(57)【要約】【課題】  プリフォームを単時間にて冷却できるプリフォームの冷却方法と装置、およびプリフォームを成形し樹脂ボトルを生産性よく製造できるようにする。【解決手段】  樹脂ボトル５のプリフォーム２を成形した後、このプリフォーム２をまわりが冷却水１１による冷却室１２とされた水密性のあるエラストマー周壁１３を持ったプリフォーム受入部１４に受け入れて、接触した状態のエラストマー周壁１３を介し前記冷却水１１との非接触な熱交換により冷却し、冷却後のプリフォーム２をプリフォーム受入部１４から抜き出し、次の工程に移すようにして、上記の目的を達成する。【選択図】  図４
2006021350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、エラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換により冷却し、冷却後のプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを特徴とするプリフォームの冷却方法。
【請求項２】
樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、冷却室の水圧で接触させた状態のエラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換により冷却し、冷却後、前記水圧を軽減または解除してからプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを特徴とするプリフォームの冷却方法。
【請求項３】
樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、エラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換を図るとともに、プリフォームの内側にはエアーブローして冷却し、冷却後のプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを特徴とするプリフォームの冷却方法。
【請求項４】
樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、冷却室の水圧で接触させた状態のエラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換を図るとともに、プリフォームの内側にエアーブローして冷却し、冷却後に前記水圧を軽減または解除してからプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを特徴とするプリフォームの冷却方法。
【請求項５】
樹脂ボトルの製造ラインにおいて、プリフォームを成形した後、このプリフォームを水密性のあるエラストマー隔壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図ってプリフォームを冷却し、冷却後のプリフォームを下流の樹脂ボトルのブロー成形に供することを特徴とする樹脂ボトルの製造方法。
【請求項６】
水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室としたことを特徴とするプリフォームの冷却装置。
【請求項７】
水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室とし、この冷却室に冷却水を供給する冷却水供給手段を備えたことを特徴とするプリフォームの冷却装置。
【請求項８】
水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室とし、プリフォーム受入部に受け入れたプリフォームに内側にエアーブローするブロー手段を備えたことを特徴とするプリフォームの冷却装置。
【請求項９】
水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室とし、この冷却室に冷却水を供給する冷却水供給手段と、プリフォーム受入部に受け入れたプリフォームの内側にエアーブローするブロー手段とを備えたことを特徴とするプリフォームの冷却装置。
【請求項１０】
まわりに冷却室を持ち、かつ、この冷却室と水密性のあるエラストマー周壁によって隔絶してプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を複数有し、複数のプリフォーム受入部をプリフォームの受入口を外側に向けて周方向に配設したことを特徴とするプリフォームの冷却装置。
【請求項１１】
まわりに冷却室を持ち、かつ、この冷却室と水密性のあるエラストマー周壁によって隔絶してプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を複数有し、複数のプリフォーム受入部をプリフォームの受入口を外側に向けて周方向に配設してその周方向に周回できるように支持し、プリフォーム受入部をそのまわりの冷却室とともにプリフォーム受入部の周方向の配設ピッチずつ間欠に周回駆動する駆動手段と、プリフォーム受入部の１つの停止位置を、プリフォームを受け入れるプリフォーム受入位置、このプリフォーム受入位置から下流側の他の停止位置を、プリフォームを取り出すプリフォーム取出位置とし、プリフォーム受入位置とプリフォーム取出位置との間の少なくとも１つの位置をエアーブロー位置とし、このエアーブロー位置に停止するプリフォーム受入部に受け入れられているプリフォームの内側にエアーブローするブロー手段を設けたことを特徴とするプリフォームの冷却装置。
【請求項１２】
