プリフォームの加熱方法
【課題】 ボトルの白化防止、プリフォームの加熱時間の短縮、耐熱性に優れたプリフォームの加熱方法を創出することを課題とする。
【解決手段】 加熱炉（２）内の冷却、プリフォーム（Ｐ）の外面への冷却エアー（ｅ１）と熱源（４）からの加熱とを同時に行ってプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とを調整しながら熱結晶化温度よりもわずかに低い温度となるまで急速加熱する第１工程（Ｓ１）と、加熱炉（２）内の冷却と熱源（４）による加熱を停止した状態で、冷却エアー（ｅ１）をプリフォーム（Ｐ）の外面に吹き付けて外面温度（Ｔａ）を冷却する第２工程（Ｓ２）と、加熱炉（２）内の冷却を停止した状態で、プリフォーム（Ｐ）の外面への冷却エアー（ｅ１）の吹き付けと熱源（４）からの加熱とを同時に行ってプリフォーム（Ｐ）を急速加熱する第３工程（Ｓ３）と、を有する構成とする。
【解決手段】 加熱炉（２）内の冷却、プリフォーム（Ｐ）の外面への冷却エアー（ｅ１）と熱源（４）からの加熱とを同時に行ってプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とを調整しながら熱結晶化温度よりもわずかに低い温度となるまで急速加熱する第１工程（Ｓ１）と、加熱炉（２）内の冷却と熱源（４）による加熱を停止した状態で、冷却エアー（ｅ１）をプリフォーム（Ｐ）の外面に吹き付けて外面温度（Ｔａ）を冷却する第２工程（Ｓ２）と、加熱炉（２）内の冷却を停止した状態で、プリフォーム（Ｐ）の外面への冷却エアー（ｅ１）の吹き付けと熱源（４）からの加熱とを同時に行ってプリフォーム（Ｐ）を急速加熱する第３工程（Ｓ３）と、を有する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＥＴ樹脂製のプリフォームを２軸延伸ブロー成形する際に用いるプリフォームの加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ製射出成形品であるプリフォームを２軸延伸ブロー成形して所定形状のボトルとするには、このプリフォームを延伸変形が可能な温度まで加熱する必要がある。ボトルの２軸延伸ブロー成形に際するプリフォームの加熱は、例えば特許文献１に開示されているように、赤外線を発生する赤外線ランプ（赤外線ヒーター）を熱源とするのが一般であり、またこの赤外線ヒーターの複数を、搬送されているプリフォームの軸心方向に沿って平行に並列配置し、各赤外線ヒーターの出力を調整することにより、プリフォームを軸心に沿って所望する温度分布で加熱するようにしている。
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法ではプリフォームをその外側から加熱するものであるから、プリフォームの外面がプリフォームの内面よりも高い温度となる傾向があるが、外面温度が熱結晶化温度（１２０℃）を超えるとプリフォームの外面に白化が生じてしまう。そして、このような白化したプリフォームをブロー成形しても外観が白濁した不良なボトルが製造されてしまい、透明なボトルを得ることができないという問題がある。
【０００４】
またどうしてもプリフォームの外面側の方が内面側に比べて昇温速度が速く、加熱されるプリフォームの外側と内側と間に温度差が発生することになる。この温度差が大きいと適正な２軸延伸ブロー成形操作が不能となるので、このプリフォームの内面側と外面側との加熱温度差を一定の範囲内に抑制するために熱源の出力を制限する必要があり、このためプリフォームの加熱時間を充分に短縮することができないという問題もある。
【０００５】
またプリフォームの外側と内側との温度差が大きいと、外面と内面に大きな応力歪が生じる結果、成形後のボトル寸法精度に大きなばらつき生じやすい。
さらにはプリフォームの外面温度の上限値（熱結晶化温度）に伴い、プリフォームの内面温度も高くすることができないので、成形時の延伸倍率を高めた場合、あるいは厚肉のプリフォームとした場合に、成形時のプリフォーム内にボイドが発生し、不良のボトルが生産されてしまうという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−４２７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたものであり、延伸ブロー成形されるボトルの白化防止、ブロー成形工程におけるプリフォームの加熱時間の短縮、耐熱性及び成形後のボトルの寸法精度の向上、さらにはボイドが形成されることを抑制できるプリフォームの加熱方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段のうち、本発明の主たる構成は、
加熱炉内を移動するプリフォームに二軸延伸ブロー成形を施してボトルを成形するプリフォームの加熱方法であって、
加熱炉内を冷却すると共に、回転するプリフォームの外面への冷却エアーの吹き付けと熱源からの加熱とを同時に行ってプリフォームの外面温度と内面温度とを調整しながらプリフォームの熱結晶化温度よりもわずかに低い温度となるまで急速加熱する第１工程と、
加熱炉内の冷却と熱源による加熱を停止した状態で、冷却エアーをプリフォームの外面に吹き付け、回転するプリフォームの外面温度を冷却する第２工程と、
加熱炉内の冷却を停止した状態で、回転するプリフォームの外面への冷却エアーの吹き付けと熱源からの加熱とを同時に行ってプリフォームを急速加熱する第３工程と、を有することを特徴とする、と云うものである。
【０００９】
本願発明者は、プリフォームの内外温度が熱結晶化温度（１２０℃）を超えても、一定の時間内であればプリフォームに白化現象が起きないことに着目し、この時間内にプリフォームを急速加熱することにより、白濁のないブローボトルの成形を達成しようとするものである。
【００１０】
上記主たる構成からなるプリフォームの加熱方法の第１工程では、加熱炉内で、下部側から上方に向かってプリフォームの外面に沿って略平行に吹き付ける炉内冷却エアーによる炉内冷却を行った状態で、冷却エアーによる吹き付けと熱源からの大出力による加熱とを、回転するプリフォームの外面に垂直方向（または半径方向ともいう）から同時に行うことにより、プリフォームは外面の加熱がやや抑制された状態で急速加熱されることになる。
【００１１】
次の第２工程では、炉内冷却エアーによる冷却と熱源による加熱とを停止した状態で、冷却エアーのみをプリフォームの外面に吹き付けることにより、熱結晶化温度（１２０℃）近くまで上昇した内面温度の低下を抑えながら外面温度を内面温度よりも低い温度（約８０℃）まで一度下げる。
【００１２】
続く第３工程では、炉内冷却エアーによる冷却を停止した状態で、プリフォームの外面に対し、熱源による加熱と冷却エアーによる吹き付けを同時に行ってプリフォームの外面温度及び内面温度が共に熱結晶化温度（１２０℃）以上になるように急速加熱する。
【００１３】
また本発明の他の構成は、請求項１記載の発明において、第１工程の冷却はプリフォームの外面温度と内面温度とをほぼ同じ温度に維持しながら行い、第２工程の冷却はプリフォームの外面温度をその内面温度よりも十分に低い温度に達するまで行う、と云うものである。
