JP2006124019A - 樹脂製中空成形容器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中空の胴部が発泡部とされることにより、断熱性、遮光性等の機能性が付与された軽量樹脂製中空成形容器であって、口栓部が非発泡部又は低発泡部であることにより、口栓部の寸法精度、形状精度に優れ、キャッピングによる密封性が良好な樹脂製中空成形容器を提供する。
【解決手段】口栓部と中空の胴部とを有し、胴部の少なくとも一部に発泡部分を有し、口栓部の発泡倍率が胴部の発泡部分の発泡倍率より低いか、もしくは口栓部が実質的に発泡していない樹脂製中空成形容器。ポリエステル系樹脂を含み、実質的に発泡剤を含有しない原料樹脂を用いて口栓部を有する樹脂製中空成形容器のプリフォームを成形し、このプリフォームの口栓部を加熱結晶化させた後、このプリフォームを原料樹脂の軟化点以下の温度で加圧ガスと接触させてプリフォームにガスを溶解させ、原料樹脂のガラス転移点以下の温度で常圧に戻し、その後、プリフォームを加熱延伸する樹脂製中空成形容器の製造方法。

Description

本発明は、樹脂製中空成形容器およびその製造方法に関する。詳しくは、口栓部と少なくとも一部が発泡した中空の胴部とを有する樹脂製中空成形容器であって、口栓部が実質的に発泡していないことによって、口栓部のキャッピング性が良好な樹脂製中空成形容器と、この樹脂製中空成形容器を製造する方法に関する。

樹脂製発泡成形品は、製品の軽量化、断熱性の向上、遮光性等の機能性の付与を目的として、各種分野での使用が拡大されている。

従来、樹脂製発泡成形品を得る技術としては、例えば特許文献１に記載される方法がある。この方法は、具体的には、（１）高圧容器内で、熱可塑性樹脂に窒素や二酸化炭素などのガスを高圧、または超臨界状態で含浸させ、次いで、（２）ガスを含浸させた熱可塑性樹脂を高圧容器より取り出し、オイルバス等で熱可塑性樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度まで昇温し、（３）核生成を誘発して気泡成長させることにより、微細気泡を有する発泡成形品を得るものである。

樹脂製中空成形容器においても、同様に軽量化、断熱性の向上、遮光性の付与などを目的として発泡中空成形容器が採用されている。中空成形容器は、多くの場合、容器内部を密封するために、収容部となる中空の胴部（本体部）に対して口栓部を設け、口栓部にキャップを取り付けて密栓する構成とされる。しかし、発泡中空成形容器において、この口栓部も発泡成形部であると、発泡による膨張のために口栓部の寸法精度、形状精度が劣るものとなり、口栓部にキャップが嵌合しにくくなったり、またキャップが嵌合しても密封性が悪くなったりする。

そこで、特許文献２には発泡剤を含有する熱可塑性溶融樹脂を射出成形して、実質的に無発泡のプリフォームを得、このプリフォームの口栓部を除く部分を加熱して発泡を起こさせ、次いで加熱部分が軟化している内に、延伸ブロー成形することにより、口栓部が実質的に無発泡の容器を製造する方法が提案されている。しかしながら、特許文献２に記載の方法では、プリフォームの加熱時に、口栓部のみ加熱されないようにするための遮蔽板が必要であるが、また、遮蔽版を取り付けても完全には口栓部の加熱を防ぐことができず、このため口栓部で若干の発泡が起こり、口栓部の寸法精度、形状精度が悪いという問題がある。

なお、前述の特許文献１には、高圧または超臨界ガスを利用して樹脂発泡材料を得る方法が記載されているが、特許文献１には、このようにして中空成形容器を成形する場合の口栓部の発泡による寸法精度、形状精度の問題はもとより、そもそも中空成形容器の成形について全く触れられていない。
特表平６−５０６７２４号公報 特開昭６１−５３０２１号公報

