JPH02106317A

JPH02106317A - 耐熱耐圧容器及びその製造方法

Info

Publication number: JPH02106317A
Application number: JP63256976A
Authority: JP
Inventors: Kohei Shimojima; 下嶋　好平; Toru Suzuki; 通鈴木; Suketaka Watanabe; 祐登渡辺; Koji Sato; 幸司佐藤
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1990-04-18
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0622862B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、たとえば炭酸飲料等の内圧が加わる耐圧製の
容器に関し、特に内容物の加熱殺菌時の耐圧耐熱性を高
めた耐圧耐熱容器及びその製造方法に関する。

（従来の技術）従来、炭酸飲料等の内圧が加わる容器としては、たとえ
ば第２図および第３図に示すようなものがある。すなわ
ち、１５は容器全体を示しており、概略内部中空の容器
本体１と容器本体１の底面に被着されるベースカップ１
１とから成っている。

容器本体１は内圧が加わるために、耐圧性を高めるべく
底面が球殻状に丸められており、ベースカップ１１によ
って容器１５の立て置きを可能としている。この容器本
体１は、第４図に示すような熱可塑性樹脂より成る有底
筒状のパリソン１２を予備成形しておき、このパリソン
１２を二軸延伸ブロー成形することにより、樹脂材料に
結晶配向を生じさせ、容器本体１の耐圧性を向上させる
と共に、ヒートセットすることにより耐熱性を確保して
いた。

ところで、このような容器本体１への内容物の充填作業
は、容器本体１内に８０〜９５℃に加熱された内容物を
熱間充填し密封した後、窒素等のガス充填を行う方法や
容器本体１内に内容物を充填した後口頚部３にキャッピ
ングして密封し、その後容器本体１に熱湯を上から流し
て内容物の加熱殺菌処理を行なう方法がある。後者のよ
うな場合には、炭酸飲料等の加熱殺菌処理については法
王６５°Ｃで１０分以上行なうことが義務付けられてお
り、容器本体１は耐熱性と、加熱時の内圧に耐え得るよ
うに耐圧性が要求されていた。

（発明が解決しようとする課題）しかし斯かる従来技術にあっては、容器本体１を二軸延
伸ブロー成形することにより、樹脂材料が延伸され、強
度および耐熱性が与えられるが、容器本体１の底面の中
央付近は、ブロー成形時に十分延伸されず、延伸による
結晶配向の効果が小さい、そのため強度が弱くなりがち
で落下等の衝撃によって破損するおそれがある。また加
熱殺菌時の熱によって容器本体１の底面中央付近が軟化
してしまい、底中央部２が部分的に突出してしまい商品
価値が無くなってしまうという間組があった。第７図に
は樹脂のヤング率が延伸状態と未延伸状態で温度によっ
て変化する状態が示されており、未延伸部分では、６５
℃付近で強度が急激に低下することがわかる。６５℃付
近は法規制の温度でもあり、容器本＃１の底面中央付近
の強化が要請されている。

そこで従来技術として第５図に示すようにパリソン１２
の底中央部２を予め部分的に延部後加熱して熱結晶化さ
せておき、ブロー成形後の容器本体ｌの底面中央付近を
強化するものも提案されている（特開昭６０−１４８４
４１号公報参照）。

しかし単にパリソン１２をブロー成形すると、容器本体
１の底中央部２は、第６図に締すよにパリソン１２の底
中央部２の結晶化領域αと延伸領域βとの境界部におい
て肉厚が連続的に薄くなり、境界部に十分延伸されない
低延伸領域γが存在することになる。そのため加熱殺菌
時に低延伸領域が膨んでしまうおそれがあり、依然とし
て耐圧、耐熱性に限界があった。

本発明は上記した従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、温度による加
熱殺菌に耐え得る耐圧耐熱容器およびその製造方法を提
供することにある。

（課題を解決するための手段）すなわち本発明は、１、二軸延伸ブロー成形によって形成される内部を中空
となし容器本体１の底中央部２と口頚部３に熱結晶化さ
せた熱結晶化部を設けた樹脂製の耐熱耐圧容器において
、該底中央部の熱結晶化部の表面積を前記容器本体の最
大胴部の断面積の０．２〜１５％にすることを特徴とす
る耐熱耐圧容器。

２、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積の０．５〜１０％である第１項記載の耐熱耐
圧容器。

