(57)【要約】【課題】プリフォームを簡易かつ迅速にブロー成形温度まで加熱し、ブロー成形を効率的に行う。【解決手段】プリフォーム（１）を内外面から加熱することにより、プリフォーム（１）をブロー成形温度まで昇温させ、しかる後にプリフォーム（１）内にブロー成形用のエアを吹き込むブロー成形方法である。プリフォーム（１）を内外面から加熱することができるので、プリフォーム（１）を効率的に成形温度まで加熱することができ、ひいてはブロー成形による容器の生産性を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォームを内外面から加熱することにより、プリフォームをブロー成形温度まで昇温させ、しかる後にプリフォーム内にブロー成形用のエアを吹き込むことを特徴とするブロー成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載のブロー成形方法において、プリフォームを加熱炉内に導入して、プリフォームをその外面から加熱しつつ、プリフォーム内に温風を吹き込んでプリフォームを内面から加熱し、プリフォームをブロー成形温度まで昇温させた後にプリフォーム内にブロー成形用のエアを吹き込むことを特徴とするブロー成形方法。
【請求項３】
請求項１に記載のブロー成形方法において、プリフォーム内に温風を吹き込んでプリフォームを内面から加熱したうえでプリフォームを加熱炉内に導入することを特徴とするブロー成形方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のブロー成形方法において、プリフォームをＰＥＴで作り、９０℃〜１３０℃の温風をプリフォームに吹き込むことを特徴とするブロー成形方法。
【請求項５】
請求項１、請求項２又は請求項４のいずれかに記載のブロー成形方法において、プリフォーム内に温風を０．５秒〜２秒間吹き込むことを特徴とするブロー成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリフォームからボトル等の容器をブロー成形する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォームを搬送しながらヒータによって成形温度まで加熱し、ブロー成形機によってプリフォームをボトルに成形し、このボトルに飲料を充填し、キャッピングして無菌包装体とするというインラインシステムが提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１２８７４号公報
【特許文献２】特開２００８−１８３８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ボトル等の容器のブロー成形においては、成形前にプリフォームを成形温度まで加熱しておく必要がある。従来、このプリフォームの加熱は、プリフォームをその外側からのみヒータ等で焙ることにより行われている。そのため、プリフォームの昇温に時間がかかり、非効率的である。
【０００５】
本発明は、プリフォームをより効率的に加熱することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明は、プリフォーム（１）を内外面から加熱することにより、プリフォーム（１）をブロー成形温度まで昇温させ、しかる後にプリフォーム（１）内にブロー成形用のエアを吹き込むブロー成形方法を採用する。
【０００８】
請求項２に記載されるように、請求項１に記載のブロー成形方法において、プリフォーム（１）を加熱炉（２３ａ）内に導入して、プリフォーム（１）をその外面から加熱しつつ、プリフォーム（１）内に温風（Ｈ）を吹き込んでプリフォーム（１）を内面から加熱し、プリフォーム（１）をブロー成形温度まで昇温させた後にプリフォーム（１）内にブロー成形用のエアを吹き込むようにすることができる。
【０００９】
請求項３に記載されるように、請求項１に記載のブロー成形方法において、プリフォーム（１）内に温風（Ｈ）を吹き込んでプリフォーム（１）を内面から加熱したうえでプリフォーム（１）を加熱炉（２３ａ）内に導入することができる。
【００１０】
請求項４に記載されるように、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のブロー成形方法において、プリフォーム（１）をＰＥＴで作り、９０℃〜１３０℃の温風（Ｈ）をプリフォーム（１）に吹き込むことができる。
【００１１】
請求項５に記載されるように、請求項１、請求項２又は請求項４のいずれかに記載のブロー成形方法において、プリフォーム（１）内に温風（Ｈ）を０．５秒〜２秒間吹き込むものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プリフォーム（１）を内外面から加熱することにより、プリフォーム（１）をブロー成形温度まで昇温させ、しかる後にプリフォーム（１）内にブロー成形用のエアを吹き込むブロー成形方法であるから、プリフォーム（１）を効率的に成形温度まで加熱することができ、ひいてはブロー成形による容器の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】プリフォームの加熱からボトル型出しまでの各工程の説明図である。
