JP7288720B2 - PET bottle manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、プリフォームを射出成形機で成形してから取り出しブロー成形機で再加熱してペットボトルを製造するペットボトル製造装置に関する。 The present invention relates to a PET bottle manufacturing apparatus for manufacturing a PET bottle by molding a preform with an injection molding machine, taking it out and reheating it with a blow molding machine.
プリフォームを射出成形機で成形してから取り出しブロー成形機で再加熱してペットボトルを製造するペットボトル製造装置は従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there has been known a PET bottle manufacturing apparatus in which a preform is molded by an injection molding machine, taken out and reheated by a blow molding machine to manufacture a PET bottle (see, for example, Patent Document 1).
係る特許文献1に記載のブロー成形装置は、その段落(0024)に記載されたように、複数の円盤状のパレットを、パレット水平循環路を介してプリフォームを倒立状態にしながらそれぞれ循環させるパレット水平循環路を有している。そして、このパレット水平循環路には、プリフォームを各パレットに投入するプリフォーム供給部と、パレットに担持させたプリフォームを加熱する加熱部と、パレットに担持され加熱部で加熱されたプリフォームをブロー成形するブロー成形部と、ブロー成形部でブロー成形されることでできた製品をパレットから回収する製品回収部が備わっている。 The blow molding apparatus described in Patent Document 1, as described in the paragraph (0024), circulates a plurality of disk-shaped pallets through a pallet horizontal circulation path while preforms are inverted. It has a horizontal circuit. This pallet horizontal circulation path includes a preform supply section for feeding preforms to each pallet, a heating section for heating the preforms carried on the pallets, and a preform carried on the pallets and heated by the heating section. and a product recovery unit for recovering the products blow-molded in the blow molding unit from pallets.
係る特許文献1に記載のプリフォームの材質は、ポリエステル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートからなるとされている。ここで、例えばペットボトルの材質となるポリエチレンテレフタレート(PET)からなるプリフォームをブロー成形する場合、ブロー成形前の加熱装置によるプリフォームの加熱過程において急激又は一定温度を超える高温で加熱を行うと、白化現象(結晶化現象)が生じ、その後のブロー成形においてその部分がうまく膨らまず、不良品のペットボトルができあがってしまう。 The material of the preform described in Patent Document 1 is supposed to be polyester, polystyrene, polypropylene, polyethylene naphthalate, and polyethylene terephthalate. Here, for example, when blow molding a preform made of polyethylene terephthalate (PET), which is the material of PET bottles, if the preform is heated rapidly or at a high temperature exceeding a certain temperature in the heating process of the preform with a heating device before blow molding. , a whitening phenomenon (crystallization phenomenon) occurs, and in the subsequent blow molding, that portion does not swell well, resulting in a defective PET bottle.
特に、通常のペットボトルに比べてはるかに大きいウォーターサーバー用ペットガロンボトルを製造するためにプリフォームをブロー成形する場合、通常のペットボトルを作る場合のプリフォームよりもかなり肉厚の厚いプリフォームを使用するので、その分加熱量が大きくなる。 In particular, when blow-molding preforms to manufacture PET gallon bottles for water servers, which are much larger than normal PET bottles, the preforms are considerably thicker than the preforms used to make normal PET bottles. is used, the amount of heating increases accordingly.
そのため、生産効率を上げるために急激に加熱すると、上述した問題が発生する一方、白化現象の発生を抑えるために徐々に加熱していくと加熱工程にかなりの時間を要し生産効率が落ちてしまう。白化現象の発生を抑えつつ加熱する為には、ゆっくり時間をかけ加熱し、プリフォームの外側から内側まで熱を浸透させる必要があるため、加熱部は全長が長くなり、結果としてペットボトル製造装置自体の大きさが大型化してしまう。また、ボトル製造時間も余分にかかることになってしまう。 Therefore, rapid heating to increase production efficiency causes the above-mentioned problems, while gradual heating to suppress the occurrence of whitening requires a considerable amount of time for the heating process, lowering production efficiency. put away. In order to heat the preform while suppressing the occurrence of whitening, it is necessary to heat the preform slowly over a long period of time so that the heat penetrates from the outside to the inside of the preform. The size of itself increases. In addition, the time required for manufacturing the bottle will be extra.
また、略一定の直径を有する一般的なペットボトルとは異なる例えば人気のあるアニメのキャラクターや観光名所としての有名な建造物を三次元的に模したような異形形状のペットボトルを製造するためにプリフォームをブロー成形する場合においても、同様の問題が生じる。 In addition, in order to manufacture a PET bottle with an irregular shape, which is different from a general PET bottle having a substantially constant diameter, such as a three-dimensional imitation of a popular anime character or a famous building as a tourist attraction. A similar problem arises when blow-molding a preform in a mold.
具体的には、異形形状のペットボトルをつくる場合、通常のペットボトルを作る場合のプリフォームよりも肉厚のプリフォームを使う場合が多い。異形形状のペットボトルは縦横複雑に伸びることが多いので、簡易的形状のものより肉厚のものになり、また異形形状の場合は見た目が重視されることも多く、他のペットボトルより高級感を出すためにも通常より肉厚のプリフォームがよく使われる。そのため、この肉厚の厚い部分を十分に加熱するために通常のプリフォームよりも加熱量をその肉厚に応じてかなり増加させる必要がある。 Specifically, when making a PET bottle with an irregular shape, it is often the case that a thicker preform is used than a preform for making a normal PET bottle. Irregularly shaped PET bottles often stretch in a complicated manner vertically and horizontally, so they tend to be thicker than those with simple shapes. Thicker preforms than usual are often used to obtain the desired thickness. Therefore, in order to sufficiently heat this thick portion, it is necessary to considerably increase the amount of heating in accordance with the thickness of the preform, compared to a normal preform.
このような通常のペットボトルを製造するためのプリフォームに比べて肉厚の厚いプリフォームを加熱する際に急激に加熱したのでは、上述した白化現象(結晶化現象)がすぐに生じてしまうため、肉厚の厚い部分においても通常のプリフォームの加熱具合と同等の加熱具合をもってして加熱していく必要がある。 If such preforms, which are thicker than preforms for manufacturing ordinary PET bottles, are rapidly heated, the above-described whitening phenomenon (crystallization phenomenon) occurs immediately. Therefore, it is necessary to heat even the thick portion with a heating condition equivalent to that of a normal preform.
その結果、パレットに担持された状態で搬送ラインを移動しながら加熱する加熱部の全長を長くして徐々に加熱していく必要がある。これは、即ち搬送ラインにおける加熱部の占める長さがその分かなり長くなることを意味する。そのため、ペットボトル製造装置自体もかなり大型化してしまう。 As a result, it is necessary to gradually increase the total length of the heating unit that heats while moving on the conveying line while being carried on the pallet. This means that the length occupied by the heating section in the conveying line is considerably increased accordingly. Therefore, the PET bottle manufacturing apparatus itself also becomes considerably large.
装置の大きさに関して言えば、限られたスペースにペットボトル製造装置を設置するため、大型機よりも省スペース設計の装置が望まれる場合が多い。また、生産量を上げるために装置台数を増やすことはよくあるが、スペースが限られているため、少ない台数のペットボトル製造装置しか設置することができない。 As for the size of the apparatus, since the PET bottle manufacturing apparatus is installed in a limited space, it is often the case that an apparatus with a space-saving design is desired rather than a large machine. In addition, although the number of machines is often increased in order to increase the production volume, due to limited space, only a small number of PET bottle manufacturing machines can be installed.
一方、上述したプリフォームの加熱時間や、プリフォームからペットボトルにブロー成形するために一定の時間が必要とされるため、ペットボトル製造装置の設置台数が少なくなるということは、ペットボトル生産量が低下することを意味し、その結果短期間で大量のペットボトルを製造して納品しなければならないような事態に対応することができない可能性も生じる。 On the other hand, it takes a certain amount of time to heat the preform and blow mold the preform into a PET bottle. As a result, there is a possibility that it will not be possible to respond to the situation where a large amount of PET bottles must be manufactured and delivered in a short period of time.
短期間で大量のペットボトルを製造して納品しなければならないと言ういわゆる大量生産が求められる場合、当然のことながら時間当たりの生産本数を増やす必要がある。そのため、金型個数が多く生産スピードも速い量産機用の機種が用いられることが多いが、一般的な量産機の場合、生産スピードを上げるために加熱部の全長を長くし、機械が大型化してしまう。 When so-called mass production, in which a large amount of PET bottles must be manufactured and delivered in a short period of time, is required, it is of course necessary to increase the number of bottles produced per hour. For this reason, mass-production machines with a large number of molds and fast production speed are often used, but in the case of general mass-production machines, the total length of the heating section is lengthened to increase production speed, making the machine larger. end up
また、一般的に生産スピードを上げる場合、加熱温度を通常より上げる方法ではプリフォームが白化(結晶化)してしまい、ブローしてペットボトル形状まで膨らますことができない。そのため、加熱温度は通常と大幅な変化は持たせず、プリフォームの加熱部通過速度を上げ、かつ外側から内側への熱の浸透を得るために加熱部の全長を長く伸ばした装置とならざるを得ず、機械の大型化につながることが問題となっている。 In general, when increasing the production speed, if the heating temperature is increased more than usual, the preform will whiten (crystallize) and cannot be blown into a PET bottle shape. For this reason, the heating temperature does not vary greatly from normal, and the entire length of the heating section must be extended in order to increase the speed of the preform passing through the heating section and to obtain heat penetration from the outside to the inside. However, it has become a problem that it leads to an increase in the size of the machine.
更には、ペットボトルの一形態である耐熱ペットボトルに関する問題も生じている。ここで耐熱ペットボトルとは、高温の液体の充填にも耐えることができるペットボトルのことである。耐熱ペットボトルと一般の常温ボトルの違いは、高温の充填物を入れても変形しないところにある。 Furthermore, there are also problems related to heat-resistant PET bottles, which are one form of PET bottles. Here, the heat-resistant PET bottle is a PET bottle that can withstand being filled with high-temperature liquid. The difference between heat-resistant PET bottles and ordinary room-temperature bottles is that they do not deform even when filled with high-temperature materials.
耐熱ペットボトルの製造工程は、一般の常温ボトルとほぼ同様だが、プリフォームの加熱温度を白化(結晶化)寸前まで上げる必要がある。また、ブロー成形部でのブロー金型にも違いがあり、常温ボトル用ブロー金型が冷却されるのに対し、耐熱ボトル用ブロー金型は温調機等で金型を加熱する必要がある。 The manufacturing process of heat-resistant PET bottles is almost the same as that of ordinary room-temperature bottles, but it is necessary to raise the heating temperature of the preform to the point of whitening (crystallization). There is also a difference in the blow molds used in the blow molding section. While the blow molds for normal temperature bottles are cooled, the blow molds for heat-resistant bottles need to be heated with a temperature controller, etc. .
ペットボトル素材のプリフォーム(ポリエチレンテレフタレート)のような結晶化樹脂は、熱を加えると柔らかくなり延伸させることができるが、ある一定の温度を超えると白化(結晶化)し延伸できなくなる。 Crystallized resins such as preforms (polyethylene terephthalate) made from PET bottles soften when heated and can be stretched.
耐熱ボトルを製造する際は上述の特性を活かし、プリフォームが完全に白化する前にブローしてボトルを成形する必要がある。これは完全に白化する前にブローするのは、完全に白化すると空気を入れても延伸せずペットボトル製品にできないからである。 When manufacturing a heat-resistant bottle, it is necessary to take advantage of the above characteristics and blow the preform into a bottle before it completely whitens. The reason for blowing before it is completely whitened is that if it is completely whitened, it will not stretch even if air is introduced, and it will not be possible to make it into a PET bottle product.
