JPH0413216B2 - - Google Patents

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JPH0413216B2
JPH0413216B2 JP20392384A JP20392384A JPH0413216B2 JP H0413216 B2 JPH0413216 B2 JP H0413216B2 JP 20392384 A JP20392384 A JP 20392384A JP 20392384 A JP20392384 A JP 20392384A JP H0413216 B2 JPH0413216 B2 JP H0413216B2
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Haustrup Plastic AS
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はミルク様流動製品、圧力液体その他の
流動状内容物を長期間にわたり貯蔵し反復使用可
能な熱的に安定した結晶性熱可塑性ポリマー製容
器の構成に関する。 物品を圧力下で貯蔵する容器は知られている。
概して、これら既知の容器は円筒その他の筒形状
を有している。 これらの容器は、低温熱殺菌、加熱下の貯蔵、
炭酸飲料では内部圧力が加わつたままの貯蔵、医
療用材料では100℃以上のオートクレーブ消毒等
により熱変形しないものが要求される。 また、これらのタイプの容器では、繰返し使用
に必要な洗浄作業で加わる外力、洗浄に用いられ
る熱液及び洗浄薬品に対する耐久性を保持するこ
とが必要とされる。 このような結晶性熱可塑性ポリマーからなる容
器の最大の問題点は熱軟化変形による強度低下で
ある。また、プラスチツク材はガラスより高価な
ので、できるだけ薄壁で低重量にしつつ、衝撃及
びシヨツクに対する耐久性能を一層向上させた容
器が望まれる。 本発明は、長期にわたり形状を保持し、非常な
高温度に加熱され又は加圧されても強度特性を保
持する新規な結晶性熱可塑性ポリマー製の容器を
提供する。本発明による結晶性熱可塑性ポリマー
から構成された容器は、好適実施例に関する実際
の試験結果によれば、240℃までその形状を変更
することなく加熱可能で、この温度においても依
然として良好な強度を保持するのみならず、低温
においても良好な材料強度を保持し、冷凍条件下
で保存される内容物の貯蔵にも使用可能である。
また、他の試験結果によれば、一時間にわたり
121℃で殺菌されても、形状変化その他の特性の
変化を生ぜず、130℃の温度の高温液体を充たし
ても形状又は強度変化を生じない。 本発明の容器は、結晶性熱可塑性ポリマーから
なるが、その例としては、ポリエチレンテレフタ
レート、エチレンテレフタレートとエチレンイソ
フタレートの共重合体などがあげられる。以下の
説明に当つては、商品名アクゾポリエステルアル
ナイト210（Akzo Polyester Arnite 210）と称さ
れるポリエチレンテレフタレートを例にとるが、
本発明の容器は一般に上記例示の結晶性熱可塑性
ポリマーを材料とするものに限られない。 本発明の特徴は、容器の各部が互いに異なる物
性を有する点にある。そこで、以下に本発明の説
明に必要な結晶性熱可塑性ポリマー（ポリエチレ
ンテレフタレート）の５つの特性域について略述
しておく。 特性域１：無配向結晶域 この特性域では材料は無配向球晶が存する結晶
化された状態であり、強くて堅く、安定した形態
を保持するが、わずかに脆い。未着色の材料は乳
白色で、かつ、不透明ないし半透明である。その
特性は温度によつて僅かに変化するのみで、測定
結果では、溶融温度255℃附近まで、材料が本質
的に上記の特性を保持していることを示してい
る。溶融した材料を徐冷すると、溶融状態の材料
は冷却に伴い結晶化されて特性域１へと移行し、
溶融状態における澄んだ外観から上記の乳白色外
観へと変化する。また、下記の特性域２にある材
料が約100℃を越える温度にまで熱せられ一定時
間この温度に保持されると、材料は結晶化して、
特性域１へと転移する。この結晶化は、140℃で
非常に急速に生ずる。 特性域２：非晶域 この特性域では、材料は特性域１のものよりも
圧縮強さ及び硬さが多少低く、熱安定性も低い
が、幾分タフであり、透明である。加熱される
と、材料は約70℃で軟化し、ゴム様の特徴を帯び
る。材料は100℃までその状態を変化することな
く長時間保持されうるが、温度が更に上昇すると
結晶化しはじめ特性域１に転移する。材料は溶融
状態から温度100℃ないしそれ以下に急冷すると、
結晶化する時間がないので特性域２に転移する。
また、下記の特性域３の状態にある材料を70〜
