JPH03197006A - プラスチック予備成形体およびその製造方法ならびにプラスチック容器 - Google Patents

プラスチック予備成形体およびその製造方法ならびにプラスチック容器

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JPH03197006A
JPH03197006A JP2021906A JP2190690A JPH03197006A JP H03197006 A JPH03197006 A JP H03197006A JP 2021906 A JP2021906 A JP 2021906A JP 2190690 A JP2190690 A JP 2190690A JP H03197006 A JPH03197006 A JP H03197006A
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plastic
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ウエイン　エヌ．コレッティ
Ralph Armstrong
ラルフ　アームストロング
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Graham Packaging Pet Technologies Inc
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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、一般に容器をブロー成形するベースとなる新
規なそして有用な射出成形予備成形体の改良に関し、特
に型成形された首部を有する予備成形体であって、首部
には封止蓋を受けとるネジ山と、有用な効果を発揮する
ために首部の部分的に結晶化された部分を備えた射出成
形体に関する。
〔従来の技術〕
通常、再加熱してブロー成形されるポリエステル（ＰＥ
Ｔ）容器において、首部および首部のカッピングフラン
ジのすぐ下に形成された容器の環状部は延伸されない。
そして、肩部には急な延伸変化があり、容器の本体は最
高の二軸延伸がなされる。ホット充填に応用されるこの
ような容器は、一般に加熱された金型の内部でブロー成
形され、金型はブロー成形が完了するまである温度を保
っており、この温度は容器を構成するポリエステル樹脂
のガラス転移点より高くされている。
この延伸と熱調節のプロセスとによって延伸された範囲
の相対Ｔ　は、未延伸の非晶質の範囲のもの以上のレベ
ルに実質的に増大する。
高い金型温度と未延伸ボリエ・ステルの低いＴ２の結果
として、カッピングフランジのすぐ下の無延伸の環状部
は、金型が開くと同時に過度に収縮し、容器本体と比較
し首部は傾いてしまう。
１９８６年２月２５日に特許付与されたＯｔａらの４５
７２８１１号特許によれば、予備成形体を周囲から全体
的に結晶化すべきことが記載されている。さらに、この
特許には、ブロー成形された容器の首部全体を結晶化さ
せてもよいし、首部に唯一結晶化された部分である特殊
な首端部を備えるようにしてもよいことが開示されてい
る。
一方で、Ｈａｙａｓｈｉらの１９８６年５月２０日に特
許付与された４５８９５５９特許によれば、ポリエステ
ル予備成形体の首部全体は、ブロー成形により容器を形
成することによって結晶化されるとしている。
〔発明が解決しようとする課題およびそれを解決するための手段〕
しかし、ポリエステル樹脂（ＰＥＴ）の結晶化によって
、樹脂は収縮し、高密度になる。
さらに、収縮は均一ではない。これによりポリエステル
樹脂予備成形体の首部を結晶化させると、非常に高精度
で金型成形されている首部のネジ山は、精度がくるって
しまい欠陥を生じてしまう。
さらに、首部が断続的なネジ山およびリテイニングビー
ドを有している時、封止蓋のプラスチックタンパ−バン
ドを受けとるのに要求される寸法精度の管理はできなく
なる。
以上述べたことにより、ブロー成形されたポリエステル
容器あるいは射出成形された予備成形体を結晶化させる
先行技術を適用することは好ましくないことは明らかで
あろう。
ポリエステル（ＰＥＴ）予備成形体は開発され続けここ
における結晶化は、カッピングフランジのすぐ下であり
、予備成形体の肩形成部の上のリングに制限される。こ
れが、以前の係属中の出願の目的である。
カッピングフランジのすぐ下のポリエステル予備成形体
