JPH07314545A - 中空容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二軸延伸ブロ−成形された飽和ポリエステル
製容器において、自立安定性を保持し、かつ、耐圧及び
耐熱性にすぐれた自立容器の製造方法を得る。 【構成】 口頸部、肩部、胴部、底部からなる二軸延伸
ブロ−成形された飽和ポリエステル製の容器において、
容器底部と加熱装置との間に特定構造の遮蔽板を設置
し、容器底部の特定部分を結晶化する耐熱耐圧性自立中
空容器の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐圧耐熱性自立中空容
器の製造方法に関し、より詳細には内容物の加熱殺菌時
の耐圧及び耐熱性を高め、耐衝撃性にも優れた中空容器
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐圧耐熱性自立中空容器として
は、容器本体の耐内圧性を高めるため底部を半球殻状に
膨出成形し、これに有底筒状に成形されたベ−スカップ
を装着して、容器に自立性を付与したものが主流であっ
た。しかしながら、ベ−スカップの使用は、別途ベ−ス
カップを成形し装着固定を行わなければならないこと、
容器の重量が大きくなり、形状も大型化すること、加熱
殺菌工程で温水が容器底部に十分に達しないため内容物
の加熱殺菌をスム−ズに行うことができないこと、ま
た、このとき、ベ−スカップ内に水が溜まり、速やかに
排水されにくいこと、など様々な問題があった。

【０００３】さらに、省資源や環境問題の観点から使用
済みの空容器を有効再利用することが望まれているが、
ベ−スカップを装着した容器では通常、容器本体とベ−
スカップや接着剤の材料が異なるため、再利用する場合
にはこれらを分離しなければならず、プロセス的にコス
ト高となるという問題も抱えている。

【０００４】このような問題から、ベ−スカップを必要
としない耐圧耐熱性容器が望まれていた。ベ−スカップ
を必要としない耐圧性容器としては、いくつかの提案が
なされており、一般的には底部中心部の周りに複数の脚
部を放射状に膨出し、これらの脚部の間に谷線部を形成
した構造か、あるいはシャンペンタイプの構造かのいず
れかである。例えば、特公昭４８−５７０８号公報、特
公昭５９−４０６９３号公報、特公昭６１−９１７０号
公報、特開昭６３−２０２４２４号公報及び特開平３ー
４３３４２号公報に記載されている。

【０００５】しかしながら、これら各号に記載された容
器は、耐圧性容器としては満足する性能を得ることがで
きるものの、加熱殺菌工程を行う耐圧耐熱性容器として
使用した場合には十分な性能を得ることができない。す
なわち、前記各号に記載された容器は、底部中心部およ
び該中心部周辺に未延伸領域及び低延伸領域が存在して
いるため、加熱殺菌時に内容物の温度が５０℃から７０
℃程度に上昇すると、内圧が増大すること、また容器材
料自体もクリ−プ変形を起こしやすくなることにより、
底部中心部および該中心部周辺の未延伸領域及び低延伸
領域がクリ−プ変形を起こして突出し、容器は自立安定
性を失うことになる。

【０００６】この問題を解決する方法として、例えば、
特開平５−８５５３５号公報に記載された容器を使用す
ることが考えられる。この容器は、底部中心部を結晶化
し、中心部周辺部を十分に延伸した容器であるため、加
熱殺菌時に内圧が増大した場合底部のクリープ変形をあ
る程度抑えることができる。しかしながら、この容器の
場合においても、脚部と脚部との間に形成された谷線部
を十分に延伸することは困難で該部分に低延伸領域が残
るため、加熱殺菌時に該部分がクリープ変形を起こし底
部が突出して自立安定性を失う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の研究者等は鋭
意研究の結果、底部中心部の周りに複数の脚部を放射状
に膨出し、これらの脚部と脚部との間に谷線部を形成し
た底部構造の場合、内圧による応力が特に底部中心部と
谷線部に集中することを突き止め、さらに実際の加熱殺
菌時の底部突出においては、谷線部のうち中心部に近い
部分のクリープ変形が特に大きいことを発見した。

