JP4724991B2 - 軽量多層プラスチックボトル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形性に優れるとともに良好な表面光沢と透明性を有し、しかも耐衝撃性の改善された軽量多層プラスチックボトルに関する。
【0002】
【従来の技術】
食品、化粧品、洗剤等を収容するボトル等の容器をポリエチレン系樹脂により構成することはよく知られており、容器の主層や内外層を構成する材料として、その密度、メルトフローレート等の性状を特定したポリエチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂のブレンド物等が種々提案されている。
また、近年廃棄物処理や省資源の観点から廃棄する包装資材をより少なくするために、包装容器を薄肉化し減量化する要望が高まっている。
【0003】
従来のポリエチレン系樹脂、特に高圧法低密度ポリエチレン(HP−LDPE)からなる容器では、容器を薄肉化すると耐衝撃性及び剛性が低下し、容器が破損しやすくなるという問題がある。一方、衝撃強度を確保するため低いMFRのポリエチレン系樹脂を用いると、成形性が悪くなり、容器の肌荒れや偏肉が大きくなり変形が生じる。また、高密度で剛性のあるポリエチレン系樹脂を使用した容器では、耐衝撃性が低下し、透明性が低下する等の欠点があった。
また、HP−LDPEを主層とし、各種の樹脂組成物からなる樹脂層を有する多層プラスチックボトルも種々提案されているが、多層プラスチックボトルの成形時に偏肉や変形が生じ易く、表面光沢、透明性、剛性や耐熱性に優れるとともに耐衝撃性が改善され、しかも薄肉軽量化された多層プラスチックボトルは、いまだ実現していない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は、成形性が良好で成形時に偏肉や変形が生じず、表面光沢、透明性、剛性や耐熱性、対内容物性に優れるとともに耐衝撃性が改善され、薄肉軽量化された軽量多層プラスチックボトルを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、軽量多層プラスチックボトルを構成する外層及び主層として使用する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性を調整することによって、これら従来技術の問題点が解消されることを見出し本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は次のような構成をとるものであるが、本発明で主層とは軽量多層プラスチックボトルにおいて中心となる層(通常は、最も肉厚の層)を意味し、外層とは多層プラスチックボトルの一番外側の層を意味する。
1.外層及び主層を有する軽量多層プラスチックボトルにおいて、外層を構成する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性よりも大きいオルゼン曲げ剛性を有する高圧法低密度ポリエチレンにより主層を構成したことを特徴とする軽量多層プラスチックボトル。
2.高圧法低密度ポリエチレンの密度が0.915〜0.930g/cm3で、MFRが0.3〜3.0g/10minであることを特徴とする1に記載の軽量多層プラスチックボトル。
3.主層を高圧法低密度ポリエチレンを主成分とし、直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体を含有する樹脂組成物により構成したことを特徴とする1又は2に記載の軽量多層プラスチックボトル。
4.直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体が、メタロセン系触媒を用いて重合された、密度が0.850〜0.930g/cm3で、Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)で規定される分子量分布が1.6〜4.5である共重合体であることを特徴とする3に記載の軽量多層プラスチックボトル。
5.主層を構成する樹脂組成物中の直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体の含有量が、樹脂組成物を基準として5〜40重量%であることを特徴とする3又は4に記載の軽量多層プラスチックボトル。
6.主層を高圧法低密度ポリエチレンを主成分とし、樹脂組成物を基準として5〜50重量%の該軽量多層プラスチックボトルのスクラップ樹脂を含有する樹脂組成物により構成したことを特徴とする1〜5のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
7.主層を構成する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性が180〜400MPaであることを特徴とする1〜6のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
