JPS60189418A - 耐熱性ポリエステルボトルの製造法 - 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】 本発明は、二軸延伸ポリエステルボトルの製造法に関す
るもので、より詳細には、ポリエチレンテレフタレート
等の熱可塑性ポリエステルからなる少なくとも一層を含
む単層もしくは多層の耐熱性、耐熱収縮性に優れた二軸
延伸ポリエステルボトルの製造方法に関する。

ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル
から成る二軸延伸ボトルは、透明性、耐衝撃性（耐落下
強度）、軽量性、衛生性、酸素・炭酸ガス等のガスバリ
ヤ−性及び耐圧性等に優れており、醤油、ソース、ドレ
ッシング、食用油、ビール、コーラ、サイダー等の炭酸
飲料、シャンプー、洗剤、化粧品、ワイン、カラン、エ
アゾール製品等の包装容器として広く使用されている。

二軸延伸ポリエステルボトルは、透明性、ガスバリヤ−
性と共にガス入り飲料に対する耐圧性において、他のプ
ラスチック製ボトルに較べて著しく優れているが、延伸
成形温度が比較的低温（８０〜１１０℃）であり、かつ
非延伸部分乃至低延伸部分があるために耐熱性がないの
で、ホットパックする場合、充填温度は６５℃以下でな
いと実用に供し得す、その形状保持性がなくなるという
欠点がある。

この欠点を除去するために、既に提案されているものと
して、ポリエステルボトルの非延伸部分（例えば口頚部
）と延伸部分（例えば胴部）の熱処理（ヒートセット）
を行なう方法がある。この場合、延伸部分の熱処理は延
伸ブー一工程で行なうが、非延伸部分の熱処理は延伸ブ
ロ一工程とは別個に行なうので普通である。

一般に、延伸ブロ一工程で熱処理を行なう場合、ブロー
金型温度を高温に保持し、延伸ブローされたポリエステ
ルボトル壁がブロー金型に接触して熱処理されるため熱
処理した後のポリエステルボトルは高温になっているの
で、直ちに金型から取り出しても正常なボトル形状を保
持し得ないのである。即ち、従来の方法で熱処理された
ポリエステルボトルを製造する場合ブロー金型を８５〜
１２０℃に維持しながら延伸ブローすることになるので
、延伸ブロー成形後の成形品の品温か高温になっている
ため、その状態でブロー金型から取り出しても収縮が大
きく形状を保持し得ないのである。

従って、正常形状のボトルを成形するためには、プ四−
金屋が成形品取り出し可能な温度、例えば６０℃以下の
温度になるようにしなければならないのである。

このため、ブロー金型を８５〜２１０℃の温度に維持し
ながら延伸適温に加熱されたプリフォーム（予備成形品
）を延伸ブロー成形した後、成形品の取り出しに際して
ブロー成形後ブロー用圧縮空気を低温空気特に冷却空気
（例えば−４０〜−２０℃の温度）で置き換えるか、金
型内に冷却水を通してブロー金型を冷却することによっ
て成形品の冷却を行ない、成形品の品温をプルー金屋よ
り取り出し可能な温度にまで冷却して取り出すことによ
って所定の熱処理されたポリエステルボトルが得られる
。

しかしながら、前述の熱処理方法では、熱処理と内部冷
却とが同一のブロー金型内で行なわれるため、それぞれ
の必要な処理時間を有しているので、一つの金型内で延
伸ブローを長時間性なわなければならず、通常のポリエ
ステルボトルの延伸ブロー成形に較べて２〜４倍の成形
時間を要するため、生産効率が著しく低下し、製造コス
トが高くなるのである。さらに、熱処理温度を高くする
と、成形品を金型から取り出し可能温度まで冷却する時
間が長くかかるので、自然熱処理温度を低くする傾向が
あり、耐熱性、耐熱収縮性の低いボトルしか得られない
ことになる。

