JP2670593B2 - 結晶性ポリエチレンテレフタレートシートの成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡もしくは非発泡の
結晶性ポリエチレンテレフタレートシートの成形方法に
関し、より詳細にはポリエチレンテレフタレートシート
を結晶化によって耐熱性を付加させて容器等の所定形状
に成形するための成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】結晶性ポ
リエチレンテレフタレートシート（以下、ポリエチレン
テレフタレートをＰＥＴとする）の熱成形方法は既に知
られており、一般には加熱金型と冷却型とによる２段階
成形方法である。その成形方法の概略を説明すると次の
とおりである。

【０００３】図１に示すように、先ず、素材シートを予
備加熱し軟化させた後、結晶化を促進させる温度以上に
加熱した加熱金型により所定形状に成形するとともに結
晶化させ、その後に冷却型により冷却する。前記の予備
加熱には、非接触のオーブン加熱方式または加熱板に挟
んで加熱する熱板加熱方式が多く利用されている。

【０００４】ところで、結晶性発泡ＰＥＴシートおよび
結晶性非発泡ＰＥＴシートは、共に結晶化度（％）が耐
熱温度に影響することは知られており、前記の成形にお
いては金型温度と接圧時間により結晶化度が変化する。

【０００５】現在、結晶性非発泡ＰＥＴシートの場合に
は、約１６０℃で約４秒間、また結晶性発泡ＰＥＴシー
トの場合には、１８０℃で約８秒間加熱して結晶化させ
ることが行なわれており、これにより結晶化度２０％〜
２５％に結晶化させて耐熱性を向上させることとしてい
る。

【０００６】そして、加熱成形され結晶化したＰＥＴシ
ートは、後続の工程で冷却することによりその成形形状
を保つことが必要になる。すなわち、自然冷却も可能で
はあるが、冷却されるまでに変形を起すことがあるこ
と、また成形サイクルに時間がかかる等の問題があるこ
とから、加熱金型と同じ型面形状の冷却型を使用し、約
３０℃〜４０℃以下の温度で冷却し成形することによ
り、加熱金型による成形形状をそのまま保つのが普通で
あり、前記の冷却型による成形形状を加熱金型による成
形形状とは異なった形状にすることは全く考えられてい
ない。

【０００７】そこで、本発明者が着目したのは、加熱成
形し結晶化させたＰＥＴシートが未だ冷却されない間
に、加熱金型とは異なった形状の冷却型で成形すると、
成形品としてどのような特性を持つかということであ
る。

【０００８】すなわち、これについて種々検討の結果、
加熱成形し結晶化させたＰＥＴシートの成形品を、該シ
ートが未だ冷却されない間に加熱金型とは別の型面形状
の冷却型で冷却しつつ成形した場合、加熱金型による成
形形状とは異なった成形品が得られるが、この成形品を
再加熱すると、徐々に結晶化された形状に戻る、所謂形
状記憶成形品になることを知見するに至ったものであ
る。

【０００９】本発明は、この知見に基いてなしたもの
で、前記の特殊な性質を持った成形品を得る製造方法を
提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明は、発泡もしくは非発泡の結晶性ＰＥＴシートを予
備加熱し軟化させた後、加熱金型により成形すると同時
に所定の結晶化度にまで結晶化させ、その後、冷却型に
より冷却し成形する結晶性ＰＥＴシートの成形方法であ
って、加熱金型と冷却型とが異なった型面形状をなし、
冷却型によって加熱金型による成形形状とは異なった形
状に成形することを特徴とする。

【００１１】前記の加熱金型と冷却型の型面形状は、通
常、基本形状は略同一にして部分的に異なった形状とす
る。

【００１２】前記の成形方法において、予備加熱は、オ
ーブン加熱あるいは熱板による直接加熱のいずれでもよ
いが、結晶化度が１８％を越えないように加熱し、また
加熱金型による成形は、従来と同様に加熱金型を結晶化
を急速に促進させることができる温度に加熱しておい
て、結晶化度が２０〜２５％の範囲になるように加熱成
形する。

【００１３】

【作用】本発明の成形方法においては、冷却型が加熱金
型とは異なった型面形状、例えば基本形状は略同一で部
分的に異なった型面形状をなしており、この冷却型によ
って加熱金型による成形形状とは異なった形状に成形す
るものであり、これにより加熱金型による結晶化された
成形形状とは異なった形状の成形品が得られる。しかも
この成形品は、これを再加熱することにより、加熱前の
形状とは異なって加熱金型による結晶化された成形形状
に戻るように変形する。

