JPS6367467B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は飽和ポリエステル中空体の結晶化装置
に関し、さらに詳しくはポリエチレンテレフタレ
ート等の飽和ポリエステルよりなる有底パリソン
もしくはびん等の、キヤツプで封緘されるべき口
頚部を結晶化する装置に関する。

（従来の技術） 飽和ポリエステルよりなるびんは、通常射出成
形等により形成された無定形組織の有底パリソン
を、口頚部となるべき部分を残して、２軸延伸吹
込成形することによつて製造される。そのため肩
部、胴部および底部が、分子配向されているた
め、この種のびんは、透明性、ガスバリヤー性、
強度、耐衝撃性等の容器特性に優れ、さらにこれ
らの部分をヒートセツトしたびんは、ジユース類
等を熱間充填（通常は約90℃に加熱されたジユー
ス類等の充填をいう）した場合に、これらの部分
が収縮による変形が起り難いという利点を有す
る。

しかしながら口頚部は無定形組織のままである
ので、比較的軟かく、そのため封緘前の取扱い中
等に端面に異物が当つて、傷が付いたり、あるい
は熱間充填のさいに口頚部全体もしくはねじ部等
が変形して、密封性が損われ易い。

この欠点を解消するため、口頚部を加熱して結
晶化することにより、口頚部の硬度や耐熱性を向
上させる技術が提案されている。この場合に結晶
化に伴なつて密度が増加して、体積が減少し、そ
のさい口頚部が不規則に変形して、キヤツプの打
栓が困難になつたり、あるいは密封性の低下を生
じ易い。この問題を解消するため、特開昭58−
173628号公報には、耐熱性樹脂よりなるコアを、
口頚部内に挿入し、口頚部内周面とコア外周面を
ぴつたり係合させ、口頚部の内周面がコアで規制
された状態で、口頚部を熱処理し、結晶化させる
方法が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の方法で結晶化させる場合、口頚部内
周面とコア外周面がぴつたりと係合した状態で、
口頚部が結晶化して収縮するのであるから、結晶
化後コアは口頚部によつて強く締め付けられて、
コアを口頚部より抜き出すのが甚るしく困難とな
るという問題を生ずる。

（発明の目的） 本発明の目的は、口頚部に不規則な変形を生ず
ることなく、飽和ポリエステル中空体の口頚部を
結晶化させる装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、結晶化後コアの抜出しが
容易な、飽和ポリエステル中空体の口頚部を結晶
化させる装置を提供することにある。

（発明の構成） 本発明は、飽和ポリエステル中空体の口頚部を
結晶化させる装置において、該装置は、該中空体
をその軸心の周りに回転可能な、該中空体の保持
装置、結晶化前の該口頚部の内径よりも結晶化に
よる該内径のほぼ収縮代だけ、結晶化後の該口頚
部よりの抜出しが容易な程度に小さい外径を有す
る本体と、該本体を該口頚部に挿入したさい、該
口頚部と係合する下面を有する鍔部を備えた耐熱
性樹脂よりなるコア、該コアの軸方向に延びる透
孔を摺動可能に挿通する摺動ピンと、該摺動ピン
の下端に着設され、該コアの底面と係合可能な係
合体を有する、該コアを結晶化前の該口頚部に挿
入、および結晶化後の該口頚部より抜出すための
該コアの昇降装置、該口頚部の外側と、該口頚部
の下方部分の外側を熱的に遮断する部材、結晶化
のさい該口頚部を収納する加熱カバー、および該
加熱カバーに熱風を吹込む熱風ノズルを備えるこ
とを特徴とする飽和ポリエステル中空体の結晶化
装置を提供するものである。

（問題点を解決する手段と作用） 本発明の装置は、中空体の回転可能な保持装置
と、口頚部を収納する加熱カバー、および加熱カ
バーに熱風を吹込む熱風ノズルを、備えているの
で、中空体を軸心の周りに回転しながら結晶化の
ための口頚部の加熱を行なうことができ、従つて
口頚部を周方向に均一に加熱することができ、ま
た高さ方向にもほぼ均一に加熱することができ
る。従つて口頚部を全体として均一に加熱するこ
とができる。

