JPH01310933A - 合成樹脂製容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

に産業上の利用分野】 本発明は合成樹脂製容器の製造方法に係り、とくに非晶
性ポリエチレンテレフタレート樹脂（Ａ−ＰＥＴ）を用
いた耐熱性に優れた容器の製造方法に関する。 Ｋ発明の概要】 本発明は、非晶性ポリエチレンテレフタレートによって
射出成形されたパリソンを予熱して１４０℃以上に加熱
された金型内でブロー成形を行なうと同時に熱固定を行
ない、ついで加圧状態に保持しながらこの金型を１００
’Ｃ以下の温度まで急冷し、その後に金型から容器を取
出すようにしたものであって、高温充填を行なってもほ
とんど熱収縮を起さないようにした容器の製造方法に関
するものである。

【従来の技術】

近年、ガラス製容器の代替え品として、使捨て式のプラ
スチック製容器が広く用いられるようになっている。と
くに最近では、ポリエチレンテレフタレート樹脂のもつ
耐薬品性Ｊ３よび機械的強度、透明性、あるいはポリエ
チレン樹脂等よりも優れた炭酸ガス透過性により、炭酸
飲料やジュース用の容器として用いられるようになって
いる。しかしジュース用の容器として用いる場合には、
充填の際に高温殺菌を行なうために、その容器には耐熱
性および耐熱収縮性が要求される。ｆ２菌条件は、ジュ
ースの種類によって、また製造工程によって必ずしも一
定ではないが、一般には８５〜９５℃の範囲である。 ポリエチレンテレフタレート樹脂は、延伸ブロー成形し
ただけでは、７０℃程度の温度で熱収縮してしまう。そ
こでこのような容器の耐熱性および耐熱収縮性の向上の
ために種々の技術が利用される。第１の方法は、射出成
形された有底パリソンを一旦延伸ブロー成形して容器を
作る。そしてこの容器を熱固定用の金型を用いて熱固定
する。 熱固定用の金型は予め加熱しておき、一定の時間で熱固
定を行なった後に、金型を冷却してから容器を取出すよ
うにしている。この場合に容器はその内部が加圧される
ために、金型の壁面に密着されるようになっている。第
２の方法は、上記第１の方法における延伸ブロー成形時
に金型を加熱しておき、同時に熱固定を行なう。そして
金型がら取出すとともに、このときに熱収縮を許容する
。 そして収縮した容器と同程度の容積をもった別の金型で
再度延伸ブロー成形を行なうようにしている。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら上記第１の方法によると、はぼ同一の大き
さの２種類の金型を必要とする。また１度延伸ブロー成
形を行なわなければならず、しかもその容器は最終製品
とほぼ同一形状で凹凸を有し複雑な形状の場合がある。 従ってこのような容器と対応する形状の第２の金型に対
する位置合わせが非常に面倒になる。また金型に入れら
れる容器は、延伸ブローの後に放冷されて冷えているた
めに、再度金型の熱で加熱することになり、エネルギ的
に無駄が多い方法である。 上記第２の方法も、延伸ブロー兼熱固定用の金型と、最
終ブロー金型とを必要とする。しかも熱固定後の収縮に
よって２つの金型の大きさが異なる。よって大きさの異
なる２種類の金型が必要になり、コストが高くなるばか
りか、装置が大型化することになる。また２つの金型の
大きさの関係は、熱固定後に１度収縮を許容するために
、その収縮Ｍが樹脂のグレードによって、また成形条件
によって左右されることになり、バランスをとる必要が
ある点で応用性に欠ける。さらに熱固定後に再度延伸ブ
ローを行なうために、この延伸ブローに伴う残留応力が
容器に存在することになり、高温充填の際の耐熱収縮性
に悪影響を及ぼす問題がある。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、金型の種類が少なく、また装置が小型化でき、しか
も高温充＠時の収縮率を実用上支障のない範囲に押える
ことが可能な耐熱性の合成樹脂製容器の製造方法を提供
