JP5004540B2 - ブロー成形機システム - Google Patents

Description

本発明は、ペットボトルの容器をブロー成形する際に、その容器を安定してブロー成形できるブロー成形機システムに関するものである。

ペットボトルの容器は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の樹脂からプリフォームを形成し、このプリフォームを成形型に入れ、プリフォーム内に高圧の空気を吹き込んで膨らませて、成形型に押し付けて所望の形に成形した後、成形型から取りだして製造される。

このブロー成形では、プリフォームを加熱・軟化した後に、ブロー成形するために、容器の無菌性が確保できる。

ブロー成形機は、プリフォームを加熱・軟化させるヒータモジュールと、ヒータモジュール部で軟化したプリフォームを高圧空気によりブロー成形するブロー成形部とからなっている。

このブロー成形機においては、ブロー成形前のプリフォームの温度や成形金型温度が変化すると、容器の肉厚が変化したり、底部が白濁したり、製品の歩留まりが低下するために、これらの温度を厳密に制御することが必要である。

特開２０００−２０２８９５号公報

このヒータモジュール部は、３８０ＫＷの発熱量をもち、赤外線照射によりプリフォームを所定の温度に加熱し、軟化せしめる。またブロー成形部は、成形金型温度を１２０℃に保持する必要がある。

特に、ブロー成形前のプリフォーム温度の制御は、歩留まりへの影響が大きいが、この加熱を厳密に行うためには、赤外線照射量の制御の他に、成形機械室の温湿度制御を一定に保つことと、ヒータモジュール内の空気温度を一定に保つことが重要である。

従来、ヒータモジュール内の空気温度は、ヒータ出力の変動の影響を受け上下し、一定に保つことが困難であった。又、ヒータモジュールからの排気は、風量が大きいため、そのまま屋外に放出すると、同量の外気の温湿度を調整する必要が生じ、多大なエネルギを消費するという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ヒータモジュール部の空気温度を最適に制御して安定してブロー成形ができ、かつ、エネルギ消費の少ないブロー成形機システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、成形機械室内に、プリフォームを加熱・軟化させるヒータモジュール部とプリフォームを高圧空気によりブロー成形するブロー成形部からなるブロー成形機を設置し、上記成形機械室の排気口に吸込ラインを接続し、上記成形機械室の給気口に給気ラインを接続し、その吸込ラインと給気ラインに成形機械室内を温湿度制御する空気調和機を接続し、該空気調和機で、成形機械室内の温湿度を一定に保つと共に、上記ヒータモジュール部と上記ブロー成形部の雰囲気空気の温度を一定に保つためのブロー成形機システムにおいて、上記ブロー成形機のヒータモジュール部とブロー成形部の上方に、ヒータモジュール部とブロー成形部の周囲の空気を吸引・排気する排気フードを独立して設置し、その両排気フードに、それぞれ吸引した周囲の空気を成形機械室外に排気する排気ラインを接続すると共にその各排気ラインに排気ファンを接続し、上記ヒータモジュール側の排気ラインに、ヒータモジュール部の周囲の空気を上記空気調和機に戻す循環ラインを接続し、上記空気調和機に外気導入ラインを接続したことを特徴とするブロー成形機システムである。

請求項２の発明は、ヒータモジュール側の排気ファンをインバータで駆動し、その排気ファンの上流側の排気ラインに温度検出器を設け、その温度検出器の温度が所定の温度となるようにヒータモジュール側の排気ファンの排気量を上記インバータで制御する請求項１記載のブロー成形機システムである。

請求項３の発明は、ヒータモジュール側の排気ラインからの排気空気を上記空気調和機に戻す循環ラインと循環ライン下流側の排気ラインに、循環量を調節するダンパを接続した請求項１または２記載のブロー成形機システムである。

請求項４の発明は、空気調和機は、成形機械室から吸込ラインを介して導入される吸気及び外気を除塵するプレフィルタと、プレフィルタで除塵された空気を冷却する冷却器と、空気を加熱する加熱器と、循環ファンと、循環ファンの空調空気を、除塵して給気ラインを介して成形機械室に清浄空気を給気するＨＥＰＡフィルタからなる請求項１〜３いずれかに記載のブロー成形機システムである。

本発明によれば、温湿度制御される成形機械室内にブロー成形機を設置し、その上でブロー成形機のヒータモジュール部とブロー成形部に、それぞれ独立して排気フードを設置し、その排気フードからヒータモジュール部とブロー成形部の雰囲気空気を、それぞれ独立して排気し、ヒータモジュール部の排気温度を制御することにより、ヒータモジュール部内の空気温度を一定に保つことができるため、ブロー成形品の歩留まりを向上できるという優れた効果を発揮するものである。