そして耐熱性樹脂よりなるコアの、口頚部に挿
入される本体の外径は、結晶化後の口頚部より本
体を抜出すことが容易な程度に、結晶化前の口頚
部の内径よりも、結晶化による該内径のほぼ収縮
代だけ小さく、つまり該外径は結晶化後の口頚部
の内径とほぼ等しいので、コアの抜出しは容易で
ある。

加熱の初期は、口頚部の内周面とコア本体の外
周面の間に、収縮代に見合う分だけの僅かな隙間
があるが、加熱の終期にはこの隙間は実質的に消
滅する。そして加熱中に口頚部に局部的に大きな
収縮変形を生じた部分が生じようとしても、この
部分の内面はコア本体の外周面と接触して、隙間
を埋める以上の変形が進行することはない。これ
と上記の口頚部が全体として均一に加熱されるこ
とと相埃つて、結晶化後の口頚部の内周面は、断
面実質的に真円となつて、口頚部の不規則な変形
は防止される。

コアの昇降装置は、コアの軸方向に延びる透孔
を摺動可能に挿通する摺動ピンと、摺動ピンの下
端に着設され、コアの底面と係合可能な係合体を
有しているので、コア昇降装置を上昇させると、
摺動ピンはコアの透孔に沿つて摺動して上昇し
て、上記係合体がコアの底面と係合し、コアはこ
の係合体によつて押し上げられる。そのためコア
昇降装置を単に上昇させるだけで、上記のよう
に、コア本体の外径が定められたコアは容易に口
頚部から抜出される。

コアを口頚部に挿入するためコア昇降装置を下
降させると、コアの鍔部の下面が口頚部と係合す
るまでは、係合体がコアの底面と係合している
が、口頚部と係合した後は、摺動ピンはコアの透
孔に沿つて下降し、同時に係合体もコア底面から
離れる。

そのためコア昇降装置を単に下降させるのみ
で、コアの鍔部の下面を口頚部に確実に係合させ
ることができ、また係合後はコアに押圧力が加わ
らないので、係合のさい中空体を押潰すおそれも
ない。このような利点は、コア昇降装置にコアが
固着されている場合には得ることが困難である。

以上のようにコアの鍔部の下面を口頚部に確実
に係合させることができるので、後記のように鍔
部下面と水平面のなす角度θを15度以下、特に０
度とすることにより、口頚部端面が平滑に仕上
り、より確実な密封性が得られるようにすること
ができる。

またコアの鍔部の下面が、本体の上端より半径
方向外側に斜上方に延びており、本体口頚部に挿
入したさい、口頚部の内周面上端と係合する場合
は、口頚部の端面と上記下面の間には、外方に拡
る断面楔状の空隙があるので、この空隙に吹込ま
れる熱風によつて端面が直接加熱される。そのた
め端面の結晶化の進行は比較的速く、従つてその
硬度上昇も比較的速く進行する。

なお本発明の装置は、口頚部の外側と、口頚部
の下方部分の外側を熱的に遮断する部材を備えて
いるので、口頚部のみが結晶化され、口頚部の下
方部分が結晶化するおそれがない。

なお本明細書において結晶化とは、口頚部に熱
間充填のさいに密封性が損れる程度の変形が生じ
たり、あるいはその端面に密封性が損われる程度
の傷が付くのを防止できる程度の耐熱性や硬度上
昇が見られる程度の結晶化を指称し、従つて必要
とされる結晶化度はびんの使途等によつて異な
り、平均結晶化度が20〜30％程度でよい場合もあ
る。

