JPS6143177B2

JPS6143177B2 -

Info

Publication number: JPS6143177B2
Application number: JP1483977A
Authority: JP
Inventors: Sumio Takahashi; Sadao Suzuki
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 1977-02-14
Filing date: 1977-02-14
Publication date: 1986-09-26
Also published as: JPS5399273A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製
壜体の強化成形方法に関するもので、さらに詳言
すれば、１次成形品であるピースに熱処理を与え
ることによつて変形の恐れのないかつ耐熱性に優
れたそして機械的強度の高いポリエチレンテレフ
タレート樹脂製壜体を簡単に得ることを目的とし
たものである。

ポリエチレンテレフタレート樹脂製壜体は、耐
薬品性、耐内容物性に優れており、全く無害で優
れた透明性をもつており、さらに機械的強度も比
較的大きなものであるので飲食物収納用の容器と
して極めて優れたものである。

しかしながら、このポリエチレンテレフタレー
ト樹脂製の壜体は、内容物が高温であると、この
内容物の温度のために収縮変形を引き起こして、
容積が減少変化したり、局部的な収縮が発生して
形状が歪んだりする欠点があるために、牛乳とか
ベビーフードの如く、収納時に殺菌のため高温処
理されるような高温の内容物の収納には全く使用
されていなかつた。

また、このポリエチレンテレフタレート樹脂製
壜体は他の合成樹脂製壜体と比較して機械的強度
の優れたものの部類に属するが、容器の常として
より高い機械強度が望まれていた。

しかし、ポリエチレンテレフタレート樹脂のも
つ、耐薬品性、耐内容物性の高さおよび全く無害
で透明性に優れているという性質は飲食物収容器
として最も理想的なものであるために、高温の飲
食物でも収納できかつより機械的強度の大きいポ
リエチレンテレフタレート樹脂製壜体の出現が強
く望まれていた。

本発明は、上記したポリエチレンテレフタレー
ト樹脂製壜体に対する強い要望に答えるべく創案
されたもので、ポリエチレンテレフタレート樹脂
製壜体を、その１次成形品であるピースの段階で
所定の高温熱処理をすることによつて耐熱性およ
び機械的強度の優れたポリエチレンテレフタレー
ト樹脂製壜体を得るものである。

以下、本発明方法を図面に従つて操作順に説明
する。

まず、所望の有底形状にポリエチレンテレフタ
レート樹脂製のピースを射出成形Ａする。

この射出成形Ａされたピースは、一般には射出
成形Ａ時に充分に冷却された状態にあるのが一般
であるが、冷却の程度が充分でない場合には、充
分に剛性をもつよう冷却する。

この射出成形Ａされて冷却状態にあるピースを
射出成型用の金型のコアーに組付けたまま、また
はコアーから取外して、ピースにヒートセツトを
施すことのできる範囲内で、ポリエチレンテレフ
タレート樹脂が炭化を起こさない程度でかつピー
スとしての剛性を失なわない程度で設定された高
温度で、同じく設定された時間だけ表面加熱Ｂす
る。

この表面加熱Ｂ操作における加熱温度と加熱時
間とは極めて深い相関関係があつて、加熱温度が
高くなればなるほど加熱時間が短くなるという基
本的な関係がある。

この表面加熱Ｂで特に注意を要することは、前
記した如く、加熱温度とも関係があるのである
が、加熱時間をあまり長くとつてピースの壁体内
部まで加熱してその剛性を失なわせてしまうこと
を極力さけることである。

このように、ピースの壁体内部まで加熱してし
まうのでは表面加熱Ｂにはならないのであるが、
加熱温度の値によつては５〜６秒程度の加熱時間
でピースの壁体内部が柔くなる程度に加熱されて
しまうことがあり、それゆえ加熱温度と加熱時間
とは充分に注意をして設定する必要がある。

ピースを表面加熱Ｂしたならば、引き続いてピ
ースを冷却する。

この表面加熱Ｂされたピースの冷却Ｃは、ピー
スを形成するポリエチレンテレフタレート樹脂に
白化現象が生じない程度の温度勾配で冷却すれば
よい。

しかしながら、より確実な白化の防止および結
晶化理論からすると、この冷却Ｃはできる限りの
急冷であることが望ましい。

ピースの冷却Ｃが完了したならば、冷却Ｃされ
たピースを延伸ブロー成形Ｅが可能な温度まで再
加熱Ｄし、このピースを延伸ブロー成形用の金型
装置に組付けて延伸ブロー成形Ｅして壜体に成形
し、この壜体を冷却Ｆして目的とする壜体の成形
が完了する。

なお、冷却Ｃによつて冷却された時のピースの
温度（ピースの壁体内部をも含めて）が延伸ブロ
ー成形Ｅに適合する値である場合には、加熱Ｄ操
作をすることなくピースを延伸ブロー成形Ｅして
も良い。

