(57)【要約】【課題】高温の内容物を注入しても変形しない耐熱性のポリエステル製カップ状容器の製造方法と、その製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】ポリエステルシートを延伸適温に加熱して、カップを延伸成形する成形工程と、成形されたカップを所定の熱固定温度に加熱した加熱用金型に移送し、高圧エアーを吹込んでカップを型面に密着させ、次いで、加熱用金型内に冷却コアを挿入して、高圧エアの吹込みを停止し熱収縮によりカップを冷却コアの型面に密着させ、カップを冷却固化する熱固定工程とからなることを特徴とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルシートを延伸適温に加熱して、カップを延伸成形する成形工程と、
成形されたカップを所定の熱固定温度に加熱した加熱用金型に移送し、高圧エアーを吹込んでカップを型面に密着させ、
次いで、加熱用金型内に冷却コアを挿入して、高圧エアの吹込みを停止し熱収縮によりカップを冷却コアの型面に密着させ、カップを冷却固化する熱固定工程とからなることを特徴とする耐熱性ポリエステルカップの製造方法。
【請求項２】
ポリエステルシートを延伸適温に加熱して、成形金型によりカップを延伸成形する成形工程において、
成形工程と同時に、所定の熱固定温度に加熱した前記成形金型によって、カップを熱固定させ、
次いで成形金型内に冷却コアを挿入し、高圧エアの吹込みを停止し熱収縮によりカップを冷却コアの型面に密着させ、カップを冷却固化する熱固定工程を行うことを特徴とする耐熱性ポリエステルカップの製造方法。
【請求項３】
カップ成形工程でのポリエステルシートの加熱温度が９０〜１１０゜Ｃ、延伸表面積倍率が３〜６であることを特徴とする請求項１，２記載の耐熱性ポリエステルカップの製造方法。
【請求項４】
熱固定工程での金型温度が１００〜１５０゜Ｃ、冷却コアの温度が７０゜Ｃ以下、高圧エアーが１４７０〜３４３０ｋＰａであることを特徴とする請求項１，２記載の耐熱性ポリエステルカップの製造方法。
【請求項５】
加熱シートを成形して延伸カップを成形する熱成形装置、並びに、上下動する冷却コアと高圧エアの吹込み装置とを具えた上型と延伸カップを密着させることができる加熱用金型を具えた下型とからなる熱固定装置とを備えていることを特徴とする耐熱性ポリエステルカップの製造装置。
【請求項６】
高圧エアー吹込み装置、および上下動する冷却コアとを具えた上型と、加熱・冷却可能な成形金型を具えた下型とを備え、成形金型によりカップの成形と熱固定を連続して行うようにしたことを特徴とする耐熱性ポリエステルカップの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下ポリエステルという）製カップ状容器、とくに耐熱性が付与され高温の内容物を注入することのできる耐熱性ポリエステル製カップ容器の製造方法とその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル製のシートを一定温度に加熱し、熱成形によってカップ状容器を成形することは、従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９４５０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、ポリエステルのシートを表面温度１００〜１４０゜Ｃの範囲内で加熱し、プラグアシスト圧空成形によってカップ状容器を延伸成形しており、成形されたカップ状容器は耐熱性に劣るものであった。
そのため、カップに高温の内容物を注いだとき、カップの胴部、底部が変形するので、高温内容物の容器として使用できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題を考え、高温の内容物を注入しても変形しない耐熱性のポリエステル製カップ状容器の製造方法と、その製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、耐熱性ポリエステルカップの製造方法として、ポリエステルシートを延伸適温に加熱して、カップを延伸成形する成形工程と、成形されたカップを所定の熱固定温度に加熱した加熱用金型に移送し、高圧エアーを吹込んでカップを型面に密着させ、次いで、加熱用金型内に冷却コアを挿入して、高圧エアの吹込みを停止し熱収縮によりカップを冷却コアの型面に密着させ、カップを冷却固化する熱固定工程とからなることを特徴とする構成を採用する。
【０００７】
製造方法の別実施形態として、ポリエステルシートを延伸適温に加熱して、成形金型によりカップを延伸成形する成形工程において、成形工程と同時に、所定の熱固定温度に加熱した前記成形金型によって、カップを熱固定させ、次いで成形金型内に冷却コアを挿入し、高圧エアの吹込みを停止し熱収縮によりカップを冷却コアの型面に密着させ、カップを冷却固化する熱固定工程を行うことを特徴とする構成を採用する。