ブロー手段は、プリフォーム内に進入して前記エアーブローを行う請求項９〜１１のいずれか１項に記載のプリフォームの冷却装置。
【請求項１３】
樹脂ボトルのプリフォームを成形するプリフォーム成形装置と、このプリフォーム成形装置で成形されたプリフォームを受け入れて水密性を持った弾性隔壁を介し冷却水との非接触な熱交換を図って冷却するプリフォーム冷却装置と、冷却後のプリフォームをブロー成形により樹脂ボトルに延伸成形するブロー成形装置と、プリフォーム成形装置で成形されたプリフォームをプリフォーム冷却装置に移し供給する第１の供給機構と、プリフォーム冷却装置で冷却されたプリフォームをブロー成形装置に移し供給する第２の供給機構とを備えたことを特徴とする樹脂ボトルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂ボトルの予備成形体としてのプリフォームの冷却方法と装置、およびプリフォームを成形して樹脂ボトルを製造する樹脂ボトルの製造方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）といった材料よりなる樹脂ボトルを製造する製造段階としては、本発明の実施の形態を示す、図４を参照して説明すると、主として、図４（ａ）に示すような射出成形機１などにて予備成形体であるプリフォーム２を成形するプリフォーム成形工程、成形したプリフォーム２を自然冷却または送風により常温まで冷却する冷却工程、冷却後のプリフォーム２を図４（ｃ）に示すようにブロー成形するブロー成形工程を備えている。
【０００３】
通常、ブロー成形工程は、図４（ｃ）におけるｃ１に示すように冷却後のプリフォーム２を加熱手段３により加熱して成形温度にしておく加熱工程と、ｃ２に示すように予備加熱後のプリフォーム２を成形型４に入れる工程と、ｃ３、ｃ４に示すように成形型４内でプリフォーム２を延伸ロッド４ａの進入とエアーブローとによる縦横２方向の２軸延伸を図ってブロー成形する工程と、ｃ５に示すようにブロー成形後の樹脂ボトル５を取り出す工程とに分かれている。
【０００４】
また、冷却工程の前に、プリフォーム２の口部を加熱して熱結晶化させておくことや、この熱結晶化工程を利用して口部を縮径化し、かつコアの挿入によって所定寸法に整えておくことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
一方、成形したプリフォーム２を取り扱って必要な工程を経るのに、移動されるピンにプリフォームを被せて搬送することや、プリフォーム２をそれに挿入した吸着ノズルにより吸着して取り扱うことが知られているし（例えば、特許文献２参照。）、プリフォーム２の口部近傍に設けられるリングを利用して、一対のレールによって樹脂ボトル類を吊持った状態でエアなどにて押し進める押動搬送方式が知られている（例えば、特許文献３参照。）。また、一対の搬送チエンによって樹脂ボトル類をそのリング２ａ部にて左右から吊持ち搬送するチエン搬送方式も知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００６】
プリフォーム２の生産性は高く、どのような取り扱い、搬送系にあっても、下流側でトラブルがあると上流側でのプリフォーム２の流れが直ぐに溢れてしまうし、プリフォーム２を常温まで冷却するのに自然冷却の場合は勿論、送風による空冷によっても比較的長い時間が掛かる。
【０００７】
そこで、成形後のプリフォーム２は支持ピンを多数立設したパレットを用い一旦パレタイジングして倉庫などに放置し、自然冷却を図ったものとして貯蔵しておき、それを必要に応じ搬出して順次デパレタイジングしながらブロー成形に供するいわゆる貯留方式を採ることにより、前記のようにプリフォーム２が溢れるようなことに対応することが一般に行われている。
【０００８】
これに対し、前掲の特許文献２は、プリフォームの成形、冷却、予備加熱、ブロー成形といった一連の工程を１つの生産ライン上で連続的に行う技術を開示している。これによると、貯蔵スペースと、パレタイジングとデパレタイジングを伴う貯蔵スペースへの出し入れ作業が省略できる。また、この特許文献２に記載のものは、前記のような作業の連続性を達成するのに、プリフォーム成形装置からブロー成形機にプリフォームを搬送する搬送系をトンネル状の冷却室に通し、この冷却室内に冷却空気を供給して搬送中のプリフォームを空冷するようにしている。これによると専用の冷却ゾーンが省略できる。また、前記搬送系には、下流にトラブルが生じたときに溢れるプリフォームを系外に搬送して蓄積する副搬送系と蓄積部とを接続して、プリフォームが一時的に溢れることに対応できるようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１４５２３８号公報
【特許文献２】特開２００３−０３９５３２号公報
【特許文献３】特開平１０−２５０８４２号公報
【特許文献４】特開２００３−１７６０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記従来の空冷方式では、自然冷却に比して冷却速度は高まるにしても、思いのほか冷却に長い時間を要している。本発明者等の種々な実験や検討により知見したところによると、トンネル状の冷却室に供給した空気によってそこを通過するプリフォームを冷却するのでは、プリフォームの内側に成形時の高温空気がたまったままで、これの影響で冷却効果を上げにくいことが原因していると思われる。これに対応するために、搬送速度を落として冷却時間を十分得ようとすると、下流側のトラブルに対する溢れ頻度、溢れ度が高くなって製造ラインの系外で取り扱うプリフォーム量が勢い増大し、取り扱いの不連続性が高まる。また、搬送距離を長くして冷却時間を十分得ようとすると、搬送距離が長くなって装置が大型化する。
