预制件涂敷装置的制作方法

本发明涉及一种用于利用涂敷液对塑料瓶用的预制件进行涂敷的预制件涂敷装置。

背景技术：

如今聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)制的塑料容器(聚酯瓶)等塑料瓶广泛地应用于收纳饮料或食品。塑料瓶是通过利用拉伸吹塑成型使试管状的预制件鼓起而成形的。

如在专利文献1中公开的那样，众所周知，为了减少氧气和二氧化碳这样的气体在塑料瓶的内外透过，在预制件的外周面形成防护涂层。防护涂层是通过将涂敷液涂布于预制件的外周面并使涂布的涂敷液干燥而形成的。

作为用于形成涂层的装置，众所周知一种例如专利文献2、3所述的预制件涂敷装置。在这些装置中，1个或多个预制件沿着带式输送机或者链式输送机等的输送部输送，从分配器朝向所保持的预制件喷出涂敷液。涂布的涂敷液由干燥机干燥。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-250771号公报

专利文献2：日本特开2017-64640号公报

专利文献3：日本特开2017-65149号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在本技术领域中，期望开发一种能够提高预制件的品质的装置。

用于解决问题的方案

本公开的一技术方案是一种预制件涂敷装置，其具有：输送部，其输送预制件；分配器，其朝向预制件喷出涂敷液；干燥机，其沿着输送部的输送路径与分配器分离地配置，并且向涂布于预制件的涂敷液照射红外线，从而使涂布于预制件的涂敷液干燥；以及第1送风机构，其在预制件被干燥机照射红外线的位置，将用于减少预制件的升温的风朝向预制件输送。

在本公开的一技术方案的预制件涂敷装置中，涂布于预制件的涂敷液通过因红外线的照射引起的分子的振动而干燥。通过红外线的照射，预制件的温度上升。当预制件的温度过度上升时，会发生预制件的软化和/或白化。在本公开的一技术方案的预制件涂敷装置中，在预制件被干燥机照射红外线的位置，将用于减少预制件的升温的风朝向预制件输送。因而，能够防止预制件的过度的升温。另外，能够防止预制件的白化和收缩。因而，能够提高预制件的品质。

也可以是，预制件涂敷装置还具有用于调节第1送风机构的风的流量的流量调节机构。在该情况下，为了减少预制件的升温，能够使流量最优化。

也可以是，预制件涂敷装置还具有反射部，该反射部配置于以隔着预制件的方式与干燥机相对的位置的反射部。在该情况下，能够使从干燥机发射出的红外线再次朝向预制件。因而，能够高效地使涂敷液干燥。

也可以是，第1送风机构输送常温的风。在该情况下，能够采用简单的送风机构。因而，能够抑制装置的成本上升。

也可以是，预制件涂敷装置还具有第2送风机构，该第2送风机构将用于减少干燥机的表面的升温的风送向干燥机的表面。在该情况下，能够防止从干燥机的表面向预制件传递多余的热量。

也可以是，预制件涂敷装置还具有用于调节第2送风机构的风的流量的流量调节机构。在该情况下，为了减少干燥机的表面的升温，能够使流量最优化。

也可以是，第2送风机构输送常温的风。在该情况下，能够采用简单的送风机构。因而，能够抑制装置的成本上升。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够提高预制件的品质的装置。

附图说明

图1表示塑料瓶用的预制件。

图2的(a)～图2的(d)表示用于由预制件成形塑料瓶的拉伸吹塑成型法。

图3表示由预制件成形得到的塑料瓶。

图4是本发明的实施方式的预制件涂敷装置的主要部分的概略主视图。

图5是涂布涂敷液时的预制件涂敷装置的概略局部侧视图。

图6是图4中的概略的vi-vi向视剖视图。

具体实施方式

以下参照附图详细地说明本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，对于相同的结构要素标注相同的参照附图标记。

<塑料瓶的成形方法>

首先参照图1～图3，简单地说明由预制件成形塑料瓶的方法。此外，在本说明书中，塑料瓶的意思为由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯(pp)以及聚乙烯(pe)这样的塑料形成的瓶，并不限定于聚酯瓶。

