JP6163850B2

JP6163850B2 - 発泡延伸プラスチックボトル

Info

Publication number: JP6163850B2
Application number: JP2013090403A
Authority: JP
Inventors: 裕喜飯野; 市川　健太郎; 健太郎市川; 宣久小磯; 典男阿久沢; 野村　哲郎; 哲郎野村
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-04-23
Also published as: JP2013241221A

Description

本発明は、気泡が内部に分布している発泡領域が胴部に形成されている発泡延伸プラスチックボトルに関するものである。

現在、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル容器は、透明性、耐熱性、ガス遮断性等の特性に優れており、種々の用途に広く使用されている。

一方、近年では、資源の再利用が強く求められ、上記のようなポリエステル容器に関しても、使用済みの容器を回収し、リサイクル樹脂として種々の用途への再利用が図られている。ところで、包装容器内に収容される内容物については、光により変質しやすいもの、例えばある種の飲料、医薬品、化粧品などは、顔料等の着色剤を樹脂に配合した樹脂組成物を用いて成形された不透明容器に収容されて提供される。しかるに、資源の再利用の点からは、着色剤の配合は望ましくなく（リサイクル樹脂に透明性を確保することが困難となってしまう）、このため、透明容器の使用が要求されているのが現状であり、従って、光変質性の内容物の収容に適した不透明性容器についてもリサイクル適性の改善が必要である。

着色剤を配合せずに遮光性（不透明性）を付与するためには、容器壁に気泡を存在させて発泡容器とすることが考えられ、このような発泡プラスチック容器に関しても種々提案されており、例えば、特許文献１には、発泡セルの平均径が変化している特徴を有しており、表面側に存在する発泡セルの平均径が内部に存在する発泡セルの平均径よりも微小となっている発泡成形品が開示されている。

しかしながら、特許文献１で提案されているような発泡セルの平均径が変化している特徴を有する成形体では、中心部分に厚肉の非発泡部（発泡セルが存在していない部分）が形成されてしまうため、十分な遮光性が得られない。この場合、壁部の全体に発泡セルを分布させ、中心部分に厚肉の非発泡部を形成しないようにすることが考えられるが、このような場合には、胴部の中心部分に非常に大きな発泡セルが分布するようになってしまうため、発泡による強度低下が著しくなってしまい、実用的には採用することができない。

また、特許文献２には、本出願人により、上記のような問題が解決された発泡プラスチック容器が提案されている。
この特許文献２の容器は、発泡セルが分布したプラスチックにより形成された容器壁を有しており、該容器壁の面方向の発泡セルの長さが、容器外面から内面に向かって小さくなっているというものであり、内面側に形成されているセルの大きさを小さくすることにより、ガス遮断性の低下を抑制したものである。

しかしながら、特許文献２の容器では、容器の内面側に向かって発泡セルの大きさがどんどん小さくなっていくため、やはり、発泡セルの形成によってもたらされる遮光性が低下してしまうという問題がある。特に、プリフォームを延伸成形（ブロー延伸）することにより得られるボトルでは、胴部壁の厚みが薄く、厚み方向での発泡セルの重なり度合も少なくなるため、発泡セルの部分での多重反射等が少なくなってしまい、遮光性の低下傾向は著しい。

特開２００５−２４６８２２号特開２００９−２３４６２７号

従って、本発明の目的は、優れた遮光性を示す発泡延伸プラスチックボトルを提供することにある。

本発明者等は、不活性ガスを発泡剤として用いた発泡（所謂マイクロセルラー技術による発泡）によって微細な発泡セルが容器胴部に形成された延伸発泡ボトルについて多くの実験を重ねて研究した結果、発泡セルの大きさ（容器軸方向長さ）に従来公知の発泡容器中の発泡セルには見られない分布を持たせることにより、遮光性を大きく向上させ得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明によれば、発泡セルが内部に分布した発泡領域を胴部に有する発泡延伸プラスチックボトルにおいて、該発泡領域の少なくとも一部で、該発泡セルのボトル軸方向長さは、該発泡セルの存在する位置が胴部の外面側から中心部側に存在するものにいくにしたがって漸次小さくなり、次いで中心部側から内面側に存在するものにいくにしたがって漸次大きくなる長さ分布を有していることを特徴とする発泡延伸プラスチックボトルが提供される。

