JP5614609B2 - 合成樹脂製壜体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
またプリフォームの口部の口径を大きくすると、射出成形機の金型用盤面の制約から、一度の射出成形により成形可能なプリフォームの個数が少なくなると云う、生産性の低下の問題もある。
PET系樹脂製の2軸延伸ブロー成形による合成樹脂製壜体において、
口筒部は、胴部と同様に試験管状のプリフォームの径を2軸延伸ブロー成形の延伸工程により拡径して形成したもので、
前記延伸と、金型温度を前記PET系樹脂の熱結晶化温度領域の所定の温度に設定することにより、口筒部の密度を1.368g/cm3以上とする、と云うものである。
ここで、口筒部の延伸倍率は胴部等に比較して小さくなるので、延伸だけでは十分に密度を高くすることはできないし、一方、金型温度を高温にしても金型からの加熱だけでは、2軸延伸ブロー成形の生産性を損なうことなく、短時間内で密度を高くすることは困難である。
PET系樹脂製の2軸延伸ブロー成形による合成樹脂製壜体において、
口筒部は、胴部と同様に試験管状のプリフォームの径を2軸延伸ブロー成形の延伸工程により拡径して形成したもので、
2軸延伸ブロー成形による口筒部の縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率の積を4倍程度とし、
口筒部の平均肉厚を0.6〜1.8mmの範囲とし、
口筒部を形成する部分の金型温度をPET系樹脂の熱結晶化温度領域内の温度に設定し、
口筒部の示差走査熱量測定(DSC)の定速昇温測定における結晶化に伴う発熱ピークから算出される結晶化エンタルピー△Hcの絶対値及び、融解に伴う吸熱ピークから算出される融解エンタルピー△Hmの比率(|△Hc|/△Hm)を0.1未満とし、
90℃の水を充填して実施する耐熱試験による前記口筒部の外径の寸法変化率を0.2%以下とする、と云うものである。
ここで、示差走査熱量測定(DSC)によるこの△Hc、△Hmの測定方法は次のようなものである。
(1)口筒部からサンプルを採取して試料パンにセットする。
(2)一定速度(10℃/分)で20℃から300℃まで昇温させて、略80〜180℃の温度範囲に現れる結晶化に伴う発熱ピークの面積から△Hcを、略170〜260℃の温度範囲に現れる融解に伴う吸熱ピークの面積から△Hmを算出する。
なお、従来の通常のペットボトルの口筒部の肉厚は2mm程度である。
PET系樹脂製の2軸延伸ブロー成形による合成樹脂製壜体の製造方法であり、
試験管状のプリフォームを用い、
ブロー成形金型の壜体の口筒部を形成する部分の金型温度を熱結晶化温度領域の所定の温度に設定し、
胴部と同様に口筒部を、予熱した試験管状のプリフォームの径を2軸延伸ブロー成形の延伸工程により拡径して形成し、
口筒部における延伸倍率と金型温度の設定を、口筒部の結晶化の進行程度の指標である密度が所定の値以上になるように調整する、と云うものである。
PET系樹脂製の2軸延伸ブロー成形による合成樹脂製壜体の製造方法であり、
試験管状のプリフォームを用い、
ブロー成形金型の壜体の口筒部を形成する部分の金型温度をPET系樹脂の熱結晶化温度領域内の温度に設定し、
胴部と同様に口筒部を、予熱した試験管状のプリフォームの径を2軸延伸ブロー成形の延伸工程により拡径して形成し、延伸工程による口筒部の縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率の積を4倍程度とし、
口筒部における縦方向と横方向の延伸倍率の積と金型温度の設定を、口筒部の結晶化の進行程度の指標である示差走査熱量測定(DSC)の定速昇温測定における結晶化に伴う発熱ピークから算出される結晶化エンタルピー△Hcの絶対値及び、融解に伴う吸熱ピークから算出される融解エンタルピー△Hmの比率(|△Hc|/△Hm)が0.1未満となるように調整する、と云うものである。
ここで、従来の口筒部の熱結晶化処理は赤外線ヒータ等を用いて200℃程度の高温で実施されるものであるが、本発明の製造方法によれば比較的低温の135℃程度の温度で結晶化を短時間に進行させることが可能である。
プリフォームを円筒状の胴部の上端部にネックリングを配設した口部を有する形状とし、この口部を利用してプリフォームを金型内に固定し、プリフォームの胴部と底部を2軸延伸して、壜体の口筒部、肩部、胴部、および底部を形成し、その後壜体の口筒部の上端面の上方に一体連結される前記プリフォームの口部を含む部分を切除する、と云うものである。