また、耐熱温度を上げるためには、プリフォームの加熱温度及びブロー成形時の金型温度が高ければ高いほど良い。出来上がった耐熱ペットボトルが白化(結晶化)に近づけば樹脂自体が固くなるので、高温の液体を入れても変形しにくくなるからである。このような理由で、耐熱ペットボトルは、通常常温において使用するペットボトルよりも外見上白味がかっている。 In order to increase the heat resistance temperature, the higher the preform heating temperature and the mold temperature during blow molding, the better. This is because when the finished heat-resistant PET bottle approaches whitening (crystallization), the resin itself becomes hard, so even if a high-temperature liquid is added, it will not deform easily. For this reason, the heat-resistant PET bottle has a whiter appearance than the PET bottle normally used at room temperature.
しかしながら、プリフォームの外側から内側まで高温の熱を浸透させるのは難しく、従来は外側の熱が内側に伝わる前に外側の白化が進み、ブロー成形でペットボトル形状まで膨らますことができなかったり、若しくはプリフォーム外側の白化を避けるために白化寸前までプリフォームを加熱できないという理由で、耐熱温度が低いボトルしか成形できなかったりという問題が発生していた。 However, it is difficult to penetrate high-temperature heat from the outside to the inside of the preform. Alternatively, because the preform cannot be heated to a point just before whitening in order to avoid whitening of the outside of the preform, there has been a problem that only bottles having a low heat resistance temperature can be molded.
このような問題があるため、従来においては、耐熱ボトル製造の際は、常温ボトル製造とは異なる工程を踏むような複雑な製造工程を踏まなければならず、この工程を簡略化させることが求められていた。 Because of these problems, conventionally, when manufacturing heat-resistant bottles, it is necessary to go through a complicated manufacturing process that differs from normal temperature bottle manufacturing, and there is a demand for simplifying this process. had been
本発明の目的は、どのような種類のペットボトルであっても加熱部を必要最短にすることにより余分な時間をかけずに良質なペットボトルを効率良く安定して製造できると共に、全体の大きさが大型化することなく限られた設置スペースであってもより省スペース設計のペットボトル製造装置を提供することにある。これに加えて、ペットボトルが耐熱ペットボトルの場合、複雑な工程を踏まずに製造できるようにするペットボトル製造装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to efficiently and stably produce high-quality PET bottles without taking extra time by making the heating section as short as possible for any type of PET bottle, and at the same time, reduce the overall size of the PET bottle. To provide a PET bottle manufacturing device designed to save space even in a limited installation space without increasing the size. In addition to this, when the PET bottle is a heat-resistant PET bottle, the object is to provide a PET bottle manufacturing apparatus capable of manufacturing the PET bottle without going through complicated steps.
上述した課題を解決するために、本発明の請求項1に係るペットボトル製造装置は、
ブロー成形によりペットボトルを製造するペットボトル製造装置において、
前記ペットボトル製造装置は、
ペットボトルとしてブロー成形されるプリフォームを所定の間隔で順々に搬送する搬送ラインと、
前記搬送ラインの上流側に設けられ前記プリフォームを前記搬送ラインに投入するプリフォーム投入部と、
前記搬送ラインの下流側に設けられ、前記ペットボトル製造装置によって製造されたペットボトルを取り出すペットボトル取り出し部と、
前記ペットボトル取り出し部よりも前記搬送ラインの上流側に設けられたブロー成形部と、
前記搬送ラインにおいて前記プリフォーム投入部と前記ブロー成形部との間に設けられ、前記プリフォームを当該ブロー成形部でブロー成形するために必要な加熱を前記プリフォームに対して前記搬送ラインの所定の区間に亘って行うプリフォーム加熱部と、
前記プリフォーム加熱部内に設けられた第1のプリフォーム風当て部と、前記プリフォーム加熱部から出た前記搬送ラインに沿った所定箇所に設けられた第2のプリフォーム風当て部と、
前記プリフォームを前記搬送ラインの一定区間に亘って加熱している間及び風を当てている間、当該プリフォームをその軸芯周りに一定方向に常に回転させる回転装置と、を有し、
前記プリフォーム加熱部内においては、当該プリフォームが搬送される間に当該加熱部による加熱と前記第1のプリフォーム風当て部による冷却を交互に繰り返すようになっており、かつ
前記第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアにおいて、前記搬送ラインによってここを通過するプリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で当該プリフォームに更なる風当てが行われるペットボトル製造装置であって、
前記第1のプリフォーム風当て部は、前記プリフォーム加熱部によって前記プリフォームが加熱される過程に合わせて当該プリフォームに風を当てるように設けられ、かつ
前記プリフォーム加熱部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向一方の側に備わって当該一方の側からこの一定区間搬送されるプリフォームを加熱するための加熱領域を前記搬送ラインの幅方向一方の側に形成するようになっており、前記第1のプリフォーム風当て部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って前記搬送されるプリフォームを挟んで前記プリフォーム加熱部と対向するように当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向他方の側に備わって当該他方の側からこの一定区間搬送される前記加熱されたプリフォームを冷却するための冷却領域を前記搬送ラインの幅方向他方の側に形成するようになっており、かつ
前記第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアにおいて、前記加熱部を出た後の前記プリフォームであって前記ペットボトル製造装置の周囲雰囲気に全体が晒される加熱後のプリフォームについて、前記搬送ラインによって当該プリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で、当該第2のプリフォーム風当て部によって当該周囲雰囲気を攪拌した空気の風として前記周囲雰囲気に晒される加熱後のプリフォームに対する風当てが行われることを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the PET bottle manufacturing apparatus according to claim 1 of the present invention includes:
In the PET bottle manufacturing equipment that manufactures PET bottles by blow molding,
The PET bottle manufacturing apparatus is
a conveying line for sequentially conveying preforms blow-molded as PET bottles at predetermined intervals;
a preform input unit provided on the upstream side of the transport line for inputting the preform into the transport line;
a PET bottle take-out unit provided on the downstream side of the conveying line for taking out the PET bottles manufactured by the PET bottle manufacturing apparatus;
a blow molding unit provided on the upstream side of the conveying line from the PET bottle take-out unit;
A predetermined amount of heat required for blow molding the preform in the blow molding section is provided on the transportation line between the preform input section and the blow molding section. A preform heating section performed over a section of
a first preform blowing unit provided in the preform heating unit; a second preform blowing unit provided at a predetermined location along the transfer line exiting the preform heating unit;
a rotating device that rotates the preform around its axis in a constant direction while the preform is being heated and blown over a certain section of the transfer line;
In the preform heating unit, heating by the heating unit and cooling by the first preform blowing unit are alternately repeated while the preform is conveyed, and the second preform is A PET bottle manufacturing apparatus in which, in a blowing area of a reforming blowing part, the preforms passing through the preforms are further blown by the conveying line while the preforms are always rotated in a fixed direction around the axis. and
The first preform blowing section is provided to blow air onto the preform in accordance with the process of heating the preform by the preform heating section, and
The preform heating unit is provided on one side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform over a certain section of the conveying line, and heats the preform conveyed from the one side in the certain section. A heating area for heating is formed on one side in the width direction of the transfer line, and the first preform air blowing section is adapted to cover the transported preform over a certain section of the transfer line. The heated preform is provided on the other side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform so as to face the preform heating unit with the preform sandwiched therebetween, and is conveyed from the other side in this certain distance. A cooling area for cooling the reform is formed on the other side in the width direction of the transfer line, and
In the blowing area of the second preform blowing unit, the preform after leaving the heating unit and being entirely exposed to the ambient atmosphere of the PET bottle manufacturing apparatus after heating is After heating, the preform is exposed to the surrounding atmosphere as a wind of air that agitates the surrounding atmosphere by the second preform blowing unit while the preform is constantly rotated in a certain direction around the axis by the transfer line. It is characterized in that the preform is exposed to air .
また、本発明の請求項2に係るペットボトル製造装置は、請求項1に記載のペットボトル製造装置において、
ウォーターサーバー用ペットガロンボトルにブロー成形可能なプリフォームを前記プリフォーム投入部に投入可能なことを特徴としている。
Moreover, the PET bottle manufacturing apparatus according to claim 2 of the present invention is the PET bottle manufacturing apparatus according to claim 1,
It is characterized in that a preform that can be blow-molded into a PET gallon bottle for a water server can be put into the preform introduction part.
また、本発明の請求項3に係るペットボトル製造装置は、請求項1に記載のペットボトル製造装置において、
略一定の直径を有するペットボトルとは異なる異形形状の特別な形態を有するペットボトルにブロー成形可能なプリフォームを前記プリフォーム投入部に投入可能なことを特徴としている。
A PET bottle manufacturing apparatus according to claim 3 of the present invention is the PET bottle manufacturing apparatus according to claim 1,
It is characterized in that a preform that can be blow-molded into a PET bottle having a special shape with an irregular shape different from a PET bottle having a substantially constant diameter can be fed into the preform feeding part.
また、本発明の請求項4に係るペットボトル製造装置は、請求項1乃至請求項3の何れかに記載のペットボトル製造装置において、
前記ペットボトル製造装置によるペットボトルの大量生産を可能とするために、前記ブロー成形部が一度に複数本のペットボトルをブロー成形可能な構造となっていることを特徴としている。
Further, a PET bottle manufacturing apparatus according to claim 4 of the present invention is the PET bottle manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
In order to enable mass production of PET bottles by the PET bottle manufacturing apparatus, the blow molding section is characterized in that it has a structure capable of blow molding a plurality of PET bottles at once.
また、本発明の請求項5に係るペットボトル製造装置は、請求項1乃至請求項4の何れかに記載のペットボトル製造装置において、
前記ペットボトル製造装置が耐熱性ペットボトルを製造可能であることを特徴としている。
Further, according to claim 5 of the present invention, there is provided a PET bottle manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The PET bottle manufacturing apparatus is characterized in that it can manufacture heat-resistant PET bottles.
