JP2017202853A - ポリエステル樹脂製多重ボトル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環境負荷及び製造コストを低減できるポリエステル樹脂製多重ボトル及びその製造方法を提供する。【解決手段】ポリエステル樹脂製多重ボトル１は、外郭ボトル２と、外郭ボトル２の内部に配設される内容器体３とからなり、少なくとも外郭ボトル３はメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有する。ポリエステル樹脂製多重ボトル１の製造方法は、メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂組成物の射出成形により形成された外プリフォーム２２の内周側に、ポリエステル樹脂組成物の射出成形により形成された内プリフォーム２１を配置した状態でブロー成形する。【選択図】 図２

Description

本発明は、ポリエステル樹脂製多重ボトル及びその製造方法に関する。

従来、外圧に対して原形復帰可能な外郭ボトルの内部に、外圧により変形されて減容する（以下、「減容変形」ということがある）内容器体を配置し、該外郭ボトルと該内容器体との間に外気が導入されるようにしたポリエステル樹脂製多重ボトルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記ポリエステル樹脂製多重ボトルは、外郭ボトルの胴部を押圧することにより、内容器体を減容変形させて内容器体に収容されている内容物を注出する一方、押圧が解除されると別途設けられた逆止弁等の作用により、外郭ボトルと内容器体との間に外気が導入される。この結果、外気圧により外郭ボトルが原形復帰する一方、前記内容器体は外郭ボトルから剥離して減容変形された状態が維持される。このようにするときには、内容器体内に外気が侵入することが無いので、内容器体内に収容されている内容物が酸化等により変質することを防止することができる。

前記ポリエステル樹脂製多重ボトルは、例えば、バージンポリエステル樹脂の射出成形により内プリフォーム及び外プリフォームを形成し、外プリフォームの内周側に内プリフォームを配置した状態でブロー成形することにより製造される。

特開平６−３９９０６号公報

しかしながら、前述のようにして製造される前記ポリエステル樹脂製多重ボトルは、前記外郭ボトルと前記内容器体との両方がバージンポリエステル樹脂により形成されることとなり、該外郭ボトル内部に該内容器体を配設しない単一のボトルに比較して使用する樹脂量が多くなり、ボトル使用後の廃棄によるリサイクル樹脂量の増加による環境負荷への影響及び製造コストの増大が避けられないという不都合がある。

本発明は、かかる不都合を解消して、前記外郭ボトルと前記内容器体との両方がバージンポリエステル樹脂により形成される場合に比較して環境への負荷を低減し、また製造コストを低減することができるポリエステル樹脂製多重ボトル及びその製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルは、外郭ボトルと、該外郭ボトルの内部に配設される内容器体とからなるポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、少なくとも該外郭ボトルはメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有することを特徴とする。

前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、回収された使用済みのポリエステル樹脂製ボトルを選別、粉砕、風選処理、洗浄処理した後、高温下で樹脂内部の汚染物質、不純物等を除去したポリエステル樹脂であり、環境への負荷の低減という点で利点の高い材料であり、今後、処理工程の合理化等により、バージンポリエステル樹脂に比較してコスト的にも有利になりうる材料である。しかし、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、キャップを構成する樹脂、ボトルを構成するポリエステル樹脂中に多層状に配設されているブレンド樹脂、ラベル等に由来する樹脂等のポリエステル樹脂以外の樹脂が回収過程で不可避的に混入する。

従って、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、飲料食品用のボトルに使用するに当たっては、精製度を上げることや、前記ポリエステル樹脂以外の樹脂の内容物中への溶出について確認すること等の様々な慎重な配慮が必要とされる。

一方、ポリエステル樹脂製多重ボトルでは、前記内容器体に飲料又は食品が収容されるので、前記外郭ボトルは該飲料又は食品に接触することがない。そこで、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルは、前記外郭ボトルが前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を主たる成分として含有することにより、該メカニカルリサイクルポリエステル樹脂に含有されるポリエステル樹脂以外の樹脂の内容物への溶出を考慮する必要がなく、増加するバージンポリエステル樹脂の使用量を抑えることができ、製造コストを低減することができる。

本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記外郭ボトルはその全量に対し６０質量％以上の前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有することが好ましい。本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルは、前記外郭ボトルにおける前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂の含有量が該外郭ボトルの全量の６０質量％以上であることにより、前記使用上の利点を生かし、かつ確実に環境への負荷及び製造コストを低減することができる。一方、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルは、前記外郭ボトルにおける前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂の含有量が該外郭ボトルの全量の６０質量％未満であるときには、製造コストを十分に低減できないことがある。

