KR20090066331A - 프리폼 가열 시스템 - Google Patents

Abstract

<과제>

효율적인 가열을 아주 희생시키는 일 없이, 프리폼을 회전 움직임을 하게 하면서 가열 영역을 이동시키는 것도, 회전 움직임을 하게 하는 일 없이 가열 영역을 이동시키는 것도 용이하게 행하는 것이 가능한 프리폼 가열 시스템을 제공하는 것이다.

<해결 수단>

프리폼(50)을 지지하여 가열 영역을 이동하는 지지 부재(20)의 회전 상태를 제어하고 프리폼(50)의 가열 장치에 대한 방향을 제어하는 제어 기구를 가지고, 상기 제어 기구는, 상기 가열 영역의 적어도 일부를 따라 배치된 제1의 자극 부재(122a)와, 상기 가열 영역을 이동하는 지지 부재(20)의 제1의 자극 부재(122a)에 대향하는 부위에 고정된 제2의 자극 부재(24)를 가지고, 상기 가열 영역을 이동하는 지지 부재(20)를 제1의 자극 부재(122a)의 극성과 제2의 자극 부재(24)의 극성의 관계에 의해 정해지는 회전 상태로 하는 구성으로 된다.

프리폼, 가열 영역, 가열 시스템, 지지 부재, 회전 상태, 자극 부재, 극성

Description

프리폼 가열 시스템{PREFORM HEATING SYSTEM}

본 발명은 블로우 성형(blow molding)에 의해 용기를 성형하기 위한 수지제의 프리폼(preform)을 상기 블로우 성형 전에 가열하기 위한 프리폼 가열 시스템에 관한 것이다.

페트병(PET bottle) 등의 합성 수지제의 병(용기)은 가열된 프리폼을 블로우 성형함으로써 제조할 수가 있다. 원형 형상 등 직경 방향의 길이가 각 방향 대략 균일한 단면 형상으로 되는 병을 성형하기 위한 프리폼은, 통상적으로 그 외표면의 온도 분포가 각 방향으로 대략 균일하게 되도록 가열된다. 이에 대해서 직경 방향의 길이가 각 방향으로 균일하게 되지 않는, 예를 들면 타원 형상의 단면, 혹은 편평 직사각형 형상의 단면의 병에서는, 블로우 성형할 때의 직경 방향의 늘어나는 양이 그 방향에 따라 다르므로, 프리폼의 외표면을 그 늘어나는 양에 따른 온도 분포로 되도록 가열할 필요가 있다.

종래, 블로우 성형 후의 용기 형상에 기초하여 프리폼의 외표면에 적당한 온도 분포를 부여하는 것이 가능한 가열 장치(시스템)가 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조). 이 시스템에서는, 가열 장치가 설치된 가열 통로 영역 내에, 프리폼을 지지한 지지 요소를 가이드(guide)하면서 병진 움직임을 하게 하는 만곡 세그먼 트(segment)와, 상기 지지 요소를 회전 움직임을 하게 하는 회전판이 교대로 배열되어 있다. 그리고, 프리폼을 지지한 지지 요소를 만곡 세그먼트 및 회전판을 교대로 이동시키고, 지지 요소가 회전판에 의해 회전됨으로써 프리폼의 외표면이 비교적 균등하게 가열된다. 한편, 지지 요소가 만곡 세그먼트 내를 병진 움직임을 함으로써 프리폼의 가열 장치에 직접 마주보고 있는 영역이 가열된다. 병진 움직임을 하는 시간을 적당하게 제어함으로써, 프리폼의 외표면의 온도 분포를, 직경 방향의 길이가 각 방향으로 균일하게 되지 않는, 예를 들면 타원 형상의 단면, 혹은 편평 직사각형 형상의 단면의 병을 블로우 성형에 의해 제조할 때 적절한 것이라고 할 수가 있다.

<특허 문헌 1>　일본국 특허공표 2003-526544호 공보

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그런데, 전술한 종래의 시스템에서는, 프리폼의 외주 표면의 온도 분포가, 직경 방향의 길이가 각 방향으로 균일하게 되지 않는, 예를 들면 타원 형상의 단면, 혹은 편평 직사각형 형상의 단면의 병을 블로우 성형할 때 적절한 것으로 되도록, 그 외주 표면보다 높은 온도로 해야 할 영역이 보다 낮은 온도로 해야 할 영역보다 장시간 가열 장치에 대향하도록 프리폼의 병진 움직임을 제어하고 있다. 그렇지만, 이러한 시스템에 있어서, 직경 방향의 길이가 각 방향으로 대략 균일하게 된다, 예를 들면 원형 형상의 병을 블로우 성형하기 위한 프리폼의 가열을 하는 경우, 프리폼을 회전 움직임을 하게 하는 영역과 교대로 배열되는 병진 움직임을 하게 하는 영역의 가열 장치의 동작을 정지시키지 않으면 안 되어 효율적인 가열을 할 수 없다. 또, 가열의 효율성을 저하시키는 일 없이 프리폼의 외표면을 균일한 온도 분포로 하기 위해서, 프리폼이 항상 회전 움직임을 하면서 이동하도록 시스템을 개조하는 것은 시스템의 구조를 기본적으로 바꾸지 않으면 안 되어 실질적 불가능하다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 효율적인 가열을 아주 희생시키는 일 없이 프리폼을 회전 움직임을 하게 하면서 가열 영역을 이동시키는 것도, 회전 움직임을 하게 하는 일 없이(병진 움직임을 하게 하면서) 가열 영역을 이동시키는 것도 용이하게 행하는 것이 가능한 프리폼 가열 시스템을 제공하는 것이다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명과 관련되는 프리폼 가열 시스템은, 블로우 성형에 의해 용기를 성형하는 수지제의 프리폼을 지지하여 회전이 자유롭게 되는 지지 부재를 소정의 경로 상을 이동시키는 이동 기구와, 상기 경로에 설정된 가열 영역을 따라 설치되고, 이동하는 상기 지지 부재에 지지된 상기 프리폼을 가열하는 가열 장치와, 상기 가열 영역을 이동하는 상기 지지 부재의 회전 상태를 제어하여 상기 프리폼의 상기 가열 장치에 대한 방향을 제어하는 제어 기구를 가지고, 상기 제어 기구는, 상기 가열 영역의 적어도 일부를 따라 배치된 제1의 자극 부재와, 상기 지지 부재가 상기 가열 영역을 이동할 때에 상기 제1의 자극 부재에 대향하도록, 당해 지지 부재에 고정된 제2의 자극 부재를 가지고, 상기 가열 영역을 이동하는 상기 지지 부재를 상기 제1의 자극 부재의 극성과 상기 제2의 자극 부재의 극성의 관계에 의해 정해지는 회전 상태로 하는 구성으로 된다.

