JPS6342A - 再充填可能なポリエステル容器およびそれを形成するためのプレフォ−ム - Google Patents
再充填可能なポリエステル容器およびそれを形成するためのプレフォ−ムInfo
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラスチック環における新規かつ有用な改良に
関し、さらに特別には、再充填可能な（ｒｅｆｉｌｌａ
ｂｌｅ）プラスチック環に関する。
関し、さらに特別には、再充填可能な（ｒｅｆｉｌｌａ
ｂｌｅ）プラスチック環に関する。
経済的、かつ商業的に実現性のある再充填可能なプラス
ナック環は、使い棄てプラスチック飲料層、さらに特別
にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製プラスチ
ック飲料壜に関連する埋立てこみ処理および再循環問題
を減少させるであろ゛う。これに加えて、再充填可能な
壜は、現在ガラスが主体を占めている通い性でない包装
が法律的に禁止されている市場にガラスより安全、かつ
軽量のプラスチック容器が入り込むことができるであろ
う。
ナック環は、使い棄てプラスチック飲料層、さらに特別
にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製プラスチ
ック飲料壜に関連する埋立てこみ処理および再循環問題
を減少させるであろ゛う。これに加えて、再充填可能な
壜は、現在ガラスが主体を占めている通い性でない包装
が法律的に禁止されている市場にガラスより安全、かつ
軽量のプラスチック容器が入り込むことができるであろ
う。
技術的には、再充填可能なプラスチック環は、経済的に
可能性があると考えられる最小５回、好ましくは１０回
以上の運行またはループ（ｌｏｏｐ）にわたって審美的
かつ機能的に実用性を保持していなければならない。ル
ープは、（ｉ） 空状態での苛性アルカリ洗浄、これ
に続いて、（ｉｉｌ 汚染物検査および製品充填／Ｎ
締め、（ｉ１１＠庫貯蔵、（Ｍ卸売および小売場所への
配送および（ｖ） 販売、そして消費者による使用お
よび空壜貯蔵これに続くｉ！！詰業者への最終の返送か
ら成る。実用性であるためには、容器は１．５％または
それ以下の充填水準容積の変動を維持し、使用寿命の間
衝撃、破裂および（または）環境応力亀裂破損に対して
耐性がなければならない。
可能性があると考えられる最小５回、好ましくは１０回
以上の運行またはループ（ｌｏｏｐ）にわたって審美的
かつ機能的に実用性を保持していなければならない。ル
ープは、（ｉ） 空状態での苛性アルカリ洗浄、これ
に続いて、（ｉｉｌ 汚染物検査および製品充填／Ｎ
締め、（ｉ１１＠庫貯蔵、（Ｍ卸売および小売場所への
配送および（ｖ） 販売、そして消費者による使用お
よび空壜貯蔵これに続くｉ！！詰業者への最終の返送か
ら成る。実用性であるためには、容器は１．５％または
それ以下の充填水準容積の変動を維持し、使用寿命の間
衝撃、破裂および（または）環境応力亀裂破損に対して
耐性がなければならない。
理想的な再充填可能なプラスチック容器は、充填前に肉
眼で汚染物の検査が可能なように、きれい、かつ透明で
なければならない。これに加えて容器は肉眼検査および
２個構成容器に関連する問題（すなわち、２個構成とは
、ベース カップが垂直安定性を付与する典型的には射
出成形ベースカップが取付けられた半球状に閉じられた
末端を有するブロー成形体と定義される）を無くすため
に一体成形基材を使用した一体構造を有するべきである
。
眼で汚染物の検査が可能なように、きれい、かつ透明で
なければならない。これに加えて容器は肉眼検査および
２個構成容器に関連する問題（すなわち、２個構成とは
、ベース カップが垂直安定性を付与する典型的には射
出成形ベースカップが取付けられた半球状に閉じられた
末端を有するブロー成形体と定義される）を無くすため
に一体成形基材を使用した一体構造を有するべきである
。
この時点で、数種の候補ポリマーで再充填可能なプラス
チック環および類似容器を製造するために必要と思われ
る透明性および物理的性質が得られることを認識すべき
である。これらのポリマーには、ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）、アクリロニトリル、ポリアクリレー
ト、ポリカーボネートなどが含まれる。市販品として入
手できるポリマーの中で、ＰＥＴで性質および価格／性
能比の最良のバランスが得られる。
チック環および類似容器を製造するために必要と思われ
る透明性および物理的性質が得られることを認識すべき
である。これらのポリマーには、ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）、アクリロニトリル、ポリアクリレー
ト、ポリカーボネートなどが含まれる。市販品として入
手できるポリマーの中で、ＰＥＴで性質および価格／性
能比の最良のバランスが得られる。
使い捨ＰＥＴ飲料容器は、プレフォームの射出および（
または）押出成形、これに続くプレフォームの予熱、平
衡化および所望の容器形状寸法に延伸ブロー成形を含む
２工程法によって大部分が商業的に製造される。通いＰ
ＥＴ容器に対して公知の飲料層技術の応用しても合格す
る性能結果は得られない。特に、慣用のプレフォームお
よび東設計並びに工程変換法によって製造された容器は
、典型的に２〜３回の運行またはループ後に再充填性能
規格基準に合格しない。
または）押出成形、これに続くプレフォームの予熱、平
衡化および所望の容器形状寸法に延伸ブロー成形を含む
