JP4134634B2 - 光透過性樹脂加熱装置 - Google Patents
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- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料・食料用のペットボトルを成型するための光透過性樹脂を加熱する光透過性樹脂加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料・食料用のペットボトルは、内部に空間を有する光透過性樹脂いわゆるパリソンを白熱ランプから放射される光で加熱し、パリソンが軟化した状態の時にパリソンの周囲に金型を配置し、パリソン内部の空間を気体で加圧して膨張させ、パリソンを所定の形状に膨らませてペットボトルを成型するものである。
【０００３】
この加熱工程において、従来は、シースヒータやパネルヒータが用いられてパリソンを加熱していたが、最近は熱源に白熱ランプが用いられるようになってきた。これは、シースヒータやパネルヒータに比べ、白熱ランプから放射されるエネルギーの波長が短く、パリソン内部までエネルギーが効率良く浸透する割合が高いことによるものである。
【０００４】
従来の白熱ランプを用いた光透過性樹脂加熱装置を図４を用いて説明する。
白熱ランプ２は両端に封止部を有する管型白熱ランプであって、管軸が水平方向になるように配置し、複数本の白熱ランプを垂直方向に並べている。図４では白熱ランプ２は垂直方向に６本並べられている。
【０００５】
そして、パリソン１は、内部に空間Ｋを有し１１は外表面であり１２は内部空間Ｋに露出している内表面であり、長手方向軸線Ｘを中心に自転しながら、白熱ランプ２の前方を矢印Ｙに示す方向に、白熱ランプ２と一定の離間距離を保った状態で移動しながら白熱ランプ２から放射される光によって加熱されるものである。
【０００６】
また、このような従来の光透過性樹脂加熱装置は、図５に示すように、白熱ランプ２から放射される光を効率良くパリソン１に照射するために白熱ランプ２の背後に金属製またはセラミック製の反射板４が配置されている。さらには、図６に示すように、反射板４を使用せずに、パリソン１とは反対側に位置する白熱ランプ２に表面に直接的に金属やセラミックなどの反射コート膜５を形成し、白熱ランプ２から放射される光を効率良くパリソン１に照射する構造をとっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４、図５、図６に示すような光透過性樹脂加熱装置では、白熱ランプ２から放射される光は、単に、パリソン１の方向に向かって放射されているだけであり、その光の進行方向は特に制御されているものはなく、具体的には白熱ランプ２から放射される光は特定の方向に向かって集光されておらず、また、特定の方向に拡散されているものではなかった。
【０００８】
この結果、加熱工程終了直後では、図４に示すようにパリソン１の外表面１１とパリソン１の内部空間Ｋに露出している内表面１２とではかなりの温度差が生じていた。
これは、パリソン１に光が照射されると、光はパリソン１の内部に向かって進行するが、パリソン１自体で光が吸収されてしまうのでパリソン１の外表面１１の方が内表面１２に比べ光の照射強度が高くなってしまい、結果的に、パリソン１の外表面１１が内表面１２に比べ加熱の程度が大きくなり温度が高くなるものであった。
つまり、パリソン１を均一に加熱することができなかった。
【０００９】
加熱工程終了直後では、上述したようにパリソン１の外表面１１と内表面１２とではかなりの温度差が生じており、この状態でパリソン１の周囲に金型を配置し、パリソン１の内部空間に気体を噴出させ加圧で膨張させすると、パリソン１がうまく変形せず所定の形状にならないという問題があった。
【００１０】
このような問題が発生するために、従来から、加熱工程終了後、直ぐに、成形工程を行わず、パリソン１自体の熱伝導によって外表面１１と内表面１２の温度ができるだけなくなるように一定時間パリソンを放置する工程が必要となり、製造時間の短縮に対して弊害となっていた。
【００１１】
本発明の目的は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、光透過性樹脂であるパリソンの内表面と外表面の温度差を小さくしパリソンを略均一に加熱することができる光透過性樹脂加熱装置を提供することにある。
また、光透過性樹脂であるパリソンを加熱したあとに直ぐにパリソンを成形することができる光透過性樹脂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】
