KR0136556B1

KR0136556B1 - 피이티(pet) 용기 제조용 열처리 장치

Info

Publication number: KR0136556B1
Application number: KR1019930008599A
Authority: KR
Inventors: 데니스 제랄드; 에브라드 알라인
Original assignee: 시델 프란시스올리비에
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1998-04-25
Also published as: BR9301943A; DE69301192T2; FR2691401A1; JPH06106643A; FR2691401B1; EP0571262B1; US5308233A; JPH0784036B2; DE69301192D1; ES2084461T3; KR930023145A; EP0571262A1

Abstract

결정체 구역안에서 가느다란 목들과 몸체들의 가열수단에 비하여 간격이 줄여진 과정과 회복구역안에서 몸체들의 가열수단에 비하여 간격이 긴 과정을 용기들이 제시하는 것과 같은 용기들의 간격과정을 수정수단(9,10,15)과; 몸체의 결정체를 위한 가열수단과 함께 배합상태로 그리고 회복을 위해 몸체들을 위한 가열수단후에 적어도 부분적으로 펼쳐지는 그리고 가느다란 목의 내부에 들어간 내부의 가열물림쇠(18)에 연합되어진, 짧은 적외선의 방사(λ≥2㎛)를 가느다란 목을 향해 방출하는 가느다란 목을 가까이 위치되어진 가느다란 목(47)을 위한 가열수단들 그리고 몸체의 PET 상태의 수정체의 증대비용을 위하여 가열수단(44) 회복을 위하여 가열수단을 제시하는 그리고 평균적외선의(λ≥2㎛) 방사를 몸체를 향해 방출하는, 몸체의 높이에 대하여 계속적으로 상세히 논의하면서 몸체 가까이 위치되어진 온도 160-240도에 대해 몸체의 가열수단(27,44)를 포함시키는, 이중연신을 미리 당했던 몸체의 용기전체(몸체와 가느다란 목)을 위한 가열수단을 포함하는 그리고 현저한 변형없이 사용중에 가혹한 열조건들을 당하기에 알맞은 PET 상태로 분열에 있어 용기들의 계속적인 제조를 위해 사용되어진 열처리장치이다.

Description

피이티(PET) 용기 제조용 열처리 장치

제 1 도는 본 발명에 따른 처리장치에 의하여 수행되는 주요용기 처리단계를 보인 전개과정도.

제 2 도는 본 발명에 따른 열처리 장치의 전체구성을 제 1 도에서 보인 주요용기 처리단계의 위치와 함께 보인 개략 구성도.

제 3 도는 제 2 도에서 보인 열처리 장치에서 용기 이송수단의 일부를 보인 부분 평면도.

제 4 도는 제 3 도의 이송수단에 결합된 용기이송/파지기구의 부분수직 단면도.

제 5 도는 제 2 도에서 보인 열처리 장치의 회복오븐의 횡단면도(제2도의 V-V 선 단면도).

제 6 도는 제 2 도와 제 5 도에서 보인 회복오븐의 변형실시형태를 보인 개략 평면도.

제 7 도는 제 6 도에서 보인 회복오븐의 변형실시형태를 VⅡ-VⅡ 선 단면으로 보인 횡단면도.

제 8 도는 제 2 도에서 보인 열치리 유니트의 결정화 오븐의 제 2 도 VⅢ-VⅢ선 단면도.

제 9 도는 제 2 도에서 보인 열처리 장치의 제어형 냉각수단의 제 2 도 Ⅸ-Ⅸ선 횡단면도.

제 10 도는 제 2 도에서 보인 열처리 장치의 최종 가열오븐의 제 2 도의 Ⅹ-Ⅹ선 횡단면도.

제 11 도는 제 10 도에서 보인 최종가열오븐의 상세도.

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 제조되며 사용중에 현저한 변형없이 고온액체를 충전하거나 내용물을 저온살균처리하는 것과 같은 과정중에 가하여지는 비교적 과중한 열조건을 견딜 수 있는 용기의 제조를 위한 열처리장치의 개선에 관한 것이다.

본원 출원인의 프랑스특허 FR2658119에는 이러한 종류의 용기를 제조하는데 적합한 방법이 기술되어 있는 바, 이러한 방법은 다음의 단계들로 구성된다.

(a) 비결정질의 PET로된 용기 프리폼(container preform)의 동체(병목부분은 제외)만을 PET 연화온도와 같은 온도로 가열하는 단계. 이 단계중에 용기의 병목부분은 그 최종 크기와 형태로 거의 완성된다.

(b) 동체의 크기가 제조될 최종용기의 크기에 비하여 높이는 약 20%가 크고 횡방향 크기는 0-30%가 크며 용기의 성형벽이 약 5℃-40℃로 냉각되는 중간용기를 얻도록 가열된 프리폼의 동체를 성형하는 단계.

(c) 다음으로, 중간용기의 동체를 약 1-5분동안 160℃-240℃의 온도로 가열하는 단계와, 이러한 동체의 가열과정의 전과정 또는 일부과정중에 병목부분을 서서히 냉각시키기 전에 이 병목부분만의 PET의 결정화에 요구된 온도와 시간조건하에 병목부분을 가열하는 단계.

(d) 끝으로, 약 2-6초 동안 선행단계의 종료시에 다시 가열수축된 중간 동체를 그 최종형상과 크기가 되도록 성형하는 단계.

이러한 방법을 실행하기 위하여 상기 언급된 특허문헌에 있어서는 특히 상기 방법의 단계(c)를 수행하기 위한 열처리 장치가 결합되는 용기제조 설비를 제안하고 있다. 설계상의 단순성 때문에 고려되는 상기 방법의 실현에 적합한 하나의 특수형태에 있어서, 이러한 열처리 장치는 다음의 요소로 구성된다.

(1) 동체와 병목부분을 망라하는 전체 중간용기를 가열하는데 사용되는 가열장치. 동체는 이 동체를 구성하는 PET의 투명성 회복과 증가를 위하여 약 160℃-240℃로 가열되고 병목부분은 이 병목부분만의 PET를 경정화하는데 적합한 시간과 온도조건하에 가열된다.

(2) 병목부분과 동체를 망라하는 용기전체의 온도를 낮추도록 하는 냉각수단. 병목부분은 이 병목부분을 구성하고 있는 PET를 결정화 하도록 비교적 느리게 냉각된다.

(3) 경우에 따라서 열처리 장치에 결합되어 상기 방법의 단계(d)로 정의되는 최종 성형단계전에 용기의 동체를 가열할 수 있게된 다른 가열장치.

상기 프랑스 특허 FR-2658119에서 제안된 제조설비의 열처리 장치를 이용하여 얻는 주요잇점은 지금까지는 결정화오븐과 회복오븐이라 불리는 오븐에서 별도로 수행되었던 병목부분만의 PET의 구상결정화 단계와 용기 동체의 열처리 단계를 조합하는 것에 있다. 여기에서 회복이라는 용어는 중간용기를 제조하는 공정의 양방향 연신작업(단계 b)중에 PET 에 유도된 내부스트레스를 이완시키는 것을 의미하며 이때에 물질이 자유롭게 변형되는 상태에 놓이고, 이러한 회복단계에서는 수축되고 불규칙한 동체를 갖는 용기가 제조된다.

그러나, 이러한 형태의 열처리 장치의 실제이용에 있어서는 통상적인 결정화 및 회복오븐의 간단한 단부대 단부의 병렬배치에 문제가 되는 여러 가지 난제에 부딪친다.

