JPH0622876B2 - プリフォーム結晶化装置におけるホルダー、打込みコアー及び冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プラスチックびんのプリフォーム首部を結晶
化する装置に関し、特に、首部の精度を低下させること
なく結晶化を促進するためのプリフォーム保持用のホル
ダー、打込みコアーおよび、これらホルダーと打込みコ
アーを具備した冷却装置に関する。

［従来の技術］ 延伸ポリエステルびんは、容器胴部が二軸方向に分子配
合されており、透明性，耐衝撃性，ガスバリヤー性およ
び軽量性等に優れていることから、現在種々内容物の容
器として広く用いられている。

しかし、延伸ポリエステルびんの首部は、胴部のような
二軸分子配合がなされていないため、内容物の熱間充填
や高温殺菌工程において、首部，ねじ山等に変形を生
じ、密封性や外観性を著しく低下させることがある。

そこで、延伸ポリエステルびんの首部の剛性，耐熱性等
を向上させるため、結晶化装置によってびんの首部を熱
処理し、その結晶化度を高めることが行なわれている
（特開昭54-68385号）。

しかしながら、プリフォームの首部を結晶化させる場合
には、剛性，耐熱性等が向上する反面、結晶化にともな
う密度の増加（体積の減少）による首部の変形、あるい
はホルダーの加熱によるプリフォームとの溶着など新た
な問題を生じている。

［解決すべき課題］ 上記新たな問題を解決するために、例えば、プリフォー
ムの首部にコアーを嵌合させ、密度の増加による首部の
軸方向及び径方向の変形を防止する方法が開発されてい
る（特開昭58-185227）。この方法は優れた発明であ
り、首部変形の防止に有効であるが、プリフォームの首
部冷却のタイミングが難しかった。

すなわち、加熱された首部の冷却（硬化）が、ある程度
進んでいない状態でコアーを打ち込み嵌合すると、嵌合
時に作用する力で首部が変形してしまい、寸法精度の低
下をもたらす。このため、コアーを打ち込む前に首部を
ある程度冷却させて硬化させておく必要があるが、加熱
後急激に冷却すると、首部の硬化が進みすぎてコアーの
嵌合時に歪を生じ、内容物充填の際に、大きな後収縮を
発生するといった問題があった。

また、コアーの嵌合後に、首部を十分冷却して熱収縮を
生じさせ、首部をコアーに密着させないと、コアーを引
抜く際にプリフォームをいっしょに引上げることができ
ず、ホルダー内にプリフォームが残ったままになってし
まうといった問題があった。

一方、プフォームを、首部を露出させた状態で保持する
ホルダーにおいては、従来、次のような問題があった。

すなわち、ホルダーが過熱すると、プリフォームの胴部
がホルダーに溶着してしまい、プリフォームをホルダー
から円滑に引き上げることができなくなることがあっ
た。このため、ホルダーの温度が一定以上上昇しないよ
うにするため、ホルダーの外部から空冷している。しか
し、ホルダーの外部からの空冷は、冷却効率が悪く、ま
た、プリフォームの首部をも冷却してしまうという問題
があった。

さらに、ホルダーが冷却されると、プリフォームのつば
をホルダーの上縁に当てて首部を露出させ、プリフォー
ムをホルダーで保持するつば受け方式にあっては、ホル
ダーの上縁と接触するつば下面の熱がホルダーに奪わ
れ、つば下面の結晶化が不十分になってしまうといった
問題があった。

本発明は上記問題点にかんがみてなされたもので、つば
をホルダーの上縁から浮かせた状態でプリフォームを保
持し、かつ冷却も効率よく行なえるようにしたプリフォ
ーム結晶化装置におけるホルダーと、首部へ嵌合した後
の冷却を効率よく行なえるようにしたプリフォーム結晶
化装置における打込みコアーおよび、上記ホルダーと打
込みコアー等を用いプリフォームの結晶化を確実にタイ
ミングよく行なえるようにしたプリフォーム結晶化装置
における冷却装置の提供を目的とする。

［課題の解決手段］ 上記目的を達成するため、本発明のプリフォーム結晶化
装置におけるホルダーは、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構成とすると
ともに、必要に応じ、筒体の底部に通気孔を設けた構成
としてある。

また、本発明のプリフォーム結晶化装置における打込み
コアーは、首部に嵌合するコアーの内部に冷却液の案内
路を設けた構成としてある。

さらに、本発明のプリフォーム結晶化装置における冷却
装置は、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、かつ通気孔を設けたホルダー
と、加熱工程の後でホルダーの通気孔に向けて空気を送
るブロアーと、首部に嵌合するコアーの内部に冷却液の
案内路を設けた打込みコアーとからなる構成としてあ
る。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面にもとづいて順次説明す
る。

