JPH02165915A - 飽和結晶性ポリエステルの成形装置 - Google Patents

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】 発明の技術分野 本発明は、飽和結晶性ポリエステルの成形装置に関し、
さらに詳しくは、飽和結晶性ポリエステル樹脂から透明
性、耐熱性および形状安定性に優れた容器などの成形体
を製造することができるような飽和結晶性ポリエステル
の成形装置に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 従来、調味料、浦、ジュース、炭酸飲料、ビール、日本
酒、化粧品、洗剤などの容器用の素材としてはガラスが
広く使用されていた。しかし、ガラス容器は製造コスト
が高いので通常使用後の空容器を回収し、循環再使用す
る方法が採用されている。また、ガラス容器は重いので
運送経費がかさむことの他に、破損し易く、取り扱いに
不便であるなどの欠点があった。

ガラス容器のこれらの欠点を解消しようとして、ガラス
容器から種々のプラスチック容器への転換が最近急速に
進んでいる。その素材としては、充填内容物の種類およ
びその使用目的に応じて種々のプラスチックが採用され
ており、これらのプラスチック素材のうちでポリエチレ
ンテレフタレ・−トなどの飽和結晶性ポリエステル樹脂
は機械的強度、耐熱性、透明性およびガスバリヤ−性に
優れているので、ジュース、清涼飲料、炭酸飲料、調味
料、洗剤、化粧品などの容器の素材として採用されてい
る。また、これらの用途のうちで、ジュース、清涼飲料
、炭酸飲料の充填用中空成形容器には、殺菌および高速
充填を行なうことが求められており、このため高温充填
に耐え得る耐熱性樹脂で該中空成形容器を形成すること
が要求されており、またこれらの充填用中空成形容器に
はいずれも透明性そして内容積にバラツキが小さいなど
の形状安定性に優れていることが要求されている。

ところがポリエチレンテレフグレートなどの飽和結晶性
ポリエステル樹脂は、これらの物性に優れたプラスチッ
クであるが、前述の透明性および高温充填性に耐え得る
耐熱性さらには形状安定性を同時に備えた飽和結晶性ポ
リエステル樹脂は従来知られていなかった。

特にポリエチレンテレフタレートなどの飽和結晶性ポリ
エステル樹脂を射出成形機械などの成形機に供給して中
空成形体用プリフォームを成形し、このプリフォームを
ブロー成形して中空成形容器を成形しようとすると、得
られた中空成形容器は白化【７て中空成形容器の透明性
が低下するという重大な問題点があった。このため透明
性が低下した中空成形容器は廃棄せざるを得ず、歩留り
が大きく低下していた。

またポリエチレンテレフグレートなどの飽和結晶性ポリ
エステル樹脂から耐熱性に優れた中空成形容器を成形す
る方法としては、ボリアリレートなどの耐熱性樹脂を積
層する方法（プラスチックス、ｖｏｌ　、３Ｂ（Ｎｏ、
９）、１２１（１９８５）など）、成形後にヒートセッ
トを施す方法（特公昭５９−３３０１号公報、特開昭５
５−１．２０３１号公報、特開昭５６−７５８３３号公
報、特開昭５６−１３１４２号公報など）、成形後の容
器を溶媒処理することにより結晶化度を向上させる方法
（特公昭５９−１５８０７号公報など）が提案されてい
る。

このような方法は、いずれも本来耐熱性が不充分のポリ
エチレンテレフグレートなどの飽和結晶性ポリエステル
樹脂に成形手段または成形後の処理により耐熱性を付与
しようとするものであるが、いずれの方法で得られた中
空成形容器は透明性さらには形状安定性が充分に満足し
うるちのではなく、透明性さらには形状安定性に優れた
飽和結晶性ポリエステル樹脂からなる中空成形容器など
の成形体の出現か強く要望されている。