（実施例） 以下実施例である図面を参照しながら本発明に
ついて説明する。

第１図、第２図において、結晶化装置１は、飽
和ポリエステル、通常はポリエチレンテレフタレ
ートよりなるびん２を軸心の周りに回転可能な保
持装置３、結晶化のための加熱に先立つて、びん
２の口頚部２ａに挿入される耐熱性樹脂よりなる
コア４、コア４を口頚部２ａに挿入、および口頚
部２ａより抜出すためのコアの昇降装置５、口頚
部２ａの外側と、口頚部２ａより下方の肩部２ｂ
の外側を熱的に遮断する部材６、結晶化のさい口
頚部２ａを収納する加熱カバー７、および加熱カ
バー７に熱風８を吹込む熱風ノズル９を備えてい
る。

びん２の肩部２ｂ、胴部２ｃおよび底部２ｄ
は、２軸延伸吹込成形のさいに分子配向組織とな
るが、口頚部２ａは無定形組織のままである。口
頚部２ａには、ピルフアプルーフキヤツプ（図示
されない）を螺合するためのねじ部２a₁、ピルフ
アプルーフキヤツプのピルフアプルーフバンドを
係着するための環状突起部２a₂、および打栓のさ
い軸荷重を受けるため、図示されない保持体と係
合する保持リング２a₃が形成されている。

保持装置３は、その円筒状本体３ａに形成され
た対応するスロツト３a₁に挿入され、びん胴部２
ｃの下方部２c₁をコイルばね１０の作用により半
径方向に押圧して、びん２を垂直に保持する複数
の（第２図の場合は円周方向に等間隔に３個の）
押圧片１１を備えている。保持装置３の底盤１２
には、回転軸１３が固着されており、底盤１２は
図示されないエアシリンダーにより昇降可能とな
つている。

熱遮断部材６は、好ましくは弗素樹脂のような
耐熱性の低摩擦係数のプラスチツクよりなり、２
個の対向する割片よりなり、閉じた状態（第２図
の状態）における内周面６ａは、びん２の肩部２
ｂの上方部外周面と対応する形状を有している。
熱遮断部材６の各割片は、夫々金属割片１４ａよ
りなる保持板１４の上部内端に固設されている。
保持板の各割片１４ａには、冷却水１６を貫流す
るための冷却水孔１５が設けられている。各割片
１４ａは、図示されないエアシリンダーによつ
て、水平方向に移動して、熱遮断部材６を開閉す
ることが可能になつている。

加熱カバー７は、口頚部２ａを加熱するさいに
保持板１４に載置されるが、その場合その内周面
の底端７ａが熱遮断部材６上に位置するように、
内周面の形状、寸法は定められている。保持板１
４の金属の温度上昇を防ぐためである。加熱カバ
ー７も、図示されないエアシリンダーによつて昇
降可能となつている。なお１７は熱風８の排気孔
であり、１８は加熱終了後に、口頚部２ａの冷却
を促進するための冷風を送入する孔であつて、図
示されない導管を介してブロアー（図示されな
い）に接続する。熱風ノズル９はコイルヒータ１
９を内蔵しており、図示されないブロアーより、
導管２０を介して常時エア２１が送られ、エア２
１はヒータ１９によつて加熱されて熱風８とな
る。なおヒータ１９は、口頚部２ａの加熱時のみ
付勢されるように、図示されないタイマーによつ
て制御される。

