大型容器用预塑形坯以及大型容器以及大型容器的制造方法

摘要

一种大型容器用预塑形坯（20），用于利用延伸吹塑成形而形成的由聚对苯二甲酸乙二醇脂树脂构成的大型容器的制造，其特征在于，利用注射成形而形成而壁厚为6mm～9mm且纵轴长度比作为最终成形品的上述大型容器长。

说明书

技术领域

本发明涉及用于由聚对苯二甲酸乙二醇脂（以下也称为PET）树脂构成且容量为10升以上的大型容器的大型容器用预塑形坯以及大型容器以及大型容器的制造方法。

背景技术

以往，作为例如矿泉水用可反复利用瓶等，世界上一般采用例如5加仑（约20升）的树脂制的大型容器。作为这样的大型容器的材料，一般使用聚碳酸酯树脂。

矿泉水用可反复利用瓶等的大型容器通常在使用后从消费者处被回收，利用例如65℃左右的清洗液而被清洗（温水清洗）而多次地被再利用。因此，作为大型容器的材料，优选使用耐热性优异的聚碳酸酯树脂。

但是，近年来确认从聚碳酸酯树脂制的容器会溶出环境激素。这在世界中被视作问题，即便是上述那样的大型容器的材料，也希望使用没有环境激素的溶出的危险的树脂材料。例如，作为饮料用的小型容器等的材料而使用的PET树脂不存在环境激素的问题。因此，研究作为大型容器的材料也使用PET树脂的方案。

但是，PET树脂制的容器一般而言耐热性低，所以在上述的温水清洗时存在容器变形（收缩）的问题。因此，作为用于矿泉水用可反复利用瓶等的大型容器的材料，现状是无法采用PET树脂。

为了解决这样的问题，例如本申请申请人提出了下述方案：利用吹塑成形而令预先注射成形了的预塑形坯沿两轴方向延伸而制造PET树脂制的大型容器时，对成形品以高于清洗液温度的温度进行退火（例如参照专利文献1）。

利用这样的方法，能够提高PET树脂制的大型容器的耐热性而抑制温水清洗时的大型容器的变形，但是，仍然希望进一步提高大型容器的耐热性。

例如，在饮料用的小型容器中，提出有下述方法：通过对预塑形坯进行一次吹塑成形而形成比最终成形品大的一次吹塑成形品，利用热处理令该一次吹塑成形品收缩，然后利用二次吹塑成形形成成为最终成形品的容器的制造方法（例如参照专利文献2）。

专利文献1：日本特开平11－34152号公报。

专利文献2：日本特开平3－205124号公报。

但是，如果要利用该专利文献2所记载的方法制造大型容器，则对预塑形坯进行延伸吹塑成形时PET树脂发生白化，可知有可能丧失了PET树脂的作为最大的特征的透明性。

此外，在大型容器的预塑形坯的制造中，即便使用结晶化速度慢的共聚物作为材料，如果预塑形坯的厚度为约9mm以上则会发生基于球结晶化的白化，所以厚度存在约9mm以下这样的限制。因此，能够作为材料进行利用的PET树脂的量受到限制，例如成为希望使用更多的材料而提高大型容器的刚性时等的限制。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而提出的，目的在于提供一种大型容器用预塑形坯以及大型容器以及大型容器的制造方法，能够提高大型容器的耐热性并且能够良好地确保透明性。

为了解决上述课题，本发明为一种大型容器用预塑形坯，用于利用延伸吹塑成形而形成的由聚对苯二甲酸乙二醇脂树脂构成的大型容器的制造，其特征在于，利用注射成形而形成而壁厚为6mm～9mm且纵轴长度比作为最终成形品的上述大型容器长。

通过使用所述本发明的大型容器用预塑形坯而制造大型容器，能够将纵轴方向的预塑形坯的延伸倍率抑制为较小，能够抑制此时产生的PET树脂的延伸结晶白化。因而，能够制造耐热性优异且透明性也优异的大型容器。

