WO1988009717A1 - Method of heating thermoplastic plastic bottle or preform and method of temperature control of heating member using said heating method - Google Patents

Description

明 細 書 熱可塑性プラ ス チ ッ ク びん ま た はプ リ フ ォ ー ム の 加熱方法 お よ び当 該加熟方法 に 用 い る加熟体の温度制 御方法 技術分野

本発明 は 、 熱 可 塑性プ ラ ス チ ッ ク か ら びん を製造 す る た め の当該熟可塑性プラ ス チ ッ ク の成形品 の加熱 ¾ 法 に 関 す る も ので あ り 、 特 に びん を短時間で効率 よ く 製造で き る よ う に し た 加熟方法 に 関 す る 。 背景技術

ポ リ エ ス テ ルの よ う な τ塑性プラ ス チ ッ ク を用 い た プラ ス チ ッ ク 成形びん は 、 今 日 で は果汁 、 コ ー ヒ ー 、 ミ ネ ラ ル ウ ォ ー タ 等 の他 コ ー ラ 、 サイ ダー等 の炭酸飲 料やそ の他飲料容器等に 広 く 用 い ら れて いる 。 こ の よ う なプラ ス チ ッ ク びん の成形 に は 、 射 出成形 に よ っ て 製造さ れ た プ リ フ ォ ー ム を加熱 し 、 適温 に 加熟さ れ た プ リ フ オ ー ム を金型内で延伸用 の棒で軸方向 に 延伸 す る と 周 時 に 、 周方向 に プ ロ 一延伸 す る 2 軸延伸.吹込成 形法 が広 く 用 い ら れて い る 。

こ のプ リ フ ォ ー ム の加熱 に は 、 外部 に 配置さ れた 赤 外線 ヒ ー タ に よ っ て 非接触で加熟す る方法 が - 般的 に 採用 さ れ て い る が 、 近年容器が大型化 す る に し た が い 、 プリ フ ォ ームの肉厚が厚く な り 、 厚さ ¾ 向 に均一 に加 熱するの に時簡を要する反面、 製造速度の高速化が要 求さ れ上記成形方法では限界が生じてきている 。 その ため、 従来の外部 ヒ ータ に加え、 プリ フ ォームの内側 に中 ヒータ を入れる方法 （ 特開昭 6 1 - 2 6 1 0 2 4 ) や延伸用 の棒を髙周波誘導加熟に よ っ て加熱 しプ リ フ オ ームを内外面から加熱成形する治具 （特公昭 6 2 -· 4 3 8 5 2 ) が知 られてお り 、 あるいは、 ヒー 卜パイ プをプ リ フ ォ ーム内 に入れる方法 （特開昭 6 1 - 1 6 3 8 2 8 ) が用い ら れている。

しか しなが ら 、 プラスチッ クびんはびんの強度や形 状を保っ ため に 、 軸方向の肉厚分布が最適に なる よ う よ う 成形時に制御さ れる必要がある 。 そのため に は 、 プ リ フ ォ ームの加熱温度を軸方向に沿っ て調整する こ とが必要であるが 、 上記特開昭 6 1 - 2 6 1 0 2 4の 方法や特開昭 6 1 - 1 6 3 8 2 8の方法では、 プ リ フ オ ームを内外よ り 加熟する こ と に よ り迅速にプ リ フ ォ ームを加熱できるが、 軸方向 に所望の温度分布を付加 する こ と は困難であ っ た。 又、 赤外線 ヒー タ で加熱す る方法において は複数個の ヒ ータ をプ リ フ ォ ームの軸 方向 に配置し 、 これら個々 の ヒ ータ にかける電力 を調 整するものもあるが、 かかる方法では、 ヒ ータ ど う し の熱干渉に よ っ て任意の場所を目 的の温度にす る こ と や迅速な加熱が困難であ つ た 。

更に特公昭 6 2 - 4 3 8 5 2に示す方法で は、 プ リ フ ォ ー ム の 内部で金属棒が誘導加熟さ れる た め 、 誘導 加熱時 ま た は誘導加熱直前の金属棒の 温度を 測 る こ と がで きず 、 金属棒の加熱を制御す る こ と がで き な い 。 そ れ に 加 え て 、 プ リ フ ォ ー ム の供給が う ま く い かず 、 プ リ フ ォ ー ム が抜け た 場合な ど個 々 の金属棒の温度を 制御 す る こ と が 困難で あ っ た 。

又プ リ フ ォ ー ム の温度を正確 に 制御 す る た め に は 、 加熱体の湿度を常に 正 確に 所定 の温度 に 保つ 必要が あ る が 、 加熱体 は熱エネルギ ー を吸収す る と 温度が上昇 し 、 一方放射す る と 温度が低下 し て し ま い 、 又加熟の 状態が変動す る こ と に よ り そ の影罾を受け 、 厳密 に一 定 の 温度 に 保つ こ と はで き な か っ た 。 発明 の 開示

上記問題点を解決 す る た め に本発明 は 、 プ リ フ ォ ー ム をそ の外部及び内部 よ り 熱を供給 し 加熱す る方法 に お いて 、 実質 的 に 等間 隔で多数個 の加熱体が巡回 す る 巡回路 に 少 く と も加熟体 に プ リ フ ォ ー ム が被着 さ れて い る状態の被加熱体加熱ゾー ン と 、 プ リ フ ォ ー ム が抜 出さ れて い る加熟体加熱ゾー ン を設け 、 該加熱体加熱 ゾー ンで は 、 加熱体の個 々 の 温度を 測定 し 、 そ の測定 値 に 応 じ て 該加熱体を順次 に 高周波誘導加熟 し 、 前記 被加熱体加 熱ゾー ンで は加熟さ れた 前記加熱体に 自 転 す るプ リ フ ォ ー ム を被着 し 、 当 該プ リ フ ォ ー ム を 加熱 す る こ と と し た ので ある 。 そ して 、 加熱体の加熟は定量加熟と各々 の加熱体の 温度格差補正のための加熟の 2 段に分けて行う よう に して もよい。