本発明の発泡延伸プラスチックボトル（以下、単に「発泡延伸ボトル」と呼ぶことがある）においては、ボトル軸方向断面でみて、発泡セルのボトル軸方向長さが前記長さ分布を有している領域を、前記発泡セルが占める面積割合が、５乃至５０％の範囲にあることが好ましい。
このような本発明の延伸発泡ボトルにおいて、前記長さ分布を有している領域での全光線透過率は１０％以下であり、その遮光性は極めて高い。

本発明の発泡延伸ボトルは、胴部に形成されている発泡領域中の発泡セルが長さ分布を有しており、発泡セルのボトル軸方向長さは、外面側に位置するものから中心部側に位置するものにいくにしたがって漸次小さくなり、次いで中心部側から内面側に向かって漸次大きくなっていくという長さ分布を有している。本発明においては、このような発泡セルの長さ分布によって、発泡セルの巨大化などによる強度低下を生じることなく遮光性を得ることができる。

例えば、発泡セルのボトル軸方向長さ（以下、単に「セル長さ」と呼ぶ）が、ボトル外面側から内面側に向かって漸次小さくなるような傾斜勾配を有している場合には、ボトル内面側にむかってセル長さが微小になっていくため、遮光性は不満足なものとなってしまう。即ち、ボトルの内面側にいくにしたがい、発泡セルの重なりが少なくなり、発泡セルによる多重反射等が少なくなり、ボトル胴部壁を透過する光が増大してしまうからである。
しかるに、本発明においては、胴部壁の中心部分では、セル長さが小さくなるとしても、そこからさらに内面側に向かって、再びセル長さが増大していき、発泡セルの重なりが増していく。このため、延伸によりボトルの胴部が薄肉化されているとしても、発泡セル同士の重なり度合が高いレベルに維持され、この結果、発泡セルによる多重反射等が有効に発生し、ボトル胴部壁を透過する光が減少し、より高い遮光性が確保されるのである。

本発明の発泡延伸プラスチックボトルの胴部におけるボトル軸方向断面の概略を示す図である。図１の胴部を有するプラスチックボトルの製造プロセスを説明するための図である。ブロー成形前の発泡プリフォームの胴部の軸方向断面の概略を示す図である。実施例１で作製された発泡ボトルの胴部断面についてのＳＥＭ写真。

＜発泡延伸プラスチックボトル＞
本発明の発泡延伸プラスチックボトルのボトル軸方向断面を示す図１を参照して、全体として１０で示されているボトル胴部壁には、発泡セル１が分布しており、この図から理解されるように、発泡セル１は、ボトル軸方向（最大延伸方向に相当）を指向した偏平形状を有しており、厚み方向に多重に重なりあって分布している。即ち、本発明においては、胴部壁内に存在する発泡セル１の形状が延伸によって偏平形状となり、これらセル１同士の厚み方向での重なりが広がり、従って、このような発泡セル１が内部に存在している領域は遮光性を示すというのが基本的な原理である。

本発明の発泡延伸ボトルでは、発泡セル１のボトル軸方向の長さＬは、胴部壁１０の外面側から内面側にいくにしたがって次第に小さくなっており、最も小さくなった部分から内面側にいくにしたがって、再びセル長さＬは次第に大きくなっている。図１において、胴部壁１０の外面側に位置する発泡セル１のセル長さＬはＬ_１で示され、中心部近傍に位置する発泡セル１のセル長さＬはＬ_２で示され、内面側に位置する発泡セル１のセル長さＬはＬ_３で示されている。この厚み分布により、Ｌ_１＞Ｌ_２＜Ｌ_３の関係となっている。

即ち、厚み方向について、セル長さＬが上記のような分布を有しているため、胴部が延伸されて薄い壁となっているにもかかわらず、発泡セル１の厚み方向での重なりを多くすることができ、優れた遮光性を発現させることができるわけである。

例えば、最小のセル長さＬ（Ｌ_２）が大きく、Ｌ_１＝Ｌ_２或いはＬ_２＝Ｌ_３となると、発泡セル１が必要以上に大きく成長しており、この結果、発泡セル１同士の融合などにより発泡セル１の重なりが減少してしまい、従って、遮光性が低下してしまうこととなる。また、発泡セル１同士の融合は、胴部壁１０の大きな強度低下をもたらしてしまう。