また、本発明の請求項6に係るペットボトル製造装置を用いたペットボトル製造方法は、
請求項1に記載のペットボトル製造装置を用意し、
前記ペットボトル製造装置に備わったプリフォーム投入部においてプリフォームを前記ペットボトル製造装置に備わった搬送ラインに設けられたマンドレルの口部装着部に順次1本ずつ装着し、
前記プリフォームの搬送ラインの所定区間に亘って設けられた加熱・風当てステーションに向けてマンドレルを順次搬送し、
前記加熱・風当てステーションに向けてマンドレルを近づけるにあたって、前記各マンドレル及びこれに装着されたプリフォームをこの軸心廻りに所定方向に回転させるようにし、
前記プリフォームを回転させながら前記ペットボトル製造装置の加熱・風当てステーションのプリフォーム加熱部とこの加熱・風当てステーションに備わる第1のプリフォーム風当て部の間を通過させていき、
前記加熱・風当てステーションにおいて加熱されたプリフォームが当該加熱・風当てステーションから出た後に前記プリフォーム搬送ラインに沿って所定の場所に設けられた第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアを通過するプリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で当該プリフォームに更なる風当てを行い、
前記第1の風当て部による風当てと前記第2の風当て部による風当てが行われたプリフォームを前記マンドレルに装着したままブロー成形ステーションまで移動して停止し、
前記ペットボトル製造装置のブロー成形ステーションに備わるブロー成形用金型によって、前記プリフォームをペットボトルの大きさまでブロー成形し、
前記ブロー成形されたペットボトルを前記搬送ラインのペットボトル取り出しステーションまで移動させ、
前記ペットボトル製造装置のブロー成形ステーションに備わるペットボトル取り出し部により前記ペットボトルを順次取り出していくペットボトル製造装置を用いたペットボトルの製造方法であって、
前記第1のプリフォーム風当て部は、前記プリフォーム加熱部によって前記プリフォームが加熱される過程に合わせて当該プリフォームに風を当てるように設けられ、かつ
前記プリフォーム加熱部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向一方の側に備わって当該一方の側からこの一定区間搬送されるプリフォームを加熱するための加熱領域を前記搬送ラインの幅方向一方の側に形成するようになっており、前記第1のプリフォーム風当て部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って前記搬送されるプリフォームを挟んで前記プリフォーム加熱部と対向するように当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向他方の側に備わって当該他方の側からこの一定区間搬送される前記加熱されたプリフォームを冷却するための冷却領域を前記搬送ラインの幅方向他方の側に形成するようになっており、かつ
前記第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアにおいて、前記加熱部を出た後の前記プリフォームであって前記ペットボトル製造装置の周囲雰囲気に全体が晒される加熱後のプリフォームについて、前記搬送ラインによって当該プリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で、当該第2のプリフォーム風当て部によって当該周囲雰囲気を攪拌した空気の風として前記周囲雰囲気に晒される加熱後のプリフォームに対する風当てが行われることを特徴としている。
In addition, the PET bottle manufacturing method using the PET bottle manufacturing apparatus according to claim 6 of the present invention,
Prepare the PET bottle manufacturing apparatus according to claim 1,
At a preform loading unit provided in the PET bottle manufacturing apparatus, the preforms are sequentially mounted one by one on the opening mounting portion of the mandrel provided in the transfer line provided in the PET bottle manufacturing apparatus,
sequentially transporting the mandrels toward a heating/air blowing station provided over a predetermined section of the preform transport line;
When the mandrels are brought closer to the heating/air blowing station, the mandrels and the preforms mounted thereon are rotated in a predetermined direction around the axis,
While rotating the preform, it is passed between the preform heating unit of the heating/air blowing station of the PET bottle manufacturing apparatus and the first preform blowing unit provided in this heating/air blowing station,
A blowing area of a second preform blowing section provided at a predetermined location along the preform transfer line after the preform heated in the heating/air blowing station leaves the heating/air blowing station. While the preform passing through the preform is constantly rotated in a certain direction around the axis, the preform is further blown with air,
moving the preform, which has been subjected to blowing by the first blowing unit and blowing by the second blowing unit, to a blow molding station while being mounted on the mandrel, and stopping;
Blow molding the preform to the size of a PET bottle with a blow molding mold provided in a blow molding station of the PET bottle manufacturing apparatus,
moving the blow-molded PET bottle to a PET bottle take-out station on the transfer line;
A PET bottle manufacturing method using a PET bottle manufacturing apparatus in which the PET bottles are sequentially taken out by a PET bottle take-out unit provided in a blow molding station of the PET bottle manufacturing apparatus,
The first preform blowing section is provided to blow air onto the preform in accordance with the process of heating the preform by the preform heating section, and
The preform heating unit is provided on one side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform over a certain section of the conveying line, and heats the preform conveyed from the one side in the certain section. A heating area for heating is formed on one side in the width direction of the transfer line, and the first preform air blowing section is adapted to cover the transported preform over a certain section of the transfer line. The heated preform is provided on the other side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform so as to face the preform heating unit with the preform sandwiched therebetween, and is conveyed from the other side in this certain distance. A cooling area for cooling the reform is formed on the other side in the width direction of the transfer line, and
In the blowing area of the second preform blowing unit, the preform after leaving the heating unit and being entirely exposed to the ambient atmosphere of the PET bottle manufacturing apparatus after heating is After heating, the preform is exposed to the surrounding atmosphere as a wind of air that agitates the surrounding atmosphere by the second preform blowing unit while the preform is constantly rotated in a certain direction around the axis by the transfer line. It is characterized in that the preform is exposed to air .
本発明によると、どのような種類のペットボトルであっても加熱部を必要最短にすることにより余分な時間をかけずに良質なペットボトルを効率良く安定して製造できると共に、全体の大きさが大型化することなく限られた設置スペースであってもより省スペース設計のペットボトル製造装置を提供することができる。これに加えて、ペットボトルが耐熱ペットボトルの場合、複雑な工程を踏まずに製造できるようにするペットボトル製造装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently and stably produce high-quality PET bottles without taking extra time by making the heating part as short as possible for any kind of PET bottle, and at the same time, the overall size of the PET bottle is reduced. It is possible to provide a PET bottle manufacturing apparatus with a more space-saving design even in a limited installation space without increasing the size of the apparatus. In addition to this, when the PET bottle is a heat-resistant PET bottle, it is possible to provide a PET bottle manufacturing apparatus capable of manufacturing the PET bottle without going through complicated steps.
続いて、本発明の第1の実施形態に係るペットボトル製造装置1の構成について説明する。なお、このペットボトル製造装置1は、射出成形機で成形してから取り出したプリフォームをブロー成形機で再加熱してペットボトルを製造するタイプの製造装置である。 Next, the configuration of the PET bottle manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. The PET bottle manufacturing apparatus 1 is a type of manufacturing apparatus that manufactures a PET bottle by reheating a preform that has been molded by an injection molding machine and taken out by a blow molding machine.
以下、本発明の第1の実施形態に係る(以下適宜単に「本実施形態」又は「実施形態」とする)ペットボトル製造装置1を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るペットボトル製造装置1の構成を概略的に示す平面図である。また、図2は、図1に示すペットボトル製造装置1の加熱部及び風当て部の間を通過するプリフォーム20とマンドレル100を搬送ライン200の上流側から見た概略図である。また、図3は、図2におけるプリフォーム20への加熱部からの加熱状態及び風当て部からの風当て状態を示す説明図である。また、図4は、図3に示したプリフォーム20への加熱部からの加熱状態及び風当て部からの風当て状態を図2に対応して示す説明図である。なお、図1において発明の理解の容易化と図示の簡略化のためにマンドレル100の数を少なめに描いたが、実際にはペットボトル製造装置1の大きさによって異なるが図示する数よりも多くの数のマンドレル100が互いに所定の間隔で搬送ライン200によって搬送されている。
Hereinafter, a PET bottle manufacturing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as "this embodiment" or "embodiment" as appropriate) will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a PET bottle manufacturing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of the
本実施形態に係るペットボトル製造装置1(以下単に「ペットボトル製造装置1」とする)は、ブロー成形によりペットボトル30を製造するペットボトル製造装置であって、設置状態で上面が水平となる基台11と、基台11の上面に設置されマンドレル100に乗せられたプリフォーム20を所定間隔で順次搬送していく搬送ライン200と、搬送ライン200のマンドレル100にプリフォーム20を順次投入するプリフォーム投入部300と、プリフォーム投入部300に投入され搬送ライン200によって送られてくるプリフォーム20を順次加熱するプリフォーム加熱部400と、プリフォーム加熱部400に対向配置されたプリフォーム風当て部500と、プリフォーム加熱部400において加熱され搬送ライン200によって送られてくるプリフォーム20を順次ブロー成形するブロー成形部600と、ブロー成形部600によってブロー成形されプリフォーム20から製品として製造され搬送ライン200によって送られてくるペットボトル30を順次取り出すペットボトル取り出し部700を有している。
A PET bottle manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment (hereinafter referred to simply as "PET bottle manufacturing apparatus 1") is a PET bottle manufacturing apparatus that manufactures
なお、プリフォーム加熱部400とプリフォーム風当て部500が配置された部分には加熱空気排気部800が備わっている。また、プリフォーム加熱部400とブロー成形部600との間の搬送ライン200の近傍にはトランジット風当て部900が設けられている。
A heated
以下の説明において、プリフォーム投入部300とこれに対応する搬送ライン200の一部をプリフォーム投入ステーション、プリフォーム加熱部400及びプリフォーム風当て部500とこれに挟まれた搬送ライン200の一部をプリフォーム加熱・風当てステーション、プリフォーム20をブロー成形するブロー成形部600とこれに対応する搬送ライン200の一部をプリフォームブロー成形ステーション、トランジット風当て部900とこれに対応する搬送ライン200の一部をトランジットステーションと適宜呼ぶものとする。
In the following description, the
搬送ライン200は、図1に示すように、平面視トラック形状を有し、プリフォーム20及びペットボトル30をそれぞれ倒立状態で保持しながら移動するマンドレル100が所定の間隔で配置され、所定の移動速度で図中反時計回りに移動するようになっている。なお、本実施形態における搬送ラインの形状やマンドレルの移動方向については、本発明のあくまで一例を示したものに過ぎず、図1の搬送ラインは一例に過ぎない。即ち、搬送ラインが平面視トラック形状以外の形状の場合も当然考えられ、同じくマンドレルの移動方向が図中時計回り場合もあることは言うまでもない。
As shown in FIG. 1, the
なお、搬送ライン200は、プリフォーム投入部300からブロー成形部600までがプリフォーム搬送ライン区間210(図中マンドレル100を示す二重丸の内側の円のみハッチングが施されている区間)、ブロー成形部600からペットボトル取り出し部700までがペットボトル搬送ライン区間220(図中マンドレル100を示す二重丸の全体にハッチングが施されている区間)、ペットボトル取り出し部700からプリフォーム投入部300までが空マンドレル搬送ライン区間230(図中マンドレル100を示す二重丸の全体にハッチングが施されていない区間)の3区間から構成されている。
The
そして、プリフォーム加熱部400とプリフォーム風当て部500との間で規定される搬送ライン200及びトランジット風当て部近傍の搬送ライン200の下側には回転装置250が備わっている。
A
回転装置250は、プリフォーム加熱・風当てステーションにおいてプリフォーム20を搬送ライン200の一定区間に亘って加熱している間、及びトランジットステーションの双方においてマンドレル100を回転させることでプリフォーム20をその軸芯周りに回転させるようなっている。
The
マンドレル100は、図2に示すように、ハウジング110と、ハウジング110に着脱可能に固定された口部装着部120からなる。
The
口部装着部120は、プリフォーム20の口部21に挿入されて両者がしっかりと嵌まり合い、プリフォーム20及びブロー成形後のペットボトル30を垂直に倒立させた状態を保ちながらマンドレル100上で保持するようになっている。
The
なお、マンドレル100の下側には加熱・風当てステーション及びトランジットステーションに設けられた回転装置と連動してマンドレル100自体を回転させる回転連結部130が備わっている。
In addition, below the
プリフォーム投入部300は、搬送ライン上の空マンドレル100がプリフォーム投入ステーションに達した時に空マンドレル100の口部装着部120にプリフォーム20の口部21を嵌め込んで、プリフォーム20をマンドレル100に倒立状態にしたまま次なる加熱・風当てステーションに多数のプリフォーム20を順次供給する役目を果たしている。なお、プリフォーム投入部300には、専用の投入装置や直交座標型のロボット等、様々な公知の装置が用いられている。
The
プリフォーム加熱部400は、搬送ライン200の一定区間を占める加熱・風当てステーションの搬送ライン200に対して一方の側に設けられている。プリフォーム加熱部400は、図1においては搬送ライン200の手前側に亘って水平方向に延在する一定長さのヒーター411,412,413,414,415,416(410)を図2に実線で示すように垂直方向に所定の間隔で複数本(本実施形態では発明の理解及び図示の容易化のために少なめの本数である6本)配置した構成を有している。なお、最下段のヒーター411の配置高さは、マンドレル100に乗せられ加熱・風当てステーションを通過するプリフォーム20の口部21を除いたその近傍をブロー成形により膨らませる加熱量を加えるのに適した高さとなっている。なお、実際にはヒーターの数はペットボトル製造装置の機種により異なっており、通常例えば10本以上等、本実施形態よりも多い本数のヒーターが所定の間隔で配置され、高さの異なるプリフォームの加熱に対応できるようになっている。
The
また、各ヒーター410の裏側には加熱部内風当て部420が備わっている。加熱部内風当て部420は、ファンやブロアから構成され、各ヒーター410において加熱された空気がヒーター内に篭ることなく(留まることなく)、加熱・風当てステーション内のプリフォーム20を効率的に加熱する役目を果たしている(図4の右から左に向かう細い波線の矢印参照)。
In addition, a
プリフォーム加熱部400が各プリフォーム20を加熱する加熱量は、ヒーター調整により高めに設定できる。プリフォーム風当て部500を作動させないとプリフォーム20の少なくとも一部が白化(結晶化)するが、プリフォーム風当て部500を作動させると、高温加熱でもこのような白化(結晶化)が生じない加熱量にすることができる。即ち、プリフォーム風当て部500を有さない従来のペットボトル製造装置に比べて加熱・風当てステーション内の搬送ライン200において各プリフォーム20あたりの加熱量をその分多くすることができる。
The amount of heating by which the
プリフォーム風当て部500は、搬送ライン200の一定区間を占める加熱・風当てステーションの搬送ライン200に対してプリフォーム加熱部400の他方の側に設けられている。そして、プリフォーム風当て部500は、ここでは詳細には図示しないが、ファン、ブロア、コンプレッサー等の送風機510と、送風機510によって送風された空気の流れをプリフォーム全体に局所的に当たるようにするための風当てスリットガイド520を有している。
The
風当てスリットガイド520は、図3に示すように、複数枚の仕切り板521~527を互いに所定の間隔で同一方向に向かうように配置されている。そして、送風機510から送風された空気が風当てスリットガイド520をなすそれぞれの仕切り板521~527の間を通って整流され、各スリットガイドからプリフォーム全体に局所的に吹き付けられるようになっている(図3における風当てスリットガイド520間に示す白抜きの矢印及び図4における風当てスリットガイド520に示す左側から右側に向かう白抜きの矢印参照)。
As shown in FIG. 3, the air blowing
なお、本実施形態では発明の理解及び図示の容易化のために風当てスリット同士の間隔が広く風当てスリットの枚数も少なめとなっているが、実際にはこのような形態に限定されるものではなく、プリフォームへの風当ての効果を勘案してより多くの風当てスリットガイドを設けている。 In this embodiment, for the purpose of facilitating the understanding and illustration of the invention, the intervals between the wind blowing slits are widened and the number of the wind blowing slits is small, but in reality, the configuration is limited to such a form. Instead, more air slit guides are provided in consideration of the effect of air blowing on the preform.
