(57)【要約】【課題】  フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させることができるフランジ部の加熱処理方法、フランジ部の加熱処理装置及びフランジ付き樹脂製容器の製造方法を提供する。【解決手段】  プリフォーム５の天地を逆にして、プリフォーム５の内面を治具１１に支持させるとともに、フランジ部４の天面４ａを台座１２の載置面１２ａに対向させて、フランジ部４を台座１２に載置し、フランジ部４の裏面に向けて、斜め上方から熱源１５からの熱を加える。【選択図】  図１
2006062353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部が形成された、フランジ付き樹脂製容器又は前記樹脂製容器のプリフォームにおいて、前記フランジ部の樹脂を選択的に熱結晶化させる方法であって、
前記樹脂製容器又は前記プリフォームの天地を逆にして、前記樹脂製容器又は前記プリフォームの内面を治具にて支持するとともに、
前記フランジ部を、天面を対向させて台座に載置し、
前記フランジ部の裏面に向けて熱を加えることを特徴とするフランジ部の熱結晶化方法。
【請求項２】
前記台座に温度調整機能を備え、前記台座に接触する樹脂を熱結晶化が進行しない温度に維持する請求項１に記載のフランジ部の熱結晶化方法。
【請求項３】
前記樹脂製容器又は前記プリフォームの内面を、前記治具に面で支持させる請求項１又は２に記載のフランジ部の熱結晶化方法。
【請求項４】
前記治具に温度調整機能を備え、前記治具に接触する樹脂を熱結晶化が進行しない温度に維持する請求項３に記載のフランジ部の熱結晶化方法。
【請求項５】
前記治具の前記台座側の端部を、樹脂の熱結晶化を抑えたい部分と、樹脂の熱結晶化を進行させたい部分との境界に位置させる請求項３又は４に記載のフランジ部の熱結晶化方法。
【請求項６】
加熱対象の部分以外に前記熱源からの熱が加わらないように遮蔽板を設けた請求項１〜５に記載のフランジ部の熱結晶化方法。
【請求項７】
加熱対象の部分以外に前記熱源からの熱が加わらないように遮蔽板を設け、前記遮蔽板の前記台座側の端部と前記台座の載置面との距離が、前記治具の前記台座側の端部と前記台座の載置面との距離とほぼ同一となるようにした請求項５に記載のフランジ部の熱結晶化方法。
【請求項８】
フランジ部が形成された、フランジ付き樹脂製容器又は前記樹脂製容器のプリフォームにおいて、前記フランジ部を加熱処理するための装置であって、
天地を逆にした前記樹脂製容器又は前記プリフォームの内面を支持する治具と、
前記フランジ部の天面を対向させて前記フランジ部を載置する台座と、
前記フランジ部の裏面に向けて熱を加える熱源と
を備えることを特徴とするフランジ部の加熱処理装置。
【請求項９】
周縁に沿ってフランジ部が形成されたプリフォームを、結晶性熱可塑性樹脂により樹脂が結晶化しない条件で成形し、
前記プリフォームの天地を逆にして、前記プリフォームの内面を治具にて支持するとともに、
前記フランジ部を天面を対向させて台座に載置し、
前記フランジ部の裏面に向けて熱を加えた後に、
前記プリフォームに延伸加工を施して容器形状に成形することを特徴とするフランジ付き樹脂製容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させることができるフランジ部の加熱処理方法、フランジ部の加熱処理装置及びフランジ付き樹脂製容器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＥＴボトルに代表されるように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂からなる容器が、種々の用途に広く用いられている。特に、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂は、機械的強度に優れるだけでなく、ガスバリヤー性、耐圧耐クリープ性、耐落下衝撃性、透明性にも優れ、また、自身の無臭性、内容物の保香性、食品衛生上の安全性も良好であることから、食料品、飲料品などの食品類の充填密封容器として好適に利用されている。
【０００３】
ところで、結晶性熱可塑性樹脂を用いたこの種の樹脂製容器にあっては、例えば、特許文献１にもあるように、容器の開口部に加熱処理を施して開口部の樹脂を結晶化すると、樹脂の密度が高まり、開口部の強度や耐熱性が高くなることが知られている。また、開口部の樹脂を結晶化させると、開口部の強度や耐熱性を高めることができる反面、ヒートシール温度を高くする必要があるなど、ヒートシール性に劣るという不具合があることも知られている。このような不具合を解消するために、例えば、特許文献２や特許文献３では、開口部の樹脂を結晶化させる一方で、ヒートシール部の樹脂を選択的に非晶状態とする技術を開示し、開口部の強度や耐熱性の向上と、ヒートシール性とを両立させようとしている。
【０００４】