まず、本発明の主たる構成を有する合成樹脂製壜体にあっては、壜体の口筒部は胴部と同様に2軸延伸により配向結晶化し、この配向結晶化により生成した微結晶を核として、さらに高温に設定した金型温度により結晶化を均一に進行させて、結晶化エンタルピー△Hcの絶対値及び融解エンタルピー△Hmの比率(|△Hc|/△Hm)を0.1より小さくしたものであり、肉厚が比較的薄肉であっても高温充填工程等の高温下にあって、収縮や変形を抑制することができ、耐熱性を付与することができる。
図1は本発明の合成樹脂製壜体の一実施例を示す正面図であり、また図2は図1の壜体の前駆体である中間成形品の一例を示す正面図である。
この壜体1はPET樹脂製の2軸延伸ブロー成形によるものであり、広口の口筒部2、肩部3、胴部4そして底部5を有し、胴部4には周壁の剛性及び座屈強度を高くするための周溝リブ6が5ケ配設されている。
口筒部外径59.61mm、口筒部平均肉厚1.05mm、胴部外径90.5mm、胴部平均肉厚0.43mm、全高さ147.76mm、容量725ml
まず、本発明の製造方法の概略は、図2中、胴部24から底部25にかけての部分を二点鎖線で描いたプリフォーム21を2軸延伸ブロー成形して中間成形品11を成形し、その後この中間成形品11の上部に位置する切除部Cを切除して壜体1を製造する、と云うものである。そして本発明の製造方法の特徴は口筒部2を、延伸工程で胴部4と共に縦横に延伸して成形すると共に、この口筒部2を形成する金型部分の温度を比較的高く設定し、これら両要件により口筒部2の結晶化を十分に進行させる点にある。
胴部平均肉厚4.2mm、胴部外径33mm、ネック下高さ97mm
また、この延伸連結部13の下端部には切除部分Cの切除をスムーズに実施できるようにガイド周溝14が形成されている。
また、テーパー筒状の延伸連結部13により口筒部2の拡径状の延伸をスムーズに達成することができる。
また、本実施例における2軸延伸ブロー成形の主たる成形条件では、プリフォーム11の予熱温度を120℃とし、胴部4、底部5を形成する部分の平均的な金型温度を130℃としている。
ここで、各物性の測定条件は次の通りである。
(1)密度は、口筒部2のリップ部2a、ネジ部2b、ビード下部2d、ネックリング部2e(図1参照)の各箇所からサンプリングし、JISK7112の測定方法に沿って密度を測定し、平均値を算出した。
(2)結晶化エンタルピー△Hc及び融解エンタルピー△Hmは密度と同様に口筒部2の各箇所からサンプリングして試料パンにセットし、一定速度(10℃/分)で20℃から300℃まで昇温させて、略80〜180℃の温度範囲に現れる結晶化に伴う発熱ピークの面積から△Hcを、略170〜260℃の温度範囲に現れる融解に伴う吸熱ピークの面積から△Hmを求め、平均値を算出した。
(3)高温化での寸法変化率は、高温充填工程を想定して壜体内に90℃の水を充填する耐熱試験を実施し、その充填前後の外径の変化率を、口筒部2のリップ部2a、ネジ部2b、ビード下部2d、ネックリング部2eの各箇所において測定し、平均値を算出した。
ここで、上記口筒部の外径の変化率とキャップによるシール性の関係を検討すると、耐熱口筒部としての性能が発揮されるためには寸法変化率を0.25%未満とする必要があり、さらに0.2%以下とすることにより、より確実にシール性が発揮される。
測定結果Aについてみると、20℃から一定速度(10℃/分)で昇温すると、80℃近傍から結晶化が開始し、150℃近傍でこのピークが終了する。さらに昇温を続けると190℃近傍から結晶の融解が開始し、260℃近傍でこのピークが終了する。そして、上記ピークの面積(図中ハッチングで示した部分の面積)から結晶化エンタルピー△Hc及び融解エンタルピー△Hmを算出することができる。
なお、結晶化エンタルピー△Hcは発熱ピークに基づくものであり、通常マイナスで記載するが、結晶化の進行の指標として本発明では絶対値である|△Hc|を用いている。
また、135℃、149℃において今回のDSC測定条件では発熱ピークが現出していないため、表1での測定結果は0として表示している。なおこのため167℃のサンプルについてのDSC測定は割愛した。
