(57)【要約】      （修正有）【課題】優れたスタック性を有すると共に、容器全体が優れた耐熱性及び耐衝撃性を有するフランジ付カップ状容器を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂から成る成形前駆体２０を延伸成形した後、シュリンクバックして賦形されて成るフランジ部２２を有するカップ状容器において、前記カップ状容器の胴部には容器内方に突出するビード部８及び該ビード部よりも下方に位置するスタック部５が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂から成る成形前駆体を延伸成形した後、シュリンクバックして賦形されて成るフランジ部を有するカップ状容器において、前記カップ状容器の胴部には容器内方に突出するビード部及び該ビード部よりも下方に位置するスタック部が形成されていることを特徴とするカップ状容器。
【請求項２】
前記ビード部が胴部の周方向に全体又は部分的に複数個形成されている請求項１記載のカップ状容器。
【請求項３】
前記成形前駆体が厚肉化又は結晶化されたフランジ部を有するプリフォームである請求項１又は２記載のカップ状容器。
【請求項４】
熱可塑性樹脂から成る成形前駆体を延伸成形した後、シュリンクバックして賦形することから成るフランジ部を有するカップ状容器の製造方法において、前記カップ状容器の胴部には容器内方に突出するビード部及び該ビード部よりも下方に位置するスタック部が形成されており、該ビート部及びスタック部がプラグ部材へのシュリンクバックによる賦形で形成されていることを特徴とするカップ状容器の製造方法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂から成る成形前駆体をブロー成形して延伸する工程、ブロー成形体を加熱して熱固定する工程、熱固定後のブロー成形体をプラグ部材の形状にシュリンクバックして賦形及び冷却する工程から成る請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記成形前駆体が、熱可塑性樹脂から成るシート又はプリフォームである請求項４又は５記載の製造方法。
【請求項７】
前記プリフォームが、フランジ部を有するプリフォームであり、該フランジ部が厚肉化又は結晶化されている請求項６記載の製造方法。
【請求項８】
前記シートが、治具によりクランプされることによりフランジ部と成るべき部分が結晶化される請求項６記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂から成るフランジ部を有するカップ状容器及びその製造方法に関し、より詳細には容器全体が耐熱性及び耐衝撃性に優れていると共に、スタック性にも顕著に優れたカップ状容器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、飲食料のための容器として、フランジ、このフランジの内縁から垂下する筒形状側壁及び側壁の下端を閉じる底壁とを有する熱可塑性樹脂から成るカップ状容器が広く実用に供されており、このようなフランジ付カップ状容器は、成形後、内容物が充填される前は、フランジ部を利用して複数個が積み重ねられ、一般的には、フランジ部と容器胴部に形成された段差であるスタック部が係合したスタック状態で複数個をひとまとめにして保存、搬送等されている(例えば、特許文献１)。このため、容器を使用する際、複数個積み重ねた状態からそれぞれの容器が容易に切り離すことができることが望まれている。
【０００３】
一方、このようなフランジ付カップ状容器の製造方法としては、種々の方法が提案されており、例えば、下記特許文献２には、非晶質のポリエチレンテレフタレートシートをそのガラス転移点以上の温度に加熱し、ガラス転移温度以上に加熱された雄型プラグ及び雌型キャビティーを用いて結晶化させると共に圧伸した後、この軟化シートに空気圧を適用することにより、前記の軟化シートを雄型プラグから雌型に移動させ、雌型と接触させてガラス転移温度以上に加熱してヒートセットし、次いで空気圧を開放して雄型プラグ上にシュリンクバックさせて該ポリエステルを冷却することにより製造することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１３３５８号公報
【特許文献２】特開昭５８−８９３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２にはカップ状容器のスタック性については特に記載はないが、この方法により従来のスタック部を有するカップ状容器を成形した場合には、次のような問題がある。すなわち特許文献２に記載されたように、雌型キャビティー表面でヒートセットを行ったのち、雄型プラグにシュリンクバックさせて冷却する製法においては、フランジ部は熱結晶化もしくは配向結晶化されているため、雌型から雄型へのシュリンクバックの際にシュリンクバックできず、フランジ内周径である口内径がプラグ胴部の内径の差により形成される段差（スタック）の径に対して、十分小さく形成する事ができず、結果としてスタック状態でのスタック部における上方の容器と下方の容器のオーバーラップ距離（＝（スタック外径−口内径）／２）が小さく、最大でスタック部の肉厚程度しか確保することができず、スタック性に劣るという問題を有していた。
