JP2755284B2 - ワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、底部強度並びに耐熱性
と自立安定性とに優れたワンピースタイプの耐圧乃至耐
熱圧ポリエステルボトル及びその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
の如き熱可塑性ポリエステルの二軸延伸ブロー成形容器
は、優れた透明性や表面光沢を有すると共に、瓶に必要
な耐衝撃性、剛性、ガスバリヤー性をも有しており、各
種液体の瓶詰容器、即ちボトルとして利用されている。

【０００３】一般の瓶詰製品の製造に際しては、内容物
の保存性を高めるために、内容物を熱間充填し或いは内
容物を充填した後、加熱殺菌乃至滅菌することが必要で
ある。しかしながら、ポリエステル製ボトルは耐熱性に
劣るという欠点があり、内容物を熱間充填する際の熱変
形や容積の収縮変形を生じるため、二軸延伸ブロー容器
を成形後に熱固定（ヒート・セット）する操作が行われ
ている。

【０００４】しかしながら、自生圧力を有する内容物を
充填密封後、加熱殺菌乃至滅菌する用途（耐熱圧ボト
ル）では、ボトル底部に圧力と熱とが同時に作用して膨
出変形を生じるため、前述した熱固定程度では不十分で
あり、ボトル底部を丸底とし、この底に別体のハカマ部
品（ベースカップ）を取り付けることが行われている
（実開昭５５−１４２４３３号公報、及び特公昭６１−
３０９８２号公報）。

【０００５】また、このようなツーピース型の耐熱圧ボ
トルでも、底部の熱及び圧力による変形を最小限にとど
めるため、特公平５−９２５９号公報や特開昭６３−１
２２５１６号公報に記載されているとおり、未延伸乃至
低延伸の底中心部を加熱により熱結晶化させることが知
られている。

【０００６】更に、特開平５−４２５８６号公報には、
有底の一次成形体を金型内で半球状の底部を有する二次
成形体に延伸ブロー成形し、この二次成形体の底部のみ
を加熱収縮させた後、更にこの底部を自立性が得られる
形状に二軸延伸ブロー成形することが記載されている。
この方法では、底周辺部の厚みが０．３６ｍｍであるの
に対して、底中心部近傍の厚みが１．１６ｍｍであった
ことも記載されている。

【０００７】しかしながら、本発明者らの知る限り、底
部強度並びに耐熱性と自立安定性とに優れたワンピース
タイプの耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法は全く
知られていない。

【０００８】また、加熱殺菌乃至滅菌を必要としないポ
リエステル製ボトルもワンピースタイプの場合、自立性
と耐圧性を保証するため、底部は殆んど延伸せず、厚肉
化している。このため、底部は、充填ラインでのスベリ
性をよくするスリップ剤等で、ストレスクラックが生じ
易くなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】即ち、従来の延伸ブロ
ー成形法によるワンピース型のポリエステルボトルは、
かりに十分な熱固定を行ったとしても、自生圧力を有す
る内容物を充填後、熱水で殺菌乃至滅菌する用途に対し
ては、自立安定性や底部の耐熱圧性の点で未だ十分満足
し得るものでなかった。

【００１０】炭酸飲料等の自生圧力を有する内容物は、
その性質上熱間充填を行うことは到底困難であり、従っ
て内容物の保存性を向上させるための殺菌乃至滅菌操作
は、容器内に内容物を充填し、密封した後、パストライ
ザーと呼ばれる装置内でビン詰め製品に熱水のシャワー
をかける熱水殺菌乃至滅菌操作に委ねられている。

【００１１】ところが、従来の延伸ブロー成形法による
ポリエステルボトルをこの熱水殺菌乃至滅菌操作に賦す
ると、容器壁が熱と内圧との両方の作用を受けるため、
底部の未延伸部乃至低延伸部でクリープによる変形が生
じ、その部分が外方に突出変形するので、容器の自立性
が損なわれたり、容器の外観特性が不良となったりし
て、容器は実用に耐えないものとなる。

【００１２】強調されなければならないのは、プリフォ
ームの延伸ブロー成形では底部中心部に未延伸部乃至低
延伸部がどうしても形成されるということであり、容器
の自立性のために半球状に比べて複雑な凹凸構造を形成
したワンピース構造のものでは、各部の延伸倍率はより
複雑に異なってくるため、この傾向はより顕著なものと
なってくる。

