(57)【要約】【課題】一層の耐熱性の向上を図るとともに、樹脂の使用量の削減と軽量化を図ることができる耐熱性ボトルの２段ブロー成形法を提供すること。【解決手段】有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに場合に、ヒートセットの加熱時に２軸延伸ブロー成形された中間成形品の肩部の温度を他の部分と同等とするように加熱するとともに、ヒートセット後、２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにする。これにより、ヒートセットの際の温度分布を小さくするのに加え、ヒートセット後の２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、一層の耐熱性を向上でき、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を一層向上するようにしている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、
前記ヒートセットの加熱時に前記２軸延伸ブロー成形された中間成形品の肩部の温度を他の部分と同等とするように加熱して成形するようにしたことを特徴とする耐熱性ボトルの２段ブロー成形法。
【請求項２】
有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、
前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしたことを特徴とする耐熱性ボトルの２段ブロー成形法。
【請求項３】
前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしたことを特徴とする請求項１記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法。
【請求項４】
前記中間成形品の肩部を、他の部分より接近して配置したヒートセットヒータにより加熱するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法。
【請求項５】
前記中間成形品の肩部の形状に沿わせて配置したヒートセットヒータで加熱して成形するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法。
【請求項６】
前記中間体の保温を、搬送経路をカバーで覆うとともに、内部を加熱して行うようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法。
【請求項７】
前記中間体の保温を、４０〜８０℃に加熱して行うようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、耐熱性ボトルの２段ブロー成形法に関し、特に角型や丸型など成品形状によらずポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の耐熱性ボトルの軽量化や薄肉化を図ると同時に、一層の耐熱性の向上を図ることができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂等を用いて有底のプリフォームを射出成形し、得られたプリフォームを加熱昇温後、二軸延伸ブロー成形を行ってボトル状容器を製造することが行われており、得られたボトル状容器は、透明性、表面光沢、耐衝撃性、ガスバリア性等に優れ、各種飲料、食品、液体洗剤などの容器として広く使用されている。
【０００３】
このような飲料用のボトル状容器の中には、内容物を熱間で充填したり、内容物を充填した後、加熱殺菌や加熱滅菌を行う場合があり、ボトル状容器にこれらの温度に対する耐熱性が必要となる。
【０００４】
このような耐熱性を有するボトルは、通常のブロー成形法で成形するだけでは得られず、耐熱性を与える種々のブロー成形法が提案されている。
【０００５】
例えば特許文献１に記載の耐熱性と耐圧性を備えたボトルの成形方法では、最終的なボトルの大きさに対して、縦方向が１．０〜１．３倍、横方向が０．６〜１．０倍のキャビティを有する１次ブロー成形金型を用いて、ネック部から下の胴体部および底部を面積倍率で４〜２２倍に延伸ブローする１次ブロー成形工程と、前記１次ブロー成形により成形した１次成形品を１１０℃〜２５５℃で加熱した後にブロー成形する２次ブロー成形工程とを経て成形するようにしている。
【０００６】
このような成形方法によれば、口頸部及びネック直下白化部を除いたすべての部分、特に従来のボトルでは延伸されないため最も弱い部分である底部を完全に延伸することで、耐熱性・耐圧性を高めるようにしている。
【０００７】