图1表示塑料瓶用的预制件1。预制件1是通过注塑(日文：射出)成型法或者pcm(预制件压缩模塑(preformcompressionmolding))成形法利用树脂成形的。预制件1由与塑料瓶的盖嵌合的口部1a、与口部1a相邻的圆筒状主体部1b以及封闭圆筒状主体部1b的一端部的底部1c构成，预制件1具有如试管那样的形状。在口部1a的外周面形成有与塑料瓶的盖的内螺纹螺纹结合的外螺纹。预制件1的位于口部1a侧的端部开放。

在预制件1成形后，在预制件1的外周面形成防护涂层。防护涂层是通过将涂敷液涂布于预制件1的外周面并使涂布的涂敷液干燥而形成的。防护涂层能够减少氧气和二氧化碳这样的气体在由预制件1成形得到的塑料瓶的内外透过，能够延长收纳在塑料瓶中的饮料等的保存寿命。另外，防护涂层也能够提高塑料瓶的耐刮擦性、防湿性等。

塑料瓶是通过拉伸吹塑成型由预制件1成形的。图2的(a)～图2的(d)表示用于由预制件1成形塑料瓶3的拉伸吹塑成型法。首先，如图2的(a)所示，利用预制件加热装置40对预制件1进行加热。接着，如图2的(b)所示，将预制件1向模具2插入，将模具2关闭。接着，如图2的(c)所示，利用拉伸杆(未图示)沿纵向拉伸预制件1，且利用加压空气沿横向拉伸预制件1。接着，如图2的(d)所示，当预制件1鼓起到期望的形状时，利用冷却空气冷却塑料瓶3的内表面，最后从模具2取出塑料瓶3。图3表示由预制件1成形得到的塑料瓶3。

<预制件涂敷装置>

以下参照图4～图6，详细地说明本发明的实施方式的预制件涂敷装置。图4是本发明的实施方式的预制件涂敷装置5的主要部分的概略主视图。

预制件涂敷装置5构成为，对预制件1涂布涂敷液，使涂布的涂敷液干燥，从而在预制件1的外周面形成防护涂层。因此，预制件涂敷装置5具有向预制件1涂布涂敷液的分配器6和使涂布的涂敷液干燥的干燥机7。干燥机7与分配器6分离地配置。在本实施方式中，干燥机7在水平方向上与分配器6分离地配置。

预制件涂敷装置5还具有输送预制件1的输送部8。输送部8使预制件1从分配器6的位置朝向干燥机7的位置移动。在本实施方式中，输送部8为带式输送机。输送部8具有两个带轮81a、81b和架设于带轮81a、81b的带82。带轮81a、81b以能够旋转的方式固定于沿水平方向延伸的带轮支承板20。带轮支承板20由沿铅垂方向延伸的两个支柱21a、21b支承。带轮81a、81b中的任一者由马达(未图示)驱动。通过使带轮81a、81b中的任一者向图4中的顺时针方向旋转，带82被向图4中的顺时针方向驱动。由此，输送部8能够输送预制件1。此外，带轮的数量也可以是3个以上。另外，输送部8只要能够输送预制件1，则也可以是链式输送机等其他机构。

图5是涂布涂敷液时的预制件涂敷装置5的概略局部侧视图。预制件涂敷装置5还具有旋转保持部9，该旋转保持部9将预制件1保持为水平方向，并且使预制件1绕预制件1的轴线a旋转。旋转保持部9具有把持预制件1的口部1a的卡盘91和与卡盘91相连结的旋转轴92。

旋转保持部9通过利用卡盘91把持预制件1的口部1a而将预制件1保持为水平方向。因而，预制件1由旋转保持部9悬臂支承。卡盘91例如是利用空气来吸附预制件1的真空卡盘或者机械地把持预制件1的机械卡盘。此外，在本实施方式中，卡盘91把持预制件1的口部1a的内侧，但卡盘91也可以把持预制件1的口部1a的外侧。

旋转轴92由马达(未图示)驱动，与卡盘91一同旋转。旋转轴92的轴线与预制件1的轴线a同轴。因而，通过使旋转保持部9旋转，能够使预制件1绕预制件1的轴线a旋转。如图4所示，旋转保持部9与带82相连结。因此，输送部8通过使旋转保持部9移动，能够输送预制件1。