また、本発明においては、Ｌ_１＞Ｌ_２＜Ｌ_３の関係が成立するような長さ分布が形成されていればよく、その分布の程度（最小セル長さに向かっての外面側或いは内面側からの勾配の程度）や最小のセル長さＬ_２を有する発泡セル１の位置などは、胴部壁１０の厚みなどによっても異なるため、特に制限されるものではないが、胴部壁１０（Ｌ_１＞Ｌ_２＜Ｌ_３の関係が成立する発泡領域）を外層、芯層及び内層に均等に３分割し、上述したセル長さＬ_１、Ｌ_２及びＬ_３を、それぞれ、外層、芯層及び内層での発泡セルのセル長さの平均値とすると、外層の平均セル長さＬ_１或いは内層の平均セル長さＬ_３は、２０乃至２００μｍ程度、より好ましくは２０乃至６０μｍ程度の長さとなっていることが好ましい。また、芯層の平均セル長さＬ_２は、外層の平均セル長さＬ_１及び内層の平均セル長さＬ_３の５０乃至８０％程度の値となっていることが、高い遮光性を確保する上で好適である。

また、本発明においては、図１に示されているボトル軸方向断面でみて、発泡セル１が胴部壁１０（Ｌ_１＞Ｌ_２＜Ｌ_３の関係が成立する発泡領域）を占める面積割合が５乃至５０％、好ましくは１０乃至５０％、特に２０乃至３５％の範囲にあることが好ましい。また、発泡セル１が胴部壁１０（Ｌ_１＞Ｌ_２＜Ｌ_３の関係が成立する領域）の芯層を占める面積割合が１０％以下であることが好ましい。即ち、この面積割合が少なすぎても或いは多すぎても、発泡セル１の個数が少なく、厚み方向における発泡セル１同士の重なりが少なくなってしまい、遮光性が低下してしまうおそれがあるからである。また、この面積割合が多すぎる場合には、発泡による強度の低下が顕著になる場合があるので、前述の範囲が好適である。尚、発泡セルの面積割合はＳＥＭで撮影した断面画像から市販の画像解析式粒度分布測定ソフト(Ｍｏｕｎｔｅｃ社製Ｍａｃ−Ｖｉｅｗ)を用いて測定した。

さらに、本発明の発泡延伸ボトルでは、図１に示されているように、その外表面及び内表面に、発泡セルが存在していない薄い表皮層１０ａ，１０ｂが形成されていることが好ましい。即ち、このような表皮層１０ａ，１０ｂの厚みは、通常、２乃至２００μｍ程度であり、このような表皮層１０ａ，１０ｂを形成することにより、例えば外面側においては、ボトルの胴部壁１０の印刷適性やラベル貼着性を向上させることができる。また、内面側においては、内溶液充填時の泡噴きの発生を回避したり、ボトル内容液の排出性を高め、内容液を注ぎ出したとき、ボトル内に内容液が付着残存してしまうような不都合を効果的に回避することができる。

上述した長さ分布を有する発泡セル１が形成されている胴部壁１０（発泡領域）では、その全光線透過率は１０％以下、特に８％以下、最も好ましくは５％以下となっており、著しく高い遮光性を示す。

尚、上述した長さ分布を有する発泡セル１を備えた発泡領域が胴部壁に形成されている本発明の発泡延伸ボトルは、マイクロセルラー技術を利用した発泡、具体的には、後述する不活性ガスを含浸させての物理発泡により製造される。従って、このようなボトル壁１０を構成する樹脂としては、不活性ガスの含浸が可能であり且つブロー延伸が可能である限り特に制限されず、それ自体公知の熱可塑性樹脂を使用することができる。
例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１−ブテン、ポリ４−メチル−１−ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィン同士のランダムあるいはブロック共重合体、環状オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂；エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル系共重合体；ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びこれらの共重合ポリエステル等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリフエニレンオキサイド樹脂；ポリ乳酸などの生分解性樹脂；などにより、胴部壁１０を備えた発泡延伸ボトルを成形することができる。勿論、これらの熱可塑性樹脂のブレンド物により、ボトルが形成されていてもよい。特に容器の分野に好適に使用されるオレフィン系樹脂やポリエステル樹脂が好適であり、中でもＰＥＴ等のポリエステル樹脂は、本発明の利点を最大限に発揮させる上で最適である。