【００１０】
本発明の目的は、プリフォームを単時間にて冷却できるプリフォームの冷却方法と装置、および樹脂ボトルの製造方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のプリフォーム冷却方法は、樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、エラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換により冷却し、冷却後のプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを１つの特徴としている。
【００１２】
このような構成では、プリフォーム受入部に成形後または成形に次いで行う口部の熱結晶化後のプリフォームを入れて、プリフォーム受入部を形成しているエラストマー周壁の外まわりにある冷却室内の冷却水と非接触に熱交換させて、空冷の場合に比し冷却時間を短縮することができる。また、エラストマー周壁の弾性によってプリフォームと密着しやすく前記冷却効果を高めやすいし、そのような接触によってもプリフォームに傷を付けない利点がある。さらに、冷却水に直接入れて冷却するのと異なり、プリフォームに付着した水が蒸発した跡が残らない。エラストマー周壁は水密性であることによって、冷却水が漏れ出るのを防止するとともにプリフォームに冷却水が及ぶようなことを回避することができる。冷却後のプリフォームはプリフォーム受入部から単に抜き出せば次の工程に移せる。
【００１３】
このような方法は、水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室としたことを１つの特徴とするプリフォームの冷却装置によって実現することができる。
【００１４】
本発明のプリフォームの冷却方法は、また、樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、冷却室の水圧で接触させた状態のエラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換により冷却し、冷却後、前記水圧を軽減または解除してからプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを別の特徴としている。
【００１５】
このような構成では、プリフォーム受入部に成形後のプリフォームを入れて、プリフォーム受入部を形成しているエラストマー周壁をそのまわりの冷却室の冷却水の水圧により接触させ、エラストマー周壁の弾性も手伝って密着状態が得られやすくするので、冷却水と非接触ながら効率よく熱交換させられる。この結果、空冷の場合に比し冷却時間をより短縮することができる。しかも、水圧が掛かっている間プリフォームは固定され、プリフォーム受入部から出ることがない。また、エラストマー周壁の弾性によってプリフォームとの前記のような密着状態の接触によってもプリフォームに傷を付けない利点がある。また、エラストマー周壁は水密性であることによって、冷却水が漏れ出るのを防止するとともにプリフォームに冷却水が及ぶようなことを回避することができる。冷却後のプリフォームは水圧を軽減または解除することによりプリフォーム受入部から簡単に抜き出し次の工程に移せる。
【００１６】
このような方法は、水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室とし、この冷却室に冷却水を供給する冷却水供給手段を備えたことを別の特徴とするプリフォームの冷却装置によって実現することができる。
【００１７】
本発明のプリフォームの冷却方法は、また、樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、前記エラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換を図るとともに、プリフォームの内側にエアーブローして冷却し、冷却後にプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを今１つの特徴としている。
【００１８】
このような構成では、プリフォーム受入部に成形後のプリフォームを入れて、プリフォーム受入部を形成しているエラストマー周壁の外まわりにある冷却室内の冷却水と非接触に熱交換させるのに加え、さらに、プリフォームの内側にエアーブローして高温空気を追い出し内側からも効率よく冷却する。この結果、外側からだけの空冷の場合に比し冷却時間を大幅に短縮することができる。エアーブローによる冷却では冷却媒体による弊害はない。また、エラストマー周壁の弾性によってプリフォームと密着しやすく前記外側からの冷却効果を高めやすいし、そのような接触によってもプリフォームに傷を付けない利点がある。さらに、エラストマー周壁は水密性であることによって、冷却水が漏れ出るのを防止するとともにプリフォームに冷却水が及ぶようなことを回避することができる。冷却後のプリフォームはプリフォーム受入部から単に抜き出せば次の工程に移せる。
【００１９】
このような方法は、水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室とし、プリフォーム受入部に受け入れたプリフォームに内側にエアーブローするブロー手段を備えたことを今１つの特徴とするプリフォームの冷却装置によって実現することができる。
【００２０】
