WO2006011612A1

WO2006011612A1 - 耐熱性と耐衝撃性とに優れたポリエステル容器及びその製造方法

Info

Publication number: WO2006011612A1
Application number: PCT/JP2005/013991
Authority: WO
Inventors: Ryo Suenaga; Tsutomu Iwasaki; Taku Hosokai; Toshiki Sakaguchi; Hisao Iwamoto
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha, Ltd.
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2006-02-02
Also published as: EP1772251B1; KR101199692B1; US20070290415A1; EP1772251A1; US7833467B2; CN101027177B; KR20070053228A; EP1772251A4; CN101027177A

Abstract

本発明のポリエステル容器は、射出成形により形成された熱可塑性ポリエステル樹脂のプリフォームを延伸成形して得られるものであり、底部壁の中心部分が、射出成形に際してのゲートの残部となっており、該中心部分の周囲よりも相対的に厚肉に形成されているとともに、前記底部壁の中心部分は、実質上非晶質であり、該中心部分の周囲の底部壁は配向結晶化されていることを特徴とする。かかる容器は、射出ゲート残部となる厚肉部が底部中心に形成されていながら、耐熱性と耐衝撃性とに優れている。

Description

明細書耐熱性と耐衝撃性とに優れたポリエステル容器及びその製造方法

<技術分野 >

本発明は、ポリエステル容器及びその製造方法に関するものであり、特には、射出成形により成形されたプリフォームを延伸成形して得られる耐熱性と耐衝撃性とに優れた熱可塑性樹脂容器及びその製造方法に関する。

<背景技術 >

周知の如く、ポリエチレンテレフタレート（P E T ) に代表されるポリエステル容器は、種々の用途に使用されているが、最も汎用されているのは飲食料用である。また、飲食料用の熱可塑性樹脂容器として、広口の口部を有し、口部の周縁にフランジが形成されたカップ状容器が広く実用に供されている。

このようなカップ状容器の製造方法として、特許文献 1には、射出成形によつてシー卜状のプリフォームを成形し、このプリフォームをプラグアシスト成形等の熱成形に付することによってカツプ状容器を製造する方法が知られている。また、上記のように射出成形によりプリフォームを成形し、このプリフォームを熱成形する方法では、容器の底部中心部分に射出ゲート残部による厚肉部が形成され、このような厚肉部により破損等を生じ易いという問題がある。特許文献 2には、このような厚肉部の形成を回避するための製造方法が提案されておリ、具体的には、周縁が固定されているプリフォームの底部中心に相当する部分を予備成形プラグと底押えプラグとの間に挟み、この状態で予備成形プラグを押し出してプリフォームを予備成形するプラグアシスト成形方法が記載されている。特許文献 1 ：特開平 5— 6 9 4 7 8号公報

特許文献 2 ：特開平 6— 1 3 4 8 5 0号公報

<発明の開示 >

しかしながら、特許文献 1の方法では、厚肉部の形成に加え、得られる容器は耐熱性に乏しいという問題がある。また、特許文献 2の方法においても、得られる容器は、耐熱性に乏しく、さらには、厚肉部を解消するために、プリフォームの底部中心を、予備成形プラグと底押えプラグとの間に、著しく大きな圧力で挟み込んで厚肉部を押し潰すことが必要であり、装置にかかる負荷が大きくなるなど、装置仕様に過酷な条件が必要となるという問題もある。

また、本出願人は、先に、プリフォーム（前成形体）をブロー成形して延伸し、加熱して熱固定し、次いでシュリンクパックして最終容器形状に賦形し、冷却するカップ状容器の製造方法を提案した（特開 2 0 0 4— 2 9 1 6 2 1号）。この方法によれば、熱固定が行われているため、耐熱性に優れた容器を得ることができる。しかしながら、かかる方法においても、射出成形により成形されたプリフオームを用いる場合には、ゲート残部による厚肉部が容器底部の中心に形成されるため、耐衝撃性が不満足になってしまうという問題がある。即ち、容器底部中心に形成されている厚肉部では、熱固定によって球晶が生成してしまうため、耐熱性は向上するものの、耐衝撃性の低下がもたらされてしまうのである。また、球晶の生成により、底部中心のみが白濁してしまい、容器の外観特性を損ねてしまうという問題もある。

従って、本発明の目的は、耐熱性と耐衝撃性に優れたポリエステル容器及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、射出ゲート残部となる厚肉部が底部中心に形成されていながら、耐熱性と耐衝撃性とに優れたポリエステル容器及びその製造方法を提供することにある。

本発明によれば、射出成形により形成された熱可塑性ポリエステル樹脂のプリフォームを延伸成形して得られるポリエステル容器において、

底部壁の中心部分が、射出成形に際してのゲートの残部となっており、該中心部分の周囲よりも相対的に厚肉に形成されているとともに、

前記底部壁の中心部分は、実質上非晶質であり、該中心部分の周囲の底部壁は配向結晶化されていることを特徴とするポリエステル容器が提供される。

本発明のポリエステル容器においては、

( 1 ) 前記中心部分以外の底部壁は、結晶化度が 1 5 <½以上であること、 ( 2 ) 前記底部壁に連なる胴部壁の上端にフランジが形成されていること、

( 3 ) 前記胴部壁の上方部分には、内方に突出したビード部と、該ビード部の下方に位置し且つ内方に突出した環状段差部とが形成されていること、

が好適である。

本発明によれば、また、

射出成形により熱可塑性ポリエステル樹脂のプリフォームを成形し、前記プリフォームの射出ゲート残部を、ストレッチロッドと冷却ロッドとの間に挟み込み、

前記ストレッチロッドを伸長させ且つ冷却用ロッドをストレッチロッドに追随させて軸方向延伸を行い、さらに流体吹込みによるブロー延伸を行い、

前記ブロー延伸によって、前記冷却用ロッドが接触している部分を除き、延伸された成形体の外面を加熱保持された加熱金型表面に接触させて、該成形体を容器形状に賦形するとともに、