コア４は、熱伝導率と膨張係数の低い耐熱性樹
脂、例えばポリイミド樹脂よりなつている。コア
４は第３図に示すように、口頚部２ａに挿入され
る本体４ａと、本体４ａの上方に設けられた鍔部
４ｂを備えている。本体４ａの外周面４a₁は、断
面真円で、口頚部２ａの、僅かに下細りのテーパ
のついた内周面２a₄とほぼ対応する形状を有して
おり、その外径は、結晶化前の口頚部２ａの対応
する部分の内径よりも、結晶化のための加熱後の
当該内径のほぼ収縮代だけ、結晶化後の口頚部２
ａよりの抜出しが容易な程度に小さく定められて
いる。すなわちコア４ａと結晶化前の口頚部２ａ
間の隙間ｄは、上記収縮代のほぼ1/2となつてい
る。例えば口頚部２ａがポリエチレンテレフタレ
ートよりなり、その内周面２a₄の内径が31.0mmの
場合、装置１で約500℃の熱風（風量50リツト
ル／分）を２分間吹付けて結晶化（結晶化時の口
頚部温度約110〜180℃）後の、内周面２ａの収縮
代は1.3〜1.5mmである。この場合当該内径に対応
する部分のコア４の外径を29.8±0.20mmとした場
合に、結晶化の口頚部２ａに不規則な変形を生ず
ることなく、その内周面が断面真円であり、しか
もコア４の抜出しが容易であるという好結果が得
られる。コア４の外径が上記範囲の上限値より大
きいと抜出し困難になり易く、一方下限値より小
さいと口頚部２ａに変形が起り易くなる。

鍔部４ｂの下面４b₁は、本体４ａの上端より半
径方向外側に斜上方に延び、本体４ａを口頚部２
ａに挿入したさい、口頚部の内周面２a₄の上端１
a₄′と係合するようになつている。下面４b₁と水
平面とのなす角度θは約45度以下、特に15度以下
にあることが好ましい。さらにこの角度θを15度
以下、特に０度にすることにより口頚部２ａの端
面２a₅が平滑に仕上り、確実な密封性が得られ
る。これに対して角度θが45度より大きくなる
と、コア４を口頚部２ａに挿入するとき、コア４
が口頚部２ａ内に落ち込んで、高さ方向の位置決
めが困難になると共に、口頚部２ａの端面２a₅の
平滑性が得られなくなり、密封性が損われること
になるからである。

コア４の昇降装置は、コア４の中心孔４ｃを摺
動可能に挿通する摺動ピン２３ａを下部に有する
垂直ロツド２３を備えており、垂直ロツド２３
は、加熱カバー７昇降用のエアシリンダーによつ
て上下動される。摺動ピン２３ａの下端には、コ
ア４の底面と係合可能な環状体２４が着設されて
おり、また垂直ロツド２３は、加熱カバーの天部
に設けられた透孔２５を挿通している。

以上の装置１により、口頚部２ａの結晶化は次
のようにして行なわれる。

びん２の保持装置３が下降位置、加熱カバー７
およびコア４が上昇位置、熱遮断部材６の保持板
１４が開の位置（何れも１点鎖線で示される位
置）にあり、ヒータ１９が消勢されており、冷却
送入孔１８に冷風が送入されていない状態におい
て、びん２を保持装置３に挿入した後、底盤１２
を上昇して、びん２を実線で示す位置まで上昇さ
せる。直ちに保持板１４の各割片１４ａが、実線
の位置まで移動して、保持板１４、従つて熱遮断
部材６は閉じる。

次いで加熱カバー７と、コア昇降装置５が実線
の位置まで下降し、第３図に示すように、コア４
が口頚部２ａ内に挿入される。加熱中の口頚部２
ａには、コア４の自重のみが負荷されるようにな
つている。コア４を介して口頚部２ａに昇降装置
５より大きな荷重が加わると、加熱中に口頚部２
ａに変形を生じ易いからである。直ちにヒータ１
９を付勢し、同時に回転軸１３を回転して、好ま
しくは比較的低圧（0.05Kg／cm²以下）で、約400
〜500℃の熱風８を回転中の口頚部２ａに吹付け
る。そのため口頚部２ａは結晶化温度（通常約
110゜〜180℃）に加熱され結晶化が進行して収縮
する。