しかしながら、これらの従来技術は、いずれも飲料品用のボトルを対象とするものである。このため、一般に、開口部にヒートシールのためのフランジ部が形成されたカップ状の容器を用いる、例えば、ゼリーやプリンなどのような食料品の充填密封容器に対しては、以下に説明するように、上記従来技術をそのまま適用して、フランジ部の強度や耐熱性を高めるのは困難である。
【０００５】
特許文献１では、開口部（口栓部）を加熱するにあたり、倒立状態のボトルなどを開口部以外で支持するが、フランジ付き容器のフランジ部は、蓋材をヒートシールして内容物を密封するために、開口部の周縁に沿って水平方向に張り出した形状を呈している。このため、特許文献１のようにしてフランジ部を加熱すると、図９に破線で示すように、軟化したフランジ部１０４が自身の重みで垂れ下がって変形し、形状的に蓋材をヒートシールできなくなってしまう。なお、図９は、特許文献１の技術をそのまま適用し、フランジ部１０４が形成されたプリフォーム１０５を治具１１１に支持させて、遮蔽板１１４を設けてフランジ部１０４をヒーター１１５で加熱する例を、従来例として示す概略断面図である。
【０００６】
また、フランジ部のヒートシール性を確保するには、上述したように、フランジ部の天面（ヒートシール面）の樹脂を結晶化させずに、非晶状態としておく必要がある。特許文献２では、ヒーターから加熱対象に対して垂直に加熱するとともに、ヒーターからの熱が結晶化させたくない部分に伝わらないように、開口部（口筒部）の開口端縁部を円筒状の遮蔽筒で覆っている。飲料品用のボトルの開口部のように、加熱対象が高さ方向にある程度の面積を有していれば、ヒーターからの熱を遮蔽筒で遮って、開口端縁部を選択的に結晶化させないようにすることも可能である。
【０００７】
しかしながら、フランジ部のように水平方向に張り出し、高さ方向の面積がほとんどないものに、特許文献２の技術をそのまま適用しようとして、遮蔽筒の位置決めを高い精度で行ったとしても、通常、０．５〜２．５ｍｍ程度の厚みしかないフランジ部では、内部からの熱伝達によって容易に全体が結晶化温度に達してしまい、ヒートシール面のみを非晶状態に保つことは困難である。なお、図１０は、特許文献２の技術をそのまま適用し、ヒーター１１５からの熱を遮蔽筒１１３で部分的に遮蔽する例を、他の従来例として示す概略断面図である。図１０（ａ）は遮蔽筒１１３の位置が上すぎる場合を示し、図１０（ｂ）は遮蔽筒１１３の位置が下すぎる場合を示している。このように、上記範囲の厚みしかないフランジ部に特許文献２の技術をそのまま適用するには、遮蔽筒１１３の位置決めに高い精度が求められる。
【０００８】
また、特許文献３は、ボトルの開口部（口元部）の天面に冷却リングを被せた状態で開口部を加熱し、天面の樹脂の結晶化を避けるというものである。特許文献３の技術も、飲料品用のボトルの開口部のように筒状に形成されているものには適しているが、水平方向に張り出し、下側にささえのないフランジ部にそのまま適用したのでは、図１１に破線で示すように、加熱により軟化したフランジ部１０４が自身の重みで垂れ下がってしまう。これにより、フランジ部１０４が変形するだけでなく、フランジ部１０４と冷却リング１１９との間に隙間が生じ（この隙間から熱風が入り込んで）、フランジ部１０４の天面１４０ａの樹脂を結晶化させてしまう。なお、図１１は、特許文献３の技術をそのまま適用して、プリフォーム１０５に形成されたフランジ部１０４の天面１０４ａに冷却リング１１９を被せ、ヒーター１１５によりフランジ部１０４を加熱する例を、他の従来例として示す概略断面図である。
【０００９】
このように、特許文献１〜３の技術は、いずれもフランジ付き容器に適用するには不適当である。一方、特許文献４には、結晶状態にある樹脂を加熱し、加熱後に急冷することにより、当該樹脂を非晶化することができることを利用して、炭酸ガスレーザーの照射により、結晶化されたフランジ部の天面の樹脂を選択的に非晶状態とすることで、ヒートシール性を確保する技術が開示されている。このような特許文献４の技術は、フランジ部のヒートシール性を確保する方法として非常に優れたものである。
【００１０】
しかしながら、結晶状態にある樹脂を熱処理で非晶状態とするには、結晶化のための加熱処理よりも高温で処理しなければならず、また、加熱後の急冷処理も必要となるため、エネルギー効率の面での不利がある。このため、フランジ部の樹脂を非晶状態のまま成形したものに処理を施し、フランジ部の天面の樹脂を選択的に非晶状態としつつ、フランジ部のその他の部分の樹脂を結晶化させることができる技術が望まれている。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−２０１８２４号公報
【特許文献２】実開昭６３−８８９１２号公報
【特許文献３】特開２０００−０１５６９１号公報
