JPH0651342B2 - 耐熱耐圧性ポリエステルボトルとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、たとえば炭酸飲料のごときガス含有飲料など
の内圧の加わる耐圧性の容器に関し、密封性が優れ、耐
巻締め強度が大きく、かつ、容器の製造時や高温液体の
充填時、あるいは内容物の加熱殺菌時において、熱や圧
力により変形のしない耐熱耐圧性ポリエステルボトル、
およびその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、炭酸飲料などの内圧の加わる耐圧性の容器として
は、中空の容器本体と容器本体の底面に被着されるベー
スカップとからなっている容器が用いられている。

通常、容器本体はサポートリングを有する口頸部と、胴
部と、底部とからなり、内圧が加わるために、耐圧性を
高めるべく底部が球殻状に丸められており、ベースカッ
プによって容器の立置きを可能としている。

このような容器本体は、通常、ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂より成るプリフォームを予備成形しておき、こ
のプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、
樹脂材料に配向結晶化を生じさせて容器本体の胴部と底
部に耐熱性と耐圧性を付与したのち、口頸部を加熱して
熱結晶化させることにより耐熱性と耐圧性を付与して造
られている。

ところが、このようなワンステージ法では、予めプリフ
ォームの口頸部を加熱して熱結晶化させていないので、
ブロー成形時に口頸部も加熱延伸されて、成形後、口頸
部の下方に配設したサポートリングの下縁部から、口頸
部の上端部までの高さであるネックハイトのバラツキが
著しく大きくなり、その値は標準偏差で通常１mm前後に
達しスクリュウキャップを巻締めても完全に閉まらない
欠点が多く発生し、内容物が漏洩する恐れがあった。

そのため、ネックハイトのバラツキを標準偏差で0.5mm
以下に押えたいという強い要求があった。

さらに大きな問題は、サポートリングの下方部は殆ど結
晶化されていないので耐熱性がわるく、又部分的に結晶
化されている所もあるので歪みが発生しており、ブロー
成形後口頸部を熱結晶化する時口頸部が傾くという現
象、即ち首曲り現象が発生することである。

また、容器本体への内容物の充填作業は、容器本体内に
80〜95℃に加熱された内容物を熱間充填し密封後、窒素
などのガス充填を行う方法や容器本体内に内容物を充填
した後口頸部にキャッピングして密封し、その後容器本
体に熱湯を上から流して内容物の加熱殺菌をおこなう方
法等があるが、首曲り現象は、このような熱い内容物を
充填する時や、内容物を容器の上から熱湯によって殺菌
する時にも発生する。

この首曲りが生じると、容器の美観を損なうばかりでな
く、前述のように巻締めが不十分となり内容物が漏洩す
る危険がある。

また、予めプリフォームの口頸部を加熱して熱結晶化さ
せておき、ついで、ブロー成形により口頸部以外の箇所
を加熱延伸して容器を成形することもできるが、得られ
た容器は、口頸部が一様に、結晶配向性が未配向で、結
晶化度が３０〜４５％という高結晶化度に熱結晶化され
ており、そのため、高度は高いが脆いという欠点があ
り、キャップの巻締め時にサポートリングが割れたり、
落下時に口頸部が折れたりするという問題があった。

この点については、前述のブロー成形後口頸部を熱結晶
化させる場合も、同様である。

また、一様に口頸部が高熱結晶化されていると、白化部
分が大きくなりキャップを被せた状態で白化部分がはみ
だし、容器の外観がきわめて悪くなるという欠点があ
る。

このような従来技術について例を挙げると例えば、特開
昭６１−３５０５６号公報には容器口部と、環状支持突
縁部とが白化結晶化されており、突縁部より下方胴部は
成形後ヒートセットされた容器が記載されている。そし
て境界部は明確に分離された白色の高い熱結晶化領域
と、配向結晶領域を接合することが明示されており、境
界面に熱結晶化度の著しい差異のある部分を配置する特
殊な発明であることは明確である。