이러한 구성에 의해, 가열 영역의 적어도 일부를 따라 배치된 제1의 자극 부재의 극성과, 프리폼을 지지하여 가열 영역을 이동하는 지지 부재의 상기 제1의 자극 부재에 대향하는 부위에 고정된 제2의 자극 부재의 극성의 관계에 의해 지지 부재의 회전 상태가 정해지게 되므로, 제1의 자극 부재의 극성과 제2의 자극 부재의 극성을 서로 마주 당기는 관계로 하면, 프리폼을 지지한 지지 부재가 가열 영역을 이동할 때에 당해 지지 부재의 회전을 저지할 수 있게 된다(회전하지 않는다고 하는 회전 상태로 할 수 있다). 또, 제1의 자극 부재의 극성과 제2의 자극 부재의 극성을 지지 부재의 이동과 아울러 반발 및 마주 당김을 교대로 반복하는 것 같은 관계로 하면, 프리폼을 지지한 상기 지지 부재가 이동할 때에 이 지지 부재에 고정된 제2의 자극 부재와 가열 영역을 따라 배치된 제1의 자극 부재와의 사이의 반발력 및 마주 당기는 힘이 교대로 반복됨으로써 상기 지지 부재를 회전시킬 수 있도록 된다.

또, 본 발명과 관련되는 프리폼 가열 시스템에 있어서, 상기 제1의 자극 부재는, 상기 제2의 자극 부재에 대향해야 할 면이 단일의 극성으로 되고, 상기 제2의 자극 부재는, 상기 제1의 자극 부재에 대향해야 할 면에 상기 단일의 극성과 역의 극성으로 되는 자극이 배치되어 있는 구성으로 할 수가 있다.

이러한 구성에 의해, 제1의 자극 부재와 제2의 자극 부재가 항상 마주 당기게 되므로, 프리폼을 지지한 지지 부재가 이동할 때에 그 마주 당기는 힘에 의해 당해 지지 부재의 회전을 저지할 수 있게 된다(회전하지 않는 상태로 할 수 있다).

또, 본 발명과 관련되는 프리폼 가열 시스템에 있어서, 상기 제2의 자극 부재는, 상기 지지 부재에 그 회전축과 동축으로 되도록 고정되고, 극성이 교대로 바뀌도록 환상으로 복수의 자극이 배열되어 있는 구성으로 할 수가 있다.

이러한 구성에 의해, 제1의 자극 부재의 제2의 자극 부재에 대향하는 면이 단일의 극성으로 되도록 하면, 지지 부재에 동축으로 되도록 고정된 제2의 자극 부재는, 상기 제1의 자극 부재의 상기 단일의 극성과 역극성이 되는 자극 부분을 향하여 상기 제1의 자극 부재에 끌린다. 이 상태로 프리폼을 지지한 지지 부재가 가열 영역을 이동할 때에, 상기 제1의 자극 부재와 제2의 자극 부재의 마주 당김에 의해 그 이동하는 지지 부재의 회전이 저지될 수 있게 된다.

또한, 본 발명과 관련되는 프리폼 가열 시스템에 있어서, 상기 제1의 자극 부재는, 상기 제2의 자극 부재에 대향해야 할 면에 극성이 교대로 바뀌도록 복수의 자극이 배열되고, 상기 제2의 자극 부재는, 상기 지지 부재에 그 회전축과 동축으로 되도록 고정되고, 극성이 교대로 바뀌도록 환상으로 복수의 자극이 배열되어 있는 구성으로 할 수가 있다.

이러한 구성에 의해, 제1의 자극 부재의 극성과 제2의 자극 부재의 극성의 관계가, 지지 부재의 이동과 아울러 반발 및 마주 당김을 교대로 반복하는 것 같은 관계가 되므로, 프리폼을 지지한 상기 지지 부재가 이동할 때에 이 지지 부재에 고정된 제2의 자극 부재와 가열 영역을 따라 배치된 제1의 자극 부재와의 사이의 반발력 및 마주 당기는 힘이 교대로 반복됨으로써 상기 지지 부재를 회전시킬 수 있도록 된다.

