(57)【要約】【課題】被加工物を回転させながら加熱、搬送する必要がなく、装置を簡略化でき、プリフォームであっても、またボトル形状に成形した後でも、口部を加熱し結晶化することができる結晶化装置を提供する。【解決手段】ポリエステル樹脂製ボトルＢの口部ｂ１を加熱し結晶化させるヒーター１を備える結晶化装置として、ヒーター１を、抵抗圧熱型の電熱部材２０が筒形コイル状に巻回されて下端開口部よりボトル口部ｂ１を挿入できるように形成されたヒーター本体２を備えるとともに、ヒータ本体２の外方部から下方部に渡って覆うように囲繞する断熱用の筒状カバー３を備えてなるものとし、ボトル口部を徐々に加熱処理するように構成する。【選択図】          図４
2005103774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル樹脂製ボトルの口部を加熱し結晶化させるヒーターを備えてなる結晶化装置であって、
前記ヒーターは、抵抗発熱型の電熱部材が筒形コイル状に巻回されて下端開口部よりボトル口部を挿入できるように形成されたヒーター本体を備えるとともに、該ヒータ本体の外方部から下方部に渡って覆うように囲繞する断熱用の筒状カバーを備えてなることを特徴とするボトル口部の結晶化装置。
【請求項２】
前記ヒーター本体を構成する電熱部材は、電気抵抗により発熱する電熱線が金属製のパイプに挿通されて充填材料により保持されてなる請求項１に記載のボルト口部の結晶化装置。
【請求項３】
前記筒状カバーの下端部は、前記ヒーター本体の下端部をその下方から内方にまで回り込んで覆うように内側に曲成されてなる請求項１または２に記載のボトル口部の結晶化装置。
【請求項４】
前記筒状カバーが、内部に空隙を有する二重構造をなしている請求項１〜３のいずれか１項に記載のボトル口部の結晶化装置。
【請求項５】
前記ヒーター本体および筒状カバーが、それぞれ上部に配された支持基板に同心の配置をなすように連結されて支持され、該支持基板の中央部領域に熱を放出する通気用開口が設けられてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載のボトル口部の結晶化装置。
【請求項６】
被加工物を直立状に保持する１もしくは複数の保持部材の上方に対応して前記ヒーターが上下動可能に支持されて配置されており、該ヒーターの降下作用により前記ヒーター本体が前記保持部材に保持された被加工物の口部外方を囲繞するとともに、所定時間の加熱処理した後に上昇するように設けられてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のボトル口部の結晶化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として各種飲料ボトル等に多用されるポリエステル樹脂製ボトルの口部を加熱処理して結晶化させるボトル口部の結晶化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリエチレンテレフタレート樹脂（いわゆるＰＥＴ）等のポリエステル樹脂製のボトルは、機械的強度、ガスバリア性、透明性等の優れた特性を持つ容器として広く利用されている。かかるポリエステル樹脂製ボトル（ＰＥＴボトル）は、ボトル口部を強化する目的で、該口部を加熱処理して結晶化させ白化させている。
【０００３】
ボトル口部の結晶化は、中間体としてのプリフォーム（パリソン）を成形（一時成形）する工程と、前記プリフォームを最終製品のボトル形状にブロー成形（２軸延伸加工）する工程との間で行われるのが普通である。
【０００４】
このような結晶化装置として、例えば、成形されたプリフォームを直立もしくは倒立状態に支持して回転を与えながら搬送し、この搬送中に外方より赤外線ヒータ等によりプリフォームの口部を加熱処理する装置が知られている（例えば、下記の特許文献１および２）