第１図（ａ),（ｂ）はプリフォーム結晶化装置の一例の
概略構成図を二つに分けて示す図、第２図はホルダーの
拡大断面図、第３図は移送装置の一部截断側面図、第４
図は移送装置の横断面図、第５図は加熱部の横断面図、
第６図は打込みターレット部の平面図、第７図は打込み
ターレット部のＡ−Ａ切断図、第８図は打込みコアーの
部分断面拡大図、第９図はコアー打込み時の一部截断拡
大図、第１０図はノックアウトの一部截断拡大図、第１
１図は第６図のＢ−Ｂ切断図、第１２図は第６図のＣ−
Ｃ切断図、第１３図は第６図のＤ−Ｄ切断図、第１４図
はノックアウト不良検知器の平面図を示す。

第１図（ａ),（ｂ）において、１はプリフォームの供給
装置、２は移送装置、３は加熱部、４は冷却ターレッ
ト、５は打込みターレット、６は検査装置、７は搬出装
置である。

プリフォームの供給装置１は、シュート１１０，分離タ
ーレット１２０，搬入ターレット１３０および、投入タ
ーレット１４０からなっており、図示せざる射出成形機
あるいはプリブロー成形機等より連続して送られてくる
高温状態のプリフォームＷを、分離ターレット１２０に
おいて分離し、搬入ターレット１３０を経て投入ターレ
ット１４０から移送装置２のホルダー２１０へ投入す
る。

移送装置２は、投入ターレット１４０および冷却ターレ
ット４の各ポケットの間隔と同じ間隔で多数のホルダー
２１０をチェーン２２０によって環状に連結してある。

第２図に示すように、ホルダー２１０は筒体２１１を有
し、この筒体２１１は、内径をプリフォームＷの胴部Ｗ
１外径より多少大きくし、かつ上縁内径をプリフォーム
ＷのつばＷ２外径より多少小さくしてある。また、ホル
ダー２１０の内底部には、プリフォームＷの底部を受け
る受け部材２１２が上下動可能に設けてある。この受け
部材２１２は、押圧スプリング２１３により常時上方に
付勢されており、最上位にあるときには、筒体２１１の
上縁とプリフォームＷのつばＷ２下面の間に僅かな隙間
Ｓを有した状態でプリフォームＷを保持する。２１４は
筒体２１１の底部付近に設けられた通気孔であり、丁度
受け部材２１２の側部に位置している。

ホルダー２１０の筒体２１１は、加熱部において照射さ
れる近赤外線を吸収しにくいアルミニウム等で形成して
あり、しかもその肉厚は薄くしてある。また、ホルダー
２１０は、下端外周に自転用歯車２１５を設けるとも
に、軸２１６によって回転自在に支承されている。

チェーン２２０は、軸２１６を連結ピンとして連結され
ており、したがって、ホルダー２１０はチェーン２２０
に回転自在に支承され、かつ、チェーン２２０によって
連結された構成となっている。２２１はチェーン２２０
の下部に設けた車輪である。

チェーン２２０は、第１図（ａ),（ｂ）に示すように従
動スプロケット２２２，２２３、冷却ターレット４およ
び打込みターレット５を介して連鎖状に張設してある。
従動スプロケット２２２，２２３は、テンションユニッ
ト２２４によって、張力を調整できるようにしてある。

第１図（ａ）および第４図に示す２２５は、ホルダー２
１０の自転用歯車２１５と噛み合い、ホルダー２１０を
自転させる固定チェーンであり、投入ターレット１４０
から加熱部３を経て冷却ターレット４までの間に設けて
ある。したがって、チェーン２２０が移動すると、ホル
ダー２１０はチェーン２２０とともに直線的に移動し、
かつ自転する。

加熱部３は、移送装置２に沿って、投入ターレット１４
０から冷却ターレット４の間に設けてある。第５図に示
すようにこの加熱部３は、加熱部３を構成する一ブロッ
クを、ホルダー２１０に向って進退可能なスタンド３１
１と、スタンド３１１に上下動可能に設けられたヒータ
ユニット３１２と、ホルダー２１０に熱が当らないよう
にする遮蔽板３１６および、熱を反射させて有効利用を
図るための反射板３１７とで形成し、このブロックを多
数並設することにより加熱部の全体を構成してある。