２工程法によって大部分が商業的に製造される。通いＰ
ＥＴ容器に対して公知の飲料層技術の応用しても合格す
る性能結果は得られない。特に、慣用のプレフォームお
よび東設計並びに工程変換法によって製造された容器は
、典型的に２〜３回の運行またはループ後に再充填性能
規格基準に合格しない。
前記の理由に基づいて、本発明の目的は５〜１０回の完
全再充填運行またはループの間にその審美的並びに機能
的性能を保持する熱可塑性ＰＥＴ容器を提供することで
ある。かような容器を形−成するためのプレフォームを
提供ることも本発明の別の目的である。
全再充填運行またはループの間にその審美的並びに機能
的性能を保持する熱可塑性ＰＥＴ容器を提供することで
ある。かような容器を形−成するためのプレフォームを
提供ることも本発明の別の目的である。
本発明の上記および以後に示される他の目的および性質
は、次の詳細な説明、添付の特許請求の範囲および添付
の図面に例示されている幾つかの図面を参照にすること
によってざらに明らかになるであろう。
は、次の詳細な説明、添付の特許請求の範囲および添付
の図面に例示されている幾つかの図面を参照にすること
によってざらに明らかになるであろう。
苛性アルカリ洗浄浴にさらされた二軸延伸ブロー成形Ｐ
ＥＴ壜および類似容器の破損（亀裂の発生および伝播に
よる）は、主として底部域そして、最も特定的に殆んど
または全く配向のない底の中心部分に生ずることが見出
されている。さらに最近になって、例えば、１９８２年
６月１５日に許可されたＬｌ、Ｓ、Ｐ、Ｎｏ、４，３３
４．６２７に開示されているように、ブロー成形プラス
チツり材料容器の底部構造のＭ４造的−体性を増加させ
る方法が開発された。この特許によれば、プレフォーム
の下方部分、すなわち、容器底部となる部分に縦のリブ
（ｒｉｂ）を備えたプレフォームが供給される。
ＥＴ壜および類似容器の破損（亀裂の発生および伝播に
よる）は、主として底部域そして、最も特定的に殆んど
または全く配向のない底の中心部分に生ずることが見出
されている。さらに最近になって、例えば、１９８２年
６月１５日に許可されたＬｌ、Ｓ、Ｐ、Ｎｏ、４，３３
４．６２７に開示されているように、ブロー成形プラス
チツり材料容器の底部構造のＭ４造的−体性を増加させ
る方法が開発された。この特許によれば、プレフォーム
の下方部分、すなわち、容器底部となる部分に縦のリブ
（ｒｉｂ）を備えたプレフォームが供給される。
さらに、ＰＥＴホモポリマーの固有粘度が亀裂の発生お
よび伝播問題に関して重要な因子であることが最近見出
されている。
よび伝播問題に関して重要な因子であることが最近見出
されている。
出発点としての前記に関して、ｕ、ｓ、ｐ。
Ｎｏ、４．３３４．６２７に開示されている型のプレフ
ォームを、ＡＳＴＭ ０ ２８５７Ｍ４格で測定して
、それぞれ０．７２．０．８５および１．０６の固有粘
度を有するＰＥＴホモポリマーを使用し慣用の成形方法
によって製造した。さらに特別には、成形ねじ山ネック
仕上を有するプレフォームは横断面は円形であり、ネッ
ク仕上より下の長さは６インチであり、中間本体で外径
１．１２５インチおよび０．１８０±０．０２０インチ
の肉厚を有した。このプレフォームをネック仕上より下
のＦ、さ１０．０インチ、そして［シ。
ォームを、ＡＳＴＭ ０ ２８５７Ｍ４格で測定して
、それぞれ０．７２．０．８５および１．０６の固有粘
度を有するＰＥＴホモポリマーを使用し慣用の成形方法
によって製造した。さらに特別には、成形ねじ山ネック
仕上を有するプレフォームは横断面は円形であり、ネッ
ク仕上より下の長さは６インチであり、中間本体で外径
１．１２５インチおよび０．１８０±０．０２０インチ
の肉厚を有した。このプレフォームをネック仕上より下
のＦ、さ１０．０インチ、そして［シ。
ヤンパン」上げ底を有する最大直径３．０インチの１１
壜の形成に使用した。
壜の形成に使用した。
慣用工程条件を使用した、これらの条件にはニプレフオ
ーム再加熱時間 ７５秒 プロー時間 ２．５秒全成形サイクル
時間 ６．５秒 成形瀉［４Ｇ″Ｆ が含まれる。
ーム再加熱時間 ７５秒 プロー時間 ２．５秒全成形サイクル
時間 ６．５秒 成形瀉［４Ｇ″Ｆ が含まれる。
プレフォームの再加熱温度は、透明容器を製造するため
に必要な最低再加熱温度を使用し、容器本体の肉厚２０
±５ミルが得られるように調整する。イソバラポリツク
ドロップ 力０リメータ−（ｉｓＯＤａｒａｂｏｌｉ
ｃ ｄｒｏＩ） Ｃａ１Ｏｒｉｌｅｔｅｒ ）で測定し
て平均プレフォーム温度は、０．７２．０．８４および
１，０６の固有粘度ポリマーに対してそれぞれ１８５°
Ｆ、１９２下および２０８下であった。
に必要な最低再加熱温度を使用し、容器本体の肉厚２０
±５ミルが得られるように調整する。イソバラポリツク
ドロップ 力０リメータ−（ｉｓＯＤａｒａｂｏｌｉ
ｃ ｄｒｏＩ） Ｃａ１Ｏｒｉｌｅｔｅｒ ）で測定し
て平均プレフォーム温度は、０．７２．０．８４および
１，０６の固有粘度ポリマーに対してそれぞれ１８５°
Ｆ、１９２下および２０８下であった。
上記のブＯグラムによって形成した容器は次のシュミレ
ートしたライフサイクルに処した。
ートしたライフサイクルに処した。
第１に各容器を水道水と３．５％重量％の水酸化ナトリ
ウムで製造した典型的な商用の苛性フルカリ洗浄溶液で
処理した。この洗浄溶液を１４０下に維持し、栓をしな
いで壜をこの洗液中に１５分間浸漬することによって商
業的の壜洗浄方式の時間／温度をシュミレートした。
ウムで製造した典型的な商用の苛性フルカリ洗浄溶液で