本発明の目的は、ポリエステルボトルの延伸ブロー成形
において、一つのブロー金型内で熱処理及び冷却という
相矛盾する処理方法を解決することＫある。

本発明は、熱処理と冷却とを分離して、別々のブロー金
型で行なうこと、すなわち、ポリエステルの延伸ブロー
成形品（第１次成形品）を８５〜２１０℃の所望の熱処
理温度に加熱されている第１次ブロー金型内で熱処理を
行ない、次いで第１次成形品をポリエステルのガラス転
移点以下、好ましくは５〜６０℃の温度に調温されてい
る第２次金型内で冷却を行なうことによって、それぞ５
− れの熱処理効果と冷却効果とを能率よ（発揮させ、耐熱
性、耐熱収縮性の優れたポリエステルボトルの生産性を
向上させるものである。

すなわち、本発明は、配向適性温度（延伸温度）に調温
されたプリフォーム（予備成形品）を金型温度が８５〜
２１０℃（ボトルのヒートセット温度）に保持された第
１次ブロー金型内で延伸ブローを行ない、次いで、第１
次ブロー金型から取り出された第１次成形品をポリエス
テルのガラス転移点好ましくは５〜６０℃の温度に保持
され、第１次ブロー金型キャビティの寸法以下である第
２次ブロー金型キャピテイ内で延伸ブローすることによ
り耐熱性、耐熱収縮性の優れた二軸延伸ポリエステルボ
トルの製造法に関するものである。

ポリエステルの二軸延伸プμ−成形において、第１次ブ
ロ一工程で熱処理を行ない、第２次ブロ一工程で冷却を
行ない、熱処理と冷却を分離することによってヒートセ
ット効果、生産効率の向上が認められる。　・ このように成形された第２次成形品である延伸６− ポリエステルボトルは、その熱的性質を極限まで小さく
することＫよって耐熱性、耐熱収縮が改善されるのであ
る。

即ち、プリフォームをポリエステルの延伸適性温度に温
調して前記第１次ブロー金型内で延伸ブローを行ない、
第１次成形品の壁が所望温度に加熱されている第１次ブ
ロー金型キャビティに接触して該金型への接触時間の経
過と共にヒートセットの効果が進行するが、生産性の面
からみて通常のブロ一時間は５〜２０秒であるので、こ
のブロ一時間内での該金型への接触時間では、ブロー成
形が終了して該金型から取り出されれば、プリフォーム
から成形された第１次成形品の品温はかなり高温の状態
であるため収縮を生じる。その収縮量は誼金型の温度、
プル一時間、延伸倍率等によって異なる。即ち、該金型
の温度が高く、ブロ一時間が長くなる程その収縮量が小
さくなるが、５〜２０秒程度の有限時間でブロー成形す
る限り、該金型から取り出された後、第１次成形品は必
らず収縮を生じる。

本発明者等は、延伸ブローと同時にヒートセットされた
第１次成形品が第１次グルー金型から取り出されるとき
収縮する寸法を見込んで第１次ブロー金型キャビティの
寸法を第２次ブロー金型キャビティの寸法以上に設定し
ておけば、最終成形品であるポリエステルボトルは高温
でも収縮しない耐熱性を有することを見出したのである
が、第１次成形品を高温のヒートセット温度にした第１
次ブロー金型キャビティに長時間接触させることは、ブ
ロ一時間を長く要しかつ第１次成形品の取り出しに際し
て冷却時間を要するので、生産効率が低下するのである
。

そこで、本発明者等は、第１次ブロー金型と第２次ブロ
ー金型とを用いて延伸ブロ一工程における熱処理と冷却
とを別々に行なうこと、さらに、第」次ブロー金型キャ
ビティの寸法を第２次ブロー金型キャビティの寸法以上
に設定して、最終成形品の寸法よりや〜犬き目のヒート
セット用第１次ブロー金型を準備し、該金型内で有限の
プレブロー（延伸ブロー）を行なって得られた第１次成
形品な第２次ブロー金型内で僅かにブローしつつ冷却し
て成形すれば、生産効率もよ（、かつ、最終成形品（第
２次成形品）の耐熱性、耐熱収縮性も改善されることを
見出し本発明に達したのである。