【０００６】
また特許文献２に記載されたポリエステル容器は、容器の賦形、ヒートセット、冷却を雌型及び雄型の双方を利用して行うことから、効率よく成形できるという利点があるが、上記製法においては、将来フランジ部となる材料部を、プラグで延伸してからクランプすることによって、成形されたフランジ部は高度な配向結晶化状態になるため、フランジ部に耐衝撃性を付与することが困難であり、フランジ部を含めた容器全体が耐熱性及び耐衝撃性を有するカップ状容器を提供することは困難である。
【０００７】
また特許文献２では、シートからの成形に限定されているため、カップ形状に成形された部分を切り離したシートの残部（所謂スケルトン部）がシートの相当部分を占め、かかる残部が無駄に破棄され、従って材料歩留りが著しく低くなる。シートの残部は溶融して再使用することも意図されるが、再使用によって材料品質が低下せしめられ、材料品質の過剰低下を回避するためには再使用をシートの残部の全体ではなくてその一部のみに制限せざるを得ない。シート層が主層と共にガスバリアー層等の付加層を含有している多層シートである場合には、シートの残部を再使用することは実際上不可能である。
【０００８】
従って本発明の目的は、優れたスタック性を有すると共に、容器全体が優れた耐熱性及び耐衝撃性を有するフランジ付カップ状容器を提供することである。
本発明の他の目的は、優れたスタック性を有すると共に、容器全体が優れた耐熱性及び耐衝撃性を有するフランジ付カップ状容器を、効率よく、しかも材料歩留まりよく製造可能な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、熱可塑性樹脂から成る成形前駆体を延伸成形した後、シュリンクバックして賦形されて成るフランジ部を有するカップ状容器において、前記カップ状容器の胴部には容器内方に突出するビード部及び該ビード部よりも下方に位置するスタック部が形成されていることを特徴とするカップ状容器が提供される。
本発明のカップ状容器においては、
１．ビード部が胴部の周方向に全体又は部分的に複数個形成されていること、
２．成形前駆体が厚肉化又は結晶化されたフランジ部を有するプリフォームであること、
が好ましい。
【００１０】
本発明によればまた、熱可塑性樹脂から成る成形前駆体を延伸成形した後、シュリンクバックして賦形することから成るフランジ部を有するカップ状容器の製造方法において、前記カップ状容器の胴部には容器内方に突出するビード部及び該ビード部よりも下方に位置するスタック部が形成されており、該ビート部及びスタック部がプラグ部材へのシュリンクバックによる賦形で形成されていることを特徴とするカップ状容器の製造方法が提供される。
本発明のカップ状容器の製造方法においては、
１．熱可塑性樹脂から成る成形前駆体をブロー成形して延伸する工程、ブロー成形体を加熱して熱固定する工程、熱固定後のブロー成形体をプラグ部材の形状にシュリンクバックして賦形及び冷却する工程から成ること、
２．成形前駆体が、熱可塑性樹脂から成るシート又はプリフォームであること、
３．プリフォームが、フランジ部を有するプリフォームであり、該フランジ部が厚肉化又は結晶化されていること、
４．シートが、治具によりクランプされることによりフランジ部と成るべき部分が結晶化されること、
が好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカップ状容器によれば、スタック部より上方に容器内方に突出するビード部が形成され、スタック状態において下方容器のビード部に上方容器のスタック部が載置することにより、スタック部におけるオーバーラップ量が大きくなるため、複数個の容器を重ね合わせた場合でも、下方の容器が安定して上方の容器を支持することができ、上方の容器がスタック位置よりも下方に入り込んでしまうことがなく、使用に際して上下の容器を容易に切り離すことが可能となり、スタック性を顕著に改善することができる。
また容器胴部にビードが形成されることによりカップ状容器の機械的強度を向上することも可能となる。
また、機械強度が向上する事によって、フランジ部からスタック部にかけた部位の肉厚を減ずる事が可能となる。
更に、フランジ部よりも下方に形成されたビード部とスタック部でスタックされるため、フランジ部とスタック部でスタックしていた従来のカップ状容器に比して、上下の容器の軸方向のオーバーラップ量が大きく、複数個の容器をコンパクトにスタックすることが可能となり、保存・搬送性にも優れているという利点もある。
【００１２】
また本発明のフランジ付カップ状容器の製造方法によれば、スタック部及びビード部が熱成形工程の雄型プラグへのシュリンクバックにより賦形されているため、効率よくする形成することができ、また熱成形に予めフランジ部が形成されたプリフォームを用いることもでき、これにより材料歩留まりを向上することができる。
