JP2009274375A - プリフォーム口栓部結晶化装置に用いるプリフォームホルダー及びプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構 - Google Patents

Abstract

【課題】プリフォームの口栓部をサポートリングが露出した状態で結晶化できるプリフォーム口栓部結晶化装置に用いるプリフォームホルダーを提供する。
【解決手段】上部が開口し、底部でプリフォームPを支持する円筒体の外ホルダー１０と、両端が開口する円筒体の内ホルダー２０とからなり、外ホルダー１０は内周に内ホルダー２０の下端を係止する係止手段１３が形成され、内ホルダー２０は上端にプリフォームPのサポートリングSRより拡径の鍔部２１が形成され、外ホルダー１０に挿入されると上部が外ホルダー１０の上端より上方向に突出するように形成され、プリフォームPを保持した際、鍔部２１の上面とサポートリングSRの下面との間に一定の間隙が形成されるプリフォーム口栓部結晶化装置に用いるプリフォームホルダー３０。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリフォーム口栓部結晶化装置においてプリフォームのサポートリングを有する口栓部を露出した状態で加熱・結晶化するためにプリフォームを保持するプリフォームホルダー及び該プリフォームホルダーを用い、加熱後のプリフォームの口栓部にコアを打ち込むプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構に関する。

熱可塑性樹脂の容器、特にポリエチレンテレフタレートに代表される熱可塑性ポリエステル容器は、射出成形で製造される一次成形品のプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより製造される。この容器の口栓部は、胴部のように二軸延伸ブロー成形により二軸方向に分子配向されずプリフォームにおける分子状態のままであるため、内容物の熱間充填や高温殺菌工程で熱変形し、ネジ部の密閉性の低下や、熱変形により外観が損なわれる等の弊害が生じる。これら弊害の防止のため、熱可塑性ポリエステル容器はプリフォームの段階で口栓部が加熱され、結晶化（白化）させることにより耐熱性が付与される。プリフォームの口栓部の結晶化は、プリフォーム口栓部結晶化装置を用い、プリフォームホルダーに保持されたプリフォームを移動させながら加熱した後、口栓部の変形を防止するために口栓部にコアが打ち込まれ、その後プリフォームホルダーからプリフォームが引き抜かれ、プリフォームからコアを外すことにより行われる。

プリフォームをプリフォームホルダーに保持し、口栓部をプリフォーム口栓部結晶化装置を用いて結晶化する場合、口栓部の熱がプリフォームホルダーに逃げることを防いで結晶化を確実に行うため口栓部を露出した状態で加熱することが望ましい。従来、口栓部を露出した状態で加熱が可能なプリフォームホルダーについての提案がある。熱可塑性ポリエステルからなるプリフォームの首部を結晶化させる装置において、首部を露出させた状態でプリフォームを保持する筒体の底部に、プリフォームの受け部材を内蔵したことを特徴とするプリフォーム結晶化装置におけるプリフォームホルダーがある（特許文献１参照）。このプリフォームホルダーは、プリフォームの底部を受け部材で保持し、口栓部を露出した状態で加熱し結晶化ができる。一方、受け部材は、押圧スプリングにより上方向に付勢されるので、プリフォームにコアを打ち込む際に押圧スプリングの付勢力に抗してプリフォームが押し下げられ、サポートリングの下面がプリフォームホルダーの上面に当接し、プリフォームをプリフォームホルダーで支持した状態にてコアの打ち込みができ、コアの打ち込みによるプリフォームの長さ方向の寸法精度のズレを防止している。