本発明のプリフォームの冷却方法は、また、樹脂ボトルのプリフォームを成形した後、このプリフォームを、まわりが冷却水による冷却室とされた水密性のあるエラストマー周壁を持ったプリフォーム受入部に受け入れて、冷却室の水圧で接触させた状態のエラストマー周壁を介した前記冷却水との非接触な熱交換を図るとともに、プリフォームの内側にエアーブローして冷却し、冷却後に前記水圧を軽減または解除してからプリフォームをプリフォーム受入部から抜き出すことを、さらなる特徴としている。
【００２１】
このような構成では、プリフォーム受入部を形成しているエラストマー周壁をそのまわりの冷却室の冷却水の水圧により接触させ、エラストマー周壁の弾性も手伝って密着状態が得られやすくするので、冷却水と非接触ながら効率よく熱交換させられる。併せ、プリフォームの内側にエアーブローして高温空気を追い出し内側からも効率よく冷却する。この結果、外側からの空冷の場合に比し冷却時間をより大幅に短縮することができる。エアーブローによる冷却では冷却媒体による弊害はない。また、エラストマー周壁の弾性によってプリフォームとの前記のような密着状態の接触によってもプリフォームに傷を付けない利点がある。また、エラストマー周壁は水密性であることによって、冷却水が漏れ出るのを防止するとともにプリフォームに冷却水が及ぶようなことを回避することができる。冷却後のプリフォームは水圧を軽減または解除してプリフォーム受入部から簡単に抜き出して次の工程に移れる。
【００２２】
このような方法は、水密性のあるエラストマー周壁よりなりプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を有し、このプリフォーム受入部のまわりをそのプリフォーム受入部に受け入れたプリフォームと前記エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る冷却室とし、この冷却室に冷却水を供給する冷却水供給手段と、プリフォーム受入部に受け入れたプリフォームに内側にエアーブローするブロー手段とを備えたことを、さらなる特徴とするプリフォームの冷却装置によって実現することができる。
【００２３】
また、本発明の樹脂ボトルの製造方法は、樹脂ボトルの製造ラインにおいて、プリフォームを成形した後、このプリフォームを、水密性のあるエラストマー隔壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図ってプリフォームを冷却し、冷却後のプリフォームを下流の樹脂ボトルのブロー成形に供することを特徴としている。
【００２４】
このような構成では、樹脂ボトルの製造ラインにおいて、成形後のプリフォームをエラストマー隔壁を介して冷却水と非接触な熱交換を図ることにより、空冷の場合に比し冷却時間が短縮するので、次の工程に早期に移って樹脂ボトルの製造を進めることができる。また、エラストマー周壁の弾性によってプリフォームとの密着を図って前記冷却効果を高めやすいし、そのような接触によってもプリフォームに傷を付けない利点がある。さらに、エラストマー周壁は水密性であることによって、プリフォームに冷却水が及ぶようなことを回避することができる。
【００２５】
本発明のプリフォーム冷却装置は、また、まわりに冷却室を持ち、かつ、この冷却室と水密性のあるエラストマー周壁によって隔絶してプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を複数有し、複数のプリフォーム受入部をプリフォームの受入口を外側に向けて周方向に配設したことを、さらに他の特徴としている。
【００２６】
このような構成では、プリフォームの受入部を複数有していることにより、その数の分だけプリフォームを受け入れて、エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る効率のよい冷却が重畳して時間効率よく行える。また、複数のプリフォーム受入部が受入口を外側に向けて周方向に配設されていることにより、複数のプリフォームを小さな平面スペースにて出し入れに不便なく重畳した冷却が行える。
【００２７】
本発明のプリフォーム冷却装置は、また、まわりに冷却室を持ち、この冷却室と水密性のあるエラストマー周壁によって隔絶してプリフォームを出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部を複数有し、複数のプリフォーム受入部をプリフォームの受入口を外側に向けて周方向に配設してその周方向に周回できるように支持し、プリフォーム受入部をそのまわりの冷却室とともにプリフォーム受入部の周方向の配設ピッチずつ間欠に周回駆動する駆動手段と、プリフォーム受入部の１つの停止位置を、プリフォームを受け入れるプリフォーム受入位置、このプリフォーム受入位置から下流側の他の停止位置を、プリフォームを取り出すプリフォーム取出位置とし、プリフォーム受入位置とプリフォーム取出位置との間の少なくとも１つの位置をエアーブロー位置とし、このエアーブロー位置に停止するプリフォーム受入部に受け入れられているプリフォームの内側にエアーブローするブロー手段を設けたことを、さらに別の特徴としている。
【００２８】
このような構成では、プリフォームの受入部を複数有していることにより、その数の分だけプリフォームを受け入れて、エラストマー周壁を介した冷却水との非接触な熱交換を図る効率のよい冷却が重畳して時間効率よく行える。また、複数のプリフォーム受入部が受入口を外側に向けて周方向に配設されていることにより、複数のプリフォームを小さな平面スペースにて出し入れに不便なく重畳して行うことができる。特に、プリフォーム受入部は駆動手段により間欠に周回駆動されて繰り返し周回するので、特定の停止位置をそれぞれプリフォーム受入位置、プリフォーム取出位置として、前記冷却水との非接触な冷却に順次に途切れなく供するとともに、冷却後のプリフォームを途切れなく取出し次の工程に供給することができる。しかも、特定の別の停止位置をエアーブロー位置として、そこに設けたブロー手段から冷却水による冷却中のプリフォームの内側に対してエアーブローし内側からの冷却をも併せ行い、冷却時間をさらに短縮することができる。エアーブローによる冷却では冷却媒体による弊害はない。