＜発泡延伸プラスチックボトルの製造＞
上述した本発明の発泡延伸プラスチックボトルは、図２に示すプロセスで製造される。即ち、窒素ガスや炭酸ガス等の不活性ガスが含浸されたプリフォーム２０を作製し｛図２（ａ）｝、このプリフォーム２０を所定条件下で加熱して発泡セルを生成し｛図２（ｂ）｝、次いで、ブロー成形することにより図１に示す胴部壁１０を有する発泡延伸ボトル５０が得られる｛図２（ｃ）｝。

このような製造プロセスにおいて、不活性ガスが含浸されたプリフォーム２０は、試験管形状を有しており、最終的に得られるボトルの口部に対応して、その上部の外面には螺子部２０ａが形成されており、それ自体公知の方法（例えば、前述した特許文献１やＷＯ2009/119549等参照）によって得ることができる。

例えば、前述した成形用の熱可塑性樹脂を使用し、予め、螺子部２０ａを有した試験管形状のプリフォーム２０を、射出成形等の成形手段によって成形し、次いで、このプリフォーム２０を、加熱もしくは非加熱下で高圧の不活性ガス雰囲気におくことにより、このプリフォーム２０に不活性ガスを含浸させることができる。この場合、温度やガス圧力は、所望の個数の偏平状の発泡セル１が形成されるに十分な量のガスが溶解するように設定される。この温度が高いほどガスの溶解量は少ないが含浸速度は速く、温度が低いほどガスの溶解量は多いが含浸には時間がかかることとなる。

また、射出成形機中の溶融混練部に高圧で不活性ガスを供給し、不活性ガスが溶解した成形用熱可塑性樹脂をそのまま射出成形等の成形に供することにより、不活性ガスが含浸した成形体を得ることもできる。この場合、射出成形機中での発泡等を防止し且つスワルマーク等の外観不良のない成形体を得るためには、例えばＷＯ2009/119549などで本出願人が提案しているように、高圧に保持された金型キャビティ内に保圧をかけながら不活性ガスが溶解した成形用プラスチックを射出充填することにより成形を行うことが好ましい。
尚、プリフォームに不活性ガスを含浸させる際には、ガスがうまく金型から抜けないことに起因して口部の形状が変形する場合があるが、これを効果的に回避する必要があるときは、金型の口部に相当する部分の表面を粗面とするのが好適である。

上記のように射出成形機中で不活性ガスを含浸させる場合には、保圧をしながら、実質上発泡が生じないように成形金型内に射出することが必要である。この段階で発泡を可及的に抑制することにより、後段の発泡工程により生成する発泡セルを微細で且つ均一なものとすることができる。発泡が生じないように射出するには、保圧をしながら射出を行うのがよい。即ち、所定量の樹脂溶融物を成形型内に射出した後、さらに射出を継続し、型内の樹脂溶融物を加圧することにより、発泡を有効に抑制することができる。

保圧の程度（保圧圧力及び時間）は、発泡が効果的に抑制し得るように、不活性ガスの含浸量や樹脂温度等に応じて適宜設定されるが、一般的には、軽量化率が５％以下となるように設定すればよい。即ち、この軽量化率が小さいほど、発泡が抑制されていることを示し、軽量化率が０％で発泡が完全に抑制されていることを示す。このプリフォームの軽量化率は、下記式により実験的に求めることができる。
軽量化率＝［（Ｍ_０−Ｍ_１）／Ｍ_０］×１００
式中、
Ｍ_０は、不活性ガスを含浸させずに不活性ガスを含浸させて得られたプリフォー
ム（ガス含浸プリフォーム）と同じ条件で射出することにより得られたプリフォー
ムの重量を示し、
Ｍ_１は、不活性ガスを含浸させて得られたガス含浸プリフォームの重量を示す。
即ち、保圧圧力を大きくするほど軽量化率は低下し、また、保圧時間を長くするほど、軽量化率は低くなる。本発明において、最も好適には軽量化率が０％となるように、保圧条件を設定するのがよい。