ヒータユニット３１２は、ホルダー２１０に保持され露
出したプリフォームＷの首部Ｗ３と対向しており、熱源
３１３として近赤外線ヒータを用いている。３１４は通
風口、３１５は冷却水路であり、それぞれヒータ３１３
の過熱を防止するとともに、通風口３１４より吹き出さ
れ熱風化した空気により、首部Ｗ３の加熱を一層有効な
らしめている。通風口３１４へは第１図（ａ）に示す送
風機３２１より空気が送られる。

なお、熱源としては、近赤外線ヒータ以外のヒータを利
用できることは勿論である。

冷却ターレット４は、第１図（ａ）に示すように、二つ
のターレット４１１，４１２からなっており、それぞれ
の外周にはチェーン２２０におけるホルダー２１０の取
り付け間隔と同じ間隔でポケット４１１ａ，４１２ａが
設けてある。この冷却ターレット４に案内され移動する
間にプリフォームＷは自然冷却が行なわれる。

打込みターレット５は、第６，７図に示すように外周に
ポケット５１１を設けたターレット５１０と、ターレッ
ト５１０の上部に位置する回転体５２０及び、各ポケッ
ト５１１の真上に位置する状態で回転体５２０の外周面
に装着された打込みコアー５３０とからなっている。回
転体５２０はターレット５１０と一体的に形成され、タ
ーレット５１０とともに固定軸５１２に支承されターレ
ット５１０と同期回転する。

打込みコアー５３０は、第８図に示すように、シリンダ
５３１によって上下動する支杆５３２と、この支杆５３
２の先端に設けられたコアー５３３および、支杆５３２
の外周に設けられたノックアウト部材５４１を有してい
る。また、支杆５３２の内部には冷却液の案内路５３４
を設け、この案内路５３４に冷却液を流し、先端のコア
ー５３３を内部より冷却する構成としてある。

ノックアウト部材５４１は、支杆５３２を固定ピストン
ロッドとし、その外周に筒体５４２を設けシリンダとし
てある。筒体５４２はその下端を延長し、コアー５３３
と嵌合しているプリフォームＷをたたくノックアウト片
５４３としてある。ノックアウト部材５４１は、回転体
５２０の外周面の垂直方向に設けたガイド５４４に沿っ
て、筒体５４２が上下動を行なう。

打込みコアー５３０におけるコアー５３３の上下動を行
なうシリンダ５３１への圧空の供給及び、ノックアウト
部材５４１を上下動させるための圧空の供給は、電磁弁
５５１を介して行なわれる。この電磁弁５５１の切り換
えは第６，７図に示すマイクロスイッチ５５２ａ，５５
２ｂからの信号で行なう。マイクロスイッチ５５２ａ，
５５２ｂは、各打込みコアー５３０と対応した位置関係
で回転体５２０の上部内周に取り付けてある。

一方、５５３ａ，５５３ｂはマイクロスイッチ５５２
ａ，５５２ｂを作動させるためのカムであり、マイクロ
スイッチ５５２ａ，５５２ｂと対向して固定軸５１２上
端の取付板５１３に固定してある。

マイクロスイッチ５５２ａは、シリンダ５３１への空圧
切換信号を電磁弁５５１へ送るもので、このマイクロス
イッチ５５２ａと対応するカム５５３ａは、第６図イ点
よりロ点までの間に形成してある。したがって、この間
マイクロスイッチ５５２ａは作動し、電磁弁５５１を切
り換えてシリンダ５３１の上室（図示せず）に圧空を供
給し、打ち込みコアー５３０を下降させる。すなわち、
打込みコアー５３０はイ点で下降し（第９図）、ロ点で
プリフォームＷを嵌合したまま再び上昇する。

また、マイクロスイッチ５５２ｂは、シリンダ５４２へ
の空圧切換信号を電磁弁５５１へ送るのもで、このマイ
クロスイッチ５５２ｂと対応するカム５５３ｂは、第６
図ハ点に設けてある。したがって、マイクロスイッチ５
５２ｂはハ点に位置したときに作動し、電磁弁５５１を
切り換えてシリンダ５４２の下室に圧空を供給し、ノッ
クアウト部材５４１を下降させる。これにより、コアー
５３３と嵌合するプリフォームＷは、つばＷ２が上方よ
りノックアウト片５４３にたたかれ（第１０図）、コア
ー５３３より外れる。

５５１，５５２，５５３，はブロワーよりの吸込みダク
トであり、打込みターレット５の外周部に配置してあ
る。吸込みダクト５５１は、第６図におけるほぼイ点よ
りロ点までの間に配置してあり、その空気送風口５５１
ａは、第１１図に示すようにホルダー２１０の通気孔２
１４と対応して設けてある。これにより、ホルダー２１
０底部の受け部材２１２が冷却されるとともに、プリフ
ォームＷも胴部ｗ１が冷却される。これにより、プリフ
ォームＷの底部が受け部材２１２と圧接するコアー５３
３打込み時における、プリフォームＷの底部と受け部材
２１２の溶着を防止する。