また、特許文献２に記載された耐熱及び耐圧性自立容器の製造方法では、口頸部、肩部、胴部及び底部からなる飽和ポリエステル樹脂製容器の製造法であって、有底筒状のパリソンの口頸部を除く胴部を最終形状の容器の胴部の大きさに対して縦方向を０．２〜５．０倍、周方向を０．３〜５．０倍に延伸する１次ブロー成形工程、さらに１次ブロー成形品を１２０〜２５０℃で加熱した後にブロー成形する２次ブロー成形工程、さらに容器底部を結晶化する工程を含んで成形するようにしている。
【０００８】
このような製造方法によれば、胴部を延伸、収縮再延伸するとともに、再延伸しにくい底部を部分結晶化することで、耐熱性および耐圧性を高めるようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２００８３９号公報
【特許文献２】
特開平８−２００６４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような１次ブロー成形工程と２次ブロー成形工程とを備える２段ブロー成形法で製造される耐熱性ボトルの耐熱性について、最終成品の耐熱性を測定したところ必要な耐熱性を得られていない部分があり、充填温度によっては収縮が生じるなどの問題がある。
【００１１】
そこで、耐熱性が低い部分が生じることについて検討を重ねたところ、１次ブロー成形後のヒートセットやヒートセット後の２次ブロー成形までの温度に不均一な温度分布が生じているという問題があることが分かった。
【００１２】
この発明は上記従来技術の有する現状に鑑みてなされたもので、一層の耐熱性の向上を図るとともに、樹脂の使用量の削減と軽量化を図ることができる耐熱性ボトルの２段ブロー成形法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためこの発明の請求項１記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法は、有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、前記ヒートセットの加熱時に前記２軸延伸ブロー成形された中間成形品の肩部の温度を他の部分と同等とするように加熱して成形するようにしたことを特徴とするものである。
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、前記ヒートセットの加熱時に前記２軸延伸ブロー成形された中間成形品の肩部の温度を他の部分と同等とするように加熱して成形するようにしており、ヒートセットの加熱の際に肩部の温度を他の部分と同等とすることで、この部分の耐熱性を向上し、ボトル全体の耐熱性の向上も図るようにする。
【００１４】
また、この発明の請求項２記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法は、有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしたことを特徴とするものである。
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしており、２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、耐熱性を向上でき、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を向上できるようになる。
【００１５】
さらに、この発明の請求項３記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法は、請求項１記載の構成に加え、前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしたことを特徴とするものである。
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしており、ヒートセットの際の温度分布を小さくするのに加え、ヒートセット後の２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、一層の耐熱性を向上でき、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を一層向上できるようになる。
【００１６】
また、この発明の請求項４記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記中間成形品の肩部を、他の部分より接近して配置したヒートセットヒータにより加熱するようにしたことを特徴とするものである。
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間成形品の肩部を、他の部分より接近して配置したヒートセットヒータにより加熱するようにしており、肩部の温度をこれまでより上昇させて温度分布を小さくでき、肩部の温度を他の部分と同等とすることで、この部分の耐熱性を向上し、ボトル全体の耐熱性の向上も図るようにする。
【００１７】