8.外層を、エチレン・酢酸ビニル共重合体、高圧法低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体から選択された1種以上の樹脂を含有する樹脂組成物により構成したことを特徴とする1〜7のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
9.容器がさらにガスバリヤー性樹脂層を有することを特徴とする1〜8のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
10.容器がさらに該軽量多層プラスチックボトルのスクラップ樹脂を含有する樹脂層を有することを特徴とする1〜9のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
11.容器の表面に、成形時に金型により形成されたマーク、又はインモールドラベルを有することを特徴とする1〜10のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
12.ブロー成形により容器を製造することを特徴とする1〜11のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトルの製造方法。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、外層及び主層を有する軽量多層プラスチックボトルにおいて、外層を構成する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性よりも大きいオルゼン曲げ剛性を有する高圧法低密度ポリエチレンにより主層を構成したことを特徴とする。
すなわち、軽量多層プラスチックボトルの外層として比較的剛性の低い樹脂層を使用することによって、容器の耐衝撃性、特に落下強度を改善し、主層として外層を構成する樹脂よりも剛性の大きいHP−LDPEを使用することによって、容器に必要な剛性を維持し、内容物の充填時等に必要なハンドリング性や保形性等を確保するものである。
【0007】
本発明の軽量多層プラスチックボトルの主層は、高圧法低密度ポリエチレン(以下、「HP−LDPE」と略記することもあり、エチレンを主成分として、若干量の他のα−オレフィン、酢酸ビニル等のビニル系モノマーを使用した樹脂も含む)単独、又はHP−LDPEを主成分とする樹脂組成物により構成する。
HP−LDPEとしては、エチレンを高圧で重合して得られる比較的高密度、好ましくは密度0.915〜0.930g/cm3で、MFRが0.3〜3.0g/10minであるHP−LDPEを使用する。HP−LDPEの重合法としては、公知の方法が使用される。
密度が0.915g/cm3未満のHP−LDPEを使用した場合には、容器(例えばボトル)のハンドリング性が悪くなる。一方、密度が0.930g/cm3を超えるHP−LDPEを使用した場合には、容器(例えばボトル)のスクイズ性に必要な柔軟性と透明性を確保することが困難になる。
【0008】
主層をHP−LDPEを主成分とする樹脂組成物により構成する場合には、少量成分として、通常のチーグラー・ナッタ触媒やメタロセン系触媒(シングルサイト触媒とも呼ばれる)等を使用して、エチレンとプロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、オクテン−1等のα−オレフィン類を共重合させた直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体(以下、共重合体全体を「LL」と略記し、特にメタロセン触媒を使用したものを「mLL」と略記することがある)を使用することが好ましい。その際に、このLL中のα−オレフィン含量は3%以上、特に5%以上とすることが好ましい。また、mLLは密度が0.850〜0.930g/cm3で、Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)で規定される分子量分布の比が1.6〜4.5であるものを使用することが好ましい。
本発明では、重合体のメルトフローレート(MFR)、密度の測定はJIS K6758に従って、Mw/Mnはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によりポリスチレンを標準分子量換算に用いておこなわれる。
また、オルゼン曲げ剛性はJIS K7106(又はASTM D747)にしたがって測定されるが、測定法が異なる場合には換算により調整する。また、LDPEとLLDPEの配合系においては、それぞれの密度対オルゼン曲げ剛性の直線から、DSC或いはIR等から得られる配合比を使用してオルゼン曲げ剛性を計算することができる。
【0009】
LLの密度が0.930g/cm3より大きいものを使用した場合には、耐衝撃性の改善効果が不十分となり、多層軽量プラスチックボトルの透明性も低下することがある。また、少量の配合で耐衝撃性を向上させるためには、メタロセン系触媒を使用して重合した密度が0.900g/cm3程度以下の、いわゆる超低密度LL(mVLL)を使用することが好ましい。