【００１４】
上記構成では、プリフォーム加熱工程中におけるプリフォームの白化防止を達成する。
【００１５】
また本発明の他の構成は、請求項１又は２記載の発明において、第３工程中に、プリフォームの外面温度と内面温度とが共に熱結晶化温度に達しときからプリフォームの２軸延伸ブロー成形できるようになるまでを所定時間に設定した、というものである。
【００１６】
上記構成により、ブロー成形時の白化を防止し、透明性の高いボトルの製造を達成する。
【００１７】
また本発明の他の構成は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、第１工程では、プリフォームの内側に、表面に鏡面仕上げ又は金メッキ処理が施された加熱筒体が配置し、プリフォーム加熱時に熱源から出力される熱エネルギーによる温度上昇と、熱源から出力される光エネルギーの加熱筒体表面からの反射とを利用してプリフォームを内外から同時に加熱するものである、と云うものである。
【００１８】
上記構成では、内外面同時加熱により、プリフォームの外面温度と内面温度の温度差を小さくした状態で、すなわち、外面温度と内面温度とをほぼ同じに温度に維持しながらプリフォームの熱結晶化温度よりもわずかに低い温度に至る急速加熱を達成する。
【００１９】
また本発明の他の構成は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、加熱炉内の冷却が、加熱炉の下部側から上部側に向かって送風される炉内冷却エアーにより行われる、と云うものである。
【００２０】
上記構成では、加熱炉内が過剰に加熱されて高温状態（例えば２００℃〜２４０℃）となることの防止と、加熱炉内の壁面から遠赤外線が照射されることによるプリフォームの外面温度の更なる上昇の防止し、加熱炉内の温度を適正な状態に維持する。
【００２１】
また本発明の他の構成は、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の発明において、所定時間を８秒とした、と云うものである。
【００２２】
上記構成では、プリフォームの白化防止と加熱時間の短縮を達成する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
本発明の主たる構成においては、延伸ブロー成形時の白化することがなく透明で、且つ耐熱性及び成形後の寸法精度に優れたボトルを短時間で製造することができ、さらにはボイドの形成を抑制することのできるプリフォームの加熱方法を提供できる。
【００２４】
また第１工程の冷却はプリフォームの外面温度と内面温度とをほぼ同じに温度に維持しながら行い、第２工程の冷却はプリフォームの外面温度をその内面温度よりも十分に低い温度に達するまで行うとした構成にあっては、特に第１工程では、熱源によるプリフォームの加熱が、加熱炉内の温度上昇を抑制した状態で達成されるので、急速加熱してもプリフォームの外面温度が過剰に加熱されて熱結晶化温度よりも高くなることがなく、プリフォームの白化を防止することができる。
【００２５】
続く第２工程においては、熱結晶化温度近傍まで上昇した外面温度を一度下げることにより、プリフォームの内部温度を熱結晶化温度近傍まで上昇させることができる。
【００２６】
また第３工程中に、プリフォームの外面温度と内面温度とが共に熱結晶化温度に達しときからプリフォームの２軸延伸ブロー成形できるようになるまでを所定時間に設定した、との構成にあっては、白濁のないボトルの透明なボトルを製造することができるようになる。
【００２７】
また第１工程では、プリフォームの内側に、表面に鏡面仕上げ又は金メッキ処理が施された加熱筒体が配置し、プリフォーム加熱時に熱源から出力される熱エネルギーによる温度上昇と、熱源から出力される光エネルギーの加熱筒体表面からの反射とを利用してプリフォームを内外から同時に加熱するものとした構成にあっては、外部温度と内部温度との温度差を小さく抑えた状態で、プリフォーム全体の温度を急速加熱することができる。
【００２８】
また加熱炉内の冷却が、加熱炉の下部側から上部側に向かって送風される炉内冷却エアーにより行われるとの構成においては、加熱炉内の温度上昇を抑制することができるため、特に第１工程において、急速加熱したプリフォームの外面温度が熱結晶化温度よりも高くなることを防止することができる。
【００２９】
さらに所定時間を８秒としたとの構成にあっては、白濁のない透明なボトルを製造することができると共に、プリフォームの加熱時間によるボトルの製造時間全体の短縮が可能となり、品質の高く量産性に優れたボトルの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のプリフォームの加熱方法が用いられる製造装置の一部を示す概略平面図である。
【図２】第１ゾーンＡを示す図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する断面図である。
【図３】第２ゾーンＢを示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。
【図４】第３ゾーンＣを示す図１のＩＶ−ＩＶ線に相当する断面図である。
【図５】本発明のプリフォームの加熱方法におけるプリフォームの外面温度Ｔａ、内面温度Ｔｂ及び反射熱源を構成する加熱筒体の表面温度Ｔｇと経過時間ｔとの関係を示す工程図である。
【図６】金型温度とボトル容量変化との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のプリフォームの加熱方法が用いられる製造装置の一部を示す概略平面図、図２は第１ゾーンＡを示す図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する断面図、図３は第２ゾーンＢを示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図、図４は第３ゾーンＣを示す図１のＩＶ−ＩＶ線に相当する断面図である。
【００３２】
図１に示すように、製造装置１はターンテーブルやチェーン等を有して構成され、保持部材１０（図２参照）に倒立姿勢で保持されたプリフォームＰを、保持部材１０ごと自転させながら搬送する搬送路Ｒを囲んで、この搬送路Ｒに沿って長い四角筒状の耐熱製の加熱炉２を配置されている。この加熱炉２内に設けられた耐熱材料製の隔壁３により、搬送路Ｒの上流側から第１ゾーンＡ、第２ゾーンＢ、第３ゾーンＣの順に区画されている。
【００３３】
図１及び図２に示すように、第１ゾーンＡは、搬送路Ｒの一方側には、この搬送路Ｒに沿って延びると共に高さ方向に一定の間隔を有して重ねられた複数の熱源４である近赤外線ヒーター４ａを、複数のプリフォームＰが並ぶ方向に沿って平行に配置されている。また搬送路Ｒの他方側には、熱源４に対向して、搬送路Ｒに沿って等間隔に縦長な複数の吹き出し口５を開設し、冷却エアーｅ１を導くダクトの先端に組付けられた、吹き出し口用パネル６を起立配置して構成されている。この第１ゾーンＡではプリフォームＰに対して後述する第１工程Ｓ１を行う。
【００３４】