【図２】内容物充填からキャッピングまでの各工程の説明図である。
【図３】本発明に係るブロー成形方法を実施するための内容物充填装置の概略平面図である。
【図４】プリフォームを保持したスピンドルを示す概略正面図である。
【図５】本発明の実施の形態２においてプリフォームが加熱炉に入る前にプリフォームを加熱する工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
このブロー成形方法は、図１乃至図３に示すように飲料等の充填システムに組み込むことが可能であり、これにより包装体の大量生産が可能になる。
【００１６】
この充填システムでは、プリフォーム１が所望の速度で連続的に搬送され、図１及び図２に示す各工程を経て包装体とされる。
【００１７】
プリフォーム１は、ＰＥＴを射出成形することによって、試験管状の有底筒状体として形成される。プリフォーム１は、後に図１（Ｃ）に示すような容器であるボトル２として成形されるが、このボトル２におけると同様な口部１ａをその成形当初に付与される。この口部１ａの外周面にはプリフォーム１の成形と同時に雄ネジが形成される。この雄ネジは、図２（Ｅ）に示すようにボトル２の口部に被せられるキャップ４の雌ネジと螺合可能である。ボトル２の口部の雄ネジよりも下方にはサポートリング５が形成される。
【００１８】
プリフォーム１の搬送路は加熱炉２３ａ（図３参照）内へと伸びる。加熱炉２３ａ内には搬送路に沿って図１（Ａ）及び図３に示す如くヒータ１０が壁状に配置され、また、温風ノズル８が配置される。
【００１９】
図１（Ａ）及び図４に示すように、プリフォームは加熱炉２３ａ内において、スピンドル１１で保持される。すなわち、プリフォーム１には、その口部１ａからスピンドル１１が挿入され、正立状態で保持される。
【００２０】
スピンドル１１は、プリフォーム１を保持しつつ搬送路に沿って移動可能な保持部材であり、図４に示すように、その下部の外周面には樹脂等からなる複数個のボール状の弾性体１１ａが埋設される。スピンドル１１がプリフォーム１の口部１ａ内に挿入されると、図示しないカム等の制御によって弾性体１１aが押し出されることにより、プリフォーム１がスピンドル１１に保持される。
【００２１】
スピンドル１１の軸心には、貫通孔１１ｂが形成されており、温風ノズル８から吐出される温風Ｈは貫通孔１１ｂからプリフォーム１内に流入可能である。あるいは、温風ノズル８が貫通孔１１ｂからプリフォーム１内に入りながら、温風Ｈをプリフォーム１内に吐出するようにしてもよい。
【００２２】
温風Ｈの温度は、望ましくは９０℃〜１３０℃である。９０℃未満では加熱不足となり、１３０℃よりも高いとプリフォームに変形などを来すおそれがある。
【００２３】
温風Ｈのプリフォーム１内への吹き込み時間は、０．５秒から２秒程度が望ましい。
【００２４】
プリフォーム１は、上記温風Ｈにより内面から加熱されつつ、ヒータ１０によって外面から加熱される。プリフォーム１は走行しながら徐々に昇温し、加熱炉２３ａを出る頃は約９０℃から約１３０℃程度のブロー成形に適した温度まで均一に加熱される。
【００２５】
このように、プリフォームは内外面から加熱されるので、プリフォーム１は効率よくブロー成形温度まで加熱される。また、この内外からの加熱によって、プリフォームの殺菌も行われる。
【００２６】
プリフォーム１は、ブロー成形に適した温度状態とされた後に加熱炉２３ａから出て、図示しないグリッパに渡されて、図１（Ｂ）に示すように、金型である成形型１２に送られる。
【００２７】
成形型１２が走行する間に、例えば一次ブロー用エアや二次ブロー用エアがブローノズル１３からプリフォーム１内に順次吹き込まれること等によって、成形型１２のキャビティＣ内でプリフォーム１が最終成形品のボトル２まで膨張する。
【００２８】
成形型１２内でボトル２が成形されると、成形型１２が走行しつつ型開きし、図１（Ｃ）に示すように、ボトル２の完成品が成形型１２外へ取り出される。
【００２９】
ボトル２は成形後も搬送路上を連続走行し、図２（Ｄ）に示すように内容物であるミネラルウォータ、カテキンを含有する茶飲料、炭酸飲料等の所望の内容物ａが充填ノズル１４から充填され、図２（Ｅ）に示すように、蓋であるキャップ４で密封される。
【００３０】
かくて、包装体とされたボトル２は、集積され市場へと搬出される。
【００３１】
上記充填システムを実施するための充填装置は、例えば図３のごとく構成される。
【００３２】
図３に示すように、この充填装置は、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォーム供給機１５と、ブロー成形機１６と、成形されたボトル２に内容物ａを充填、密封する充填機１７とを備える。
【００３３】
プリフォーム供給機１５から充填機１７に至る間には、プリフォーム１を第一の搬送路上で搬送するプリフォーム用搬送手段と、ボトル２の完成品形状のキャビティＣを有する成形型１２を上記第一の搬送路に接続される第二の搬送路上で搬送する成形型用搬送手段と、成形型１２で成形されたボトル２を上記第二の搬送路に接続される第三の搬送路上で搬送するボトル用搬送手段とが設けられる。