また、本発明において、ボトルの胴部壁１０の表面に、前述した表皮層１０ａ，１０ｂを形成するためには、冷却固化されて成形型から取り出されており、不活性ガスが含浸されているプリフォーム２０を、所定時間、常圧下（大気圧）に開放させる。即ち、これにより、プリフォーム２０の外表面及び内表面から、発泡を生じさせるための不活性ガスが放出されるため、外表面及び内表面に、発泡セル１が存在しない表皮層１０ａ，１０ｂを形成することができるのである。
この場合、この開放時間を必要以上長くすると、表皮層１０ａ，１０ｂの厚みが厚くなりすぎてしまい、発泡による遮光性が低下してしまうので注意を要する。

上記のようにして得られた不活性ガス含浸のプリフォーム２０においては、不活性ガスの溶解量が多いほど、発泡セル１のセル密度を高くし、また発泡セルの大きさ（セル径或いはセル長さ）を小さくすることができ、溶解量が少ないほど、セル密度は小さく、発泡セルの大きさ（セル径或いはセル長さ）を大きくすることができる。従って、目的とする発泡セル１の長さ分布やセル密度（発泡セルの面積割合に相当）に応じて、不活性ガスの含浸量が設定される。

このような不活性ガス含浸のプリフォーム２０は、次の図２（ｂ）で示されている発泡工程で、かかるプリフォーム２０を発泡させることにより、器壁中に発泡セルが形成されたブロー成形用の発泡プリフォーム（図３において３０で示す）が得られる。

図２（ｂ）の発泡工程は、このプリフォーム２０のうち、前述した螺子部２０ａを除く領域を加熱することにより行われる。この加熱により、不活性ガスが残存している非発泡プリフォームの内部において発泡を生じ、多数の発泡セルを器壁中に生成せしめることができる。発泡のための加熱の温度は、非発泡プリフォームを形成している樹脂のガラス転移点以上であり、このような加熱により、樹脂中に溶解している不活性ガスの内部エネルギー（自由エネルギー）の急激な変化がもたらされ、相分離が引き起こされ、気泡として樹脂体と分離するため発泡が生じることとなるわけである。

この加熱温度は、当然、発泡プリフォームの変形を防止するために、融点以下、好ましくは２００℃以下、特に好ましくは１１５℃以下とするのがよい。この加熱温度が高すぎると、加熱後急激に発泡するためセル径の制御が難しくなり、外観も悪化し、さらには胴部の結晶化が進みブロー成形性が低下する問題が発生する。
また、上記のような加熱を、螺子部２０ａを除く領域について行うのは、この部分に発泡セルが生成してしまうと、螺子部２０ａの寸法安定性や機械的強度が損なわれ、キャップを装着した時の密封性が損なわれてしまうからである。

ところで、本発明の発泡延伸ボトルでは、その胴部壁１０に前述した長さ分布を有するように発泡セル１が形成されていなければならない。このために、図３に示されているように、この加熱によって形成される発泡プリフォーム３０は、少なくとも螺子部２０ａを除く領域、具体的には、胴部及び底部に発泡セル１ａが形成され、その胴部壁に存在する発泡セル１ａは、偏平形状の発泡セル１が有する長さ分布に対応する大きさを有するものとなっている。さらに、表面からの不活性ガスの放出が行われている場合には、この発泡プリフォーム３０の外面及び内面には、それぞれ、球状発泡セル１ａが存在していない表皮層３０ａ，３０ｂが形成されている。

図３において、この発泡プリフォーム３０は延伸されていないため、発泡セル１ａは、球形或いは球形に近い形状を有しており（以下、この発泡セル１ａを球状発泡セルと呼ぶことがある）、さらに、偏平形状の発泡セル１の長さ分布に対応して、この球状発泡セル１ａの径（円相当径）Ｄは、この胴部壁の外面側から内面側にいくにしたがって次第に小さくなっており、最も小さくなった部分から内面側にいくにしたがって、再び径Ｄは次第に大きくなっている。
例えば、この発泡プリフォーム３０の胴部壁を均等な厚みの外層、芯層及び内層に３分割したとき、外層の平均セル径Ｄ_１或いは内層の平均セル径Ｄ_３は、後述するブロー成形によって胴部壁が延伸されたとき、その長さが前述した長さ分布となるような設定されていればよい。

再び図２（ｂ）に戻って、本発明においては、図３に示されているような発泡プリフォーム３０を得るために、プリフォーム２０の胴部を外面及び内面からの両方からの加熱により発泡させることが必要である。

