JPH1134152A - 大型容器及びその成形方法 - Google Patents

大型容器及びその成形方法

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JPH1134152A
JPH1134152A JP21128997A JP21128997A JPH1134152A JP H1134152 A JPH1134152 A JP H1134152A JP 21128997 A JP21128997 A JP 21128997A JP 21128997 A JP21128997 A JP 21128997A JP H1134152 A JPH1134152 A JP H1134152A
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JP
Japan
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temperature
preform
container
molding
injection
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JP21128997A
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Shinichi Uehara
伸一 上原
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Original Assignee
Nissei ASB Machine Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価なポリエステル樹脂を用いて結晶化によ
る白化や応力白化のない透明な厚肉の大型容器を提供す
る。 【解決手段】 胴部肉厚８〜１０ｍｍのプリフォームを
射出成形し、射出成形されたプリフォームを６０℃以下
の温度に温度調節された温調金型内で延伸して温調し、
温調されたプリフォーム胴部の外表面が周方向で約３〜
４倍となるようにブロー金型内でブロー成形する。これ
によって、容器の口部１１の内径が４０〜５０ｍｍであ
って、胴部１２の肉厚が約０.６〜１.４ｍｍの厚肉で透
明なポリエステル製の大型容器１０を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は大型容器及びその成
形方法に関し、特にポリエチレンテレフタレート（以
下、ＰＥＴと称する。）樹脂に代表される熱可塑性ポリ
エステル樹脂製の厚肉の大型容器及びその成形方法に関
する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
ＰＥＴ樹脂製容器は、飲料用のワンウェイ壜として中・
小型容器の分野で多く使われている。
【０００３】これらＰＥＴ樹脂製容器は、その成形の際
に配向させることにより、軽量、透明、耐衝撃性に優れ
た特性を持っている。
【０００４】しかしながら、厚肉の大型容器として世界
中で流通している５ガロン（約２０リットル）のミネラ
ルウォータ用リフィラブルボトルへの適用は例がないの
が実状である。
【０００５】これは、ＰＥＴ樹脂の結晶化速度が速いた
め、比較的高温の厚肉のプリフォームで容器を成形する
と、結晶化が進み、白濁した容器になってしまい、ＰＥ
Ｔ樹脂の最大の特徴である透明性が失われてしまうため
である。
【０００６】また、口部内径がΦ４０ｍｍ前後と胴径の
Φ２７０ｍｍに比べ非常に細口であるため、半径方向の
延伸比が大きく、プリフォームの温度が低いと応力白化
を起こし、やはり白濁してしまうという問題があった。
【０００７】そのため、現在では、５ガロン壜の多くに
は、ポリカーボネート樹脂が用いられている。
【０００８】このポリカーボネート樹脂は、透明性、耐
衝撃性が高く、高品質であるが、高価であるのが最大の
欠点である。
【０００９】そこで、ポリカーボネート樹脂に代えて、
大量に流通しているＰＥＴ樹脂を用いたいという要望が
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ポリ
エステル樹脂を射出成形して得られた有底筒状のプリフ
ォームを温度調整後ブロー成形して得られる大型容器で
あって、前記容器は、口部と円筒状の胴部と接地部を含
む底部を有し、前記容器の口部は、その内径が４０〜５
０ｍｍに設定され、前記容器の胴部は、その最大径が２
６０〜２８０ｍｍに設定され、かつ、その肉厚が０.６
〜１.４ｍｍで透明であることを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、比較的安価なポリエステ
ル樹脂を用いた口部内径が４０〜５０ｍｍと比較的細口
で、胴部の肉厚が０.６〜１.４ｍｍという比較的厚肉の
