JP2007106106A

JP2007106106A - ブロー成形容器の製造方法

Info

Publication number: JP2007106106A
Application number: JP2006179663A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Orimoto; 宏行折元; Shinichi Uehara; 伸一上原
Original assignee: Frontier Co Ltd
Current assignee: Frontier Co Ltd
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】水分バリア性、酸素バリア性、紫外線バリア性および成形性に優れた異種樹脂からなるブロー成形容器を製造すること。
【解決手段】ＰＥ樹脂とＰＥＴ樹脂を混合した混合溶融樹脂の射出速度を調整して、ＰＥＴ樹脂が中間部分よりも相対的に多く含まれた外側表面部分および内側表面部分と、ＰＥ樹脂が外側表面部分および内側表面部分よりも相対的に多く含まれた中間部分とからなる三層状態のプリフォームを射出成形する。このプリフォームをブロー成形して、同様な断面性状のブロー成形容器を製造する。混合溶融樹脂に含まれるＰＥ樹脂とＰＥＴ樹脂の割合を調整することにより、目標とする水分、酸素および紫外線の各バリア性を備えた成形性に優れたブロー成形容器を製造できる。
【選択図】なし

Description

本発明はブロー成形容器の製造方法に関し、特に、水分バリア性、酸素バリア性、および紫外線バリア性に優れ、しかも、成形性に優れたブロー成形容器の製造方法に関するものである。

ペットボトルなどの熱可塑性ポリエステル樹脂からなる二軸延伸ブロー成形容器が、飲料容器、食品容器、医薬品容器などとして広く用いられている。このようなブロー成形容器は用途に応じて各種の性能が要求される。例えば、耐熱性、耐薬品性、ガスバリア性、水分バリア性、紫外線バリア性、ブロー成形性、表面光沢性などの各種の特性の一つあるいは複数が要求される。

所望の特性を備えたブロー成形容器を単一のポリエステル樹脂素材から製造することは困難である。そこで、従来においては異なる特性の熱可塑性樹脂を用いて多層構造のブロー成形容器を製造することにより、所望の特性を付与するようにしている。

下記の特許文献１においては、共射出成形法により、熱可塑性ポリエステル樹脂の間にポリグリコール酸層が介在した三層構造のプリフォームを射出成形し、これをブロー成形することにより、酸素ガスバリア性に富む三層構造のブロー成形容器を製造している。
特開２００３−１３６６５７号公報

本発明の課題は、水分バリア性、酸素バリア性、および紫外線バリア性に優れ、しかも、成形性に優れたブロー成形容器の製造方法を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明のブロー成形容器の製造方法は、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)樹脂と、ポリエチレン(ＰＥ)樹脂あるいはポリプロピレン(ＰＰ)樹脂とを含む混合溶融樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを射出成形するプリフォーム製造工程と、前記プリフォームをブロー成形してブロー成形容器を製造する容器製造工程とを含むことを特徴としている。

ＰＥＴ樹脂とＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)の混合溶融樹脂を用いてプリフォームを射出成形すると、得られたプリフォームにおいてはＰＥＴ樹脂とＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)が均一に混合せずに、ＰＥＴ樹脂およびＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)のそれぞれが細かな層を幾重にも形成した断面性状を呈する。かかる断面性状はそのままブロー成形されたブロー成形容器の断面性状として残る。この結果、ブロー成形容器は、水分および酸素のバリア性および紫外線バリア性に優れ、また、ブロー成形性および表面光沢も良好である。

ここで、前記プリフォームでは、プリフォーム断面の外側表面部分および内側表面部分に、これらの間の中間部分に比べてＰＥＴ樹脂が相対的に多く含まれ、前記中間部分に、前記外側表面部分および前記内側表面部分に比べてＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)が相対的に多く含まれていることが望ましい。この場合には、前記ブロー成形容器も、これに対応して、容器断面の外側表面部分および内側表面部分に、これらの間の中間部分よりもＰＥＴ樹脂が相対的に多く含まれており、前記中間部分に、前記外側表面部分および前記内側表面部分に比べてＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)が相対的に多く含まれたものとなる。

三層構造のプリフォームをブロー成形すると、特に二軸延伸ブロー成形すると、そのブロー部分がパール状に白化して、得られたブロー成形容器の表面光沢が特に良好となり、また、パール感を備えた表面性状を呈し、綺麗である。また、紫外線透過量を減少させる効果も得られる。

ここで、一般にＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)はブロー成形性が悪いが、ＰＥＴ樹脂を混合することによってブロー成形性が改善される。また、ＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)は水分透過量が少ないが、酸素透過量が多い。ＰＥＴ樹脂は逆の特性を備えており、双方の樹脂を用いることにより、水分透過性および酸素透過性が共に少ないブロー成形容器を得ることができる。

