JP4899707B2 - 耐熱性pet容器の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の耐熱性PET容器の製造方法では、溶融PET系樹脂を金型に射出形成する工程が必須である。該工程で使用する金型は、容器平均厚が3.0〜7.0mm、より好ましくは4.0〜6.0mm、特に好ましくは4.5〜5.5mmの容器製造用の金型である。7.0mmを超える場合には、結晶化が均一に行われない場合が多い。なお、容器の厚さに下限はなく、本願発明によってフィルム状の容器も製造することができるが、射出成型可能な厚さとして上記下限を設けた。このような容器としては、皿、鉢、碗、コップなど、従来瀬戸物で製造され、耐熱性や保温性が要求される容器に広く応用することができる。なお、本願において、金型の「コア」および「キャビティー」とは、凸形状のものと凹形状のものを組み合わせてその間隙に樹脂を充填して製品を作る金型において、凹型状の型をキャビティーを、凸形状の型をコアとする。また、金型の形状によっては上記定義に即しない場合には、容器の内側を形成する金型をコアと称し、容器の外側を形成する金型をキャビティーと称する。なお、本発明で使用する金型は、PET系樹脂を充填する表面にブラスト加工を行ってもよい。ブラスト加工によって射出成型容器の離型性が向上する場合がある。
本発明で使用するPET系樹脂は、主としてPETが使用されるが、PET樹脂の本質が損なわれない限り、エチレンテレフタレート単位を主体として、他のポリエステル単位を含む共重合ポリエステルも使用でき、たとえば耐熱性を向上させるためにナイロン系樹脂、ポリエチレンテレナフタレート樹脂等の樹脂をブレンドして使用することもできる。共重合ポリエステル形成用の成分としては、たとえばイソフタル酸、ナフタレン2,6−ジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸成分、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール等のグリコール成分を使用することができる。また、必ずしもPET系樹脂ペレットを溶融する必要はなく、使用後のPETを粉砕したリサイクルPET樹脂などを使用することもできる。
本発明において、射出成型時のコアの温度は、40〜50℃であり、より好ましくは43〜47℃、特に好ましくは45℃である。また、キャビティーの温度は、15〜25℃、より好ましくは18〜22℃、特に好ましくは20℃である。上記したコアおよびキャビティーの温度は、いずれもPET系樹脂の結晶化温度よりも低い。この温度範囲でキャビティー側とコア側との間に温度に差を設け、コア側の温度をキャビティー側の温度よりも高く設定し、結晶化温度よりも高温で溶融したPET系樹脂を金型に充填すると、射出成型容器におけるコア側の結晶化度を高くすることができ、その結果、次工程で温度120〜200℃でキャビティー側をコア側より先に加熱して結晶化を促進する際に、容器の変形を防止することができる。
上記によって射出成型容器を得た後、本発明では、該射出成型容器を温度80〜200℃で90〜100分、より好ましくは80〜180℃で90〜100分、特に好ましくは80〜160℃で90〜100分加熱し、結晶化を促進させる。この際、結晶化を促進するには、温度118〜122℃で18〜22分、ついで温度150〜160℃で8〜12分と複数段に加熱するとより結晶化をより促進することができる。120℃を下回ると、結晶化率が低下する場合があり、一方、200℃を超えると、結晶化したPET系樹脂が再度溶融するため、容器が変形する場合がある。なお、上記方法に代えて、温度80〜120℃の範囲で漸次温度を上昇させながら、60〜90分加熱して結晶化を促進する方法であってもよい。
気は、該貫通孔(15)を介して射出成型容器(100)の内側に流入するが、射出成型容器(100)の外側よりも内側の温度上昇が遅くなる。このため加熱雰囲気によって容器外側の樹脂が柔軟になった場合でも容器内側の軟化を遅延させて容器の変形を抑えることができる。加えて、前記したように、本発明では、前記射出成型工程で金型のコアの温度をキャビティーの温度よりも高くして、射出成型容器(100)のコア側の結晶化度を促進させているため、加熱初期段階での耐熱変形性は十分あり、両者があいまって、容器変形を効率的に防止することができる。更に、上記遮蔽板(10)を使用して容器内側と外側との軟化時間に差を設けることで、変形を防止しつつ容器外側の結晶化を完成させて容器外側に強度を付与させ、ついで容器内側の結晶化を完成させ、容器の変形を有効に防止すると共に容器全体の均一な結晶化を同時に達成することができる。
一方、容器に印刷を施す場合には、前記(3)の射出成型工程の後に、得られた射出成型容器に溶媒で溶解した染料を使用して彩色して印刷することができ、その後に印刷した射出成型容器を前記(4)の加熱工程で加熱することで印刷の定着と結晶化とを同時に行うことができる。
本発明では、前記(3)の射出成型工程および前記(4)の加熱工程を経た容器をそのまま耐熱性PET容器として使用することができ、前記(3)の射出成型工程についで前記(5)の印刷工程を行い、ついで前記(4)の加熱工程を経た容器を耐熱性PET容器として使用することができる。
予め樹脂充填側をブラスト処理した平均厚が3.0〜7.0mm、内径90〜100mm、高さ100〜110mmのマグカップ用金型のコアの温度を40〜50℃、キャビティーの温度を15〜25℃に加熱した。
実施例1で得た耐熱性PET容器について、図2に示す各部位の結晶化度を測定した。結果を表1に示す。なお、結晶化度は以下の式で示される。
13・・・円弧のくぼみ、
15・・・貫通孔、
17・・・翼、
19・・・翼部貫通孔、
100・・・射出成型容器。
Claims (9)
- 容器平均厚が3.0〜7.0mmである金型のコアの温度を40〜50℃、キャビティーの温度を15〜25℃に加熱し、温度230〜240℃の溶融PET系樹脂を射出成型して射出成型容器を得る工程と、
前記射出成型容器を温度120〜200℃で加熱する工程とからなる、耐熱性PET容器の製造方法。 - 前記加熱工程は、前記射出成型容器を温度118〜122℃で18〜22分、次いで温度150〜160℃で8〜12分の雰囲気下で加熱するものである、請求項1記載の耐熱性PET容器の製造方法。
- 前記加熱工程において、前記射出成型容器の開口部側に貫通孔を有する遮蔽板を載置することを特徴とする、請求項1または2記載の耐熱性PET容器の製造方法。
- 前記射出成型工程において、前記溶融PET系樹脂は、結晶化度35〜50%のPET系樹脂を溶融したものである、請求項1〜3のいずれかに記載の耐熱性PET容器の製造方法。
- 前記射出成型工程で得た射出成型容器に染料で印刷し、次いで、印刷後の射出成型容器を前記加熱工程で加熱することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の耐熱性PET容器の製造方法。
- 得られた耐熱性PET容器の結晶化度が35〜40%である、請求項1〜5のいずれかに記載の耐熱性PET容器の製造方法。
- 前記耐熱性PET容器がコップである、請求項1〜6のいずれかに記載の耐熱性PET容器の製造方法。
- 前記溶融PET系樹脂を射出成型してなる射出成型容器の外側を加熱し、次いで容器内側を加熱し、容器内側の結晶化度を容器外側の結晶化度より高めることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の耐熱性PET容器の製造方法。
- 前記溶融PET系樹脂を射出成型してなる射出成型容器を加熱し、前記容器の開口部を軟化させ、前記遮蔽板に設けた凹部によって賦型することを特徴とする、請求項3〜8のいずれかに記載の耐熱性PET容器の製造方法。
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