さらに、この発明の請求項５記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法は、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、前記中間成形品の肩部の形状に沿わせて配置したヒートセットヒータで加熱して成形するようにしたことを特徴とするものである。
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間成形品の肩部の形状に沿わせて配置したヒートセットヒータで加熱して成形するようにしており、肩部に沿う形状のヒートセットヒータによっても肩部の温度をこれまでより上昇させて温度分布を小さくでき、肩部の温度を他の部分と同等とすることで、この部分の耐熱性を向上し、ボトル全体の耐熱性の向上も図るようにする。
【００１８】
また、この発明の請求項６記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法は、請求項１〜５のいずれかに記載の構成に加え、前記中間体の保温を、搬送経路をカバーで覆うとともに、内部を加熱して行うようにしたことを特徴とするものである。
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間体の保温を、搬送経路をカバーで覆うとともに、内部を加熱して行うようにしており、搬送中の温度低下を防止して２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、耐熱性を向上でき、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を向上できるようになる。
【００１９】
さらに、この発明の請求項７記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法は、請求項１〜６のいずれかに記載の構成に加え、前記中間体の保温を、４０〜８０℃に加熱して行うようにしたことを特徴とするものである。
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間体の保温を、４０〜８０℃に加熱して行うようにしており、このような温度範囲とすることで搬送中の温度低下を５℃程度とし、２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、耐熱性を向上でき、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を向上できるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２はこの発明の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法の一実施の形態にかかり、図１は概略工程図、図２は各工程における成形品の概略形状の説明図である。
【００２１】
この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法で成形される耐熱性ボトル１０は、例えば未延伸の口部１１およびサポートリング１２と、延伸された肩部１３、胴部１４、接地部１５および底凹部１６とで構成され、自立可能な形状とされるとともに、胴部１４にくびれた補強用ウエスト部１７を備えるもので、この補強用ウエスト部１７は、例えば胴部１４の中央部１箇所に形成される。
【００２２】
なお、この補強用ウエスト部１７は、図３に示すように、中央部１箇所とする場合でもその位置を下寄りや上寄りにするもののほか、上下２箇所など複数箇所に形成する場合もある。
【００２３】
このような補強用ウエスト部１７を備えた耐熱性ボトル１０を２段ブロー成形する場合には、図２に示すように、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を射出成形することで得られる有底筒状のプリフォーム２０を加熱昇温するプリフォーム加熱工程と、この後、１次ブロー金型３０内にセットして２軸延伸ブロー成形することで、最終製品に比べて大きく延伸した中間成形品３１を成形する１次ブロー成形工程と、これを取り出した中間成形品３４をヒートセット（熱結晶化）して加熱収縮させるヒートセット工程と、この後、２次ブロー金型４０内にセットし、２次ブロー成形することで所望の大きさ・形状の最終成品の耐熱性ボトル１０に成形する２次ブロー成形工程とで通常の成形工程が構成される。
【００２４】
なお、この実施の形態では、より耐熱性に優れた成品をえるため、図２に示すように、ヒートセット工程と２次ブロー成形工程との間に、保温工程を追加して成形工程を構成してある。
【００２５】
