CN110740850A - 聚酯类树脂制容器及其制造方法和吹塑成形模 - Google Patents

聚酯类树脂制容器及其制造方法和吹塑成形模 Download PDF

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Abstract

一种吹塑成形模(1)，具备底部模(3)，所述底部模(3)具有：底部中央模(31)，其对包含底板部(C51)的底部中央进行赋形；以及底部周缘模(32)，其对包含周缘部(C52)的底部周缘进行赋形，在使用吹塑成形模(1)对预成形坯(P)进行双轴延伸吹塑成形时，一边对底部中央模(31)进行冷却一边对底部周缘模(32)进行加热，从而对包含周缘部(C52)的底部周缘选择性地进行热定形。由此，在成形后的开模时不会发生脱模不良，且同时赋予了耐热性以应对通过无菌填充来填充内容液时的清洗工序中的热水处理。

Description

聚酯类树脂制容器及其制造方法和吹塑成形模
技术领域
本发明涉及一种聚酯类树脂制容器及其制造方法和吹塑成形模。
背景技术
以往，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂，通过注塑成形、压缩成形等制作有底筒状的预成形坯，并将该预成形坯通过双轴延伸吹塑成形而成形为瓶状，由此制成聚酯类树脂制容器，该聚酯类树脂制容器作为将各种饮品、各种调味料等作为内容液的容器而被利用于广泛的领域。
而且，在对这种容器填充内容液时，兼顾容器的杀菌处理而将加热杀菌后的内容液保持在高温(例如约85℃左右)进行填充(热填充)，或者在管理为无菌状态的环境下将内容液常温填充(无菌填充)至通过药液灭菌处理后的容器中，从而抑制填充后的细菌的繁殖，以确保安全性。
另外，一直以来，这种容器为了实现轻量化以及通过削减树脂使用量实现低成本化，尝试了使容器尽可能地成形为薄壁。若采用无菌填充作为内容液的填充方法，则不会像热填充的情况那样对容器有耐热性要求，由此能够实现更进一步的轻量化和薄壁化，但是容器越薄壁化而刚性越下降。这样一来，例如对容器填充内容液并发货后，其搬送、保管时常会出现堆积的情况，若此时在轴向上施加载荷，则会出现容器无法完全承受该载荷而压弯变形、从而对商品价值造成显著损失的风险。
由此，例如专利文件1中公开了一种具备底部的容器，该底部具有位于底部中央的底板部和位于底部周缘而形成有接地部的周缘部，且该底部呈放射状地形成有将接地部分割的多个槽部(参照图2)，通过具备这种底部，能够确保相对于轴向施加的载荷的纵向压缩强度。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009～255926号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在通过无菌填充来填充内容液的情况下，容器通过药液进行灭菌处理后，通常经过以大约60℃左右的热水冲洗药液数秒左右的时间的清洗工序后再填充内容液。这种情况下，若容器薄壁化，则容器有无法耐受这样的热水处理而收缩的风险。因此，虽然对用于无菌填充的容器不寻求高耐热性，但是寻求容器通过清洗工序的热水处理也不会过度收缩的适度的耐热性(清洗适应性)。通过将吹塑成形时的成形模的温度设定在比较高的温度(例如约100℃左右)，由此即使是进一步薄壁化的容器，也能够赋予那样的清洗适应性。
但是，若通过设定为比较高的温度的成形模进行吹塑成形，则会导致在吹塑成形后的开模时发生脱模不良。例如，通过吹塑成形而成形的容器的底部中央未充分延伸，存在未延伸部分残存的倾向，未延伸部分与延伸部分相比没有发生分子取向，从而成为取向结晶化的部分少的状态。由此，若提高成形模的温度，则没有取向结晶化的部分变得柔软，容易与成形模粘连，导致发生脱模不良。
另一方面，例如如图3所示，对专利文献1中公开的具备如前所述的底部的容器进行成形的吹塑成形模101考虑到其开模而为具备将底部中央和底部周缘一体赋形的底部模103的结构。由此，若为了避免脱模不良而降低底部模103的设定温度，则会破坏由吹塑成形而成的容器的底部周缘的清洗适应性，导致产生形成在底部周缘的接地部因清洗工序的热水处理发生收缩而无法自行立起等问题的风险。