LLのMFRは、主成分であるHP−LDPEの溶融粘度の2倍を超えない範囲で、0.7〜10.0g/10minのものが好ましい。
LLの重合法としては特に制限はなく、溶液重合法、気相重合法などが用いられる。そして、分子量分布の比が特定の範囲内にあるLLを使用した場合には、主層を構成する樹脂組成物の結晶サイズや分散構造の均一性が確保され、耐衝撃性及び透明性が向上するので好ましい。
【0010】
LLの配合量は、多層プラスチックボトルの成形時のスウェルやドローダウンがあまり大きくならない範囲で、また、溶融張力が3g〜12g、好ましくは6〜10gになるように選択する。この観点からは、HP−LDPEとLLの重量配合比は、97/3〜60/40、好ましくは95/5〜70/30とする。
LLの配合量が多すぎると、ドローダウンが大きくなる等成形性が悪くなったり、透明性が低下する。また、LLの配合量が40重量%を超えると、プラスチックボトルの成形時に樹脂圧力、負荷が上昇する等成形性が悪くなる傾向がある。一方、LLの配合量が3%未満では、剛性の向上効果が小さく、耐衝撃性の改善効果が不十分となる。
【0011】
一般に、HP−LDPEは対内容物性に劣る傾向があり、或る程度高い分子量(低いMFR)、低い密度のものがこれまで使用されてきた。剛性を高めるために密度を高くすると、環境応力破壊耐性(Environmental Stress Crack Resistance:以下、「ESCR」と略記する)が劣ってくる。また、MFRを高く設定すると、ESCRが劣る傾向にある。
本発明によれば、主層に少量のLL系樹脂を配合することによって、この欠陥をも補うことができる。また、或る程度高いMFRのベース樹脂を選択することができるため、トータルの成形性がよくなり、高吐出での大型容器の製造や、高速生産が可能となる。また、後述の実施例にみられるように、主層よりも剛性の低い樹脂を外層のみならず、内容物に接触する最内層として使用することによっても、ESCRが著しく改善される。
【0012】
軽量多層プラスチックボトルの外層を構成する好ましい材料としては、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体、高圧法低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体から選択された1種以上の樹脂を含有する樹脂組成物が挙げられる。これらの樹脂は、適宜2種以上を組み合わせて使用することができ、例えばHP−LDPE及びLLを含有する樹脂組成物や、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)を主成分とする樹脂組成物が挙げられる。
本発明では、軽量多層プラスチックボトルの外層として、これらの比較的剛性の低い樹脂層を使用することによって、容器の耐衝撃性、特に落下強度を改善するものである。
また、これらの樹脂を外層に使用して多層プラスチックボトルをブロー成形した場合、表面の平滑性が比較的高くなることが、ボトルの落下時の割れの起点を減少させる意味で、有効であるものと考えられる。
【0013】
本発明では、軽量多層プラスチックボトルの成形時に発生するバリや不良品等のスクラップ樹脂をスクラップ樹脂単独の層として形成してもよく、また、主層を構成する樹脂組成物に、スクラップ樹脂を配合することもできる。スクラップ樹脂を主層に配合する場合には、その配合量は樹脂組成物を基準として、通常は0〜50重量%、好ましくは5〜30重量%とする。
また、スクラップ樹脂の使用に際し、スクラップ樹脂の特性を改善する目的で、特に樹脂組成物中にスクラップ樹脂を配合する際の分散性を向上させ、耐衝撃性や透明性を改善するために、樹脂組成物を構成するLLの一部を、LLと同程度の密度を有する酸グラフト変性エチレン・α−オレフィン共重合体(以下、「グラフト変性共重合体」と略記する)によって置換してもよい。特に、プラスチックボトルを多層構造とし、その層構成中にガスバリヤー性樹脂層としてエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物(以下、「EVOH」と略記する)層を設ける場合には、スクラップ樹脂中のEVOH層の分散性が大幅に向上するので好ましい。
スクラップ樹脂の配合に際しては、スクラップをそのまま用いたり、スクラップを再度ペレット化して主層の樹脂と配合したり、そのまま用いたりすることができる。
【0014】
軽量多層プラスチックボトルの剛性を確保し、薄肉で軽量の容器を得るためには、主層を構成する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性を180〜400MPa、特に190〜380MPaとすることが好ましい。該樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性が400MPaよりも高い場合には、薄肉化した容器の割れが生じ易くなるとともに、ソフト感が喪失し、スクイズ性などの機能を確保するのが困難になる。また、該樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性が180MPaよりも低い場合には、ボトル等の容器をハンドリングするのが困難となる。例えば、スクイズボトルに内容物を充填する際に、口部の仕上げにあたって仕上機への挿入が困難になり、充填も著しく困難となる。さらに、ボトルの口部をヒートシールする際に、シールが不安定になる。
