JPH03246024A - 中空成形体の口栓部結晶化方法およびその装置 - 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】 兄貝二弦ｆ屋１ 本発明は、２軸延伸された本体部分と、結晶化された口
栓部分とを有した樹脂製中空成形体を製造する際に、口
栓部分を結晶化する方法および装置に関する。

−明の　術的背景 プラスチック容器は、軽量で取り扱い易くかつ破損しに
くいため、様々な粉体あるいは液体の容器として多用さ
れている。

これらプラスチック容器の素材としては、その使用目的
に応じて種々の樹脂材料が用いられている。これら樹脂
材料の内で、ポリエチレンテレフタレート　（以下、　
ＰＥＴと略記することもある）は、　ガスバリヤ性およ
び透明性に優れているため、調味料、清涼飲料、洗斉Ｌ
　化粧品などの容器の素材として好適である。

ところで、本体部と口栓部とを有するＰＥＴ製の容器は
、通常、チューブ状の本体部と口栓部とを備えたプリフ
ォームを射出成形などによって製造した後、このプリフ
ォームの本体部を２軸延伸して製造される。

このように２軸延伸された本体部を備える中空成形体の
口栓部は、プリフォームの口栓部がそのままになってい
るため耐熱性が低く、熱変形などが発生し易い。

中空成形体口栓部の耐熱性を向上させるためには、プリ
フォームの時点あるいは中空成形体を成形した後の時点
で口栓部を結晶化させればよく、このような口栓部結晶
化方法として、従来では、未結晶化口栓部に変形防止用
の栓型治具を挿入した後、この口栓部を一定温度に保た
れたシリコンオイルバスに浸漬して結晶化させる方法、
あるいは適当な距離離間した熱源により、未結晶化口栓
部分を周囲から加熱し結晶化させる方法（特公昭６２−
２５４９１号公報および特公昭６１−７９６２７号公報
参照）なとｉあ・ｔ４ ところで、未結晶化口栓部をシリコンオイルによって加
熱する前者の方法では、シリコンオイルバスに浸漬した
口栓部をヘキサンなどの液体に浸漬し口栓部の冷却およ
び洗浄を行なっていた　したがって、この方法では、環
境保全の観点から使用後のシリコンオイルとヘキサンな
どの冷却洗浄液の廃棄処理工程が不可欠となり、容器の
生産ラインが複雑となるという問題があった また、未結晶化口栓部をヒータなどの熱源により加熱す
る後者の方法では、口栓部の結晶化装置の構造が複雑で
あり、この結晶化装置が高価になるという問題がありへ
　またこの方法では、口栓部のみが適当な温度（１２０
℃〜２００℃の温度）に加熱されるように、熱源の発生
する熱量およびこの熱源と被結晶化部との距離などを設
定することが困難であり、これらの条件が口栓部の口径
あるいは形状に影響されるため、結晶化操作に熟練を要
する４ｔｊＬ　　製品の小数個多品種化あるいは製品の
製造個数変化に対応した装置の製造が困難であるという
問題があった ｉ肌Ｌ１方 本発明はこのような従来技術にともなう問題点を解決し
ようとするものであって、シリコン−オイル、冷却洗浄
液などの廃棄処理工程が必要でなく、口栓部の結晶化操
作が容易であるとともに、構造が簡単で安価であり、か
つ小数多品種化および製品製造個数変化に対応した未結
晶化口栓部の結晶化装置を容易に製造できる中空成形体
の口栓部結晶化方法およびその装置を提供することを目
的としている。

光源ド１毀１ 本発明に係る中空成形体の口栓部結晶化方法は、２軸延
伸された本体部を有する中空成形体の口栓部を結晶化す
る方法であって、 未結晶化口栓部に、予め加熱した栓型治具を挿入した後
、 前記未結晶化口栓部を加熱気体に接触させて結晶化させ
ることを特徴としている。

本発明に係る中空成形体の口栓部結晶化方法では、未結
晶化口栓部に予め加熱した栓型治具を挿入し、この口栓
部を加熱気体に接触させることによって未結晶化口栓部
の結晶化を行なっているため、シリコンオイル、冷却洗
浄液などの廃棄処理工程を必要とせず、かつ加熱気体の
温度を調節するだけで口栓部の加熱温度を設定できる他
　以下に示すような簡単かつ安価で、／ＪＮ数多数多化
種化び製品製造個数う変化に容易に対応し得る未結晶化
口栓部の結晶化装置を提供できる。