【００３４】
プリフォーム用搬送手段の第一の搬送路と、成形型用搬送手段の第二の搬送路と、ボトル用搬送手段の第三の搬送路は互いに連通し、これらの搬送路上にはプリフォーム１やボトル２を保持しつつ搬送する図示しないグリッパ等が設けられている。
【００３５】
プリフォーム用搬送手段は、その第一の搬送路上に、プリフォーム１を所定の間隔で順次供給するプリフォームコンベア１８を備える。また、プリフォームコンベア１８の終端からプリフォーム１を受け取って搬送するホイール１９，２０，２１，２２の列と、ホイール２２からプリフォーム１を受け取って走行させる大径のホイール２３とを具備する。
【００３６】
図３に示すように、ホイール２３の回りに多数の温風ノズル８がホイール２３と共回り可能に等ピッチで配置される。
【００３７】
また、ホイール２３には、図４に示したスピンドル１１がプリフォーム１を保持しつつホイール２３と共回り可能である。スピンドル１１の構造は上述したとおりである。
【００３８】
ホイール２３の軸心には、ブロア３８、フィルタ３９及びヒータ４０からなる温風供給手段が連結される。また、ホイール２３の軸心には、図示しないがロータリジョイント及びマニホールドが取り付けられ、マニホールドから各温風ノズル８にホース４１が伸びている。
【００３９】
ブロア３８によって送風が行われると、エアがフィルタ３９で除塵、除菌され、ヒータ４０で加熱されて温風Ｈとなる。この温風Ｈが各温風ノズル８へと流れ、各温風ノズル８からプリフォーム１の内部へと流入し、これによりプリフォーム１がその内面側から加熱される。図１（Ａ）の如く温風ノズル８をプリフォーム１内に入れることなく温風Ｈをプリフォーム１内に供給してもよいが、温風ノズル８をプリフォーム１の中に挿入しつつ温風Ｈをプリフォーム１内に吹き込むようにしてもよい。
【００４０】
加熱炉２３ａ内において、ホイール２３の回りには、ヒータ１０が環状に配置される。プリフォーム１はホイール２３により搬送されつつ、ヒータ１０によって外面から加熱される。プリフォーム１は上述の如く温風Ｈによって内面から加熱され、これと同時にヒータ１０によって外面から加熱されるので、プリフォーム１は効率よくブロー成形温度まで加熱される。また、この内外からの加熱によって、プリフォーム１の殺菌も行われる。
【００４１】
プリフォーム１はホイール２３によって搬送されながら徐々に昇温し、加熱炉２３ａを出る頃は約９０℃から約１３０℃程度のブロー成形に適した温度まで均一に加熱される。
【００４２】
プリフォーム１は、内外面側から同時に加熱されることにより、効率よく成形温度まで加熱され、また、効率よく殺菌される。
【００４３】
ブロー成形機１６は、上記加熱炉２３ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってボトル２に加熱成形する成形型１２及びブローノズル１３（図１（Ｂ）参照）を複数セット備える。
【００４４】
ブロー成形機１６内には、上記成形型用搬送手段の第二の搬送路が通っている。この第二の搬送路は、ホイール２４，２５，２６，２１，２７の列によって構成される。なお、このホイール２４，２５，２６，２１，２７の列と上記プリフォーム用搬送手段のホイール１９，２０，２１，２２の列との間ではホイール２１が共用される。
【００４５】
成形型１２及びブローノズル１３は、ホイール２５の回りに複数個配置され、ホイール２５の回転とともにホイール２５の回りを一定速度で旋回する。
【００４６】
ホイール２４の図示しないグリッパがプリフォーム供給機１５の加熱炉２３ａで加熱されたプリフォーム１を受け取ってホイール２５の回りの成形型１２に受け渡すと、二つ割りの成形型１２が閉じてプリフォーム１を図１（Ｂ）のごとく把持する。成形型１２内のプリフォーム１はホイール２５の回りを成形型１２及びブローノズル１３と共に旋回しながら、ブローノズル１３からブロー成形用の高圧エアでブローされることによりボトル２の完成品に成形される。プリフォーム１は、図１（Ａ）に示したように、上記温風Ｈとヒータ１０とによってブロー成形温度まで均一に加熱されていることから、円滑にブロー成形される。
【００４７】
成形型１２のキャビティＣ内にプリフォーム１が密着しボトル２が形成されると、この成形型１２はホイール２６に接したところで型開きし、ボトル２を解放する。そして、ボトル２がホイール２６の図示しないグリッパによって受け取られる。
【００４８】
ブロー成形機１６から出てホイール２６に至ったボトル２は、ホイール２６の外周に配置された検査装置２８によって成形不良等について検査される。
【００４９】
検査装置２８は、図示しないが、ボトル２の胴部の良否を判別するボトル胴部検査手段と、ボトル２のサポートリング５の良否を判別するサポートリング検査手段と、ボトル２の首部天面の良否を判別するボトル首部天面検査手段と、ボトル２の底部の良否を判別するボトル底部検査手段とを具備する。
【００５０】