주요 난제는 장치의 에너지 소모의 최적점을 찾아 실행될 방법의 단계들을 정확하게 수행토록 하는데 있다. 실제로 에너지를 최적하게 이용하여 에너지의 소모를 피하기 위하여, 전기가열에 의해 오븐내에서 발생되는 열에너지는 용기들이 오븐을 통과하는 반면에 이들이 서로 근접하게 배열되게 하므로서 모든 복사열이 처리될 물질에 흡수되는 것이 요구된다. 이러한 처리중에 상기 언급된 바와 같이 물질이 충분히 변형된다. 회복오븐내에 배치된 최종용기에 비하여 크기가 큰 반면에(예를 들어 중간용기는 직경이 90㎜인 최종 1.5리터 용기에 비하여 직경이 약 110㎜이다), 회복오븐으로부터 나오는 용기는 현저히 수축된 작은 크기이다(예를 들어 직경이 약 80㎜이다). 따라서, 직경이 큰 중간용기에 비견되는 연속용기 사이의 공간거리 선택은 큰 열에너지의 손실을 가져오고 이와 같이 불필요하게 멀리 떨어져 있는 수축된 용기에 대한 다음 공정의 단계중에 얻는 결과에 대하여 가중될 때에 지나친 전기소모를 가져오게 된다.

다른 문제점은 용기의 병목부분에서 결정화가 일어나는 조건에 관한 것이다. 초기 단계중에 프리폼의 병목부분에서 결정화가 수행될 때에 프리폼은 결정화열의 열출력이 만족스러운 것이 되게 연속하여 병렬배치 될 수 있다. 다른 한편으로 상기 언급된 방법에 있어서 병목부분을 구성하는 물질의 결정화는 병목부분의 직경보다 큰 동체직경이 연속 배치된 용기에서 병목부분의 간격이 현저히 떨어지도록 하여 양호한 열출력을 감소시키는 상태로 용기상에서 수행된다. 예를 들어 각 병목부분 사이의 중심과 중심의 거리는 프리폼인 경우에 65㎜로서 용기의 경우에 140㎜로 증가한다. 그 결과로 열출력이 현저히 감소하고 결정화오븐의 길이가 길어진다.

또한 에너지 발생의 영역에서도, 지금까지 사용된 오븐에는 가열될 용기의 동체 높이 보다 높게 연장되고 단파장의 적외선을 방사하는 가열튜우브와 가열저항기가 구비되어 오븐을 통과하는 용기의 동체는 직접 적외선 복사열로 가열되고 또한 오븐의 가열된 공기(대류가열)에 의하여 간접적으로 가열된다. 따라서, 이러한 형태의 오븐에서 에너지발생은 양호하지 않고 전기소모가 크다.

특히 용기가열 방법의 여러 단계를 적절히 수행함에 있어서는 가열 및 냉각에 대한 물질의 처리시간과 같은 준수사항이 요구되었다. 한편, 손실을 최대한으로 줄여 실제 발생된 열에너지의 대부분이 처리될 물질에 도달토록 하는 가열조건의 정확한 지식은 가열시간, 냉각 또는 온도감소를 최소화할 수 있는 반면에 다른 한편으로는 물질의 실제로 균일한 결정화를 보존토록 완벽히 제어된 시간조건(예를 들어 약 20-25초) 하에서 이루어져야 한다. 현재, 일정하게 증가하는 제조량(예를 들어 6000 용기/시간)은 설비내에서 용기가 고속으로 이동하는 것을 요구하고 또한 요구와 냉각시간에 맞추기 위하여 냉각단에서 이동되는 거리가 길어진다. 그 결과로 설비의 길이가 부수적으로 길어져 설비비용이 증가한다.

다른 문제점은 가동기구를 열로부터 효과적으로 보호하여야 한다는 점에 있는 바, 이러한 가동기구는 광범위한 온도(100℃-200℃ 사이)의 대기중에서, 그리고 집중가열영역의 매우 높은 온도(약 200℃)에서도 문제없이 기능을 발휘하여야 한다.

따라서, 본 발명은 PET 로 된 용기를 제조중에 열처리하기 위한 개선된 구조의 열처리 장치를 제안하는 바, 이러한 장치는 중간용기 동체의 가열, 용기병목부분만의 결정화 가열과, 병목부분의 효과적이고 균일한 결정화 및 용기의 최종성형전 용기의 새로운 가열공정이 이루어질 수 있도록 하는 용기전체의 제어된 냉각이 조합하여 이루어질 수 있도록 하고, 이러한 열처리 장치는 현저히 개선된 열출력을 발생하여 전기에너지의 소모를 현저히 줄이는 동시에 용기를 구성하는 물질의 처리를 위한 파라메타의 개선된 제어가 이루어지도록 하므로서 제조라인을 떠나는 최종용기에 개선된 특성을 부여하며 부분적인 고온(적어도 200℃)에도 불구하고 장애없이 고속(예를 즐어 6000개 이상의 용기/시간)으로 신뢰가능하게 작동할 수 있는 구조적인 특성을 보인다.

이를 위하여, 본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 된 병과 같은 용기의 제조중에 사용되며 용기를 고온액체로 충전하거나 그 내용물을 저온살균처리하는 것과 같은 공정중에 용기에 비교적 과중한 열조건이 가하여져도 현저한 변형없이 이를 견딜수 있는 용기의 제조시 이러한 용기를 연속적으로 열처리하는 열처리 장치를 제안한다.

이 장치는 다음과 같이 구성된다.

(a) 동체와 병목부분으로 구성되는 각 용기의 전체를 가열하기 위한 가열수단, PET로 된 용기는 예비단계로 양방향 연신되고 증가된 투명성을 회복하기 위하여 약 160℃-240℃의 온도로 가열되며, 아직은 비결정상태인 PET로 된 병목부분은 이러한 병목부분에서 PET의 구상 결정화가 이루어지도록 하는데 적합한 온도와 시간조건하에 가열된다.

(b) 병목부분과 동체로 구성되는 각 용기의 전체의 온도를 낮추도록 하는 냉각수단, 병목부분에서 PET의 결정화가 이루어지도록 이 병목부분의 냉각은 비교적 느리게 수행된다.

본 발명에 따라 구성되는 열처리 장치는 다음의 수단들을 포함한다.

(a) 각 용기의 전체를 가열하는데 사용되는 수단. 이 수단은 또한 다음 수단으로 구성된다.

(1) 용기의 동체에 조접하여 이들을 향하고 이들의 높이에 연속하여 연장되어 용기의 동체를 가열하기 위한 수단. 이러한 동체가열 수단은 동체의 방향으로 2㎛ 보다 크거나 같은 파장을 갖는 중간파장의 적외선 복사열을 방출할 수 있게 되어 있으며, 이 동체 가열수단은 회복을 위한 가열수단과 동체를 구성하는 PET의 결정도(결정화율)를 증가시키기 위한 가열수단으로 구성된다.

(2) 용기의 병목부분에 대향하여 연장되고 2㎛보다 작거나 같은 파장을 갖는 단파장의 적외선 복사열을 방출하여 용기의 병목부분을 가열하기 위한 수단. 이러한 병목부분 가열수단은 병목부분내에 삽입되는 내부가열 맨드릴에 연결되고 회복용의 동체 가열수단에 이어 적어도 부분적으로 연장되고 동체의 결정화용인 가열수단과 조합된다.

(b) 동체가 비교적 큰 횡방향 크기를 갖는 동안에 용기가 회복영역에서 동체 가열수단에 대향하여 비교적 큰 간격의 거리를 두고 가열된 동체가 수축하여 횡방향 및 종방향 크기가 감소되었을 때에 결정화 영역내에서 동체 가열수단 및 병목부분 가열수단에 대향하여 감소된 간격의 거리를 두도록 용기 사이의 거리를 수정하기 위한 수단.