請求項１に記載の光透過性樹脂加熱装置は、内部に空間を有する光透過性樹脂を、その外面から白熱ランプから放射される光によって加熱する光透過性樹脂加熱装置において、前記白熱ランプから放射された光は、反射鏡によって集光されて光透過性樹脂に照射され、前記白熱ランプは管型白熱ランプであり、前記反射鏡は断面形状が楕円の樋状の楕円反射鏡であって、前記白熱ランプは、当該白熱ランプの管軸が前記光透過性樹脂の長手方向軸線と並行となるように配置され、前記反射鏡の第１焦点に沿って前記白熱ランプが配置され、前記反射鏡の第２焦点に前記光透過性樹脂の内表面または前記光透過性樹脂の内部空間が位置していることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の光透過性樹脂加熱装置は、請求項１に記載の光透過性樹脂加熱装置であって、特に、前記光透過性樹脂は有底円筒状であって長手方向中心線に対して垂直方向の断面形状が円環状であり、前記光透過性樹脂は前記白熱ランプから一定の離間距離を保った状態で自転し、前記白熱ランプから放射される光によって加熱されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光透過性樹脂加熱装置の説明図であり、図２、図３は、反射鏡と白熱ランプと光透過性樹脂との位置関係を示す断面説明図である。
なお、図２、図３では、反射鏡は断面が楕円形状であり、白熱ランプから放射される光の光線追跡線も合わせて記載している。
【００１６】
光透過性樹脂であるパリソン１は、内部に空間Ｋを有する有底円筒状であって長手方向中心線Ｘに対して対象的な構造になっている。そして、パリソン１は底部１ａを有し、１１が外表面であり、１２は内部空間Ｋに露出している内表面である。また、パリソン１は、長手方向中心線Ｘに対して垂直方向の断面形状が円環状である。
【００１７】
また、パリソン１の材質は光透過性樹脂であればよく、用途や価格に応じて、ＰＥＴ、ＰＰ等、さまざまな材料を適宜選択することができる。
【００１８】
２はパリソン１を加熱するための白熱ランプであって、両端封止型の管型白熱ランプであり、白熱ランプ２の管軸がパリソン１の長手方向軸線Ｘと並行となるようになっている。
そして、白熱ランプ２を中心にしてパリソン１とは反対側に反射鏡３が配置されている。この反射鏡３は、断面形状が楕円である樋状の楕円反射鏡である。
【００１９】
パリソン１は、不図示の固定部材によって固定されており、パリソン１は長手方向軸線Ｘを中心に自転しながら、白熱ランプ２から一定の離間距離を保った状態で加熱されるものである。
【００２０】
図２を用いて説明すると、反射鏡３の第１焦点Ｐ１に沿って白熱ランプ２が配置されており、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の白熱ランプ２に近い方の内表面１２が位置するようになっている。
このように、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の内表面１２が位置するように構成することにより、反射鏡３によって集光された光Ｌ１は内表面１２に局所的に集光され照射強度、具体的には単位面積あたりの赤外線の照射密度が外表面１１と比べ高くすることができる。
【００２１】
つまり、パリソン１の厚み方向に透過する光は、進行中にパリソン１自体で吸収されパリソン１の内表面に到達する赤外線量が減少して、内表面１２の温度を所定の温度に上げることが難しかったが、パリソン１の内表面１２に照射されるの光の照射強度、具体的には単位面積あたりの赤外線の照射密度を外表面１１と比べ高くすることによって、外表面１１と内表面１２との温度差を小さくでき、パリソン１全体を略均一に加熱することができる。
【００２２】
図３は、反射鏡３の第１焦点Ｐ１に沿って白熱ランプ２が配置されており、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の内部空間Ｋが位置するようになっている。
このように、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の内部空間Ｋが位置するように構成することにより、図２の光透過性樹脂加熱装置と同様に、反射鏡３によって集光された光Ｌ１によって内表面１２の光の照射強度を外表面１１の光の照射強度より高くすることができ、具体的には内表面１２の単位面積あたりの赤外線の照射密度が外表面１１と比べ高くすることができ、外表面１１と内表面１２との温度差を小さくでき、パリソン１全体を略均一に加熱することができる。
【００２３】
この結果、従来の製造工程では、パリソンの加熱工程終了後に、パリソンの温度を略均一にするために一定時間パリソンを放置する工程が必要であったが、本発明の光透過性樹脂加熱装置を用いることにより、加熱工程終了後、直ぐに成形工程を行うことができ、製造時間の短縮にもつながるものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の光透過性樹脂加熱装置は、白熱ランプから放射された光は、反射鏡によって集光されて光透過性樹脂に照射されるとともに、白熱ランプは管型白熱ランプであり、反射鏡は断面形状が楕円の樋状の楕円反射鏡であって、白熱ランプは、当該白熱ランプの管軸が光透過性樹脂の長手方向軸線と並行となるように配置され、反射鏡の第１焦点に沿って白熱ランプが配置され、反射鏡の第２焦点に光透過性樹脂の内表面または前記光透過性樹脂の内部空間が位置しているので、光透過性樹脂の外表面よりも内表面で照射強度が高くなり、光透過性樹脂の内表面に照射される光の密度、具体的には単位面積あたりの赤外線の照射密度を外表面と比べ高くすることができ、よって、光透過性樹脂の外表面と内表面との温度差を小さくすることができ、光透過性樹脂全体の温度を略均一にすることができる。