即ち、風当てスリットガイド520を介して各プリフォーム20に向かって吹き出した空気が、ヒーターによって加熱され、搬送ライン200上を軸芯周りに回転しながら移動していくプリフォーム20の全体に吹きかかるようになっている。これによって、各ヒーター410によって熱せられたプリフォーム20の表面の急激な温度上昇に基づく白化現象(結晶化現象)の発生を抑える役目をし、また、プリフォーム内外面の温度差を縮めることによりボトル成形に最適なプリフォーム状態にすることが出来る。
That is, the air blown toward each
プリフォーム風当て部500による各プリフォーム20への風当て量は、プリフォーム風当て部500を作動させないとプリフォーム加熱部400からの高温加熱によりプリフォーム20の少なくとも一部が白化(結晶化)するが、プリフォーム風当て部500を作動させると、高温加熱でもこのような白化(結晶化)が生じないように風当て量を調整できる。
The amount of air blowing to each
なお、プリフォーム風当て部500は、本実施形態においては自動インバータ制御を行っていない。この理由は、自動インバータ制御を行うと、プリフォーム加熱部400内の温度によって自動的にモーターが制御され風量が変わってしまい、加熱されるプリフォーム20の表面温度もまちまちになってしまうためである。そのため、本実施形態においては、プリフォーム20に当てる風の強弱調整については手動でもできるようにして、同じロットのプリフォーム20を加熱しながら風を当てる際に必ず同じ風量となるように条件を揃えている。しかしながら、本発明の作用を十分に発揮し得る範囲内であれば、この実施形態以外の制御方法で加熱中のプリフォーム20に風当てを行っても良い。
Note that the
加熱空気排気部800は、プリフォーム加熱部400とプリフォーム風当て部500との間の空間の上方に設置されている。加熱空気排気部800は、加熱・風当てステーションにおいて生じるプリフォーム20を加熱した後の空気を全体的に吸い込んで外部に排出する役目を果たしている(図4において加熱空気排気部800に向かう湾曲した上向きの矢印参照)。
The heated
なお、本実施形態においては、上述したようにプリフォーム20の口部21(ブロー成形後のペットボトル30の飲み口部)が下向きであるため、加熱空気排気部800は、プリフォーム加熱部400とプリフォーム風当て部500との間の空間の上方に設置されている。しかしながら、ペットボトル製造装置1の構造に応じてプリフォーム20の口部21(ブロー成形後のペットボトル30の飲み口部)が上向きの形態となる場合、加熱された空気がプリフォーム20の口部21に当たらないように加熱後の空気を下側に排出するように加熱空気排気部800を加熱・風当てステーションに設置する場合がある。
In this embodiment, as described above, the
トランジット風当て部900は、加熱・風当てステーションからブロー成形ステーションに入るまでの待機位置、即ち1つ先のマンドレル100に取り付けられたプリフォーム20がブロー成形部600でブロー成形されている間、マンドレル100ごと留まっている位置としてのトランジットステーションに設けられ、加熱・風当てステーションから加熱されて出てきてブロー成形部600の金型611,612(610)に入る直前のプリフォーム20に更に風を当てる役目を果たしている。なお、トランジット風当て部900は、プリフォーム風当て部500と同様にファンやブロア、コンプレッサー等の適当な風当て装置が用いられている。
The transit
トランジットステーションでもプリフォーム20の中に熱が浸透し、白化現象(結晶化現象)が進むことが懸念されるため、ブロー成形される直前のプリフォーム20の結晶化状態に応じてトランジット風当て部900における風当てを行うか行わないかを決定する。即ち、トランジットステーションでプリフォーム20が白化(結晶化)することがないのが明らかな場合においては、このトランジット風当て部900を作動させる必要は無い。
Since it is feared that the heat penetrates into the
なお、図1においてはプリフォーム加熱部400及びプリフォーム風当て部500とブロー成形部600との間の搬送ライン200の近傍の一部であってプリフォーム20がブロー成形前に一時待機する位置にトランジット風当て部900が設けられているが、搬送ライン200に沿ってその近傍に全体的に設けられていても良い。
In FIG. 1, a part of the vicinity of the
ブロー成形部600は、搬送ライン200を跨ぐように備わっている。そして、ブロー成形前のプリフォーム20が搬送ライン200の上流側からマンドレル100に取り付けられて移動してくる際には、図1に示すように金型610の半部611,612同士が互いに離間して開放状態となってペットボトル成形ステーションにマンドレル100及びこれに嵌め込まれたプリフォーム20が規定通り位置決めされて停止するようになっている。そして、これらの停止後に金型610の半部611,612同士が互いに当接して閉塞状態となり、ブロー成形用金型610を構成する。そして、この状態でブロー成形を行いプリフォーム20からペットボトル30に成形した後、再び金型610の半部611,612同士が互いに離間して開放状態となり、ブロー成形後のペットボトル30をマンドレル100ごとペットボトル取り出し部700に向かって移動させるようになっている。
The
ペットボトル取り出し部700は、プリフォーム投入部300とは逆にブロー成形部600においてペットボトル30として成形されマンドレル100に取り付けたまま搬送ライン200を移動してくるペットボトル30をペットボトル取り出しステーションにおいて製品として取り出す役目を果たしている。なお、ペットボトル取り出し部700には、プリフォーム投入部300と同様に、専用の取り出し装置や直交座標型のロボット等、様々な公知の装置が用いられている。
Contrary to the
基台11には上述した本実施形態に係るペットボトル製造装置1の各構成要素を所定の動作タイミングで互いに同期させながら動かすための制御装置(図面では図示せず)が備わると共に、ペットボトル製造装置1の操作者が装置の操作を行ったり装置の作動状況を確認したりするための入力装置及び表示装置(図面では図示せず)が備わっている。
The
続いて、本実施形態に係るペットボトル製造装置1を用いたペットボトル30の製造方法について説明する。最初にプリフォーム投入部300においてプリフォーム20が各マンドレル100の口部装着部120に順次1本ずつ差し込まれる。そして、プリフォーム搬送ライン区間に沿って加熱・風当てステーションに向けて搬送される。加熱・風当てステーションに近づいた段階で各マンドレル100は回転装置250によって回転する。これに伴い、各口部装着部120に嵌まり込んだプリフォーム20も各口部装着部120と共にその軸芯周りに回転する。
Next, a method for manufacturing the
そして、プリフォーム20は回転しながら加熱・風当てステーションのプリフォーム加熱部400とプリフォーム風当て部500の間を通過していく。加熱・風当てステーション通過中は、プリフォーム風当て部からの局所的な風当てが無いとプリフォーム20の少なくとも表面が白化してしまう(結晶化してしまう)程度の、通常より大きな加熱量が各ヒーター410によって加えられる。
The
即ち、このような加熱量がプリフォーム加熱部400から加えられる一方、プリフォーム風当て部500からの局所的な風当てによってプリフォーム20の白化現象(結晶化現象)が阻止されながら加熱・風当てステーションをプリフォーム20が順々に通過していく。
That is, while such a heating amount is applied from the
このように、加熱・風当てステーション内におけるプリフォーム20を加熱した後の空気は加熱空気排気部800を介して常に排出され、加熱・風当てステーションを通過するプリフォーム20に上述したプリフォーム20の白化現象(結晶化現象)の発生をギリギリに抑えるプリフォーム加熱部400の加熱量及び風当て量がプリフォーム20に常にバランス良く供給される。なお、加熱後の空気はプリフォーム20の口部21と反対側に排出されるので、プリフォーム20の加熱すべき部分だけ加熱することができる。
In this way, the air after heating the
本発明の特徴的部分である加熱・風当てステーションを構成するプリフォーム加熱部400の長さは、従来のペットボトル製造装置よりも短くなっているので、これを通過するプリフォーム20は短時間で白化現象(結晶化現象)が生じることなくブロー成形可能な程度まで効率良く加熱される。
The length of the
加熱・風当てステーションで加熱されたプリフォーム20はトランジットステーションでその前に搬送されるプリフォーム20がブロー成形ステーションでブロー成形されるまでマンドレル100の口部装着部120に取り付けられたまま待機する。この際においても、回転装置250によってマンドレル100が回転することでプリフォーム20も口部装着部120と共に回転し続ける。そして、トランジットステーションに設けられたトランジット風当て部900によってプリフォーム20の軸芯周りに全周に亘って風が吹き付けられ白化現象(結晶化現象)がトランジットステーションで生じるのを防止する。
The
先行するプリフォーム20のブロー成形が終わった後、ブロー成形ステーションのブロー成形用金型610が開放され、続く加熱されたプリフォーム20が口部装着部120に取り付けられたままマンドレル100ごとブロー成形ステーションまで移動して停止する。そして、ブロー成形用金型610が閉塞し、プリフォーム20がペットボトル30の大きさまでブロー成形される。
After the blow molding of the preceding
ブロー成形されたペットボトル30は、その飲み口部が口部装着部120に嵌まったままマンドレル100ごと搬送ライン200のペットボトル搬送ライン区間をペットボトル取り出しステーションまで移動する。そして、ペットボトル取り出しステーションでマンドレル100が停止した状態でペットボトル取り出し部700によりマンドレル100の口部装着部120からペットボトル30が製品として順次取り出されていく。
The blow-molded
口部装着部120からペットボトル30が取り出された空マンドレル100は、搬送ライン200の空マンドレル搬送ライン区間を通って再びプリフォーム投入ステーションまで移動し、上述した一連の工程を再び繰り返す。
The
このようにして、ペットボトル製造装置の生産効率及び小型化のネックとなっていた加熱ステーションを本発明においては従来とは異なる加熱・風当てステーションに変えることで、その生産効率をかなり高めると共にペットボトル製造装置自体の小型化を達成する。 In this way, the heating station, which has been a bottleneck in the production efficiency and downsizing of the PET bottle manufacturing apparatus, is replaced with a heating/air blowing station different from the conventional one in the present invention. To achieve miniaturization of a bottle manufacturing apparatus itself.