前記加熱金型表面への接触によって、前記冷却用ロッドが接触している部分以外を加熱して熱固定を行う、

ことを特徴とするポリエステル容器の製造方法が提供される。

かかる製造方法においては、

( 4 ) 前記熱固定後、容器形状に賦形された延伸成形体の内部に、冷却用コア金型を揷入し、該コア金型の形状にシュリンクパックして賦形し、冷却すること、

( 5 ) 前記プリフォームの射出ゲート残部を、ストレッチロッドと冷却ロッドとの間に挟みこむに先立って、前記プリフォームに形成されているフランジの裏面を選択的に熱結晶化すること、

( 6 ) 前記プリフォームを倒立状態に位置せしめ、前記フランジの表面側を冷却用治具で保持しながら、前記フランジの裏面側を選択的に加熱することによリ熱結晶化を行うこと、

( 7 ) 前記冷却用治具は、リング状支持具と、該環状リング内に位置するコア支持具とを備えており、前記フランジの裏面側を選択的に加熱する際に、前記リング状支持具により前記フランジの表面側を保持し、且つ前記コア支持具により、前記フランジによリ囲まれているプリフォームの延伸成形部の内面を保持するこ ( 8 ) 前記プリフォームの裏面側には、前記フランジと延伸成形部との境界部近傍に、伝熱を抑制する遮蔽板を配置して、前記フランジの裏面側を選択的に加熱すること、

( 9 ) 前記フランジの裏面側を選択的に加熱した後、前記フランジをクランプすることにより、該フランジの寸法を安定化すること、

( 1 0 ) 前記冷却用コア金型の外面には、容器の胴部壁に形成されるビード部及び環状段差部に対応する凹部及び段差面が形成されていること、

が好適である。本発明のポリエステル容器においては、射出ゲート残部となる容器の底部中心が実質上非晶質であり、他の部分が配向結晶化されている。従って、底部中心が非晶質であるため、可撓性を示し、この結果、優れた耐熱性を維持しながら、耐衝撃性を高めることができる。即ち、本発明のポリエステル容器は、射出ゲート残部となる厚肉部を底部中心に有していながら、優れた耐熱性と耐衝撃性とを兼ね備えているのである。

上記のポリエステル容器を製造する本発明の製造方法においては、ストレッチロッドと冷却用ロッドとでプリフォームの射出ゲート残部（厚肉部）を挟みこみながら延伸成形（軸方向延伸及びブロー延伸）を行うが、この厚肉部を解消させずに、そのまま残して非晶質とする。このため、これらのロッドによって厚肉部を高圧力で挟み込む必要はなく、従って、冷却用ロッドは、ストレッチロッドの伸長に追随して移動するのであり、装置に加わる負荷が大きくなるという不都合を有効に回避できる。また、冷却用ロッドを利用して、冷却用ロッドが接触している底部中心となる部分のみを冷却しながら、他の部分を加熱された金型によつて熱固定することができ、従って、容器の底部中心を非晶質状態に保持したまま、他の部分を配向結晶化させて耐熱性を高めることができる。 <図面の説明 >

図 1は、本発明のポリエステル容器の代表的な形状を示す側断面図である。図 2は、本発明のポリエステル容器において、ビード部が形成された胴部壁の形状を示す部分拡大側断面図である。

図 3は、図 2の胴部壁を有するポリエステル容器を積み重ねた状態を示す部分拡大側断面図である。

図 4は、ビード部が形成されていない胴部壁を有するポリエステル容器を積み重ねた状態を示す部分拡大側断面図である。

図 5は、図 1の容器の製造プロセスを示す工程図である。

図 6は、プリフォームのフランジについての選択的熱結晶化工程を説明するための図である。

図 7は、プリフォームのフランジの好適形状を示す図である。

図 8は、図 6の選択的熱結晶化のための加熱後にプリフォームについて行われるフランジの寸法安定化手段を説明するための図である。

図 9は、図 8とは異なる寸法安定化手段を説明するための図である。

<発明を実施するための最良の形態 > 以下、添付図面を参照して、本発明のポリエステル容器及びその製造方法について詳細に説明する。

(容器）

本発明のポリエステル容器の代表的な形状を示す図 1において、この容器は、全体としてカップ形状を有しており、胴部壁 1と、胴部壁 1の下端を閉じている底部壁 2とを有し、胴部壁 1の上端は開放されて口部を形成しており、この口部

(胴部壁 1の上端）には、フランジ 3が形成されている。即ち、該容器内に飲食料等の内容物を収容した後、アルミ箔等のシール箔（図示せず）をフランジ 3にヒートシールして販売等に供される。また、底部壁 2は、全体としてフラットに形成されていてもよいが、図 1に示されているように、胴部壁 1の下端から若干凹んだ形状となっていることが、容器を置いたときの安定性ゃ耐変形性などの点で好適である。さらに、かかる容器は、全体として透明であるが、フランジ 3は不透明となっていることもある。

図 1から理解されるように、本発明の容器においては、底部壁 2の中心部に、射出ゲートに由来するゲート残部である厚肉部 2 aが形成されている。この厚肉部 2 aの肉厚は、底部壁 2の他の部分よりも相対的に厚肉であり、容器の大きさや用途、後述する延伸成形に際しての延伸倍率等によっても異なるが、一般には、その突出高さ tが 0 . 1乃至 3 . O mm程度となっている。尚、この厚肉部 2 a は、後述するプリフォーム（前成形体）を射出成形によって成形したときに形成されるものである。

