JP4562320B2 - 合成樹脂製容器の口元高速白化方法 - Google Patents

合成樹脂製容器の口元高速白化方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して白化処理するに当たり、その処理を短時間で実行するための高速白化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の合成樹脂製容器の口元部分を白化させるための方法としては、例えば、本願出願人による、特公昭６１−３５０５６号公報に開示したものが既知である。この白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を高温加熱して白色に結晶化させることにより、口元部分の耐熱性および耐久性を向上させる技術である。
【０００３】
合成樹脂の白化は、合成樹脂の温度が白化開始温度以上になったときに生じ、この白化開始温度は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂の場合、約１２０（°Ｃ）以上であるが、実際上は、合成樹脂の温度を合成樹脂の結晶化速度が最も速い白化促進温度域にすることが理想であり、この白化促進温度域は、例えば、上記ＰＥＴ樹脂の場合、約１８０〜１９０（°Ｃ）の範囲とすることが好ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の合成樹脂製容器の口元白化方法にあっては、口元部分の雰囲気温度を、温度制御開始直後から徐々に白化促進温度域に到達するように制御していたため、口元部分の温度が安定した状態で白化促進温度域に到達するまでに比較的長い時間を要し、口元部分が実際に白化するまでには時間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明の解決すべき課題は、こうした事実に鑑みてなされたものであって、合成樹脂製容器の口元部分の白化処理を短時間で実行可能な方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、第１発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【０００７】
第２発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、前記口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【０００８】
第３発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を保持したまま口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【０００９】
第４発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を低下させると同時に口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする方法である。
【００１０】
第５発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、上記第３発明または第４発明において、口元部分の強制冷却を該口元部分の加熱側表面から行うようにすることが好ましい。
【００１１】
第６発明に係る、合成樹脂製容器の口元高速白化方法は、上記第３発明乃至第５発明のいずれか一発明において、口元部分を強制冷却する際、該口元部分の開口付近に、白化促進温度に達しにくい該開口内の冷却を阻止するためのガイドプレートを使用することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明に従う口元高速白化方法を使用する白化装置を例示した模式図であり、図２は、合成樹脂製容器（以下、ＰＥＴ容器という）の本体をブロー成形するためのプリフォームを示す部分断面図である。
【００１３】
白化装置１は、プリフォーム１０に形成されたＰＥＴ容器の口元部分１１を白化させるものである。プリフォーム１０は、図２に示す如く、口元部分１１と本体部分１２からなり、この口元部分１１には、プリフォーム１０をＰＥＴ容器にブロー成形する際のエア吹き込み口であって、ＰＥＴ容器としては注ぎ口となる開口１０ｈが形成されており、口元部分１１の外側表面を符号１１ｆ1で示す一方、口元部分１１の内側表面を符号１１ｆ2で示す。
【００１４】
図１に示す白化装置１において、プリフォーム１０は、口元部分１１を露出した状態で、その本体部分１２をホルダー２によって着脱自在に保持される。また図１の装置において、口元部分１１の側面方向には、この口元部分１１を加熱するためのヒータ３と共に、口元部分１１を強制冷却するためのエア吹き出し装置４を配置し、このエア吹き出し装置４から吹き出すエアをプリフォーム表面に効率良く案内し、且つ、開口１０ｈ内へのエアの流れ込みを防ぐように、口元上面を覆う機能を備えたガイドプレート５を配置する。
