(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吹込成型用プラスチックプレフォームの吹込成形の用意に吹込成形用プラスチックプレフォームを加熱するためのヒーター組立体であって、
プレフォームを、プレフォームの供給部から加熱されたプレフォームを吹込成形する吹込成型機まで運搬経路に沿って運ぶコンベアに隣接した取り付け用ハウジングと、
ハウジングによって取り付けられ、互いに平行に延びる関係をなして運搬経路に沿って延びる複数の細長いヒーターであって、その長手方向に沿って延び、且つ運ばれたプレフォームを照射するために電圧が印加されるエレメントを有する関連した細長いバルブと、該バルブを取り付けるための一対のマウントと、関連した細長いバルブの放射を反射させて運ばれたプレフォームを照射するために、関連した細長いバルブからわずかに間隔を隔てた細長い放物線状リフレクターとを有し、各ヒーターの関連したバルブのエレメントは、放物線状リフレクターが運ばれたプレフォームの一定の加熱を行うために互いにほぼ平行な関係に放射線を反射させるように、放物線状リフレクターの焦点に置かれる、複数の細長いヒーターと、
各ヒーターに取り付けられ細長い放物線状リフレクターを冷却するための冷却用流体が流れる冷却用チューブが連結される流体カップリングと、ハウジング内でヒータ組立体の内部を冷却する背面冷却ファンとを有する冷却手段と、
を有する吹込成形用プラスチックプレフォームヒーター組立体。
【請求項２】
ヒーターと運ばれたプレフォームとの間に置かれ、且つ運ばれたプレフォームのより均一な加熱を行うように、赤外線を透過させるがより長い波長の放射を遮るウィンドウをさらに有する、請求項１に記載の吹込成形用プラスチックプレフォームヒーター組立体。
【請求項３】
ウィンドウは石英で作られる、請求項２に記載の吹込成形プラスチックプレフォームヒーター組立体。
【請求項４】
細長いヒーターは、垂直方向に積み重ねられた関係にハウジングによって取り付けられ、ヒーターの放物線状リフレクターは、運ばれたプレフォームを加熱するために放射線を水平方向に反射させ、ヒーター組立体は、各運ばれたプレフォームの下方先端を照射から保護する下方放射シールドを有する、請求項１に記載の吹込成形用プラスチックプレフォームヒーター組立体。
【請求項５】
最下方のヒーターのバルブエレメントが、最上方ヒーターのバルブエレメントとその次の低いヒーターのバルブエレメントとの間の間隔よりも、次の高いヒーターのバルブエレメントまでより近い間隔に隔てられた最下方ヒーターを有する、請求項４に記載の吹込成形用プラスチックプレフォームヒーター組立体。
【請求項６】
ヒーターと運ばれたプレフォームとの間に位置し、運ばれたプレフォームのより均一な加熱を行うように、赤外線を透過させるがより長い波長の放射を遮る石英ウィンドウをさらに有し、細長いヒーターは、垂直方向に積み重ねられた関係にハウジングによって取り付けられ、ヒーターの放物線状リフレクターは、運ばれたプレフォームを加熱するために放射線を水平方向に反射させ、ヒーター組立体は、各運ばれたプレフォームの下方先端を照射から保護する下方放射シールドを有し、最下方ヒーターは、最上方ヒーターのバルブエレメントとその次の低いヒーターのバルブエレメントとの間の間隔よりも、次の高いヒーターのバルブエレメントまで近い間隔に隔てられたバルブエレメントを有する、請求項１記載の吹込成形用プラスチックプレフォームヒーター組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、容器として吹込成形用プラスチックプレフォームの吹込成形の用意にそのプラスチックプレフォームを加熱するためのヒーター組立体に関する。
【０００２】
或るタイプの加工における射出成形プレフォームは、射出成形後冷却され、引き続いて、容器として吹込成形の用意に加熱される。そのようなプレフォームは、普通、閉鎖端と、通常、シールするのに利用され、且つ容器の中身の小出しのために容器を選択的に開ける閉鎖キャップを取付けるためのねじ構造を有する、容器の小出し用端形態に射出成形される開口端と、を有する。
【０００３】