さらに、高温のヒータモジュール部からの排気を、冬期等の暖房が必要な時期において空気調和機に戻すことで省エネルギに寄与することが出来るものである。

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１において、１０は、ブロー成形機１１が設置される成形機械室である。この成形機械室１０は、工場内に設置したブロー成形機１１の一台或いは複数台（図では２台）を仕切るように区画形成される。なお成形機械室１０は、工場の建家全体であってもよい。

この成形機械室１０には、成形機械室１０内を温湿度制御する空気調和機１２が接続される。すなわち成形機械室１０の排気口１３に吸込ライン１４が接続され、成形機械室１０の給気口１５に給気ライン１６が接続され、その吸込ライン１４と給気ライン１６に空気調和機１２が接続される。

空気調和機１２は、成形機械室１０から吸込ライン１４を介して導入される吸気を除塵するプレフィルタ１７と、プレフィルタ１７で除塵された空気を設定温度以下に冷却する冷却器１８と、その冷却器１８で冷却された空気を加熱或いは暖房する加熱器１９と、空気を加湿する加湿器２０と、循環ファン２１と、循環ファン２１の空調空気を、除塵して給気ライン１６を介して成形機械室１０に清浄空気を給気するＨＥＰＡフィルタ２２とから構成される。

この空気調和機１２は、制御装置２４にて冷却器１８の冷却水弁２３、加熱器１９の加熱弁２５、加湿器２０の加湿弁２６が制御されて成形機械室１０の温度及び湿度を所定の値に保つことができるようになっている。

ブロー成形機１１は、詳細は省略するが、プリフォームを加熱することで軟化させるヒータモジュール部１１ａと、ヒータモジュール部１１ａで軟化したプリフォームをブロー成形するブロー成形部１１ｂとからなっている。

このヒータモジュール部１１ａの最大放熱量は、約２８３ＫＷであり、ブロー成形部１１ｂの放熱量は約７０ＫＷであり、これらの放熱を除去するために、ヒータモジュール部１１ａの上方とブロー成形部１１ｂの上方に排気フード３０ａ、３０ｂがそれぞれ独立して設置され、その排気フード３０ａ、３０ｂにそれぞれ排気ライン３１ａ，３１ｂが接続され、ヒータモジュール部１１ａとブロー成形部１１ｂの雰囲気空気を成形機械室１０外に排気できるようになっている。

ヒータモジュール側の排気ライン３１ａには、インバータ３２ａで能力可変に駆動される排気ファン３３ａが接続され、その排気ファン３３ａの上流側に排気ライン３１ａの排気空気の温度を検出する温度検出器３４ａが設けられ、その温度検出器３４ａの検出値に基づく制御信号がインバータ３２ａに入力され、排気温度が一定となるように排気ファン３３ａの排気量が調節される。

この排気ライン３１ａの下流側には、ダンパ３５が接続され、そのダンパ３５の上流側の排気ライン３１ａに排気を空調調和機１２に戻す循環ライン３６が接続され、その循環ライン３６にダンパ３７が接続される。

ブロー成形部側の排気ライン３１ｂは、図示のように２台の場合、各ライン３１ｂ、３１ｂが途中で合流し、その合流した排気ライン３１ｂに、排気ファン３３ｂが接続さる。

なお、ブロー成形部１１ｂの排気は、ヒータモジュール部１１ａの排気と同等の構成にすることもできる。

空気調和機１２には、外気導入ライン４０が接続され、そのライン４０にライン３６が接続され、さらにダンパ４１が接続される。また吸込ライン１４にもダンパ４２が接続される。

成形機械室１０には、温湿度センサ４５が設けられ、その温湿度センサ４５の検出値が制御装置２４に入力されて空気調和機１２が空調負荷に応じて温湿度センサ４５の検出値が設定値となるように、冷却器１８、加熱器１９，加湿器２１を制御する。なお、温度センサは、ヒータモジュール部１１ａの入口部に温度センサ５１を設置して、その温度センサ５１の検出値で空気調和機１２を制御することもできる。

この空気調和機１２の成形機械室１０内の空調制御の他に制御装置２４は、各ダンパ３５，３７，４１，４２の開度制御も行うようになっている。

この場合、成形機械室１０内に温湿度センサ４５が設けられ、さらに、成形機械室１０の内外の差圧を検出する差圧センサ５２が設けられ、これらセンサ４５，５２の検出値が制御装置２４に入力され、制御装置２４は、成形機械室１０の内外の差圧に基づいて成形機械室１０が陽圧となるように外気導入ライン４０のダンパ４１及びライン１４のダンパ４２を制御すると共に、成形機械室１０の温湿度センサ４５の検出値に応じて各ダンパ３５，３７の開度制御を行って循環量を制御するようになっている。

