JPH0649334B2

JPH0649334B2 - ポリエステルシートの熱成形方法

Info

Publication number: JPH0649334B2
Application number: JP21268789A
Authority: JP
Inventors: 淳司藤井; 和幸福田
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0376626A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ポリエステルシートの熱成形方法に関し、例
えばプラスチック包装容器の製造に利用することができ
る。

［背景技術］ポリエステル樹脂を用いた製膜において、急速冷却を行
うことにより得られる透明ポリエステルシートは、熱成
形性がよいため、容易に容器に成形することができる。
しかし、この成形されたポリエステル製容器は、６５℃
以上の温度で熱収縮してしまうため、９０℃前後の高温
充填用の容器としては使用できなかった。

そこで、従来、透明ポリエステルシートを熱成形して得
られる成形品の熱収縮温度を上げる方法として、種々の
方法が提案されている。

例えば、シートを１軸に延伸し、次に所定温度に加熱し
て収縮させた後、熱成形する方法（特開昭５０−２１０
５１号公報）、シートを２軸延伸し、不活性ガス中での
加熱と金型での深絞りを行った後、２次転移温度以下に
急冷する方法（特開昭５７−５３３１６号公報）、シー
トを２軸延伸し、Ｔc （結晶化温度）以下及び（Ｔc −
７０ ℃）以上の金型で熱処理後、冷却型で冷却する方
法（特公平１−２７８５０号公報、米国特許第４３８８
３５６号公報）、シートを２軸延伸して１５０℃におけ
る収縮率を３％以下とし、１８０〜２４０℃で圧空成形
する方法（特開昭５８−６７４１１号公報）等である。

［発明が解決しようとする課題］上述したように、ポリエステルシート成形品の熱収縮温
度を上げるための種々の方法が提案されているが、いず
れの熱成形方法であっても、効果及び生産性の点で満足
すべき結果は得られていない。

なお、既存の熱成形方法でポリエステルシートを熱成形
すると、加熱温度の上昇と共に、急速な垂下（ドローダ
ウン）が発生する。従って、成形が可能な垂下限界とな
る加熱温度の上限は１００℃前後であるため、実際には
６５℃以上の耐熱性を有する透明ポリエステル容器の熱
成形は不可能である。

本発明は、熱収縮温度が高く、かつ絞り性及び透明性の
良好な成形品が得られるポリエステルシートの熱成形方
法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明に係るポリエステルシートの熱成形方法は、透明
ポリエステルシートを成形金型の周縁部に固定し、この
シートを低温結晶化温度以上に加熱してキャビティの開
口上端部からシートの最大垂下点までの垂直距離で金型
開口部の直径の５〜５０％、好ましくは１０〜５０％垂
下させた後、７０℃以下、好ましくは４０℃以下に冷却
した成型金型により前記シートを成形することを特徴と
する。

透明ポリエステルシートとしては、非晶性ポリエステル
シート（無配向）、延伸ポリエステルシート（配向）、
共重合非晶性ポリエステルシート（無配向）等がある。
この共重合非晶性ポリエステルシート（無配向）とは、
例えば１，４−シクロヘキサンジメタノール等のモノマ
ーとポリエステルとの共重合体である。なお、結晶性ポ
リエステルシート（無配向）は不透明であり、本成形方
法によっても透明な成形品が得られない。

ポリエステルシートを成形金型の周縁部に固定しない
と、成形品のフランジに皺が発生する。また、真空成形
の場合には、真空度が上がらなくなる。シートを成形金
型の周縁部に固定するための具体的手段としては、例え
ば金型の周縁全周を押圧するリング状のクランプを用い
ることができる。

シートを低温結晶化温度（冷結晶化温度）以上に加熱す
るのは、低温結晶化温度未満では垂下（ドローダウン）
が生じないからである。この低温結晶化温度は、例えば
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の場合、１３５
〜１４０℃である。

シートの垂下量を金型開口部の直径の５〜５０％とする
のは、５％未満では成形品の熱収縮温度が低くなり、ま
た４０％を越えるとシートが垂れ過ぎてシートに孔があ
き、成形が不可能になるからである。なお、金型開口部
の形状が円形ではなく、角形の場合には、直径の代わり
に対角線の長さとする。

成形金型を７０℃以下に冷却するのは、７０℃より高い
場合には、得られる成形品の透明性が不良ににり、また
成形金型に成形品が付着して離型性が不良になるからで
ある。