のリング部の結晶化は、首部を備えブロー成形された容
器本体の軸方向心合せに寄与するものの、非晶質の首部
は依然としである欠陥を有する。成形された容器に、容
器に設けられた多条ネジと係合する突起を有するタイプ
の金属封止蓋または、リテンニングビードの下に係合す
るためのタンバーインデイケイティングバンドを有する
プラスチック蓋が被着される時がまさしく当てはまる。
本発明に関しては、キャッピングフランジのすぐ下の予
備成形体のリングを結晶化するとともに、シール表面端
部も比較的わずかな深さほど結晶化される。
〔作用〕
本発明のプラスチック予備成形体は、シール表面端部と
、外部ネジ山およびカッピングフランジを有する首部を
備えており、シール表面端部およびカッピングフランジ
のすぐ下に接近した環状部分はそれぞれ、結晶化されて
いるので、その部分はより強固になるともに摩擦係数は
低減される。
従って、ブロー容器成形時における軸方向の心ずれを防
止でき、シール表面端部の摩擦係数の低減をはかり、さ
らに衝撃ダメージに対する抵抗を増大させることができ
る。
また、その他の残部は未処理（非晶質）となっているの
で、外部ネジ山の精度をそのまま高く維持できる。
このようなプラスチック予備成形体から成形された容器
は、上記予備成形体の特性をそのまま維持し、さらに封
止蓋の開封トルクを少なくすることもできる。
〔実施例〕
上記および以下に示される他の目的に関して、本発明の
本質は、詳細な説明、クレームおよび添付図面を参照す
ることにより、明確に理解される。
以下、図面を参照して詳細に説明する。
第１図には、本発明により形成された予備成形体の上部
が示されている。
予備成形体は番号１０で示されており、このものは、飽
和ポリエステル、より好ましくはポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）の射出成形によって一般の形態に成形
される。
予備成形体１０は、上方に首部１２を有し、この首部１
２は、一般に封止蓋と螺合するネジ山１４を有し、さら
にその下方にカッピングフランジ又はカッピングリング
と一般に称される環状フランジ１６を有している。
このフランジ１６のすぐ下には、短い円筒部１８を備え
ており、この部分はブロー成形する予備段階として予備
成形体を加熱するに際し、延伸温度までは加熱されない
。
この短い円筒部１８の下部において、予備成形体１０の
厚さは除々に増大し、肩形成部２０を形成する。
この肩形成部２０の下部において、予備成形体は、除々
に一定厚さとなり本体形成部２２となる。
上述した軸方向の心合わせ又は垂直性の問題は、短い円
筒部１８にある。すなわち、予備成形体１０のこの部分
（円筒部１８）は第３図に示されるような容器Ｃを成形
するために予備成形体１０をブローする間中、ブロー金
型の中でクランプされている。
第１図において、円筒部１８の上部の陰の部分は、熱的
に結晶化されたリング２６を形成する。
この結晶化度は、好ましくは３０〜４５％であり、これ
により、この範囲における予備成形体１０のプラスチッ
ク材料は、より高密度になり、そしてガラス転移点（ｇ
ｌａｓ＋　＋ｅｍｐｅ＋ａ＋ｕｒｅ　）は、大幅に増大
する。
第２図に明確に示されるように、熱的に結晶化されたリ
ング２６は、予備成形体１０が石英赤外線ヒータ２８に
沿って通過するとき軸を中心として予備成形体を回転さ
せることによって形成される。
マスク３０は、ヒータ２８と予備成形体１０との間に設
けれ、加熱される部分、すなわち結晶化される部分の範
囲を定める。
リング２６は円筒部１８に限定されることが好ましいが
、加熱および結晶化は、図から明らかなようにフランジ
１６の下側まで広がる。
熱的に結晶化されたリング２６によって、前記垂直性の
問題は解決されるが、さらに予備成形体１０の他の改良
が要求される。すなわち、第２図に示されるように開口
部３４を形成するシール表面端部３２を、高密度にして
硬度を高めることが加えて要求される。
それゆえ、シール表面端部３２もまた加熱され３６の部
分が結晶化される。
シール表面端部３６の結晶化は、平板のストリップヒー
タ３８の下で予備成形体を回転させることにより、効果
的に行なわれる。
ストリップヒータ３８は、３７１〜４２７℃（７００〜
８００°Ｆ）の温度に維持され、シール表面端部３２の
上方ｌ、０〜２．０ｍｍの位置に設置される。
ストリップヒータ３８は、予備成形体１０の通路に沿っ
である長さを有しており−、シール表面端部３２は、１