【００２９】
上記各場合のブロー手段が、プリフォーム内に進入して前記エアーブローを行う、さらなる構成では、
プリフォーム内の高温空気を吹き出した冷却風によって即時に追い出すのと同時に、冷却風をプリフォームの内面の奥底から口部へと這う連続した流れをつくるので、内側からの冷却もより効率よく及び、冷却時間をさらに短縮することができる。
【００３０】
また、本発明の樹脂ボトルの製造装置は、樹脂ボトルのプリフォームを成形するプリフォーム成形装置と、このプリフォーム成形装置で成形されたプリフォームを受け入れて水密性を持った弾性隔壁を介し冷却水との非接触な熱交換を図って冷却するプリフォーム冷却装置と、冷却後のプリフォームをブロー成形により樹脂ボトルに延伸成形するブロー成形装置と、プリフォーム成形装置で成形されたプリフォームをプリフォーム冷却装置に移し供給する第１の供給機構と、プリフォーム冷却装置で冷却されたプリフォームをブロー成形装置に移し供給する第２の供給機構とを備えたことを特徴としている。
【００３１】
このような構成では、プリフォーム成形装置にて成形したプリフォームを第１の供給機構によりプリフォーム冷却装置に供給して冷却し、冷却後のプリフォームは第２の供給機構によりブロー成形装置に供給してブロー成形するので、樹脂ボトルを１つに繋がった製造ラインで製造することができ、特に、成形後のプリフォームの冷却は、エラストマー隔壁を介して冷却水と非接触な熱交換を図って行うことにより、空冷の場合に比し冷却時間が短縮するので、十分な冷却のために次の工程に移る速度が低下したり、次の工程に移る径路が長くなったりするようなことがなく、小さな平面スペースの装置による短い時間サイクルで樹脂ボトルを製造することができる。また、エラストマー周壁の弾性によってプリフォームとの密着を図って前記冷却効果を高めやすいし、そのような接触によってもプリフォームに傷を付けない利点がある。さらに、エラストマー周壁は水密性であることによって、プリフォームに冷却水が及ぶようなことを回避することができる。
【００３２】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面の記載によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ単独で、あるいは可能な範囲で、種々な組み合わせで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明のプリフォーム冷却方法と装置の１つの特徴によれば、成形後のプリフォームとエラストマー周壁を介した冷却水との非接触で安全な熱交換を図って、空冷の場合に比し冷却時間を短縮でき、冷却後のプリフォームは単に抜き出し次の工程に移せる。
【００３４】
本発明のプリフォームの冷却方法と装置の別の特徴によれば、前記１つの特徴の場合に加え、さらに、プリフォームとエラストマー周壁が密着した効率のよい熱交換を図って、空冷の場合に比し冷却時間をより短縮できる。
【００３５】
本発明のプリフォームの冷却方法と装置の今１つの特徴によれば、前記１つの特徴の場合に加え、さらに、エアーブローにより冷却媒体による弊害なしに内側からも効率よく冷却して外側からだけの空冷の場合に比し冷却時間を大幅に短縮することができる。
【００３６】
本発明のプリフォームの冷却方法と装置のさらなる特徴によれば、前記別の特徴の場合と、今１つの特徴の場合の効果を併せ発揮する。
【００３７】
本発明の樹脂ボトルの製造方法によれば、樹脂ボトルの製造ラインにおいて、プリフォームの成形後、エラストマー隔壁を介した冷却水との熱交換により、漏水やそれが及ぶようなことなく、空冷の場合に比し冷却時間を短縮し、次の工程に早期に移って樹脂ボトルの製造を進めることができる。
【００３８】
本発明のプリフォーム冷却装置の、さらに他の特徴によれば、前記１つの特徴の冷却が、小さな平面スペースにて複数のプリフォームに対して重畳して時間効率よく行える。
【００３９】
本発明のプリフォーム冷却装置の、さらに別の特徴によれば、前記さらに他の特徴による場合の冷却を、プリフォーム受入部の間欠な周回駆動に従った停止位置を利用して途切れなく行えるのに併せ、エアーブローによる内側からの冷却をも行え、冷却時間をさらに短縮することができる。
【００４０】
上記各場合のブロー手段が、プリフォーム内に進入して前記エアーブローを行う、さらなる構成によれば、
内側からの冷却が効率よく及び、冷却時間をさらに短縮することができる。
【００４１】
本発明の樹脂ボトルの製造装置によれば、樹脂ボトルを１つに繋がった製造ラインで製造するのに、成形後のプリフォームの冷却時間が前記樹脂ボトルの製造方法同様に空冷の場合に比して短縮し、小さな平面スペースの装置による短い時間サイクルで樹脂ボトルを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態に係る樹脂ボトルの予備成形体であるプリフォームの冷却方法と装置、および樹脂ボトルの製造方法と装置について図１〜図４に基づき説明し、本発明の理解に供する。なお、本実施の形態は本発明を具体化した一例であって本発明の特許請求の範囲の記載内容を限定するものではない。