又、 加熟体の外径を長さ方向に変化させた り 、 加熱 コ イルの巻きピッ チを加熱体の長さ方向に沿 っ て変化 させた り 、 加熟体を加熱する誘導加熟コ イ ルを当該加 熱体の軸方向 に分割 し 、 各々の加熱コ イルの電力を制 御する こ となどに より 、 加熟体に軸方向 に変化さ ^た 放射エネルギー分布を生じさせて 、 被加熱体に熱分布 を付与する よ う に して もよい。

更に 、 加熱体の内部に空洞を設け、 当該空洞に 前記 加熟体の制御目標温度の範囲内 に融点を有する物質を 封入し 、 前記加熱体の温度を測定 しその測定値に基づ き前記加熟体の温度を制御する こ と に よ り 加熱体を一 定温度に保つ こ と と した。

上記の場合、 加熟体の内部に少な く とも 2 力 所の空 洞を設け、 当該各空洞 に互い に異なる融点を有する物 質を封入 した り 、 加熟体の温度と封入した物質の融点 との差の大きさ に比例 し た熟量を当該加熱体に供給す るなど して温度制御 して も よい。

加熱体は、 温度センサーで 1 本ずつ温度が測定され それに基づき加熱さ れるので 、 プ リ フ オ ーム に揷入す る とき に は加熟体は所定の温度に 設定され、 プ リ フ ォ ームを所望の状態で加熱できる 。 そ し て更に 、 長さ方 向 に沿う 所定の放射エネルギー分布を加熱体に付加 し た ので 、 プ リ フ ォ ー ム はびん の成形 に 適 し た 所望の温 度 に加熱さ れ 、 成形品 の品質の 向上が 図 ら れる 。 又加 熱体の内部に 目 標温度の範囲 内 に融点を有す る物質を 封入 し た ので 、 そ の物質の潜熱 に よ り 加熱休の 湿度を 長時間一定 に 保た せ る制御 がで き 、 個 々 の加熱体の温 度変化を減少さ せ て 品質の高い製品 を成形で き る 。 図面 の簡単な説明

第 1 図 は 、 本発明 の実施例 の概略 を示 す 平面図 、 第 2 図 は 、 本実施例 に お いて 加熟さ れるプ リ フ ォ ー ム の 断面図 、

第 3 図 は 、 第 2 図 に示 し た プ リ フ ォ ー ム よ り 製造さ れ る熱可塑性プ ラ ス チ ッ ク びん の 断面図 、

第 4 図 は 、 第 2 図 に 示 し たプ リ フ ォ ー ム を支持す るマ ン ド レルの 断面図 、

第 5 図 は 、 第 1 図 に お け る V— V 線断面図 、

第 6 図 は 、 第 1 誘導加熱 コ イ ルを示す斜視図 、 第 7 図 は 、 第 6 図 の VI— VI線断面図 、

第 8 図 は 、 第 2 加熱 コ イ ルの 配置図 、

第 9 図 は 、 第 2 加熱コ イ ルの一例 を示す斜視図 、 第 Ί 0 図 は 、 .第 9 図 の X— X 線断面図 、

第 1 1 図 は 、 第 2 加熟 コ イ ル 1 の他 の例 を示す 斜視図 第 Ί 2 図 は 、 第 1 1 図 の Π— SI線断面図 、

第 1 3 図 は 、 本発明 の実施例 の誘導加熱 コ イ ル を示す 斜視図 、 第 1 4 図は 、 第 1 3 図に おける X IV— X IV線断面図 、 第 Ί 5 図は、 第 1 図 に おける X V— X V線断面図 、 第 1 6 図は、 プ リ フ ォ ームのふれ回 り状態を ^す図 、 第；！ 7 図 は、 改良 し たマン ド レルコ ア一部を示す断面 図、

第 1 8 図は 、 本発明の他の実施例を示す断面図、 第 1 9 図は、 第 1 の加熟体の拡大断面図、

第 2 0 図は 、 第 2 の実施例の加熱体の拡大断面図 、 第 2 1 図 は、 第 3 の実施例の加熱体の拡大断面図、 第 2 2 図 は、 第 1 の加熟体の昇温曲線、