５〜２５秒の範囲で加熱される。この加熱時間は、ＰＥ
Ｔポリエステルの含有量、ポリエステルの極限粘度（Ｉ
Ｖ）およびシール表面端部の幅に依存する。
こうすることにより結晶化されたシール表面端部（ＥＳ
Ｓ）の深さは０．５〜１．０ｍｍになる。
この結果ＥＳＳの結晶化率は、３０〜４５％になり、こ
れに対し、端部近辺の未処理の非晶質の°それは５〜１
０％である。
結晶化している間のＥＳＳ表面温度は、１４８〜２０４
℃（３５０±５０°Ｆ）に上昇され、この温度はＰＥＴ
の最高結晶化速度が得られる温度である。
前述したように、予備成形体１０の上部のうち、２６と
３６の範囲に限定して結晶化するこ２とにより、予備成
形体１０の上部の全体を結晶化することによって得られ
る利点の全てを備えるとともに、一方で、同時に首部全
体を結晶化させることにより生じる短所を除くことがで
きる。
このようにして、ネジ山１４は、成形によっても許容寸
法を維持できる。
この場合、ＰＥＴの結晶化は、モジュラス（すなわち、
強度）を増大させる。そのため衝撃ダメージに対する抵
抗が増大する。
このことは、シール表面端部３２に関して強く要望され
ており、ダメージを受けないシール表面端部とすること
によりＣＯ２ガスが漏れることなく正規のキャップが適
用でき、実質的に回収／再充填できるＰＥＴ容器の寿命
を増大させる。
これに関し、シール表面端部が非晶質のものと結晶化さ
れたものの容器をそれぞれ１０個の用意した（１．５１
再充填可能、Ｌｏｇ、２８−飲料充填）　これらの容器
は、４体積（ａｔ　ｆｏｕ【マｏｌｕｍｃ＋　）の炭酸
水で充填され、そして、一般のＡＬＣＯＡ製の封止機に
よって、アルミニウムのＡＬＣＯＡ蓋で密封され、そし
て３８℃（１００°Ｆ）で２４時間リーク検査されてお
り、これらのものは平均的な荒さのコンクリートフロア
の上に種々の高さから落下された。結果は以下シール表
面端部３２の結晶化は、非晶質のシール表面端部と比べ
てさらに明確な利点を有する。
すなわち、ポリプロピレン製の螺旋ネジを有する封止蓋
によって封止された容器を開封するのに要求されるトル
クが少なくなる。
このテストにおいて、４３ｍのポリプロピレンの蓋を、
７７℃（１７０°Ｆ）の温度のもとて非晶質および結晶
化されたシール表面端部の両方に適用した。０．　１７
２８ｋｇ−ｍ　（１５ｉｎｃｈ−ｌｂ、、）のトルクで
締めつけた。
容器は、７．２°Ｃ（４５°Ｆ）で冷却され、その後蓋
がはずされ、その開封トルクは、各々のタイプの容器の
２０のサンプルにつき、次のように記録された。
さらに、非晶質の端部は、ホット充填可能なＰＥＴ容器
の適用に際し、硬い金属蓋は使用できないことが知られ
ている。
結晶化されたシール表面端部は、カッピングフランジ１
６の下の結晶化されたバンド２６と共に使用に際し、仕
上げ寸法を維持することによって、一般の金属突起、あ
るいは中間接触の封止蓋の使用を可能にし、ホット充填
および冷却後に楕円形を形成する歪みを防止し、開封時
のトルクを低減させる。例えば、ネジ山１４が、４条ネ
ジの多条ネジの形態を有していれば、封止蓋は同じ数の
突起を備えており、封止蓋が首部に捩じ込まれる時、首
部を円形横断面に対立するものとして正方形横断面とみ
なす傾向にある。
これは、個々のネジ山と封止蓋の突起との接触を非常に
少なくする。
従って、もし端部１２が結晶化されたシール表面端面３
２と非晶質の状態になっているネジ山１４を有してなけ
れば、突起を備えたリジッドな金属封止蓋またはＰＥＴ
の首部に間欠的に接触するタイプのものは商業上適用さ
せることができない。
他方、もし首部全体が結晶化されると、ネジ山１４はね
じれてしまい、封止蓋の突起と多条のネジ１４との間で
の接触は最適にはならない。
第３図および第４図を参照してさらに詳細に説明すると
、容器Ｃは金属封止蓋４０によって封止されている。金
属封止蓋４０は、一般にあるものであり、エンドパネル
４２とスカート４４を有している。スカート４４は円周
に一定間隔を保った多くの突起４６を有し、これらの１
つ１つはネジ山１４の各々に対応する。
突起４６はネジ山１４の下でかみ合い、そしてリング状
のガスケット４８をしっかりとクランプさせている。こ
のガスケット４８は、シール表面端部３２に対向して封
止蓋４０に備えられている。
さらに、スカート４４の末端にはタンバーインデイケイ
ティングバンド（ｔａｍｐｅτ１ｎｄｉｃａＮｎ（ｂａ
ｎｄ１５０があり、このものはリテエイニングビード（
「ｅｔａｉｎｉｎｇ　ｂｅａｄ）　５２の下で嵌着する