吸込みダクト５５２は、プリフォームＷが抜かれたホル
ダー２１０を空冷するためのもので、第６図におけるほ
ぼロ点からハ点までの間に配置してあり、その送風口５
５２ａは、第１２図に示すようにホルダー２１０の上方
に位置するようにしてある。また、吸込みダクト５５３
もプリフォームＷが抜かれ供給位置１に送られるホルダ
ー２１０を空冷するもので、打込みこみターレット５１
０と投入ターレット１４０の間に配置してあり、その送
風口５５３ａは第１３図に示すようホルダー２１０の上
方に位置するようにしてある。

これら吸込みダクト５５１，５５２，５５３には送風口
５５１ａ，５５２ａ，５５３ａが設けてあり、また、空
気は第１図（ｂ）に示す送風機５６１から送られてく
る。

なお、通気孔２１４を設けたホルダー２１０と、このホ
ルダー２１０に空気を送る吸込みダクト５５１，５５
２，５５３および、冷却液の案内路５３４を有する打込
みコアー５３０によってプリフォーム結晶化装置におけ
る冷却装置を構成している。

５６０はノックアウト不良検知器であり、第１図（ａ）
に示すように、打込みターレット５の出口部付近（検査
装置６の入口付近）に配置してある。ノックアウト不良
検知器５６０を示す第１４図において、５６１は揺動レ
バーで基体５６２に揺動可能に取り付けられており、そ
の後部に近接スイッチ５６３が設けてある。５６４は揺
動レバー５６１を常時反時計方向に付勢するための押圧
スプリングである。

ノックアウト部材５４１によるプリフォームＷのノック
アウトが不良で、プリフォームＷが打込みコアー５３０
のコアーと嵌合したまま戻ってくると、プリフォームＷ
の胴部Ｗ１が揺動レバー５６１と当接し、揺動レバー５
６１をスプリング５６４の押圧力の抗して反時計方向に
回転する。これにより、近接スイッチが作動し、ノック
アウト不良を作業者等に報知する。

次に、上記のような構成からなる実施例装置の作動につ
いて説明する。

プリフォーム供給装置１の投入ターレット１４０より、
移送装置２のホルダー２１０に供給され、首部を露出し
た状態で保持されたプリフォームＷは、チェーン２２０
の移動によりホルダー２１０とともに加熱部３に送られ
る。加熱部３では、ホルダー２１０より露出している首
部が加熱される。このとき、プリフォームＷの底部は受
け部材２１２により保持されるので、つばＷ２とホルダ
ー２１０の筒体２１１上縁の間に隙間Ｓが形成される。
したがって、筒体２１１の上縁とつばＷ２の下部が溶着
したり、あるいは逆につばＷ２の下部の熱が筒体２１１
に逃げたりすることがない。

なお、つばＷ２と筒体２１１上縁間の隙間Ｓを変えるこ
とにより、つば下部の結晶化の長さを変えることがで
き、５〜１０mmとして耐熱圧ボトルの生産用に用いるこ
ともできる。

ホルダー２１０に保持され、加熱部３を自転しながら移
動し、首部を均一加熱されたプリフォームＷは、冷却タ
ーレット４に送られる。ここで、ターレット４１１，４
１２に案内されつつ移動する間にプリフォームＷの首部
は自然冷却される。首部の自然冷却は、コアー嵌合時に
歪を生じる程硬化せず、また、コアー嵌合時に変形を生
じない程の硬化を有するように冷却する。この冷却の程
度は、冷却ターレット４を構成するターレットの数，
径，配置等を変えることにより調整する。

冷却ターレット４で自然冷却されたプリフォームＷは、
打込みターレット５のポケット５１１に送り込まれる。
そして、移送装置２の移動により、プリフォームＷが第
６図に示すイ点にくると、このプリフォームＷの上部に
位置する仕込みコアー５３０の作動用マイクロスイッチ
５５２ａもカム５５３ａによって作動される。これによ
り、打込みコアー５３０のシリンダ５３１が作動し、冷
却ターレット４から送られてきたプリフォームＷの首部
にコアー５３３を打込み嵌合する（第９図）。

このようにして、プリフォームＷの首部にコアー５３３
を嵌合させた状態で首部を冷却すると、首部の径方向及
び軸方向の変形を防止できる。

本装置では、さらに、コアー５３３の案内路５３４に冷
却液を流し、プリフォームＷの首部を、コアー５３３の
嵌合後急激に冷却する。これによってプリフォームＷの
首部の冷却効率を高めるとともに、首部を急激に収縮さ
せてコアー５３３に密着させる。また、首部のコアー５
３３への密着により、首部の寸法精度のより一層の向上
も図れる。

