JP2016041603A - 透明プラスチック容器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有意量のレーザー吸収剤を含有せず、良好な透明性を有するにもかかわらず、レーザー溶着可能な透明プラスチック容器およびそのような透明プラスチック容器の効率的な製造方法を提供する。
【解決手段】透明ポリエステル樹脂製の蓋部と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体と、を備えた透明プラスチック容器およびその製造方法であって、蓋部と、プラスチック容器本体とが、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーの集光光によって溶着されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明プラスチック容器およびその製造方法に関する。特に、有意量のレーザー吸収剤を含有せず、良好な透明性を有するにもかかわらず、レーザー溶着可能な透明プラスチック容器およびそのような透明プラスチック容器の効率的な製造方法に関する。

近年、自動車部品、電気部品、電子部品、機械部品、建築部品、家庭部品等の各種成型品を構成するにあたり、超音波溶着や接着剤等に代わり、レーザー溶着法を用いてなる黒色系樹脂成型品が提案されている。
例えば、レーザー透過性黒色着色剤を含有する樹脂部品を介して、レーザー吸収性黒色着色剤を含有する樹脂部品の表面に対して、所定レーザーを照射し、接合面をレーザー溶着してなる黒色系の二次加工樹脂製品が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。

すなわち、特許文献１には、黒色染料を含有することにより、照射されたレーザー光線を大部分吸収して、レーザー溶着可能な黒色系のレーザー溶着用組成物等が開示されている。
より具体的には、樹脂と、レーザー光線吸収性着色剤とを含む、レーザー溶着用樹脂組成物であって、レーザー光線吸収性黒色着色剤を含有する状態での９４０ｎｍのレーザー光に対するレーザー透過率をＴ_{レーザー吸収用黒色樹脂}、樹脂単独での９４０ｎｍのレーザー光に対するレーザー透過率をＴ_自然樹脂としたとき、Ｔ_{レーザー吸収用黒色樹脂}／Ｔ_自然樹脂が０〜０．２であり、レーザー光線吸収性黒色着色剤が、カーボンブラックとニグロシン染料との混合物を含むことを特徴とするレーザー溶着用組成物である。

また、特許文献２には、黒色に見えて、赤外域の波長でレーザー光線を透過可能な熱可塑性樹脂組成物が開示されている。
より具体的には、樹脂と、レーザー光線透過性着色剤とを含む、レーザー溶着用樹脂組成物であって、レーザー光線透過性黒色着色剤を含有する状態での９４０ｎｍのレーザー光に対するレーザー透過率をＴ_{レーザー透過用黒色樹脂}、樹脂単独での９４０ｎｍのレーザー光に対するレーザー透過率をＴ_自然樹脂としたとき、Ｔ_{レーザー透過用黒色樹脂}／Ｔ_自然樹脂が０．５〜１．２であり、レーザー光線透過性黒色着色剤が、アントラキノン染料またはモノアゾ錯体染料を含むレーザー溶着用樹脂組成物である。

また、特許文献３には、容器及び蓋を短時間で確実に密封し得るレーザー溶着方法が開示されている。
より具体的には、容器及び蓋のレーザー溶着による密封方法において、一方がレーザーを透過可能な熱可塑性樹脂、他方が熱可塑性樹脂にレーザーを吸収して発熱する発熱物質を含有させた樹脂組成物から成り、レーザー照射装置から出射されたレーザー光が、強度分布が一様な矩形ビームであり、容器及び蓋の溶着界面における、レーザー照射により上昇する温度の上限が、熱可塑性樹脂の融点以上、且つ熱分解開始温度未満の範囲にあり、下記式（１）で表わされる加熱時間ｔ（ｍｓｅｃ）で上限温度に達することを特徴とする密封方法である。
ｔ（ｍｓｅｃ）＝Ｌ／Ｓ …（１）
（式中、Ｌは矩形ビームのスキャン方向の長さ（ｍｍ）、Ｓは１．６５ｍｍ／ｍｓｅｃ以下のレーザーのスキャン速度（ｍｍ／ｍｓｅｃ）である。）

特許第４０４０６３号（特許請求の範囲） 特許第４７３４３０３号（特許請求の範囲） 特開２０１３−２０３０５２号（特許請求の範囲）

しかしながら、特許文献１に開示されたレーザー溶着可能な樹脂等の組み合わせからなる黒色系樹脂成型品は、装飾性に乏しい上に、中身を視認するためにそれなりの透明性が要求される化粧品用容器や医療用容器等の用途においては、その使用が制限されやすいという問題が見られた。

また、特許文献２の黒色系樹脂成型品の場合、黒色染料として、アントラキノン染料と、モノアゾ染料との組み合わせを用いており、緑、青、赤、紫等のカラフルな容器が得られないばかりか、特に、透明性が要求される化粧品用容器や医療用容器等の用途においては、その使用が制限されやすいという問題が見られた。

さらに、特許文献３に開示された容器および蓋のレーザー溶着による密封方法についても、レーザーを吸収して発熱する発熱物質を所定量含有させる必要があって、透明性が要求される化粧品用容器や医療用容器等の用途においては、その使用が制限されやすいという問題が見られた。

そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、使用するレーザーの波長等を考慮することによって、有意量のレーザー吸収剤を配合することなく、透明樹脂からなる透明プラスチック容器本体／蓋の組み合わせであっても、所定箇所を短時間かつ安定的にレーザー溶着できることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、良好な透明性を有するにもかかわらず、レーザー溶着してなる透明プラスチック容器、およびそのような透明プラスチック容器の効率的な製造方法を提供することにある。