本発明の軽量多層プラスチックボトルでは、主層を構成する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性を上記範囲のものとすることによって、軽量多層プラスチックボトルの特に高温での剛性が改善され、ケチャップ等の内容物をホット充填することが容易になる。
【0015】
本発明では、上記のような構成をとることにより、容器の耐衝撃性と透明性を同時に改善することが可能となる。また、軽量多層プラスチックボトルの落下強度も大幅に向上することから、容器の目付け減、軽量薄肉化が可能となる。
また、容器成形時の偏肉や異常流動性、ウェルドの生成、ピンチオフの融着不良等を防止することができ、成形性が向上する。
【0016】
本発明の軽量多層プラスチックボトルは、主層及び外層を有する多層構造の容器として構成するが、好ましい容器の形態としては、例えば内容量100〜1500ml程度のスクイズボトル、或いはチューブ状ボトルでハンディでスクイズ性の要求されるものなどが挙げられる。
このようなボトルの加飾には、それ自体公知のものが用いられる。例えば、ボトルの加飾の一例として、あらかじめ金型にロゴマーク等を彫刻し、成形と同時にそれをボトルに転写する方法があり、本発明の材料系では特にそのような場合に、ボトルの強度を維持するのに有効である。また、型内でラベルを装着するインモールドラベル(IML)付ボトル、成形後或いは内容品充填後にタックラベルを貼着するボトル、或いはグラビア、フレキソ印刷等を施す等の公知の加飾方法が挙げられる。容器が適度の剛性を持つことが、これらの加飾を施す上で非常に有効である。また、ボトルがねじれたり、局部的変形が少ないことが、内容品の充填後に外層袋を自動ラッピングする上でも有利である。
【0017】
本発明の軽量多層プラスチックボトルには、さらに容器の中間層として、ガスバリヤー性樹脂層を設けることができる。
ガスバリヤー性樹脂層を構成する好適な材料としては、エチレン含有量が20〜50モル%でケン化度が95モル%以上のエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物や、炭素数100個当たりのアミド基の数が3〜30個、特に4〜25個であるポリアミド類が挙げられる。これらのガスバリヤー性樹脂は単独で又は2種以上を混合して使用することができ、またその性状を損なわない範囲内で、他の熱可塑性樹脂を混合してもよい。
【0018】
また、本発明の軽量多層プラスチックボトルには、さらに容器の中間層(主層以外の層)として、該軽量多層プラスチックボトルのスクラップ樹脂を含有する樹脂層を設けることができる。この樹脂層中には、適宜他の樹脂を配合することができる。
本発明の多層プラスチックボトルを構成する各樹脂層間には、特にバリヤー性樹脂層を設ける場合や、例えばポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂等の異なる系統の樹脂層を用いる場合には、所望により接着剤樹脂層を設けることができる。このような接着剤樹脂としては特に制限はないが、酸変性オレフィン樹脂、例えば無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、無水イタコン酸等のエチレン系不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・α−オレフィン共重合体等を使用することが好ましい。
【0019】
本発明の軽量多層プラスチックボトルの好適な層構成としては、例えば、HP−LDPE外層/接着剤層/ガスバリヤー性樹脂層/接着剤層/主層/HP−LDPE内層の4種類6層であるものや(図2参照)、HP−LDPE外層/主層/接着剤層/ガスバリヤー性樹脂層/接着剤層/主層/HP−LDPE内層の4種7層であるもの(図3参照)が挙げられる。
また、上記の層構成において、外層及び内層を構成するHP−LDPEに代えて、エチレン・酢酸ビニル共重合体やHP−LDPE及びLLを含有する樹脂を使用することもできる。
【0020】
多層プラスチックボトルを構成する各層の厚さは、容器の平均肉厚の最も薄い箇所(図1のA部)で測定して、接着剤層、ガスバリヤー性樹脂層では、1〜30ミクロン、他の樹脂層、及び主層では、10〜1000ミクロンなどの厚みとし、総厚みに対する割合としては、接着剤層、ガスバリヤー性樹脂層では1〜10%、外層では3〜25%の割合とすることが好ましい。