【特許文献４】特開平２−２５８５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上のような従来技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させることができるフランジ部の加熱処理方法、フランジ部の加熱処理装置及びフランジ付き樹脂製容器の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るフランジ部の熱結晶化方法は、フランジ部が形成された、フランジ付き樹脂製容器又は前記樹脂製容器のプリフォームにおいて、前記フランジ部の樹脂を選択的に熱結晶化させる方法であって、前記樹脂製容器又は前記プリフォームの天地を逆にして、前記樹脂製容器又は前記プリフォームの内面を治具にて支持するとともに、前記フランジ部を天面を対向させて台座に載置し、前記フランジ部の裏面に向けて熱を加える構成としてある。
【００１４】
このように構成することで、フランジ部に加熱処理を施して、フランジ部の樹脂を選択的に熱結晶化させることにより、フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させたフランジ付き樹脂製容器が得られる。
【００１５】
本発明に係るフランジ部の熱結晶化方法にあっては、前記台座に温度調整機能を備え、前記台座に接触する樹脂を熱結晶化が進行しない温度に維持するようにすれば、フランジ部の樹脂の選択的な熱結晶化をより容易に実現することができる。また、前記樹脂製容器又は前記プリフォームの内面を、前記治具に面で支持させることにより、治具の放熱効果によって、熱結晶化させたくない部分の熱結晶化の進行をより効果的に抑えることもできる。この際、前記治具に温度調整機能を備え、前記治具に接触する樹脂を熱結晶化が進行しない温度に、積極的に維持するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明に係るフランジ部の熱結晶化方法では、前記治具の前記台座側の端部を、樹脂の熱結晶化を抑えたい部分と、樹脂の熱結晶化を進行させたい部分との境界に位置させるのが好ましい。これにより、加熱処理により熱結晶化が進行した部分と、熱結晶化が抑えられた部分との境界が明確に形成され、成形上の不具合を有効に回避できる。また、加熱対象の部分以外に、前記熱源からの熱が加わらないように遮蔽板を設ければ、フランジ部の部分的な加熱がより容易になるとともに、前記遮蔽板の前記台座側の端部と前記台座の載置面との距離が、前記治具の前記台座側の端部と前記台座の載置面との距離とほぼ同一となるようにすれば、加熱処理により熱結晶化が進行した部分と、熱結晶化が抑えられた部分との境界をより明確に形成することができる。
【００１７】
また、本発明に係るフランジ部の加熱処理装置は、フランジ部が形成された、フランジ付き樹脂製容器又は前記樹脂製容器のプリフォームにおいて、前記フランジ部を加熱処理するための装置であって、天地を逆にした前記樹脂製容器又は前記プリフォームの内面を支持する治具と、前記フランジ部の天面を対向させて前記フランジ部を載置する台座と、前記フランジ部の裏面に向けて熱を加える熱源とを備えた構成としてある。
【００１８】
このような加熱処理装置を用いることにより、フランジ部に加熱処理を施すにあたって、フランジ部の樹脂を選択的に熱結晶化させることができ、フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させたフランジ付き樹脂製容器を得ることができる。
【００１９】
一方、本発明に係るフランジ付き樹脂製容器の製造方法は、周縁に沿ってフランジ部が形成されたプリフォームを、結晶性熱可塑性樹脂により樹脂が結晶化しない条件で成形し、前記プリフォームの天地を逆にして、前記プリフォームの内面を治具にて支持するとともに、前記フランジ部を天面を対向させて台座に載置し、前記フランジ部の裏面に向けて熱を加えた後に、前記プリフォームに延伸加工を施して容器形状に成形する構成としてある。
【００２０】
このように構成することで、フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させたフランジ付き樹脂製容器が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、フランジ部の樹脂を選択的に熱結晶化させることにより、フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させたフランジ付き樹脂製容器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係るフランジ部の熱結晶化方法により、フランジ部の樹脂が選択的に熱結晶化された、フランジ付き樹脂製容器の一例の概略を示す斜視図である。
【００２３】
図１に示す例において、容器１は、開口部３を有する容器本体２と、容器本体２の開口部３に形成されたフランジ部４とからなっている。フランジ部４は、開口部３の周縁に沿って水平方向に張り出し、フランジ部４の天面４ａには、図示しない蓋材がヒートシールされる。フランジ部４に蓋材をヒートシールすることにより、容器１には内容物が充填密封される。