本发明鉴于上述情况而提出，目的在于提供一种聚酯类树脂制容器及其制造方法和适合制造这种聚酯类树脂制容器的吹塑成形模，在使用具备将底部中央和底部周缘一体赋形的底部模的吹塑成形模将有底筒状的预成形坯通过双轴延伸吹塑成形而成形为具备底部的规定的容器形状的情况下，在成形后的开模时不会发生脱模不良，且同时赋予了耐热性以应对通过无菌填充来填充内容液时的清洗工序中的热水处理，所述底部具有位于底部中央的底板部以及位于底部周缘而形成有接地部的周缘部。
用于解决课题的手段
本发明的吹塑成形模通过双轴延伸吹塑成形将有底筒状的预成形坯成形为具备底部的规定的容器形状，所述底部具有位于底部中央的底板部以及位于底部周缘而形成有接地部的周缘部，所述吹塑成形模具备：侧部模，其包含构成为能够开闭的一对分割模；以及底部模，其装入所述侧部模的底部侧，所述底部模具有对包含所述底板部的底部中央进行赋形的底部中央模以及对包含所述周缘部的底部周缘进行赋形的底部周缘模，且具有将所述底部中央模和所述底部周缘模分别调整至规定的温度的温度调整机构。
此外，本发明的聚酯类树脂制容器的制造方法是使用所述吹塑成形模的聚酯类树脂制容器的制造方法，在对设置于所述吹塑成形模的所述预成形坯进行双轴延伸吹塑成形时，一边对所述底部中央模进行冷却一边对所述底部周缘模进行加热，由此对包含所述周缘部的底部周缘选择性地进行热定形。
此外，本发明的聚酯类树脂制容器是通过所述聚酯类树脂制容器的制造方法制造的聚酯类树脂制容器，包含所述底板部的底部中央的结晶度在1～5％的范围，包含所述周缘部的底部周缘的结晶度在10～35％的范围。
发明效果
根据本发明，能够抑制包含底板部的底部中央向底部中央模的粘连，在成形后的开模时不会发生脱模不良，且同时赋予耐热性以应对通过无菌填充来填充内容液时的清洗工序中的热水处理。
附图说明
图1是简略表示本发明的实施方式的吹塑成形模的剖面图。
图2是表示通过本发明的实施方式的聚酯类树脂制容器的制造方法制造的容器的一个实施例的说明图，(a)为主视图，(b)为仰视图。
图3是表示现有例的说明图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的优选实施方式。
[吹塑成形模]
图1表示本发明的吹塑成形模的一个实施方式的概况。
如图1所示的吹塑成形模1用于将有底筒状的预成形坯P通过双轴延伸吹塑成形而成形为规定的容器形状，吹塑成形模1具备：侧部模2，其包含构成为能够开闭的一对分割模；以及底部模3，其装入侧部模2的底部侧。这种吹塑成形模1通常使用不锈钢、铝合金等形成。
需要说明的是，图1是表示由包含侧部模2的分型面在内的面将吹塑成形模1切开而得到的剖面的剖面图，通过单点划线表示设置于吹塑成形模1的预成形坯P。这在表示现有例的图3中也是同样的。
此外，吹塑成形模1将图2所示的容器C1作为成形对象，所述容器C1具备底部C5，该底部C5具有位于底部中央的底板部C51以及位于底部周缘而形成有接地部C53的周缘部C52，并且，将接地部C53分割的多个槽部C54呈放射状形成于该底部C5。
若吹塑成形1合模，则在模内形成与容器C1的容器形状对应的型腔。从而，通过底部模3对底部C5进行赋形，通过侧部模2对肩部C3和躯干部C4进行赋形，其中底部模3具有：对包含底板部C51的底部中央进行赋形的底部中央模31；以及对包含周缘部C52的底部周缘进行赋形的底部周缘模32。
此外，对底部C5进行赋形的底部模3具有温度调整机构，该温度调整机构将底部中央模31和底部周缘模32分别调整至规定的温度。这种温度调整机构的具体结构并不特别地限定。
在本实施方式中，底部中央模31和底部周缘模32分体形成，它们经由绝热件33组合，并与在内部形成有供低温的温度调整媒介(例如冷却水)循环的温度调整媒介流路34a的支承体34接合。并且，在底部周缘模32的周面卷绕有带式加热器等发热体32a。
由此，一边对底部中央模31进行冷却一边对底部周缘模32进行加热，从而能够将底部中央模31和底部周缘模32分别调整至规定的温度来合适地控制底部模3的温度分布。
需要说明的是，如果在使温度调整媒介循环的温度调整媒介流路的设置上没有问题的话，也可以构成为如下的温度调整机构：通过在分体形成的底部中央模31和底部周缘模32的各自的内部形成温度调整媒介流路，由此将底部中央模31和底部周缘模32分别调整至规定的温度。此外，虽然没有特意图示，但也可以在侧部模2的内部形成温度调整媒介流路而将侧部模2调整至规定的温度。
[聚酯类树脂制容器的制造方法]
本发明的合成树脂制容器的制造方法能够使用上述的吹塑成形模1进行实施，对该制造方法的一个实施方式进行说明。