【０００８】本発明は前述の問題点を解決したものであ
り、二軸延伸ブロー容器の底部と加熱装置との間に、
（Ａ）底部中心部および／または、（Ｂ）底部中心部の
周辺部および／または、（Ｃ）谷線部の底部中心部に近
い部分および／または、（Ｄ）脚部の前記周辺部の縁よ
り接地部にいたる部分および／または、（Ｅ）前記
（Ｃ）と（Ｄ）の間の部分に対応する部分が開口し、容
器底部と嵌合する形状を有する遮蔽板を設置し、容器底
部の（Ａ）〜（Ｅ）から選ばれた部分を加熱し結晶化す
ることにより、容器の加熱殺菌時に、底部がクリープ変
形して、自立安定性を失うことがなく、且つ、耐薬品性
にも優れた、耐圧耐熱性自立中空容器の製造方法を供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
口頸部、肩部、胴部、および底部中心部の周りに複数の
脚部を放射状に膨出し、これらの脚部と脚部との間に谷
線部を形成した自立可能な構造を有する底部からなる二
軸延伸ブロー成形された飽和ポリエステル製の二軸延伸
ブロー容器において、この容器の底部と加熱装置との間
に、（Ａ）底部中心部および／または、（Ｂ）底部中心
部の周辺部および／または、（Ｃ）谷線部の中心部側お
よび／または、（Ｄ）脚部の前記周辺部の縁より接地部
にいたる部分および／または、（Ｅ）前記（Ｃ）と
（Ｄ）の間の部分に対応する部分が開口し、容器底部と
嵌合する形状を有する遮蔽板を設置し、容器底部の
（Ａ）〜（Ｅ）から選ばれた部分を加熱し結晶化するこ
とを特徴とする耐圧耐熱性自立中空容器の製造方法であ
り、第２の発明は、第１の発明の二軸延伸ブロー成形さ
れた飽和ポリエステル製の二軸延伸ブロー容器が、下記
の（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つを有するものである
耐圧耐熱性自立中空容器の製造方法である。 （ａ）口頸部を結晶化したもの。 （ｂ）サポートリングを結晶化したもの。 （ｃ）サポートリング下を結晶化したもの。 （ｄ）口頸部または口頸部とサポートリングが、その内
周径が外周径に対して６０〜８０％であり、且つ、加熱
により応力・歪が緩和されたもの。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、加熱装置としては、熱を発生する装置を用いる
ことができ、具体的には、赤外線ヒーター、熱風、赤外
線ランプ、石英管ヒーター、高周波加熱装置などを用い
ることができる。また、これ以外の熱源を用いることが
できるのは、勿論のことである。

【００１１】また、本発明において、遮蔽板の材質とし
ては、アルミニウム、鉄、銅などの金属や耐熱性樹脂、
セラミック等を用いることができ、遮蔽板の表面は平滑
であることが好ましい。

【００１２】本発明の中空容器に用いる樹脂は、主たる
繰り返し単位がエチレンテレフタレートである熱可塑性
ポリエステル樹脂が好ましく、該熱可塑性ポリエステル
樹脂とは、ポリエチレンテレフタレートのホモポリマー
を主たる成分とする。

【００１３】この熱可塑性ポリエステル樹脂としては、
テレフタル酸成分の一部を例えば、イソフタル酸、ナフ
タリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェ
ノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカル
ボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸等の芳香族ジ
カルボン酸；ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロ
イソフタル酸等の脂環族ジカルボン酸；アジピン酸、セ
バチン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸；Ｐ−
β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ε−オキシカプロン
酸等のオキシ酸等の他の二官能性カルボン酸の１種以上
を置換して共重合したものが使用できる。

【００１４】また、熱可塑性ポリエステル樹脂は、エチ
レングリコール成分の一部を例えば、トリメチレングリ
コール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレング
リコール、デカメチレングリコール、ネオペンチレング
リコール、ジエチレングリコール、１，１−シクロヘキ
サンジメチロール、１，４−シクロヘキサンジメチロー
ル、２，２（４’−β−ヒドロキシエトキシフェニル）
スルホン酸等の他のグリコール及びこれらの機能的誘導
体の多官能化合物の１種以上で置換して共重合した共重
合体でもよい。

【００１５】また、本発明の容器に使用する熱可塑性ポ
リエステル樹脂は、固有粘度が０．７〜０．９が好まし
く、特に好ましくは０．７５〜０．８０である。

【００１６】更に、本発明に使用する熱可塑性ポリエス
テル樹脂には、着色剤、熱劣化防止剤、酸化防止剤、紫
外線吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、滑剤等の添加剤を適
宜用いることができる。

