JPH0780236B2 - 使用中に比較的厳しい温度条件に耐えるポリエチレンテレフタレート製の瓶のような容器の製造方法及び製造用装置 - Google Patents
使用中に比較的厳しい温度条件に耐えるポリエチレンテレフタレート製の瓶のような容器の製造方法及び製造用装置Info
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Description
充填又は容器含有物の低温殺菌のような処理中に比較的
厳しい温度条件下に置かれてもそれほど変形し得ないポ
リエチレンテレフタレート(PET)製の瓶のような容
器を製造するための方法及び装置に関する。
れた要件に完全に適合し且つ例えば(温度が80℃を越
える)温液の充填又は低温殺菌処理に耐えてそれほど変
形しない容器、特に瓶の製造を可能とする上記のような
方法及び設備を開示している。
室の数をできるだけ少なくし且つ/又は処理室の構造を
簡略化することが所望され、このことが設備の総費用
(購入価格の低減、運搬費用の低減、保守費用及び事故
の危険性の低減)だけでなく、各容器の製造時間に好ま
しく作用することが判明した。
フランス特許第2 595 294号に基づき適用され且つ比較
的厳しい温度条件に対して求められる耐性を容器に与え
る引抜き−吹込みという連続する2つの段階を保持し
て、これらの要件に適合し得る新規方法及び新規装置を
提起することを目的とする。
主に以下の連続する段階: a)既に最終的な形状及び寸法に適合している容器の首
部を除いて、無定形PETからなる容器の予備成形物の
胴体のみを、少なくともPETの軟化温度に等しい温度
に加熱すること、 b)製造すべき最終容器の寸法に対して高さが約20
%、横幅が0〜30%ほど大きい寸法の胴体を含む中間
容器を構成するように予備成形物の胴体を熱間成形する
一方で、中間容器の成形により形成された壁を約5〜4
0℃の温度に冷却すること、 c)次に、中間容器の胴体を約1〜5分の間160〜2
40℃の温度に加熱し、それから首部のみのPETを結
晶化させるのに適した温度・時間条件下において、胴体
の加熱時間中常に又はその一部の時間で首部も加熱し、
それから首部を比較的ゆっくりと冷却すること、及び d)最後に、段階c)の後に得られた中間容器の熱収縮
した胴体を再度約2〜6秒間でその最終的な形状及び寸
法に成形することを含んでいることを特徴とする前述し
た型の方法を提起する。
5 294号の方法で必要とされた結晶化された首部の予備
成形段階が不要となり、この段階は容器の胴体の引伸ば
し−吹込みという2つの連続する段階の間に介在する既
存の中間容器の加熱段階に組み込まれる。共に加熱から
なる2つの段階のこの統合は後述する如く、設備の構造
に関してかなりの経済的影響がある。更には、これら2
つの加熱段階を統合した結果、各容器の製造時間もそれ
だけ(約30〜60秒ほど)短縮される。
は、首部を加熱せずにまず中間容器の胴体のみを加熱す
る。次に胴体の加熱を継続すると同時に首部を加熱す
る。最後に胴体のみの加熱が継続されて終わるまで首部
のみを冷却する。有利には胴体のみの予備加熱が3〜3
0秒間、特に約5秒間実施される。
は、中間容器全体、即ち胴体及び首部を同時に加熱す
る。次に胴体のみの加熱が継続されて終わるまで首部の
みを冷却する。
部のみの冷却が5〜30秒間、特に約20秒の間50〜
100℃の周囲温度に安定させる段階と、その次の20
〜40秒間、特に約25秒間のいわゆる冷却段階とを含
んでいることが有利である。
は、中間容器全体、即ち首部及び胴体を同時に加熱す
る。次に得られた容器全体、即ち首部及び胴体を同時に
冷却する。最後に段階d)を実施するために胴体を再度
加熱する。この加熱を実施するには、場合によっては首
部を保護して胴体のみを加熱するか又は短時間の赤外線
放射により容器全体、即ち首部及び胴体を加熱すること
が可能である。首部の厚い壁が著しく加熱されるには時
間が不十分であり、胴体の薄い壁のみが実質的に加熱さ
れる。この場合、段階d)を適用するための胴体の最終
加熱が3〜20秒間、特に約5秒間実施される。容器全
体、即ち胴体及び首部の同時冷却が10〜60秒間、特
に約40秒間実施されることも有利である。
