JP5018881B2 - 耐熱圧性ポリエステルボトル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐熱圧性ポリエステルボトル及びその製造方法に関し、より詳細には、ボトル全高に対して首部分の割合が公知のポリエステルボトルに比して長い、所謂鶴首状の耐熱圧性ポリエステルボトル及びその製造方法に関する。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の如き熱可塑性ポリエステルの二軸延伸ブロー成形容器は、優れた透明性や表面光沢を有すると共に、瓶に必要な耐衝撃性、剛性、ガスバリヤー性をも有しており、各種液体を充填するボトルとして広く利用されている。
一般に、瓶詰製品の製造に際しては、内容物の保存性を高めるために、内容物を熱間充填し或いは内容物を充填した後、加熱殺菌乃至滅菌することが必要である。しかしながら、ポリエステル製ボトルは耐熱性に劣るという欠点があり、内容物を熱間充填する際の熱変形や容積の収縮変形を生じるため、二軸延伸ブロー容器を成形後に熱固定（ヒート・セット）する操作が行われている。
しかしながら、自生圧力を有する内容物を充填密封後、加熱殺菌乃至滅菌する用途（耐熱圧ボトル）では、ボトル底部に圧力と熱とが同時に作用して熱クリープ現象により膨出変形を生じるため、通常の耐圧ボトルよりも厚肉にすることで限定的な耐熱性を併せ持つようにしているものの未だ不十分であり、また軽量化、薄肉化を進めるのが困難であった。
このような観点から、耐熱圧性ポリエステルボトル及びその製法が提案されている。例えば、本出願人による特開平８−２６７５４９号公報や特開平９−１１８３２２号公報には、２段ブロー成形法による耐熱圧性ポリエステルボトル及びその製造方法が提案されており、この方法によれば、加熱殺菌乃至滅菌を施しても上述した問題を生じることのない、耐熱圧性に優れたポリエステルボトルが提供される。
このようにポリエステルボトルにおいても優れた耐熱圧性を有するものが提供可能になったことに伴い、ビール等の充填後加熱殺菌乃至滅菌が必要な自生圧力を有する飲料にも、ポリエステルボトルを使用することが望まれている。
すなわちビールは、従来よりガラス瓶或いは缶に充填されるのが一般的であるが、ビールについての包装容器の一形態として、軽量で耐衝撃性に優れたポリエステルから成る二軸延伸ブロー成形ボトルにビールを充填することが望まれている。
その一方、ビールにおいては、特にガラス瓶において首部の形状が細長い、すなわち胴部に比して断面径が小さく、且つ長い形状、所謂鶴首形状のガラス瓶がビールの一般的な容器として親しまれているため、このようなポリエステルボトルにおいても、ビール瓶の形状として親しまれている、首部の長さが長い、所謂鶴首形状を有するものであることが望まれている。

しかしながら、従来公知の二段ブロー成形法における耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、プリフォームの口部を熱結晶化させ、口部から短い首部を経て肩部、胴部及び底部へ連なる形状が一般的であり、ビール瓶を想起させるような形状のポリエステルボトルは知られていない。
すなわち、相対湿度及びポリエステル樹脂の結晶化度によりその程度は異なるが、一般にポリエステル樹脂は吸湿性があり、吸湿率が大きいほどクリープ変形しやすくなる傾向がある。過度に吸湿したボトルに内容液を充填すると、熱と圧力によるボトルの容積膨張が大きくなり、特に首部分の断面径が小さく細長い鶴首形状のボトルでは、首部分において内容液の液面低下が目立ってしまい、充填量が不足している等の誤解を招くおそれがある。そのため、従来は、上述したような口部から短い首部を経て肩部、胴部、及び底部へ連なる形状のポリエステルボトルとせざるを得なかった。
従って本発明の目的は、ビールを内容物とするのに好適な、所謂鶴首形状を有する耐熱圧性ポリエステルボトルであって、従来のガラス瓶詰めビールの印象を崩さないポリエステル樹脂製ボトル及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、ポリエステル樹脂の吸湿が有効に防止され、断面径の小さい細長い鶴首形状の首部を有する形状であっても、上述したような問題を生じることがない耐熱圧性ポリエステルボトル及びその製造方法を提供することである。