용기의 열처리를 위하여 요구된 여러 가열수단을 하나의 유니트로 집합시켜 전체구조를 간단히 하고, 제조 및 공정비용을 줄이며 설비가 차지하는 공란을 줄이기 위하여, 열처리 장치는 용기의 최종성형전에 용기의 최종가열을 위한 수단이 구비되는 것이 바람직하며, 이러한 최종가열수단은 냉각수단 이후에 배치되는 것이 좋다.

용기의 동체를 가열하기 위한 수단은 동체의 높이까지 연장한 가열판을 갖는 것이 좋으며, 이들 가열판은 2㎛보다 크거나 같은 과정을 갖는 중간파장의 적외선 복사열을 방출하는 것이 좋다. 이들 가열판은 용기동체가 지나는 진로의 일측에 배치되고, 반사경이 동체진로의 타측에서 가열판에 대향되게 배치되며, 이들은 용기의 동체가 균일하게 가열되도록 용기의 동체가 지나는 진로의 양측에서도 대향되게 배치된다.

또한, PET 결정화를 위하여 용기의 병목부분을 가열하기 위한 수단은 용기의 이동방향으로 평행하게 연장되고 대부분이 2㎛보다 작거나 같은 과정을 갖는 단파장 적외선 복사열을 방출하는 가열튜우브로서 구성된다.

본 발명의 기본구성에 의하여, 용기들의 횡방향 크기가 어떻든간에 연속된 용기사이, 즉 먼저 직경이 큰 대형 용기 사이와 가열 수축되어 작은 직경을 갖게되는 용기 사이에 일정한 간격이 유지될 수 있다. 연속 용기 사이의 간격을 요구되는 한 작게 유지하는 반면에 용기가 서로 접촉하지 아니하고 불완전하게 배치된 용기 또는 비대칭으로 수축된 용기가 이들 스스로 인접한 용기와 접촉하지 않도록 충분한 여유공간을 확보하는 단계가 취하여질 수 있다(일반적으로 측방향으로 배치된 열원으로부터 방출되는 열에 균일하게 노출되도록 용기가 열처리 장치를 통하여 지나는 동안에 스스로 회전한다). 예를 들어 완성되었을 때에 동체의 직경이 90㎜인 1.5리터 용량의 병을 제조하는 공정에서는 대형용기(동체의 직경이 약 110㎜)의 경우 연속 용기 사이의 중심거리는 약 140㎜가 될 것이며 수축된 용기의 경우에는 약 105㎜가 될 것이다. 이와 같이 용기들은 가열장치의 전방을 연속하여 이동하고 대부분 측방향으로 배치된 이들 가열장치로부터 방출되는 대부분의 열을 받게 되는 거의 일정한 커튼을 형성한다.

가열수단에 관하여, 이들을 상이한 특성을 갖는 두가지 형태의 가열장치로 분할하므로서 한편으로는 병목부분의 가열과 다른 한편으로는 동체의 가열이 용기의 이들 두 부분의 적절한 가열을 위하여 요구된 특수조건에 완벽하게 적응될 수 있도록 한다. 여기에서 특수조건은 예를 들어 동체의 경우 약 0.2-0.3㎜이고 병목부분의 경우 약 2-3㎜인 재료의 상이한 두께를 포함한다.

동체를 신속히 가열하기 위하여 중간파장의 적외선 복사열 (λ≥ 2㎛)이 사용되며, 이 경우 PET는 불투명하며 열이 동체의 얇은 벽에 흡수되므로 매우 짧은 시간에 벽을 가열한다. 더우기, 용기 동체의 전체 높이까지 연장한 일련의 가열판으로 구성되는 열원을 이용하므로서 동체의 방향으로 이들의 전체 높이에 걸쳐 균일한 열을 방출할 수 있다. 여기에서 다시 열효율이 개선된다. 또한, 지금까지 널리 사용된 일련의 가열튜우브 대신에 가열판을 이용하므로서 전기배선을 줄일 수 있다. 더우기, 가열판은 가열튜우브보다 강하다. 전체적인 결과로서 설비비나 유지비를 낮출 수 있고 기계작동의 신뢰성은 높아진다.

또한 부가적으로 종래에 이용된 대기가열방식(대류가열방식)에서는 불가능하였던 복사가열방식을 이용하므로서 이용 및 조절의 다양성을 제공할 수 있다. 특히 가열판은 용기동체의 여러 영역(예를 들어 두께가 상이한 여러 영역)을 정확하고 선택적으로 가열하기 위하여 용기동체의 수직방향으로 병렬로 적충되는 부속가열판으로 분할되어 개별적으로 제어될 수 있다.

동체를 구성하는 재질의 이와 같이 개선된 열처리 방식은 최종용기의 품질에 매우 중요한 결과를 가져온다. 실제로 동체를 구성하는 PET의 완벽하게 제어되고 신속하게 이루어지는 가열은 결정도가 지금까지 알려진 것보다 현저히 높으며(종래기술에 따른 오븐을 이용하여 그 결정도가 35-40%인 것에 비하여 40-50%이다), 이로써 최종용기의 탄성율이 높으며 온도저항성이 양호하게 된다. 이러한 최종용기는 종래의 경우 95℃로 가열된 액체를 채울 수 있었던 것에 비하여 100℃-105℃로 가열된 액체를 채워도 견딜 수 있다. 더우기, 용기동체의 벽두께는 보다 균일하게 되어 종래기술에 따른 용기에서 두게가 얇은 영역에 일치하는 취약영역이 나타나지 않으므로 기계적인 강도가 보다 우수하다.

끝으로, 종래기술에 따른 주위가열방식 대신에 복사가열방식을 이용하는 용기동체의 가열방식을 이용하므로서 회복에 요구된 온도(160℃-240℃, 좋기로는 약 200℃)에 보다 빠르게 도달할 수 있으며 그 시간이 약 5-5.5초로 감소될 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 동체만을 가열하기 위하여, 용기의 개선된 가열방법과 용기와의 거리간격을 수정하는 것을 조합하므로서 종래기술에 따른 오븐방식에 비하여 전력소모가 약 20% 감소되었다.

다른 한편으로, 용기 병목부분의 가열에 있어서, 동체를 가열하는데 이용되었던 것과 같은 중간파장의 적외선 복사열(λ ≥2㎛)을 이용하므로서 비균등가열이 이루어지고 병목부분의 외면, 즉 가열된 부분에서 시작하여 이러한 가열의 전파가 비교적 느리므로 두께를 통한 열기울기의 생성이 이루어질 수 있다. 이와 같이, 이러한 관점에서 PET를 통과하고 병목부분을 통과한 후에 병목부분의 내측에 삽입된 맨드릴에 도달하는 상당비율의 단파장 적외선(λ ≥2㎛)을 포함하는 복사열을 이용하는 다른 방식을 실행할 수 있을 것이다.

다시, 병목부분을 충분히 PET의 구상결정화가 이루어지도록 하는 온도로 가열하는데 완벽하게 적용되는 방식을 이용하므로서 가열시간과 요구된 전기에너지를 줄일 수 있다.

동체의 회복을 위하여 상기 제공된 것과 같은 대표적인 실시예에서, 병목부분의 가열시간은 용기의 중심과 중심 사이의 거리가 105㎜인 경우 97초 이었으나 용기의 중심과 중심사이의 거리가 65㎜인 경우 종전에는 65초 이었다. 본 발명에 있어서는 직선진로의 양측에 배치된 복사열원을 이용하므로서 용기의 중심과 중심 사이의 거리가 105㎜일 때에 병목부분의 가열시간은 25-30초이다. 더욱이 본 발명에 의하여 특별히 설정된 조건하에서 전력은 현저히 감소되었다.