また特開昭５８−３６４２０号公報にはに記載された発
明は「口筒相当部直下の首部相当部外周面を下方に拡が
るテーパー状とし、口筒相当部全域と、胴相当部を除い
た首部相当部分の外周を熱結晶化したプリフォーム」を
使用してボトルを製造する方法である。

また特開昭５９−８４７３１号公報に記載された発明は
口部の上部全体が熱結晶化され口部の下部内面から首部
にわたる部分は非結晶化されているボトルに関する発明
である。つまり、口部の上部全体と口部の下部外面から
首部にわたる部分は熱結晶化され、口部の下部内面から
首部にわたる部分は非結晶化されているのである。

そして、その説明としてボトルの口部から首部にわたる
部分に結晶化部と非結晶化部を形成した構造であること
により口部内面のクレージングが防止されると記載され
ている。このように、、これらの先行技術では熱結晶化
領域と、配向結晶化領域の境界面の熱結晶化度の極端な
不連続性を解決できず界面部の応力歪を除くことができ
ない。

本発明の特徴である、口頸部の立上り部すなわちサポー
トリングの下方の位置まで順次熱結晶化度を小さくした
熱結晶化領域を設け胴部から延長する高延伸結晶化領域
を付合わせること、は全く開示されていない。この構造
は、本発明者によって初めて発明された新規な構造であ
る。

そして本発明はこの構成により後述する特有の優れた作
用効果を奏するのである。

［発明が解決しようとする課題］ 密封性が優れ、耐巻締め性が大きく、高熱や高圧で変形
せず、しかも外観の優れた耐熱耐圧性ポリエステルボト
ルを提供することである。

［課題を解決するための手段と作用］ すなわち本発明は、 「(1)胴部と、底部と、口頸部とからなり、口頸部に、
熱結晶化度が口頸部の上端部が高く、口頸部の立上がり
部に向けて順次小さい熱結晶領域を設け、口頸部上端部
から口頸部の立上がり部までの間の配向結晶化度をほぼ
零とした、耐熱耐圧性ポリエステルボトル。(2)熱結晶
領域の熱結晶化度が、口頸部上端部からサポートリング
上縁部までの間が３０〜４５％であり、サポートリング
上縁部から口頸部の立上がり部までの間が１〜６．５％
であり、口頸部上端部から口頸部の立上がり部までの間
の配向結晶化度がほぼ零である、請求項１に記載された
耐熱耐圧性ポリエステルボトル。(3)胴部と、底部と、
口頸部とからなり、口頸部に、熱結晶化度が口頸部の上
端部が高く、口頸部の立上がり部に向けて順次小さい熱
結晶領域を設け、口頸部上端部から口頸部の立上がり部
までの間の配向結晶化度をほぼ零とした、プリフォーム
を、延伸ブロー成形することを特徴とする耐熱耐圧性ポ
リエステルボトルの製造方法。

(4)プリフォームの熱結晶領域の熱結晶化度が、口頸部
上端部からサポートリング上縁部までの間が３０〜４５
％であり、サポートリング上縁部から口頸部の立上がり
部までの間が１〜６．５％であり、口頸部上端部から口
頸部の立上がり部までの間の配向結晶化度がほぼ零であ
る、請求項３に記載された耐熱耐圧性ポリエステルボト
ルの製造方法。

(5)胴部と、底部と、口頸部とからなるプリフォーム
を、延伸ブロー成形してボトルを形成した後、ボトルの
口頸部を熱結晶化して、熱結晶化度が口頸部の上端部が
高く、口頸部の立上がり部に向けて順次小さい熱結晶領
域を設け、口頸部上端部から口頸部の立上がり部までの
間の配向結晶化度をほぼ零としたことを特徴とする、耐
熱耐圧性ポリエステルボトルの製造方法。