在此，大型容器用预塑形坯的重量优选为550g～800g。由此，能够制造能够提高耐热性以及透明性并且能够确保足够的刚性的大型容器。

此外，本发明是一种大型容器，使用上述大型容器用预塑形坯而制造，其特征在于，具有开口的颈部、筒状的主体部、密封该主体部的一端的底部、和连接上述颈部和上述主体部的肩部，上述肩部的壁厚比上述主体部的壁厚厚。

所述本发明的大型容器耐热性优异所以能够抑制由于温水清洗而导致的变形，并且具有良好的透明性，所以能够适宜地用作例如矿泉水用可反复利用瓶等。

进而，本发明为一种大型容器的制造方法，其特征在于，具有下述工序：将聚对苯二甲酸乙二醇脂树脂注射成形而形成纵轴长度比作为最终成形品的大型容器长的预塑形坯的注射工序；对上述预塑形坯进行吹塑成形而形成比上述大型容器尺寸大的一次吹塑成形品、对该一次吹塑成形品加热并且形成收缩至比上述大型容器小的尺寸的中间成形品的中间成形工序；将上述中间成形品在加热至既定温度的最终吹塑成形模具内吹塑成形而得到既定形状的上述大型容器的最终成形工序。

在所述本发明中，在中间成形工序中，通过加热一次吹塑成形品而促进PET树脂的结晶化，此外在令一次成形品收缩而形成中间成形品时将残余应力除去，所以能够提高作为最终成形品的大型容器的耐热性。此外，由于具有上述注射工序，能够将纵轴方向的预塑形坯的延伸倍率抑制为较小，能够抑制此时产生的PET树脂的延伸结晶白化。因而，能够制造耐热性优异且透明性也能够维持为良好的大型容器。

在此，上述中间成形品具有开口的颈部、筒状的主体部、密封该主体部的一端的底部、和连接上述颈部与上述主体部且比上述主体部壁厚的肩部，在上述中间成形工序中，在加热上述一次吹塑成形品时，优选将上述一次吹塑成形品的肩部以比上述主体部低的温度加热。由此，能够抑制令中间成形品慢慢冷却时产生的壁厚较厚的肩部处的PET树脂的球结晶化所导致的白化。因而，能够将大型容器的耐热性维持为良好并且进一步提高透明性。

进而，在上述中间成形工序中，在加热上述一次吹塑成形品时，优选上述主体部的温度为140℃～180℃，上述肩部的温度为80℃～110℃。由此，能够抑制令中间成形品慢慢冷却时产生的壁厚较厚的肩部处的PET树脂的球结晶化所导致的白化。

此外，在上述中间成形工序中例如可以包含下述工序：在保持为常温的一次吹塑成形模具内将上述预塑形坯吹塑成形而形成上述一次吹塑成形品的一次吹塑成形工序；令上述一次吹塑成形品与加热为既定温度的热处理模具的内壁面接触而对一次吹塑成形品加热、并且将其内部的气体排出从而令其收缩而形成上述中间成形品的热处理工序。

或者，在上述中间成形工序中例如在加热为既定温度的一次吹塑成形模具内将上述预塑形坯吹塑成形而形成上述一次吹塑成形品，并且该一次吹塑成形品通过与上述一次吹塑成形模具的内壁面接触而被加热，并且通过将其内部的气体排出而令其收缩而形成上述中间成形品。

在这样的中间成形工序中，都能够通过加热一次吹塑成形品而促进PET树脂的结晶化，此外，能够在令一次成形品形成中间成形品时除去残余应力。因而，能够提高作为最终成形品的大型容器的耐热性。

在以上的本发明中，能够提高由PET树脂构成的大型容器的耐热性，并且能够提高透明性。因而能够实现例如适宜地用作容量为5加仑（约20升）左右的大型的矿泉水用可反复利用瓶等的大型容器。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的大型容器的局部剖视图。