特公平６−２２８７６号公報

しかし、上記のプリフォームホルダーは、筒体の底部に受け部材を内蔵させ、さらに該受け部材を付勢する押圧スプリングを設けなければならないので構成が複雑となる。また、プリフォームの底部は常時受け部材に当接し、コアの打ち込み時にはプリフォームが押圧スプリングの付勢力に抗して押し下げられるので、プリフォームの底部に押圧スプリングの付勢力が作用しプリフォームの長さ方向の寸法精度に影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、プリフォームの口栓部を露出した状態で結晶化できる簡単な構成のプリフォーム口栓部結晶化装置に用いるプリフォームホルダーを提供することを課題とする。また、該プリフォームホルダーを用い、プリフォームの底部がプリフォームホルダーに当接することなく浮いた状態でコアの打ち込みができ、プリフォームの長さ方向に影響を及ぼすおそれのないプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構を提供することを課題とする。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、プリフォームのサポートリングを有する口栓部を露出した状態で加熱して結晶化するプリフォーム口栓部結晶化装置に用いられるプリフォームホルダーにおいて、上部が開口し、底部で前記プリフォームを支持する円筒体の外ホルダーと、該外ホルダーの内周に挿入される両端が開口する円筒体の内ホルダーとからなり、前記外ホルダーは内周に前記内ホルダーの下端を係止する係止手段が形成され、前記内ホルダーは上端に前記サポートリングより拡径の鍔部が形成され、また、前記外ホルダーに挿入されると上部が前記外ホルダーの上端より上方向に突出するように形成され、前記プリフォームを保持した際、前記鍔部の上面と前記サポートリングの下面との間に一定の間隙が形成されてなることを特徴とするプリフォーム口栓部結晶化装置に用いるプリフォームホルダーを要旨とする。

上記の構成の発明は、内ホルダーの鍔部とプリフォームのサポートリングとの間に間隙ができるので、プリフォームの口栓部を露出した状態で加熱・結晶化できる。また、内ホルダーが上方向に移動できるので、内ホルダーの鍔部の上面をプリフォームのサポートリングの下面に当接させることができる。

上記の課題を解決する請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリフォームホルダーに保持されるプリフォームを搬送しながらその口栓部を加熱し、加熱後の前記プリフォームにコアを打ち込むプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構であり、加熱後の前記プリフォームに前記コアを打ち込むための円弧状搬送路の手前位置に前記プリフォームホルダーの内ホルダーを上方向へ移動させてその鍔部の上面を前記プリフォームのサポートリングの下面に当接させ、かつ前記プリフォームの底部を前記プリフォームホルダーの外ホルダーの底部から離間させるガイド手段と、上部に前記サポートリングに当接した前記鍔部の下面を支持しながら回転するホイールを有する前記円弧状搬送路の回転と同期して回転するスプロケットと、所定のコア打ち込み位置にて前記ホイールと共に前記サポートリングに当接した前記鍔部の下面を支持する支持手段とを備え、前記鍔部の上面が前記サポートリングの下面に当接し、前記コアの打ち込みによる下方向に作用する応力を前記鍔部で受け止め、かつ前記プリフォームの底部が前記外ホルダーの底部から浮いた状態でコアの打ち込みが可能であることを特徴とするプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構を要旨とする。

上記の構成の発明は、ガイド手段により内ホルダーの鍔部の上面をサポートリングの下面に当接させ、かつプリフォームの底部をプリフォームホルダーの外ホルダーの底部から離間させて浮いた状態にすることができる。また、コアの打ち込み時には、ホイールと支持手段により、コアの打ち込みによる下方向に作用する応力を鍔部で受け止め、かつプリフォームの底部が外ホルダーの底部から浮いた状態でのコアの打ち込みができる。

請求項１に記載のプリフォーム口栓部結晶化装置に用いるプリフォームホルダーは、プリフォームの口栓部を露出した状態で結晶化ができるので、加熱された口栓部の熱の逃散を防ぎ、口栓部を効率的かつ確実に加熱・結晶化でき、また簡単な構成でコスト面で有利である。さらに、内ホルダーが上方向に移動可能なので、コアの打ち込み時に内ホルダーの鍔部の上面をプリフォームのサポートリングの下面に当接させることができる。