本発明は上記従来の問題点を解決し、中空の胴部が発泡部とされることにより、断熱性、遮光性等の機能性が付与された軽量樹脂製中空成形容器であって、口栓部が非発泡部又は低発泡部であることにより、口栓部の寸法精度、形状精度に優れ、キャッピングによる密封性が良好な樹脂製中空成形容器と、この樹脂製中空成形容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の樹脂製中空成形容器は、口栓部と中空の胴部とを有する樹脂製中空成形容器において、該胴部の少なくとも一部に発泡部分を有し、かつ該口栓部の発泡倍率が該胴部の発泡部分の発泡倍率より低いか、もしくは口栓部が実質的に発泡していないことを特徴とする。

請求項２の樹脂製中空成形容器は、請求項１において、前記胴部の発泡部分が層状構造を有することを特徴とする。

請求項３の樹脂製中空成形容器は、請求項１または２において、前記樹脂がポリエステル系樹脂であることを特徴とする。

請求項４の樹脂製中空成形容器は、請求項３において、前記ポリエステル系樹脂がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする。

請求項５の樹脂製中空成形容器は、請求項４において、前記口栓部の密度が１．３５ｇ／ｃｍ^３以上であることを特徴とする。

本発明（請求項６）の樹脂製中空成形容器の製造方法は、ポリエステル系樹脂を含む原料樹脂を用いて口栓部を有する樹脂製中空成形容器のプリフォームを成形する工程と、該プリフォームを原料樹脂の軟化点以下の温度で加圧ガスと接触させて該プリフォームにガスを溶解させる工程と、ガスを溶解させたプリフォームを原料樹脂のガラス転移点以下の温度で常圧に戻す工程と、その後、プリフォームを加熱延伸する工程とを有する樹脂製中空成形容器の製造方法であって、前記原料樹脂は実質的に発泡剤を含有せず、かつ前記プリフォームにガスを溶解させる工程に先立って、前記プリフォームの口栓部を加熱結晶化させる工程を有することを特徴とする。

請求項７の樹脂製中空成形容器の製造方法は、請求項６において、前記加圧ガスが超臨界状態にあることを特徴とする。

請求項８の樹脂製中空成形容器の製造方法は、請求項６または７において、前記加圧ガスがポリエステル系樹脂に対して不活性なガスであることを特徴とする。

請求項９の樹脂製中空成形容器の製造方法は、請求項８において、前記加圧ガスが炭酸ガスであることを特徴とする。

請求項１０の樹脂製中空成形容器の製造方法は、請求項６ないし９のいずれか１項において、前記ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする。

本発明（請求項１１）の樹脂製中空成形容器はまた、上記本発明の樹脂製中空成形容器の製造方法で製造されたことを特徴とする。

本発明によれば、中空の胴部が発泡部とされることにより、断熱性、遮光性等の機能性が付与された軽量樹脂製中空成形容器であって、口栓部が非発泡部又は低発泡部であることにより、口栓部の寸法精度、形状精度に優れ、キャッピングによる密封性が良好な樹脂製中空成形容器が提供される。

以下に本発明の樹脂製中空成形容器及びその製造方法の実施の形態を、本発明の樹脂製中空成形容器の製造方法に従って詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の代表例であり、これらの内容に本発明は限定されるものではない。

［樹脂製中空成形容器の製造方法］
［１］原料樹脂
本発明の樹脂製中空成形容器を構成する樹脂種は、ゴムやエラストマーを包含する広義の熱可塑性樹脂であり、その熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ゴム強化ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、脂環式ポリエステルなどのポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ノルボルネン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、トリアセチルセルロース、ポリ―４メチルペンテン―１、ポリウレタン、ポリブテン、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらは、１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。

中でも、結晶性樹脂が、樹脂製中空成形容器を延伸ブロー成形する際の延伸効果により強度向上効果が発揮されるため好ましく、ポリエステル系樹脂がさらに好ましく、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。

従って、本発明の樹脂製中空成形容器の製造方法においては、原料樹脂としてポリエステル系樹脂を用いるのが好ましく、ポリエチレンテレフタレートを用いるのがより好ましい。

本発明に係る原料樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて各種樹脂添加剤を配合することができる。樹脂添加剤としては、例えば、発泡核剤、顔料・染料などの着色剤、熱安定剤、光安定剤、離型剤、防腐剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、導電性付与剤、帯電防止剤、結晶核剤などが挙げられる。これら樹脂添加剤は、１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。