在本实施方式中，首先，使加热、软化而成为能够吹塑成形的状态的预成形坯P支承于侧部模2，并将吹塑成形模1合模，由此将预成形坯P设置于吹塑成形模1(参照图1)。
预成形坯P以如下方式被成形：将聚酯类树脂作为材料树脂，通过注塑成形、压缩成形等成形为一端侧开口的有底筒状，开口部附近保持不变而成为容器C1的口部C2。材料树脂例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸、或它们的共聚物等热塑性聚酯、与这些树脂或其他树脂混合而成的混合物等，特别地，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯等对苯二甲酸乙二醇酯类热塑性聚酯，但不限定于此。
设置于吹塑成形模1的预成形坯P的比颈环NR靠下侧的部位一边通过未图示的延伸杆沿轴向(高度方向)延伸，一边通过高压流体吹塑在轴向和周向(宽度方向)延伸。此时，吹塑成形模1的型腔形状转印至被延伸的部位。由此，如图2所示，预成形坯P成形为具备口部C2、肩部C3、躯干部C4以及底部C5的规定的容器形状，其中，底部C5具有位于底部中央的底板部C51以及位于底部周缘而形成有接地部C53的周缘部C52，并且，将接地部C53分割的多个槽部C54呈放射状形成于该底部C5。
在如此将预成形坯P进行双轴延伸吹塑成形时，在本实施方式中，如上述那样，一边对底部中央模31进行冷却一边对底部周缘模32进行加热，由此对包含周缘部C52的底部周缘选择性地进行热定形。此时，将底部中央模31和底部周缘模32的各自的温度控制为合适的条件，使得底部中央模31优选被冷却为低于作为材料树脂而使用的聚酯类树脂的玻璃化温度，同时，底部周缘模32优选被加热为作为材料树脂而使用的聚酯类树脂的玻璃化温度以上且160℃以下。
更加具体而言，在通过以上述方式对预成形坯P进行双轴延伸吹塑成形而制造的容器C1中，对底部中央模31和底部周缘模32的各自的温度进行调整，使得包含底板部C51的底部中央的结晶度在1～5％的范围，包含周缘部C52的底部周缘的结晶度在10～35％的范围。
此处，从测定对象部位切出试验片，通过密度梯度管法测定试验片的密度ρ(g/cm3)，结晶度X[％]能够通过密度法从下式算出。
X＝(ρc(ρ-ρa))/(ρ(ρc-ρa))
ρa：非晶密度(g/cm3)
ρc：晶体密度(g/cm3)
需要说明的是，在使用聚对苯二甲酸乙二醇酯作为材料树脂的情况下，设定ρc＝1.455(g/cm3)，ρa＝1.335(g/cm3)，而能够算出结晶度X[％]。
由此，根据本实施方式，在通过双轴延伸吹塑成形对具备底部C5(其中，底部C5具有位于底部中央的底板部C51以及位于底部周缘而形成有接地部C53的周缘部C52，并且，将接地部C53分割的多个槽部C54呈放射状形成于该底部C5)的容器C1进行制造时，对底部中央模31进行冷却，由此能够抑制包含底板部C51的底部中央向底部中央模31的粘连，在吹塑成形后的开模时不会发生脱模不良。另一方面，对包含周缘部C52的底部周缘选择性地进行热定形，通过热结晶化提高结晶度，由此能够赋予适度的耐热性(清洗适应性)，使得形成在周缘部C52的接地部C53不会因通过无菌填充向容器C1填充内容液时的清洗工序中的热水处理发生收缩而无法自行立起。
以上虽然通过优选实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不仅限定于上述实施方式，当然能够在本发明的范围内进行各种变更实施。
例如，在上述实施方式中，将具备底部C5(其中，底部C5具有位于底部中央的底板部C51以及位于底部周缘而形成有接地部C53的周缘部C52，并且，将接地部C53分割的多个槽部C54呈放射状形成于该底部C5)的容器C1作为成形对象，但不限定于此。
从与开模等的关系来看，本发明在将包含底板部C51的底部中央和包含周缘部C52的底部周缘通过底部模3进行一体赋形的模具设计的情况中是有用的技术。因此，在周缘部C52形成的接地部C53也可以不被呈放射状形成的多个槽部分割，也并不特别地限定容器C1的除底部5之外的部位的具体形态。
附图标记说明
1 吹塑成形模
2 侧部模
3 底部模
31 底部中央模
32 底部周缘模
32a 发热体
33 绝热件
34 支承体
34a 度调整媒介流路
C1 容器
C5 底部
C51 底板部
C52 周缘部
C53 接地部
C54 槽部