第 2 3 図は、 第 1 の加熟体の冷却温度曲線、

第 2 4 図 は 、 第 2 の加熱体の昇温曲線、

第 2 5 図は、 第 2 の加熱体の冷却温度曲線、

第 2 6 図は 、 第 3 の加熟体の昇温曲線、

第 2 7 図 は 、 第 3 の加熱体の冷 温度曲線である 。 発明を実施す るた めの最良の形態

以下、 本発明の実施例を図面を用 いて説明する。 第 1 図に 、 発明を実施す るための加熟装置の全体を示す 図 に示す装置は、 図中中央下部のプ リ フ ォ ーム受渡し テーブル 4 か ら移送テーブル 5 を介 して加熟ステーシ ヨ ンテーブル 6 に至り 、 この加熟ステーシ ョ ン 6 か ら アニー リ ングステーシ ョ ンテーブル 7 , 8 を経て移送 テーブル 9 を通り プロ 一成型ステーシ ョ ンテーブル 1 0 に達し 、 移送テーブル 1 1 を経て再びプ リ フ ォ ー - - ム受渡 し テ ーブル 4 へ戻る よ う に 巡 回経路 が形成 し て あ り 、 第 2 図 に示すプ リ フ ォ ー ム 1 が 、 マ ン ド レル 3 ( 第 4 図 に 示す 。 ） に支持さ れた 状態で こ の巡 回経路 上を上記順路 に 従 っ て巡回 す る 間 に 加熟ス テー シ ョ ン · 6 に お い て 加熱さ れ 、 又ブ ロ ー成型ス テ ー シ ョ ン テ ー プル 1 0 で吹込成型さ れて 、 第 3 図 に 示すプ ラ ス チ ッ ク びん 2 に 成形さ れる よ う に な っ て い る 。 更 に 詳 し く は 、 プ リ フ ォ ー ム 1 は第 2 図 に 示す よ う な有底円 筒状 の膈部 1 5 と 、 ね じ 山 や環状突起部を有す る 口 部 Ί 6 よ り 成 っ て お り 、 又マ ン ド レル 3 は第 4 図 に 示 す よ う に 円 筒状で 、 各テ ーブルで保持す る た め の周溝 1 7 , 1 7 と 回転駆動 す る た め の スプ ロ ケ ッ 卜 1 8 , 1 8 が 外周 に 設け て あ る 。 一方加熟ス テ ー シ ョ ン テ ーブル 6 お よ び ア ニ ー リ ン グス テ ー シ ョ ン テープル 7 , 8 に は 、 マ ン ド レル 3 の通過す る部分 に チ I ー ン （ 図 示せ ず 。 ） が段違い に 張 り 回 ら さ れて お り 、 マ ン ド レル 3 の上 ま た は下の スプ ロ ケ ッ 卜 1 8 と 嚙み合い 、 マ ン ド レル 3 が チ ェ ー ン に 沿 っ て 巡回 す る と そ れ と 周 時に 自 転運動 す る よ う に な つ て い る 。 そ し て 、 巡回 す る マ ン ド レ ル 3 , 3 … の上 に 従来公知 の供給装置か ら 供給 テ ー ブル 1 2 , 1 3 を経て プ リ フ ォ ー ム 1 , 1 … が装着 さ れ 、 上記経路を巡回 す る 間 に ま ず加熱ス テ ー シ ョ ン テ ープ ル 6 で頃部 1 5 が加熱さ れ 、 次 に プ ロ 一成型 ス テ ー シ ヨ ン テ ー ブル 1 0 で従来公知 の方法で吹込成型さ れ 、 第 3 図 に 示す プラ ス チ ッ ク びん 2 に 成型 さ れる 。 そ の 後プラスチッ クびん 2 は 、 受渡しテーブル 4 に保持さ れているマ ン ド レル 3 上から従来公知の装置で抜き取 られ送出テーブル 1 4 を経て次行程に送出される 。

次に 、 上記加熱ステーシ ョ ンテープル 6 につ いて第 5 図〜第 1 5 図を用いて説明する 。 加熟ステーシ ョ ン テーブル 6 は全体が円形で、 その外周 に第 5 図に示す よ う にマン ド レル 3 を保持する保持装置 1 9.や 、 加熟 体 2 1 、 お よび加熱体 2 1 を作動さ せるエアシ リ ンダ 2 0 などが周方向 に洽つ て等闥隔で取り 付け ら れて い る 。 前記保持装置 1 9 はマン ド レル 3 の周溝 1 7 を保 持するもので、 所定の位置でマン ド レル 3 を保持し 、 ま たその保持を所定の位置で解除するよ う にな っ て（ る 。 加熱体 2 1 は、 誘導加熱されやす い金属か ら なる 棒状体で 、 断熱体 2 2 を介し てエアシ リ ンダ 2 0 の ピ ス 卜 ンロ ッ ド 2 3 に連結してあ り 、 エアシ リ ンダ 2 0 の作動 に よ り 上昇させた と きに は保持装置 Ί 9 に保持 されたマン ド レル 3 の内部を通過する よ う に設定され ている 。 ま た 、 第 5 図に示す よ う に 、 記断熱钵 2 2 はプ リ フ ォ ーム 1 の口部 1 6 及びマン ド レルコ ア 3 7 に相対する よう に加熱体 2 1 と ピス ト ン ロ ッ ド 2 3 と の間 に取りつ け られ、 したが っ て断熱体 2 2 は加熱体 2 1 の熟を ピス ト ン ロ ッ ド 2 3 に伝熟させない役目 を もっ と同時に 、 マン ド レルコ ア 3 7 の加熱を押さ える 一効果を持っ ている 。 又加熟ステーシ ョ ンテーブル 6 の 外側方向に は被加熟体加熱ゾーンを形成する加熟ュニ ッ 卜 2 6 、 及び加熱体加熱ゾー ン 2 7 が設置 し て あ る 。 加熱ユ ニ ッ ト 2 6 は 、 複数個 の赤外線 ヒ ー タ 2 4 と 反 射鏡 2 5 及びプ リ フ ォ ー ム Ί の 口部 1 6 を加熟 し な い 様に赤外線を し や 断す る反射鏡 2 5 ' と か ら 構成さ れ 、 マ ン ド レル 3 の通過す る部分 に 対向 し て 設け て あ り 、 マ ン ド レル 3 と 共 に 自 転す るプ リ フ ォ ー ム 1 に 向 け て 赤外線を照射 し て こ れを外部か ら 加熱す る装置で あ る 。 一方加熱休加熟ゾー ン 2 7 は 、 加熱体 2 1 の温度を測 定す る赤外放射温度計 3 2 と 、 そ の温度 に 応 じ て 誘導 加熱で加熱体 2 1 を加熱す る第 Ί 誘導加熱 コ イ ル 2 8 か ら な り 、 第 1 5 図 に示す よ う に マ ン ド レル 3 が通過 し な い部分で かつ 下方 に 引 き下げ ら れた加熱体 2 1 に 対向 す る よ う に 設け て あ る 。 第 6 図及び第 7 図 に 第 1 誘導加熱 コ イ ル 2 8 の例 を示す 。 こ の第 1 誘導加熱 コ ィ ル 2 8 は加熱体 2 1 の移動経路 を覆 う よ う に 円 弧状 で 、 図 に 示す よ う に 、 細長 く 形成さ れ た ヘ ア ピ ン状の も の を多層 に 重ねて あ り 、 そ の両端 は加熱休 2 1 の移 動 を妨げな い よ う に 上方へ偏倚さ れて い る 。 す なわ ち 、 加熱ス テ ー シ ョ ン テ ーブル 6 で は 、 一定方 向 に 回転 し な が ら 定位置でマ ン ド レル 3 を保持装置 1 9 で受け取 り 、 加熱体加熟ゾー ン 2 7 で加熱さ れた 加熟体 2 "1 を マ ン ド レル 3 を通 し てプ リ フ ォ ー ム 1 の 内部 に挿入 し 内部か ら プ リ フ ォ ー ム 1 を加熟す る と 共 に 、 加熟ュ ニ ッ 卜 2 6 の前面を通過 し て い る と き に プ リ フ ォ ー ム Ί を外部 よ り 加熟す る よ う に な つ て い る 。 次に 、 上記加熱体加熟ゾーン 2 7 の他の例を示す。 これは、 加熟体加熟ゾーン 2 7 を定量加熟のための第 1 誘導加熟コ イ ル 2 8 に加熟を制御するための第 2 加 熟コ イ ル 2 9 を加え fcもので、 第 2 加熟コ イル 2 9 で の加熟体 2 1 の加熟を任意に停止できる、よう に し た の である。 この場合に は、 マン ド レル 3 にプリ フ ォ ーム 送られず、 被加熟体加熱ゾーン において加熟体 2 1 が直接赤外線 ヒ ータ 2 4 に曝されて他のもの に比 ベ温度が高 く な つ た ときでも 、 第 2 加熱コ ィル 2 9 で の加熟を停止させる こ と によ り加熱量を調整 し温度が 上昇 し過ぎて し ま う のを防止す る こ とができる 。

