JPS62270316A - ポリエチレンテレフタレート製容器を製造するための方法及び装置 - Google Patents

ポリエチレンテレフタレート製容器を製造するための方法及び装置

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JPS62270316A
JPS62270316A JP62049884A JP4988487A JPS62270316A JP S62270316 A JPS62270316 A JP S62270316A JP 62049884 A JP62049884 A JP 62049884A JP 4988487 A JP4988487 A JP 4988487A JP S62270316 A JPS62270316 A JP S62270316A
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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】 ３、発明の詳細な説明 本発明は、使用の過程で著しい変形を示さずに比較的厳
Ｆ８な温度条件に耐えるのに適しているテレフタル酸ポ
リエチレン（ＰＥＴ）の、びんのような容器を製造する
ための方法及び装置に係る。
ＰＥＴの容器は現在ＣＯ２のような気体を含むある種の
液体（例えばレモネード、ソーダ、炭酸入り果汁、等々
・・・・・・）を商品化するために幅広く用いられてい
る。しかしながら、これらの容器は製造工程のため、比
較的厳しい温度条件例えば熱い液を容器に満たす時に出
合うように９５℃まで達し得る高温、あるいは容器の中
味の液を消毒するさいに出合うようにかなり長時間にわ
たって（１〜２時間）保持される中位の温度（６０〜８
０℃）のような条件に耐えることができない。これらの
条件はすべて、炭酸の入らないある種の液（炭酸塩を加
えない果汁のような）またはある種のガス性の液（例え
ばビール）の調整の過程で出合うものである。
これらの欠点を是正し、かつ炭酸の入ったあるいは入ら
ない果汁あるいはビールのようなある種の製品の貯蔵に
ＰＥＴ容器を適合しようとする試みがなされＩ；。この
ようにして８５℃のオーダーの温度で、容認され得る程
度のわずかな変形を生じるだけで熱い液を充填するに耐
えるＰＥＴのびんが実現できた。これについて、熱充填
は容器に数分のオーダーの比較的短い熱ＷＪｇをひきお
こすこと、及び比較的僅かな変形は熱現象の短さによっ
てのみ制限されることが推定できる。
実際、実験によれば、これら公知の容器は中味の液体の
消毒］４程を容認しがたい変形を見ることなしにはり３
０％及びそれ以上の体積変化）耐える温度はＣＯ２の含
有量の関数として変化する。例えばＣＯ２３，５９／リ
ツトルを含む液体について７８℃からＣＯ２６ＳＪ／リ
ツトルを含む液体についての６５℃（処理時間１時間）
まで変化ｆ多。
従って本発明は主として上述の欠点を是正し、かつＰ　
Ｅ　Ｔの、例えばびんのような容器を製造することを可
能ならしめる方法及び装置を提案することを目的とする
。前記容器は、使用の過程で、熱い液の充填あるいは液
状の中味の殺菌のようなある種の工程で出合うような比
較的長い時間のあいだ（例えば少なくとも１時間）保持
され得る比較的厳しい温度条件（例えば６０から９５℃
）に耐えることができ、この場合の液は炭酸ガスを含む
ことができる（ビールの場合）。
これらの目的で、本発明の第１の特徴は次の連続工程を
含むことを特徴とする上記の類いの方法に係る。即ち、 ａ）仕上り寸法及び仕上り形状のすでに決まった容器頚
部をもつアモルファスＰＥＴより成る容器 器のプリフォーム上に、２部のＰＥＴを確実に結晶化す
るための固有温度内及び時間の条件で頚部だけの温度処
理を行い、次に頚部を比較的ゆつくり冷却する。
ｂ）プリフォームの胴部だけ（頚部を除く）２ＰＥＴの
軟化温度に少なくとも等しい都度に加熱する。
Ｃ）熱いプリフォーム胴部を成形して、求める完成容器
の寸法に対して高さおよそ２０％、直径およそＯから３
０％大きい寸法をもつ中間容器を形成し、他方では１中
間容品の成形によって形成された内壁はおよそ５から４
０℃の温度に冷却される。