部及び胴体の同時加熱が30〜90秒間、特に約45秒
間実施されることが好ましい。
最終的な形状及び寸法に適合している容器の首部を除い
て、無定形PETからなる容器の予備成形物の胴体のみ
を、少なくともPETの軟化温度に等しい温度に加熱す
るために使用され且つ更には首部を加熱しないために首
部を熱遮蔽するように配置されている第1の加熱装置
と、製造すべき最終容器の寸法に対して高さが約20
%、横幅が0〜30%ほど大きい寸法の成形キャビティ
を有し且つキャビティの壁を約5〜40℃の温度に冷却
するための手段を備えている、予備成形物の胴体から中
間容器の胴体を形成するための第1の成形用型と、中間
容器の胴体を約160〜240℃の温度に加熱し、且つ
首部のみのPETを結晶化させるのに適した温度・時間
条件下において、胴体の加熱中常に又はその一部の時間
で首部も加熱するための第2の加熱装置を備え、更には
首部を比較的ゆっくりと冷却するための手段を含んでい
る処理室と、最終容器の胴体の寸法に相当する寸法の成
形用キャビティを有し且つキャビティの壁を所定の温度
に維持し得る手段を備えた、中間容器の加熱された胴体
から最終容器の胴体を形成するための第2の成形用型と
を含んでいることを特徴とする前述した型の装置を提起
する。
595 294号の設備で規定されている首部のみの結晶化に
使用される初期の加熱装置は不要となる。この加熱装
置、結合された運搬装置及び対応する全ての付属設備を
排除することにより、購入費用は安くなり、設備はより
コンパクトになり、動作上の故障又は事故は少なくな
り、保守費用は安くなり、運搬はより簡単にまた運搬費
用も安くなる。更には、それに伴って各容器の製造時間
が短縮されるために、生産が加速され得る。
が、首部を加熱せずにまず中間容器の胴体のみを加熱
し、次に容器全体、即ち胴体及び首部を加熱し、最後に
首部の冷却中に胴体のみの加熱を継続し且つ終了するよ
うに配置されている。
が、中間容器全体、即ち胴体及び首部を加熱し、次に首
部の冷却中に胴体のみの加熱を継続し且つ終了するよう
に配置されている。
中間容器全体、即ち胴体及び首部を加熱するように配置
され、冷却手段が容器全体、即ち首部及び胴体を冷却す
るように配置され、また第2の成形用型内への容器の導
入前に容器の胴体を加熱するように配置された第3の加
熱装置が次に備わっている。
みを加熱するように配置されているか又はこの第3の加
熱装置が変形例として容器全体、即ち胴体及び首部を加
熱するように配置され且つ胴体のみを実質的に加熱させ
る赤外線を発する加熱機構を備えていると規定し得る。
する以下の詳細な説明を読めば、本発明が更によく理解
されよう。添付図面を参照して以下の説明を行う。
は、ポリエチレンテレフタレート(PET)の射出成形
作業により公知の如く製造された瓶の予備成形物1から
適用されている。この初期段階ではPETは無定形であ
り、予備成形物全体(首部2及び胴体3)は透明であ
る。正確な形状及び最終的な寸法を有するが、PETが
無定形であるために機械的特性の定まっていない首部2
を含む予備成形物が成形されていることも留意すべきで
ある。
(図示せず)から取り出された予備成形物1は、一連の
赤外線加熱炉5を含んでいる第1の加熱室4まで運搬装
置(図示せず)により搬送される。この炉は、予備成形
物がその内部を移動させられる通路又はトンネルの形状
に配置されている。予備成形物の無定形PETからなる
首部2はこの処理中には熱遮蔽されている。加熱温度は
少なくとも70〜72℃(PETのガラス転移温度)で
あり、約25秒の間100〜120℃に加熱されるのが
好ましい。
装置6により(有利にはメリーゴーランド(carrouse
l)の形状に配置されている)第1の成形室7まで搬送
される。製造すべき最終容器の寸法に比べて高さが約2
0%ほど、横幅が0〜30%ほど実質的に大きいキャビ
ティ9を有する型8内に、予備成形物の加熱された胴体
3が導入される。
の底部まで軸方向に引伸ばすために予備成形物1内部に
可動マンドレル10を導入し、且つまず材料膜を張った
状態にするために約10バールの任意の予備吹込みを行
い、次に胴体を膨張させてキャビティ9の壁に当接させ
るために15〜40バールでの吹込みを行うことによ