次に、 第 2 誘導加熱コ イ ル 2 9 の他の例を示す。 こ の第 2 誘導加熱コ イ ル 2 9 は、 第 8 図に示すよ う に 、 加熟体 2 1 の上部に対向する第 2誘導加熱コ イ ル 2 9 と 、 中部に対向する第 2 誘導加熟コ イ ル 3 0 と 、 下部 に対向する第 2 誘導加熱コ イ ル 3 1 にそれぞれ分割 し たものである 。 第 9 図 、 第 1 0 図に これら第 2加熟コ ィル 2 9 等に用 いる コ イ ル 3 4 を示す 。 こ の コ イ ル 3 4 は 2枚の磁性コ ア一 3 3 に巻かれたもので 、 それ それの加熟コ イ ルは加熱体 2 1 の間隔に ほぼ等しい距 離をあけて配置さ れ、 且つそれぞれの加熟コ イ ル に よ つ て生 じ る磁束はお互いに干渉し合わない よ う に設置 され、 かかる磁性コ ア一 3 3 の間を加熟体 2 1 が通る よ う にな つ ている 。 そ して 、 更に赤外放射温度計 3 2 ¾加熟体 2 1 の上部、 中部、 下部の温度を測定する よ う に分割配置さ れ 、 そ れぞれの赤外放射温度計 3 2 , 3 2… が電力 制御装置 （ 図示せず 。 ） に 連結 し て あ り 、 そ し て 、 こ れ ら 赤外放射温度計 3 2の値 に 基づい て 電 力 制御装置がそれぞれの赤外放射温度計 3 2 に 対応す る コ イ ル 3 4 の電力 量を調整す る よ う に な っ て い る 。 し た が っ て 、 赤外放射温度計 3 2の検出 温度 と 加熱体 2 1 の設定温度 と の温度差 と 加熱体 2 1 を設定温度 に 加熱す る た め の必要電力 量 と の 関係を あ ら か じ め 求め て お く こ と に よ り 、 こ の 関係か ら 定 ま る電力 を 第 2加 熟 コ イ ル 2 9等へ供給 し 、 加熟体 2 1 を所定 の 温度 に 加熱できる 。 更 に 、 上記電力 は加熟体 2 1 を上中下 と も均一 な温度 に 設定 す る も ので は な く 、 所望の 温度分 布が得 ら れる よ う に 設定 し て も よ い 。 こ の場合 に は 、 加熱体 2 1 に 任意の放射エ ネルギ ー分布を形成で き 、 プ リ フ ォ ー ム 1 をプ リ フ ォ ーム 1 の厚 み に 応 じ た 最適 な状態 に 加熱す る こ と がで き る 。 又 、 上記第 2誘導加 熱コ イ ル 2 9を 、 第 1 1 図及び第 1 2図 に 示す よ う に 構成 し て も よ い 。 こ の場合に は 、 前記第 9 図 に 示 し た 加熱 コ イ ル よ り も効率を高 める こ と がで き る 。 図 中 3 6は銅板で あ り 、 こ の銅板 3 6に 面 し て い る箇所の 加熱作用 を遮断 し 、 部分的な加熱を行わせ る も ので あ る 。 尚 、 加熱体加熱ゾー ン 2 7の第 1 加熱 コ イ ル 2 8 , 第 2加熱コ イ ル 2 9 , 3 0 , 3 1 は 、 そ れぞ れ第 7 、 1 0 , 1 2 、 1 4 図 に 示す様 に 、 加熱体 2 1 を は さ ん で 向 い合 う コ イ ル に は高 周波電流の 向 き が互 い に 逆方 向に流れる よ う に設計されている 。 尚、 上記例で は加 熱コ イルを 3 段に分割 したが本発明はこれに限るもの ではない。