(6)熱結晶領域の熱結晶化度が、口頸部上端部からサポ
ートリング上縁部までの間が３０〜４５％であり、サポ
ートリング上縁部から口頸部の立上がり部までの間が１
〜６．５％であり、口頸部上端部から口頸部の立上がり
部までの間の配向結晶化度がほぼ零である、請求項５に
記載された耐熱耐圧性ポリエステルボトルの製造方
法。」である。

本発明は、胴部と、底部と、口頸部とからなるポリエス
テルボトルの口頸部に、熱結晶化度が口頸部の上端部が
高く、口頸部立上がり部に向けて順次小さい熱結晶領域
を設け、口頸部上端部から口頸部立上がり部までの間の
配向結晶化度をほぼ零としている。

従来は、口頸部と、口頸部が接続する口頸部立上がり部
との間に配置された、熱結晶領域の熱結晶化度が順次変
化するのではなく極端に変化し熱結晶化度が不連続とな
り、そのため、延伸結晶領域との境界面の歪みが極めて
大きく、落下時にその箇所から破損するという欠点を有
していた。

本発明は、口頸部立上がり部の境界面に、熱結晶化度の
低い熱結晶領域と、高延伸結晶領域とを付合わせること
により、口頸部は立上がり部において熱結晶領域は結晶
化度を徐々に小さくしつつ連続的に変化し高延伸結晶領
域に接続されているので、境界面の応力歪みが極め小さ
くなり、また低熱結晶領域の柔軟性によって衝撃が吸収
されるので、落下時にその箇所から破損することはな
い。

そして、口頸部の熱結晶領域の熱結晶化度を、口頸部上
端部からサポートリング上縁部までの間を３０〜４５％
とし、サポートリング上縁部から口頸部立上がり部まで
の間を１〜６．５％とし、口頸部上端部から口頸部立上
がり部までの間の配向結晶化度をほぼ零とすると、前述
した、口頸部立上がり部の境界面の結晶化度の連続的接
続は極めて良好となり、また、その部分の熱結晶化度を
１〜６．５％としたことにより、ボトルの製造時、熱内
容物の充填時、熱湯殺菌時などにおける首曲り現象が発
生せず、口頸部上端部からサポートリング下縁部までの
高さであるネックハイトは、その部分が高熱結晶化され
ているため、バラツキが極めて小さくなる。

口頸部の熱結晶領域の熱結晶化度を、口頸部上端部から
サポートリング上縁部までの間を３０〜４５％としたの
はキャッピング後、密封性の経時変化を抑制する、即
ち、キャッピング後の巻き締めトルクを一定に保持し、
密封性及び易開栓性を保証するとともに首曲りがなくネ
ックハイトのバラツキをなくすという理由による。サポ
ートリング上縁部から口頸部立上がり部までの間を１〜
６．５％としたのはキャッピング時、リフト圧でサポー
トリングが割れる。これを低結晶化することにより、高
結晶化したものより、柔軟になり、サポートリングの割
れを防止するという理由による。

しかも、熱結晶化度が低いため白化現象が発生せず、商
品価値が向上する。

また、胴部と、底部と、口頸部とからなるポリエステル
ボトルの、口頸部に、熱結晶化度が口頸部の上端部が高
く、口頸部立上がり部に向けて順次小さい熱結晶領域を
設け、口頸部上端部からサポートリング下縁部までの間
の配向結晶化度をほぼ零とし、サポートリング下縁部か
ら口頸部立上がり部までの間に配向結晶領域を設ける
と、落下衝撃に最も弱い口頸部立上がり部は、胴部と同
じ延伸結晶領域となり、耐落下衝撃性は極めて大きくな
る。そして、延伸結晶領域と低熱結晶領域の接続部はサ
ポートリング部に移り、境界面の歪みはさらに小さくな
る。