大型容器であるにもかかわらず、厚肉のプリフォームに
よる成形を行っても結晶化して白濁したり、また、胴部
の最大径が２６０〜２８０ｍｍと胴部半径方向の延伸比
が大きいにもかかわらず、応力白化を起こしたりするこ
となく、透明な容器が得られることとなる。
【００１２】請求項２の発明は、ポリエステル樹脂を射
出成形して得られた有底筒状のプリフォームを温度調整
後ブロー成形して透明な容器を得る大型容器の成形方法
であって、胴部肉厚８〜１０ｍｍの前記プリフォームを
射出成形する工程と、射出成形された前記プリフォーム
を６０℃以下の温度に温度調節された温調金型内で胴部
肉厚を８ｍｍ以下まで薄肉化して温調する工程と、温調
された前記プリフォームをブロー金型内でブロー成形し
て容器を得る工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】本発明によれば、胴部肉厚８〜１０ｍｍと
厚肉で表面と内部の温度を同じようにコントロールでき
ないプリフォームの状態から胴部肉厚を８ｍｍ以下の薄
肉に延伸することで、温度をコントロールしやすくする
と同時に、６０℃以下の温調金型内壁で温調することで
結晶化を抑制し、さらに、温調後のプリフォームと容器
の延伸比を少なくすることで、低温でも応力白化なしに
ブロー成形することができる。
【００１４】請求項３の発明は、請求項２において、前
記温調する工程では、前記胴部肉厚を６〜８ｍｍに薄肉
化することを特徴とする。
【００１５】本発明によれば、胴部肉厚を６ｍｍ未満ま
で薄肉化すると、成形条件によっては、円周上での偏肉
が発生するおそれがあり、成形品質上６ｍｍ以上である
ことが好ましい。
【００１６】請求項４の発明は、ポリエステル樹脂を射
出成形して得られた有底筒状のプリフォームを温度調整
後ブロー成形して透明な容器を得る大型容器の成形方法
であって、胴部肉厚８〜１０ｍｍの前記プリフォームを
射出成形する工程と、射出成形された前記プリフォーム
を６０℃以下の温度に温度調節された温調金型内で延伸
して温調する工程と、温調された前記プリフォーム胴部
の外径が周方向で約３〜４倍となるようにブロー金型内
でブロー成形して容器を得る工程と、を含むことを特徴
とする。
【００１７】本発明によれば、胴部肉厚８〜１０ｍｍと
厚肉で表面と内部の温度を同じようにコントロールでき
ないプリフォームの状態から温調金型内で薄肉に延伸す
ることで、温度をコントロールしやすくすると同時に、
６０℃以下の温調金型内壁で温調することで結晶化を抑
制し、さらに、温調後のプリフォームの外径が周方向で
約３〜４倍程度の低い延伸倍率でブロー成形すること
で、低温でも応力白化なしにブロー成形することができ
る。
【００１８】請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれ
かにおいて、前記射出成形する工程における射出成形金
型の温度を１０〜３０℃程度とし、前記温調する工程に
おける温調金型の温度を３０〜４０℃とすることを特徴
とする。
【００１９】本発明によれば、請求項２〜４のいずれか
の状態に加え、射出成形する工程でプリフォームを１０
〜３０℃の射出成形金型で冷却し、さらに射出成形金型
の温度よりも少し高い温度である３０〜４０℃に設定さ
れた温調金型で冷却することにより、プリフォーム表面
を冷却しすぎてブロー成形時に応力白化を起こすことな
く、より短時間で効率的にプリフォームの結晶化を抑制
して白化を防止することができる。
【００２０】請求項６の発明は、請求項２〜４のいずれ
かにおいて、前記射出成形する工程における射出及び冷
却時間は、６０〜７０秒であることを特徴とする。
【００２１】本発明によれば、請求項２〜４のいずれか
の状態に加え、射出及び冷却時間を６０〜７０秒確保す
ることにより、プリフォームの離型に最低限必要な固さ
まで冷却を行うことで、成形サイクルを短縮すると共
に、離型後のプリフォーム温度をブロー成形可能な温度
範囲とすることができる。
【００２２】請求項７の発明は、請求項２〜４のいずれ
かにおいて、前記温調する工程で前記プリフォームの中
心軸に沿って配置した加熱ロッドによって加熱すること
を特徴とする。
【００２３】本発明によれば、請求項２〜４のいずれか
の状態に加え、プリフォームの外側よりも高い延伸比と
なるプリフォームの内側の温度を外側の温度よりも高く
することで、さらに応力白化を防ぐことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】図１は本発明の一実施の形態にかかる大型
容器を示す図である。
【００２６】この大型容器１０は、ポリエステル樹脂で
あるＰＥＴ樹脂を射出成形して得られた有底筒状のプリ
フォーム（図示せず）を温度調整後、ブロー成形して得
られたもので、内径Φ４４ｍｍの口部１１を有するネッ