ただし、本発明の樹脂製中空成形容器の製造方法において、原料樹脂としては発泡剤を実質的に含有しないものが用いられる。

ここで、発泡剤とは樹脂成形体中に固定された気泡群を構成するために使用する薬剤等の総称であり、例えば、気体や揮発性の液体、加熱により分解してガスを発生する無機または有機化合物等が使われる。より具体的には、窒素、炭酸ガス、ヘリウム等の不活性ガス、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の飽和炭化水素、テトラフロロエタン、フレオン（商品名）等のハロゲン化炭化水素などの物理発泡剤、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム等の無機塩、クエン酸ナトリウムなどの有機塩、アゾジカルボンアミド、ヒドラゾンカルボンアミド等のアゾ化合物およびその塩、５−フェニルテトラゾール等のテトラゾール化合物およびその塩などの化学発泡剤が挙げられる。

本発明において、発泡剤を実質的に含有しない原料樹脂とは、原料樹脂の調製に当たり、積極的に発泡剤を添加混合していない原料樹脂であり、原料樹脂の調製工程において不可避的に混入するごく微量のガスや、残留溶剤等は本発明に係る原料樹脂中の発泡剤には該当しない。また、前述の発泡核剤としては、例えばガラス、鉱物質材料等が挙げられ、これらが核となって発泡開始を促進するものであり、発泡核剤自身が発泡するのではないという点において発泡剤とは異なる。

［２］プリフォームの成形
本発明の樹脂製中空成形容器の製造方法においては、まず上記原料樹脂を用いて口栓部を有する樹脂製中空成形容器のプリフォーム（先駆体）を成形する。プリフォームの成形方法としては、例えば原料樹脂の射出成形により口栓部付の試験管状のプリフォームを成形する方法、原料樹脂をチューブ状に押出成形し、これを切断して口栓部および底部を加熱プレス成形により形成する方法などが挙げられる。なお、口栓部は通常、キャッピング時に上方から受ける圧力を支えるため、或いは搬送時に使用するためにサポートリングを有する。このサポートリングは、プリフォームを成形する時に使用する射出成形金型やプレス成形金型に、サポートリングに相当する空隙を設けておくことにより設けることができる。

［３］口栓部の加熱結晶化
次いで、得られたプリフォームの口栓部を加熱して結晶化させる。即ち、プリフォームの口栓部のみをその原料樹脂の結晶化温度以上に加熱して結晶化させる。

この加熱温度は、樹脂の結晶化温度より０〜２０℃高い温度、例えば、原料樹脂がポリエチレンテレフタレートを含むものであれば１７０〜１９０℃であることが好ましい。この結晶化温度が低過ぎると十分に結晶化させることができず、高過ぎると樹脂の劣化を招く。加熱時間は、口栓部が結晶化される時間であれば良いが、通常２〜５分程度である。

なお、プリフォームの口栓部のみを加熱する方法としては、具体的にはアルミニウム製の筒状のポットで、プリフォームのサポートリングより下の部分を、熱が加わらないように遮蔽し、赤外線ヒーターを用いて口栓部のみを加熱すれば良い。

このようにして口栓部の結晶化を行うことにより、原料樹脂としてポリエチレンテレフタレートを用いた場合にあっては、結晶化後の口栓部の密度が１．３５ｇ／ｃｍ^３以上、特に１．３６ｇ／ｃｍ^３以上、とりわけ１．３７ｇ／ｃｍ^３以上となることが好ましい。結晶化後の口栓部の密度が１．３５ｇ／ｃｍ^３未満であると、後工程のプリフォームにガスを溶解させる工程で、プリフォームの胴部だけでなく、口栓部にもガスが溶解し易くなるため、その後の工程で口栓部の発泡が起こり、本発明の目的を達成し得ない。なお、結晶化後の口栓部の密度の上限は通常１．４２ｇ／ｃｍ^３である。

［４］プリフォームへのガスの溶解
口栓部を結晶化させたプリフォームは、次いで、原料樹脂の軟化点以下の温度で加圧ガスと接触させてプリフォームにガスを溶解させる。具体的には、プリフォームを耐圧容器に入れ、この耐圧容器にガスを加圧、注入して、プリフォームと加圧ガスとを接触させることによりプリフォームにガスを溶解させる。このガスの溶解工程においては、プリフォームの胴部にのみガスが溶解し、結晶化された口栓部には実質的にガスは溶解しない。