。リテエイニングビード５２は容器の首部の一部であり
、第１図および第２図に示されるように予備成形体の時
から形成されている。
この場合、リテエイニングビード５２の寸法は臨界的と
なっており、タンバーインデイケイティングバンド５０
はリテエイニングビード５２を越えて、ビード５２の下
にくることにより係合される。
もし、リテエイニングビード５２がその外形が円柱状で
なくて、その形態を失ったり、あるいは、ビー°ドの平
均直径がＸ′±０．１２７ｍｍ（Ｘ±０．００５インチ
）の範囲をはずれるとタンバーインデイケイティングバ
ンド５０はビード５２と共同できない。これは最も重大
なことである。
容器Ｃの形成に際して、肩形成部２０は、径方向に拡張
されるとともに、肉厚が薄くなり容器の肩５４を形成す
る。
結晶化されたリング２６と結晶化されたシール表面端部
３２は、首部の非晶質の残部とともに、ネジ山１４が多
条または断続タイプのものであって突起を設けた金属蓋
を用いるものについては最も有用である一方で、すでに
上述の内容かられかるように、これらの結晶化された領
域はプラスチック封止蓋を受けるスクリュータイプのネ
ジ部とともに有用でもある。
予備成形体の処理およびブロー成形によって予備成形体
から形成された容器の１つの好適な具体例のみがここに
明確に図示され、記述されているけれども、添付のクレ
ームによって明らかにされるように、この発明の精神、
範囲を逸脱しない限りにおいて、予備成形体の処理、予
備成形体および容器のわずかな変更はされ得る。
〔発明の効果〕
本発明のプラスチック予備成形体は、シール表面端部と
、外部ネジ山およびカッピングフランジを有する首部を
備えており、シール表面端部およびカッピングフランジ
のすぐ下に接近した環状部分はそれぞれ、結晶化され、
その他の残部は未処理となっているので、ブロー容器成
形時における軸方向の心ずれを防止でき、シール表面端
部の摩擦係数の低減をはかり、さらに衝撃ダメージに対
する抵抗を増大させるとともに、外部ネジ山の精度をそ
のまま高く維持できる。
このようなプラスチック予備成形体から成形された容器
は、上記予備成形体の特性をそのまま維持し、さらに封
止蓋の開封トルクを少なくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によって形成された予備成形体の上部の
破断半片断面図、第２図は第１図の予備成形体の半片断
面図であって予備成形体の一定の範囲を結晶化する方法
を示す図、第３図は第１図の予備成形体からブロー成形
され、内容物が充填され封止された容器の正面図、第４
図は第３図の容器の首部の拡大半片断面図であり、プラ
スチック蓋が被着されている図である。 １０・・・予備成形体、１２・・・首部、１４・・・ネ
ジ山、１６・・・キャッピングフランジ、１８・・・円
筒部、２０・・・層形成部、２６・・・結晶化されたリ
ング、２８・・・ヒータ、３０・・・マスク、３２・・
・シール表面端部、３４・・・開口部、３８・・・スト
リップヒータ、４０・・・封止蓋、４６・・・突起、５
０・・・タンバーインデイケイティングバンド、５２・
・・リテエイニングビード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ブロー成形により中空のプラスチック容器を成形す
    るためのプラスチック予備成形体であって、 前記予備成形体は、射出成形によって成形されるととも
    に首部を有しており、 該首部は自由端のシール表面端部と、このシール表面端
    部の下方に設けられた下部フランジを有し、シール表面
    端部とフランジとの間には高精度に成形されたネジ山が
    設けられており、 前記予備成形体は、前記フランジの近くにある容器の肩
    形成部と、容器本体形成部を含んでおり、前記肩形成部
    の一部分は結晶化されて強固になっており、 前記予備成形体のシール表面端も結晶化され、前記ネジ
    山は結晶化されておらず成形されたままの状態になって
    いることを特徴とする予備成形体。 ２、請求項１記載の予備成形体において、前記シール表
    面端部の結晶化は０．５〜１．０ｍｍの深さであること
    を特徴とする予備成形体。 ３、請求項１記載の予備成形体において、 前記シール表面端部の結晶化度は、ネジ部の５〜１０％
    に比べて３０〜４５％であることを特徴とする予備成形
    体。 ４、請求項１記載の予備成形体において、前記ネジ山は