图2是表示本发明的一实施方式的大型容器的制造方法的各工序中得到的成形品的概略说明图。

图3是说明本发明的一实施方式的注射工序的概略剖视图。

图4是说明本发明的一实施方式的一次吹塑成形工序的概略剖视图。

图5是说明本发明的一实施方式的热处理工序的概略剖视图。

图6是说明本发明的一实施方式的最终成形工序的概略剖视图。

附图标记说明

10…大型容器、11…口部、12…颈部、13…主体部、14…肩部、15…底部、16…跟部（ヒール部）、17…倾斜部、18…加强部、19…上底部、20…预塑形坯、21…颈部、22…主体部、30…一次吹塑成形品、31…颈部、32…主体部、33…肩部、34…底部、40…中间成形品、41…颈部、42…主体部、44…肩部、45…底部。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式。图1是表示本发明的一实施方式的大型容器的局部剖视图。

图1所示的大型容器10以聚对苯二甲酸乙二醇脂树脂形成，例如用作容量为5加仑（约20升）左右的矿泉水用可反复利用瓶。该大型容器10在上端具有口部11，具有例如外径为Φ55mm左右的颈部12、例如最大径为270mm左右的筒状的主体部13、连接颈部12与主体部13而从颈部12侧慢慢地扩开的肩部14、密封主体部13的一端的底部15、连接主体部13与底部15的跟部16。

在主体部13上形成有多个由环状的倾斜部17构成的加强部18。此外在底部15上形成有向容器内方突出的上底部19。利用这些加强部18以及上底部19而提高大型容器10的刚性（压曲强度），在向大型容器10内装入矿泉水等的内容物时，能够防止主体部13或者底部15变形。

进而，在本实施方式中，大型容器10的肩部14形成得比主体部13的壁厚厚，从而能够提高大型容器10的刚性。另外这样地令肩部14的壁厚增厚则在制造过程中容易引起PET树脂的白化，但在本发明中，如后所述，能够良好地确保肩部14的透明性。

以下，说明这样的本发明的大型容器10的制造方法。

如图2所示，大型容器10经由大型容器用预塑形坯（以下，简单地称为预塑形坯）20、一次吹塑成形品30以及中间成形品40而被成形。

首先如图3所示，使用注射成形模具100而利用注射成形而形成预塑形坯20（注射工序）。预塑形坯20是具有颈部21和有底筒状的主体部22的筒状体，其壁厚为6mm～9mm左右，纵轴长度L1形成得比作为最终成形品的大型容器10的纵轴长度L2长（参照图2）。另外，大型容器10的纵轴长度L2是大型容器10的中心部的长度，如图2所示，是从大型容器10的口部11到上底部19的长度。

通过这样地将预塑形坯20的纵轴长度L1形成为比大型容器10的纵轴长度L2长，详细如后所述，能够提高通过延伸吹塑成形该预塑形坯20而制造的大型容器10的耐热性，并且能够良好地确保透明性。

此外，通过将预塑形坯20的纵轴长度L1形成为比大型容器10的纵轴长度L2长，还具有能够良好地确保大型容器10的透明性并且提高刚性的效果。通过令预塑形坯20的壁厚增厚，即通过增加预塑形坯20的重量（PET树脂的使用量），能够提高大型容器10的刚性。但是如果预塑形坯20的壁厚过厚，则在预塑形坯20的制造过程中存在产生伴随着球结晶化的白化的问题。但是，在本发明中，通过令预塑形坯20的纵轴长度L1比大型容器10的纵轴长度L2长，能够将预塑形坯20的壁厚抑制为与以往相同程度（6mm～9mm左右）而令预塑形坯20的重量增加。

