JPH07309319A - ワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法 - Google Patents
ワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法Info
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Abstract
ルボトル及びその製法を提供する。 【構成】 底部5には底部中央部10と底部中央部10
よりも軸方向外方に延びている周辺接地部11とがワン
ピースの自立構造に形成されており、底部中央部10
は、ゲート切断部を除いて、胴部中央部の肉厚の0.5
乃至2倍の厚みとなるように薄肉化されていると共に、
周方向−厚さ方向の複屈折率が0.070以上となるよ
うに分子配向されており、且つ底部中央部10は胴部中
央部の結晶化度の0.8乃至1.4倍の結晶化度を有す
る底部強度並びに耐熱性と自立安定性とに優れたワンピ
ース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製造
方法。
Description
と自立安定性とに優れたワンピースタイプの耐圧乃至耐
熱圧ポリエステルボトル及びその製法に関する。
の如き熱可塑性ポリエステルの二軸延伸ブロー成形容器
は、優れた透明性や表面光沢を有すると共に、瓶に必要
な耐衝撃性、剛性、ガスバリヤー性をも有しており、各
種液体の瓶詰容器、即ちボトルとして利用されている。
の保存性を高めるために、内容物を熱間充填し或いは内
容物を充填した後、加熱殺菌乃至滅菌することが必要で
ある。しかしながら、ポリエステル製ボトルは耐熱性に
劣るという欠点があり、内容物を熱間充填する際の熱変
形や容積の収縮変形を生じるため、二軸延伸ブロー容器
を成形後に熱固定(ヒート・セット)する操作が行われ
ている。
充填密封後、加熱殺菌乃至滅菌する用途(耐熱圧ボト
ル)では、ボトル底部に圧力と熱とが同時に作用して膨
出変形を生じるため、前述した熱固定程度では不十分で
あり、ボトル底部を丸底とし、この底に別体のハカマ部
品(ベースカップ)を取り付けることが行われている
(実開昭55−142433号公報、及び特公昭61−
30982号公報)。
トルでも、底部の熱及び圧力による変形を最小限にとど
めるため、特公平5−9259号公報や特開昭1225
16号公報に記載されているとおり、未延伸乃至低延伸
の底中心部を加熱により熱結晶化させることが知られて
いる。
有底の一次成形体を金型内で半球状の底部を有する二次
成形体に延伸ブロー成形し、この二次成形体の底部のみ
を加熱収縮させた後、更にこの底部を自立性が得られる
形状に二軸延伸ブロー成形することが記載されている。
この方法では、底周辺部の厚みが0.36mmであるの
に対して、底中心部近傍の厚みが1.16mmであった
ことも記載されている。
部強度並びに耐熱性と自立安定性とに優れたワンピース
タイプの耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法は全く
知られていない。
リエステル製ボトルもワンピースタイプの場合、自立性
と耐圧性を保証するため、底部は殆んど延伸せず、厚肉
化している。このため、底部は、充填ラインでのスベリ
性をよくするスリップ剤等で、ストレスクラックが生じ
易くなる。
ー成形法によるワンピース型のポリエステルボトルは、
かりに十分な熱固定を行ったとしても、自生圧力を有す
る内容物を充填後、熱水で殺菌乃至滅菌する用途に対し
ては、自立安定性や底部の耐熱圧性の点で未だ十分満足
し得るものでなかった。
その性質上熱間充填を行うことは到底困難であり、従っ
て内容物の保存性を向上させるための殺菌乃至滅菌操作
は、容器内に内容物を充填し、密封した後、パストライ
ザーと呼ばれる装置内でビン詰め製品に熱水のシャワー
をかける熱水殺菌乃至滅菌操作に委ねられている。
ポリエステルボトルをこの熱水殺菌乃至滅菌操作に賦す
ると、容器壁が熱と内圧との両方の作用を受けるため、
底部の未延伸部乃至低延伸部でクリープによる変形が生
じ、その部分が外方に突出変形するので、容器の自立性
が損なわれたり、容器の外観特性が不良となったりし
て、容器は実用に耐えないものとなる。
ームの延伸ブロー成形では底部中心部に未延伸部乃至低
延伸部がどうしても形成されるということであり、容器
の自立性のために半球状に比べて複雑な凹凸構造を形成
したワンピース構造のものでは、各部の延伸倍率はより
複雑に異なってくるため、この傾向はより顕著なものと
なってくる。
の耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法を提
供するにある。本発明の他の目的は、底部の機械的強度
と耐熱性及び自立安定性に優れており、自生圧力を有す
る内容物を充填、密封後、熱水による殺菌乃至滅菌操作
に賦することが可能な延伸ブロー成形ポリエステルボト
ル及びその製法を提供するにある。本発明の更に他の目
的は、自立性に優れしかも底部の耐ストレスクラッキン
グ性にも優れた耐圧ポリエステルボトルを提供するにあ
る。
塑性ポリエステルの延伸ブロー成形で形成され、首部、
胴部及び底部を備えた耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボト
ルにおいて、底部には底部中央部と底部中央部よりも軸
方向外方に延びている周辺接地部とがワンピースの自立
構造に形成されており、底部中央部は、ゲート切断部を
除いて、胴部中央部の肉厚の0.5乃至2倍、特に0.