更に熱成形に用いる成形前駆体であるプリフォーム又はシートを熱成形に先立って、プリフォームにおいてはフランジ部を結晶化又は厚肉化、シートにおいてはフランジ部と成るべき部分を結晶化しておくことにより、フランジ部を含む容器全体が耐熱性及び耐衝撃性に顕著に優れたカップ状容器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
(カップ状容器)
本発明のカップ状容器は、熱可塑性樹脂から成る成形前駆体を延伸成形した後、シュリンクバックして賦形されて成るフランジ部を有するカップ状容器において、前記カップ状容器の胴部には容器内方に突出するビード部及び該ビード部よりも下方に位置するスタック部が形成されていることが重要な特徴である。
雌型から雄型プラグへシュリンクバックさせる工程を有する製造方法により成形されるフランジ付カップ状容器においては、前述した通り、フランジ部付近の口部がシュリンクバックしないため、口部（フランジ部）の内径が大きくなり、胴部の内径の差により形成される段差であるスタック部がスタック状態で下方に位置する容器のフランジ部との間に充分なオーバーラップ量を確保できないという問題を有していた。
【００１４】
このようなスタック性の問題は、図１から明らかである。すなわち、図１は従来の同一形状のカップ状容器(上方容器１及び下方容器２)が２つ積み重ねられた状態における部分側断面図であり、図１に示す各容器においては、フランジ部３近傍の口部４は熱結晶化されているためシュリンクバックしておらず、その結果、口部内径Ｄ１は、胴部の内径の差により形成されるスタック部５の外径Ｄ２より小さく、上方胴部の内径Ｄ３よりも大きくなっている（Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ３）。尚、スタック部５より下方に位置する下方胴部７の内径は上方胴部６の内径Ｄ３よりも小さく、下方に行くに従って小さくなっている。
この図１のスタック状態から明らかなように、この容器においては、下方の容器２のフランジ部３に上方容器のスタック部５が載置した状態になっており、スタック位置における上下の容器のオーバーラップ量ｄは、スタックに供する部位の（最大径−最小径）／２で表される事から、この場合は、ｄ＝（スタック部外径Ｄ２−口部内径Ｄ１）／２で表される。従来のカップ状容器においては、オーバーラップ量が取りうる最大値はスタック部の肉厚(スタック部外径Ｄ２−上方胴部内径Ｄ３)／２でしかなく、負の値を取りうる事もあり、後述する実施例から明らかなように、スタック量が多くなると積み重ねられたカップ状容器の自重により、上方容器のスタック部が下方容器のフランジ部から外れて深く重なりあってしまい、上下の容器の切り離しが容易にできなくなってしまうのである(比較例１)。
【００１５】
これに対し本発明のカップ状容器においては、図２から明らかなように、口部４の下部に容器内方に突出するビード部８(ビード部内径Ｄ４)が形成されているため、同一形状のカップ状容器(上方容器１及び下方容器２)が２つ積み重ねられると、下方の容器２のビード部８に上方容器１のスタック部５が載置してスタック状態を形成する。この際スタック位置における上下の容器のオーバーラップ量ｄは上述したように、ｄ＝（スタック部外径Ｄ２−ビード内径Ｄ４）／２であるから、本発明のカップ状容器においては、オーバーラップ量が取りうる最大値は、{（上方胴部内径Ｄ３−ビード内径Ｄ４）／２＋(スタック部外径Ｄ２−上方胴部内径Ｄ３)／２}であるから、従来のカップ状容器よりも、{（上方胴部内径Ｄ３−ビード内径Ｄ４）／２}の分だけオーバーラップ量を増やすことが可能となるのである。その結果、後述する実施例から明らかなように、スタック量が多くなっても下方容器が上方容器を安定的にスタックすることができ、上下の容器は容易に切り離し可能であり、スタック性に優れていることが明らかである(実施例１及び２)。
【００１６】
また本発明のカップ状容器においては、スタック部を形成するビード部が胴部上方に形成されていることにより、ビード部が補強リブとしての機能を有するため、胴部の機械的強度を向上させることも可能になるのである。また、その結果としてフランジ部からスタック部にかけての肉厚を減ずる事が可能になる。
このことは後述する実施例の結果からも明らかである。すなわち、フランジ〜スタック部をプレスして押し潰し、変形量が初期量の２０％になった時の荷重を測定したところ、本発明のカップ状容器は、７０Ｎ以上の荷重でも変形しなかったのに対し、図１に示したビードのない従来のカップ状容器においては、７０Ｎに達する前に２０％変形しており、剛性等の機械的強度が顕著に向上されていることが理解される。
【００１７】
本発明のカップ状容器においては、ビードは容器の胴部の全周にわたって連続的に形成されていてもよいし、或いは複数個のビードが周方向に部分的に、少なくとも相対する位置に２個設けられていることにより、積み重ね時のスタック性を確保できる。
