JP3972579B2

JP3972579B2 - Heat-resistant PET bottle and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3972579B2
Application number: JP2000381066A
Authority: JP
Inventors: 温小宮
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002145238A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二軸延伸ブロー成形により耐熱性に優れたＰＥＴボトルを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二軸延伸ブロー成形しなＰＥＴボトルが各種飲料、調味料等の容器として用いられている。二軸延伸ブロー成形では、一旦、射出成形でプリフォームと呼ばれる試験管状のものを成形した後、このプリフォームを加熱し金型内で加圧空気を吹き込んで膨らませ成形する。
また、ＰＥＴボトルには種類があり、熱殺菌が必要な内容物すなわちホットパック（熱間充填）用途には耐熱ボトル、殺菌が必要でかつ炭酸ガス入り飲料用途には熱と圧力の両方に耐える耐熱圧ボトルが使用される。
耐熱ボトル・耐熱圧ボトルでは、ボトル口部に耐熱性を付与させるため、口部結晶化処理が行われる（例えば特公昭６１−２４１７０）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
口部結晶化処理を行なっても、充填・殺菌工程での加熱により、ボトルの口部が僅かではあるが収縮する問題があった。キャップの嵌合状態に悪影響を及ぼし、場合によっては密封性が破れ、殺菌冷却工程で冷却水の吸い込みなどが発生するおそれもあった。また、寸法変化によって、開栓性（トルク）が安定しないという問題もあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
「１．予め口経を大きく成形したプリフォームの口部を熱処理し結晶化収縮率３．０％〜６．０％の範囲で熱収縮して所定の口経に縮径したプリフォームを用いて二軸延伸ブロー成形してなる、耐熱性ＰＥＴボトル。
２．予め口経を大きく成形したプリフォームをホルダーに挿入し、回転させつつ外面から加熱して結晶化収縮率３．０％〜６．０％の範囲で熱収縮して所定の口経に縮径し、次いでコアを口部に挿入して口部を所定寸法に調整して冷却したプリフォームを用いて二軸延伸ブロー成形することを特徴とする耐熱性ＰＥＴボトルの製造方法。」
に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明者は、二軸延伸ブロー成形したボトルの口部を熱処理して結晶化しても内容物を充填し、殺菌し、冷却する工程で収縮が発生し、キャップとの嵌合部の密封性が破れ、稀に冷却工程で冷却水を吸い込む場合があるのを充分防止することができない問題を、二軸延伸ブロー成形前にプリフォームの口部を熱処理し、特定量の熱収縮をさせることにより解決して本発明を完成した。
プリフォームは予め口径を大きく成形し、口部を熱処理し結晶化収縮率３．０〜６．０の範囲で熱収縮させて、所定の寸法に縮径し、二軸延伸ブロー成形用のプリフォームとする。ここで結晶化収縮率は、次式によって算出される。
【０００６】
【数１】
結晶化収縮率（％）＝［｛（口部結晶化処理前のプリフォームの口径）−（口部結晶化処理後のプリフォームの口径）｝／（口部結晶化処理前のプリフォームの口径）］×１００
【０００７】
口部の径は外径で測定しても、内径で測定してもよい。
【０００８】
【実施例】
次に実施例を示して具体的に本発明を説明する。プリフォームの口部の熱処理について説明する。
図１にプリフォームの口部を熱処理するとところを示す。図１はプリフォームの縦半分を断面で示している。
１はプリフォームであって、ホルダー２に挿入されている。３はプリフォームの口部であって、予め口径を大きく成形してある。
４はプリフォームの口部に対向して設けた加熱装置であるが、赤外線ヒーターが効率よく加熱できる。加熱の具体的条件は加熱手段によっても相違するが、一般に１２０〜２５０℃、特に１５０〜２２０℃の温度で、０．３〜１０分間、特に１〜３分間行うのがよい。
ホルダーは加熱ムラが生じないように回転する。加熱が進行し、口部が結晶化して熱収縮率３．０％〜６．０％の範囲で収縮し、所定の口径に縮径したら口部にコア５を挿入して口部を所定の寸法に整えて冷却させる。樹脂の温度がおよそ１００〜１６０℃まで冷えたところで、コア５を脱抜し、その後プリフォームはさらに放冷、あるいは場合によっては冷風を当てながら室温まで冷却される。このようにして口部を熱結晶化したプリフォームを用いて二軸延伸ブロー成形してボトルが得られる。
【０００９】
実施例１
ＰＥＴ樹脂を射出成形し、口部の呼び径２８ｍｍφ、ネックリングハイト２２．４３ｍｍのプリフォームを得た。このプリフォームを図１の装置で約１８０℃で、２分熱処理して、口部の結晶化を行った。結晶化収縮率は３．６％であった。
このプリフォームを常法により二軸延伸ブロー成形して内容量１．５リットル用の耐熱ボトルを得た。
【００１０】
比較例１
結晶化収縮率を２．５％とした以外は、実施例１と同様にして、耐熱ボトルを得た。
【００１１】
口部の耐熱性試験
実施例と比較例のボトルについて耐熱性試験を行った。ボトルの耐熱性はＰＥＴ樹脂の含水状態によって影響を受ける。試験直前のボトルのＰＥＴ樹脂含水率は約５０００ｐｐｍであり、キャップをつけないで試験した。ボトルを９０℃の温水に５分間浸漬し、浸漬後のボトル口部の外径を測定した。測定結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
口部の密封性試験
耐熱性試験で用いたボトルと同様にして作成したボトルに、８７℃の温水を充填し、日本クラウン株式会社製のスクリューキャップＡＰ３ＤＬＰを装着して封止した。巻き締め角度は１３６〜１３７℃であった。このボトルを７５℃５分熱水シャワー殺菌処理してのち、冷却水を吸い込んだ本数を調べた。結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】

【００１５】
表１、表２からわかるように、実施例のボトルでは引用例に比べて、熱水に曝されても熱収縮量が極めて小さく、また殺菌工程での吸い込みが発生しにくい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、内容物を充填し殺菌冷却工程での熱収縮が少なく、密封性に優れ、かつキャップの開栓トルクが安定し開栓性に優れた耐熱性ＰＥＴボトルが、従来の耐熱性ＰＥＴボトルの製造工程を変更することなく、射出成形時のプリフォームの口部寸法を適切に選択した簡単な金型寸法変更で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリフォーム口部の結晶化処理装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１プリフォーム
２ホルダー
３プリフォームの口部
４加熱装置
５コア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a PET bottle excellent in heat resistance by biaxial stretch blow molding.
[0002]
[Prior art]
Biaxial stretch blow molded PET bottles are used as containers for various beverages and seasonings. In biaxial stretch blow molding, a test tube called a preform is once formed by injection molding, and then the preform is heated and blown with pressurized air in a mold to be expanded.
In addition, there are various types of PET bottles, contents that require heat sterilization, that is, heat-resistant bottles for hot pack (hot filling) applications, sterilization is required, and for beverages containing carbon dioxide, they can withstand both heat and pressure A heat and pressure bottle is used.
In heat-resistant bottles and heat-resistant pressure bottles, a mouth crystallization treatment is performed to impart heat resistance to the bottle mouth (for example, Japanese Examined Patent Publication No. 61-24170).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Even when the mouth crystallization treatment is performed, there is a problem that the mouth of the bottle shrinks slightly, due to heating in the filling and sterilization process. There is an adverse effect on the fitting state of the cap, and in some cases, the sealing performance is broken, and there is a possibility that cooling water may be sucked in the sterilization cooling process. In addition, there is a problem that the openability (torque) is not stable due to the dimensional change.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention
“1. Use a preform that has been preliminarily molded with a mouth, heat-shrinked in the range of 3.0% to 6.0% of crystallization shrinkage, and reduced in diameter to a predetermined mouth. A heat-resistant PET bottle formed by biaxial stretch blow molding.
2. A preform having a large diameter is previously inserted into a holder, and heated from the outer surface while rotating, and heat shrinks within a range of crystallization shrinkage of 3.0% to 6.0% to reduce the diameter to a predetermined diameter. Then, a method for producing a heat-resistant PET bottle, wherein the core is inserted into the mouth portion, and the mouth portion is adjusted to a predetermined size and then the preform is cooled and biaxially stretch blow molded. "
About.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Even if the inventor heat-treats the mouth of the bottle formed by biaxial stretch blow molding, the contents are filled, sterilized, and cooled, and shrinkage occurs. The problem is that it is not possible to sufficiently prevent the cooling water from being sucked in the cooling process in rare cases, heat treatment of the mouth of the preform before biaxial stretch blow molding, causing a specific amount of heat shrinkage Thus, the present invention was completed.
The preform is preliminarily formed with a large diameter, and the mouth is heat-treated and thermally shrunk in the range of crystallization shrinkage of 3.0 to 6.0 to reduce the diameter to a predetermined size. Reform. Here, the crystallization shrinkage rate is calculated by the following equation.
[0006]
[Expression 1]
Crystalline shrinkage rate (%) = [{(caliber of preform before mouth crystallization treatment) − (caliber of preform after mouth crystallization treatment)} / (preform before mouth crystallization treatment) Caliber)] × 100
[0007]
The diameter of the mouth may be measured by the outer diameter or the inner diameter.
[0008]
【Example】
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated concretely. The heat treatment of the mouth portion of the preform will be described.
FIG. 1 shows the place where the mouth of the preform is heat-treated. FIG. 1 shows a longitudinal half of the preform in section.
Reference numeral 1 denotes a preform which is inserted into the holder 2. Reference numeral 3 denotes a preform mouth, which is previously formed with a large diameter.
4 is a heating device provided facing the mouth of the preform, and an infrared heater can be efficiently heated. Although the specific conditions for heating differ depending on the heating means, it is generally preferable to carry out at a temperature of 120 to 250 ° C., particularly 150 to 220 ° C. for 0.3 to 10 minutes, particularly 1 to 3 minutes.
The holder rotates so as not to cause uneven heating. As the heating proceeds, the mouth crystallizes and shrinks in the range of heat shrinkage of 3.0% to 6.0%. When the diameter is reduced to a predetermined diameter, the core 5 is inserted into the mouth and the mouth is Allow to cool to size. When the temperature of the resin has cooled to approximately 100 to 160 ° C., the core 5 is removed, and then the preform is further allowed to cool or, in some cases, cooled to room temperature while applying cold air. A bottle is obtained by biaxially stretch-blow-molding using a preform whose mouth is thermally crystallized in this manner.
[0009]
Example 1
PET resin was injection-molded to obtain a preform having a nominal diameter of 28 mmφ at the mouth and a neck ring height of 22.43 mm. The preform was heat-treated at about 180 ° C. for 2 minutes with the apparatus shown in FIG. 1 to crystallize the mouth. The crystallization shrinkage rate was 3.6%.
This preform was biaxially stretched and blow molded by a conventional method to obtain a heat-resistant bottle having an internal volume of 1.5 liters.
[0010]
Comparative Example 1
A heat-resistant bottle was obtained in the same manner as in Example 1 except that the crystallization shrinkage rate was 2.5%.
[0011]
A heat resistance test was conducted on the bottles of the heat resistance test examples and comparative examples of the mouth. The heat resistance of the bottle is affected by the water content of the PET resin. The PET resin moisture content of the bottle immediately before the test was about 5000 ppm, and it was tested without a cap. The bottle was immersed in warm water of 90 ° C. for 5 minutes, and the outer diameter of the bottle mouth after immersion was measured. The measurement results are shown in Table 1.
[0012]
[Table 1]

[0013]
Sealing Test for Mouth Port A bottle prepared in the same manner as the bottle used in the heat resistance test was filled with 87 ° C. hot water and sealed with a screw cap AP3D LP manufactured by Nippon Crown Co., Ltd. The winding angle was 136 to 137 ° C. The bottle was sterilized with a hot water shower at 75 ° C. for 5 minutes, and the number of cooling water sucked in was examined. The results are shown in Table 2.
[0014]
[Table 2]

[0015]
As can be seen from Tables 1 and 2, the bottles of the Examples have a very small amount of heat shrinkage even when exposed to hot water, and are less likely to be sucked in the sterilization process, as compared with the cited example.
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, a heat-resistant PET bottle that is filled with the contents and has little heat shrinkage in the sterilization cooling process, excellent sealing performance, stable cap opening torque, and excellent opening performance is provided. Without changing the manufacturing process of the conductive PET bottle, it can be obtained by a simple mold size change in which the mouth size of the preform at the time of injection molding is appropriately selected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a crystallization treatment apparatus for a preform mouth portion.
[Explanation of symbols]
1 Preform 2 Holder 3 Preform mouth 4 Heating device 5 Core

Claims

Previously mouth diameter larger molded preform was inserted into the holder while rotating in the heating from the outer surface heat treatment of the mouth portion of the preform at a temperature of 120 to 250 ° C., crystallization shrinkage of 3.0% to 6. and thermal shrinkage in the range of 0% reduced in diameter to a predetermined mouth diameter, then a mouth to cool and adjusted to a predetermined size by inserting the core into the mouth portion, the temperature of the resin is cooled to 100 to 160 ° C. By the way, the manufacturing method of the heat resistant PET bottle characterized by carrying out biaxial stretch blow molding using the preform which removed the core and cooled to room temperature .