分配器6配置于预制件1的圆筒状主体部1b的上部。分配器6收纳涂敷液，并且朝向预制件1喷出涂敷液。涂敷液利用泵等向分配器6供给。

分配器6具有朝向预制件1的圆筒状主体部1b喷出涂敷液的喷嘴61。在喷嘴61的顶端形成有狭缝。分配器6将涂敷液从狭缝朝向预制件1呈面状地喷出。狭缝的横向宽度(预制件1的轴线方向上的长度)能够调整，例如为15mm～40mm。另外，狭缝的纵向宽度(与预制件1的轴线方向垂直的方向上的长度)能够调整，例如为0.1mm～1.0mm。另外，分配器6能够沿铅垂方向移动。因此，能够调整喷嘴61的狭缝与预制件1的圆筒状主体部1b之间的距离。此外，在本实施方式中，从预制件1的上部喷出涂敷液，但也可以从其他方向，例如从预制件1的下部喷出涂敷液。在该情况下，分配器6也构成为，能够调整喷嘴61的狭缝与预制件1的圆筒状主体部1b之间的距离。

在分配器6喷出涂敷液期间，输送部8不使旋转保持部9移动。另一方面，在分配器6喷出涂敷液期间，旋转保持部9使预制件1旋转。分配器6在预制件1大致旋转一周期间，持续喷出涂敷液。喷出的涂敷液由预制件1的圆筒状主体部1b的外周面卷取。由此，在预制件1的圆筒状主体部1b的外周面整体涂布有涂敷液。这时，由于预制件1被保持为水平方向，因此，能够防止因重力导致涂敷液的膜厚朝向预制件1的底部1c去而逐渐变厚。

然而，在本实施方式中，由于预制件1由旋转保持部9悬臂支承，因此，通过预制件1的旋转，预制件1的底部1c侧的外周面欲远离预制件1的轴线a。换言之，通过预制件1的旋转，预制件1偏心。其结果是，涂布于预制件1的涂敷液的膜厚有时变得不均匀。

因此，在本实施方式中，为了抑制预制件1的偏心，预制件涂敷装置5还具有预制件支承部10。预制件支承部10由支柱21c支承。至少在分配器6喷出涂敷液期间，预制件支承部10以预制件1能够旋转的方式支承预制件1。预制件支承部10以不与涂布的涂敷液相接触的方式，支承预制件1的圆筒状主体部1b的底部1c侧的端部。预制件支承部10的至少与预制件1相接触的部分由树脂构成，优选为由聚甲醛(pom)构成。由此，能够有效地抑制预制件1的偏心，并且能够抑制因预制件支承部10与预制件1彼此之间的接触导致预制件1受损。

预制件1在被涂布涂敷液之后，利用输送部8输送到干燥机7的位置。输送部8以将预制件1保持为水平方向的状态对该预制件1进行输送。由此，能够抑制在预制件1的输送过程中涂敷液因重力朝向预制件1的底部1c移动。因而，根据本实施方式，能够减少预制件1的外周面的涂层的膜厚的不均。

干燥机7沿着输送部8的输送路径在分配器6的下游侧与分配器6分离地配置。干燥机7朝向涂布于预制件1的涂敷液照射红外线。涂布于预制件1的涂敷液通过因红外线的照射引起的分子的振动而干燥。干燥机7例如是碳加热器或者远红外线加热器。干燥机7能够沿着例如输送部8的输送路径延伸。预制件涂敷装置5能够具有用于固定干燥机7的安装件71。在干燥机7使涂敷液干燥期间，旋转保持部9使预制件1旋转。由此，能够使涂布于预制件1的涂敷液均匀地干燥。

图6是图4中的概略的vi-vi向视剖视图。参照图6，在本实施方式中，预制件涂敷装置5还具有反射部72。反射部72配置于以隔着预制件1的方式与干燥机7相对的位置。反射部72能够沿着例如输送部8的输送路径延伸。反射部72构成为，使从干燥机7发射出的红外线再次去向预制件1。反射部72的与干燥机7相对的面能够具有例如大致圆弧状或者大致字母u状等的截面。反射部72也可以是例如对与干燥机7相对的面进行了镜面精加工的金属构件(例如不锈钢或者其他金属的板)。