또, 본 발명과 관련되는 프리폼 가열 시스템에 있어서, 상기 제어 기구는, 제1의 제어 기구 부분과 제2의 제어 기구 부분을 가지고, 상기 제1의 기구 부분은, 상기 지지 부재의 회전축과 동축으로 되어 당해 지지 부재에 설치된 환상 요철 부재와, 상기 가열 영역의 소정 부분을 따라 배치되고, 상기 환상 요철 부재가 회전하면서 맞물리는 띠모양 요철받이 부재를 가지고, 상기 제2의 기구 부분은, 상기 제1의 자극 부재와 상기 제2의 자극 부재를 가지고, 상기 제1의 자극 부재는 상기 가열 영역의 상기 소정 부분 이외의 부분에 설치되어 있는 구성으로 할 수가 있다.

이러한 구성에 의해, 제1의 기구 부분에서는, 지지 부재에 그 회전축과 동축에 설치된 환상 요철 부재가 가열 영역의 소정 부분을 따라 배치된 띠모양 요철받이 부재에 맞물리고 있으므로, 프리폼을 지지한 지지 부재가 가열 영역의 상기 소정 부분을 이동할 때에 상기 띠모양 요철받이 부재에 맞물리는 상기 환상 요철 부재가 회전하고, 그 회전력에 의해 동축으로 되는 당해 지지 부재를 회전시킬 수 있도록 된다. 또, 제2의 기구 부분에서는, 가열 영역의 상기 띠모양 요철받이 부재의 배치된 이외의 부분을 따라 배치된 제1의 자극 부재와 지지 부재에 설치된 제2의 자극 부재가 항상 마주 당기게 되므로, 프리폼을 지지한 지지 부재가 가열 영역의 상기 소정 부분 이외의 부분을 이동할 때에 그 마주 당기는 힘에 의해 당해 지지 부재의 회전을 저지할 수 있게 된다. 따라서, 프리폼을 지지한 지지 부재는, 회전하면서 가열 영역의 상기 소정 부분을 이동하고, 회전을 정지시킨 상태로 상기 가열 영역의 상기 소정 부분 이외의 부분을 이동할 수 있게 된다.

또한, 본 발명과 관련되는 프리폼 가열 시스템에 있어서, 상기 제2의 자극 부재는, 상기 지지 부재에 그 회전축과 동축으로 되도록 고정되고, 극성이 교대로 바뀌도록 환상으로 복수의 자극이 배치되어 있는 구성으로 할 수가 있다.

이러한 구성에 의하면, 제1의 자극 부재의 구성을 극성이 교대로 바뀌도록 배열된 복수의 자극을 가지도록 변경함으로써, 용이하게 프리폼을 지지한 지지 부재가 이동할 때에 당해 지지 부재를 회전시킬 수 있도록 된다.

<발명의 효과>

본 발명과 관련되는 프리폼 가열 장치에 의하면, 제1의 자극 부재의 극성과 제2의 자극 부재의 극성을 서로 마주 당기는 관계로 하면, 프리폼을 지지한 지지 부재가 가열 영역을 이동할 때에 당해 지지 부재의 회전을 저지할 수 있도록 되고, 제1의 자극 부재의 극성과 제2의 자극 부재의 극성을 지지 부재의 이동과 아울러 반발 및 마주 당김을 교대로 반복하는 것 같은 관계로 하면, 프리폼을 지지한 상기 지지 부재가 이동할 때에 이 지지 부재에 고정된 제2의 자극 부재와 가열 영역을 따라 배치된 제1의 자극 부재와의 사이의 반발력 및 마주 당기는 힘이 교대로 반복됨으로써 상기 지지 부재를 회전시킬 수 있도록 된다. 이와 같이 제1의 자극 부재의 극성과 제2의 자극 부재의 극성의 관계를 변경하는 것만으로, 제1의 자극 부재를 배치한 가열 영역의 부분을, 프리폼을 지지한 지지 부재를 회전시키면서 이동시키는 것도, 이 지지 부재의 회전을 저지한 상태로 이동시키는 것도 할 수 있으므로, 효율적인 가열을 아주 희생시키는 일 없이, 프리폼을 회전 움직임을 하게 하면서 가열 영역을 이동시키는 것도, 회전 움직임을 하게 하는 일 없이(병진 움직임을 하게 하면서) 가열 영역을 이동시키는 것도 용이하게 행할 수 있도록 된다.

도 1은　본 발명의 실시의 한 형태와 관련되는 프리폼 가열 시스템의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2는 도 1에 있어서의 A-A부 단면도이다.

도 3은　도 1에 있어서의 B-B부 단면도이다.

도 4는 제2제어 기구 부분의 구성예를 나타내는 도이다.

도 5A는　도 4의 C-C 단면의 제1의 예를 나타내는 단면도이고, 도 5B는　도 4의 C-C 단면의 제2의 예를 나타내는 단면도이다.

도 6은 제2제어 기구 부분의 다른 구성예를 나타내는 도이다.

도 7은 도 4의 C-C 단면의 제3의 예를 나타내는 단면도이다.

<부호의 설명>

　10　드럼(drum) 11　홀더 부재(holder member)

11a　완부(腕部) 11b　홀더 본체

11c, 11d　베어링 12　플레이트

20　지지 부재 21　본체부

22　마운트부(mount portion)

23　스프로킷(sprocket)

24　환상 자극 부재

31a∼31h, 32a, 32b　가열 장치

50　프리폼(preform)

100　프리폼 가열 시스템

110　공급측 반송 경로 120　이동 경로

121　체인 가이드(chain guide) 기구

121a　체인벨트(chain belt)

121b　고정 부재

122　마그넷 가이드(magnet guide) 기구

122a　띠모양 자극 부재 122b　고정 부재

130　취출측 반송 경로

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시의 한 형태와 관련되는 프리폼 가열 시스템을 설명한다. 또, 도 1은 프리폼 가열 시스템 전체를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에 있어서의 A-A 단면도이고, 도 3은 도 1에 있어서의 B-B 단면도이고, 또한, 도 4는 제2제어 기구 부분의 구성예를 나타내는 도이다.