このような２段ブロー成形法で補強用ウエスト部１７を備えた耐熱性ボトルを成形する場合には、これまでは、プリフォーム加熱工程でプリフォームを均一に加熱した後、１次ブロー成形で胴部が筒状に成形された中間成形品を成形し、これをヒートセットしたのち、キャビティが最終成品の形状とされたウエスト部１７付きの２次ブロー金型にセットし、この２次ブロー金型のキャビティによって補強用ウエスト部１７を成形するようにしていた。
【００２６】
この１次ブロー金型により１次ブロー成形される中間成形品は、耐熱性を確保するため、口部およびサポートリング以外の延伸すべき他の部分を完全に延伸する必要があり、胴部はほぼ均一な薄肉に延伸するようにしている。
【００２７】
ところが、この１次ブロー成形による均一な薄肉状態の中間成形品をヒートセット後に２次ブロー成形すると、補強用ウエスト部がさらに延伸され、胴部の他の部分に比べて一層薄肉となって補強の機能をなし得なくなってしまう問題があった。
【００２８】
そこで、この２段ブロー成形法では、１次ブロー成形によって得られる中間成形品３１の段階で、最終成品の耐熱性ボトル１０の補強用ウエスト部１７に対応する部分を延伸しながら厚肉に保つことができるようにする。
【００２９】
このため、この２段ブロー成形法では、１次ブロー成形の前工程のプリフォーム２０の加熱工程を次のようにしている。
【００３０】
すなわち、このプリフォーム加熱工程では、有底筒状のプリフォーム２０を加熱昇温する場合に、最終成品の耐熱性ボトル１０の補強用ウエスト部１７に対応する部分を他の部分に比べて低い温度として温度差を付与した状態にする。
【００３１】
このプリフォーム２０の加熱昇温は、例えばプリフォーム２０の表面温度が１００〜１２０℃、好ましくは１１０〜１２０℃となるように加熱するが、厚肉とすべき部分を、例えば表面温度で１０℃程度低い温度とする。
【００３２】
このようにプリフォーム２０の一部分を低い温度にするには、例えば冷却エアをノズルから吹き付けることで行う。
なお、温度差を付与すべき部分をマスキングすることで、マスキング部分の加熱量を減少して温度の低い状態にしても良い。さらに、これらに限らず温度差を付与すべき部分のヒータを離すようにしたり、逆に他の部分のヒータを接近させるなど何らかの方法で温度差を付与できれば良い。
【００３３】
このプリフォーム２０に設ける温度差を付与する位置は、プリフォーム２０の大きさと最終成品の耐熱性ボトル１０の大きさの比率に応じた位置、例えば、接地部１５からの高さの比率に応じた位置に形成しておく。
なお、補強用ウエスト部１７を予め厚肉にする方法としては、プリフォームを加熱する工程で部分冷却などによって温度差を付与する場合に限らず、プリフォームを均一加熱し、１次ブロー成形の際にキャビティに形成する突起部などで樹脂の流れを抑制して部分的に厚肉にすることで対応するようにしても良い。
【００３４】
このような一部分に温度差が付与されるプリフォーム２０としては、例えば次のようなプリフォーム２０を用いる。
【００３５】
このプリフォーム２０は、ブロー成形後の耐熱性ボトル１０の接地部１５から胴部１４の下部（胴下部）に対応するプリフォーム２０の側壁部２１の下部（胴下部相当部）２１ａが段差なく厚肉とされた厚肉部２２を備え、この厚肉部２２を、図２（ａ）に示すように、側壁部２１の外表面と内表面の中心軸と平行な線（鉛直線）に対する傾斜を変えることで底部２３に向かって段差なく厚くするように形成してある。
【００３６】
このように最終成品で厚肉とすべき部分のプリフォームの温度を他の部分に対して低くして温度差を付与した状態のものを用いて行う１次ブロー成形工程は次のようにして行われる。
この１次ブロー成形には、１次ブロー金型３０として最終成品の耐熱性ボトル１０の胴部の形状が角型や丸型のいずれであっても、キャビティ３２の横断面形状が円形のもの（筒状のもの）が用いられる。
【００３７】
このような温度差を付与したプリフォーム２０は、円形横断面の筒状のキャビティが形成された１次ブロー金型３０を用いて１次ブロー成形すると、温度差が付与されて温度の低い部分が他の部分に比べて延伸が抑えられ、他の部分に比べて厚肉の状態に延伸することができる。
【００３８】
このようにプリフォーム２０の加熱温度の低い部分の延伸が抑えられることを利用して１次ブロー成形後の部分的な厚肉の状態を得るようにする。
【００３９】
したがって、プリフォーム２０に形成する温度差を付与する部分の幅ついては、最終成品に形成すべき補強用ウエスト部１７の幅（上下方向のくぼみの幅）に応じてほぼ同等ないし広めとなるようにすれば良く、冷却エアを吹き付ける場合に、プリフォーム２０の大きさと最終成品の耐熱性ボトル１０の大きさに応じた比率の幅で冷却することで、最終成品の耐熱性ボトル１０の補強用ウエスト部１７の肉厚を厚肉にすることができる。
【００４０】
なお、実験では、例えばプリフォーム２０の表面温度を１１０℃に均一に加熱した後、温度差を付与する部分に対して常温の冷却エアを２秒吹き付けて冷却した。