例えば、不活性ガス含浸プリフォーム２０は、その螺子部２０ａが形成されている口部が冷却ホルダー２３で保持され、この状態での加熱により、胴部及び底部が選択的に加熱されて発泡が行われるが、胴部の外面及び内面の両側から加熱することにより、少なくとも胴部壁には、図３に示されているような径分布を有する球状発泡セル１ａが生成する。即ち、所定温度に加熱することにより、プリフォームの内部に溶解している不活性ガスが膨張して球状発泡セル１ａを生成し、加熱と共に、この球状発泡セル１ａが大きく成長していくわけであるが、外面側と内面側との両方からの加熱（両面加熱）を行うと、この球状発泡セル１ａは、外面及び内面の両方から発生・成長し、外面及び内面からの伝熱によって、次第に、内部においても球状発泡セル１ａが発生・成長するようになる。従って、このような両面加熱による発泡では、図３に示されているように、外面側及び内面側の球状発泡セル１ａの径Ｄ（例えば平均セル径Ｄ_１及びＤ_３）が大きく、内部のセル１ａのセル径Ｄ（例えば平均セル径Ｄ_２）が最も小さくなる。

このような両面加熱において、外面側からの加熱は、クオーツヒータなどの外部加熱部材２５を用い、冷却ホルダー２３に保持されているプリフォーム２０を回転させながら行われる。
また、内面側からの加熱は、前述した冷却ホルダー２３を通して鉄心などの高周波加熱用芯棒２７をプリフォーム２０の内部に挿入し、上記の外面側からの加熱と同時に、高周波誘導加熱により、芯棒２７を加熱し、加熱された芯棒２７からの放射熱によって行うことができる。

このような両面加熱に際して、それぞれの加熱の程度は、樹脂のガラス転移点以上で結晶化温度未満であり、その内部が過度に加熱されて大径の球状発泡セル１ａが生成する前に加熱が停止される限り制限されない。が、一般的には、内外面温度がともに１００℃以上であり、かつ内外面温度差が１５℃以内となるように調整されていることが好ましい。内外面温度が低すぎると球状発泡セルの成長が進まず十分な遮光性能を得ることが出来ない。また、内外面の温度差が大きすぎると、外面側に存在する発泡セル１と内面側に存在する発泡セル１の大きさが大きく異なるようになり、発泡セル１が外面側から中心部側に存在するものにいくにしたがって漸次小さくなり、次いで中心部側から内面側に存在するものにいくにしたがって漸次大きくなるという分布を付与することが出来ず、この場合も十分な遮光性能を得ることが出来ない。内外面温度差を一定範囲以内にするには、前述のクオーツヒータの出力や加熱用芯棒の温度を調整したり、外面からのクオーツヒータ加熱と同時に、冷却エアーをプリフォーム外表面に吹き付けることでプリフォーム外表面温度が過度に上昇しないようにすることも有効である。

本発明では、このような両面加熱によって得られる発泡プリフォーム３０をブロー成形に供することにより、その胴部壁１０に図１に示す長さ分布を有する偏平状の発泡セル１が形成された延伸発泡ボトル５０が得られる。

即ち、このボトル５０は、図２（ｃ）に示されているように、発泡されていない螺子部２０ａを備えており、このような螺子部２０ａに連なって胴部及び底部を備えており、この胴部において、その壁部に前述した図１の長さ分布を有する発泡セル１が形成されているわけである。

尚、ブロー成形工程では、樹脂のガラス転移温度以上、融点未満の温度に加熱された発泡プリフォーム３０を所定のブロー金型内に配置し、延伸ロッドを伸張させて該プリフォームを延伸させながら、該プリフォーム内にエアーや窒素等の加圧ガスを吹き込んで膨張延伸させることにより、本発明の発泡延伸ボトル５０を得ることができる。

即ち、上記のようなブロー成形では、器壁と共に球状の発泡セル１ａも引き伸ばされるため、図１に示されているように延伸方向にセル径の長い偏平形状の発泡セル１が形成される。

本発明において、ブロー成形は、それ自体公知の条件で行われ、例えば、軸方向（高さ方向）及び周方向の二軸方向での延伸倍率が２乃至４倍程度となるように延伸され、特に胴部壁の厚みが１５０乃至７５０μｍ程度の厚みとなるように、延伸倍率やブロー圧を調整することにより行うことが好適である。例えば、延伸倍率を大きくし且つブロー圧を高くすることにより、最外面側及び最内面側のセル長さＬ_１及びＬ₃を大きくすることができる。