100℃に熱すると特性域２に転移する。 特性域３：非晶弾性域 この特性域での材料は、70℃〜100℃温度間に
加熱した時の挙動を除いて、特性域２にある材料
と同様の特性を保持している。特性域２にある材
料を70〜140℃に加熱し、この温度下に元の長さ
の最大1.5倍未満まで引張ると、材料は特性域２
から特性域３に転移し、これを70℃以下の温度に
冷却すると、内部応力が形成されるが、再度70〜
140℃に加熱すると、元の長さに戻る。 特性域３の材料を十分長時間にわたり加熱する
と、材料は70℃を経過した点で特性域２に転移
し、その後、一層の高温度に達して結晶化が開始
すると特性域１に転移する。 特性域４：結晶配向域 この特性域では材料は延伸率1.5倍以上で延伸
されて結晶及び分子が配向しており、完全に澄ん
で透明である。 ここで延伸に関して述べておくと、前記のとお
り特性域２の材料を加熱し多少伸張すると材料は
特性域３に移行するが、特性域３の材料は弾性域
にあるので再加熱により収縮して特性域２に戻
る。ところが、特性域３の材料を延伸適温下に更
に伸張するか又は特性域２の材料を元の長さの
1.5倍以上に伸張すると材料は弾性域を超えて伸
び、塑性変形を生じ、再加熱しても弾性収縮に相
当する僅かな収縮はするが、元の長さには戻らな
い。このような状態にまで十分に長さを伸長する
のが延伸成形の分野でいう延伸であつて、その伸
長が一方向である場合が一軸延伸、二方向である
場合が二軸延伸である。本明細書にいう延伸は上
記の意味であり、延伸倍率ないし延伸率は、上記
伸張前の長さに対する伸張後の長さの比ないし倍
率を意味し、二軸延伸の場合についても一つの軸
方向における長さの増大率をいう。 さて、特性域４の材料は非常に剛く強力で相対
的に良好な形態保持性を有する。材料は溶融点
255℃附近に加熱されてもその澄度を保持する。
この材料を70℃以上に加熱すると、微少な収縮が
発生する。 材料を特性域２の状態から70〜140℃に加熱し
た状態で、元の長さの1.5倍以上に伸張し、この
状態を保持して70℃以下の温度に冷却すると、一
定内部応力が材料中に形成され、特性域４の状態
となる。これを70℃以上の温度で再加熱すると、
材料は幾分収縮する。 特性域５：内部応力解消域 この特性域では、材料は本質的に特性域４にお
けると同様な特性を有し、完全に澄んで透明で非
常に剛く相対的に強力であり良好な形態安定性を
保持している。しかし、140℃以上の高温度に加
熱しても、特性域５の状態が保持され形状変化が
生じない点において特性域４の状態と相違する。 材料は、特性域４の状態にあるものを数秒ない
し数分程度の相当時間、所望温度例えば140℃以
上の温度で加熱すると同時に元の形状を保持させ
ることにより特性域５に転移する。 以上結晶性熱可塑性ポリマー材料の数特性域に
ついて説明したが、部分的に特性域１及び特性域
５の部分を有する結晶性熱可塑性ポリマーからな
る容器は非常に有益である。すなわち、例えばキ
ヤツプを冠する実質的に円筒形の口部又はさらに
円錐形の首上方部までが特性域１の材料であり、
他部分は特性域５である材料のボトルは、口部な
いし首上方部に形態安定性を備え、口部にキヤツ
プの帽冠を反復して行うことを可能かつ容易にす
る。さらに加えて底中央部をも特性域１の状態に
したものは、上述の長所のほか、その形状を変化
することなく内部過剰圧力に対する耐久性を良好
に保ち垂れ下り膨出しない底部と、衝撃並びにシ
ヨツクに対して十分な抵抗を備えた首下方部及び
胴部を有することになる。 このボトルは、その胴部、首下方部及び底周縁
部が特性域５の材料からなるが、特性域５の状態
の胴部は、その直径方向の長さが特性域２の状態
にあつたブランクの直径に対して少くとも1.5倍
伸張され結晶配向した材料が加熱処理されて形成
されており、ボトルは実質的に澄んで透明であ
る。 なお、本発明の容器は三段階で製造することが
できる。一例によれば、第一段階でブランクはそ
の材料が特性域２であるように形成され、第二段
階でブランクはボトルの胴部と首下方部と底周縁
部とが特性域４で残存部分が特性域２又は３であ
るボトル形状中間形成物を形成するようにブロー
成形により幅を広められ、最終段階で先に特性域
４で形成されていたボトル部分が特性域５に転移
され、残部は特性域１に転移される。 また、たとえば、第２図に示したように、ブラ
ンクの一部分を第一段階と第二段階の間の工程で
乳白色化させ特性域１の状態にしておき、これを
吹込成形してもよい。 ブランクは射出成形部材又は押出機によつて作
れる。ブランクは第二段階でブロー成形作業位置
へ移動され、70℃ないし140℃の温度、すなわち
一般的にはガラス転移温度以上の延伸適温下で所