本発明によれば、透明ポリエステル樹脂製の蓋部と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体と、を備えたプラスチック容器であって、蓋部およびプラスチック容器本体が、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーによって溶着されていることを特徴とする透明プラスチック容器が提供され、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、所定波長の長波長レーザーを用いることによって、有意量のレーザー吸収剤を含有せず、良好な透明性を有するにもかかわらず、強固にレーザー溶着させてなる透明プラスチック容器を提供することができる。

また、本発明の透明プラスチック容器を構成するにあたり、蓋部が、プラスチック容器本体の内壁に圧接する突起部を有しているとともに、当該突起部と、プラスチック容器本体の内壁の一部とが、長波長レーザーの集光光によって溶着されていることが好ましい。
このように蓋部等の形態を考慮するとともに、長波長レーザーの集光性を考慮することにより、レーザー溶着部におけるフクレや変形の発生を防止しつつ、さらに良好なレーザー溶着性を得ることができる。

また、本発明の透明プラスチック容器を構成するにあたり、蓋部を構成する透明ポリエステル樹脂およびプラスチック容器本体を構成する透明ポリエステル樹脂、あるいは、いずれか一方の透明ポリエステル樹脂における長波長レーザー透過率を３０％以下の値とすることが好ましい。
このように透明ポリエステル樹脂における長波長レーザー透過率を考慮することにより、レーザー溶着部におけるフクレや変形の発生を防止しつつ、所定のレーザー溶着性を得ることができる。

また、本発明の透明プラスチック容器を構成するにあたり、蓋部を構成する透明ポリエステル樹脂およびプラスチック容器本体を構成する透明ポリエステル樹脂、あるいは、いずれか一方の透明ポリエステル樹脂が、主成分として、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのアルコール変性物、およびポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのグリコール変性物の少なくとも一つを含有することが好ましい。
このように透明ポリエステル樹脂の種類を考慮することにより、他のポリエステル樹脂等と比較して、蓋部およびプラスチック容器本体におけるレーザー溶着性をさらに高めることができる。

また、本発明の別の態様は、透明ポリエステル樹脂製の蓋部と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体と、を備えたプラスチック容器の製造方法であって、下記工程（１）および（２）を含むことを特徴とする透明プラスチック容器の製造方法である。
（１）透明ポリエステル樹脂製の蓋部と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体と、を準備する工程
（２）蓋部およびプラスチック容器本体の溶着予定箇所に対して、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーを照射して、溶着させる工程
すなわち、所定波長の長波長レーザーを用いることによって、レーザー吸収剤を含有せず、良好な透明性（高い可視光透過率）を有するにもかかわらず、レーザー溶着された透明プラスチック容器を効率的に製造することができる。

また、本発明の透明プラスチック容器の製造方法を実施するにあたり、蓋部と、プラスチック容器本体と、を嵌合させた状態で回転させながら、長波長レーザーの照射を行うことが好ましい。
このように回転状態で長波長レーザーを照射することにより、レーザー溶着部におけるフクレや変形の発生を防止しつつ、所定のレーザー溶着性を得ることができる。

また、本発明の透明プラスチック容器の製造方法を実施するにあたり、長波長レーザーの照射を、集光レンズを介して行うことが好ましい。
このように集光レンズを介して長波長レーザーを照射することにより、溶着予定箇所におけるレーザー吸収性を制御し、ひいては、フクレや変形の発生を防止しつつ、所定のレーザー溶着性を得ることができる。

また、本発明の透明プラスチック容器の製造方法を実施するにあたり、長波長レーザーを集光させながら照射するとともに、長波長レーザーの焦点位置を、溶着予定箇所よりも後方とすることが好ましい。
このように長波長レーザーの焦点位置を考慮することにより、溶着予定箇所におけるレーザー吸収性を制御し、ひいては、フクレや変形の発生を防止しつつ、所定のレーザー溶着性を得ることができる。

図１（ａ）は、透明プラスチック容器を説明するために供する図であり、図１（ｂ）は、プラスチック容器本体を説明するために供する図であり、図１（ｃ）は、蓋部を説明するために供する図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、レーザー照射装置を説明するために供する図である。 図３は、透明プラスチック容器のレーザー溶着方法を説明するために供する図である。 図４（ａ）は、レーザーの集光と、透明プラスチック容器の溶着予定箇所との関係を示す図であり、図４（ｂ）は、レーザーの集光と、別な透明プラスチック容器の溶着予定箇所との関係を示す図である。 図５は、透明プラスチック容器のレーザー溶着性に対する、レーザーの波長の影響を説明するために供する図である。 図６（ａ）は、長波長レーザーにおける、レーザー出力およびレーザー照射時間の影響を説明するために供する図であり、図６（ｂ）は、短波長レーザーにおける、レーザー出力およびレーザー照射時間の影響を説明するために供する図である。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、図１（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、透明ポリエステル樹脂製の蓋部１４と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体１２と、を備えたプラスチック容器１０であって、蓋部１４およびプラスチック容器本体１２が、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーによって溶着されていることを特徴とする透明プラスチック容器１０である。
以下、第１の実施形態としての、所定波長の長波長レーザーによって溶着されてなる透明プラスチック容器１０について、構成要件ごとに、具体的に説明する。