更に 、 加熱体 2 1 に長さ方向の放射エネルギー分布 を形成させるため に は、 第 1 3 図及び第 1 4 図に示す よ う に加熱コ イ ルの ピッ チを変更する よ う に して も よ い。 このコ イル 3 5 は、 三角形に形成した コ イルを底 辺部分ではたがいのコ イ ルど う しが重なる よ う に し 、 一方三角形の頂点は高さ が異なる よ う に巻き付けたも のである 。 この様な形状にする と 、 前記コ イルの底辺 部分では磁束密度が大きく 、 又頂点付近で は磁束密度 が小さい こ とから 、 加熟体 2 1 と コ イル とが完全に電 磁結合している場合、 加熱体 2 1 に はコ イル形状に応 じた温度分布が形成される 。 し かも コ イル辺の間隔が 広げら れた部分にも弱い電力が入るので加熱効率が良 い。 ま た 、 こ のコ イ ルは 2つの う ずま きコ イ ルの園隔 を加熟体 2 1 が触れない程度にせばめて いるので、 コ ィ ル外部では磁束が打ち消 し合い 、 加熱体 2 1 がコ ィ ルか らわずかに抜け出る と 、 ほ とん ど加熱さ れず、 し たが っ て、 実質的に加熱体 2 1 が加熟される コ イ ルの 有効長さ を明確にできる。 ま た 、 2 つの う ず ま き コ ィ ルの う ち 、 一方だけの コ イ ルでも加熟コ イ ル と して使 用できる 。 しかし 、 加熱効率が悪く 、 有効長さが明確 でな く なる こ とがある 。

更に 、 加熱体 2 1 に長さ方向 に変化する放射 ！：ネ'ル - - ギ ー を付与す る手段 と し て 、 加熱体 2 1 の外径を変化 さ せ て も よ い 。 こ の場合 に は加熱体 2 1 の長さ 方向 に 温度を変化さ せ る必要は必ず し も な く 、 例 え ばプ リ フ オ ー ム 1 の底部な ど厚みの厚い箇所 に 多量の放射 エネ ルギ ー を与え る と き に は 、 加熱体 2 1 の先端部を拡大 さ せ蓄熱量を増加 さ せ れば よ い 。 又 、 こ れ は 、 加熱体 2 1 の先端'部 に 限 ら ず長さ 方向 の任意の位置 に 行 っ て も よ い 。 さ ら に 、 加熱体 2 1 の一部 に 断熱体を取 り 付 け 、 こ れ に よ り 放射 エネルギ ーを遮 り 、 そ の部分 に 対 向 す る部分のプ リ フ ォ ー ム 1 の温度上昇を押 え る よ う に し て も よ い 。

し た が っ て 、 加熱体 2 1 は加熱体加熱ゾー ン 2 7 に よ り 、 常 に所望の温度 に 保持で き 、 且つ 全体を均一 に もで き 、 又 、 加熟体 2 1 の上部 、 中部 、 下部な ど 所望 位置 に 熟分布を付加 す る こ と も 、 コ イ ルの巻き ピ ッ チ や コ イ ル に 与 え る電力 を調整す る こ と で容易 に 行な う こ と がで き る 。 更 に 、 加熱体 2 1 の外径を長さ 方向 に 変化さ せ る こ と に よ り 、 放射 1ネ ルギ ー分布 を長さ方 向 に 任意 に 形成す る こ と がで き る 。 そ れゆ え 、 プ リ フ オ ー ム 1 を所望の温度に 設定で き 、 最適な状態でブラ ス チ ッ ク びん 2 を製造で き る 。 な お 、 本実施例 で は 、 外部か ら プ リ フ ォ ー ム 1 を加熱す る加熱ュ ニ ッ 卜 2 6 を 、 マ ン ド レル 3 の通路 の外周 に 配置 し て い る が 、 本 発明 は こ れ に 限 ら ず 、 加熱ユ ニ ッ ト 2 6 をマ ン ド レ ル 3 の通路の外周 お よ び内周 に 配置す る こ と が で き る 。 更に、 加熱体 2 1 が加熟 しすぎるよ う な ときに は、 こ れを防止するため に加熟体 2 1 に向けてェァー吹付裝 置等を設け 、 これに よ り 冷却するよ う に しても よい 。

また、 成形機の運転開始時に は室温状態にある加熱 体 2 1 を短時間に所定の温度に しなけれぱな ら ない。 しかし なが ら 、 加熱体 2 1 の各部は一巡 して戻っ て く る圜に放熟の程度が異なり 、：特に下部は断熱体 2 2 、 及ぴピス 卜 ンロ ッ ト * 2 3 に連結されているので放熱が 大きく 温度が低下 し ている 。 この様 に 、 加熟体 2 1 の 各部の温度の経時変化が異なる場合でも上記手段を用 いれば、 加熱体 2 1 をすばや < 所望の温度にする こ と がでぎ S o