本発明においては、底部壁 2の厚肉部 2 aを除く部分や胴部壁 1、及び必要によリフランジ 3は、配向結晶化され、さらには熱固定されているが、上記の底部壁 2の中心部に存在する厚肉部 2 aが実質上非晶質であるという特徴を有している。底部壁 2の中心部分の厚肉部 2 aが非晶質であることは、この部分のみが実質上延伸されておらず、配向結晶化されていないことを意味し、さらには熱固定もされていないことを意味している。即ち、本発明の容器の厚肉部 2 aは、密度法により測定される結晶化度が 1 5 %未満、好ましくは 5 %以下と極めて低く、実質上、非晶質となっているのに対し、他の部分は配向結晶化され、厚肉部 2 a 以外の底部壁 2の結晶化度は 1 5 %以上であり、特に胴部壁 1での結晶化度は 3 5 <½以上となっている。このように厚肉部 2 aが実質上非晶質とされているため、厚肉部 2 aは非晶質に特有の可撓性もしくは弾性を示し、耐衝撃性を向上させる機能を有しており、この結果、本発明の容器は、射出ゲート残部に由来する厚肉部 2 aを有しながらも、優れた耐熱性と優れた耐衝撃性とを示すこととなる。例えば、後述する実施例及び比較例の実験結果からも明らかなように、厚肉部 2 aが非晶質となっている本発明の容器（実施例 1 ) では、耐熱性及び耐衝撃性が極めて優れ、しかも厚肉部 2 aは透明に維持されているが、この厚肉部 2 aが熱固定されている容器（比較例 1 ) では、厚肉部 2 aに球晶を生じ、この結果、耐熱性は良好であるものの、耐衝撃性が著しく低くなつてしまい、さらには不透明となっている。

本発明において、上記の容器を構成する熱可塑性ポリエステル樹脂としては、特に延伸によって優れた透明性及び耐衝撃性が得られ且つ熱固定が有効に作用するポリエステル樹脂が望ましく、ガラス転移点温度が室温以上で結晶性を有するポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ乳酸を主たる構成々分とするポリエステルが特に好適に使用することができる。殊に、経済性、成形性及び成形品物性の見地から、エチレンテレフタレート単位が 8 0モル％以上、特に 9 0モル％以上を占めるポリエチレンテレフタレー卜が好適である。かようなポリエチレンテレフタレートを用いた場合の共重合成分としては、イソフタル酸、 2， 6—ナフタレンジカルボン酸、 1， 4一ブタンジオール、 1， 4 —シクロへキサンジメタノール等が好ましい。熱可塑性ポリエステル樹脂としてはポリエチレン亍レフタレー卜が最も好適であるが、これに限られるものではなく、ポリエチレンブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレー卜 Z 2 , 6—ナフタレート、ポリエチレンテレフタレートノイソフタレートや、これらとポリブチレン亍レフタレー卜、ポリブチレンテレフタレート Zイソフタレート、ポリエチレン一 2 , 6—ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート Zアジべ一ト、ポリエチレン一 2， 6 _ナフタレートイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート Zアジペート、或いはこれらの 2種以上とのプレンド物等も使用することができる。ポリエステルは、プリフォームの成形性、容器成形での成形性、容器の機械的性質及び耐熱性の点で、溶媒としてフエノール Zテトラクロ口エタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度〔 I V〕が 0. 5以上、特に 0. 6乃至 1 . 5の範囲にあるものが好ましい。ポリエステルには、改質樹脂成分として、ェチレン系重合体、熱可塑性エラス卜マー、ポリアリレー卜、ポリカーボネートなどの少なくとも 1種をブレンドすることができる。この改質樹脂成分は、一般にポリエステル 1 0 0重量部当たり 6 0重量部迄の量、特に好適には 3乃至 2 0重量部の量で用いるのが望ましい。

上述した容器を構成する熱可塑性ポリエステル樹脂には、それ自体公知の配合剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、充填剤、滑剤、無機系乃至有機系の着色剤などが配合されていてもよい。ところで、図 1に示すようなカップ形状の容器は、製造後、積み重ねられた状態で保管され、或いは輸送されるが、積み重ねたときに、容器の自重等によって上側の容器が下側の容器の内部に深くすっぽりと嵌まり込んでしまい、積み重ねられている容器を分離することが困難となってしまう。このような不都合を回避するために、容器の胴部壁 1を図 2に示すような形状とすることが好適である。図 2において、胴部壁 1の上端部分（フランジ 3に連なる部分） 4は、延伸の起点であり、且つフランジ 3 (特にフランジ 3の裏面）が熱結晶化されているなどの理由により、比較的厚肉に形成されている。この厚肉部 4の下方部分にビード部 5が形成されており、さらにビード部 5の下方には、内方に突出した環状段差部 7 (以下、スタック部と呼ぶことがある）が形成されている。即ち、図 3を参照して、かかる容器を積み重ねたときには、上方の容器 Aのスタック部 7の外面が、下方の容器 Bのビード部 5の上面に当接することにより積載状態が保持されることとなる。従って、上方の容器 Aが下方の容器 Bの内部に深く落ち込んでしまうという不都合、即ち、上方容器 Aと下方容器 Bとを分離することが困難となってしまうという不都合を有効に回避することができるのである。