この場合、被加工物のプリフォームの回転を伴う搬送および搬送中での加熱、冷却等のために、大かがりなかつ複雑な装置を必要とし、設置ペースも大きくなるばかりか、赤外線ヒータにより、かなりの高温で、しかも回転を与えながら比較的短時間に加熱するため、ネジ部を有するボトル口部を全周に渡って均一に加熱するのは容易ではない。
【０００５】
なお、ボトルの成形方法としては、プリフォームの成形から最終製品のボトル形状のブロー成形までを１ステージで行う方法もあるが、こうして成形された最終製品のボトルの口部を前記プリフォームの場合と同様に回転を与えながら結晶化させるのは、装置設備がさらに大型化するばかりか、前記赤外線ヒーターによる高温での加熱のために、ボトル肩部までを加熱するおそれが多分にあって不良品が発生し易いものである。
【特許文献１】特公昭６１−２４１７０号公報
【特許文献２】特許第２８９００４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなしたものであり、被加工物を回転させながら加熱、搬送する必要がなく、装置を簡略化でき、しかも最終製品のボトル形状に成形した後で、そのボトル口部を加熱処理することも問題なく可能になり、１ステージ成形によるボトルにおいても口部の結晶化が可能なボトル口部の結晶化装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ポリエステル樹脂製ボトルの口部を加熱し結晶化させるヒーターを備えてなるボトル口部の結晶化装置であって、前記ヒーターは、抵抗発熱型の電熱部材が筒形コイル状に巻回されて下端開口部よりボトル口部を挿入できるように形成されたヒーター本体を備えるとともに、該ヒータ本体の外方部から下方部に渡って覆うように囲繞する断熱用の筒状カバーを備えてなることを特徴とする。
【０００８】
この結晶化装置によれば、例えば最終製品の形状に成形されたボトルの口部を、電熱部材よりなる筒形コイル状のヒーター本体の内方部に下端開口部より挿入し、該口部をその外方のヒーター本体により徐々に加熱する。
【０００９】
この際、ヒーター本体の熱が外方や下方に放射されるのを前記筒状カバーにより阻止できて、ヒーター本体の熱を内方のボトル口部の加熱に有効に利用でき、ヒーター本体が比較的定格電力の低い抵抗発熱型の電熱部材よりなるものであっても、ボトル口部をその周囲から徐々に効率よくかつ全周に渡って均一に加熱でき、しかもボトルの肩部までを加熱するおそれもない。
【００１０】
また、前記のように最終製品のボトル形状に成形した後でボトル口部を結晶化することができるので、プリフォームの成形および最終製品のボトルのブロー成形を１ステージ化した成形方法により得られるボトルについても、その口部を結晶化することが問題なく可能になり、その生産性を向上できることになる。
【００１１】
前記のボトル口部の結晶化装置において、前記ヒーター本体を構成する電熱部材は、電気抵抗により発熱する電熱線が金属製のパイプに挿通されて充填材料により保持されてなるものが好ましく、この電熱部材を筒形コイル状に巻回することにより、前記ヒーター本体を容易に構成できる。
【００１２】
また、前記筒状カバーの下端部は、前記ヒーター本体の下端部をその下方から内方にまで回り込んで覆うように内側に曲成されてなるものとすることができる。これにより、ヒーター本体の熱が下方に放射されるのを確実に防止でき、口部より下方部、例えば肩部等がむやみに加熱されるおそれがなく、以て、最終製品のボトル形状に成形した後においても口部のみを確実に加熱処理し結晶化させることができる。
【００１３】
前記筒状カバーが、内部に空隙を有する二重構造をなしているものが好ましい。これにより、耐熱性のある金属板よりなるものであっても断熱効果が高くなり、ヒーターの熱が外方へ放射される心配がなく、仮に複数のボトル等の被加工物を並列して加熱処理する場合にも、隣接するヒーターの熱の影響を受けることがない。
【００１４】