すなわち、本発明に係る口栓部結晶化装置は、中空成形
体の未結晶化口栓部を結晶化させる装置であって、 未結晶化口栓部に予め加熱した状態で挿入する栓型治具
と、 一定温度に保たれた加熱気体を内部に保持した恒温気体
槽とを備え、 前記恒温気体槽は、その外壁部に開口し、前記未結晶化
口栓部を挿入して前記加熱気体に接触させる口栓部挿入
口を少なくとも１つ有することを特徴としている。

本発明に係る口栓部結晶化装置によれ番ｆ１　　上記栓
型治具と、恒温気体槽と、この恒温気体槽の外壁部に開
口する口栓部挿入口とで構成されているため、構造が簡
単で安価に製造でき、かつ栓型治具および口栓部挿入口
の形次　個数を調節するだけで容易に製品の外数個多品
種化および製造個数変化に対応することができる。

日の　　的説日 以下、本発明に係る中空成形体の口栓部結晶化方法およ
びその装置を具体的に説明する。

本発明に係る中空成形体の口栓部結晶化方法は、例えば
チューブ状の本体部と口栓部とを備えたプリフォームを
射出成形などによって製造し　このプリフォームの本体
部を二軸延伸し、口栓部を結晶化する中空成形体の製造
に適用することができる。

本発明は、おもに上記したようなポリエチレンテレフタ
レート製の中空成形体の製造に好ましく用いられるが、
それ以外に中空成形体を二軸延伸により製造することが
でき、かつ未結晶化部分を結晶化することによって耐熱
性などを向上させることができる樹脂材料からなる中空
成形体の製造であれば有効に適用できる。

本発明に係る中空成形体の結晶化方法では、未結晶化口
栓部の結晶化は、プリフォームの本体部を２軸延伸する
前に行なっても、プリフォームの本体部を２軸延伸した
後に行なってもよい。

このような結晶化は、具体的には、栓型治具が挿入され
た未結晶化口栓部を加熱気体と接触させ加熱することに
より行なうが、この口栓部の加熱温度は、加熱気体の温
度を調節することのよって容易に制御できる。また、本
発明の方法では、未結晶化口栓部に挿入される栓型治具
は予め加熱されており、この栓型治具からの放熱によっ
て口栓部の結晶化が促進される。

加熱気体の温度は、通常中空成形体に用いられる樹脂材
料の融点以下の温度に調節さ汰　具体的にｌ戴　ＰＥＴ
を材料として用いた場合には、加熱気体の温度は、１２
０℃〜２００℃、好ましくは１５０℃〜１７０℃に制御
される。

上記したような温度範囲の加熱気体を未結晶化口栓部に
接触させて加熱し　内部に挿入された栓型治具の放熱温
度とバランスを取ることにより、実質的に均一な口栓部
結晶化状態とすることができ、かつプリフォームあるい
は中空成形体の本体部（非加熱部）が結晶化して白化す
ることはない。

このような口栓部結晶化方法では、未結晶化口栓部のみ
に加熱気体を接触させることができれ眠どの様な構成の
装置を用いてもよい。

本発明か借る装置は、未結晶化口栓部に予め加熱した状
態で挿入する栓型治具と、一定温度に保たれた加熱気体
を内部に保持した恒温気体槽と、その外壁部に開口する
口栓部挿入口とを備える簡単な構造を有する装置であり
、ここで第１図および第２図に基づき、本発明に係る装
置の好ましいＩＰ、様を説明する。

第１図は本発明に係る装置の好ましい１態様を示す側面
図であり、第２図はその平面図である。

図示されるように、この口栓部結晶化装置１は、直方体
状の恒温気体槽３を備えている。恒温気体槽３は、長手
方向と直角を成し　各々熱風吹出ノズル５．５を配設さ
れた側面板７，７と、槽３の上部を開閉自在に閉塞する
天板８とを備えている。