また、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記内容器体はその全量に対し４０質量％以下のメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有することが好ましい。前記内容器体は、バージンポリエステル樹脂により形成されていてもよいが、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有することにより、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルのメカニカルリサイクルポリエステル樹脂の使用量を増やすことができ、環境への負荷及び製造コストをさらに低減することができる。

このとき、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルでは、前記内容器体における前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂の含有量が該内容器体の全量の４０質量％以下であることにより、該メカニカルリサイクルポリエステル樹脂に含有されるポリエステル樹脂以外の樹脂の内容物への溶出の影響を抑制することができる。

また、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、固有粘度が０．７以上であり、Ｌａｂ色表示系における黄変度ｂが９以下であることが好ましく、８以下であることがさらに好ましい。前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、固有粘度が０．７以上であることにより、バージンポリエステル樹脂と混合して射出成形に用いることができる。また、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、Ｌａｂ色表示系における黄変度ｂが９以下であることにより、前記外郭ボトル又は前記内容器体の着色を実用範囲内に抑えることができる。

また、本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、例えば、昇温時の結晶化ピーク温度が１４５℃以下のものを用いることができる。

本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルは、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂組成物の射出成形により形成された外プリフォームの内周側に、ポリエステル樹脂組成物の射出成形により形成された内プリフォームを配置した状態でブロー成形することにより製造することができる。

本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルの構成を示す斜視図。 図１のII−II線断面図。 外プリフォームの内周側に内プリフォームを配置した状態を示す縦断面図。 Ａは本発明のポリエステル樹脂製多重ボトルの製造方法の初期段階を示す模式的断面図、Ｂはブロー成形工程を示す模式的断面図、Ｃはブロー成形工程の終了段階を示す模式的断面図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態のポリエステル樹脂製多重ボトル１は、外圧に対して原形復帰可能な外郭ボトル２と、外郭ボトル２の内側に収容され外圧により変形する内容器体３とからなる。

外郭ボトル２は、円筒状外口部４と、外口部４に連接する肩部５と、肩部５に連接する上胴部６と、上胴部６に連接する円筒状の中胴部７と、中胴部７に連接する下胴部８と、下胴部８に連接する底部９とを備えている。外口部４は外周面に雄ねじ部１０と、サポートリング１１とを備え、底部９は外郭ボトル２の内側に膨出してポリエステル樹脂製多重ボトル１に自立性を付与する凹部１２を備えている。

一方、内容器体３は、外口部４内周側に配設される円筒状内口部１３と、内口部１３に連接し、外郭ボトル２の肩部５、上胴部６、中胴部７、下胴部８、底部９の内面形状に沿う形状の内容器体本体１４とを備えている。内口部１３は、上部に外口部４の上端よりも上方に延出された延出部１５と、延出部１５から径方向外方に張り出す鍔部１６とを備えており、鍔部１６により外口部４の上端縁に係止されている。

また、内口部１３は、外周面に溝１７を備えている。溝１７は鍔部１６の下面に形成された溝１８に連接されており、溝１８は鍔部１６の外周縁で外部に開放されている。この結果、溝１７及び溝１８により、外郭ボトル２と内容器体３との間に外気を導入する通気路１９が形成されている。

本実施形態のポリエステル樹脂製多重ボトル１は、内容器体３に図示しない内容物が収容されており、該内容物を注出するときには、外口部４及び内口部１３を下方に向けて傾ける。そして、外郭ボトル２の中胴部７を押圧すると、内容器体本体１４が減容変形することにより、前記内容物が注出される。

次に、外郭ボトル２の中胴部７の押圧を解除すると、外郭ボトル２と内容器体本体１４との間に通気路１９から外気が導入され、外気圧により外郭ボトル２は原形に復帰するが内容器体本体１４は減容変形したままの状態が維持される。この結果、内容器体３内に外気が侵入することが無いので、内容器体３内に収容されている内容物が酸化等により変質することを防止することができる。

本実施形態のポリエステル樹脂製多重ボトル１において、外郭ボトル２は例えばその全量に対し６０質量％以上のメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有している。前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、回収された使用済みのポリエステル樹脂製ボトルを選別、粉砕、風選処理、洗浄処理した後、高温下で樹脂内部の汚染物質、不純物等を除去したポリエステル樹脂であり、例えば、固有粘度が０．７以上であり、樹脂ペレットを平板に成形した後のＬａｂ色表示系における黄変度ｂが９以下であり、昇温時の結晶化ピーク温度が１４５℃以下である。

