JPS6240177B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、熱可塑性ポリエステル容器の二軸延
伸ブロー成形方法に関するものである。 従来から、熱可塑性ポリエステル容器の成形方
法としていわゆる二軸延伸ブロー成形法がある。 この成形法は、どのように実施されるかを、第
１〜５図に沿つて示せば、次のとおりとなる。 まず、ポリエステル樹脂１を射出成型機２より
雄金型３、リツプ金型４及び雌金型５とからなる
金型６に射出して有底パリソン７を得る（第１
図）。 次に、リツプ金型４に有底パリソン７のネジ部
８を保持したまま、前記パリソンを加熱ポツト９
に移し、有底パリソン７の内外面を、加熱コア１
０と加熱ポツト９のヒータ１１，１２で加熱する
（第２図）。 加熱されたパリソン７を延伸ブロー金型１３に
移し、延伸ロツド１４により延伸する（第３
図）。 次いで、有底パリソン７内に加圧空気１５を吹
きこんで、ブロー延伸を行う（第４図）。延伸ブ
ロー金型１３を延伸された有底パリソン７、すな
わち成形物７′から取り外すとともに、リツプ金
型４を分割して成形物７′から取り外す（第５
図）。 上記方法によつて得られたポリエステル成形
物、すなわち容器は、機械的強度および水、酸
素、におい等に対するバリヤー性、内容物の保護
性、および美観等のすぐれた高品質の容器であ
る。 ところが、上記容器は高温は勿論、常温に放置
していても延伸、配向された壁面が収縮を起こ
し、内容積が変化する。内容積が変化すると、前
記容器に内容物を注入する際前記容器へ充填され
る内容物の液面高さが変化し、液面高さで工程を
管理する場合、例えば液面の高さを計量して前記
容器内の内容物の定量を行う方法においては内容
物量が変る等の問題がある。 特に、前記の収縮は、二軸延伸ブロー成形後、
金型から取り出された容器が放置されたときの温
度によつて変化する、すなわち、二軸延伸ブロー
成形が行われる季節によつて変化するという問題
がある。 そこで、本発明者らは上記問題の解決を目的に
種々検討した結果本発明に到達した。 そして、この目的は、熱可塑性ポリエステルの
二軸延伸ブロー成形法において加熱された有底パ
リソンを延伸ロツドで延伸するとともに内部に気
体を吹き込んでブロー延伸をする際、該ブロー延
伸を50〜120℃の加熱気体を前記パリソンに吹き
こむという手段を採用し、さらに前記延伸を行つ
た後、直ちに常温ないしはそれより低温の気体を
延伸された成形容器に吹きこんで、急冷する方法
を併用すると、本発明の上記目的が効果的に達成
される。 具体的に、図面にしたがつて本発明法を詳述す
る。第図は、前記第３図および第４図に示した延
伸ロツドによる延伸操作と加熱気体によるブロー
延伸操作を具体的に実施する場合の、一装置の拡
大図であり、リツプ金型４に有底パリソン７が取
付けられ、延伸ブロー金型１３上にそれらが載置
され、かつ有底パリソンの内側に延伸ロツド１４
が存在する点において、従来の装置と変わるとこ
ろがない。 また、前記金型１３の底部に偏心防止ロツド１
５（これは鎖線で表示されてる）が取り付けられ
延伸ロツド１４の下端部が半球面状の先端部１
４′となつていて、ロツド１４は空気路１６を介
して中空体１７の中を貫通している。そして、ロ
ツド１４は、油圧装置１８によつて上下可動とな
つていて、第６図においては、それが上動したと
きの状態が実線で、そして、下動したときの状態
が、鎖線でそれぞれ示されている。 前記空気路１６には、加圧空気タンク１９から
空気導入管２０が連通してる。前気管２０の途中
には、弁２１が取りつけられている。 以上の要素も従来の装置には必要なものである
が、本発明法に使用される装置にあつては、前記
タンク１９の外に加熱空気タンク２２が設けら
れ、前記管２０に連通している。勿論、加圧空気
タンク２２は加圧空気タンク１９から空気の導入
管２３を経て空気を導いて、それを加熱して導入
管２０、または前記空気路１６に導くことが可能
でありさえすれば、いかなる手段が採用されても
よい。従つて、例えば、前記導入管２０の途中
を、二つに分岐後、合流するごとき管構造と、ひ
とつの管に例えばヒータを挿入し、加熱された空
気流と加熱されない空気流を形成し得る構造のも
のを使用してもよい。 以上の構造の装置を使つての本発明法は、次の
操作によつて実施される。 前記第２図に示した手順順まで操作した後、二
軸延伸ブロー成形過程へ有底パリソン７とリツプ