도 1에 있어서, 이 프리폼 가열 시스템(100)은, 예를 들면 시계 회전 방향 D2로 회전하는 드럼(10)을 가지고, 이 드럼(10)의 외주면(10a)으로부터 방사상으로 복수의 홀더 부재(11)가 돌출되어 있다. 각 홀더 부재(11)의 선단 부분에 드럼(10)의 회전축과 같은 방향(수직 방향)을 축으로 하여 회전이 자유롭게 되도록 지지 부재(20)가 보유되어 있다. 열가소성 수지, 예를 들면 PET로 형성된 프리폼(50)이 지 지 부재(20)의 선단부에 장착되어 지지된다. 이러한 구성에 의해, 드럼(10)이 시계 회전 방향 D2로 회전하면, 각 홀더 부재(11)에 보유된 지지 부재(20)의 선단부에 장착되는 프리폼(50)이 원호 형상의 이동 경로(120) 상을 이동한다.

이동 경로(120)의 상류측 단부에는 원호 형상의 공급측 반송 경로(110)가 배치됨과 아울러 그 하류측 단부에는 원호 형상의 취출측 반송 경로(130)가 배치되어 있다. 그리고, 공급측 반송 경로(110)를 반시계 회전 방향 D1로 반송되는 프리폼(50)이 드럼(10)의 각 홀더 부재(11)의 선단부에 보유된 지지 부재(20)로 옮겨 바꾸어지고, 드럼(10)의 회전에 의해 프리폼(50)이 이동 경로(120) 상을 시계 회전 방향 D2로 이동한다. 이동 경로(120)를 이동하는 프리폼(50)은 그 하류측 단부에서 지지 부재(20)로부터 취출측 반송 경로(130)로 옮겨 바꾸어지고, 그 후 취출측 반송 경로(130)를 반시계 회전 방향 D1로 이동하면서 블로우 성형 존(zone)을 향해 반송된다.

이동 경로(120)의 공급측 반송 경로(110)에 가까운 소정 위치로부터 취출측 반송 경로(130)에 가까운 소정 위치까지가 가열 영역으로 설정되어 있다. 가열 영역에 있어서의 이동 경로(120)의 외측을 따라 복수의 가열 장치(31a∼31h)가 배치되어 있다. 또, 가열 영역의 취출측 반송 경로(130)에 가까운 소정 부분의 내측을 따라 가열 장치(31g, 31h)에 대향하도록 가열 장치(32a, 32b)가 배치되어 있다. 이하, 가열 영역 중 이동 경로(120)의 외측에만 가열 장치(31a∼31f)가 배치되어 있는 영역을 제1영역 부분, 이동 경로(120)를 사이에 두고 양측에 가열 장치(31g, 31h, 및 32a, 32b)가 배치되어 있는 영역을 제2영역 부분이라고 한다.

이동 경로(120)의 상류측 단부로부터 가열 영역의 제1영역 부분을 따르도록 체인 가이드 기구(121)가 배치되어 있다. 체인 가이드 기구(121)에 이어서, 가열 영역의 상기 제2영역 부분을 포함하는 이동 경로(120)의 하류측 단부에 이를 때까지의 부분을 따르도록 마그넷 가이드 기구(122)가 배치되어 있다. 이들 체인 가이드 기구(121) 및 마그넷 가이드 기구(122)의 상세한 것에 대하여는 후술한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 지지 부재(20)는, 파이프 모양의 본체부(21)와 그 선단부에 감합 고정된 마운트부(22)를 가지고 있다. 본체부(21)의 마운트부(22)의 고정된 단부와 역측의 단부의 외주면에는 그 외주면을 둘러싸도록 복수의 자극편이 배열되는 환상 자극 부재(24)(제2의 자극 부재)가 설치되어 있다. 본체부(21)의 환상 자극 부재(24)가 설치된 위치보다 상방의 소정 부위에 이빨이 방사상으로 돌출하는 스프로킷(23)(환상 요철 부재)이 설치되어 있다.

각 홀더 부재(11)는 드럼(10)의 외주면(10a)에 일단이 고정되어 방사상으로 뻗는 완부(11a)와, 완부(11a)의 선단부에 형성된 홀더 본체(11b)를 가지고 있다. 홀더 본체(11b) 내에는 수직 방향(드럼(10)의 회전축과 같은 방향)으로 소정 간격을 가지고 늘어서 있선 2개의 베어링(11c, 11d)이 설치되어 있고, 이러한 베어링(11c, 11d)에 의해 지지 부재(20)에 있어서의 본체부(21)의 마운트부(22)와 스프로킷(23)의 사이의 부위가 회전 자유롭게 보유되어 있다. 그리고, 프리폼(50)이 마운트부(22)의 선단부에 장착된 상태로 지지 부재(20)에 의해 지지된다. 각 가열 장치(31a(31b∼31h), 32a(32b))와 지지 부재(20)의 선단부에 지지된 프리폼(50)의 위치 관계는, 서로 대향한 것으로 되고, 이동 경로(120)를 이동하는 지지 부재(20)에 지지된 프리폼(50)이 각 가열 장치(31a∼31h, 32a, 32b)에 의해 가열되게 되어 있다.