【００１５】
図３は、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを時系列的に示すタイムチャートであり、本発明に係る口元高速白化方法に従う雰囲気温度Ｔaを実線で示し、従来の白化方法に従う雰囲気温度Ｔbを一点鎖線で示す。なお、図３における雰囲気温度Ｔは、（°C）単位であり、経過時間ｔは、（秒）単位である。
【００１６】
本発明に係る口元高速白化方法は、図３の実線Ｔaに示す如く、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを白化促進温度域Ｗ（Ｔ1≦Ｔ≦Ｔ2）を越えて最大加熱温度Ｔmaxとなるようにし（時間ｔ＝０〜ｔ0）、引き続いて、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを最大加熱温度Ｔmaxから低下させて白化促進温度域Ｗに収まるように調整して（時間ｔ＝ｔ0〜ｔ1）、口元部分１１の白化処理を完了させる方法である。なお、本実施形態における白化（結晶化）促進温度域Ｗは、Ｔ1＝１７０（°Ｃ）〜Ｔ2＝１９０（°Ｃ）の温度範囲に設定される。
【００１７】
これに対し、従来の白化方法では、一点鎖線Ｔbに示す如く、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを、温度制御開始直後（ｔ＝０）から徐々に白化促進温度域Wに到達するように制御しているため、白化処理の終了時間ｔ＝ｔ2は、本発明に係る高速白化方法による終了時間ｔ＝ｔ1より長くなる。
【００１８】
つまり、本発明に係る高速白化方法では、従来の白化方法に比べて、時間Δｔ＝ｔ2−ｔ1だけ白化処理に要する時間を短くすることができる。
【００１９】
従って本発明に係る口元高速白化方法によれば、図３に示す如く、口元部分１１の雰囲気温度Ｔが安定した状態で白化促進温度域Wに到達するまでの時間を短縮することにより、口元部分１１の白化処理をΔｔだけ短い時間で実行することができる。
【００２０】
具体的には、本発明の第１実施形態として、白化処理の開始から完了までの口元部分１１の雰囲気温度Ｔをヒータ３からの加熱出力のみによって実線Ｔaのように制御する方法がある。以下、図１の白化装置１を参照して本実施形態を説明する。
【００２１】
上記第１実施形態は、口元部分１１を加熱するヒータ３からの加熱出力を制御して、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを白化促進温度域Ｗを越えて最大加熱温度Ｔmaxとなるようにし（時間ｔ＝０〜ｔ0）、引き続いて、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを最大加熱温度Ｔmaxから低下させて白化促進温度域Ｗに収まるように調整して（時間ｔ＝ｔ0〜ｔ1）、口元部分１１の白化処理を完了させる方法である。
【００２２】
第１実施形態の場合、ヒータ３からの加熱出力のみを制御すればよいため、白化処理を容易に行うことができる。
【００２３】
次に、本発明の第２実施形態として、白化処理の開始から完了までの口元部分１１の雰囲気温度Ｔを、エア吹き出し装置４からのエアシャワーによって実線Ｔaのように制御する方法がある。以下、図１の白化装置１を参照して本実施形態を説明する。
【００２４】
上記第２実施形態は、口元部分１１を加熱するヒータ３からの加熱出力を制御して、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを白化促進温度域Ｗを越えて最大加熱温度Ｔmaxとなるようにし（時間ｔ＝０〜ｔ0）、引き続いて、ヒータ３からの加熱出力を口元部分１１の雰囲気温度Ｔが最大加熱温度Ｔmaxとなるように保持したまま口元部分１１をエア吹き出し装置４からのエアシャワーによって強制冷却して、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを最大加熱温度Ｔmaxから低下させて白化促進温度域Ｗに収まるように調整して（時間ｔ＝ｔ0〜ｔ1）、口元部分１１の白化処理を完了させる方法である。
【００２５】
第２実施形態の場合、ヒータ３からの加熱出力に加えて、ＰＥＴ容器の口元部分１１をエアシャワーで強制冷却するから、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを短時間に白化促進温度域Ｗに収めることができるため、白化処理の時間短縮に有効である。しかも、本実施形態の場合、ヒータ３からの加熱出力を保持したことで加熱出力の制御を必要としないという利点がある。
【００２６】
さらに第２実施形態の場合、図１の白化装置１に示す如く、口元部分１１のエアシャワーによる強制冷却を、ＰＥＴ容器の加熱側表面である口元部分の外側表面１１ｆ1から行うから、口元部分の外側表面１１ｆ1と内側表面１１ｆ2との表面温度差が小さくなり、口元部分１１の表面温度差（収縮率の差）によって開口１０ｈ内に発生するシワを抑制することができる。
【００２７】
