CN101544050A - 加温瓶的制造方法、瓶制品的制造方法及加温瓶 - Google Patents

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Abstract

提供具有耐热性、高品质、并且能够降低生产成本的加温瓶的制造方法、瓶制品的制造方法及加温瓶。首先，准备包含聚对苯二甲酸乙二醇酯层(12a)的预成形品。接着，将该预成形品(10)加热，接着将加热后的预成形品(10)利用喷吹成形金属模(54a)喷吹成形。在此情况下，使预成形品(10)的加热温度为105℃至125℃，使喷吹成形金属模(54a)的温度比聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻化温度低10℃以上。由此能够得到具有耐热性的加温瓶(20)。

Description

加温瓶的制造方法、瓶制品的制造方法及加温瓶
技术领域
本发明涉及在以加温的状态销售的PET饮料制品中使用的加温瓶的制造方法、使用这样的方法制造的加温瓶、以及瓶制品的制造方法，特别涉及具有耐热性、高品质、并且能够将生产成本抑制得较便宜的加温瓶的制造方法、瓶制品的制造方法及加温瓶。
背景技术
以往以来，通过将咖啡及红茶等清凉饮料填充到PET瓶中，制造PET饮料制品。这样的PET饮料制品在小卖店或自动售货机等中在加温的状态下被广泛地销售。
此时，PET瓶最高被加温到70℃至75℃。因而，一般作为加温用PET瓶而使用热填充(85℃以上的高温填充)用的耐热瓶。作为这样的耐热瓶的制造方法，存在例如称作2级喷吹方式及热定形方式的方法。
其中，2级喷吹方式是将加热工序及喷吹成形工序重复两次的方法。即，如图8所示，首先将预成形品100加热1次后，利用金属模101及拉伸杆102进行第1次喷吹成形。接着，将进行了第1次喷吹成形的容器103通过加热器104再次加热，然后通过在金属模105内进行第2次喷吹成形，制作耐热瓶106。
另一方面，热定形方式是在喷吹成形时使喷吹成形金属模的温度为100℃以上的方法。即，如图9的曲线图所示，首先将预成形品加热后，在金属模内利用低压空气使预成形品膨胀(预喷吹工序)，接着通过高压空气使预成形品膨胀(高喷吹热定形工序)。在此期间，金属模维持100℃以上的温度。然后，将冷却空气供给一定时间后(冲洗工序)，通过将金属模内排气(排气工序)，能够得到耐热瓶。
但是，在使用图8及图9所示的耐热瓶的制造方法的情况下，其生产速度与标准的无菌(无菌填充用)瓶的生产速度(图9所示的标准方式)相比慢约30～60％左右。此外，这样的耐热瓶的制造方法的生产成本如果也包含设备投资而考虑，则达到无菌瓶的生产成本的1.5倍以上。
此外，以往以来，作为PET饮料制品的制造方法，存在无菌(aseptic)填充方式。该无菌填充方式主要以在冷却的状态下销售的清凉饮料为对象。具体而言，是在无菌环境下将PET瓶(无菌瓶)内用药剂灭菌、接着在常温下将清凉饮料填充到灭菌后的无菌瓶内的方法。在使用这样的无菌填充方式的情况下，无菌瓶在其制造工序中不会被暴露在高温中，所以一般使用耐热性较低的瓶。
还可以考虑想要使用这样的无菌填充用的喷吹成形机制造有耐热性的加温瓶。但是，在此情况下，需要压缩成形周期、变更喷吹成形用金属模的温度调节配管、并且将拉伸杆变更为冲洗型等。这样变更制造条件会带来加温瓶的生产成本上升。因此，希望在与以往同等地维持生产速度及生产设备的状态下制造有耐热性的加温用瓶。
【专利文献1】特开2006-264721号公报
发明内容
本发明是考虑到这样的问题而做出的，目的是提供具有耐热性、高品质、并且能够降低生产成本的加温瓶的制造方法、瓶制品的制造方法及加温瓶。