参照图4，预制件涂敷装置5还具有：第1送风机构31，其在利用干燥机7进行的干燥过程中向预制件1送风；第2送风机构32，其向干燥机7的表面送风；以及第3送风机构33，其在干燥机7的下游向预制件1送风。

参照图6，第1送风机构31在预制件1被干燥机7照射红外线的位置，将用于减少预制件1的升温的风朝向预制件1输送。在本实施方式中，第1送风机构31构成为，在输送部8的输送路径上的干燥机7的大致中央附近从斜上方送风。第1送风机构31也可以构成为，在其他场所从其他方向送风。第1送风机构31具有用于送风的配管31a。配管31a能够与例如未图示的送风机或者压缩机等相连接。

在红外线照射预制件1时，预制件1的温度上升。为了防止预制件1的软化和白化，第1送风机构31向预制件1送风，以将预制件1的温度保持为预定的温度以下。第1送风机构31也可以将例如常温的风(例如空气或者其他气体)朝向预制件1输送。常温的空气能够指未被附加的装置有意地加热或者冷却的空气(例如送风机或者压缩机周围的空气)。第1送风机构31例如若有必要，则也可以在能够减少预制件1的升温的范围内输送被加热的风，或者也可以输送冷却过的风。预制件涂敷装置5也可以具有能够对预制件1的表面、干燥机7的表面以及对预制件1的周围和干燥机7的周围中的至少1者的温度进行测量的温度计(未图示)。

参照图4，第1送风机构31具有用于调节流量的流量调节机构31b。流量调节机构31b能够具有例如流量计和/或阀等。例如，当流量过小时，有可能无法充分减少预制件1的升温。另外，例如，当流量过大时，涂布于预制件1的涂敷液有可能随风移动，涂敷液的厚度有可能产生不均。在该情况下，具有较大的厚度的部分的涂敷液有可能未被充分干燥。第1送风机构31的流量能够是例如100km³/min。此外，应该留意的是，该值仅是例示。

第2送风机构32将用于减少干燥机7的表面的升温的风向干燥机7的表面输送。在本实施方式中，第2送风机构32构成为，在输送部8的输送路径上从上游侧向干燥机7的表面送风。第2送风机构32也可以构成为，从下游侧或者从其他场所向干燥机7的表面送风。第2送风机构32具有用于送风的配管32a。配管32a能够与例如未图示的送风机或者压缩机等相连接。

在红外线照射预制件1时，干燥机7的表面的温度上升。当干燥机7的表面的温度过度上升时，有可能给预制件1带来多余的热量。本发明的发明者们发现，干燥机7通过因红外线的照射引起的分子的振动来使涂敷液干燥，因此，即便使干燥机7的表面的温度下降，用于使涂敷液干燥的时间也不会变化或者几乎不会变化。第2送风机构32通过减少干燥机7的表面的升温，能够防止向预制件1传递多余的热量。第2送风机构32例如也可以将常温的风朝向干燥机7的表面输送。第2送风机构32例如若有必要，则也可以在能够减少干燥机7的表面的升温的范围内输送被加热的风，或者输送冷却过的风。

第2送风机构32具有用于调节流量的流量调节机构32b。流量调节机构32b能够具有例如流量计和/或阀等。第2送风机构32的流量例如也可以比第1送风机构31的流量大，能够是例如500km³/min。此外，应该留意的是，该值仅为例示。

第3送风机构33沿着输送部8的输送路径在干燥机7的下游侧与干燥机7分离地配置。第3送风机构33朝向照射了红外线的预制件1送风。第3送风机构33具有用于送风的配管33a。配管33a能够与例如未图示的送风机或者压缩机等相连接。