処理した。この洗浄溶液を１４０下に維持し、栓をしな
いで壜をこの洗液中に１５分間浸漬することによって商
業的の壜洗浄方式の時間／温度をシュミレートした。
洗浄溶液から取出した後層を水道水で洗浄し、次いで、
炭酸水溶液を４．０±０．２気圧で充填し、栓をして５
０％ＲＨの１００下熱対流炉中に２４時間装いた。充填
圧力は５容積と高くできる。
炭酸水溶液を４．０±０．２気圧で充填し、栓をして５
０％ＲＨの１００下熱対流炉中に２４時間装いた。充填
圧力は５容積と高くできる。
この高められた炉温度は、これより低い周ｌｌｌ１温痕
での比較的長期間の商業的の貯蔵をシュミレートしたも
のである。炉から取出した容器は、空にし、そして、再
び同じ洗浄／加圧サイクルを破損スるまで続けた。
での比較的長期間の商業的の貯蔵をシュミレートしたも
のである。炉から取出した容器は、空にし、そして、再
び同じ洗浄／加圧サイクルを破損スるまで続けた。
これに加えて、０．８４の固有粘度実験からの対照壜を
、（ｉ） サイクル間には各々無圧力曝露を有する１
５分間の２０回の連続洗浄サイクルにさらした。そして
、（ｉｉ） 他のものはサイクル間に各名無圧力曝露
を有づ−る２０回の連続的圧力充填および高められた貯
蔵サイクルにざらしｌζ。かような試験の結果を下記の
表に示″ｇ： 最初の破損１０サイク 平均最終 固有粘度 までの ル容積％ 垂直度０．８４
６ −６．９ ０．１３９１．０６
７ −７．６ ０．１２００．８４
Ｎ／Ａ −１６，８０，０２０（洗浄のみ） ０．８４ Ｎ／Ａ ＋８．９ ０．１３
５（圧力のみ） 破損は漏れおよび圧力損失を生じたＰＥＴ壜壁に広がっ
た任意の亀裂と定義した。苛性アルカリ洗浄または加圧
充填サイクルのみにさらした０、８４の固有粘度の壜で
は亀裂はみられなかった。完全な洗浄／加圧サイクルに
さらした各実験の壜は、７サイクルまたはそれより少な
い回数で破損した。
、（ｉ） サイクル間には各々無圧力曝露を有する１
５分間の２０回の連続洗浄サイクルにさらした。そして
、（ｉｉ） 他のものはサイクル間に各名無圧力曝露
を有づ−る２０回の連続的圧力充填および高められた貯
蔵サイクルにざらしｌζ。かような試験の結果を下記の
表に示″ｇ： 最初の破損１０サイク 平均最終 固有粘度 までの ル容積％ 垂直度０．８４
６ −６．９ ０．１３９１．０６
７ −７．６ ０．１２００．８４
Ｎ／Ａ −１６，８０，０２０（洗浄のみ） ０．８４ Ｎ／Ａ ＋８．９ ０．１３
５（圧力のみ） 破損は漏れおよび圧力損失を生じたＰＥＴ壜壁に広がっ
た任意の亀裂と定義した。苛性アルカリ洗浄または加圧
充填サイクルのみにさらした０、８４の固有粘度の壜で
は亀裂はみられなかった。完全な洗浄／加圧サイクルに
さらした各実験の壜は、７サイクルまたはそれより少な
い回数で破損した。
上記に示したように、加圧サイクルの間ポリエステル環
に加えられた幾何学的歪によって残留応力が存在する場
合に苛性アルカリ溶液は応力亀裂剤としての作用をする
ものと推定した。
に加えられた幾何学的歪によって残留応力が存在する場
合に苛性アルカリ溶液は応力亀裂剤としての作用をする
ものと推定した。
全亀裂は壜の内部表面に発生し、外部壁へと伝播した。
数種の亀裂発生機構が認められた：（ｉ）底部接触半径
で発生し、底の周囲に伝播する半径方向亀裂： （ｉｉ
） 構造的強化用リブの内部表面で発生し、そして、
底の周囲に伝播する半径方向亀裂：および（ｉプレフォ
ーム射出ゲートの反対側で発生し、壜底を軸方向に伝播
する軸方向亀裂である。
で発生し、底の周囲に伝播する半径方向亀裂： （ｉｉ
） 構造的強化用リブの内部表面で発生し、そして、
底の周囲に伝播する半径方向亀裂：および（ｉプレフォ
ーム射出ゲートの反対側で発生し、壜底を軸方向に伝播
する軸方向亀裂である。
すべての破損は壜の無配向底部域に発生した（壜の側壁
で起こるような二軸配向では亀裂抵抗は著しく改善され
る）。軸方向亀裂は発生するが伝播しないのは肩または
ネック転移域である（無配向から配向されたＰＥＴ＠側
壁へ）。
で起こるような二軸配向では亀裂抵抗は著しく改善され
る）。軸方向亀裂は発生するが伝播しないのは肩または
ネック転移域である（無配向から配向されたＰＥＴ＠側
壁へ）。
内部圧力下では、ある程度のクリープ（すなわち、時間
の経過による非−弾性体膨張）が存在することを理解す
べきである。これにも拘らず、１４０′Ｆ洗浄による全
容積の収縮は充填された１００下クリープ水準を超え、
高められた温度での苛性アルカリ洗浄にさらされたすべ
ての壜が壜の外側表面の徐々の［チョーキングＪ （ｃ
ｈａｌｋｉｎ口）のような壜本体とネック仕上間の肩転
移における好ましくないひずみが顕著であった。このチ
ョウキングまたは白化は、非晶質無配向および牟結島性
配向の間の低配向転移ｆｒＩ域において最も顕著であっ
た。前記のことから、現在商業的に受入れられている慣
用の使い捨てＰＥＴ飲料壜技術を使用してＩＪ造された
壜は多数運行使用には受入れられないと結論できる。主
要問題には、シュミレートした商業用サイクルの充填部
の間に発生するクリープを超える１４０下収縮および前
記サイクルの洗浄部分の間の応力亀裂が含まれる。
の経過による非−弾性体膨張）が存在することを理解す
べきである。これにも拘らず、１４０′Ｆ洗浄による全
容積の収縮は充填された１００下クリープ水準を超え、
高められた温度での苛性アルカリ洗浄にさらされたすべ
ての壜が壜の外側表面の徐々の［チョーキングＪ （ｃ
ｈａｌｋｉｎ口）のような壜本体とネック仕上間の肩転
移における好ましくないひずみが顕著であった。このチ
