WO2006011201A1

WO2006011201A1 - 飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法

Info

Publication number: WO2006011201A1
Application number: PCT/JP2004/010709
Authority: WO
Inventors: Yuki Washizaki; Satoru Nemoto; Masahiro Ishikawa
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha, Ltd.
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-02-02
Also published as: JP4577311B2; JPWO2006011201A1; CN1984766A; CN1984766B

Abstract

　照射光を結晶化させようとする部分に集光させることにより、エネルギー効率を改善するとともに、飽和ポリエステル中空体を自転させながら、口頸部の形状，肉厚，光吸収率に起因する昇温特性に応じて加熱し、均一な結晶化を可能とする。　加熱結晶化装置１は、自転しているプリフォーム１０の口部１１に、ヒータユニット３０からの光を照射して加熱することにより、口部１１を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置であって、ヒータユニット３０が、ハロゲンランプ３１と、反射板３２と、照射光９を口部１１の所定位置に所定の光強度で照射する位置調整手段４０とを具備した構成としてある。

Description

明細書

飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法

技術分野

[0001] 本発明は、飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法に関し、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プリフォームもしくはボトル，カップ等の、キャップ等で密封されるべき口頸部を加熱結晶化する、飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法に関する。

背景技術

[0002] 飽和ポリエステルよりなるボトルは、通常射出成形等による形成された無定形組織の有底プリフォームを、口頸部となるべき部分を残して、 2軸延伸ブロー成形することによって製造される。

この種のボトルは、肩部，胴部及び底部が分子配向されており、透明性，ガスバリヤ一性，強度，耐衝撃性等の容器特性に優れ、さらに、これらの肩部，胴部及び底部をヒートセットしたボトルは、熱間充填した場合に、これらの部分が収縮による変形が起こり難レ、とレ、う利点を有してレ、る。

[0003] ところで、容器の口頸部は無定形組織のままであるので、熱間充填の際に口頸部全体もしくはねじ部等は変形し、密封性が損なわれやすレ、。

この欠点を解消するため、プリフォーム又は容器の口頸部を加熱して結晶化することにより、口頸部の硬度や耐熱性を向上させる技術が提案されている（特許文献 1)。

[0004] また、口頸部の変形を起こさずにし力、も効率的に結晶化させるために、口頸部を第

1段階で低い温度で加熱した後、引き続き加熱温度を高めて加熱'結晶化させることが提案されてレ、る (特許文献 2)。

[0005] さらに、プリフォーム搬送通路に沿って配列された複数個の近赤外線加熱装置によつて、口頸部を加熱結晶化する結晶化方法の技術が提案されており、この技術によれば、口頸部の内外面を均一に加熱することができる（特許文献 3)。

[0006] また、従来のヒータユニットは、反照射側半面にセラミックコーティングの施された近赤外線ヒータと、反射板とから構成されている。この近赤外線ヒータは、反射板の曲面領域のほぼ中央部の、上下方向の二箇所に併設してある。また、反射板は、円筒を中心軸に沿って二つ割りした曲面とこの曲面の両端部から接線方向に延長されたトンネル形状を採用していた。

このような形状とすることにより、近赤外線ヒータから照射された照射光は、セラミックコーティングや反射板に反射され、又は反射されることなく直接に被加熱部に放射されていた (特許文献 4)。

[0007] さらに、延伸されていないロ栓部を、下端の膨出部を除いて、白化部分とするとともに、ロ栓部の下端の延伸されていない膨出部を未白化部分としたポリエチレンテレフタレートボトルの技術が開示されている（特許文献 5)。この技術によれば、ロ栓部の白化部分が、耐熱性が向上するとともに十分な耐衝撃性を有し、さらに、ロ栓部の下端の未白化部分によって、適度の柔軟性を得ることができ、充填作業等において、過度の力が加えられても破損するといつた不具合を防止することができる。

特許文献 1：特公平 3-67499号公報

特許文献 2：特公平 3-26646号公報

特許文献 3：特公平 5-9261号公報

特許文献 4：特公平 6-22876号公報

特許文献 5：特公平 4 - 79901号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、従来のヒータユニットは、セラミックコーティングや反射板が照射光を反射しているものの、照射側に向かってほぼ放射状に照射しているので、口頸部から外れて照射される照射光が多ぐ照射光を加熱 ·結晶化が必要な部分のみに集光することが困難であった。