被照射了红外线的预制件1的温度在短时间内不会下降到常温。因而，即使在涂敷液未干燥的状态下将预制件1输送到干燥机7的下游，也能够利用余热使涂敷液干燥。通过向该状态的预制件1送风，能够促进涂敷液的干燥。因此，第3送风机构33能够缩短利用干燥机7向预制件1照射红外线的时间。第3送风机构33例如也可以将常温的风朝向预制件1输送。第3送风机构33例如若有必要，则也可以输送被加热的风，或者输送冷却过的风。

第3送风机构33具有用于调节流量的流量调节机构33b。流量调节机构33b能够具有例如流量计和/或阀等。例如，当流量过小时，为了使涂布于预制件1的涂敷液干燥，有可能需要几分钟。另外，例如，当流量过大时，涂布于预制件1的涂敷液有可能随风移动，涂敷液的厚度有可能产生不均。在该情况下，具有较大的厚度的部分的涂敷液有可能未被充分干燥。第3送风机构33的流量能够是例如100km³/min。此外，应该留意的是，该值仅是例示。

在使涂敷液干燥之后，输送部8将预制件1向第3送风机构33的下游侧输送。然后，旋转保持部9解除对预制件1的保持，预制件1被从预制件涂敷装置5取出。因而，利用预制件涂敷装置5，能够使预制件1的外周面的防护涂层的形成自动化。

在本实施方式中使用的涂敷液例如是如聚乙烯醇(pva)溶液这样的具有阻气性的防护涂敷液。此外，涂敷液也可以是如水溶性聚酰胺、水溶性聚酯、聚偏二氯乙烯(pvdc)、聚丙烯腈、乙烯-乙烯醇共聚物树脂(evoh)、聚羟基乙酸这样的防护树脂的溶液等。另外，涂敷液也可以是在上述任一者的溶液中添加了无机材料的液体。防护涂敷液的粘度例如是25mpa·s以上10000mpa·s以下。

此外，也可以是，在使涂布于预制件1的防护涂敷液干燥之后，将保护防护涂敷液的保护涂敷液进一步涂布在防护涂敷液上。保护涂敷液例如是如聚烯烃分散溶液、各种改性聚烯烃分散溶液、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)这样的非水溶性的涂敷剂。保护涂敷液的粘度例如为0.5mpa·s以上100mpa·s以下。保护涂敷液也与防护涂敷液同样地，能够使用预制件涂敷装置5涂敷于预制件1。

以上，在本实施方式的预制件涂敷装置5中，涂布于预制件1的涂敷液通过因红外线的照射引起的分子的振动而干燥。通过红外线的照射，预制件1的温度上升。当预制件1的温度过度上升时，会发生预制件1的软化和/或白化。在预制件涂敷装置5中，在预制件1被干燥机7照射红外线的位置，利用第1送风机构31将用于减少预制件1的升温的风朝向预制件1输送。因而，能够防止预制件1的过度的升温。因而，能够提高预制件1的品质。

另外，预制件涂敷装置5还具有用于调节第1送风机构31的风的流量的流量调节机构31b。因而，为了减少预制件1的升温，能够使流量最优化。

另外，预制件涂敷装置5还具有配置于以隔着预制件1的方式与干燥机7相对的位置的反射部72。因而，能够使从干燥机7发射出的红外线再次朝向预制件1。因而，能够高效地使涂敷液干燥。

另外，第1送风机构31输送常温的风。因而，能够采用简单的送风机构，能够抑制装置的成本上升。

另外，预制件涂敷装置5还具有将用于减少干燥机7的表面的升温的风送向干燥机7的表面的第2送风机构32。因而，能够防止从干燥机7的表面向预制件1传递多余的热量。

另外，预制件涂敷装置5还具有用于调节第2送风机构32的风的流量的流量调节机构32b。因而，为了减少干燥机7的表面的升温，能够使流量最优化。

另外，第2送风机构32输送常温的风。因而，能够采用简单的送风机构，能够抑制装置的成本上升。

另外，在预制件涂敷装置5中，在干燥机7的下游侧设有朝向预制件1送风的第3送风机构33。因而，除了由干燥机7进行的干燥之外，还能够在干燥机7的下游侧利用风来使涂敷液干燥。因而，能够缩短用于利用干燥机7使涂敷液干燥的时间，即，能够缩短利用干燥机7向预制件1照射红外线的时间，能够防止预制件1的过度的升温。因而，能够提高预制件1的品质。