例えば、上記のようなビード部 5を形成しない場合、図 4に示されているように、上方容器 Aのスタック部 7より上方の胴部壁 1 aの外面が下方容器 Bの上端 (容器口部）に係止することにより積載状態が保持される。従って、このときの上方容器 Aと下方容器 Bとのオーバーラップ幅 dは、下記式：

d = (胴部壁 1 aの外径 D 2—容器口部内径 D 1 ) ノ 2

で表され、著しく小さいことが理解される。即ち、胴部壁 1は、通常、上端から内方に向かって傾斜して形成されるから、上記のオーバーラップ幅 dは、胴部壁 1が垂直に降下している場合に最大となり、かかる最大値 d maxは、

d max= (胴部壁 1 aの外径 D 2—胴部壁 1 aの内径 D 3 ) 2

となり、胴部壁 1 aの厚み分に過ぎない。このため、多数の容器を積載した場合には、容器の自重により、上方容器 Aが下方容器 Bの内部に深く落ち込んでしまい、両者を分離することが困難となってしまうのである。

一方、図 2に示されているように、ビード部 5を形成している場合には、図 3 に示される積載状態での上方容器 Aと下方容器 Bとのオーバーラップ幅 dは、下記式：

d = (胴部壁 1 aの外径 D 2—ビード部内径 D 4 ) 2 となり、ビード部 5を内方に突出させることにより、このオーバーラップ幅 dを大きくすることができ、容器を安定に積み重ねていくことが可能となる。特に、後述するシュリンクバックにより容器胴部壁 1が成形される場合、フランジ 3の内径（容器口部）やフランジ 3の近傍の胴部壁 1 aの形状が制限されるため、上記のようなビード部 5の形成による積み重ねの安定化は極めて有意義である。例えば、上方容器 Aと下方容器 Bとのオーバーラップ幅 dが、 0 . 5 mm以上、特に 0 . 8 mm以上となるように設定されていることが好ましく、このために、胴部壁 1 aの内径 D 3とビード部 5の内径 D 4との差（D 3— D 4 ) が 1 . O mm 以上となるようにビード部 5を形成することが好ましい。また、上方容器 Aのスタック部（環状段差部） 7の外面が下方容器 Bのビード部 5の上面で安定に保持されるように、スタック部 7の内径 D 5はビード部 5の内径 D 4よりも小さく設定すべきである。

尚、上記のビード部 5は、容器が傾くことなく積載し得るように形成されていればよく、例えば胴部壁 1の全周にわたってリング状にビード部 5を形成することもできるし、複数のビード部 5を胴部壁 1に部分的に対称的に形成してもよし、。上述したように、ビード部 5の形成によリ容器を安定して積み重ねることが可能となるが、このようなビード部 5が補強リブとして機能し、胴部壁 1の機械的強度が向上するという付加的な利点もある。

(容器の製造）

本発明のポリエステル容器は、上述した熱可塑性ポリエステル樹脂の射出成形により成形されたシート状でほぼ円板形状のプリフォーム（前成形体）を、所定の熱成形温度に加熱し、図 5に示す（a ) 〜（e ) の工程で延伸成形することにより製造される。

このプリフォーム（図 5において 1 0で示す）は、実質上非晶質の状態で得られ、その中心部分（図 5において 1 O aで示す）には、前述した底部壁 2の中心部に対応する厚肉部が形成されている。即ち、この厚肉部は、射出成形機の射出ゲー卜に対応する射出ゲート残部である。

延伸成形に際してのプリフォーム 1 0の加熱温度は、該プリフォームを構成する熱可塑性ポリエステル樹脂のガラス転移点温度（T g) 以上で且つ結晶化開始温度（T i c) 未満であるのが好ましい。加熱温度がガラス転移点温度（T g) より小さいと、以下に述べる工程での熱成形に過大な力を必要とする。一方、結晶化開始温度（T i c) 以上となると球晶が形成されて透明性が損なわれる傾向がある。尚、明細書中で使用するガラス転移点温度（T g) 及び結晶化開始温度 (T i c) は、測定対象とする成形体より任意に約 1 Omgを採取して、示差走査熱量計（DSC) を用い、窒素ガス雰囲気下において 300°Cで 3分間ホールドした後室温まで急冷し、加熱速度毎分 20 °Cで昇温して得た D S C曲線より求めたものに基づいている。型締め工程 [図 5 (a) ]

先ず、図 5 (a) に示されているように、上記温度に加熱されているプリフォーム 1 0を、環状締付部材 1 2を用いて成形金型（雌金型） 1 4上に型締めして保持する。

図 5 (a) において、環状の締付部材 1 2と成形金型 1 4とによって挟持されているプリフォーム 1 0の周縁部分 1 1は、前述した容器のフランジ 3に対応する部分となる。

環状締付部材 1 2の間からはストレッチロッド 1 6が延びており、また成形金型 1 4の中央部分には、連通孔が形成されており、この連通孔を介して冷却用口ッド 1 8が延びている。これらロッドは、何れも上下動可能となっており、特に冷却用ロッド 1 8は、ストレッチロッド 1 6に追随可能となっている。また、冷却用ロッド 1 8の先端面は、通常、プリフォーム 1 0の中心部 1 0 aに形成されている厚肉部の全体と接触し得る程度の大きさであり、ストレッチロッド 1 6の先端面の大きさは、冷却用ロッド 1 8の先端面よりも大きく形成されている。上記のストレッチロッド 1 6及び冷却用ロッド 1 8には、図示されていないが、その軸方向にガス流路が形成されている。

