JPH01294025A - 透明耐熱性多層容器の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は透明性及び耐熱性に優れた多層延伸ブロー容器
の製造方法に関し、特に口部及び底部のみに耐熱性樹脂
の層を設け、延伸ブロー及び熱処理をすることにより全
体として透明性に優れた多層容器を製造する方法に関す
る。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
耐熱性樹脂をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と
共射出し、次いで延伸ブロー成形することにより、耐熱
性ボトルを得る技術の開発が行われている。耐熱性ボト
ルは、８０〜９５℃のホットフィル又はバステライジン
グに使用し得るように、口部を結晶化し、底部は熱変形
しにくく特殊形状にしていた。

しかしながら、ＰＥＴ　に耐熱性を賦与するためにＰＥ
Ｔ　と共に耐熱性樹脂を共射出し、延伸ブロー成形する
ことに関して次のような問題点があることがわかった。

例えば耐熱性樹脂として用いることができるＵポリマー
（ボリアリレートとポリエチレンテレフタレートのブレ
ンド）とＰＥＴ　は延伸適性温度が異なる。従って異な
る延伸適性温度を持つＵボリマ−とＰＥＴを共射出し、
多層パリソンをＰ８Ｔの延伸適性温度に加熱し、慣用法
によって冷たいブローエアを用いて延伸ブロー成形すれ
ば、延伸ブローの工程において、ボトルを胴部中心にい
わゆる白化現象が発生する。一方、Ｕポリマーの延伸適
性温度まで多層パリソンを加熱し、次いで延伸ブロー成
形することにより、白化を解消することができるが、Ｐ
ＥＴの延伸時の偏肉が著しくなるとともに、結晶化によ
り透明性がそこなわれる。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために鋭意研究の結果、本発明者は
、非延伸部である容器の口部及び底部のみに耐熱性樹脂
の層を設けるとともに、延伸部である胴部はポリエステ
ル樹脂により構成し、口部、底部及び胴部に接する金型
部の温度を調節しつつ延伸ブロー成形及び熱処理をする
ことにより透明性に優れている耐熱性多層容器を得るこ
とができることを発見し、本発明に想到した。

すなわち口部、胴部及び底部からなるポリエステル樹脂
製透明耐熱性多層容器を延伸ブロー成形法により製造す
る本発明の方法は、前記口部及び底部に少なくとも１層
の耐熱性樹脂層を設け、前記口部及び底部に接する金型
部の温度を前記耐熱性樹脂層のガラス転移点より低い温
度に調節するとともに、前記胴部に接する金型部の温度
を前記ポリエステル樹脂の結晶化温度以下でガラス転移
点以上の温度に調節し、加熱加圧エアを吹き込むことに
より延伸ブローし、次いで輻射加熱により熱処理するこ
とを特徴とする。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の多層容器に使用するポリエステル樹脂は飽和ジ
カルボン酸と飽和二価アルコールとからなる熱可塑性樹
脂である。飽和ジカルボン酸としては、テレフタル酸、
イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−［４−又は２．
６−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−４，４′−ジ
カルボン酸、ジフェニルジカルボン酸類、ジフエノキシ
エタンジエタンジカルボン酸類等の芳香族ジカルボン酸
類、アジピン酸、セパチン酸、アゼライン酸、デカン−
１，１０−ジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シク
ロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を使
用することができる。また飽和二価アルコールとしては
、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメ
チレングリコール、テトラメチレングリコ−、ル、ジエ
チレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ヘ
キサメチレングリコール、ドテカメチレングリコール、
ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール類、シク
ロヘキサンジメタツール等の脂環族グリコール、２．２
−ビス（４°　−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プ
ロパン、その他の芳香族ジオール類等を使用することが
できる。好ましいポリエステルは、テレフタル酸とエチ
レングリコールとからなるポリエチレンテレフタレート
である。

本発明に用いるポリエステル樹脂は、固有粘度が　０．
５〜１．５、好ましくは０．５５〜０．８　の範囲の値
を有する。またこのようなポリエステルは、溶融重合で
製造され、１８０〜２５０　℃の温度下で減圧処理また
は不活性ガス雰囲気で熱処理されたもの、または固相重
合して低分子量重合物であるオリゴマーやアセトアルデ
ヒドの含有量を低減させたものが好適である。