【００１４】例えば、加熱金型による加熱成形により、
成形品の底面や側面に凹凸を有する形状に成形し、その
後の冷却成形において前記の凹凸を潰した形状に成形し
てあると、この成形品は、通常状態では前記の凹凸が潰
された形に保持されるとともに、これを例えば９０〜１
００℃程度に加熱すると、前記の凹凸が明瞭に浮び上る
ことになる。

【００１５】

【実施例】次に本発明の１実施例をその使用装置ととも
に図面に基いて説明する。

【００１６】図１は、本発明の成形方法の実施における
工程説明図であり、素材シートである結晶性のＰＥＴシ
ート（１）を予備加熱する予熱装置（２）と、この予熱
装置（２）で予備加熱されたＰＥＴシート（１）を成形
する加熱金型（３）と、加熱金型（３）で成形されたＰ
ＥＴシート（１）を冷却する冷却型（４）とが、シート
の搬送方向に沿って等間隔で配置されており、巻反から
供給されるＰＥＴシート（１）を適当な搬送手段により
成形サイクルに合せて間欠送行させながら、前記予熱装
置（２）、加熱金型（３）および冷却型（４）による各
工程において、ＰＥＴシート（１）に対し順次予備加
熱、加熱成形と結晶化、および冷却成形を行なうように
なっている。

【００１７】予熱装置（２）は、ＰＥＴシート（１）の
上下に対向して配置された一対の熱板（２１）（２２）
よりなり、この両熱板（２１）（２２）は、後述する加
熱金型（３）により１回の成形がなされる面積全体をカ
バーして加熱できる大きさに形成されている。

【００１８】加熱金型（３）は、ＰＥＴシート（１）の
上下に対向して配置された雌雄一対の金型（３１）（３
２）よりなり、予備加熱されたＰＥＴシート（１）を所
定の容器形状に加熱成形できるようになっている。

【００１９】冷却型（４）は、加熱金型と同様にＰＥＴ
シート（１）の上下に対向して配置された雌雄一対の型
（４１）（４２）よりなり、成形されたＰＥＴシート
（１）を冷却成形するものである。

【００２０】前記の加熱金型（３）と冷却型（４）の型
面形状は、基本形状は略同一であるが、部分的には異な
った形状をなしている。例えば、加熱金型（３）が型面
の所要個所に凹凸模様あるいは文字やマーク等の凸状表
示を形成する凹部（３ａ）を有する形状をなし、他方、
冷却型（４）の型面が、前記凹部（３ａ）との対応位置
に凹凸模様や凸状表示を形成するための凹部を有さない
形状とされる。

【００２１】そして、上記の工程による結晶性発泡ＰＥ
Ｔシートの成形は、概略下記のように行なわれる。

【００２２】素材シートが発泡ＰＥＴシートの場合、厚
み１〜５ｍｍ、発泡倍率２〜１５倍の結晶性発泡ＰＥＴ
シートが好適に用いられる。すなわち、発泡ＰＥＴシー
ト（１）の厚みが１ｍｍ未満になると、２次発泡の程度
にもよるが、充分な厚みを持った成形品を得ることがで
きないおそれがあり、また５ｍｍを越えると発泡ＰＥＴ
シート（１）の持つ断熱性により内部まで十分に加熱す
ることができないおそれがある。

【００２３】前記の発泡ＰＥＴシート（１）は、先ず予
熱装置（２）による予備加熱工程に搬送し供給する。こ
の予備加熱工程では、上下一対の熱板（２１）（２２）
を発泡ＰＥＴシート（１）の両面に押し当てて、結晶化
度が１８％を越えないように予備加熱を行なう。

【００２４】すなわち、ＰＥＴシート（１）の熱変形温
度は７６℃であり、また加熱温度が約１５０℃を越える
と、結晶化が急速に促進されるという性質を有している
ので、前記熱板（２１）（２２）の加熱温度は前記の結
晶化を急速に促進させる温度より低い１３０〜１５０
℃、好ましくは１４０℃程度とする。またこの予備加熱
の時間は、シートの厚みや発泡倍率によって結晶化度が
１８％を越えないように成形サイクルに合せて設定され
る。

【００２５】この予備加熱の後、発泡ＰＥＴシート
（１）の予備加熱された部分を、次の加熱金型（３）に
よる成形工程に搬送して、図２（Ａ）のように結晶化を
急速に促進させることができる温度以上に加熱した上下
一対の金型（３１）（３２）を閉じることにより、所定
の形状に加熱し成形するとともに、成形された発泡ＰＥ
Ｔシート（１）の結晶化を促進させて、結晶化度２０〜
２５％に結晶化させる。