【００４３】
本実施の形態のプリフォームの冷却方法は、図４（ｃ）のｃ５に示す樹脂ボトル５の予備成形体としての図４（ａ）に示すプリフォーム２を成形した後、このプリフォーム２を図４（ｂ）に示すようにまわりが冷却水１１による冷却室１２とされた水密性のあるエラストマー周壁１３を持ったプリフォーム受入部１４に受け入れて、エラストマー周壁１３を介した冷却水１１との非接触な熱交換により冷却し、冷却後のプリフォーム２をプリフォーム受入部１４から抜き出すことを基本的な特徴としている。このように、プリフォーム受入部１４に成形後のプリフォーム２を入れると、プリフォーム受入部１４を形成しているエラストマー周壁１３が弾性体となっていることによって自然に接触しやすい。このとき、プリフォーム２はその接触度合いに応じてエラストマー周壁１３との間の空気層の介在を排除した分だけ、エラストマー周壁１３の外まわりにある冷却室１２内の冷却水１１と非接触ながら効率よく熱交換させられる。この結果、空冷の場合に比し冷却時間を短縮することができる。
【００４４】
以上のようにプリフォーム受入部１４に入れたプリフォーム２につき、プリフォーム受入部１４を形成しているエラストマー周壁１３との自然な接触を図るには、プリフォーム受入部１４とエラストマー周壁１３との間のギャップをプリフォーム２の外まわりの大きさに対し１．１倍程度以下に設定するのが好適である。本例のプリフォーム２は断面円形であるので、「プリフォーム受入部１４の内径≦１．１×プリフォーム２の外径」なる関係を満足すればよい。ギャップ０でプリフォーム２とエラストマー周壁１３との密着状態が一応得られ、プリフォーム２の出し入れ時の相互の摩擦もさほど生じない。ギャップがマイナスになるほど密着度が増し、プリフォーム２およびエラストマー周壁１３間の介在空気の排除度合いが高まり、冷却効率が向上する。しかし、プリフォーム２の出し入れ時の摩擦抵抗が高くなる。
【００４５】
また、エラストマー周壁１３はその弾性によってプリフォーム２と密着しやすく前記冷却効果を高めやすいし、そのような接触によってもプリフォーム２に傷を付けない利点がある。さらに、エラストマー周壁１３は水密性であることによって、冷却水１１をよく封止し、それが冷却室１２から外部に漏れ出るのを防止するとともにプリフォーム２に冷却水１１が及ぶようなことを回避することができる。従って、プリフォーム２は水冷によるも非接触状態が確保され、水濡れによる払拭処理や乾燥処理、食品衛生上の処理等が不要となり、冷却後のプリフォーム２はプリフォーム受入部１４から単に抜き出せば即時に次の工程に移せる。このような点から、冷却水１１は場合により純水に限らなくてよいし、冷却に有利な液を用いることもできる。
【００４６】
このようなエラストマー周壁１３の材料としては、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、シリコーン系エラストマー、フッ素ポリマー系エラストマー、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、二トリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴムなどが挙げられる。特性としては、冷却効率を高める上で、弾性、熱伝導性に富み、薄くて耐久性が得られるものが好適であり、プリフォーム２の傷付き防止やエラストマー周壁１３双方の耐久性上からは、摩擦係数の低いものが好適である。
【００４７】
なお、プリフォーム受入部１４は有底形状にすると、プリフォーム２の底部も冷却水１１による外面からの間接的な冷却が図れる。しかし、図４（ｂ）に示すような底なしの筒形状をしたエラストマー周壁１３により形成すると、種々な長さのものに共通して使用することができる。また、プリフォーム受入部１４の底部にゴミなどが溜まって衛生面上それを除去しなければならないといった問題が生じない利点もある。
【００４８】
以上のような方法は、図１、図４（ｂ）に示すように、水密性のあるエラストマー周壁１３よりなりプリフォーム２を出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部１４を有し、このプリフォーム受入部１４のまわりをそのプリフォーム受入部１４に受け入れたプリフォーム２と前記エラストマー周壁１３を介した冷却水１１との非接触な熱交換を図る冷却室１２としたプリフォーム冷却装置１５によって実現することができる。
【００４９】
図１、図４（ｂ）に示すプリフォーム冷却装置１５は、原型として、１つのプリフォーム２に対応するものを示していて、１つのプリフォーム受入部１４を形成している筒状のエラストマー周壁１３の外側を金属製の囲い壁２１により囲い、それらの間を冷却室１２とし、給排口１２ａを通じ冷却水１１を供給し、また排出できるようにしてある。図１に示すようにエラストマー周壁１３はその上下端に外フランジ１３ａを有し、これら外フランジ１３ａを囲い壁２１の上下端にある内フランジ２１ａの外面に押し付けるにように金属製の挟持板２２、２３によって挟みつけた状態でボルト２４により周辺４箇所を締結し、冷却室１２を水密状態に形成している。囲い壁２１の外回りには断熱壁２５を設けて冷却水１１が常温以下でも外面に結露などしないようにしている。ここに、プリフォーム冷却装置１５はプリフォーム２に対する一種の冷却ジャケットをなしている。
【００５０】
冷却水１１は常温以下に冷却して用いるとプリフォーム２の冷却効果をより高められるし、冷却の間冷却水１１を通し続けると冷却水１１の昇温により冷却効率が低下するのを防止することができる。この場合、冷却後の冷却水１１を初期温度に戻して再供給する循環方式を採用すると、冷却水１１の消費量を抑えられる。