尚、この工程に先立って、プリフォーム 1 0の周縁部 1 1 (図 1の容器のフランジ 3に相当）は、予め加熱し、熱結晶化させ、耐熱性を付与しておくことができ、このような熱結晶化工程に関しては後述する。図 5 ( a ) 示されているように、プリフォーム 1 0の周縁部分 1 1は、成形金型 1 4と環状締付部材 1 2とによって挟持されるが、上記のような熱結晶化が行われていない場合には、その締め付け圧力を高くし、 4 . 5乃至 1 3 M P a程度の圧力で加圧することが好ましい。このように高圧力で締め付けを行うと、ガラス転移点温度以上に加熱されている周縁部分 1 1が延伸せしめられて、その厚さが例えば 1 Z 3乃至 1 / 2程度に低減せしめられると共に、樹脂の流動によって配向結晶化せしめられ、耐熱性を付与することができる。

上記のような加圧締め付けによる配向結晶化（樹脂の流動）を促進するためには、プリフォーム 1 0の周縁部 1 1の上面、下面、環状締付部材 1 2の下面或いは成形金型 1 4の上面のいずれかにシリコンオイルの如き適宜の潤滑剤を塗布するのが好適である。延伸工程 [図 5 ( b ) ] ：

上記のプリフォーム 1 0の型締め工程に続いて、図 5 ( b ) に示すように延伸が行われる。即ち、この延伸工程では、ストレッチロッド 1 6を伸長させ、このストレツチロッド 1 6と冷却用ロッド 1 8との間にプリフォーム 1 0の中央部分 1 0 a (図 1の容器の底部中心の厚肉部 2 aに相当）を挟み込み、ストレッチ口ッド 1 6による軸方向延伸及びブロー延伸を行う。

図 5 ( b ) において、ストレッチロッド 1 6による軸方向延伸は、このロッド 1 6を軸方向に伸長させることにより行われる力《、この際、冷却用ロッド 1 8は、ストレッチロッド 1 6の伸長に追随するように移動する。即ち、これらのロッド 1 6 , 1 8に挟持されている部分（プリフォーム 1 0の中央部分 1 O a ) には過度の圧力が作用せず、且つ、この部分は冷却用ロッド 1 8によって冷却されているため、この部分での樹脂の流動が有効に抑制され、この結果として、プリフォーム 1 0の中央部分 1 O a、即ち、容器の底部中心の厚肉部 2 aに相当する部分での配向結晶化が抑制され、従って、容器の底部中心の厚肉部 2 aに相当する部分では、非晶質状態がそのまま保持されることとなる。

また、上記の軸方向延伸後、冷却用ロッド 1 8は、成形金型 1 4のキヤビティ面 1 4 aよりも厚肉部の厚み分凹んだ位置まで後退し、ストレッチロッド 1 6に形成されているガス流路から圧縮空気等が吹き出され、ブロー延伸が行われ、これにより、プリフォーム 1 0の中心部分 1 0 aに厚肉部を残したままの状態で、プリフォーム 1 0を成形金型 1 4のキヤビティ面 1 4 aの形状に賦形することができ、上記の中心部分 1 0 a以外の部分を配向結晶化し、耐熱性を高めることができる。熱固定工程 [図 5 ( c ) ] ：

次いで、上記のようにして成形された延伸成形体 2 0について、熱固定が行われる。熱固定は、熱固定温度に加熱された成形金型 1 4のキヤビティ面 1 4 aに延伸成形体 2 0を接触させることにより、結晶化の促進と成形歪の緩和を行うものであり、これによつて、さらに耐熱性を向上し且つ機械的強度を高めることができる。この熱固定温度は、プリフォーム 1 0 (延伸成形体 2 0 ) を形成している熱可塑性ポリエステルの結晶化開始温度（T i c ) より高温であるが、融点（T m) 未満、特に融点（T m) — 1 0 °C以下であることが好ましい（一般的には 1 8 0 °C程度である）。熱固定温度が融点（T m) 以上になると、延伸成形体 2 0が成形金型 1 4に溶着してしまうおそれがあり、

結晶化開始温度（T i c ) 未満では結晶化、成形ひずみの緩和が不充分になり、耐熱性や強度が得られなくなってしまう。また、熱固定時間は、求められる耐熱性のレベルにもよるが、通常、 0 . 5乃至 5秒程度である。

ところで、本発明においては、上記の熱固定に際して、延伸成形体 2 0の中央部 2 0 a (プリフォーム 1 0の中央部 1 0 aに相当）は、成形金型 1 4に接触しておらず、冷却用ロッド 1 8に接触し、冷却されている。従って、射出ゲート残部である厚肉部が形成されているこの中央部 2 0 aに関しては、熱固定が行われず、この結果、非晶質状態が保持されたままとなリ、その他の部分（例えば中央部 2 0 a以外の底部、胴部及びフランジ）について熱固定が行われる。即ち、厚肉部を有する中央部分 2 0 aを熱固定溫度に加熱してしまうと、球晶が生成してしまい、耐衝撃性の低下や不透明化がもたらされるが、非晶質状態に保持せしめることにより、透明性を確保し、しかも非晶質に特有の可撓性、弾性等にょリ耐衝撃性の低下も有効に回避することができる。本発明において、成形金型 1 4の熱固定温度への加熱は、成形金型 1 4の内部にヒータ等の加熱手段を設けることにより容易に行うことができる。また、このような加熱は、前述した延伸成形後に行ってもよいが、一般的には、予め成形金型 1 4を熱固定温度に加熱しておき、この状態で、前述した締付工程及び延伸成形工程を実施し、熱固定終了後に加熱を停止するのがよい。