（１）温度条件
ガスをプリフォームに溶解させる際の温度は、常温（即ち１０〜２５℃）から原料樹脂の軟化点以下の温度範囲で設定される。好ましくは常温以上で原料樹脂のガラス転移点以下である。この温度が常温より低いと、ガスがプリフォームに溶解し難く、温度が高すぎるとプリフォームの形が崩れるので好ましくない。

なお、本発明において軟化点とは、ＪＩＳＫ７１２１に準拠し、示差走査熱量測定器（ＤＳＣ）によって測定される融解ピーク温度（Ｔｍ）を意味し、ガラス転移点とは、ＪＩＳＫ７１２１に準拠して測定されるガラス転移温度（Ｔｇ）を意味する。ポリエチレンテレフタレートの場合、一般的にはＴｍは約２５８℃、Ｔｇは約８０℃である。

従って、原料樹脂としてポリエチレンテレフタレートを用いた場合、このガス溶解工程の温度条件は１０〜８０℃程度であることが好ましい。

（２）圧力条件
ガスの溶解工程で、ガスを加圧するのは、ガスのプリフォームへの溶解量を多くするためである。ガスの圧力が高いほど、プリフォームへの溶解量を多くすることができるが、装置が大掛かりになるので好ましくない。従って、圧力条件は、常圧を超え、４０ＭＰａ以下の範囲、例えば５〜３５ＭＰａの範囲で設定するのが好ましい。

（３）接触時間
プリフォームとガスとの接触時間は、使用する原料樹脂の種類、プリフォームの大きさ、プリフォームの肉厚（プリフォームの中空の胴部を構成する壁の厚さ）、用いるガスの種類、ガスを接触させる際の圧力、ガスを接触させる際の温度、最終的に得ようとする樹脂製中空成形容器の発泡部分の形態（発泡倍率、気泡の密度、気泡の大きさ）などに応じて、数秒間〜数時間の範囲で適宜設定することができる。

（４）ガス種
用いるガスは、原料樹脂に対して不活性なガスであることが好ましい。ここで原料樹脂に対して不活性なガスとは、当該ガスを原料樹脂と接触させることによって、原料樹脂の物性を低下させたり、化学的構造を変化させたりしないガスのことをいう。

ガスの具体例としてはアルゴン、窒素、炭酸ガスなどが挙げられ、なかでも炭酸ガスが後述の超臨界状態で容易に取り扱えるなどの観点から好ましい。

（５）ガスの状態
ガスは、加圧された気体状態であっても良いが、亜臨界状態や超臨界状態が好ましく、超臨界状態でプリフォームに接触させるのが特に好ましい。超臨界状態とは、臨界温度、臨界圧力以上の状態を意味する。例えば、二酸化炭素の場合、超臨界状態とは、温度は３０℃以上で圧力は７．３ＭＰａ以上の状態である。超臨界状態のガスは、液体状態のものよりも粘度が低く、かつ、樹脂内部へ拡散しやすいという特性を有し、また気体状態よりも密度が大きいことから、大量にかつ速やかにガスをプリフォームに溶解させることができるので好ましい。

従って、原料樹脂としてポリエチレンテレフタレートを用いたプリフォームに二酸化炭素を溶解させる場合、特に１０〜３０℃で７．３〜４０ＭＰａ程度の条件でプリフォームに二酸化炭素を接触させることが好ましい。

（６）ガスの溶解量
プリフォームへのガスの溶解量が多いほど、発泡倍率を高くし、気泡を多く形成することができる。プリフォームへ溶解するガスは、プリフォームの胴部を構成する壁の表層部分（即ち、壁面近傍部分）ほど溶解量が多く、内層部分（壁内部）にゆくほど溶解量が少なくなる。そのため、プリフォームには、その壁の厚さ方向において、ガス溶解量に傾斜ができるが、ガスは、プリフォームの壁の厚さ方向の中心部に達しないように調節するのが好ましい。これは、後工程で壁中央部に非発泡層を形成して、得られる樹脂製中空成形容器の強度を確保するためである。

