JPH09295343A - 自立型容器の熱結晶化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭酸含有飲料水や清涼飲料水等を充填するの
に好適な飽和ポリエステル樹脂製の二軸延伸された耐圧
および耐熱性自立型容器の熱結晶化装置。 【解決手段】 口頸部、肩部、胴部及び、底部中心部の
周りに複数の脚部を放射状に膨出し、これらの脚部と脚
部の間に谷線部を形成した自立可能な構造を有する底部
からなる二軸延伸ブロー成形された飽和ポリエステル樹
脂製の容器を、前記底部と加熱装置の間に、底部の所定
部分に対応する部分が開口し、前記容器底部の形状と同
じ彫り込みを有する遮蔽板を設置し、前記容器底部の中
心部及び谷線部を加熱し、熱結晶化する方法において、
加熱直後の熱結晶化部分の温度を赤外線放射温度計で読
みとり、温度データを逆比例変換して、加熱装置に出力
し、安定した加熱直後の熱結晶化部分の温度を保持する
ための熱結晶化装置

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば炭酸含有飲
料水や清涼飲料水等を充填する飽和ポリエステル樹脂製
の二軸延伸された自立容器の製造装置に関するもので、
更に詳細には、底部を熱結晶化することにより内容物の
加熱殺菌時の耐熱性および耐圧性および耐落下衝撃性に
優れた自立型容器を製造する場合、安定した加熱条件で
連続的に熱結晶化する方法および装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐圧および耐熱性容器としては、
容器本体の耐内圧性を高めるため底部を半球殻状に膨出
成形し、これに有底筒状に成形されたベースカップを装
着して、容器に自立機能を付与させたものが主流であっ
た。しかしながら、ベースカップの使用は、別途ベース
カップを成形し装着固定を行わなければならないこと、
容器の重量が大きくなり形状も大型化すること、加熱殺
菌工程で温水が容器底部に十分に達しないため内容物の
加熱殺菌をスムーズに行うことができないこと、また、
このときベースカップ内に水が溜まり速やかに排出され
ないこと、など様々な問題があった。

【０００３】さらに、省資源や環境問題の観点から使用
済みの空容器を有効利用することが望まれている。しか
し、ベースカップを装着した容器では通常、容器本体と
ベースカップや接着剤の材料が異なるため、再利用する
場合にはこれらを分離しなければならず、プロセス的に
コスト高になるという問題も抱えている。

【０００４】このような問題から、ベースカップを必要
としない耐圧、耐熱性容器が望まれていた。発明者ら
は、そのような容器として、底部中心部の周りに複数の
脚部を放射状に膨出し、これらの脚部の間に谷線部を形
成した構造に少なくとも、底部の中心部および、谷線部
等の容器の未延伸部または、低延伸部を熱結晶化する事
で、例えば果汁炭酸飲料などを充填した場合に行われる
充填後の加熱殺菌工程においても耐圧、耐熱性容器とし
て使用した場合には十分な性能を得ることができること
を見い出した。また、底部を熱結晶化する方法として、
底部と加熱装置の間に底部の前述部に対応する部分が開
口し、底部の形状と同じ彫り込みを有する遮蔽板を設置
することで、底部の前述部分のみを熱結晶化する方法を
考案した（特開平７−３１４５４５号）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容器底
部を遮蔽板に挿入し、加熱装置により底部の所定部分を
熱結晶化する際に、装置周辺の雰囲気温度が変化するこ
と、装置の冷却水の温度や流量が変化する等といった外
部要因により、特に長時間連続で製造した際に、容器底
部の熱結晶化の進行速度が変化し、一定条件で熱結晶化
を行っても、容器に、例えば、６５℃の湯を１０分間シ
ャワーするといった加熱殺菌工程が実施されると容器底
部の中心部が膨出したり、また容器を落下した際に破壊
する容器が発生するといった問題が生じた。

【０００６】そこで本発明者等は、鋭意研究の結果、容
器底部の熱結晶化部の温度を熱結晶化直後に測定して管
理することで加熱殺菌工程が実施された際、容器底部の
中心部が膨出したり、また容器を落下した際の破壊を防
止した自立型容器を長時間安定して連続的に製造できる
ことを見出した。