실제로, 본 발명에 있어서, 동체를 가열하고 병목부분을 결정화 하는데 요구된 전력은 종래 열처리 장치의 경우에 비하여 약 28%가 감소되었다.

더우기 동체-회복 및 병목부분 결정화 과정의 조합에 의하여 얻게되는 구조적인 단순화와 이하 설명될 여러 개선점에 의하여 본 발명에 따른 회복/결정화의 비용은 종전에 요구된 회복오븐 및 결정화오븐의 비용보다 약 28%가 낮음을 알 수 있었다.

본 발명의 우선 실시형태에서, 본 발명에 따른 유니트는 용기의 이송을 위하여 유니트는 각 축선의 둘레에 함께 결합된 일련의 링크로 구성된 무단 콘베어 체인을 가지며, 각 링크는 용기의 병목부분을 지지하는 장치와 결합됨을 특징으로 하고, 용기 사이의 간격을 변화시키기 위한 수단이 각각 콘베이어 벨트의 링크에 부착되어 링크에 대하여 횡방향으로 연장되어 있으며 단부에 상기 언급된 용기지지장치가 구비된 돌출암, 링크의 암이 블록면의 외부로 연장되어 있는 상태에서 콘베이어 체인의 링크를 이동가능하게 지지하여 용기 사이의 간격이 크게 벌어지도록 하는 볼록형 만곡지지체와, 만곡지지체에 연장되어 있고 링크의 암이 거의 평행한 상태에 있는 동안에 콘베이어 체인의 링크를 이동가능하게 지지하여 용기 사이의 거리를 좁히는 적어도 하나의 직선형 지지체로 구성됨을 특징으로 하며, 또한 용기동체를 가열하기 위한 수단과 용기병목부분을 가열하기 위한 수단이 콘베이어 체인의 진로에 대하여 대략 평행하게 구성되고 회복용으로 설계된 동체 가열수단은 콘베이어 체인의 만곡지지부에 거의 평행하게 배치되며 용기병목부분 가열수단은 콘베이어 체인의 직선형 지지부에 대하여 평행하게 적어도 부분적으로 배치됨을 특징으로 한다.

이러한 구성으로, 볼록형 만곡지지체의 곡률과 암의 길이에 따라서 동체가 비교적 큰 횡방향 크기를 가질 때에 회복용으로 설계된 용기동체 가열수단에 대향된 콘베이어 체인의 만곡진로에서 벌어진 간격으로부터 동체가 수축되고 횡방향 및 종방향 크기가 감소된 상태에서 결정화용으로 설계된 용기동체 및 병목부분 가열수단에 대향된 콘베이어 체인의 직선진로에서 좁아진 간격까지 용기 사이의 간격이 수정될 수 있다.

콘베이어 벨트의 막곡형 지지체는 회전바퀴의 형태이고, 회복용으로 설계된 용기 동체 가열수단은 거의 원호형이고 바퀴의 테두리에 평행한 라인상에 배치된다.

병목부분의 결정화용으로 설계된 가열수단은 회복용인 용기 동체 가열수단에 의하여 점유된 영역에 부분적으로 연장되는 것이 바람직하다. 그리고 병목부분 가열수단은 대형 용기의 전체높이(동체와 병목부분) 이상으로 연장된 플레이트 내에서 동체 가열수단과 조합될 수 있다.

이러한 구성의 조합으로 회복용으로 설계된 용기 동체 가열수단과 용기병목부분 가열수단의 일부를 처리장치의 일측 만곡단부에 배치할 수 있어 이로부터 연속되는 직선부분이 이에 따라 짧아질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 열처리 장치는 종래기술에 따른 장치보다 짧고 보다 콤팩트하게 될 수 있다.

또한 외경이 병목부분의 내경에 일치하는 맨드릴에 용기병목부분이 삽입되기 전에 용기병목부분을 예열하기 위한 수단이 제공되며, 이러한 구서으로 예열된 병목부분이 맨드릴에 보다 쉽게 삽입될 수 있게 된다. 이 경우에 있어서, 콘베이어 체인의 암의 일측단부에 결합된 각 지지기구는 가동맨드릴로 구성되며 이는 용기병목부분에 강제로 삽입될 수 있고 병목부분 이하의 각 용기를 지지할 수 있다.

선택적으로, 열처리 장치는 용기 저면을 가열하기 위한 수단으로 구성될 수 있으며, 이들 수단은 동체의 결정율을 증가시키기 위하여 동체가열수단과 조합되고 이러한 수단의 하측에 측방향으로 배치되어 지면의 중앙부분이 결정화 됨이 없이 용기저면을 가열할 수 있다.

냉각수단은 용기주위의 온도를 80℃-200℃, 좋기로는 약 100℃로 유지할 수 있는 주위가열수단으로 구성되는 것이 좋다. 이러한 구성으로, 그리고 용기의 지나친 냉각을 피하므로서 최종가열수단으로 진입하는 용기의 온도와 이들 수단내에서 가열된 용기의 온도 사이의 차이가 좁혀질 수 있다. 따라서 이들 최종가열수단에 필요한 전력이 더욱 감소된다.

더우기, 용기 사이의 간격을 변경시키기 위한 제2수단이 최종가열수단의 하류측에 설치되며 열처리 장치로부터 용기를 이송하기 위하여 연속한 용기 사이에 각 용기를 파지하기 위한 용기파지장치가 삽입될 수 있도록 간격을 증가시킬 수 있다.

용기가열 고정중에 초고온(200℃ 이상)이 발생되므로 이러한 고온에 의한 방해효과(잼밍, 윤활제 열화 등)에 대하여 기계적인 장치를 보호하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하므로서 기계적인 구성부분의 열보호수단이 이들 구성부분과 가열수단 사이에 냉각가스의 커튼을 불어낼 수 있고, 장치의 프레임이 적어도 부분적으로 관상의 단면형태로 구성될 수 있으며, 이들 냉각가스가 이들 관상프레임을 통하여 공급될 수 있다.

용기가 가열판의 앞에서 정지하는 경우에 파열된 PET는 자기점화성 가스를 방출한다. 이러한 용기의 정지가 가열판에 대한 전원의 차단에 의하여 이루어지는 경우에도 가열판의 열관성으로 화재의 위험은 그대로 남는다. 따라서 용기가 정지되는 경우에 용기로부터 가열판의 거리를 증가시키도록 구성되어 가열판에 결합된 안전기구를 열처리 장치에 결합시키는 것이 바람직하다. 이러한 안전기구는 가열판(용기로부터 이동되도록 용기의 진로에 대하여 횡방향으로, 또는 용기의 상하로 승강되도록 수직방향으로 슬라이드 트랙상에서 이동할 수 있게 착설된 가열판) 또는 용기(가열판을 향하여 배치되는 용기의 방출 및 낙하)에 작용할 수 있으며, 제어기구는 비전기적인 기구, 예를 들어 특히 공압잭의 형태로 되어 있어 전원이 차단되어도 작동될 수 있도록 하여야 한다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도와 제2도에서, 양방향 연신된 PET로 만들어지고 종래기술에 따른 성형방법을 이용하여 생산된 오버싸이즈형 동체를 갖는 중간용기(1)가 슈트(4)를 통하여 열처리 장치(전체를 부호 3으로 보임)의 입구(2)로 이송된다(화살표 5).