しかも、口頸部上端部の熱結晶化度を高くし、順次口頸
部立上がり部に向けて小さくしたことにより、ネックハ
イトのバラツキは極めて小さくなる。

本発明の耐熱耐圧性ポリエステルボトルを製造するに
は、あらかじめ口頸部に、熱結晶化度が口頸部上端部が
高く、口頸部上端部から成形後ボトルの口頸部立上がり
部となる部分に向けて順次小さくした熱結晶領域を設
け、口頸部上端部からボトルの口頸部立上がり部となる
部分までの間の、配向結晶化度をほぼ零とした胴部と底
部と口頸部とからなるプリフォームを作製し、これを延
伸ブロー成形すればよい。

このとき、プリフォームの口頸部の熱結晶領域の熱結晶
化度を、口頸部上端部からサボートリング上縁部までの
間を３０〜４５％とし、サボートリング上縁部からボト
ルの口頸部立上がり部となる部分までの間を１〜６．５
％とすると良好な状態を示す耐熱耐圧性ポリエステルボ
トルがえられる。

すなわち、プリフォームの熱結晶領域の熱結晶化度を、
口頸部上端部からサボートリング上縁部までの間を３０
〜４５％とし、サボートリング上縁部からサボートリン
グ下縁部までの間を１〜６．５％とし、このプリフォー
ムを用いて延伸ブロー成形すると、ボトルのサボートリ
ング下縁部から口頸部立上がり部までの間の配向結晶化
度が３０〜４５％となり、それ以外の領域も高延伸結晶
化された良好な状態を示す耐熱耐圧性ポリエステルボト
ルがえられる。

また、本発明の耐熱耐圧性ポリエステルボトルは、胴部
と底部と口頸部とからなるプリフォームを延伸ブロー成
形してボトルを形成したのち、口頸部を熱結晶化して、
熱結晶化度を口頸部上端部を高く、口頸部上端部から頸
部立上がり部に向けて順次小さくした熱結晶領域を設
け、口頸部上端部から口頸部立上がり部までの間の配向
結晶化度をほぼ零とすることによってえられる。

また、本発明の耐熱耐圧性ポリエステルボトルは、胴部
と底部と口頸部とからなるプリフォームを延伸ブロー成
形してボトルを形成したのち、ボトルの口頸部を熱結晶
化し、その熱結晶領域の熱結晶化度を、口頸部上端部か
らサボートリング上縁部までの間を３０〜４５％とし、
サボートリング上縁部から口頸部立上がり部までの間を
１〜６．５％とし、口頸部上端部から口頸部立上がり部
までの間の配向結晶化度をほぼ零とすることによって
も、前述の良好な状態を示す耐熱耐圧性ポリエステルボ
トルがえられる。

さらに、胴部と底部と口頸部とからなるプリフォームに
おいて、口頸部のサポートリングと、ボトルに成形され
た時、その口頸部立上がり部とからなる部分との間の壁
厚を胴部の壁厚より薄くしたプリフォームを作製し、こ
のプリフォームを用いて、この壁厚の薄い部分を胴部よ
り低い温度に加熱して延伸ブロー成形して、この部分の
配向結晶化度を３０〜４５％とたボトル体を形成したの
ち、口頸部上端部からサポートリングまでの間を熱結晶
化して、熱結晶化度を口頸部上端部を高く、口頸部上端
部から頸部立上がり部に向けて順次小さくした熱結晶領
域を設けることによっても、本発明の耐熱耐圧性ポリエ
ステルボトルがえられる。

（実施例） 次に実施例を図面について具体的に説明する。

第１図は本発明の実施例であり、１は容器全体を示し、
２は容器本体を示し、３はベースカップを示す。また、
４は口頸部を示し、５は胴部を示し、６は底部を示し、
また７は口頸部に設けたサポートリングを示し、11は口
頸部の立上がり部を示す。

第２図は第１図に示す本実施例の容器本体２の口頸部４
の一部断面拡大図である。また、８はネックハイトを示
し、９はサポートリング下部を示し、１７は巻き締めリ
ングを示す。

