JP4142998B2 - プリフォームの加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＥＴボトルと称されるポリエチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＥＴという）製の瓶状の容器をブロー成形方法により成形するのに供されるプリフォーム体の加熱装置に関する。

プリフォームは、有底円筒形状に射出成形されている。
このプリフォームをブロー成形にて延伸変形させることでペットボトルを生産する工程においては、所定の温度に加熱する必要がある。
ＰＥＴは樹脂であるので熱伝導性はあまり良くないので、雰囲炉等で加熱するには時間がかかり、ブロー成形の生産性を阻害する。

そこで、赤外線ヒーター等を用いた透過性放射加熱方法が採用されている。
しかし、赤外線ヒーター等の加熱源を用いてもＰＥＴ樹脂は熱伝導性が良くないので、プリフォームの外側の外面温度が内側内面温度よりも速く上昇し、内面の温度を適正範囲に加熱しようとすると、外側外面が結晶化してしまい、白色に変色するという技術的課題があった。

このように、プリフォームの外面が過剰加熱されるのを防ぐ目的で、プリフォームの外側表面にエアーを吹き付けて冷却しながら加熱する方法が採用されるに至っている。
例えば、特開２００３−１１２１５号公報には、プリフォームに冷却エアーを吹き付けながら急速加熱した後に、一定期間放置することにより外面と内面との温度差を調整する技術が開示されている。
しかし、放置による温調処理は雰囲気温度等周囲の環境の影響を受けやすく、特にＰＥＴボトルの生産開始時と生産をある程度連続的に生産している状態では、雰囲気温度そのものが大きく変化する恐れが高い。
特開２００３−１１２１５号公報

本発明は、ブロー成形によるＰＥＴボトルの生産工程に使用されるプリフォームの加熱装置であって、短時間に均一に安定して加熱出来る装置構造の提供を目的とする。

プリフォームを倒立姿勢で保持する複数のマンドレルを、ほぼ等ピッチに配置したピッチ送りの搬送手段と、上記複数のマンドレルにそれぞれ保持された複数のプリフォームを側面から加熱する熱源と、上記複数のプリフォームを間に挟むように熱源と対向配置された冷却エアー吹き付け手段とを備え、この冷却エアー吹き付け手段に上記プリフォームのピッチにほぼ合わせたエアー吹き出しスリットを複数設け、このスリットから吹き出るエアーをプリフォームが搬送進行する方向に対して向かい風になるように、整流フィンを配置したことを特徴とするプリフォームの加熱装置とした。

従来のエアー吹き出しスリットの間隔は、プリフォームの搬送ピッチと異なっていたために複数のプリフォームに均一にエアーが当たらなかったのに対して、本願発明においては搬送プリフォームのピッチとスリット間隔をほぼ合わせたので均一に冷却エアーが当たるように作用する。

従来のエアー吹き出し口のフィンは、吹き出しの為の開口部を適宜設けているだけで、プリフォームに対して確実に整流する機能を有していない。
これに対して本願発明においては、プリフォームをピッチ送りに搬送し、その搬送進行方向に対して向かい風になるように整流フィンを取り付けたことにより、エアーの流れがプリフォームに均一に安定して当たるように整流される。
ここで、整流フィンはプリフォームに均一に安定して当たるようにフィンの形状、角度、長さを設定したことをいい、平らな板状のフィンをその傾斜角度、長さを調整して取り付けてもよく、横断面が曲線になるように曲面形状に設定してもよい。

エアーが吹き出るスリットの高さも、プリフォームの高さにほぼ合わせた方がプリフォームを効率良く冷却させる為によい。
また、エアーの供給源として通常使用されるブロアーからのエアー吹き出し口を所定の空間を有するケーシングに取り付け、このケーシングに複数のエアー吹き出しスリットを配置した場合に、各スリットからのエアーが均一に吹き出るように各スリットの間口幅やフィンの長さを変えることにより調整する。

従来のブロアーの風量調節は、ブロアーの吸い込み口に取り付けられた遮へい板のスライドにより吸い込み間口を調整していた。
これに対して、ブロアーの吹き出し口側にダンパーを取り付けてその開閉角度により風量を調節する方法を採用すると、スリットからのエアー吹き出し量を調整するのが容易である。

本発明においては、搬送手段にほぼ等ピッチにプリフォームを配置し、このプリフォームピッチに合わせてエアー吹き出しスリットを配置するとともに、スリットのエアー吹き出し口に整流フインを取り付けたので、複数のプリフォームの外面に均一に冷却エアーが当たるので、プリフォームの外面の過昇温を防止しつつ加熱ができる。

このように、プリフォームが等ピッチ間隔で搬送加熱されると、プリフォームの加熱後に複数のブロー成形金型を併設し、複数ピッチ送りにて同時成形する場合でも、金型間でのプリフォーム加熱バラツキが小さくなる。
搬送は一定の速度で進行しても、ほぼ等ピッチにエアー吹き出しスリットが設定されているので冷却が均一になる効果があるが、本発明の効果が特に顕著に現れるのは複数の金型に対してピッチ送りで搬送する場合である。