ガスがプリフォームの壁の中心層に達しないようにする方法の例としては、ガスの溶解距離をｘ、プリフォームの壁内でのガスの拡散係数をＤ、溶解時間をｔとするとき、ｘ＝√（Ｄｔ）と表されるので、ｘがプリフォームの壁の表面から厚さ方向の中心部（即ち、壁の肉厚の１／２）よりも小さくなるようにｔを設定する方法が挙げられるが、実験により好適な時間を予め求めておくことも可能である。

なお、ガスの溶解量は、得られる樹脂製中空成形容器の発泡層の形態（発泡倍率、気泡の密度、気泡の大きさ）などに影響するので、樹脂製中空成形容器を工業的に製造する際には、予め実験によって、プリフォームへのガスの溶解工程における最適条件を確認して製造条件を設定するのが好ましい。

［５］プリフォームの降圧
プリフォームを加圧ガスと接触させてガスを溶解させた後は、原料樹脂のガラス転移点以下の温度で脱圧して常圧に戻す。この工程において、プリフォームの温度が原料樹脂のガラス転移点よりも高いと、降圧工程で発泡が起こることがあり、好ましくない。原料樹脂としてポリエチレンテレフタレートを用いた場合、この降圧工程の温度条件は１０〜７０℃であることが好ましい。

なお、降圧速度については特に制限はないが、降圧速度が遅いと常圧に戻すのに長時間を要する。一方、降圧速度を速くしようとすると、脱圧用配管を太くする必要がある等の理由から、５〜２０ＭＰａ／分程度の降圧速度とすることが好ましい。

［６］プリフォームの加熱延伸
上記降圧後は、ガスが溶解したプリフォームを加熱延伸、即ち延伸ブロー成形して樹脂製中空成形容器を得る。

このときの加熱温度は、原料樹脂のガラス転移点以上とする。この温度が原料樹脂のガラス転移点未満では延伸成形を行うことができないが、過度に高いと樹脂の劣化を招く。原料樹脂としてポリエチレンテレフタレートを用いた場合、この延伸ブロー成形の温度は９０〜１１０℃であることが好ましい。

この加熱延伸において、ガスが溶解したプリフォームの胴部において発泡が起こり発泡層が形成される。一方、実質的にガスが溶解していない口栓部では発泡は起こらない。

また、前述の如く、プリフォームへのガスの溶解量は、プリフォームの壁の厚さ方向で傾斜しており、表層側で多く、内層側で少ない。特に本発明では、好ましくは胴部の厚さ方向の中央部分においてガスが溶解していない部分を形成するようにガスの溶解を行う。そのため、この加熱延伸で得られる樹脂製中空成形容器は、胴部において、肉厚方向の中央部分が非発泡層でその両側の表層部分に発泡層を有する層状構造であることが好ましい。ここで、中央部の非発泡層の厚さは前述の如く、プリフォームへのガスの溶解量、即ち溶解条件を調節することにより容易に制御することができる。

なお、胴部の厚さ方向の最表層は発泡後破泡して非発泡層となることがある。また、胴部に形成される発泡層の泡の大きさは、厚さ方向において中央側の方が大きく表層側が小さくなる傾向にある。従って、本発明で得られる樹脂製中空成形容器は、通常、その胴部において、その厚さ方向に、一方の最表層の非発泡層／発泡層／中心層の非発泡層／発泡層／他方の最表層の非発泡層、の順のサンドイッチ構造を有し、発泡層の気泡径が中心層側から表層側へ向けて次第に大きくなるものとなる。

なお、本発明において非発泡層とは、中空成形容器の断面を走査型電子顕微鏡によって６０倍に拡大して観察した際、平均気泡径が０．１μｍ未満の気泡しか観察されない層を言い、発泡層とは、中空成形容器の断面を走査型電子顕微鏡によって６０倍に拡大して観察した際、平均気泡径が０．１μｍ以上の気泡が観察される層を言う。