また、冷却用ロッド 1 8は、適当な冷媒などにより冷却されており、少なくとも延伸成形体 2 0の中央部 2 0 aが熱固定温度未満（延伸工程時では特にガラス転移温度未満）となるように、その温度が設定されているが、特に成形金型 1 4 が加熱されているため、その輻射熱等により、延伸成形体 2 0或いはプリフォーム 1 0の中央部分が、熱固定温度以上或いはガラス転移温度以上に上昇しないように留意すべきである。コア揷入工程 [図 5 ( d ) ] 及びシュリンクバック工程 [図 5 ( e ) ] ：本発明においては、上記の熱固定後、環状締付部材 1 2の環状空間を通して、冷却用コア金型 2 2を挿入する [図 5 ( d ) ] 。この冷却用コア金型 2 2の外面形状は、図 1で示す容器の形状に相当するものである。また、前述した図 2に示されているように、胴部壁 1の上部にビード部 5及びスタック部 7 (環状段差部）を形成する場合には、対応する位置に、ビード部形成用凹部や段差面が、冷却用コア金型 2 2の外面に形成される。

コア金型 2 2が挿入された後、冷却用ロッド 1 8のガス流路から圧縮空気等の圧縮ガスが吹き付けられ、さらに必要により、ストレッチロッド 1 6のガス流路を介しての減圧吸引が行われ、シュリンクバックが行われる [図 5 ( e ) ] 。このシュリンクバックにより、延伸成形体 2 0は、最終容器形状に賦形され、且つ速やかに冷却され、これを取り出すことにより、図 1或いは図 2に示す最終形状の容器を得ることができる。

尚、上記のコア挿入工程及びシュリンクバック工程を行わず、延伸成形体 2 0 を最終容器形状とすることも可能ではあるが、この場合には、冷却に長時間要し、生産性が極めて低下する。このため、上記のようにコア挿入工程及びシュリンクパック工程を実施することが好ましく、これにより冷却時間を短縮し、生産性を著しく高めることができる。

かくして上述した方法によリ、図 1或いは図 2に示すような容器を得ることができ、この容器においては、底部 2の中心部に形成されている厚肉部 2 aが実質上非晶質であり、他の部分が配向結晶化され且つ熱固定されているが、底部壁 2 の中心の厚肉部 2 aでは配向結晶化されず且つ熱固定もされていない。この結果、優れた耐熱性と耐衝撃性とを示す。フランジの熱結晶化工程：

先に述べたように、射出成形により形成されたプリフォーム 1 0は、上述した工程で成形を行うに先立って、その周縁部 1 1 (フランジ 3に相当）について熱結晶化を行い、その耐熱性を高めておくことができるが、周縁部（以下、フランジと呼ぶ） 1 1を全体的に熱結晶化してしまうと、ヒートシールが困難となってしまう。このために、かかる熱結晶化は、フランジ 1 1の裏面を選択的に加熱することにより、その裏面を選択的に熱結晶化し、ヒートシールにより各種蓋材が固定されるフランジ 1 1の表面は、非晶質の状態に保持せしめるのがよい。

このよう選択的熱結晶化は、図 6に示されているように、プリフォーム 1 0 を冷却用治具 3 0上に倒立状態に保持して行われる。尚、図 6及び以下の図においては、射出成形により生じるゲート残部に由来するプリフォーム 1 0の厚肉部 2 0 aは省略されている。

図 6において、冷却用治具 3 0は、リング状支持具 3 0 aとコア支持具 3 0 b とを備えており、これらは、ステンレス、アルミ、鋼などの金属材料で形成され、その内部には、必要により冷却水等の冷媒が循環するように構成するか、或いは治具 3 0に放熱用フィンなどが形成される。また、リング状支持具 3 0 aとコア支持具 3 0 bとは一体に連なつておリ、一体的に回転し得るように設けられている。リング状支持具 3 0 aは、プリフォーム 1 0のフランジ 1 1の表面 1 1 aを支持しており、コア支持具 3 0 bは、プリフォーム 1 0の延伸成形部の内面を支持している。尚、延伸成形部は、フランジ 1 1によって囲まれているプリフォーム 1 0の中央部分であり、前述した延伸成形が行われる部分である。即ち、以下の加熱処理に際して、プリフォーム 1 0のフランジ 1 1の表面 1 1 aや延伸成形部が、これらの部材 3 0 a , 3 0 bによって、熱結晶化温度以上に加熱されることが有効に抑制される。

また、プリフォーム 1 0のフランジ 1 1の裏面 1 1 b側には、熱源 3 3が設けられ、これにより、フランジ 1 1の裏面 1 1 bを選択的に加熱し、熱結晶化によリフランジ 1 1の強度や耐熱性を向上させ、しかも、フランジ 1 1の表面 1 1 a を非晶質の状態に保持することができ、また、プリフォーム 1 0の延伸成形部の熱結晶化を防止し、軟化点の上昇などにより前述した延伸成形に不都合が生じないようにすることができる。

本発明において、上記の選択的加熱による熱結晶化は、プリフォーム 1 0を倒立状態に保持しているために、有効に行われることが理解されるべきである。即ち、プリフォーム 1 0を正立状態に保持してフランジ 1 1の裏面 1 1 b側から加熱を行った場合には、加熱によるフランジ 1 1の軟化等により、フランジ 1 1の表面 1 1 aと冷却用のリング状支持具 3 0 aとの間に隙間が形成され、フランジ表面 1 1 aの冷却が有効に行われず、この部分も熱結晶化されてしまう。（フランジ表面 1 1 aが熱結晶化されてしまうと、この部分にヒートシールによリ蓋材等を固定することが困難となってしまう。）また、リング状支持具 3 0 aをフランジ表面 1 1 aに押し付けて冷却を有効に行うことも考えられるが、この場合には、加熱時にフランジ 1 1が押圧されるため、フランジ 1 1自体が熱変形するなどの不都合を生じてしまう。プリフォーム 1 0を倒立状態に保持してフランジ裏面 1 1 b側から加熱を行うことにより、このような不都合を生じることなく、フランジ裏面 1 1 bを選択的に熱結晶化することができ、フランジ表面 1 1 aを非晶質状態に保持することが可能となるのである。