本実施例の容器本体２は高さが320mmであり、その胴部
５の内径は100mmで、外径は102mmであり、また、その口
頸部４は高さ、すなわち口頸部の上端部から口頸部の立
上がり部11までの高さが34mmであり、その内径が20mm、
外径が26mmであるポリエステルボトル本体であって、口
頸部４には口頸部の上端部から20mm下がった箇所にサポ
ートリング７が設けられてあり、第２図に示すごとく、
口頸部の上端部からサポートリング７の上縁部までの区
間（ａ）の熱結晶化度が40％であり、サポートリング上
縁部から口頸部の立上がり部11までの区間（ｂ）の熱結
晶化度が５％であり、口頸部上端部から口頸部の立上が
り部11までの区間の配向結晶化度がほぼ零であり、それ
以外の部分が高延伸結晶化されている。

この容器本体２にベースカップ３を装着した容器１が第
１図に示す本発明の耐熱耐圧性ポリエステルボトルであ
る。

このボトルは、ネックハイトの１本当りのバラツキが、
標準偏差として0.25mmで、ネックハイトのロット（160
本）のバラツキが標準偏差として0.11mmであり、従来の
0.5mm、および0.24mmに比べ極めて小さく、また、サポ
ートリングの強度が高く、キャップ巻締め時のサポート
リングの破損が無くなり、密封性が極めて向上した。し
かも、サポートリング下部の白化が見られず商品価値の
優れたボトルである。

第３図は本発明の容器の製造に使用するプリフォームを
示す。

４は口頸部を、７はサポートリングを示し、８はネック
ハイトを示し、９はサポートリング下部を示し、10は延
伸ブロー成形後、容器の口頸部の立上がり部となる部分
を示し、また、15はプリフォームの胴部を、16は底部を
示し、１７は巻き締めリングを示す。

実施例１ 第３図に示すごとく、内径20mm、外径26mm、高さ130mm
の底を有する壁厚３mmのポリエステル製円筒に、口頸部
上端部から20mm下がった箇所にサポートリングを付けた
口頸部を設けたプリフオームであって、口頸部上端部か
らサポートリング上縁部までの区間の熱結晶化度が40％
であり、サポートリング下縁部から成形されたときボト
ルの口頸部の立上がり部となる部分10までの区間の熱結
晶化度が５％であり、口頸部上端部からボトルの口頸部
の立上がり部となる部分10までの区間の配向結晶化度が
ほぼ零であるプリフォームを、延伸ブロー成形して、高
さ320mm，胴部の内径100mm，外径102mm，口頸部の高さ3
4mm，内径20mm，外径26mmのポリエステルボトル本体を
作製し、これにベースカップを装着して耐熱耐圧性ポリ
エステルボトルをえた。

このボトルは、ネックハイト８の１本当りのバラツキ
が、標準偏差として0.25mmで、ネックハイト８のロット
（160本）のバラツキが標準偏差として0.11mmであり、
従来の0.5mm、および0.24mmに比べ極めて小さく、ま
た、サポートリングの強度が高く、キャップ巻締め時の
サポートリングの破損が無くなり、密封性が極めて向上
した。しかも、サポートリング下部の白化が見られず商
品価値の優れたボトルである。