【００２４】
このような容器１は、押出成形などによりシート状に成形された、未延伸の結晶性熱可塑性樹脂シートに、延伸ブロー成形などの延伸加工を施して所望の容器形状に成形し、しかる後に加熱処理を施して、フランジ部４の樹脂を選択的に熱結晶化させることにより得ることができる。
【００２５】
また、容器１は、図２に示すような、ある程度の形状が付与されたプリフォーム（成形中間体）５に加熱処理を施して、フランジ部４の樹脂を選択的に熱結晶化させ、しかる後に延伸加工を施して所望の容器形状とすることによっても得ることができる。プリフォーム５は、射出成形や圧縮成形などにより所定の形状に成形される。プリフォーム５を成形するに際しては、結晶性熱可塑性樹脂が用いられ、樹脂が結晶化しない条件で成形を行う。
【００２６】
プリフォーム５から容器１を得る場合、プリフォーム５の周縁には、予めフランジ部４を形成しておく。プリフォーム５に延伸加工が施されると、フランジ部４を除く部分により容器本体２が形成される。プリフォーム５に形成されたフランジ部４は、ほぼそのままの形態で容器１のフランジ部４となり、延伸加工により形成された容器本体２とともに容器１を構成する。
【００２７】
結晶性熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂などを用いることができる。また、これらのポリエステル系樹脂は、イソフタル酸、アジピン酸などの二塩基酸や、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのジオールとの共重合体などであってもよい。本実施形態では、加熱による結晶化速度が比較的遅く、結晶化の制御が容易なポリエチレンテレフタレートを用いるのが特に好ましい。
【００２８】
これらの結晶性熱可塑性樹脂には、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤などを適宜配合してもよい。また、これらの結晶性熱可塑性樹脂が容器１の内面（フランジ部４の天面４ａを含む）に位置すれば、前述の結晶性熱可塑性樹脂シートやプリフォームは、延伸加工性を損なわない範囲で、ガスバリヤー性樹脂、酸素吸収性樹脂などからなる他の樹脂層を積層した多層構造とすることもできる。
【００２９】
本実施形態では、フランジ部４に加熱処理を施して、フランジ部４の樹脂の熱による結晶化（熱結晶化）を選択的に進行させるが、このような加熱処理を施すのは、所望の容器形状に成形された後の容器１に対してでもよく、また、所望の容器形状に成形される途中の段階にあるプリフォーム５に対してでもよい。
【００３０】
いずれに加熱処理を施す場合であっても、その処理はほぼ同様の工程にしたがって行われる。しかし、加熱処理における搬送工程などを考慮すると、プリフォーム５の方が、所望の容器形状に成形された容器１に比べて嵩張らないなどの理由から、プリフォーム５に対して加熱処理を施すのが好ましい。以下、プリフォーム５に対して加熱処理を施す例を挙げて、本実施形態を説明する。
【００３１】
本実施形態により、プリフォーム５に形成されたフランジ部４に加熱処理を施すには、まず、図３に示すように、プリフォーム５の天地を逆にして、加熱処理装置１０にプリフォーム５をセットする。加熱処理装置１０は、天地を逆にしたプリフォーム５の内面を支持する治具１１と、フランジ部４が載置される台座１２と、フランジ部４を加熱する熱源１５とを備えている。治具１１や台座１２は、ステンレス、アルミ、鋼などの金属素材により形成される。
【００３２】
このような加熱処理装置１０において、プリフォーム５は、内面が治具１１に支持されるとともに、フランジ部４が台座１２に載置される。このとき、フランジ部４の天面４ａは、台座１２の載置面１２ａに対向している。
【００３３】
フランジ部４を加熱する熱源１５は、図３に示すように、フランジ部４における天面４ａと対向する側の面（以下、「裏面」という）４ｂに向けて、図中斜め上方から熱を加えることが可能となるように設置する。すなわち、熱源１５は、フランジ部４が載置される台座１２の載置面に対して、熱を加える方向が一定の角度をなすように設置される。熱源１５をこのように設置することで、フランジ部４を部分的に加熱することが容易になり、これに伴って、フランジ部４の樹脂の選択的な熱結晶化が容易になる。
【００３４】
熱源１５を加熱処理装置１０内に設置するにあたり、熱源１５から熱を加える方向（熱量最大となる方向）と台座１２の載置面１２ａとのなす角度や、熱源１５とフランジ部４との距離などは、熱源１５から熱が発せられる範囲（角度）、熱量（熱量の角度分布）、プリフォーム５（フランジ部４）の形状や大きさなどを考慮して適宜決定される。
【００３５】