另外，预制件涂敷装置5还具有用于调节第3送风机构33的风的流量的流量调节机构33b。因而，为了使涂敷液干燥，能够使流量最优化。

另外，第3送风机构33输送常温的风。因而，能够采用简单的送风机构，能够抑制装置的成本上升。

以上说明了本发明的合适的实施方式，但本发明并不限定于这些实施方式，而是能够在权利要求书的记载内实施多种修改和变更。例如也可以是，预制件涂敷装置5具有多个旋转保持部9。在该情况下，多个旋转保持部9沿着输送部8的带82以预定的间隔分离地配置，输送部8能够连续地输送多个预制件1。根据该结构，能够连续地对多个预制件1进行涂敷，进而能够提高预制件1的生产率。

另外，例如可以是，预制件涂敷装置5具有多个分配器6。另外，例如也可以是，分配器6具有多个喷嘴61。

另外，例如可以是，预制件涂敷装置5不具有反射部72。在该情况下也可以是，预制件涂敷装置5除了具有图6所示的、配置于预制件1的上方的干燥机7，还具有配置于与干燥机7相对的位置的(配置于预制件1的下方)其他干燥机。在该情况下也可以是，也相对于附加的干燥机设置第2送风机构。

另外，例如也可以是，旋转保持部9将预制件1保持为除水平方向之外的方向。

实施例

为了确认第1送风机构和第3送风机构的效果，在以下的条件下，使涂布于预制件的涂敷液干燥。

涂敷液：pva溶液

涂敷液涂布量：230mg

干燥机：配置于预制件的上方和下方的加热器

第1送风机构的流量：100km³/min(此外，若第1送风机构的流量和第3送风机构的流量为160km³/min以上，则涂敷液随风移动，发生了干燥不良)

第3送风机构的流量：100km³/min

在表1中示出结果。表1中的干燥时间表示用于使涂敷液干燥所需的时间。在使用第3送风机构的实施例2～5中，作为干燥时间，不仅示出了加热器和/或第1送风机构的干燥时间(上侧的值)，还示出了第3送风机构的干燥时间(下侧的值)。

[表1]

在比较例中，仅利用加热器使涂敷液干燥。加热器温度为550℃。预制件发生了最大程度的软化。另外，预制件发生了白化。

在实施例1中，利用加热器和第1送风机构使涂敷液干燥。加热器温度为550℃。预制件发生了较大程度的软化，但没有发生白化。通过对比较例和实施例1进行比较可知，第1送风机构能够提高预制件的品质。

在实施例2中，利用加热器、第1送风机构以及第3送风机构使涂敷液干燥。加热器温度为550℃。预制件发生了中等程度的软化。通过对实施例1和实施例2进行比较可知，第3送风机构能够进一步提高预制件的品质。

在实施例3中，利用加热器、第1送风机构以及第3送风机构使涂敷液干燥。加热器温度为300℃。预制件发生了较小程度的软化。

在实施例4中，利用加热器、第1送风机构以及第3送风机构使涂敷液干燥。加热器温度为100℃。预制件没有发生软化。

在实施例5中，利用加热器和第3送风机构使涂敷液干燥。加热器温度为100℃。预制件没有发生软化。

为了确认反射部的效果，在以下的条件下，使涂布于预制件的涂敷液干燥。

涂敷液：pva溶液

涂敷液涂布量：230mg

干燥机：配置于预制件的上方和下方的加热器

干燥机的温度：300℃

反射部：进行了镜面加工的不锈钢的板

在表2中示出结果。表2中的干燥时间表示用于使涂敷液干燥所需的时间。

[表2]

通过对实施例7和实施例8进行比较可知，通过使用反射部，干燥时间从150秒降低至120秒。由此可知，通过使用反射部，能够高效地使涂敷液干燥。

附图标记说明

1、预制件；5、预制件涂敷装置；6、分配器；7、干燥机；8、输送部；31、第1送风机构；31b、流量调节机构；32、第2送风机构；32b、流量调节机构；33、第3送风机构；33b、流量调节机构；72、反射部。