55乃至1.50倍の厚みとなるように薄肉化されてい
ると共に、周方向−厚さ方向の複屈折率が0.070以
上、特に0.100以上となるように分子配向されてお
り、且つ底部中央部は胴部中央部の結晶化度の0.8乃
至1.4倍、特に0.85乃至1.3倍の結晶化度を有
することを特徴とする底部強度並びに耐熱性と自立安定
性とに優れたワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステル
ボトルが提供される。
上、特に37%以上の結晶化度を有するのがよい。
ルのプリフォームを、延伸温度において、少なくとも外
周及び底が拘束されていない条件下に延伸ブロー成形し
て、首部、胴部及び底部を備えた二次成形品に成形する
工程と、該二次成形品を加熱して胴部及び底部を熱固定
すると共に、その収縮を許容する工程と、熱処理工程で
の成形品をブロー成形型中でブロー成形して、前記丸底
部を底中心と底中心よりも軸方向外方に延びている周辺
接地部とから成る底形状に最終成形する工程とから成る
ことを特徴とする底部強度並びに耐熱性と自立安定性と
に優れたワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボト
ルの製造方法が提供される。
イプでありながら耐圧乃至耐熱圧性を有することが顕著
な特徴である。ワンピースタイプとは、ベースカップ等
の別体の部品を用いることなく容器の自立性が得られる
ものであり、耐熱圧性とは熱と圧力とが同時に作用する
条件下で器壁の膨出変形が防止されるものをいう。ま
た、耐圧性については耐ストレスクラック性が含まれ
る。
耐熱圧性とを同時に満足させるため、底部に底部中央部
と底部中央部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部
とを形成すると共に、底部中央部を、ゲート切断部を除
いて、胴部中央部の肉厚の0.5乃至2倍、特に0.5
5乃至1.5倍の厚みとなるように薄肉化し且つ周方向
−厚さ方向の複屈折率が0.070以上となるように分
子配向させしかも胴部中央部の結晶化度の0.8乃至
1.4倍の結晶化度となるように結晶化させたことが顕
著な特徴である。
述する方法で測定されるものをいい、一方結晶化度と
は、下記式(1) 式中、ρ :測定密度(g/cm-3) ρam:非晶密度(1.335 g/cm-3) ρc :結晶密度(1.455 g/cm-3) 密度測定は、n−ヘプタン−四塩化炭素系密度勾配管
(株式会社池田理化)を作成し、20℃の条件下で行
う。 により求められる値をいう。
を説明するための図1(側面断面図)及び図2(底面
図)において、このボトル1は、首部2、首部に錐台乃
至回転体状の肩部3を介して接続された筒状の胴部4及
び胴部の下端に接続された底部5から成っている。首部
2にはキャップ締結用のネジ部6及びサポートリング7
が形成されている。胴部4と肩部3との間には、熱圧時
に緩衝作用を行う段差部8が形成されており、胴部4と
底部5との間にも、熱圧時に緩衝作用を行う段差部9が
形成されている。底部5は底部中央部10と底部中央部
よりも軸方向外方に延びている周辺接地部11とから成
っている。この具体例において、底部5は、周方向に半
球状の部分12とこれから径方向外方且つ軸方向外方に
突出した脚部13(図では5個が示されている)とが交
互に配置されており、半球状部分12の最下端が底部中
央部10及び脚部13の最下端が周辺接地部11となっ
ている。底部中央部10は周辺接地部11よりも高さH
だけ上側に凹んでおり、この高さが保たれている限り、
ボトルの自立安定性が維持される。
ンプル位置も示されており、ボトル底部の中央部ア、底
部の周辺部ウ及びこれらの中間部イ並びに胴部中間部エ
があり、これらの位置は後述する例のサンプル位置であ
る。後述する例の表1及び2を参照されたい。本発明の
ボトルでは、最も厚肉となりやすい底部中央部アでも、
ゲート切断部を除いて、最も薄肉となりやすい胴部中央
部エの肉厚の0.5乃至2倍の厚みとなるように薄肉化
されているという驚くべき事実が明らかとなる。尚、ゲ
ート切断部を厚みの測定の対象外としているのは、延伸
ブロー成形用プリフォームの底中心には、ゲート(突起
部)が必ず形成され、この部分は、たとえ切り落とされ
た場合にも、幾分肉厚の状態で残留することによる。
と結晶化度との関係及び底部中央部の複屈折率も示され