また、本発明の多層プラスチックボトルを構成する各樹脂層中には、必要に応じてオレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミド等の高級脂肪酸アミド等からなる滑剤や、プラスチックボトル中に通常添加される結晶核剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料等の着色剤、酸化防止剤及び中和剤等の添加剤を添加することができる。
【0021】
本発明の軽量多層プラスチックボトルとしては、図1にみられるような中空ボトルをはじめとする各種形状のボトルが挙げられ、これらのプラスチックボトルは、常法により製造することができる。
好ましい成形方法としては、例えば、容器を構成する各樹脂層を多層多重ダイスを使用し共押出しして得られたパリソンを、ブロー型内でブロー成形することによって中空プラスチックボトルとする方法等が挙げられる。
本発明の軽量多層プラスチックボトルは、耐熱性、剛性、透明性、落下強度、さらにはスクイズ性の要求される用途に好適に用いられる。例えば、本発明の軽量多層プラスチックボトルは、ケチャップ、マヨネーズ等の食品用ボトルのほかに、軽量性と詰替え機能を有する一般のシャンプー、リンスあるいは洗剤用ボトル等として有用である。
特に、ガスバリヤー性樹脂層を設けた軽量多層プラスチックボトルの場合には、酸素遮断性に優れることから、飲食物、医薬品等の酸素の存在により変質、劣化し易い内容物を収納するブローボトルとして有用である。
【0022】
【実施例】
つぎに、図面を参照しながら、本発明のプラスチックボトルの実施例について説明するが、本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
以下の例においては、常法により多層多重ダイスを使用し、共押出して得られたパリソンをロータリーブロー成形機でブロー成形することによって、多層ブローボトルを製造した。また成形の際に、ロゴマーク入りの金型を使用することによって、ボトル胴部の表裏にロゴマークを配設した。
【0023】
(実施例1,2及び比較例1〜3)
以下の例では、図3に示される層構成を有する多層ボトルを製造する際に、ガスバリヤー性樹脂層を構成する材料として、エチレン含量32モル%のエチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物(EVOH)を使用した。また、接着剤層として、密度0.930g/cm3、MFR0.7g/10minの無水マレイン酸変性ポリエチレン系樹脂を使用した。
そして、表1にそれぞれ物性を示す外層及び内層樹脂、ならびに主層樹脂を使用し、図3に示される外層11/主層12/接着剤層13/ガスバリヤー性樹脂層14/接着剤層15/主層16/内層17(層比:10/10/3/7/3/57/10重量%)の4種7層構成で、両側面に円弧状のロゴマークを有する、内容量800ml、質量25gの多層薄肉ボトルを、毎分60本の速度にてロータリーブロー成形した。各例で主層を構成する樹脂組成物には、多層ボトルの成形時に発生するバリ等のスクラップ樹脂を、該樹脂組成物を基準として30重量%配合して用いた。これらのボトルは、いずれも成形性は良好で、成形条件の設定変更は殆ど無かった。
表1において、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)については、密度に代えて、酢酸ビニル(VA)の含量(モル%)を記載した。
【0024】
【表1】
【0025】
上記の各例で得られたボトルの落下衝撃強度、透明性、減圧変形を、つぎのようにして測定した。
(落下衝撃強度)
ボトルに満注内容量の約95%の水を充填し、キャップシールした後に、5℃に一昼夜放置し、1.5mの高さより落下させ、ボトルの底を下にした垂直落下、ボトルのロゴマークを下にした水平落下について、それぞれ20本のボトルを落下させて、破損本数を調べた。
(透明性)
JIS K7105に定められた方法にて、ボトルの側壁部での透明性としてヘイズを評価し、0.5mmの厚みに換算した値で示した。
(減圧変形)
ボトルにケチャップ750gを85℃にて充填し、口部をアルミ入りヒートシールテープにて密封し、常温水シャワーにより冷却し、5℃に1週間保管した後に外観を観察して評価した。
これらの試験結果を表2に示す。ボトルの落下強度は、垂直落下及び水平落下におけるボトルの割れ本数で示した。
【0026】
【表2】
【0027】
表2によれば、外層に比較的剛性の低いHP−LDPE又はEVAを用いることで、薄肉軽量ボトルとした場合にも、高い落下強度が得られる(実施例1、2)。
しかし、主層を構成する樹脂のオルゼン曲げ剛性が低すぎると、ケチャップ等の内容物をホット充填する際にボトルのハンドリング性が低下し、殆んどハンドリングできない状態になる。また、内容物を充填しボトルを冷却した後の減圧変形が大きく、特に1週間程度経過するとボトル内の酸素が消費されるために変形がさらに進み、ボトルにねじれが生じる(比較例1、2)。
一方、密度がやや高く剛性の高いHP−LDPEのみを使用すると、落下時にボトルの割れが発生し、特に水平に落下させた場合にロゴマークを起点とする割れが多くなる(比較例3)。