熱風吹出ノズル７は、筒状の本体９と、送風管１０を接
続された外側端部１１と、横方向に偏平となった内側開
口端部１３とを有し、本体９内部には、配線１４．１４
を介して通電することにより発熱する電熱ヒータ１５が
内蔵されている。このような熱風吹出ノズル７は、送風
管１０がら送られる空気を電熱ヒータ１５により加熱し
熱風として恒温気体槽３内に吹き出すようになっている
。

恒温気体槽３内に熱風として吹き出された加熱空気は、
長手方向と平行を成す側面板７に設けられた開口１９お
よびこの間口１９に接続される排気管２１を介して外部
に排出される。

このような恒温気体槽３は、一定温度の加熱空気ヲ熱風
吹出ノズル５から吹き出し　開口１９から排出して常時
循環させることにより、槽３内部の加熱空気　すなわち
口栓部２９と接触する加熱空気の温度を一定化させるこ
とができる。

なお、恒温気体槽３内部に１戯　内部の気体および口栓
部２９を補助的に加熱する赤外線ヒータ、遠赤外線ヒー
タ（ともに不図示）などのヒータを配設してもよい。

恒温気体槽３の天板８は、　１対の口栓部挿入口２５．
２５が設けられるとともに、配線２７２７を介して通電
すると発熱するヒータ（不図示）を内蔵している。

この天板８のヒータは、第１図に示されるよう番ミ　口
栓部２９と本体部３１との間に形成された鍔３３を有す
るプリフォーム２８の口栓部２８を結晶化する場合、鍔
３３を口栓部２９とともに結晶化するために用いられる
。

この際、天板８に設けられた口栓挿入口２５の内径は、
口栓部２９の外径より１〜３１大きく、かつ鍔３３の外
径より１〜１０．小さくなるように設定されることが好
ましい。

また、天板８の温度は、プリフォーム２８の樹脂材料の
融点以下の温度に設定さ蜆　例えば材料としてＰＥＴを
用いた場合には、１５０〜１９０℃に制御されることが
好ましい。

本発明に係る口栓部結晶化装置１は、このような恒温気
体槽３とともに、予め加熱された状態で未結晶化口栓部
２９に挿入される栓型治具３５を有している。

この栓型治具３５は、例え眠　鉄、アルミなどの金属か
らなり、口栓部２９の内径より０２〜０．５龍小さい外
径を有する小径部３５ａと、口栓部２９と同一以上の外
径を有する大径部３５ｂとを有している。このように小
径部３５ａの外径を設定された栓型治具３５を用いるこ
とにより、口栓部の熱変形を防止するとともに、口栓部
結晶化区分を明確にすることができる。

そして、この栓型治具３５には、大径部３５ｂ周面と小
径部３５ａ上端面とに開端する貫通口３７が設けられて
いることが好ましい。

この貫通孔３７告　プリフォーム２８の口栓部２９に栓
型治具３５を挿入した状態で本体３１の内部と外部とを
連通する。したがって、口栓部２９を結晶化する際に本
体３１内部で膨張した空気は、この貫通孔３７を介して
本体３１外部に放出されるため、この熱膨張した空気に
よって栓型治具３５が口栓部２９から抜けるなどの不都
合が起こり難くなる。

また、恒温気体槽３の底板３８には、口栓部支持スタン
ド３９が立設されており、この支持スタンド３９は、底
板３８を貫通する柱状脚部４１と、脚部４１上端に配設
されて口栓部挿入口２５直下に位置する円板部４３とか
ら成る。脚部４１はその下部が雄ネジとなっており、底
板２９に固定されたナツト４４に螺合している。したが
って、支持スタンド３９は、円板部４３で口栓部２９に
挿入された栓型治具３５を支持する際に、回転させて円
板部４３の高さを調節することができる。

以下、このような構成の装置１を用いたプリフォーム２
８の口栓部結晶化操作を説明する。

先ず、恒温気体槽３の上部が解放された状態で支持スタ
ンド３９の高さを調節獣　天板８で恒温気体槽３を閉塞
する。ついで、送風管１０から空気を供給し　配線１４
を介して通電することによりヒータ１５を発熱させて熱
風吹出ノズル９の内側開口端１３から一定温度に制御さ
れた熱風を吹き出させる。