체인 가이드 기구(121)는, 도 2에 나타내듯이, 체인벨트(121a)가 각 홀더 부재(11)에 보유된 지지 부재(20)에 대향하도록 고정 부재(121b)에 고정된 구조로 되어 있고, 지지 부재(20)의 스프로킷(23)(환상 요철 부재)이 체인벨트(121a)(띠모양 요철받이 부재)에 맞물리고 있다. 체인 가이드 기구(121) 및 그 체인벨트(121a)에 맞물리는 스프로킷(23)에 의해, 지지 부재(20)의 회전 상태를 제어하기 위한 제어 기구에 있어서의 제1제어 기구 부분이 구성된다.

마그넷 가이드 기구(122)는, 도 3에 나타내듯이, 띠모양 자극 부재(122a)(제1 자극 부재)가 각 홀더 부재(11)에 보유된 지지 부재(20)의 환상 자극 부재(24)(제2 자극 부재)에 소정의 간극을 가지고 대향하도록 고정 부재(122b)에 고정된 구조로 되어 있다. 더욱 구체적으로는, 도 4에 나타내듯이, 환상 자극 부재(24)는, 그 외주면에 극성이 S극성, N극성으로 교대로 바뀌도록 복수의 자극 P2가 배열된 구조로 되어 있다. 또, 띠모양 자극 부재(122a)는, 환상 자극 부재(24)에 대향하는 면에 모두 같은 극성(예를 들면, N극성의 단일 극성)으로 되는 복수의 자극 P1이 배열된 구조로 되어 있다. 예를 들면, 도 4에 있어서의 C-C 단면인 도 5A를 참조하면, 환상 자극 부재(24)는, 직경 방향(도 5A에 있어서의 좌우 방향)에 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편이 교대로 방향을 바꾸도록 환상으로 배열되고, 그 결과, 그 외주면에 극성이 S극성, N극성으로 교대로 바뀌도록 복수의 자극 P2가 배열된다. 또, 띠모양 자극 부재(122a)는, 수평 방향(도 5A에 있어서의 좌우 방향)으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편이 동일한 방향으로 배열되고, 그 결과, 환상 자극 부재(24)에 대향하는 면에 모두 같은 극성(N극성 또는 S극성)으로 되는 복수의 자극 P1이 배열된다.

또, 마그넷 가이드 기구(122) 및 그 띠모양 자극 부재(122a)에 대향하는 환상 자극 부재(24)에 의해, 지지 부재(20)의 회전 상태를 제어하기 위한 제어 기구에 있어서의 제2제어 기구 부분이 구성된다.

또, 환상 자극 부재(24) 및 띠모양 자극 부재(122a)의 각 자극편을 도 5B에 나타내듯이 구성할 수도 있다. 즉, 환상 자극 부재(24)는, 축방향(도 5B에 있어서의 상하 방향)으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편이 교대로 방향을 바꾸도록 배열되고, 그 결과, 그 외주면의 상측 부분에 극성이 S극성, N극성으로 교대로 바뀌도록 복수의 자극 P2가 배열된다. 또, 띠모양 자극 부재(122a)는, 수직 방향(도 5B에 있어서의 상하 방향)으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편이 동일한 방향으로 배열되고, 그 결과, 환상 자극 부재(24)의 외주면의 상측 부분에 대향하는 면에 모두 같은 극성(예를 들면, N극성)으로 되는 복수의 자극 P1이 배열된다.

전술한 것 같은 프리폼 가열 시스템(100)에서는, 공급측 반송 경로(110)를 반시계 회전 방향 D1로 반송되는 프리폼(50)이 드럼(10)의 홀더 부재(11)에 회전 자유롭게 보유된 지지 부재(20)로 옮겨 바꾸어지고, 그 마운트부(22)에 장착되면, 드럼(10)의 회전에 의해 프리폼(50)을 지지한 지지 부재(20)가 이동 경로(120) 상을 시계 회전 방향 D2로 이동한다. 지지 부재(20)가 이동 경로(120)에 있어서의 가열 영역의 제1영역 부분을 이동할 때에는, 지지 부재(20)의 스프로킷(23)이 체인 가이드 기구(121)의 체인벨트(121a)에 맞물리므로(도 2 참조), 지지 부재(20)의 이동 모두 스프로킷(23)이 회전하고, 그 회전력에 의해 홀더 부재(11)에 보유되는 지지 부재(20)가 회전한다. 이에 의해 가열 영역의 제1영역 부분에서는 각 가열 장치(31a∼31f)에 대한 프리폼(50)의 방향이 그 이동과 아울러 서서히 변화하게(회전하게) 되어 프리폼(50)의 주위면이 대략 균일하게 가열된다.

이어서, 지지 부재(20)가 이동 경로(120)에 있어서의 가열 영역의 제2영역 부분에 진입하면, 스프로킷(23)이 체인 가이드 기구(121)의 체인벨트(121a)로부터 벗어나고, 환상 자극 부재(24)가 마그넷 가이드 기구(122)의 띠모양 자극 부재(122a)에 대향하도록 된다(도 3 참조). 이 상태로, 더욱 드럼(10)의 회전에 의해 지지 부재(20)가 이동하면, 도 4에 나타내듯이, 환상 자극 부재(24)에 있어서의 띠모양 자극 부재(122a)의 각 자극 P1의 극성(N극성)과 역의 극성(S극성)으로 되는 자극 P2가 띠모양 자극 부재(122a)의 각 자극 P1에 끌어당겨진 상태로 된다. 이 환상 자극 부재(24)와 띠모양 자극 부재(122a)의 마주 당기는 힘에 의해, 홀더 부재(11)에 회전 자유롭게 보유되는 지지 부재(20)는, 회전하는 일 없이(회전하지 않는다고 하는 회전 상태), 드럼(10)의 회전에 수반하여 이동 경로(120) 상을 시계 회전 방향 D2로 이동한다.