このプリフォーム２０を用いて、これまでと同様に２段ブロー成形を行って最終成品として角型ボトルおよび丸型ボトルを得た。例えば図４に角型ボトルの場合の肉厚分布の測定結果を示すように、得られた最終成品である角型および丸型の耐熱性ボトル１０は、いずれもその胴部１４をほぼ均一な肉厚にすることができ、しかも接地部１５から８０ｍｍの高さの補強用ウエスト部１７はいずれも胴部１４より薄肉にならずほぼ同等にすることができた。
また、成形安定性についても１次成形金型を別々に用意する場合に比べてなんら問題がないことを確認した。
したがって、この１次ブロー成形工程では、最終成品の形状が角型、丸型のいずれであっても１次ブロー金型を共通の横断面形状が円形のキャビティを備えた金型とすることができ、型替えの必要をなくすことができ、金型製作のコスト低減を図ることもできる。
【００４１】
さらに、このプリフォーム２０を用いる１次ブロー成形では、耐熱性を確保するためには、口部１１およびサポートリング１２以外の延伸すべき他の部分のうち補強用ウエスト部１７に対応する部分を除いて偏肉が生じないようにできるだけ均一に延伸する必要がある。
そこで、１次ブロー成形として２軸延伸ブロー成形する中間成形品３１の延伸倍率を、例えば縦倍率を２．５〜３．５倍、横倍率を４〜５．５倍の範囲として２軸延伸ブロー成形することで比較的高延伸状態にし、薄肉化を図り、特に中間成形品３１の底部に肉が残らないようにする。
【００４２】
このような延伸倍率の範囲とすることで、１次ブロー成形として行われる２軸延伸ブロー成形による中間成形品３１は、口部１１およびサポートリング１２以外の延伸すべき他の部分１３〜１６のうち補強用ウエスト部１７に対応する部分を除いてほぼ均一に延伸されて薄肉化され、底部も偏肉のない状態に成形されるとともに、この後の工程のヒートセットによって加熱収縮した場合に均一に熱結晶化することができ、しかも最終工程の２次ブロー成形に適した大きさにすることができる。
【００４３】
この１次ブロー成形では、例えばプリフォーム２０の温度差付与部分以外を１１０℃に加熱するとともに、温度差を１０℃与えた状態にし、１次ブロー金型３０の底部を除くキャビティ３２を１４０℃、キャビティ３２の底部を３０℃に加熱し、常温のブロー気体（圧縮空気）を２秒間吹き込んで２軸延伸ブロー成形を行う。
【００４４】
この２軸延伸ブロー成形された中間成形品３１は、図２（ｃ）に示すように、１次ブロー金型３０の型温１４０℃で型内収縮後に中間成形品３４として取り出される。
【００４５】
このような１次ブロー成形では、延伸倍率が小さいと中間成形品３１の底部に肉が残って底部の軽量化が図れず、しかも底部の厚肉部分がヒートセットの際の加熱によって白化してしまう。また、最終成品の耐熱性ボトル１０の耐熱性を確保するためには、ヒートセットのための加熱温度を１９０〜２００℃の範囲にする必要があるが、加熱による熱収縮によって小さくなると、２次ブロー成形によっても所定の大きさの耐熱性ボトル１０に成形できなくなってしまう。
【００４６】
したがって、これらの条件を満たすように１次ブロー成形による延伸倍率を定めている。
【００４７】
一方、このような２軸延伸ブロー成形法により１次ブロー成形される中間成形品３１は、その表面積の大きさで見ると、１次ブロー金型３０のキャビティ３２の表面積が、最終成品の耐熱性ボトル１０の表面積に対して１．３〜２．０倍、好ましくは１．４〜２．０倍とすることで得られる。
【００４８】
なお、１次ブロー成形では、型内収縮が生じることから、型内収縮後の中間成形品３４の表面積では、最終成品の耐熱ボトル１０の表面積に対して１．０〜１．５倍、好ましくは１．１〜１．５倍とすれば良い。
【００４９】
このような表面積の大きさの１次ブロー成形による中間成形品３１を成形することで、所定の耐熱性を有し、所望の大きさの耐熱性ボトルを２段ブロー成形することができる。
【００５０】
なお、例えば図２（ｂ）に示したキャビティ３２の形状では、表面積が６２４．０７ｃｍ２であり、同図（ｃ）の型内収縮後の中間成形品３４の表面積は４７１．５８ｃｍ２であり、同図（ｅ）の最終製品の耐熱ボトル１０の表面積が４２０．１ｃｍ２であることから、最終成品に対するそれぞれの比は、中間成形品（キャビティ）３１で１．４９、型内収縮後の中間成形品３４で１．１２となっている。
【００５１】
こうして得られた補強用ウエスト部１７に対応する部分が厚肉とされ、他の延伸部分がほぼ均一に薄肉化された１次ブロー成形におる中間成形品３１は、型内収縮後の中間成形品３４がヒートセットされる。
【００５２】
このヒートセット工程では、例えばパネルヒータ３５が用いられ、表面温度を７００〜８００℃として型内収縮後の中間成形品３４の胴部表面温度が１９０〜２００℃、底部表面温度が１５０〜１６０℃となるように加熱し、７．５〜８秒のヒートセットが行われ、熱結晶化を図る。
このヒートセット工程では、中間成形品３４を底部を上にし、口部を下にした状態で加熱することで口部などの熱変形を防止する。