１．蓋部
（１）形態
図１（ａ）等に例示される蓋部１４の形態については特に制限されるものでないが、化粧品等としての内容物の取出口やその周囲に螺子部等を有しているとともに、プラスチック容器本体１２の内壁１２ａに圧接する突起部１４ａを有していることが好ましい。
より具体的には、図１（ｃ）に示すように、蓋部１４は、円筒形のプラスチック容器本体１２の内壁１２ａと圧接するように、縁に沿って下方（鉛直方向）に延びる環状（円形）の突起部１４ａを有していることが好ましい。
そして、その環状の突起部１４ａの直ぐ上方に、環状フランジ部１４ｂが、水平方向に延びるように設けてあり、円筒形のプラスチック容器本体１２の上面１２ｅと当接する構造であることが好ましい。
したがって、図１（ｃ）に示すように、環状フランジ部１４ｂの直上には、垂直方向（鉛直方向）に延びる壁部１４ｃを有しており、図１（ａ）に示すように、キャップ１６の内壁１６ａに対して、圧接状態となる構成であることが好ましい。
すなわち、このように蓋部１４を構成することにより、図２（ａ）〜（ｃ）に示す長波長レーザー照射装置５０を用いて、図３に示すように、レーザー溶着する際に、外部から冶具等を用いて加圧することなく、レーザー溶着部の過度の変形や不均一溶着を有効に防止することができるためである。

なお、図１（ｃ）に示すように、蓋部１４の中央付近には、環状垂直壁１４ｄで囲まれた開口部１４ｆが設けてあり、その環状垂直壁１４ｄの外周面に螺子部１４ｅを有しており、それと螺合するキャップやスプレーヘッド（図示せず）をさらに備えていることが好ましい。
その他、透明プラスチック容器１０の使い勝手性を向上させるために、蓋部１４と、キャップ１６との間に、スプレーヘッド１４´、あるいは、図示しないものの、オレフィン樹脂製の中栓や中蓋を設けることも好ましい。

（２）透明ポリエステル樹脂
また、図１（ｃ）等に示される蓋部１４を構成する透明ポリエステル樹脂は、主成分としての、所定のポリエステル樹脂から構成してあることが好ましい。
ここで、所定のポリエステル樹脂としては、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのアルコール変性物（ＰＣＴＡ）、およびポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのグリコール変性物（ＰＣＴＧ）等の一種単独または二種以上の組み合わせであることが好ましい。
この理由は、これらのシクロ環構造を有するポリエステル樹脂であれば、他のポリエステル樹脂等と比較して、蓋部と、プラスチック容器本体との間におけるレーザー溶着性をさらに高めることができるためである。
また、これらのポリエステル樹脂であれば、着色剤として、非カーボンブラック系の黒色顔料を配合した場合であっても、透明性が高く、より高級感のある蓋部を提供することができるためである。
さらにまた、これらのポリエステル樹脂を用いることにより、蓋部の機械的強度や耐久性等についても著しく向上させることができるためである。

なお、ＰＣＴは、テレフタル酸を主成分としたジカルボン酸と、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）を主成分としたジオール成分と、を反応させてなる熱結晶化が抑制されたポリエステル樹脂である。かかる市販品として、イーストマンケミカル社製のサーミックス等が挙げられる。

また、ＰＣＴＡは、テレフタル酸およびイソフタル酸を主成分としたジカルボン酸と、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）を主成分としたジオール成分と、を反応させてなる熱結晶化が抑制されたポリエステル樹脂である。かかる市販品として、イーストマンケミカル社製のＥａｓｔａｒＡＮ０１４、ＡＮ００４等が挙げられる。

さらにまた、ＰＣＴＧは、テレフタル酸を主成分としたジカルボン酸と、１，４−シクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）と、エチレングリコールを主成分としたジオール成分と、を反応させてなる熱結晶化が抑制されたポリエステル樹脂である。市販品として、イーストマンケミカル社製のＥａｓｔａｒＤＮ０１１、ＤＮ００４等が挙げられる。

（３）可視光透過率
また、蓋部１４を構成する透明ポリエステル樹脂は、基本的に透明であるものの、高級感を付与すべく、着色剤の種類や配合量等を適宜調整することによって、所定の可視光透過性を有することが好ましい。
したがって、可視光透過率（ＪＩＳ Ｒ ３２１２に準拠して測定される値であって、例えば、波長５００ｎｍ）を７０％以上とすることが好ましく、より好ましくは、８０〜９９．９％の範囲内の値であり、さらに好ましくは９０〜９９％の範囲内の値とすることが好ましい。
さらに、可視光透過率をこのような範囲に制御することによって、間接的に、長波長レーザーの吸収率（例えば、波長１．０〜２．２μｍ）についても、７０％以上の値に制御することができる。
より具体的には、分光光度計（日本分光社製 商品番号：Ｖ−５７０型）に試験片をセットし、試験片（厚み：２ｍｍ）を、波長範囲λ＝１．２〜２．２μｍの範囲で光透過率を測定し、便宜的に、波長２．０μｍの透過率からレーザー吸収率を算出することができる。

（４）添加剤
また、蓋部１４を構成する透明ポリエステル樹脂中に、所定の可視光透過率が維持できることを前提として、各種添加剤を配合することも好ましい。
より具体的には、かかる添加剤としては、紫外線吸収剤、老化防止剤、脱水剤、充填剤、導電性材料、熱伝導性材料、可塑剤、無水シリカ、アマイドワックス、イソパラフィン、難燃剤、機能性オリゴマー、カップリング剤等の一種または二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、これらの添加剤を加える場合には、添加剤の種類にもよるが、その配合量を、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部の範囲内の値とすることが好ましく、０．０５〜８重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、０．１〜１重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
さらに言えば、２−[２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α、α−ジメチルベンジル）フェニル]−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を所定量配合することにより、プラスチック容器本体と、蓋部との間のレーザー溶着性を制御できることが見出されており、好適な添加剤である。