吹込成形用プラスチックプレフォームを加熱するための在来のオーブンは、コンベアに沿って間隔を隔てた複数のヒータ組立体を有し、プレフォームはこのコンベアで、ヒーター組立体に隣接して運ばれ、前記プレフォームは、通常、開口端を下方に位置させ、閉鎖端を上方に突出させたさかさまの向きにされ、且つ、ヒーター組立体によって与えられる加熱の均一性をもたらすように関連した水平軸線の周りに回転される。各ヒーター組立体は、普通、運ばれたプレフォームを加熱するための細長いバルブを各々有する複数の細長いヒーターを含む。通常、そのようなバルブは、加熱の効率をもたらす試みにおいて、放射をコーティングからプレフォームに向って反射させるように、プレフォームから向きがそれるバルブの側に白色酸化物コーティングを有する。しかしながら、そのようなコーティングはバルブの実質的な加熱を引き起こし、均一に加熱するのに、プレフォームをより長い波長の光よりもより効率的である赤外線光を反射させるのに効率的ではない。より詳細には、赤外線光は、プレフォームの外面に浸透して内部の加熱をより均一にし、その結果、外面を過熱することなく加熱を行うことができる。
吹込成形用プラスチックプレフォームの加熱を伴う先行技術特許は、Ｄｅｎｉｓらの米国特許第５，２５６，３４１号及びＥｍｍｅｒらの米国特許第５，６８１，５２１号を含む。
【０００４】
（発明の開示）
本発明の目的は、プレフォームの吹込み成形の用意に、吹込成形用プラスチックプレフォームを加熱するための改良されたヒーター組立体を提供することにある。
上述の目的を成し遂げるに当たって、本発明のヒーター組立体は、コンベアに隣接して取り付け用ハウジングを有し、プレフォームは、プレフォームの供給部から、加熱されたプレフォームを吹込成形する吹込成型機まで、コンベアによって、コンベアの経路に沿って運ばれる。複数の細長いヒーターが、互いに平行に延びる関係をなして、運搬経路に沿って延びるハウジングによって取り付けられる。各ヒーターは、ヒーターの長さに沿って延び、且つ、運ばれたプレフォームに照射するように電圧が印加されるエレメントを有する、関連した細長いバルブを取り付けるための一対のマウントを有する。各細長いヒーターは又、バルブの放射を反射させて運ばれたプレフォームに照射するために、関連した細長いバルブからわずかに間隔を隔てた細長い放物線状リフレクターを有する。各ヒーターの関連したバルブのエレメントは、放物線状リフレクターが、運ばれたプレフォームの一定の加熱を行うために、放射線を互いにほぼ平行な関係に反射させるように、放物線状リフレクターの焦点に置かれる。
【０００５】
吹込成型用プラスチックプレフォームは又、ヒーターと運ばれたプレフォームとの間に置かれたウィンドウを有する。このウィンドウは、好ましくは、石英で作られ、運ばれたプレフォームのより均一な加熱を行うように、赤外線を透過させるがより長い波長の放射を遮る。
ヒーター組立体の細長いヒーターは、垂直方向に積み重ねられた関係をなしてハウジングに取り付けられ、ヒーターの放物線状リフレクターは、運ばれたプレフォームを加熱するために、放射線を水平な向きで反射させる。
【０００６】
ヒーター組立体は又、最上部のヒーターのバルブエレメントとその次の低いヒーターのバルブエレメントとの間の間隔よりも、次の高いヒーターのバルブエレメントとの間隔をより小さくした最下部のヒーターを有するのが好ましい。
本発明の目的、特徴、利点は、添付図面を参照して、本発明を達成するための最良の形態の以下の詳細な説明から容易に明らかになる。
【０００７】
（発明を実施するための最良の形態）
図１及び図２を参照すると、１０ａ及び１０ｂで識別される２つのプラスチック吹込成形装置の各々は、関連したオーブン内での加熱の後関連したプレフォーム供給部１６からプラスチックプレフォーム１４の供給を受ける吹込成型機１２を有する。以下により完全に説明するように、図１の吹込成形装置１０ａは、プレフォームを加熱する回転式オーブン１８ａを有し、一方図２の吹込成形装置１０ｂは、プレフォームを加熱する直線状オーブン１８ｂを有する。オーブン１８ａ及び１８ｂの各々は、以下により完全に説明するように、プレフォームの加熱を行う、本発明により構成された複数のヒーター組立体２０を有する。
【０００８】