前記昇温時の結晶化ピーク温度は、次のようにして測定した温度を意味する。まず、ポリエステル樹脂を射出成形して形成されたプリフォームの胴体をパイプカッターにより輪切り状に切断し、表面を除去した後、４ｍｍ×４ｍｍの大きさに切り出したものを試料とする。次に、前記試料の質量を精秤したのち、パーキンエルマー社製ＤＳＣ用アルミニウム製標準サンプルパンに封入し、示差走査熱量計（パーキンエルマー社製、型番：ＤＳＣ−８００型）にて窒素気流下に５０℃から２８５℃まで毎分１００℃の割合で昇温させ、２８５℃で２分間保持した後、毎分１００℃の割合で５０℃まで降温させることにより、水分の影響を排除する。次に、５０℃から２８５℃まで毎分２０℃の割合で昇温させ、２８５℃で２分間保持した後、毎分１０℃の割合で５０℃まで降温させたときに、５０℃から２８５℃まで毎分２０℃の割合で昇温させる工程における発熱ピークの頂点を、「昇温時の結晶化ピーク温度」とする。

このようなメカニカルリサイクルポリエステル樹脂として、例えば、協栄産業株式会社製ＮＡＢＴ７９０６（商品名）等のメカニカルリサイクルポリエチレンテレフタレート樹脂を挙げることができる。

また、本実施形態のポリエステル樹脂製多重ボトル１において、内容器体３は、バージンポリエステル樹脂からなるものでもよいが、例えばその全量に対し４０質量％以下の前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有していることが好ましい。

次に、本実施形態のポリエステル樹脂製多重ボトル１の製造方法について説明する。

ポリエステル樹脂製多重ボトル１を製造するときには、まず、ポリエステル樹脂組成物の射出成形により、図３に示す内プリフォーム２１と外プリフォーム２２とを形成し、外プリフォーム２２の内周側に内プリフォーム２１を配置する。ここで、内プリフォーム２１を形成するポリエステル樹脂組成物の組成は、内容器体３を形成するポリエステル樹脂組成物の組成と一致している。また、外プリフォーム２２を形成するポリエステル樹脂組成物の組成は、外郭ボトル２を形成するポリエステル樹脂組成物の組成と一致している。

内プリフォーム２１は、内口部１３と、内口部１３の下方に連接され内口部１３よりも外径が小さい有底円筒状の内胴部２３とにより形成される。内口部１３は、内容器体３の内口部１３と同一形状であり、同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

外プリフォーム２２は、外口部４と、外口部４の下方に連接された有底円筒状の外胴部２４とにより形成される。外口部４は、外郭ボトル２の外口部４と同一形状であり、同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図３に示すように、内プリフォーム２１の内口部１３は外プリフォーム２２の外口部４に挿着され、内プリフォーム２１の内胴部２３は外プリフォーム２２の外胴部２４の内部に配置される。このとき、延出部１５が外プリフォーム２２の外口部４の上方に延出し、鍔部１６が外プリフォーム２２の外口部４の上端面に当接して係止される。これにより、内プリフォーム２１の内口部１３は、外プリフォーム２２の外口部４の内側に確実に位置決めされる。

次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、本実施形態のポリエステル樹脂製多重ボトル１のブロー成形について説明する。

本実施形態において使用するブロー成形装置は周知のものであり、図４Ａ〜図４Ｃにおいて要部を示すように、金型３１と、ブローノズル３２と、ストレッチロッド３３とを備えている。

金型３１は、外郭ボトル２の肩部５、上胴部６、中胴部７、下胴部８、底部９に沿う形状の成形部３４と、外プリフォーム２２の外口部４のサポートリング１１の上方を露出させて支持する支持開口部３５とを備えている。金型３１は図示しない割型構造とされており、左右側と底部側とで分割することによって成形後のポリエステル樹脂製多重ボトル１が脱型できるようになっている。

ブローノズル３２は、図示しない昇降手段により昇降され、Ｏリング３６を介して内プリフォーム２１の上端面に気密に当接する。ブローノズル３２にはストレッチロッド３３が挿通され、ストレッチロッド３３の外周面とブローノズル３２の内周面との間には、図示しない加圧空気供給手段に接続された気体通路３７が形成されている。