２．プラスチック容器本体
（１）形態１
また、図１（ａ）〜（ｂ）に示されるプラスチック容器本体１２の形態についても、特に制限されるものでないが、内容物の収容性や取り使い性等を考慮して、その外形を円筒形、あるいは、図示しないものの、四角柱状とすることが好ましい。
そして、かかる円筒形等の外形を維持するとともに、良好なレーザー溶着性を得るために、側壁の肉厚を０．３〜５ｍｍの範囲内の値とすることが好ましく、０．８〜３ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１〜２ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。

また、図１（ｂ）に示すように、円筒形のプラスチック容器本体１２の下部、すなわち、円筒形の外形を構成する側壁１２ｂの下方に、円錐状（すり鉢状）に窪んだ肉厚部１２ｃを有しつつ、プラスチック容器本体１２の最下面となる底部１２ｄを平坦とすることが好ましい。
この理由は、プラスチック容器本体１２の最下面となる底部１２ｄの上に、かかる円錐状に窪んだ肉厚部１２ｃを有することにより、錘効果を発揮し、プラスチック容器本体１２の安定性が著しく向上し、内容物を収容した場合であっても、転倒することを有効に防止できるためである。
また、かかる円錐状に窪んだ肉厚部１２ｃを有することにより、内容物を取り出す際に、ノズル等を利用して、残さがなく、外部に取り出すことができるためである。
さらに言えば、かかる円錐状に窪んだ肉厚部１２ｃを有することにより、本体内部に侵入する光が複雑に反射されて、装飾効果が高まるとともに、ガラス様の高級感が醸し出されるためである。
よって、かかる肉厚部の厚さ（ｔ）を８〜２０ｍｍの範囲内の値とすることが好ましく、１０〜１８ｍｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１２〜１５ｍｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。

（２）形態２
また、図４（ｂ）に示されるように、プラスチック容器本体１２の内壁において、蓋部１４との溶着予定箇所１２´に、空間部を形成するように、斜面を有することが好ましい。
すなわち、透明ポリエステル樹脂同士がレーザー溶着される際に、それなりに樹脂膨張することが判明しており、プラスチック容器本体１２の鉛直方向に延びた内壁が、内側から外側に向かって傾いた形状、すなわち、逆テーパとなる斜面を設け、そのような透明ポリエステル樹脂の膨張を吸収する空間部を備えておくことが好ましい。
したがって、逆テーパとなる斜面の目安として、図４（ｂ）に示されるように、プラスチック容器本体１２の内壁における上端面と、斜面との間の角度（θ）を４５〜８０°の範囲内の値とすることが好ましく、５０〜７５°の範囲内の値とすることがより好ましく、５５〜７０°の範囲内の値とすることがさらに好ましい。

（３）透明ポリエステル樹脂
また、プラスチック容器本体１２を構成する透明ポリエステル樹脂は、主成分として、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのアルコール変性物、およびポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート等の一種単独または二種以上の組み合わせを含有することが好ましい。
この理由は、蓋部を構成する好適なポリエステル樹脂と同種であれば、レーザー溶着性を著しく向上させることができるためである。
また、既に上述したように、これらのシクロ環構造を有するポリエステル樹脂であれば、他のポリエステル樹脂等と比較して、蓋部と、プラスチック容器本体との間におけるレーザー溶着性をさらに高めることができるためである。
その上、これらのポリエステル樹脂であれば、着色剤を配合した場合であっても、透明性が高く、よりカラフルなプラスチック容器本体を提供することができ、さらにまた、これらのポリエステル樹脂を用いることにより、プラスチック容器本体の機械的強度や耐久性等についても著しく向上させることができるためである。

（４）可視光透過率
また、図１（ｂ）に示されるプラスチック容器本体１２を構成する透明ポリエステル樹脂は基本的に透明であることから、所定の可視光透過率を有することが好ましい。
したがって、透明ポリエステル樹脂の可視光透過率を７０％以上の値とすることが好ましく、より好ましくは、８０〜９９．９％の範囲内の値であり、さらに好ましくは９０〜９９％の範囲内の値である。
そして、可視光透過率をこのような範囲に制御することによって、間接的に、長波長レーザーの吸収率（例えば、波長１．０〜２．２μｍ）についても、７０％以上の値に制御することができる。

（５）添加剤
また、プラスチック容器本体１２を構成する透明ポリエステル樹脂中にも、可視光透過率を維持できる範囲で、蓋部１４と同様の各種添加剤を配合することが好ましい。
また、これらの添加剤を加える場合には、添加剤の種類にもよるが、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部の範囲内の値とすることが好ましく、０．０５〜８重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、０．１〜１重量部の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
さらに言えば、２−[２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α、α−ジメチルベンジル）フェニル]−２Ｈ−ベンゾトリアゾール等の紫外線吸収剤を所定量配合することにより、プラスチック容器本体と、蓋部との間のレーザー溶着性を制御できることが見出されており、好適な添加剤である。

３．透明プラスチック容器
（１）形態
また、所定の蓋部１４およびプラスチック容器本体１２からなる透明プラスチック容器１０の基本的形態についても、特に制限されるものでないが、化粧品や薬剤等の収容性等を考慮して、図１（ａ）に示すように、概ね、蓋つき円筒形であることが好ましい。
そして、さらに高級感や装飾性を向上させるために、プラスチック容器本体の内面等に、螺旋模様を有する形態とすることも好ましく、あるいは、プラスチック容器本体の内面等に、ストライプ模様を有する形態とすることも好ましい。
その上、図示しないものの、透明プラスチック容器としての高級感や装飾性を向上させるために、レーザー溶着部を覆うように、有機装飾層、金属装飾層、ホットスタンプ層、艶消し表面層、光反射層等を設けることも好ましい。

