JP4562320B2 - 合成樹脂製容器の口元高速白化方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して白化処理するに当たり、その処理を短時間で実行するための高速白化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の合成樹脂製容器の口元部分を白化させるための方法としては、例えば、本願出願人による、特公昭61−35056号公報に開示したものが既知である。この白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を高温加熱して白色に結晶化させることにより、口元部分の耐熱性および耐久性を向上させる技術である。
【0003】
合成樹脂の白化は、合成樹脂の温度が白化開始温度以上になったときに生じ、この白化開始温度は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂の場合、約120(°C)以上であるが、実際上は、合成樹脂の温度を合成樹脂の結晶化速度が最も速い白化促進温度域にすることが理想であり、この白化促進温度域は、例えば、上記PET樹脂の場合、約180〜190(°C)の範囲とすることが好ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の合成樹脂製容器の口元白化方法にあっては、口元部分の雰囲気温度を、温度制御開始直後から徐々に白化促進温度域に到達するように制御していたため、口元部分の温度が安定した状態で白化促進温度域に到達するまでに比較的長い時間を要し、口元部分が実際に白化するまでには時間がかかるという問題があった。
【0005】
本発明の解決すべき課題は、こうした事実に鑑みてなされたものであって、合成樹脂製容器の口元部分の白化処理を短時間で実行可能な方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、第1発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【0007】
第2発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、前記口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【0008】
第3発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を保持したまま口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【0009】
第4発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を低下させると同時に口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【0010】
第5発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、上記第3発明または第4発明において、口元部分の強制冷却を該口元部分の加熱側表面から行うようにすることが好ましい。
【0011】
第6発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、上記第3発明乃至第5発明のいずれか一発明において、口元部分を強制冷却する際、該口元部分の開口付近に、白化促進温度に達しにくい該開口内の冷却を阻止するためのガイドプレートを使用することが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図1は、本発明に従う口元高速白化方法を使用する白化装置を例示した模式図であり、図2は、合成樹脂製容器(以下、PET容器という)の本体をブロー成形するためのプリフォームを示す部分断面図である。
【0013】
白化装置1は、プリフォーム10に形成されたPET容器の口元部分11を白化させるものである。プリフォーム10は、図2に示す如く、口元部分11と本体部分12からなり、この口元部分11には、プリフォーム10をPET容器にブロー成形する際のエア吹き込み口であって、PET容器としては注ぎ口となる開口10hが形成されており、口元部分11の外側表面を符号11f1で示す一方、口元部分11の内側表面を符号11f2で示す。
【0014】
図1に示す白化装置1において、プリフォーム10は、口元部分11を露出した状態で、その本体部分12をホルダー2によって着脱自在に保持される。また図1の装置において、口元部分11の側面方向には、この口元部分11を加熱するためのヒータ3と共に、口元部分11を強制冷却するためのエア吹き出し装置4を配置し、このエア吹き出し装置4から吹き出すエアをプリフォーム表面に効率良く案内し、且つ、開口10h内へのエアの流れ込みを防ぐように、口元上面を覆う機能を備えたガイドプレート5を配置する。
【0015】
図3は、口元部分11の雰囲気温度Tを時系列的に示すタイムチャートであり、本発明に係る口元高速白化方法に従う雰囲気温度Taを実線で示し、従来の白化方法に従う雰囲気温度Tbを一点鎖線で示す。なお、図3における雰囲気温度Tは、(°C)単位であり、経過時間tは、(秒)単位である。
【0016】
本発明に係る口元高速白化方法は、図3の実線Taに示す如く、口元部分11の雰囲気温度Tを白化促進温度域W(T1≦T≦T2)を越えて最大加熱温度Tmaxとなるようにし(時間t=0〜t0)、引き続いて、口元部分11の雰囲気温度Tを最大加熱温度Tmaxから低下させて白化促進温度域Wに収まるように調整して(時間t=t0〜t1)、口元部分11の白化処理を完了させる方法である。なお、本実施形態における白化(結晶化)促進温度域Wは、T1=170(°C)〜T2=190(°C)の温度範囲に設定される。
【0017】
これに対し、従来の白化方法では、一点鎖線Tbに示す如く、口元部分11の雰囲気温度Tを、温度制御開始直後(t=0)から徐々に白化促進温度域Wに到達するように制御しているため、白化処理の終了時間t=t2は、本発明に係る高速白化方法による終了時間t=t1より長くなる。
【0018】
つまり、本発明に係る高速白化方法では、従来の白化方法に比べて、時間Δt=t2−t1だけ白化処理に要する時間を短くすることができる。