ており、最も未配向の状態で残留しやすい底部中央部で
も、胴部とほぼ同様に0.07以上の複屈折率となるよ
うに高度に配向されているという事実が明らかとなる。
この底部中央部における高度の分子配向は、底部中央部
が延伸ブロー成形の際高度に薄肉化されることによるも
のであり、このように高度の分子配向状態で熱固定を行
うことにより、底部中央部に、胴部中央部の結晶化度の
0.8乃至1.4倍の結晶化度、即ち配向結晶を付与す
ることができる。
部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とを形成さ
せたワンピース型の自立構造容器は公知であり、また底
部中央部を高度に結晶化させた容器も公知である。しか
しながら、前者のワンピース型のものは、その用途が熱
間充填型のものであり、底部中央部の肉厚が胴部中央部
の肉厚の3倍以上とかなり厚いものであり、またその配
向度にしても、複屈折率が0.06以下と未配向或いは
低配向のものである。また底部中央部を高度に結晶化さ
せた耐熱圧ボトルは、何れも熱結晶化であるのに対し
て、本発明の底部中央部は配向結晶化である点で全く相
違している。
断部を除いて、胴部中央部の肉厚の0.5乃至2倍、特
に0.55乃至1.5倍の厚みとなるように薄肉化する
ことは特に重要であり、肉厚が上記範囲よりも薄いとき
には、底部の機械的強度が不足になり、一方上記範囲よ
りも厚いときには、底部の配向の程度が不足となるた
め、耐クリープ性が不満足な結果となる。同様に、耐ク
リープ性の点で、底部中央部は周方向−厚さ方向の複屈
折率が0.070以上となるように分子配向されている
ことも重要である。また、底部中央部は胴部中央部の結
晶化度の0.8乃至1.4倍、特に0.85乃至1.3
倍の結晶化度となるように配向結晶化されていることも
重要であり、上記範囲よりも少ないときには、耐クリー
プ性の点で不十分であり、一方上記範囲よりも大きいと
きには、底部の形状発現性の点で不十分である。
形に際して、金型及び延伸棒を使用すると、金型及び延
伸棒で支持される底部中心部は未延伸、即ち未配向の状
態で残留し、且つこれらに隣接する部分も低配向の状態
で残留する。この容器が、自生圧力を有する内容物の充
填状態での熱水殺菌乃至滅菌に際して、熱と圧力との両
方の作用を受けると、未配向乃至低配向の部分がクリー
プにより引き伸ばされて、容器の膨張及び変形を生じ
る。また、ストレスクラック性も低下する。
エステルボトルの製造では、熱可塑性ポリエステルのプ
リフォームを、延伸温度において、少なくとも外周及び
底が拘束されていない条件下に延伸ブロー(フリーブロ
ー)成形して、首部、胴部及び底部を備えた二次成形品
に成形する。このフリーブローにより、底部も全く未拘
束状態で延伸されるので、胴部と同様に薄肉化され且つ
分子配向される。
び底部を熱固定すると共に、これらを自由収縮させる。
この熱処理により、胴部及び底部は、器壁の残留ひずみ
が緩和されると共に、器壁ポリエステルの配向結晶化が
進行する。
形型中でブロー成形して、前記底部を底部中央部と底部
中央部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とから
成る底形状に再成形する。勿論、この最終ブロー成形工
程で用いる金型は、最終容器の自立底形状と一致するも
のでなければならない。
ス型底形状を採用すると共に、底部中央部の薄肉化、高
度の配向結晶化とを行うことにより、自生圧力を有する
内容物を充填し、この状態で熱水殺菌乃至滅菌を行う用
途に使用することが可能となり、底部の強度並びに耐熱
性を顕著に改善し且つ自立安定性をも向上させることが
可能となり、耐ストレスクラック性も向上する。また、
容器底部を薄肉化しながら、強度及び耐熱性及び耐スト
レスクラック性を向上させたため、容器の目付量を少な
くし、これにより、容器コストの低減と軽量化とが可能
となる。
の殺菌時のボトル内温度と70℃の熱水シャワー時間と
の関係を示す図3において、本発明のボトルAと従来の
ワンピース型自立性ボトルDとを比較すると、従来のワ
ンピース型自立性ボトルBでは、わずか15分後のボト
ル内温度が62℃で底が変形、自立安定性が損なわれ、
耐熱圧ボトルとしては全く実用に供し得ないのに対し
て、本発明のワンピース型自立性ボトルAでは40分後
のボトル内温度70℃でも、自立安定性を有しており、
耐熱圧ボトルとして十分満足すべき性能を有しているこ
とが理解される。