熱源１５としては、例えば、炭酸ガスレーザー、近赤外線ヒーター、遠赤外線ヒーター、温風ヒーターなどを用いることができる。熱源１５として炭酸ガスレーザーを用いれば、レーザーのスポット径や出力などを調整することで、フランジ部４の部分的な加熱がより容易になる。また、赤外線ヒーターや温風ヒーターなどのように、加熱範囲（角度）の制御が比較的困難なものを熱源１５に用いる場合には、図３に示すような遮蔽板１４を設けて、加熱対象の部分以外に熱が加わるのを防ぐようにするのが好ましい。遮蔽板１４は、通常、台座１２の載置面１２ａに対して垂直に設ければよいが、熱源１５からの熱が加わるのを防ぎたい部分と平行に設けることで、遮蔽効果をより有効に発揮できる場合もある。なお、図示する例では、熱源１５として近赤外線ヒーターを用いている。
【００３６】
このような熱源１５から加えられた熱により、フランジ部４を加熱するに際しては、プリフォーム５の全周にわたって熱源１５や遮蔽板１４を設けてもよい。また、フランジ部４の周方向に沿う一部に対して部分的に熱を加えることができる程度の大きさの熱源１５や、そのような熱源１５に対する遮蔽板１４が、プリフォーム５の周りを回転するように構成することもできる。装置の大型化を避けるためには、図３に示す例のように、このような熱源１５や遮蔽板１４を固定して、治具１１及び台座１２を、同一の回転中心をもって一体に回転するように構成し、プリフォーム５の方を回転させるようにするのが好ましい。
【００３７】
また、本実施形態では、プリフォーム５の内面を治具１１に支持させるが、これは、台座１２に載置したフランジ部４に負荷がかからないようにするためである。これにより、フランジ部４に加熱処理を施した際に、フランジ部４及びその近傍が軟化しても、フランジ部４及びその近傍が変形するのを避けることができる。したがって、治具１１と台座１２との相対的な位置関係は、プリフォーム５の形状や大きさに応じて、フランジ部４に負荷がかからない範囲で適宜決定される。また、フランジ部４は台座１２に載置されているので、加熱処理により軟化しても自身の重みで垂れ下がるということもない。
【００３８】
図３に示す例では、治具１１の支持面１１ａをプリフォーム５の内面とほぼ同一の面形状に形成している。これにより、プリフォーム５は、プリフォーム５の内面に沿って面で支持されている。プリフォーム５を治具１１に支持させるにあたり、フランジ部４に負荷がかからないようにプリフォーム５を支持できれば、プリフォーム５の中央部分を点で支持するようにしてもよい。しかし、後述するような放熱効果により、少なくともフランジ部４を除く、その他の部分の熱結晶化をより効果的に抑えるには、プリフォーム５の内面に沿って面で支持するのが好ましい。
【００３９】
また、本実施形態において、治具１１は、台座１２側の端部１１ｂが、樹脂の熱結晶化を抑えたい部分と、樹脂の熱結晶化を進行させたい部分との境界に沿って位置するような形状とするのが好ましい。図３は、フランジ部４及びその近傍の樹脂を熱結晶化させ、その他の部分の樹脂の熱結晶化を抑える例であり、熱結晶化させる部分を網点で示し、その他の部分の断面を示すハッチングを省略している。図中、治具１１の台座１２側の端部１１ｂは、フランジ部４及びその近傍と、その他の部分との境界に沿って位置している。
【００４０】
これにより、熱源１５からフランジ部４に向けて発せられた熱が、例えば、遮蔽板１４で遮ぎれなかった場合や、樹脂そのものの熱伝導などによって、熱結晶化を抑えたい部分に伝わってきても、熱伝導性の高い金属素材からなる治具１１の接触面（支持面１１ａ）から熱を逃がす（放熱する）ことができる。
【００４１】
このような放熱効果により、少なくともフランジ部４を除く、その他の部分の熱結晶化を抑えることができれば、治具１１は、例えば、図４に示すように、治具１１の台座１２側の端部１１ｂが、樹脂の熱結晶化を抑えたい部分と、樹脂の熱結晶化を進行させたい部分との境界に沿って位置するとともに、少なくともその近傍を面（支持面１１ａ）で支持するような形状とすることもできる。なお、図４は、図３と同様に、フランジ部４及びその近傍の樹脂を熱結晶化させ、その他の部分の樹脂の熱結晶化を抑える例であり、図４においても熱結晶化させる部分を網点で示し、その他の部分の断面を示すハッチングを省略している。
【００４２】
また、治具１１には、温度調整機能を備えることもできる。治具１１に温度調整機能を備えることにより、治具１１の支持面１１ａによって支持される面の樹脂の温度を、積極的に熱結晶化を進行させない温度に維持することができる。温度調整機能は、例えば、治具１１に放熱フィンを形成するか、治具１１の内部に冷却水を循環させるなどすればよい。
【００４３】
本実施形態では、治具１１をこのような構成とすることで、加熱処理により熱結晶化が進行した部分と、熱結晶化が抑えられた部分との境界を明確に形成することができる。さらに、前述したような遮蔽板１４を設け、遮蔽板１４の台座１２側の端部１４ａの位置を適宜調整することで、当該境界がより明確に形成されるようにすることもできる。遮蔽板１４の台座１２側の端部１４ａの位置は、具体的には、図３に示す例のように、遮蔽板１４の台座１２側の端部１４ａと台座１２の載置面１２ａとの距離が、治具１１の台座１２側の端部１１ｂと台座１２の載置面１２ａとの距離とほぼ同一となるようにするのが好ましい。