実施例２ 内径20mm、外径26mm、高さ130mmの底を有する壁厚３mm
のポリエステル製円筒に、口頸部上端部から20mm下がっ
た箇所に、サポートリングを付けた口頸部を設けたプリ
フオームを延伸ブロー成形して、高さ320mm，胴部の内
径100mm，外径102mm，口頸部の高さ34mm，内径20mm，外
径26mmのポリエステルボトル本体を作製し、第２図に示
すごとく、その口頸部の上端部からサポートリング７の
上縁部までの区間（ａ）の熱結晶化度が40％に、サポー
トリング上縁部から口頸部の立上がり部11までの区間
（ｂ）の熱結晶化度が５％に、口頸部上端部から口頸部
の立上がり部11までの区間の配向結晶化度がほぼ零にな
るように熱結晶化し、それ以外の部分を高延伸結晶化
し、えられた容器本体にベースカップを装着して本発明
の耐熱耐圧性ポリエステルボトルをえた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐熱耐圧性ポリエステルボトルの一部
断面正面図である。 第２図は第１図に示す本発明の耐熱耐圧性ポリエステル
ボトルの口頸部の一部断面拡大図である。 第３図は本発明の耐熱耐圧性ポリエステルボトルの製造
に用いるプリフォーム一部断面正面図である。 １……耐熱耐圧性ポリエステルボトル（容器）、 ２……容器本体、 ３……ベースカップ、 ４……プリフォーム又は容器本体の口頸部、 ５……容器本体の胴部、 ６……容器本体の底部、 ７……サポートリング、 ８……ネックハイト、 ９……サポートリング下部、 10……容器本体の口頸部の立上がり部となるプリフォー
ムの部分、 11……容器本体の口頸部の立上がり部、 12……プリフォーム、 15……プリフォームの胴部、 16……プリフォームの底部、 17……巻き締めリング ａ……口頸部の高熱結晶化領域、 ｂ……口頸部の低熱結晶化領域、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】胴部と、底部と、口頸部とからなり、口頸
   部に、熱結晶化度が口頸部の上端部が高く、口頸部の立
   上がり部に向けて順次小さい熱結晶領域を設け、口頸部
   上端部から口頸部の立上がり部までの間の配向結晶化度
   をほぼ零とした、耐熱耐圧性ポリエステルボトル。
2. 【請求項２】熱結晶領域の熱結晶化度が、口頸部上端部
   からサポートリング上縁部までの間が３０〜４５％であ
   り、サポートリング上縁部から口頸部の立上がり部まで
   の間が１〜６．５％であり、口頸部上端部から口頸部の
   立上がり部までの間の配向結晶化度がほぼ零である、請
   求項１に記載された耐熱耐圧性ポリエステルボトル。
3. 【請求項３】胴部と、底部と、口頸部とからなり、口頸
   部に、熱結晶化度が口頸部の上端部が高く、口頸部の立
   上がり部に向けて順次小さい熱結晶領域を設け、口頸部
   上端部から口頸部の立上がり部までの間の配向結晶化度
   をほぼ零とした、プリフォームを、延伸ブロー成形する
   ことを特徴とする耐熱耐圧性ポリエステルボトルの製造
   方法。
4. 【請求項４】プリフォームの熱結晶領域の熱結晶化度
   が、口頸部上端部からサポートリング上縁部までの間が
   ３０〜４５％であり、サポートリング上縁部から口頸部
   の立上がり部までの間が１〜６．５％であり、口頸部上
   端部から口頸部の立上がり部までの間の配向結晶化度が
   ほぼ零である、請求項３に記載された耐熱耐圧性ポリエ
   ステルボトルの製造方法。
5. 【請求項５】胴部と、底部と、口頸部とからなるプリフ
   ォームを、延伸ブロー成形してボトルを形成した後、ボ
   トルの口頸部を熱結晶化して、熱結晶化度が口頸部の上
   端部が高く、口頸部の立上がり部に向けて順次小さい熱
   結晶領域を設け、口頸部上端部から口頸部の立上がり部
   までの間の配向結晶化度をほぼ零としたことを特徴とす
   る、耐熱耐圧性ポリエステルボトルの製造方法。
6. 【請求項６】熱結晶領域の熱結晶化度が、口頸部上端部
   からサポートリング上縁部までの間が３０〜４５％であ
   り、サポートリング上縁部から口頸部の立上がり部まで
   の間が１〜６．５％であり、口頸部上端部から口頸部の
   立上がり部までの間の配向結晶化度がほぼ零である、請
   求項５に記載された耐熱耐圧性ポリエステルボトルの製
   造方法。