前記ヒーター本体および筒状カバーが、それぞれ上部に配された支持基板に同心の配置をなすように連結されて支持され、該支持基板の中央部領域に熱を放出する通気用開口が設けられてなるものが実施上好適である。これにより、ヒーター本体の熱を上部開口より逃がすことができるので、ヒーター本体の内方が設定温度より過度に高くなったり、過熱状態になるのを回避でき、ヒーターの温度管理も容易になる。
【００１５】
また、本発明の結晶化装置として、被加工物を直立状に保持する１もしくは複数の保持部材の上方に対応して前記ヒーターが上下動可能に支持されて配置されており、該ヒーターの降下作用により前記ヒーター本体が前記保持部材に保持された被加工物の口部外方を囲繞するとともに、所定時間の加熱処理した後に上昇するように設けられてなるものとすることができる。これにより、被加工物を前記保持部材に供給して直立状に保持することにより、ボトル口部を所定時間加熱して結晶化処理でき、特に複数を並列して処理するようにした場合、その処理効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
上記したように、本発明の結晶化装置によれば、被加工物を回転させながら搬送する大掛かりな装置は必要でなく、装置設備を簡略化でき、設置スペースも小さくて済む。しかも、ヒーターは、抵抗発熱型の電熱部材を筒状コイル状に形成したヒーター本体を有し、このヒーター本体の内方部にボトルの口部を挿入した状態で、該ヒーター本体により周囲から徐々に加熱することになるので、ボトル口部のみを全周に渡って均一に加熱できて、ムラなく良好に結晶化させることができる。
【００１７】
また、最終製品のボトル形状に成形した後でそのボトル口部を加熱処理することが可能であるため、プリフォームの成形とその後の最終製品のボトルの成形とを連続して行う１ステージ成形によるボトルの口部を問題なく結晶化することが可能になり、以て口部を結晶化したボトルの生産性を向上できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明の結晶化装置の１実施例のヒーター部分の断面図、図２は同上のヒーター部分の平面図、図３はヒーター本体を構成する電熱部材の拡大断面図、図４は同上の結晶化装置によるボトル口部の結晶化処理の状態を示す要部の拡大断面図、図５は結晶化装置全体の概略を示す略示断面図である。
【００２０】
結晶化の対象となる被加工物は、ポリエステル樹脂製のボトルＢであり、ｂ１は外周部にキャップ螺合用のネジ部ｂ２を備える口部を示し、ｂ３は前記口部ｂ１の基部側に有するフランジ部、ｂ４はボトル胴部、ｂ５は肩部を示す。
【００２１】
本発明の結晶化装置において、被加工物の前記ボトルＢの口部ｂ１を加熱し結晶化させるためのヒーター１は、図面（特に図１および図２）に示すように、抵抗発熱型の電熱線を含む線材状の電熱部材２０を全体として筒形コイル状に巻回形成したヒーター本体２と、該ヒーター本体２の外方および下方に渡って覆うように囲繞する筒状カバー３とを備えてなる。これらのヒータ本体２および筒状カバー３は、図示するように上部の支持基板４に連結されて同心に配置されて支持される。
【００２２】
前記ヒーター本体２を構成する電熱部材２０は、図３のように、電気抵抗の高いニクロム線等の電気抵抗によって発熱する電熱線２１を、一端部で接続して引き揃えた状態でステンレス鋼等の金属製の比較的細径のパイプ２２に挿通するとともに、酸化マグネシウム等の絶縁材料２３を充填して前記両電熱線２１、２１同士が相互に接触しないように保持させてなるもので、例えば定格電力がＡＣ１００Ｖ−２Ａ／２００Ｗ程度の電熱部材よりなる。ヒーター本体２は、前記線材状の電熱部材２０を、所定径のコイル状（螺旋状）に巻回して筒形に形成したものよりなる。前記電熱部材２０は、図のように巻回した隣接する螺旋部分が相互に接触するピッチで巻回して筒形に形成することも、また隣接する螺旋部分の間にごく僅かな間隙を存するピッチで巻回して全体として筒形にすることもできる。実施上は隣接する螺旋部分が接触するように巻回形成しておくのが望ましい。