これと同時に、ホルダー２１０の内底部には通気孔２１
４を介し吸込みダクト５５１より空気を送り、受け部材
２１２とプリフォームＷの底部を冷却する。これによ
り、プリフォームＷの底部の硬化を促進し、コアー５３
３の打込みにより受け部材２１２と圧接している底部の
変形を防ぎ、プリフォームＷの軸方向の寸法精度を維持
する。

このように、コアー５３３によって首部を冷却され、吸
込みダクト５５１によって底部を冷却されつつ第６図ロ
点までプリフォームＷが送られてくると、打込みコアー
５３０の作動用マイクロスイッチ５５２ａはカム５５３
ａから外れる。このため、コアー５３３は上昇するが、
このとき、コアー５３３にプリフォームＷの首部が密着
しているので、プリフォームＷもいっしょに上昇し、ホ
ルダー２１０より抜き出される。

プリフォームＷは、打込みコアー５３０によって吊り下
げられたまま第６図に示すハ点まで送られると、ここ
で、ノックアウト部材作動用マイクロスイッチ５５２ｂ
がカム５５３ｂによって作動され、ノックアウト部材５
４１を下降させる。これにより、コアー５３３に密着し
て吊り下げられていたプリフォームＷのつばＷ２が、ノ
ックアウト片５４３によってたたかれ（第１０図）、検
査装置６のターレット６１１のポケット（図示せず）内
に落される。

その後、結晶化した首部の検査が検査装置６において行
なわれ、搬出装置７を介して排出される。

一方、プリフォームＷを抜き出されたホルダー２１０
は、第６図に示すほぼロ点からハ点までの間と、打込み
ターレット５と投入ターレット１４０の間において、そ
れぞれ吸込みダクト５５２，５５３によって上部から送
風され、冷却される。このとき空気は、ホルダー２１０
の上部から底部の通気孔２１４を通って流れるので、効
率よくホルダー２１０を冷却する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明のプリフォーム結晶化装置におけ
るホルダーによれば、つばをホルダー上縁から浮かせる
ことによって結晶化不良の発生を防止し、また、底部に
設けた通気孔によりホルダーおよびプリフォームの冷却
を効率よく行なうことができる。

また、本発明のプリフォーム結晶化装置における打込み
コアーによれば、プリフォームの首部への嵌合後に冷却
を効率よく行なえるので、冷却効率の向上とプリフォー
ムの密着具合を高めることができる。

さらに、本発明のプリフォーム結晶化装置における冷却
装置によれば、プリフォームの冷却をタイミング良くし
かも確実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図（ａ），
（ｂ）はプリフォーム結晶化装置の一例の概略構成図を
二つに分けて示す図、第２図はホルダーの拡大断面図、
第３図は移送装置の一部截断側面図、第４図は移送装置
の横断面図、第５図は加熱部の横断面図、第６図は打込
みターレット部の平面図、第７図は打込みターレット部
のＡ−Ａ切断図、第８図は打込みコアーの部分断面拡大
図、第９図はコアー打込み時の一部截断拡大図、第１０
図はノックアウト時の一部截断拡大図、第１１図は第６
図のＢ−Ｂ切断図、第１２図は第６図のＣ−Ｃ切断図、
第１３図は第６図のＤ−Ｄ切断図、第１４図はノックア
ウト不良検知器の平面図を示す。 ２：移送装置、２１０：ホルダー ２１２：受け部材、２１４：通気孔 ３：加熱部、４：冷却ターレット ５：打込みターレット ５２０：回転体、５３０：打込みコアー ５３３：コアー、５３４：案内路 ５４１：ノックアウト部材 ５５１，５５２，５５３：吸込みダクト Ｗ：プリフォーム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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ホルダー。
2. 【請求項２】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、かつ通気孔を設けたことを
   特徴とするプリフォーム結晶化装置におけるホルダー。
3. 【請求項３】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、首部に嵌合する
   コアーの内部に、冷却液の案内路を設けたことを特徴と
   するプリフォーム結晶化装置における打込みコアー。
4. 【請求項４】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、かつ通気孔を設けたホルダ
   ーと、加熱工程の後で上記ホルダーの通気孔に向けて空
   気を送るブロアーと、首部に嵌合するコアーの内部に冷
   却液の案内路を設けた打込みコアーとからなることを特
   徴としたプリフォーム結晶化装置における冷却装置。