(1)110℃〜167℃の範囲で金型温度を高くすると、密度が大きくなり、口筒部の寸法変化率が小さくなる。
(2)110℃〜149℃の範囲で金型温度を高くすると、|△Hc|が小さくなり、口筒部の寸法変化率が小さくなる。
(3)上述したように、キャップによるシール性の保持と云う観点から、口筒部2の外径の寸法変化率が0.25%未満であることが耐熱性の基準となり、この基準から密度を1.368g/cm3以上とする、また|△Hc|/△Hmを0.1より小さくすると云うのが耐熱性口筒部の基準となる。
(4)また、口筒部の延伸倍率が本実施例のように4倍程度の場合には金型温度を135℃以上とすることにより上記基準を達成することができる。
たとえば上記実施例では容量が725mlの丸形壜体について説明したが、角形壜体、またさらに小型、さらに大型の壜体についても適用することができる。
また、上記実施例ではPET樹脂製の壜体について説明したが、前述したように、PET樹脂の本質が損なわれない範囲で、他の成分を共重合、あるいはブレンドしたPET系樹脂にも適用することができる。
また、図2に示した切除部分Cの形状もプリフォームの生産性や、切除に係る設備や生産性を考慮して、適宜の形状とすることができる。
2 ;口筒部
2a;リップ部
2b;ネジ部
2c;ビード部
2d;ビード下部
2e;ネックリング
3 ;肩部
4 ;胴部
5 ;底部
6 ;周溝リブ
11;中間成形品
13;延伸連結部
14;ガイド周溝
21;プリフォーム
22;口部
22b;螺条
22e;ネックリング
24;胴部
25;底部
C ;切除部分
Claims (4)
- ポリエチレンテレフタレート系樹脂製の2軸延伸ブロー成形による合成樹脂製壜体であり、口筒部は、胴部と同様に試験管状のプリフォームの径を前記2軸延伸ブロー成形の延伸工程により拡径して形成したもので、
前記2軸延伸ブロー成形による口筒部の縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率の積を4倍程度とし、
口筒部の平均肉厚を0.6〜1.8mmの範囲とし、
前記口筒部を形成する部分の金型温度を前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂の熱結晶化温度領域内の温度に設定し、
前記口筒部の示差走査熱量測定(DSC)の定速昇温測定における結晶化に伴う発熱ピークから算出される結晶化エンタルピー△Hcの絶対値及び、融解に伴う吸熱ピークから算出される融解エンタルピー△Hmの比率(|△Hc|/△Hm)を0.1未満とし、
90℃の水を充填して実施する耐熱試験による前記口筒部の外径の寸法変化率を0.2%以下としたことを特徴とする合成樹脂製壜体。 - ポリエチレンテレフタレート系樹脂製の2軸延伸ブロー成形による合成樹脂製壜体の製造方法であり、
試験管状のプリフォームを用い、
ブロー成形金型の前記壜体の口筒部を形成する部分の金型温度を前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂の熱結晶化領域内の温度に設定し、
胴部と同様に口筒部を、予熱した試験管状のプリフォームの径を2軸延伸ブロー成形の延伸工程により拡径して形成し、該延伸工程による口筒部の縦方向の延伸倍率と横方向の延伸倍率の積を4倍程度とし、
前記口筒部における縦方向と横方向の延伸倍率の積と金型温度の設定を、口筒部の結晶化の進行程度の指標である前記口筒部の示差走査熱量測定(DSC)の定速昇温測定における結晶化に伴う発熱ピークから算出される結晶化エンタルピー△Hcの絶対値及び、融解に伴う吸熱ピークから算出される融解エンタルピー△Hmの比率(|△Hc|/△Hm)が0.1未満となるように調整することを特徴とする合成樹脂製壜体の製造方法。 - 口筒部を形成する部分の金型温度を135℃以上の温度に設定した請求項2記載の合成樹脂製壜体の製造方法。
- プリフォームを円筒状の胴部の上端部にネックリングを配設した口部を有する形状とし、
該口部を利用してプリフォームを金型内に固定し、前記プリフォームの胴部を2軸延伸して、壜体の口筒部、肩部、胴部、および底部を形成し、その後壜体の口筒部の上端面の上方に一体連結される前記プリフォームの口部を含む部分を切除する請求項2または3記載の合成樹脂製壜体の製造方法。
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