【0019】
従って本発明に係る口元高速白化方法によれば、図3に示す如く、口元部分11の雰囲気温度Tが安定した状態で白化促進温度域Wに到達するまでの時間を短縮することにより、口元部分11の白化処理をΔtだけ短い時間で実行することができる。
【0020】
具体的には、本発明の第1実施形態として、白化処理の開始から完了までの口元部分11の雰囲気温度Tをヒータ3からの加熱出力のみによって実線Taのように制御する方法がある。以下、図1の白化装置1を参照して本実施形態を説明する。
【0021】
上記第1実施形態は、口元部分11を加熱するヒータ3からの加熱出力を制御して、口元部分11の雰囲気温度Tを白化促進温度域Wを越えて最大加熱温度Tmaxとなるようにし(時間t=0〜t0)、引き続いて、口元部分11の雰囲気温度Tを最大加熱温度Tmaxから低下させて白化促進温度域Wに収まるように調整して(時間t=t0〜t1)、口元部分11の白化処理を完了させる方法である。
【0022】
第1実施形態の場合、ヒータ3からの加熱出力のみを制御すればよいため、白化処理を容易に行うことができる。
【0023】
次に、本発明の第2実施形態として、白化処理の開始から完了までの口元部分11の雰囲気温度Tを、エア吹き出し装置4からのエアシャワーによって実線Taのように制御する方法がある。以下、図1の白化装置1を参照して本実施形態を説明する。
【0024】
上記第2実施形態は、口元部分11を加熱するヒータ3からの加熱出力を制御して、口元部分11の雰囲気温度Tを白化促進温度域Wを越えて最大加熱温度Tmaxとなるようにし(時間t=0〜t0)、引き続いて、ヒータ3からの加熱出力を口元部分11の雰囲気温度Tが最大加熱温度Tmaxとなるように保持したまま口元部分11をエア吹き出し装置4からのエアシャワーによって強制冷却して、口元部分11の雰囲気温度Tを最大加熱温度Tmaxから低下させて白化促進温度域Wに収まるように調整して(時間t=t0〜t1)、口元部分11の白化処理を完了させる方法である。
【0025】
第2実施形態の場合、ヒータ3からの加熱出力に加えて、PET容器の口元部分11をエアシャワーで強制冷却するから、口元部分11の雰囲気温度Tを短時間に白化促進温度域Wに収めることができるため、白化処理の時間短縮に有効である。しかも、本実施形態の場合、ヒータ3からの加熱出力を保持したことで加熱出力の制御を必要としないという利点がある。
【0026】
さらに第2実施形態の場合、図1の白化装置1に示す如く、口元部分11のエアシャワーによる強制冷却を、PET容器の加熱側表面である口元部分の外側表面11f1から行うから、口元部分の外側表面11f1と内側表面11f2との表面温度差が小さくなり、口元部分11の表面温度差(収縮率の差)によって開口10h内に発生するシワを抑制することができる。
【0027】
ところで、エアシャワーによる強制冷却の際は、ヒータ3からの加熱出力を最大加熱温度Tmaxに維持したままでもよいが、ヒータ3の加熱出力を抑えて、ヒータ3からの加熱温度も低下させることが好ましい。
【0028】
このため、本発明の第3実施形態として、白化処理の開始から完了までの口元部分11の雰囲気温度Tを、ヒータ3からの加熱出力とエア吹き出し装置4からのエアシャワーとによって実線Taのように制御する他の方法がある。以下、図1の白化装置1を参照して本実施形態を説明する。
【0029】
上記第3実施形態は、口元部分11を加熱するヒータ3からの加熱出力を制御して、口元部分11の雰囲気温度Tを白化促進温度域Wを越えて最大加熱温度Tmaxとなるようにし(時間t=0〜t0)、引き続いて、ヒータ3からの加熱出力を低下させると同時に口元部分11をエア吹き出し装置4からのエアシャワーによって強制冷却して、口元部分11の雰囲気温度Tを最大加熱温度Tmaxから低下させて白化促進温度域Wに収まるように調整して(時間t=t0〜t1)、口元部分11の白化処理を完了させる方法である。
【0030】
なお、上記第3実施形態において、口元部分11の雰囲気温度Tを最大加熱温度Tmaxから低下させて白化促進温度域Wに収まるように調整する際のヒータ3からの加熱出力は、段階的に低下させるように制御しても、時系列的に低下させるように制御してもよい。
【0031】
上記第3実施形態の場合、前記第2実施形態の如く、エアシャワーだけで口元部分11を強制冷却した場合に比べて、ヒータ3からの加熱出力を同時に低下させる分だけ、口元部分11の雰囲気温度Tが一層速く白化促進温度域Wに収まるから、白化処理の時間短縮にさらに役立つ。
【0032】
なお、上記第1〜第3実施形態において、ヒータ3からの加熱出力を制御するタイミングやエアシャワーを噴射する時間Δts(=t1−t0)は、口元部分11の白化状態から判断しても、予め予測した値に設定してもよい。また最大加熱温度Tmaxは、例えば、合成樹脂が溶融する直前の温度に設定されることが好ましく、例えば、PET樹脂の場合、220(°C)に設定される。この場合、口元部分11を熱変形させることなく、最も短い時間で白化促進温度域Wを越えるため、白化処理の時間短縮に役立つ。
【0033】
また第2,第3実施形態において、口元部分11を強制冷却する際、ガイドプレート5を使用することが好ましい。この場合、ガイドプレート5によってエアシャワーによる開口10h内の冷却を阻止するから、口元部分の外側表面11f1と内側表面11f2との表面温度差がさらに小さくなり、開口10h内に発生するシワの抑制に一層効果的である。なお、ガイドプレート5は、図1に示す如くプリフォーム口部上面を覆うものであることが好ましく、更には、ガイドプレート5とプリフォーム口部上端間の僅かな隙間からのエアの流入を阻止すべく、ガイドプレート5のエアシャワー吹き出し口側にガイドプレートより下向きに突出するガイド片を設けることが好ましい。この場合、開口10hからのエアの流入を効率的に回避することができるため、開口10h内の冷却を阻止するのに有効である。
【0034】
上述したところは、本発明の好適な実施形態を示したに過ぎず、当業者によれば、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、口元部分11を白化処理する工程も、プリフォーム10の状態で白化処理するだけでなく、プリフォーム10をブロー成形したPET容器の状態で白化処理してもよい。