本発明者らは、飽和結晶性ポリエステル樹脂からなる透
明性および形状安定性に優れた中空成形体などの成形体
を得るべく鋭意研究したところ、飽和結晶性ポリエステ
ル樹脂からなる中空成形体が白化してその透明性が低下
し、さらには形状安定性が低下するのは、飽和結晶性ポ
リエステル樹脂から射出成形などによって中空成形用プ
リフォームを製造する過程において、飽和結晶性ポリエ
ステル樹脂は加熱溶融剪断処理され、飽和結晶性ポリエ
ステル樹脂の結晶化温度（Ｔ　ｃ）が低下してしまうた
めであり、この結晶化温度（Ｔ　ｃ）の低下しまた飽和
結晶性ポリエステル樹脂からなる中空成形体用プリフォ
ームから得られる中空成形体が白化して（７まうことを
見出した。本発明者らは、この知見に基づきさらに鋭意
研究したところ、飽和結晶性ポリエステル樹脂を実質的
に溶融状態で成形機本体に供給しつるような成形装置を
用いて成形すれば、飽和結晶性ポリエステル樹脂の結晶
化温度が低下せず、透明性および形状安定性に優れた中
空成形体などの成形体か得られることを見出して本発明
を完成するに至った。

発明の目的 本発明は、従来の成形装置からｆ％）られる飽和結晶性
ポリエステル樹脂からなる中空成形容器が前述の状況に
あることに鑑みて完成されたものであって、透明性およ
び寸法安定性に同時に優れた中空成形容器用などの成形
体を飽和結晶性ポリエステル樹脂から得ることができる
ような飽和結晶性ポリエステル樹脂の成形装置を提供す
ることを目的としている。

発明の概要 本発明に係る飽和結晶性ポリエステルの成形装置は、溶
融された原料飽和結晶性ポリエステル樹脂を所望形状に
成形するための成形機本体と、該本体に原料樹脂を供給
するための原料樹脂供給部とからなる飽和結晶性ポリエ
ステルの成形装置において、 前記原料樹脂供給部が、 原料樹脂を融点未満の温度に加熱して乾燥するための乾
燥ホッパーと、 該乾燥ホッパーで加熱乾燥された原料樹脂をさらに加熱
して溶融するためのトーピードを備える溶融部と、 該溶融部で加熱溶融された原料樹脂を定量的に成形機本
体に供給するためのプランジャ部とからなることを特徴
としている。

本発明による成形装置により得られた飽和結晶性ポリエ
ステル成形体は、透明性および寸法安定性に優れており
、白化したり内容積がばらついたりすることがなく、し
かも耐熱性にも優れている。

以下、本発明に係る飽和結晶性ポリエステルの成形装置
について、第１図に基づいて具体的に説明する。

本発明で原料樹脂として用いられる飽和結晶性ポリエス
テルは、エチレングリコール、プロピレングリコール、
１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘ
キサメチレングリコール等の脂肪族グリコール、シクロ
ヘキサンジメタツール等の脂ｍ　族グリコール、ビスフ
ェノール等の芳香族ジヒドロキシ化合物、あるいはこれ
ら２種以上から選ばれたジヒドロキシ化合物単位と、テ
レフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタリンジカル
ボン酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コ１１り酸
、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカジカルボン酸等の
脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂
環族ジカルボン酸、あるいはこれらの２種以上から選ば
れたジカルボン酸化合物単位とから形成されるポリエス
テルであって、少量のトリオールやトリカルボン酸など
の３価以上のポリヒドロキシ化合物やポリカルボン酸な
どで変性されていてもよい。

このような飽和結晶性ポリエステル樹脂としては、具体
的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエチレンイソフタレート・テ４レフ
タレート共重合体等が挙げられる。

これらの飽和結晶性ポリエステルの中でもエチレングリ
コールとテレフタル酸を主体とした飽和結晶性ポリエス
テルが延伸性および機械的強度、化学的性質に優れてい
るため好ましく、特にポリエチレンテレフタレートおよ
びその共重合体が成形し易く、剛性、機械的強度、経済
性に優れるため好ましい。

本発明に係る飽和結晶性ポリエステルの成形装置は、第
１図に示すように、原料飽和結晶性ポリエステル樹脂を
溶融して所望形状に成形するための成形機本体Ａと、該
成形機本体Ａに溶畿した原料樹脂を供給するための原料
樹脂供給部Ｂとからなっている。