成形金型内への成形方法は、神経成形、圧空成形、プラ
グ成形等の従来の成形方法を任意に使用することができ
るが、圧空成形又はプラグ成形を行う場合、金型上のヒ
ータを手動にする必要があるため、装置の簡略化の要請
からは真空成形が好ましい。なお、真空成形の場合、そ
の真空度は、５００mmＨｇ以上とするのが好ましい。

本発明において、シートには厚さの薄いフィルム状のも
のも含む。

［実施例］図面を参照して本発明に係るポリエステルシートの熱成
形方法の実施例を説明する。

先ず、本実施例において使用する熱成形装置の構成を説
明する。

第１図に示すように、この熱成形装置は、真空成形用金
型１１と、この真空成形用金型１１の上方に設けられた
ヒータ１２と、真空成形用金型１１のシート供給側に設
けられた上下一対の予熱ヒータ１３Ａ，１３Ｂとを備え
て構成される。

前記真空成形用金型１１は、ポリエステル１が賦形され
る円形のキャビティ１４を有し、このキャビティ１４の
底部１１Ａ及び成形される容器２のフランジ成形部１１
Ｂと周縁部１１Ｃとの間にそれぞれ真空連通孔１５が形
成されている。金型１１には、図示しない冷却手段であ
る冷却用水路等が設けられ、成形時に７０℃以下の温度
が保たれる。この真空成形用金型１１は、上下方向に可
動となっている。また、周縁部１１Ｃの上方には、周縁
部１１Ｃの全周に沿ってポリエステルシート１を固定す
るためのリング状のクランプ１６が設けられる。

前記ヒータ１２，１３Ａ，１３Ｂは、赤外線ヒータ等の
任意の加熱手段を選ぶことができる。

上記熱成形装置を使用して、次のようにして、ポリエス
テルシート１を容器２に熱成形する。

先ず、第１図（Ａ）に示すように、ポリエステル樹脂を
一般的な押出機より２９５℃で押し出し、Ｔダイを通し
て製膜した厚さ0.15〜1.5 mmの透明ポリエステルシート
１を熱成形装置に供給する。ポリエステルシート１は、
予熱ヒータ１３Ａ，１３Ｂで予熱された後、金型１１の
位置するステージに送られ、ここで金型１１の上昇によ
りクランプ１６と金型１１の周縁部１１Ｃとの間に挟ま
れて固定される。なお、この予熱温度は、シート１が垂
下しない温度、具体的には９０℃以下が好ましい。

次に、第１図（Ｂ）に示すように、このポリエステルシ
ート１を金型１１上方のヒータ１２により低温結晶化温
度以上に加熱して所定量垂下させる。この所定の垂下量
Ｌは、キャビティ１４の開口上端からシート１の最大垂
下点までの垂直距離を測った値であり、このＬが金型開
口部の直径の５〜５０％となるように加熱する。

次に、第１図（Ｃ），（Ｄ）に示すように、シート１が
加熱されて所定量垂下し、かつ１４０〜１７０℃になっ
た時点で金型１１の真空連通孔１５より真空吸引し、７
０℃以下に冷却されているキャビティ１４内でシート１
を賦形する。

次に、第１図（Ｄ）に示すように、金型１１を下降させ
て、成形された容器２をキャビティ１４から離型する。

以下、上記と同様の工程を繰り返して容器２を連続的に
成形する。

なお、上記実施例では、予熱ヒータ１３Ａ，１３Ｂを設
けて成形前のポリエステルシート１を予熱したが、予熱
ヒータ１３Ａ，１３Ｂを設けないで、金型１１上方のヒ
ータ１２だけでシート１を加熱してもよい。しかし、予
熱ヒータ１３Ａ，１３Ｂを設けることにより、加熱処理
を速めることができる。

また、本実施例における真空成形では、プラグを使用し
たプラグアシスト真空成形であってもよい。

実験例上記実施例において、透明ポリエステルシート１として
下記のポリエチレンテレフタレートシートを使用し、ま
た熱成形条件を下記のように設定して各実験例に係る容
器２を成形した。これらの各容器２について、絞り性及
び透明性を評価し、熱収縮温度を測定した結果を下記の
表−１に示す。

また、比較例として、実験例とは異なる熱成形条件の下
で各比較例に係る容器を成形した。これらの各容器につ
いても、実験例と同様の評価及び測定を行った結果を下
記の表−１に併せて示す。