また耐熱性樹脂として、Ｕポリマー（ユニチカ製、ボリ
アリレートとポリエチレンテレフタレートのブレンドポ
リマー）、ポリカーボネート、ポリカーボネートとポリ
エチレンテレフタレートのブレンドポリマー、ボリアリ
レートとポリカーボネートとポリエチレンテレフタレー
トのブレンドポリマー等を使用し得る。

なお本発明で使用するポリエステル樹脂ないし耐熱性樹
脂中には、本発明の目的を損なわない範囲で安定剤、顔
料、酸化防止剤、熱劣化防止剤、紫外線劣化防止剤、帯
電防止剤、抗菌剤等の添加剤やその他の樹脂を適看加え
ることができる。

第１図は本発明の多層容器を形成するための予備成形体
くパリソン〉の−例を示す断面図である。

多層予備成形体は口部１と胴部２と底部３とからなる。

第２図に詳細に示すように、口部１はネジ山１１とロッ
キングリング１２とサポートリング１３とを有する。本
実施例においては口部１は外側から順に耐熱性樹脂層１
４、ポリエステル層１５、耐熱性樹脂層１６、ポリエス
テル層１７及び耐熱性樹脂層１８からなっている。また
開口端１９は全面的に耐熱性樹脂層に覆われている。

口部１においては、耐熱性樹脂層１４．１６．１８の厚
さには特に制限はないが、全体で口部１の肉厚の２０〜
９０％程度であるのが好ましい。なお口ＩＩにおいて、
多層構造の表裏両面が耐熱性樹脂１４．１８となってい
るのは、耐熱性とともにシール性、耐薬品性等を向上さ
せるという理由からである。

同様な理由により開口端１９も耐熱性樹脂層からなって
いる。

一方胴１１ｆｌＳ２はポリエステル層２０のみからなる
。

また底部３は少なくとも一層の耐熱性樹脂層２３を有す
る。

第３図は本発明の別の実施例による多層容器を形成する
ための予備成形体の口部を示す。第１図の実施例と同様
に、この多層予備成形体の口部はネジ山２６、ロッキン
グリング２８及びサポートリング３０を有する。この実
施例では、口部は外側から順に耐熱性樹脂層３１、ポリ
エステル層３２、耐熱性樹脂層３３、ポリエステル層３
４、耐熱性樹脂層３５、ポリエステル層３６、耐熱性樹
脂層３７の７層からなり、開口部３８は全体的に耐熱性
樹脂からなっている。

第１図に示す予備成形体の底部の層構造の他に、種々の
層構造のものを用いることができる。第４図はその幾つ
かを例示するもので、（ａ）は耐熱性樹脂層４１．４２
を有する例であり、（ｂ）は極く薄い耐熱性樹脂層４３
に挟まれて厚い耐熱性樹脂層４４を有する例であり、（
６）は比較的薄い４５．４６　に挟まれて厚い耐熱性樹
脂層４７を有する例である。

次に上記種々の層構造の予備成形体の製造方法について
説明する。上記予備成形体の成形は共射出成形法により
行うことができる。共射出成形法は使用するホットラン
ナ−ノズルの形態や、ポリエステル樹脂及び耐熱性樹脂
の共射出開始、停止のタイミング設定の組み合わせによ
り、４通りの方法がある。

方　　法　　（１） 第５図へに図示するホットランナ−ノズル５１を使用し
、第６図へで図示する流路及び樹脂流で予備成形体ゲー
ト５２よりキャビティ５３中へ第一次ポリエステル樹脂
層を射出した後、耐熱性樹脂Ｂ及びＡを共射出し、さら
に第二次Ａの射出を行う。

方　　法　　（２） 第５図Ａに図示するホットランナ−ノズル５１を使用し
、第６図Ｂで図示する流路及び樹脂流で予備成形品ゲー
ト５２よりキャビティ５３中へ第−次へを射出した後、
Ｂ及びＡを共射出し、さらに第二次Ａの射出を行う。