ョウキングまたは白化は、非晶質無配向および牟結島性
配向の間の低配向転移ｆｒＩ域において最も顕著であっ
た。前記のことから、現在商業的に受入れられている慣
用の使い捨てＰＥＴ飲料壜技術を使用してＩＪ造された
壜は多数運行使用には受入れられないと結論できる。主
要問題には、シュミレートした商業用サイクルの充填部
の間に発生するクリープを超える１４０下収縮および前
記サイクルの洗浄部分の間の応力亀裂が含まれる。
この時点で、最大許容容積偏差は主１゜５％であり、亀
裂破損は如何なる種類でも受入れられないことを指摘し
ておく。
裂破損は如何なる種類でも受入れられないことを指摘し
ておく。
多くの研究の後、亀裂問題はリブで強化底部を備える代
りに、底部に対する強化を連続的にすることによって著
しく減少できることが見出された。
りに、底部に対する強化を連続的にすることによって著
しく減少できることが見出された。
従って、第２図に示したように、プレフォーム１０が提
供される。プレフォーム１０にはその問いた上端に成形
ねじ山付ネック１２があり、ネック仕上１２の下ではプ
レフォーム１０は区１ｉｉ！１４にテーパー付に増加さ
れた肉厚さを有する。プレフォーム１ｏの長さの主要部
分は、−般に一定の肉厚および第３図に示すように横断
面が円形である本体部分１６の形態である。最も特別な
ことは、底部分２０に、本体部分１６の厚さより底部分
を肉厚にする一般にフルート（ｆｌｕｔｅ ） ２２と
見做される部分を備えていることである。本体部分と底
部分の肉厚は変ってもよいが、本体：底部分の肉厚比は
一定に留まるべきである。フルート２２はプレフォーム
１０の底部２４まで延長されている。
供される。プレフォーム１０にはその問いた上端に成形
ねじ山付ネック１２があり、ネック仕上１２の下ではプ
レフォーム１０は区１ｉｉ！１４にテーパー付に増加さ
れた肉厚さを有する。プレフォーム１ｏの長さの主要部
分は、−般に一定の肉厚および第３図に示すように横断
面が円形である本体部分１６の形態である。最も特別な
ことは、底部分２０に、本体部分１６の厚さより底部分
を肉厚にする一般にフルート（ｆｌｕｔｅ ） ２２と
見做される部分を備えていることである。本体部分と底
部分の肉厚は変ってもよいが、本体：底部分の肉厚比は
一定に留まるべきである。フルート２２はプレフォーム
１０の底部２４まで延長されている。
接触直径ラデュス（Ｃｏｎｔａｃｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ
ｒａｄｉｕｓ ）３２を有する底部を備えた壜３０で
変更を行った。
ｒａｄｉｕｓ ）３２を有する底部を備えた壜３０で
変更を行った。
第６図に最も良く示されているが、ラデュス３２は０．
１００〜０．１５０インチに増加された。
１００〜０．１５０インチに増加された。
しかし、底部接触直径ラデュスは０．３００インチと大
きく、そして内側の底部混合ラデュスは０．０３０〜０
．０５０インチ程度である。
きく、そして内側の底部混合ラデュスは０．０３０〜０
．０５０インチ程度である。
０．８４の固有粘度のＰＥＴを使用してリブとは異なる
フルートを有するプレフォームを製造し、再加熱ブロー
成形して第５図の壜とは異なるが臨界接触直径ラデュス
３２を増加させた壜を製造した。
フルートを有するプレフォームを製造し、再加熱ブロー
成形して第５図の壜とは異なるが臨界接触直径ラデュス
３２を増加させた壜を製造した。
これらの壜を上記の型の連続的洗浄／加圧サイクルに処
した。１０サイクル後に上記のような半径方向の亀裂は
何等発生しなかった。軸方向型の亀裂は、１５サイクル
後壜の底部３４および肩３６域に発生したが破損の伝播
は見られなかった。
した。１０サイクル後に上記のような半径方向の亀裂は
何等発生しなかった。軸方向型の亀裂は、１５サイクル
後壜の底部３４および肩３６域に発生したが破損の伝播
は見られなかった。
これに反して、全容積収縮は７．０％に近かった。
肩の配向転移域辷おいて肉眼で見えるゆがみは顕著であ
った、そして、壜は苛性アルカリ塩付着による肉眼で見
える白化を示した。
った、そして、壜は苛性アルカリ塩付着による肉眼で見
える白化を示した。
この成功によって、容器構造が加圧時間の間、構造によ
って誘発される応力蓄積を最小にでき、そして、１４０
’Ｆでの収縮／ゆがみ問題を５〜１０ループおよび２０
ループと高い間にわたって±１．５％容積変化に減少で
きるならば、商業用として実用性がある再充填可能なＰ
ＥＴ容器が可能であると結論できる。
って誘発される応力蓄積を最小にでき、そして、１４０
’Ｆでの収縮／ゆがみ問題を５〜１０ループおよび２０
ループと高い間にわたって±１．５％容積変化に減少で
きるならば、商業用として実用性がある再充填可能なＰ
ＥＴ容器が可能であると結論できる。
最近、ブロー成形容器におけるＰＥＴ形態の結晶化度率
を増加させるための生成物構成および工程管理技術によ
ってＰＥＴ容器の熱安定性を増加させる技術が開発され
た。
を増加させるための生成物構成および工程管理技術によ
ってＰＥＴ容器の熱安定性を増加させる技術が開発され
た。
ＡＳＴＭ試験法＃１５０５によって測定された密度は、
次式によって結晶化度測定の有用な手段となる： （式中：ｄｓ＝ｇｃ１１３で表わした試料密度ｄａ＝
１．３３３４７ｃＩＲ３（非晶質）ｄ ｃ ＝ １．４
５５ｇ備３ （１００％結晶））容器側壁における結晶
化度率の増加は、一定温度でのポリマーの分子易動性を
減少させ、従って容器収縮を減少させる。