本発明によれば、ポリエステル樹脂から成るプリフォームを二軸延伸成形して成る、口部、首部、肩部、胴部及び底部から成る耐熱圧性ポリエステルボトルにおいて、前記首部の長さが口部を除くボトル高さの１０乃至４０％の範囲にあり、且つ首部の結晶化度が２０乃至３５％の範囲にあると共に、胴部の結晶化度が３５乃至５０％の範囲にあることを特徴とする耐熱圧性ポリエステルボトルが提供される。
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、
１．温度３０℃及び湿度８０％ＲＨの条件で７日間保管後の胴部の吸湿率が３０００ｐｐｍ以下であること、
２．３．３ガスボリューム（ＧＶ）に調整した炭酸溶液を充填した後、６５℃３０分の条件で殺菌処理したときの容積変化が４．０％以下であること、
が好適である。
本発明によればまた、ポリエステル樹脂から成るプリフォームを二軸延伸ブロー成形して一次成形品を得る一次ブロー成形工程、一次成形品を熱処理して加熱収縮させた二次成形品を得る熱処理工程、二次成形品を二軸延伸ブロー成形して最終成形品を得る二次ブロー成形工程、から成る耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法において、前記一次ブロー成形工程において一次成形品の首部が最終成形品の首部とほぼ同じ大きさまで二軸延伸されると共に、前記熱処理工程において二次成形品の首部が加熱収縮されていないことを特徴とする耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法が提供される。
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法においては、
１．二次ブロー成形工程における最終成形品の容積比で表す加工量が２０〜４０ｖｏｌ％であること、
２．一次ブロー成形工程における首部の金型温度が１５乃至６０℃の範囲にあり、他の部分に対応する金型温度が６０乃至１５０℃の範囲にあること、
３．熱処理工程における加熱温度が胴部において１２０乃至２１０℃の範囲にあること、４．二次ブロー成形工程における金型温度が１５乃至６０℃の範囲にあること、
が好適である。
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、首部の長さＬが口部を除くボトル高さＨの１０乃至４０％の範囲にあることが第一の重要な特徴である。
図１は、本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルの一例を示す側断面図であり、全体を１で表す本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルは、概略的に言って、口部２、鶴首状の首部３、首部３及び胴部５に連なる肩部４、胴部５、及び底部６から成っている。
首部３は、その長さＬが口部を除くボトル１の高さＨの１０乃至４０％、特に１５乃至３０％の範囲にあると共に、外径が下方に行くに従って大きくなるテーパー面が形成されている。また首部３と肩部４の付け根部分３ａにおける内径Ｄ１が口部内径よりも大きく且つ胴部の内径Ｄ２の３０乃至８０％、特に４５乃至７０％の範囲にあり、細長い鶴首形状の首部を形成している。かかる鶴首状の首部を有することにより、内容物としてビールが充填された場合には、従来のビール用として親しまれているガラス瓶に充填されたビールと同様の印象を消費者に与えることが可能となるのである。なお、図面では首部を直線的なテーパー形状としているが、ゆるやかな曲線で構成する、浅いビードを設けるなどの軽微な形状変更を施してもよい。
また底部６は、底部全体が薄肉に形成されていると共に、底中心部７を通る複数の谷部８及び複数の足部９（好適には５〜６本足）が形成された所謂ペタロイド状の底形状をしており、ボトル１の自立性及び耐圧性が確保されている。