【０００７】

【発明を解決するための手段】すなわち、本発明は、
「１．自立可能な底部の構造を有す二軸延伸ブロー成形
された飽和ポリエステル樹脂製の容器を連続的に、底部
と加熱装置の間に設置した底部の所定の部分に対応する
部分が開口し底部の形状と同じ彫り込みを有する遮蔽板
に挿入し、容器底部の前記所定の部分を加熱し結晶化す
るにおいて、熱結晶化直後に熱結晶化部の温度を赤外放
射温度計により測定し、該データーを電流値に比例変換
してアナログコントローラーに出力し、前記アナログコ
ントローラーは、入力電流値を逆比例変換してサイリス
タ式電圧調整器に出力し、前記サイリスタ式電圧調整器
は、入力電流値を比例変換して加熱装置に電流を出力
し、加熱終了直後の結晶化部の温度を１２０℃〜２２０
℃の範囲で安定的にコントロールすることを特徴とする
底部の熱結晶化方法。２．容器が、口頸部、肩部、胴部
および、底部中心部の周りに複数の脚部を放射状に膨出
しこれらの脚部と脚部の間に谷線部を形成した自立可能
な構造を有する底部からなる二軸延伸ブロー成形された
飽和ポリエステル樹脂製の容器である１．記載の底部の
熱結晶化方法。３．加熱装置と赤外放射温度計とアナロ
グコントローラーとサイリスタ式電圧調整器から構成さ
れる１．の方法ための熱結晶化装置。」に関する。

【０００８】以下、本発明を詳細に報告する。本発明に
おける自立型容器とは、自立可能な構造を有する底部か
らなる二軸延伸ブロー成形された飽和ポリエステル樹脂
製の容器であり、たとえば図３に示すような、口頸部１
５、肩部１６、胴部１７および、底部１８の中心部の周
りに複数の脚部２０を放射状に膨出し、これらの脚部と
脚部の間に谷線部２１を形成した自立可能な構造を有す
る底部からなる二軸延伸ブロー成形された飽和ポリエス
テル樹脂製の容器である。

【０００９】本発明の容器に用いる飽和ポリエステル樹
脂は、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートで
ある熱可塑性ポリエステル樹脂が好ましく、前記熱可塑
性ポリエステル樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート
のホモポリマーを主たる成分とする。

【００１０】この熱可塑性ポリエステル樹脂としては、
テレフタル酸成分の一部を例えば、イソフタル酸、ナフ
タリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェ
ノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカル
ボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸等の芳香族ジ
カルボン酸；ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロ
イソフタル酸等の脂環族ジカルボン酸；アジピン酸、セ
バチン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸；Ｐ−
β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ε−オキシカプロン
酸等のオキシ酸等の他の二官能性カルボン酸の１種以上
を置換して共重合したものが使用できる。

【００１１】また、熱可塑性ポリエステル樹脂は、エチ
レングリコール成分の一部を例えば、トリメチレングリ
コール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレング
リコール、デカメチレングリコール、ネオペンチレング
リコール、ジエチレングリコール、１，１−シクロヘキ
サンジメチロール、１，４−シクロヘキサンジメチロー
ル、２，２（４’−β−ヒドロキシエトキシフェニル）
スルホン酸等の他のグリコールおよびこれらの機能的誘
導体の多官能化合物の１種以上で置換して共重合した共
重合体でもよい。また、飽和ポリエステル樹脂は２種類
以上の熱可塑性ポリエステル樹脂をブレンドしたポリマ
ーアロイでも良い。

【００１２】また、本発明の容器に使用する飽和ポリエ
ステル樹脂は、固有粘度が０．６〜０．９０が好まし
い。

【００１３】更に、本発明に使用する飽和ポリエステル
樹脂には、着色剤、熱劣化防止剤、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、滑剤等の添加剤を適宜用
いることができる。

【００１４】本発明における自立型容器底部の熱結晶化
部分は、例えば、図４に示すごとく、底部の中心部２
２、底部中心部の周辺部２３、谷線部２１および、底部
中心部の周辺部の縁から接地部にいたる部分２５に対応
する部分である。それら各部分の一か所または複数箇所
を熱結晶化することができる。

【００１５】本発明における遮蔽板とは、図５に示すご
とく、底部の所定の部分に対応する部分が開口し、前記
容器底部の形状と同じ彫り込みを有している。その材料
は、アルミニウム、鉄、銅などの金属や耐熱性樹脂、セ
ラミック等を用いることができる。