ク部１２、最大径２７０ｍｍ程度の胴部１４及び底部１
６を有する容量５ガロン（約２０リットル）の透明なも
のとなっている。また、この大型容器１０は、比較的厚
肉で、再使用可能なリフィラブルボトルとなっている。
【００２７】図２は、図１に示した大型容器１０を成形
する射出ブロー成形装置の概略平面図である。
【００２８】この射出ブロー成形装置１８は、ベッド２
０上に、ＰＥＴ樹脂を溶融射出する２基の射出装置２２
と、射出コア型（図示せず）、射出キャビティ型（図示
せず）及びその型締め機構２４を有する射出成形部２６
と、射出成形部２６で射出成形されたプリフォーム（図
示せず）の温度を調整する温調部２８と、温調部２８で
温調されたプリフォームをブロー型締め機構３０により
型締め可能にされた容器形状のブロー金型（図示せず）
内でブロー成形するブロー成形部３２と、ブロー成形部
３２で成形された大型容器１０を装置外へ取り出す取出
し部３４とからなっている。
【００２９】図３及び図４は、それぞれ図２に示す温調
部２８とブロー成形部３２の拡大断面図である。
【００３０】図３及び図４を中心に大型容器１０の成形
方法について説明する。
【００３１】まず、射出成形部２６（図２参照）におい
て、溶融ＰＥＴ樹脂を１０〜３０℃、好ましくは１５℃
前後に冷却された射出金型内に射出成形して得られた最
大肉厚９.０ｍｍの有底筒状のプリフォームを射出金型
から離型し、図３に示すネック型３６で温調部２８に移
送する。
【００３２】このときの射出成形条件は、射出及び冷却
時間が７０秒で、射出金型の開閉時間及びネック型３６
の移送時間は１０秒であった。本実施の形態のような厚
肉のプリフォームを射出成形した場合、射出及び冷却の
時間が７０秒というのは、プリフォームを射出金型から
離型する際に変形しない程度まで冷却される限界に近い
サイクルである。ポリエステル樹脂のグレード等にも影
響されるが、肉厚が８〜１０ｍｍもあるプリフォームを
射出成形する場合、その射出及び冷却に必要な時間は６
０〜８０秒程度で、生産コスト面から考えると、好まし
くは７０秒以下である。また、ＰＥＴ樹脂は、結晶化速
度の遅いコポリマー（コダック社製９９２１…シクロヘ
キサンジメタノールとの共重合グレード）を用いた。
【００３３】温調部２８（図３参照）では、冷却水路４
６内を循環する冷却水により、６０℃以下、好ましくは
３０〜４０℃、に温調された温調金型としての温調ポッ
ト３８内に、プリフォーム４０が配置され、さらに、プ
リフォーム４０の内側には、棒状のヒータ（図示せず）
が内蔵された加熱ロッド４２が内装されている。前記冷
却水は、冷却しすぎると応力白化の原因となるので、射
出成形金型ほど低い温度ではないものの、ブロー成形適
温から考えると比較的低温に設定されて、プリフォーム
の結晶化を防止している。この温調ポット３８による冷
却を行わずに放置しておくと、結晶化によって白化して
しまうことから、この温調工程が重要であることが判
る。
【００３４】プリフォームは、約１０ｋｇ／ｃｍ2（ゲ
ージ圧）の高圧エアを導入して、半径方向に内径比約
１.４倍／外径比約１.２倍にブロー成形され、約７ｍｍ
と薄肉の状態で温調ポット３８の内壁４４に接触して温
度調節される。
【００３５】このプリフォーム４０の温調は、プリフォ
ームの厚肉の状態よりも薄肉にしたことで、温調ポット
３８の内壁４４による冷却の効率をよくすると共に、表
面と内部の温度をコントロールしやすくする。さらに、
温調後のプリフォーム４０と大型容器１０との延伸比を
少なくすることで、低温でも応力白化なしにブロー成形
することを可能にした。
【００３６】また、プリフォーム４０の内側は、加熱ロ
ッド４２で加熱することが好ましい。
【００３７】これは、プリフォーム４０の外側よりも高
い延伸比の内側の温度を、外側の温度よりも高くするこ
とで、さらに応力白化を防ぐことができる。
【００３８】ブロー成形部３２（図４参照）では、温調
ポット３８で延伸、温調されたプリフォーム４０が、延
伸ロッド５２により縦軸方向に延伸されると共に、高圧
エアにより横軸方向に延伸され、容器形状のブロー金型
４８の内壁５０に押圧されることで成形される。
【００３９】このときのブロー金型４８の温度は、７０
〜９０℃に加熱されていることが好ましい。
【００４０】これは、再使用する際の洗浄液が６５℃で
あるため、その使用温度よりも高い温度でアニーリング
することで、熱収縮を防止することができるためであ
る。
【００４１】なお、この加熱は、温調流路５４を介して
行われる。
【００４２】大型容器１０の肉厚は、中・小型容器に比
べ、依然として厚肉（最も薄い部分で０.６８ｍｍ、最
も厚肉の部分で１.３５ｍｍ）であるので、アニーリン
グの時間は長いほど好ましく、この射出ブロー成形装置
１８は、厚肉のプリフォーム４０を射出成形する時間と