所定時間経過後、タイマーが動作してヒータ１
９が消勢される。上記加熱時間は通常約１〜３分
の範囲で、口頚部２ａの直径、肉厚、熱風温度、
所望の端面2a₅の硬度等に応じて適宜定められる。
第４図は加熱終了直後の口頚部２ａの近傍の状態
を示す。コア本体の外周面４a₁と口頚部の内周面
２a₄は実質的に接触して、隙間ｄは実質的に消滅
している。熱風８は排気孔１７より排出される。
ヒータ１９が消勢されると、直ちに好ましくは高
圧（例えば1.5Kg／cm²）の冷風（通常は室温）が
送入孔１８より加熱カバー７内に送入される。冷
風の送入は、口頚部２ａが、熱変形しない温度以
下（通常約80〜100℃以下）になるまで続けられ
るが、通常その時間は約15〜20秒である。冷風吹
込終了と同時に、回転軸１３の回転を止め、コア
昇降装置５を上昇させる。この上昇によつて、コ
ア４と環状体２４が係合し、また加熱カバー７の
天板が垂直ロツド２３の鍔２３ｂと係合して、コ
ア４と加熱カバー７が同時に上昇し、コア４は口
頚部２ａより抜出される。その後保持板１４を開
き、保持装置３を下降させて、びん２を装置１よ
り取り出す。

本発明は以上の実施例によつて制約されるもの
でなく、飽和ポリエステル中空体は、飽和ポリエ
ステルよりなる有底パリソンであつてもよい。ま
た口頚部は、周縁カール部の形成された金属キヤ
ツプを巻締めるための、環状突出部が上端に設け
られたものであつてもよい。

（発明の効果） 本発明の装置は、(イ)結晶化後の口頚部の不規則
な変形が防止され、またコアの鍔部の下面と水平
面のなす角度θを適切に定めることにより口頚部
の端面が平滑に仕上るので、確実な密封性が得ら
れる、(ロ)結晶後のコアの抜出しが容易に行なわれ
る、(ハ)口頚部のみが結晶化され口頚部の下方部分
は結晶化するおそれがないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である装置の平面図、
第２図は第１図の−線に沿う縦断面図、第３
図および第４図は夫々、第２図のびんの、結晶化
前および結晶化後の口頚部近傍の縦断面図であ
る。 １……結晶化装置、２……飽和ポリエステルび
ん（中空体）、２ａ……口頚部、２a₄……内周面、
３……（中空体の）保持装置、４……コア、４ａ
……本体、４ｂ……鍔部、４b₁……下面、４ｃ…
…中心孔（透孔）、５……コアの昇降装置、６…
…熱遮断部材、７……加熱カバー、８……熱風、
９……熱風ノズル、２３ａ……摺動ピン、２４…
…環状体（係合体）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 飽和ポリエステル中空体の口頚部を結晶化さ
   せる装置において、該装置は、該中空体をその軸
   心の周りに回転可能な、該中空体の保持装置；結
   晶化前の該口頚部の内径よりも結晶化による該内
   径のほぼ収縮代だけ、結晶化後の該口頚部よりの
   抜出しが容易な程度に小さい外径を有する本体
   と、該本体を該口頚部に挿入したさい、該口頚部
   と係合する下面を有する鍔部を備えた耐熱性樹脂
   よりなるコア；該コアの軸方向に延びる透孔を摺
   動可能に挿通する摺動ピンと、該摺動ピンの下端
   に着設され、該コアの底面と係合可能な係合体を
   有する、該コアを結晶化前の該口頚部に挿入、お
   よび結晶化後の該口頚部より抜出すための該コア
   の昇降装置；該口頚部の外側と、該口頚部の下方
   部分の外側を熱的に遮断する部材；結晶化のさい
   該口頚部を収納する加熱カバー；および該加熱カ
   バーに熱風を吹込む熱風ノズルを備えることを特
   徴とする飽和ポリエステル中空体の結晶化装置。 ２ 保持装置は、中空体の胴部下方部を保持する
   ための、スプリングにより半径方向にバイアスさ
   れた複数の押圧片を備えている特許請求の範囲第
   １項記載の飽和ポリエステル中空体の結晶化装
   置。