Ｉ．透明ポリエステルシートの種類（ａ）非晶性無配向ポリエチレンテレフタレートシート
…ポリエチレンテレフタレート樹脂を押出機から押し出
し、Ｔダイを通して製膜した後、静電印加法で６０℃に
急冷することにより製造した。

（ｂ）結晶性配向ポリエチレンテレフタレートシート…
上記非晶性無配向ポリエチレンテレフタレートシートを
１００℃で１軸に２倍延伸することにより製造した。

（ｃ）結晶性無配向ポリエチレンテレフタレートシート
…結晶化剤を添加したポリエチレンテレフタレート樹脂
を使用して、上記（ａ）と同様に製造した。

II．熱成形条件（ａ）金型…キャビティ１４の絞り比（深さ／開口部
径）が0.5 と1.0 の２種類の金型１１を使用した。金型
開口部の直径は、いずれも８０mmである。

（ｂ）金型の温度…金型１１に設けられた冷却手段によ
り２０℃又は８０℃に保った。

（ｃ）金型上方のヒータの温度…４５０℃に加熱した。

（ｄ）金型上方のヒータとシートとの距離…金型１１の
上方のヒータ１２と垂下前のシート１との距離を１５０
mmとした。

（ｅ）シートの加熱温度…金型上方のヒータ１２により
加熱された成形直前のシート１の表面温度である。

（ｆ）真空成形の真空度…７５０mmＨｇとした。

III．評価方法（ａ）絞り性…成形された容器２の絞り比（深さ／開口
部径）がキャビティ１４の絞り比通りであるかどうかを
評価した。

（ｂ）透明性…目視により透明度を評価した。

（ｃ）熱収縮温度…容器２をエアーオーブン中に３０分
間放置して、目視で約３％の収縮が発生する温度を測定
した。

表−１に示す通り、実験例１〜５によれば、透明ポリエ
ステルシート１として非晶性無配向又は結晶性配向のポ
リエチレンテレフタレートシートを使用し、垂下量を金
型開口部の直径の５〜５０％、即ち４〜４０mmの範囲内
とし、また金型１１の温度を７０℃以下に保ったので、
絞り性及び透明性が良好であり、加えて熱収縮温度の高
い容器２が得られることがわかる。従って、この容器２
を使用して従来不可能であった９０℃前後の高温充填が
可能になる。また、熱成形工程が簡単であるから、高い
生産性が得られる。

これに対して、比較例１，２，６，７によれば、シート
として透明の非晶性無配向又は結晶性配向のポリエチレ
ンテレフタレートシートを使用し、また金型温度が本発
明の所定温度以下であっても、垂下量が本発明の所定範
囲外の場合には、絞り性、透明性及び熱収縮温度のいず
れか１つ以上について良好な特性が得られないことがわ
かる。なお、比較例６では、垂下中にシートに孔があ
き、容器に成形できなかった。

比較例３によれば、金型温度は、本発明の所定温度以下
であるが、シートが不透明の結晶性無配向ポリエチレン
テレフタレートシートであることに加えて、垂下させな
かったので、絞り性及び透明性に関して良好な特性が得
られなかった。

比較例４によれば、垂下量及び金型温度は、本発明の所
定範囲内であるが、シートが不透明の結晶性無配向ポリ
エチレンテレフタレートシートであるため、透明性が不
良であった。

比較例５によれば、シートが透明の非晶性無配向のポリ
エチレンテレフタレートシートであり、また垂下量も本
発明の所定範囲内であるが、金型温度が本発明の所定温
度範囲を越えているため、透明性が不良であった。

［発明の効果］本発明によれば、熱収縮温度が高いことに加えて、絞り
性及び透明性の良好な成型品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の一実施例に係る成型方
法を示す工程図である。１……ポリエステルシート、２……容器、１１……金
型、１２……ヒータ、１４……キャビティ、１５……真
空連通孔、１６……クランプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明ポリエステルシートを成形金型の周縁
部に固定し、このシートを低温結晶化温度以上に加熱し
てキャビティの開口上端からシートの最大垂下点までの
垂直距離で金型開口部の直径の５〜５０％垂下させた
後、７０℃以下に冷却した成型金型により前記シートを
成形することを特徴とするポリエステルシートの熱成形
方法。