３、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積の２〜８％である第１項記載の耐熱耐圧容器
。

４、有底筒状のパリソンを成形し、該パリソンの底中央
部２と口頭部３に部分的に熱結晶化させた熱結晶化部を
設け、これを二軸延伸ブロー成形することによって内部
を中空となした樹脂製の耐熱耐圧容器を製造する方法に
おいて、該底中央部の熱結晶化部の表面積を前記容器の
容器本体の餞大胴部の断面積の０．２〜１５％になるよ
うに結晶化させ、その後パリソンの熱結晶化部以外の領
域を全て高延伸倍率によって延伸して容器本体を形成す
ることを特徴とするｉｔ熱耐圧容器の製造方法。

５、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積の０．５〜１０％である第４項記載の耐熱耐
圧容器。

６、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積め２〜８％である第４項記載の耐熱耐圧容器
。

である。

（作　用）上記耐圧耐熱容器にあっては、容器本体の底中央部およ
び口頚部を熱結晶化された領域とし、下底円弧部４から
上底円弧部５に到る底部９および上層部６から下層部７
に到る肩部１０および胴部８を高延伸結晶化された領域
としたので、耐熱性、耐圧性に優れ、加熱殺菌時の高温
雰囲気下において高い内圧が加わっても容器本体底部の
形状は保持される。

（実施例）以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第２
図は本発明の耐圧耐熱容器の一実施例を示している０図
において、１５は容器全体を示しており、この容器１５
は内部中空に構成された容器本体１と、この容器本体１
の底面に被着されるベースカップ１１とから構成してい
る。

第１図は容器本体１を示す。

容器本体１はポリエステル樹脂等の熱可塑正樹脂製で、
円筒状の胴部８と、胴部８上方に連続して成形される肩
部１０および口頚部３と、胴部８下端に３！！続して設
けられ下方に向って球殻状に突出する底部９とから構成
されている。

上記容器本体１の底部９は、その中央部が熱によって部
分的に結晶化されて熱結晶化部２となっている。

この熱結晶化された底中央部２の表面積は、容器本体１
の最大胴部を横に切断した断面積の０．２〜１５％にな
っている。なお器壁の断面積を指すのではないことに留
意すべきである。

従って、底中央部２の平面形状および容器本体１の断面
を円形と仮定し、それぞれの直径をＤおよびΦとすると
、Ｄ　　＝０．００２Φ　〜０．１５Φ２　またはＤ令０
．０４５Φ〜０，３９Φ　の関係にある。

また、口頚部３も熱結晶化されていて、強度、耐熱性を
高めである。すなわち、口頚部３は厚内の円筒状で、そ
の下端面の外側縁に胴部８から連続して高延伸された肩
部１０の上端縁が結合されている。

熱結晶化部２および３は延伸されない無配向の結晶状態
で、強度が高く、安定した形態を保持する０通常材料は
約１００℃〜１４０℃位で結晶化して球晶を生じ乳白色
を呈する。

そして熱結晶化部２．３以外の領域が全て高延伸倍率に
よって薄肉に延伸された高延伸結晶化領域となっており
、下底円弧部４から上層部６にいたる肩部１０、胴部８
および底中央部２を除く底部９の全ての領域で結晶化度
１０〜４０％に高延伸結晶化されている。

高延伸結晶化領域においては、材料の延伸作用によって
材料内部に結晶配向が生じ、強度が大きく形状保持性も
優れている。この高延伸結晶化領域を上記のごとき結晶
化度にするには、通常７０℃〜１４０℃、好ましくは９
０〜１２０℃に加熱した状態で、かつ、高い延伸倍率で
延伸することにより結晶配向を生じさせるのであるが、
下底円弧部４付近は延伸結晶化されにくい領域なので、
熱結晶化されている底中央部２の表面積を、容器本体１
の最大胴部の断面積の０．２〜１５％の範囲内にしてお
く必要がある。

０．２％より小さいと、熱結晶化の効果が発揮されない
ため、延伸ブローしても底面が延伸結晶化されにくく、
また、１５％より大きいと、とくに下底円弧部付近がな
だらかに延伸されるため、結晶化度が大きくならないと
いう欠点がある。

従って、熱結晶化されている底中央部２の表面積はこの
範囲内でなければならない。

そして、好ましくは９．５〜１０％、さらに好ましくは
２〜８％の範囲がよい。

なお、高延伸された容器にビートセットを施こすことに
より、さらに結晶化度が高くなり、耐熱性がより向上す
る。

本実施例にあっては、第１図に示すごとく容器本体１の
最大胴部の直径Φはｌ０ＣＩ＋であり、底中央部２の平
面の径りは約３ａ１１である。

この場合は、底中央部２の表面積は容器本体１の最大胴
部の断面積の約９％である。

このようにすることにより、第８図に示すごとく底中央
部２の厚さｔｌが３．５［ｗ］、下底円弧部４の厚さｔ
２がｏ、３５［ｗｌ程度となっている。そして下底円弧
部４は胴部８に連続しており、その厚みは胴部８より若
干厚く形成されている。