よって、このような三層構造の断面性状を備えているブロー成形容器は、水分および酸素のバリア性および紫外線バリア性に特に優れ、また、ブロー成形性および表面光沢も極めて良好である。

次に、本発明の方法において、前記プリフォーム製造工程では、前記混合溶融樹脂を射出成形型に注入する射出速度を調整することにより、ＰＥＴ樹脂が多く含まれた前記外側表面部分および前記内側表面部分と、ＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)が多く含まれた前記中間部分を形成することを特徴としている。

複雑な工程、あるいは特殊な工程を用いることなく、射出速度を適切な速度に調整するという簡単な操作によって断面が三層構造のプリフォームを製造できる。一般に、射出速度を速くすると、ＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)とＰＥＴ樹脂の混合状態が保持された状態で射出成形され、射出速度を遅くしていくと、これらの樹脂が層状となり、プリフォームの外側表面部分および内側表面部分にＰＥＴ樹脂が多く集まり、中間部分にＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)が多く集まるようになる。したがって、射出速度を適切な値となるように調整することにより、ＰＥＴ樹脂が多く含まれる外側表面部分および内側表面部分と、ＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)が多く含まれる中間部分とを備えた三層構造のプリフォームを製造できる。

ここで、本発明の方法では、前記混合溶融樹脂に含まれる前記ＰＥ樹脂(ＰＰ樹脂)と前記ＰＥＴ樹脂の割合を、一方を他方に対して２％〜20％の範囲内の値とすることを特徴としている。また、３％〜８％の範囲内の値とすることが望ましい。

２％未満とすると、多く含まれている樹脂の特性が強くなりすぎ、他方の樹脂の特性が殆ど現れないので、混合樹脂を用いる効果が得られない。20％を超えると、ブロー成形条件あるいは延伸ブロー条件が厳しくなり、成形性が悪くなる。すなわち、ブロー成形あるいは延伸ブロー成形は、異種材料のそれぞれの異なる成形条件を共に満足させることが難しい。よって、多く含まれる樹脂の成形条件により良好に成形可能な範囲内となる割合で双方の樹脂を混合することが望ましい。

本発明のブロー成形容器の製造方法によれば、簡単な工程により、水分バリア性、酸素バリア性および紫外線バリア性に優れ、表面性状も良好なブロー成形容器を得ることができる。

以下に、本発明を適用した二軸延伸ブロー成形容器の製造方法を説明する。

まず、ＰＥ樹脂とＰＥＴ樹脂を、所定の割合で混合した混合溶融樹脂を調整し、この混合溶融樹脂を、一般的な形状のＰＥＴボトル製造用のプリフォームの射出成形時の射出速度に比べて十分に遅い射出速度で、プリフォーム射出成形金型に注入して、試験管形状のプリフォームを製造した。得られたプリフォームでは、その断面の外側表面部分および内側表面部分の方が中間部分に比べてＰＥＴ樹脂の含有率が相対的に多かった。これに対して、その断面の中間部分の方が外側表面部分および内側表面部分に比べてＰＥ樹脂の含有率が相対的に多かった。

このプリフォームを、ＰＥＴ樹脂製のプリフォームを用いた二軸延伸ブロー成形条件と同様な成形条件により、二軸延伸ブローして、有底筒状の二軸延伸ブロー成形容器を製造した。製造された二軸延伸ブロー成形容器の断面は、プリフォームの断面性状と同様な三層構造の状態のままであることが確認された。また、二軸延伸ブローされた部分(一般的なＰＥＴボトルと同様な形状の場合には、その口部以外の部分)がパール状に白化して、表面光沢に優れ、パール状の外観を呈する綺麗なものとなっていることが確認された。

このようにして得られた二軸延伸ブロー成形容器の水分バリア性、酸素バリア性、および紫外線バリア性を調べたところ、いずれも、良好であることが確認された。

本発明者等は、表１に示すように、ＰＥＴ樹脂のみ、ＰＥ樹脂とＰＥＴ樹脂の混合割合が異なる混合樹脂、および、ＰＥ樹脂のみを用いてそれぞれプリフォームを射出成形し、これらのプリフォームを二軸延伸ブロー成形して、ブロー成形容器サンプルＡ〜Ｅを製造した。これらについて、酸素バリア性、紫外線バリア性および水分バリア性を測定した。表２には測定結果の一例を示してある。酸素バリア性は酸素透過係数(cm³×mm／ｍ²×ｄａｙ×ａｔｍ)により評価し、紫外線バリア性は波長340ｎｍの光の透過率(％)により評価し、水分バリア性は127日経過後の水分透過量(ｇ)により評価した。