また本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、密度法による結晶化度が、首部において２０乃至３５％の範囲にあり、胴部において３５乃至５０％の範囲にあることが第二の重要な特徴である。
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルは、従来のビール用ガラス瓶の形状に類似した、細長い、鶴首状の首部が形成されているが、かかる首部においても後述するように一次ブロー成形工程で延伸されているため、首部を含めたボトル全体の結晶化度が２０％以上であり、優れた耐熱性を有していると共に、容積膨張に最も影響の大きい胴部の結晶化度を高めて強度を上げ、膨張し難くしているのである。
また本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、温度３０℃及び湿度８０％ＲＨの条件で７日間保管後の胴部の吸湿率が３０００ｐｐｍ以下であるという特徴を有している。
すなわち、前述したように、ポリエステル樹脂の吸湿性は、その結晶化度に依存する傾向があるが、本発明においては、最も結晶化度の低い首部でも２０％以上の結晶化度を有し、内容液との接触面積が最も多い胴部においては３５％以上の結晶化度を有しているため、吸湿性が３０００ｐｐｍ以下に維持され、クリープ変形しにくくなる。従って、細長い、所謂鶴首形状の首部であっても、ボトル内の内容液の液面（入れ目）の変化を少なくすることが可能であり、成形から充填までの期間が異なるボトルが混在して吸湿率がばらついた状態でも、安定した入れ目位置を確保できる。
更に本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、３．３ＧＶに調製した炭酸溶液を充填した後、６５℃３０分の条件で殺菌処理したときの容積変化が４．０％以下であるという特徴を有している。
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法は、ポリエステル樹脂から成るプリフォームを二軸延伸ブロー成形して一次成形品を得る一次ブロー成形工程、一次成形品を熱処理して加熱収縮させた二次成形品を得る熱処理工程、二次成形品を二軸延伸ブロー成形して最終成形品を得る二次ブロー成形工程から成る二段ブロー成形法において、前記一次ブロー成形工程において一次成形品の首部が最終成形品の首部とほぼ同じ大きさまで二軸延伸されると共に、前記熱処理工程において二次成形品の首部が加熱収縮されていないことが第一の重要な特徴であり、また前記二次ブロー成形工程における最終成形品の容積比で表す加工量が２０〜４０ｖｏｌ％であることが第二の重要な特徴である。尚、加工量は、下記式
加工量＝（最終成形品の容積−二次成形品の容積）／最終成形品の容積×１００
で表される。
図２は、本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法において、各工程で得られる一次成形品、二次成形品、最終成形品の形状及び大きさを説明するための図である。この図２から明らかなように、最終成形品１の首部３は、一次ブロー成形工程で得られる一次成形品２２及び熱処理工程で得られる二次成形品２４とその形状及び大きさがほぼ同じである。また二次成形品２４は、一次成形品２２よりも小さく収縮され、底部の形状は、最終成形品１の底部６の形状とほぼ同じ形状になっている。
鶴首状の細長い首部は充分に二軸延伸し難いため、首部を含めて熱処理すると不均一な収縮を起こして二次成形品が傾きやすく、結果的に胴部や底部の加熱収縮も不均一になり、さらに二次ブロー金型への挿入や型閉にも支障が生じる。本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法においては、鶴首状の細長い首部を形成するために、当該部分のみを、加熱収縮及び二次ブローすることなく、一次ブロー成形工程のみで成形する。これにより、加熱収縮後の二次成形品の二次ブロー金型への設置固定等の点で問題を生じることなく、生産性を低下させることもない。