以上において、空気調和機１２は、温湿度センサ４５の検出値が設定温湿度となるように制御装置２４で制御されるが、ブロー成形機１１、特にヒータモジュール部１１ａは発熱器であり、またブロー成形部１１ｂも発熱体となる、そこでこのヒータモジュール部１１ａとブロー成形部１１ｂの上方に設置した排気フード３０ａ、３０ｂより雰囲気空気を排気することで、この部分の空気温度の異常な上昇を判断することが可能となる。

この場合、排気フード３０ａから排気ライン３１ａを介して排気される空気は、温度センサ３４ａでその温度が、例えば５０〜６０℃の範囲中の所定の設定温度となるようにインバータ３２ａが排気ファン３３ａを制御することで、ヒータモジュール部１１ａ内の空気温度が一定に保たれる。

これにより、ヒータモジュール部１１ａの雰囲気は一定に保たれるため、プリフォームの厳密な温度制御が可能となり、ブロー成形の歩留まりが向上し、不良品の発生を防止することが可能となる。

このブロー成形機１１の雰囲気空気の排気は、温度が高いため、成形機械室１０に暖房負荷が存在する場合、ヒータモジュール部１１ａの排気を循環ライン３６を介して空気調和機１２側に戻すことで、省エネルギになる。

この場合、制御装置２４は、夏期においては、循環ライン３６から排気空気を空気調和機１２側に戻すと冷房負荷が増大するため、循環量を少なくするよう、また冬期においては、暖房負荷を低減するために循環量を多くするようにダンパ３５，３７の開度を調整する。また差圧センサ５２の検出値に基づいて、成形機械室１０からの室外への排気量に見合ってダンパ４１の開度を調整して成形機械室１０の圧力を陽圧に制御する。

以上本発明においては、ブロー成形機１１を温湿度制御される成形機械室１０内に設置し、その上でブロー成形機１１のヒータモジュール部１１ａとブロー成形部１１ｂの雰囲気空気を排気フード３１ａ、３１ｂにて排気し、かつ、ヒータモジュール部１１ａとブロー成形部１１ｂの雰囲気温度を一定にすることができるため、安定したブロー成形が行える。

本発明の一実施の形態を示す図である。

符号の説明

１０ 成形機械室
１１ ブロー成形機
１１ａ ヒータモジュール部
１１ｂ ブロー成形部
１２ 空気調和機
３０ａ、３０ｂ 排気フード
３１ａ、３１ｂ 排気ライン
３３ａ、３３ｂ 排気ファン

Claims (4)

1. 成形機械室内に、プリフォームを加熱・軟化させるヒータモジュール部とプリフォームを高圧空気によりブロー成形するブロー成形部からなるブロー成形機を設置し、上記成形機械室の排気口に吸込ラインを接続し、上記成形機械室の給気口に給気ラインを接続し、その吸込ラインと給気ラインに成形機械室内を温湿度制御する空気調和機を接続し、該空気調和機で、成形機械室内の温湿度を一定に保つと共に、上記ヒータモジュール部と上記ブロー成形部の雰囲気空気の温度を一定に保つためのブロー成形機システムにおいて、
   上記ブロー成形機のヒータモジュール部とブロー成形部の上方に、ヒータモジュール部とブロー成形部の周囲の空気を吸引・排気する排気フードを独立して設置し、その両排気フードに、それぞれ吸引した周囲の空気を成形機械室外に排気する排気ラインを接続すると共にその各排気ラインに排気ファンを接続し、上記ヒータモジュール側の排気ラインに、ヒータモジュール部の周囲の空気を上記空気調和機に戻す循環ラインを接続し、上記空気調和機に外気導入ラインを接続したことを特徴とするブロー成形機システム。
2. ヒータモジュール側の排気ファンをインバータで駆動し、その排気ファンの上流側の排気ラインに温度検出器を設け、その温度検出器の温度が所定の温度となるようにヒータモジュール側の排気ファンの排気量を上記インバータで制御する請求項１記載のブロー成形機システム。
3. ヒータモジュール側の排気ラインからの排気空気を上記空気調和機に戻す循環ラインと循環ライン下流側の排気ラインに、循環量を調節するダンパを接続した請求項１または２記載のブロー成形機システム。
4. 空気調和機は、成形機械室から吸込ラインを介して導入される吸気及び外気を除塵するプレフィルタと、プレフィルタで除塵された空気を冷却する冷却器と、空気を加熱する加熱器と、循環ファンと、循環ファンの空調空気を、除塵して給気ラインを介して成形機械室に清浄空気を給気するＨＥＰＡフィルタからなる請求項１〜３いずれかに記載のブロー成形機システム。

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