図１を続けて参照すると、本実施形態の回転式オーブン１８ａは、プレフォーム１４を在来の方法で吹込成形を可能にするのに十分な温度に加熱を行うために、プレフォーム１４を、ヒーター組立体２０を通って供給部１６から吹込成型機１２まで反時計回りに運ぶコンベア２２ａを有する。そのような運搬の間、プレフォーム１４は、通常、プレフォーム１４の下方開口端を下方に位置させ、上方閉鎖端を上方に突出させたさかさまの位置に配向される。コンベア２２ａは、普通、加熱を均一に行うために、プレフォーム１４を関連した垂直軸線の周りに回転させる。
【０００９】
さらに図２を参照すると、直線状オーブン１８ｂは、プレフォーム１４を供給部１６から右の方へ、次いでＵターン部のまわりに、次いで左の方に運ぶコンベア２２ｂを有する。そのような運搬の全ての間、プレフォーム１４は隣接したヒーター組立体２０のそばを通って、吹込成形用の吹込成型機１２に送出する前にプレフォーム１４の加熱を行う。回転式コンベアの実施形態のコンベアと同様に、このコンベア２２ｂも又、加熱を均一に行うために、さかさまの向きでプレフォームを回転させる。
【００１０】
図３に幾分略図的に示すように、両実施形態の各ヒーター組立体２０は、プレフォーム１４を、プレフォームの供給部から、加熱されたプレフォームを吹込成型する吹込成型機まで、図１及び２に関連して前述したような運搬経路に沿って運ぶ関連したコンベアに隣接した取り付け用のハウジング２４を有する。各ヒーター組立体の複数の細長いヒーター２６が、ハウジング２４に取り付けられ、且つ図５に示すように、互いに平行な関係をなしてプレフォーム１４の運搬経路に沿って延びる。関連したコンベアは、開口分配端３０を下方位置に位置させ、上方閉鎖端３２を最も上のヒーター２６に隣接して上方に突出させたさかさまの向きでプレフォーム１４を支持する。前述したように、コンベアは、加熱を均一に行うように、各プレフォーム１４を関連したほぼ垂直軸線Ａの周りに回転させる。
【００１１】
図４に示すように、各ヒーター２６は、図５に示すようにヒーターの長手方向に沿って延び、且つ運ばれたプレフォーム１４を照射するように電圧が印加されるエレメント３８（図３）を有する関連した細長いバルブ３６を取り付けるための一対のクリップタイプのマウント３４を有する。いくらかの射線４０が、プレフォーム１４の照射を行うために図３に示すように直接右の方に向き、一方、他のいくらかの射線４２は、左の方に向く。各細長いヒーター２６は又、わずかに間隔を隔てた関係をなして、関連したバルブ３６と平行にヒータの長手方向に沿って延びる細長い放物線状リフレクター４４を有する。より詳細には、開示した放物線状リフレクター４４は、アルミニウムで作られ、バルブエレメント３８を通る水平線では、放物線状リフレクターは、約０．００８インチ乃至０．０１２インチ、バルブ３６から間隔を隔てる。放物線状リフレクター４４は、射線４２の放射を右の方に反射させて直接右の方に向く射線４０と協働して、運ばれたプレフォームを照射する。各ヒーター２６のバルブ３６のエレメント３８は、放物線状リフレクターが、運ばれたプレフォームの一定の加熱を行うために、放射線４２を互いにほぼ平行な関係に反射させるように、エレメント３８の放物線状リフレクター４４の焦点に置かれる。
【００１２】
図４及び６を合わせて参照すると、各ヒーター２６は、互いにわずかに間隔を隔てるように、ヒーター組立体ハウジング２４によって支持されたマウント４８に適当に固定される一対のねじ付き支持体４６を有する。各ヒーター２６の流体カップリング５０が、冷却用チューブ５２に連結され、放物線状リフレクター４４の冷却を行うために冷却用流体がこの冷却用チューブの中を流れる。
【００１３】
図６に示すように、電線５３が、前述したようにバルブエレメントに電圧を印加するために、バルブ端５４から電気コネクター５５まで延びる。又、背面冷却ファン５６が、上述した構成要素を取り付けたハウジング２４内で、ヒーター組立体２０の内部を冷却する。
【００１４】