次に、図面に沿って本発明による熱可塑性ポリエステル
ボトルの製造法について説明する。

第１図は、射出成形により成形された熱可塑性ポリエス
テル製プリフォームであり、プリフォーム１は口頭部２
、ネジ部６、サポートリング（ネックリング）４、長筒
部５及び底部６から成っている。

第２図は、共押出成形により成形された多層パイプを示
し、この多層パイプ７は、熱可塑性ポリエステルから成
る内層８及び外層９、エチレン−ビニルアルコール共重
合体等のガスバリヤ−性樹脂から成る中間層１０並びに
これらの各層間に介在する接着剤層１１１，１１ｈから
成っている。

また、第６図及び第４図は、多層パイプ７０両端をポリ
エステルの融点付近く加熱して底部成形用９− 金型及び口頚部成形用金型により底部１６、口頭部１６
、ネジ部１４、サボー）　ＩＪング１５及び長筒部１７
を形成した多層プリフォーム１２である。

第１図及び第６図に示されているプリフォームを熱風加
熱、赤外線加熱、高周波加熱尋を延伸適性温度まで加熱
温調する。この場合温度範囲は８５〜１２０℃、好まし
くは９０〜１１０℃である。

次Ｋ、第４図及び第５図を用いて第１次延伸ブローエＳ
＜熱処理工程）ＶＣついて説明する。

プリフォーム１又は１２０口頚部は、リップキャビティ
１８α、１８ｂで保持され、プリフォーム１又は１２の
他の部分は所望の熱処理温度に加熱するためにヒーター
１９が内層された第１次ブロー金型２０ｇ　、２０Ａの
キャビティ２１α、２１ｂ内に配置されると共に、該プ
リフォーム１又は１２の口部より延伸棒２２を備えたマ
ンドレｌν２６が挿入される。この延伸棒２２は垂直方
向に移動可能であり、かつ延伸棒２２とマンドレル２３
との間にプ四−用の流体通路２４が設けられている。

本発明において、第１次ブロー金型２０１１．２０４１
０− は８５〜２１０℃の所望の熱処理温度に加熱されており
、この金型内に延伸温度に調温されたプリフォーム１又
は１６をセットして延伸棒１３の先端をプリフォーム１
又は１６の底部内側に当てがいながら軸方向に延伸する
と共に、流体通路２４を経てプリフォーム内に圧縮空気
を吹き込んで周方向に膨張延伸して第１次成形品２５を
成形する。

この第１次成形品２５を直ちに第６図及び第７図に示す
第２次ブロー金型２６α、２６ｂのキャピテイ２７Ｇ、
２７ｂ内に配置する。第２次ブロー金型２６ａ、２６４
は、冷却水通路２８が設けられており、ポリエステルの
ガラス転移点以下の温度、特ＶＣ５〜６０℃の温度に温
調されている。

また下端には底部形成金型２９が配置されている。

第１次成形品２５は、第１次ブロー金型２０α。

２０７から取り出されると若干収縮を生じるため、第１
次ブロー金属キャビティ２７α、２７ｈの寸法は第２次
ブロー金部キャビティ２１α、２１ｈの寸法以上に設定
することがより耐熱性、・耐熱収縮性の優れたポリエス
テルボトルを成形するのに有効である。

第２次ブロー金型２６α、２６ｈ内に配置された第１次
成形品２５を再度延伸棒２２により軸方向に延伸すると
共にブローにより周方向に膨張延伸して、最終成形品で
ある延伸ボトル６０を成形する。

本発明において、第１次ブロー金型キャビティの寸法が
第２次ブロー金型キャビティ寸法より大きければ大きい
程良いということではなく、第２次プルー金型キャビテ
イの寸法は第１次ブ四−（プレプロ−）成形された収縮
状態にある第１次成形品の寸法以上でなければならない
。換言すれば、第１次ブロー金型キャビティの寸法は、
ヒートセット時の収縮を見込んで第２次ブロー金型キャ
ビティの寸法に見合った寸法に設定される必要がある。