これに対して、実施例1及び2では、外層の比較的剛性の低い樹脂層が落下時の応力集中を緩和し、落下強度が予想以上に高くなるとともに、主層の剛性の高い樹脂層により、内容物のホット充填適性や耐減圧変形性が改善されることがわかる。
【0028】
(実施例3〜5、及び比較例4、5)
多層ボトルのガスバリヤー性樹脂層を構成する材料として実施例1のEVOHを使用し、接着剤として無水マレイン酸のグラフト率が0.7%の直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)系接着剤を使用した。
そして、表3にそれぞれ物性を示すHP−LDPEを内層、外層及び主層として使用し、図3に示される外層11/主層12/接着剤層13/ガスバリヤー性樹脂層14/接着剤層15/主層16/内層17(層比:10/10/3/4/3/55/15重量%)の4種7層構成で、表裏両面にロゴマークを有する内容量1100ml、質量24gの多層薄肉ボトルを、毎分70本の速度にてロータリーブロー成形した。各例で主層を構成する樹脂組成物には、多層ボトルの成形時に発生するバリ等のスクラップ樹脂を、該樹脂組成物を基準として30重量%配合して用いた。これらのボトルは、いずれも成形性は良好で、成形条件の設定変更は殆ど無かった。
【0029】
【表3】
【0030】
得られたボトルの性能試験の結果を表4に示した。
【0031】
【表4】
【0032】
表4によれば、実施例3〜5のボトルでは、落下強度、透明性及び減圧変形性はいずれも良好であり、成形性やボトルのハンドリング性にも問題は生じなかった。
これに対して比較例4のボトルでは、外層を構成する樹脂のオルゼン曲げ剛性が低すぎるために、またボトルの表面のべとつきにより、成形時及び内容物の充填時にボトルの搬送が不可能になる。また、ボトルの保形性が悪くなり、口部の仕上げ機の通過性も悪くなる。そして、充填後の製品の形状にばらつきが生じ、外装袋の包装が困難となり、カートンへの収納も難しくなる。
また、比較例5のボトルでは、外層にオルゼン曲げ剛性の低い樹脂を使用することにより垂直落下強度は改善されているが、主層のHP−LDPEのオルゼン曲げ剛性が高すぎるために水平落下強度が著るしく低下し、ロゴマークでの割れが目立つ。また、薄肉化したにもかかわらず、ボトルの透明性が低下した。
【0033】
(実施例6〜10、比較例6及び7)
多層ボトルの内層及び外層を構成する樹脂として、酢酸ビニル含量2モル%でMFR0.7g/10minのエチレン・酢酸ビニル共重合体を使用した。また、接着剤層として密度0.920g/cm3、MFR2.5g/10minの無水マレイン酸変性LLDPEを、ガスバリヤー性樹脂層を構成する材料として実施例1のEVOHを使用した。
そして、密度0.930g/cm3、MFR0.6g/10minのHP−LDPEに、樹脂組成物を基準として、多層ブローボトルの成形時に発生するバリ等のスクラップ樹脂30重量%、及びコモノマーとしてヘキセン−1を使用し、メタロセン系シングルサイト触媒を用いて重合することによって得た、密度0.910g/cm3、MFR1.0g/10min、分子量分布Mw/Mn3.6、オルゼン曲げ剛性180MPaのエチレン・αオレフィン共重合体(mLL)を、それぞれ表5に記載された量(重量%)で配合することによって、多層ブローボトルの主層を構成する樹脂組成物を得た。
【0034】
これらの樹脂を使用して、図2に示される外層1/接着剤層2/ガスバリヤー性樹脂層3/接着剤層4/主層5/内層6(層比:15/3/4/3/55/20重量%)の4種6層構成で、表裏両面にロゴマークを有する内容量1100ml、質量22gの多層薄肉ボトルを、毎分70本の速度にてロータリーブロー成形した。
これらのボトルの主層となる樹脂組成物中のmLLの配合量及びオルゼン曲げ剛性(配合比と構成成分の物性値から算出した値)、ならびに成形上の特徴等を表5に示す。
【0035】
【表5】
【0036】
得られたボトルの性能試験の結果を表6に示す。表6におけるガスバリヤー性は、表面積620cm2のボトルの内部に10mlの純水を入れ、30℃、相対湿度80%の雰囲気にて、3週間保管後の酸素透過量に基づいて算出した。
【0037】
【表6】
【0038】
表5、6によれば、主層中にmLLを40重量%まで配合することによって(実施例6〜9)、実質的に成形性を損なわずに多層ブローボトルの重量を24g(実施例3〜5)から22gに減少させ、さらにボトルの軽量・薄肉化が図れることがわかる。また、mLLの配合量が増加するにつれて透明性が向上するが、mLLの配合量が多くなりすぎると成形時の樹脂圧が上昇し、ボトルの偏肉が大きくなり、落下強度が低下する。また、ガスバリヤー性層であるEVOH層の偏肉も大きくなり、ガスバリヤー性が低下する(比較例6)。そして、比較例7では樹脂圧の上昇が大きく、成形速度を60%に落としてもシャークスキンが発生し、ガスバリヤー性も良くなかった。また、mLLの配合量が多くなるほど、ノズルの仕上げが困難となる傾向にあった。
【0039】
(実施例11)