しかしながら、冷却Ｃ完了時におけるピースの
温度を延伸ブロー成形Ｅ可能な温度に限定するこ
とは冷却程度を限定することになると共に、前も
つてピースの壁体内部温度を延伸ブロー成形Ｅ可
能な温度に保つておくことを意味するために、延
伸ブロー成形Ｅまでの各工程におけるピースの全
体的な平均温度が高い値となることになり、この
ためピースに施される熱処理が充分な効果を出し
得るものか疑問である。

それゆえ、冷却Ｃは、ピースが完全に硬化する
までするのが良く、このようにピースが完全に硬
化するまでの冷却Ｃした後に加熱Ｄして延伸ブロ
ー成形Ｅするのがより良いと思われる。

また、本発明は、表面加熱Ｂに引き続いて冷却
Ｃをしてピースに所定の熱処理を与えた後に再び
ブロー成形のために再加熱Ｄすることになるの
で、ピースに与えられた熱処理が劣化するように
思われるが、実際には、表面加熱Ｂの温度が再加
熱Ｄに比べてはるかに高い値であるために熱処理
の劣化は全く起ることがなくピースの表面層部分
の密度は極めて高い値に保持されたままとなる。

このように、本発明方法は、射出成形Ａされた
ピースをそのまま延伸ブロー成形Ｆするのではな
く、射出成形Ａされたピースに対して、表面加熱
Ｂそして冷却Ｃと所定の熱処理を与えた後延伸ブ
ロー成形Ｅするのであるから、この熱処理によつ
て延伸ブロー成形Ｅ前のピースに多少の変形が生
ずる恐れがあるが、たとえピースに多少の変形が
起きても延伸ブロー成形Ｅには全く影響がなく、
均一な大きさおよび形の壜体を成形することがで
きる。

この点、壜体に熱処理を施そうとすると、壜体
自体に変形を生じる恐れがあり、この壜体に生じ
た変形を修正するのは、いたずらに成形操作を繁
雑とするだけで何ら有益な作用効果は得られな
い。

数種のサンプルによる実験の結果、本発明方法
により成形されたポリエチレンテレフタレート樹
脂製壜体は、従来の成形方法によつて成形された
ポリエチレンテレフタレート樹脂製壜体に比べ
て、耐熱性、収縮性、座屈強度、減圧強度の全て
の点において強化していることが明らかとなつ
た。

これは、本発明者の推論によれば、壜体の表面
部分のポリエチレンテレフタレート樹脂の密度が
熱処理によつて大幅に高くなつたためと思われ
る。

事実、サンプルの一部を切取つて密度測定をし
た所、従来成形方法によるものに比べて大幅にそ
の値が大きくなつている。

しかも、この密度測定は、壜体の壁体中央層を
も含めた値であるため、壜体の壁体表面層部分だ
けの密度はさらに高い値となることは容易に推定
することができる。

次に、本発明に関する実施例を、ピースに対す
る８つの異なるヒートセツト条件で行なつた結果
を示す。

ピースに対する８つの異なつたヒートセツトの
条件の違いとは、加熱温度、加熱時間、そして冷
却形態の違いである。

条件(イ)は、800℃、５秒間、除冷条件(ロ)は、800℃、５秒間、急冷条件(ハ)は、1000℃、３秒間、急冷条件(ニ)は、1000℃、1.5秒間、除冷条件(ホ)は、600℃、７秒間、急冷条件(ヘ)は、600℃、５秒間、除冷条件(ト)は、1000℃、５秒間、急冷条件(チ)は、1000℃、５秒間、除冷でそれぞれヒートセツトした。

なお、使用した加熱炉は、マツフル炉で最高加
熱温度は1200℃である。除冷とは、加熱後、ピー
スを大気中に放置して冷却した状態を示してい
る。

冷却とは４℃の冷却水中にピースを没して冷却
した状態を示している。そして、実験に使用した
ピースは500c.c.大型壜体成形用のものを使用し
た。

上記８つの異なるヒートセツト条件でピースを
加熱、冷却したところ、条件(イ)によりヒートセツ
トされたピースは白化現象が発生、条件(ト)により
ヒートセツトされたピースは全体が湾曲変形、そ
して条件(チ)によりヒートセツトされたピースは白
化現象が発生し、それぞれ２軸延伸ブロー成形が
不可能な状態となつた。