ｄ）次に中間容器の胴部だけを１８０から２２０℃の温
度でおよそ１から１５分間加熱する。
ｅ）最後に、熱い容器を新しく決定寸法と決定形状に８
０から１００℃の温度でおよそ２〜６秒間成形する。
好ましくは、さらに下記の処置の１つ及び／又は他にた
よることもできる。即ち、 一段階ｂ）において、温度はおよそ＋００から　１２０
℃で１０から６０秒間好ましくはおよそ２５秒間とする
一段階ｅ）で行われる成形はおよそ４秒間９０から９５
℃の温度でおこなう 一段階ｄ）では、頚部は８０℃を超えない温度、好まし
くはおよそ７０℃の温度に保たれる一段階Ｃ）の成形作
業では、Ｃ）は３から１０秒間行われ、成形によってつ
くられる内壁はおよそ１０から１５℃の温度で冷却され
る。
一段階Ｃ）及びｅ）の成形作業中にプリフォームか容器
かの胴部をそれぞれ機械的に伸延し、その結果鋳型の全
長を軸方向に専有し、これを膨張さけ、鋳型内壁の輪郭
に合致させるための加圧流体を送入する。
本発明方法に従って製造された容器は比較的高い温度環
境内での良好な品質について漫れた特性をもつ。とくに
９５℃まで達する温度での熱充填作業中に良好なＲ買を
示す。本発明容器は従来法に従って製造された容器より
変形が少ない。例えば、本発明にもとづいて１７られ１
ζび／νは、９３から９５℃対温度品質の観念は特に容
器の液体内容物の殺菌］程において重要であり、この内
容物はＣＯ２を含有することができる。従って容器が６
０から８５℃のオーダーの比較的厳しい温度条件に１か
ら２時間のオーダーの比較的長い時間にわたって耐える
ことができる必要がある。例として、ＣＯ２を含む液体
の殺菌工程は、次の温度で１時間にわたって行われなけ
ればならないニ ー液体が１リットル当り　３．５ｇのＣＯ２を含む場合
は、およそ７８℃ 一液体が１リットル当り４．５７のＣＯ２を含む場合は
、およそ７５℃ 一液体が１リットル当り５．５３のＣＯ２を含む場合は
、およそ７０から７２℃ 一液体が１リットル当り６．ＯｇのＣＯ２を含む場合は
、およそ６５℃。
比較として、次の２つの実施例を挙げることができるニ ー容Ｗ４１５リットルの先行技術のびんを商品名ＩＣｌ
３９０Ｓとして知られる材料で公知の方法でつくる。次
に、びんを１リットル当り６９のＣＯ２を含む液体で満
たし、ぴんと液体の全体を７０℃の殺菌］程に２時間か
ける。その終りでびんはかなり変形しく体積増加的３５
％〉、破棄しなければならない。
−同じ材料、同じ特性で、本発明に従うびんを本発明の
方法でつくる。次にびんを同じ液体で満水出願人の（ｊ
っだ分析によれば、本発明方法の実施によって製造され
た容器の右利な特徴は、従来法によって製造した容器と
比較して、それぞれ低い中位の温度で行われ、それぞれ
が鋳造工程の高い明確な温度での熱処理を前もって受け
た２つグて の連続成型によって得られ４ものである。この作業の段
階化は材料の２つの明確な二結晶方位をもたらし、これ
が後工程で厳しい温度条件におかれ来法では、非常に高
い温度に１又は２鋳ｌ］：程で達してしまい、材料の唯
１つの二結晶方位しか（りられす、使用時に望ましい温
度抵抗を与えるには不十分である。
さらに、本発明の第２の特徴は、後に比較的厳しい温度
条件に著しい変形なしに耐えるポリエチレンアレフタレ
ート（Ｐ　Ｕ　Ｔ　）のびんのような容器を製造するこ
とを可能ならしめる装置で、以下の要素、即ら −アモルファスＰＥＴで作られた容器のプリフォームの
、すでに仕上り形状と寸法に仕上げられた頚部だけを加
熱するために構成された第１加熱ｆｉ置。この加熱装と
は頚部のＰＥＴの結晶化を確実に行う温度を生じ、さら
に過熱を防ぐため容器胴部の温度保護を確保するための
ものである。
−頚部を比較的緩やかに冷却する手段。
−ＰＥＴの軟化温度を上用わる温度にプリフォームの胴
部のみを（頚部を除く）加熱するための第２加熱装置。
一プリフォームから出発して中間容器を形成するための
第１成形型。第１成形型は求める完成容器の寸法に対し
て高さおよそ２０％、直径Ｏから３０％大きい寸法をも
つ成形くぼみをもつ。この第１成形型はおよそ５から４
０℃の温度延゛りぼみ内壁を冷却する手段を備えている
。
一中間容器の胴部のみを（頚部を除く）およそ１８０か
ら２２０℃の温度に加熱するｌζめの第３加熱装置。及