図4において、このプリフォーム20は、首部21、胴
部22及び閉塞底部23から成っており、首部21に
は、ネジ等の蓋締結機構24及び容器保持のためのサポ
ートリング25等が設けられている。
チレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルを主体と
するであるのがよく、エステル反復単位の大部分、一般
に70モル%以上、特に80モル%以上をエチレンテレ
フタレート単位が占めるものであり、ガラス転移点(T
g)が50乃至90℃、特に55乃至80℃で、融点
(Tm)が200乃至275℃、特に220乃至270
℃にある熱可塑性ポリエステルが好適である。
の点で好適であるが、エチレンテレフタレート単位以外
のエステル単位の少量を含む共重合ポリエステルやポリ
エチレンテレフタレートを主体とするポリエステルブレ
ンド物も使用し得る。
ソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳
香族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂
環族ジカルボン酸;コハク酸、アジピン酸、セバチン
酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸;の1種
又は2種以上の組合せが挙げられ、エチレングリコール
以外のジオール成分としては、プロピレングリコール、
1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、1,
6−ヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノー
ル、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物等の
1種又は2種以上が挙げられる。
ポリエステルは、少なくともフィルムを形成するに足る
分子量を有するべきであり、用途に応じて、射出グレー
ド或いは押出グレードのものが使用される。その固有粘
度(I.V.)は一般的に0.6乃至1.4dl/g、
特に0.63乃至1.3dl/gの範囲にあるものが望
ましい。
は、射出成形を用いることができる。即ち、プラスチッ
クを冷却された射出型中に溶融射出して、過冷却された
非晶質のプラスチックプリフォームに成形する。
スクリューを備えたそれ自体公知のものが使用され、ノ
ズル、スプルー、ゲートを通して前記ポリエステルを射
出型中に射出する。これにより、ポリエステル等は射出
型キャビティ内に流入し、固化されて延伸ブロー成形用
のプリフォームとなる。
ビティを有するものが使用されるが、ワンゲート型或い
はマルチゲート型の射出型を用いるのがよい。射出温度
は270乃至310℃、圧力は28乃至110kg/c
m2 程度が好ましい。
フォームを、延伸温度において、少なくとも外周及び底
が拘束されていない条件下に延伸ブロー成形(フリーブ
ロー成形)して、首部、胴部及び丸い底部を備えた二次
成形品に成形する。
成形されるプリフォーム成形品に与えられた熱、即ち余
熱を利用して、プリフォーム成形に続いて延伸ブロー成
形を行う方法も使用できるが、一般には、一旦過冷却状
態のプリフォーム成形品を製造し、このプリフォームを
前述した延伸温度に加熱して延伸ブロー成形を行う方法
が好ましい。
至135℃、特に90乃至130℃の温度が適当であ
り、その加熱は、赤外線加熱、熱風加熱炉、誘電加熱等
のそれ自体公知の手段により行うことができる。また、
ボトル口部の耐熱性及び剛性を高めるために、プリフォ
ーム口部を予め熱結晶化させておくことが好ましい。こ
の口部熱結晶化は、プリフォーム口部を、他の部分と熱
的に絶縁した状態で、一般に140乃至220℃、特に
160乃至210℃の温度に加熱することにより行うこ
とができる。プリフォーム口部の結晶化度は25%以上
であるのがよい。
次成形品を製造するが、延伸温度にあるプリフォーム
を、ブロー成形金型を用いることなしに、延伸棒で、軸
方向に引っ張り延伸すると共に、流体吹き込みにより周
方向に膨張延伸する。 延伸倍率は、軸方向延伸倍率を
2乃至3.6倍、特に2.2乃至3倍、周方向延伸倍率
を3乃至6.6倍、特に3.5乃至6倍とするのがよ
い。軸方向延伸倍率は、プリフォーム成形品の軸方向の
長さと延伸棒のストローク長とによって決定されるが、
周方向の延伸倍率は、流体の吹き込み圧で決定される。