請求項２に記載のプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構は、プリフォームホルダーの内ホルダーを上方向へ移動させて鍔部の上面をプリフォームのサポートリングの下面に当接させ、コアの打ち込みによる下方向に作用する応力をプリフォームホルダーの鍔部で受け止めることができ、かつプリフォームの底部を外ホルダーから浮いた状態にできるので、プリフォームの長手方向の寸法精度に影響を及ぼすことなくコアの打ち込みができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２に示すように、プリフォームホルダー３０は、外ホルダー１０と内ホルダー２０とから構成される。外ホルダー１０は、上部が開口し、プリフォームPを支持する底部１１が半球状をなす円筒体により構成される。底部１１の中央に通気孔１２が貫設されている。外ホルダー１０の内周上方には、係止手段に相当する段部１３が形成されている。なお、外ホルダー１０の外周には、冷却フィンを形成してもよい。

内ホルダー２０は、両端が開口する円筒体で、外ホルダー１０の内周に挿入される。内ホルダー２０の上端には、プリフォームPのサポートリングSRより拡径の鍔部２１が形成されている。内ホルダー２０は、外ホルダー１０内に挿入されると、その下端は外ホルダー１０の段部１３に係止される。段部１３に係止された内ホルダー２０は、その上部が外ホルダー１０の上端より上方に突出する長さ寸法に形成されている。

プリフォームホルダー３０に保持されるプリフォームPは、サポートリングSRを有する口栓部Cと、該口栓部C下方の有底の筒部Tとからなり、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂で射出成形により製造される。

プリフォームPは、図１に示すように、プリフォームホルダー３０に保持され、底部が外ホルダー１０の底部１１に支持されると、鍔部２１の上面とサポートリングSRの下面との間に一定の間隙S1が形成できるようになっている。該間隙S1により、プリフォームPの口栓部Cが露出した状態でプリフォーム口栓部結晶化装置１５０を用いて加熱し結晶化できるので、口栓部Cの熱をプリフォームホルダー３０に逃がすことなく結晶化を確実に行うことができる。また、間隙S1があるので段部１３に係止された内ホルダー２０は上方向への移動ができ、これにより鍔部２１の上面がサポートリングSRの下面に当接が可能となる。

次いで、上記の構成のプリフォームホルダー３０が用いられるプリフォーム口栓部結晶化装置１５０の冷却コア打ち込み機構１００について説明する。

プリフォームPは、図３に示す入口からプリフォーム口栓部結晶化装置１５０の搬送路４０に配置されているプリフォームホルダー３０に搬入・保持される。搬送路４０は、従来公知の構成であって、図４に示す後記の円弧状搬送路６０とほぼ同様で、プリフォームホルダー３０は搬送路４０に配設されたキャリアー６１に差し込まれ収容される。キャリアー６１には歯車（図示なし）が設けられ、モータ（図示なし）で駆動される無端状の移動チェーン８５が張り渡されるので、プリフォームホルダー３０は搬送路４０を移動する。なお、プリフォームホルダー３０は、回転軸（図示なし）周りに自転しながら搬送路４０を移動する点で後記の円弧状搬送路６０と異なる。

搬送路４０の周囲には、従来公知の構成の加熱部５０が形成されている。加熱部５０は、近赤外線などを照射するヒータが配置され、搬送されるプリフォームPの口栓部Cを加熱して結晶化する。加熱後のプリフォームPは、冷却部５５に搬送され自然冷却される。

加熱後自然冷却したプリフォームPは口栓部Cにコア９７を打ち込み、口栓部Cの変形を防止すると共に口内径形状を確保するため円弧状搬送路６０に搬入される。

コア打ち込み機構１００は、図３と図４に示すように、円弧状搬送路６０の手前位置のガイド部材７０と、スプロケット８０と、コア打ち込み位置Rの支持部材９０を備えている。円弧状搬送路６０は、プリフォームホルダー３０を自転させない点を除き叙述の搬送路４０と同様の構成で、キャリアー６１にプリフォームホルダー３０が収容され、モータ（図示なし）で駆動される移動チェーン８５によりプリフォームPを円弧状に搬送する。