また、飽和ポリエステル中空体の口頸部は、口頸部の下部外周にねじ山やネックリング等が設けられており、肉厚が一定でない複雑な形状を有しており、前記問題がより顕在化していた。さらに、周方向に均一に加熱する必要もあった。

また、エネルギーの有効利用の点からも改良が求められていた。

[0009] 本発明は、上記諸問題を解決すベぐ飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、照射光を加熱'結晶化させようとする部分に集光することにより、口頸部の形状、肉厚、物性及び光吸収率に起因する昇温特性に応じて加熱して、均一な結晶化を可能とする、飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] この目的を達成するために、本発明の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置は、飽和ポリエステル中空体の口頸部に、前記飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、ヒータユニットからの光を照射して加熱することにより、前記口頸部を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置であって、前記ヒータユニットが、口頸部を加熱する加熱ランプと、この加熱ランプから照射された光を集光させる集光手段と、前記集光手段から照射された光を前記口頸部の所定位置に所定の光強度で照射する照射光制御手段とを具備した構成としてある。

このようにすると、口頸部に効率よく光を照射することができるので、加熱ランプ本体のエネルギーを有効に利用でき、消費電力を低減することができる。また、加熱したレ、ポイントを重点的に加熱できるので、加熱条件を精度よく制御することができる。さらに、飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、光が照射されるので、周方向に均一な加熱を行うことができる。

[0011] また、本発明は、前記ヒータユニットが、前記口頸部の形状，肉厚及び光吸収率に起因する昇温特性に応じて、前記光を照射する構成としてある。

このようにすると、ほぼ均一な光強度の光を照射しただけでは結晶化にむらが発生する口頸部に対して、昇温特性にもとづいて加熱したいポイントを重点的に加熱できるので、より均一な結晶化を実現することができる。また、結晶化度を精度よく制御することが可能となり、所望する特性を得ることができる。

[0012] また、本発明は、前記集光手段を一定の焦点距離を有する反射板とし、かつ、前記照射光制御手段を、前記加熱ランプ及び集光手段の設置位置及び/又は設置方向を調整可能な位置調整手段とした構成としてある。

このようにすると、ヒータユニットの構造を単純化することができるとともに、照射光を口頸部の所定位置に所定の光強度で容易に照射することができる。なお、設置位置の調整は、通常、垂直方向及び Z又は水平方向への移動によって行われる。

[0013] また、本発明は、前記ヒータユニットを、前記飽和ポリエステル中空体の搬送経路に沿って、複数個並設した構成としてある。

このようにすると、飽和ポリエステル中空体の口頸部を、複数のヒータユニットの前を連続して通過させることにより連続的に加熱することができ、飽和ポリエステル中空体の連続結晶化が可能となり生産効率を向上させることができる。

[0014] また、本発明は、前記複数のヒータユニットの照光する位置を、水平方向及び垂直方向に異ならせた構成としてある。

このようにすると、各ヒータユニットが、口頸部の所定の部分を加熱することができるので、口頸部の各部分の結晶化度を精度よくかつ容易に制御することができる。

[0015] また、本発明の飽和ポリエステル中空体の加熱方法は、飽和ポリエステル中空体の口頸部に、前記飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、ヒータユニットからの光を照射し加熱することにより、前記口頸部を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱方法であって、前記ヒータユニットからの光を、前記口頸部の所定位置に所定の光強度で集光させることにより、前記口頸部を加熱する方法としてある。

このように、本発明は、加熱方法としても有効であり、口頸部に効率よく光を照射することができるので、加熱ランプのエネルギーを有効に利用でき、消費電力を低減することができる。さらに、飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、光が照射されるので、周方向に均一な加熱を行うことができる。

[0016] また、本発明は、前記口頸部の形状，肉厚及び光吸収率に起因する昇温特性に応じて、前記光を照射する方法としてある。

このようにすると、飽和ポリエステル中空体の口頸部の形状等が複雑になっても、口頸部を効率よくかつ均一に結晶化することができる。また、結晶化度を精度よく制御することが可能となり、所望する特性を得ることができる。