本发明是一种加温瓶的制造方法，其特征在于，具备：准备工序，准备包含聚对苯二甲酸乙二醇酯层的预成形品；加热工序，将预成形品加热；喷吹成形工序，将在加热工序中加热后的预成形品利用喷吹成形金属模喷吹成形；使加热工序中的预成形品的加热温度为105℃至125℃，使喷吹成形工序中的喷吹成形金属模的温度比聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻化温度低10℃以上。
本发明是一种加温瓶的制造方法，其特征在于，使成形工序中的喷吹成形金属模的温度为30℃至50℃。
本发明是一种加温瓶的制造方法，其特征在于，在加热工序之后、喷吹成形工序之前，对预成形品的希望部分沿着圆周方向吹喷冷却空气。
本发明是一种加温瓶的制造方法，其特征在于，将冷却空气从高度相互不同的两处以上的位置吹喷。
本发明是一种加温瓶的制造方法，其特征在于，在吹喷冷却空气的期间中，使预成形品沿着其中心轴旋转。
本发明的加温瓶的特征在于，是无菌填充用瓶。
本发明是一种瓶制品的制造方法，其特征在于，具备：制造工序，通过加温瓶的制造方法制造加温瓶；填充工序，将内容物填充到加温瓶内；连续地进行制造工序和填充工序。
本发明是一种瓶制品的制造方法，其特征在于，在制造工序与填充工序之间，通过空气输送机构或颈输送机构输送加温瓶。
本发明是一种加温瓶，其特征在于，通过加温瓶的制造方法制造。
以上，根据本发明，使加热工序中的预成形品的加热温度为105℃至125℃，使喷吹成形工序中的喷吹成形金属模的温度比聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻化温度低10℃以上。由此，能够得到有耐热性的加温瓶，并且不会因喷吹成形后的收缩发生称作颈弯的不良状况，所以能够在将生产速度及生产设备维持为与以往同样的状态下以高品质且低成本制造加温瓶。
此外，根据本发明，由于在加热工序之后、喷吹成形工序之前对预成形品的希望部分沿着圆周方向吹喷冷却空气，所以通过对成形后的加温瓶中的想要做成壁厚的部分重点地吹喷冷却空气，能够控制加温瓶的壁厚。进而，由于在吹喷冷却空气的期间中使预成形品沿着其中心轴旋转，所以能够使加温瓶的壁厚相对于圆周方向均匀。
附图说明
图1是表示预成形品的主视图。
图2是表示本发明的一实施方式的加温瓶的主视图。
图3是表示本发明的一实施方式的加温瓶的仰视图(图1的III方向向视图)。
图4是表示本发明的一实施方式的加温瓶的水平剖视图(图1的IV-IV线剖视图)。
图5是制作预成形品的注射成形装置的概略图。
图6(a)～图6(e)是表示本发明的一实施方式的加温瓶的制造方法的图。
图7是表示加温瓶及瓶制品的制造线的概略图。
图8是表示以往的耐热瓶的制造方法(2级喷吹方式)的图。
图9是表示以往的耐热瓶的制造方法(热定形方式)中的、时间与金属模内的压力的关系的曲线图。
附图标记说明
10 预成形品
11 口部
12 预成形品主体
12a PET层
12b 芯层
20 加温瓶
21 口部
22 瓶主体
26 肩部
27 躯干部
28 底部
30 颈部
40 注射成形装置
52 加热装置
53a、53b 冷却空气装置
54a 喷吹成形金属模
56 空气输送机构或颈输送机构
57 拉伸杆
60 瓶制品
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1是表示预成形品的主视图，图2是表示本实施方式的加温瓶的主视图。图3是表示本实施方式的加温瓶的仰视图(图1的III方向向视图)，图4是表示本实施方式的加温瓶的水平剖视图(图1的IV-IV线剖视图)。图5是制作预成形品的注射成形装置的概略图，图6(a)～图6(e)是表示本实施方式的加温瓶的制造方法的图，图7是表示加温瓶及瓶制品的制造线的概略图。