【００１３】従って、本発明の目的は、ワンピース構造
の耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法を提
供するにある。本発明の他の目的は、底部の機械的強度
と耐熱性及び自立安定性に優れており、自生圧力を有す
る内容物を充填、密封後、熱水による殺菌乃至滅菌操作
に賦することが可能な延伸ブロー成形ポリエステルボト
ル及びその製法を提供するにある。本発明の更に他の目
的は、自立性に優れしかも底部の耐ストレスクラッキン
グ性にも優れた耐圧ポリエステルボトルを提供するにあ
る。

【００１４】

【問題点を解決するための手段】本発明によれば、熱可
塑性ポリエステルの延伸ブロー成形で形成され、首部、
胴部及び底部を備えた耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボト
ルにおいて、底部には底部中央部と底部中央部よりも軸
方向外方に延びている周辺接地部とがワンピースの自立
構造に形成されており、底部中央部は、ゲート切断部を
除いて、胴部中央部の肉厚の０．５乃至２倍、特に０．
５５乃至１．５０倍の厚みとなるように薄肉化されてい
ると共に、周方向−厚さ方向の複屈折率が０．０７０以
上、特に０．１００以上となるように分子配向されてお
り、且つ底部中央部は胴部中央部の結晶化度の０．８乃
至１．４倍、特に０．８５乃至１．３倍の結晶化度を有
することを特徴とする底部強度並びに耐熱性と自立安定
性とに優れたワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステル
ボトルが提供される。

【００１５】ゲート切断部を除く底部中央部は３５％以
上、特に３７％以上の結晶化度を有するのがよい。

【００１６】本発明によればまた、熱可塑性ポリエステ
ルのプリフォームを、延伸温度において、少なくとも外
周及び底が拘束されていない条件下に延伸ブロー成形し
て、首部、胴部及び底部を備えた二次成形品に成形する
工程と、該二次成形品を加熱して胴部及び底部を熱固定
すると共に、その収縮を許容する工程と、熱処理工程で
の成形品をブロー成形型中でブロー成形して、前記丸底
部を底中心と底中心よりも軸方向外方に延びている周辺
接地部とから成る底形状に最終成形する工程とから成る
ことを特徴とする底部強度並びに耐熱性と自立安定性と
に優れたワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボト
ルの製造方法が提供される。

【００１７】

【作用】本発明のポリエステルボトルは、ワンピースタ
イプでありながら耐圧乃至耐熱圧性を有することが顕著
な特徴である。ワンピースタイプとは、ベースカップ等
の別体の部品を用いることなく容器の自立性が得られる
ものであり、耐熱圧性とは熱と圧力とが同時に作用する
条件下で器壁の膨出変形が防止されるものをいう。ま
た、耐圧性については耐ストレスクラック性が含まれ
る。

【００１８】本発明では、このワンピースの自立構造と
耐熱圧性とを同時に満足させるため、底部に底部中央部
と底部中央部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部
とを形成すると共に、底部中央部を、ゲート切断部を除
いて、胴部中央部の肉厚の０．５乃至２倍、特に０．５
５乃至１．５倍の厚みとなるように薄肉化し且つ周方向
−厚さ方向の複屈折率が０．０７０以上となるように分
子配向させしかも胴部中央部の結晶化度の０．８乃至
１．４倍の結晶化度となるように結晶化させたことが顕
著な特徴である。

【００１９】尚、本明細書において、複屈折率とは、後
述する方法で測定されるものをいい、一方結晶化度と
は、下記式（１） ρc （ρ−ρam） 結晶化度 ＸC ＝───・───────×100 ‥‥（１） ρ （ρc −ρam） 式中、ρ ：測定密度（g/cm ³ ） ρam：非晶密度（1.335 g/cm ³ ） ρc ：結晶密度（1.455 g/cm ³ ） 密度測定は、ｎ−ヘプタン−四塩化炭素系密度勾配管（株式 会社池田理化）を作成し、２０℃の条件下で行う。 により求められる値をいう。

【００２０】本発明のポリエステルボトルの構造の一例
を説明するための図１（側面断面図）及び図２（底面
図）において、このボトル１は、首部２、首部に錐台乃
至回転体状の肩部３を介して接続された筒状の胴部４及
び胴部の下端に接続された底部５から成っている。首部
２にはキャップ締結用のネジ部６及びサポートリング７
が形成されている。胴部４と肩部３との間には、熱圧時
に緩衝作用を行う段差部８が形成されており、胴部４と
底部５との間にも、熱圧時に緩衝作用を行う段差部９が
形成されている。底部５は底部中央部１０と底部中央部
よりも軸方向外方に延びている周辺接地部１１とから成
っている。この具体例において、底部５は、周方向に半
球状の部分１２とこれから径方向外方且つ軸方向外方に
突出した脚部１３（図では５個が示されている）とが交
互に配置されており、半球状部分１２の最下端が底部中
央部１０及び脚部１３の最下端が周辺接地部１１となっ
ている。底部中央部１０は周辺接地部１１よりも高さＨ
だけ上側に凹んでおり、この高さが保たれている限り、
ボトルの自立安定性が維持される。