り、加圧流体、例えば圧縮空気を吹込んで成形が実施さ
れる。全サイクル時間は約2〜10秒である。温度が5
〜40℃、好ましくは10〜15℃となるように、この
作業中に型の壁が空気及び/又は水により冷却されてい
ることに留意することが重要である。
からなる同一の首部2と、製造すべき最終容器の寸法よ
り実質的に大きい寸法の(高さは約20%ほど、横幅は
0〜30%ほど大きい)二軸方向に引伸ばされた胴体1
2とを常に有する中間容器11が得られる。この中間容
器11は運搬装置13により、第2の加熱室を含む処理
室14まで搬送される。この第2の加熱室内では、中間
容器11全体(首部及び胴体)が1分〜5分の間160
〜240℃の温度に、好ましくは約1分30秒の間20
0℃の温度に加熱される。加熱された首部は次に、この
同一の処理室14内において、首部のみのPETの結晶
化を可能とする条件下で調整された冷却処理を受ける。
処理室14の配置及び動作については図2〜図4を参照
して後程説明する。
照)は著しく変形され且つ収縮された高温の胴体16を
有するが、この容器の低温の首部2aは結晶化されてい
る。この容器は運搬装置17により(有利にはメリーゴ
ーランドの形状に配置されている)第2の成形室18ま
で搬送される。製造すべき容器の胴体の形状及び寸法を
有するキャビティ20を含む型19内に、容器15の胴
体16が導入される。作業は前述した如く行われる。マ
ンドレル21が胴体16内に導入され且つ胴体を軸方向
に引伸ばしてキャビティ20底部の中心上に置くように
移動させられる。胴体16を膨張させてキャビティ20
の壁に当接させるように30〜40バールの圧縮空気が
導入される。型の温度は60〜120℃である。全サイ
クル時間は2〜6秒である。
状及び寸法を有する胴体23を含む容器22が集められ
る。この容器22が(図面で考慮した瓶の場合のよう
に)半球形底部を有する場合には、容器は次に、最終容
器26(図5参照)に垂直位置で必要な安定性を与える
底の平らな支持部品25を受け取るために運搬装置24
により最終仕上げ室に搬送される。
めに行われる寸法が大きめの中間容器11の胴体12の
加熱を、首部のみのPET成分を結晶化させるための首
部2の加熱及び調整された冷却と同時に行うための処理
室14の機能及び構造例を、これから図2〜図4を参照
してより詳細に説明する。
1は炉27内に導入され、そこで垂直軸の周りの回転運
動の作用を受けつつ水平方向の並進運動に応じて移動す
る(炉の周囲温度:160〜240℃、好ましくは約2
00℃)。
熱するように配置されている第1の赤外線ランプアセン
ブリ28の前を通過する。この加熱の作用を受けて、中
間容器の胴体12の形成のために行われた二軸方向の引
伸ばし時に生じた応力は緩和され、この胴体は収縮する
(胴体16)。更にはこの加熱の結果、容器の胴体を構
成する物質の結晶化度が増す。
の壁の厚さによって決定される。例えば容積が約2リッ
トル、重量が50グラムの中間容器の場合、30秒の加
熱時間により、胴体の壁及び底部で40〜45%の結晶
化度が得られ得る。
常約5秒の熱処理時間)収縮するとそのすぐ後で、この
ときまでは常に無定形のPETからなっていた容器の首
部2の小球塊(spherolitique)を伴う結晶化が行われ
る。
される。内部加熱は、首部内に導入された加熱用マンド
レル(図示せず)により行われる。首部の温度は110
〜200℃に、(好ましくは140℃に)維持される。
外部加熱は赤外線ランプ29及び炉27内の周囲温度に
より実施される。
される。例えばこの時間は規格型28 MCA 2の首
部の場合で約45秒である。得られた結晶化度は約35
%である。
0℃の空気30中で5〜30秒間(通常20秒間)維持
され、次に(例えば20〜40℃の温度の圧送空気流に
より)冷却される。28 MCA 2型の首部の場合、
50〜100℃の空気中での維持時間は約20秒であ
り、(圧送空気による)冷却時間は20〜40秒であ
る。
6は炉27内で160〜240℃の温度に維持される。
必要とあれば、胴体は炉から出される前に赤外線ランプ
により再度加熱され得る。
首部2aが結晶化されている中間容器15が炉27から
取出されて、容器に最終形状を与える第2の引伸ばし−
吹込み成形室18に導かれる。