【００４４】
プリフォーム５に延伸加工を施すと、熱結晶化を抑えた部分が延伸される。この際、加熱処理により熱結晶化が進行した部分と、熱結晶化が抑えられた部分との境界が明確に形成されず、延伸されるべき部分が部分的に熱結晶化していると、熱結晶化によりその部分の軟化点が局所的に高くなり、延伸加工に支障をきたすおそれがある。また、延伸により配向結晶化されて透明度が高められた部分に、熱結晶化により白色に変化した部分が混ざり込むと、熱結晶化された部分が白いすじ状に観察されるなどして、容器１の外観に悪影響を及ぼすこともある。当該境界が明確に形成されれば、このような延伸加工上の不具合を有効に回避できる。
【００４５】
また、本実施形態では、熱源１５からフランジ部４の裏面４ｂに向けて熱を加えるとともに、フランジ部４の天面４ａを台座１２の載置面１２ａに対向させて、フランジ部４を台座１２に載置させている。これにより、フランジ部４に加熱処理を施すと、フランジ部４の樹脂は裏面４ｂ側から温度が上昇する一方、天面４ａ側の樹脂に伝わる熱は、熱伝導性の高い金属素材からなる台座１２との接触面（載置面１２ａ）から放熱される。
【００４６】
したがって、本実施形態によれば、熱源１５から発せられる熱の熱量や加熱時間、台座１２の載置面１２ａからの放熱量などを適宜調整することで、フランジ部４の裏面４ｂ側の樹脂を熱結晶化させつつ、フランジ部４の天面４ａの樹脂の温度を熱結晶化が進行しない温度に調整して、フランジ部４の樹脂を選択的に熱結晶化させることができる。このとき、台座１２には、温度調整機能を備えることもできる。台座１２に温度調整機能を備え、台座１２の載置面１２ａに接触するフランジ部４の天面４ａの樹脂の温度を、積極的に熱結晶化を進行させない温度に維持すれば、フランジ部４の樹脂の選択的な熱結晶化をより容易に実現することができる。温度調整機能は、治具１１に備えるものと同様に、例えば、台座１２に放熱フィンを形成するか、台座１２の内部に冷却水を循環させるなどすればよい。
【００４７】
本実施形態にあっては、このようにしてフランジ部４の樹脂を選択的に熱結晶化させることで、フランジ部４の強度や耐熱性を向上させるとともに、フランジ部４の天面４ａの樹脂の熱結晶化を抑えることができる。これにより、フランジ部４の天面４ａの樹脂の熱結晶化によってヒートシール性が損なわれるのを防止することができ、フランジ部４のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部４の強度や耐熱性を向上させたフランジ付き樹脂製容器を得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、フランジ部４の天面４ａに、例えば、図５に示すような突起部６を形成することもできる。突起部６は、フランジ部４の周方向に沿って、１又は２以上形成してもよい。また、突起部６は、通常、フランジ部４の全周にわたって環状に連続するように形成するが、必要に応じて、フランジ部４の周方向に沿って一部を切り欠いて断続的に形成してもよく、フランジ部４の周方向に沿って蛇行させてもよい。さらに、突起部６を形成する位置は、図示するように、フランジ部４の幅方向中央であってもよいが、フランジ部４の外周側、内周側のいずれかの位置又はその他の位置から適宜選択され、突起の断面形状も、図示するような矩形状に限らず、適宜、台形、三角形、半円形状などとすることもできる。
【００４９】
このような突起部６は、フランジ部４の天面４ａにおいて、少なくとも突起部６を含む部分がヒートシール部となるように形成される。したがって、突起部６の樹脂の熱結晶化の進行を抑えることさえできれば、フランジ部４の天面４ａの全面にわたって樹脂の熱結晶化を抑える必要はない。これにより、熱結晶化を抑えるために樹脂の温度を調整しなければならない部分が減少し、より容易にフランジ部４のヒートシール性を確保することができる。
【００５０】
また、フランジ部４の天面４ａに前述したような突起部６を形成する場合であっても、突起部６を含むフランジ部４の天面４ａの全面にわたって樹脂の結晶化を抑えることができれば、より有効にフランジ部４のヒートシール性を確保することができる。このような場合には、台座１２の載置面１２ａに突起部６に対応する溝を設け、突起部６及びフランジ部４の天面４ａの他の部分が載置面１２ａに接触するようにして、フランジ部４の天面４ａの全面にわたって樹脂の温度を調整できるようにすればよい。
【００５１】