第１次成形品の収縮は、第１次ブロー金型温度、プルー
成形中の金型への接触時間、延伸倍率等によって異なる
が、前記条件下では０．９〜０．６倍程度に収縮する。

これらの条件を実験的にめて第１次ブロー金型の寸法を
決めればよいのである。

多（の実験の結果、第１次ブロー金型キャビティの寸法
が少なくとも第２次ブロー金型キャビティの寸法と同寸
法もしくはそれより大きい寸法になすことが必要である
が、耐熱性、耐熱収縮性に優れたポリエステルボトルを
得るという見地から、かかる金型の相互の寸法関係は、
第１次成形品が第２次ブロー金型内で最終成形品（第２
次成形品）として得るのに適正なブロー成形が可能な範
囲内で決めることが望ましい。

このようにして得られた最終成形品は、例えば７５℃以
上の高温度の熱間充填に対しても熱変形も熱収縮もなく
、耐熱、耐熱収縮を備えたポリエステルボトルが得られ
るのである。

勿論、本発明は、ポリエステルから成る単層ボトルに限
られス、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体
ビニリデン重合体、ポリアミド等のガスバリヤ−性重合
体と積層することによって、透明性、酸素、炭酸ガス等
のガスバリヤ−性が優れた耐熱性、耐熱収縮性の優れた
ボトルを得ると１３− とが出来る。

さらにこのボトルは耐圧性をも具備し、炭酸ガス入りの
飲料、即ちビール、コーラ、サイダーの充填保存も極め
て容易であり容器は衛生的であり使用済みの容器の廃棄
焼却に於ても発生するガスは殆んど炭酸ガスと水のみで
有害ガスの発生もみず易焼却処理性の４１ｉ！−徴があ
り、ガラスびんに四速する透明性、ガス遮断性耐圧性を
もちながらも軽量かつ耐破びん性のある理想的な容器が
提供される。

実施例１゜ 射出成形機を用いて、固有粘度０，７４のポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）を射出成形し、内径２０１１
１、平均肉厚４．０ｍｌ、重量４５ｇのプリフォームを
成形した。このプリフォームを１１０℃に加熱し、１５
０℃に加熱された直径９０ｍｍ。

高さ２６０冨諺の第１次ブロー金型内にこのプリフォー
ムを挿入し、加圧エアーで１０秒間ブｎ−成形して予備
ブロー成形物を得た。この時予備ブロー成形物は熱のた
め収縮を起し直径７８ｍ、高さ１４− ２２０１１ＩＩ＋となった。この予備成形品を冷却され
ないうちに５０℃に加熱された最終的形状を有する直径
８（ｈ＋雁、高さ２２５絽の１を第２次ブロー金型に移
送し、加圧エアーにより１０秒間ブロー成形しボトルを
得た。

このボトルの内容量を測定した処１ｏ４０ｍであった。

これに８５℃の温湯を充填し、１０分間開放放置した後
内容量を測定した結果１０５８ｍｌであり、優れた耐熱
性を示した。

実施例２゜ 射出成形機を用いて、固有粘度０．７４のポリエチレン
テレ７タレー）（ＰＥＴ）を射出成形し、内径２０鰭、
平均肉厚４．　Ｏｘｗｉｔ・重量４５ｇのプリフォーム
を成形した。このプリフォームを１１０℃に加熱し、１
５０℃に加熱された直径８０闘、高さ２２５ｗ１＋の第
１次ブロー金型内にこのプリフォームを挿入し、加圧エ
アーで１０秒間延伸ブロー成形を行い予備ブロー成形物
を作った。この時予備ブロー成形物は熱収縮により直径
６９ｍｍ、高さ２１６龍となった。この予備プレー成形
物な冷却されないうちに５０℃に加熱された最終的形状
を有する直径８０關、高さ２２５龍の１ｔの第２次金型
に移送し、加圧エアーにより１０秒間ブロー成形しボト
ルを得た。