【００２１】図１及び図２には、ボトル器壁の厚みのサ
ンプル位置も示されており、ボトル底部の中央部ア、底
部の周辺部ウ及びこれらの中間部イ並びに胴部中間部エ
があり、これらの位置は後述する例のサンプル位置であ
る。後述する例の表１及び２を参照されたい。本発明の
ボトルでは、最も厚肉となりやすい底部中央部アでも、
ゲート切断部を除いて、最も薄肉となりやすい胴部中央
部エの肉厚の０．５乃至２倍の厚みとなるように薄肉化
されているという驚くべき事実が明らかとなる。尚、ゲ
ート切断部を厚みの測定の対象外としているのは、延伸
ブロー成形用プリフォームの底中心には、ゲート（突起
部）が必ず形成され、この部分は、たとえ切り落とされ
た場合にも、幾分肉厚の状態で残留することによる。

【００２２】また、表１および２にはボトルの器壁位置
と結晶化度との関係及び底部中央部の複屈折率も示され
ており、最も未配向の状態で残留しやすい底部中央部で
も、胴部とほぼ同様に０．０７以上の複屈折率となるよ
うに高度に配向されているという事実が明らかとなる。
この底部中央部における高度の分子配向は、底部中央部
が延伸ブロー成形の際高度に薄肉化されることによるも
のであり、このように高度の分子配向状態で熱固定を行
うことにより、底部中央部に、胴部中央部の結晶化度の
０．８乃至１．４倍の結晶化度、即ち配向結晶を付与す
ることができる。

【００２３】本発明以前、底部に底部中央部と底部中央
部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とを形成さ
せたワンピース型の自立構造容器は公知であり、また底
部中央部を高度に結晶化させた容器も公知である。しか
しながら、前者のワンピース型のものは、その用途が熱
間充填型のものであり、底部中央部の肉厚が胴部中央部
の肉厚の３倍以上とかなり厚いものであり、またその配
向度にしても、複屈折率が０．０６以下と未配向或いは
低配向のものである。また底部中央部を高度に結晶化さ
せた耐熱圧ボトルは、何れも熱結晶化であるのに対し
て、本発明の底部中央部は配向結晶化である点で全く相
違している。

【００２４】本発明において、底部中央部を、ゲート切
断部を除いて、胴部中央部の肉厚の０．５乃至２倍、特
に０．５５乃至１．５倍の厚みとなるように薄肉化する
ことは特に重要であり、肉厚が上記範囲よりも薄いとき
には、底部の機械的強度が不足になり、一方上記範囲よ
りも厚いときには、底部の配向の程度が不足となるた
め、耐クリープ性が不満足な結果となる。同様に、耐ク
リープ性の点で、底部中央部は周方向−厚さ方向の複屈
折率が０．０７０以上となるように分子配向されている
ことも重要である。また、底部中央部は胴部中央部の結
晶化度の０．８乃至１．４倍、特に０．８５乃至１．３
倍の結晶化度となるように配向結晶化されていることも
重要であり、上記範囲よりも少ないときには、耐クリー
プ性の点で不十分であり、一方上記範囲よりも大きいと
きには、底部の形状発現性の点で不十分である。

【００２５】ポリエステルプリフォームの延伸ブロー成
形に際して、金型及び延伸棒を使用すると、金型及び延
伸棒で支持される底部中心部は未延伸、即ち未配向の状
態で残留し、且つこれらに隣接する部分も低配向の状態
で残留する。この容器が、自生圧力を有する内容物の充
填状態での熱水殺菌乃至滅菌に際して、熱と圧力との両
方の作用を受けると、未配向乃至低配向の部分がクリー
プにより引き伸ばされて、容器の膨張及び変形を生じ
る。また、耐ストレスクラック性も低下する。

【００２６】本発明のワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリ
エステルボトルの製造では、熱可塑性ポリエステルのプ
リフォームを、延伸温度において、少なくとも外周及び
底が拘束されていない条件下に延伸ブロー（フリーブロ
ー）成形して、首部、胴部及び底部を備えた二次成形品
に成形する。このフリーブローにより、底部も全く未拘
束状態で延伸されるので、胴部と同様に薄肉化され且つ
分子配向される。

【００２７】次いで、上記二次成形品を加熱して胴部及
び底部を熱固定すると共に、これらを自由収縮させる。
この熱処理により、胴部及び底部は、器壁の残留ひずみ
が緩和されると共に、器壁ポリエステルの配向結晶化が
進行する。

【００２８】最後に、熱処理工程での成形品をブロー成
形型中でブロー成形して、前記底部を底部中央部と底部
中央部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とから
成る底形状に再成形する。勿論、この最終ブロー成形工
程で用いる金型は、最終容器の自立底形状と一致するも
のでなければならない。

【００２９】本発明によれば、上記の自立型のワンピー
ス型底形状を採用すると共に、底部中央部の薄肉化、高
度の配向結晶化とを行うことにより、自生圧力を有する
内容物を充填し、この状態で熱水殺菌乃至滅菌を行う用
途に使用することが可能となり、底部の強度並びに耐熱
性を顕著に改善し且つ自立安定性をも向上させることが
可能となり、耐ストレスクラック性も向上する。また、
容器底部を薄肉化しながら、強度及び耐熱性及び耐スト
レスクラック性を向上させたため、容器の目付量を少な
くし、これにより、容器コストの低減と軽量化とが可能
となる。

【００３０】炭酸飲料充填状態（炭酸ガス２．３ VOL）
の殺菌時のボトル内温度と７０℃の熱水シャワー時間と
の関係を示す図３において、本発明のボトルＡと従来の
ワンピース型自立性ボトルＤとを比較すると、従来のワ
ンピース型自立性ボトルＢでは、わずか１５分後のボト
ル内温度が６２℃で底が変形、自立安定性が損なわれ、
耐熱圧ボトルとしては全く実用に供し得ないのに対し
て、本発明のワンピース型自立性ボトルＡでは４０分後
のボトル内温度７０℃でも、自立安定性を有しており、
耐熱圧ボトルとして十分満足すべき性能を有しているこ
とが理解される。

【００３１】

【発明の好適態様】本発明に用いるプリフォームを示す
図４において、このプリフォーム２０は、首部２１、胴
部２２及び閉塞底部２３から成っており、首部２１に
は、ネジ等の蓋締結機構２４及び容器保持のためのサポ
ートリング２５等が設けられている。

【００３２】本発明に用いる熱可塑性ポリエステルはエ
チレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルを主体と
するであるのがよく、エステル反復単位の大部分、一般
に７０モル％以上、特に８０モル％以上をエチレンテレ
フタレート単位が占めるものであり、ガラス転移点（Ｔ
ｇ）が５０乃至９０℃、特に５５乃至８０℃で、融点
（Ｔｍ）が２００乃至２７５℃、特に２２０乃至２７０
℃にある熱可塑性ポリエステルが好適である。

【００３３】ホモポリエチレンテレフタレートが耐熱性
の点で好適であるが、エチレンテレフタレート単位以外
のエステル単位の少量を含む共重合ポリエステルやポリ
エチレンテレフタレートを主体とするポリエステルブレ
ンド物も使用し得る。

【００３４】テレフタル酸以外の二塩基酸としては、イ
ソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳
香族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等の脂
環族ジカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、セバチン
酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸；の１種
又は２種以上の組合せが挙げられ、エチレングリコール
以外のジオール成分としては、プロピレングリコール、
１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、１，
６−ヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノー
ル、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物等の
１種又は２種以上が挙げられる。

【００３５】用いるエチレンテレフタレート系熱可塑性
ポリエステルは、少なくともフィルムを形成するに足る
分子量を有するべきであり、用途に応じて、射出グレー
ド或いは押出グレードのものが使用される。その固有粘
度（Ｉ．Ｖ．）は一般的に０．６乃至１．４ｄｌ／ｇ、
特に０．６３乃至１．３ｄｌ／ｇの範囲にあるものが望
ましい。

【００３６】ポリエステルのプリフォームへの成形に
は、射出成形を用いることができる。即ち、プラスチッ
クを冷却された射出型中に溶融射出して、過冷却された
非晶質のプラスチックプリフォームに成形する。

【００３７】射出機としては、射出プランジャーまたは
スクリューを備えたそれ自体公知のものが使用され、ノ
ズル、スプルー、ゲートを通して前記ポリエステルを射
出型中に射出する。これにより、ポリエステル等は射出
型キャビティ内に流入し、固化されて延伸ブロー成形用
のプリフォームとなる。

【００３８】射出型としては、容器形状に対応するキャ
ビティを有するものが使用されるが、ワンゲート型或い
はマルチゲート型の射出型を用いるのがよい。射出温度
は２７０乃至３１０℃、圧力は２８乃至１１０ｋｇ／ｃ
ｍ² 程度が好ましい。

【００３９】本発明によればまた、ポリエステルのプリ
フォームを、延伸温度において、少なくとも外周及び底
が拘束されていない条件下に延伸ブロー成形（フリーブ
ロー成形）して、首部、胴部及び丸い底部を備えた二次
成形品に成形する。

【００４０】プリフォームからの延伸ブロー成形には、
成形されるプリフォーム成形品に与えられた熱、即ち余
熱を利用して、プリフォーム成形に続いて延伸ブロー成
形を行う方法も使用できるが、一般には、一旦過冷却状
態のプリフォーム成形品を製造し、このプリフォームを
前述した延伸温度に加熱して延伸ブロー成形を行う方法
が好ましい。

【００４１】プリフォームの延伸温度は、一般に８５乃
至１３５℃、特に９０乃至１３０℃の温度が適当であ
り、その加熱は、赤外線加熱、熱風加熱炉、誘電加熱等
のそれ自体公知の手段により行うことができる。また、
ボトル口部の耐熱性及び剛性を高めるために、プリフォ
ーム口部を予め熱結晶化させておくことが好ましい。こ
の口部熱結晶化は、プリフォーム口部を、他の部分と熱
的に絶縁した状態で、一般に１４０乃至２２０℃、特に
１６０乃至２１０℃の温度に加熱することにより行うこ
とができる。プリフォーム口部の結晶化度は２５％以上
であるのがよい。

【００４２】本発明では、フリーブロー成形により、２
次成形品を製造するが、延伸温度にあるプリフォーム
を、ブロー成形金型を用いることなしに、延伸棒で、軸
方向に引っ張り延伸すると共に、流体吹き込みにより周
方向に膨張延伸する。 延伸倍率は、軸方向延伸倍率を
２乃至３．６倍、特に２．２乃至３倍、周方向延伸倍率
を３乃至６．６倍、特に３．５乃至６倍とするのがよ
い。軸方向延伸倍率は、プリフォーム成形品の軸方向の
長さと延伸棒のストローク長とによって決定されるが、
周方向の延伸倍率は、流体の吹き込み圧で決定される。

【００４３】フリーブロー成形は、従来の金型成形に比
べて、底部及び胴部を比較的均一な肉厚を有する２次成
形品に成形できるという利点があり、底部を胴部と同様
に薄肉化することはフリーブローにより可能となったも
のである。

【００４４】一般に、室温での金型成形では、２次成形
品の温度は室温近傍にまで低下する。一方、本発明では
８５〜１３５℃に加熱されたプリフォームをフリーブロ
ー成形して得られた２次成形品は、延伸による自己発熱
でさらに約２０℃程度加算された状態にある。従って、
フリーブロー成形では、次いで行う二次成形品の加熱に
より上昇させる温度幅を比較的小さくでき、加熱の短時
間化に寄与する利点がある。

【００４５】本発明によれば、次いで二次成形品を加熱
して胴部及び底部を熱固定すると共に、その収縮を許容
する。この加熱温度は、一般に１２０乃至２２０℃、特
に１３０乃至２１０℃の温度が適当であり、この加熱は
赤外線等により行うことができる。 ２次成形品を加熱
することにより、容器壁を構成するポリエステルは、底
部及び胴部を含めて、配向結晶化すると共に、残留する
応力も緩和され、容積がやや収縮した３次成形品とな
る。この熱処理時に、２次成形品中の流体を解放しても
よいし、２次成形品内に加圧の程度の低い流体が閉じこ
められるようにしてもよい。

【００４６】二次成形品の加熱工程はフリーブロー成形
途中にて開始することも可能であり、第１次ブロー成形
終了後赤外線加熱をする場合に比べてより生産効率を上
げることができる。

【００４７】本発明によれば、最後に、熱処理工程での
成形品（三次成形品）をブロー成形型中でブロー成形し
て、前記底部を底中心と底中心よりも軸方向外方に延び
ている周辺接地部とから成る自立性底形状に最終成形す
る。この最終ブロー成形に際して、当然のことながら、
用いるブロー成形金型のキャビテイは三次成形品よりも
大きく、自立性底形状を含めて、最終成形品の寸法及び
形状に合致するものでなければならない。

【００４８】最終ブロー成形の温度は、フリー延伸ブロ
ー成形に比して温度の許容度があり、これよりも低くて
も或いは高くてもよく、一般に１２０乃至２２０℃、特
に１３０乃至２１０℃の温度が適当である。