上記底中央部２と下底円弧部４の境界部においては、下
底円弧部４はつよく延伸され、底中央部２の側端面から
延びており、結合位置は底中央部２の厚さ方向の外端位
置となっている。したがって、底中央部２は容器本体１
の底部内周面側に突出し、底中央部２と下底円弧部４の
境界部にきつい段差ｄが形成されている。

ベースカップ１１は、概略有底円筒状で、周壁の径が略
容器本体１の胴部８の外径と同一になっている。

そして底壁には容器本体１の底面に接着固定される環状
の台座部が設けられている。

一方、ベースカップの周壁の上端部は容器本体１の胴部
８の下縁に係止されており、周壁の上端部にはベースカ
ップと容器本体底部との間に形成される空間に熱湯の流
通を許容する道口部が周方向に複数設けられている。

つぎに上記耐圧耐熱容器の製造方法について第９図乃至
第１２図に基づいて説明する。

まず、第９図に示すような延伸成形用パリソン１２を予
備成形する。パリソン１２は上記容器本体１を二軸延伸
ブロー成形するために予備的に成形される素材であり、
主として容器本体１の胴部８と成るべき筒状部１３と、
容器本体１の底中央部２と成るべき底を部１４と、筒状
部１３上端に連なる口頚部３とから成る有底円筒状部材
により梢成されている。

パリソン１２の製造は、たとえば第１０図に示すように
射出成形により製造される。すなわち、２０は成形型で
あり、型閉めした成形型２０のキャビティ２１内に、ゲ
ート２２を介して図示しない射出ノズルから溶融樹脂を
注入し、冷却硬化後型開きして成形品１２を取出す。

つぎに、第１１図に示すようにパリソン１２の底壁部１
４および口胛部３を加熱処理して熱結晶化し、熱結晶化
領域Ｇｌ、Ｇ２を形成する０口頚部３に投げた熱結晶化
領域Ｇ２は口頚部３全体に及び、底を部１４に設ける熱
結晶化領域Ｇ１も底壁部１４の中心部に形成されている
。そしてこの結晶化領域Ｇ１．Ｇ２はそれぞれ全厚さに
わたって加熱処理しである。その結晶化度は２５〜５０
％である。

本実施例にあっては、ブロー成形後、容器本体１・の最
大胴部の直径Φが１０ａｎになるように設計してあり、
パリソンの底壁部１４に設けた熱結晶化領域Ｇ１、その
平面の径が約３０になるように設計した。

Ｇ１はブロー成形後底中央部２となる部分であり、その
表面積は、この場合容器率＃、１の最大胴部の断面積の
約９％に当り、本発明の範囲内である。

次に上記したパリソン１２を用いて容器本体１をブロー
成形する成形工程について第１２図（イ）及び（ロ）に
基づいて説明する０図において、３０はブロー成形用の
金型であり、この金型３０は概略容器本体１の胴部８を
成形する割型３１と、容器本体底中央部２を成形する底
型３２と、容器の口頚部３を保持するネック型３３から
成っている。一方３４は、パリソン１２をその軸ａＸ方
向に延伸するための延伸棒であり、図示しない駆動源に
よって金型３０に装着されたパリソン１２内にその口頚
部３側から出没自在に挿入される。そして、この延伸棒
３４とパリソン１２の内面との空間に圧縮空気等の流体
が通る流体通＃！３５が設けられている。

上記装置においてブロー成形は次のようにして行なわれ
る。まず延伸温度７０〜１４０［’Ｃ］、好ましくは９
０〜１２０［’Ｃ］に加熱されたパリソン１２を、第１
２図（イ）に示すように延伸棒３５を伸ばして軸方向に
延伸させる。この状態では主としてパリソン１２の筒状
部１３が軸方向に延伸される。さらに第１２図（ロ）に
示すように延伸棒３４の流体通路３５を通って圧縮空気
が高圧下で吹込まれてパリソン１２の筒状部１３が半径
方向外方に膨らんで金型３０内面に密着する。