することを目的とするものである。 Ｋ問題点を解決するための手段】 本発明は、非晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂によ
って射出成形された有底パリソンを完全に冷却しない内
に、さらに必要な延伸温度まで予熱し、予め加熱された
金型内で２軸延伸ブロー成形する条件下で熱固定し、ざ
らに金型の温度を急冷し、ある一定温度以下になるまで
成形品を加圧保持した後に金型から取出すようにしたも
のである。 射出成形によってパリソンを成形するための原料である
非晶性ポリエチレンテレフタレートは、その原料の極限
粘度（ＩＶ）が０．７〜１．２の範囲内であって、ガラ
ス転移温度が６５〜８０℃の範囲の非晶性ポリエチレン
テレフタレート樹脂を用い、任意の形状のパリソンを射
出成形によって成形する。この成形体は未配向であって
非晶質なものである。このように成形されたパリソンが
完全に冷却しない内に、予備加熱を行なう。この予備加
熱の方法は従来公知の方法であるオーブン加熱、遠赤外
線加熱、高周波誘電加熱等の方法によって行なう。また
予備加熱の温度は８０〜１３０℃の範囲が良好であって
、好ましくは９０〜１００℃の範囲に加熱する。予備加
熱を行なった有底パリソンは延伸ブロー成形によって所
定の形状を有する、例えばボトル状容器を形成する。 容器の成形のために金型が用いられる。この金型は加熱
流体および冷却流体を通過させるパッセージを有し、こ
れらが加熱流体および冷却流体の供給源と切換え弁を介
して接続されるようになっている。そして加熱流体供給
バイブには好ましくはバルブおよび逆止弁が接続され、
さらに圧力ゲージを接続するようにしている。一方冷却
流体供給バイブにはバルブと逆止弁とが接続されるよう
にすることが好ましい。また金型のパッセージの出口側
は排出用バイブと接続され、しかもこのバイブにはバル
ブを接続するようにしておけばよい。 このような金型によって延伸ブロー成形を行なう場合に
は、切換え弁を切換えて金型内のパッセージに加熱流体
供給源より加熱流体を供給し、金型の温度を所定の温度
、すなわち好ましくは１４０℃以上の温度に設定してお
く。この場合の加熱流体は、加熱オイルや加熱蒸気であ
ってよい。そして予備加熱を行なった有底パリソンを金
型の口部に装着するとともに、有底パリソン内に延伸棒
を入れ、軸線方向に延伸する。つぎに上記延伸棒を通し
て供給される圧縮空気によってブロー圧力を加えて半径
方向に延伸する。このときの空゛気の圧力は１５〜２５
　ｋｇ　／　ｃノの範囲内であることが好ましい。以上
のような温度および圧力で所定時間、例えば６〜１０秒
間保持することにより、延伸された容器の熱固定を行な
う。金型表面の温度は１４０℃以上の温度、好ましくは
１４０〜１６０℃の温度とする。なお延伸ブロー熱固定
を経ることによって、容器を構成するポリエチレンテレ
フタレートは４０％以上の結晶化度になる。 この後に金型を開いて容器を取出すことなく、しかもブ
ロー圧力を維持したままで冷Ｗを行なう。 すなわち切換え弁を切換えて冷却用流体供給バイブを通
して金型のパッセージ内に冷却流体を循環させる。そし
て金型の表面温度を１００℃以下の温度に降下させる。 冷却流体としては、例えば１０℃程度の冷却水や液体窒
素ガス、液化炭酸ガス等が用いられてよい。降下に要す
る時間は１０秒程度で十分である。このように金型内に
ブロー圧力を加えながら冷却を行なうことによって、容
器はそのままの形状で固化する。つぎにブロー圧力を解
除し、金型を開いてボトル状容器を取出すことになる。 なお上記のブロー成形用金型の表面温度、とくにブロー
成形および熱固定を行なう際の温度および冷却の温度が
容器の耐熱性に大きな影響をもつことから、これらの温
度と収縮率の関係について実験的に確認したところ、つ
ぎのような事実が知られた。すなわち実用に耐える耐熱
性を有する容器を製造するためには、ブロー成形時の金
型の表面温度をほぼ１４０℃以上とするとともに、冷却
の際の金型の温度を１００℃以下にすることが好ましい