金型４を移動させる（第６図実線図）。 次に、油圧装置１８を作動させて、ロツド１４
を下動させる（第６図鎖線図）。すると有底パリ
ソン７の延伸がなされる。前記延伸と同時に、ま
たは次いで加熱タンク２２から加熱された空気を
空気路１６に圧送する。しかし、すでにロツド先
端部１４′が下降しはじめている。または下降し
ているから、それと中空体１７との間から加熱さ
れた空気が有底パリソン７の内部７″に圧入さ
れ、その圧力に抗じきれない有底パリソン７は、
金型１３の内面１３′にまで膨張する。したがつ
て、ブロー延伸が起こり成形物７′（第６図にお
いて一点鎖線で示されている）が得られる。 本発明においては、上記操作のとき加熱空気と
して、50〜120℃、好ましくは70〜110℃の空気を
送るのである。 前記温度が50℃より低いと本発明の目的とする
成形物の収縮性を改善できずといつて、120℃を
こえると、延伸効果が下落して成形物の強度低下
を起こすのである。 かくして二軸延伸ブロー成形したら、次に成形
物７′内の加熱空気を、そこから脱気する。脱気
方法は冷却空気を吹きこんで、それをもつて成形
物７′の中の気体を置換してもよいし、真空源に
成形物７′の中とを連通して積極的に脱気しても
よい。そのような装置は第６図に示されていない
が、公知の装置が使用される。 加熱空気が成形物７′の中からなくなつたら常
温ないしはそれより低温の冷却空気を加圧空気吹
込タンク１９から成形物７′の中に圧入して成形
物７′を常温程度にまで冷却する。この冷却によ
つて成形物７′の白濁の発生を防止し得るのであ
る。 本発明の成形物すなわち容器を形成する好まし
い熱可塑性ポリエステルであるエチレンテレフタ
レートを主たるくり返し単位とするポリエステル
とは、これを構成するくり返し単位の80モル％以
上がエチレンテレフタレートからなるものであ
り、出発原料としては、テレフタル酸またはその
アルキルエステル誘導体およびエチレングリコー
ルのほかに共重合成分としてイソフタル酸、ｐ―
（β―オキシエトキシ）安息香酸、ナフタレン
２，６―ジカルボン酸、ジフエノキシエタン―
４，4′―ジカルボン酸、５―ナトリウムスルホイ
ソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸またはこれ
らのアルキルエステル誘導体などのジカルボン酸
成分、プロピレングリコール、１，４―ブタンジ
ール、ネオペンチルグリコール、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、
ビスフエノールＡのエチレンオキサイド付加物な
どのグリコール成分を含有していても良い。これ
らの熱可塑性ポリエステルは直接エステル化を経
て重縮合行う方法、あるいはエステル交換反応を
経て重縮合を行う方法のどちらの方法でも得るこ
とができ、さらに必要に応じて重合度を大きくす
るために上記溶融重合法で得られた熱可塑性ポリ
エステルを180〜250℃の温度で減圧あるいは不活
性ガス中で固相重合を行つても良い。 また、本発明における熱可塑性ポリエステルは
必要に応じて着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止
剤、熱安定剤等の添加剤を適宜な割合で含有する
ことができる。 本発明の熱可塑性ポリエステルの平均重合度は
成形性および容器の耐衝撃性などを勘案して、ｏ
―クロルフエノール溶液の25℃における極限粘度
が0.54〜1.40、好ましくは0.60以上、1.20以下で
あるものが良い。 本発明法によると内容積のバラツキが極めて少
ない成形物が得られ、食品その他の液体または粉
体充填用ポリエステル成形物の製法に本発明法が
広く利用される。 以下に実施例を示し、さらに詳しく本発明の効
果を説明する。 比較例 １ 25℃のｏ―クロルフエノール溶液で測定した極
限粘度0.72のポリエチレンテレフタレートのペレ
ツトを熱風乾操機を用いて水分率が0.01％以下に
なるまで乾燥した後、東芝機械(株)射出成形機IS―
50型ならびに試験管形状のキヤビテイを有する水
冷金型を用いて外径25mm、長さ95mm、壁厚３mmの
透明な有底パリソンを成形した。 成形条件は吐出樹脂温度290±５℃、射出圧力
30Kg／cm²（ゲージ圧）、金型温度30℃、射出／冷
却のタイムサイクルは８秒／10秒である。この有
底パリソンを熱風循環式オーブンおよび赤外線ヒ
ーターを用いて95℃に加熱した後、約５秒間で吸
込成形機に移して開口端部を把握し、縦延伸を行