（２）レーザー溶着部
また、図４（ａ）〜（ｂ）に示されるレーザー溶着部（溶着予定箇所）１２´は、図２（ａ）〜（ｃ）に示される長波長レーザー照射装置５０を用いて、図３に示すように、透明プラスチック容器１０に対して、所定方向、例えば、側方から長波長レーザーを照射することにより、形成される接着領域である。
より具体的には、図４（ａ）に示されるレーザー溶着部１２´は、波長１．０μｍ以上の長波長レーザー５０´を、集光レンズ２０を用いて、所定位置に集光させながら、蓋部１４およびプラスチック容器本体１２の溶着予定箇所１２´に対し、当該長波長レーザー５０´を照射して、形成される接着領域である。

ここで、図５に言及して、波長１．０μｍ以上の長波長レーザー５０´を用いる理由を説明する。
すなわち、図５の横軸には、レーザーの波長（μｍ）が採ってあり、図５の縦軸には、レーザー溶着されてなる透明プラスチック容器１０におけるリーク圧力の値（ＫＰａ）が採ってある。
かかる図５中の特性曲線が示すように、レーザーの波長と、透明プラスチック容器におけるリーク圧力とは、強い相関関係があって、レーザーの波長が所定以上の長波長であれば、良好なレーザー溶着性が得られることが理解される。
但し、長波長レーザーの波長が過度に大きくなると、長波長レーザーの安定的出力が困難となったり、長波長レーザー自体の構成材料の種類が過度に制限されたりして、安価に製造することが困難となる場合がある。
したがって、長波長レーザーの波長を１．２〜２．５μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１．８〜２．２μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましいと言える。
なお、図５の縦軸に、透明プラスチック容器１０における破壊試験（実施例１等に準拠）の結果を採っても、同様の傾向が得られることが判明している。

［第２の実施形態］
第２の実施形態は、図１（ａ）〜（ｃ）に示される透明ポリエステル樹脂製の蓋部１４と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体１２と、を備えたプラスチック容器１０の製造方法であって、下記工程（１）および（２）を含むことを特徴とする透明プラスチック容器１０の製造方法である。
（１）透明ポリエステル樹脂製の蓋部１４と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体１２と、を準備する工程
（２）蓋部１４およびプラスチック容器本体１２の溶着予定箇所に対して、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーを照射して、溶着させる工程
以下、第２の実施形態としての透明プラスチック容器１０の製造方法について、第１の実施形態と重複する内容については適宜省略しつつ、具体的に説明する。

１．工程（１）
工程（１）は、図１（ａ）〜（ｃ）に示される透明ポリエステル樹脂製の蓋部１４と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体１２と、を準備する工程である。
すなわち、従来公知の射出成形機を用い、通常、射出成形装置の射出温度を２５０〜３００℃、射出圧力を２００〜８００ｋｇｆ／ｃｍ²として、透明ポリエステル樹脂製の蓋部やプラスチック容器本体を射出成形して、準備することが好ましい。

２．工程（２）
（１）長波長レーザーの波長／出力／照射時間
工程（２）は、蓋部およびプラスチック容器本体の溶着予定箇所に対して、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーを照射して、溶着させる工程である。
そして、図５に示すように、１．０μｍ以上の長波長レーザーであれば、透明ポリエステル樹脂同士であっても、それなりにレーザー溶着可能なためであり、例えば、１．２μｍ以上の長波長レーザーであれば、実用的なレーザー溶着可能なためであり、１．５μｍ以上の長波長レーザーであれば、強固なレーザー溶着可能なためである。
逆に言うと、１．０μｍ未満の長波長レーザーの場合、照射時間や出力を適宜変えても、透明ポリエステル樹脂同士の実用的なレーザー溶着が困難である。

そして、図２（ａ）〜（ｃ）に示す所定の長波長レーザー照射装置５０を用い、通常、長波長レーザー出力を５〜４０Ｗ、長波長レーザー照射時間を５〜３０秒の範囲で、溶着予定箇所をレーザー溶着することが好ましい。
この理由は、長波長レーザー出力が５Ｗ未満では、長時間照射しても、透明ポリエステル樹脂同士のレーザー溶着が事実上、困難なためである。
また、長波長レーザー出力が４０Ｗを超えると、長波長レーザーの安定的出力が困難となったり、長波長レーザー自体の構成材料の種類が過度に制限されたりして、安価に製造することが困難となる場合があるためである。

一方、長波長レーザーの照射時間が５秒未満では、長波長レーザー出力を相当上げない限り、透明ポリエステル樹脂同士のレーザー溶着が不十分となるためである。
また、長波長レーザーの照射時間が３０秒を超えると、長波長レーザーの安定的出力が困難となったり、溶着予定箇所を均一にレーザー溶着することが困難となる場合があるためである。
したがって、透明ポリエステル樹脂同士をレーザー溶着するに際し、長波長レーザーの出力を６〜２０Ｗの範囲内の値とし、かつ、長波長レーザー照射時間を６〜２５秒の範囲内の値とすることがより好ましいと言える。

さらに言えば、長波長レーザー発振機として、ファイバーレーザーを内蔵し、コアおよびクラッドから構成された光ファイバーの中を、レーザー光が通りながら、増幅と発振を繰り返すことが好ましい。
この理由は、かかるファイバーレーザーであれば、長さを変えるだけで出力の調節が容易であって、例えば、１０ｍｍ〜３００ｍの長さとすることにより、５〜４０Ｗの広範囲な出力を得やすいとともに、その他のガスレーザー等と比較しても、取り扱いが容易なためである。