［樹脂製中空成形容器］
次に、本発明の樹脂製中空成形容器について説明する。

本発明の樹脂製中空成形容器は、口栓部と中空の胴部とを有する樹脂製中空成形容器において、該胴部の少なくとも一部が発泡部分であり、かつ口栓部の発泡倍率が胴部の発泡部分の発泡倍率より低いか、もしくは口栓部が実質的に発泡していないことを特徴とするものである。

この樹脂製中空成形容器は、上述の本発明の樹脂製中空成形容器の製造方法により製造されたものであることが好ましいが、本発明の樹脂製中空成形容器の製造方法に限らず、熱可塑性樹脂を原料として射出成形や押出成形により口栓部を有する樹脂製中空成形容器のプリフォームを成形し、このプリフォームの胴部のみに加圧ガスを接触させるなどによりガスを含浸・溶解させてから加熱発泡させるとともに延伸ブローして中空成形容器とすることにより得ることもできる。

本発明の樹脂製中空成形容器の口栓部は胴部の発泡部分の発泡倍率より低い発泡倍率であるかもしくは実質的に発泡していない。この口栓部の発泡倍率が胴部の発泡部分の発泡倍率以上であると口栓部の寸法精度及び形状精度が劣ることにより、キャップの嵌合が悪くなり、容器の密栓性が悪くなる。この口栓部は実質的に発泡していないことが好ましい。

ここで発泡倍率とは、中空成形容器のプリフォームにおける任意の部分の密度（Ｄ１）と、成形後の樹脂製中空成形容器の前記プリフォームにおける当該任意の部分に相当する部分の密度（Ｄ２）を測定し、得られた密度Ｄ１を密度Ｄ２で除した値のことをいう。実質的に発泡していないとは、このＤ１／Ｄ２の値が例えば１〜１．０５程度であることをいう。

また、本発明の樹脂製中空成形容器は、ポリエステル系樹脂、中でもポリエチレンテレフタレートよりなることが好ましく、樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合、その口栓部の密度は１．３５ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。口栓部の密度が１．３５ｇ／ｃｍ^３未満であるとポリエチレンテレフタレートの結晶化度が低く、熱に対して寸法安定性が劣る傾向となり、得られる樹脂製中空成形容器の寸法精度、形状精度が劣る場合がある。

また、本発明の樹脂製中空成形容器の胴部の発泡部分はその壁の厚さ方向に発泡層と非発泡層との層状構造を有し、表層側が発泡層で厚さ方向の中央部分が非発泡層であることが好ましい。即ち、発泡層は容器の軽量化、断熱性等の機能性の向上等に寄与し、一方、非発泡層は、容器の強度や耐熱性保持に寄与する。樹脂製中空成形容器の胴部を構成する壁が、厚さ方向の中央部分が非発泡層でその両側の表層部分が発泡層で構成された層状構造であると、十分な強度と耐熱性を有し、かつ、軽量で断熱性等の機能性にも優れた樹脂製中空成形容器が得られるため好ましい。

この場合、この層状構造を形成する発泡層と非発泡層の厚さは、樹脂製中空成形容器の要求特性に応じて任意に設定することができる。

例えば、中心層の非発泡層を厚くすることによって、強度、耐熱性を高めることができる。また、中心層の非発泡層を薄くし表層の発泡層を厚くすることにより、軽量化を図り、断熱性を向上させることができる。断熱性を向上させた樹脂製中空成形容器を得るには、胴部の壁部の全体厚さの３０％以上を発泡層とするのが好ましい。また、耐熱性を向上させるには、樹脂がポリエチレンテレフタレートのように結晶性樹脂の場合は、結晶化度が高いほうが好ましく、結晶化度は５％以上、さらに１０％以上がより好ましい。また、耐熱性を向上させるには、中心層の非発泡層の厚さを胴部の壁部の全体厚さの１０〜９０％の範囲、特に２０〜５０％の範囲とするのが好ましい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

なお、以下において、プリフォームの表面温度及び口栓部の表面温度の測定は、放射率を０．９０に設定した（株）キーエンス社製非接触ハンディ温度計「ＩＴ２−８０」を使用して、加熱処理後の表面温度を約０．３ｍの距離から測定することにより行った。

（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート（日本ユニペット社製「ＲＴ５５３」、ガラス転移点（Ｔｇ）８０℃）を原料樹脂として、以下の方向で樹脂製中空成形容器を成形した。