成形機本体Ａは、後述する原料樹脂供給部Ｂにおいて加
熱溶融された原料樹脂を所望形状たとえば中空成形体用
プリフォーム、シートなどの形状に成形しうるちのであ
ればどのような構成を有していてもよく、具体的には、
射出成形機、押出成形機、圧縮成形機あるいは中空成形
機などが用いられるが、これらに制限されるものではな
い。

このような成形機本体Ａとして、射出成形機を例にとっ
て説明すると、この成形機本体Ａは、内部にスクリュー
１が回転自在に設けられた加熱筒２と、内部に射出ラム
３が往復動自在に設けられたシリンダ４とが接続された
構成を有している。

前記スクリュー１の先端部には、溶融された原料樹脂を
金型（図示せず）に射出するためのノズル５が設けられ
ている。スクリュー１は、通常後端部に設けられた原料
供給位置からノズル側にかけて供給部、圧縮部および計
量部とよばれる三つの部分に分れている。この供給部は
原料樹脂をスクリュー溝に食い込ませて圧縮部に送り込
む部分であり、圧縮部はスクリュー溝が次第に浅くなっ
た部分であり、この部分で溶融樹脂は圧縮されて、均−
に混練されて巻込まれて空気を除去しており、また計量
部は溶融樹脂を正確に定量して射出成形のために蓄積す
る部分である。

なお、射出ラム３は、油圧モータ６により前記シリンダ
４内を往復動するようになっている。

このような成形機本体Ａの加熱筒２には、該本体Ａに原
料樹脂を供給するための原料樹脂供給部Ｂが設けられて
いる。この原料樹脂供給部Ｂは、加熱筒２の射出ラム側
に設けられている。

本発明で用いられる成形装置は、この原料樹脂供給部Ｂ
の構成が従来の射出成形機と異なっている。すなわち、
本発明の成形装置では成形機本体Ａに原料飽和結晶性ポ
リエステル樹脂を融点以上の温度に加熱して実質的に溶
融状態で供給するため、原料樹脂供給部Ｂは、原料樹脂
を融点以下の温度に加熱して乾燥するための乾燥ホッパ
ー８と、該乾燥ホッパー８で乾燥された原料樹脂を融点
以上に加熱して実質的に溶融状態とするためのトーピー
ドを備える溶融部（以下単に溶融部という）つと、該溶
融部って加熱溶融状態とされた原料樹脂を成形機本体Ａ
の内部に定量的に計量して供給するプランジャ部１０と
から構成されている。

乾燥ホッパー８には、前述した原料としての飽和結晶性
ポリエステル樹脂を通常ペレットの状態で所定量投入す
るが、このべＩノットはストランド状、シート状、塊状
、粉状などの形態をとることができる。

このような原料としての飽和結晶性ポリエステル樹脂ベ
レットは、新たに調製したものであってよく、また飽和
結晶性ポリエステル樹脂ベレットから一旦バリソンある
いは容器などに成形した成形物を粉砕して得たものであ
ってもよく、さらにはこれらの混合物であってもよい。

溶融部９は、加熱溶融筒１１と該加熱溶融筒１１内の原
料樹脂流路（以下単に流路という）１２を分流するトー
ピード１３を備えている。

加熱溶融筒１１は、外周面の所定箇所にヒータ１４を有
し、該ヒータ１４は前記乾燥ホッパー８から流路１２内
に送り込まれた原料樹脂を融点以上に加熱して実質的に
溶融状態とし得る温度に調節される。

流路１２は、後端にプランジャ１５が出退自在に嵌装さ
れ、前端は後述するプランジャ部１−０に連通される。

そしてこの流路１２の中途部には、該流路１２を前記ヒ
ータ１４寄りに分流するトーピード１３が支持部材（図
示せず）によって加熱溶融筒１１の内壁に固定支持され
ている。これにより、流路１２内に送り込まれた原料樹
脂は、ヒータ１４によって効率よく、かつ均一に加熱溶
融される。

プランジャ部１０は、加熱筒１６、該加熱筒１６に穿設
形成された計量部１７内に出退自在に嵌装されたプラン
ジャ１８、前記成形機本体Ａに溶融原料樹脂を送り込む
ノズル１９および切換弁２０を備えている。