べて、底部及び胴部を比較的均一な肉厚を有する2次成
形品に成形できるという利点があり、底部を胴部と同様
に薄肉化することはフリーブローにより可能となったも
のである。
品の温度は室温近傍にまで低下する。一方、本発明では
85〜135℃に加熱されたプリフォームをフリーブロ
ー成形して得られた2次成形品は、延伸による自己発熱
でさらに約20℃程度加算された状態にある。従って、
フリーブロー成形では、次いで行う二次成形品の加熱に
より上昇させる温度幅を比較的小さくでき、加熱の短時
間化に寄与する利点がある。
して胴部及び底部を熱固定すると共に、その収縮を許容
する。この加熱温度は、一般に120乃至220℃、特
に130乃至210℃の温度が適当であり、この加熱は
赤外線等により行うことができる。 2次成形品を加熱
することにより、容器壁を構成するポリエステルは、底
部及び胴部を含めて、配向結晶化すると共に、残留する
応力も緩和され、容積がやや収縮した3次成形品とな
る。この熱処理時に、2次成形品中の流体を解放しても
よいし、2次成形品内に加圧の程度の低い流体が閉じこ
められるようにしてもよい。
途中にて開始することも可能であり、第1次ブロー成形
終了後赤外線加熱をする場合に比べてより生産効率を上
げることができる。
成形品(三次成形品)をブロー成形型中でブロー成形し
て、前記底部を底中心と底中心よりも軸方向外方に延び
ている周辺接地部とから成る自立性底形状に最終成形す
る。この最終ブロー成形に際して、当然のことながら、
用いるブロー成形金型のキャビテイは三次成形品よりも
大きく、自立性底形状を含めて、最終成形品の寸法及び
形状に合致するものでなければならない。
ー成形に比して温度の許容度があり、これよりも低くて
も或いは高くてもよく、一般に120乃至220℃、特
に130乃至210℃の温度が適当である。
化で、弾性率が増加しているので、フリー延伸ブロー成
形に比して高い流体圧を用いて行うのがよく、一般に1
5乃至45kg/cm2 の圧力を用いるのが好ましい。
50乃至135℃の温度に維持して、成形後直ちに冷却
が行われるようにしてもよいし、或いは、最終成形品中
に冷風等を流して冷却が行われるようにしてもよい。
て、容器胴部の厚みは、ボトルの容積や用途によっても
相違するが、一般に200乃至500mm、特に250
乃至450mmの範囲にあるのがよく、一方目付量は2
5乃至38g/l、特に28乃至35g/lの範囲にあ
るのがよく、従来のボトルに比して、目付量を5%以上
節約することが可能である。
ルは、自生圧力を有する内容物を充填し、加熱殺菌乃至
滅菌する用途に有用であり、炭酸入り飲料や窒素充填飲
料乃至調味料等を充填保存する容器として有用である。
ガス容量は5VOL 程度まで可能であり、加熱殺菌温度
は、60乃至80℃が適当である。
び比較例に挙げる容器特性値の評価、測定方法は次の通
りである。
使用して、サンプルの肉厚を測定した。
を作成し、20℃の条件下でサンプルの密度を求めた。
これより、以下の式に従い、結晶化度を算出した。 ρ :測定密度(g/cm3 ) ρam:非晶密度(1.335g/cm3 ) ρc :結晶密度(1.455g/cm3 )
用、(株)ニコン製)を用いて、レターデーションRを
測定した。 複屈折 Δn=R/d (d:厚さ) より、複屈折を算出した。レターデーションを測定する
にあたり、サンプルはミクロトーム(Reichert−Jung
製)を用いて、スライスした。
填水が2.3ガスボリュームになるように調整した。入
れ目位置はボトル口部先端より40mm下とした。この
充填ボトルを室温において、1.2mの高さからコンク
リート床面へ、5回垂直落下した。ただし5回目より以
前に割れが生じた場合は、その回数迄の垂直落下とし
た。同一条件で作製したボトルで各3本で行った。
エン酸と炭酸水素ナトリウムを用いて5℃にて調整した
ボトルを70℃シャワーにて、ボトル上側から40分間
熱殺菌した(シャワー流速3リットル/min)。これ
を常温の水で冷却した後、底部中心部の高さH1 をダイ
ヤルゲージにて測定した。なお、殺菌前の底部高さをH
0 (=3mm)とすると、熱殺菌により変位した高さ
は、ΔH=H0 −H1 で算出した。H1 は、底部中央部
が周辺接地部よりも凹んでいる時はプラス、底部中央部
が周辺接地部よりも外方に突出している時はマイナスと
なる。
填水が4.5ガスボリュームになるように調整した。入