预成形品的结构
首先，通过图1对预成形品的概要进行说明。
图1所示的预成形品10具有在上端形成有圆形的开口部11a的口部11、有底圆筒状的预成形品主体12、和形成在口部11与预成形品主体12之间、向外方突出的凸缘部13。此外，在口部11的外周上形成有阳螺纹部14，进而，在口部11外周中的阳螺纹部14与凸缘部13之间，遍及口部11整周设有环状突部15。
该预成形品10由无菌(无菌填充用)瓶构成，是通过将PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制颗粒注射成形而制作的。
另外，预成形品10也可以由包含多个层的多层预成形品构成。即，如图1所示，在预成形品主体12的PET层12a、12a之间，也可以设置含有MX尼龙或乙烯-乙烯醇共聚树脂等、气体隔绝性较高的热塑性树脂的芯层12b。该芯层12b例如也可以由在MX尼龙中添加了硬脂酸钴或新癸酸钴的具有氧吸收功能的隔绝性材料构成。通过设置这样的芯层12b，能够防止填充在加温瓶20(后述)内的饮料通过加热被氧化而劣化。
加温瓶及瓶制品的结构
接着，通过图2至图4对本实施方式的加温瓶及瓶制品的结构进行说明。
图2至图4所示的加温瓶20是使用上述预成形品10通过双轴拉伸喷吹成形得到的。该加温瓶20具有在上端形成有圆形的开口部21a的口部21、与口部21连接的瓶主体22、和形成在口部21与瓶主体22之间、向外方突出的凸缘部23。
其中，在口部21的外周上，形成有与未图示的帽的阴螺纹部卡合的阳螺纹部24。此外，在口部21外周中的阳螺纹部24与凸缘部23之间，遍及口部21整周而设有环状突部25。
此外，瓶主体22具有：从口部21延伸的肩部26；与肩部26连续而设置、具有在圆周方向上等间隔地形成的多个凹凸板条部27a的躯干部27；和与躯干部27连续而设置、包括向内方凹陷的凹部28a和形成在该凹部28a外周的环状的接地面28b的底部28。其中，肩部26具有相邻于躯干部27而形成、向外方稍稍突出的上侧圆周突部26a，底部28具有相邻于躯干部27而形成、向外方稍稍突出的下侧圆周突部28c。此外，在肩部26与凸缘部23之间形成有颈部30。
另外，瓶主体22的形状只要是将预成形品主体12通过双轴拉伸喷吹成形形成的，是怎样的形状都可以，并不限于图2至图4所示的形状。
进而，通过加温瓶20、填充在加温瓶20内的内容物、和将加温瓶20密闭的帽，构成后述的瓶制品60。
加温瓶的制造方法
接着，通过图5至图7对本实施方式的加温瓶的制造方法进行叙述。另外，为了方便，以使用单层预成形品作为预成形品10的情况为例进行说明。
此外，如图5所示，通过收纳有PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制颗粒41a的料斗41、连结到料斗41的注射成形机42、和连结在注射成形机42上的注射成形金属模43构成预成形品用注射成形装置40。在图5中，将料斗41内的颗粒41a通过注射成形机42加热熔融及加压，然后将颗粒41a注射到注射成形金属模43内。通过这样的高温注射成形，在注射成形金属模43内得到预成形品10(准备工序：参照图6(a))。
预成形品10接着如图7所示，在设置于饮料填充工厂50中的加热装置52中被加热(加热工序：参照图6(b))。在图6(b)所示的加热工序中，预成形品10一边在使口部11朝下的状态下旋转，一边被加热装置52的加热器52a沿周向均等地加热。