び、 一中間容器の加熱された胴部から出発して完成つ成形く
ぼみをもち、くぼみ内壁をおよそ８０から１００℃の温
度で加熱する手段を備えている。
を含む装置に係る。
より有利には、以下の付加配４の一方及び／又は他方を
援用することもできる。即ち、−第１及び／又は第２及
び／又は第３加熱装置に対して温度保護手段、及び場合
によっては加熱処理してはならない容器部分（頚部又は
側部〉を温度保護するための冷却手段を結合する。
−第１及び／又は第２成形型が、容器用部を長さ方向に
伸延させるだめの成形くぼみ内部を軸方性に移動するこ
とができるマンドレルと、成形くぼみの内壁に対して膨
張させるため容器Ｉｉ部の内部に加圧流体を注入する手
段を含むことができる。
本発明装置は、既存の容器のプリフォームから、これら
プリフォームを又は射出成形による製造周期を変化させ
ることなく出発すること、容器特にｉ８解ガス（ＣＯ２
）を封入する液体を入れるびんを製造するために先に用
いられた最初の材料を保存すること、１つの容器毎に第
１材料と同じ重量をほぼ保存すること、及び同時に例え
ば毎時５０００本のオーダーの非常に高い製造テンポを
可能にし、しかも特に材料の買入及び保守原価、容２Ｓ
Ｌｌｉ価、等々・・・・・・について目立った不都合を
生じることがないという利点を示す。
次に添ｔ］図面を参照して本発明の詳細を以下に説明す
る。
図を参照すると、本発明はそれ自体ぐ知られている方法
で例えばＩＣｌ３９０Ｓの名称で商品化されているポリ
エブーレンテレフタレート（ＰＥＴ）を射出成形して（
りられたびｌν１のプリフォームから出発しで実施され
る。この第１段階で、ＰＥＴはアモルファスでプリフォ
ーム全体が透明く゛ある。
プリフォームがその頚部２を正確な形状及び決定寸法に
仕上げて成形されることにも留意すべきである。
貯蔵所（図示せず）から出たプリフォーム１は運ｗ１装
置３によって、プリフォームの頚部２だけを熱処理する
ため第１加熱作業台４まで方位法めされ、運ばれる。各
プリフォームの胴部５はより有利には冷ｆＡ用（第１Ａ
図の７）流体流（気体及び／又は液体）が循環すること
ができる保護スカート６内に導入される。プリフォーム
の頚部２は逆に保護スカート６の外側にとどまり、次の
熱処理工程でこれを物理的に保持するためのマンドレル
（図示せず）を内部に挿入する。そのあいだ頚部２は、
少なくとも１９０℃の温度（ＰＥＴが結晶化する温ｒ！
りにＩ　Ｊ−るための赤外線による加熱装置８にさらさ
れる。好ましくは装置の寸法を無分別に僧加さＵずに製
造テンポを高めるため、１９０゜から２１０℃の温度で
およそ１分間にわたって加熱数 する。この処理はＡ部のＰＥＴの結晶化（白色化する）
をひきおこし、機械的抵抗を強化し、復続処理工程のつ
かみ及び固定部分として用いることを可能にする。次に
、結晶化ＰＥＴの頚部１０（第３図）をもつプリフォー
ム９を得るため、結晶状態の確実な保存のために比較的
緩やかな（２０秒のオーダーで）冷却をおこなう。
第２Ａ図に示すように、第１加熱作業台４は準円形転車
台（ｃａｒｒｏｕｓｃｌ　）の形に構成されることがで
き、（頚部の加熱部は符号１１で、冷却部は符号１２で
示ス）、その出口でプリフォーム９は第２加熱ボスト１
４まで運搬装置１３によって導かれ、第２ボスト１４は
内部をプリフォームが移動する廊下又は１−ンネルの形
に構成された一連の赤外線炉１５を含んでおり、プリフ
ォームのＰＥＴ結晶の頚部１０はこの作業コニ程中熱か
ら保護されている。加熱温度は少なくとも７０〜７２℃
（ＰＥＴが軟化する温度）、好ましくは１００〜１２０
℃で、２５秒間おこなわれる。
胴部を加熱されたプリフォームは次に、運激装置１６に
よって第１成形作業台１７（これも有利には転車台形に
作られている）まで運ばれる。プリフォームの加熱され
た胴部５はくぼみ１９が求める容器胴部の形状と同一・
だが高さおよそ２０％、直径Ｏ〜３０％だけ上廻りる寸
法をもつ形状の型１８に注入される。より特定的には、
後工程で殺菌を受ｔノるびんは完成びんの寸法に等しい
直径寸法で成形される。反対に、加熱充填されるびんは
、完成びんの寸法より３０％大ぎい直径寸法で成形され
る。
のくぼみ１９の底部まで伸延させるためプリフォーム９