【００１６】図２は、本発明の容器底部を連続で熱結晶
化させる装置の上面図である。図２において、その基本
構成は、ターンテーブル３の上に遮蔽板４が設置されて
いる。スターホイール６により、遮蔽板に挿入された容
器は、ターンテーブル３の下に設置された加熱装置７に
より容器底部の所定部分が加熱される。本発明におい
て、加熱装置の種類としては特に限定されないが、赤外
線ヒーター、熱風、赤外線ランプ、石英管ヒーター、高
周波加熱装置などを用いることが好ましい。

【００１７】図１は、容器底部の温度を測定する部分の
断面図である。遮蔽板４に挿入され熱結晶化した容器底
部１８は、加熱終了直後にターンテーブル３の下に設置
した赤外線放射温度計８により、熱結晶化部分の温度が
測定される。赤外線放射温度計８の温度データは、電流
値に比例変換され、アナログコントローラー９に出力す
る。アナログコントローラー９は、入力電流値を逆比例
変換してサイリスター式電力調整器１０に出力する。サ
イリスター式電力調整器１０は、入力電流値を比例変換
して電流値として加熱装置に出力する。

【００１８】アナログコントローラー９は、入力電流値
を逆比例変換してサイリスター式電力調整器１０に出力
することで加熱終了直後の熱結晶化部分の温度を一定に
保つことができる。すなわち、加熱終了直後の熱結晶化
部分の温度が設定よりも高めであった時に、加熱装置の
入力電流は低下し、加熱終了直後の熱結晶化部分の温度
を下げることができる。

【００１９】本発明において、加熱終了直後の容器底部
の熱結晶化部分の温度は１２０℃〜２２０℃である事が
好ましい。１２０℃以下であると熱結晶化しにくくな
り、加熱殺菌工程で容器底部の中心部が膨出し、実用性
を失う。２２０℃以上であると熱結晶化が著しく進み、
結晶化度が過度に高くなり、容器を落下したときに破壊
しやすくなる。本発明においては連続的に容器の底部が
熱結晶化される。加熱終了直後の容器底部の熱結晶化部
分の温度を測定し、加熱装置の入力電流を調整すること
により連続的に製造される容器の底部の温度は大きく変
動することなく一定に保たれる。これにより容器の品質
は維持される。前記温度の変化が著しいと容器の品質が
落ちる。

【００２０】

【実施例】

（実施例）ポリエチレンテレフタレート（ＩＶ＝０．８
５）を射出成形して得たプリフォームを再加熱した後、
ブロー金型内に配置して、ストレッチロッドにより軸方
向に延伸しながらエアーブローにより周方向に延伸し
て、二軸延伸ブロー成形を行い、５個の脚部が底部中心
部の周りに放射状に等間隔に膨出するとともに、前記脚
部の間に谷線部を形成した自立型の底部構造を有した図
３および図４に示す自立容器を得た。この容器の全高は
３０５ｍｍ、入り味容量は１．５リットルであった。

【００２１】次に、この自立容器を容器底部の中心部お
よび谷線部に対応する部分が開口部である図５に示す遮
蔽板を取り付けた図２に示す装置で、５００本連続で容
器底部の中心部および谷線部を加熱し熱結晶化を行っ
た。この時、加熱装置の初期出力を６５Ａとし、そのと
きの熱結晶化直後の底部中心部の温度を赤外線放射温度
計（ＫＥＹＥＮＣＥ社ＩＴ２−０２）で測定したら１８
０℃であった。赤外線放射温度計の温度データＸを式１
により出力値Ｙに変換し、出力値Ｙは、アナログコント
ローラー（ＫＥＹＥＮＣＥ社ＲＤ−５０Ｒ）に送り、式
２により出力電流Ｚに変換し、出力電流Ｚはサイリスタ
ー式電力調整器（株式会社東京理工舎ＶＳＣＰ−４０
Ｎ）に送り、式３により加熱装置への出力電流Ｗに変換
し、加熱装置へＷを出力した。

【００２２】

【数１】

【００２３】Ｘ：赤外線放射温度計で測定した温度 Ｙ：赤外線放射温度計の出力電流

【００２４】

【数２】

【００２５】Ｚ：アナログコントローラーの出力電流

【００２６】

【数３】

【００２７】Ｗ：サイリスター式電力調整器の出力電流
（Ａ）

【００２８】またこの時、１０本毎に熱結晶化直後の底
部中心部の温度を赤外線放射温度計で測定した結果を図
６に示す。

【００２９】（比較例）赤外線放射温度計の温度データ
を変換せずに加熱装置の出力電流を６５Ａの一定で行っ
た以外は実施例と同様に行った。１０本毎に熱結晶化直
後の底部中心部の温度を赤外線放射温度計で測定した結
果を図６に示す。