【００２６】この加熱金型（３）の加熱温度と成形時間
は、素材シートの厚み等によっても異なるが、発泡ＰＥ
Ｔシートの場合は、１７０〜１９０℃、好ましくは１８
０℃で約８秒間である。すなわち、型閉じから型開き、
およびシート搬送までの１成形サイクル約８秒である。
なお、結晶性非発泡ＰＥＴシートの場合は、１５５〜１
６５℃、好ましくは１６０℃で約４秒間、すなわち１成
形サイクル約４秒間位が好適である。

【００２７】しかして、この加熱金型（３）の型面の所
要個所、例えば成形品である容器の底部あるいは側壁に
相当する部分に、凹凸模様あるいは文字やマーク等を凸
状表示を形成するための凹部（３ａ）が形成されている
場合、発泡ＰＥＴシート（１）の成形された部分（１
ａ）には前記凹部（３ａ）に対応した凹凸模様あるいは
凸状表示（１１）が形成されることになる。

【００２８】次に、加熱成形され結晶化された発泡ＰＥ
Ｔシート（１）の成形部分（１ａ）を冷却型（４）によ
る冷却工程に搬送し、前記成形部分（１ａ）を冷却型
（４）の上下一対の型（４１）（４２）により冷却しつ
つ成形する。この冷却型（４）は約３０℃〜４０℃もし
くはそれ以下の温度にしておいて冷却し成形する。

【００２９】この際、冷却型（４）の型面が、容器とし
ての基本形状は加熱金型（３）と略同一で、前記凹部
（３ａ）との対応位置に凹凸模様や凸状表示（１１）を
形成するための凹部を有さない形状をなしていると、図
２（Ｂ）のごとく加熱金型（３）により成形された部分
（１ａ）が冷却型（４）の両型（４１）（４２）間に不
都合なく嵌め合されるとともに、加熱金型（３）による
成形形状とは異なり、凹部（３ａ）により成形された凹
凸模様や凸状表示（１１）が押し潰された形に成形され
ることになる。

【００３０】この後、次のトリミングの工程に送り、不
要部分を取り除けば目的とする成形品（１０）が得られ
る。

【００３１】こうして得られた成形品（１０）は、加熱
金型（３）の凹部（３ａ）により形成された凹凸模様や
凸状表示（１１）が冷却型（４）により押し潰された状
態であるが（図３）、これを例えば９０℃以上に加熱す
ると、加熱成形され結晶化された成形形状に戻るように
変化して、図４のように成形品（１０）に凹凸模様ある
いは文字等の凸状表示（１１）が浮き上り、明瞭に現わ
れることになる。

【００３２】なお、上記の実施例においては、加熱金型
（３）による成形において凹凸模様や凸状表示（１１）
を有する成形形状にし、冷却型（４）でその凹凸模様や
凸状表示（１１）を押し潰した形に成形する場合を示し
たが、これとは逆に、加熱金型（３）による成形段階で
は、成形品の側壁や底面に凸状表示や凹凸模様を有さな
い形状に成形しておいて、後の冷却型（４）による冷却
成形において、凸状表示や凹凸模様を形成するように成
形することもできる。

【００３３】この場合、成形品（１０）は、図５のよう
よに通常状態では凸状表示や凹凸模様（１２）がそのま
ま明瞭に現われているが、これを例えば９０℃以上に加
熱すると、上記の実施例とは逆に図６のように凸状表示
や凹凸模様（１２）が消滅する方向に変形することにな
る。

【００３４】ところで、前記のように成形される結晶性
ＰＥＴシート（１）よりなる容器等の成形品（１０）
は、特にその耐熱性を利用して、例えば電子レンジで内
容物をそのまま加熱して食する食品容器として好適に使
用される。この容器の側面や底面（特に内面において）
凸状表示や凹凸模様による凹凸（１２）が存すると、内
容物を食する際に邪魔になるが、前記した本発明の方法
により、例えば図５のように冷却型で凹凸模様や凸状表
示の凹凸（１２）が生じるように成形されていると、通
常時は凸状表示や凹凸模様が現われて、良好な表示効果
や装飾効果を発揮できる一方、これを加熱することによ
って凸状表示や凹凸模様の凹凸がある程度消滅する方向
に変化して凹凸が目立たなくなり、内容物を食し易くな
る。