れ目位置はボトル口部先端より40mm下とした。この
充填ボトルの底部にスリップ剤(大三工業P−200
濃度1.8%)を塗布し、温度40℃、湿度90%RH
で1週間保管した後底部を観察した。評価ボトル本数は
各12本であり、次のようにクラックをランク別した。 ランク1:なし ランク2:長さ1mm以下少数 ランク3:長さ1mm以下多数、1〜5mm少数 ランク4:長さ1〜5mm多数、5〜10mm少数 ランク5:長さ5〜10mm多数 ランク6:破壊
J125TKL、固有粘度0.78dl/g、DEG共
重合率1.3重量%)を使用して、重量49gの有底プ
リフォームを射出成形にて作製した。次に口部を熱処理
により熱結晶化し白化させた。このプリフォームを赤外
線ヒーターにより加熱した後、外周及び底を拘束せず、
口部のみを固定した状態で、延伸棒とエアブローの吹き
込みにより、1次ブローボトルを得た(フリーブローボ
トル)。次に内圧を開放し、円筒状のヒーター内に挿入
し、加熱収縮させた後、今度は金型(金型温度70℃)
を用いて延伸ブローを行い、内容量約1.5リットルの
自立型1ピースボトル(図1)を得た。なお、各ブロー
直前の温度は、プリフォーム及びボトルの高さの中央部
の位置について、赤外線放射温度計にて、プリフォーム
温度及びボトル加熱温度として測定した。これらの温度
を変化させて、ボトルA,B,Cを作製した。
ら外方へ5mm、15mm、25mmの位置をそれぞれ
ア、イ、ウとし、ボトル胴部については高さ方向の中央
部(口部先端部から150mmの位置)をエとして(図
1)、各部の肉厚及び結晶化度を測定した。その結果を
表1に示す。ア部については、断面がボトルの周方向対
厚さ方向になるように、ミクロトームを用いて10μm
にスライスし、(周方向−厚さ方向)の複屈折Δnを測
定した。
も割れが無い場合を○、2本が割れが無い場合をΔ、2
本以上割れる場合を×として、表2に示す。耐熱圧試験
については試験後の底中心部の高さH1 及び変位高さΔ
Hを表2に示す。また、表1から計算される底部と胴中
央部の肉厚比及び結晶化度比も合わせて表2に示す。ス
トレスクラック試験もボトル各15本につき行った結果
を表2に示す。
次にブロー金型を用いて延伸棒とエアブローの吹き込み
により、図1と同様のボトルを作製した。金型温度は7
0℃で行い、プリフォームの温度を変えて、D、Eのボ
トルを得た。実施例1と同様の測定を行いその結果を表
1、表2に示す。
おいては割れが無く、良好な耐落下衝撃性を持ち、ま
た、耐熱圧試験においては、底中心部の変位高さΔHが
小さいことから、良好な耐熱圧性も兼ね備えていること
がわかる。これらのボトルは底部中央部肉厚が胴部中央
部の肉厚の0.5乃至2.0倍の肉厚の範囲に入ってお
り、(周方向−厚さ方向)の複屈折Δnが0.070以
上であり、且つ底部中央部は胴部中央部の結晶化度の
0.8乃至1.4倍の結晶化度の範囲に入っている。こ
れらのことは、ボトル底部中央部が十分に延伸され、結
晶化も十分にし、分子配向していることによって、胴部
並みの耐熱圧性と落下強度を持ちえるようになったこと
を示す。また、分子配向していることにより、耐ストレ
スクラック性も優れていることがわかる。
た耐熱圧試験で底部中心高さが−2.3mmになったと
いうことは、本来の接地部より下側へ突出したというこ
となので、もはや自立性に安定はなくなる。耐ストレス
クラック性については底部が肉薄のため変形し、若干悪
化している。
たボトルであり、落下試験の結果は良好であったが、耐
熱圧試験ではやはり底部が突出してしまうことがわか
る。しかも4.4mm分も出てしまうことから、もはや
自立性はなく倒れてしまうので、ボトルとして実用に耐
えない。耐落下衝撃強度に関しては厚肉なので良好であ
るが、厚肉ということは逆に延伸がほとんどされていな
いことであり、複屈折が0.030と非常に小さいこ
と、またア、イ部では結晶化度が0%ということからわ
かるように、分子配向が小さく配向結晶化もしていな
い。そのため、70℃シャワー殺菌によりクリープが起
こり、突出すると考えられる。耐ストレスクラック性は
底部が分子配向していないため悪い。
いるが、その程度では耐熱圧試験には耐えられていな
い。、また底部の配向が小さいままDより薄肉にしてい
るので、落下衝撃に対しては少し弱くなっている。耐ス
トレスクラック性も底部が配向していないため悪い。
ストレスクラック性を高めるためには、十分に延伸配向