また第１ゾーンＡ内で且つ搬送路Ｒ上のプリフォームＰの両側の位置には、加熱炉２の下部側から上部側に向かって炉内冷却エアーｅ２を導くダクトの先端に組付けられた隙間７，７が搬送路Ｒに沿って形成されている。炉内冷却エアーｅ２は加熱炉２を全体的に冷却する炉内冷却手段として機能する。
【００３５】
なお、吹き出し口用パネル６は、その表面（熱源４に対向する面）を、近赤外線を反射する反射面で形成されており、また各吹き出し口５の一方の側縁（搬送路Ｒの下流側となる側縁）に、この吹き出し口５から吹き出される冷却エアーｅ１を、搬送路Ｒの斜め上流側に導くフィンが半抜き加工状に、斜めに起立した姿勢で付設されている（図示せず）。この冷却エアーｅ１はプリフォームＰの外面を直接冷却するプリフォーム冷却手段として機能する。
【００３６】
プリフォームＰを保持する保持部材１０の内部には、コア部材２１とロングガイド部材２２とが一体に組み付けされて構成されるガイドコア部材２０が保持固定されている。コア部材２１及びロングガイド部材２２は、共にプリフォームＰの内部に延びる細長状の加熱筒体２１ａ及び筒身部２２ａが設けられており、外側の加熱筒体２１ａの外表面は鏡面仕上げ又は金メッキ処理等の表面処理が施されている。
【００３７】
プリフォームＰは内部に加熱筒体２１ａを配置した状態で保持部材１０に保持されている。熱源４である近赤外線ヒーター４ａが発した熱及び光のエネルギーの一部は、プリフォームＰの外面を加熱するが、同時に熱及び光のエネルギーの他の一部は、プリフォームＰの内部に侵入して加熱筒体２１ａの外表面で反射させられてプリフォームＰを内面から加熱する。すなわち、加熱筒体２１ａは反射熱源としての機能を有している。
【００３８】
したがって、第１工程Ｓ１では、加熱炉２の全体的を炉内冷却手段による炉内冷却エアーｅ２で冷却しつつ、プリフォームＰに対しては、プリフォーム冷却手段の冷却エアーｅ１による冷却と、熱源４によるプリフォーム外面に対する加熱と、反射熱源である加熱筒体２１ａによるプリフォーム内面に対する加熱とが同時に行われる。
【００３９】
図１及び図３に示すように、第２ゾーンＢは、プリフォーム冷却手段のみを有し、熱源及び炉内冷却手段を有しない空室構造をしている。第２ゾーンＢは、両隣の第１ゾーンＡ及び第３ゾーンＣに対して、雰囲気、特に熱雰囲気に関して、できるだけ遮断された状態となるように区画されていて、後述する第２工程Ｓ２を行う。
【００４０】
図１及び図４に示すように、第３ゾーンＣは、第１ゾーンＡの構成から炉内冷却手段を省いた構成であり、基本的には各熱源４を構成する複数の近赤外線ヒーター４ａのうち最下段に位置する近赤外線ヒーター４ａの下面側に放射域を規制する仕切り板８を加えた構成となっており、プリフォームＰに対して後述する第３工程Ｓ３を行う。
【００４１】
なお、図２乃至図４に示すように、第１ゾーンＡ、第２ゾーンＢ及び第３ゾーンＣを形成する加熱炉２の天面には、加熱炉２内のエアーを炉外に逃がして加熱炉２内の温度を調整するための金網２ａが設けられている。
【００４２】
図５は、本発明のプリフォームの加熱方法におけるプリフォームの外面温度Ｔａ、内面温度Ｔｂ及び反射熱源を構成する加熱筒体の表面温度Ｔｇと経過時間ｔとの関係を示す工程図である。
【００４３】
第１ゾーンＡでの第１工程Ｓ１は、熱源４を１００％出力で稼動させた急速加熱処理であって、この第１工程Ｓ１は、外面温度Ｔａが、ＰＥＴの熱結晶化温度よりもわずかに低い、１００〜１１０℃の範囲内の外面第１温度Ｔａ１に達したところで終了する。本実施例に示す、プリフォームＰの外面温度Ｔａが外面初期温度Ｔａ０である３０℃から外面第１温度Ｔａ１である１０２℃までに達する第１工程Ｓ１の第１時間（加熱時間）ｔ１は１２秒（温度勾配＝＋６℃／ｓｅｃ）であり、この第１工程Ｓ１終了時の内面第１温度Ｔｂ１もプリフォームＰの外面温度とほぼ等しい温度であった。
【００４４】
なお、第１工程Ｓ１では、ガイドコア部材２０を構成する加熱筒体２１ａの表面温度は１５８℃（コア初期温度Ｔｇ０）から２７８℃（コア第１温度Ｔｇ１）まで温度勾配＋１２℃／ｓｅｃで変化しており、プリフォームＰを内側から加熱する反射熱源として十分に機能している。
【００４５】
第２工程Ｓ２では、第１工程Ｓ１により所望温度まで急速加熱されたプリフォームＰを、外部からの直接的な加熱処理を与えることなく、プリフォーム冷却手段による冷却エアーｅ１のみによる冷却を行う。これにより、プリフォームＰの外面温度Ｔａが急速に下降するが、内面温度Ｔｂは下降するものの加熱筒体２１ａが有する熱エネルギー（余熱）によって加熱され続けるため、その下降幅は外面温度Ｔａに比較して十分に小さい。
【００４６】
本実施例では、プリフォームＰの外面温度Ｔａは外面第１温度Ｔａ１である１０２℃から外面第２温度Ｔａ２である８２．４℃近傍まで下降したのに対し、内面温度Ｔｂは内面第１温度Ｔｂ１である１０２℃から内面第２温度Ｔｂ２である９９．８℃近傍まで小さな下降幅であった。また第２工程Ｓ２の第２時間（冷却時間）ｔ２は１０秒であり、外面温度Ｔａの温度勾配は約−１．９６℃／ｓｅｃであるのに対し、内面温度Ｔｂの温度勾配は約−０．２２℃／ｓｅｃであった。
なお、第２工程Ｓ２では、第２時間（冷却時間）ｔ２（１０秒）間におけるコアガイド部材の加熱筒体２１ａの表面温度の変化はコア第１温度Ｔｇ１の２７８℃からコア第２温度Ｔｇ２の２２２℃（温度勾配−５．６℃／ｓｅｃ）であった。
【００４７】
第３ゾーンＣでの第３工程Ｓ３は、炉内冷却手段を停止し、熱源４による加熱とプリフォーム冷却手段の冷却エアーｅ１による冷却とを同時に行うものであるが、熱源４の出力の程度を最大出力の９５％程度に抑えた状態に設定し、プリフォームＰを、その軸心に沿って、所望する温度分布となるように急速加熱する。
【００４８】
本実施例では、外面温度Ｔａの外面第３温度Ｔａ３が、ＰＥＴの熱結晶化温度（１２０℃）を超えて１６１℃に達したところで終了しているが、このとき内面温度Ｔｂの内面第３温度Ｔｂ３は１４１℃であった。また第３工程Ｓ３の第３時間（加熱時間）ｔ３は５．６秒であり、外面温度Ｔａの温度勾配は約＋１４．０℃／ｓｅｃであり、内面温度Ｔｂの温度勾配は約＋７．３５℃／ｓｅｃと最も高くなる。
【００４９】
この第３工程Ｓ３では、第３時間（加熱時間）ｔ３（５．６秒）間におけるガイドコア部材２０の加熱筒体２１ａの表面温度の変化はコア第２温度Ｔｇ２の２２２℃からコア第３温度Ｔｇ３の２７０℃（温度勾配約＋８．６℃／ｓｅｃ）であり、プリフォームＰ内面を加熱する反射熱源として、内面温度Ｔｂの急速加熱の達成に大きく寄与している。
【００５０】
第３工程Ｓ３（第３時間（加熱時間）ｔ３（５．６秒））の終了後、プリフォームＰは第３ゾーンＣを通過して搬送ゾーンＤに至る（図１参照）。この搬送ゾーンＤには、加熱状態にあるプリフォームＰを保持部材１０ごとブロー成形装置（図示せず）に移送する領域であり、移送されたプリフォームＰは割り金型が組み付けられて２軸延伸ブロー成形が行われる。このように、搬送ゾーンＤではプリフォームＰが図示しないブロー成形装置に送られるが、これを図５に示すと、第４工程Ｓ４における第４時間（移送時間）ｔ４（５ｓｅｃ）に相当する。
【００５１】
第４工程Ｓ４では、外面温度Ｔａが下降するが、内面温度ＴｂはプリフォームＰの外面からの伝熱があるため、外面温度Ｔａよりも小さな温度勾配で下降する。
【００５２】