该加热工序中的预成形品10的加热温度是105℃至125℃，优选为105℃至115℃。另一方面，在生产通常的(没有耐热性的)无菌瓶的情况下，一般设预成形品的加热温度为90℃至95℃。但是，在此情况下由于加热温度较低，所以加温瓶20的耐热性不足。另一方面，如果使加热温度变高、例如成为135℃以上，则从预成形品10的状态开始发生结晶化，在加温瓶20上发生称作白化(结晶化)的不良状况。
在加热工序之后，被加热后的预成形品10被输送装置53输送到喷吹成形装置54中(图7)。在由输送装置53输送的期间中，预成形品10被由空气刀(air knife)构成的冷却空气装置53a、53b对其希望的部分沿着圆周方向吹喷冷却空气C(空气冷却工序：参照图6(c))。
该冷却空气C被重点地吹喷到喷吹成形后的加温瓶20中的想要做成壁厚的部分上。由此，能够控制加温瓶20的壁厚。即，通过吹喷冷却空气C，被加热的预成形品10的温度部分地下降。预成形品10中的温度下降的部分在然后喷吹成形时相对地不易延伸，所以与周围相比成为壁厚。另外，作为加温瓶20中的做成壁厚的部分，可以举出例如在销售时与其他加温瓶接触的部分(即上述上侧圆周突部26a及下侧圆周突部28c)等。
吹喷冷却空气C的冷却空气装置53a、53b也可以设在一个部位，但如图6(c)所示，优选地设在高度相互不同的两个部位以上的位置上。
此外，预成形品10在由冷却空气装置53a、53b吹喷冷却空气C的期间中优选地沿着预成形品10的中心轴A最低旋转2周以上。由此，能够使喷吹成形后的加温瓶20的壁厚相对于圆周方向变得均匀。另外，冷却空气装置53a、53b的吹出孔的直径优选为φ0.5mm以下。
接着，由输送装置53输送到喷吹成形装置54中的预成形品10被插装到喷吹成形装置54的喷吹成形金属模54a内。然后，从插入在预成形品10内的拉伸杆57向预成形品10内供给高压空气G，进行双轴拉伸喷吹成形(喷吹成形工序：图6(d))。通过这样的喷吹成形，能够从预成形品10得到加温瓶20(图6(e))。
在图6(d)所示的喷吹成形工序中，喷吹成形金属模54a的温度变得比聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻化温度(73℃)低10℃以上(63℃以下)。特别优选地使喷吹成形金属模54a的温度为30℃至50℃。
另一方面，在生产通常的(没有耐热性的)无菌瓶的情况下，喷吹成形金属模54a的温度一般设为70℃以上。相对于此，在本实施方式中，在加热工序(图6(b))中将预成形品10的加热温度提高到105℃至125℃。一般，在这样用较高的温度将预成形品10加热的情况下，热能容易积存在预成形品10的颈部30(即预成形品10的非拉伸部分与拉伸部分的边界)周边，在喷吹成形后容易发生加温瓶20的口部21倾斜地弯曲的不良状况(以下也称作颈弯)。相对于此，在本实施方式中，通过使喷吹成形金属模54a的温度比聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻化温度(73℃)低10℃以上、优选地设为30℃至50℃，能够可靠地防止上述颈弯。
另一方面，一般设置喷吹成形装置54的环境的温度是25℃左右，所以难以使喷吹成形金属模54a的温度为不到30℃。通过使喷吹成形金属模54a的温度为30℃以上，即使在夏季喷吹成形装置54周围的温度上升，也能够使成形条件统一。
接着，加温瓶20被空气输送机构或颈输送机构56从喷吹成形装置54(喷吹成形工序)输送到无菌填充机55内(填充工序)。另外，所谓的空气输送机构，是通过将加温瓶20的颈部30挂在轨道上而将加温瓶20输送到无菌填充机55内的机构，所谓的颈输送机构，是经由圆盘轮将加温瓶20输送到无菌填充机55内的机构。