なお、光ファイバーのタイプとしては、一例ではあるが、コリメーター付きのシングルモードであることが好ましく、かつ、光ファイバーの直径を２〜２０ｍｍの範囲内の値とし、光ファイバーの長さを１０ｍｍ〜３００ｍの範囲内の値とすることが好ましい。
そして、より好ましくは、光ファイバーの直径を８０μｍ〜１０ｍｍの範囲内の値とし、かつ、光ファイバーの長さを１０ｃｍ〜５ｍの範囲内の値とすることである。
その他、ファイバーレーザーであれば、連続的に長波長レーザーを照射することもできるし、あるいは、１０〜５００μｓｅｃの時間切り替えでＯＮ／ＯＦＦするパルス的な長波長レーザーを照射することも可能である。

（２）長波長レーザー照射方法
次いで、図３に言及しつつ、長波長レーザーの照射方法について説明する。
すなわち、支持部材６４の上に、長波長レーザー照射装置５０を準備し、プラスチック容器本体１２と、蓋部１４の内壁とを圧接した状態で、透明プラスチック容器１０を保持具６０に対して鉛直方向に取り付け、準備完了とすることができる。
次いで、回転モータ６２により５〜５０ｒｐｍの回転数で、保持具６０に取り付けられた透明プラスチック容器１０を回転させながら、長波長レーザー照射装置５０、例えば、半導体レーザー装置（ファイバーレーザーも含む。）や面発光レーザーチップ（ＶＣＳＥＬ）から、１．２μｍ以上の所定波長を有する長波長レーザーを、透明プラスチック容器１０の側方から照射して、溶着予定箇所１２´のみを、ピンポイントでレーザー溶着し、そこをレーザー溶着部とすることができる。
ここで、電圧印加された場合に、長波長レーザーを発振する半導体材料としては、ＧａＩｎＮＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、ＧａＩｎＮＡｓ／ＧａＡｓ、エルビウムＹＡＧ、ホルミウムＹＡＧ等が好適である。
さらに、ファイバーレーザーの場合、長波長レーザーを発振するコア部に、主剤としての半導体材料（ガラス材料）と、ドープ剤としての、エルビウム、ネオジウム、イッテルビウム等の３準位の元素と、を含んでなる半導体材料が好適である。
例えば、エルビウムをドープした半導体材料の場合、波長１．５５μｍの長波長レーザーを得ることができることが判明している。
さらに、イッテルビウムをドープした半導体材料の場合、波長１．０８μｍの長波長レーザーを得ることができることが判明している。

また、かかる長波長レーザー照射装置５０の場合、レーザー光の焦点位置が所定場所に合うように、長波長レーザー照射装置５０を取り付けてあるＸＹテーブル５８により、レーザー照射部５２の位置を調整し、さらに、レーザー光の状態およびレーザー光の照射面状態を、モニター／ＰＣ制御装置５６に取り付けられたＣＣＤカメラ５４によって、視覚的に確認することが好ましい。

したがって、図６（ａ）に示すように、長波長レーザーの出力および照射時間に適宜調整することにより、透明プラスチック容器において、良好なレーザー溶着性（○：破壊テスト最優良（ｎ＝１０個中、合格が１０個）、△：破壊テスト良好（ｎ＝１０個中、合格が８〜９個）、×：破壊テスト部分不良（ｎ＝１０個中、合格が７個以下））を示す照射条件の範囲（例えば、ゾーンＡ、ゾーンＢ１、およびＢ２、ゾーンＣ）が得られている。
それに対して、図６（ｂ）に示すように、短波長（０．２μｍ）のレーザーを用いるとともに、蓋部を構成する透明ポリエステル樹脂１００重量％中に、カーボンブラックを０．３重量％配合してなるプラスチック容器の場合、長波長レーザーの場合と比較して、明らかに、高出力が要求されるという結果が得られている。

（３）回転駆動
また、図３に示すように、蓋部１４と、プラスチック容器本体１２と、を嵌合させた状態で回転させながら、長波長レーザー照射装置５０を用いて、所定の長波長レーザーの照射を行うことが好ましい。
この理由は、このように透明プラスチック容器１０を回転状態としながら、長波長レーザーを照射することにより、均一にレーザー光が照射されることになり、ひては、レーザー溶着部におけるフクレや変形の発生を効果的に防止しつつ、所定のレーザー溶着性を得ることができるためである。
より具体的には、図３に示すような、支持部材６４の上に、長波長レーザー照射装置５０を準備し、プラスチック容器本体１２と、蓋部１４の内壁とを圧接した状態で、透明プラスチック容器１０を保持具６０に対して鉛直方向に取り付け、保持具６０に連結する回転モータ６２により、５〜５０ｒｐｍの回転数で回転させながら、レーザー照射装置５０のレーザー照射部５２から長波長レーザー光を出射させて、それを透明プラスチック容器１０の側方から照射することが好ましい。

（４）集光性
また、長波長レーザーの照射を行うに際して、図４（ａ）〜（ｂ）に示すような、集光レンズ２０を介して行うことが好ましい。
この理由は、集光レンズ２０を介して長波長レーザー５０´´を照射することにより、レーザー溶着部となる溶着予定箇所におけるレーザー吸収性を制御し、ひいては、フクレや変形の発生を防止しつつ、所定のレーザー溶着性を得ることができるためである。
より具体的には、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、集光レンズ２０を含んでなるレーザー照射装置５０を準備するとともに、プラスチック容器本体１２と、蓋部１４の内壁とを圧接した状態で、長波長レーザー光を側方から照射することが好ましい。
なお、図示しないものの、集光レンズ２０も、稼働テーブル上に固定されているとともに、焦点位置の調整等のため、当該稼働テーブルが、ＸＹＺ方向の三次元方向に移動できることが好ましい。