これまでのヒートセットヒータを構成するパネルヒータ３５を中間成形品３４の中心軸から一定の距離に配置して各部の表面温度を測定すると、図５に示すように、肩部の温度が他の胴部に比べて低くなっていることが分かった。
そこで、この発明では、ヒートセットヒータを構成するパネルヒータ３５を、例えば上下に３分割し、中間成形品３４の肩部分のすぼまった部分に対しても均一に加熱できるように、下部のパネルヒータ３５ｃを上部および中間部のパネルヒータ３５ａ，３５ｂよりも中間成形品３４に接近して配置する。
【００５３】
このように中間成形品３４の肩部を加熱するパネルヒータ３５ｃを接近させることでこの部分の加熱量を増大でき、ヒートセットによる熱結晶化を１層促進できる。
これにより、各部の温度をほぼ均一に加熱することができ、より均一な結晶化を図ることができ、最終成品の肩部分の耐熱性を向上することができるとともに、ボトル全体のより一層の耐熱性を向上することができる。
【００５４】
なお、ヒートセット工程での中間成形品３４の肩部を他の部分と同等に加熱する方法としては、パネルヒータを接近して配置する場合に限らず、肩部の形状に沿うよう傾斜して配置するようにすれば、中間成形品３４の表面からの距離をほぼ一定にして加熱でき、一層温度差を小さくすることができる。また、パネルヒータで加熱する場合に限らず、他の加熱装置を用いて部分的に肩部の加熱量を増大して全体を均一に加熱するようにしても良い。
【００５５】
このようなヒートセット工程では、加熱収縮が生じる結果、例えば１次ブロー成形工程の型内収縮後の中間成形品３４に対して表面積で０．７７倍程度に収縮した中間体３６となる。
【００５６】
こうして得られるヒートセット後の中間体３６は、補強用ウエスト部１７は厚肉とされ、概観上は最終成品のボトル形状にかかわらず胴部は円筒形とされる。そして、この中間体３６の胴径は、例えば最終成品の耐熱性ボトル１０の胴径が丸形ボトルの場合の６７ｍｍ、角形ボトルの場合の６０ｍｍに対して、５０〜６０ｍｍとされる。
この後、最終工程として２次ブロー成形が行われる。
【００５７】
ヒートセット後の中間体３６を用いる２次ブロー成形では、パネルヒータ３５で構成されたヒートセットオーブンから中間体３６が搬送されて２次ブロー金型４０に至るまでの間に、わずかではあるが温度低下が生じる。
特に、中間体３６を回転させずに一定の向きで搬送すると、温度が低下するだけでなく、温度分布が生じてしまい、特に風きり効果として搬送方向の前面、両側面、後面の順に冷却され易く、搬送中の雰囲気温度が低ければ低いほどその影響が大きくなる。
そこで、この搬送経路に保温工程として保温装置３７を設け、搬送経路内を加熱雰囲気にする。
【００５８】
これまでの搬送工程では、例えば３５℃程度の雰囲気温度で４〜５秒間の搬送中に１８０℃程度の中間体３６が１２〜１３℃程度の温度低下が生じる場合がある。
【００５９】
そこで、この保温工程では、保温装置３７で搬送装置に影響を及ぼさない程度でできるだけ温度を高めて搬送するようにしている。
この保温装置３７は、搬送経路を覆うカバーと、内部を加熱するヒータとで構成される。
そして、この保温装置３７で、例えば４０〜８０℃、好ましくは７０〜８０℃程度の加熱雰囲気として中間体３６を搬送することで、温度低下を５〜６℃と半減するようにしている。
これにより、搬送に伴う温度分布の発生を抑えることができ、耐熱性の向上を図ることができる。
【００６０】
次に、最終工程としての２次ブロー成形が行われ、この２次ブロー成形工程では、角型や丸型など最終製品の耐熱性ボトル１０の形状で補強用ウエスト部１７などに対応するキャビティ４１が形成された２次ブロー金型４０が用いられ、ブロー気体を吹き込んでブロー成形が行われる。
ここでは、２次ブロー気体として加熱気体が用いられ、例えば１００〜２００℃の加熱エアを用いる。
【００６１】
この２次ブロー成形の成形条件は、例えば２次ブロー金型４０は、キャビティ４１が１６０℃に加熱されるとともに、キャビティ４１の底部が３０〜１００℃に加熱され、１００〜２００℃の加熱エアをブロー気体として吹き込んで約２〜２．５秒でブロー成形が行われる。
そして、２次ブロー成形金型４０の型温が１４０℃で最終成品１０が取り出される。
【００６２】
このような２次ブロー成形によれば、２次ブロー金型４０のキャビティ４１に比べてヒートセットで熱収縮された小さい中間体３６を２次ブロー金型４０に容易にセットして２次ブロー成形することができるとともに、補強用ウエスト部１７の肉厚が薄くなく他の部分と同等の耐熱性ボトル１０を成形することができる。
【００６３】
例えば５００ｍｌ用の耐熱性ボトル１０をブロー成形して得た場合の肉厚分布の測定結果は、既に図４で説明したように、最終成品である耐熱性ボトル１０の胴部１４をほぼ均一な肉厚にすることができ、しかも接地部１５から８０ｍｍの高さの補強用ウエスト部１７は胴部１４より薄肉にならずほぼ同等にすることができた。なお、この耐熱性ボトル１０では、表面積が４２０．１ｃｍ２となり、ヒートセット後の中間体３６に対して１．１５倍となっている。