続いて、天板８のヒータに配線２７を介して通電して天
板８を昇温し、天板８の温度が所定の値で一定化するよ
うに制御する。なお、熱風および天板８の温度を制御す
る制御系は図示されていない。

天板８の温度が一定化した後、天板８上に栓型治具３５
を載置して加熱し略々天板８と同様の温度とする。この
ようにして栓型治具３５を予め加熱しておくことにより
、この治具３５を挿入する口栓部２９の結晶化速度を早
くし、結晶化位置の区分を明確とすることができる。

予熱した栓型治具３５を、プリフォーム２８の口栓部２
９に挿入した後、この口栓部２９を口栓部挿入口２５に
挿入し、栓型治具３５を支持スタンド３９上に載せる。

この際、プリフォーム２８の鍔３３は天板８の上面に接
触する。

結晶化を要するプリフォーム２８の口栓部２９および鍔
３３は、経時的に変化して白イｈ　すなわち結晶化を始
める。プリフォーム２８の結晶化部位をどこまでにする
かは、次の二軸延伸工程の目的により異なる。

結晶化を終えたプリフォーム２８の口栓部２９に挿入さ
れている栓型治具３５は、口栓部２９を挿入口２５から
抜取り、冷却空気あるいは冷却不活性ガスなどで冷却し
た後に、不図示の脱着治具を用いて脱着する。

このようにして、装置１では、プリフォーム２８の口栓
部２９および鍔３３を結晶化させることができるが、こ
の装置１は、本体部３１を二軸延伸した後に、口栓部２
９および鍔３３を結晶化できることは言うまでもない。

このような口栓部結晶化装置１は、構造が簡単で安価に
製造でき、上記手順を繰り返すことにより簡単に口栓部
２９の結晶化を行なうことができる。

また、口栓部挿入口２５、栓型治具３５の大きさおよび
形状を変更することにより、簡単に製品形状の変化に対
応でき、これらの数を設定することにより、好みの数の
プリフォーム２８を同時に処理することができる。

以二　口栓部結晶化装置の好ましい１態様を第１図およ
び第２図に基づいて説明したが、本発明に係る結晶化装
置は、　未結晶化口栓部に予め加熱した状態で挿入され
る栓型治具と、一定温度に保たれた加熱気体を内部に保
持した恒温気体槽と、その外壁部に開口する口栓部挿入
口とを備える構成であればよく、図示される構成に限定
されるものではない。

したがって、本発明に係る装置は、口栓部を結晶化させ
る際に本体部を冷却する手段、例えば第１図中波線で示
されるようなケース５１と、このケース５１内に冷却し
た空気　不活性ガスなどを送る冷却気体発生機（不図示
）とを備える冷却手段などを備えていてもよい。

１里り皇摩 本発明に係る中空成形体の口栓部結晶化方法で檄　未結
晶化口栓部に予め加熱した栓型治具を挿入し　この口栓
部を加熱気体に接触させることによって未結晶化口栓部
の結晶化を行なっているため、シリコンオイル、冷却洗
浄液などの廃棄処理工程を必要とせず、かつ加熱気体の
温度を調節するだけで口栓部の加熱温度を設定できる也
　簡単かつ安価で、小数多品種化および製品製造個数変
化に容易に対応し得る未結晶化口栓部の結晶化装置を提
供できる。

本発明に係る口栓部結晶化装置によれ（ｆｌ　　上記栓
型治具と、恒温気体槽と、この恒温気体槽の外壁部に開
口する口栓部挿入口とで構成されているため、構造が簡
単で安価に製造でき、かつ栓型治具および口栓部挿入口
の形択　個数を調節するだけで容易に製品の小数個多品
種化および製造個数変化に対応することができる。