（５）焦点位置
また、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、長波長レーザー５０´を集光させながら照射するとともに、長波長レーザーの焦点位置（Ａ）を、溶着予定箇所１２´よりも後方、すなわち、長波長レーザー照射装置５０から離れる方向の位置に、焦点位置（Ａ）を有することが好ましい。
この理由は、このように長波長レーザーの焦点位置を考慮することにより、レーザー溶着部におけるレーザー吸収性を制御し、ひいては、フクレや変形の発生を防止しつつ、所定のレーザー溶着性を得ることができるためである。
より具体的には、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、集光レンズ２０を含んでなるレーザー照射装置５０を準備するとともに、プラスチック容器本体１２と、蓋部１４の内壁とを圧接した状態で保持し、長波長レーザーの焦点位置（Ａ）と、集光レンズ２０との間に、溶着予定箇所１２´が位置するように配置することが好ましい。

以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。ただし、以下の説明は本発明を例示的に示すものであり、本発明はこれらの記載に制限されるものではない。

［実施例１］
１．透明プラスチック容器の製造
（１）工程（１）
射出成形装置を用いて、ポリエステル樹脂としてのＰＣＴＡであるＥａｓｔａｒＡＮ０１４（イーストマンケミカル社製）を配合し、図１（ｃ）に示すような蓋部１４を射出成形した。
すなわち、射出成形装置の射出温度を２８０℃、射出圧力を５００ｋｇｆ／ｃｍ²として、図１（ｃ）に示すような、透明ポリエステル樹脂製の蓋部（波長１．９μｍにおける可視光透過率：９９％、レーザー吸収率：７０％）を製造した。

また、同様に、射出成形装置を用いて、ポリエステル樹脂としてのＰＣＴＡであるＥａｓｔａｒＡＮ０１４（イーストマンケミカル社製）から、図１（ｂ）に示すようなプラスチック容器本体（外径：４４．５ｍｍ、容積：１２０ｍｌ）を射出成形した。
すなわち、射出成形装置の射出温度を２８０℃、射出圧力を５００ｋｇｆ／ｃｍ²として、図１（ａ）に示すような、着色透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体（波長１．９μｍにおける可視光透過率：９９％、レーザー吸収率：７０％）を製造した。

（２）工程（２）
次いで、図２（ａ）〜（ｃ）に示されるレーザー照射装置モデルＡＰ−ＣＷ１−ＭＯＤ（ＡｄＶａｌｕｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｉｎｃ社製）を用いて、蓋部の突起部に対して、プラスチック容器本体の内壁の一部を介して、所定条件で長波長レーザー光を照射し、レーザー溶着し、実施例１の透明プラスチック容器とした。
すなわち、図３に示されるように、支持部材６４の上に、レーザー照射装置５０を準備し、プラスチック容器本体１２と、蓋部１４の内壁とを圧接した状態で、透明プラスチック容器１０を保持具６０に対して鉛直方向に取り付けた。
次いで、回転モータ６２により１２ｒｐｍの回転数で回転させながら、レーザー照射装置５０のレーザー照射部５２から、１００μｓｅｃの周期時間でＯＮ／ＯＦＦされる長波長のパルスレーザー光（波長：１．９μｍ、レーザー出力１０Ｗ）を１５秒間照射した。
すなわち、長波長レーザーの焦点位置（Ａ）と、集光レンズ２０との間に、溶着予定箇所１２´が位置するように配置した状態で、レーザー溶着してなる透明プラスチック容器１０とした。
また、かかるレーザー照射装置５０の場合、長波長レーザー光の焦点位置（Ａ）が、溶着予定箇所１２´であるレーザー溶着部の後方に存在するように、レーザー照射装置５０のＸＹテーブル５８により、照射部５２の位置を調整し、さらに、レーザー光の状態およびレーザー光の照射面状態を、モニター／ＰＣ制御装置５６に取り付けられたＣＣＤカメラ５４によって、視覚的に確認した。

２．透明プラスチック容器の評価
（１）外観性
得られた透明プラスチック容器のレーザー溶着部（溶着予定箇所）を目視観察し、下記基準で、外観性を評価した。
◎：気泡や変形が全く観察されない。
○：気泡や変形がほとんど観察されない。
△：気泡や変形が少々観察される。
×：多数の気泡や顕著な変形が観察される。

（２）レーザー溶着性１（リーク圧力）
得られた透明プラスチック容器の内部に、コンプレッサを用いて、内部圧力が５６０ＫＰａとなる間で、１０ＫＰａごとに、設定圧力になるように、５ｓｅｃ．でその設定圧力に到達させ、そのまま１０ｓｅｃ．設定圧力を維持するように圧縮空気を挿入した。
そして、コンプレッサから通じる加圧弁を遮断してから１０ｓｅｃ．経過後の圧力（圧力１）と、３０ｓｅｃ．経過後の圧力（圧力２）との圧力差が±４０ＫＰａになる際の内部圧力をリーク圧力とし、それから、以下の基準でレーザー溶着性を評価した。
◎：リーク圧力が５００ＫＰａ以上である。
○：リーク圧力が４８０ＫＰａ以上である。
△：リーク圧力が４６０ＫＰａ以上である。
×：リーク圧力が４６０ＫＰａ未満である。