【0035】
また白化装置は、ホルダー2、ヒータ3、エア吹き出し装置4およびガイドプレート5を一体に備えた白化装置1に限らず、ヒータ3を備える加熱装置と、エア吹き出し装置4およびガイドプレート5を備えた冷却装置とに分割し、ホルダー2の移動によりPET容器を加熱したのち冷却を行うようしたコンベア式装置であってもよい。この場合、コンベア式装置は、加熱装置および冷却装置を交互に複数配置し、加熱および冷却を交互に連続して白化処理を行ってもよい。さらに、口元部分の強制冷却に関しても、エアシャワーによる冷却に限らず、容器を構成する樹脂に影響を及ぼさない衛生的なものであれば、水などの液体シャワーによる冷却であってもよい。
【0036】
【発明の効果】
従って第1発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整するから、口元部分の雰囲気温度が安定した状態で白化促進温度域に到達するまでの時間を短縮することにより、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。
【0037】
第2発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整するから、第1発明と同様、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。しかも、第2発明によれば、加熱出力のみを制御すればよいため、白化処理を容易に行うことができる。
【0038】
第3発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を保持したまま口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整するから、第1発明と同様、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。しかも、第3発明によれば、口元部分を強制冷却するから、口元部分の雰囲気温度を短時間に白化促進温度域に収めることができるため、白化処理の時間短縮に有効であることに加え、加熱出力を保持したことで加熱出力の制御を必要としないという利点がある。
【0039】
第4発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を低下させると同時に口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整するから、第1発明と同様、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。しかも第4発明によれば、加熱出力を維持したままで口元部分を強制冷却した場合に比べて、加熱出力を同時に低下させる分だけ、口元部分の雰囲気温度が一層速く白化促進温度域に収まるから、白化処理の時間短縮にさらに役立つ。
【0040】
また第5発明によれば、上記第3発明または第4発明において、口元部分の強制冷却を、口元部分の加熱側表面から行うから、口元部分の外側表面と内側表面との表面温度差が小さくなり、表面温度差によって開口内に発生するシワを抑制することができる。
【0041】
また第6発明によれば、上記第3発明乃至第5発明のいずれか一発明において、口元部分を強制冷却する際、ガイドプレートを使用することにより、このガイドプレートによって開口内の強制冷却を阻止するから、口元部分の外側表面と内側表面との表面温度差がさらに小さくなり、開口内に発生するシワの抑制に一層効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に従う口元高速白化方法を使用する白化装置を例示した模式図である。
【図2】 PET容器をブロー成形するためのプリフォームを示す部分断面図である。
【図3】 口元部分の雰囲気温度Tを時系列的に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1 白化装置
2 ホルダー
3 ヒータ
4 エア吹き出し装置
5 ガイドプレート
10 プリフォーム
10h 開口
11 口元部分
11f1 外側表面
11f2 内側表面
Claims (6)
- 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、
前記口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、前記口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。 - 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、
前記口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、前記口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。 - 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、
前記口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を保持したまま前記口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。 - 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、
前記口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を低下させると同時に前記口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。 - 前記口元部分の強制冷却を該口元部分の加熱側表面から行うようにする請求項3または4に記載の口元高速白化方法。
- 前記口元部分を強制冷却する際、該口元部分の開口付近に、白化促進温度に達しにくい該開口内の冷却を阻止するためのガイドプレートを使用する請求項3乃至5のいずれか一項に記載の口元高速白化方法。
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