例如，以往的容量为5加仑左右的大型容器用的预塑形坯的重量如果考虑壁厚则最大也只能增加到650g左右。相对于此，本发明的预塑形坯20考虑到壁厚而能够将重量增加至700g以上，最大能够增加至800g左右。因而，通过使用该预塑形坯20而制造大型容器10，能够避免伴随着PET树脂的结晶化的白化的产生，能够制造确保良好的透明性并且提高了刚性（压曲强度）的大型容器10。

此外，优选预塑形坯20的重量为550g～800g左右。如果预塑形坯20的重量过轻，则作为最终成形品的大型容器10的刚性（压曲强度）有可能无法良好地确保所以不优选。另一方面，若预塑形坯20的重量过重即壁厚过厚，则如上所述，容易在吹塑成形时引起伴随着PET树脂的延伸结晶化的白化、及伴随着球结晶化的白化，不优选。

此外，以往的大型容器用预塑形坯的重量为大约550g～650g左右则只能够在比较狭窄的范围内变化，但本发明的预塑形坯20的重量能够在550g～800g的相当宽的范围内变化。因此，能够制造从例如刚性比较低但重量非常轻的容器到重量重但刚性非常高的容器、对应于用户的使用方式的多种多样的大型容器。此外，在重量轻时，也能够利用比大型容器10长的预塑形坯。此时，预塑形坯20变得薄壁，球结晶化导致的白化的可能性变得更小所以成形稳定，此外，能够缩短注射成形时的冷却时间所以能够提高制造循环。

另外，预塑形坯20的纵轴长度L1在比大型容器10的纵轴长度L2长比且一次吹塑成形品30的纵轴长度L3（图2参照）短的范围内设定即可，但期望在该范围内尽可能地长。例如，在将一次吹塑成形品30的纵轴长度L3形成为比大型容器10的纵轴长度L2大10％左右时，预塑形坯20的纵轴长度L1也优选形成为比大型容器10的纵轴长度L2长10％左右。

成形这样的预塑形坯20的注射成形模具100具有：限定颈部21的外壁面的由水平方向上能够开闭的可分模构成的颈模101、限定主体部22的外壁面的注射腔模102、限定预塑形坯20的内壁面的芯模103。PET树脂被从注射腔模102的中心部下侧的浇道104填充，预塑形坯20被注射成形。

该预塑形坯20被运送至未图示的加热部，被加热至既定的延伸适宜温度后，如图4所示，被配置于一次吹塑成形模具110内。在该一次吹塑成形模具110内对预塑形坯20吹塑成形从而形成比作为最终成形品的大型容器10尺寸大的一次吹塑成形品30（一次吹塑成形工序）。

一次吹塑成形模具110具有能够开闭的一次吹塑成形可分模111、将预塑形坯20的颈部21插入在内部的吹塑芯模112、能够通过吹塑芯模112而上下移动的延伸杆113、和一次吹塑底模114。而且一次吹塑成形模具110具有沿着一次吹塑成形品30的外形形状的内壁面115。

在一次吹塑成形工序中，预塑形坯20利用延伸杆113而被沿纵轴方向延伸，并且利用高压气体而被沿横轴方向延伸而被推压于一次吹塑成形模具110的内壁面115，从而成形一次吹塑成形品30。此时，一次吹塑成形模具110没有被加热而维持为常温，所以从一次吹塑成形模具110取出的一次吹塑成形品30为沿着一次吹塑成形模具110的内壁面115的形状。

另外，在此通过一次吹塑成形工序而吹塑成形预塑形坯20从而形成一次吹塑成形品30，但也可以在一次吹塑成形工序之前实施令预塑形坯20沿其径向稍微延伸的所谓予吹塑工序。由此，能够将一次吹塑成形工序中的预塑形坯20的延伸倍率抑制为较低，能够更加良好地形成一次吹塑成形品30。

这样地成形的一次吹塑成形品30具有在注射工序中成形的颈部31（21）、筒状的主体部32、连接主体部32和颈部31的肩部33、和堵住主体部32的一端的底部34，具有比作为最终成形品的大型容器10大的尺寸。此外，含有颈部31的纵轴长度L3比大型容器10的纵轴长度L2长（参照图2）。