そして、第３工程Ｓ３において、外面温度Ｔａ及び内面温度Ｔｂが共にＰＥＴの熱結晶化温度（１２０℃）を超えたときから所定時間ｔｘ（約８ｓｅ）経過した後であって、且つ第４工程Ｓ４が開始されて第４時間（移送時間）ｔ４（５ｓｅｃ）経過後に、２軸延伸ブロー成形を開始することにより、白濁のない透明なボトルの成形が達成される。
【００５３】
なお、このときのプリフォームＰの各温度は、外面温度Ｔａが外面第４温度Ｔａ４である１５０．７℃、内面温度Ｔｂが内面第４温度Ｔｂ４である１３８℃であった。
【００５４】
この本発明の実測結果によると、常温のプリフォームＰをボトルに２軸延伸ブロー成形できる温度まで加熱するに要する時間、すなわち第１工程Ｓ１の第１時間（加熱時間）ｔ１、第２工程Ｓ２の第２時間（冷却時間）ｔ２、第３工程Ｓ３の第３時間（加熱時間）ｔ３及び第４工程Ｓ４の第４時間（移送時間）ｔ４の合計時間は、（１２＋１０＋５．６＋５＝３２．６）秒であった。
【００５５】
図６は金型温度とボトル容量変化との関係を示すグラフである。実線が本発明の加熱方法を使用して形成したボトルの例であり、破線が比較例として従来の加熱方法を使用して形成されたボトルの例を示している。
【００５６】
図６の結果から、従来の加熱方法の場合には金型温度が８７℃を超えるとボトルの収縮が始まるが、本発明の加熱方法ではボトルの収縮が始まる温度を１１４と、従来に比較して２７℃程度に高めることが可能である。
【００５７】
このような効果は、従来の加熱方法ではブロー成形時のプリフォームＰの外面温度Ｔａが１２０℃、内面温度が１１１℃であったのに対し、本発明の加熱方法ではプリフォームＰの外面温度Ｔａが１５０．７℃（外面第４温度）、内面温度が１３８℃（内面第４温度Ｔｂ４）としたことによるものである。
【００５８】
これら結果から、ブロー成形用の金型の温度を８７℃から１１４℃に高めた状態で、プリフォームをブロー成形してボトルを形成しても、ブローボトルの容量変化を低く抑えることができる。
またブロー成形時の金型の温度を、従来に比較して高温とすることができるため、成形後のブローボトルの耐熱性を向上させることができる。
【００５９】
また金型の温度を現状の温度（８７℃）とした場合には、ブロー成形時間を短縮することができるため、ブロー成形スピードを高めることができ、その結果量産性を向上させることができる。
また成形品の寸法精度を高めることができ、ボトル間の寸法のばらつきを少なくすることができる。
【００６０】
さらにはブロー成形時のプリフォームの内面温度を、従来１１１℃であったのを、本発明では１３８℃（内面第４温度Ｔｂ４）と高くすることができるため、肉厚の大きなプリフォームや、延伸倍率の高いプリフォームであってもボイドの発生を抑えることができる。
【００６１】
以上、実施例に沿って本発明の構成とその作用効果について説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではない。
【００６２】
例えば、上記実施例では、第１工程Ｓ１におけるプリフォームＰの外面温度Ｔａが、外面初期温度Ｔａ０＝３０℃の場合（コア初期温度Ｔｇ０は１５８℃）となる加熱工程の第１サイクルについて説明したが、第２サイクル以降は、コア部材２１が加熱されて加熱筒体２１ａの表面温度Ｔｇはコア初期温度Ｔｇ０は１５８℃よりも高いＴｇ０’（例えばＴｇ０’＝２００℃）となるため、この場合の第１工程Ｓ１’の時間がｔ１’が短縮される。よって、常温のプリフォームＰをボトルに２軸延伸ブロー成形できる温度まで加熱するに要する合計時間をさらに短縮することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のプリフォームの加熱方法は、ＰＥＴ製射出成形品であるプリフォームを２軸延伸ブロー成形して所定形状のボトルを製造する分野における用途展開をさらに広い領域で図ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ ； 製造装置
２ ； 加熱炉
３ ； 隔壁
４ ； 熱源
４ａ ； 近赤外線ヒーター
５ ； 吹き出し口
６ ； 吹き出し口用パネル
７ ； 隙間
８ ； 仕切り板
１０ ； 保持部材
２０ ； ガイドコア部材
２１ ； コア部材
２１ａ ； 加熱筒体
２２ ； ロングガイド部材
２２ａ ； 筒身部
Ａ ； 第１ゾーン
Ｂ ； 第２ゾーン
Ｃ ； 第３ゾーン
Ｄ ； 搬送ゾーン
ｅ１ ； 冷却エアー
ｅ２ ； 炉内冷却エアー
Ｐ ； プリフォーム
Ｔａ ； 外面温度
Ｔｂ ； 内面温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＥＴ樹脂製のプリフォームを２軸延伸ブロー成形する際に用いるプリフォームの加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ製射出成形品であるプリフォームを２軸延伸ブロー成形して所定形状のボトルとするには、このプリフォームを延伸変形が可能な温度まで加熱する必要がある。ボトルの２軸延伸ブロー成形に際するプリフォームの加熱は、例えば特許文献１に開示されているように、赤外線を発生する赤外線ランプ（赤外線ヒーター）を熱源とするのが一般であり、またこの赤外線ヒーターの複数を、搬送されているプリフォームの軸心方向に沿って平行に並列配置し、各赤外線ヒーターの出力を調整することにより、プリフォームを軸心に沿って所望する温度分布で加熱するようにしている。
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法ではプリフォームをその外側から加熱するものであるから、プリフォームの外面がプリフォームの内面よりも高い温度となる傾向があるが、外面温度が熱結晶化温度（１２０℃）を超えるとプリフォームの外面に白化が生じてしまう。そして、このような白化したプリフォームをブロー成形しても外観が白濁した不良なボトルが製造されてしまい、透明なボトルを得ることができないという問題がある。
【０００４】
またどうしてもプリフォームの外面側の方が内面側に比べて昇温速度が速く、加熱されるプリフォームの外側と内側と間に温度差が発生することになる。この温度差が大きいと適正な２軸延伸ブロー成形操作が不能となるので、このプリフォームの内面側と外面側との加熱温度差を一定の範囲内に抑制するために熱源の出力を制限する必要があり、このためプリフォームの加熱時間を充分に短縮することができないという問題もある。
【０００５】
またプリフォームの外側と内側との温度差が大きいと、外面と内面に大きな応力歪が生じる結果、成形後のボトル寸法精度に大きなばらつき生じやすい。
さらにはプリフォームの外面温度の上限値（熱結晶化温度）に伴い、プリフォームの内面温度も高くすることができないので、成形時の延伸倍率を高めた場合、あるいは厚肉のプリフォームとした場合に、成形時のプリフォーム内にボイドが発生し、不良のボトルが生産されてしまうという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−４２７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたものであり、延伸ブロー成形されるボトルの白化防止、ブロー成形工程におけるプリフォームの加熱時間の短縮、耐熱性及び成形後のボトルの寸法精度の向上、さらにはボイドが形成されることを抑制できるプリフォームの加熱方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段のうち、本発明の主たる構成は、