まず、原料ポリエチレンテレフタレート約５キログラムを縦×横×高さが概略３００×５００×８０ｍｍのステンレス製バットに平坦に入れ、ヤマト科学社製真空乾燥機「ＤＰ６３」を用い、１４５℃で約１２時間の真空乾燥を実施した。真空乾燥が終了した原料樹脂を成形中の吸湿を防ぐ目的で（株）カワタ社製樹脂乾燥機「チャレンジャーＤ−５０」に投入し、１３５℃で保持しながらプリフォームの射出成形を実施した。

射出成形は多層延伸ブロー機の射出成形機（日精エー・エス・ビー社製、型式：ＡＳＢ−５０ＴＨ）を使用し、シリンダー設定温度及びホットランナー設定温度を２８０℃とし、射出１．５秒、圧力保持１６．５秒、冷却１０秒、金型温度１５℃の条件下、サポートリング付口栓部を有する、長さ１００ｍｍ、外径２５ｍｍ、胴部壁厚さ４ｍｍのプリフォーム（内部容量３０ｍｌ）を作成した。このプリフォームを目視にて確認したところ、気泡は全く認められなかった。

得られたプリフォームのサポートリングより下の部分を、アルミ製の筒状ポットに挿入することにより、口栓部のみが加熱されるように構成された口栓部結晶化機（日精エー・エス・ビー機械社製「ＣＭ−２０００」）を用い、室温で投入したプリフォームの口栓部表面の加熱終了直後の温度が１８３±２℃となるようにヒーター出力を調整し、生産速度を１８００本／時間として口栓部を結晶化した。このとき得られた結晶化口栓部の密度を、口栓部を約５ｍｍ四方に切断したサンプルと、臭化ナトリウムの水／エタノール水溶液で作成した密度勾配管を用いて２３℃で測定した。その結果、口栓部天面の密度が１．３８５ｇ／ｃｍ^３、口栓部のサポートリング部の密度が１．３６０ｇ／ｃｍ^３であった。

次いで、得られた口栓部を結晶化させたプリフォームを、容量１０００ｍｌの耐圧容器に収容し、雰囲気温度を３０℃とし、２５ＭＰａに加圧した二酸化炭素を耐圧容器内に注入し、この温度、圧力下で２時間保持してプリフォームと加圧二酸化炭素を接触させた。その後、２５℃で加圧二酸化炭素を５分かけて常圧に戻し、二酸化炭素を溶解させたプリフォームを得た。

次いで、このプリフォームを用いて成形を行った。成形機には、プリフォーム投入部及びボトル取り出し部、近赤外線ヒーターを備えた１次加熱部、および２次加熱部、ブロー成形部、の順に９０度ずつプリフォームが移動し延伸ブローボトルを成形する、回転式延伸ブロー成形機（湖北精工株式会社製）を用いた。プリフォームの１次加熱時間を４６秒、２次加熱時間を２３秒、２次加熱部における２次加熱終了後の放冷時間を２３秒の設定とした。これにより、１次加熱部および２次加熱部のプリフォーム表面温度はそれぞれ９０〜１００℃、１１０〜１２０℃となり、放冷によって、プリフォーム表面温度が１００℃〜１１０℃となる。ここで、３ＭＰａの加圧空気を注入して、長さ約２００ｍｍ、外径約６０ｍｍ、平均肉厚約１ｍｍ、内容量５００ｍｌで、胴部の内外の表面層と胴部の肉厚中央部分が非発泡層であり、該表面層と中央部分に挟まれた部分が発泡層で構成された、多層構造を有するポリエステル樹脂製中空成形容器を得た。

得られたポリエステル樹脂製中空成形容器の口栓部では、天面部、サポートリング部とも発泡は見られず（発泡倍率１）、極めて良好な外観であった。また、胴部は、厚さ方向の７０％が非発泡層、残部は発泡層であり、その発泡倍率は「発泡層と非発泡層の合計」で１．１倍であったので、発泡層の発泡倍率は１．４倍と計算された。

得られた容器を、柴崎製作所製キャッピング機５０１型にマグナトルクヘッドＶＫ５６０を装着し、柴崎製作所製ＰