JP4739725B2

JP4739725B2 - 耐圧容器及びその成形方法

Info

Publication number: JP4739725B2
Application number: JP2004308043A
Authority: JP
Inventors: 大一青木; 要一土屋; 清典島田
Original assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Current assignee: Nissei ASB Machine Co Ltd
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2024-10-22
Also published as: JP2006117289A

Description

本発明は、耐圧容器及びその成形方法に関する。

従来、炭酸飲料用に用いられる飽和ポリエステル製の耐圧容器としては、容器の耐圧性を高めるため底部を半球状に膨出成形し、さらに別途射出成形したベースカップを装着して、容器を自立させたものがあった。しかしながら、このような耐圧容器は、容器のブロー成形の他に別途ベースカップを成形しなければならないことなどから、ベースカップを必要としない耐圧容器が提案されている。

一般的にこのような耐圧容器は、1回の延伸ブロー成形で得られ、底部中心部の周りに複数の脚部を放射状に膨出し、これらの脚部の間に谷部を形成したいわゆるペタロイド構造を有している（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような飽和ポリエステル製の耐圧容器は、極めて微量ながら炭酸ガスが容器の胴部壁面を透過してしまうため、商品として望ましい炭酸ガス濃度を維持したまま炭酸飲料を長期間保存することができなかった。
特公昭４８−５７０８号公報

本発明の目的は、ガスバリア性を向上させた飽和ポリエステル製の耐圧容器及びその成形方法を提供することにある。

本発明にかかる耐圧容器は、
口部と、薄肉円筒状の胴部と、該口部と該胴部とを拡径して接続する肩部と、自立可能な底部と、を有する飽和ポリエステル製の耐圧容器であって、
前記耐圧容器は、プリフォームを該耐圧容器よりも大きな１次ブロー成形品にブロー成形し、該１次ブロー成形品を熱処理して収縮させ、収縮した１次ブロー成形品を最終ブロー型内で再度ブロー成形して得られることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、１次ブロー成形品が最終成形品である耐圧容器よりも大きく延伸されることで、特に胴部の配向度が向上し、熱処理によって配向が不十分な箇所がいわゆる歪となって収縮するため、胴部の配向度は従来の耐圧容器よりも高いものとなる。さらに、本発明の一態様によれば、熱処理によって結晶化が進行するため、従来の耐圧容器に比べて結晶化度が向上する。したがって、本発明の耐圧容器は、従来の耐圧容器に比べて大きく配向され、さらに熱処理によって結晶化が進行することによってガスバリア性を大きく向上させることができる。

本発明にかかる耐圧容器において、
前記胴部は、密度が１．３７０ｇ／ｃｍ^３〜１．３９０ｇ／ｃｍ^３とすることができる。

このような構成とすることで、従来の耐圧容器に比べ胴部からの炭酸ガスの透過を抑えることができる。特に、胴部は二軸延伸されて一般に薄肉に形成されるため、単位表面積あたりに換算した炭酸ガス透過率が容器の他の部位よりも高いが、胴部の密度を上げることで炭酸ガスの透過を効率良く抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器を示す概略正面図である。図２は、本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器の成形工程を説明する図である。

（耐圧容器）
図１に示すように、本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器１は、二軸延伸ブロー成形された飽和ポリエステル製の容器であって、開口しキャップを受け入れるための口部２と、薄肉円筒状の胴部４と、該口部と該胴部とを拡径して接続する肩部３と、自立可能な底部５と、を有する。

本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器１は、従来のようにプリフォームを１回ブロー成形して得られた耐圧容器と比較してガスバリア性が向上する。耐圧容器のガスバリア性は、耐圧容器の炭酸ガス透過率（ｃｃ／ｄａｙ／ｐａｃｋａｇｅ）で表すことができる。また、耐圧容器のガスバリア性については、炭酸ガス透過率の代わりに水分透過率（ｇ／ｄａｙ／ｐａｃｋａｇｅ）の測定結果を用いて簡易的に判断することができる。例えば、ガスバリア性を水分透過率で説明するならば、従来の耐圧容器では０．０８１ｇ／ｄａｙ／ｐａｃｋａｇｅであったのに対し、本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器１は０．０７３ｇ／ｄａｙ／ｐａｃｋａｇｅとなり、従来の耐圧容器に比べてガスバリア性の改良率は、１．１倍にまで改良されたといえる。

口部２は、外周にねじ部２２と、口部２の下端に形成された環状に突出したサポートリング部２４と、を有する。ねじ部２２は、耐圧容器１の縦軸方向に一部切り欠いて形成された図示せぬスリットが形成されている。

肩部３は、サポートリング部２４の下から胴部４の上端へ拡径して接続する略円錐状に形成されている。

胴部４は、耐圧容器１の最大径を有する薄肉円筒状であって、ラベルを巻きつける平坦なラベル部４４を含む。また、胴部４の密度は、１．３７０ｇ／ｃｍ^３〜１．３９０ｇ／ｃｍ^３が好ましい。胴部４の密度が１．３７０ｇ／ｃｍ^３以上とすることで、従来の耐圧容器に比べて１．１倍以上のガスバリア性を得ることができる。また、胴部４の密度が１．３９０ｇ／ｃｍ^３より高いと、胴部４が白濁し、商品価値がなくなり好ましくない。

底部５は、胴部４の下端に接続し、複数例えば５本の脚部５２を膨出形成し、各脚部５２を接続する谷部５４が形成されている。脚部５２は、下端で接地して耐圧容器１を自立させる。

（耐圧容器の成形方法）
本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器１の成形方法について、図２を用いて説明する。

本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器１は、プリフォーム６を該耐圧容器１よりも大きな１次ブロー成形品７にブロー成形し、該１次ブロー成形品７を熱処理して収縮させ、収縮した１次ブロー成形品を最終ブロー型内で再度ブロー成形して得られる。

まず、飽和ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂を射出成形してプリフォーム６を得る。プリフォーム６は、耐圧容器１と同じ形状の口部６２と、該口部６２に接続する円筒状の胴部６４と、該胴部６４を閉塞する底部６５と、を有する。

そして、プリフォーム６を図示せぬ赤外線ヒータなどの加熱装置によって加熱した後、割型の１次ブロー型７６及び１次底型７７内に配置する。金型内に配置されたプリフォーム６は、図示せぬ延伸ロッドによりプリフォーム６の縦軸方向に延伸され、高圧エアにより周方向にブローされて、１次ブロー成形品７が二軸延伸ブロー成形される。

１次ブロー型７６は、最終成形品である耐圧容器１よりも大きなキャビティを有し、加熱されている。

次に、１次ブロー成形品７内の高圧エアを脱気すると共に、１次ブロー型７２を型開きすると、１次ブロー成形品７は急激に収縮して最終成形品である耐圧容器１よりも小さくなる。これは、１次ブロー成形品７における胴部７４に、配向の不十分な箇所が歪部分として残っており、１次ブロー型７６から受ける熱によって歪部分が収縮変形するためである。そして、この収縮変形することによって、歪部分がなくなり、もしくは減少するが、高度に配向された部分は維持されるものと推測される。また、１次ブロー型７６の熱処理によって結晶化が進行する。このため、収縮後の1次ブロー成形品７及び耐圧容器１の胴部７４、４の樹脂は、密度が高くなる。

最後に、収縮した１次ブロー成形品７を最終ブロー型１２及び最終底型１４内に配置して、１次ブロー成形品７内に再度高圧エアを導入し、耐圧容器１を得る。

こうして得られた、本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器は、従来の1回ブロー成形の耐圧容器に比べて１次ブロー成形品７で大きく配向され、さらに１次ブロー型の熱処理によって結晶化が進行することによってガスバリア性を大きく向上させることができる。

本発明の実施例１として、ポリエチレンテレフタレート樹脂を射出成形して得られたプリフォームの胴部を赤外線ヒータで加熱し、１次ブロー型及び１次底型内で二軸延伸ブロー成形して１次ブロー成形品を成形した。１次ブロー成形品は、１８０℃の１次ブロー型によって胴部を熱処理され、１次ブロー型及び１次底型を型開きすると共に、内部の高圧エアを脱気すると、耐圧容器よりも小さい大きさまで収縮した。収縮して軟化した状態の１次ブロー成形品を最終ブロー型内に配置し、再度高圧エアでブロー成形して内容量６００ｃｍ^３の耐圧容器を得た。

このようにして得られた耐圧容器について、炭酸ガス透過率と水分透過率を測定した。炭酸ガス透過率は、耐圧容器に６００ｃｍ^３の４．０ガスボリュームの炭酸水を充填し、室温２２℃で１日当たりの炭酸ガス透過量（ｃｃ／ｄａｙ／ｐａｃｋａｇｅ）を測定した。また、水分透過率は、耐圧容器に６００ｃｍ^３の水を充填し、室温３８℃、湿度２０％の恒温室で７日間保管し、保管後の重量を測定し、１日当たりの水分透過量（ｇ／ｄａｙ／ｐａｃｋａｇｅ）を計算した。なお、ガスバリア性改良率（ＢＩＦ）を算出するため、比較例として、１次ブロー型を用いず、プリフォームを赤外線ヒータで加熱し、上記実施例１と同じ最終ブロー型及び最終底型内で二軸延伸ブロー成形した耐圧容器を用いて、同様にして炭酸ガス透過率と水分透過率を測定した。「ＢＩＦ」は、ＢａｒｒｉｅｒＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＦａｃｔｅｒであり、比較例の透過率を、実施例の透過率で除算した値である。その結果を表１に示す。

表１から、１回のブロー成形によって得られた耐圧容器よりも２回ブロー成形を行なって得られた耐圧容器の方がガスバリア性がよく、炭酸ガス透過率と水分透過率は相関があることが判った。なお、比較例１のＢＩＦは「１」であり、実施例のＢＩＦが大きいほど水分を透過しにくい、つまりガスバリア性がよいということになる。

本発明の実施例２として、１次ブロー型の熱処理温度を１００℃〜２２０℃の間で変化させ、最終ブロー型を５００ｃｍ^３のキャビティを用いて、上記実施例１と同様にして内容量５００ｃｍ^３の耐圧性容器を得た。このようにして得られた耐圧容器に５００ｃｍ^３の水を充填し、上記実施例１と同様に水分透過率を測定した。なお、比較例２として、１次ブロー型を用いず、プリフォームを赤外線ヒータで加熱した後、上記実施例２と同じ最終ブロー型及び最終底型内で二軸延伸ブロー成形して内容量５００ｃｍ^３の耐圧容器を成形した。また、これら耐圧容器の胴部の一部を切り取り、密度勾配管を用いて密度を測定した。その結果を表２に示す。

なお、表２における「ＢＩＦ」は、比較例の最終ブロー型の温度を温度調節しない場合における水分透過率を、各実施例及び比較例の水分透過率で除算した値（ガスバリア性改良率）である。実施例１の結果から、水分透過率と炭酸ガス透過率は、相関があることが判っているので、実施例２においては測定の容易な水分透過率でガスバリア性改良率（ＢＩＦ）を表した。

表２から、１回のブロー成形によって得られた耐圧容器に対して、特に１次ブロー型の熱処理温度が１４０℃〜２２０℃で成形された実施例２の耐圧容器のガスバリア性改良率（ＢＩＦ）が１．１１倍〜１．２７倍となることが判った。

本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器を示す概略正面図である。本発明の一実施の形態にかかる耐圧容器の成形工程を説明する図である。

符号の説明

１耐圧容器
２口部
３肩部
４胴部
５底部
６プリフォーム
７１次ブロー成形品

Claims

炭酸飲料用の飽和ポリエステル製の耐圧容器の成形方法であって、
１８０〜２２０℃に加熱された一次ブロー型と、一次底型とを用い、プリフォームを前記耐圧容器よりも大きな１次ブロー成形品にブロー成形し、かつ、前記一次ブロー成形品の胴部を前記一次ブロー型により加熱する工程と、
前記一次ブロー成形品内のブローエアーを脱気した後に前記一次ブロー型及び前記一次底型から取り出された、熱収縮して前記耐圧容器よりも小さい前記一次ブロー成形品を、最終ブロー型及び最終底型内に配置して、最終ブロー型及び最終底型により熱処理することなく最終成形品である前記耐圧容器に最終ブロー成形する工程と、
を有し、
前記耐圧容器は、口部と、薄肉円筒状の胴部と、該口部と該胴部とを拡径して接続する肩部と、自立可能な底部と、を有し、前記最終底型にて形成される前記底部が、複数の脚部と、前記複数の脚部の間に形成された谷部とを含むペタロイド構造であり、前記最終ブロー型及び前記最終底型内で前記プリフォームがブロー成形された容器よりも１．２６倍以上のガスバリア性を有する前記耐圧容器を成形することを特徴とする耐圧容器の成形方法。
炭酸飲料用の飽和ポリエステル製の耐圧容器であって、
１８０〜２２０℃に加熱された一次ブロー型と、一次底型とを用い、プリフォームを前記耐圧容器よりも大きな１次ブロー成形品にブロー成形し、かつ、前記一次ブロー成形品の胴部が前記一次ブロー型により加熱され、
前記一次ブロー成形品内のブローエアーを脱気した後に前記一次ブロー型及び前記一次底型から取り出された、熱収縮して前記耐圧容器よりも小さい前記一次ブロー成形品が、最終ブロー型及び最終底型内に配置されて最終ブロー型及び最終底型により熱処理されることなく最終成形品である前記耐圧容器に最終ブロー成形されて製造され、
前記耐圧容器は、口部と、薄肉円筒状の胴部と、該口部と該胴部とを拡径して接続する肩部と、自立可能な底部と、を有し、前記底部が、複数の脚部と、前記複数の脚部の間に形成された谷部とを含むペタロイド構造であり、前記胴部は、密度が１．３７０ｇ／ｃｍ^３〜１．３９０ｇ／ｃｍ^３であり、前記最終ブロー型及び前記最終底型内で前記プリフォームがブロー成形された容器よりも前記耐圧容器が１．２６倍以上のガスバリア性を有することを特徴とする耐圧容器。