进而，在一次吹塑成形时，优选适宜地调节预塑形坯20的延伸温度，使得一次吹塑成形品30的肩部33的壁厚比主体部32的壁厚厚。由此肩部33的延伸倍率被抑制为较小，能够更可靠地抑制肩部33的伴随着PET树脂的延伸结晶化的白化。此外，通过将肩部33的壁厚确保为比较厚，能够提高作为最终成形品的大型容器10的刚性。

接着，如图5所示，在将被冷却为常温后的一次吹塑成形品30配置于热处理吹塑成形模具120内而进行了热处理后，形成令该一次吹塑成形品30收缩至比大型容器10小的尺寸而成的中间成形品40（热处理工序）。另外，在一次吹塑成形品30被冷却至常温后，也可以马上对一次吹塑成形品30进行热处理工序，但实际上，反复进行上述的注射工序和一次吹塑成形工序从而一次制作多个一次吹塑成形品30，之后对这些多个的一次吹塑成形品30进行热处理工序。

热处理吹塑成形模具120具有：由收纳一次吹塑成形品30的可分模构成的热处理模具121、将一次吹塑成形品30的颈部31插入在内部的热处理用芯模122、与一次吹塑成形品30的底部34对应的上底加热模123。该热处理模具121的成形空间形成为与一次吹塑成形品30的外形大致相同的形状。此外在热处理模具121中，在对应于一次吹塑成形品30的主体部32的部分中设置有多个例如12根的棒状的加热器124。这些加热器124以大致均等的间隔内置于热处理模具121的成形空间的周围，利用这些加热器124将一次吹塑成形品30的主体部32加热至既定温度。

此外，在热处理模具121中，在与一次吹塑成形品30的肩部33对应部分形成有例如供给被加热了的油等的温度调节介质的供给路125。由此，能够利用热处理模具121将一次吹塑成形品30的主体部32和肩部33加热为不同的温度。此外，热处理用芯模122能够从顶端供给气体以及排气。

该热处理吹塑成形模具120被预先加热为既定温度。在热处理工序中，向一次吹塑成形品30的内部送入高压气体，令一次吹塑成形品30与热处理模具121内的内壁面126接触既定时间而进行加热处理（热定形处理）。之后将一次吹塑成形品30内的气体排气并且将一次吹塑成形品30从热处理模具121取出，从而形成中间成形品40。即，在将一次吹塑成形品30内的气体排气并且从热处理模具121取出一次吹塑成形品30时，一次吹塑成形品30收缩而成为纵轴长度L3比作为最终成形品的大型容器10的纵轴长度L2短的中间成形品40。

在此，在热处理工序中，一次吹塑成形品30的至少主体部32为比后述的最终成形工序中的加热温度高的温度，例如优选以140℃～180℃被加热。例如，在本实施方式中，基于多个加热器124的热处理模具121的加热温度被设定为例如140℃～180℃。此时的加热处理（热定形）时间优选设定为8s～16s之间。由此，除去一次吹塑成形品30的残余应力而提高作为最终成形品的大型容器10的耐热性。

进而，在如上所述那样一次吹塑成形品30的肩部33形成得比主体部32壁厚时，在热处理工序中如果对肩部33以与主体部32相同的温度进行加热，则在冷却时有可能产生伴随着PET树脂的球结晶化的白化。因此，肩部33优选以低于主体部32的温度的温度，以例如80℃～110℃的温度加热。在本实施方式中，通过向热处理模具121的供给路125内供给温度调节介质而以80℃～110℃的温度加热肩部33。由此，能够抑制壁厚较厚的肩部33的PET树脂的球结晶化导致的白化。另外出于同样的理由，在热处理工序中，优选一次吹塑成形品30的底部34也利用温度调节介质而加热为比较低的温度。