【００２５】
さらに、本発明の光透過性樹脂加熱装置を利用すると光透過性樹脂の加熱工程終了後、直ぐに、成形工程を行うことができ、製造時間の短縮を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光透過性樹脂加熱装置の説明図である。
【図２】本発明の光透過性樹脂加熱装置の反射鏡と白熱ランプと光透過性樹脂との位置関係を示す断面説明図である。
【図３】本発明の光透過性樹脂加熱装置の反射鏡と白熱ランプと光透過性樹脂との位置関係を示す断面説明図である。
【図４】従来の光透過性樹脂加熱装置の説明図である。
【図５】従来の光透過性樹脂加熱装置であって、光透過性樹脂に照射される光の光線追跡図である。
【図６】従来の光透過性樹脂加熱装置であって、光透過性樹脂に照射される光の光線追跡図である。
【符号の説明】
１ 光透過性樹脂であるパリソン
１１ 外表面
１２ 内表面
１ａ 底部
２ 白熱ランプ
３ 反射鏡
Ｐ１ 第１焦点
Ｐ２ 第２焦点
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料・食料用のペットボトルを成型するための光透過性樹脂を加熱する光透過性樹脂加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料・食料用のペットボトルは、内部に空間を有する光透過性樹脂いわゆるパリソンを白熱ランプから放射される光で加熱し、パリソンが軟化した状態の時にパリソンの周囲に金型を配置し、パリソン内部の空間を気体で加圧して膨張させ、パリソンを所定の形状に膨らませてペットボトルを成型するものである。
【０００３】
この加熱工程において、従来は、シースヒータやパネルヒータが用いられてパリソンを加熱していたが、最近は熱源に白熱ランプが用いられるようになってきた。これは、シースヒータやパネルヒータに比べ、白熱ランプから放射されるエネルギーの波長が短く、パリソン内部までエネルギーが効率良く浸透する割合が高いことによるものである。
【０００４】
従来の白熱ランプを用いた光透過性樹脂加熱装置を図４を用いて説明する。
白熱ランプ２は両端に封止部を有する管型白熱ランプであって、管軸が水平方向になるように配置し、複数本の白熱ランプを垂直方向に並べている。図４では白熱ランプ２は垂直方向に６本並べられている。
【０００５】
そして、パリソン１は、内部に空間Ｋを有し１１は外表面であり１２は内部空間Ｋに露出している内表面であり、長手方向軸線Ｘを中心に自転しながら、白熱ランプ２の前方を矢印Ｙに示す方向に、白熱ランプ２と一定の離間距離を保った状態で移動しながら白熱ランプ２から放射される光によって加熱されるものである。
【０００６】
また、このような従来の光透過性樹脂加熱装置は、図５に示すように、白熱ランプ２から放射される光を効率良くパリソン１に照射するために白熱ランプ２の背後に金属製またはセラミック製の反射板４が配置されている。さらには、図６に示すように、反射板４を使用せずに、パリソン１とは反対側に位置する白熱ランプ２に表面に直接的に金属やセラミックなどの反射コート膜５を形成し、白熱ランプ２から放射される光を効率良くパリソン１に照射する構造をとっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４、図５、図６に示すような光透過性樹脂加熱装置では、白熱ランプ２から放射される光は、単に、パリソン１の方向に向かって放射されているだけであり、その光の進行方向は特に制御されているものはなく、具体的には白熱ランプ２から放射される光は特定の方向に向かって集光されておらず、また、特定の方向に拡散されているものではなかった。
【０００８】
この結果、加熱工程終了直後では、図４に示すようにパリソン１の外表面１１とパリソン１の内部空間Ｋに露出している内表面１２とではかなりの温度差が生じていた。
これは、パリソン１に光が照射されると、光はパリソン１の内部に向かって進行するが、パリソン１自体で光が吸収されてしまうのでパリソン１の外表面１１の方が内表面１２に比べ光の照射強度が高くなってしまい、結果的に、パリソン１の外表面１１が内表面１２に比べ加熱の程度が大きくなり温度が高くなるものであった。
つまり、パリソン１を均一に加熱することができなかった。
【０００９】