【００３５】（実施例）厚み１．６ｍｍ、結晶化度８
％、発泡倍率の５．２倍、密度２５ｇ／ｃｍ² の発泡Ｐ
ＥＴシートを、図１に示す工程において間欠送行させ、
まず１４０℃に加熱された一対の熱板で挟んで６．６秒
間予備加熱を行なった。予備加熱後の厚みは２．３ｍ
ｍ、結晶化度は１３％であった。

【００３６】次に、予備加熱された発泡ＰＥＴシート
を、１８０℃に加熱された加熱金型の一対の金型間（ク
リアランス２ｍｍ）に搬送して所定のトレー形状に成形
するとともに、トレー底面もしくは側面に文字等の凸状
表示を有するように成形した。またこのとき発泡ＰＥＴ
シートの結晶化が急速に進行して結晶化度は２２％とな
った。型閉じによるプレス時間は予備加熱時間と同じ
６．６秒とし、型閉じから型開き、シート搬送までの１
成形サイクルを８秒とした。また成形、結晶化後のシー
トの厚みは２．６ｍｍであった。

【００３７】次に上記形状に成形された発泡ＰＥＴシー
トを、前記加熱金型と基本的には同じ形状で、かつ前記
の加熱金型における凸状表示に相当する凹部を有さない
型面形状をなす３０℃の温度の冷却型により、前記の加
熱金型と同じ成形サイクルで１サイクル８秒でプレス
（６．６秒）冷却して成形し、凸状表示を押し潰した形
に成形した。この冷却後、次の工程で所定の長さに切断
しトリミングしてトレイ形状の容器を得た。

【００３８】この成形品の容器は、加熱金型により成形
された文字等の凸状表示が押し潰された状態であった。
この容器を９０℃に加熱したところ、この凸状表示が浮
き上り、加熱金型による成形時の凸状表示に近い状態
（５０％〜８０％）まで浮き上り、明瞭なものになっ
た。

【００３９】

【発明の効果】上記したように本発明の成形方法によれ
ば、ある温度に加熱することにより加熱成形され結晶化
された成形形状に戻る所謂形状記憶の特性を持ち、加熱
前と加熱後とで形状を変化させることができるＰＥＴシ
ートの成形品、例えば文字等の凸状表示や凹凸模様等の
形状を変化させることができる特殊な成形品を得ること
ができる。

【００４０】それゆえ、例えばＰＥＴシートの成形容器
として、底部や側面に凸状表示や凹凸模様を設けておい
て、通常状態は表示効果や装飾効果に優れるとともに、
内容物の保護を良好になし得る一方、加熱後は前記凸状
表示や凹凸模様を消去できて内容物である食品等を食べ
易くした容器、あるいは凸状表示を潰した形に成形して
おいて、ある温度に加熱した時にその凸状表示が浮き出
るようにして、これにより示温効果を持たせるようにし
た容器等を容易に提供することができる。

【００４１】もちろん、加熱前後で形を変化させること
ができる点を利用した他の種々の用途の成形品を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形方法を実施するための成形工程を
例示する工程説明図である。

【図２】加熱金型による成形状態（Ａ）と冷却型による
成形状態（Ｂ）とを拡大して示す断面図である。

【図３】本発明の成形方法により得られた成形品を例示
する斜視図である。

【図４】同上の成形品を加熱した後の斜視図である。

【図５】本発明の成形方法により得られた成形品の他の
例を示す斜視図である。

【図６】同上の成形品を加熱した後の斜視図である。

【符号の説明】

（１） ＰＥＴシート （１ａ） 成形部分 （２） 予熱装置 （３） 加熱金型 （３ａ） 凹部 （４） 冷却型 （１０） 成形品 （１１） 凸状表示 （１２） 凹凸

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡もしくは非発泡の結晶性ポリエチレ
   ンテレフタレートシートを予備加熱し軟化させた後、加
   熱金型により成形すると同時に所定の結晶化度にまで結
   晶化させ、その後、冷却型により冷却し成形する結晶性
   ポリエチレンテレフタレートシートの成形方法であっ
   て、加熱金型と冷却型とが異なった型面形状をなし、冷
   却型によって加熱金型による成形形状とは異なった形状
   に成形することを特徴とする結晶性ポリエチレンテレフ
   タレートシートの成形方法。
2. 【請求項２】 発泡もしくは非発泡の結晶性ポリエチレ
   ンテレフタレートシートを、結晶化度１８％を越えない
   ように予備加熱し、加熱金型による成形で結晶化度２０
   〜２５％に結晶化させる請求項１に記載の結晶性ポリエ
   チレンテレフタレートの成形方法。