本実施形態において、フランジ部４の天面４ａにおけるヒートシール部の樹脂の結晶化度は、ヒートシール性が損なわれない範囲で適宜制御されるが、具体的には、１０％未満であるのが好ましい。このような結晶化度の範囲で熱結晶化が抑えられた部分は、十分なヒートシール性を確保するために、フランジ部４の天面４ａの表層から測定して、少なくとも０．１ｍｍ程度の厚みで形成されるのが好ましい。一方、フランジ部４の強度を向上させる観点からは、フランジ部４の裏面４ｂの表層から測定して、フランジ部４の厚みの６０％以上の範囲は、結晶化度２０％以上で熱結晶化されているのが好ましい。
【００５２】
また、フランジ部４の天面４ａに前述したような突起部６を形成する場合には、突起部６の厚みは０．１〜２．０ｍｍであるのが好ましく、幅は０．５〜３．０ｍｍであるのが好ましい。突起部６をこのような範囲で形成すれば、少なくとも突起部６の樹脂の熱結晶化を抑えることにより、十分なヒートシール性を確保することができる。
【００５３】
ここで、フランジ部４の樹脂の結晶化度は、例えば、密度法により、以下の式（１）から算出できる。
Ｘｃｖ＝ρｃ（ρ−ρａ）／ρ（ρｃ−ρａ）・・・（１）
Ｘｃｖ：測定樹脂試料の結晶化度［％］
ρ：測定樹脂試料の密度［ｇ／ｃｍ３］
ρａ：完全非晶質の樹脂の密度［ｇ／ｃｍ３］
ρｃ：完全結晶質の樹脂の密度［ｇ／ｃｍ３］
【００５４】
なお、ポリエステル系樹脂では、ρａ＝１．３３５、ρｃ＝１．４５５の値が一般に用いられる。また、フランジ部４の天面４ａの樹脂の微小領域の密度は、レーザーラマン分光装置を用いて、以下の式（２）から算出できる。
ρ＝（Δν１／２−ｋ１）／ｋ２・・・（２）
Δν１／２：レーザーラマン分光スペクトル上の波長１７３０ｃｍ−１に現れるピークの半値幅［ｃｍ−１］
ｋ１：上記半値幅を縦軸、密度を横軸とした検量線から求められる切片
ｋ２：上記半値幅を縦軸、密度を横軸とした検量線から求められる勾配
【００５５】
本実施形態では、以上のようにしてフランジ部４に加熱処理を施すが、熱結晶化により樹脂が収縮するなどして、フランジ部４の形状に多少の変形がみられることもある。このような場合には、フランジ部４が軟化状態にあるうちに、図６に示すような上型１７及び下型１８からなる狭持具によりフランジ部４を狭圧して、フランジ部４の形状を整えるのが好ましい。
【００５６】
図６に示す例は、前述したような突起部６を形成したフランジ部４を狭圧するものである。このため、下型１８の狭圧面１８ａには突起部６に対応した溝１８ｂが形成されている。下型１８の狭圧面１８ａに形成される溝１８ｂは、フランジ部４の形状を整えるに際して、突起部６の形状も整えられるように形成してもよいが、突起部６を潰さないためだけの単なる逃げ部として、突起部６よりも大きめに形成してもよい。すなわち、フランジ部４は、少なくともその厚みや水平方向に張り出す長さの寸法規制がなされるように、形状が整えられればよい。
【００５７】
また、必要に応じて熱源１５及び遮蔽板１４を移動させてから、図７に示すように、内径規制部材１６を上昇させるとともに、上型１７を台座１２に向けて下降させるなどして、台座１２と上型１７とによりフランジ部４を狭圧することもできる。このようにすると、加熱処理装置１０における治具１１を利用して、フランジ部４の内径寸法を正確に保ちつつ形状を整えることができる。
【００５８】
このようにしてフランジ部４に加熱処理が施されたプリフォーム５には、延伸加工が施され、所望の容器形状に成形される。以下、プリフォーム５に施す延伸加工の一例として、延伸ブロー成形の例を挙げて説明する。なお、結晶性熱可塑性樹脂シートに延伸加工を施して、所望の容器形状に成形する場合においても、ほぼ同様の工程にしたがって延伸加工が行われる。
【００５９】
プリフォーム５に施す延伸加工は、例えば、図８に示すような雄型プラグ２１、雌型２２及びクランプ型２３を備えた延伸加工装置２０により行われる。雄型プラグ２１の外周面は、容器本体２の内形形状を有する形状賦形面となっている。また、雄型プラグ２１には、内部を貫通する気体通路２１ａが設けられており、雌型２２の中心部にも気体通路２２ａが形成されている。クランプ型２３は、雌型２２の円筒状内面とほぼ同じ径の内面を有しており、図示するように、雌型２２の上端面とクランプ型２３の下端面とにより、プリフォーム５の周縁に形成されたフランジ部４をクランプする。これらの雄型プラグ２１、雌型２２及びクランプ型２３は同軸に配置され、軸方向の相対移動が可能となるように構成されている。
【００６０】
このような延伸加工装置２０において、プリフォーム５は、雌型２２の上端面とクランプ型２３の下端面とによりフランジ部４がクランプされて、装置２０内にセットされる。このとき、プリフォーム５の延伸加工が施される部分は、樹脂のＴｇ（ガラス転移点）〜［Ｔｇ＋６０］℃、好ましくは、［Ｔｇ＋１５］〜［Ｔｇ＋３０］℃の成形温度に加熱される。成形温度が、［Ｔｇ＋６０］℃を超えると、配向結晶化が十分でなく、後述のヒートセット工程において熱結晶化により球晶を生じ、白化してしまうおそれがある。また、成形温度がＴｇ℃より低いと、高い成形力を必要とするばかりでなく、延伸不能となってしまったり、また、過延伸状態になって白化してしまったりするおそれがある。なお、熱可塑性樹脂シートに延伸加工を施す場合、雌型２２の上端面とクランプ型２３の下端面とで樹脂シートの周縁をクランプすることにより、フランジ部４の成形が同時に行われる。