い、次いで直ちにブローエヤー温度を表１に示す
各種温度にして、ブロー延伸を行つた。 ここで、吸込み成形装置は日鋼カウテツクスＶ
―Ｓ型吹込み成形機の一部を改造したものを用
い、縦延伸は有底パリソンをエアーシリンダーで
突き出す事により延伸した。 また、横方向の吹込みエアー圧力を5.5Kg／
cm²、吹込み時間を10秒間とした。吹込み金型は瓶
口部（ネジ部）の直径25mm、胴部の直径64mm、高
さ180mmの小型ビール瓶形状のキヤビテイーと冷
却水の配管を有する。 表１に示す各条件成形品の物性評価は下記の方
法で行つた。 (1) 収縮率 成形直後のボトルの単体重量Ｗおよび、約25
℃の水をボトル部スレスレまで入れたボトルの
全重量W₁はそれぞれメトラー型天秤で測定
後、温度40℃、温度90％RHのふん囲気中で10
日間放置した。 この処理後とり出したボトルを約30分大気中
で冷却した後、前記と同様に水を入れ、ボトル
全重量W₂を測定し、次式にしたがいボトルの
容積収縮率を求めた（25℃の水の比容積を１と
する）。 ボトル容積収縮率＝Ｗ_１−Ｗ_２／Ｗ_１−Ｗ×100％ (2) 面配向度（△ｎ_p） ボトル胴部から小片試料を切り出し、偏光顕
微鏡を用いたレターデーシヨン法により三方向
の複屈折（△ｎ_xy、△ｎ_yz、△ｎ_xz）を求め、
面配向を算出する。 面配向△ｎ_p＝ｎ_ｘ＋ｎ_ｙ／２−ｎ_z ＝（△ｎ_yz）−１／２（△ｎ_xy） ＝１／２｛（△ｎ_yz）＋（△ｎ_xz）｝ (3) ヘイズ 成形品胴部をヘイズメーター（東洋精機製作
所製）により測定する。 この収縮率の測定結果は表１に示す通りであ
り、ブロー延伸時のブローエアー温度を50℃〜
110℃の範囲にすれば、PETボトルの外観を損な
わずに収縮率が改良されることがわかる。

【表】 表１からブローエヤー温度を高く、具体的には
50℃以上にすると容積収縮率を小さくすることが
でき、一方、ブローエヤー温度を低く、具体的に
は、120℃以下にするとヘイズを低く、すなわち
透明性をよくすることができることが分かる。 比較例 ２ 比較例１と同様の原料および成形条件で有底パ
リソンを成形し、この有底パリソンを熱風循環式
オーブンおよび赤外線ヒーターにより表２に示す
各種温度で予熱し、約５秒間で吹込成形機に移し
て開口端部を把握し、縦延伸を行い、次いで直ち
に常温エヤーをブローし、ブロー延伸を行つた。 ここで吹込み成形装置、横方向の吹込みエヤー
圧力、物性評価方法等については、比較例１と同
様である。 この測定結果は表２に示す通りであり、予熱温
度を増しても、横延伸時に常温エヤーでブロー延
伸する方法は品質上問題のあることがわかる。

【表】 実施例１，２及び比較例３ 比較例１と同様の原料および成形条件で有底パ
リソンを成形し、この有底パリソンを熱風循環式
オーブンおよび赤外線ヒーターで95℃に加熱した
後、約５秒間で吹込み成形機に移して開口端部を
把握し、縦延伸を行い、次いで、直ちにブローエ
アーを120℃にしてブロー延伸（１次ブロー）を
３秒間行い、延伸終了後表３に示す各種温度に変
更してブロー（２次ブロー）を７秒間行い冷却し
た。 ここで吹込み成形装置、横方向の吹込みエヤー
圧力（延伸後の吹込みエヤー圧力を含む）、物性
評価方法等については、比較例１と同様である。 この測定結果は表３に示す通りであり、延伸終
了後常温または常温以下の冷風を吹き込んで急冷
することにより、ヘイズが向上し、したがつて縦
方向延伸時のブローエヤー温度を高くすることが
でき、収縮率を低下させることもできることがわ
かる。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１〜５図は、二軸延伸ブロー成形法の操作手
順を説明するための図面である。第６図は本発明
法を説明するための第３〜４図に相当する図面で
ある。 ７…有底パリソン、１３…延伸ブロー金型、１
４…延伸ロツド、１６…空気流、１８…油圧装
置、１９…加圧空気タンク、２２…加熱空気タン
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱された有底パリソンを、延伸ブロー金型
   内で、延伸ロツドで延伸すると同時に、または次
   いで、パリソン内に50〜120℃の加熱気体を吹き
   込んでブロー延伸した後、直ちに延伸された成形
   容器の内部に常温ないしはそれより低温の気体を
   吹きこんで急冷することを特徴とする熱可塑性ポ
   リエステル容器の二軸延伸ブロー成形方法。