【００５１】
また、冷却水供給手段２０によって冷却水１１を給排口１２ａから冷却室１２に対し給排し、あるいは図示しない供給口と排出口とを通じて通す冷却水１１の水圧によってエラストマー周壁１３を自然な形態から内側に膨らませることでプリフォーム２の外面に押し付け、強制的に、しかも設定通りの押し付け力にて密着させることができ、冷却効率を高めるのに好適である。また、エラストマー周壁１３の内形とプリフォーム２の外形とに違いがあっても密着させやすい。それには、エラストマー周壁１３は薄いほど対応しやすい。しかも、このような水圧による強制的な密着は、水圧の軽減や解放によって解除することができるので、プリフォーム２の出し入れ時に密着を解除することによりプリフォーム２の出し入れが困難になったり、プリフォーム２に傷が付いたり、エラストマー周壁１３の寿命が低下したりするのを解消することができる。
【００５２】
本実施の形態のプリフォームの冷却方法は、また、図１、図４（ｂ）に示すように、既述した、樹脂ボトル５をブロー成形するためのプリフォーム２を成形した後、このプリフォーム２をまわりが冷却水１１による冷却室１２とされた水密性のあるエラストマー周壁１３を持ったプリフォーム受入部１４に受け入れて、接触した状態の、あるいは密着した状態のエラストマー周壁１３を介し前記冷却水１１との非接触な熱交換を図ることに併せ、さらに、プリフォーム２の内側にブローノズル３１からエアー３２をブローして冷却し、冷却後のプリフォーム２をプリフォーム受入部１４から抜き出すようにしている。これにより、プリフォーム２は冷却水１１との非接触ながら効率よい熱交換をさせて冷却するのに併せ、プリフォーム２の内側にエアー３２をブローして高温空気を追い出し内側からも効率よく冷却することができる。この結果、外側からだけの空冷の場合に比し冷却時間を大幅に短縮することができる。エアー３２は常温空気を用いてもよいが、常温以下に冷却したエアー３２を用いる方が冷却効果が高まる。
【００５３】
このような方法を達成するのに、図１、図４（ｂ）に示すプリフォームの冷却装置は、さらに、プリフォーム受入部１４に受け入れたプリフォーム２の内側にエアー３２をブローするブロー手段３３を備えている。ブロー手段３３は図示しないエアー供給源に繋がった図１に示す給気室３４から突出したブローノズル３１が、プリフォーム受入部１４に受け入れられたプリフォーム２の中に出し入れできるように図示しない支持機構によって支持され、ブローノズル３１をプリフォーム２内に進入させてブローを行うようにしている。これにより、プリフォーム２内の高温空気をブローノズル３１から吹き出したエアー３２の冷却風３２ａによって即時に追い出すのと同時に、冷却風３２ａがプリフォーム２の内面の奥底から口部へと這う連続した流れをつくるので、内側からの冷却がより効率よく及び、冷却時間をさらに短縮することができる。エアー供給源としては冷却ブロワーなどを用いればよい。
【００５４】
以上から、本実施の形態に係るプリフォームの冷却方法と装置は、図４に示す他の工程および装置との組み合わせにより、特異な樹脂ボトルの製造方法と装置をも提供する。樹脂ボトルの製造方法としては、図４（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂ボトル５の製造ラインにおいて、プリフォーム２を成形した後、このプリフォーム２を冷却水１１との水密性のあるエラストマー隔壁としての例えばエラストマー周壁１３を介した非接触な熱交換を図って冷却し、冷却後のプリフォーム２を下流の樹脂ボトル５のブロー成形に供するようにしている。このように、樹脂ボトル５の製造ラインにおいて、成形後のプリフォーム２をエラストマー隔壁である前記エラストマー周壁１３を介して前記のような特異な冷却水１１との非接触な熱交換を図ることにより、空冷の場合に比し冷却時間を短縮するので、次の工程に早期に移って樹脂ボトル５の製造を進めることができる。
【００５５】
このような方法を実現するため、本実施の形態に係る樹脂ボトルの製造装置は、図４（ａ）に示すように樹脂ボトル５のプリフォーム２を例えば射出成形するプリフォーム成形装置１と、このプリフォーム成形装置１で成形されたプリフォーム２を図４（ｂ）に示すように受け入れて、水密性を持った弾性隔壁としてのエラストマー周壁１３を介し冷却水１１との非接触な熱交換を図って冷却するプリフォーム冷却装置１５と、冷却後のプリフォーム２を図４（ｃ）のｃ１に示す加熱手段３によりプリフォーム２の予備加熱する予備加熱装置４１と、ｃ２〜ｃ５に示す成形型４と延伸ロッド４ａとによるブロー成形によりプリフォーム２を樹脂ボトル５に２軸延伸成形するブロー成形装置４２と、プリフォーム成形装置１で成形されたプリフォーム２をプリフォーム冷却装置１５に移し供給する移送径路で示した第１の供給機構４４と、プリフォーム冷却装置１５で冷却されたプリフォーム２を予備加熱装置４１およびブロー成形装置４２に順次に移し供給する移送経路で示した第２の供給機構４５とを備えたものとしている。これにより、樹脂ボトルを１つに繋がった製造ラインで自動的に製造することができる。第１、第２の供給機構４４、４５は従来知られた各種のものを採用することができるし、それ以外のものでもよい。
【００５６】