然后，加温瓶20在饮料填充工厂50的无菌填充机55内，将杀菌剂投入到其内部中，将加温瓶20内保持为无菌。加温瓶20然后在无菌填充机55内被填充被灭菌的饮料(内容物)(填充工序)。进而，通过灭菌后的帽密闭，再贴上标贴等。然后，将这样制造的瓶制品60从饮料填充工厂50出货。这样，制造加温瓶20的制造工序(图6(a)～图6(e))和将内容物填充到加温瓶20内的填充工序在饮料填充工厂50内连续地进行。
另外，通过上述加热装置52、输送装置53、喷吹成形装置54构成喷吹成形机。此外，通过该喷吹成形机(加热装置52、输送装置53、及喷吹成形装置54)、空气输送机构或颈输送机构56、和无菌填充机55构成一列式(in line)成形填充装置。
这样，根据本实施方式，由于将加热工序中的预成形品10的加热温度设为105℃至125℃、使喷吹成形工序中的喷吹成形金属模54a的温度比聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻化温度低10℃以上，所以能够得到具有耐热性的加温瓶20。此外，在加温瓶20上不会发生称作颈弯的不良状况。这样，能够使用用来制造通常的无菌瓶的生产设备，在维持着其生产速度的状态下制造具有耐热性的加温瓶20。
(实施例)
接着说明本发明的具体的实施例。
首先，基于以下的条件通过注射成形制作出图1所示的预成形品10。
预成形品10的全高：85mm
预成形品主体12的外径：φ22.3mm
口部11的内径：φ20.6mm
预成形品10的重量：22.7g
注射成形机：IN-90(Kortec公司制)
预成形品10为多层预成形品，使预成形品主体12的层结构为以下这样。
PET层12a：CB651G(远东纺制)
芯层12b：在MX尼龙(注册商标)S6007(三菱气体化学制)中混入了硬脂酸钴(和光纯药制)的层
接着，通过基于以下的条件喷吹成形图1所示的各预成形品10，制作出加温瓶20。
喷吹成形装置54：BLOMAX16D(SIG公司制)
加温瓶20的全高：132mm
躯干部27的躯干直径：φ66mm
接地面28b的外径：φ45mm
凹部28a的深度：20mm
(收缩量的测量)
首先，使加热工序中的预成形品10的加热温度以5种变化，在各个条件下制作出加温瓶20。接着，使各加温瓶20在空的状态下浸渍到90℃的热水中10秒钟，测量加温瓶20全高的收缩量。此外，通过目视确认是否在加温瓶20上发生了白化。
【表1】
 
预成形品的加热温度 95℃ 105℃ 115℃ 125℃ 135℃
收缩量 32％ 10％ 5.5％ 4.5％ 3％
瓶白化 无 无 无 无 有
结果，在预成形品10的加热温度是95℃的情况下，加温瓶20的全高收缩32％，相对于此，在预成形品10的加热温度是105℃以上的情况下，加热瓶20的全高仅收缩10％以下。此外，在预成形品10的加热温度为135℃的情况下在加温瓶20上发生了白化，相对于此，在预成形品10的加热温度为125℃以下的情况下没有发生白化。
(颈弯的有无)
接着，将加热工序中的预成形品10的加热温度固定为115℃，使喷吹成形工序中的喷吹成形金属模54a的温度变化而制作出加温瓶20。加温瓶20按照喷吹成形金属模54a的各温度分别制作各50个。
测量在这样得到的各加温瓶20的口部21上是否发生了颈弯。此时，利用数显量表(ミツトヨ制)，测量加温瓶20的全高偏差。所谓的加温瓶20的全高偏差，是指在将底部28的接地面28b置于平坦面上的状态下测量加温瓶20的口部11上端的各点与上述平坦面之间的距离、按照加温瓶20求出其最大值与最小值的差的值。
这样，以下表示按照喷吹成形金属模54a的温度测量加温瓶20的全高偏差的结果。在50个加温瓶中的、其全高偏差为0.5mm以上者即使有1个的情况下，也判断为NG(发生颈弯)。
【表2】
 