加熱工程終了直後では、上述したようにパリソン１の外表面１１と内表面１２とではかなりの温度差が生じており、この状態でパリソン１の周囲に金型を配置し、パリソン１の内部空間に気体を噴出させ加圧で膨張させすると、パリソン１がうまく変形せず所定の形状にならないという問題があった。
【００１０】
このような問題が発生するために、従来から、加熱工程終了後、直ぐに、成形工程を行わず、パリソン１自体の熱伝導によって外表面１１と内表面１２の温度ができるだけなくなるように一定時間パリソンを放置する工程が必要となり、製造時間の短縮に対して弊害となっていた。
【００１１】
本発明の目的は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、光透過性樹脂であるパリソンの内表面と外表面の温度差を小さくしパリソンを略均一に加熱することができる光透過性樹脂加熱装置を提供することにある。
また、光透過性樹脂であるパリソンを加熱したあとに直ぐにパリソンを成形することができる光透過性樹脂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】
請求項１に記載の光透過性樹脂加熱装置は、内部に空間を有する光透過性樹脂を、その外面から白熱ランプから放射される光によって加熱する光透過性樹脂加熱装置において、前記白熱ランプから放射された光は、反射鏡によって集光されて光透過性樹脂に照射され、前記白熱ランプは管型白熱ランプであり、前記反射鏡は断面形状が楕円の樋状の楕円反射鏡であって、前記白熱ランプは、当該白熱ランプの管軸が前記光透過性樹脂の長手方向軸線と並行となるように配置され、前記反射鏡の第１焦点に沿って前記白熱ランプが配置され、前記反射鏡の第２焦点に前記光透過性樹脂の内表面または前記光透過性樹脂の内部空間が位置していることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の光透過性樹脂加熱装置は、請求項１に記載の光透過性樹脂加熱装置であって、特に、前記光透過性樹脂は有底円筒状であって長手方向中心線に対して垂直方向の断面形状が円環状であり、前記光透過性樹脂は前記白熱ランプから一定の離間距離を保った状態で自転し、前記白熱ランプから放射される光によって加熱されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光透過性樹脂加熱装置の説明図であり、図２、図３は、反射鏡と白熱ランプと光透過性樹脂との位置関係を示す断面説明図である。
なお、図２、図３では、反射鏡は断面が楕円形状であり、白熱ランプから放射される光の光線追跡線も合わせて記載している。
【００１６】
光透過性樹脂であるパリソン１は、内部に空間Ｋを有する有底円筒状であって長手方向中心線Ｘに対して対象的な構造になっている。そして、パリソン１は底部１ａを有し、１１が外表面であり、１２は内部空間Ｋに露出している内表面である。また、パリソン１は、長手方向中心線Ｘに対して垂直方向の断面形状が円環状である。
【００１７】
また、パリソン１の材質は光透過性樹脂であればよく、用途や価格に応じて、ＰＥＴ、ＰＰ等、さまざまな材料を適宜選択することができる。
【００１８】
２はパリソン１を加熱するための白熱ランプであって、両端封止型の管型白熱ランプであり、白熱ランプ２の管軸がパリソン１の長手方向軸線Ｘと並行となるようになっている。
そして、白熱ランプ２を中心にしてパリソン１とは反対側に反射鏡３が配置されている。この反射鏡３は、断面形状が楕円である樋状の楕円反射鏡である。
【００１９】
パリソン１は、不図示の固定部材によって固定されており、パリソン１は長手方向軸線Ｘを中心に自転しながら、白熱ランプ２から一定の離間距離を保った状態で加熱されるものである。
【００２０】
図２を用いて説明すると、反射鏡３の第１焦点Ｐ１に沿って白熱ランプ２が配置されており、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の白熱ランプ２に近い方の内表面１２が位置するようになっている。
このように、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の内表面１２が位置するように構成することにより、反射鏡３によって集光された光Ｌ１は内表面１２に局所的に集光され照射強度、具体的には単位面積あたりの赤外線の照射密度が外表面１１と比べ高くすることができる。
【００２１】
つまり、パリソン１の厚み方向に透過する光は、進行中にパリソン１自体で吸収されパリソン１の内表面に到達する赤外線量が減少して、内表面１２の温度を所定の温度に上げることが難しかったが、パリソン１の内表面１２に照射されるの光の照射強度、具体的には単位面積あたりの赤外線の照射密度を外表面１１と比べ高くすることによって、外表面１１と内表面１２との温度差を小さくでき、パリソン１全体を略均一に加熱することができる。
【００２２】