【００４９】また、三次成形品では、熱処理による結晶
化で、弾性率が増加しているので、フリー延伸ブロー成
形に比して高い流体圧を用いて行うのがよく、一般に１
５乃至４５ｋｇ／ｃｍ² の圧力を用いるのが好ましい。

【００５０】最終ブロー成形に際して、金型の温度は、
５０乃至１３５℃の温度に維持して、成形後直ちに冷却
が行われるようにしてもよいし、或いは、最終成形品中
に冷風等を流して冷却が行われるようにしてもよい。

【００５１】本発明の耐熱圧ポリエステルボトルにおい
て、容器胴部の厚みは、ボトルの容積や用途によっても
相違するが、一般に２００乃至５００μｍ、特に２５０
乃至４５０μｍの範囲にあるのがよく、一方目付量は２
５乃至３８ｇ／ｌ、特に２８乃至３５ｇ／ｌの範囲にあ
るのがよく、従来のボトルに比して、目付量を５％以上
節約することが可能である。

【００５２】本発明の耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボト
ルは、自生圧力を有する内容物を充填し、加熱殺菌乃至
滅菌する用途に有用であり、炭酸入り飲料や窒素充填飲
料乃至調味料等を充填保存する容器として有用である。
ガス容量は５VOL 程度まで可能であり、加熱殺菌温度
は、６０乃至８０℃が適当である。

【００５３】

【実施例】本発明を次の例で更に説明する。実施例、及
び比較例に挙げる容器特性値の評価、測定方法は次の通
りである。

【００５４】（ａ） 肉厚 マイクロメーター（φ２．３８ｍｍのボール測定子）を
使用して、サンプルの肉厚を測定した。

【００５５】（ｂ） 結晶化度 ｎ−ヘプタン−四塩化炭素系密度勾配管（池田理化製）
を作成し、２０℃の条件下でサンプルの密度を求めた。
これより、以下の式に従い、結晶化度を算出した。 ρ ：測定密度（ｇ／ｃｍ³ ） ρ_am：非晶密度（１．３３５ｇ／ｃｍ³ ） ρ_c ：結晶密度（１．４５５ｇ／ｃｍ³ ）

【００５６】（ｃ） 複屈折 偏光顕微鏡 Ｓ型（直読式バビネ型コンペンセータ使
用、（株）ニコン製）を用いて、レターデーションＲを
測定した。 複屈折 Δｎ＝Ｒ／ｄ （ｄ：厚さ） より、複屈折を算出した。レターデーションを測定する
にあたり、サンプルはミクロトーム（Reichert−Jung
製）を用いて、スライスした。

【００５７】（ｄ） 落下試験 クエン酸と炭酸水素ナトリウムの混合により、ボトル充
填水が２．３ガスボリュームになるように調整した。入
れ目位置はボトル口部先端より４０ｍｍ下とした。この
充填ボトルを室温において、１．２ｍの高さからコンク
リート床面へ、５回垂直落下した。ただし５回目より以
前に割れが生じた場合は、その回数迄の垂直落下とし
た。同一条件で作製したボトルで各３本で行った。

【００５８】（ｅ） 耐熱圧試験 ボトル充填水が２．３ガスボリュームになるように、ク
エン酸と炭酸水素ナトリウムを用いて５℃にて調整した
ボトルを７０℃シャワーにて、ボトル上側から４０分間
熱殺菌した（シャワー流速３リットル／ｍｉｎ）。これ
を常温の水で冷却した後、底部中心部の高さＨ₁ をダイ
ヤルゲージにて測定した。なお、殺菌前の底部高さをＨ
₀ （＝３ｍｍ）とすると、熱殺菌により変位した高さ
は、ΔＨ＝Ｈ₀ −Ｈ₁ で算出した。Ｈ₁ は、底部中央部
が周辺接地部よりも凹んでいる時はプラス、底部中央部
が周辺接地部よりも外方に突出している時はマイナスと
なる。

【００５９】（ｆ） ストレスクラック試験 クエン酸と炭酸水素ナトリウムの混合により、ボトル充
填水が４．５ガスボリュームになるように調整した。入
れ目位置はボトル口部先端より４０ｍｍ下とした。この
充填ボトルの底部にスリップ剤（大三工業Ｐ−２００
濃度１．８％）を塗布し、温度４０℃、湿度９０％ＲＨ
で１週間保管した後底部を観察した。評価ボトル本数は
各１２本であり、次のようにクラックをランク別した。 ランク１：なし ランク２：長さ１ｍｍ以下少数 ランク３：長さ１ｍｍ以下多数、１〜５ｍｍ少数 ランク４：長さ１〜５ｍｍ多数、５〜１０ｍｍ少数 ランク５：長さ５〜１０ｍｍ多数 ランク６：破壊