ところで、エアシャワーによる強制冷却の際は、ヒータ３からの加熱出力を最大加熱温度Ｔmaxに維持したままでもよいが、ヒータ３の加熱出力を抑えて、ヒータ３からの加熱温度も低下させることが好ましい。
【００２８】
このため、本発明の第３実施形態として、白化処理の開始から完了までの口元部分１１の雰囲気温度Ｔを、ヒータ３からの加熱出力とエア吹き出し装置４からのエアシャワーとによって実線Ｔaのように制御する他の方法がある。以下、図１の白化装置１を参照して本実施形態を説明する。
【００２９】
上記第３実施形態は、口元部分１１を加熱するヒータ３からの加熱出力を制御して、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを白化促進温度域Ｗを越えて最大加熱温度Ｔmaxとなるようにし（時間ｔ＝０〜ｔ0）、引き続いて、ヒータ３からの加熱出力を低下させると同時に口元部分１１をエア吹き出し装置４からのエアシャワーによって強制冷却して、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを最大加熱温度Ｔmaxから低下させて白化促進温度域Ｗに収まるように調整して（時間ｔ＝ｔ0〜ｔ1）、口元部分１１の白化処理を完了させる方法である。
【００３０】
なお、上記第３実施形態において、口元部分１１の雰囲気温度Ｔを最大加熱温度Ｔmaxから低下させて白化促進温度域Ｗに収まるように調整する際のヒータ３からの加熱出力は、段階的に低下させるように制御しても、時系列的に低下させるように制御してもよい。
【００３１】
上記第３実施形態の場合、前記第２実施形態の如く、エアシャワーだけで口元部分１１を強制冷却した場合に比べて、ヒータ３からの加熱出力を同時に低下させる分だけ、口元部分１１の雰囲気温度Ｔが一層速く白化促進温度域Ｗに収まるから、白化処理の時間短縮にさらに役立つ。
【００３２】
なお、上記第１〜第３実施形態において、ヒータ３からの加熱出力を制御するタイミングやエアシャワーを噴射する時間Δｔs（＝ｔ1−ｔ0）は、口元部分１１の白化状態から判断しても、予め予測した値に設定してもよい。また最大加熱温度Ｔmaxは、例えば、合成樹脂が溶融する直前の温度に設定されることが好ましく、例えば、ＰＥＴ樹脂の場合、２２０（°C）に設定される。この場合、口元部分１１を熱変形させることなく、最も短い時間で白化促進温度域Wを越えるため、白化処理の時間短縮に役立つ。
【００３３】
また第２，第３実施形態において、口元部分１１を強制冷却する際、ガイドプレート５を使用することが好ましい。この場合、ガイドプレート５によってエアシャワーによる開口１０ｈ内の冷却を阻止するから、口元部分の外側表面１１ｆ1と内側表面１１ｆ2との表面温度差がさらに小さくなり、開口１０ｈ内に発生するシワの抑制に一層効果的である。なお、ガイドプレート５は、図１に示す如くプリフォーム口部上面を覆うものであることが好ましく、更には、ガイドプレート５とプリフォーム口部上端間の僅かな隙間からのエアの流入を阻止すべく、ガイドプレート５のエアシャワー吹き出し口側にガイドプレートより下向きに突出するガイド片を設けることが好ましい。この場合、開口１０ｈからのエアの流入を効率的に回避することができるため、開口１０ｈ内の冷却を阻止するのに有効である。
【００３４】
上述したところは、本発明の好適な実施形態を示したに過ぎず、当業者によれば、請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、口元部分１１を白化処理する工程も、プリフォーム１０の状態で白化処理するだけでなく、プリフォーム１０をブロー成形したＰＥＴ容器の状態で白化処理してもよい。
【００３５】
また白化装置は、ホルダー２、ヒータ３、エア吹き出し装置４およびガイドプレート５を一体に備えた白化装置１に限らず、ヒータ３を備える加熱装置と、エア吹き出し装置４およびガイドプレート５を備えた冷却装置とに分割し、ホルダー２の移動によりＰＥＴ容器を加熱したのち冷却を行うようしたコンベア式装置であってもよい。この場合、コンベア式装置は、加熱装置および冷却装置を交互に複数配置し、加熱および冷却を交互に連続して白化処理を行ってもよい。さらに、口元部分の強制冷却に関しても、エアシャワーによる冷却に限らず、容器を構成する樹脂に影響を及ぼさない衛生的なものであれば、水などの液体シャワーによる冷却であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
従って第１発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整するから、口元部分の雰囲気温度が安定した状態で白化促進温度域に到達するまでの時間を短縮することにより、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。
【００３７】
第２発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整するから、第１発明と同様、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。しかも、第２発明によれば、加熱出力のみを制御すればよいため、白化処理を容易に行うことができる。