本発明のカップ状容器においては、容器の肉厚によっても相違するが、スタック状態において上下の容器のオーバーラップ量が０．５ｍｍ以上、特に０．８ｍｍ以上確保されていることが良好なスタック性を有する上で好ましく、このため、ビード内径Ｄ４が上方胴部内径Ｄ３の（Ｄ３−Ｄ４）／２≧０．５の範囲となるように、ビードを形成することが好ましい。
【００１８】
(カップ状容器の製造方法)
本発明のカップ状容器の製造方法は、熱可塑性樹脂から成る成形前駆体を延伸成形した後、シュリンクバックして賦形することから成るフランジ部を有するカップ状容器の製造方法において、前記カップ状容器の胴部には容器内方に突出するビード部及び該ビード部よりも下方に位置するスタック部が形成されており、該ビート部及びスタック部の成形がプラグ部材へのシュリンクバックによる賦形で形成されていることが重要な特徴である。
【００１９】
図３は、容器のスタックをフランジ部及びスタック部で行っていた従来のカップ状容器の製法におけるシュリンクバックによる賦形工程を説明するための図であり、図４は容器のスタックをビード部及びスタック部により行う本発明のカップ状容器の製法におけるシュリンクバックによる賦形工程を説明するための図である。
図３（Ａ）及び図４（Ａ）から明らかなように、成形体１は、上部フランジ成形型（ＵＦＭ）１１ａ及び下部フランジ成形型（ＬＦＭ）１１ｂでフランジ部３を固定されて、雌型１０により熱固定されている。次いで図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、成形体１は、プラグ部材１２にシュリンクバックされてプラグ部材１２の形状に賦形された後冷却されるが、フランジ部３及び口部４は厚肉化又は結晶化されていることからシュリンクバックせず、何れも口部より下方の胴部６、７が雌型１０の表面からプラグ部材１２にシュリンクバックされ、プラグ部材の外表面の形状に賦形された後冷却されている。この際本発明においては、プラグ部材１２にスタック部形成用段差部１３の他にビード形成用凹部１４が形成されており、成形されるカップ状容器には、スタック部５のみならず、容器内方に突出するビード部８も形成されている。
【００２０】
以下本発明のカップ状容器の製造方法の基本工程を詳細に説明する。
（１）成形前駆体の成形工程
本発明においては、まず熱可塑性樹脂から成る成形前駆体を成形する。成形前駆体は、シート又はプリフォームの何れの形状であってもよく、プリフォームの場合は、フランジ部を有する形状であれば浅底、深底等種々の形状を採用することができる。プリフォームは、射出成形又は圧縮成形等種々の方法により成形することができる。
図５に示す具体例においては、成形前駆体２０は、略円板形状の熱成形主部２１とその周囲に位置する環状フランジ部２２とから構成されている。後述する具体例においては、用いる成形前駆体のフランジ部２２は予め結晶化されておらず、熱成形装置に供給後熱成形前にフランジ部の結晶化が行われているが、熱成形装置に供給する前に予めヒータ等を用いてフランジ部を熱結晶化させておくこともできるし、熱結晶化させることなく厚肉化しておくこともできる。フランジ部の厚肉化は、成形前駆体のフランジ部の厚みとして、最終成形品であるカップ状容器のフランジ部の１〜３倍程度の厚みを持たせておくことが好ましい。
【００２１】
成形前駆体２０に好適に使用することができる熱可塑性樹脂としては、これに限定されるものではないが、例えばポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリカーボネート系樹脂を挙げることができる。
また、成形前駆体は、これら樹脂の単層構造のみならず、複数の層を有するものでもよい。
ポリエステル系樹脂としては、種々のポリエステル系樹脂を好適に使用することができるが、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８０モル％以上、特に９０モル％以上を占めるポリエチレンテレフタレートが好適である。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−ブタンジオール、１，４−シクロヘ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テレフタレート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ト／２，６−ナフタレート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレートや、これらとポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート／イソフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレート／アジペート、ポリエチレン−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／アジペート、或いはこれらの２種以上とのブ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、溶媒としてフェノール／テトラクロロエタン混合溶媒を用いて測定した固有粘度〔ＩＶ〕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、エチレン系重合体、熱可塑性エラストマー、ポリアリレート、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１００重量部当たり６０重量部迄の量、特に好適には３乃至２０重量部の量で用いるのが望ましい。