また本発明においては、耐圧性を特に向上させるべく、二次ブロー成形工程における加工量を２０ｖｏｌ％以上と、一般的な二段ブロー法によるポリエステルボトルに比して大きくして、あえて加工による歪を残留させて最終成形品に伸縮性を付与することによって、耐圧性を向上することができるのである。
一般に二段ブロー法による耐熱性ポリエステルボトルにおいては、高温充填時もしくは充填後の加熱殺菌処理時の熱収縮への対処として、最終成形品の残留歪を低減させることにより、耐熱性を向上させている。このような観点からは熱処理後の二次成形品をできる限り最終成形品の形状に近似させて、二次ブロー成形工程における加工量を低減させている。
これに対して本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、充填後の殺菌処理時には内圧により膨張方向への力が働くという、耐熱用途とは全く異なる現象に対処するため、二次ブロー成形工程における加工量を、上述した二段ブロー成形法による一般的な耐熱性ポリエステルボトルに比して大きくして、得られたボトルに比較的大きな歪を与えることにより、熱による伸縮を可能とし、耐圧強度を高めることが可能となるのである。

図１は、本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルの一例を示す図であり、（Ａ）は側断面図（口部を除く）、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。
図２は、本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法の各工程で得られる中間体の形状及び大きさを説明するため図である。
図３は、本発明の耐熱圧性ポリエステルボトル製造工程を説明するための図である。
図４は、実施例により作成されたポリエステルボトルについて、各ボトル部位における結晶化度を示す図である。

（プリフォーム）
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルに用いられる熱可塑性ポリエステルとしては、特にエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルを好適に用いることができる。
本発明に用いるエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルは、エステル反復単位の大部分、一般に７０モル％以上、特に８０モル％以上をエチレンテレフタレート単位を占めるものであり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５０乃至９０℃、特に５５乃至８０℃で、融点（Ｔｍ）が２００乃至２７５℃、特に２２０乃至２７０℃にある熱可塑性ポリエステルが好適である。
ホモポリエチレンテレフタレートが耐熱圧性の点で好適であるが、エチレンテレフタレート単位以外のエステル単位の少量を含む共重合ポリエステルも使用し得る。
テレフタル酸以外の二塩基酸としては、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジオン酸等の脂肪族ジカルボン酸；の１種又は２種以上の組合せが挙げられ、エチレングリコール以外のジオール成分としては、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、１，６−ヘキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物等の１種又は２種以上が挙げられる。
用いるエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルは、少なくともフィルムを形成するに足る分子量を有するべきであり、用途に応じて、射出グレード或いは押出グレードのものが使用される。その固有粘度（Ｉ．Ｖ．）は一般的に０．６乃至１．４ｄＬ／ｇ、特に０．６３乃至１．３ｄＬ／ｇの範囲にあるものが望ましい。
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、上述したポリエステル樹脂の単層構成のプリフォームからなる単層ボトル以外にも、他の熱可塑性樹脂との組み合わせで多層構成のプリフォームを用いることもできる。