입구(2)에 연속하여 위치하는 영역(6)에서, 용기는 통상적인 수단(예를 들어 동체를 통하여 용기를 파지하는 수단스크류 시스템)을 이용하여 일정한 간격을 두고 서로 분리되며, 이때에 용기(1)의 병목부분(7)은 이후 설명되는 공정을 위하여 병목부분에서 PET를 약간 확장시키도록 약 50℃의 온도로 예열된다(예열 튜우브 8).

그리고 용기는 이송기구로 이송되며(영역 11), 이러한 이송기구는 용기를 전체 열처리 장치(3)를 통하여 이 장치의 출구까지 이동시킨다. 기본적으로 이러한 이송기구는 폐쇄형태로서 회전형 링크를 갖는 무단 콘베이어 체인(9)을 형성하는 결합구조물로 구성되며, 각 링크는 병목부분을 통하여 용기를 지지할 수 있게 되어 있다.

또한 이러한 이송기구는 무단체인이 감기고 체인을 지지하고 구동시킬 수 있게된 비교적 직경이 큰 구동휠(10)과, 간격유지기구와 구동휠을 동시구동시킬 수 있게 된 모우터 구동수단으로 구성된다.

콘베이어 체인(9)(제3도와 제4도 참조)은 체인(9)을 지지하고 구동시키는 휠(10)의 주연에 형성된 방사상 요구(14)내에 결합될 수 있는 대경피봇트(13)에 의하여 자유롭게 회전될 수 있게 서로 결합된 일련의 링크(12)로 구성된다. 각 링크(12)에는 방사상 외측으로 연장된 횡방향 암(15)이 결합된다(벨트가 휠(10)에 감기는 위치에서), 각 암의 단부에는 병목부분을 통하여 용기를 파지하기 위한 파지장치가 결합된다.

각 파지장치(16)는 이송영역(11)의 단부(제1도-제3도에서 파지영역 17)에서 신속히 용기병목부분을 파지하도록 구성되고 제어된다. 이를 위하여(제4도 참조), 각 파지장치(16)는 암(15)에 의하여 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된 자켓트(19)내에서 이동가능한 수직맨드릴(18)로 구성된다. 이 맨드릴(18)은 자켓트(19)에 고정되어 콘베이어 체인(9)의 전체진로길이를 따라 연장된 구동체인(도시하지 않았음)과 함께 작동하는 톱니바퀴(20)에 의하여 그 축선을 중심으로 하여 연속회전 하므로서, 측방향으로 배치된 가열수단의 전방으로 이동할 때에 용기동체와 병목부분이 균일하게 가열된다. 더욱이 자켓트(19)를 통하여 맨드릴(18)이 연장되고 이를 지나 상측으로 돌출된 축(21)의 상측단부에는 맨드릴(18)을 승강(양방향 화살표 23)시키도록 고정측부캠(도시하지 않았음)과 결합하여 작동하는 로울러(22)가 결합되어 있다. 각 맨드릴(18)은 최종용기의 병목부분의 내경과 일치하는 외경을 갖는다. 이와 같이, 파지(또는 드레싱)영역(17)에서, 맨드릴(18)은 맨드릴(18)을 둘러싸고 있으며 자케트(19)의 하측단부에 의하여 지지되는 환상정지구(24)가 병목부분의 변부에 결합할 때까지 용기의 병목부분(7)내로 삽입된다. 이는 공칭직경을 부여하고 병목부분을 마찰에 의하여 유지하도록 병목부분의 사전 가열되어 약간 확장된 PET 에 강제결합 되는 것이다. 따라서 맨드릴은 용기가 열처리 장치를 떠날 때까지 용기를 지지한다.

파지영역(17)은 체인(9)이 휠(10)에 이르러 이 휠(10)에 접촉하게 되는 지점의 바로 하류측에 위치한다. 휠(10)의 직경, 링크(12)의 길이와, 암(15)의 길이는 체인이 휠(10)에 감기는 순간 방사상으로 돌출된 암(15)의 단부가 용기가 공급될 때에 뒤 따르는 하위의 용기를 분리하는 중심대 중심의 거리에 그 거리값 P이 일치하는 중심대 중심의 거리만큼 상대측으로부터 이동되게 설정된다.

짧은 드레싱 영역을 벗어날 때에 체인(9)에 의하여 이송되는 용기는 제1용기 동체가열오븐(25), 즉 체인(9)을 구동시키는 구동휠(10)의 ¼회전보다 약간 크게 연장된 회복영역(26)으로 이송된다. 오븐(25)은 나란히 벨트의 외측에 배열된 일련의 가열판(27)으로 구성되고, 이는 용기의 축선이 따르는 궤도(28)의 곡률에 거의 맞게 되어 있다(제2도에서, 4개의 연속가열판이 사용되고 구성은 대표적인 실시형태에 일치하며, 이 오븐은 제1도에서 단일판으로 개략적으로 도시되어 있다). 각 판은 용기 동체의 높이 이상으로 연장되어 있다.

각 가열판(27)은 중간파장의 적외선 복사열원을 구성한다(파장은 2㎛ 보다 크거나 같다). PET를 투과하지 않는 이 복사열은 용기 동체의 얇은 벽에 닿아 이들 동체의 PET를 160℃-240℃의 온도로 신속하게 가열한다. 열을 지어 지나는 용기의 속도는 가열시간이 20-30초를 넘지 않도록 하는 전형적으로 5-5.5초가 되게 설정된다. 이와 같이 매우 짧은 가열시간은 한편으로는 열벡타의 적당한 선택, 즉 적당한 파장을 이용하는 복사열에 의하여 발생되고 다른 한편으로는 가열판(27)에 대향하여 연속커튼을 형성하므로서 최대 적외선 복사열량을 흡수하는 연속용기의 최적한 근접간격에 의하여 발생되는 오븐(25)의 높은 열출력에 의하여 가능하게 이루어진다.

또한 오븐의 출력을 개선하기 위하여, 만곡형 볼록거울(29)이 가열판(27)에 대향된 체인(9)의 타측부에 배치될 수 있다. 이 거울은 초기 투사중에 흡수되지 않은 적외선 복사열의 일부를 체인측으로 반사한다. 제5도는 제2도의 V-V 선 단면을 보인 오븐(25)의 횡단면도를 보이고 있다.

가열판(종래 사용된 튜우브 대신에)을 사용하므로서 많은 부가적인 잇점을 제공한다. 모든 가열판에 동일하게 전력을 공급하는 경우에 전기배선이 단순화되고 배선비용이 현저히 감소된다. 그러나 각 가열판은 중첩되고 상하로 결합된 여러 가열판, 즉 가열판 요소들로 구성되어 수직으로 배열된 동체의 영역들을 가열하기 위한 적당한 선택조건을 얻기 위하여(예를 들어 용기벽의 두께 변화에 따라서), 각 가열판 요소들의 작동모우드를 다르게 할 수도 있다.

용기 동체를 가열하기 위한 조건을 개선하기 위하여, 거울(29)이 체인의 만곡부 내측에 배치되는 제2열의 가열판(30)으로 대체되는 회복오븐의 변형형태를 고려하는 것도 가능하다. 제6도는 이러한 종류의 개선된 오븐의 구조를 평면도로 보인 것이며, 동일부분에 대하여 동일한 부호를 표시하였다. 외부 가열판(27)과 내부 가열판(30)(이 실시예에서는 각각 5개 씩임)이 용기가 지나는 진로(28)의 양측에 배치된다. 회전하는 용기 동체를 보다 균일하게 가열토록 하는 이러한 구성으로 동체가 전체 주연방향으로 보다 균일하게 수축되고 불필요한 변형이 일어나지 않은 용기를 얻을 수 있다.