していて、更にある程度の肉厚があることが好ましいこ
とがわかる。
部中央部の高度の薄肉化、これに続く熱処理による底部
の高度の配向結晶化とを行い、しかも最終ブロー成形で
自立型のワンピース型底形状を形成させることにより、
従来に認められない底部の薄肉化と配向結晶化とが可能
となり、これにより、自生圧力を有する内容物を充填
し、この状態で熱水殺菌乃至滅菌を行う用途に使用する
ことが可能となり、底部の強度並びに耐熱性を顕著に改
善し且つ自立安定性をも向上させることが可能となる。
更に耐ストレスクラック性も向上する。また、容器底部
を薄肉化しながら、強度及び耐熱性を向上させたため、
容器の目付量を少なくし、これにより、容器コストの低
減と軽量化とが可能となる。
明するための側面断面図である。
殺菌時のボトル内温度と70℃の熱水シャワー時間との
関係を示すグラフである。
る。
トルでも、底部の熱及び圧力による変形を最小限にとど
めるため、特公平5−9259号公報や特開昭63−1
22516号公報に記載されているとおり、未延伸乃至
低延伸の底中心部を加熱により熱結晶化させることが知
られている。
有底の一次成形体を金型内で半球状の底部を有する二次
成形体に延伸ブロー成形し、この二次成形体の底部のみ
を加熱収縮させた後、更にこの底部を自立性が得られる
形状に二軸延伸ブロー成形することが記載されている。
この方法では、底周辺部の厚みが0.36mmであるの
に対して、底中心部近傍の厚みが1.16mmであった
ことも記載されている。
述する方法で測定されるものをいい、一方結晶化度と
は、下記式(1) 式中、ρ :測定密度(g/cm3 ) ρam:非晶密度(1.335 g/cm3 ) ρc :結晶密度(1.455 g/cm3 ) 密度測定は、n−ヘプタン−四塩化炭素系密度勾配管
(株式会社池田理化)を作成し、20℃の条件下で行
う。 により求められる値をいう。
形に際して、金型及び延伸棒を使用すると、金型及び延
伸棒で支持される底部中心部は未延伸、即ち未配向の状
態で残留し、且つこれらに隣接する部分も低配向の状態
で残留する。この容器が、自生圧力を有する内容物の充
填状態での熱水殺菌乃至滅菌に際して、熱と圧力との両
方の作用を受けると、未配向乃至低配向の部分がクリー
プにより引き伸ばされて、容器の膨張及び変形を生じ
る。また、耐ストレスクラック性も低下する。
て、容器胴部の厚みは、ボトルの容積や用途によっても
相違するが、一般に200乃至500μm、特に250
乃至450μmの範囲にあるのがよく、一方目付量は2
5乃至38g/l、特に28乃至35g/lの範囲にあ
るのがよく、従来のボトルに比して、目付量を5%以上
節約することが可能である。
ら外方へ5mm、15mm、25mmの位置をそれぞれ
ア、イ、ウとし、ボトル胴部については高さ方向の中央
部(口部先端部から150mmの位置)をエとして(図
1)、各部の肉厚及び結晶化度を測定した。その結果を
表1に示す。ア部については、断面がボトルの周方向対
厚さ方向になるように、ミクロトームを用いて10μm
にスライスし、(周方向−厚さ方向)の複屈折Δnを測
定した。厚さ方向に分布がある場合もあるので、厚さの
ほぼ中央部における複屈折Δnを測定値とした。
Claims (3)
- 【請求項1】 熱可塑性ポリエステルの延伸ブロー成形
で形成され、首部、胴部及び底部を備えた耐熱圧ポリエ
ステルボトルにおいて、底部には底部中央部と底部中央
部よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とがワンピ
ースの自立構造に形成されており、底部中央部は、ゲー
ト切断部を除いて、胴部中央部の肉厚の0.5乃至2倍
の厚みとなるように薄肉化されていると共に、周方向−
厚さ方向の複屈折率が0.070以上となるように分子
配向されており、且つ底部中央部は胴部中央部の結晶化
度の0.8乃至1.4倍の結晶化度を有することを特徴
とする底部強度並びに耐熱性と自立安定性とに優れたワ
ンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル。 - 【請求項2】 ゲート切断部を除く底部中央部が35%
以上の結晶化度を有する請求項1記載のワンピース型耐
圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル。 - 【請求項3】 熱可塑性ポリエステルのプリフォーム