【００６１】
プリフォーム５が装置２０内にセットされると、雄型プラグ２１をストロークエンドまで雌型２２内に挿入し、プリフォーム５を延伸成形して、配向結晶化された延伸部２６を形成する。次に、図８（ｂ）に示すように、雄型プラグ２１の気体通路２１ａから圧縮空気などを供給して延伸部２６を膨らませることにより、延伸部２６を加熱された雌型２２に接触させる。これにより、延伸部２６をヒートセット（熱固定）して、延伸成形時の残留応力を除去する。
【００６２】
その後、圧縮空気の供給を停止して、延伸部２６に自己収縮を起こさせる。そして、図８（ｃ）に示すように、延伸部２６が雄型プラグ２１の外表面まで収縮したら、雄型プラグ２１の気体通路２１ａから真空吸引して、延伸部２６を雄型プラグ２１の表面に密着させる。これにより、延伸部２６には雄型プラグ２１の外表面の形状（容器本体２の内形形状）が賦形される。この際、雄型プラグ２１の表面温度は、好ましくは７０〜１２０℃であり、特に好ましくは８０〜１００℃である。また、賦形性を向上させるために、雌型２２の気体通路２２ａから圧縮空気などを供給してもよい。
【００６３】
次いで、一定時間冷却させた後、型開きをして延伸成形された容器１を取り出す。これにより、フランジ部４に加熱処理が施されたプリフォーム５に、延伸加工を施してなる所望の容器形状に成形されたフランジ付き樹脂製容器が得られる。
【００６４】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。例えば、プリフォームに対して加熱処理を施す例について示したが、同様の工程にしたがって、所望の容器形状に成形された後の容器に対して加熱処理を施してもよい。また、プリフォームに施す延伸加工として、延伸ブロー成形の例を示したが、例えば、マッチモールド成形など、その他の延伸加工によりプリフォームを所望の容器形状に成形してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したように、本発明は、フランジ部のヒートシール性を確保しつつ、フランジ部の強度や耐熱性を向上させたフランジ付き樹脂製容器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るフランジ部の熱結晶化方法により、フランジ部の樹脂が選択的に熱結晶化された、フランジ付き樹脂製容器の一例の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るフランジ部の熱結晶化方法により、加熱処理が施されるプリフォームの一例の概略を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るフランジ部の加熱処理装置の一例の概略を示す断面図である。
【図４】本発明に係るフランジ部の加熱処理装置の他の一例の概略を示す断面図である。
【図５】フランジ部に形成する突起部の一例の概略を示す要部端面図である。
【図６】フランジ部を狭圧する狭持具の一例における作動状態を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係るフランジ部の加熱処理装置の一例を利用して、フランジ部を狭圧する作動状態例を示す概略断面図である。
【図８】プリフォームに施す延伸加工の一例の概略を示す工程図である。
【図９】従来技術の一例の概略を示す断面図である。
【図１０】従来技術の他の一例の概略を示す断面図である。
【図１１】従来技術の他の一例の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１      容器
２      容器本体
３      開口部
４      フランジ部
４ａ    天面
４ｂ    裏面
５      プリフォーム
１０    加熱処理装置
１１    治具
１１ａ  支持面
１１ｂ  端部
１２    台座
１２ａ  載置面
１４    遮蔽板
１４ａ  端部
１５    熱源
【図１】
2006062353.tif 000003
【図２】
2006062353.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006062353.tif 000006
【図５】
2006062353.tif 000007
【図６】
2006062353.tif 000008
【図７】
2006062353.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006062353.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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