図３を続けて参照すると、ヒーター組立体２０は又、ヒーター２６と運ばれたプレフォーム１４との間に位置するウィンドウ５８を有する。このウィンドウ５８は、好ましくは、運ばれたプレフォームのより均一な加熱を行うように、石英又は、赤外線を透過させるがより長い波長の放射を遮る他の任意の材料で作られる。より詳細には、赤外線は、各プレフォームの外面を透過して、より長い波長の放射と比較して、その外面と内面との間の加熱が均一になる。かくして、ヒーター組立体２０は、均一な加熱をもたらし、その結果、吹込成形にとって十分高い温度を内面に与えるために、プレフォームの外面を加熱しすぎるべきではない。かくしてヒーター２０は、より厚い肉厚であるがより短い長さのより軽量なプレフォームの使用を可能にし、より重いプレフォームよりもよりコスト効果的である。
【００１５】
図３に示すように、細長いヒーター２６は、垂直方向に積み重ねた関係にハウジング２４によって取り付けられ、ヒーターの放物線状リフレクター４４は、放射線４２を水平方向に反射させて、運ばれたプレフォーム１４を加熱する。さらに、ヒーター組立体２０は、その下端に、各運ばれたプレフォーム３０の下方先端を放射から保護する下方放射シールド６０を有する。この放射シールドは、アルミニウムで作られる。
【００１６】
図示した好ましい構造では、最下方の２つのバルブ３６は、より大きな変形が起こる下方領域により大きな加熱があるように、最上方の２つのバルブ３６のバルブエレメント３８間及び、同様に他のバルブのバルブエレメント３８間の間隔よりも互いにより狭い間隔のエレメント３８を有する。より詳細には、ヒーター２６は、１５、１７又は１９ミリメートルの全高を有する。より短いヒーターが、下方位置に取り付けられ、バルブエレメントを互いにより狭い間隔にし、それによってより大きな加熱をもたらす。
【００１７】
図１に略図的に示すように、回転式オーブン実施形態の各ヒーター組立体２０は又、裏側リフレクター及び、図７にさらに示す冷却ユニット６２と協働する。より詳細には、裏側リフレクター及び冷却ユニット６２は、赤外線をプレフォームの方に反射させるリフレクター６４を有する。リフレクター６４は、垂直な通気孔形成部６６を有し、ユニットは又、リフレクターの裏側を冷却する裏側ファン６８を有する。
【００１８】
図２に略図的に示すように、直線状オーブンの実施形態の各ヒーター組立体２０は又、裏側リフレクター及び冷却ユニット７０を有する。図８に示すように、裏側リフレクター及び冷却ユニット７０は、垂直な通気孔形成部６６を有する間隔を隔てたリフレクター６４を有し、ファン７２は、それを通して裏側冷却及び通気を行う。
【００１９】
本発明を達成するための最良の実施形態を詳細に説明してきたが、本発明に関係する技術に通じる当業者は、特許請求の範囲によって定められる本発明を実施するための様々な変形設計及び実施形態を認識する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  容器として吹込成形をする準備としてプラスチックプレフォームを加熱するための本発明により構成されたヒーター組立体を有する回転式オーブンを有する吹込成型装置の略平面図である。
【図２】  容器として吹込成形をする準備としてプラスチックプレフォームを加熱するための直線状オーブンを有する他の吹込成型装置の略平面図である。
【図３】  プレフォームを均一に加熱するために、放射を関連したバルブからの放射を反射する放物線状リフレクターを有するヒーターを含む構造を図示するために、図１又は２のいずれかのヒーター組立体の一つを示す断面図である。
【図４】  ヒーター組立体の各ヒーターの細長い構造を示す斜視図である。
【図５】  各ヒーターのバルブの細長い構造を示すためにヒーター組立体のほぼ正面に向いた斜視図である。
【図６】  各細長いヒーター用の冷却チューブを有するヒーター組立体の構造をさらに示す、背面の部分切欠斜視図である。
【図７】  コンベア、裏側リフレクター及び冷却ユニットに関連したヒーター組立体の構造を示すための、回転式オーブンの図１の線７−７における断面図である。
【図８】  直線状オーブンの構造と、裏側のリフレクター及び冷却ユニットの構造とを示す、直線状オーブンの図２の線８−８における断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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