[0017] また、本発明は、前記口頸部の軸中心に近い部分に集光の焦点を合わせ、次に、該焦点より手前の部分に焦点を合わせて加熱する方法としてある。

このようにすると、軸中心に近い部分から白化させることができ、光が遮られることによって、昇温特性が低下するといつた不具合を防止することができる。

[0018] また、本発明は、前記口頸部のネックリング部に集光の焦点を合わせて加熱する方法としてある。

このように、光が届きにくいネックリング部に光を優先的に集光させることにより、効率よくカロ熱すること力 Sできる。

発明の効果

[0019] 以上詳細に説明したように、本発明における飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法によれば、口頸部に効率よく光を照射することができるので、エネルギー効率を改善することができる。さらに、飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、光が照射されるので、周方向に均一な加熱を行うことができる。

さらに、口頸部の形状，肉厚及び光吸収率に起因する昇温特性にもとづいて、光強度を容易に調整することができるので、口頸部をより均一に結晶化することができる。また、口頸部の各部分の結晶化度を精度よくかつ容易に制御することもできる。図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明の実施形態に力かる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の概略平面図を示している。

[図 2a]本発明の実施形態に力かる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置のヒータユニットを説明するための概略正面図を示している。

[図 2b]図 2aの部分断面 A— Aを含むヒータユニットの概略側面図を示している。

[図 3a]第一のヒータユニットの照射状態を説明する概略側面図を示している。

[図 3b]第二のヒータユニットの照射状態を説明する概略側面図を示している。

[図 3c]第三のヒータユニットの照射状態を説明する概略側面図を示している。

[図 3d]第四のヒータユニットの照射状態を説明する概略側面図を示している。

[図 3e]第五及び第六のヒータユニットの照射状態を説明する概略側面図を示している。

[図 3f]第七及び第八のヒータユニットの照射状態を説明する概略側面図を示している符号の説明 [0021] 1 加熱結晶化装置

9 照射光

10 プリフォーム

11 口部

12 ネックリング

13 ねじ山

14 段付き部

20 搬送手段

21 ターレット

22 チェーンコンベア

23 供給機

24 排出機

25， 26 加熱領域

30 (30a〜30f) ヒータユニット

31 ノヽロゲンランプ

32 反射板

33 筐体

40 位置調整手段

41 ベース板

42 垂直方向移動板

43a, 45a, 47a ボノレ卜

43b, 45b ロックナツ卜

44 水平方向移動板

46 連結部材

210 ホノレダー

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、本発明の好適な各実施形態について、図面を参照して説明する [0023] [飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置] 図 1は、本発明の実施形態に力、かる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置の概略平面図を示している。

図 1において、加熱結晶化装置 1は、飽和ポリエステル中空体であるペットボトルのプリフォーム 10を搬送する搬送手段 20と、飽和ポリエステル中空体の口頸部であるプリフォーム 10の口部 11に、照射光 9を照射して加熱することにより、口部 11を結晶化させる複数のヒータユニット 30a 30fを備えた構成としてある。

また、加熱結晶化装置 1は、通常、プリフォーム結晶化装置（図示せず）の加熱部として使用される。なお、本発明にかかる加熱結晶化装置 1は、プリフォーム結晶化装置に用いられる場合に限定されるものではない。

[0024] (搬送手段）

搬送手段 20は、一対のターレット 21と、このターレット 21に掛けられたチェーンコンベア 22と、チェーンコンベア 22に自転自在に連結され、プリフォーム 10が挿入されるホルダー 210とを備えた構成としてある。

ターレット 21は、モータ（図示せず）によって回転し、チェーンコンベア 22に連結されたホルダー 210を連続的に搬送する。そして、供給機 23が、搬送されてくる空のホルダー 210に、口部 11が露出した状態でプリフォーム 10を挿入し、排出機 24力対向する加熱領域 25, 26を通過したプリフォーム 10を、ホルダー力も取り出す。

[0025] また、搬送手段 20は、図示してないが、公知のものを用いている。例えば、ホルダ一 210にピニオンが設けられており、加熱領域 25, 26の所定位置にラックが設置されている。これにより、プリフォーム 10が加熱領域 25, 26を通過する際、ピニオンがラックと嚙み合って回転するので、プリフォーム 10は、長手方向軸を中心に自転した状態で搬送され、周方向に均一に加熱される。なお、自転機構は、上記機構に限定されるものではない。

[0026] (ヒータユニット）

図 2aは、本発明の実施形態に力かる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置のヒータユニットを説明するための概略正面図を示している。