ことが判明した。 Ｋ発明の作用および効果】 従って本発明によれば、射出成形された有底パリソンを
冷却しない内に、延伸温度まで予熱することになる。従
って射出成形時の熱を効率よく利用できるようになる。 またパリソンの温度が延伸温度に達した後に、予め表面
温度が１４０℃以上である金型内において２軸延伸によ
ってブロー成形を行ない、さらに熱固定を行ない、つい
で金型温度を急冷して取出すようにしている。従ってブ
ロー成形加工の回数が１回で済むようになる。また熱固
定用金型および冷却用金型を別にすることなく、１つの
金型によって容器を成形できるようになる。また再ブロ
ーする必要がなく、熱固定の時点で延伸ブローによる残
留応力が完全に取除けるために、使用時、とくに高温充
填時に容器が収縮することがなくなる。また製造の途中
で別の金型に容器を移す必要がなくなるために、熱固定
時の収縮を考慮する必要がなく、高い精度で成形された
容器を得ることが可能になる。従って本発明によれば、
耐熱性に優れた容器を延伸ブロー成形の条件下で熱源の
効率のよい運用と、高い生産効率で得ることが可能にな
る。またその設備も小型化されることになる。 Ｋ実施例】 実施例１ 射出成形によって非晶性ポリエチレンテレフタレート樹
脂（ＩＶ＝０．９）から第１図に示すような有底パリソ
ン１０を成形した。そしてこのパリソン１０を第４図に
示すような金型１８によってブロー成形し、第２図およ
び第３図に示すようなボトル状容器１３を成形するよう
にした。有底パリソン１０は上端側に７ランジ１１を備
えるとともに、７ランジ１１の上部がキャップを取付け
ることができる口部１２になっている。またこのパリソ
ン１０から作られたボトル状容器１３は第２図３３よび
第３図に示すように、その胴の部分の外周面には縦方向
に突条１４が形成されるとともに、突条１４間が第３図
に示すように凹部１５になっている。 つぎにこのようなパリソン１０から容器１３を成形する
金型について説明すると、第４図に示すように内部が空
洞になっているブロー成形用金型１８は、その上端の開
口に口金１９が着脱可能に嵌合されるようになっており
、しかも口金１９を通して金型１８内にブローバイブ２
０が挿入されるようになっている。また金型１８の下端
側の開口は底板２１によって閉じられるようになってい
る。さらに金型１８内には複数のパッセージ２２が上下
方向に貫通して形成されており、これらのパッセージ２
２は第５図に示す蒸気配管２３および冷却水配管２４と
接続されるようになっている。 蒸気配管２３には手動操作弁２７．２８およびリリーフ
弁２９が接続され、さらにその下流側には手動操作弁３
０と一方向弁３１と電磁弁３２とがその順に接続されて
いる。またリリーフ弁２９に対して並列に手動操作弁３
３が接続されるとともに、その先端側には圧力計３４が
接続されている。これに対して冷却水配管２４には手動
操作弁３５．３６と、一方向弁３７とが接続されている
。 さらに一方向弁３７の先端側には電磁弁３８が接続され
るようになっている。また冷却水配管２４には別の電磁
弁３９が接続されており、この電磁弁３９を通してタン
クに冷却水が流れるようになっている。また金型１８の
パッセージ２２の出口側はマニホールド４０と接続され
るとともに、マニホールド４０の下流側が排出口に接続
されるようになっている。 第１図に示すようなパリソン１０は射出成形後完全に冷
却しない内に、１００℃に予熱した後に、表面温度が１
６０℃に加熱された第４図に示す金型１８内に挿入され
た。なおパリソン１０はブローバイブ２０によって保持
された状態で金型１８の凹部内に配されており、ブロー
バイブ２０が下方へ移動することによって軸線方向に延
伸された。 そしてこの後にブローバイブ２０を通して圧縮空気を供
給することによって、パリソン１０が半径方向に膨張し
、金型１８の凹部の表面に密着してブロー成形が行なわ
れた。 このようにして表面温度が１６０℃に加圧された金型１
８内でパリソン１０が２軸延伸ブロー成形され、さらに
７秒間熱固定された後に、電磁弁３２を閉じるとともに