제조중에 장치가 정지하는 경우(특히 전원의 차단으로) 가열판(27)(30)의 높은 열관성에 의하여 용기가 과열될 위험이 있을 때에 과열된 PET의 자동점화가 이루어지지 않게 안전성을 개선하기 위하여, 가열판은 체인(9)이 정지되는 순간 이들의 정상적인 가열위치로부터 자동으로 후퇴하는 특수회로에 설치될 수 있다. 이러한 구성이 제6도의 평면도와 제7도의 상세도에서 설명된다.

먼저, 외부 가열판(27)이 취부대(34)가 지지판(33) 상에 놓이는 트랙(32) 상에서 활동가능한 브라킷트(31)의 상단에 지지된다. 지지판과 취부대 사이에 배치된 공압잭(35)은 브라킷트(31)를 화살표(35)의 방향으로 이동시켜 가열판(27)이 용기(1)로부터 이동될 수 있도록 한다(즉, 도시된 예에서 체인 9가 지나는 곡선의 외측으로). 제6도에서 보인 바와 같이, 여러 가열판(27)을 지지하기 위하여 단일 브라킷트가 구성될 수 있다.

구동휠(10)의 존재 때문에 내부 가열판(30)을 배치할 공간이 부족한 경우와 같이 횡방향으로 연장된 유효공간이 부족할 때에 유용한 것으로 입증되는 다른 구조가 수직으로(이 경우 하측으로) 가동판을 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 제7도에서 보인 바와 같이, 가열판(30)이 적당한 기부(38) 착설된 수직활동트랙(37)에 의하여 지지될 수 있고 공압잭(39)으로 작동될 때에 트랙상에서 이동될 수 있다.

체인(9)이 정지할 때에 작동되는 트리거수단에 공압잭을 연결하므로서 전원의 차단시에 가동판(27)(30)을 이동시키는 것이 가능하다.

아울러, 제7도는 병목부분 아래인 용기의 턱부분을 가열하기 위하여 용기(1) 측으로 경사진 부가적인 상부판넬(40)이 결합된 외부 가열판(27)의 특정구조를 보이고 있다.

회복오븐(25)을 떠날 때에 체인(9)은 구동휠로부터 분리되어 직선궤도를 따라 이동한다. 휠(10)에 의하여 형성된 만곡부, 즉 체인에 결합된 암(15)의 단부가 벌어지도록 하여 용기의 중심대 중심의 거리(P)가 벌어지도록 하는 만곡부가 없으므로 암의 단부는 좁아져 서로 평행하게 될 것이다. 이와 같이 용기는 이들의 수축동체(용기 41)의 감소된 직경과 같은 좁은 간격, 즉 중심대 중심의 거리(P)만큼 분리된 상태로 지지된다.

회복오븐(25)을 떠날 때에 수축된 용기가 결정화 오븐(42)(제1도와 제2도에서 영역 43)으로 진입하며 이 오븐에는 콘베이어 체인(9)이 직선으로 통과한다. 이 오븐은 한편으로는 PET의 구상결정화가 이루어지도록 병목부분을 가열하고 다른 한편으로는 이미 양방향으로 20-25%가 결정화된 PET의 결정율을 증가시키기 위하여 수축된 동체를 가열한다.

제2도에서 보인 바와 같이, 결정화 오븐(42)은 하나 이상의 만곡부로 연결된 두 개의 직선라인(또는 일련의 직선라인)을 따라 연장될 수 있다.

회복오븐으로부터 나오는 용기 동체(41)를 이들의 결정율을 높이기 위하여 고온으로 유지하도록 결정화 오븐은 가열판(27)과 같이 구성되어 중간파장의 적외선 복사열을 방출할 수 있게된 일련의 가열판(44)으로 구성되고(제2도와 제8도에서 보인 바와 같이), 이 가열판의 높이는 수축된 용기 동체(41)의 낮아진 높이에 맞게 되어 있다.

용기 동체(41)를 안내하기 위하여, 가열되고 연화된 PET 에 대하여 변화를 일으키지 않는 물질, 예를 들어 세라믹과 같은 물질로 된 로울러(45)가 동체의 하측부에 대향되게 설치된다. 이와 같이 하므로서, 용기 동체는 이들 동체가 열의 작용으로 변형되고 길이 방향으로 굽혀진다 하여도 가열판(44)에 접촉하는 것이 방지된다. PET가 연화되어도 이들 로울러는 비틀어진 동체를 직선화 시킬 수 있어 최종 취입단계를 위하여 유리한 잇점을 제공할 것이다.

용기의 안내성과 위치 유지성을 개선하기 위하여, 결정화 영역에는 또한 맨드릴(18)의 하측에 동축상으로 배치되고 용기의 저면부에 작용토록 구성된 중심 조절핀(66)이 설치된다. 특히, 이들 핀(66)은 용기의 저면에 형성된 요입부(67)에 결합되어 용기(41)가 맨드릴 및 핀에 의하여 분담된 상태에서 이들의 축선을 중심으로 하여 회전될 수 있도록 한다. 핀(66)은 맨드릴의 간격과 동일한 거리(P)를 두고 있으며 맨드릴과 동기화 되어 이동된다. 따라서, 이들 핀은 예를 들어 무단 구동장치(체인이나 벨트, 제8도에는 도시하지 않았음)에 부착된 각 바아(69)에 의하여 지지되고 프레임에 부착된 L자형 종방향 모서리 부재(70)상에서 안내될 수 있다.

만약 용기 동체(41)의 저면부의 결정화 과정을 개선하고자 하는 경우에, 가열판(44)의 작용은 이들에 터널의 하측부에 위치하는 가열 튜우브(46)(이는 단파장의 적외선 복사열을 방출한다)를 취부하므로서 강화될 수 있다(제8도).

용기병목부분을 구성하는 비결정 PET의 결정화를 위하여 결정화 오븐(42)에는 병목부분의 양측으로 연속하여 이들에 조접하게 배열된 두 개의 병렬셋트의 가열 튜우브(47)가 구비된다. 이들 튜우브(47)는 단파장 적외선 복사열을 방출하며, 이러한 단파장 적외선 복사열은 이러한 형태의 적외선 복사열이 투과할 수 있으며 병목부분내에 위치하는 맨드릴(18)까지 도달하도록 병목부분의 PET를 투과하게 된다. 이와 같이 하여 가열된 맨드릴(18)은 그 열을 이 맨드릴에 근접하여 접촉하고 있는 병목부분의 PET로 되돌려 보낸다.

병목부분을 충분한 결정화 온도(110℃-2400℃, 좋기로는 140℃)로 가열하는 것을 가속화하고 열처리 장치(3)를 짧게 하기 위하여, 오븐의 상측부에 가열 튜우브(47)를 설치하거나 이 영역이 복잡하기 때문에 제1도에서 가열판(27)에 점선영역(48)으로 보인바와 같이 가열판(27)을 상측으로 연장하여 회복오븐의 내부에서부터 병목부분의 가열이 시작될 수 있도록 할 수 있다.

기계적인 가동부품(특히, 맨드릴 18에 결합된 기계적인 부분)과 가열 튜우브(특히 그 연결부싱이 과열로 파손된다)에 대하여 오븐(25)(42)의 열이 가하여져 일어나는 유해효과를 줄이기 위하여 오븐을 둘러싸고 있는 기계적인 부품과 가열 튜우브(47)의 취부대에 냉각기체(공기)를 취입하여 냉각시킬 수 있다. 이를 위하여, 장치가 복잡하게 되지 않도록 제8도에서 보인 바와 같이, 장치 프레임의 상측부, 특히 가열 튜우브(47)의 기부를 지지하는 종방향 부재(49)가 고정적으로 결합되고 냉각공기 취입수단(도시하지 않았음)이 부착되는 관상단면 형태로 구성된다. 이들 종방향 부재(49)는 튜우브(47)의 취부대에 직각을 이루는 개방부(50)와, 기계적인 가동부품으로 공기를 취입하기 위하여 튜우브(47)를 덮고 있는 보호시일드 상에 길이 방향으로 분포되어 있는 개방부(51)를 갖는다.