一方、底壁部１４もその中心点の近傍から薄肉化されな
がら半径方向外方に拡がり、その外面が底型３２内面に
密着する。

この状態ではパリソン１２の筒状部１３は主として周方
向に延伸される。また底壁部１４は、その熱結晶化領域
Ｇ１の部分は温度によって殆んど変化せず、熱結晶化領
域Ｇ１に連続する非晶質の部分が延伸される。また口頚
部３の熱結晶化領域も延伸されず、熱結晶化領域Ｇ２に
連なる非晶質部分が延伸される。こうしてパリソン１２
の熱結晶化領域Ｇｌ、Ｇ２以外の非晶質の部分、本実施
例では主として筒状部１３が加熱延伸されて十分な結晶
配向が生じ、容器本体ｌの胴部８、肩部１０および底部
９を形成し、この部分が高延伸結晶化されることになる
。

延伸ブロー成形に際して、割型３１及び底型３２を約５
０〜１６０℃に加熱しておくと、成形された容器はヒー
トセットされ、さらに耐熱性の優れた容器が得られる。

第１１図（イ）乃至（ハ）には、ブロー成形におけるパ
リソン底壁部１４の延伸状態を示している。すなわち圧
縮空気のガス圧によって熱結晶化領域Ｇ１に隣接する非
晶質の部分が延伸されていき、非晶質部分が熱結晶化領
域Ｇ１の縁に沿って外方に流動して熱結晶化領域Ｇ１の
縁に段差ｄが生じ、非晶質の部分全て高延伸倍率でもっ
て延伸されて薄肉となる。而して容器本体１の底中央部
２において、熱結晶化領域Ｇ１はブロー成形前のパリソ
ン１２の底壁部１４の形状のまま残存し、底中央部２の
熱結晶化部となる。そして底中央部２の熱結晶化部以外
の部分は容器本体１の胴部８と略均−に高延伸され高延
伸底部９となる。

一方、パリソン１２の口頚部３下端と筒状部１３との境
界部も、ブロー成形時のブロー圧力によって筒状部１３
の非晶質部分が熱結晶化領域Ｇ２の縁に沿って外方に流
動し、熱結晶化領域Ｇ２の縁に段差が生じて容器本体１
の口頚部３と連なる肩部１０は高延伸されて十分な結晶
配向が生じる。

このように熱結晶化された底中央部２の表面積を本発明
の範囲内として、ブロー成形することにより、底中央部
２に隣接する下底円弧部４から上底円弧部５に到る底部
９は、結晶化度１０〜３０％に延伸結晶化される。

また、熱結晶化された口頚部３に隣接する上層部６から
下層部７に到る肩部１０も、結晶化度１０〜３０％に延
伸結晶化される。

そして、上底円弧部５から下層部７に到る胴部８は、結
晶化度１５〜４０％に延伸結晶化され、きわめて耐圧耐
熱性のすぐれた容器が得られる。

なお、熱結晶化度および延伸結晶化度を測定するには、
その部分の密度を測定して換算すればよい。

但し、ｐは密度（測定値）容器本体１の成形が完了すると、容器本体１の底面に第
３図の如くベースカップ１１を被着し、台座部において
接着固定して容器が完成する。

つぎにこのようにして成形された容器に、炭酸飲料等を
充填して内容物を加熱殺菌する場合について説明する。

内容物の加熱殺菌は、容器内に内容物を充填してキャッ
ピングした後、熱湯を容器上部から流すことにより行な
う０本実施例では容器の上部において７５℃の熱湯を流
す、熱湯は容器本体１の胴部８の外周面を伝って下方に
流れ、容器本体１の壁面を通じて内容物を加熱殺菌する
。