【００６４】
また、１次ブロー金型を円筒状の共通のものを用いて、２次ブロー成形で角型ボトルおよび丸型ボトルをそれぞれ成形した場合にも、ボトル各部の肉厚分布に何ら問題がなく、１次ブロー金型を共通化できることを確認した。
さらに、１次ブロー金型としてキャビティが円筒状のものを用いることで、１次ブロー金型のキャビティを予め角型にしたものを用いる場合に比べ、各部を均一に延伸でき、これにより、最終成品での耐熱性も向上し、無負荷状態で加熱した場合の収縮量を測定した（ＴＭＡ評価）結果（図６参照）からも収縮量が少なく耐熱性に優れることを確認している。
【００６５】
そして、こうして得られた耐熱性ボトル１０では、延伸結晶化度および熱結晶化度が高く、白化等の問題もなく、ボトル各部の耐熱性の違いも少なく耐熱性に優れた耐熱性ボトル１０を成形することができる。
【００６６】
さらに、ブロー気体として加熱エアを用いることで、得られた耐熱性ボトル１０に加熱した内容物を充填したり、内容物を充填後に加熱殺菌などを行う場合の耐熱性ボトルの収縮を抑えることができる。
【００６７】
例えば一般耐熱性試験として８５℃で充填後、７５℃・３分間のシャワー殺菌を行う場合と、高耐熱性試験として９１℃で充填後、７５℃・３分間のシャワー殺菌を行う場合とのそれぞれについて、２次ブロー成形に用いるブロー気体の温度を１１０℃、１６０℃とした場合と、常温のブロー気体を用いた場合のボトルの収縮量を測定した結果、加熱したブロー気体を用いることで、内容物充填後の収縮量を抑えることができ、しかもブロー気体の温度が高い方が収縮量が小さくなることを確認した。
【００６８】
なお、一般耐熱性試験を満足する充填温度が８５〜８７℃程度の耐熱性ボトルを２段ブロー成形後、成品を取り出す場合に、２次ブロー金型４０の型温を通常、１４０℃程度としてク−リングエアを用いて冷却後取り出すようにしているが、２次ブロー金型４０の型温を、１００〜１２０℃、好ましくは１１０〜１１５℃として、２次ブロー成形後成品を取り出すようにすることで、冷却に必要なクーリングエアが必要なく、そのまま成品を取り出すことができると同時、２次ブロー成形工程での成形性および最終成品としての一般耐熱性を確保することができる。
２次ブロー金型の型温が１００℃未満になると、耐熱性を確保することが難しく、１２０℃を超えて高くすると、取り出しにクーリングエアが必要となる。
このような２段ブロー成形法によれば、全工程で必要なクーリングエアなどの高圧エアを大幅に削減することができ、実験では高圧エアの使用量を半減することも可能となった。
【００６９】
また、この耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、軽量化と樹脂の使用量削減を図ることができ、しかも連続した延伸状態となることから、１次ブロー成形後の中間成形品を加熱してヒートセットする場合でも、局部的な熱収縮を防止して２次ブロー成形することができ、耐熱性に優れたボトルを成形することができる。
【００７０】
さらに、こうして得られるペットボトル等の耐熱性ボトルでは、薄肉化を図ることができるので、廃棄する場合に簡単に押し潰すことができ、リサイクルなどのための回収も容易となる。
【００７１】
なお、上記実施の形態では、具体例として５００ｍｌのペットボトルを成形する場合を例に説明したが、これに限らず、他の容積の場合ボトル状容器に同様に適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上、一実施の形態とともに具体的に説明したようにこの発明の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、前記ヒートセットの加熱時に前記２軸延伸ブロー成形された中間成形品の肩部の温度を他の部分と同等とするように加熱して成形するようにしたので、ヒートセットの加熱の際に肩部の温度を他の部分と同等とすることができ、この部分の耐熱性を向上し、ボトル全体の耐熱性の向上も図ることができる。
【００７３】
また、この発明の請求項２記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、有底筒状のプリフォームを１次ブロー金型内で２軸延伸ブロー成形したのち、ヒートセットして加熱収縮させ、次いで２次ブロー金型内でブロー成形して耐熱性ボトルを成形するに際し、前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしたので、２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、耐熱性を向上することができ、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を向上することができる。
【００７４】