    断続的であることを特徴とする予備成形体。 ５、請求項１記載の予備成形体において、前記ネジ山は
    、蓋体突起によって螺合する分離ネジ（ｓｅｐａｒｅｔ
    ｅ　ｔｈｒｅａｄｓ）であることを特徴とする予備成形
    体。 ６、請求項１記載の予備成形体において、前記プラスチ
    ックはポリエステルであることを特徴とする予備成形体
    。 ７、請求項１記載の予備成形体において、前記プラスチ
    ックはＰＥＴであることを特徴とする予備成形体。 ８、シール表面端部と、高精度の外部ネジ山およびカッ
    ピングフランジを有する首部を備え、射出成形によって
    形成されるプラスチック予備成形体の製造方法であって
    、 前記方法は、前記シール表面端部および前記カッピング
    フランジのすぐ下に接近した環状部分を加熱し、高い結
    晶化温度にする一方で、前記結晶化されたシール表面端
    部と前記結晶化された環状部分との間の予備成形体は未
    処理とし、前記シール表面端部を、高密度とするととも
    に、摩擦係数を低減し、しかも前記ネジ山を、高精度に
    維持するようにしたことを特徴とするプラスチック予備
    成形体の製造方法。 ９、請求項８記載の方法において、前記シール表面端部
    を１４８〜２０４℃（３５０±５０°Ｆ）の温度で加熱
    することを特徴とするプラスチック予備成形体の製造方
    法。 １０、請求項８記載の方法において、前記シール表面端
    部を、１４８〜２０４℃（３５０±５０°Ｆ）の温度で
    １５〜２０秒間加熱することを特徴とするプラスチック
    予備成形体の製造方法。 １１、請求項８記載の方法において、前記シール表面端
    部を、１４８〜２０４℃（３５０±５０°Ｆ）の温度で
    １５〜２５秒間加熱し、深さ０．５〜１．０ｍｍまで結
    晶化させることを特徴とするプラスチック予備成形体の
    製造方法。 １２、請求項８記載の方法において、３７１〜４２７℃
    （７００〜８００°Ｆ）の温度の平板ストリップヒータ
    から１．０〜２．０ｍｍ下方にシール表面端部を位置さ
    せ、通過させながらシール表面端部を、１４８〜２０４
    ℃（３５０±５０°Ｆ）の温度に加熱することを特徴と
    するプラスチック予備成形体の製造方法。 １３、首部と、該首部から筒状本体へ連接する肩部と、
    底部が密封された前記筒状本体とを備えるブロー成形さ
    れたプラスチック容器であって、前記首部と前記肩部と
    の間に設けられた結晶化されたリング部は、前記首部と
    ともに前記筒状本体の軸方向の心を保ち、前記結晶化さ
    れたシール表面端部と前記結晶化されたリング部との間
    の首部は未処理の非晶質領域であり、この領域には蓋を
    受けとるネジ山を有することを特徴とするプラスチック
    容器。 １４、請求項１３記載の容器において、前記結晶化され
    たシール表面端部は、深さ０．５〜１．０ｍｍの範囲で
    結晶化されていることを特徴とするプラスチック容器。 １５、請求項１３記載の容器において、前記結晶化され
    たシール表面端面は、３０〜４５％の結晶化度で、０．
    ５〜１．０ｍｍの深さが結晶化されていることを特徴と
    するプラスチック容器。 １６、請求項１３記載の容器において、前記ネジ山の下
    にはクローザタンパーバンドリテェイニングビード（ｃ
    ｌｏｓｕｒｅ　ｔａｍｐｅｒ　ｂａｎｄ　ｒｅｔａｉｎ
    ｉｎｇｂｅａｄ）があることを特徴とするプラスチック
    容器。 １７、請求項１３記載の容器において、前記ネジ山は多
    条配列になっていることを特徴とするプラスチック容器
    。 １８、請求項１７記載の容器において、前記容器は、前
    記多条配列ネジと螺合する複数の突起を有する金属封止
    蓋によって密閉されていることを特徴とするプラスチッ
    ク容器。 １９、請求項１７記載の容器において、 前記ネジ山の下には、クローザタンパーバンドリテェイ
    ニングビード（ｃｌｏｓｕｒｅ　ｔａｍｐｅｒ　ｂａｎ
    ｄｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｂｅａｄ）があることを特徴と
    するプラスチック容器。
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