の内部にマンドレル２０を挿入し、さらに加圧流体、例
えば材料被膜に加圧するためのおよそ１０バールの前吹
付けを行い、次に胴部を膨張させ、くぼみ１９の内壁に
これを押圧するため４０バールの吹付けを行って圧縮空
気を送入することによって行われ、作業の全工程はおよ
そ３〜１０秒ぐある。
この作業のあいだ、型の内壁は空気及び／又は水で、温
度が５及び４０℃の問、好ましくは１０℃と１５℃の間
に含まれるようにして冷却され、ＰＥＴはおよそ９０℃
を依然として保持することに留意することが大切である
。
第１成形作業台１７の出口に中間容器２１が供給される
が、これも同じ頚部１０と求める完成容器よりもある程
度大きい寸法（高さおよそ２０％、直径Ｏから３０％）
の胴部２２をもつ、中間容器２１は第３加熱容器２４で
運搬装Ｎ２３によって運ばれ、ここで１８０’から２２
０℃の温度で１〜１５分間、好ましくは２１０℃で１分
３０秒間加熱される。ざらにここでは中間容器２１の胴
部２２だけがこの熱処理を受け、殻 ４部１０は断熱されなければならない（温度は好ましく
は７０℃以下に保たれること）。
第３加熱作業台２４を出る時に、容器２５（第３図参照
）の胴部２６はかなり変形され（特に半球形状を失った
底部へむかって）、縮められている。容器２５はｉ’！
ＩＩ装置２７によって第２成形作業台２８〈これもまた
好ましくは転車台形に作られている）まで運ばれる。容
器２５の胴部２６は求める容器の胴部の形状及び寸法を
正確に保有するくぼみ３０を備えた型２９に導入される
。作業は前と同じ手順で進行する。マンドレル３１が１
部２６に挿入され、勅かされて胴部を軸方向に伸延させ
、これをくぼみ１０の底部に中心決めする。胴部２６を
膨張させ、これをくぼみ３０の輪郭に合致させるため４
０バールの圧縮空気が導入される。全周期時間は２〜６
秒である。
第２成形作業台２８を出る時に、胴部３３が仕上り寸法
及び形状をもつ容器３２が集められる。この容器３２が
半球形成部をもっている場合にはく図示のびｌυの場合
のように）、容器は運搬装置３４によって最終仕上げ作
業台へ運ばれて、完成容器３６り第３図参照）に垂直位
置に求められる安定性を与える平底３５を形づくられる
。
以上の説明からも明らかな通り、本発明は特に目指した
具体例及び適用例のみに限定されない。
本発明はこれら指摘した具体例のすべての変形例を含む
ものとする。
【図面の簡単な説明】
第１Δ図から第１Ｃ図は、本発明方法の連続するさまざ
まな作業を順序立てて示した概略図、第２Δ図及び第２
Ｂ図は、本発明装置の第１Ａ図から第１Ｃ図に示した作
業に対応する連続するさまざまな作業台を上面図で表し
た概略的全体図、及び第３図は、本発明に従って得られ
るびｌνを、第２Ａ図及び第２Ｂ図の装置の作業台及び
第１Ａ図から第１Ｃ図の方法の作業に対応するさまざま
な作業段階で示す説明図Ｃある。 １・・・・・・プリフォーム、２・・・・・・頚部、３
・・・・・・運搬装置、４・・・・・・第１加熱作業台
、５・・・胴部、６・・・・・・保護スカート、８・・
・赤外線加熱装置。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱い液体の充填または内容物の殺菌のような後の
    処理工程において比較的厳格な温度条件に著しい変形を
    示さず耐えることができるテレフタル酸ポリエチレン（
    ＰＥＴ）のびんのような容器を製造するための方法であ
    って、次の連続工程、即ち、 ａ）仕上り寸法及び仕上り形状のすでに決まった容器頚
    部をもつアモルファスＰＥＴより成る容器のプリフォー
    ム上に、頚部のＰＥＴを確実に結晶化するため固有温度
    、固有時間条件の下で頚部のみの熱処理を行い、次に頚
    部を比較的緩やかに冷却し、 ｂ）プリフォームの胴部のみ（頚部を除く）をＰＥＴの
    軟化温度に少なくとも等しい温度に加熱し、 ｃ）熱いプリフォーム胴部を成形して、求める完成容器
    の寸法より高さがおよそ２０％、直径がおよそ０から３
    ０％大きい寸法をもつ中間容器を形成し、他方では中間
    容器の成形によって形成された内壁をおよそ５から４０
    ℃の温度に冷却し、ｄ）次に中間容器の胴部のみを１８