【００２３】
前記ヒーター本体２の直径は、被加工物のボトル口部ｂ１の外径よりも１０〜３０ｍｍ程度径大に形成して、該ヒーター本体２の内部に下端開口部より前記ボトル口部ｂ１を挿入でき、かつ該ボトル口部ｂ１との間に所定の間隔を存して囲繞できるように形成する。前記ヒーター本体２の直径とボトル口部ｂ１の外径との径差が前記範囲より小さくなると、口部ｂ１のネジ部の表面が過度に加熱され、また前記範囲より大きくなると加熱効率が低下することになる。このような効果の点から、前記径差は１５〜２５ｍｍの範囲のものが特に好ましい。
【００２４】
また、前記ヒーター本体２の軸方向の長さは、ボトル口部ｂ１の軸方向寸法よりやや長く形成し、該ヒーター本体２内に挿入されたボトル口部ｂ１の基部側のフランジ部ｂ３までを確実に加熱できるように設定する。図中の２５は前記ヒーター本体２の上端部を周方向の所要間隔毎の複数個所（図の場合は４個所）で前記支持基板４に連結する連結部材であり、これにより前記ヒーター本体２が支持基板４に吊持状態に支持されている。
【００２５】
なお、前記電熱部材２０の内部の電熱線２１は、前記パイプ２２の上端側端部より引き出されて電源（図示せず）に接続される。２６はその接続用の引き出し部を示す。
【００２６】
前記の筒状カバー３は、図のように、ステンレス鋼板等の厚みが０．３〜１．０ｍｍ程度の比較的薄肉の金属板３１，３２が、１．０〜１．５ｍｍ程度のごく僅かな間隙Ｓ１を存して配置された内外二重構造の筒体をなしており、その上端が前記支持基板４に前記ヒーター本体２と同心をなすように連結され、該ヒーター本体２の外周部に所定の間隙Ｓ２を存して囲繞するとともに、その下端部３３が前記ヒーター本体の下端部を、その下方を略一定の距離を隔てて内方にまで回り込んで覆うように断面略フック状に内側に曲成されており、これによりボトル肩部ｂ５まで加熱しないようになっている。この筒状カバー３の下端部３３の内側端縁の内方には、前記被加工物のボトルＢの口部ｂ１が貫通できる開口が形成される。前記ヒータ本体２と筒状カバー３との間隙Ｓ２は、通常、２〜８ｍｍ、好ましくは３〜６ｍｍ程度とされる。
【００２７】
前記支持基板４は、平面略四角形をなし、前記ヒータ本体２の連結位置より内方の中央部に通気用の開口４１を有し、ヒーター本体２の熱を上方へ放出できるように構成されている。これにより、ヒーター本体２の内方部が過度に加熱されることがないように設けられている。前記通気用開口４１は、図のように１つの開口孔に限らず、複数の貫通孔とすることも可能である。４２は支持基板４の四隅部に設けた取付用孔である。また３４は前記両金属板３１，３２間の熱を上方へ逃がすための通気孔である。
【００２８】
本発明の結晶化装置は、前記のように構成されるヒーター１の一つもしくは複数を装備してなるもので、図５はその１例を示している。
【００２９】
図５において、受け台５上に被加工物を直立状に保持する複数の保持部材６が縦横に並列配置されるとともに、各保持部材６の上方に対応する位置に、それぞれ前記ヒーター１が前記支持基板４の四隅部の取付用孔４２の部分で支持部材７に下方向きに取付られて支持されている。そして、前記各ヒーター１は、前記支持部材７に連結されたシリンダー装置等の移動付与手段８により上下動可能に設けられており、該ヒーター１の降下作用により、前記ヒーター本体２が前記保持部材６に保持された被加工物の口部ｂ１外方を囲繞した状態になって、この状態で所定時間の加熱処理した後に再度上昇するように設けられている。前記降下位置は、被加工物の形態に応じて、ヒーター１がボトル口部ｂ１に対し図４の囲繞状態になる位置まで降下するように降下位置が設定される。９は上下動のためのガイド９ａを有する支持体を示す。
【００３０】