さらに、この発明の請求項３記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記ヒートセット後、前記２次ブロー成形前に中間体の温度低下を防止するよう保温して成形するようにしたので、ヒートセットの際の温度分布を小さくするのに加え、ヒートセット後の２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、一層の耐熱性を向上でき、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を一層向上することができる。
【００７５】
また、この発明の請求項４記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間成形品の肩部を、他の部分より接近して配置したヒートセットヒータにより加熱するようにしたので、肩部の温度をこれまでより上昇させて温度分布を小さくでき、肩部の温度を他の部分と同等とすることができ、この部分の耐熱性を向上し、ボトル全体の耐熱性の向上も図ることができる。
【００７６】
さらに、この発明の請求項５記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間成形品の肩部の形状に沿わせて配置したヒートセットヒータで加熱して成形するようにしたので、肩部に沿う形状のヒートセットヒータによっても肩部の温度をこれまでより上昇させて温度分布を小さくでき、肩部の温度を他の部分と同等とすることで、この部分の耐熱性を向上し、ボトル全体の耐熱性の向上も図ることができる。
【００７７】
また、この発明の請求項６記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間体の保温を、搬送経路をカバーで覆うとともに、内部を加熱して行うようにしたので、搬送中の温度低下を防止して２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことができ、耐熱性を向上することができるとともに、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を向上することができる。
【００７８】
さらに、この発明の請求項７記載の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によれば、前記中間体の保温を、４０〜８０℃に加熱して行うようにしたので、このような温度範囲とすることで搬送中の温度低下を５℃程度にでき、２次ブロー成形前の中間体の温度を高く保つことで、耐熱性を向上することができるとともに、特に風きり方向の温度分布を小さくしてボトル全体の耐熱性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法の一実施の形態にかかる概略工程図である。
【図２】この発明の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法の一実施の形態にかかる各工程における中間成形品等の概略形状の説明図である。
【図３】この発明の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法のたの他の実施の形態にかかる最終成品の概略形状の説明図である。
【図４】この発明の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法の一実施の形態にかかる角型ボトルの最終成品の肉厚分布の測定結果を示すグラフである。
【図５】従来の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法によるヒートセット時の各部の温度測定結果を最終成品の対応する位置とともに示すグラフである。
【図６】この発明の耐熱性ボトルの２段ブロー成形法の一実施の形態にかかり１次ブロー成形金型のキャビティの横断面形状を丸型と角型とした場合の最終成品の収縮量の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  耐熱性ボトル
１１  口部
１２  サポートリング
１３  肩部
１４  胴部
１５  接地部
１６  底凹部
１７  補強用ウエスト部
２０  プリフォーム
２１  側壁部
２１ａ  下部（胴下部相当部）
２２  厚肉部
２３  底部
３０  １次ブロー金型（横断面形状が円形）
３１  中間成形品
３２  キャビティ
３３  突出部
３４  型内収縮後中間成形品
３５  パネルヒータ
３５ａ  上部のパネルヒータ
３５ｂ  中間部のパネルヒータ
３５ｃ  下部のパネルヒータ
３６  中間体
３７  保温装置
４０  ２次ブロー金型
４１  キャビティ（最終成品形状）
【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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