、電磁弁３８を開いて高圧の水（９ｋｇ／ｃ／）によっ
て金型１８の表面を１０秒間冷却し、その後に容器１３
を取出した。なお取出したときの金型１８の表面温度は
表１に示すように１００℃であった。また容器１３の胴
の部分の結晶化度は５０％になっていた。またこのとき
の成形のサイクルタイムは３６秒になっている。 このようなボトル状容器１３についてその耐熱性をつぎ
の方法によって測定した。すなわち予め成形された容器
１３の内容積を２０℃の水を充填して測定した。つぎに
容器１３に９５℃あるいは８５℃の泪を充填し、室温ま
で放冷して排出した。 そして再度２０℃の水を充填して容器１３の内容積を測
定した。そしてその測定値から熱収縮率を計算した。す
なわち容器１３の最初の容積をＡとし、充填後の容積を
Ｂとすると、次式によって熱収縮率が計算される。 熱収縮率−（Ａ−８）／Ａ　　Ｘ１００（％）この実施
例において９５℃および８５℃の瀾をそれぞれ充填した
とぎの容器の熱収縮率は、１．０％および０．５％であ
って、十分な耐熱性を有することが判明した。 実施例２ ブロー成形用金型の表面温度を１４０℃に設定し、それ
以外の条件は上記第１の実施例と同様にして耐熱容器１
３を製造した。得られた容器１３の胴の部分の結晶化度
は４０％であった。このような容器について上記と同様
の方法で熱収縮率を測定したところ、８５℃の湯を充填
した場合には表１　実施例と比較例の容器の収縮率 収縮率が０．９％になっていた。 比較例１ ブロー成形用金型の表面温度を１２０℃に設定し、それ
以外の条件を上記実施例１と同様にして容器を製造した
。この容器の熱収縮率は表１に示すように、充填する湯
の温度が８５℃の場合で２．５％、９５℃の場合で８．
１％であって、外観上からも収縮が明らかであって実用
的ではなかった。 比較例２ ブロー成形用金型の表面温度を室温にして、それ以外の
条件を上記実施例１と同様にして容器を製造した。この
ときの容器の胴の部分の結晶化度は２８％であった。こ
のような容器の熱収縮率は、８５℃の渇を充填した場合
に１５．０％、９５℃の瀉を充填した場合に２８．５％
であって、原形をとどめないほどに収縮変形した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る製造方法に用いられる
パリソンの縦断面図、第２図はこのパリソンをブロー成
形して得られたボトル状容器の正面図、第３図は第２図
における■〜■線断面図、第４図はブロー成形用金型の
縦断面図、第５図は同配管図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 １０・・・有底パリソン １３・・・ボトル状容器 １８・・・金型 ２０・・・ブローバイブ ２２・・・パッセージ ２３・・・蒸気配管 ２４・・・冷却水配管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非晶性ポリエチレンテレフタレートを用いて射出成
   形によってパリソンを作り、ついでブロー成形によつて
   前記パリソンから容器を製造する方法において、延伸可
   能な温度まで前記パリソンを予熱するとともに、加熱さ
   れた金型内に前記パリソンを配してブロー成形を行なう
   と同時に熱固定を行ない、ついで加圧状態で保持しなが
   ら前記金型を所定の温度以下になるまで急冷し、その後
   に前記金型から前記容器を取出すようにしたことを特徴
   とする合成樹脂製容器の製造方法。 ２、前記ブロー成形および熱固定を行なうときの金型の
   表面温度を１４０℃以上とすることを特徴とする請求項
   第１項記載の合成樹脂製容器の製造方法。 ３、前記金型の急冷の際にその表面温度を１００℃以下
   まで下げることを特徴とする請求項第１項または第２項
   記載の合成樹脂製容器の製造方法。 ４、製造された容器の結晶化度が胴部において４０％以
   上であることを特徴とする請求項第１項、第２項、また
   は第３項記載の製造方法。