결정화 오븐(42)의 출구(영역 43의 단부)에서, 용기(53)의 병목부분은 완전히 결정화 되고(구상결정화) 동체의 결정율은 45-50%에 이른다.

결정화 오븐과 회복오븐의 현저히 증가된 효율은 한편으로는 가열기구의 적당한 선택에 있고 다른 한편으로는 용기(41) 사이의 좁아진 간격, 즉 중심대 중심의 거리(P)에 있다.

영역(43)을 지나 새로운 만곡부 후에 직선영역(54)이 있으며 이 영역에는 병목부분의 구상결정화가 강화되도록 용기(53)의 동체와 병목부분을 조정가능하게 냉각시키기 위한 수단이 구비되어 있다. 이 단계에서, 용기 동체를 최종형상이 되도록 적당한 열에너지를 공급하여 동체를 PET 연화온도(좋기로는 160℃-240℃) 다시 가열하여야 하므로 용기 동체의 최종성형 전에만 냉각이 필요하기 때문에 지나친 냉각(예를 들어 20℃-40℃까지의 냉각)은 적합치 아니하다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 용기의 주위 온도는 약 80℃-200℃, 좋기로는 PET의 결정성장을 촉진하는 온도인 약 100℃의 온도로 비교적 높게 유지된다. 이를 위하여 제1도, 제2도 및 제9도에서 보인 바와 같이 제어냉각을 위한 이러한 영역(54)에서는 열처리 장치(3)에 대기 또는 대류 가열수단(55)이나 이를 위한 다른 적당한 수단이 구비될 수 있다.

제어냉각 영역(54) 이후에, 다른 가열영역(56)이 병목부분이 이미 결정화된 용기(53)의 동체만을 PET-용융온도까지 가열할 수 있는 최종가열오븐(57)으로 구성된다. 이 오븐(57)은 중간파장의 적외선 복사열을 방출하는 여러개의 가열판(58)으로 구성된다. 이들 가열판(58)은 용기가 장치의 입구(2)를 통과하는데 영향을 주지 않도록 장치로부터 외측으로 향하여 배치된다.

회복오븐(25)의 경우와 같이, 콘베이어 체인(9)이 정지되는 경우 가열판(53)으로부터 용기를 보호하는 수단을 최종오븐(57)에 설치하여 안전성을 높일 수 있다. 이들 수단은 오븐에서 용기를 방출하여 낙하시킬 수 있도록 구성된다. 제11도에서, 장치 프레임에 착설된 공압잭(59)이 그 가동축(60)의 단부에서 측부에 놓인 U자형의 채널부재(61)를 지지하여 그 하측암은 맨드릴(18)을 지지하는 축(21)의 상측단부에 의하여 지지된 로울러(22) 중 하나의 로울러의 진로 아래에 배치된다. 콘베이어 체인(9)이 정지하면 공압잭(59)을 작동시키며, 그 축(60)은 상측으로 구동되어 채널부재(61)와 로울러(22)에 의하여 오븐내의 모든 파지장치(16)의 축(21)을 구동시킨다. 상향되는 맨드릴(18)이 이들이 지지하고 있던 용기의 병목부분으로부터 빠져나오고 용기가 낙하한다.

최종가열오븐(57)을 떠난 후에, 콘베이어 체인(9)은 휠(62)을 따라 이동한다. 따라서 체인(9)의 암(15)이 벌어져 가열된 용기(53)의 중심대 중심의 간격 거리가 넓어지도록 하므로서 이들 용기가 회전성형장치(63) 측으로 이들 용기를 이송하는 이송기구(도시하지 않았음)에 의하여 용이하게 파지될 수 있다. 각 용기가 이송기구에 의하여 파지됨과 동시에 용기를 지지하는 맨드릴(18)은 병목부분으로부터 분리되도록 상승하며(제1도에서 화살표 64), 이제 비어 있는 체인은 휠(10)을 향하여 계속 전진하게 된다. 열처리 장치의 출구와 성형장치(63) 사이에 연장된 통로(65)는 가열된 용기의 이송중에 공기의 흐름에 의하여 이 용기가 불필요하게 냉각되는 것을 방지하도록 되어 있다.

제어냉각영역(54)의 상측부에서, 맨드릴-가열수단(도시하지 않았음)이 열처리 장치가 시동되거나 정지후 재시동될 때에 냉각된 맨드릴을 가열 또는 재가열 토록 제공된다. 이들 가열수단을 예를 들어 모든 맨드릴이 이들을 통과하는 동안, 즉 콘베이어 체인(9)의 1회전 시에만 잠정적으로 작동된다. 이와 같이 하므로서 장치가 최초로 시동될 때에 용기의 최초 열처리 싸이클이 보다 효과적으로 이루어진다.

가열판(27)(30)(58)은 와틀로우(WATLOW)사에서 제작한 RAYMAX 1330(상품명)의 가열기이고, 가열판은 RAYMAX 1120(상품명)의 가열기일 수 있다.