図３は、反射鏡３の第１焦点Ｐ１に沿って白熱ランプ２が配置されており、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の内部空間Ｋが位置するようになっている。
このように、反射鏡３の第２焦点Ｐ２にパリソン１の内部空間Ｋが位置するように構成することにより、図２の光透過性樹脂加熱装置と同様に、反射鏡３によって集光された光Ｌ１によって内表面１２の光の照射強度を外表面１１の光の照射強度より高くすることができ、具体的には内表面１２の単位面積あたりの赤外線の照射密度が外表面１１と比べ高くすることができ、外表面１１と内表面１２との温度差を小さくでき、パリソン１全体を略均一に加熱することができる。
【００２３】
この結果、従来の製造工程では、パリソンの加熱工程終了後に、パリソンの温度を略均一にするために一定時間パリソンを放置する工程が必要であったが、本発明の光透過性樹脂加熱装置を用いることにより、加熱工程終了後、直ぐに成形工程を行うことができ、製造時間の短縮にもつながるものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の光透過性樹脂加熱装置は、白熱ランプから放射された光は、反射鏡によって集光されて光透過性樹脂に照射されるとともに、白熱ランプは管型白熱ランプであり、反射鏡は断面形状が楕円の樋状の楕円反射鏡であって、白熱ランプは、当該白熱ランプの管軸が光透過性樹脂の長手方向軸線と並行となるように配置され、反射鏡の第１焦点に沿って白熱ランプが配置され、反射鏡の第２焦点に光透過性樹脂の内表面または前記光透過性樹脂の内部空間が位置しているので、光透過性樹脂の外表面よりも内表面で照射強度が高くなり、光透過性樹脂の内表面に照射される光の密度、具体的には単位面積あたりの赤外線の照射密度を外表面と比べ高くすることができ、よって、光透過性樹脂の外表面と内表面との温度差を小さくすることができ、光透過性樹脂全体の温度を略均一にすることができる。
【００２５】
さらに、本発明の光透過性樹脂加熱装置を利用すると光透過性樹脂の加熱工程終了後、直ぐに、成形工程を行うことができ、製造時間の短縮を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光透過性樹脂加熱装置の説明図である。
【図２】本発明の光透過性樹脂加熱装置の反射鏡と白熱ランプと光透過性樹脂との位置関係を示す断面説明図である。
【図３】本発明の光透過性樹脂加熱装置の反射鏡と白熱ランプと光透過性樹脂との位置関係を示す断面説明図である。
【図４】従来の光透過性樹脂加熱装置の説明図である。
【図５】従来の光透過性樹脂加熱装置であって、光透過性樹脂に照射される光の光線追跡図である。
【図６】従来の光透過性樹脂加熱装置であって、光透過性樹脂に照射される光の光線追跡図である。
【符号の説明】
１ 光透過性樹脂であるパリソン
１１ 外表面
１２ 内表面
１ａ 底部
２ 白熱ランプ
３ 反射鏡
Ｐ１ 第１焦点
Ｐ２ 第２焦点
Claims (2)
- 内部に空間を有する光透過性樹脂を、その外面から白熱ランプから放射される光によって加熱する光透過性樹脂加熱装置において、
前記白熱ランプから放射された光は、反射鏡によって集光されて光透過性樹脂に照射され、
前記白熱ランプは管型白熱ランプであり、前記反射鏡は断面形状が楕円の樋状の楕円反射鏡であって、
前記白熱ランプは、当該白熱ランプの管軸が前記光透過性樹脂の長手方向軸線と並行となるように配置され、
前記反射鏡の第１焦点に沿って前記白熱ランプが配置され、前記反射鏡の第２焦点に前記光透過性樹脂の内表面または前記光透過性樹脂の内部空間が位置していることを特徴とする光透過性樹脂加熱装置。 - 前記光透過性樹脂は有底円筒状であって長手方向中心線に対して垂直方向の断面形状が円環状であり、
前記光透過性樹脂は前記白熱ランプから一定の離間距離を保った状態で自転し、前記白熱ランプから放射される光によって加熱されることを特徴とする請求項１に記載の光透過性樹脂加熱装置。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004074641A JP2004074641A (ja) | 2004-03-11 |
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| JP5565672B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2014-08-06 | 株式会社吉野工業所 | 近赤外線ヒータとプリフォームの加熱方法 |
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2002
- 2002-08-20 JP JP2002239606A patent/JP4134634B2/ja not_active Expired - Fee Related
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