이에 의해 가열 영역의 제2영역 부분에서는, 이동 경로(120)를 사이에 두는 가열 장치((31g, 32a), (31h, 32b))에 대한 프리폼(50)의 방향은 변함없이 일정하게 보유되고, 프리폼(50)의 가열 장치((31g, 32a), (31h, 32b))에 대향하는 부위가 집중적으로 가열된다. 그 결과, 프리폼(50)의 외표면의 온도 분포가 원형 등의 균 일 단면은 아니고, 직경 방향의 길이가 각 방향으로 균일하게 되지 않는, 예를 들면 타원 형상의 단면, 혹은 편평 직사각형 형상의 단면으로 되는 병을 블로우 성형에 의해 제조할 때 적절한 것이 된다.

이와 같이 하여 가열되어 이동 경로(120)를 이동하는 프리폼(50)은 그 하류측 단부에서 지지 부재(20)로부터 취출측 반송 경로(130)로 옮겨 바꾸어지고, 취출측 반송 경로(130)를 반시계 회전 방향 D1로 이동하면서 블로우 성형 존(zone)을 향해 반송된다. 취출측 반송 경로(130)에서는, 프리폼(50)은 지지 부재(20)로부터 옮겨 바꾸어질 때의 방향을 기준으로 하여 적정한 방향으로 블로우 성형 존에 투입되도록 반송된다.

그런데, 단면 형상이 원형인 병을 성형하기 위해서, 프리폼(50)을 그 외표면의 온도 분포가 균일하게 되도록 가열하는 경우, 마그넷 가이드 기구(122)의 띠모양 자극 부재(122a)가, 이동 경로(120)를 따른 환상 자극 부재(24)에 대향해야 할 면에 단일의 극성(예를 들면, N극성)으로 되는 복수의 자극 P1이 배열된 구조의 것(도 4 참조)으로부터, 도 6에 나타내듯이, 그 면에 S극성과 N극성과 그 극성이 교대로 바뀌도록 복수의 자극 P1이 배열된 구조의 것으로 교환된다. 예를 들면, 도 5A에 나타내듯이, 수평 방향으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편을 교대로 방향을 바꾸도록 배열하여, 환상 자극 부재(24)에 대향하는 면에 극성이 교대로 바뀌는 복수의 자극 P1을 배열시킬 수가 있다. 또, 예를 들면 도 5B에 나타내듯이, 수직 방향으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편을 교대로 방향을 바꾸도록 배열하여, 환상 자극 부재(24)의 외주면의 상측 부분에 대향하는 면에 극성이 교대로 바뀌는 복수의 자극 P1을 배열시킬 수도 있다.

이러한 프리폼 가열 시스템(100)에서는, 가열 영역의 제1영역 부분에서는, 전술한 것과 마찬가지로, 지지 부재(20)의 스프로킷(23)이 체인 가이드 기구(121)의 체인벨트(121a)에 맞물리고 있으므로(도 2 참조), 스프로킷(23)의 회전에 의해, 지지 부재(20)는 회전하면서 이동 경로(120) 상을 이동한다. 이에 의해 지지 부재(20)에 지지되는 프리폼(50)의 외표면은 각 가열 장치(31a∼31f)에 의해 대략 균일하게 가열된다.

지지 부재(20)가 이동 경로(120)에 있어서의 가열 영역의 제2영역 부분에 진입하면, 스프로킷(23)이 체인벨트(121a)로부터 벗어나고, 환상 자극 부재(24)가 마그넷 가이드 기구(122)의 띠모양 자극 부재(122a)에 대향하도록 된다(도 3 참조). 이 상태로, 더욱 드럼(10)의 회전에 의해 지지 부재(20)가 이동하면, 도 6에 나타내듯이, 지지 부재(20)의 환상 자극 부재(24)와 마그넷 가이드 기구(122)의 띠모양 자극 부재(122a)의 사이에 반발(같은 극성) 및 마주 당김(다른 극성)이 교대로 반복된다. 그 결과, 지지 부재(20)는 이동 경로(120) 상을 이동하면서 회전하도록 된다. 이에 의해 지지 부재(20)에 지지되는 프리폼(50)의 외표면은, 제1영역 부분의 경우와 마찬가지로, 각 가열 장치((31g, 32a), (31h, 32b))에 의해 대략 균일하게 가열된다. 따라서, 외표면의 온도 분포가 대략 균일하게 되는 프리폼(50)이, 이동 경로(120)의 하류측 단부에서 지지 부재(20)로부터 취출측 반송 경로(130)로 옮겨 바꾸어지고, 그 취출측 반송 경로(130)를 이동하면서 블로우 성형 존(zone)을 향해 반송된다.