次式によって結晶化度測定の有用な手段となる： （式中：ｄｓ＝ｇｃ１１３で表わした試料密度ｄａ＝
１．３３３４７ｃＩＲ３（非晶質）ｄ ｃ ＝ １．４
５５ｇ備３ （１００％結晶））容器側壁における結晶
化度率の増加は、一定温度でのポリマーの分子易動性を
減少させ、従って容器収縮を減少させる。
ＰＥＴ１１！の側壁の結晶化度を上昇させるための典型
的の従来技術は、３００〜４００下に維持されている金
型中に容器を吸込むことによってヒートセットし、その
後に内部冷ｒＪ］させる方法である。
的の従来技術は、３００〜４００下に維持されている金
型中に容器を吸込むことによってヒートセットし、その
後に内部冷ｒＪ］させる方法である。
最近開発された方法は、典型的なヒートセット法を使用
しないで、容器設計および工程管理技術を使用し、２４
〜３０％の結晶化度を有し、慣用の非通い性ＰＥＴ壜技
術によって製造された容器の熱安定性より改良された熱
安定性（すなわち、高められた温度での耐収縮性）を有
する容器が製造される。
しないで、容器設計および工程管理技術を使用し、２４
〜３０％の結晶化度を有し、慣用の非通い性ＰＥＴ壜技
術によって製造された容器の熱安定性より改良された熱
安定性（すなわち、高められた温度での耐収縮性）を有
する容器が製造される。
前記の最近開発された技術によれば、石英ＩＲ再加熱炉
を備えた慣用の延伸ブロー成形灘でプレフォームを再加
熱する、ここでプレフォームは２２５〜２４５下の程度
の、延伸ブロー成形の直前温度にまで加熱される。
を備えた慣用の延伸ブロー成形灘でプレフォームを再加
熱する、ここでプレフォームは２２５〜２４５下の程度
の、延伸ブロー成形の直前温度にまで加熱される。
この新規に開発された技術を、初期肉厚ｏ、ｉｓｏ±０
．０２０インチおよび最終層肉厚０．０２０±０．００
５インチで全プレフォーム延伸比８：１が得られるよう
なプレフォーム構成と関連して使用した。このプレフォ
ームは、１００グの重量を有し、ネック仕上げより下方
の長さ６．２５０インチおよび中間本体直径１．２５０
インチを有した。
．０２０インチおよび最終層肉厚０．０２０±０．００
５インチで全プレフォーム延伸比８：１が得られるよう
なプレフォーム構成と関連して使用した。このプレフォ
ームは、１００グの重量を有し、ネック仕上げより下方
の長さ６．２５０インチおよび中間本体直径１．２５０
インチを有した。
さらに、第５図に示したような総称１．５ｊ！壜の構成
では、プレフォームのテーパー付き部分１４は著しく増
加され、これによって層成３６の配向は仕上域の０．２
５０インチ以内、そして、ｏ、ｉｏｏインチに近接する
ことができた。
では、プレフォームのテーパー付き部分１４は著しく増
加され、これによって層成３６の配向は仕上域の０．２
５０インチ以内、そして、ｏ、ｉｏｏインチに近接する
ことができた。
プレフォームは、０．８４の固有粘度のＰＥＴホモポリ
マーを使用して射出成形した。前回のプレフォームより
肉厚を増加させたプレフォームでは射出キＡ７ビテイに
おける部分的分子再結晶化が行なわれた。そのために、
これらのプレフォームにおける透明度の減少は（すなわ
ち、曇り）は、ΔＳＴＭ Ｄ−１００３規格で測定し
て、前に論議したプレフォームより測定できる程度に高
かった。
マーを使用して射出成形した。前回のプレフォームより
肉厚を増加させたプレフォームでは射出キＡ７ビテイに
おける部分的分子再結晶化が行なわれた。そのために、
これらのプレフォームにおける透明度の減少は（すなわ
ち、曇り）は、ΔＳＴＭ Ｄ−１００３規格で測定し
て、前に論議したプレフォームより測定できる程度に高
かった。
これらのプレフォームを２４５下の温度（表面結晶化）
の開始前に達しうる最高の）に加熱した。
の開始前に達しうる最高の）に加熱した。
これに加えて、ブロー金型から除去する前にアニールが
できるようにブロー成形温度を１８０°Ｆに増加させた
。仕上った壜は２０回のシュミレートされた洗浄／加圧
操作に処した。２０ナイクル、すなわち、ループ後でも
半径方向応力亀裂は認められなかった。数個の容器には
プレフォーム射出ゲートで発生する軸方向底部亀裂が少
量含まれていたが、圧力損失を起すほど壁中に伝播しな
かった。最終容積変化は、−０，６５％であり、これは
十分に充填水準規格±１．５％の以内であった。
できるようにブロー成形温度を１８０°Ｆに増加させた
。仕上った壜は２０回のシュミレートされた洗浄／加圧
操作に処した。２０ナイクル、すなわち、ループ後でも
半径方向応力亀裂は認められなかった。数個の容器には
プレフォーム射出ゲートで発生する軸方向底部亀裂が少
量含まれていたが、圧力損失を起すほど壁中に伝播しな
かった。最終容積変化は、−０，６５％であり、これは
十分に充填水準規格±１．５％の以内であった。
これに反して、最終垂直度（ＴＩＲ）は目標０．１８０
インチに対して０．２２５インチであった。破裂圧力は
１８０ｐｓｉを超えた。しかし試験した容器の４０％は
、６′、Ｈ２０充填、周囲、９０’！撃試験には失格し
た。しかし、本発明によって形成した壜は、比較的うす
い肉厚でも５〜１０ループは容易に遂行しうろことは試
験から明らかである。
インチに対して０．２２５インチであった。破裂圧力は
１８０ｐｓｉを超えた。しかし試験した容器の４０％は
、６′、Ｈ２０充填、周囲、９０’！撃試験には失格し
た。しかし、本発明によって形成した壜は、比較的うす
い肉厚でも５〜１０ループは容易に遂行しうろことは試
験から明らかである。
１個の容器を使用した加圧垂直度問題は、底部の接触ま
たはチャイム（Ｃｈｉｍｅ ）半径の周囲の肉厚の変化