また、図 2bは、図 2aの部分断面 A— Aを含むヒータユニットの概略側面図を示している。図 2a, 2bにおいて、ヒータユニット 30は、細長い矩形箱状の筐体 33に、加熱ランプとして棒状のハロゲンランプ 31と反射板 32を収納した構成としてあり、位置調整手段 40によって支持されている。なお、各ヒータユニット 30a— 30fは、照光する位置が異なっており、その他の構成は、ほぼ同一である。

また、「ハロゲンランプ」とは、封入ガスに不活性ガスおよび微量のハロゲン物質を添加した赤外線電球をいい、本実施形態では、近赤外線を照射するハロゲンランプ 31を使用している。

なお、使用する加熱ランプは、ハロゲンランプ 31に限定されるものではなぐたとえば、光照射により加熱する一般的な赤外線ランプ等を使用することもできる。また、加熱ランプは、棒状の形状に限定されるものではない。

[0027] 反射板 32は、図 2bに示すように、一定の焦点距離を有する湾曲状に形成されており、二次元的には、ハロゲンランプ 31から照射された照射光 9を反射して、口部 11の任意の F点（照光点）に集光する形状としてある。したがって、三次元的には、図 2aに示すように、棒状のハロゲンランプ 31から照射された照射光 9を、線状に反射することになる。

このようにすることにより、ヒータユニット 30は、ハロゲンランプ 31から照射される一部の光を除いて、大部分の光を口部 11に照射することができ、エネルギー効率が改善され消費電力を低減することができる。

[0028] また、消費電力を低減することにより、たとえば、ヒータユニット 30を水冷しなくてもすみ、構造を単純化することができ、設備費用のコストダウンを図ることができる。さらに、照射光 9を口部 11に効率よく照射することにより、たとえば、熱風による加熱をしなくてもすむので、構造をより単純化することができる。

なお、図示してないが、反射板 32に冷却フィンを形成するとよぐこれにより、冷却効率を向上させることができる。

[0029] 筐体 33は、細長い四角柱状の形状としてあり、照射側の側面から反射板 32及びハロゲンランプ 31を収納する構造としてある。なお、筐体 33の形状は、本例に限定されるものではない。

この筐体 33は、ハロゲンランプ 31の両端部を支持し、図示してないが、ハロゲンランプ 31の電源ケーブル力両端面から引き出される。

[0030] 位置調整手段 40は、上方向に立設されたベース板 41と、ベース板 41に垂直方向にスライド可能に支持された垂直方向移動板 42と、垂直方向移動板 42の垂直方向の移動及び位置決めを行うボルト 43a及びロックナット 43bと、垂直方向移動板 42の上部に、水平方向にスライド可能に支持された水平方向移動板 44と、水平方向移動板 44の水平方向の移動及び位置決めを行うボルト 45a及びロックナット 45bと、水平方向移動板 44に上下方向へ回動可能に取り付けられた筐体 33を支持する連結部材 46と、連結部材 46の回動方向の位置決めを行うボルト 47aと力もなつている。これにより、ヒータユニット 30は、プリフォーム 10の口部 11に対して、水平及び垂直方向の距離と、上下方向の照射角度を自在に調整することができる。

[0031] このように、ヒータユニット 30a— 30fは、上記構成の位置調整手段 40を備えており、この位置調整手段 40により筐体 33と口部 11の位置関係を容易に設定することができ、照射光 9を口部 11の所定位置に所定の光強度で照射することができる。また、ヒータユニット 30a— 30fは、構造が単純化されるので、製造原価のコストダウンを図ること力 Sできる。

なお、位置調整手段 40は、上記構成に限定されるものではなぐ口部 11の所定位置に所定の光強度で集光させることにより、口部 1 1を加熱することが可能な機構であればよい。また、光強度の調整はヒータユニットの位置関係だけでなぐたとえば、ハロゲンランプ 31の電圧を制御してもよい。

[0032] 加熱結晶化装置 1は、図 1に示すように、プリフォーム 10の搬送経路に沿った加熱領域 25， 26に、ヒータユニット 30a— 30fを合計 8個並設してある。このようにすると、プリフォーム 10の口部 11を、複数のヒータユニット 30a— 30fの前を連続して通過させることにより連続的に加熱することができ、口部 11の連続結晶化が可能となり生産効率を向上させることができる。

なお、本実施形態では、ヒータユニットの数を 8個として説明するが、これに限定されるものではない。また、右側のターレット 21の外周部にヒータユニットを配設していないが、この領域を加熱領域として利用することも可能であり、省スペース化を図ることがでさる。 [0033] また、加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30a 30fによる照光する位置を異ならせた構成としてある。このようにすると、各ヒータユニット 30a 30fが、口部 11の所定の部分を加熱することができるので、口部 11の各部分の結晶化度を精度よくかつ容易に制御することができる。