図１及び図２に本発明に係る加熱装置の実施例を示す。
図１はプリフォーム加熱装置の上部カバーを取り外して上部から見た図を示し、図２はプリフォームからスリット側を見た側面図を示す。
プリフォーム（パリソン）１の加熱装置は、ＰＥＴボトルのブロー成形工程の一部として組み込まれている。
プリフォームの搬送装置８に等ピッチＰ０間隔にてマンドレル８ａが自転可能に備えられている。
図２に示すようにマンドレル８ａには、プリフォーム１が倒立姿勢で保持され、図１に示すように複数のプリフォームのピッチはマンドレルのピッチにより定まりＰ０である。
このプリフォームのピッチＰ０とほぼ同じくピッチＰ１にて冷却エアー吹き出しスリット３ａ、３ａ、３ｂ、３ｂ・・・・３ｄ、３ｄが設けられている。
このスリットのエアー吹き出し口には、例として断面曲線状及びＰ２の長さを有する整流フイン４が取り付けられている。
整流フインは、エアーがプリフォームの搬送進行方向Ｖに向かって、向かい風になるように曲面形状になっていて、エアーの流れを模式的にＡとして表現してある。

複数のスリットはケーシング５に設けられ、このケーシングのエアー供給口６にジャバラ管９ｃを介してエアーブロアー９が連結されている。
図１に示す例では、エアー供給口６は一つだけ設けてあるが、必要に応じて複数に分けても良い。
このように各スリットに、１台のエアーブローでエアー供給する場合にあっては、エアー供給口６に近いスリット３ａ、３ａの間口幅を狭くし、これより離れた位置にあるスリット３ｂ、３ｂ・・・・３ｄ、３ｄの間口は順次広く設定することで、各スリットからのエアーの吹き出し量が均一になるように調節されている。
なお、スリットの間口幅は予め実験的に定めて固定にしてもよいが、遮へい板スライド式等により調節可能にするとよい。
また、各スリットの高さも図２に示すように、プリフォームの高さに概ね合わせるのがエアーの整流の点で好ましい。

エアーブロー９には吸込口９ａと吹出口９ｂが設けられているが、吹出口側にダンパー９ｄを設けて風量調節可能になっている。

図１に示すように、複数のプリフォーム１が等ピッチＰ０に配置されながら、搬送装置８にてＶの方向に進行し、スリット３ａ、３ｂ・・・・３ｄから吹き出るエアーが整流フインにてプリフォームの進行方向に対して向かい風になるように整流されて、各プリフォームの外面に当たる。
また、必要に応じて加熱装置のスリット反対側にエアー吸込口７を設けてもよい。
スリットの対向面に赤外線ヒーター２が上下方向に複数段に分けて設定されていてプリフォームを放射加熱する。
これにより、プリフォームの外面をエアーで冷却しながら加熱することになり、プリフォームの外面の結晶化（白化）を抑えつつ、内面温度が１００〜１２０℃になるように均一に加熱出来た。

プリフォームが所定の温度に加熱されると、ブロー成形金型１０ａ、１０ｂ等に自動供給され、ブロー成形される。
金型の配置によりプリフォームの加熱後にピッチ幅が変更されてもよく、複数の金型を並設してピッチ送りでプリフォームを供給する場合に、本発明の加熱装置を用いると各金型に供給されるプリフォームの温度が安定し、各金型間のブロー成形バラツキを抑えることができる。

本発明に係る加熱装置を上部から見た図を示す。 加熱装置のプリフォームからスリット側を見た側面図を示す。

符号の説明

１ プリフォーム（パリソン）
２ ヒーター
３ａ、３ｂ、３ｄ スリット
４ 整流フイン
５ ケーシング
６ エアー供給口
７ 吸込口
８ 搬送装置
８ａ マンドレル
９ ブロアー
９ａ ブロアー吸込口
９ｂ ブロアー吹出口
９ｃ ジャバラ管
９ｄ ダンパー
１０ａ、１０ｂ ブロー成形金型

Claims (1)

1. プリフォームを倒立姿勢で保持する複数のマンドレルを、ほぼ等ピッチに配置したピッチ送りの搬送手段と、
   上記複数のマンドレルにそれぞれ保持された複数のプリフォームを側面から加熱する熱源と、
   上記複数のプリフォームを間に挟むように熱源と対向配置された冷却エアー吹き付け手段とを備え、この冷却エアー吹き付け手段に上記プリフォームのピッチにほぼ合わせたエアー吹き出しスリットを複数設け、このスリットから吹き出るエアーをプリフォームが搬送進行する方向に対して向かい風になるように、整流フィンを配置したことを特徴とするプリフォームの加熱装置。

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