【００３８】
第３発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を保持したまま口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を白化促進温度域に収まるように調整するから、第１発明と同様、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。しかも、第３発明によれば、口元部分を強制冷却するから、口元部分の雰囲気温度を短時間に白化促進温度域に収めることができるため、白化処理の時間短縮に有効であることに加え、加熱出力を保持したことで加熱出力の制御を必要としないという利点がある。
【００３９】
第４発明である、合成樹脂製容器の高速白化方法によれば、口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を低下させると同時に口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整するから、第１発明と同様、口元部分の白化処理を短時間に実行することができる。しかも第４発明によれば、加熱出力を維持したままで口元部分を強制冷却した場合に比べて、加熱出力を同時に低下させる分だけ、口元部分の雰囲気温度が一層速く白化促進温度域に収まるから、白化処理の時間短縮にさらに役立つ。
【００４０】
また第５発明によれば、上記第３発明または第４発明において、口元部分の強制冷却を、口元部分の加熱側表面から行うから、口元部分の外側表面と内側表面との表面温度差が小さくなり、表面温度差によって開口内に発生するシワを抑制することができる。
【００４１】
また第６発明によれば、上記第３発明乃至第５発明のいずれか一発明において、口元部分を強制冷却する際、ガイドプレートを使用することにより、このガイドプレートによって開口内の強制冷却を阻止するから、口元部分の外側表面と内側表面との表面温度差がさらに小さくなり、開口内に発生するシワの抑制に一層効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従う口元高速白化方法を使用する白化装置を例示した模式図である。
【図２】 ＰＥＴ容器をブロー成形するためのプリフォームを示す部分断面図である。
【図３】 口元部分の雰囲気温度Ｔを時系列的に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 白化装置
２ ホルダー
３ ヒータ
４ エア吹き出し装置
５ ガイドプレート
１０ プリフォーム
１０ｈ 開口
１１ 口元部分
１１ｆ1 外側表面
１１ｆ2 内側表面

Claims (6)

  1. 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、
    前記口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、前記口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。
  2. 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させる方法であって、
    前記口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、前記口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。
  3. 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、
    前記口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を保持したまま前記口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。
  4. 合成樹脂製容器の口元部分を加熱して高速で白化させるための方法であって、
    前記口元部分を加熱する加熱出力を制御して、該口元部分の雰囲気温度をその合成樹脂の結晶化速度が最も速くなる白化促進温度域を越えるようにし、引き続いて、この加熱出力を低下させると同時に前記口元部分を強制冷却して、該口元部分の雰囲気温度を前記白化促進温度域に収まるように調整することを特徴とする、合成樹脂製容器の口元高速白化方法。
  5. 前記口元部分の強制冷却を該口元部分の加熱側表面から行うようにする請求項３または４に記載の口元高速白化方法。
  6. 前記口元部分を強制冷却する際、該口元部分の開口付近に、白化促進温度に達しにくい該開口内の冷却を阻止するためのガイドプレートを使用する請求項３乃至５のいずれか一項に記載の口元高速白化方法。
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