喷吹成形金属模的温度 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃
全高偏差(平均值) 0.05mm 0.05mm 0.07mm 0.13mm 0.18mm
全高偏差(最大值) 0.13mm 0.18mm 0.23mm 0.45mm 0.52mm
结果，在喷吹成形金属模54a的温度为70℃的情况下判断为发生颈弯、在喷吹成形金属模54a的温度为60℃以下的情况下判断为没有发生颈弯。
(耐热性的评价)
接着评价各加温瓶20的耐热性。在此情况下，在各加温瓶20中填充280ml的35℃的水，用帽密闭，放入到75℃的恒温槽中，加温10小时。然后，通过高度计(ミツトヨ制)测量各加温瓶20全高的变化量。在此情况下，在加温瓶20全高与放入到恒温槽中之前相比变化5mm以上的情况下判断为NG。
【表3】
Figure A200910127945D00121
结果，将预成形品10的加热温度为95℃及135℃者判断为NG。另一方面，关于喷吹成形金属模54a的温度，判断为不给耐热性带来影响。另外，在预成形品10的加热温度为95℃的情况下加温瓶20全高的变化量较大是因为，因躯干部27的耐热性较低而沿躯干部27的横向发生收缩，沿纵向伸长。此外，在预成形品10的加热温度为135℃的情况下加温瓶20全高的变化量较大是因为，因躯干部27的耐热性过高，只有耐热性较低的底部28伸长。
(冷却空气的效果)
接着，使空气冷却工序中的冷却空气C的吹喷位置(高度)变化，测量在加温瓶20的壁厚中是否发生了变化。
壁厚测量器：PA-2000(エビツク制)
冷却空气C的压力：0.6MPa
【表4】
Figure A200910127945D00131
结果，可以确认，通过冷却空气C特别能使上侧圆周突部26a(距离底的位置为76mm附近)及下侧圆周突部28c(距离底的位置为8mm附近)的壁厚变厚。另外，在表中，所谓的“距离底的位置”，是对应于喷吹成形后的加温瓶20的高度。

Claims (9)

1、一种加温瓶的制造方法，其特征在于，
具备：
准备工序，准备包含聚对苯二甲酸乙二醇酯层的预成形品；
加热工序，将预成形品加热；
喷吹成形工序，将在加热工序中加热后的预成形品利用喷吹成形金属模喷吹成形；
使加热工序中的预成形品的加热温度为105℃至125℃，使喷吹成形工序中的喷吹成形金属模的温度比聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻化温度低10℃以上。
2、如权利要求1所述的加温瓶的制造方法，其特征在于，使成形工序中的喷吹成形金属模的温度为30℃至50℃。
3、如权利要求1所述的加温瓶的制造方法，其特征在于，在加热工序之后、喷吹成形工序之前，对预成形品的希望部分沿着圆周方向吹喷冷却空气。
4、如权利要求3所述的加温瓶的制造方法，其特征在于，将冷却空气从高度相互不同的两处以上的位置吹喷。
5、如权利要求3所述的加温瓶的制造方法，其特征在于，在吹喷冷却空气的期间中，使预成形品沿着其中心轴旋转。
6、如权利要求1所述的加温瓶的制造方法，其特征在于，加温瓶是无菌填充用瓶。
7、一种瓶制品的制造方法，其特征在于，
具备：
制造工序，通过权利要求1所述的加温瓶的制造方法制造加温瓶；
填充工序，将内容物填充到加温瓶内；
连续地进行制造工序和填充工序。
8、如权利要求7所述的瓶制品的制造方法，其特征在于，在制造工序与填充工序之间，通过空气输送机构或颈输送机构输送加温瓶。
9、一种加温瓶，其特征在于，通过权利要求1所述的加温瓶的制造方法制造。
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