す第2の変形例では、胴体を急速に収縮させるための赤
外線放射28による胴体12の加熱及び首部を結晶化さ
せるための内部及び外部29からの首部の加熱は同時に
開始されるが、その後の処理、特に時間及び温度条件は
第1の変形例の場合の条件と同一である。
す第3の変形例では、まず炉27内で中間容器の胴体1
2及び首部2を同一の時間と温度条件下において、第1
の変形例の場合のように時間をずらして、又は第2の変
形例の場合のように同時に加熱する。次に収縮した胴体
16を有する中間容器15全体が部位30において調整
された冷却処理を受けると、首部2aのみのPETが結
晶化される。この冷却の時間は10〜60秒、通常約4
0秒である。
温度条件下に置くために、収縮した胴体16のみを新た
に3〜20秒間(通常約5秒間)急速加熱する第3の加
熱装置31内に中間容器15を通過させる。
間)の赤外線放射により中間容器15全体を加熱するこ
ともできる。結晶化された首部2aは壁が非常に厚いの
で実質的に加熱させるには時間が不十分であるが、収縮
した胴体16の壁はより薄いのですぐに引伸ばし−吹込
みに必要な温度に達する。
察した実施例に制限されることはなく、それどころか全
ての変形例を包含している。
作業室を連続的に示す前半部分の概略図である。
作業室を連続的に示す後半部分の概略図である。
Bに示す装置の処理室の第1の変形例を示す概略図であ
る。
Bに示す装置の処理室の第2の変形例を示す概略図であ
る。
Bに示す装置の処理室の第3の変形例を示す概略図であ
る。
1Bの装置の各室に相当する異なる製造段階での形状を
示す図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 後に温液による容器の充填又は容器含有
物の低温殺菌のような処理中に比較的厳しい温度条件下
に置かれてもそれほど変形し得ないポリエチレンテレフ
タレート(PET)製の瓶のような容器の製造方法であ
って、以下の連続する段階: a)既に最終的な形状及び寸法に適合している容器の首
部を除いて、無定形PETからなる容器の予備成形物の
胴体のみを、少なくともPETの軟化温度に等しい温度
に加熱すること、 b)製造すべき最終容器の寸法に対して高さが約20
%、横幅が0〜30%ほど大きい寸法の胴体を含む中間
容器を構成するように予備成形物の胴体を熱間成形する
一方で、中間容器の成形により形成された壁を約5〜4
0℃の温度に冷却すること、 c)次に、中間容器の胴体を約1〜5分の間160〜2
40℃の温度に加熱し、それから首部のみのPETを結
晶化させるのに適した温度と時間条件下において、胴体
の加熱時間中常に又はその一部の時間で首部も加熱し、
それから首部を比較的ゆっくりと冷却すること、及び d)最後に、段階c)の後に得られた中間容器の熱収縮
した胴体を再度約2〜6秒間でその最終的な形状及び寸
法に成形することを含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 段階c)を実施する場合、首部を加熱せ
ずにまず中間容器の胴体のみを加熱し、次に胴体の加熱
を継続すると同時に首部を加熱し、最後に胴体のみの加
熱が継続されて終わるまで首部のみを冷却することを特
徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 胴体のみの予備加熱が3〜30秒間、特
に約5秒間実施されることを特徴とする請求項2に記載
の方法。 - 【請求項4】 段階c)を実施する場合、中間容器全
体、即ち胴体及び首部を同時に加熱し、次に胴体のみの
加熱が継続されて終わるまで首部のみを冷却することを
特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 首部のみの冷却が、5〜30秒間、特に
約20秒の間50〜100℃の周囲温度に安定させる段
階と、その次の20〜40秒間、特に約25秒間のいわ
ゆる冷却段階とを含んでいることを特徴とする請求項2
から4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 段階c)を実施する場合、中間容器全
体、即ち首部及び胴体を同時に加熱し、次に得られた容
