JP5162878B2 - プリフォーム及びその加熱方法 - Google Patents
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Description
このようなペットボトルは、軽量性・透明性・強靱性に優れることから、炭酸飲料、果汁飲料、ミネラルウォーター、各種お茶類や食品調味料などの各種液体製品に多用されている(例えば、特許文献1など参照)。
しかしながら、単にプリフォームの樹脂量を減らして延伸倍率を高める方法では、ボトル成形を行う際、延伸ひずみが生じ、均一な肉厚分布のボトルが得られない。特に、プリフォームの加熱が不均一の状態で延伸ブロー成形を行うと、容器の肉厚分布が不均衡となり、局所的に延伸されにくい部分が生じやすい。そして、最悪の場合には、延伸ブロー成形を行っている間に、ボトルがバーストしてしまう場合もある。このプリフォームの加熱温度のムラは、プリフォームの肉厚を薄くすればするほど、より顕著な問題点となっていた。
図1は、本発明に係るプリフォームの参照実施形態の概略を示す説明図であり、要部を誇張して描写するとともに、中心軸Cを含む垂直面で切り取った縦断面の一部(中心軸Cに対してほぼ左右対称となる図中左側の部分)を示している。また、図2は、図1中鎖線で囲む部分の要部拡大図である。
そして、ネックリング部3と胴体部4との接続部に、突起6が設けられている。この突起6は、ネックリング部3の外径よりも小さく、胴体部4の外径よりも大径となるように設けられており、これによってネックリング部3と胴体部4との接続部に、段差が形成されるようになっている。
ここで、プリフォームの加熱温度とは、プリフォームの胴体部4のほぼ中央部の温度を加熱装置から取り出して1秒以内に測定した温度をいう。
このように、突起6と胴体部4との境界部に切欠部を設けると、切欠部は他の胴体部4よりも肉薄であるため高温に加熱される。このため、この段差(切欠部)より下方の胴体部4のみを高延伸倍率で延伸ブロー成形し、薄肉プラスチックボトルとすることができる。
そのため、胴体部4はヒーターからエネルギーをほぼ均一に受けることができるため、温度差が生じることなく、均一に加熱することができる。
また、底部5をなだらかな曲線の半球状に構成されており、胴体部4の厚みとほぼ同じ厚みとなっている。そのため、底部5も胴体部4と同様に、ヒーターからエネルギーをほぼ均一に受けることができるため、温度差が生じることなく、均一に加熱することができる。
なお、キャップ嵌合部2の頂面部の断面厚みaは、通常の厚み程度とし、この表面に設けられるねじ山及びかぶらの高さや厚みを増すことによっても同様の効果を得ることができる。キャップ嵌合部2については、何らかの手段である程度の重量が確保されていれば、キャップとの嵌合性や密封性が確保される。
なお、ネックリング部3の基部の断面厚みbを極端に厚くすると、その分だけプリフォーム1全体の重量が増すので、ネックリング部3の基部の断面厚みbは3.0mm以上でプリフォーム1の全体重量が増さない範囲とすることが望ましい。
一般に、プリフォームを延伸ブロー成形に適した温度に加熱するには、加熱するプリフォームを1本ごとにマンドレルに載置し、垂直方向にヒーターを複数本配置したヒーターボックス内を、このマンドレルを自転させながらチェーン搬送などすることにより、プリフォームの外面より加熱している。
なお、胴体部4及び底部5の肉厚が比較的肉厚の場合は、ヒーターのエネルギーの透過が低下し内面側の加熱が遅れることがあるため、適宜公知の手段を用いて内面過熱を組み合わせて加熱時間の短縮を図ることもできる。また、外面側が過剰に加熱される場合は、ヒーターの後方より送風するなどして外面側のみが過熱されないようにすることができる。