本実施の形態の図２、図３に示す例のプリフォーム冷却装置は、また、まわりに冷却室１２を持ち、この冷却室１２と水密性のあるエラストマー周壁１３によって隔絶してプリフォーム２を出し入れできるように受け入れるプリフォーム受入部１４を複数有し、複数のプリフォーム受入部１４をプリフォーム受入口１４ａを外側に向けて周方向Ｒに配設している。このように、プリフォーム２の受入部１４を複数有していることにより、その数の分だけプリフォーム２を受け入れて、エラストマー周壁１３を介した冷却水１１との非接触な熱交換を図る効率のよい冷却が重畳して時間効率よく行える。また、複数のプリフォーム受入部１４が受入口１４ａを外側に向けて周方向Ｒに配設されていることにより、複数のプリフォーム受入部１４がプリフォーム２の出し入れを外側から容易に行えるようにしながら、小さな範囲にまとまって配置されるので、複数のプリフォーム２の冷却を小さな平面スペースにて重畳して行うことができる。ここに周方向Ｒは、プリフォーム受入部１４が並ぶ閉鎖環のエンドレスな連続方向をいい、図示するような円形でなくても、楕円形、長円形などその環形状には特にこだわることはない。また、図示する例では、プリフォーム受入部１４を閉鎖環の周方向Ｒと幅方向Ｂとに配設して、多数のものが極く限られた平面スペース内に位置するようにしている。
【００５７】
このように配設したプリフォーム受入部１４は、さらに、その周方向Ｒに周回できるように支持し、プリフォーム受入部１４をそのまわりの冷却室１２とともにプリフォーム受入部１４の周方向Ｒの配設ピッチずつ間欠に周回駆動する駆動手段５１と、プリフォーム受入部１４の１つの停止位置を、プリフォーム２を受け入れるプリフォーム受入位置５２、このプリフォーム受入位置５２から下流側の他の停止位置を、プリフォーム２を取り出すプリフォーム取出位置５３とし、プリフォーム受入位置５２とプリフォーム取出位置５３との間の少なくとも１つの位置をエアーブロー位置５４とし、このエアーブロー位置５４に停止するプリフォーム受入部１４に受け入れられているプリフォーム２の内側にエアー３２をブローする前記ブロー手段３３を設けている。
【００５８】
このように、プリフォーム受入部１４を多数有していることにより、その数の分だけエラストマー周壁１３を介した冷却水１１との非接触な熱交換を図る効率のよい冷却が多数重畳して高い時間効率にて行える。特に、プリフォーム受入部１４は駆動手段５１により間欠に周回駆動されて繰り返し周回するので、特定の停止位置をそれぞれプリフォーム受入位置５２、プリフォーム取出位置５３として、前記冷却水１１との非接触な冷却に順次に途切れなく供するとともに、冷却後のプリフォーム２を途切れなく取出し次の工程に供給することができる。しかも、特定の別の停止位置をエアーブロー位置５４として、そこに設けたブロー手段３３から冷却水１１による冷却中のプリフォーム２の内側に対してエアーブローし内側からの冷却をも併せ行い、冷却時間をさらに短縮することができる。
【００５９】
また、図示例ではプリフォーム２は、それが並ぶ周方向が円周であるので、その中心に位置する駆動軸６１上に支持して、駆動軸６１を駆動手段５１により間欠に回転駆動し、駆動軸６１の長手方向に沿う幅方向に並ぶ一列のプリフォーム受入部１４どうしが、互いに駆動軸６１まわりに間欠に周回、つまり旋回されるようにしている。
【００６０】
さらに、幅方向Ｂに並ぶプリフォーム受入部１４どうし毎に共通した冷却室１２を持って形成して、駆動軸６１のまわりに放射状に配列して支持し、冷却水供給手段２０はプリフォーム受入位置５２とプリフォーム取出位置５３との間を移動する冷却室１２に冷却水１１を供給し、他の範囲では冷却水１１を排出させる弁装置６２を有している。また、ブロー手段３３は幅方向Ｂに並ぶプリフォーム受入部１４に対応するだけのブローノズル３１を有したものとし、プリフォーム受入位置５２とプリフォーム取出位置５３との間を移動するプリフォーム受入部１４の列ごとの停止位置に対応して設けてあり、プリフォーム受入位置５２とプリフォーム取出位置５３との間で停止する都度エアーブローするようにしている。さらに、プリフォーム受入位置５２には成形後のプリフォーム２を吊持ち搬送してきて各プリフォーム受入部１４に落とし込むようにした第１の供給機構４４が位置し、プリフォーム取出位置５３には冷却後のプリフォーム２を吸着ノズル６３ａにより吸着保持して取り出し、次へ移す取出し機構６３が位置している。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、樹脂ボトルやその予備成形体であるプリフォームを成形するのに実用でき、特に成形後のプリフォームを小さなスペースで短時間に冷却して次の工程に移せる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリフォームの冷却方法と装置の１つの例を断面して見た斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係るプリフォームの冷却方法と装置の他の例を示す内部機構の斜視図。
【図３】図２の装置の外観を示す斜視図。
【図４】本発明の実施の形態に係る樹脂ボトルの製造方法と装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００６３】
１  プリフォーム成形装置
２  プリフォーム
５  樹脂ボトル
１１  冷却水
１２  冷却室
１３  エラストマー周壁
１４  プリフォーム受入部
１５  プリフォーム冷却装置
２０  冷却水供給手段
３１  ブローノズル
３３  ブロー手段
４１  予備加熱装置
４２  ブロー成形装置
４４  第１の供給機構
４５  第２の供給機構
５１  駆動手段
５２  プリフォーム受入位置
５３  プリフォーム取出位置
５４  エアーブロー位置
６１  駆動軸
【図１】
2006021350.tif 000003
【図２】
2006021350.tif 000004
【図３】
2006021350.tif 000005
【図４】
2006021350.tif 000006