方　　法　　（３） 第５図已に図示するホットランナ−ノズルを使用しく東
６図Ｃで図示する流路及び樹脂流で）、第一次Ａの射出
を行った後、Ｂ及び八を共射出し、さらに第二次Ａ射出
を行う。

方　　法　　（４） 第５図Ａ、８１．：図示のホットランナ−ノズルを使用
し、第６図Ａ、Ｂ又はＣに図示する流路及び樹脂流で、
第一次への射出を行った後′、完全にＡの射出を停止し
た状態でＢの射出を行い、Ｂの射出の完了後に、第二次
Ａの射出を行う。ここで２層の易結晶化層が成形される
条件は、Ｂ射出が行われた後、Ａ射出が不連続的に再開
されることである。

口部に耐熱性樹脂層を集中するためには、方法（３）で
さらに第５図已に図示の中央Ａ流路にチャツキ弁７６を
介在させ、Ｂの流路をＡの流路の射出樹脂圧により開閉
し得るようにした構造のホットランナ−ノズルを使用す
るのが望ましい。また方法（３）によればＡの流路が２
層に分かれ、この間にＢの流路があるため、口部集中が
容易である。

予備成形体はまた２ゲート共射出法によっても成形する
ことができる。この方法によれば、まず第１Ｏ図に示す
コア型１１０、リップ型１１１、及びキャビティー型１
１２により成形されたキャビティー１２０　を有する射
出金型に、ポリエステル樹脂射出用ノズル１１３よりポ
リエステル樹脂を射出し、ポリエステル樹脂を胴部に対
応する部分のキャビテイー領域１２０内に流入せしめる
。一方耐熱性樹脂射出用ノズル１１４より耐熱性樹脂を
射出し、突出リングを少なくとも１つ以上設けた耐熱性
樹脂射出用ゲート１１５より半径方向に耐熱性樹脂を流
入せしめる。

引き続きポリエステル樹脂と耐熱性樹脂を同時に射出し
、口部に充填する。このような操作を繰り返すことによ
り、所望の層構造の口部を形成することができる。また
底部の層構造については、前述の通りノズク１１３　よ
り共射出することにより行うことができる。

次に予備成形体（パリソン）に延伸ブロー成形及び熱処
理を施す。

第７図は本発明の延伸ブロー成形法及び熱処理法を概略
的に示すものである。

まずポリエステルのパリソン７０ａを、予め８０〜１２
０　℃の延伸温度Ｔ１に温度調整しておく。このような
温度調整は、赤外線加熱器等を用いて行ってもよいが、
内面に沿って複数の層状ベルチェ熱電素子を配した温度
調整型を用いて行うのが好適である。温度調整は、パリ
ソン成形後、その冷却を制御するか、あるいは−旦室温
付近まで冷却後あらためて加熱調整する方法のいずれに
よって行ってもよい。

次いで第７図（ａ）に示すように、温度調整したパリソ
ン７０ａを口部金型７２ａ、７２ｂで挟持しながら金型
内に設置する。金型は基本的に一対の割型７３ａ　、　
７３　ｂと底部入子型７４と口部金型？２　ａ　、　７
２　ｂとからなる。（ハ）において、口部金型？２　ａ
　、　７２　ｂに加熱装置７５を取りつける。加熱装置
７５は棒状ヒータ７６と、これに連結した駆動ロッド８
１と、棒状ヒータ７６を保護し、熱処理時以外の工程中
外気との接触による熱損失を防止する機能を有し、且つ
棒状ヒータ７６をパリソンないし成形容器内に挿入した
りこれから抜き出すためのヒータスライド筒８２かから
成っている。駆動ロッド８１の固定ブロック８６下端に
は、加圧エアの導入口８３及びリード線８４が設けられ
、ヒータスライド筒８２の側面には加圧エアの抜気口８
５が設けられている。なおこれら金型装置の各部は、固
定装置により固定され、またエアシリンダー等駆動装置
に連結され、第７図（ａ）〜（ｆ）に示したような一連
の運動を行うものであるが、駆動装置ならびに固定装置
の図示は省略する。