加熱筒１６の外周面の所定箇所にはヒータ２１が配設さ
れ、溶融部９で溶融された原［１樹脂の温度の維持を図
るようになされている。

計量部１７は、前記溶融部９の流路１２から送り込まれ
た溶融樹脂を正確に定量して射出成形のために蓄積する
部分である。この計量部１７と前記流路１２および該計
量部１７とノズル１９は、それぞれ切換弁２０によって
連通可能となっている。すなわち、切換弁２０によって
流路１２と計量部１７を連通させて（第１図の状態）溶
融樹脂を軽量部１７内に所定量送り込んだ後、切換弁２
０を切換えて計量部１７とノズル１９のみを連通させ（
第１図の状態から切換弁２０を９０″時討方向に廻す）
、計量部１７内の溶融樹脂をプランジャ］８によって定
ｍ的にノズル１９へ送り込むようになっている。

ノズル１つは、バイブ２２によって前記成形機本体Ａに
連通され、溶融された原料樹脂はバイブ２２を紅で前記
スクリュー１−の供給部に定量的に供給され、所望形状
に成形されるようになっている。

作　　　用 次にこのような構成を６？ｉｆえた本発明に係る飽和結
晶性ポリエステルの成形装置の作用について説明する。

上記のような乾燥ホッパー８に原料飽和結晶性ポリエス
テル樹脂ベレットを供給すると、このベレットは乾燥ホ
ッパー８で融点未満、通常は１４０〜２４０℃の温度で
１〜１０時間程度好ましくは１７０〜２００℃で１〜５
時間加熱される。

このようにして乾燥されたベレットは、次いで、溶融部
９に導かれ、プランジャ１５によって流路１２内に送り
込まれる。ここでヒータ１４によって融点まで十分に加
熱され、ベレットは実質的に溶融されるが、トーピード
１３が流路１２内に設けられており、流路１２がヒータ
１４に近接した位置にあるため、原料樹脂の加熱溶融が
均一にかつ効率よくなされるため、作業効率が向上する
。

この溶融部９の加熱温度は、通常原料樹脂の融点よりも
１０〜３０℃高いことが好ましく、この溶融部９の流路
１２内は、原料樹脂の酸化劣化を防止するため不活性ガ
スで満たされているかあるいは真空減圧されていること
が好ましい。

このようにして加熱溶融された原料樹脂は、次いでプラ
ンジャ部１０の計量部１７内へ送り込まれる。プランジ
ャ部１０では、加熱筒１６のヒータ２１によって、加熱
溶融された樹脂の温度維持を図ることができる。計量部
１７内へ所定量加熱溶融樹脂を送り込んだ後、前述した
ように切換弁２０によって流路の切換えを行ない、流路
ｒ２と計量部１７とを遮断して、ノズル１９へ定量的に
加熱溶融樹脂を送り込む。

このようにしてノズル１９へ送り込まれた加熱溶融樹脂
はバイブ２２を経て定量的に成形機本体Ａに供給される
。

成形機本体Ａに供給された加熱溶融樹脂は、前述のよう
に供給部、圧縮部、コ１量部の三つの部分から成るスク
リュー１によって均一に混練されて巻込まれ、かつ正確
に定量されてノズル先端部に導かれ、次いで射出ラム３
によって金型（図示せず）に射出されて、所望形状に成
形される。

上記のような成形機本体Ａおよび原料樹脂供給部Ｂを供
えた成形装置を用いて、飽和結晶性ポリエステル樹脂を
所望形状に成形すると、原料樹脂は供給部Ｂで融点以上
の温度に加熱され、実質的に溶融状態で成形機本体Ａに
供給されるため、スクリュー１の圧縮部には粘度の小さ
い状態で送られてくるため、この圧縮部で飽和結晶性ポ
リエステル樹脂が受ける機械的剪断は小さい。したがっ
て飽和結晶性ポリエステル樹脂は所望形状に成形されて
も、その結晶化温度Ｔｃ２は原料飽和結晶性ポリエステ
ル樹脂の結晶化温度Ｔｃ１と比較してほとんど低下しな
い。このため上記のようにして得られた成形体は、透明
性に優れるとともに、寸法安定性に優れ、白化したり内
容積がばらついたりすることがなく、その上耐熱性にも
優れている。