器全体、即ち首部及び胴体を同時に冷却し、最後に段階
d)を実施するために胴体を再度加熱することを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 最終加熱では胴体のみを加熱することを
特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 最終加熱では容器全体、即ち首部及び胴
体を短時間の赤外線放射により加熱し、それにより容器
の胴体のみが実質的に加熱されることを特徴とする請求
項6に記載の方法。 - 【請求項9】 段階d)を実施するための胴体の最終加
熱が3〜20秒間、特に約5秒間実施されることを特徴
とする請求項7又は8に記載の方法。 - 【請求項10】 容器全体、即ち胴体及び首部の同時冷
却が10〜60秒間、特に約40秒間実施されることを
特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項11】 段階c)中での容器全体、即ち首部及
び胴体の同時加熱が30〜90秒間、特に約45秒間実
施されることを特徴とする請求項1から10のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項12】 後に温液による容器の充填又は容器含
有物の低温殺菌のような処理中に比較的厳しい温度条件
下に置かれてもそれほど変形し得ないポリエチレンテレ
フタレート(PET)製の瓶のような容器の製造用装置
であって、 既に最終的な形状及び寸法に適合している容器の首部を
除いて、無定形PETからなる容器の予備成形物の胴体
のみを、少なくともPETの軟化温度に等しい温度に加
熱するために使用され且つ更には首部を加熱しないため
に首部を熱遮蔽するように配置されている第1の加熱装
置と、 製造すべき最終容器の寸法に対して高さが約20%、横
幅が0〜30%ほど大きい寸法の成形キャビティを有し
且つキャビティの壁を約5〜40℃の温度に冷却するた
めの手段を備えている、予備成形物の胴体から中間容器
の胴体を形成するための第1の成形用型と、 中間容器の胴体を約160〜240℃の温度に加熱し、
且つ首部のみのPETを結晶化させるのに適した温度と
時間条件下において、胴体の加熱中常に又はその一部の
時間で首部も加熱するための第2の加熱装置を備え、更
には首部を比較的ゆっくりと冷却するための手段を含ん
でいる処理室と、 最終容器の胴体の寸法に相当する寸法の成形用キャビテ
ィを有し且つキャビティの壁を所定の温度に維持し得る
手段を備えた、中間容器の加熱された胴体から最終容器
の胴体を形成するための第2の成形用型とを含んでいる
ことを特徴とする装置。 - 【請求項13】 第2の加熱装置が、首部を加熱せずに
まず中間容器の胴体のみを加熱し、次に容器全体、即ち
胴体及び首部を加熱し、最後に首部の冷却中に胴体のみ
の加熱を継続し且つ終了するように配置されていること
を特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項14】 第2の加熱装置が、中間容器全体、即
ち胴体及び首部を加熱し、次に首部の冷却中に胴体のみ
の加熱を継続し且つ終了するように配置されていること
を特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項15】 第2の加熱装置が中間容器全体、即ち
胴体及び首部を加熱するように配置され、冷却手段が容
器全体、即ち首部及び胴体を冷却するように配置され、
且つ第2の成形用型内への容器の導入前に容器の胴体を
加熱するように配置された第3の加熱装置が次に備わっ
ていることを特徴とする請求項12に記載の装置。 - 【請求項16】 第3の加熱装置が容器の胴体のみを加
熱するように配置されていることを特徴とする請求項1
2に記載の装置。 - 【請求項17】 第3の加熱装置が、容器全体、即ち胴
体及び首部を加熱するように配置され且つ胴体のみを実
質的に加熱させる赤外線を発する加熱機構を備えている
ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
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