に典型的に連携する。加圧ＰＥＴは、特に高められた温
度では時間の経過と共にクリープするであろう。第５図
の容器の底部域３４のような無配向ＰＥＴは、配向ＰＥ
Ｔより多くクリープするであろう。これに加え否、クリ
ープの程度は、肉厚の減少と共に増加するであろう。
たはチャイム（Ｃｈｉｍｅ ）半径の周囲の肉厚の変化
に典型的に連携する。加圧ＰＥＴは、特に高められた温
度では時間の経過と共にクリープするであろう。第５図
の容器の底部域３４のような無配向ＰＥＴは、配向ＰＥ
Ｔより多くクリープするであろう。これに加え否、クリ
ープの程度は、肉厚の減少と共に増加するであろう。
半径方向肉厚変化を最小にするために、射出ゲートはブ
ロー成形台内で正確に中心を定めなければならない。完
全に中心を決定するためには、前記で用意したプレフォ
ームを心出し０ツドは普通のものであるストレッチプロ
ー心出しロッド（図示してない）の先端のくぼみとかみ
合せるようにプレフォームの内側閉鎖端上の突起２６を
改造した。今度は心出しロッドが、インフレーションエ
稈の間にプレフォームをブロー成形台の中心に導く役目
をする。
ロー成形台内で正確に中心を定めなければならない。完
全に中心を決定するためには、前記で用意したプレフォ
ームを心出し０ツドは普通のものであるストレッチプロ
ー心出しロッド（図示してない）の先端のくぼみとかみ
合せるようにプレフォームの内側閉鎖端上の突起２６を
改造した。今度は心出しロッドが、インフレーションエ
稈の間にプレフォームをブロー成形台の中心に導く役目
をする。
１個のシャンパン型底部構造の容器の落下衝撃試験破損
は、底部の無配向、非晶質域が配向された側壁に比較し
て強度が減少しているために通常この区域で起こる。亀
裂破損は普通チャイム域（ラジュス３２）の衝撃個所で
発生し、無配向肉厚全体に伝播する。衝撃破損を最小に
するために、フルートの長さを減少させ、それによって
、底部のチャイムＭ（ラジュス３２）の無配向肉厚を減
少させるように改造した。
は、底部の無配向、非晶質域が配向された側壁に比較し
て強度が減少しているために通常この区域で起こる。亀
裂破損は普通チャイム域（ラジュス３２）の衝撃個所で
発生し、無配向肉厚全体に伝播する。衝撃破損を最小に
するために、フルートの長さを減少させ、それによって
、底部のチャイムＭ（ラジュス３２）の無配向肉厚を減
少させるように改造した。
最終的に、苛性アルカリ洗浄の間の軸方向亀裂発生の件
を減少させるために、射出ゲート域、すなわち、−殻内
に数字２４で表示した底部での肉厚を増加させるように
プレフォームを改良した。
を減少させるために、射出ゲート域、すなわち、−殻内
に数字２４で表示した底部での肉厚を増加させるように
プレフォームを改良した。
この底部４分は通常−般に均一な横断面を有するのに対
して一般に平坦であることが分かるであろう。
して一般に平坦であることが分かるであろう。
第１図に最も詳細に説明しであるこの改良したプレフォ
ーム構造を使用し、第５図に全般的に示したが底部のチ
ャイム域４０は第６図に示した構造であり、ラジュス３
２は０．１５０インチであるがこのラジュスは０．３０
０インチの程度高り増加させることができる壜を成形し
た。前記したプレフォーム温度、ブロー成形温度および
タイミングを使用してＷ！Ｊ遺した壜を２０回の連続的
苛性アルカリ洗浄／加圧充填サイクルに処した。軸方向
並びに半径方向亀裂の発生の証拠はなかった。
ーム構造を使用し、第５図に全般的に示したが底部のチ
ャイム域４０は第６図に示した構造であり、ラジュス３
２は０．１５０インチであるがこのラジュスは０．３０
０インチの程度高り増加させることができる壜を成形し
た。前記したプレフォーム温度、ブロー成形温度および
タイミングを使用してＷ！Ｊ遺した壜を２０回の連続的
苛性アルカリ洗浄／加圧充填サイクルに処した。軸方向
並びに半径方向亀裂の発生の証拠はなかった。
２０サイクル後でも全容器は±１．５％容積規格内であ
った。垂直度（ＴｒＲ）は平均０．０８５インチであり
、０．１５０インチ以上の個々の容器はなかった。容器
上での苛性アルカリ塩の蓄積によって若干の容器の表面
は白化した。しかし、残留物は手でこすることに容易に
除去できた。
った。垂直度（ＴｒＲ）は平均０．０８５インチであり
、０．１５０インチ以上の個々の容器はなかった。容器
上での苛性アルカリ塩の蓄積によって若干の容器の表面
は白化した。しかし、残留物は手でこすることに容易に
除去できた。
この時点で、得られた容器は追加の公知の商業的方法に
よってさらに改良できることを指摘しておく。例えば、
商用として人手できるポリマーコーティングを再充填可
能な容器に適用して有用寿命期間にわたって隙りきず／
引掻きを最小にし、かつ、反復苛性アルカリ洗浄サイク
ルの間の容器表面の白化を最小にすることができる。ま
た、商業的に入手できるプレフォームねじ出仕上結晶化
法を使用して第５図に示したような壜の臨界トップシー
リンゲラシュス（Ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｏｐ ｓｃａｌ
ｉｎｇｒａｄｉｕｓ ） ４２の損傷を最小にづるのに
必要な仕上の弾性率を増加させることができる。
よってさらに改良できることを指摘しておく。例えば、
商用として人手できるポリマーコーティングを再充填可
能な容器に適用して有用寿命期間にわたって隙りきず／
引掻きを最小にし、かつ、反復苛性アルカリ洗浄サイク
ルの間の容器表面の白化を最小にすることができる。ま
た、商業的に入手できるプレフォームねじ出仕上結晶化