这样地形成的中间成形品40形成为比作为最终成形品的大型容器10小的尺寸，具有颈部41、筒状的主体部42、连接主体部42和颈部41的肩部44、堵住主体部42的一端的底部45。含有颈部41的纵轴长度L4也比大型容器10的纵轴长度L2短（参照图2）。

之后，将该中间成形品40如图6所示地配置在被加热为既定温度的最终吹塑成形模具130内。在该最终吹塑成形模具130内吹塑成形中间成形品40，从而得到作为最终成形品的大型容器10（参照图2）。

最终吹塑成形模具130具有：收纳中间成形品40且在上下方向分为两个的最终吹塑可分模131、将中间成形品40的颈部41插入在内部的最终处理用芯模132、对应于中间成形品40的底部45的上底模133。此外，在最终吹塑可分模131的成形空间的周围沿着纵轴方向设置有多个供给温度调节介质的供给路134。利用在这些的多个供给路134内循环的温度调节介质而将成形空间内的中间成形品40加热至既定温度。

在最终成形工序中，配置在最终吹塑成形模具130内的中间成形品40利用被供给至其内部的高压气体而沿纵轴方向以及横轴方向延伸，被推压于最终吹塑可分模131的内壁面135而被热处理，成形作为最终成形品的大型容器10（参照图1）。具体而言，最终吹塑成形模具130被预先加热至既定温度例如80℃～110℃，在该温度下将中间成形品40以既定时间例如25s～30s之间进行热定形，从而形成大型容器10。

通过利用以上说明的方法制造由PET树脂构成的大型容器，能够实现耐热性优异且提高了透明性的大型容器。在一次吹塑成形工序中通过加热一次吹塑成形品而促进PET树脂的结晶化，此外，利用热处理工序令一次成形品收缩而形成中间成形品时将残余应力除去，所以能够提高作为最终成形品的大型容器的耐热性。

此外，通过令预塑形坯的纵轴长度比作为最终成形品的大型容器长，能够将一次吹塑成形工序中的预塑形坯的延伸倍率抑制为较小，能够抑制此时产生的PET树脂的延伸结晶白化。进而，通过令预塑形坯的纵轴长度比大型容器长，能够大幅地增加预塑形坯的重量而提高大型容器的刚性。特别地，在本实施方式中，不仅在中间成形工序，在最终成形工序中也对中间成形品40进行热定形，所以能够可靠地提高作为最终成形品的大型容器10的刚性。

因而，能够实现耐热性优异且良好地维持了透明性的大型容器10。例如，与由一次吹塑成形而形成的以往的大型容器相比能够大幅提高耐热性且能够得到与以往的大型容器相同或者之上的透明性。例如，大型容器10即便多次（20次左右）进行60℃～70℃的碱性温水清洗也不会变形（收缩），此外能够可靠地防止裂纹的发生。因而能够适宜地用于例如矿泉水用可反复利用瓶等的需要进行温水清洗的用途。

以上说明了本发明的一实施方式，但当然本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如，在上述的实施方式中，说明了形成一次吹塑成形品并且将该一次吹塑成形品形成为中间成形品的中间成形工序包含一次吹塑成形工序和热处理工序的例子，但中间成形工序不限定于此。例如，中间成形工序也可以实质上同时进行这些一次吹塑成形工序和热处理工序。例如，在上述的热处理吹塑成形模具120等的内部配置预塑形坯，在预先被加热至既定温度的该热处理吹塑成形模具内吹塑成形该预塑形坯而形成一次吹塑成形品。而且，也可以将该一次吹塑成形品与热处理吹塑成形模具的内壁面接触从而进行加热处理（热定形）。此时，通过在之后将一次吹塑成形品内的气体排出并且从热处理吹塑成形模具内取出一次吹塑成形品，一次吹塑成形品收缩而成为中间成形品。