尚、 第 2 誘導加熟コ ィル 2 9 , 3 0 , 3 の加熟能 カを大き く すれぱ、 一定加熱のための第 1 誘導コ イル 2 8 を省いておよい。 ま た、 加熱体 2 1 は 3 0 0 〜 6 0 0 での範囲で加熟する こ とが望ま しい。 この理由 は、 3 0 0 Ό以下で は放射ェネルギ一が小さ すぎて厚 肉のプ リ フ ォ ー厶では内部から加熱する効果がほとん どな ぐ 、 —方 6 0 0 以上で は外表面や中央部に比べ て内側表面の温度が上り すぎて し ま い、 均一加熟がで ぎず 、 また 、 外径の細い加熟体 2 1 を 6 0 0 で以上に 加熱 し た場合には酸化劣化が激し く 実用 に耐えなか つ 又、 以上述べた様に本発明は 、 高速加熱お よび均一 加熱の点で非常に有効であるが、 内表面に接近し て加 熱体 2 1 を挿入す る た め 、 第 1 6 図 に 示す様 に マ ン ド レル コ ア 一部 3 7 に差 し 込 ま れた プ リ フ ォ ー ム Ί が大 き く 偏心 し な が ら 自転す る と 円 周方 向 に 不均一 な加熱 を生 じ て し ま う 。 こ の よ う なふれ回 り はプ リ フ ォ ー ム 口部の 内径のパ ラ ツ キ と コ ア 一径 と の 関係あ る い は 、 プ リ フ ォ ー ム 1 の差 し 込み方法 に よ っ て 生 じ る も ので あ り 偏心の程度も各マ ン ド レル毎 に 異な る 。 そ こ で こ の欠点を補 う た め第 1 7 図 に 示す様 に マ ン ド レル コ ア 部 3 7 ' をプ リ フ ォ ー ム 1 の挿入前 は外側 に わず か に ひ ら く 様 に弾力 を持たせ た 四つ 割 り に し た バネ材を用 い て 作製 し た上で 、 さ ら にプ リ フ ォ ー ム 1 を差 し 込む 方法もマ ン ド レル 3 の軸 と 一致す る よ う に プ リ フ ォ ー ム 1 の 向 を保ち な が ら 前 記弾力 に 抗 し て 強制 的 に 差 し 込む方法を と つ た 。 そ の結果、 プ リ フ ォ ー ム 1 の偏心 は殆ん ど な く な り 、 第 1 6 図 に 示す儷心直径 e がプ リ フ ォ ー ム 1 の 内径 1 / 5 以内 と な る よ う に で き た 。 そ し て そ の よ う な 場合 に は 円 周方向 に 略均一 な加熱がで き た 。 更 に 、 偏心直径 e の望 ま し い値 は 、 プ リ フ ォ ー ム 1 の 内径の 1 ノ 1 0 以下で あ り 、 そ の条件が満 たさ れればプ リ フ ォ ー ム 1 と 加熟体 2 1 と の 間 の偏心 に 基 づ く 不均一加熱を 実質的 に な く す こ と がで き る 。 上記 のふれ回 り は他の方法 、 例 え ばプ リ フ ォ ー ム 1 の頭の 動 き を ガ イ ド な ど に よ り 規制 し て も よ い 。

次 に 、 加熱体 2 1 の他の例 と し て 、 加熱休 2 1 の 内 部 に 加熱体 2 1 の温度範囲 内で溶融す る物 質 を封入 し たものを示す。 これは、 第 1 9 図 に示す よ う に 内部に 空洞 4 1 を穿設 し 、 その中に融点が 4 2 0 での亜鉛を 封入させたもので 、 外形その他は上記例の加熱体 2 1 と周様である。 この加熟体 2 1 に よれば、 加熟体 2 1 を前述したよ う に加熟ステーシ ョ ンテーブル 6 の加熱 体加熱ゾーン 2 7 に おいて加熟する と 、 加熟体 2 は 第 2 2 図に示す昇温曲線で昇温する。 又第 2 2 図 に於 いて A点まで加熟 した ときの冷却は第 2 3 図 に示す放 冷曲線で加熟体 2 1 は冷却される 。 すなわち加熟体 ' 2 1 は、 内部に封入 した溶融金属の潜熟に よ り熟エネ ルギ一の出入り があ っ ても温度 T 1 では一定時間変化 が生 じ ない。 し たが っ て、 第 2 2 図の B点， つ ま り 内 部の亜鉛がほぼ完全に溶けた状態まで加熟 してプ リ フ オ ーム 1 内 に挿入する こ とに よ り 、 かかる温度を長時 間 --定に保つ加熟体 2 1 で加熱でき、 プ リ フ ォ ーム 1 を正確な制御の下で加熱できる。 図中、 t は時間、 T は加熱体 2 1 の温度を示し 、 T 1 は亜鉛の融点を示す。 又、 加熱体 2 1 の温度が封入金属の融点温度 T 1 に達 して いない こ とが赤外放射温度計 3 2 に よ り 検出され た場合、 例えば第 2 3 図の C点の温度の場合に は、 第 2 2 図 に示される様に融点と の温度差に よ っ て決ま る プ ロ グラム化さ れた高周波電力 を極く 短時間 （ 0 . 5 秒 ） 、 第 2 誘導加熱コ イ ル 2 9 へ供給 し 、 望ま し く は 、 封入された高融点金属のすべて が液化する状態、 つ ま り B点まで加熟する 。 ま た 、 第 2 0図 に 加熱体 2 1 の第 2の実施例 を示す 。 こ れ は加熱体 2 1 の .内部 に 第 1 空洞 4 2 と 第 2空洞 4 3 と を穿設 し 、 第 1 空洞 4 2 に は髙融点金属を 、 第 2空洞 4 3 に は低融点金属を封入 し た も ので あ る 。 髙 融点金属 と し て は前記亜鉛が用 い ら れて お り 、 低融点 金属 と し て は錫 と テルルの合金が用 い ら れて い る 。 そ の合金 は 、 鍚 1 5 %テルル 8 5 %で 、 共晶 の お こ る成 分構成で あ り 、 融点 に 相当 す る 共晶停滞温度 は約 4 1 0 °Gで あ る 。 更に 、 第 3の加熱体の実施例 を第 2 1 図 に 示す 。 図 に示す様に 、 こ の加熱体 2 1 に は第 Ί 空洞 4 2 、 第 2空洞 4 3 、 第 3空洞 4 4 が穿設さ れて お り 、 そ の 中 に 各々 、 錫一テルル合金 、 亜鉛 、 テルルが 封入 し て あ る 。 錫一テ ルルの合金 は前記成分構成 と 同様で 、 テルル は融点が約 4 5 0 ^eCで あ る 。