第７図（Ｃ）において、パリソン７０ａ内部に棒状ヒー
タ７６を挿入し、そこから加熱加圧エアを噴出し、パリ
ソン７０ａを延伸ブロー成形する。

棒状ヒータ７６の詳細な構造は第８図に示す通りである
。棒状ヒータ７６は駆動ロッド８１と一体的に連結して
おり、ステンレス等の金属製の円筒状の外筒部９１を有
する。外筒部９１内には、その内壁に沿って、一対のニ
クロム線１０２ａを：４ｇｏ等の電気絶縁、’１ｉｊ１
０２１］を介してステンレス’ｉ！１０２ｃにより被覆
してなる径が１．５〜３羅φの線状発熱体１０２　が螺
旋状に巻き込まれており、それ自体の弾性を利用して外
筒９１内に固定され、ストッパー１０６　により固定保
持されている。更に外筒部９１の外周には、赤外線輻射
用のたとえば５１０２、Ａ１２０ｉ等のセラミック又は
ＣｕＯ等の金属酸化物の！１０３　が焼結等により形成
されている。また外筒９１の先端には、パリソン底部を
突押しするためテフロン等の熱の不良導体よりなるロッ
ド頭９７がネジ止めされている。

また外筒９１の側壁には多数の加圧加熱エア放出口１０
４が設けられている。なお線状発熱体１０２　は駆動ロ
ッド８１内を通り、Ｑリング１０７　により固定ブロッ
ク８６に固定されている接続スリーブ１０８　を介して
、リード線８４に接続している。

このような構造の棒状ヒータ７６を用い、放出口１０４
から加熱加圧エアをパリソン７０ａ内に噴出することに
より、パリソン７０ａ　は二軸延伸ブロー成形され、金
型の内壁に沿った形状に膨張変形する（第７図（ｄ））
。

次にこの状態で輻射加熱により成形体の熱処理を行う。

輻射エネルギーは、線状発熱体くシースヒータ）１０２
　によりセラミック発熱体層１０３　が加熱され、放射
される赤外線エネルギーである。

以上の延伸ブロー成形及び熱処理の工程において、（ａ
）パリソンの口部及び底部はほとんど延伸されず、胴部
のみが延伸されること、及び（′ｂ）口部及び底部にの
み耐熱性樹脂層が設けられていることに謹み、口部、底
部胴部における金型温度を異なるものとする必要がある
。本発明においては、口部及び底部の金型温度は耐熱性
樹脂層のガラス転移点より低い温度に調節し、胴部の金
型温度はポリエステル樹脂の結晶化温度以下でガラス転
移点以上の温度に調節する。具体的には、耐熱性樹脂の
種類によっても異なるが、口部の温度を３０〜７０℃程
度に調節し、また底部の温度を４０〜１００　℃程度に
調節し、また胴部の金型温度を８５〜１３０　℃程度に
調節するのが好ましく、より好ましくはそれぞれ４０〜
５０℃程度、５０〜７０℃程度及び９０〜１１０　℃程
度に調節する。また延伸ブロー成形用の加熱加圧エアの
温度は７０〜３００　℃程度であり、圧力は３〜４０　
ｋｇ　／　ｃｄ程度である。

延伸ブロー成形後、加熱加圧エアとともに棒状ヒータ７
６の輻射熱により急速に加熱する。

これにより容器７０ｃを金型本体７３ａ　、７４ｂのベ
ース温度Ｔ０より少なくとも１０℃高く融点より１０℃
以上低い熱処理温度Ｔ２に加熱し、この温度で保持する
。これにより容器７０ｃの延伸成形時の応力が緩和され
るとともに延伸配向下での結晶化が進み熱処理が行われ
る。熱処理温度Ｔ２での保持時間は。

金型離型後の体積収縮率が１％以下で、且つ球晶による
白化のない容器が得られるような時間を試行的に決定す
ればよく、通常１０〜３０秒程度で程度。

放出口１０４から放出された加熱加圧エアは、容器内壁
７０ｃ内を対流しつつこれを加熱した後、駆動ロッド８
１と口部金型７２ａ　、７２ｂ及びヒータースライド筒
８２との間隙を通じて抜気口８５より排出される。