このボトルの内容量を測定した処１０４０１１ｄであっ
た。これに８５℃の温湯な充填し１０分間開放放置した
る後内容量を測定した結果１０３５ｉ／！となり、比較
的良好な耐熱性を示した。

参考例１゜ 射出成形機を用いて、固有粘度０．７４のポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）を射出成形し、内径２０酊、
平均肉厚４．０＋ｍ、重−］ｔ４５ｇのプリフォームを
成形した。このプリフォームを１１０℃に加熱し、１５
０６Ｃ加熱された直径７５ｍ、高さ２２０龍の第１次ブ
ロー金型内にプリフォームを挿入し、加圧エアーで１０
秒間延伸ブロー成形を行い予備ブロー成形物を作った。

この時予備ブロー成形物は熱収縮により直径６５ｍ、高
さ２０８關となった。この予備ブロー成形物を冷却され
ないうちに５０℃に加熱された最終的形状を有する直径
８０ｍ、高さ２２５１１１の１を第２次ブロー金型に移
送し、加圧エアーにより１００秒間プル底成形ボトルを
得た。

このボトルの内容量を測定した処１０４０７１ｇであっ
た。これに８５℃の温湯を充填し、１０分間開放放置し
た後、内容量を測定した結ｍ１ｏ２゜−となりやや大き
な熱収縮を示した。

参考例２゜ 射出成形機を用いて固有粘度０．７４のポリエチレンテ
レフタレートｃＰＥＴ）を射出成形し、内径２０闘、平
均肉厚４．０１１％重量４５ｇのプリフォームを成形し
た。このプリフォームを１１０℃に加熱し、１０℃に冷
却された直径８０ｍ、高さ２２５ｉ１１の１ｔプ四−金
型内にこれを挿入し高圧エアーで１０秒間延伸ブロー成
形してボトルな得た。

このボトルの内容量を測定した処、１０４５ｍ＋７であ
った。これ［８５℃の温湯を充填し、１０分間開放放置
した。処ボトルは著しく収縮及び変形を起し商品価値が
なくなった。

１７− ０１−

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる単層プリフォームの断面図
、第２図は共押出成形された多層パイプの断面図、第６
図は多層パイプから底部及び口頚部が成形された多層プ
リフォームの断面、第４図及び第５図は第２次延伸ブロ
ー（延伸ブロー・熱処理）工程圧おけるブロー成形前、
及び成形後の断面図、第６図及び第７図は第２次延伸ブ
ロー（延伸ブロー・冷却）工程における最終ブロー成形
前及び成形後の断面図である。 引照数字１，１２はプリフォーム（予備成形品）、１８
ｇ、１８Ａはリップキャビティ、２０ａ。 ２（ｌは第１次ブロー金型、２２は延伸棒、２５は第１
次成形品、２６α、２６ｂは第２次プルー金型、２９は
底部形成金型、６０はボトルを示す。 特許出願人　東洋製罐株式会社 代理人　弁理土鈴木郁男 １８− 第１図 符開昭ＧＯ−１８９４１８（ｅ５） 第３図 ４１３ 第２図 Ｈ目−１２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少な（とも熱可塑性ポリエステル層を含むボトル
   の二軸延伸ブロー成形において、配向適正温度Ｋ１１ｌ
   温されたプリフォームを金型温度が８５〜２１０℃に保
   持された第１次ブロー金型内で二軸延伸ブローを行ない
   、次いで、第１次ブロー金型から取り出された第１次成
   形品を紋ポリエステルのガラス転移点以下に保持された
   第２次ブロー金型内で延伸ブローすることを特徴とする
   耐熱性、耐熱収縮性に優れた二軸延伸ポリエステルボト
   ルの製造法。
2. （２）第１ブロー金型・キャビティの寸法が第２次ブロ
   ー金型・キャビティの寸法以上である特許請求の範囲第
   １項記載の製造法。