【００２２】
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低−中−高密度ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタチックポリプロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン系不飽和カルボン酸乃至その無水物でグラフト変性されたオレフィン樹脂等を挙げることがきる。
【００２３】
ポリカーボネート系樹脂としては、二環二価フェノール類とホスゲンとから誘導される炭酸エステル樹脂を挙げることができ、ビスフェノール類、例えば、２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン（ビスフェノールＢ）、１, ２−ビス（４ーヒドロキシフェニル）エタン等から誘導されたポリカーボネートが好適である。
【００２４】
本発明のカップ状容器に使用される熱可塑性樹脂には、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を配合することができる。
成形前駆体は、製造する容器に各種機能を付与するため、上記樹脂層以外の層として、ガスバリヤー性樹脂層、リサイクルポリエステル樹脂層、酸素吸収性樹脂等を有する事ができる。
他の樹脂層は、二層構成で内層あるいは外層として用いる事もできるし、また、三層構成で中間層として用いる事もできる。
【００２５】
（２）熱成形装置への供給
図６を参照して説明を続けると、圧縮成形装置或いは射出成形装置（図示していない）から取り出された成形前駆体２０は、所要熱成形温度に加熱された後に熱成形装置２３に供給される。
ポリエステル系樹脂から成る場合のように、成形前駆体２０が実質上非晶状態で得られる場合には、成形前駆体２０の加熱温度はガラス転移点温度（Ｔｇ）以上で且つ結晶化開始温度（Ｔｉｃ）未満であるのが好ましい。加熱温度がガラス転移点温度（Ｔｇ）より小さいと熱成形に過大な力を必要とする。一方、結晶化開始温度（Ｔｉｃ）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（Ｔｇ）及び結晶化開始温度（Ｔｉｃ）は、測定対象とする成形体より任意に約１０ｍｇ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℃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℃で昇温して得たＤＳＣ曲線より求めたものに基づいている。
【００２６】
図示の熱成形装置２３は、雌成形型部材３０、加圧・締付部材(上方フランジ成形型)３２、プラグ部材３４及び延伸ロッド３６を含んでいる。雌成形型部材３０にはその上面から下方に延びる成形空洞３８が形成されている。この成形空洞３８の内周面上部は円筒形状で、スタック部に対応する段差１５が形成されている。内周面中間部及び下部は下方に向かって内径が漸次低減する逆円錐台筒形状であり、底面は実質上水平な円形である。
雌成形型部材３０には、その底壁を貫通する連通孔４０も形成されている。加圧・締付部材３２は環状であり、その中央に配設されている開口の内径は雌成形型部材３０の形成されている成形空洞３８の上端の内径と実質上同一に形成されている。
プラグ部材３４は円柱形状の上部と下方に向かって外径が漸次低減した逆円錐台柱形状の下部とを有している。図示の実施形態では、プラグ部材３４の外表面の周方向全体にわたってスタック部形成用段差部１３及びビード形成用凹部１４が形成されている。
プラグ部材３４には軸線方向に貫通して延びる貫通孔４２が形成されている。延伸ロッド３６は細長い円筒形状であり、プラグ部材３４の貫通孔４２に挿通されている。円筒形状の延伸ロッド３６に規定されている貫通孔は連通孔４４として機能する。
図６に図示するように、所要熱成形温度に加熱された成形前駆体２０は雌成形型部材３０の上面上に載置され、その熱成形主部２１が成形空洞３８に対応するよう位置する。
【００２７】
（３）フランジ部の結晶化処理工程
雌成形型部材３０の上面上に、その熱成形主部２１が成形空洞３８に対応するように載置された成形前駆体２０は、図７に図示する如く、加圧・締付部材３２が下降し、雌成形型部材３０の上面と加圧・締付部材３２の下面との間で成形前駆体２０のフランジ部２２が加圧され締付けられる。