ヒーターボックスには、プリフォーム1の搬送方向に沿って対向して立設された側壁部11a,11bと、側壁部11a,11bの上方を覆う天板部12とによって囲まれたトンネル状の構造を有している。そして、図示しないマンドレルに支持されたプリフォーム1が、マンドレルとともに自転しながら、各ヒーターゾーンα,β,γの内部を搬送されるようになっている。
なお、図4(a),(b),(c)のそれぞれは、ヒーターゾーンα,β,γの内部構造の概略を示す説明図である。
そして、加熱ゾーンαである程度加熱されたプリフォーム1は、次の加熱ゾーンβに移動し、プリフォーム1の胴体部4及び底部5が、延伸ブロー成形が可能な温度まで加熱される。このとき、前述したように、ヒーター13から発せられた遠赤外線が、主としてプリフォーム1の外面を加熱し、これとともに、ヒーター13から発せられた近赤外線が、プリフォーム1のヒーター13側に対峙する側壁を透過して、反対側の側壁の内面側を加熱するように、プリフォーム1の肉厚や、ヒーター13の出力などを適宜調整する。
そのため、プリフォーム1の温度は、加熱装置に投入された直後に急激に上昇させられたり、あるいは低温で徐々に加熱された後、加熱装置から排出される直前に急激に上昇させられたりしている。このような急激な温度上昇を伴う加熱を行った場合は、プリフォーム1に熱による白化や変形が生じやすくなる。
2 キャップ嵌合部
3 ネックリング部
4 胴体部
5 底部
6 突起(段差)
Claims (7)
- 外面にねじ山を有し、キャップとねじ嵌合されるキャップ嵌合部と、
前記キャップ嵌合部の下方に位置し、嵌合される前記キャップよりも大径のネックリング部と、
前記ネックリング部の下方に位置し、中心軸に対してほぼ同心の円筒状とされた胴体部と、
前記胴体部の下方に位置し、なだらかな曲線からなる半球状とされた底部と、
を備え、
前記ネックリング部の直下に前記胴体部と同一径の突起が形成されるように、当該突起と前記胴体部との境界部に周方向に沿って切り欠き部を設けることにより、前記ネックリング部と前記胴体部との接続部に段差を形成するとともに、
前記胴体部及び前記底部の厚みをほぼ均一としたことを特徴とするプリフォーム。 - 前記キャップ嵌合部の頂面部における横断面の厚みが1.5〜1.8mmであり、前記胴体部及び前記底部の平均厚みが1.5〜3.0mmである請求項1に記載のプリフォーム。
- 前記ネックリング部の基部の縦断面の厚みが3.0mm以上である請求項1〜2のいずれか1項に記載のプリフォーム。
- 外面にねじ山を有し、キャップとねじ嵌合されるキャップ嵌合部と、
前記キャップ嵌合部の下方に位置し、嵌合される前記キャップよりも大径のネックリング部と、
前記ネックリング部の下方に位置し、中心軸に対してほぼ同心の円筒状とされた胴体部と、
前記胴体部の下方に位置し、なだらかな曲線からなる半球状とされた底部と、
を備え、
前記ネックリング部と前記胴体部との接続部に段差突起を設けるとともに、
前記胴体部及び前記底部の厚みをほぼ均一としたプリフォームを加熱するに際し、
前記胴体部及び前記底部の平均厚みを1.5〜3.0mmに設定し、かつ、ヒーターの出力を調整して、前記ヒーターから発せられた遠赤外線が、主として前記プリフォームの外面を加熱し、前記ヒーターから発せられた近赤外線が、前記プリフォームの前記ヒーター側に対峙する側壁を透過して、反対側の側壁の内面側を加熱することを特徴とするプリフォームの加熱方法。 - 複数の加熱ゾーンを設けて、加熱ゾーンごとに加熱条件を設定してプリフォームを加熱する請求項4に記載のプリフォームの加熱方法。
- 前記加熱ゾーンが備えるヒーターの背面から送風し、その反対側に排気して、前記加熱ゾーン内の雰囲気温度を調整する請求項4〜5のいずれか1項に記載のプリフォームの加熱方法。
- 前記加熱ゾーンの内壁面を鏡面仕上げとした請求項4〜6のいずれか1項に記載のプリフォームの加熱方法
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