以下実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。

叉息皇」 三井ペット樹脂株式会社から販売されているポリエチレ
ンテレフタレート樹脂［商品名　Ｊｌへ密度１４０（結
晶）］を用い、第１図に示されるような形状を有する二
軸延伸肌用プリフォーム２８（本体外径３８龍、口栓部
内径３１．　４０ｍ）を用いた このプリフォーム２８に、　１７０℃の温度に保たれた
天板８上で予熱した鉄製栓型治具３５（外径３１．３０
ｍｍ）を挿入した後、この口栓部２８を第１図に示され
るような装置１の口栓部挿入口２５に挿入し、栓型治具
３５を支持スタンド３９に載置した ２！ｊｉの熱風吹出ノズル５，５に接続される送風間１
０は内径８關であり、上流側で１つにまとまって送風主
管（不図示）となっており、この送風主管への供給エア
ー圧は１．　０ｔ、ｇ／。２であつ島また、送風ノズル
５のヒータ１５の発熱量は、吹き出される加熱気体が１
７０℃となるように調節した その結果、経時変化により口栓部２９および鍔３３の白
化（結晶化）が進べ　約３分で結晶化を完了することが
でき、かつ本体部３１が白化することはなかった　その
後、冷却空気で口栓部２９を強制冷却し　プラグ抜取り
治具を用いて治具３５を抜き取ることにより、二軸延伸
用プリフォーム２８の口栓部結晶化作業を終えることが
できた 寒鳥遣」 実施例１で用いたプリフォーム２８の本体部３１を２軸
延伸して得た中空成形体の未結晶化口栓部を、実施例１
と同様にして結晶化させ九　約３分で口栓部の結晶化を
完了でき、本体部が白化することはなかっｔ島 比較例１ 実施例１で用いたプリフォーム２８の口栓部に挿入する
栓型治具３５を予熱しない以外は、実施例１と同様にし
て口栓部２９を結晶化させた　約１０分で口栓部２９の
結晶化が完了医　本体部３１が白化することはなかっｔ
４ 比較例２ シリコンオイルが充填された恒温制御槽を用い、このシ
リコンオイルの温度を１６０℃に制御した次に、実施例
１で用いたプリフォーム２８の口栓部２９に、栓型治具
を挿入固定し　サポータ−に取り付けて恒温制御槽上面
に設けられた孔から、釣り下げて口栓部２９をシリコン
オイルに浸漬した 経時変化により白化（結晶化）が進べ　約６分で結晶化
を完了した　しかしながら、栓型治具を脱着するまでに
、冷却したヘキサン液で、シリコンオイルが付着した口
栓部の冷却と洗浄を行ない、さらに栓型治具を脱着した
後に、ヘキサン液にょる再洗浄を行なって、シリコンオ
イルを取り去る必要がありｔら なお、洗浄に用いたヘキサン液は、廃棄しμ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の好ましい１態様を示す側面
図であり、第２図はその平面図である。 なお図中、３は恒温気体槽、８は天板、２５は口栓部挿
入四　２８はプリフォーム、２９は口栓部　３１は本体
部　３５は栓型治具である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）２軸延伸された本体部を有する中空成形体の口栓
   部を結晶化する方法であって、 未結晶化口栓部に、予め加熱した栓型治具を挿入した後
   、 前記未結晶化口栓部を加熱気体に接触させて結晶化させ
   ることを特徴とする中空成形体の口栓部結晶化方法。
2. （２）前記未結晶化口栓部の結晶化は、前記本体部を２
   軸延伸成形する前に行なわれることを特徴とする請求項
   第１項に記載の中空成形体の口栓部結晶化方法。
3. （３）前記未結晶化口栓部の結晶化は、前記本体部を２
   軸延伸成形した後に行なわれることを特徴とする請求項
   第１項に記載の中空成形体の口栓部結晶化方法。
4. （４）中空成形体の未結晶化口栓部を結晶化させる装置
   であって、 未結晶化口栓部に予め加熱した状態で挿入する栓型治具
   と、 一定温度に保たれた加熱気体を内部に保持した恒温気体
   槽とを備え、 前記恒温気体槽は、その外壁部に開口し、前記未結晶化
   口栓部を挿入して前記加熱気体に接触させる口栓部挿入
   口を少なくとも１つ有することを特徴とする口栓部結晶
   化装置。
5. （５）前記恒温気体槽の外壁部には、該外壁部の前記口
   栓部挿入口近傍を加熱する加熱手段が設けられているこ
   とを特徴とする請求項第４項に記載の口栓部結晶化装置
   。