전술한 것 같은 프리폼 가열 시스템(100)에 의하면, 마그넷 가이드 기구(122)의 띠모양 자극 부재(122a)로서 모두 같은 극성이 이동 경로(120)를 따라 배열되도록 복수의 자극 P1이 배열된 구조로 되는 것(도 4 참조)을 사용하면, 가열 영역의 제2영역 부분에 있어서, 지지 부재(20)는 회전하는 일 없이 이동 경로(120) 상을 이동하도록 된다. 한편, 띠모양 자극 부재(122a)로서 이동 경로(120)를 따라 S극성과 N극성과 그 극성이 교대로 바뀌도록 복수의 자극 P1이 배열된 구조로 되는 것(도 6 참조)을 사용하면, 가열 영역의 제2영역 부분에 있어서, 지지 부재(20)는 회전하면서 이동 경로 상을 이동하도록 된다. 이와 같이 마그넷 가이드 기구(122)의 띠모양 자극 부재(122a)를 교환하는 것만으로, 가열 영역의 제2영역 부분을, 프리폼(50)을 지지한 지지 부재(20)를 회전시키면서 이동시키는 것도, 지지 부재(20)의 회전을 저지한 상태로 이동시키는 것도 할 수 있다. 따라서, 가열 영역의 제2영역 부분에 있어서, 배치되는 가열 장치(31g, 31h, 32a, 32b)의 가열 동작을 바꾸어 효율적인 가열을 희생시키는 일 없이, 프리폼(50)을 회전 움직임을 하게 하면서 이동시키는 것도, 회전 움직임을 하게 하는 일 없이 이동시키는 것도 용이하게 행할 수 있도록 된다.

또, 가열 영역의 제2영역 부분에 있어 항상 회전을 정지시킨 상태로 지지 부재(20)를 이동시키는 시스템이면, 지지 부재(20)에 설치되는 환상 자극 부재(24)는, 예를 들면 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 단일의 자극편을 외주면의 일부에 편재시키든지, 혹은 복수의 그 자극편을 외주면에 분산시켜, 띠모양 자극 부재(122a)의 극성과 역의 극성으로 되는 자극 P2가 배치되도록 설치한 것이라도 좋다. 또, 가열 영역 전체에 있어서 항상 회전시킨 상태로 지지 부재(20)를 이동시키는 시스템이면, 체인 가이드 기구(121)를 떼어내어, S극성과 N극성과 그 극성이 교대로 바뀌도록 복수의 자극 P1이 배열된 구조(도 6 참조)의 띠모양 자극 부재(122a)(마그넷 가이드 기구(122))를 이동 경로(120)의 상류측 단부로부터 하류측 단부의 전역에 걸쳐서 뻗도록 할 수도 있다. 이 경우, 각 지지 부재(20)로부터 스프로킷(23)을 생략할 수가 있다.

또, 마그넷 가이드 기구(122)의 띠모양 자극 부재(122a)의 환상 자극 부재(24)에 대향해야 할 면에 배열되는 복수의 자극 P1의 극성 패턴은, 전술한 것 같은, 단일의 극성으로 갖추어진 것, 극성이 교대로 바뀌도록 배열된 것 외에 임의로 결정할 수가 있다. 이 경우, 지지 부재(20)는 띠모양 자극 부재(122a)의 극성 패턴에 따른 회전 상태(회전 정지 상태도 포함)에서 가열 영역을 이동하게 되어, 프리폼(50)의 외표면을 그 회전 상태에 따른 온도 분포로 되도록 가열할 수 있도록 된다. 그 결과, 보다 복잡한 단면 형상의 병을 확실히 블로우 성형할 수 있도록 된다.

전술한 띠모양 자극 부재(122a)의 각 자극 P1을 형성하기 위한 자극편은, 마그넷편(영구자석)으로 구성할 수가 있지만, 전자석편으로 구성할 수도 있다. 후자의 경우, 띠모양 자극 부재(122a) 그 자체를 바꾸는 것이 아니라, 각 자극 P1에 대한 통전 제어에 의해 극성 패턴(예를 들면, 단일 극성, 교대로 바뀌는 극성)을 바꿀 수가 있으므로, 프리폼(50)을 지지한 지지 부재(20)를 회전시키면서 이동시키는 것도, 지지 부재(20)의 회전을 저지한 상태로 이동시키는 것도 더욱 용이하게 행할 수 있도록 된다.

또, 환상 자극 부재(24)의 자극과 띠모양 자극 부재(122a)의 자극과의 관계는, 도 7에 나타내는 것 같은 것이라도 좋다. 지지 부재(20)를 회전시키는 일 없이 이동시키도록 하는 경우, 환상 자극 부재(24)는, 도 5B에 나타내는 것과 마찬가지로, 축방향으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편이 교대로 방향을 바꾸도록 배열된다. 또, 띠모양 자극 부재(122a)는, 수직 방향으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편이 동일한 방향으로 배열된다. 이에 의해 환상 자극 부재(24)의 외주면의 상측 부분에 극성이 S극성, N극성으로 교대로 바뀌도록 복수의 자극 P21이 배열됨과 아울러, 그 외주면의 하측 부분에도 극성이 N극성, S극성으로 교대로 바뀌도록 자극 P22가 배열된다. 또, 띠모양 자극 부재(122a)의 환상 자극 부재(24)의 상측 부분에 대향하는 면에 모두 같은 극성(예를 들면, N극성)으로 되는 복수의 자극 P11이 배열됨과 아울러, 환상 자극 부재(24)의 하측 부분에 대향하는 면에 모두 같은 극성(예를 들면, S극성)으로 되는 복수의 자극 P12가 배열된다. 이 경우, 환상 자극 부재(24)와 띠모양 자극 부재(122a)가 서로 당기는 상태를 유지하고, 프리폼(50)을 지지한 지지 부재(20)는 회전하는 일 없이 이동 경로(120)를 시계 방향 D2로 이동한다.