プリフォームPが冷却部５５から円弧状搬送路６０に搬入される手前位置には、図４及び図５に示すように、進行方向に向けて次第に高くなるテーパを上面に有するガイド手段に相当するガイド部材７０が円弧状搬送路６０を挟んで両側に設けられている。ガイド部材７０は、基台Bに固定される台板７１と、該台板７１に立設される支持板７２と、該支持板７２に固定される取付板７３と、該取付板７３の上部に固定されるガイド板７４と、該ガイド板７４の上部に固定されるガイド片７５とから構成され、ガイド片７５の上面にテーパが形成されている。この構成のガイド部材７０により、内ホルダー２０は進行方向に向け次第に上方向に移動し、図２に示すように、鍔部２１の上面がサポートリングSRの下面に当接する。さらに、ガイド片７５のテーパの高低差が鍔部２１の上面とサポートリングSRの下面との間の間隙S1に対し僅かに幅広寸法に構成されているので、図２に示すように、プリフォームPの底部を外ホルダー１０の底部１１から離間させることができ、プリフォームPを底部１１から隙間S2だけ浮いた状態でプリフォームホルダー３０に保持できるようになっている。

円弧状搬送路６０には、モータ（図示なし）により駆動され、無端状のチェーン８５を駆動して円弧状搬送路６０と同期して回転するスプロケット８０が形成されている。図４及び図６に示すように、スプロケット８０の上部には、外周に複数の半円弧状の切欠き８１を有するホイール８２が形成され、ガイド部材７０によりサポートリングSRに当接した状態で円弧状搬送路６０を移動するプリフォームホルダー３０の鍔部２１の下面をこの状態のまま支持する。

コア打ち込み位置Rには、図４及び図６に示すように、支持手段に相当する支持部材９０が設けられている。支持部材９０は、ガイド部材７０とほぼ同様の構成で、基台Bに固定される台板９１と、該台板９１に立設される支持板９２と、該支持板９２に固定される取付板９３と、該取付板９３の上部に固定されるガイド板９４と、該ガイド板９４の上部に固定されるガイド片９５とから構成される。ガイド片９５の上面にはテーパが形成されないが、乗り移り箇所（図４のガイド片９５の左端）からコア打ち込み位置Rまで進行方向に次第に高くなるテーパを形成し、プリフォームホルダー３０が支持部材９０に円滑に乗り移れるような構成としてもよい。このように、支持部材９０はコア９７の打ち込み時にホイール８２と共に鍔部２１の下面をホイール８２の対向位置にて支持する。

図４に示すように、円弧状搬送路６０の上方から図示しない従来公知の構成の昇降機構を備えたコア供給部（図示なし）からコア９７が供給され、コア打ち込み位置Rにおいて、プリフォームPにコア９７が打ち込まれる。

上記のように構成されるコア打ち込み機構１００の作用について説明する。内ホルダー２０は、円弧状搬送路６０の手前位置でガイド部材７０によりガイドされて上方向へ移動し、鍔部２１の上面がサポートリングSRの下面に当接し、かつプリフォームPの底部が外ホルダー１０の底部１１から隙間S2だけ離間し浮いた状態になる。この状態で円弧状搬送路６０に移動すると、ホイール８２が鍔部２１の下面に挿入され、鍔部２１の下面を支持する。そして、プリフォームPがコア打ち込み位置Rに至ると、ホイール８２と支持部材９０により鍔部２１の上面とサポートリングSRの下面とが当接した状態で昇降機構により下降してきたコア９７が口栓部Cに打ち込まれる。したがって、コア９７の打ち込みによる下方向に作用する応力は、鍔部２１でのみ受け止めることができ、プリフォームPの底部が外ホルダー１０の底部１１から隙間S2だけ浮いた状態となるので、プリフォームPの底部には何らの応力も及ばず、プリフォームPの長手方向の寸法精度に影響を及ぼすことなくコア９７の打ち込みができる。その後、打ち込まれたコア９７がプリフォームPから引き抜かれ、プリフォームPは図３の出口からプリフォーム口栓部結晶化装置１５０外へと搬出される。