上記第 2の実施例 に お いて は 、 加熟体 2 1 の昇温曲 線 は第 2 4図 .、 自 然冷却 曲線 は第 2 5図 の ご と く で あ る 。 図中 T 2 は低融点金属 、 す なわ ち 錫 - テ ルル合金 の融点で あ る 。 温度制御 は第 1 の加熱休の実施例 の通 り で あ り 、 即ち 第 2 5図 の G点の様な 温度で あ っ た 場 合 に は第 2 4図 の B点 ま で 温度が あ が る様 に 、 第 2誘 導加熱 コ イ ル 2 9 へ電力 が与 え ら れる 。 こ の場合 に は た と え放射温度計 3 2の 検出不良に よ り 、 加熱体 2 1 が低い温度であ っ た に も か かわ ら ず 、 温度が高 い と 検 出 さ れて も 、 錫 - テルル合金の凝固熱 に よ り 温度が下 が り すぎる こ と は な い 。 さ ら に 制御 目 標温良を C ' 点 に選んだ場合には B ' ^まで温度が上がる様に制御さ れるが、 検出器の不良に よ り 温度差の検出を大き く 検 出 し 、 その結果、 第 2 誘導加熱コ イル 2 9 へ電力 を供 給 し過た と しても加熱体 2 1 の温度は亜鉛の融解熟の ため 、 上り過ぎる こ とはな く 良い制御ができる 。

第 3 の実施例に於いて は、 加熱体 2 1 の昇温曲線は 第 2 6 図、 自然冷却曲線は第 2 7 図のごと く である-。 図中、 T O はテルルの融点を示す。 第 2 7 図の C点の 温度を検出 した場合に は、 第 2 6 図の B 点まで温度が あがる様に第 1 ま た は第 2 の実施例 と周様の制-御がな されるが、 融点の異なる 3 種類の金属を封入する こ と に よ り 、 よ り 良い制御ができる。 ま た加熟体 2 1 がー 巡する間に封入さ れた金属の全体が固化 し 、 温度が低 する こ との し ないよ う に予め加熟体加熟ゾ： ン 2 7 の加熟能力 および封入金属の量が設定されて いる 。 し たが っ て 、 加熱ステー シ ョ ンテーブル 6 を一周する藺 中常に封入金属の一部は液体状態であ り 、 ま た一部は 固体状態である こ とから 、 加熱体 2 1 は、 封入された 金属の各融点の温度ま た はこの間の温度に実質的に保 たれる。 すなわち第 1 の実施例の加熱体の温度は 4 2 0 で に保たれ、 第 2 の実施例の温度は制御点を第 2 5 図に示す C点に選んだ場合は 4 2 O i に 、 又 C ' 点に選んだ場合は 4 1 0 ^eG に保たれる 。 第 3 の実施例 の場合は 4 2 0 に安定的に保たれる。 それゆえ、 正 確に温度を制御 し た加熱体 2 1 に よ りプ リ フ ォ ーム 1 を加熟できる こ と か ら 、 高品質のプラ ス チ ッ ク びん 2 を製造で き る 。

尚 、 本実施例で は加熱体 2 1 を金属で作 り 、 誘導加 熟法で加熟 し た が 、 発明 は こ れ に 限 ら れる こ と な く 、 加熱体 2 1 を セ ラ ミ ッ ク で形成 し 、 こ れを赤 外線 ヒ ー タ で加熟す る よ う に し て も よ い 。

次 に 第 Ί 8 図 を用 いて 、 上記方法 を用 い た プ リ フ ォ ー ム 1 の 口部 1 6 の結晶化方法 に つ い て 述べ る 。 こ の 結晶化 は 、 口 部 1 6 を加熱 し 結晶化さ せ る こ と に よ り 口 部 1 6 の硬度や 耐熱性を 向上さ せ る も ので あ る 。 具 体的 に は 、 プ リ フ ォ ー ム 1 やプラ ス チ ッ ク びん 2 を 、 加熱ス テ ー シ ョ ン テ ーブル 6 の よ う な加熱手段 に 取 り 付け 、 そ の 口 部 1 6 に 加熱体 2 1 を挿入 し 図 に 示 し た よ う な赤外線集光装置 5 1 で加熱す る よ う に し た ので あ る 。 赤外線集光装置 5 1 は楕円 形断面 の反射鏡 5 2 と 、 線状の赤外線 ヒ ー タ 5 3 よ り 構成さ れて り 、 赤 外線 ヒ ー タ 5 3 は反射鏡 5 2 の --方の焦点 に 配置さ れ 、 他方の焦点 に プ リ フ ォ ー ム 1 の 口部 1 6 が位置す る よ う に な つ て いる 。 こ の場合 、 加熱体 2 1 は上記構成の いず れを選択 し 、 且つ 上記構成の う ち適宜な加熱 手段 を選択 し て も よ く 、 口部 1 6 の結晶化 を最適な方法で お こ なわ せ る 。 した が っ て 、 プ リ フ ォ ー ム 1 の吹込成 形 と 同様 、 口 部 1 6 の結晶化を確実且 つ 迅速 に 行 う こ と が で さ る 。