を、延伸温度において、少なくとも外周及び底が拘束さ
れていない条件下に延伸ブロー成形して、首部、胴部及
び底部を備えた二次成形品に成形する工程と、該二次成
形品を加熱して胴部及び底部を熱固定すると共に、その
収縮を許容する工程と、熱処理工程での成形品をブロー
成形型中でブロー成形して、前記底部を底中心と底中心
よりも軸方向外方に延びている周辺接地部とから成る底
形状に最終成形する工程とから成ることを特徴とする底
部強度並びに耐熱性と自立安定性とに優れたワンピース
型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10026594A JP2755284B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | ワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10026594A JP2755284B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | ワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07309319A true JPH07309319A (ja) | 1995-11-28 |
JP2755284B2 JP2755284B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=14269380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10026594A Expired - Lifetime JP2755284B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | ワンピース型耐圧乃至耐熱圧ポリエステルボトル及びその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2755284B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170039204A (ko) * | 2014-08-01 | 2017-04-10 | 더 코카콜라 컴파니 | 탄산 음료 포장을 위한 경량 베이스 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63122516A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Hokkai Can Co Ltd | ポリエチレンテレフタレ−ト樹脂製ボトルの製造方法 |
JPH0542586A (ja) * | 1991-08-09 | 1993-02-23 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 二軸延伸ブロー成形方法 |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP10026594A patent/JP2755284B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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JP2017524615A (ja) * | 2014-08-01 | 2017-08-31 | ザ コカ・コーラ カンパニーThe Coca‐Cola Company | 炭酸飲料包装体用の軽量なベース |
JP2021193039A (ja) * | 2014-08-01 | 2021-12-23 | ザ コカ・コーラ カンパニーThe Coca‐Cola Company | 炭酸飲料包装体用の軽量なベース |
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Publication number | Publication date |
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JP2755284B2 (ja) | 1998-05-20 |
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