尚、上記のようにして本発明の発泡延伸ボトル５０を製造するにあたっては、不活性ガスの溶解量が増大するにしたがい、樹脂のガラス転移点は直線的或いは指数関数的に減少する。また、ガスの溶解によって樹脂の粘弾性も変化し、例えばガス溶解量の増大によって樹脂の粘度が低下する。従って、このような不活性ガスの溶解量を考慮して、図３に示す径分布の球形状発泡セル１ａが形成され、さらには、図１に示す長さ分布の偏平状発泡セル１が得られるように、各種条件を設定すべきである。

尚、上記のようにして製造される本発明の発泡延伸ボトル５０では、発泡セル１が内部に存在する発泡領域は、胴部の全体にわたって形成されていることが望ましいが、場合によっては、胴部の一部についてのみ、このような発泡領域を形成することは可能である。発泡領域を胴部に部分的に形成するには、上述の発泡工程において、発泡領域を形成したい部分のみを所定の温度に加熱すればよい。

本発明の発泡延伸ボトル５０は、胴部に図１に示す長さ分布を有する偏平状の発泡セル１が形成されているため、極めて高い遮光性を示し、光照射によるボトル内容液の劣化を有効に回避することができる。

尚、本発明の発泡延伸プラスチックボトルにおいては、発泡領域が、本願発明特有の発泡セルの長さ分布を有する領域と、その他の発泡セルの長さ分布を有する領域の双方を有していてもよい。その他の発泡セルの長さ分布としては、例えば、発泡セルのボトル軸方向長さが、胴部の外面側から内面側に向かって漸次小さくなっていく長さ分布や、反対に、漸次大きくなっていく長さ分布がある。このような発泡ボトルを製造するには、上述の発泡工程において、ボトル軸方向での内外面加熱分布を調整すればよい。

本発明の優れた効果を次の実験例により説明する。
（実施例１）
除湿乾燥機で十分乾燥させた市販のボトル用ＰＥＴ樹脂（固有粘度：０．８４ｄｌ／ｇ）を射出成形機のホッパーへ供給し、さらに射出成形機の加熱筒の途中から窒素ガスを０．１５重量％供給しＰＥＴ樹脂と混練して溶解させ、金型内での発泡を抑えるためあらかじめ金型内部を空気で昇圧しておき（金型内圧力５ＭＰａ）、発泡しないよう保圧の程度を調整（保圧力５０ＭＰａ、射出保圧時間１２秒）して射出成形し、ガスが含浸した試験管形状の容器用プリフォーム（重量；３１．６ｇ）を得た。

上記のガス含浸プリフォームに対して、外面をクオーツヒータにより、また内面を高周波により加熱した鉄心を挿入することにより加熱し（発泡プリフォームの作製）、さらに得られた発泡プリフォームをブロー成形し、内容量が約５００ｍｌの発泡ボトルを得た。

尚、上記の加熱直後（ブロー成形直前）の発泡プリフォームの外面温度を放射温度計により測定したところ１０４℃であり、内面温度を熱電対により測定したところ１００℃であった。

得られた発泡ボトルについて、その断面をＳＥＭ観察し、その写真を図４に示した。図４に示されているように、このボトル壁には多数の偏平状セルが形成されていた。さらに市販の画像解析式粒度分布測定ソフト(Ｍｏｕｎｔｅｃ社製Ｍａｃ−Ｖｉｅｗ)を用いてセル長さ分布の評価を行った。胴部壁断面を厚み方向に３分割した際のそれぞれの領域における発泡セルのボトル軸方向長さは外層で平均２９．２４μｍ、芯層で平均１５．８５μｍ、内層で平均２４．９４μｍと外面側から中心部側に存在するものにいくにしたがって漸次小さくなり、次いで中心部側から内面側に存在するものにいくにしたがって漸次大きくなる長さ分布を有していた。また、発泡セルが発泡領域を占める面積割合は９．７％で、厚み方向の平均セル数は２５．２個であった。

さらにこの発泡ボトル胴部壁面について分光光度計｛（株）島津製作所ＵＶ−３１００ＰＣ｝を用い、積分球式測定法により波長５００ｎｍでの全光線透過率を測定したところ８．１％と優れた遮光性を有していた。