この結晶化装置によりボトル口部ｂ１を結晶化する場合、ロボット等の機械的手段あるいは手作業により被加工物のボトルＢを前記受け台５上の保持部材６にセットし直立状態に保持させ、前記ヒーター１をシリンダー装置等の移動付与手段８により降下させ、ヒーター本体２の下端開口部より前記ボトルＢの口部ｂ１の外方を囲繞するように被せる。
【００３１】
この状態で、前記ヒーター１により口部ｂ１を周囲から加熱する。例えば、ヒーター本体２が、定格電力ＡＣ１００Ｖ−２Ａ／２００Ｗの電熱部材２０よりなる場合、これを絞って６０〜１５０Ｗ、好ましくは８０〜１２０Ｗ程度の範囲内で使用し、ヒーター本体２による加熱温度を、２００〜４００℃に設定し、２〜４分程度かけて徐々に加熱する。これにより、口部ｂ１の全体をその周囲から均一に加熱でき結晶化できる。特に、回転しながら加熱し搬送する必要がなく、装置設備を簡略化できる。
【００３２】
この際、ヒーター本体２の熱が外方および下方へ放射されるのを前記筒状カバー３により阻止できるため、ヒーター本体２の熱を内方のボトル口部ｂ１の加熱に有効に利用できる。特に、ヒーター本体２が定格電力の比較的低いものであっても、ボトル口部を徐々にかつ均一に加熱できる。
【００３３】
しかも、前記のように、最終製品のボトル形状に成形した後で、その口部ｂ１を結晶化することができるので、プリフォームの成形から最終製品のボトル形状のブロー成形までを連続して行う成形方法によるボトルについても、その口部を結晶化させることが問題なく可能になり、以て口部を結晶化したボトルの生産性を向上できる。
【００３４】
なお、前記の加熱による結晶化処理の際に、あるいは加熱処理の後に、必要に応じて、口部ｂ１の内周の寸法変化や変形等を規制するコア１１を該口部に嵌合しておくことができる。
【００３５】
上記した実施例においては、最終製品のボトル形状に成形した後で、ボトル口部ｂ１を加熱処理して結晶化させる場合について説明したが、本発明の結晶化装置は、プリフォーム成形後の段階において、該プリフォームにおけるボトル口部を上記同様に加熱処理するのにも利用できる。実施上は、上記したように、最終製品のボトル形状に成形した後で加熱処理するのが、プリフォーム成形からボトル形状のブロー成形までを連続して行う成形品のボトルの結晶化でき、これによりこの種のポリエステル樹脂製ボトルの生産性を向上でき、特に好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明のボトル口部の結晶化装置は、ポリエステル樹脂製ボトルの口部を強化するために、該口部を加熱処理して結晶化させ白化させる装置として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の結晶化装置の１実施例のヒーター部分の断面図である。
【図２】同上のヒーター部分の平面図である。
【図３】ヒーター本体を構成する線状発熱部材の拡大断面図である。
【図４】同上の結晶化装置によるボトル口部の結晶化の状態を示す要部の拡大断面図である。
【図５】結晶化装置全体の概略を示す略示断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ヒーター
２    ヒーター本体
２０  線状発熱部材
２１  電熱線
２２  パイプ
２３  絶縁材料
２５  連結部材
２６  電源接続用の引き出し部分
３    筒状カバー
３１、３２  内外の金属板
３３  下端部
３４  通気孔
４    支持基板
４１  通気用開口
４２  取付用孔
５    受け台
６    保持部材
７    支持部材
８    移動付与手段
９    支持体
【図１】
2005103774.tif 000003
【図２】
2005103774.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005103774.tif 000006
【図５】
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