上記ポリエステル樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、延伸ブロー成形及び熱結晶化可能な樹脂であれば任意のものを使用でき、これに限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、環状オレフィン重合体などのオレフィン系樹脂や、キシリレン基含有ポリアミドなどのポリアミド樹脂等を挙げることができる。また、キシリレン基含有ポリアミドにジエン系化合物、遷移金属系触媒を配合した酸素吸収性ガスバリヤー樹脂組成物や、リサイクルポリエステル（ＰＣＲ（使用済みボトルを再生した樹脂）、ＳＣＲ（生産工場内で発生した樹脂）又はそれらの混合物）等も用いることができる。
本発明に用いるプリフォームは、図３（Ａ）にその一例が示されているように、プリフォーム１０は、口部１１、胴部１２及び閉塞底部１３から成っている。図３においては、口部１１の詳細は省略してあるが、キャップや王冠など、使用する蓋の構造に合わせて環状突起或いは螺子等の蓋締結機構が設けられている。この口部１１は、図１の容器口部２となり、プリフォームの胴部１２の上部が最終成形品の首部及び中間部及び下部が胴部になる。
ポリエステル樹脂のプリフォームへの成形は、従来公知の方法により成形することができ、射出成形又は圧縮成形により成形することができる。
プリフォーム１０の口部１１は熱結晶化されているのが望ましく、これらの部分をそれ自体公知の手段で選択的に加熱することにより行うことができる。ポリエステル等の熱結晶化は、固有の結晶化温度で顕著に生じるので、一般にプリフォームの対応する部分を、結晶化温度に加熱すればよい。加熱は、赤外線加熱或いは誘電加熱等により行うことができ、一般に延伸すべき胴部を熱源から断熱材により遮断して、選択的加熱を行うのがよい。
上記の熱結晶化は、プリフォーム１０の延伸温度への予備加熱と同時に行っても或いは別個に行ってもよい。口部熱結晶化は、プリフォーム口部を、他の部分と熱的に絶縁した状態で、一般に１４０乃至２２０℃、特に１６０乃至２１０℃の温度に加熱することにより行うことができる。プリフォーム口部の結晶化度は２５％以上であるのがよい。
なお、内容物充填後の殺菌処理条件が後述する実施例と同等程度かそれ以下であれば、必ずしも口部を熱結晶化しなくてもよい。
（二段ブロー成形法）
本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルは二段ブロー成形法により成形することができ、二段ブロー成形法では、最初に延伸温度に加熱したプリフォームを一次ブロー成形して、概ね底部がドーム状の一次成形品を作成する。次に、その一次成形品の口部及び首部を除く、肩部、胴部及び底部を加熱収縮させて二次成形品とし、更に加熱状態にある二次成形品を二次ブロー成形して最終成形品とする。
二段ブロー成形法を示す図３において、必要により部分熱結晶化されたプリフォーム１０を加熱機構により予備加熱し；予備加熱を行ったプリフォーム１０を一次ブロー金型２１内にて二軸延伸ブロー成形して、概ねドーム状の底部を形成すると共に、プリフォームの熱結晶化部以外の部分を高延伸倍率に延伸した一次成形品２２とする。この際、鶴首状の首部は、最終成形品とほぼ同形状に延伸される（図３（Ａ））。なお、一次ブロー金型からの取り出し時の収縮や二次ブロー金型への挿入性などを考慮して、最終成形品の首部に対して±５％程度の差異は許容される。
次いでこの一次成形品２２の口部及び首部を除く部分を加熱機構２３により、加熱して、該底部及び胴部が収縮した二次成形品２４とし（図３（Ｂ））、次いでこの二次成形品２４を二次ブロー金型２５内にてブロー成形して、複数の谷部及び足部から成り、底中心部を除いて高延伸により薄肉化された底部を有する最終成形品１とする（図３（Ｃ））。