【００６０】実施例１ ポリエチレンテレフタレート樹脂（三井ペット樹脂製、
Ｊ１２５ＴＫＬ、固有粘度０．７８ｄｌ／ｇ、ＤＥＧ共
重合率１．３重量％）を使用して、重量４９ｇの有底プ
リフォームを射出成形にて作製した。次に口部を熱処理
により熱結晶化し白化させた。このプリフォームを赤外
線ヒーターにより加熱した後、外周及び底を拘束せず、
口部のみを固定した状態で、延伸棒とエアブローの吹き
込みにより、１次ブローボトルを得た（フリーブローボ
トル）。次に内圧を開放し、円筒状のヒーター内に挿入
し、加熱収縮させた後、今度は金型（金型温度７０℃）
を用いて延伸ブローを行い、内容量約１．５リットルの
自立型１ピースボトル（図１）を得た。なお、各ブロー
直前の温度は、プリフォーム及びボトルの高さの中央部
の位置について、赤外線放射温度計にて、プリフォーム
温度及びボトル加熱温度として測定した。これらの温度
を変化させて、ボトルＡ，Ｂ，Ｃを作製した。

【００６１】これらボトルで底部については、底中心か
ら外方へ５ｍｍ、１５ｍｍ、２５ｍｍの位置をそれぞれ
ア、イ、ウとし、ボトル胴部については高さ方向の中央
部（口部先端部から１５０ｍｍの位置）をエとして（図
１）、各部の肉厚及び結晶化度を測定した。その結果を
表１に示す。ア部については、断面がボトルの周方向対
厚さ方向になるように、ミクロトームを用いて１０μｍ
にスライスし、（周方向−厚さ方向）の複屈折Δｎを測
定した。厚さ方向に分布がある場合もあるので、厚さの
ほぼ中央部における複屈折Δｎを測定値とした。

【００６２】落下試験については各３本で行い、３本と
も割れが無い場合を○、２本が割れが無い場合をΔ、２
本以上割れる場合を×として、表２に示す。耐熱圧試験
については試験後の底中心部の高さＨ₁ 及び変位高さΔ
Ｈを表２に示す。また、表１から計算される底部と胴中
央部の肉厚比及び結晶化度比も合わせて表２に示す。ス
トレスクラック試験もボトル各１５本につき行った結果
を表２に示す。

【００６３】比較例１ プリフォーム加熱の操作までは実施例１と同様に行い、
次にブロー金型を用いて延伸棒とエアブローの吹き込み
により、図１と同様のボトルを作製した。金型温度は７
０℃で行い、プリフォームの温度を変えて、Ｄ、Ｅのボ
トルを得た。実施例１と同様の測定を行いその結果を表
１、表２に示す。

【００６４】表２より、ボトルＡ及びＢは、落下試験に
おいては割れが無く、良好な耐落下衝撃性を持ち、ま
た、耐熱圧試験においては、底中心部の変位高さΔＨが
小さいことから、良好な耐熱圧性も兼ね備えていること
がわかる。これらのボトルは底部中央部肉厚が胴部中央
部の肉厚の０．５乃至２．０倍の肉厚の範囲に入ってお
り、（周方向−厚さ方向）の複屈折Δｎが０．０７０以
上であり、且つ底部中央部は胴部中央部の結晶化度の
０．８乃至１．４倍の結晶化度の範囲に入っている。こ
れらのことは、ボトル底部中央部が十分に延伸され、結
晶化も十分にし、分子配向していることによって、胴部
並みの耐熱圧性と落下強度を持ちえるようになったこと
を示す。また、分子配向していることにより、耐ストレ
スクラック性も優れていることがわかる。

【００６５】ボトルＣは落下試験では底部が割れた。ま
た耐熱圧試験で底部中心高さが−２．３ｍｍになったと
いうことは、本来の接地部より下側へ突出したというこ
となので、もはや自立性に安定はなくなる。耐ストレス
クラック性については底部が肉薄のため変形し、若干悪
化している。