尚、熱源 3 3としては、炭酸ガスレーザ、近赤外線ヒータ、遠赤外線ヒータ、温風ヒータなどを用いることができ、例えば、冷却用治具 3 0を回転させながら位置固定された熱源 3 3による加熱が行われる。この場合、炭酸ガスレーザなどを用いた場合には、レーザ照射部分を容易に調節できるため、フランジ 1 1の裏面 1 1 bを選択的に加熱するという点で有利である。また、熱源 3 3として他の手段を用いた場合には、加熱部分の調整が容易でないため、例えば図 6に示されているように、熱源 3 3をフランジ裏面 1 1 bの上方外側に配置すると同時に、フランジ 1 1の付け根部分の近傍（フランジ 1 1と延伸成形部との境界部近傍）に、熱遮断のための遮蔽部材 3 5を固定しておくことが好ましい。この遮蔽部材 3 5は、伝熱性の高い金属などから形成され、かかる遮蔽部材 3 5を設けることにより、プリフォーム 1 0の延伸成形部の加熱を有効に防止し、フランジ 1 1の裏面 1 1 bを効率よく、選択的に加熱することができる。

また、図 6において、冷却用のコア支持具 3 0 bは、プリフォーム 1 0の延伸成形部の内面全体に密着しており、これにより、フランジ表面 1 1 aに加わる負荷を軽減し、加熱時のフランジ 1 1の変形を有効に防止できるという利点もある。このようなコア支持具 3 0 bは、延伸成形部の温度が熱結晶化温度以上に加熱されない限り、プリフォーム 1 0の延伸成形部の内面全体がコア支持具 3 0 bと密着している必要は無く、例えば、延伸成形部の中央部分（2 0 a ) とコア支持具 3 0 bとの間に適当な空間が形成されていてもよい。

上述した選択的熱結晶化工程において、フランジ表面 1 1 aを非晶質の状態に確実に保持するためには、プリフォーム 1 0のフランジ表面 1 1 aに、図 7に示すように、環状の凸部 3 7を設けることが好ましい。この環状凸部 3 7は、図 7 から明らかなように、上端が実質上平坦な面 3 7 aとなっており、かかる環状凸部 3 7を設け、上記のような選択的熱結晶化を行うと、環状凸部 3 7の平坦な面 3 7 aでの熱結晶化を確実に抑制することができ、この部分に、ヒー卜シールにより容易に蓋材を固定することができる。このような環状凸部 3 7の高さ hは、一般的に言って、 0 . 1乃至 2 m m程度とするのがよく、十分なヒートシール幅を確保するという点で、環状凸部 3 7の平坦面 3 7 aの幅 wは、 0 . 5乃至 3 . O mm程度とするのがよい。尚、このような環状凸部 3 7 aが形成されているフランジ 1 1について、上記の選択的熱結晶化を行う時には、冷却用の環状支持具 3 0 aには、この環状凸部 3 7 aの平坦面 3 7 aのみが接触し、他のフランジ表面 1 1 aは宙に浮いていることが効率よく冷却を行う上で望ましい。

また、上記のようにフランジ 1 1の裏面 1 1 bを選択的に加熱した場合には、熱結晶化により収縮などの変形を生じることがある。このような変形後にも所望の寸法、形状のフランジ 1 1を得るために、上記の選択的加熱後、例えばフランジ 1 1が軟化状態にあるうちに、図 8に示すように、冷却下型 3 9でフランジ 1 1の口径を若干押し広げながら、冷却上型 4 1でフランジ 1 1を裏面から挟み、適度な圧力を加えて締め付けることにより、フランジ 1 1を適切な寸法に冷やし固めればよい。また、図 9に示すように、環状支持具 30 aとコア支持具 30 b との間に、口径規制用環状冷却下型 30 cをスライド可能に設けておけば、図 8 に示す冷却下型 39として、冷却用の環状支持具 30 aをそのまま利用することもできる。その際、選択的加熱終了後、口径規制用環状冷却下型 30 cを上昇させ、フランジ 1 1の口内に挿入すると同時に、冷却上型 4 1を降下させ、環状支持具 30 aとの間でフランジ 1 1を締め付ければよい。

以上のようにしてフランジ 1 1の裏面 1 1 bが選択的に熱結晶化され且つフランジ 1 1の表面 1 1 aでは非晶質状態が保持されているプリフォーム 1 0は、前述した延伸成形工程に付されて容器に成形される。ぐ実施例 >

本発明の優れた効果を、次の実施例及び比較例で説明する。

[密度法]

次式の密度法によリ結晶化度を求めた。

結晶化度ズ0= { [p c X (p -p a) ] Z [p x ( c -p a) ] } 1 00 P ：測定密度（gZcm³)

3 3 :非晶密度（ 1. 3 3 5 g/cm³)

p c :結晶密度（1. 45 5 gZcm³)

なお、密度測定は、 n—ヘプタン一四塩化炭素系密度勾配管（株式会社池田理化製）により、 20°Cの条件下で行った。

容器の性能評価については、下記のように行った。

[耐熱性能]