プリフォームの延伸温度は、一般に８５乃至１３５℃、特に９０乃至１３０℃の温度が適当であり、その加熱は、赤外線加熱、熱風加熱炉、誘電加熱等のそれ自体公知の手段により行うことができる。尚、プリフォームからの延伸ブロー成形には、成形されるプリフォーム成形品に与えられた熱、即ち余熱を利用して、プリフォーム成形に続いて延伸ブロー成形を行う方法も使用できるが、一般には、一旦冷却状態のプリフォーム成形品を製造し、このプリフォームを前述した延伸温度に加熱して延伸ブロー成形を行う方法（コールドパリソン法）が好ましい。
［一次ブロー成形工程］
本発明においては、一次ブロー成形工程において、首部を最終成形品の首部の形状である鶴首形状に延伸することが重要であり、このため、図３（Ａ）に示す、首部に相当する部分の金型２１ａの温度を１５乃至６０℃、特に１５乃至４０℃の範囲に設定することが好ましい。また首部を除く部分に対応する金型２１ｂの温度を６０乃至１５０℃に設定することが好ましい。これにより、首部の形状を、その後の加熱処理工程及び二次ブロー成形工程での変形を抑制することが可能となる。
一次ブロー成形工程においては、プリフォーム内に延伸棒を挿入し、その先端をプリフォーム底部の中心部に押し当てて、プリフォームを軸方向に引っ張り延伸すると共に、プリフォーム内に流体を吹き込んで、プリフォームを周方向に膨張延伸させる。この際、延伸棒と同軸に、底部の側にプレス棒を配置して、引っ張り延伸に際して、プリフォームの底部中心部を延伸棒とプレス棒とにより狭持して、プリフォームの底部の中心部が形成される一次成形品の中心に位置するように位置規制してもよい。
金型の底部形状は、一次成形品の底部の高延伸化を促進するために、曲率半径の大きい概ねドーム状の形状を有しているが、図３に示すように、底中央部に平坦状部が形成されたものであることが好ましい。一次成形品の底部の直径を、最終容器の胴部及び底部直径の１．１乃至１．５倍程度とすることが好適である。
更に本発明においては、得られた一次成形品の底部は底中心部を除き、結晶化度が２０％以上、より好ましくは２４％以上に比較的に高延伸状態にて配向結晶化しており、且つ１ｍｍ以下、より好ましくは０．８ｍｍ以下の肉厚に薄肉化されている。
一次ブロー成形工程における延伸倍率は、軸方向延伸倍率を２乃至５倍、特に２．２乃至４倍、周方向延伸倍率を２．５乃至６．６倍、特に３乃至６倍とするのがよい。圧力流体としては、室温或いは加熱された空気や、その他のガス、例えば窒素、炭酸ガス或いは水蒸気等を使用することができ、その圧力は、通常１０乃至４０ｋｇ／ｃｍ^２ゲージ、特に１５乃至３０ｋｇ／ｃｍ^２ゲージの範囲にあるのがよい。
［熱処理工程］
熱処理工程において、一次成形品は首部を除く部分が赤外線加熱体と対面するように設置され、首部を除く部分が赤外線加熱体からの赤外線で加熱され、高さ方向及び径方向に収縮し、最終成形品形状である二次ブロー金型に収まる形状を有する二次成形品となる。より確実に首部の加熱収縮を防ぐため、図３（Ｂ）に示すように遮蔽板２６が設置される。
この際本発明においては、前述したとおり、従来公知の二段ブロー成形法における収縮量よりも大きくなるように一次成形品を加熱収縮させることが重要であり、最終成形品の容積比で表す加工量が２０乃至４０ｖｏｌ％の範囲となるように、一次成形品を加熱収縮させることが好ましい。これにより、耐圧性をより向上させることが可能となる。加工量がこの範囲を上回ると、過延伸白化や破裂などの成形不良が生じやすくなる。
二次成形品の底部の形状は二次ブロー金型の底谷部にできるだけ接近させることが好ましく、それにより、最終成形品の足部の成形を容易にすることができる。その場合、２次成形品の底形状が重要であることは既に指摘したとおりである。
加熱温度は胴部において１２０乃至２１０℃とすることが好ましく、得られた二次成形品は収縮すると共に熱固定され、結晶化が進行する。底部も胴部と同等の温度に加熱するのが好ましく、この際、一次成形品の底部は比較的高延伸状態にあるため加熱により白化は殆ど生じない。赤外線放射体は４００〜１０００℃程度に加熱された比較的放射効率に優れた且つ比較的表面積の大きな面状の表面を有するものを組み合わせて使用するとよい。