実施例8と同じ樹脂材料、層構成の多層ブローボトルの成形時に、金型内にポリプロピレン系発泡樹脂原反により構成されたラベルを配置することによって、内容量300ml、質量18gの、表面にラベルの貼着されたいわゆるインモールドラベル(IML)付ボトルを作製した。
従来のHP−LDPE樹脂を使用したボトルでは、IMLを貼着すると、ボトルを落下、特に水平落下させた時に、簡単にラベルエッジで裂けるように割れることがあったが、本発明の材料構成によればこのような欠点を解消することができ、合わせてボトルの軽量化が可能となった。
【0040】
【発明の効果】
上記構成をとることによって、本発明では成形性が良好で成形時に偏肉や変形が生じず、表面光沢、透明性、剛性や耐熱性、対内容物性に優れるとともに耐衝撃性が改善され、薄肉軽量化された軽量多層プラスチックボトルを得ることができる。また、本発明では容器製造時に発生するスクラップ樹脂を有効に活用することができるので、製造コストを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の軽量多層プラスチックボトルの1例を示す断面図である。
【図2】本発明のブローボトルの側壁の断面の1例を示す模式断面図である。
【図3】本発明のブローボトルの側壁の断面の他の例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1,11 外層
2,4,13,15 接着剤層
3,14 ガスバリヤー性樹脂層
5,12,16 主層
6,17 内層
Claims (12)
- 外層及び主層を有する軽量多層プラスチックボトルにおいて、外層を構成する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性よりも大きいオルゼン曲げ剛性を有する高圧法低密度ポリエチレンにより主層を構成したことを特徴とする軽量多層プラスチックボトル。
- 高圧法低密度ポリエチレンの密度が0.915〜0.930g/cm3で、MFRが0.3〜3.0g/10minであることを特徴とする請求項1に記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 主層を高圧法低密度ポリエチレンを主成分とし、直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体を含有する樹脂組成物により構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体が、メタロセン系触媒を用いて重合された、密度が0.850〜0.930g/cm3で、Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)で規定される分子量分布が1.6〜4.5である共重合体であることを特徴とする請求項3に記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 主層を構成する樹脂組成物中の直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体の含有量が、樹脂組成物を基準として5〜40重量%であることを特徴とする請求項3又は4に記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 主層を高圧法低密度ポリエチレンを主成分とし、樹脂組成物を基準として5〜50重量%の該軽量多層プラスチックボトルのスクラップ樹脂を含有する樹脂組成物により構成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 主層を構成する樹脂組成物のオルゼン曲げ剛性が180〜400MPaであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 外層を、エチレン・酢酸ビニル共重合体、高圧法低密度ポリエチレン及び直鎖状低密度エチレン・α−オレフィン共重合体から選択された1種以上の樹脂を含有する樹脂組成物により構成したことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 容器がさらにガスバリヤー性樹脂層を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 容器がさらに該軽量多層プラスチックボトルのスクラップ樹脂を含有する樹脂層を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
- 容器の表面に、成形時に金型により形成されたマーク、又はインモールドラベルを有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトル。
- ブロー成形により容器を製造することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の軽量多層プラスチックボトルの製造方法。
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