続いて、上述した実施形態を一例とする本発明に係るペットボトル製造装置において、従来とは異なり特別にプリフォーム風当て部やトランジット風当て部を設けてプリフォームに積極的に風を当てる理由についてより詳しく説明する。 Next, in the PET bottle manufacturing apparatus according to the present invention, the above-described embodiment is taken as an example. will be described in more detail.
ポリエチレンテレフタレート(PET)でできたプリフォームに熱をかけることの問題点として、加熱工程において一定の温度を超えた温度で急速に加熱するとその表面が結晶化(白化)してしまい、その後のブロー成形工程でそれ以上伸びなくなってしまう。即ち、ブロー成形工程でその結晶化した部分が伸びなくなったプリフォームは、規定の形状を有さない不良品のペットボトルとしてブロー成形されてしまう。そのため、加熱工程におけるヒーターの温度の上げ方にも限界が生じ、搬送ラインに沿ってある程度長い加熱ステーションを設ける必要がある。 The problem with applying heat to a preform made of polyethylene terephthalate (PET) is that if it is rapidly heated to a temperature above a certain temperature during the heating process, the surface will crystallize (whiten), and the subsequent blowing will be a problem. It will not stretch any further during the molding process. That is, a preform in which the crystallized portion is no longer elongated in the blow molding process is blow molded as a defective PET bottle that does not have a specified shape. Therefore, there is a limit to how the temperature of the heater can be raised in the heating process, and it is necessary to provide a somewhat long heating station along the transfer line.
特に、肉厚の厚いプリフォームの場合、マンドレルを回転させてプリフォーム自体の厚み方向の表面から内側面までのかなりの厚みの部分をヒーターで充分加熱する必要がある。そのため、内側面まで充分加熱するようにプリフォームの表面部分からヒーターにより高温で加熱すると、プリフォームの表面と内側面で温度差が出ることになる。つまり、表面から内側までの温度変化の勾配が大きくなる。 In particular, in the case of a thick preform, it is necessary to rotate the mandrel and sufficiently heat the thick portion of the preform itself from the surface in the thickness direction to the inner surface with the heater. Therefore, if the surface portion of the preform is heated to a high temperature by a heater so as to sufficiently heat the inner surface, a temperature difference occurs between the surface and the inner surface of the preform. That is, the gradient of temperature change from the surface to the inside becomes large.
プリフォームの内側面を所定の温度に達するまで加熱した状態においては、プリフォームの表面からのみ加熱している関係上、厚み方向の温度勾配がどうしても生じてプリフォームの表面の温度が高温となり、表面だけ白化(結晶化)してしまう場合がある。 When the inner surface of the preform is heated to a predetermined temperature, a temperature gradient in the thickness direction inevitably occurs due to the fact that only the surface of the preform is heated, and the temperature of the surface of the preform becomes high. Only the surface may be whitened (crystallized).
プリフォームの一部でも白化(結晶化)して規定通り膨張しないと、所望のペットボトルの形状とならず不良品となってそのまま廃棄するか再度フレークに裁断してリサイクルせざるを得ないため、製品の歩留まりが低下してしまう。 If even a part of the preform is whitened (crystallized) and does not expand as specified, the PET bottle does not have the desired shape and becomes a defective product, which must be discarded as it is or cut into flakes again for recycling. , the product yield is reduced.
そのため従来は、肉厚の厚いプリフォームを加熱する場合や、生産速度を上げる場合、加熱ステーションの長さを搬送ラインに沿ってかなり長くする必要がある。その結果、ペットボトル製造装置自体の大型化を招き、また生産速度を上げるために加熱ステーションの長さを長くするにも限りがあるためペットボトルの生産効率が制限されてしまう。 Therefore, conventionally, when heating thick preforms or when increasing the production speed, the length of the heating station must be considerably increased along the transport line. As a result, the size of the PET bottle manufacturing apparatus itself is increased, and there is a limit to the length of the heating station for increasing the production speed, which limits the production efficiency of PET bottles.
しかしながら、本発明によると、加熱・風当てステーションにおいてヒーターによってプリフォームが加熱されると同時にそのプリフォームにプリフォーム風当て部の風当てスリットガイドから局所的に風を当てることによって、たとえ肉厚の厚いプリフォームであっても内外面の温度差を縮め、内側面の所定温度に、白化(結晶化)することなく到達する状態を、余分な時間をかけず、つくり出すことができる。 However, according to the present invention, the preform is heated by the heater in the heating/air blowing station, and at the same time, air is locally applied to the preform from the air blowing slit guide of the preform blowing section, thereby reducing the thickness of the preform. Even with a thick preform, the temperature difference between the inner and outer surfaces can be reduced, and a state in which the inner surface reaches a predetermined temperature without whitening (crystallization) can be created without spending extra time.
更には、加熱・風当てステーションを出たプリフォームがブロー成形用の金型に入るまでの間で規定されるトランジット(待機)区間においても風を当てるようになっているので、その効果を高めることができる。 Furthermore, the effect is enhanced because the air is applied even in the transit (standby) section defined until the preform exiting the heating/air blowing station enters the mold for blow molding. be able to.
即ち、本発明においては、上述したようなプリフォーム風当て部によって、加熱・風当てステーション及びトランジットステーションにおいて風当て部分をつくり、プリフォームの表面を強制的に冷やすことで、加熱装置のヒーター温度を高めてもプリフォームの表面に白化現象(結晶化現象)が生じるのを防止することができることを発明者が着目した事に技術的に大きな意義がある。 That is, in the present invention, the preform air blowing portion as described above creates air blowing portions in the heating/air blowing station and the transit station, and forcibly cools the surface of the preform, thereby increasing the heater temperature of the heating device. It is of great technical significance that the inventor paid attention to the fact that whitening (crystallization) can be prevented from occurring on the surface of the preform even if the is increased.
また、この風当て中、プリフォームは回転装置で常に回転しているので、プリフォームの外周面にヒーターの熱が均一に加わると共に、風当て部のガイドスリットから吹き出した風が均一に当たる。 In addition, since the preform is constantly rotated by the rotating device during the air blowing, the heat of the heater is uniformly applied to the outer peripheral surface of the preform, and the air blown out from the guide slit of the air blowing portion uniformly hits the preform.
その結果、ヒーターの熱を、表面からプリフォームに当て、プリフォームの内側に浸透していく過程において従来のようにプリフォームの表面が高温になり白化(結晶化)が生じてしまうのを防ぐことができる。 As a result, the heat of the heater is applied to the preform from the surface, and in the process of penetrating into the inside of the preform, the surface of the preform becomes hot and whitening (crystallization) is prevented. be able to.
また、プリフォームの表面に風を当てることにより、プリフォームを従来よりも高温で加熱しても表面の白化(結晶化)を抑えながら従来に比べてプリフォームの内側にすばやく熱を伝えることができるので、表面と内面の温度差が小さくなる。その結果、プリフォームの表面に白化(結晶化)を生じさせることなく表面から内側面に至るまで全体的に温度変化の勾配の緩い高温の加熱状態とすることができる。 In addition, by blowing air onto the surface of the preform, even if the preform is heated at a higher temperature than before, it is possible to conduct heat to the inside of the preform more quickly than before while suppressing whitening (crystallization) of the surface. As a result, the temperature difference between the surface and the inner surface becomes smaller. As a result, it is possible to heat the preform at a high temperature with a gentle gradient of temperature change from the surface to the inner surface without causing whitening (crystallization) on the surface of the preform.
そのため、このようにたとえ肉厚の厚いプリフォームであっても全体的に高温で安定したプリフォームに加熱することができその後ブロー成形も容易になる。 Therefore, even a preform having a large thickness can be heated to a stable preform at a high temperature as a whole, and blow molding can be easily performed thereafter.
また、本発明特有の風当て技術により、従来技術のようにプリフォームの表面が高温になり白化(結晶化)が生じてしまうのを防ぐため、ゆっくり白化しない程度の温度でプリフォームを加熱し、熱を浸透させるという対策を取る必要がないので、ヒーターを高温にでき、加熱時間を短縮することが可能となる。その結果ヒーターゾーンを短くできるので加熱装置の消費電力を低減させることができる。 In addition, in order to prevent whitening (crystallization) due to the high temperature of the surface of the preform as in the conventional technology, the air blowing technique unique to the present invention slowly heats the preform at a temperature that does not cause whitening. Since there is no need to take measures to permeate heat, the heater can be heated to a high temperature and the heating time can be shortened. As a result, the heater zone can be shortened, so that the power consumption of the heating device can be reduced.
そして、本発明によるとペットボトル製造装置の省スペース化を図ることで大きなメリットが生じる。つまり、従来のペットボトル製造装置によると、特に肉厚の厚いプリフォーム等をペットボトルにする場合、ヒーター時間が長くなければならないので、これに伴い長い加熱ステーションが必要となっていたが、本発明の場合、プリフォームの加熱過程において加熱時間を短縮できるので、加熱・風当てステーションを短くできる。 Further, according to the present invention, a large advantage is obtained by achieving space saving of the PET bottle manufacturing apparatus. In other words, according to the conventional PET bottle manufacturing apparatus, when a thick preform or the like is made into a PET bottle, the heating time must be long, and accordingly, a long heating station is required. In the case of the invention, since the heating time can be shortened in the heating process of the preform, the heating/air blowing station can be shortened.
また、本発明に係るペットボトル製造装置によると、プリフォームの肉厚が厚くても安定したブロー成形を行い、歩留まりの良好なペットボトルの製造が可能となる。その結果、様々なタイプのペットボトルを製造するためのプリフォームをこのペットボトル製造装置に投入することができるようになる。具体的には、ウォーターサーバー用ペットガロンボトルにブロー成形可能な肉厚の厚いプリフォームが一例として挙げられる。また、略一定の直径を有する一般的なペットボトルとは異なる異形形状のペットボトル、即ち例えば人気のあるアニメのキャラクターや観光名所としての有名な建造物を三次元的に模したような異形形状のペットボトルにブロー成形可能な肉厚の厚いプリフォームに対してもこのペットボトル製造装置を利用可能である。 Further, according to the PET bottle manufacturing apparatus of the present invention, stable blow molding can be performed even if the thickness of the preform is large, and it is possible to manufacture PET bottles with a good yield. As a result, preforms for manufacturing various types of PET bottles can be put into this PET bottle manufacturing apparatus. A specific example is a thick preform that can be blow-molded into a PET gallon bottle for a water server. In addition, a PET bottle with a deformed shape different from a general PET bottle having a substantially constant diameter, that is, a deformed shape that three-dimensionally imitates, for example, a popular anime character or a famous building as a tourist attraction. This PET bottle manufacturing apparatus can also be used for thick preforms that can be blow-molded into PET bottles.
これに加えて、本発明に係るペットボトル製造装置の場合、限られたスペースにペットボトル製造装置を設置する要望がある場合、大型機よりも省スペース設計の装置とすることができる。 In addition, in the case of the PET bottle manufacturing apparatus according to the present invention, if there is a demand to install the PET bottle manufacturing apparatus in a limited space, the apparatus can be designed to be more space-saving than a large machine.
即ち、一般的な量産機の場合のように生産スピードを上げる為に加熱部の全長を必要以上に長くする必要がなく、その結果、機械が大型化することがない。具体的には、従来の一般的な製造装置の場合、生産スピードを上げるために加熱温度を通常より上げる方法ではプリフォームが白化(結晶化)してしまい、ブローしてペットボトル形状まで膨らますことが難しかった。これを防止すべく加熱温度は通常と大幅な変化は持たせず、プリフォームの加熱部通過速度を上げ、かつ外側から内側への熱の浸透を得るために加熱部の全長を長く伸ばした装置とならざるを得ず、機械の大型化につながっていた。しかし、本発明の場合、風当て装置により高温でのプリフォーム加熱が可能となり、ヒーターゾーンが短縮されたことにより省スペース設計に対応した特性を生かしつつ、つまりは大量のプリフォームを従来よりも短時間で加熱し、大量生産用の型数の多い金型に入れ、ブロー成形することができるので、従来より短時間で大量のペットボトルを製造することができる。 That is, there is no need to increase the total length of the heating section to increase the production speed, unlike in the case of a general mass-production machine, and as a result, the size of the machine is not increased. Specifically, in the case of conventional general manufacturing equipment, if the heating temperature is raised above normal in order to speed up production, the preform will whiten (crystallize) and blow up to the shape of a PET bottle. was difficult. In order to prevent this, the heating temperature does not change significantly from normal, the speed of the preform passing through the heating section is increased, and the entire length of the heating section is extended to obtain heat penetration from the outside to the inside. This inevitably leads to an increase in the size of the machine. However, in the case of the present invention, it is possible to heat the preforms at a high temperature by means of the air blowing device, and by shortening the heater zone, while taking advantage of the characteristics corresponding to the space-saving design, in other words, a large amount of preforms can be produced more than before. It can be heated in a short time, placed in a large number of molds for mass production, and blow-molded.
更には、本発明に係るペットボトル製造装置によると、耐熱性ペットボトルを製造するのにも適している。具体的には、解決すべき課題で詳細に説明したペットボトルの一形態である耐熱ペットボトルに関する問題も解決することができる。即ち、本発明によると従来とは異なり、プリフォームの外側から内側まで高温の熱を浸透させることができるので、従来のように外側の熱が内側に伝わる前に外側の白化が進みブロー成形でペットボトル形状まで膨らますことができなかったり、プリフォーム外側の白化を避けるために白化寸前までプリフォームを加熱できないという理由で、耐熱温度が低いボトルしか成形できなかったりという問題を解決することができる。その結果、本発明の場合、耐熱ボトル製造の際に従来問題となっていた常温ボトル製造とは異なる工程を踏むような複雑な製造工程を踏まなくてすみ、この工程を簡略化させることができる。 Furthermore, the PET bottle manufacturing apparatus according to the present invention is also suitable for manufacturing heat-resistant PET bottles. Specifically, it is possible to solve the problems related to heat-resistant PET bottles, which are one form of PET bottles, as described in detail in the Problems to be Solved. That is, according to the present invention, high-temperature heat can permeate from the outside to the inside of the preform, unlike the conventional method, so that the whitening of the outside progresses before the heat from the outside is transmitted to the inside as in the conventional method, and blow molding is possible. It is possible to solve the problem that only bottles with low heat resistance temperatures can be molded because the preform cannot be inflated to the shape of a PET bottle and the preform cannot be heated to the point of whitening to avoid whitening of the outside of the preform. . As a result, in the case of the present invention, there is no need to go through a complicated manufacturing process that is different from normal temperature bottle manufacturing, which has been a problem in the past when manufacturing heat-resistant bottles, and this process can be simplified. .
続いて、上述した本発明に係るペットボトル製造装置の適用対象の広さについて補足説明する。まず、ウォーターサーバー等大容量ボトルにも応用が利く点について説明する。ウォーターサーバー(3ガロン・5ガロン等)ボトルは、プリフォームをかなり引き伸ばして製造する。 Next, a supplementary explanation will be given on the scope of application of the PET bottle manufacturing apparatus according to the present invention. First, I will explain the point that it can be applied to large-capacity bottles such as water servers. Water server (3 gallon, 5 gallon, etc.) bottles are manufactured by stretching the preform considerably.
ガロンボトルのように大容量ボトルを膨らます場合、コーナー部分をつくるには、プリフォームを高温で熱して成形するため、コーナー部分のひけ(くしゃくしゃになる現象)若しくは、白化(結晶化)することが多く、従来では理想的な成形条件を出すのは極めて難しかったが、本発明に係る風当て技術を使えば、そのような問題を一気に解消することができる。 When inflating a large-capacity bottle such as a gallon bottle, the corners are formed by heating the preform at a high temperature. In many cases, it has been extremely difficult to obtain ideal molding conditions in the past, but if the air blowing technique according to the present invention is used, such problems can be solved at once.
また、延伸倍率が高いペットボトル(プリフォームを多く伸ばす必要のあるペットボトル)にも応用が利く。複雑な形状ボトルを製造する時に使う肉厚プリフォームは、内部まで熱が浸透するのに時間がかかるため、風当て技術を使いプリフォーム内部までの浸透時間を短縮し、表面と内面の温度が一定の高温プリフォームにすることによって安定した品質のペットボトル成形が可能となる。 It is also applicable to PET bottles with a high stretch ratio (PET bottles that require a large amount of preform stretching). Thick-walled preforms used to manufacture bottles with complex shapes take time for heat to permeate to the inside. By using constant high-temperature preforms, PET bottle molding with stable quality becomes possible.
なお、本発明の範囲は上述した実施形態に限るものではない。即ち、上述した実施形態におけるプリフォームの材質に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレートでできたプリフォームに代えて、加熱過程において結晶化現象が生じる場合のある例えばポリプロピレン(PP)でできたプリフォームを本発明に係るペットボトル製造装置のプリフォーム投入部に投入することも可能である。 In addition, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above. That is, the material of the preform is not limited to the one used in the above-described embodiment. For example, instead of the preform made of polyethylene terephthalate, it may be made of polypropylene (PP), which may cause crystallization during the heating process. It is also possible to put the preform into the preform introduction part of the PET bottle manufacturing apparatus according to the present invention.
また、本発明の範囲は、上述した実施形態における各構成要素に関して挙げた形状や個数に限定されるものではない。例えば、搬送ライン全体がペットボトル製造装置の上側に設置され、プリフォームやペットボトルを取り付けるマンドレルを搬送ラインに下向きに所定間隔で設けることで、プリフォームやペットボトルを吊り下げながら搬送ラインに沿ってこれらを移動させる形態のペットボトル製造装置についても適用可能である。なお、この場合は、加熱・風当てステーションの加熱空気排気部がプリフォームの口部と反対側に位置する構造となる場合もある。 Moreover, the scope of the present invention is not limited to the shapes and numbers of the constituent elements in the above-described embodiments. For example, the entire conveying line is installed above the PET bottle manufacturing equipment, and mandrels for attaching the preforms and PET bottles are provided downward at predetermined intervals on the conveying line so that the preforms and PET bottles can be suspended along the conveying line. It is also applicable to a PET bottle manufacturing apparatus in which these are moved by means of a lever. In this case, the heating/air blowing station may have a structure in which the heated air exhaust part is located on the opposite side of the mouth of the preform.
また、プリフォーム風当て部において必ずしも風当てガイドスリットを設ける必要はないが、風当てガイドスリットを設けることでプリフォームに向けて効率的に風を当てることができるので好ましい。 Further, although it is not always necessary to provide an air blowing guide slit in the preform air blowing portion, it is preferable to provide an air blowing guide slit so that air can be efficiently blown toward the preform.
また、図1においては、プリフォーム風当て部500は、マンドレルの搬送方向に沿ってプリフォーム加熱部400のヒーター410と同程度の長さで設けたが、必ずしもこれと同等にすることなくプリフォーム風当て部500の長さはその作用が充分に発揮できれば多少短くする等適宜変更可能であることは言うまでもない。
Also, in FIG. 1, the
また、加熱・風当てステーションにおいてプリフォーム風当て部が設けられていれば、加熱・風当てステーションとブロー成形ステーションとの間にトランジット風当て部を必ずしも設ける必要は無い。しかしながら、これらの間の搬送ラインの近傍の一部又は全部にトランジット風当て部を設けることによって、本発明の上述した作用をより効果的に発揮することができる。 Further, if the preform air blowing section is provided in the heating/air blowing station, it is not always necessary to provide the transit air blowing section between the heating/air blowing station and the blow molding station. However, by providing the transit wind blower in part or all of the vicinity of the transport line between them, the above-described effects of the present invention can be exhibited more effectively.
また、本発明に係るペットボトル製造装置によってペットボトルの大量生産をより一層可能とするために、ブロー成形部が一度に複数本のペットボトルをブロー成形可能な構造となっていても良い。具体的には、例えばブロー成形部に複数の金型が直列に並んで設置され、それぞれの金型において同時にプリフォームをブロー成形してペットボトルとするような構造が考えられる。プリフォーム加熱部の部分が従来の大量生産機よりも短くなっているため、従来と比べ省スペース設計の製造装置においても大量生産に対応できる。 Further, in order to further enable mass production of PET bottles by the PET bottle manufacturing apparatus according to the present invention, the blow molding section may have a structure capable of blow molding a plurality of PET bottles at once. Specifically, for example, a structure is conceivable in which a plurality of molds are arranged in series in a blow molding section, and preforms are simultaneously blow-molded in the respective molds to form PET bottles. Since the preform heating part is shorter than conventional mass production machines, it is possible to handle mass production even with space-saving design manufacturing equipment compared to conventional machines.
なお、本発明に係るペットボトル製造装置によると、上述したポリエチレンテレフタレートでできたプリフォームに代えて、加熱過程において結晶化現象が生じる場合のあるプリフォームをプリフォーム投入部に投入できる。具体的には、例えばポリプロピレン(PP)等の熱可塑性樹脂でできたプリフォームをプリフォーム投入部に投入することで、ポリプロピレンでできた飲料用容器や食品用容器として利用可能なペットボトルを小型のペットボトル製造装置によって大量生産することが可能となる。 According to the PET bottle manufacturing apparatus of the present invention, instead of the preform made of polyethylene terephthalate, a preform that may undergo crystallization during the heating process can be loaded into the preform loading section. Specifically, for example, by inserting a preform made of thermoplastic resin such as polypropylene (PP) into the preform input part, a PET bottle that can be used as a beverage container or food container made of polypropylene can be made into a small size. It is possible to mass-produce by the PET bottle manufacturing equipment.