熱成形に先立って、フランジ部２２に耐熱性を付与するフランジ部結晶化処理工程を行う場合は、フランジ部２２を局部的に結晶化開始温度（Ｔｉｃ）〜融点（Ｔｍ）未満に加熱して結晶化する。また、本発明者等の経験によれば、ガラス転移点温度以上に加熱されているフランジ部２２を相当な圧力、例えば４．５乃至１３ＭＰａ程度の圧力、で加圧すると、フランジ部２２が延伸して、フランジ部２２の厚さが例えば１／３乃至１／２程度に低減されると共に、樹脂の流動に起因して配向結晶化する。更に、結晶化開始温度（Ｔｉｃ）〜融点（Ｔｍ）未満に加熱された雌成形型部材３０の上面にフランジ部２２を接触させることにより上記樹脂の流動配向によって生じる成形ひずみの緩和と耐熱性を付与する、結晶化が行われる。かかる結晶化と成形ひずみの緩和によってフランジ部２２の耐熱性と強度が向上する。
図示の実施形態においては、加圧・締付部材３２を下降してフランジ部２２を加圧・締付するとフランジ部２２が結晶化され、従って加圧・締付部材３２の下降により、フランジ部２２の締付工程が行われると共に、フランジ部２２の結晶化処理工程が行われる。
尚、図に示された具体例では、成形前駆体としてプリフォームが使用されているが、シートを用いた場合にも締め付け工程が遂行されることにより、フランジ部と成るべき部分が結晶化されて、プリフォームを用いた場合と同様のカップ状容器を形成することが可能となる。
【００２８】
尚、上記のフランジ部結晶化処理工程は、所定温度の雌成形型部材３０を用い、この雌成形型部材３０の上端に置かれた成形前駆体２０のフランジ部２２を、加圧・締付部材３２で締め付けることにより行われているが、このような雌成形型部材３０を用いずに、別個の支持部材を用いて行うことも可能である。この場合には、所定温度に加熱された支持部材上に支持された成形前駆体２０のフランジ部２２を、上記の加圧・締付部材３２で締め付けることにより、フランジ部結晶化処理工程を遂行し、その後、該成形前駆体を雌成形型部材３０上に導入すればよい。
【００２９】
（４）熱成形工程
雌成形型部材３０上でのフランジ部２２の結晶化処理工程に続いて、成形前駆体２０の熱成形主部２１の熱成形が遂行される。図示の実施形態においては、この熱成形は３段階で遂行、すなわち延伸ロッド３６による延伸、ブロー成形及びシュリンクバックによって遂行される。
熱成形工程の第一段階においては、図８に図示する如く、延伸ロッド３６が図示する位置まで下降せしめられ、これによって成形前駆体２０の熱成形主部２１が軸線方向に延伸せしめられる。
次いで、第二段階においては、図９に図示するように、延伸ロッド３６の連通孔４４が圧縮空気源（図示していない）と連通しており、延伸された熱成形主部２１が連通孔４４から噴出する圧縮空気の作用によってブロー成形され、雌成形型部材３０の成形形状、すなわち成形空洞３８の内面に対応した形状にとなる。かかるブロー成形の際には、雌成形型部材３０を電気抵抗加熱器の如き適宜の加熱手段（図示していない）によって加熱し、成形空洞３８の内面を熱可塑性樹脂の結晶化開始温度以上で且つ融点未満の温度とすることにより、ブロー成形された熱成形主部２１が雌成形型部材３０の成形空洞３８の内面と接触して加熱され、熱固定される。
熱固定温度としては、熱可塑性樹脂の結晶化開始温度（Ｔｉｃ）より高温であるが融点（Ｔｍ）未満、特に融点（Ｔｍ）−１０℃以下であるのが好ましい。熱固定温度が融点（Ｔｍ）以上になると、熱成形主部２１が雌成形型部材３０に溶着してしまう傾向がある一方、結晶化開始温度（Ｔｉｃ）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、強度が得られない。
【００３０】
熱成形工程の第三段階においては、プラグ部材３４が図１０に図示する位置まで下降し、延伸ロッド３６の連通孔４４が真空源（図示していない）に連通すると共に、雌成形型部材３０の連通孔４０が圧縮空気源（図示していない）に連通することにより、真空吸引と圧縮空気加圧とによって熱成形主部２１がシュリンクバックして、プラグ部材３４の成形形状、すなわちスタック部形成用段差部１３及びビード部形成用凹部１４が形成されたプラグ部材３４の外表面形状が、最終形状、すなわち容器４６に賦形される。そしてまた、プラグ部材３４に接触せしめられることによって冷却される。この際のプラグ部材３４の表面の温度は、室温近傍から結晶化開始温度以下の範囲の適宜の温度でよい。
【００３１】
容器４６が充分に冷却された後に、熱成形装置２３から容器４６を取り出す。図１１に図示する如く、取り出した容器４６は環状フランジ４８、このフランジ４８の内周縁から垂下する側壁５０及び側壁５０の下端を閉じる底壁５２を有し、側壁５０にはスタック部５及びビード部８が形成されている。
図示の実施形態においては、更に、図１１に二点鎖線で示すように、加圧延伸されたフランジ４８をトリミングして所望の外径の容器にすることができる。フランジ４８のトリミングは周知の様式によって行うことができる。
【００３２】