[0034] ここで、好ましくは、各ヒータユニット 30a 30fが、プリフォーム 10の口部 11の形状，肉厚及び光吸収率に起因する昇温特性に応じて、照射光 9を口部 11の所定位置に所定の光強度で照射するとよぐこのようにすると、ほぼ均一な光強度の光を照射しただけでは結晶化にむらが発生する口部 11に対して、昇温特性にもとづいて加熱したいポイントを重点的に加熱できるので、より均一な結晶化を実現することができる。また、部分的に結晶化度を異ならせたい場合には、結晶化度を精度よく制御することが可能となり、所望する特性を得ることができる。

[0035] また、「昇温特性」とは、口頸部に光を照射して加熱したとき、口頸部の各部の温度上昇率をいう。たとえば、ペットボトルのプリフォーム 10は、口部 11の上部にねじ山 1 3が形成され、中段部に段付き部 14が形成され、下部にネックリング 12が形成されている。このため、肉厚が厚い部分の昇温特性は小さくなり、温度が上昇しにくくなる。また、結晶化前のプリフォーム 10は、無色透明であるのに対し、結晶化されると白色に変化し光吸収率が変化する。このため、無色透明状態から白化した部分は、昇温特性が大きくなり急激に温度上昇する、一方、白化した部分により照射光 9が遮られる部分は、照射光 9による昇温特性が急激に小さくなる。

すなわち、「昇温特性に応じて」とは、「昇温特性を考慮して、均一な結晶化を可能とする照射条件にて」といった意味である。

[0036] 次に、各ヒータユニット 30a 30fの照射条件及び加熱結晶化装置 1の動作について、図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる加熱結晶化装置の照射条件- 動作はこれに限定されるものではない。

[0037] (第一のヒータユニット）

まず、図 3aは、第一のヒータユニット 30aの照射状態を説明する概略側面図を示している。

図 3aにおいて、第一のヒータユニット 30aは、照射光 9が、口部 11の上部中央に集光するように調整されている。すなわち、ヒータユニット 30aは、水平方向を向いた状態で、口部 11の上方かつ口部 11に接近した位置に設定されてレ、る。

加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30aから照射される照射光 9によって、口部 11 を全体的に加熱するとともに、特に、口部 11上方のねじ山 13を加熱する。

[0038] 次に、図 3bは、第二のヒータユニット 30bの照射状態を説明する概略側面図を示している。

図 3bにおいて、第二のヒータユニット 30bは、照射光 9が、口部 11の上部外周に集光するように調整されている。すなわち、ヒータユニット 30bは、ヒータユニット 30aと比ベて、口部 11から水平方向に離れた位置に設定されてレ、る。

加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30bから照射される照射光 9によって、口部 11 のねじ山 13を重点的に加熱し、結晶化させる。

[0039] 次に、図 3cは、第三のヒータユニット 30cの照射状態を説明する概略側面図を示している。

図 3cにおいて、第三のヒータユニット 30cは、照射光 9が、口部 11の中段部中央に集光するように調整されている。すなわち、ヒータユニット 30cは、ヒータユニット 30bと比べて、口部 11から水平方向に接近し、かつ、下方に移動した位置に設定されている。

加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30cから照射される照射光 9によって、口部 11 を全体的に加熱するとともに、特に、口部 11の中段の段付き部 14を加熱する。

[0040] 次に、図 3dは、第四のヒータユニット 30dの照射状態を説明する概略側面図を示している。

図 3dにおいて、第四のヒータユニット 30dは、照射光 9が、口部 11の中段部外周に集光するように調整されている。すなわち、ヒータユニット 30dは、ヒータユニット 30cと比べて、口部 11から水平方向に離れた位置に設定されてレ、る。

加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30dから照射される照射光 9によって、口部 11 の段付き部 14を重点的に加熱し、結晶化させる。

[0041] 次に、図 3eは、第五及び第六のヒータユニット 30eの照射状態を説明する概略側面図を示している。図 3eにおいて、第五及び第六のヒータユニット 30eは、照射光 9が、口部 11の下段部外周に斜め上方力も集光するように調整されている。すなわち、ヒータユニット 30e は、ヒータユニット 30dと比べて、口部 11から水平方向に離れ、上方に移動し、かつ、下方向に回動した位置に設定されている。