次に残りの条件によりヒートセツトされた各ピ
ースを500c.c.の大型壜体に２軸延伸ブロー成形
し、この成型品である壜体に対する各試験の結果
を順に示す。

◎減圧変形従来からの通常品は減圧耐久限度が132mmHgで
あるのに対し、、条件(ロ)により成形された４つの壜体は、それぞ
れ144、144、136、144〔mmHg〕、条件(ハ)より成形された４つの壜体は、それぞれ
152、156、150、152〔mmHg〕、条件(ニ)より成形された４つの壜体は、それぞれ
138、133、134、134〔mmHg〕、条件(ホ)より成形された４つの壜体は、それぞれ
140、146、154、146〔mmHg〕、条件(ヘ)により成形された４つの壜体は、それぞ
れ140、150、136、140〔mmHg〕、となり、いづれも通常品に比べて高い減圧耐久力
を発揮するものとなつている。

◎座屈テスト（空壜体でテストした）従来の通常品は22.4Kg・cmであるのに対し、条
件(ロ)により成形されたものは25.0Kg・cm、条件(ハ)
により成形されたものは25.1Kg・cm、条件(ニ)によ
り成形されたものは22.5Kg・cm、条件(ホ)により成
形されたものは22.6Kg・cm、そして条件(ヘ)により
成形されたものは24.5Kg・cmとなり、いづれも通
常品に比べて高い座屈強度を示している。

◎収縮テスト、単位c.c. 通常品は、１日目7.2、３日目8.0、10日目
11.2、そして17日目15.0であつたのに対し、条件
(ロ)のものは、１日目4.1、３日目5.5、10日目
5.81、17日目7.5であり、条件(ハ)のものは、１日
目4.0、３日目5.2、10日目5.3、17日目7.1であ
り、条件(ニ)のものは、１日目4.2、３日目5.6、10
日目6.0、17日目7.6であり、条件(ホ)のものは、１
日目4.0、３日目5.2、10日目5.2、17日目6.9であ
り、そして条件(ヘ)のものは、１日目4.1、３日目
5.4、10日目5.5、17日目7.2であり、いずれも通常
品に比べてその収縮量は少なくなつている。

◎壜体各部の密度成形された壜体の肩部、胴部中央、胴部下部、
そして底部周端部のそれぞれの密度を測定する
と、従来の通常品は、肩部1.341、胴部中央部
1.341、胴部下部1.347、底部周端部1.345であるの
に対し、条件(ロ)のものは、肩部1.366、胴部中央部
1.359、胴部下部1.353、底部周端部1.347、条件(ハ)のものは、肩部1.368、胴部中央部
1.368、胴部下部1.366、底部周端部1.360、条件(ニ)のものは、肩部1.362、胴部中央部
1.363、胴部下部1.360、底部周端部1.346、条件(ホ)のものは、肩部1.368、胴部中央部
1.366、胴部下部1.363、底部周端部1.358、条件(ヘ)のものは、肩部1.362、胴部中央部
1.360、胴部下部1.355、底部周端部1.344 であり、いづれも通常品に比べて全体的に密度が
上昇している。

このように、本発明方法によれば、２軸延伸ブ
ロー成形された壜体の諸物性を確実に高めること
ができ、これにより従来に比べて優れた壜体を成
形することができることが明らかとなつた。

なお、上記した実験結果から明らかな如く、内
容積500c.c.の大型壜体成形用のピースに対する本
発明による条件の最も優れているのは、条件(ハ)す
なわち1000℃の加熱温度で３秒間表面加熱し、た
だちに４℃の冷却水中に没して冷却して熱処理を
与えたものであつた。

以上の説明から明らかな如く、本発明は、１次
成形品であるピースに対して所定の熱処理を与え
るものであるので、たとえこの熱処理によつてピ
ースに多少の変化が生じても最終成形品である壜
体にその変形が残ることは全くなく、またピース
に対する熱処理は短時間に達成されるものであり
その実施は極めて簡単な設備で行なうことができ
るもので簡単に実施することができ、さらに耐熱
性および機械強度を大幅に高めるだけでポリエチ
レンテレフタレート樹脂のもつ他の優れた特性す
なわち耐薬品性、耐内容物性、無害性そして優れ
た透明性はそのまま保持される等ポリエチレンテ
レフタレート樹脂製壜体の強化成形方法として極
めて有益な作用効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の操作順を表わすブロツク線
図である。符号の説明、Ａ；射出成形、Ｂ；表面加熱、
Ｃ；冷却、Ｄ；再加熱、Ｅ；延伸ブロー成形、
Ｆ；冷却。

Claims

【特許請求の範囲】

１有底筒形状に射出成形Ａされたポリエチレン
テレフタレート樹脂製のピースをヒートセツトの
施すことのできる範囲内で炭化の起きないかつ剛
性を失わない時間および高温度で表面加熱Ｂした
後白化の起きない範囲で冷却Ｃし、この冷却Ｃし
たピースを延伸ブロー成形Ｅして壜体に成形する
ポリエチレンテレフタレート樹脂製壜体の強化成
形方法。