一方、胴部８下端まで流れた熱湯はベースカップ１１に
形成した道口部らベースカップ１１の内側に侵入し、容
器本体底面の球面状の外周面を伝って下方に流れる。こ
の底面において熱湯は６５°Ｃ程度となる。一方、加熱
によって容器本体１内部のガス圧が高まり、容器本体１
は高温、高圧下にさらされるが、容器本体１の底面は十
分結晶配向された高延伸部９と加熱によって結晶化され
た結晶化部２とからのみ構成されているので、高温の熱
湯を流しても軟化するおそれはなく、耐熱性および耐圧
性は高まって温度による制約は低減される。因みに、こ
のように結晶化した場合の耐熱温度は８０〜９５［”Ｃ
］、耐圧性は、８〜１０ｋｇ／−程度となる。したがっ
て、より高温での殺菌が可能となり、使用範囲を拡大す
ることができる、（発明の効果）本発明は以上の構成および作用から成るもので、延伸ブ
ロー成形時に十分延伸されない容器底中央部と口頚部を
、とくに底中央部の熱結晶化しせる表面積を本発明の範
囲内になるようにして、延伸することなく熱結晶化させ
て熱結晶化部とし、この熱結晶化部以外の部分を全てあ
らかじめ７０℃〜１４０℃に加熱したのち、高延伸倍率
によって延伸させて、胴部を結晶化率１５〜４０％に、
また、底中央部に隣接する下底円弧部や、口頚部に隣接
する上層部などの結晶化の困難な部位を１０〜３０％結
晶化させて、結晶化していない領域を無くしたので、耐
熱、耐圧性を著るしく高めることができ、殺菌温度の高
い種々の内容物の容器として用いることが可能となって
汎用性の高い耐圧耐熱容器を実現することができる。ま
た本発明の容器の製造方法によれば、容器の製造を極め
て簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る耐圧耐熱容器からベー
スカップを取り除いた容器本体を示す、第２図は、本発
明の一実施例に係る耐圧耐熱容器の全体構成を示す一部
破断正面図、第３図は第２図の容器のベースカップ付近
の一部破断拡大正面図、第４図は第１図の容器本体成形
用のパリソンのｔＢ面図、第５図は第４図のパリソンを
加熱結晶化処理をした例を示す縦断面図、第６図は第５
図のパリソンを従来法である低延伸ブローで処理した後
の容器底部の状態の拡大断面図である。第７図は樹脂の未延伸部と延伸部の強度の温度依存性を
示すグラフ、第８図は第１図の容器底部の一部破断拡大
正面図、第９図は第１図の容器本体を形成するために予
備成形されたパリソンを示しており、加熱結晶化処理後
のパリソンの一部破断正面図、第１０図はパリソンを射
出成形する状態を示す要部縦断面図である。第１１図（イ）乃至（ハ）はブロー成形時のパリソン底
壁部の延伸状態を示す拡大断面図であり、第１２図（イ
）および（ロ）は第９図のパリソンを用いて容器本体を
ブロー成形する状態を示すブロー成形型の概略縦断面図
である。１・・・容器本体、２・・・底中央部、３・・・口頚部
、４・・・下底円弧部、５・・・上底円弧部、６・・・
上層部、７・・・下肩部、８・・・胴部、９・・・底部
、１０・・・肩部、１１・・・ベースカップ、１２・・
・パリソン、１３・・・筒状部、１４・・・底壁部、１
５・・・容器全体、２０・・・成形型、２１・・・キャ
ビティ、２２・・・ゲート、３０・・・金型、３１・・
・割型、３２・・・底型、３３・・・ネック型、３４・
・・延伸棒、３５・・・流体通路、Ｇｌ、Ｇ２・・・熱
結晶化領域、Φ・・・容器本体１の最大胴部の直径、Ｄ
・・・底中央部２の略径。第１図第７図３１及（’ＣＩ第２図第３図第８図弔図＠１２図

Claims

【特許請求の範囲】１、二軸延伸ブロー成形によって形成される内部を中空
となし容器本体１の底中央部２と口頚部３に熱結晶化さ
せた熱結晶化部を設けた樹脂製の耐熱耐圧容器において
、該底中央部の熱結晶化部の表面積を前記容器本体の最
大胴部の断面積の０．２〜１５％にすることを特徴とす
る耐熱耐圧容器。２、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積の０．５〜１０％である特許請求の範囲第１
項記載の耐熱耐圧容器。３、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積の２〜８％である特許請求の範囲第１項記載
の耐熱耐圧容器。４、有底筒状のパリソンを成形し、該パリソンの底中央
部２と口頚部３に部分的に熱結晶化させた熱結晶化部を
設け、これを二軸延伸ブロー成形することによって内部
を中空となした樹脂製の耐熱耐圧容器を製造する方法に
おいて、該底中央部の熱結晶化部の表面積を前記容器の
容器本体の最大胴部の断面積の０．２〜１５％になるよ
うに結晶化させ、その後パリソンの熱結晶化部以外の領
域を全て高延伸倍率によって延伸して容器本体を形成す
ることを特徴とする耐熱耐圧容器の製造方法。５、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積の０．５〜１０％である特許請求の範囲第４
項記載の耐熱耐圧容器。６、底中央部の熱結晶化部の表面積が容器本体の最大胴
部の断面積の２〜８％である特許請求の範囲第４項記載
の耐熱耐圧容器。