【０００８】
具体的な実施態様として、カップ成形工程でのポリエステルシートの加熱温度が９０〜１１０゜Ｃ、延伸表面積倍率が３〜６であることを特徴とする構成を採用し、また熱固定工程での金型温度が１００〜１５０゜Ｃ、冷却コアの温度が７０゜Ｃ以下、高圧エアーが１４７０〜３４３０ｋＰａであることを特徴とする構成を採用する。
【０００９】
耐熱性ポリエステルカップの製造装置として、加熱シートを成形して延伸カップを成形する熱成形装置、並びに、上下動する冷却コアと高圧エアの吹込み装置とを具えた上型と延伸カップを密着させることができる加熱用金型を具えた下型とからなる熱固定装置とを備えていることを特徴とする構成を採用する。
【００１０】
製造装置の別実施形態として、高圧エアー吹込み装置、および上下動する冷却コアとを具えた上型と、加熱・冷却可能な成形金型を具えた下型とを備え、成形金型によりカップの成形と熱固定を連続して行うようにしたことを特徴とする構成を採用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の耐熱性ポリエステルカップＡは、図１に示すように、上端にフランジ１を具えた口部２と胴部３、底端４を具えた底部５とからなっており、ポリエステルシートｓから熱成形により延伸成形され、熱固定されたカップ状容器である。
【００１２】
実施例のカップは、その容量は２００ｃｃ、口径７５ｍｍであり、ポリエステルシートとして、ポリエステルのホモポリマーまたはコポリマー、或いは、重量比５０％以上のポリエステルを含むブレンドポリマー、積層体等が用いられる。
【００１３】
次に、カップの熱成形方法について説明する。
熱成形装置として、図２に示すような概要のプラグアシスト熱成形装置Ｂが用いられる。
【００１４】
図２において、Ｂ１は上型、Ｂ２は下型であり、上型Ｂ１は、上下動自在に装着されたプラグ１０と、加熱シートｓのクランプ１１を具えており、クランプ１１内には、上方から圧空が吹込まれるようになっている。
下型Ｂ２は、型台１２と型台１２に支持された雌金型１３とを具えており、雌金型１３は、成形すべきカップを形成する型面１４と空気の吸引孔１５とを具えている。
【００１５】
熱成形は、図３に示すように９０〜１１０゜Ｃに加熱されたポリエステルシートｓを上型Ｂ１のクランプ１１と下型Ｂ２との間に押圧挟持し、次いで、プラグ１０を下降させ、ポリエステルシートｓを下方に引き延ばすとともに圧空を吹込み、必要に応じて補助的に吸引孔１５からの真空吸引によって、雌金型１３の型面１４に賦形させる。
【００１６】
熱成形にあたって、１４７０〜３４３０ｋＰａの高圧エアーが用いられ、延伸表面積倍率は、３〜６倍の範囲とする。
雌金型１３の温度は、５〜３０゜Ｃ、シート温度は９０〜１１０゜Ｃであり、比較的低い温度で延伸させているので、延伸配向の程度はより大きくなっている。
延伸成形に続いて、成形品のフランジ１部分の周縁がカットされ、延伸カップＡａが得られる。
【００１７】
次に、延伸カップの熱固定について説明する。
延伸カップＡａは熱固定装置Ｃに移され、熱固定される。
熱固定装置Ｃの概要は、図４に示すように、上型Ｃ１と下型Ｃ２とからなり、上型Ｃ１は、クランプ２０とクランプ２０内で上下動される冷却コア２１とを具えており、クランプ２０の上方から高圧エアが吹込まれるようになっている。
冷却コア２１は、カップ形状の型面２２と吸引孔２３とを具え、該吸引孔２３は真空源に接続されている。
【００１８】
下型Ｃ２は、熱成形装置Ｂの雌金型１３と同形の型面２４と空気孔２５を有し、内部に加熱装置または加熱媒体の通路を設けた雌金型２６を具えている。
【００１９】
熱固定は、図５に示すように、１００〜１５０゜Ｃに加熱された雌金型２６に延伸カップＡａがセットされ、次いで、延伸カップＡａのフランジ１をクランプ２０により挟持して、延伸カップＡａを雌金型２６に押しつけ、上方より１４７０〜３４３０ｋＰａ（１５〜３５ｋｇｆ／ｃｍ２  ）の高圧エアーを吹込み、カップ表面を型面２４に押圧密着させて加熱する。
【００２０】
次いで、図６に示すように、冷却コア２１を雌金型２６内に挿入して高圧エアーの吹込みを停止する。
冷却コア２１の温度は７０゜Ｃ以下であり、冷却コア２１の挿入と同時に、雌金型２６底面の空気孔２５より空気を吹込むとともに、冷却コア２１の吸引孔２３を通じて真空吸引を行い、カップの熱収縮と相まって延伸カップＡａを冷却コア２１の型面２２に賦形する。
【００２１】
次に、図７に示すように、冷却コア２１を下型Ｃ２から切り離すことによって、冷却コア２１に吸引されたカップを、雌金型２６から隔離して冷却固化させる。
次いで、真空吸引を停止し、冷却コア２１からカップを取外すことによって、熱固定された耐熱性ポリエステルカップＡを得ることができる。