赤外線加熱体としては具体的には炭素鋼或いはステンレス鋼等の金属面、アルミナ、マグネシア或いはジルコニア等のセラミック面、セラミックとカーボン等の複合材面などの固体表面或いはガスを燃焼して得られる気体表面などが利用できる。固体からなる赤外線加熱体の表面は埋め込んだ電熱ヒータによる加熱或いは高周波誘導加熱などにより所定の温度とする。
［二次ブロー成形工程］
二次ブロー成形工程においては、二次成形品は、口部を除く部分が最終成形品の形状に賦形される。すなわち二次成形品内に流体を吹き込んで、二次ブロー成形し、図１に示すような所定の谷部及び足部を備えた最終成形品の底形状（好ましくは５〜６本足）に形成する。二次成形品では、熱処理による結晶化で、弾性率が増加しているので、高い流体圧を用いて行うのがよく、一般に１５乃至４５ｋｇ／ｃｍ^２の圧力流体を用いるのが好ましい。首部は既にほぼ最終成形品の形状に賦形されているので、ほとんど延伸されない。
尚、図に示した本発明の耐熱圧性ポリエステルボトルにおいては、底部は所定の谷部及び足部を備えた、所謂ペタロイド型の形状を有していたが、勿論これに限定されるものではなく、従来、耐圧性ボトルの底形状に採用されていたすべての底形状を採用することができ、例えば底部中心が内方に凹みその周囲が接地面を形成する所謂シャンパン型の底形状であっても勿論よい。
本発明においては、二次ブロー成形工程では熱固定する必要はなく、二次ブロー金型の温度は１５〜６０℃とすることができる。
この様にして得られた最終成形品は、首部及び底部も含めて高延伸状態に薄肉化されていると共に熱固定されており、耐熱耐圧性能に優れている。

（試験法）
［結晶化度］
結晶化度は、密度勾配管法により測定した密度から下式により算出した。
結晶化度＝［ρ_ｃ（ρ−ρ_ａ）］／［ρ×（ρ_ｃ−ρ_ａ）］×１００
ただし、
ρ：測定した密度（ｇ／ｃｍ^３）
ρ_ａ：非晶領域の密度（＝１．３３５ｇ／ｃｍ^３）
ρ_ｃ：結晶領域の密度（＝１．４５５ｇ／ｃｍ^３）
測定サンプルは、図４に示したボトルの各位置から採取した。
なお実施例３については、外層のポリエチレンテレフタレート層を剥離して測定した。
［充填・殺菌処理］
３．３ガスボリューム（ＧＶ）に調製した５℃の炭酸水をボトルに５００ｍｌ充填して密封した。続いてコールドスポットが６５℃２４分となるように熱水シャワーを施し、その後冷水シャワーにて室温まで冷却した。実施例３と比較例１については、６５℃３０分の条件でも評価した。
満注容量の変化は、以下の式で表した。
容積変化＝（処理後容積−充填前容積）／処理後容積×１００
入れ目線（内容物液面）高さの変化は、充填直後の値と処理後の値の差で表した。
［吸湿試験］
３０℃８０％ＲＨで７日間保存した後のボトル、及び４０℃９０％ＲＨで７日間保存した後のボトルを、上述の手順で充填・殺菌処理した。
吸湿率は、ボトル胴部からサンプルを切り出して、乾燥前後の重量差から算出した。
（実施例１）
原材料にホモポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．７８ｄＬ／ｇ）を用い、射出成形機にてスクリューキャップと螺合する口部形状を有する重さ３３ｇのプリフォームを成形した。
このプリフォームを１１０℃に加熱して、首部金型温度２５℃、胴部金型温度１２０℃にて一次ブロー成形を行い、胴部径７２ｍｍの一次成形品を得た。
この一次成形品を、胴部温度が１７０℃となるように加熱し熱収縮させて二次成形品とした後、直ちに金型温度２５℃にて二次ブロー成形を行い、最終成形品として、口部を除くボトル高さ２１０ｍｍ、首部長さ４４ｍｍ、胴部径６５ｍｍ、満注容量５３０ｍｌ、胴部肉厚０．３ｍｍ、底部肉厚が底部中心から谷部へ１５ｍｍの位置で０．８ｍｍのボトルを成形した。加工量は２３％であった。
（実施例２）
一次成形品の胴部径を７６ｍｍとした他は、実施例１と同様にして同形状のボトルを成形した。加工量は１９％であった。
（実施例３）
内外層にイソフタル酸成分を１．３モル％含む共重合ポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．８０ｄＬ／ｇ）を用い、中間層にポリアミド系樹脂を基材とする酸素吸収性樹脂を５重量％用いて、共射出成形機にて多層プリフォームを成形した他は、実施例１と同様にして同形状のボトルを成形した。加工量は２３％であった。