同じ時間アニーリング時間を設けることができることか
ら、商業上有利である。
【００４３】また、温調されたプリフォーム４０からブ
ロー金型４８の内壁５０の面までの周方向の延伸倍率
は、外径で約３.９倍、内径で約４.８倍であった。こう
して得られた大型容器１０は、透明で、ポリカーボネー
ト製の容器と比較しても遜色のないものであった。
【００４４】本実施の形態において、温調ポット３８
（胴部に相当する部分で約Φ７０ｍｍ）で温調されたプ
リフォーム４０のブロー成形時における延伸比は、前述
の通り内径比３.９倍、外径比４.８倍となっているが、
他の成形例において、内径比３．４倍、外径比４．０倍
としたところ、延伸後のプリフォームの肉厚が約６ｍｍ
となり、さらに効果的な温調を行うことができ、良好な
成形特性を示した。
【００４５】本発明は、前記実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。
【００４６】たとえば、前記実施の形態においては、Ｐ
ＥＴ樹脂を用いた場合について説明したが、この例に限
らず、他のポリエステル樹脂を用いることも可能であ
る。
【００４７】また、大型容器の例として図１に示す形状
の容器を示したが、容器形状は種々選択可能である。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる大型容器を示す
正面図である。
【図２】図１の大型容器を成形するための射出ブロー成
形装置を示す概略平面図である。
【図３】図２の温調部の拡大断面図である。
【図４】図２のブロー成形部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 大型容器 １２ ネック部 １４ 胴部 １８ 射出ブロー成形装置 ２６ 射出成形部 ２８ 温調部 ３２ ブロー成形部 ３８ 温調ポット ４０ プリフォーム ４２ 加熱ロッド ４８ ブロー金型

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリエステル樹脂を射出成形して得られ
    た有底筒状のプリフォームを温度調整後ブロー成形して
    得られる大型容器であって、 前記容器は、口部と円筒状の胴部と接地部を含む底部を
    有し、 前記容器の口部は、その内径が４０〜５０ｍｍに設定さ
    れ、 前記容器の胴部胴部は、その最大径が２６０〜２８０ｍ
    ｍに設定され、かつ、その肉厚が０.６〜１.４ｍｍで、
    透明であることを特徴とする大型容器。
  2. 【請求項２】 ポリエステル樹脂を射出成形して得られ
    た有底筒状のプリフォームを温度調整後ブロー成形して
    透明な容器を得る大型容器の成形方法であって、 胴部肉厚８〜１０ｍｍの前記プリフォームを射出成形す
    る工程と、 射出成形された前記プリフォームを６０℃以下の温度に
    温度調節された温調金型内で胴部肉厚を８ｍｍ以下まで
    薄肉化して温調する工程と、 温調された前記プリフォームをブロー金型内でブロー成
    形して容器を得る工程と、 を含むことを特徴とする大型容器の成形方法。
  3. 【請求項３】 請求項２において、 前記温調する工程では、前記胴部肉厚を６〜８ｍｍに薄
    肉化することを特徴とする大型容器の成形方法。
  4. 【請求項４】 ポリエステル樹脂を射出成形して得られ
    た有底筒状のプリフォームを温度調整後ブロー成形して
    透明な容器を得る容器の成形方法であって、 胴部肉厚８〜１０ｍｍの前記プリフォームを射出成形す
    る工程と、 射出成形された前記プリフォームを６０℃以下の温度に
    温度調節された温調金型内で延伸して温調する工程と、 温調された前記プリフォーム胴部の外径が周方向で約３
    〜４倍となるようにブロー金型内でブロー成形して容器
    を得る工程と、 を含むことを特徴とする大型容器の成形方法。
  5. 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかにおいて、 前記射出成形する工程における射出成形金型の温度を１
    ０〜３０℃程度とし、 前記温調する工程における温調金型の温度を３０〜４０
    ℃とすることを特徴とする大型容器の成形方法。
  6. 【請求項６】 請求項２〜４のいずれかにおいて、 前記射出成形する工程における射出及び冷却時間は、６
    ０〜７０秒であることを特徴とする大型容器の成形方
    法。
  7. 【請求項７】 請求項２〜４のいずれかにおいて、 前記温調する工程で前記プリフォームの中心軸に沿って
    配置した加熱ロッドによって加熱することを特徴とする
    大型容器の成形方法。
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