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、及びボトル首部天面検査手段は、ホイール２６の外周に沿うように配置される。
【００５１】
ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、ボトル首部天面検査手段は、図示しないが、各々ランプとカメラでボトル２の所定箇所を撮像し、画像処理装置によって処理し、形状、傷、異物、変色等について異常があるかないかについて判別する。
【００５２】
なお、検査装置２８は必要に応じて設置される。また、ボトル胴部検査手段、サポートリング検査手段、及びボトル首部天面検査手段は必要に応じて取捨選択される。
【００５３】
検査されたボトル２は、不合格の場合は図示しない排斥装置によって搬送路から排除され、合格品のみホイール２６からホイール２１を経てホイール２７へと搬送される。
【００５４】
充填機１７は、上記ボトル用搬送手段の第三の搬送路をその内部に有する。この第三の搬送路は、ホイール２９,３０,３１,３２,３３,３４の列を有する。
【００５５】
充填機１７内には、ボトル２に飲料ａを充填するためのフィラー３５が設けられ、飲料ａが充填されたボトル２にキャップ４（図２（Ｅ）参照）を取り付けて密封するためのキャッパー３６が設けられる。
【００５６】
なお、フィラー３５及びキャッパー３６は公知の装置と同様で良いため、説明を省略する。
【００５７】
また、この充填装置はチャンバー３７で囲まれており、チャンバー３７内は隔壁によって各種ゾーンに仕切られている。
【００５８】
次に、図１乃至図４を参照して充填装置の動作を説明する。
【００５９】
まず、プリフォームコンベア１８、ホイール１９，２０，２１，２２の列によってプリフォーム１が加熱炉２３ａへと搬送される。
【００６０】
加熱炉２３ａに入ると、図１（Ａ）に示すように、プリフォーム１は搬送されつつ、温風ノズル８から温風Ｈが吹き込まれ、同時にヒータ１０により加熱される。これによりプリフォーム１が内外面から同時に加熱され、全体の温度が成形に好適な温度域まで均一に加熱される。
【００６１】
加熱炉２３ａで加熱されたプリフォーム１は、ホイール２４の回りを旋回する図示しないグリッパにより受け取られ、ホイール２５の回りを旋回する図示しないグリッパに受け取られて成形型１２により抱持される。そして、ブローノズル１３から高圧エアを吹き込まれ、成形型１２のキャビティＣ内でボトル２の完成品まで膨張する。
【００６２】
成形されたボトル２は、成形型１２の型開き後にホイール２６の図示しないグリッパによって成形型１２外に取り出され、検査装置２８によって成形不良等の有無について検査される。
【００６３】
その後、ボトル２はホイール２１，２７を経た後、充填機１７内のホイール２９，３０，３１，３２，３３，３４の列へと受け渡されつつ充填機１７内を走行する。
【００６４】
充填機１７においてボトル２には、図２（Ｄ）のごとく飲料ａがフィラー３５の充填ノズル１４により充填される。飲料ａが充填されたボトル２は、キャップ４がキャッパー３６により口部１ａに被せられて密封され（図２（Ｅ）参照）、チャンバー３７の出口から排出される。
【００６５】
上述したようにフィラー３５及びキャッパー３６は公知の装置であるため、ボトル２への飲料の充填方法及びボトル２の密封方法の説明は省略する。
【００６６】
＜実施の形態２＞
この実施の形態２では、図５に示すように、プリフォーム１が加熱炉２３ａに入る前に温風ノズル８からプリフォーム１内に温風Ｈが吹き込まれる。これにより、プリフォームは１その内側から加熱されたうえで、加熱炉２３ａ内で内外面から加熱されることになる。加熱炉２３ａの手前でプリフォーム１を内側から加熱するので、加熱炉２３ａ内でのプリフォームの加熱が効率よく行われ、むらなく加熱されることになる。
【００６７】
温風ノズル８は、図３中、ホイール２１又はホイール２２の回りにおけるプリフォーム１の走行路の真上あたりに配置することができる。また、温風Ｈは実施の形態１の場合と同様にして作ることができる。
【００６８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることなく種々の形態にて実施可能である。例えば、本発明が適用される容器はＰＥＴボトルのほか、種々の樹脂製容器に適用することができる。容器の成形はインジェクションブローに限定されず、ダイレクトブロー等各種のブロー成形によって成形可能である。また、プリフォームや容器を搬送する搬送手段は、図３に示したホイール搬送装置に限定されない。容器が成形された順に所定の搬送速度で搬送可能な種々の搬送装置、例えばベルト搬送装置、バケット搬送装置、エア搬送装置を使用することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１…プリフォーム
８…温風ノズル
２３ａ…加熱炉
Ｈ…温風
【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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