搬送路側に２つの平面部を有する箱型であって、
前記２つの平面部は、間欠的に搬送されるプリフォームの複数箇所の停止位置に対向して前記吹出し孔を有していることを特徴とするプリフォームの加熱装置。
請求項２において、
前記箱型の前記冷却エア吹出し手段の内側が導入されたエアによって陽圧に保たれていることを特徴とするプリフォームの加熱装置。
請求項１において、
前記送風手段を４０℃未満の雰囲気中に配置することを特徴とするプリフォームの加熱装置。
請求項２において、
前記平面部は、鏡面状態であることを特徴とするプリフォームの加熱装置。