加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30eから照射される照射光 9によって、口部 11の下段のネックリング 12を重点的に加熱し、結晶化させる。なお、ヒータュニット 30eは、二つ並設されている。

[0042] 次に、図 3fは、第七及び第八のヒータユニット 30fの照射状態を説明する概略側面図を示している。

図 3fにおいて、第七及び第八のヒータユニット 30fは、照射光 9が、口部 11の下段部中央に斜め上方力も集光するように調整されている。すなわち、ヒータユニット 30f は、ヒータユニット 30eと比べて、口部 11から水平方向に接近した位置に設定されている。

加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30fから照射される照射光 9によって、口部 11 の上面及び外周面を全体的に加熱し、結晶化を促進させる。なお、ヒータユニット 30 fは、二つ並設されている。

[0043] このように、本実施形態の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置 1は、ハロゲンランプ 31から照射される光を集光することができるので、加熱対象である口部 11に効率よく照射光 9を照射することができ、エネルギー効率を向上させることができる。また、口部 11の昇温特性に応じて、口部 11の所定位置に所定の光強度の照射光を照射するので、たとえば、肉厚が異なり、形状の複雑な口部 1 1に対しても、より均一な結晶化を実現することができる。

さらに、プリフォーム 10を自転させながら、口部 11に照射光 9を照射することができるので、周方向に均一な加熱を行うことができる。

第一実施例

[0044] 次に、上記加熱結晶化装置 1の第一実施例について説明する。

本実施例では、加熱結晶化装置 1 (ヒータユニットの数は 20個）を使用して、プリフオーム 10の口部 11を加熱し、口部 11を結晶化させた。この際、加熱結晶化装置 1は、照光する位置が水平及び垂直の両方向に変化するよう最適に設定されており、口部 11のほぼ全体を、平均結晶化度が約 35体積パーセントとなるように結晶化させた。なお、プリフォームイニシャル温度は、約 35°Cであり、加熱時間は約 2分とした。上記加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30の消費電力の合計が 40KWであった。これに対し、従来の加熱結晶化装置を使用して、ほぼ同様の条件で、口部 11を結晶化させたところ、ヒータユニットの消費電力の合計は、 120KWであった。すなわち、加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30の消費電力を約 67%節電することができた。第二実施例

[0045] 次に、上記加熱結晶化装置 1の第二実施例について説明する。

本実施例では、照光する位置が水平方向に変化するよう最適に設定された、加熱結晶化装置 1を使用して、プリフォーム 10の口部 11を加熱し、口部 11を結晶化させた。なお、その他の条件は、第一実施例とほぼ同様とした。

上記加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30の消費電力の合計が 45KWであった。すなわち、加熱結晶化装置 1は、ヒータユニット 30の消費電力を約 63%節電することができた。

また、本実施例の加熱結晶化装置 1は、照光する位置が水平方向に変化するよう最適に設定されたが、この構成に限定されるものではなぐたとえば、照光する位置を垂直方向に変化するように設定した構成としてもょレ、。

[0046] [飽和ポリエステル中空体の加熱方法]

本実施形態の加熱方法は、プリフォーム 10を自転させながら、ヒータユニット 30からの照射光 9を、プリフォーム 10の口部 11に照射して加熱することにより、口部 11を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱方法であって、ヒータユニット 30からの光を、口部 11の所定位置に所定の光強度で集光させることにより、口部 11を加熱する方法としてある。

[0047] このように、ハロゲンランプ 31から照射された光を口部 11に集光することにより、口部 11に入射しない光を低減することができるので、エネルギー効率を改善することができ、消費電力を低減することができる。

また、口部 11に対する焦点距離を調整することにより、光強度を調整することができる。すなわち、照射光 9の照射面積が小さくなるように焦点距離を調整すると、光強度が強くなり、逆に、照射面積が大きくなるように焦点距離を調整すると、光強度が弱くなる。このようにして、口部 11の所定位置における光強度を容易に調節することができ、加熱エネルギーを精度よく制御することができる。

[0048] また、一般的に、複雑な形状，肉厚が異なる又は光吸収率が異なる口部 11は、各部における昇温特性が異なる。たとえば、太陽光のように均一な光強度の光により加熱される場合、肉厚が厚い部分は、熱源に近い部分が昇温しやすぐ熱源から離れるほど昇温しにくくなる。