空の容器を 1 05°Cのオーブン内に 4分 1 0秒保管処理し、その処理前後での満注内容積の変化率を測定して評価した。変化率が 2 θύ以下のとき、評価を〇とした。

[耐衝撃性能]

容器に水 200m I充填後密封し、 80 c mの高さから底部を下向きに落下させた。落下を 5回繰り返した後、底部の変形を目視により確認し、割れがない場合を〇とした。

[底部透明性]

スガ試験機（株）製ヘーズメーターを用いて、底部中心部の透明度（HAZE) を測定した。 HAZEが1 θο/ο以下のときを Oとした。

[実施例 1 ]

固有粘度 0. 8dl/gのポリエチレンテレフタレート樹脂 (三井化学（株）製 S A 1 35、イソフタル酸 2モル％含有）をインジェクション成形機 (新潟鐵ェ所（株） NN 75 J S)に供給し、射出温度 275〜300°C、射出圧 1 OKgZcm²の条件で射出成形し、単層で実質上非晶のプリフォーム 1 5. 6 gを得た。

前記プリフォームのフランジ部を近赤外線ヒータの照射を用いて、 1 80°Cまで加熱し、熱結晶化させた。

前記プリフォームをガラス転移点以上の 95 °Cに加熱した後、図 5 (a)〜（e) のプロセスにしたがって成形し、フランジ付きカップ容器を得た。

この際、成形金型温度は 1 80°C、冷却用ロッド温度、冷却用コア金型温度は 30°Cに保持せしめた。

表 1に各工具寸法、結晶化度測定結果、各種性能評価結果を記載した。

底部中心部は非晶であり、中心部の周囲の底部が配向結晶化しているため、耐熱性、耐衝撃性とも実用上十分な性能を示した。

[比較例 1 ]

図 5 (a) 〜（e) のプロセス中、冷却用ロッドを使用しない以外は、実施例と同条件でフランジ付きカップ容器を得た。

底部中心部は球晶であり、中心部の周囲の底部が配向結晶化しているため、耐熱性には優れるが、耐衝撃性については実用的な性能を示ざなかった。表 1 項目実施例 1 比較例 1 先端径 mm 30.0

ス卜レツチ

□ット *

皿度。c 30 成形金型 /皿度 °c 180 工具先端径 mm 12.0 一

冷却用

寸法ロッド

°C 30 外径 mm 61.5

冷却用

コア金型成形部長さ mm 101.0 舰度 °c 30

底部中心部 1.9

寸

結晶化度中心部分の周囲の底部

(中心より 10mmの点） % 39.1 39.9 測定結果

胴部中央耐熱性能乾熱時内容積変化率 2%以下 O Ο 性能 ω 評価耐衝擎性能正立落下試験割れ無 o X

0 ( 底部透明性 HAZE 10¾以下 o X

Claims

請求の範囲

1 . 射出成形により形成された熱可塑性ポリエステル樹脂のプリフォームを延伸成形して得られるポリエステル容器において、

底部壁の中心部分が、射出成形に際してのゲートの残部となっており、該中心部分の周囲よリも相対的に厚肉に形成されているとともに、

前記底部壁の中心部分は、実質上非晶質であり、該中心部分の周困の底部壁は配向結晶化されていることを特徴とするポリエステル容器。

2 . 前記中心部分以外の底部壁は、結晶化度が 1 5 %以上である請求の範囲 1に記載のポリエステル容器。

3 . 前記底部壁に連なる胴部壁の上端にフランジが形成されている請求の範囲 1に記載のポリエステル容器。

4 . 前記胴部壁の上方部分には、内方に突出したビード部と、該ビード部の下方に位置し且つ内方に突出した段差部とが形成されている請求の範囲 3に記載のポリエステル容器。

5 . 射出成形により熱可塑性ポリエステル樹脂のプリフォームを成形し、前記プリフォームの射出ゲート残部を、ストレッチロッドと冷却ロッドとの間に挟み込み、

ことを特徴とするポリエステル容器の製造方法。

6 . 前記熱固定後、容器形状に賦形された延伸成形体の内部に、冷却用コア金型を挿入し、該コア金型の形状にシュリンクバックして賦形し、冷却する請求の範囲 5に記載の製造方法。

7 . 前記プリフォームの射出ゲート残部を、ストレッチロッドと冷却ロッドとの間に挟みこむに先立って、前記プリフォームに形成されているフランジの裏面を選択的に熱結晶化する請求の範囲 5に記載の製造方法。

8 . 前記プリフォームを倒立状態に位置せしめ、前記フランジの表面側を冷却用治具で保持しながら、前記フランジの裏面側を選択的に加熱することにより熱結晶化を行う請求の範囲 7に記載の製造方法。

9 . 前記冷却用治具は、リング状支持具と、該環状リング内に位置するコア支持具とを備えており、前記フランジの裏面側を選択的に加熱する際に、前記リング状支持具により前記フランジの表面側を保持し、且つ前記コア支持具により、前記フランジにより囲まれているプリフォームの延伸成形部の内面を保持する請求の範囲 8に記載の製造方法。

1 0 . 前記プリフォームの裏面側には、前記フランジと延伸成形部との境界部近傍に、伝熱を抑制する遮蔽板を配置して、前記フランジの裏面側を選択的に加熱する請求の範囲 9に記載の製造方法。

1 1 . 前記フランジの裏面側を選択的に加熱した後、前記フランジをクランプすることにより、該フランジの寸法を安定化する請求の範囲 5に記載の製造方法。

1 2 . 前記冷却用コア金型の外面には、容器の胴部壁に形成されるビード部及び段差部に対応する凹部及び段差が形成されている請求項 6に記載の製造方法。