（比較例１）
原材料に実施例１と同じホモポリエチレンテレフタレートを用いて重さ３５ｇのプリフォームを射出成形し、１段ブロー成形法で、プリフォーム加熱温度１１０℃、金型温度１２０℃にて、実施例１と同一外観のボトルを成形した。ただし、底部肉厚が底部中心から谷部へ１５ｍｍの位置で２．０ｍｍとなるように底部の肉厚分布を調整した。

表１に、６５℃２４分で充填・殺菌処理した結果を示した。３０℃８０％ＲＨ７日間の吸湿条件では、いずれの実施例でも吸湿率が３０００ｐｐｍ以下であり、容積変化は３．０％以下、液面変化も２０ｍｍ以下であった。さらに４０℃９０％ＲＨ７日間の吸湿条件で平衡状態近くまで吸湿した状態（おおよそ６０００±１００ｐｐｍ）でも、容積変化は３．５％程度に抑えることができ、液面変化も実施例２，３で２０ｍｍを僅かに越えた程度であった。
なお、評価に使用したボトルの形状では、液面変化が２２ｍｍを越えると液面が鶴首部から外れて肩部まで下がってしまう。比較例１は、３０℃８０％ＲＨ７日間の条件でも液面変化が２５ｍｍを越えており、商品として不適当であった。

表２には、実施例３と比較例１について３０℃８０％ＲＨ７日間保存したボトルに対し、６５℃３０分で充填・殺菌処理した結果を示した。実施例３は、このような厳しい充填殺菌条件でも容積変化が４．０％以下、液面変化が２１ｍｍ以下であり、充分な耐熱圧性を有することが確認できた。

Claims (8)

1. ポリエステル樹脂から成るプリフォームを二軸延伸成形して成り、口部、首部、肩部、胴部及び底部から成る耐熱圧性ポリエステルボトルにおいて、
   前記首部の長さが口部を除くボトル高さの１０乃至４０％の範囲にあり、且つ首部の結晶化度が２０乃至３５％の範囲にあると共に、胴部の結晶化度が３５乃至５０％の範囲にあることを特徴とする耐熱圧性ポリエステルボトル。
2. 温度３０℃及び湿度８０％ＲＨの条件で７日間保管後の胴部の吸湿率が３０００ｐｐｍ以下である請求項１記載の耐熱圧性ポリエステルボトル。
3. ３．３ガスボリューム（ＧＶ）に調整した炭酸 溶液を充填した後、６５℃３０分の条件で殺菌処理したときの容積変化が４．０％以下である請求項１記載の耐熱圧性ポリエステルボトル。
4. ポリエステル樹脂から成るプリフォームを二軸延伸ブロー成形して一次成形品を得る一次ブロー成形工程、一次成形品を熱処理して加熱収縮させた二次成形品を得る熱処理工程、二次成形品を二軸延伸ブロー成形して最終成形品を得る二次ブロー成形工程、から成る耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法において、
   前記一次ブロー成形工程において一次成形品の首部が最終成形品の首部とほぼ同じ大きさまで二軸延伸されると共に、前記熱処理工程において二次成形品の首部が加熱収縮されていないことを特徴とする耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法。
5. 前記二次ブロー成形工程における最終成形品の容積比で表す加工量が２０〜４０ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項４記載の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法。
6. 前記一次ブロー成形工程における一次成形品の首部に対応する部分の金型温度が１５乃至６０℃の範囲にあり、一次成形品の他の部分に対応する金型温度が６０乃至１５０℃の範囲にある請求項４記載の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法。
7. 前記熱処理工程における加熱温度が胴部において１２０乃至２１０℃の範囲にある請求項４記載の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法。
8. 前記二次ブロー成形工程における金型温度が１５乃至６０℃の範囲にある請求項４記載の耐熱圧性ポリエステルボトルの製造方法。

Images