【００１７】本発明の遮蔽板は、二軸延伸ブロー容器の
底部の（Ａ）底部中心部および／または、（Ｂ）底部中
心部の周辺部および／または、（Ｃ）谷線部の底部中心
部に近い部分および／または、（Ｄ）脚部の前記周辺部
の縁より接地部にいたる部分および／または、（Ｅ）前
記（Ｃ）と（Ｄ）の間の部分から選ばれた部分に対応す
る部分が開口し、容器底部と嵌合する形状を有するもの
である。前記（Ａ）〜（Ｅ）の組み合わせの中で、
（Ｂ）及び（Ｃ）を含む組み合わせが特に好ましく、
（Ｅ）は、必要に応じて組み合わせることができる。遮
蔽板は、容器底部と嵌合する形状を有するものであり、
嵌合のための彫りこみは、脚部の膨出部分の６０％以
上、好ましくは８０％以上が入るものである。これによ
り、加熱による熱収縮を防止でき、さらに、遮蔽板の開
口部に対応する部分のみを精度よく加熱、結晶化するこ
とができる。

【００１８】本発明の製造装置の具体例として、図１で
示される装置がある。図１において、その基本構成は、
最下段に底板７、底板７上に加熱装置３を設置し、さら
に、その上方に遮蔽板２Ａを設置したものである。この
遮蔽板は、二軸延伸ブロー容器１Ａの底部の形状と同じ
彫り込みがあり二軸延伸ブロー容器の底部の（Ａ）底部
中心部、（Ｂ）底部中心部の周辺部、（Ｃ）谷線部の底
部中心部に近い部分、（Ｄ）脚部の前記周辺部の縁より
接地部にいたる部分、（Ｅ）前記（Ｃ）と（Ｄ）の間の
部分から選ばれた部分に対応する開口部を有したアルミ
ニウム製の遮蔽板である。遮蔽板は、冷却するために設
けられた冷却水配管につながる冷却水チューブ、遮蔽板
を冷却するために遮蔽板内に設けた冷却水配管を有す
る。さらに、遮蔽板２Ａを支持する遮蔽板支持板６、そ
の上方に設置した二軸延伸ブロー容器１Ａをサポートリ
ング２２Ａで支持する容器支持板５、その上方に設置し
た上板４、上板４に支持されている容器昇降兼荷重用シ
リンダー８、容器昇降兼荷重用シリンダー８と容器支持
板５を接続する容器内圧負荷用キャップ押板兼容器支持
板１０、および底板７と直立して立てられた、遮蔽板支
持板６、容器支持板５及び上板４を支える支柱９とから
構成されている。

【００１９】遮蔽板２Ａの下方に設置された加熱装置３
から発する熱は、遮蔽板の開口部から二軸延伸ブロー容
器の底部に伝わり、底部の特定部分を一定時間加熱する
ことにより、容器の底部の特定部分を結晶化することが
できる。この時、遮蔽板は冷却水にて冷却されているた
め、上記開口部以外の容器の底部には、熱が伝わること
がないので結晶化されることはない。この時、遮蔽板
の、二軸延伸ブロー容器に接する面の温度は、熱可塑性
ポリエステル樹脂のＴｇ以下の温度であることが好まし
い。本発明においては、冷却水配管を容器の底部の側部
に設置することが簡便であり好ましいが、その他の部分
にも設置可能である。

【００２０】遮蔽板２Ａは、容器底部と嵌合する形状を
有すものである。嵌合する時、遮蔽板と容器底部は接触
することが好ましいが、所望の部分以外の部分が結晶化
されない程度ならば、空隙があってもよい。又、密着度
を向上するために、押圧して製造する方法も用いること
ができる。容器は、遮蔽板にある彫り込みとほぼ一致す
るような位置で容器支持板に設置すると、遮蔽板内に底
部が挿入される際に、遮蔽板の形状に底部が合うように
容器は回転し、容器底部と遮蔽板は、うまく嵌合するこ
とができる。

【００２１】容器の底部を結晶化する際には、二軸延伸
ブロー容器には、内圧をかけても、かけなくてもよい。
内圧をかけて製造する場合は、図２に示すとおり、その
装置は、容器の口頸部２１に装着する容器内圧負荷キャ
ップ１１と、容器に内圧を加える圧縮空気を送入する圧
縮空気送入チューブ１２、および容器に送入された圧縮
空気が口頸部２１から漏れることを防止するパッキン１
３で構成される。容器には、任意の圧力の圧縮空気を圧
縮空気送入チューブ１２から送入して内圧をかけること
ができる。

【００２２】本発明の第２の発明において、二軸延伸ブ
ロー容器は、（ａ）〜（ｄ）の少なくとも１つを有する
ものであるが、この中で、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）、
（ｂ）＋（ｃ）＋（ｄ）、（ｃ）＋（ｄ）及び（ａ）＋
（ｃ）の組み合わせが好ましく、特に好ましくは、
（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）、（ｂ）＋（ｃ）＋（ｄ）の組
み合わせである