なお、冷却コア２１による真空吸引、雌金型２６の空気孔より空気を吹込む操作については、成形材料やカップの肉厚等により、その程度を適宜選択して実施することができる。
また、カップの取外しにあたって、冷却コア２１の吸引孔２３から空気を吹出すことによって、カップの離形をさらに容易にすることができる。
【００２２】
次に、本発明の耐熱性ポリエステルカップの効果について説明する。
本発明カップの実施例として、次の条件で延伸カップを成形した。
シート温度      １００゜Ｃ
成形金型温度    ２５゜Ｃ
高圧エアー      １９６０ｋＰａ
延伸表面積倍率  ４．５倍
次いで、成形された延伸カップを、金型温度を１２０゜Ｃとし、５秒間で熱固定して、耐熱性ポリエステルカップを得た。
【００２３】
比較例として、次の条件で延伸カップを成形した。
シート温度      １１５゜Ｃ
成形金型温度    ２５゜Ｃ
延伸表面積倍率  ４．５倍
上記延伸カップは、熱固定しなかった。
【００２４】
実施例の耐熱性カップと比較例の延伸カップのそれぞれに、８０゜Ｃの熱湯を充填した。
実施例のカップは変形しなかったが、比較例のカップは変形した。
【００２５】
また、耐熱性カップとして、加熱用金型温度を１２０゜Ｃ、１３０゜Ｃ、１３５゜Ｃとし、それぞれ５秒間で熱固定して耐熱性カップを成形し、８０〜８５゜Ｃの熱湯を入れて、外観を観察したが、何等の変形もなく、問題はなかった。
【００２６】
また、本発明の延伸カップの平均密度は、従来のものでは１．３５ｇ／ｃｍ３  未満であったが、本発明のものは、１．３５ｇ／ｃｍ３  以上となっており、結晶化がより進んでいることを示している。
【００２７】
前記実施形態では、カップの熱成形と熱固定を別個の金型内で行うようにしたが、１個の金型内で熱成形と熱固定を行うようにしてもよい。
この場合には、プラグと冷却コアを装着した上型と、加熱・冷却可能な雌金型を具えた下型とを備えた成形装置を用いる。
カップの成形は、加熱したシートｓを圧空により雄金型の型面に賦形して延伸カップを成形し、同時に熱固定を行う。
【００２８】
熱固定は、所定の熱固定温度に加熱された雌金型によって延伸カップを熱固定させ、次いで、雌金型内に冷却コアを挿入し、圧空を停止して延伸カップを収縮させ、収縮とともに雌金型の吸引孔よりの空気の吹込みと、冷却コアの吸引孔よりの真空吸引によって、延伸カップを冷却コアの型面に密着させ、延伸カップを冷却コアの型面に賦形させる。
次いで、冷却コアを雌金型から隔離して、成形品を早急に冷却固化されることによって耐熱性ポリエステルカップを得ることができる。
【００２９】
前記実施形態で延伸カップの熱成形は、プラグアシスト圧空成形によって成形したが、プラグアシスト真空成形、またはインジェクションブロー等によってもよく、プラグアシスト圧空成形に限定されない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上記のように構成されているから、次の効果を奏する。
ポリエステル製延伸カップを簡単に熱固定することができるので、容易に耐熱性ポリエステルカップを得ることができるようになった。
【００３１】
熱固定にあたって、加熱金型と金型内に挿入される冷却コアを併用し、延伸カップを加熱金型に密着させた後に、カップを冷却コアに移して冷却するようにしたから、熱固定が迅速に行われ、生産性を高めることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐熱性ポリエステルカップの説明図である。
【図２】熱成形装置の説明図である。
【図３】熱成形時の説明図である。
【図４】熱固定装置の説明図である。
【図５】熱固定時の説明図である。
【図６】冷却コアの挿入時の説明図である。
【図７】カップの冷却時の説明図である。
【符号の説明】
Ａ        耐熱性カップ
Ａａ      延伸カップ
Ｂ        熱成形装置
Ｂ１      上型
Ｂ２      下型
Ｃ        熱固定装置
Ｃ１      上型
Ｃ２      下型
ｓ        シート
１        フランジ
２        口部
３        胴部
４        底端
５        底部
１０      プラグ
１１      クランプ
１２      型台
１３      雌金型
１４      型面
１５      吸引孔
２０      クランプ
２１      冷却コア
２２      型面
２３      吸引孔
２４      型面
２５      空気孔
２６      雌金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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