Claims (7)

1.一种吹塑成形模，通过双轴延伸吹塑成形将有底筒状的预成形坯成形为具备底部的规定的容器形状，所述底部具有位于底部中央的底板部以及位于底部周缘而形成有接地部的周缘部，
所述吹塑成形模的特征在于，具备：
侧部模，其包含构成为能够开闭的一对分割模；以及
底部模，其装入所述侧部模的底部侧，
所述底部模具有对包含所述底板部的底部中央进行赋形的底部中央模以及对包含所述周缘部的底部周缘进行赋形的底部周缘模，且具有将所述底部中央模和所述底部周缘模分别调整至规定的温度的温度调整机构。
2.根据权利要求1所述的吹塑成形模，其中，
所述接地部由呈放射状形成的多个槽部分割。
3.根据权利要求1或2所述的吹塑成形模，其中，
分体形成的所述底部中央模和所述底部周缘模经由绝热构件而组合，并与在内部形成有供低温的温度调整媒介循环的温度调整媒介流路的支承体接合，
在所述底部周缘模的周面卷绕有发热体，
一边对所述底部中央模进行冷却一边对所述底部周缘模进行加热，由此能够将所述底部中央模和所述底部周缘模分别调整至规定的温度。
4.一种聚酯类树脂制容器的制造方法，使用权利要求1～3中任一项所述的吹塑成形模，其特征在于，
在对设置于所述吹塑成形模的所述预成形坯进行双轴延伸吹塑成形时，一边对所述底部中央模进行冷却一边对所述底部周缘模进行加热，由此对包含所述周缘部的底部周缘选择性地进行热定形。
5.根据权利要求4所述的聚酯类树脂制容器的制造方法，其中，
使所述底部中央模的温度比作为材料树脂而使用的聚酯类树脂的玻璃化温度低。
6.根据权利要求4或5所述的聚酯类树脂制容器的制造方法，其中，
使所述底部周缘模的温度为作为材料树脂而使用的聚酯类树脂的玻璃化温度以上且160℃以下。
7.一种聚酯类树脂制容器，通过权利要求4～6中任一项所述的聚酯类树脂制容器的制造方法制造，其特征在于，
包含所述底板部的底部中央的结晶度在1～5％的范围，包含所述周缘部的底部周缘的结晶度在10～35％的范围。
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