【００２３】本発明において、中空容器底部の特定部分
を結晶化させることにより、充填工場のコンベア−ライ
ンに使用される潤滑剤に対する耐薬品性も向上させるこ
とができ、ストレスクラックの発生を抑制することがで
きる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例１ ポリエチレンテレフタレート（日本ユニペット（株）社
製、商品名ＲＴ５５３Ｃ）を射出成形して樹脂量５０．
０ｇの有底筒状プリフォームを得た。このプリフォーム
の（ａ）口頸部、（ｂ）サポートリング及び（ｃ）サポ
ートリング下を赤外線ヒーターにより加熱し、結晶化し
た。この有底筒状プリフォームを再加熱した後、ブロー
金型内に配置して、ストレッチロッドにより軸方向に延
伸しながらエアーブローにより周方向に延伸して、二軸
延伸ブロー成形し、口頸部２１とサポートリング２２Ａ
を除く軸方向の延伸倍率を２．５倍、径方向の延伸倍率
をプリフォームとの外径比で３．５倍とした二軸延伸ブ
ロー容器を得た。この時、金型の胴部を１２０℃に加熱
した状態で、約１０秒間熱固定を行い、続いてブロー容
器内に常温のエアーを循環させて冷却し、二軸延伸ブロ
ー容器を得た。次に、この二軸延伸ブロー容器の底部と
赤外線ヒーター（加熱装置）との間に、（Ａ）底部中心
部、（Ｂ）底部中心部の周辺部、（Ｃ）谷線部の中心部
側、及び（Ｄ）脚部の前記周辺部の縁より接地部に至る
部分に対応した部分が開口し、容器底部と嵌合する形状
を有し、冷却水により冷却されたアルミニウム製の遮蔽
板（図４及び図５に示す）を設置し、容器底部を遮蔽板
と嵌合・密着し、前記（Ａ）〜（Ｄ）の部分を、加熱に
より結晶化し、図３に示す中空容器１Ｂ（容積１．５リ
ットル、全高３０９ｍｍ、胴径９２ｍｍ）を得た。中空
容器１Ｂの底部は、図６に示すように５個の脚部が中心
部の周りに放射状に等間隔に膨出すると共に、この脚部
の間に谷線部を形成した自立型の構造を有しており、そ
の底部中心部、底部中心部の周辺部、谷線部の底部中心
部に近い部分、及び脚部の前記周辺部の縁より接地部に
いたる部分が結晶化されており、結晶化部分の密度は、
1.363 ｇ／ｃｍ³ であった。

【００２５】この中空容器１Ｂに、５℃において、２．
５ガスボリュームの炭酸水を充填して、キャッピングし
た後、炭酸水が室温に戻ってから、７０℃の温水シャワ
ーを３０分間かけた。その後、２０℃の水により１０分
間シャワーをかけ冷却し、ボトルの全高と胴径の変形率
を測定した。その結果、中空容器の全高は、３０７ｍｍ
であり、胴径の変形率は、０．９％であった。次に、こ
の充填した容器１２本を直立状態で、２．０ｍの高さか
らコンクリート上に落下させたところ、全てについて容
器底部に破壊はなかった。

【００２６】実施例２ 実施例１おいて、プリフォームとして（ｃ）サポートリ
ング下を赤外線ヒーターにより加熱して結晶化し、
（ｄ）口頸部とサポートリングは、その内周径が外周径
に対して６０〜８０％であり、且つ、加熱により応力・
歪が緩和されたものを用い、さらに、図７及び図８に示
す遮蔽板を用い、二軸延伸ブロー容器容器の（Ｂ）底部
中心部の周辺部、（Ｃ）谷線部の底部中心部に近い部分
及び（Ｄ）脚部の前記周辺部の縁より接地部にいたる部
分を結晶化した以外は同様に行った。得られた容器の底
部は、図９に示すとおり、５個の脚部が中心部の周りに
放射状に等間隔に膨出すると共に、この脚部の間に谷線
部を形成した自立型の構造を有しており、底部中心部の
周辺部、谷線部の底部中心部に近い部分及び脚部の前記
周辺部の縁より接地部にいたる部分が結晶化されてお
り、結晶化部分の密度は、1.363 ｇ／ｃｍ³ であった。
中空容器は、容積１．５リットル、全高３０９ｍｍ、胴
径９２ｍｍであった。

【００２７】この中空容器に、５℃において、２．５ガ
スボリュームの炭酸水を充填して、キャッピングした
後、炭酸水が室温に戻ってから、７０℃の温水シャワー
を３０分間かけた。その後、２０℃の水により１０分間
シャワーをかけ冷却し、ボトルの全高と胴径の変形率を
測定した。その結果、中空容器の全高は、３０７ｍｍで
あり、胴径の変形率は、０．９％であった。次に、この
充填した容器１２本を直立状態で、２．０ｍの高さから
コンクリート上に落下させたところ、全てについて容器
底部に破壊はなかった。