本発明のカップ状容器の製造方法においては、上述した図６乃至図１１に具体的に示した方法に限定されるものでなく、延伸された成形体を熱固定した後、雄型(プラグ部材)にシュリンクバックして賦形・冷却する方法であって、賦形の際にスタック部及びビード部が形成されるものである限り、従来公知の方法を採用することもできる。
例えば、上述した具体例では、成形前駆体を延伸ロッドで延伸した後、ブロー成形に付していたが、延伸ロッドを用いることなくブロー成形してもよい。また雌型を用いることなく成形前駆体をフリーブロー成形により延伸してもよく、この場合には熱固定は加熱オーブン等を用いて行うことができる。更に、成形前駆体を直接雄型(プラグ部材)で延伸してもよく、この場合にはプラグ部材で延伸した後、プラグと延伸成形体の間に圧空が供給されて熱固定温度に加熱された雌型表面と接触して熱固定することが可能となる。
また上述した具体例ではプラグ部材と接触することにより賦形後冷却されていたが、勿論冷却ブローにより冷却することもできる。
【００３３】
成形前駆体としてシートを用いる場合には、シートが、治具（図７に示される具体例では雌成形型部材３０及び加圧・締付部材３２）によりクランプされることにより、前述した図７に示したプリフォームの場合と同様に、フランジ部と成るべき部分が、樹脂の流動配向及び加熱により結晶化されることが好ましい。これによりシートを用いた場合でも、成形されるカップ状容器のフランジ部も耐熱性及び耐衝撃性に優れたものとすることが可能となる。
【００３４】
成形前駆体のフランジ部の結晶化を行うに際して、フランジ部の下側を選択的に結晶化処理して、ヒートシール性に優れたフランジを有するカップ状容器を製造することもできる。
すなわちフランジ部の下面を選択的に結晶化し、フランジ部の上面は非結晶化乃至低結晶化のままにしておくことにより、フランジ下面の結晶化により耐熱性が確保されると共に、ヒートシール面である上面は非結晶乃至低結晶であるため７０℃程度の低温加熱により軟化乃至粘着化するため、アルミ箔等のシール材を容易にヒートシールすることが可能となる。
このようなフランジ部の選択的結晶化処理は、大きく分けて、選択的配向結晶化と選択的加熱結晶化との２つの手段により遂行することができる。
【００３５】
図１２は選択的配向結晶化を説明するための図であり、成形前駆体２０のフランジ部２２の上面２２ａにヒートシール部となる突部６０を形成しておき、この突部を一対の環状のフランジ成形型、すなわち上方フランジ成形型（ＵＦＭ）１１ａ及び下方フランジ成形型（ＬＦＭ）１１ｂの間にフランジ部２２をサンドイッチしての加圧延伸により行うが、ＵＦＭ１１ａには、突部６０に対応する凹部６２が形成されている。
すなわち、上述したＵＦＭ１１ａ及びＬＦＭ１１ｂを用いて、前述した配向結晶化が行なわれるような圧力（４．５乃至１３ＭＰａ程度の圧力）で且つガラス転移温度以上の温度に加熱して加圧延伸が行われても、上面２２ａに形成されている突部６０では、ＵＦＭ１１ａの凹部６２によって、その流動が抑止される。この結果、特にフランジ部２２は樹脂の流動による配向結晶化が生じるが、上面２２ａに形成されている突部６０は、フランジ面方向への樹脂の流動が抑止されているため、配向結晶化は生ぜず、非結晶性又は低結晶性の状態を維持できるのである。
【００３６】
選択的加熱結晶化は、成形前駆体２０のフランジ部２２について加圧延伸を行なわず、選択的加熱によって、フランジ部２２の上面２２ａ側が熱結晶化されないようにしてフランジ部２２の熱結晶化を行なうものである。このような選択的加熱には、接触式によるものと、輻射熱式によるものとがある。
【００３７】
図１３は、輻射熱式の選択的加熱方法を示すものであり、この方法では、成形前駆体２０のフランジ部２２を、冷却用の環状金型７０に接触させ、保持金型７２と挟持した状態で選択的加熱を行う。すなわち、フランジ部２２の突起２２ａに接触している環状金型７０には冷却水路７０ａが設けられており、この冷却水路７０ａに冷却水を流すことにより、フランジ部２２の突起２２ａを冷却するようになっている。一方、フランジ部の外方部分には、適当な間隔を置いて、フランジ部２２の下面２２ｂを輻射熱で加熱し得るようなヒータ７３（例えば赤外線ヒータ）を配置することにより選択加熱が行われる。
また、接触式による選択的加熱方法では、フランジ部の突起に、輻射熱式で用いているのと同様の冷却用環状金型を接触させ、フランジ部を加熱用の環状金型と挟持した状態で選択加熱を行う。フランジ部下面の加熱は、加熱用の環状金型の外面に取り付けられたバンドヒータからの熱伝達などにより行われる。
上述したフランジ部２２の選択的結晶化処理において、例えば図１２に示す選択的配向結晶化は、成形前駆体２０の熱成形工程に先立って行われ、図１３に示す選択的加熱結晶化は、成形前駆体２０の熱成形工程に先立って行ってもよいし、また、熱成形工程中のオーブン加熱による熱固定と同時に行うこともできる。
【実施例】
【００３８】
(評価方法)
［スタック性］
１.オーバーラップ量
スタックに供する部位の最大径−最小径であり、以下の(i)(ii)のいずれか大きい値をオーバーラップ量とし、オーバーラップ量が０．５ｍｍ以上であれば○、０．５ｍｍ未満であれば×とする。
(i)  （スタック外径−ビード内径）／２
(ii)  (スタック外径−口部内径)／２
２．スタック落下試験
容器を４０個積み重ねて１スタックとし、１スタック長さ分から落下させ、切り離し可能か否かを評価する。切り離し可能であれば○、切り離し不可能であれば×とする。
［剛性］
カップ軸方向と鉛直な方向からフランジからスタック部を荷重計付プレスで押し潰し、変形量が初期量の２０％になったときの荷重を測定する。
測定量が７０Ｎ以上であれば○，７０Ｎ未満であれば×とする。
【００３９】
(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)ＳＡ１３５、イソフタル酸２モル％含有)をインジェクション成形機(新潟鐵工所（株）ＮＮ７５ＪＳ)に供給し、射出温度２７５〜３００℃、射出圧１０ｋｇ／ｃｍ２の条件で射出成形し、単層で実質上非晶の成形前駆体（プリフォーム）１５．６g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、１８０℃まで加熱し、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℃に加熱した後、前記フランジ部を、上部フランジ成形型(以後ＵＦＭ、３０℃)、下部フランジ成形型(以後ＬＦＭ、３０℃)を用い、１０ｋＮの型締め力で把持し、前記フランジ内部を、最終成形体の内面形状を外面形状に持ち、フランジ部とスタック部の間にビード形状を持つプラグ（７５℃）により延伸成形し、次いで結晶化開始温度以上である１８０℃に加熱された雌金型へブロー成形（１．３ＭＰａ）を行い熱固定し、次いで雌型からのブロー(１．３Ｍｐａ)、及びプラグからのバキューム等のアシストによりプラグ形状にシュリンクバックし、フランジ付きカップ容器を得た。
尚、カップ状容器の寸法測定箇所は図２、用いた成形工具の寸法測定個所は図１４に示した。寸法及び評価結果を表１に示す。スタック性、剛性とも実用上十分な性能を示した。
【００４０】
(実施例２)
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)ＳＡ１３５、イソフタル酸２モル％含有)を押出機に供給し、溶融混練されたポリエステルをＴダイから押出した後、急冷して、厚さ２．５ｍｍの単層で実質上非晶のシートを得た。
前記シートを３０ｃｍ角に切断後、赤外線ヒータの照射を用いて、ガラス転移点以上の９５℃に加熱した。
前記シートをＵＦＭ(９０℃)、ＬＦＭ(１８０℃)を用い、１０ｋＮの型締め力で把持し結晶化したフランジ部を得た。
ついで、前記フランジ部内部を、実施例１と同様に成形し、フランジ付きカップ容器を得た。
寸法及び評価結果を表１に示す。スタック性、剛性とも実用上十分な性能を示した。
【００４１】
(比較例１)
プラグの形状が、フランジ部とスタック部の間にビード形状を持たない以外は、実施例２と同様に成形し、フランジ付きカップ容器を得た。
尚、カップ状容器の寸法測定箇所は図１、用いた成形工具はビード形成用凹部がない以外は実施例１及び２で用いたものと同様であり、寸法測定個所は図１４に示した。寸法及び評価結果を表１に示す。スタック性、剛性とも実用上十分な性能を示すことはできなかった。
【００４２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のカップ状容器のスタック状態を示す一部拡大側断面図。
【図２】本発明のカップ状容器のスタック状態を示す一部拡大側断面図。
【図３】従来のカップ状容器の熱成形工程を説明するための一部拡大側断面図。
【図４】本発明のカップ状容器の熱成形工程を説明するための一部拡大側断面図。
【図５】本発明に用いる成形前駆体を示す断面図。
【図６】本発明の製造方法の好適実施形態において、熱成形装置に成形前駆体を供給した状態を示す断面図。
【図７】図６の熱成形装置において成形前駆体のフランジ部を加圧延伸する様式を示す断面図。
【図８】図６の熱成形装置において成形前駆体の熱成形主部を延伸ロッドによって延伸する様式を示す断面図。
【図９】図６の熱成形装置において成形前駆体の熱成形主部をブロー成形する様式を示す断面図。
【図１０】図６の熱成形装置において成形前駆体の熱成形主部をシュリンクバックする様式を示す断面図。
【図１１】フランジをトリミングして完成された容器を示す断面図。
【図１２】フランジ部の選択的結晶化処理を行うための選択的配向結晶化方法の例を示す図。
【図１３】フランジ部の選択的結晶化処理を行うための選択的熱結晶化方法の一例（輻射熱式選択的加熱）を示す図。
【図１４】実施例で使用した成形工具の寸法測定個所を示す図。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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