法を使用して第５図に示したような壜の臨界トップシー
リンゲラシュス（Ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｏｐ ｓｃａｌ
ｉｎｇｒａｄｉｕｓ ） ４２の損傷を最小にづるのに
必要な仕上の弾性率を増加させることができる。
プレフォームは内部遮断層を含む多層構造を形成して保
存庁命を増加させることもできる。かような多層プレフ
ォームの適用は、汚染物の吸着（非食品製品の充填の場
合）の減少Ｊ３よびその後の洗浄および再充填後の製品
汚染を減少させるのに使用できる。
存庁命を増加させることもできる。かような多層プレフ
ォームの適用は、汚染物の吸着（非食品製品の充填の場
合）の減少Ｊ３よびその後の洗浄および再充填後の製品
汚染を減少させるのに使用できる。
合格する容器はできたが、比較的高い側壁結晶化度の影
響を研究することに決定した。上記のような壜を、ブロ
ー成形温度を３５０°「に増加させ、そして、ブロー金
型からヒートセットした壜を取出す前に内部冷却を層中
に導入したのを除いて同一条件下で製造した。結晶化度
％は３１．５での側壁密度測定から計暮した。
響を研究することに決定した。上記のような壜を、ブロ
ー成形温度を３５０°「に増加させ、そして、ブロー金
型からヒートセットした壜を取出す前に内部冷却を層中
に導入したのを除いて同一条件下で製造した。結晶化度
％は３１．５での側壁密度測定から計暮した。
上記によって形成した容器を苛性アルカリ洗浄／加圧充
填試験を循環させ、そして試料の６０％は２０サイクル
未満で軸方向並びに半径方向側壁亀裂によって破損した
。物理的測定でｔよすぐれた寸法安定性を示したが、３
０％を超える過度の側壁結晶化は二軸延伸ＰＥＴマトリ
ックスの弾性率を、反復膨張／収縮サイクルによって半
剛性形態が破壊される点まで高める！こめであると推断
した。
填試験を循環させ、そして試料の６０％は２０サイクル
未満で軸方向並びに半径方向側壁亀裂によって破損した
。物理的測定でｔよすぐれた寸法安定性を示したが、３
０％を超える過度の側壁結晶化は二軸延伸ＰＥＴマトリ
ックスの弾性率を、反復膨張／収縮サイクルによって半
剛性形態が破壊される点まで高める！こめであると推断
した。
このような情況であるため、射出成形ねじ山ネック仕上
を有する壜の形態で好ましい再充填可能なＰＥＴ容器に
関して最適な結晶化度は２４〜３０％であると考えられ
る。
を有する壜の形態で好ましい再充填可能なＰＥＴ容器に
関して最適な結晶化度は２４〜３０％であると考えられ
る。
２０サイクルに耐える壜の詳細を当業者に認識して貰う
ために、第５図にかような壜の各個所でのかような壜の
肉厚の寸法を示した。壜が例えば５〜１０サイクル程度
の比較的小さい勺イクル数に耐えればよいときは、各所
の肉厚はこれより小さくてもよい。
ために、第５図にかような壜の各個所でのかような壜の
肉厚の寸法を示した。壜が例えば５〜１０サイクル程度
の比較的小さい勺イクル数に耐えればよいときは、各所
の肉厚はこれより小さくてもよい。
本明細書には再充填可能なＰＥＴプラスチック壜および
、これを形成するためのプレフォームの好ましい態様を
詳細に示したが、本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなく壜またはプレフォームのいずれにおいても僅か
な変更は可能であることを理解すべきである。
、これを形成するためのプレフォームの好ましい態様を
詳細に示したが、本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなく壜またはプレフォームのいずれにおいても僅か
な変更は可能であることを理解すべきである。
第１図には再充填可能な容器が通過しな各ノればならな
い典型的なサイクルまたはループを略図的に示す。 第２図は所望の壜の構造的特徴が得られる特定の構成の
プレフォームの縦断面図を示す。 第３図には、第２図の３−３の線に沿って全体的に見た
断片的横断面およびプレフォームの全体の横断面を示す
。 第４図には、第２図の４−４の線に沿って見た水平横断
面を示す。 第５図には、本発明によって形成した典型的な再充填可
能な壜の縦断面を示す。 第６図には、所望の下部本体および底部構造を詳細に示
す拡大した部分断面を示す。
い典型的なサイクルまたはループを略図的に示す。 第２図は所望の壜の構造的特徴が得られる特定の構成の
プレフォームの縦断面図を示す。 第３図には、第２図の３−３の線に沿って全体的に見た
断片的横断面およびプレフォームの全体の横断面を示す
。 第４図には、第２図の４−４の線に沿って見た水平横断
面を示す。 第５図には、本発明によって形成した典型的な再充填可
能な壜の縦断面を示す。 第６図には、所望の下部本体および底部構造を詳細に示
す拡大した部分断面を示す。
Claims (26)
- （１）最少少なくとも５ループにわたつて審美的並びに
機能的実用性を維持するための物理的および構造的関係
を限定する要素を有するブロー成形ポリエステル二軸延
伸容器から成る返却可能／再充填可能な容器であつて、
各ループが、 （ｉ）空の状態での苛性アルカリ洗浄、これに続く、 （ｉｉ）汚染物検査および製品充填／蓋締め、 （ｉｉｉ）倉庫貯蔵、 （ｉｖ）卸売および小売場所への配送、および、 （ｖ）消費者による購入、使用および空壜貯蔵、これに
続く壜詰業者への返送 から成ることを特徴とする前記の容器。 - （２）前記の製品充填／蓋締めに、少なくとも４気圧程
度の圧力での炭酸飽和液体の充填が含まれる特許請求の