以上説明 し た よ う に 、 プ リ フ ォ ー ム を 内部 か ら 加熱 する加熟体の温度を測定 し 、 且つその加熱を測定値に 応じて制御 しているため、 正確な温度設定が短時間で でき、 生産性を向上させるこ とができる 。 ま た 、 加熟 体に長さ方向 に変化する放射エネルギー分布を形成で きるので、 プ リ フ ォ ームの各部分をプラスチ ッ クぴん の吹込成形に適し た所定の温度に加熟する こ と が可能 となる 。 又加熱体に一定の 点の物钵を封入 し たので、 この封入物の共有温度を制御目標温度に設定すれば吸 熟および放熱量が比較的大き く変動 して も加熱体の温 度を狭い範囲に安定的に制御する こ と ができ、 これを プラスチッ ク成形用のプ リ フ ォ ーム如熟の熱源と して 利用すればプ リ フ オ ームを常に一定温度で加熟でき、 成形品の品質を高める こ とができる 。 更に 、 上記例を 口部の加熟に用いれば口部の結晶化を迅速且つ正確ぶ 行う こ とができる 。

Claims

請求 の範囲

1 . 熟 可塑性 プラ ス チ ッ ク びん ま た はプ リ フ ォ ー ム な ど の被加熟体の内部 に輻射熟を放射す る加熟体を 挿入 し 、 一方前記被加熱体の外部 に加熟手段を配置 し 内外か ら 同時 に 当該被加熟体 を加熟す る加熱方法 に お い て 、 実質的 に 等間 隔で多数個 の加熱体が巡回す る巡 回路 に 、 少 く と も 当該加熟体 に 被加熱体が被着 さ れて い る状態の被加熱休加熱ゾー ン と 、 被加熱休が抜出 さ れて いる加熟体加熱ゾー ン を設 け 、 該加熱体加熱ゾー ンで は 、 加熱体の個々 の温度を測定 し 、 そ の測定値 に 応 じ て 該加熱体を） 次 に高周波誘導加熱 に よ り 加 熱 し 前記被加熱体加熱ゾー ンで は加熟さ れ た 前記加熟休 に 自 転す る被加熱体を被着 す る熟可塑性プラ ス チ ッ ク び ん ま た はプ リ フ ォ ー ム の加熱方法 。

2 . 赤外線集光装置を被加熱体の 口 部 に 対 向 さ せ て 設け 、 当 該被加熱体 を加熱す る よ う に し た 請 求の範 囲第 1 項記載の加熟方法

3 . 上記被加熱体の 自 転の 最大偏心直径 は被加熱 体の 内径の 1 / 5 以下 に 制 限さ れる請求の範通第 1 項 記載の加熱方法。

4 . 加熱体 の加熟 は定量加熟 と 各 々 の加熱体の温 度格差補正 の た め の加熱の 2 段 に 分け て 行わ れる請 求 の範囲第 1 項又 は第 2 項記載の加熱方法 。

5 . 加熱休 に 軸方向 に 変化さ せ た 放射 エ ネ ギ ー 分布を生じさせ、 被加熱体に熟分布を付与する請求の 範囲第 Ί 項又は第 2 項記載の加熱方法

6 . 加熱体の外径を長さ方向 に変化させ る こ と に よ り 、' 軸方向 に変化させた放射エネルギー分布を 前記 加熱体に生じさせる よ う に した請求の範囲第 5 項記載 の加熟方法

加熟コ ィ ルの巻きピッ チを加熱体の長さ方冋 に沿っ て変化させ、 軸方向 に変化させた放射エネルギ 一分布を前記加熱体に生じさせる よう に した請求の範 囲第 5 項記載の加熟方法。

8 . 加熱体を加熟する誘導加熟コ イルを当該加熟 体の軸方向に分割 し、 各々 の前記加熟コ イルの電力 を 制御するこ と に よ り 、 軸方向に変化させた放射ェネル ギー分布を 記加熱休に生じさせるよ う に し た請求の 範囲第 5 項 し ¾(の加熟 法

9 . 加熱体の内部に空洞を設け、 当該空洞に 刖. αή 加熱体の制御目 度の範囲内 に融点を有す る物質を 封入 し、 前記加熟体の温度を測定 しその測定値に基づ ぎ前記加熟体の温度を制御する こ と に よ り 加熱体を一 定温度に保つ こ と と した加熟体の湿度制御方法。

1 0 . 加熟体の内部に少な < と も 2 力 所の空洞を 設け 、 当該各空洞 に互 に異なる融点を有する物質を 封入 してなる 求の範西第 9 項記載の温度制御方法。

1 1 . 加熟体の温度と封入 した物質の融点と の差 の大きさ に比例 した熱量を当該加熟体に供給する請求 の範囲第 9 項又 は第 1 0 項記載の温度制御方法 。