ストレッチロッド３３は、図示しない進退駆動手段によってブロー成形時に前進される。尚、図４Ａにおいては、ストレッチロッド３３がブローノズル３２の先端から突出しているが、ストレッチロッド３３は未使用時には引き込まれてブローノズル３２の内方（図中上方）に収納されている。

上述の構成のブロー成形装置によって、ポリエステル樹脂製多重ボトル１を製造するときには、図４Ａに示すように、内プリフォーム２１を外プリフォーム２２の内周側に挿着し、外プリフォーム２２を金型３１にセットした後、内プリフォーム２１にブローノズル３２を接続する。尚、内プリフォーム２１及び外プリフォーム２２は、金型３１にセットされるに先立ってブロー成形可能な温度に加熱される。

次いで、図４Ｂに示すようにブローノズル３２の気体通路３７から内プリフォーム２１内に加圧空気を導入し、同時にストレッチロッド３３を下方に伸長させる。これにより、内プリフォーム２１が膨張して未膨張状態の外プリフォーム２２の内面に密着する。

続いて、図４Ｂに示す状態から、更に内プリフォーム２１内に加圧空気を導入しつつ、ストレッチロッド３３を下方に伸長させると、膨張した内プリフォーム２１の内胴部２３により外プリフォーム２２の外胴部２４が広げられ、図４Ｃに示すように、金型３１の成形部３４により外郭ボトル２の肩部５、上胴部６、中胴部７、下胴部８、底部９の形状に成形される。また、内プリフォーム２１の内胴部２３は、外郭ボトル２の肩部５、上胴部６、中胴部７、下胴部８、底部９の内面形状に沿う形状に成形される。この結果、図１及び図２に示す合成樹脂製多重ボトル１が得られる。

本発明の外殻ボトルおよび内容器体はいずれもポリエステル樹脂からなるため、ブロー成形過程で密着する傾向があるが、外殻ボトルと内容器体との間に、プリフォーム積層段階で、所望によりポリエステル樹脂製容器どうしの密着性を抑える効果を有する剥離剤、或いは離型剤からなる第３の層を設けてブロー成形することができる。かくすることにより、その後の使用段階での外殻ボトルと内容器体との剥離をより容易に、スムースに行うことができる。

１…ポリエステル樹脂製多重ボトル、 ２…外郭ボトル、 ３…内容器体、 ２１…内プリフォーム、 ２２…外プリフォーム。

Claims (7)

1. 外郭ボトルと、該外郭ボトルの内部に配設される内容器体とからなるポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、
   少なくとも該外郭ボトルはメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有することを特徴とするポリエステル樹脂製多重ボトル。
2. 請求項１記載のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記外郭ボトルはその全量に対し６０質量％以上の前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有することを特徴とするポリエステル樹脂製多重ボトル。
3. 請求項１又は請求項２記載のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記内容器体はその全量に対し４０質量％以下の前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有することを特徴とするポリエステル樹脂製多重ボトル。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、固有粘度が０．７以上であり、Ｌａｂ色表示系における黄変度ｂが９以下であることを特徴とするポリエステル樹脂製多重ボトル。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項記載のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂は、昇温時の結晶化ピーク温度が１４５℃以下であることを特徴とするポリエステル樹脂製多重ボトル。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項記載のポリエステル樹脂製多重ボトルにおいて、
   前記外郭ボトルは、円筒状外口部と、該外口部に連接する肩部と、該肩部に連接する胴部と、該胴部に連接し内周側でボトル内の膨出する凹部を有する底部とを備え、外圧に対して原形復帰可能であり、
   前記内容器体は、該外郭ボトルの該円筒状外口部の内周側に配設される円筒状内口部と、該内口部に連接し該外郭ボトルの内面形状に沿う形状の内容器体本体とを備え、外圧により変形可能であり、
   該外口部と該内口部との間に形成されて該外郭ボトルと該内容器体との間に外気を導入する通気路とを備えることを特徴とするポリエステル樹脂製多重ボトル。
7. 外郭ボトルと、該外郭ボトルの内側に配設される内容器体とからなり、少なくとも該外郭ボトルはメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂製多重ボトルの製造方法であって、
   前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂組成物の射出成形により形成された外プリフォームの内周側に、ポリエステル樹脂組成物の射出成形により形成された内プリフォームを配置した状態でブロー成形することを特徴とするポリエステル樹脂製多重ボトルの製造方法。