【００２８】比較例１ 実施例１において、プリフォームの（ａ）口頸部、
（ｂ）サポートリング及び（ｃ）サポートリング下を結
晶化せず、かつ、容器の底部の結晶化を行わない以外
は、同様におこなった。中空容器は、容積１．５リット
ル、全高３１０ｍｍ、胴径９２ｍｍであった。 この中
空容器に、５℃において、２．５ガスボリュームの炭酸
水を充填して、キャッピングした後、炭酸水が室温に戻
ってから、７０℃の温水シャワーを３０分間かけた。そ
の後、２０℃の水により１０分間シャワーをかけ冷却し
た。ボトルは、容器底部が突出し、自立安定性がなかっ
た。

【００２９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、特定形
状の遮蔽板を用いて、容器の底部の特定部分を結晶化す
ることにより、内容物の加熱殺菌時の耐圧及び耐熱性を
高め、耐衝撃性が向上した耐圧耐熱性自立中空容器を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の正面図である。

【図２】図１の要部（Ｆ部）付近の拡大図である。

【図３】本発明の中空容器１Ｂの断面図である。

【図４】本発明の遮蔽板２Ａの平面図である。

【図５】本発明の遮蔽板２ＡのＡ−Ａ’断面図である。

【図６】本発明の中空容器の底面図である。

【図７】本発明の遮蔽板２Ｂの平面図である。

【図８】本発明の遮蔽板２ＢのＢ−Ｂ’断面図である。

【図９】本発明の中空容器の底面図である。

【符号の説明】

１Ａ 二軸延伸ブロー容器 １Ｂ 中空容器 ２Ａ、２Ｂ 遮蔽板 ３ 加熱装置 ４ 上板 ５ 容器支持板 ６ 遮蔽板支持板 ７ 底板 ８ 容器昇降兼荷重用シリンダー ９ 支柱 １０ 容器内圧負荷キャップ押板兼容器支持板 １１ 容器内圧負荷キャップ １２ 圧縮空気送入チューブ １３ パッキン １４ 冷却水チューブ １５ 冷却水配管 １６ 開口部 ２１ 口頸部 ２２Ａ サポートリング ２２Ｂ サポートリング下 ２３ 肩部 ２４ 胴部 ２５ 底部 ３１Ａ 底部中心部 ３１Ｂ 底部中心部の周辺部 ３１Ｃ 谷線部の底部中心部に近い部分 ３１Ｄ 脚部の底部中心部の周辺部の縁より接地部にい
たる部分 ３１ａ 底部中心部に対応する開口部 ３１ｂ 底部中心部の周辺部対応する開口部 ３１ｃ 谷線部の底部中心部に近い部分対応する開口部 ３１ｄ 脚部の底部中心部の周辺部の縁より接地部にい
たる部分対応する開口部 ３２ 脚部 ３３ 谷線部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 口頸部、肩部、胴部、および底部中心部
   の周りに複数の脚部を放射状に膨出し、これらの脚部と
   脚部との間に谷線部を形成した自立可能な構造を有する
   底部からなる二軸延伸ブロー成形された飽和ポリエステ
   ル製の二軸延伸ブロー容器において、この容器底部と加
   熱装置との間に、（Ａ）底部中心部および／または、
   （Ｂ）底部中心部の周辺部および／または、（Ｃ）谷線
   部の底部中心部に近い部分および／または、（Ｄ）脚部
   の前記周辺部の縁より接地部にいたる部分および／また
   は、（Ｅ）前記（Ｃ）と（Ｄ）の間の部分に対応する部
   分が開口し、容器底部と嵌合する形状を有する遮蔽板を
   設置し、容器底部の（Ａ）〜（Ｅ）から選ばれた部分を
   加熱し結晶化することを特徴とする耐圧耐熱性自立中空
   容器の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の二軸延伸ブロー容器が、
   下記の（ａ）〜（ｄ）の少なくとも一つを有するもので
   ある耐圧耐熱性自立中空容器の製造方法。 （ａ）口頸部を結晶化したもの。 （ｂ）サポートリングを結晶化したもの。 （ｃ）サポートリング下を結晶化したもの。 （ｄ）口頸部または口頸部とサポートリングは、その内
   周径が外周径に対して６０〜８０％であり、且つ、加熱
   により応力・歪が緩和されたもの。