表２から分かるように、酸素透過率はＰＥが５％、50％含まれるブレンド品(サンプルＢ、Ｃ)の値は、ＰＥが０％のＰＥＴ単体品(サンプルＡ)とほぼ同様に低い。ＰＥ95％のブレンド品(サンプルＤ)の酸素透過率が大きいのは、ＰＥＴの混合割合が５％と少なく、ＰＥＴの連続層が形成されないためであると考えられる。一方、紫外線透過率はブレンド品(サンプルＢ、Ｃ、Ｄ)において大幅に小さくなっており、高価な紫外線防止剤を使用することなく簡単に紫外線バリア性に優れた容器を成形できることが分かる。また、水分バリア性は、ＰＥが50％以上のブレンド品(サンプルＣ、Ｄ)およびＰＥ単体品(サンプルＥ)が高い。

Claims

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂とポリエチレン（ＰＥ）樹脂を含む混合溶融樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを射出成形するプリフォーム製造工程と、
前記プリフォームをブロー成形してブロー成形容器を製造する容器製造工程とを含むことを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項１において、
前記プリフォーム製造工程では、プリフォーム断面の外側表面部分および内側表面部分に、これらの間の中間部分に比べてＰＥＴ樹脂が相対的に多く含まれ、前記中間部分に、前記外側表面部分および前記内側表面部分に比べてＰＥ樹脂が相対的に多く含まれている前記プリフォームを製造し、
前記容器製造工程では、前記プリフォームの断面性状に対応して、容器断面の外側表面部分および内側表面部分に、これらの間の中間部分に比べてＰＥＴ樹脂が相対的に多く含まれ、前記中間部分に、前記外側表面部分および前記内側表面部分に比べてＰＥ樹脂が相対的に多く含まれている前記ブロー成形容器が得られることを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項２において、
前記プリフォーム製造工程では、前記混合溶融樹脂を射出成形型に注入する射出速度を調整することにより、ＰＥＴ樹脂が多く含まれた前記外側表面部分および前記内側表面部分と、ＰＥ樹脂が多く含まれた前記中間部分を形成することを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記プリフォーム製造工程で用いる前記混合溶融樹脂に含まれる前記ＰＥＴ樹脂と前記ＰＥ樹脂の割合を、一方を他方に対して２％〜２０％の範囲内の値とすることを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記プリフォーム製造工程で用いる前記混合溶融樹脂に含まれる前記ＰＥＴ樹脂と前記ＰＥ樹脂の割合を、一方を他方に対して２％〜８％の範囲内の値とすることを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の方法により製造されたことを特徴とするブロー成形容器。
請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の方法に用いる前記プリフォーム。
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂とポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を含む混合溶融樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを射出成形するプリフォーム製造工程と、
前記プリフォームをブロー成形してブロー成形容器を製造する容器製造工程とを含むことを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項８において、
前記プリフォームにおいて、プリフォーム断面の外側表面部分および内側表面部分に、これらの間の中間部分に比べてＰＥＴ樹脂が相対的に多く含まれ、前記中間部分に、前記外側表面部分および前記内側表面部分に比べてＰＰ樹脂が相対的に多く含まれており、
前記ブロー成形容器も、これに対応して、容器断面の外側表面部分および内側表面部分に、これらの間の中間部分に比べてＰＥＴ樹脂が相対的に多く含まれており、前記中間部分に、前記外側表面部分および前記内側表面部分に比べてＰＰ樹脂が相対的に多く含まれていることを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項９において、
前記プリフォーム製造工程では、前記混合溶融樹脂を射出成形型に注入する射出速度を調整することにより、ＰＥＴ樹脂が多く含まれた前記外側表面部分および前記内側表面部分と、ＰＰ樹脂が多く含まれた前記中間部分を形成することを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項８ないし１０のうちのいずれかの項において、
前記混合溶融樹脂に含まれる前記ＰＥＴ樹脂と前記ＰＰ樹脂の割合を、一方を他方に対して２％〜２０％の範囲内の値とすることを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項８ないし１０のうちのいずれかの項において、
前記混合溶融樹脂に含まれる前記ＰＥＴ樹脂と前記ＰＰ樹脂の割合を、一方を他方に対して２％〜８％の範囲内の値とすることを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
請求項８ないし１２のうちのいずれかの項に記載の方法により製造された前記ブロー成形容器。
請求項８ないし１２のうちのいずれかの項に記載の方法に用いる前記プリフォーム。