    ０から２２０℃の温度でおよそ１から１５分間加熱し、 ｅ）最後に熱い容器を新しく決定寸法と決定形状に８０
    から１００℃の温度でおよそ２から６秒間成形すること を含むことを特徴とする方法。
  2. （２）ｂ）工程における温度が、１０から６０秒の間、
    好ましくはおよそ２５秒間およそ１００から１２０℃で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。
  3. （３）ｅ）工程で行われる成形が９０から９５℃の温度
    でおよそ４秒間行われることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第２項に記載の方法。
  4. （４）ｄ）工程において頚部が８０℃を超えない温度、
    好ましくはおよそ７０℃に保持されることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の方
    法。
  5. （５）ｃ）工程の成形作業が３から１０秒の間およそ１
    ０から１５℃の温度に冷却された成形によって形成され
    た内壁をもって行われることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第４項までのいずれかに記載の方法。
  6. （６）ｃ）工程及びｅ）工程の成形作業において、プリ
    フォーム又は容器の胴部をそれぞれ機械的に伸延させて
    成形型の長さ全体を軸方向に占めさせること、及び胴部
    を膨張させ、かつ成形型の内壁の輪郭にこれを合致させ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項ま
    でのいずれかに記載の方法。
  7. （７）熱い流体の充填または内容物の殺菌のような後の
    処理工程において出合うような比較的厳格な温度条件に
    著しい変形を示さず耐えることができるテレフタル酸ポ
    リエチレン（ＰＥＴ）のびんのような容器を製造するた
    めの装置であって、−頚部のＰＥＴの結晶化を確実に行
    う温度を生じ、さらに過熱を防ぐため容器胴部の温度保
    護を確保するための加熱装置であり、アモルファスＰＥ
    Ｔで作られた容器のプリフォームの、すでに仕上り形状
    及び寸法に仕上げられた頚部のみを加熱するために構成
    された第１加熱装置と、 −頚部を比較的緩やかに冷却する手段と、 −ＰＥＴの軟化温度を上廻る温度にプリフォームの胴部
    のみ（頚部を除く）を加熱するための第２加熱装置と、 −求める完成容器の寸法に対して高さがおよそ２０％、
    直径が０から３０％大きい寸法をもつ成形くぼみを有し
    、およそ５から４０℃の温度でくぼみ内壁を冷却する手
    段を備えており、プリフォームの胴から出発して中間容
    器の胴を形成するための第１成形型と、 −中間容器の胴部のみ（頚部を除く）をおよそ１８０か
    ら２２０℃の温度に加熱するための第３加熱装置と、 完成容器の胴部に対応する寸法をもつ成形くぼみを有し
    、くぼみ内壁をおよそ８０から１００℃の温度で加熱す
    る手段を備えており、中間容器の加熱された胴部から出
    発して完成容器の胴部を形成するための第２成形型と を含むことを特徴とする装置。
  8. （８）第１及び／又は第２及び／又は第３加熱装置に対
    して温度保護手段、及び場合によっては加熱処理しては
    ならない容器部分（頚部又は胴部）を温度保護するため
    の冷却手段を結合することを特徴とする特許請求の範囲
    第７項に記載の装置。
  9. （９）第１及び／又は第２成形型が、容器胴部を長さ方
    向に伸延させるため成形くぼみ内部を軸方向に移動する
    ことができるマンドレルと、成形くぼみの内壁に対して
    膨張させるため容器胴部の内部に加圧流体を注入する手
    段とを含むことができることを特徴とする特許請求の範
    囲第７項又は第８項に記載の装置。
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