（３）レーザー溶着性２（破壊試験）
得られた透明プラスチック容器の内部に、コンプレッサを用いて、内部圧力が１００ＫＰａから５６０ＫＰａになるように圧縮空気を挿入し、レーザー溶着部が破壊するまでの圧力（最大５６０ＫＰａ）を測定し、それから、下記基準に準じて、レーザー溶着性を評価した。
◎：５６０ＫＰａ以上であってもレーザー溶着部が破壊しない。
○：５００ＫＰａ以上であってもレーザー溶着部が破壊しない。
△：４５０ＫＰａ以上であってもレーザー溶着部が破壊しない。
×：４５０ＫＰａ未満で、レーザー溶着部が破壊する。

［実施例２］
実施例２では、長波長レーザー装置の照射時間を１０秒とした以外は、実施例１と同様にレーザー溶着によって透明プラスチック容器を製造し、レーザー溶着性等を評価した。得られた結果を、表１に示す。

［実施例３］
実施例３では、レーザー装置の出力を７Ｗとし、照射時間を１５秒とした以外は、実施例１と同様にレーザー溶着によって透明プラスチック容器を製造し、レーザー溶着性等を評価した。得られた結果を、表１に示す。

［実施例４］
実施例４では、レーザー装置の出力を５Ｗとし、照射時間を１５秒とした以外は、実施例１と同様にレーザー溶着によって透明プラスチック容器を製造し、レーザー溶着性等を評価した。得られた結果を、表１に示す。

［実施例５〜８］
実施例５〜８では、照射する長波長レーザーの波長を１．９μｍから、１．２μｍまたは１．４μｍに低下させるとともに、レーザー出力や照射時間を変えた以外は、実施例１〜４と同様に、レーザー溶着によってプラスチック容器を製造し、レーザー溶着性等を評価した。得られた結果を、表１に示す。

［比較例１］
比較例１では、蓋部を構成する透明ポリエステル樹脂に、カーボン粒子を、全体量に対して、１重量％となるように配合した以外は、実施例１と同様にレーザー溶着によってプラスチック容器を製造し、レーザー溶着性等を評価した。得られた結果を、表１に示す。

［比較例２］
比較例２では、照射する長波長レーザーの波長を１．９μｍから、０．８μｍに低下させた以外は、実施例１と同様にレーザー溶着によってプラスチック容器を製造し、レーザー溶着性等を評価した。得られた結果を、表１に示す。

［比較例３］
比較例３では、照射する長波長レーザーの波長を１．９μｍから、０．２μｍに低下させた以外は、実施例１と同様に長波長レーザー溶着によってプラスチック容器を製造し、レーザー溶着性等を評価した。得られた結果を、表１に示す。

本発明の透明プラスチック容器およびその製造方法によれば、使用するレーザーの波長等を考慮することによって、有意量のレーザー吸収剤を配合することなく、透明ポリエステル樹脂からなるプラスチック容器／蓋の組み合わせであっても、短時間かつ安定的にレーザー溶着できるようになった。

１０：透明プラスチック容器
１２：プラスチック容器本体
１２´：レーザー溶着部（溶着予定箇所）
１４：蓋部
１６：キャップ
２０：集光レンズ
５０：長波長レーザー照射装置
５２：レーザー照射部
５４：ＣＣＤカメラ
５６：モニター／ＰＣ制御装置
５８：レーザー照射装置のＸＹテーブル
６０：透明プラスチック容器の保持具
６２：回転モータ
６４：支持部材

Claims (8)

1. 透明ポリエステル樹脂製の蓋部と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体と、を備えた透明プラスチック容器であって、
   前記蓋部と、前記プラスチック容器本体とが、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーによって溶着されていることを特徴とする透明プラスチック容器。
2. 前記蓋部が、前記プラスチック容器本体の内壁に圧接する突起部を有しているとともに、当該突起部と、前記プラスチック容器本体の内壁の一部とが、前記長波長レーザーの集光光によって溶着されていることを特徴とする請求項１に記載の透明プラスチック容器。
3. 前記蓋部を構成する透明ポリエステル樹脂および前記プラスチック容器本体を構成する透明ポリエステル樹脂、あるいは、いずれか一方の透明ポリエステル樹脂における長波長レーザー透過率を３０％以下の値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の透明プラスチック容器。
4. 前記蓋部を構成する透明ポリエステル樹脂および前記プラスチック容器本体を構成する透明ポリエステル樹脂、あるいは、いずれか一方の透明ポリエステル樹脂が、主成分として、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのアルコール変性物、およびポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのグリコール変性物の少なくとも一つを含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明プラスチック容器。
5. 透明ポリエステル樹脂製の蓋部と、透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体と、を備えたプラスチック容器の製造方法であって、下記工程（１）および（２）を含むことを特徴とする透明プラスチック容器の製造方法。
   （１）前記透明ポリエステル樹脂製の蓋部と、前記透明ポリエステル樹脂製のプラスチック容器本体と、を準備する工程
   （２）前記蓋部および前記プラスチック容器本体の溶着予定箇所に対して、波長１．０μｍ以上の長波長レーザーを照射して、溶着させる工程
6. 前記蓋部と、前記プラスチック容器本体と、を嵌合させた状態で回転させながら、前記長波長レーザーの照射を行うことを特徴とする請求項５に記載の透明プラスチック容器の製造方法。
7. 前記長波長レーザーの照射を、集光レンズを介して行うことを特徴とする請求項５または６に記載の透明プラスチック容器の製造方法。
8. 前記長波長レーザーを集光させながら照射するとともに、前記長波長レーザーの焦点を、前記溶着予定箇所よりも後方とすることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の透明プラスチック容器の製造方法。

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