最後に、本発明の作用を発揮することの出来る第2の実施形態について説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係るペットボトル製造装置の構成を概略的に示す平面図である。第2の実施形態に係るペットボトル製造装置は、基本的に第1の実施形態に係るペットボトル製造装置と等価的な構成を有しているため、両者の異なる構成である第2の実施形態の特徴的部分についてのみ説明し、その他の構成については図面に同等の符号を付して詳細な説明を省略する。 Finally, a second embodiment capable of exhibiting the effects of the present invention will be described. FIG. 5 is a plan view schematically showing the configuration of a PET bottle manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention. Since the PET bottle manufacturing apparatus according to the second embodiment basically has a configuration equivalent to that of the PET bottle manufacturing apparatus according to the first embodiment, the configuration of the two is different from that of the second embodiment. Only the characteristic parts of are described, and the other configurations are denoted by the same reference numerals in the drawings and detailed description thereof is omitted.
なお、図5において発明の理解の容易化と図示の簡略化のためにマンドレル100の数を少なめに描いたが、実際にはよりペットボトル製造装置2の大きさによって異なるが図示する数よりも多くの数のマンドレル100が互いに短い間隔で搬送ライン200によって搬送されている。
In FIG. 5, the number of
第1の実施形態に係るペットボトル製造装置1においては、プリフォーム風当て部500は、プリフォーム加熱部400によってプリフォーム20が加熱される過程においてプリフォーム20に風を当てるように設けられていた。そして、トランジット風当て部900がその補助的な風当て装置としてプリフォーム20を加熱してからブロー成形部の600に入るまでの間のトランジットゾーンの所定位置に設けられていた。そして、このトランジット風当て部900は、あくまで補助的な風当ての役目をするものであり、プリフォーム加熱部400に対向する位置にメインのプリフォーム風当て部500が設けられていれば、補助的なトランジット風当て部900については必ずしも必要としない旨を説明した。
In the PET bottle manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment, the
一方、第2の実施形態に係るペットボトル製造装置2の場合、図5に示すように、プリフォーム加熱部400には第1の実施形態のプリフォーム風当て部500の代わりに加熱促進用反射板550が設けられ、第1の実施形態における補助的役目を果たしていたトランジット風当て部900が設けられた位置には、トランジットゾーン風当て部950が本実施形態におけるメインの風当て部として設けられている。
On the other hand, in the case of the PET bottle manufacturing apparatus 2 according to the second embodiment, as shown in FIG. A transit zone
加熱促進用反射板550は、加熱用のヒーター410と搬送ライン200を介して反対側に設けられ、ヒーター410の熱を反射することでプリフォーム20に効率良く熱を加えるための役目を果たしている。なお、プリフォーム加熱部400の加熱促進用反射板550については第2の実施形態においてとりあえず設けたものであり、本発明を実施する上ではプリフォーム20の加熱状況に応じて必ずしも必要としない。
The
第2の実施形態におけるプリフォーム加熱部400の構造については、プリフォーム風当て部500の代わりに加熱促進用反射板550が設けられた以外、第1の実施形態と同様であるので、共通する各構成要素の説明を省略する。
The structure of the
トランジットゾーン風当て部950は、第1の実施形態のトランジット風当て部900と基本的構成を共通とするが、プリフォーム加熱部400を通り過ぎる間は白化(結晶化)現象が生じずこのトランジットゾーンにおいて急に白化(結晶化)現象が生じる場合の対策を低コストで確実にとることができる。なお、図5においては、説明の都合上及び発明の理解の容易化のためにトランジットゾーン風当て部950を1つだけ描いているが、機種によっては数個のプリフォーム20に風が当たる構造となる場合があるので、実際には図5のようなマンドレル100の配置形態に限定されるものではない。
The transit zone
このようにプリフォーム加熱部400にプリフォーム風当て部500を設けることなく、プリフォーム加熱部400でプリフォーム20を加熱してからブロー成形部600に入るまでの間の所定位置にトランジットゾーン風当て部950が設けられていても本発明特有の作用効果を十分に発揮し得る。この点について以下に説明する。
Thus, without providing the
第2の実施形態特有の構成であるトランジットゾーンだけの風当て部がなぜ有効なのかに付いての所見は以下の通りである。
(1)プリフォームの加熱ゾーンの加熱中においては白化(結晶化)が生じないがトランジットゾーンで白化(結晶化)してしまう場合があるためである。具体的には、プリフォーム加熱部を出てすぐに白化(結晶化)してしまうことがよくあるためである。
(2)プリフォーム加熱部でプリフォームが熱せられ、加熱部後半になればなるほど熱がプリフォームにこもるため、加熱部後半及び加熱部を出てすぐの場所で高温になり、白化(結晶化)してしまう現象が発明者によって確認されている。そのため、そのような現象を防ぐためにトランジットゾーンのみで風を当てることによる白化(結晶化)を防止することが現状において非常に有効な手段として考えられるからである。
(3)プリフォームをペットボトルに成形する際に設計通りの理想的な成形を行うためには、プリフォームの内外面の温度には差がない(一定である)ことが望ましい。即ちプリフォームの外周面から内周面に達するまでの温度勾配(温度の下がり方の傾き)が全くないか実際にこれに影響を与える諸要因を勘案したとしても小さければ小さいほど好ましい。
As to why the wind blower only in the transit zone, which is the configuration unique to the second embodiment, is effective, the observations are as follows.
(1) Although whitening (crystallization) does not occur during heating in the heating zone of the preform, whitening (crystallization) may occur in the transit zone. Specifically, this is because it often whitens (crystallizes) immediately after leaving the preform heating section.
(2) The preform is heated in the preform heating section, and the heat is trapped in the preform in the latter half of the heating section. ) has been confirmed by the inventor. Therefore, in order to prevent such a phenomenon, it is currently considered as a very effective means to prevent whitening (crystallization) by applying wind only in the transit zone.
(3) When molding a preform into a PET bottle, it is desirable that there is no temperature difference (constant temperature) between the inner and outer surfaces of the preform in order to perform ideal molding as designed. That is, it is preferable that there is no temperature gradient from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the preform (inclination of temperature decrease), or that it is as small as possible, even considering various factors that actually affect this.
そのため、プリフォーム加熱部にプリフォーム風当て部を設けない場合、プリフォーム加熱部でプリフォームを熱するとプリフォームの外側から内側に向かって熱が一方向に伝わることに起因して、プリフォーム加熱部を出た時点では外側と内側の温度が一定でなくなる場合がある。これは、プリフォームの肉厚が厚ければ厚いほど顕著になる傾向にある。 Therefore, if the preform heating section is not provided with a preform blower section, when the preform is heated in the preform heating section, the heat is transmitted in one direction from the outside to the inside of the preform, causing the preform to Outside and inside temperatures may not be constant when exiting the heating section. This tends to become more pronounced as the thickness of the preform increases.
そのため、このようにプリフォーム外側の温度が内側の温度よりも高くなっている状態を、プリフォームがプリフォーム加熱部を出た加熱過程の直後におけるトランジットゾーンにおいて外側から風をあてて内外面の温度を近づけることで、第1の実施形態においてプリフォーム加熱部でプリフォーム風当て部によりプリフォームに風を当てた場合と同等の理由で、本発明の作用を十分に発揮することができる。即ち、プリフォーム加熱部やその後のトランジットゾーンにおいて風当て部を有さない従来のペットボトル製造装置のように白化(結晶化)が生じたり、内外面の温度差が一定でないためにボトル成形不良が生じてしまったりするのを防止することができる。 Therefore, the state in which the temperature of the outside of the preform is higher than the temperature of the inside of the preform can be corrected by blowing air from the outside in the transit zone immediately after the preform has left the preform heating section. By bringing the temperatures close to each other, the effects of the present invention can be fully exhibited for the same reason as in the first embodiment, in which the preform heating section blows air against the preform using the preform blowing section. That is, whitening (crystallization) occurs in the preform heating section and subsequent transit zone, as in a conventional PET bottle manufacturing apparatus that does not have an air blowing section, and bottle molding defects occur because the temperature difference between the inner and outer surfaces is not constant. can be prevented from occurring.
以上のような理由により、第1の実施形態のようにプリフォーム加熱部400にプリフォーム風当て部500を設けず、その代わりにトランジットゾーンにトランジットゾーン風当て部950を設けても本発明の効果を発揮することが十分に可能となる。
For the reasons described above, even if the
トランジットゾーン風当て部の具体的構成としては、図5に代表的に示したトランジットゾーン風当て部950の設置位置であっても良く、その設置位置の開始場所を実際にはプリフォーム加熱部400の出口側に設け、この開始場所から搬送ライン200に沿ってブロー成形部600に向けて上述したプリフォームの白化(結晶化)を防ぐのに十分な長さのトランジットゾーン風当て部950を設ける形態にしても良い。この場合の長さは、トランジットゾーン風当て部950によって当てる風の量や風速などを勘案してシミュレーションや実地検証などを経て決定するのが良い。
As a specific configuration of the transit zone wind blowing section, the installation position of the transit zone
本発明にかかる第2の実施形態に係るペットボトル製造装置によると、既存のペットボトル製造装置、即ちプリフォーム加熱装置にプリフォーム風当て部が設けられていない製造装置にトランジットゾーン風当て部を後付けすることが可能となる。これによって、従来型のプリフォーム加熱装置のヒーターの温度を高めると共に、マンドレルの加熱装置内における搬送ライン状の移動速度を上げることで、全てのプリフォームが従来よりも短時間に加熱工程を通過させることができるようになる。 According to the PET bottle manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention, an existing PET bottle manufacturing apparatus, that is, a manufacturing apparatus in which a preform heating device is not provided with a preform blowing unit, is provided with a transit zone blowing unit. It can be retrofitted. As a result, all preforms pass through the heating process in a shorter time than before by raising the temperature of the heater of the conventional preform heating device and increasing the moving speed of the mandrel along the transfer line in the heating device. You will be able to
即ち、このような状態においては従来ではプリフォーム加熱装置を出た直後にプリフォームの白化(結晶化)現象が生じてしまう恐れがあったりプリフォームの外側と内側との熱分布の温度勾配が好ましくない程度まで生じたりしてその後のブロー成形部におけるブロー成形に悪影響を与えていたが、既存のペットボトル製造装置に本発明に係る第2の実施形態のようにトランジットゾーン風当て部を後付けすることで、プリフォームがプリフォーム加熱装置を出た後のトランジットゾーンにおいてトランジットゾーン風当て部によってプリフォームに風を当てることができるようになり、従来のような白化(結晶化)に基づく深刻な問題の発生を回避することができる。 In other words, in such a state, there is a risk that the preform will whiten (crystallize) immediately after leaving the preform heating apparatus, or that the temperature gradient of the heat distribution between the outside and the inside of the preform will be large. However, the existing PET bottle manufacturing apparatus can be retrofitted with a transit zone wind blower as in the second embodiment of the present invention. By doing so, it becomes possible to apply air to the preform in the transit zone after the preform exits the preform heating device by means of the air blowing unit in the transit zone. problems can be avoided.
このように、本発明の第2の実施形態によると、既存のペットボトル製造装置にプリフォーム風当て部を後付けすることで、さらなる効果として、その製造装置のプリフォーム加熱装置における加熱過程の時間を短縮化することができる。これによって、決まった時間内により多くのペットボトルを効率よく製造することができるようになるという特別なメリットを共有することができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, by retrofitting the preform air blowing unit to the existing PET bottle manufacturing apparatus, as a further effect, the heating process time in the preform heating device of the manufacturing apparatus can be reduced. can be shortened. This allows them to share the special benefit of being able to efficiently produce more PET bottles in a given amount of time.