望のサイズに拡大延伸される。 その後、ボトルは新しい作業位置に移動される
かボトルの元の作業位置に保留され、ボトル内に
加える内部過剰圧力によりボトルを使用金型の壁
方向に加圧しつつ、材料内に形成された応力が解
放されるに十分な時間、所望温度例えば140℃以
上に保持される。全材料が特性域１及び／又は５
に転移するのに必要な時間は使用温度及び使用材
料に依存して秒単位から分単位へと変化する。こ
の時点で少なくともブランクの元の寸法の1.5倍
以上膨脹されているボトル材料部分は特性域５に
転移される。ボトルの他部分は外部加熱による熱
が伝わりにくい厚肉部の内側以外は特性域１の状
態となる。このように最終段階において、温度安
定化が生ずる。この温度安定化処理はブロー成形
と関連して遂行されてもよく、また、成形ボトル
が一旦冷却された後に遂行されてもよい。 より具体的な成形方法及び装置は、特開昭51−
53566号公報中に開示された発明又は公知の方法
及び装置として説明されている。 第１図は、完成ボトルの１例であり、第２図
は、これを成形するためのブランクの１例であ
る。この例では、ブランク２の底部の領域３が予
め結晶形態即ち特性域１にされている。完成ボト
ル１にはＡ〜Ｃの三領域が示されているが、領域
Ａはキヤツプを嵌着する口部とこれに続く首上方
部とからなり、領域Ｂは首下方部、ボトルの胴部
及び底周縁部であり、領域Ｃは底中央部として示
されている。 これはボトルに特徴ある外観をもたらしてい
る。前述したとおり、本発明のボトル類は再使用
に必要な洗浄過程に耐えるので反復使用可能であ
る。この例においてＡと指示された乳白色領域の
サイズは、ボトルの径と対応するブランクの径に
よつて決まる。このようにして審美的に魅力的な
乳白色領域の寸法の選定が可能となる。同時に、
この乳白色領域は、ボトルが再使用できることを
容易に確認できる表示ともなる。 ある適用例では、底部が特性域１の材料で平坦
であることが望まれる。底部も特性域１の材料に
すると、底部が大層固くなるから、あたかも一片
の金属片のような強化物で補強しているかのよう
になる。この固い平坦な部分のサイズは、ブラン
クの形状及びボトルの最終形状の適切な組合せに
より選定可能である。 さらに、本発明によれば、広口を備えた容器を
も可能とし、この口部は前述した特性域１の材料
からなる。容器中の他の部分は、底部の一部を例
外とする場合を除き、一般に特性域５からなる。
このようにして形態安定性を備えた口部であつ
て、これをキヤツプで密封閉鎖するのに十分適合
したものが得られる。さらに、口部の温度安定性
により、閉口の密封性は原則として温度変化によ
つて影響をうけない。 以上説明したとおり、本発明にかかる容器は、
少くとも胴部が熱及び圧力に対して安定している
だけでなく、さらに、特性域１の状態にあり乳白
色化した部分が独自の効果を奏する。すなわち、
特性域１の部分は、それが熱安定化処理されずに
特性域２又は３の状態にある場合にくらべて十分
に強度を増大し、熱及び圧力に対する耐性を向上
させる。 これを口部についていうと、径38mmの口部を有
するボトルの口部が特性域２の非晶状態のものと
400℃の熱風で処理して特性域１の結晶状態にし
たものとを比較すると、後者の方が密度が有意に
増大しており、85℃温水浸漬後の寸法変化及び縦
方向圧縮強度の差は、それぞれ表１及び表２に示
すとおりである。
【表】
【表】 また、85℃でホツトパツクし冷却した後の開栓
トルクの変化についての実験結果は表３のとおり
で、これも結晶化した方が優れている。
【表】 次に、底中央部をドーム状に上げたボトルにお
いて、底中央部の結晶化の有無による85℃ホツト
パツク時の底部変形の試験結果は表４に示すとお
りで、これも結晶化したボトルの方が優れてい
る。
【表】 【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例中で採用したボトルの
説明図、第２図は本発明のボトルを作るためのブ
ランクの説明図である。 １…ボトル、Ａ…口部及び首上方部、Ｂ…首下
方部、胴部及び底部の一部、Ｃ…底中央部、２…
ブランク、３…ブランク底部の結晶形態域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 結晶性熱可塑性ポリエステル樹脂からなり、
    口部、これに続く首部、胴部及び底部を有し、少
    くとも上記胴部は二軸延伸により配向され透明で
    内部応力が解放され、かつ、口部が実質的に無配
    向に結晶化されて乳白色化されていることを特徴
    とする強化耐熱性容器。
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