このように、加熱条件が安定しないと、結晶化が不十分な部分は、機械的強度が低くなり、また、結晶化が進みすぎた部分は、もろくなり変形することから、より均一に結晶化させることが要求される。

[0049] このため、口部 11の各部における昇温特性に応じて、各部に照射する光の光強度を制御するとよぐこのようにすると、たとえば、複雑な形状の口部 11に対しても、各部の温度プロファイルを合わせることができるので、均一に結晶化させることができるたとえば、熱源に対して、手前の部分が白化すると、光が遮られた後方の部分は、熱伝導により昇温することとなり、昇温特性が小さくなる。このような場合には、光が遮られないように、まず、後方の部分に集光の焦点距離を合わせて、後方から手前に向かって徐々に加熱するとよい。

[0050] また、好ましくは、口部 11の光が届きにくい部分に、光を優先的に集光させるとよく、これにより、口部 11が加熱により白色化又は変色して光吸収率が変化する場合に、光吸収率の変化に応じて又はこの変化を利用して、効率よく加熱することができる。

[0051] さらに、好ましくは、上述したように、集光手段として一定の焦点距離を有する反射板 32を用い、ハロゲンランプ 31及び反射板 32の設置位置及び/又は設置方向を調整する方法とするとよぐこのようにすると、照射光 9を口部 11の所定位置に所定の光強度で容易に照射することができる。

[0052] 以上、本発明の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなぐ本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

たとえば、上記実施形態の加熱結晶化装置 1は、プリフォーム 10の口部 11の形状に応じて、ヒータユニット 30a 30fを設定した力上記設定に限定されるものではなく、ヒータユニット 30a, 30bとヒータユニット 30c， 30dを人れ替免たり、各ヒータュニットの数を増減したりすることも可能である。

産業上の利用可能性

本発明の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置及びその加熱方法は、加熱対象が、ペットボトルのプリフォーム 10の口部 11に限定されるものではなぐたとえば、ペットボトノレ以外の容器等の口頸部に対しても好適に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 飽和ポリエステル中空体の口頸部に、前記飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、ヒータユニットからの光を照射して加熱することにより、前記口頸部を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置であって、

前記ヒータユニットが、

加熱ランプと、

この加熱ランプから照射された光を集光させる集光手段と、

前記集光手段から照射された光を前記口頸部の所定位置に所定の光強度で照射する照射光制御手段と

を具備したことを特徴とする飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。

[2] 前記ヒータユニットが、前記口頸部の形状，肉厚及び光吸収率に起因する昇温特性に応じて、前記光を照射する構成としたことを特徴とする請求項 1記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。

[3] 前記集光手段を一定の焦点距離を有する反射板とし、かつ、前記照射光制御手段を、前記加熱ランプ及び集光手段の設置位置及び Z又は設置方向を調整可能な位置調整手段としたことを特徴とする請求項 1又は 2記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。

[4] 前記ヒータユニットを、前記飽和ポリエステル中空体の搬送経路に沿って、複数個並設したことを特徴とする請求項 1一 3のいずれかに記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。

[5] 前記複数のヒータユニットの照光する位置を、水平方向及び垂直方向に異ならせたことを特徴とする請求項 4記載の飽和ポリエステル中空体の加熱結晶化装置。

[6] 飽和ポリエステル中空体の口頸部に、前記飽和ポリエステル中空体を自転させた状態で、ヒータユニットからの光を照射して加熱することにより、前記口頸部を結晶化させる飽和ポリエステル中空体の加熱方法であって、

前記ヒータユニットからの光を、前記口頸部の所定位置に所定の光強度で集光させることにより、前記口頸部を加熱することを特徴とする飽和ポリエステル中空体の加熱方法。

[7] 前記口頸部の形状，肉厚及び光吸収率に起因する昇温特性に応じて、前記光を照射することを特徴とする請求項 6記載の飽和ポリエステル中空体の加熱方法。

[8] 前記口頸部の軸中心に近い部分に集光の焦点を合わせ、次に、該焦点より手前の部分に焦点を合わせて加熱することを特徴とする請求項 6又は 7記載の飽和ポリエステル中空体の加熱方法。

[9] 前記口頸部のネックリング部に集光の焦点を合わせて加熱することを特徴とする請求項 6 8のいずれかに記載の飽和ポリエステル中空体の加熱方法。