【００６６】ボトルＤは一般的な延伸ブロー成形で作っ
たボトルであり、落下試験の結果は良好であったが、耐
熱圧試験ではやはり底部が突出してしまうことがわか
る。しかも４．４ｍｍ分も出てしまうことから、もはや
自立性はなく倒れてしまうので、ボトルとして実用に耐
えない。耐落下衝撃強度に関しては厚肉なので良好であ
るが、厚肉ということは逆に延伸がほとんどされていな
いことであり、複屈折が０．０３０と非常に小さいこ
と、またア、イ部では結晶化度が０％ということからわ
かるように、分子配向が小さく配向結晶化もしていな
い。そのため、７０℃シャワー殺菌によりクリープが起
こり、突出すると考えられる。耐ストレスクラック性は
底部が分子配向していないため悪い。

【００６７】ボトルＥの場合は、Ｄよりも底部が伸びて
いるが、その程度では耐熱圧試験には耐えられていな
い。、また底部の配向が小さいままＤより薄肉にしてい
るので、落下衝撃に対しては少し弱くなっている。耐ス
トレスクラック性も底部が配向していないため悪い。

【００６８】以上より、耐熱圧性及び耐落下衝撃性、耐
ストレスクラック性を高めるためには、十分に延伸配向
していて、更にある程度の肉厚があることが好ましいこ
とがわかる。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、フリーブローによる底
部中央部の高度の薄肉化、これに続く熱処理による底部
の高度の配向結晶化とを行い、しかも最終ブロー成形で
自立型のワンピース型底形状を形成させることにより、
従来に認められない底部の薄肉化と配向結晶化とが可能
となり、これにより、自生圧力を有する内容物を充填
し、この状態で熱水殺菌乃至滅菌を行う用途に使用する
ことが可能となり、底部の強度並びに耐熱性を顕著に改
善し且つ自立安定性をも向上させることが可能となる。
更に耐ストレスクラック性も向上する。また、容器底部
を薄肉化しながら、強度及び耐熱性を向上させたため、
容器の目付量を少なくし、これにより、容器コストの低
減と軽量化とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリエステルボトルの構造の一例を説
明するための側面断面図である。

【図２】図１のボトルの底面図である。

【図３】炭酸飲料充填状態（炭酸ガス２．３VOL ％）の
殺菌時のボトル内温度と７０℃の熱水シャワー時間との
関係を示すグラフである。

【図４】本発明に用いるプリフォームを示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ボトル ２ 首部 ３ 肩部 ４ 胴部 ５ 底部 ６ キャップ締結用のネジ部 ７ サポートリング ８および９ 段差部 １０ 底部中央部 １１ 周辺接地部 １２ 半球状の部分 １３ 脚部 ２０ プリフォーム ２１ 首部 ２２ 胴部 ２３ 閉塞底部 ２４ ネジ等の蓋締結機構 ２５ サポートリング

フロントページの続き (72)発明者 倉島 秀夫 神奈川県横須賀市岩戸３−26−16 (72)発明者 池上 裕夫 神奈川県相模原市西橋本３−５−21 (72)発明者 竹内 公生 神奈川県川崎市宮前区野川2297−５ (56)参考文献 特開 平５−42586（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−122516（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65D 1/00 - 1/48 B29C 49/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性ポリエステルの延伸ブロー成形
   で形成され、首部、胴部及び底部を備えた耐熱圧ポリエ
   ステルボトルにおいて、底部には底部中央部と底部中央
   部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とがワンピ
   ースの自立構造に形成されており、底部中央部は、ゲー
   ト切断部を除いて、胴部中央部の肉厚の０．５乃至２倍
   の厚みとなるように薄肉化されていると共に、周方向−
   厚さ方向の複屈折率が０．０７０以上となるように分子
   配向されており、且つ底部中央部は胴部中央部の結晶化
   度の０．８乃至１．４倍の結晶化度を有することを特徴
   とする底部強度並びに耐熱性と自立安定性とに優れたワ
   ンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル。
2. 【請求項２】 ゲート切断部を除く底部中央部が３５％
   以上の結晶化度を有する請求項１記載のワンピース型耐
   圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル。
3. 【請求項３】 熱可塑性ポリエステルのプリフォーム
   を、延伸温度において、少なくとも外周及び底が拘束さ
   れていない条件下に延伸ブロー成形して、首部、胴部及
   び底部を備えた二次成形品に成形する工程と、該二次成
   形品を加熱して胴部及び底部を熱固定すると共に、その
   収縮を許容する工程と、熱処理工程での成形品をブロー
   成形型中でブロー成形して、前記底部を底中心と底中心
   よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とから成る底
   形状に最終成形する工程とから成ることを特徴とする請
   求項１に記載の底部強度並びに耐熱性と自立安定性とに
   優れたワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル
   の製造方法。