本発明は、その技術的範囲に属する限り、種々形態を変更して具体化できる。
（１）係止手段は、内ホルダーを係止できる限り、上記の実施の形態の構成に限定されない。例えば、係止手段として、外ホルダーの内周に突起を形成してもよい。
（２）ガイド手段又は支持手段は、鍔部の上面をサポートリングの下面に当接させ、かつプリフォームの底部を外ホルダーの底部から離間させるようにできる限り、上記の実施の形態の構成に限定されない。

プリフォームを保持し、搬送路を移動する実施形態のプリフォームホルダーの縦断面図。 プリフォームを保持し、ガイド部材でガイドされる実施形態のプリフォームホルダーの縦断面図。 実施形態のプリフォーム口栓部結晶化装置の平面図。 （ａ）実施形態のプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構を示す平面図。（ｂ）実施形態のプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構を示す側面図。 図４（ｂ）のY-Y拡大矢視図である。 図４（ｂ）のX-X拡大矢視図である。

符号の説明

１０ 外ホルダー
１３ 段部
２０ 内ホルダー
２１ 鍔部
３０ プリホームホルダー
４０ 搬送路
５０ 加熱部
６０ 円弧状搬送路
７０ ガイド部材
７１ 台板
７２ 支持板
７３ 取付板
７４ ガイド板
７５ ガイド片
８０ スプロケット
８１ 切欠き
８２ ホイール
９０ 支持部材
９１ 台板
９２ 支持板
９３ 取付板
９４ ガイド板
９５ ガイド片
９７ コア
１００ コア打ち込み機構
１５０ プリフォーム口栓部結晶化装置

Claims (2)

1. プリフォームのサポートリングを有する口栓部を露出した状態で加熱して結晶化するプリフォーム口栓部結晶化装置に用いられるプリフォームホルダーにおいて、上部が開口し、底部で前記プリフォームを支持する円筒体の外ホルダーと、該外ホルダーの内周に挿入される両端が開口する円筒体の内ホルダーとからなり、前記外ホルダーは内周に前記内ホルダーの下端を係止する係止手段が形成され、前記内ホルダーは上端に前記サポートリングより拡径の鍔部が形成され、また、前記外ホルダーに挿入されると上部が前記外ホルダーの上端より上方向に突出するように形成され、前記プリフォームを保持した際、前記鍔部の上面と前記サポートリングの下面との間に一定の間隙が形成されてなることを特徴とするプリフォーム口栓部結晶化装置に用いるプリフォームホルダー。
2. 請求項１に記載のプリフォームホルダーに保持されるプリフォームを搬送しながらその口栓部を加熱し、加熱後の前記プリフォームにコアを打ち込むプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構であり、加熱後の前記プリフォームに前記コアを打ち込むための円弧状搬送路の手前位置に前記プリフォームホルダーの内ホルダーを上方向へ移動させてその鍔部の上面を前記プリフォームのサポートリングの下面に当接させ、かつ前記プリフォームの底部を前記プリフォームホルダーの外ホルダーの底部から離間させるガイド手段と、上部に前記サポートリングに当接した前記鍔部の下面を支持しながら回転するホイールを有する前記円弧状搬送路の回転と同期して回転するスプロケットと、所定のコア打ち込み位置にて前記ホイールと共に前記サポートリングに当接した前記鍔部の下面を支持する支持手段とを備え、前記鍔部の上面が前記サポートリングの下面に当接し、前記コアの打ち込みによる下方向に作用する応力を前記鍔部で受け止め、かつ前記プリフォームの底部が前記外ホルダーの底部から浮いた状態でコアの打ち込みが可能であることを特徴とするプリフォーム口栓部結晶化装置のコア打ち込み機構。

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