1,2 ペットボトル製造装置
11 基台
20 プリフォーム
21 口部
30 ペットボトル
100 マンドレル
110 ハウジング
120 口部装着部
130 回転連結部
200 搬送ライン
210 プリフォーム搬送ライン区間
220 ペットボトル搬送ライン区間
230 空マンドレル搬送ライン区間
250 回転装置
300 プリフォーム投入部
400 プリフォーム加熱部
411,412,413,414,415,416(410) ヒーター
420 加熱部内風当て部
500 プリフォーム風当て部
510 送風機
520 風当てスリットガイド
521~527 仕切り板
550 加熱促進用反射板
600 ブロー成形部
610 (ブロー成形用)金型
611,612 半部(金型)
700 ペットボトル取り出し部
800 加熱空気排気部
900 トランジット風当て部
950 トランジットゾーン風当て部
Reference Signs List 1, 2 PET
REFERENCE SIGNS
700 PET bottle take-out
Claims (6)
前記ペットボトル製造装置は、
ペットボトルとしてブロー成形されるプリフォームを所定の間隔で順々に搬送する搬送ラインと、
前記搬送ラインの上流側に設けられ前記プリフォームを前記搬送ラインに投入するプリフォーム投入部と、
前記搬送ラインの下流側に設けられ、前記ペットボトル製造装置によって製造されたペットボトルを取り出すペットボトル取り出し部と、
前記ペットボトル取り出し部よりも前記搬送ラインの上流側に設けられたブロー成形部と、
前記搬送ラインにおいて前記プリフォーム投入部と前記ブロー成形部との間に設けられ、前記プリフォームを当該ブロー成形部でブロー成形するために必要な加熱を前記プリフォームに対して前記搬送ラインの所定の区間に亘って行うプリフォーム加熱部と、
前記プリフォーム加熱部内に設けられた第1のプリフォーム風当て部と、前記プリフォーム加熱部から出た前記搬送ラインに沿った所定箇所に設けられた第2のプリフォーム風当て部と、
前記プリフォームを前記搬送ラインの一定区間に亘って加熱している間及び風を当てている間、当該プリフォームをその軸芯周りに一定方向に常に回転させる回転装置と、を有し、
前記プリフォーム加熱部内においては、当該プリフォームが搬送される間に当該加熱部による加熱と前記第1のプリフォーム風当て部による冷却を交互に繰り返すようになっており、かつ
前記第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアにおいて、前記搬送ラインによってここを通過するプリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で当該プリフォームに更なる風当てが行われるペットボトル製造装置であって、
前記第1のプリフォーム風当て部は、前記プリフォーム加熱部によって前記プリフォームが加熱される過程に合わせて当該プリフォームに風を当てるように設けられ、かつ
前記プリフォーム加熱部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向一方の側に備わって当該一方の側からこの一定区間搬送されるプリフォームを加熱するための加熱領域を前記搬送ラインの幅方向一方の側に形成するようになっており、前記第1のプリフォーム風当て部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って前記搬送されるプリフォームを挟んで前記プリフォーム加熱部と対向するように当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向他方の側に備わって当該他方の側からこの一定区間搬送される前記加熱されたプリフォームを冷却するための冷却領域を前記搬送ラインの幅方向他方の側に形成するようになっており、かつ
前記第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアにおいて、前記加熱部を出た後の前記プリフォームであって前記ペットボトル製造装置の周囲雰囲気に全体が晒される加熱後のプリフォームについて、前記搬送ラインによって当該プリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で、当該第2のプリフォーム風当て部によって当該周囲雰囲気を攪拌した空気の風として前記周囲雰囲気に晒される加熱後のプリフォームに対する風当てが行われることを特徴とするペットボトル製造装置。 In the PET bottle manufacturing equipment that manufactures PET bottles by blow molding,
The PET bottle manufacturing apparatus is
a conveying line for sequentially conveying preforms blow-molded as PET bottles at predetermined intervals;
a preform input unit provided on the upstream side of the transport line for inputting the preform into the transport line;
a PET bottle take-out unit provided on the downstream side of the conveying line for taking out the PET bottles manufactured by the PET bottle manufacturing apparatus;
a blow molding unit provided on the upstream side of the conveying line from the PET bottle take-out unit;
A predetermined amount of heat required for blow molding the preform in the blow molding section is provided on the transportation line between the preform input section and the blow molding section. A preform heating section performed over a section of
a first preform blowing unit provided in the preform heating unit; a second preform blowing unit provided at a predetermined location along the transfer line exiting the preform heating unit;
a rotating device that rotates the preform around its axis in a constant direction while the preform is being heated and blown over a certain section of the transfer line;
In the preform heating unit, heating by the heating unit and cooling by the first preform blowing unit are alternately repeated while the preform is conveyed, and the second preform is A PET bottle manufacturing apparatus in which, in a blowing area of a reforming blowing part, the preforms passing through the preforms are further blown by the conveying line while the preforms are always rotated in a fixed direction around the axis. and
The first preform blowing section is provided to blow air onto the preform in accordance with the process of heating the preform by the preform heating section, and
The preform heating unit is provided on one side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform over a certain section of the conveying line, and heats the preform conveyed from the one side in the certain section. A heating area for heating is formed on one side in the width direction of the transfer line, and the first preform air blowing section is adapted to cover the transported preform over a certain section of the transfer line. The heated preform is provided on the other side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform so as to face the preform heating unit with the preform sandwiched therebetween, and is conveyed from the other side in this certain distance. A cooling area for cooling the reform is formed on the other side in the width direction of the transfer line, and
In the blowing area of the second preform blowing unit, the preform after leaving the heating unit and being entirely exposed to the ambient atmosphere of the PET bottle manufacturing apparatus after heating is After heating, the preform is exposed to the surrounding atmosphere as a wind of air that agitates the surrounding atmosphere by the second preform blowing unit while the preform is constantly rotated in a certain direction around the axis by the transfer line. 1. A PET bottle manufacturing apparatus characterized in that air is applied to a preform .
前記ペットボトル製造装置に備わったプリフォーム投入部においてプリフォームを前記ペットボトル製造装置に備わった搬送ラインに設けられたマンドレルの口部装着部に順次1本ずつ装着し、
前記プリフォームの搬送ラインの所定区間に亘って設けられた加熱・風当てステーションに向けてマンドレルを順次搬送し、
前記加熱・風当てステーションに向けてマンドレルを近づけるにあたって、前記各マンドレル及びこれに装着されたプリフォームをこの軸心廻りに所定方向に回転させるようにし、
前記プリフォームを回転させながら前記ペットボトル製造装置の加熱・風当てステーションのプリフォーム加熱部とこの加熱・風当てステーションに備わる第1のプリフォーム風当て部の間を通過させていき、
前記加熱・風当てステーションにおいて加熱されたプリフォームが当該加熱・風当てステーションから出た後に前記プリフォーム搬送ラインに沿って所定の場所に設けられた第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアを通過するプリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で当該プリフォームに更なる風当てを行い、
前記第1の風当て部による風当てと前記第2の風当て部による風当てが行われたプリフォームを前記マンドレルに装着したままブロー成形ステーションまで移動して停止し、
前記ペットボトル製造装置のブロー成形ステーションに備わるブロー成形用金型によって、前記プリフォームをペットボトルの大きさまでブロー成形し、
前記ブロー成形されたペットボトルを前記搬送ラインのペットボトル取り出しステーションまで移動させ、
前記ペットボトル製造装置のブロー成形ステーションに備わるペットボトル取り出し部により前記ペットボトルを順次取り出していくペットボトル製造装置を用いたペットボトルの製造方法であって、
前記第1のプリフォーム風当て部は、前記プリフォーム加熱部によって前記プリフォームが加熱される過程に合わせて当該プリフォームに風を当てるように設けられ、かつ
前記プリフォーム加熱部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向一方の側に備わって当該一方の側からこの一定区間搬送されるプリフォームを加熱するための加熱領域を前記搬送ラインの幅方向一方の側に形成するようになっており、前記第1のプリフォーム風当て部は、前記搬送ラインの一定区間に亘って前記搬送されるプリフォームを挟んで前記プリフォーム加熱部と対向するように当該プリフォームの搬送方向に対して搬送ラインの幅方向他方の側に備わって当該他方の側からこの一定区間搬送される前記加熱されたプリフォームを冷却するための冷却領域を前記搬送ラインの幅方向他方の側に形成するようになっており、かつ
前記第2のプリフォーム風当て部の風当てエリアにおいて、前記加熱部を出た後の前記プリフォームであって前記ペットボトル製造装置の周囲雰囲気に全体が晒される加熱後のプリフォームについて、前記搬送ラインによって当該プリフォームを軸心廻りに一定方向に常に回転させた状態で、当該第2のプリフォーム風当て部によって当該周囲雰囲気を攪拌した空気の風として前記周囲雰囲気に晒される加熱後のプリフォームに対する風当てが行われることを特徴とするペットボトル製造装置の製造方法。 Prepare the PET bottle manufacturing apparatus according to claim 1,
At a preform loading unit provided in the PET bottle manufacturing apparatus, the preforms are sequentially mounted one by one on the opening mounting portion of the mandrel provided in the transfer line provided in the PET bottle manufacturing apparatus,
sequentially transporting the mandrels toward a heating/air blowing station provided over a predetermined section of the preform transport line;
When the mandrels are brought closer to the heating/air blowing station, the mandrels and the preforms mounted thereon are rotated in a predetermined direction around the axis,
While rotating the preform, it is passed between the preform heating unit of the heating/air blowing station of the PET bottle manufacturing apparatus and the first preform blowing unit provided in this heating/air blowing station,
A blowing area of a second preform blowing section provided at a predetermined location along the preform transfer line after the preform heated in the heating/air blowing station leaves the heating/air blowing station. While the preform passing through the preform is constantly rotated in a certain direction around the axis, the preform is further blown with air,
moving the preform, which has been subjected to blowing by the first blowing unit and blowing by the second blowing unit, to a blow molding station while being mounted on the mandrel, and stopping;
Blow molding the preform to the size of a PET bottle with a blow molding mold provided in a blow molding station of the PET bottle manufacturing apparatus,
moving the blow-molded PET bottle to a PET bottle take-out station on the transfer line;
A PET bottle manufacturing method using a PET bottle manufacturing apparatus in which the PET bottles are sequentially taken out by a PET bottle take-out unit provided in a blow molding station of the PET bottle manufacturing apparatus,
The first preform blowing section is provided to blow air onto the preform in accordance with the process of heating the preform by the preform heating section, and
The preform heating unit is provided on one side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform over a certain section of the conveying line, and heats the preform conveyed from the one side in the certain section. A heating area for heating is formed on one side in the width direction of the transfer line, and the first preform air blowing section is adapted to cover the transported preform over a certain section of the transfer line. The heated preform is provided on the other side in the width direction of the conveying line with respect to the conveying direction of the preform so as to face the preform heating unit with the preform sandwiched therebetween, and is conveyed from the other side in this certain distance. A cooling area for cooling the reform is formed on the other side in the width direction of the transfer line, and
In the blowing area of the second preform blowing unit, the preform after leaving the heating unit and being entirely exposed to the ambient atmosphere of the PET bottle manufacturing apparatus after heating is After heating, the preform is exposed to the surrounding atmosphere as a wind of air that agitates the surrounding atmosphere by the second preform blowing unit while the preform is constantly rotated in a certain direction around the axis by the transfer line. 1. A method for manufacturing a PET bottle manufacturing apparatus , wherein air is applied to a preform .
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