한편, 지지 부재(20)를 회전시키면서 이동시키도록 하는 경우, 도 7에 나타내는 띠모양 자극 부재(122a)는, 수직 방향으로 1쌍의 자극(S/N)이 형성된 자극편이 교대로 방향을 바꾸도록 배열된다. 이 경우, 환상 자극 부재(24)와 띠모양 자극 부재(122a)의 사이에 반발(같은 극성) 및 마주 당김(다른 극성)이 교대로 반복되게 되어, 지지 부재(20)는 이동 경로(120) 상을 이동하면서 회전하도록 된다.

또, 지지 부재(20)에 있어서의 스프로킷(23)과 환상 자극 부재(24)의 위치 관계는, 도 2 및 도 3에 나타내듯이 스프로킷(23)이 상측이라도, 또 반대로 환상 자극 부재(24)가 상측이라도 좋다. 다만, 이동 경로(120)를 따라 설치되는 체인 가이드 기구(121) 및 마그넷 가이드 기구(122)의 설치 위치(높이 방향의 위치)는 스프로킷(23) 및 환상 자극 부재(24)의 위치에 기초하여 설정된다.

전술한 예에서는, 환상 자극 부재(24)와 띠모양 자극 부재(122a)와의 사이에는 소정의 간극이 형성되는 것이었지만, 환상 자극 부재(24)를 띠모양 자극 부재(122a)에 맞닿게 할 수도 있다. 이 경우, 지지 부재(20)가 회전하는 일 없이 이동하는 경우, 환상 자극 부재(24)는 띠모양 자극 부재(122a)를 슬라이딩하면서 이동한다. 한편, 지지 부재(20)가 회전하면서 이동하는 경우, 환상 자극 부재(24)는 띠모양 자극 부재(122a)의 표면을 구르면서 이동한다.

이상, 본 발명과 관련되는 프리폼 가열 시스템은 효율적인 가열을 아주 희생시키는 일 없이, 프리폼을 회전 움직임을 하게 하면서 가열 영역을 이동시키는 것도, 회전 움직임을 하게 하는 일 없이 가열 영역을 이동시키는 것도 용이하게 행할 수 있도록 된다고 하는 효과를 가지고, 블로우 성형에 의해 용기를 성형하기 위한 수지제의 프리폼을 상기 블로우 성형 전에 가열하기 위한 프리폼 가열 시스템으로서 유용하다.

Claims (6)

1. 블로우 성형에 의해 용기를 성형하는 수지제의 프리폼을 지지하여 회전이 자유롭게 되는 지지 부재를 소정의 경로 상을 이동시키는 이동 기구와,

   상기 경로에 설정된 가열 영역을 따라 설치되고, 이동하는 상기 지지 부재에 지지된 상기 프리폼을 가열하는 가열 장치와,

   상기 가열 영역을 이동하는 상기 지지 부재의 회전 상태를 제어하여 상기 프리폼의 상기 가열 장치에 대한 방향을 제어하는 제어 기구를 가지고,

   상기 제어 기구는,

   상기 가열 영역의 적어도 일부를 따라 배치된 제1의 자극 부재와,

   상기 지지 부재가 상기 가열 영역을 이동할 때에 상기 제1의 자극 부재에 대향하도록, 당해 지지 부재에 고정된 제2의 자극 부재를 가지고,

   상기 가열 영역을 이동하는 상기 지지 부재를 상기 제1의 자극 부재의 극성과 상기 제2의 자극 부재의 극성의 관계에 의해 정해지는 회전 상태로 하는 것을 특징으로 하는 프리폼 가열 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1의 자극 부재는, 상기 제2의 자극 부재에 대향해야 할 면이 단일의 극성으로 되고,

   상기 제2의 자극 부재는, 상기 제1의 자극 부재에 대향해야 할 면에 상기 단 일의 극성과 역의 극성으로 되는 자극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 가열 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2의 자극 부재는, 상기 지지 부재에 그 회전축과 동축으로 되도록 고정되고, 극성이 교대로 바뀌도록 환상으로 복수의 자극이 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 가열 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1의 자극 부재는, 상기 제2의 자극 부재에 대향해야 할 면에 극성이 교대로 바뀌도록 복수의 자극이 배열되고,

   상기 제2의 자극 부재는, 상기 지지 부재에 그 회전축과 동축으로 되도록 고정되고, 극성이 교대로 바뀌도록 환상으로 복수의 자극이 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 가열 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어 기구는,

   제1의 제어 기구 부분과 제2의 제어 기구 부분을 가지고,

   상기 제1의 기구 부분은,

   상기 지지 부재의 회전축과 동축으로 되어 당해 지지 부재에 설치된 환상 요 철 부재와,

   상기 가열 영역의 소정 부분을 따라 배치되고, 상기 환상 요철 부재가 회전하면서 맞물리는 띠모양 요철받이 부재를 가지고,

   상기 제2의 기구 부분은,

   상기 제1의 자극 부재와 상기 제2의 자극 부재를 가지고,

   상기 제1의 자극 부재는 상기 가열 영역의 상기 소정 부분 이외의 부분에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 가열 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제2의 자극 부재는, 상기 지지 부재에 그 회전축과 동축으로 되도록 고정되고, 극성이 교대로 바뀌도록 환상으로 복수의 자극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프리폼 가열 시스템.

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