範囲第１項に記載の容器。 - （３）前記の容器が、ねじ込クロージャーを受入れるた
めのネック仕上を有する壜である特許請求の範囲第１項
に記載の容器。 - （４）前記のポリエステルが、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）である特許請求の範囲第１項に記載の容
器。 - （５）前記のポリエステルが、２４〜３０％の側壁結晶
化度を有するポリエチレンテレフタレートである特許請
求の範囲第１項に記載の容器。 - （６）前記の容器が、最少肉厚の容器部分を限定する側
壁を有し、そして、前記の結晶化度が該側壁において測
定される特許請求の範囲第５項に記載の容器。 - （７）前記の容器に、一定の直径および該直径の０．７
〜０．９％の側壁肉厚を有する主として円筒形本体が含
まれる特許請求の範囲第１項に記載の容器。 - （８）前記の容器が、周辺接触半径および無配向のへこ
んだ中心部分を含むシヤンパン型底部を有する特許請求
の範囲第１項に記載の容器。 - （９）前記の容器が、周辺接触半径および無配向のへこ
んだ中心部分を含むシヤンパン型底部を有し、前記の無
配向のへこんだ中心部分が同類の容器底部に比較して増
加された肉厚である特許請求の範囲第１項に記載の容器
。 - （１０）前記の容器が、周辺接触半径および無配向のへ
こんだ中心部分を含むシヤンペン型底部を有し、前記の
周辺接触半径が０．１５０インチの程度またはそれ以上
である特許請求の範囲第１項に記載の容器。 - （１１）５ループにわたる前記の容器における全容積変
化が１．５％未満である特許請求の範囲第１項に記載の
容器。 - （１２）５ループにわたる前記の容器における全容積変
化が１．５％未満であり、該容積変化は収縮である特許
請求の範囲第１項に記載の容器。 - （１３）前記の容器が射出成形ねじ山付ネック仕上を有
し、そして、該容器が前記のネック仕上の０．２５０イ
ンチ内に配向を有する特許請求の範囲第１項に記載の容
器。 - （１４）５ループ後の平均垂直度が、０．１５０インチ
またはそれ以下である特許請求の範囲第１項に記載の容
器。 - （１５）前記の容器が１０ループは持続する物理的並び
に構造的関係を有する特許請求の範囲第１項に記載の容
器。 - （１６）前記の容器が２０ループは持続する物理的並び
に構造的関係を有する特許請求の範囲第１項に記載の容
器。 - （１７）再充填用として好適な容器のブロー成形に使用
するためのプレフオームであつて、該プレフオームがポ
リエステルから形成された射出成形部材であり、又該プ
レフオームが容器本体を形成するための引き伸された本
体を有し、そして、その一端は閉じており、反対端は開
いており、該プレフオームの開放端はネック仕上を有し
、そして前記のプレフオームは該ねじ山付ネック仕上と
前記の引き伸された本体との間に容器の肩部分を形成す
るためのテーパー付肉厚部分を有し、前記の閉じた一端
は一般的に半球形の外部表面を有する底によつて限定さ
れており、そして、前記の閉じた一端と前記のプレフオ
ーム本体との間には、前記のプレフオーム本体の肉厚に
比較して増加された肉厚を有する円筒形容器ベースを形
成するためのフルート部分が存在することを特徴とする
前記のプレフオーム。 - （１８）前記の底部に、前記のプレフオームのブロー成
形の間、心出しロッドとかみ合わせるための心出し用具
となる内部の中心に位置する軸方向に突出した突起部を
含む特許請求の範囲第１７項に記載のプレフオーム。 - （１９）前記のプレフオーム底部に、全般的に平らな横
に広がつた内部表面を有する特許請求の範囲第１７項に
記載のプレフオーム。 - （２０）前記のプレフオーム本体は、得られた容器本体
肉厚の厚さの７〜９倍の肉厚を有する特許請求の範囲第
１７項に記載のプレフオーム。 - （２１）前記のプレフオーム本体が、得られた容器本体
肉厚の厚さの７〜９倍の肉厚を有し、そして、得られた
容器本体の外径の３４〜３７％の外径を有する特許請求
の範囲第１７項に記載のプレフオーム。 - （２２）前記のプレフオーム本体が、得られた容器本体
の外径の３４〜３７％の外径を有する特許請求の範囲第
１７項に記載のプレフオーム。 - （２３）前記のフルート部分が、得られた容器本体直径
の０．３５〜０．４５倍である前記のプレオーム底部を
含めた長さを有する特許請求の範囲第１７項に記載のプ
レフオーム。 - （２４）前記のフルート部分が、得られた容器本体直径
の０．３５〜０．４５倍である前記のプレフオーム底部
を含めた長さを有し、そして、前記のプレフオーム本体
の肉厚の１．１〜１．２５倍の肉厚を有する特許請求の
範囲第１７項に記載のプレフオーム。 - （２５）前記のフルート部分が前記のプレフオーム本体
の肉厚の１．１〜１．２５倍の肉厚を有する特許請求の
範囲第１７項に記載のプレフオーム。 - （２６）前記のプレフオームを、０．７２〜０．８４の
固有粘度（IV）のポリエチレンテレフタレートホモポリ
マーまたはコポリマーから形成する特許請求の範囲第１
７項に記載のプレフオーム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/868,729 US4725464A (en) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | Refillable polyester beverage bottle and preform for forming same |
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