これに対して従来の飽和結晶性ポリエステル樹脂の成形
装置は、原料樹脂供給部では原料飽和結晶性ポリエステ
ル樹脂は通常乾燥が行なわれる温度程度までしか加熱さ
れておらず、このような状態で成形機に供給する構成と
なっていた。そのため、原料飽和結晶性ポリエステル樹
脂は成形機の圧縮部に到達する前に充分には加熱されて
いないため粘度が高く、成形機の圧縮部で大きな機械的
剪断を受けてしまい、得られる成形体の結晶化温度（Ｔ
ｃ２）は原料飽和結晶性ポリエステル樹脂の結晶化温度
ＴＣ１よりも大きく低トしてしまう。

もし成形体の結晶化温度が原料飽和結晶性ポリエステル
樹脂の結晶化温度よりも大きく低下していると、この成
形体あるいはこの成形体をさらに成形してｉ−）られる
成形体は、透明性および寸法安定性が低下し、しかも耐
熱性も低下してしまう。このように従来例における成形
装置によるこれらの問題点を、本発明に係る成形装置に
よって解決することができた。

なお、本発明で用いられる飽和結晶性ポリエステル樹脂
には、必要に応して、従来から公知の核剤、無機充填材
、滑剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、安定剤、
帯電防止剤、防曇剤、顔料などの各種の添加剤が適宜配
合されていてもよい。また、本発明で用いられる飽和結
晶性ポリエステル樹脂には、さらに必要に応じて、従来
から公知のガスバリヤ−性を有する樹脂などポリエチレ
ンテレフタレート以外の樹脂を配合することもでき、そ
の配合割合は適宜の範囲である。

本発明の成形装置で得られる成形体は、ボトル状など種
々の形状をとることができる。また本発明で得られる成
形体は、中空成形体用プリフォームであってもよい１゜ 発明の効果 以上詳述したように本発明によれば、溶融された原料飽
和結晶性ポリエステル樹脂を所望形状に成形するための
成形機本体と、該本体に原料樹脂を供給するための原料
樹脂供給部とからなる飽和結晶性ポリエステルの成形装
置において、前記原料樹脂供給部が、原料樹脂を融点未
満の温度に加熱するための乾燥ホッパーと、該乾燥ホッ
パーで加熱乾燥された原料樹脂をさらに加熱して溶融す
るためのトーピードを備える溶融部と、該溶融部で加熱
溶崖された原料樹脂を定量的に成形機本体に供給するた
めのプランジャ部とからなる飽和結晶性ポリエステルの
成形装置が提供されるので、本発明による成形装置によ
り得られた飽和結晶性ポリエステル樹脂は、透明性およ
び寸法安定性に優れており、白化したり内容積がばらつ
いたりすることがなく、しかも耐熱性にも優れていると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る飽和結晶性ポリエステルの成形装
置の断面図である。 １・・・スクリュー ３・・・射出ラム ５．１９・・・ノズル ８・・・乾燥ホッパー １０・・・プランジャ部 １２・・・流路 １．４．２１・・・ヒータ １７・・・計量部 ２２・・・バイブ Ｂ・・・原料樹脂供給部 ２．１６・・・加熱筒 ４・・・シリンダ ６・・・油圧モータ ９・・・溶融部 １１・・・加熱溶融筒 １３・・・トーピード １５．１８・・・プランジャ ２０・・・切換弁 Ａ・・・成形機本体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）溶融された原料飽和結晶性ポリエステル樹脂を所望
   形状に成形するための成形機本体と、該本体に原料樹脂
   を供給するための原料樹脂供給部とからなる飽和結晶性
   ポリエステルの成形装置において、 前記原料樹脂供給部が、 原料樹脂を融点未満の温度に加熱して乾燥するための乾
   燥ホッパーと、 該乾燥ホッパーで加熱乾燥された原料樹脂をさらに加熱
   して溶融するためのトーピードを備える溶融部と、 該溶融部で加熱溶融された原料樹脂を定量的に成形機本
   体に供給するためのプランジャ部とからなることを特徴
   とする飽和結晶性ポリエステルの成形装置。