加熱炉内を移動するプリフォームに二軸延伸ブロー成形を施してボトルを成形するプリフォームの加熱方法であって、
加熱炉内を冷却すると共に、回転するプリフォームの外面への冷却エアーの吹き付けと熱源からの加熱とを同時に行ってプリフォームの外面温度と内面温度とを調整しながらプリフォームの熱結晶化温度よりもわずかに低い温度となるまで急速加熱する第１工程と、
加熱炉内の冷却と熱源による加熱を停止した状態で、冷却エアーをプリフォームの外面に吹き付け、回転するプリフォームの外面温度を冷却する第２工程と、
加熱炉内の冷却を停止した状態で、回転するプリフォームの外面への冷却エアーの吹き付けと熱源からの加熱とを同時に行ってプリフォームを急速加熱する第３工程と、を有することを特徴とする、と云うものである。
【０００９】
本願発明者は、プリフォームの内外温度が熱結晶化温度（１２０℃）を超えても、一定の時間内であればプリフォームに白化現象が起きないことに着目し、この時間内にプリフォームを急速加熱することにより、白濁のないブローボトルの成形を達成しようとするものである。
【００１０】
上記主たる構成からなるプリフォームの加熱方法の第１工程では、加熱炉内で、下部側から上方に向かってプリフォームの外面に沿って略平行に吹き付ける炉内冷却エアーによる炉内冷却を行った状態で、冷却エアーによる吹き付けと熱源からの大出力による加熱とを、回転するプリフォームの外面に垂直方向（または半径方向ともいう）から同時に行うことにより、プリフォームは外面の加熱がやや抑制された状態で急速加熱されることになる。
【００１１】
次の第２工程では、炉内冷却エアーによる冷却と熱源による加熱とを停止した状態で、冷却エアーのみをプリフォームの外面に吹き付けることにより、熱結晶化温度（１２０℃）近くまで上昇した内面温度の低下を抑えながら外面温度を内面温度よりも低い温度（約８０℃）まで一度下げる。
【００１２】
続く第３工程では、炉内冷却エアーによる冷却を停止した状態で、プリフォームの外面に対し、熱源による加熱と冷却エアーによる吹き付けを同時に行ってプリフォームの外面温度及び内面温度が共に熱結晶化温度（１２０℃）以上になるように急速加熱する。
【００１３】
また本発明の他の構成は、請求項１記載の発明において、第１工程の冷却はプリフォームの外面温度と内面温度とをほぼ同じ温度に維持しながら行い、第２工程の冷却はプリフォームの外面温度をその内面温度よりも十分に低い温度に達するまで行う、と云うものである。
【００１４】
上記構成では、プリフォーム加熱工程中におけるプリフォームの白化防止を達成する。
【００１５】
また本発明の他の構成は、請求項１又は２記載の発明において、第３工程中に、プリフォームの外面温度と内面温度とが共に熱結晶化温度に達しときからプリフォームの２軸延伸ブロー成形できるようになるまでを所定時間に設定した、というものである。
【００１６】
上記構成により、ブロー成形時の白化を防止し、透明性の高いボトルの製造を達成する。
【００１７】
また本発明の他の構成は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、第１工程では、プリフォームの内側に、表面に鏡面仕上げ又は金メッキ処理が施された加熱筒体が配置し、プリフォーム加熱時に熱源から出力される熱エネルギーによる温度上昇と、熱源から出力される光エネルギーの加熱筒体表面からの反射とを利用してプリフォームを内外から同時に加熱するものである、と云うものである。
【００１８】
上記構成では、内外面同時加熱により、プリフォームの外面温度と内面温度の温度差を小さくした状態で、すなわち、外面温度と内面温度とをほぼ同じに温度に維持しながらプリフォームの熱結晶化温度よりもわずかに低い温度に至る急速加熱を達成する。
【００１９】
また本発明の他の構成は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、加熱炉内の冷却が、加熱炉の下部側から上部側に向かって送風される炉内冷却エアーにより行われる、と云うものである。
【００２０】
上記構成では、加熱炉内が過剰に加熱されて高温状態（例えば２００℃〜２４０℃）となることの防止と、加熱炉内の壁面から遠赤外線が照射されることによるプリフォームの外面温度の更なる上昇の防止し、加熱炉内の温度を適正な状態に維持する。
【００２１】
また本発明の他の構成は、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の発明において、所定時間を８秒とした、と云うものである。
【００２２】
上記構成では、プリフォームの白化防止と加熱時間の短縮を達成する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
本発明の主たる構成においては、延伸ブロー成形時の白化することがなく透明で、且つ耐熱性及び成形後の寸法精度に優れたボトルを短時間で製造することができ、さらにはボイドの形成を抑制することのできるプリフォームの加熱方法を提供できる。
【００２４】
また第１工程の冷却はプリフォームの外面温度と内面温度とをほぼ同じに温度に維持しながら行い、第２工程の冷却はプリフォームの外面温度をその内面温度よりも十分に低い温度に達するまで行うとした構成にあっては、特に第１工程では、熱源によるプリフォームの加熱が、加熱炉内の温度上昇を抑制した状態で達成されるので、急速加熱してもプリフォームの外面温度が過剰に加熱されて熱結晶化温度よりも高くなることがなく、プリフォームの白化を防止することができる。
【００２５】
続く第２工程においては、熱結晶化温度近傍まで上昇した外面温度を一度下げることにより、プリフォームの内部温度を熱結晶化温度近傍まで上昇させることができる。
【００２６】
また第３工程中に、プリフォームの外面温度と内面温度とが共に熱結晶化温度に達しときからプリフォームの２軸延伸ブロー成形できるようになるまでを所定時間に設定した、との構成にあっては、白濁のないボトルの透明なボトルを製造することができるようになる。
【００２７】
また第１工程では、プリフォームの内側に、表面に鏡面仕上げ又は金メッキ処理が施された加熱筒体が配置し、プリフォーム加熱時に熱源から出力される熱エネルギーによる温度上昇と、熱源から出力される光エネルギーの加熱筒体表面からの反射とを利用してプリフォームを内外から同時に加熱するものとした構成にあっては、外部温度と内部温度との温度差を小さく抑えた状態で、プリフォーム全体の温度を急速加熱することができる。
【００２８】
また加熱炉内の冷却が、加熱炉の下部側から上部側に向かって送風される炉内冷却エアーにより行われるとの構成においては、加熱炉内の温度上昇を抑制することができるため、特に第１工程において、急速加熱したプリフォームの外面温度が熱結晶化温度よりも高くなることを防止することができる。
【００２９】