熱処理終了後、加熱エアの放出を停止し、棒状ヒータ７
６を容器７０ｄ　の外部へ抜き出し、ヒータースライド
筒８２内に収容する（第７図（ｅ））。これにより容器
７０ｄ　は密着する金型７３ａ　、７３ｂ　により冷却
されてベース温度Ｔ０付近まで冷却される。冷却に必要
な時間は５秒ないし１５秒程度であり、熱処理温度Ｔ２
への内部加熱に要する時間と同程度である。これにより
離型時の温度Ｔ３は熱処理温度Ｔ２より少なくとも５℃
、望ましくは１０℃以上低い温度とする。次いで、抜気
ならびに型開きを行い、冷却した容器７０ｃを取り出す
く第７図（ｆ））。抜気は抜気口８５を通じ、開放弁（
図示せず）を通して行われる。

第７図（ａ）〜げ）に図示し、上記で説明した一連の過
程により、延伸ブロー成形ならびに熱処理を行い、短時
間で熱効率がよく、寸法均−製に優れたポリエステル樹
脂製耐熱延伸中空成形容器を製造することができる。

〔実施例〕

第１図に示す多層構造の予備成形体をポリエチレンテレ
フタレートとＵポリマーにより形成し、第７図に示す金
型内に設置した。底型、胴部型及び口部型の温度をそれ
ぞれ５５℃、９８〜１０５　℃及び５０℃に設定し、棒
状ヒータ７６を予備成形体内に挿入しつつ、約８０〜１
００　℃の加熱エアを噴出し、延伸ブロー成形をした。

さらに５００Ｗシースヒータを巻き込んだ棒状ヒータで
１５秒内輻射加熱を行った。

冷却後成形された多層容器は全体的に十分な透明度を有
するとともに、口部及び底部において良好な耐熱性を有
していた。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、パリソンの延伸ブロー成形及び熱処
理において、耐熱性樹脂層を有する口部及び底部に接す
る金型の温度を、耐熱性樹脂のガラス転移点より低い温
度に調節し、またポリエステル樹脂のみからなる胴部に
接する金型の温度をポリエステル樹脂の結晶化温度以下
でガラス転移点以上の温度に調節し、容器内部からの加
熱による胴部の熱処理により、耐熱性、機械的強度等に
優れた口部、底部及び胴部を存するとともに、良好な透
明度を有する延伸ブロー成形容器を、単層の非耐熱性ポ
リエステル延伸ブロー成形容器とほぼ同程度の成形サイ
クルで、得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に使用する延伸ブロー成形用多層
予備成形体の一例を示す断面図であり、第２図は第１図
の多層予備成形体の口部を示す部分断面図であり、 第３図は本発明の別の実施例による多層予備成形体の口
部を示す部分断面図であり、 第４図は種々の層構造の多層予備成形体の底部を示す部
分断面図であり、 第５図は種々の層構造の多層予備成形体を製造するのに
使用するホットランナ−を示す断面図であり、 第６図は第５図のホットランナ−における各樹脂流を図
式的に示す図であり、 第７図は本発明の方法の各工程を概略的に示す図であり
、 第８図は本発明の方法に使用する棒状ヒータの一例を示
す断面図であり、 第９図は第８図の棒状ヒータの断面図であり、第１０図
は多層予備成形体を製造するのに使用する２ゲート金型
の一例を示す断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 口部、胴部及び底部からなるポリエステル樹脂製透明耐
   熱性多層容器を延伸ブロー成形法により製造する方法に
   おいて、前記口部及び底部に少なくとも１層の耐熱性樹
   脂層を設け、前記口部及び底部に接する金型部の温度を
   前記耐熱性樹脂層のガラス転移点より低い温度に調節す
   るとともに、前記胴部に接する金型部の温度を前記ポリ
   エステル樹脂の結晶化温度以下でガラス転移点以上の温
   度に調節し、加熱加圧エアを吹き込むことにより延伸ブ
   ローし、次いで輻射加熱により前記金型温度以上に加熱
   した後輻射加熱源を容器外に移動し、前記金型温度付近
   まで容器を冷却し、離型することを特徴とする方法。