【００３０】（評価方法および結果） （１）自立安定性 底部の中心部が脚部の接地面より下に突出していないも
のを○、突出しているものを×とした。 （２）耐落下衝撃 容器を正立状態で２ｍの高さから落下したときに破壊し
た本数を求めた。

【００３１】実施例および比較例で得られた自立容器
を、１００ショット毎に各１０本ずつを５℃において、
２．５ガスボリュームの炭酸水を入り味線４３ｍｍまで
充填して、キャッピングした後、７０℃の温水シャワー
を３０分間かけ、その後、２０℃の水で１０分間シャワ
ーをかけ冷却を行い、評価を行った。自立安定性（底部
突出）の評価結果を表１に示す。更に、前記自立容器を
正立状態で、２ｍの高さから落下させた。落下後の破壊
本数を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】上記の実施例および比較例の結果から長時
間の運転において、加熱直後の容器底部の熱結晶化部分
の温度を一定に保つことが出来、本発明の装置で製造さ
れた容器は、加熱殺菌時のクリープ変形による底部突出
を抑制して、自立安定性を保持し、かつ落下衝撃強度に
も優れていることがわかる。

【００３４】

【発明の効果】以上の通り、本発明の製造装置は、容器
底部の所定の部分を熱結晶化する際に加熱終了直後の熱
結晶化部分の温度を赤外線放射温度計で測定した温度デ
ータを変換させ、加熱装置の出力電流を変動させること
により装置の雰囲気温度、冷却水温度などが変化しても
常に一定な加熱終了直後の熱結晶化部分の温度を保つこ
とができる。さらに、本発明の製造装置で熱結晶化され
た容器底部は、加熱殺菌工程を実施されても、底部が突
出するのを抑制して自立安定性を保持し、落下強度にも
優れた耐圧、耐熱性自立型容器を提供する熱結晶化装置
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の上面図である。

【図２】本発明の装置の温度測定をする部分の断面図で
ある。

【図３】本発明で使用する自立容器の正面図である。

【図４】本発明で使用する自立型容器の底面図である。

【図５】本発明で使用する遮蔽板の正面図である。

【図６】実施例および比較例の温度測定結果である。

【符号の説明】

３ ターンテーブル ４ 遮蔽板 ７ 加熱装置 ８ 赤外線放射温度計 ９ アナログコントローラー １０ サイリスタ式電力調整器 １５ 口頸部 １６ 肩部 １７ 胴部 １８ 底部 ２０ 脚部 ２１ 谷線部 ２２ 中心部 ２３ 中心部の周辺部 ２５ 中心部の周辺部から接地部にいたる部分

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自立可能な底部の構造を有す二軸延伸ブ
   ロー成形された飽和ポリエステル樹脂製の容器を連続的
   に、底部と加熱装置の間に設置した底部の所定の部分に
   対応する部分が開口し底部の形状と同じ彫り込みを有す
   る遮蔽板に挿入し、容器底部の前記所定の部分を加熱し
   結晶化するにおいて、熱結晶化直後に熱結晶化部の温度
   を赤外放射温度計により測定し、該データーを電流値に
   比例変換してアナログコントローラーに出力し、前記ア
   ナログコントローラーは、入力電流値を逆比例変換して
   サイリスタ式電圧調整器に出力し、前記サイリスタ式電
   圧調整器は、入力電流値を比例変換して加熱装置に電流
   を出力し、加熱終了直後の結晶化部の温度を１２０℃〜
   ２２０℃の範囲で安定的にコントロールすることを特徴
   とする底部の熱結晶化方法。
2. 【請求項２】 容器が、口頸部、肩部、胴部および、底
   部中心部の周りに複数の脚部を放射状に膨出しこれらの
   脚部と脚部の間に谷線部を形成した自立可能な構造を有
   する底部からなる二軸延伸ブロー成形された飽和ポリエ
   ステル樹脂製の容器である請求項１記載の底部の熱結晶
   化方法。
3. 【請求項３】 加熱装置と赤外放射温度計とアナログコ
   ントローラーとサイリスタ式電圧調整器から構成される
   請求項１の方法ための熱結晶化装置。