さらに所定時間を８秒としたとの構成にあっては、白濁のない透明なボトルを製造することができると共に、プリフォームの加熱時間によるボトルの製造時間全体の短縮が可能となり、品質の高く量産性に優れたボトルの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のプリフォームの加熱方法が用いられる製造装置の一部を示す概略平面図である。
【図２】第１ゾーンＡを示す図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する断面図である。
【図３】第２ゾーンＢを示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図である。
【図４】第３ゾーンＣを示す図１のＩＶ−ＩＶ線に相当する断面図である。
【図５】本発明のプリフォームの加熱方法におけるプリフォームの外面温度Ｔａ、内面温度Ｔｂ及び反射熱源を構成する加熱筒体の表面温度Ｔｇと経過時間ｔとの関係を示す工程図である。
【図６】金型温度とボトル容量変化との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のプリフォームの加熱方法が用いられる製造装置の一部を示す概略平面図、図２は第１ゾーンＡを示す図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する断面図、図３は第２ゾーンＢを示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面図、図４は第３ゾーンＣを示す図１のＩＶ−ＩＶ線に相当する断面図である。
【００３２】
図１に示すように、製造装置１はターンテーブルやチェーン等を有して構成され、保持部材１０（図２参照）に倒立姿勢で保持されたプリフォームＰを、保持部材１０ごと自転させながら搬送する搬送路Ｒを囲んで、この搬送路Ｒに沿って長い四角筒状の耐熱製の加熱炉２を配置されている。この加熱炉２内に設けられた耐熱材料製の隔壁３により、搬送路Ｒの上流側から第１ゾーンＡ、第２ゾーンＢ、第３ゾーンＣの順に区画されている。
【００３３】
図１及び図２に示すように、第１ゾーンＡは、搬送路Ｒの一方側には、この搬送路Ｒに沿って延びると共に高さ方向に一定の間隔を有して重ねられた複数の熱源４である近赤外線ヒーター４ａを、複数のプリフォームＰが並ぶ方向に沿って平行に配置されている。また搬送路Ｒの他方側には、熱源４に対向して、搬送路Ｒに沿って等間隔に縦長な複数の吹き出し口５を開設し、冷却エアーｅ１を導くダクトの先端に組付けられた、吹き出し口用パネル６を起立配置して構成されている。この第１ゾーンＡではプリフォームＰに対して後述する第１工程Ｓ１を行う。
【００３４】
また第１ゾーンＡ内で且つ搬送路Ｒ上のプリフォームＰの両側の位置には、加熱炉２の下部側から上部側に向かって炉内冷却エアーｅ２を導くダクトの先端に組付けられた隙間７，７が搬送路Ｒに沿って形成されている。炉内冷却エアーｅ２は加熱炉２を全体的に冷却する炉内冷却手段として機能する。
【００３５】
なお、吹き出し口用パネル６は、その表面（熱源４に対向する面）を、近赤外線を反射する反射面で形成されており、また各吹き出し口５の一方の側縁（搬送路Ｒの下流側となる側縁）に、この吹き出し口５から吹き出される冷却エアーｅ１を、搬送路Ｒの斜め上流側に導くフィンが半抜き加工状に、斜めに起立した姿勢で付設されている（図示せず）。この冷却エアーｅ１はプリフォームＰの外面を直接冷却するプリフォーム冷却手段として機能する。
【００３６】
プリフォームＰを保持する保持部材１０の内部には、コア部材２１とロングガイド部材２２とが一体に組み付けされて構成されるガイドコア部材２０が保持固定されている。コア部材２１及びロングガイド部材２２は、共にプリフォームＰの内部に延びる細長状の加熱筒体２１ａ及び筒身部２２ａが設けられており、外側の加熱筒体２１ａの外表面は鏡面仕上げ又は金メッキ処理等の表面処理が施されている。
【００３７】
プリフォームＰは内部に加熱筒体２１ａを配置した状態で保持部材１０に保持されている。熱源４である近赤外線ヒーター４ａが発した熱及び光のエネルギーの一部は、プリフォームＰの外面を加熱するが、同時に熱及び光のエネルギーの他の一部は、プリフォームＰの内部に侵入して加熱筒体２１ａの外表面で反射させられてプリフォームＰを内面から加熱する。すなわち、加熱筒体２１ａは反射熱源としての機能を有している。
【００３８】
したがって、第１工程Ｓ１では、加熱炉２の全体的を炉内冷却手段による炉内冷却エアーｅ２で冷却しつつ、プリフォームＰに対しては、プリフォーム冷却手段の冷却エアーｅ１による冷却と、熱源４によるプリフォーム外面に対する加熱と、反射熱源である加熱筒体２１ａによるプリフォーム内面に対する加熱とが同時に行われる。
【００３９】
図１及び図３に示すように、第２ゾーンＢは、プリフォーム冷却手段のみを有し、熱源及び炉内冷却手段を有しない空室構造をしている。第２ゾーンＢは、両隣の第１ゾーンＡ及び第３ゾーンＣに対して、雰囲気、特に熱雰囲気に関して、できるだけ遮断された状態となるように区画されていて、後述する第２工程Ｓ２を行う。
【００４０】
図１及び図４に示すように、第３ゾーンＣは、第１ゾーンＡの構成から炉内冷却手段を省いた構成であり、基本的には各熱源４を構成する複数の近赤外線ヒーター４ａのうち最下段に位置する近赤外線ヒーター４ａの下面側に放射域を規制する仕切り板８を加えた構成となっており、プリフォームＰに対して後述する第３工程Ｓ３を行う。
【００４１】
なお、図２乃至図４に示すように、第１ゾーンＡ、第２ゾーンＢ及び第３ゾーンＣを形成する加熱炉２の天面には、加熱炉２内のエアーを炉外に逃がして加熱炉２内の温度を調整するための金網２ａが設けられている。
【００４２】
図５は、本発明のプリフォームの加熱方法におけるプリフォームの外面温度Ｔａ、内面温度Ｔｂ及び反射熱源を構成する加熱筒体の表面温度Ｔｇと経過時間ｔとの関係を示す工程図である。
【００４３】
第１ゾーンＡでの第１工程Ｓ１は、熱源４を１００％出力で稼動させた急速加熱処理であって、この第１工程Ｓ１は、外面温度Ｔａが、ＰＥＴの熱結晶化温度よりもわずかに低い、１００〜１１０℃の範囲内の外面第１温度Ｔａ１に達したところで終了する。本実施例に示す、プリフォームＰの外面温度Ｔａが外面初期温度Ｔａ０である３０℃から外面第１温度Ｔａ１である１０２℃までに達する第１工程Ｓ１の第１時間（加熱時間）ｔ１は１２秒（温度勾配＝＋６℃／ｓｅｃ）であり、この第１工程Ｓ１終了時の内面第１温度Ｔｂ１もプリフォームＰの外面温度とほぼ等しい温度であった。
【００４４】
なお、第１工程Ｓ１では、ガイドコア部材２０を構成する加熱筒体２１ａの表面温度は１５８℃（コア初期温度Ｔｇ０）から２７８℃（コア第１温度Ｔｇ１）まで温度勾配＋１２℃／ｓｅｃで変化しており、プリフォームＰを内側から加熱する反射熱源として十分に機能している。
【００４５】
第２工程Ｓ２では、第１工程Ｓ１により所望温度まで急速加熱されたプリフォームＰを、外部からの直接的な加熱処理を与えることなく、プリフォーム冷却手段による冷却エアーｅ１のみによる冷却を行う。これにより、プリフォームＰの外面温度Ｔａが急速に下降するが、内面温度Ｔｂは下降するものの加熱筒体２１ａが有する熱エネルギー（余熱）によって加熱され続けるため、その下降幅は外面温度Ｔａに比較して十分に小さい。