Claims

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조되며 사용중에 현저한 변형없이 고온 액체를 충전하거나 내용물을 저온살균 처리하는 것과 같은 과정중에 가하여지는 비교적과중한 열조건을 견딜 수 있는 용기의 제조를 위한 열처리 장치로서, 상기 장치가 예비적으로 양방향 연신되고 수축회복으로 결정화가 증가되도록 160℃-240℃이 온도로 각 용기의 동체를 가열하고 각 용기의 병목부분에서 PET의 구상결정화가 이루어지도록 하는데 적합한 온도와 시간조건으로 병목부분을 가열하는 각 용기의 동체와 병목부분을 가열하기 위한 가열수단과, 병목부분이 결정화가 이루어지도록 서서히 냉각되는 각 용기의 병목부분과 동체의 온도를 낮추기 위한 냉각수단으로 구성되는 것에 있어서, 상기 가열수단이 동체의 이송진로를 따라 용기의 동체에 근접하여 이들을 향하고 이들의 높이에 연속하여 연장되어 있으며 동체의 방향으로 2㎛보다 크거나 같은 파장을 갖는 중간파장의 적외선 복사열을 방출할 수 있게 되어 있고 수축회복을 위한 가열판 형태의 제 1 가열수단(27)과 동체의 결정도를 증가시키기 위한 가열판 형태의 제 2 가열수단(44)으로 구성되는 용기의 동체를 가열하기 위한 수단(27,44)과, 이송진로를 따라서 병목부분에 대향되게 배치되고 병목부분의 방향으로 2㎛보다 작거나 같은 파장을 갖는 짧은 파장의 적외선 복사열을 방출하며 이송중에 용기를 지지하기 위하여 병목부분 내에 각각 삽입되는 내부가열용 맨드릴(18)과 협동하고 이송방향으로 제 1 가열수단의 후측에서 제 2 가열수단과 나란히 배치된 용기의 병목부분을 가열하기 위한 수단(47)으로 구성되고, 동체가 비교적 큰 횡방향 크기를 갖는 동안에 용기가 회복영역에서 동체 가열수단에 대향하여 비교적 큰 간격의 거리(P)를 두고 가열된 동체가 수축하여 횡방향 및 종방향 크기가 감소되었을 때에 결정화 영역 내에서 동체 가열수단 및 병목부분 가열수단에 대항하여 감소된 간격의 거리(P)를 두도록 용기 사이의 거리를 수정하기 위한 수단(9,10,15)으로 구성됨을 특징으로 하는 피이티(PET)용기 제조용 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 용기의 최종 성형전에 용기동체를 가열하기 위한 최종 가열수단(58)을 포함하고, 상기 가열수단이 냉각수단 이후에 배치됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 용기동체 가열수단(27,44)이 용기동체의 높이까지 연장되고 2㎛보다 크거나 같은 파장을 같는 중간파장의 적외선 복사열을 방출하는 금속가열판의 형태로 구성됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, PET의 결정화를 위하여 용기의 병목부분에 가열하기 위한 가열수단(47)이 용기의 이동방향으로 평행하게 연장되고 2㎛보다 작거나 같은 파장을 갖는 단파장 적외선 복사열을 방출하는 가열튜우브로 구성됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 용기의 이송을 위한 무단 콘베이어 체인(9)이 구성되어 있으며, 상기 체인은 각 피봇트(13)로 결합된 일련의 링크(12)로 구성되고, 각 링크(12)는 용기의 병목부분을 지지하기 위한 지지수단(16)을 재가하며, 용기 사이의 간격을 변화시키기 위한 수단이 콘베이어 체인의 링크에 각각 착설되어 횡방향으로 연장되며 단부가 용기의 병목부분을 지지하기 위한 지지수단에 착설된 다수의 방사상 돌출형 암(15), 콘베이어 체인의 링크에 착설된 암이 볼록면의 외부로 연장되어 있는 상태에서 콘베이어 체인의 링크를 이동가능하게 지지하여 용기 사이의 간격이 크게 벌어지도록 하는 볼록형 만곡지지체(10)와, 암이 평행한 상태에서 용기 사이의 간격이 좁혀지도록 콘베이어 체인의 링크를 이동가능하게 지지하기 위한 만곡형 지지체 이후의 적어도 하나의 직선형 지지체로 구성되고, 용기동체를 가열하기 위한 수단과 용기의 병목부분을 가열하기 위한 수단이 콘베이어 체인의 진로에 대하여 평행하게 구성되며, 동체 가열수단이 콘베이어 체인을 지지하는 만곡지지체에 평행하게 배치되고, 병목부분 가열수단은 콘베이어 체인을 지지하는 직선형 지지체에 부분적으로 평행하게 배치됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 5 항에 있어서, 콘베이어 체인의 만곡형 지지체가 회전하는 구동휠(10)이고, 회복용 동체 가열수단(27)이 상기 휠의 테두리에 평행한 원호의 형태로 배치됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 병목부분의 결정화를 위한 가열수단이 회복용의 용기동체 가열수단(27)에 의하여 점유된 영역(48)에 부분적으로 연장됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 7 항에 있어서, 병목부분 가열수단이 용기의 동체와 병목부분의 전체 높이 이상으로 연장된 가열판(48)에 둘러싸여 동체 가열수단과 조합됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 외경이 병목부분의 내경과 일치하는 맨드릴이 용기 병목부분에 삽입되기 전에 병목부분을 예열하기 위한 예열수단(8)이 구성되어 있음을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 9 항에 있어서, 각 병목부분을 지지하는 수단(16)이 용기가 병목부분에 의하여 매달려 지지되도록 용기의 병목부분으로 강제 삽입되는 콘베이어 체인의 암의 일측단부에 결합된 가동형 맨드릴(18)을 포함함을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 용기 저면의 중앙부분이 결정화되지 않고 이 용기 저면을 가열토록 동체 가열수단의 하측에 측방향으로 배치되어 동체 가열수단과 조합된 용기저면의 가열수단(46)을 포함함을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 냉각수단이 용기 주위의 온도를 80℃-200℃로 유지할 수 있는 대류 가열수단(55)으로 구성됨을 특징으로 한는 열처리 장치.
청구범위 제 2 항에 있어서, 최종 가열수단(57)의 하류측에서 파지장치가 용기를 열처리 장치로부터 이송하기 위하여 연속한 용기 사이에 삽입될 수 있도록 인접한 용기 사이의 간격을 증가시키기 위한 간격변화수단(62)을 포함함을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 열처리 장치의 기계적인 장치와 가열수단 사이에 냉각가스의 커튼을 취입하여 열처리 장치의 기계적인 장치를 열로부터 보호하기 위한 열보호 수단을 포함하고, 열처리 장치의 프레임이 부분적으로 관상단면부(49)로 구성되며 상기 냉각가스가 상기 관상단면부에 의하여 공급됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 가열판(27)이 용기동체의 회복을 위하여 이송로의 일측에 배치되고 반사경(29)이 이송로의 타측에 배치됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 용기동체의 회복을 위한 가열판(27)(30)이 용기동체의 이송로 양측에 배열됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 상기 가열수단이 가열판으로 구성되고 안전수단(31-35; 37-39; 59-61)이 상기 가열판에 결합되어 이송중인 상기 용기가 정지되는 경우 상기 가열판과 인접한 용기동체사이의 거리를 증가시킬 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 17 항에 있어서, 상기 안전수단이 가열판을 고정하고 이들 가열판을 정지된 용기동체로부터 이동시키기 위한 가동지지 기구와, 상기 가동지지 기구를 구동시키는 고압잭(35, 39)으로 구성됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 18 항에 있어서, 상기 가동지지 기구가 상기 가열판(27)을 지지하고 용기동체의 이송경로에 대하여 횡방향으로 연장된 수평활동 트랙(32)상에 안치되는 브라킷트(31)로 구성되고, 상기 안전수단이 작동시에 가열판을 정지된 용기동체로부터 횡방향으로 이동시킴을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 18 항에 있어서, 상기 가동지지 기구가 상기 가열판(30)을 지지하고 수직활동 트랙(37)에 의하여 지지된 브라킷트로 구성되고, 안전수단이 작동시에 가열판을 정지된 용기동체의 높이 아래로 하강시키거나 위로 상승시켜 가열판을 이동시킴을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 17 항에 있어서, 안전수단이 상기 용기를 방출하여 낙하시키는 용기의 지지수단(16)과 협동하는 공압잭(59)으로 구성됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 용기동체의 가열판이 연화된 PET를 가열시키지 않게 되어 있는 재질로 되어 있으며 용기 동체의 하측부에 대향되게 배치되어 변형된 용기동체가 상기 가열판에 접촉되는 것을 방지하는 느슨한 안내 로울러(45)와 협동할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 결정화 영역에서 상기 열처리 장치가 상기 맨드릴의 하측에 동축상으로 배치되고 용기의 오목형 저면과 협동하는 중심조절판으로 구성되고, 상기 중심조절판은 맨드릴의 간격과 동일한 간격을 두고 있으며 맨드릴과 동기화 되어 이동됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 1 항에 있어서, 용기동체의 가열수단으로부터 하류측에 배열된 냉각 맨드릴의 재가열수단이 구성되어 있으며, 상기 재가열수단이 열처리 장치의 가동시작중에 작동됨을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 2 항에 있어서, 최종 가열수단(58)의 하류측에, 용기가 냉각되는 것을 방지하기 위하여 상기 최종 가열수단에 의하여 가열된 용기가 이동하는 통로(65)가 구성되어 있음을 특징으로 하는 열처리 장치.
청구범위 제 2 항에 있어서, 용기동체의 가열수단(58)이 용기동체의 높이까지 연장되고 2㎛보다 크거나 같은 파장을 갖는 중간파장의 적외선 복사열을 방출하는 금속가열판의 형태로 구성됨을 특징으로 하는 열처리 장치.