（実施例２）
実施例１と同じ条件でガス含浸プリフォームを作製し、鉄心の温度を高くした以外は実施例１と同様にして発泡ボトルを成形した。尚、ブロー直前温度を測定すると外面が１０７℃であり、内面が１１８℃であった。

この発泡ボトルについて、実施例１と同様にＳＥＭ観察し、セル長さ分布の測定を行ったところボトル壁に多数の偏平状セルが形成されておりそのボトル軸方向長さは外層で平均３３．０３μｍ、芯層で平均２４．９６μｍ、内層で平均３４．８１μｍと実施例１と同様の長さ分布を有する発泡セルが形成されていた。尚、発泡セルが発泡領域を占める面積割合は１９．０％、厚み方向の平均セル数は５３.０個であり、波長５００ｎｍでの全光線透過率は４．７％とさらに優れた遮光性を有していた。

(比較例１)
実施例１と同じ条件でガス含浸プリフォームを作製し、鉄心の温度を低くした以外は実施例１と同様にして発泡ボトルを成形した。尚、ブロー直前温度を測定すると外面が１０３℃であり、内面が９０℃であった。

この発泡ボトルについて、実施例１と同様にＳＥＭ観察したところ偏平状セルが確認されたが数はまばらであり、そのボトル軸方向長さは外層で平均３３．２７μｍ、芯層で平均１２．３４μｍ、内層で平均８．８９μｍと外面側から内面側へ存在するものに行くに従って漸次小さくなっていくという分布傾向を有していた。尚、発泡セルが発泡領域を占める面積割合は４．８％、厚み方向の平均セル数は１０個であり、波長５００ｎｍでの全光線透過率は１４．９％とボトルの遮光性能は不十分であった。

(実施例３)
窒素ガス供給量を０．１１重量％とした以外は実施例１と同じ条件でガス含浸プリフォームを作製し、実施例２と同様の条件で発泡ボトルを成形した。尚、ブロー直前温度を測定すると外面が１０２℃であり、内面が１１６℃であった。

この発泡ボトルについて、実施例１と同様にＳＥＭ観察し、セル長さ分布の測定を行ったところボトル壁に多数の偏平状セルが形成されておりそのボトル軸方向長さは外層で平均４１．４６μｍ、芯層で平均３１．４２μｍ、内層で平均５２．６７μｍと実施例１と同様の長さ分布を有する発泡セルが形成されていた。尚、発泡セルが発泡領域を占める面積割合は１３．４％、厚み方向の平均セル数は１７．２個であり、波長５００ｎｍでの全光線透過率は９．８％と供給ガス量を少なくしたにもかかわらず良好な遮光性能を示した。

(比較例２)
実施例３と同じ条件でガス含浸プリフォームを作製し、鉄心の温度を低くした以外は実施例３と同様にして発泡ボトルを成形した。尚、ブロー直前温度を測定すると外面が９６℃であり、内面が９１℃であった。

この発泡ボトルについて、実施例１と同様にＳＥＭ観察したところほとんど発泡セルは確認されなかった。尚、波長５００ｎｍでの全光線透過率は５４．８％と遮光性能は不十分であった。

以上の実施例および比較例の実験結果を下記表１にまとめて示す。

１：発泡セル
１０：胴部壁

Claims

発泡セルが内部に分布した発泡領域が胴部に形成されている発泡延伸プラスチックボトルにおいて、該発泡領域の少なくとも一部で、該発泡セルのボトル軸方向長さは、該発泡セルの存在する位置が胴部の外面側から中心部側に存在するものにいくにしたがって漸次小さくなり、次いで中心部側から内面側に存在するものにいくにしたがって漸次大きくなる長さ分布を有していることを特徴とする発泡延伸プラスチックボトル。
ボトル軸方向断面でみて、発泡セルのボトル軸方向長さが前記長さ分布を有している領域を、前記発泡セルが占める面積割合が５〜５０％の範囲にある請求項１に記載の発泡延伸プラスチックボトル。
前記発泡領域のうち、発泡セルのボトル軸方向長さが前記長さ分布を有している領域での全光線透過率が１０％以下である請求項１または２に記載の発泡延伸プラスチックボトル。