【００４６】
本実施例では、プリフォームＰの外面温度Ｔａは外面第１温度Ｔａ１である１０２℃から外面第２温度Ｔａ２である８２．４℃近傍まで下降したのに対し、内面温度Ｔｂは内面第１温度Ｔｂ１である１０２℃から内面第２温度Ｔｂ２である９９．８℃近傍まで小さな下降幅であった。また第２工程Ｓ２の第２時間（冷却時間）ｔ２は１０秒であり、外面温度Ｔａの温度勾配は約−１．９６℃／ｓｅｃであるのに対し、内面温度Ｔｂの温度勾配は約−０．２２℃／ｓｅｃであった。
なお、第２工程Ｓ２では、第２時間（冷却時間）ｔ２（１０秒）間におけるコアガイド部材の加熱筒体２１ａの表面温度の変化はコア第１温度Ｔｇ１の２７８℃からコア第２温度Ｔｇ２の２２２℃（温度勾配−５．６℃／ｓｅｃ）であった。
【００４７】
第３ゾーンＣでの第３工程Ｓ３は、炉内冷却手段を停止し、熱源４による加熱とプリフォーム冷却手段の冷却エアーｅ１による冷却とを同時に行うものであるが、熱源４の出力の程度を最大出力の９５％程度に抑えた状態に設定し、プリフォームＰを、その軸心に沿って、所望する温度分布となるように急速加熱する。
【００４８】
本実施例では、外面温度Ｔａの外面第３温度Ｔａ３が、ＰＥＴの熱結晶化温度（１２０℃）を超えて１６１℃に達したところで終了しているが、このとき内面温度Ｔｂの内面第３温度Ｔｂ３は１４１℃であった。また第３工程Ｓ３の第３時間（加熱時間）ｔ３は５．６秒であり、外面温度Ｔａの温度勾配は約＋１４．０℃／ｓｅｃであり、内面温度Ｔｂの温度勾配は約＋７．３５℃／ｓｅｃと最も高くなる。
【００４９】
この第３工程Ｓ３では、第３時間（加熱時間）ｔ３（５．６秒）間におけるガイドコア部材２０の加熱筒体２１ａの表面温度の変化はコア第２温度Ｔｇ２の２２２℃からコア第３温度Ｔｇ３の２７０℃（温度勾配約＋８．６℃／ｓｅｃ）であり、プリフォームＰ内面を加熱する反射熱源として、内面温度Ｔｂの急速加熱の達成に大きく寄与している。
【００５０】
第３工程Ｓ３（第３時間（加熱時間）ｔ３（５．６秒））の終了後、プリフォームＰは第３ゾーンＣを通過して搬送ゾーンＤに至る（図１参照）。この搬送ゾーンＤには、加熱状態にあるプリフォームＰを保持部材１０ごとブロー成形装置（図示せず）に移送する領域であり、移送されたプリフォームＰは割り金型が組み付けられて２軸延伸ブロー成形が行われる。このように、搬送ゾーンＤではプリフォームＰが図示しないブロー成形装置に送られるが、これを図５に示すと、第４工程Ｓ４における第４時間（移送時間）ｔ４（５ｓｅｃ）に相当する。
【００５１】
第４工程Ｓ４では、外面温度Ｔａが下降するが、内面温度ＴｂはプリフォームＰの外面からの伝熱があるため、外面温度Ｔａよりも小さな温度勾配で下降する。
【００５２】
そして、第３工程Ｓ３において、外面温度Ｔａ及び内面温度Ｔｂが共にＰＥＴの熱結晶化温度（１２０℃）を超えたときから所定時間ｔｘ（約８ｓｅ）経過した後であって、且つ第４工程Ｓ４が開始されて第４時間（移送時間）ｔ４（５ｓｅｃ）経過後に、２軸延伸ブロー成形を開始することにより、白濁のない透明なボトルの成形が達成される。
【００５３】
なお、このときのプリフォームＰの各温度は、外面温度Ｔａが外面第４温度Ｔａ４である１５０．７℃、内面温度Ｔｂが内面第４温度Ｔｂ４である１３８℃であった。
【００５４】
この本発明の実測結果によると、常温のプリフォームＰをボトルに２軸延伸ブロー成形できる温度まで加熱するに要する時間、すなわち第１工程Ｓ１の第１時間（加熱時間）ｔ１、第２工程Ｓ２の第２時間（冷却時間）ｔ２、第３工程Ｓ３の第３時間（加熱時間）ｔ３及び第４工程Ｓ４の第４時間（移送時間）ｔ４の合計時間は、（１２＋１０＋５．６＋５＝３２．６）秒であった。
【００５５】
図６は金型温度とボトル容量変化との関係を示すグラフである。実線が本発明の加熱方法を使用して形成したボトルの例であり、破線が比較例として従来の加熱方法を使用して形成されたボトルの例を示している。
【００５６】
図６の結果から、従来の加熱方法の場合には金型温度が８７℃を超えるとボトルの収縮が始まるが、本発明の加熱方法ではボトルの収縮が始まる温度を１１４と、従来に比較して２７℃程度に高めることが可能である。
【００５７】
このような効果は、従来の加熱方法ではブロー成形時のプリフォームＰの外面温度Ｔａが１２０℃、内面温度が１１１℃であったのに対し、本発明の加熱方法ではプリフォームＰの外面温度Ｔａが１５０．７℃（外面第４温度）、内面温度が１３８℃（内面第４温度Ｔｂ４）としたことによるものである。
【００５８】
これら結果から、ブロー成形用の金型の温度を８７℃から１１４℃に高めた状態で、プリフォームをブロー成形してボトルを形成しても、ブローボトルの容量変化を低く抑えることができる。
またブロー成形時の金型の温度を、従来に比較して高温とすることができるため、成形後のブローボトルの耐熱性を向上させることができる。
【００５９】
また金型の温度を現状の温度（８７℃）とした場合には、ブロー成形時間を短縮することができるため、ブロー成形スピードを高めることができ、その結果量産性を向上させることができる。
また成形品の寸法精度を高めることができ、ボトル間の寸法のばらつきを少なくすることができる。
【００６０】
さらにはブロー成形時のプリフォームの内面温度を、従来１１１℃であったのを、本発明では１３８℃（内面第４温度Ｔｂ４）と高くすることができるため、肉厚の大きなプリフォームや、延伸倍率の高いプリフォームであってもボイドの発生を抑えることができる。
【００６１】
以上、実施例に沿って本発明の構成とその作用効果について説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではない。
【００６２】
例えば、上記実施例では、第１工程Ｓ１におけるプリフォームＰの外面温度Ｔａが、外面初期温度Ｔａ０＝３０℃の場合（コア初期温度Ｔｇ０は１５８℃）となる加熱工程の第１サイクルについて説明したが、第２サイクル以降は、コア部材２１が加熱されて加熱筒体２１ａの表面温度Ｔｇはコア初期温度Ｔｇ０は１５８℃よりも高いＴｇ０’（例えばＴｇ０’＝２００℃）となるため、この場合の第１工程Ｓ１’の時間がｔ１’が短縮される。よって、常温のプリフォームＰをボトルに２軸延伸ブロー成形できる温度まで加熱するに要する合計時間をさらに短縮することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明のプリフォームの加熱方法は、ＰＥＴ製射出成形品であるプリフォームを２軸延伸ブロー成形して所定形状のボトルを製造する分野における用途展開をさらに広い領域で図ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ ； 製造装置
２ ； 加熱炉
３ ； 隔壁
４ ； 熱源
４ａ ； 近赤外線ヒーター
５ ； 吹き出し口
６ ； 吹き出し口用パネル
７ ； 隙間
８ ； 仕切り板
１０ ； 保持部材
２０ ； ガイドコア部材
２１ ； コア部材
２１ａ ； 加熱筒体
２２ ； ロングガイド部材
２２ａ ； 筒身部
Ａ ； 第１ゾーン
Ｂ ； 第２ゾーン
Ｃ ； 第３ゾーン
Ｄ ； 搬送ゾーン
ｅ１ ； 冷却エアー
ｅ２ ； 炉内冷却エアー
Ｐ ； プリフォーム
Ｔａ ； 外面温度
Ｔｂ ； 内面温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉（２）内を移動するプリフォーム（Ｐ）に二軸延伸ブロー成形を施してボトルを成形するプリフォームの加熱方法であって、
加熱炉（２）内を冷却すると共に、回転するプリフォーム（Ｐ）の外面への冷却エアー（ｅ１）の吹き付けと熱源（４）からの加熱とを同時に行って前記プリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とを調整しながら前記プリフォーム（Ｐ）の熱結晶化温度よりもわずかに低い温度となるまで急速加熱する第１工程（Ｓ１）と、
前記加熱炉（２）内の冷却と熱源（４）による加熱を停止した状態で、前記冷却エアー（ｅ１）を前記プリフォーム（Ｐ）の外面に吹き付け、回転するプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）を冷却する第２工程（Ｓ２）と、
前記加熱炉（２）内の冷却を停止した状態で、回転する前記プリフォーム（Ｐ）の外面への前記冷却エアー（ｅ１）の吹き付けと前記熱源（４）からの加熱とを同時に行って前記プリフォーム（Ｐ）を急速加熱する第３工程（Ｓ３）と、を有することを特徴とするプリフォームの加熱方法。
【請求項２】
第１工程（Ｓ１）の冷却はプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とをほぼ同じ温度に維持しながら行い、第２工程（Ｓ２）の冷却はプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）をその内面温度（Ｔｂ）よりも十分に低い温度に達するまで行う請求項１記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項３】
第３工程（Ｓ３）中に、プリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とが共に熱結晶化温度に達しときから前記プリフォーム（Ｐ）の２軸延伸ブロー成形できるようになるまでを所定時間（ｔｘ）に設定した請求項１又は２記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項４】
第１工程（Ｓ１）では、プリフォーム（Ｐ）の内部に、表面に鏡面仕上げ又は金メッキ処理が施された加熱筒体（２１ａ）を配置し、プリフォーム加熱時に熱源（４）から出力される熱エネルギーによる温度上昇と、前記熱源（４）から出力される光エネルギーの前記加熱筒体（２１ａ）表面からの反射とを利用してプリフォーム（Ｐ）を内外から同時に加熱するものである請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項５】
加熱炉（２）内の冷却が、前記加熱炉（２）の下部側から上部側に向かって送風される炉内冷却エアー（ｅ２）により行われる請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項６】
所定時間（ｔｘ）を８秒とした請求項３乃至５のいずれか一項に記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項１】
加熱炉（２）内を移動するプリフォーム（Ｐ）に二軸延伸ブロー成形を施してボトルを成形するプリフォームの加熱方法であって、
加熱炉（２）内を冷却すると共に、回転するプリフォーム（Ｐ）の外面への冷却エアー（ｅ１）の吹き付けと熱源（４）からの加熱とを同時に行って前記プリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とを調整しながら前記プリフォーム（Ｐ）の熱結晶化温度よりもわずかに低い温度となるまで急速加熱する第１工程（Ｓ１）と、
前記加熱炉（２）内の冷却と熱源（４）による加熱を停止した状態で、前記冷却エアー（ｅ１）を前記プリフォーム（Ｐ）の外面に吹き付け、回転するプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）を冷却する第２工程（Ｓ２）と、
前記加熱炉（２）内の冷却を停止した状態で、回転する前記プリフォーム（Ｐ）の外面への前記冷却エアー（ｅ１）の吹き付けと前記熱源（４）からの加熱とを同時に行って前記プリフォーム（Ｐ）を急速加熱する第３工程（Ｓ３）と、を有することを特徴とするプリフォームの加熱方法。
【請求項２】
第１工程（Ｓ１）の冷却はプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とをほぼ同じ温度に維持しながら行い、第２工程（Ｓ２）の冷却はプリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）をその内面温度（Ｔｂ）よりも十分に低い温度に達するまで行う請求項１記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項３】
第３工程（Ｓ３）中に、プリフォーム（Ｐ）の外面温度（Ｔａ）と内面温度（Ｔｂ）とが共に熱結晶化温度に達しときから前記プリフォーム（Ｐ）の２軸延伸ブロー成形できるようになるまでを所定時間（ｔｘ）に設定した請求項１又は２記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項４】
第１工程（Ｓ１）では、プリフォーム（Ｐ）の内部に、表面に鏡面仕上げ又は金メッキ処理が施された加熱筒体（２１ａ）を配置し、プリフォーム加熱時に熱源（４）から出力される熱エネルギーによる温度上昇と、前記熱源（４）から出力される光エネルギーの前記加熱筒体（２１ａ）表面からの反射とを利用してプリフォーム（Ｐ）を内外から同時に加熱するものである請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項５】
加熱炉（２）内の冷却が、前記加熱炉（２）の下部側から上部側に向かって送風される炉内冷却エアー（ｅ２）により行われる請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプリフォームの加熱方法。
【請求項６】
所定時間（ｔｘ）を８秒とした請求項３乃至５のいずれか一項に記載のプリフォームの加熱方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２４５７５３（Ｐ２０１２−２４５７５３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２１２６７（Ｐ２０１１−１２１２６７）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００６９０９）株式会社吉野工業所 (2,913)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００６９０９）株式会社吉野工業所 (2,913)
【Ｆターム（参考）】
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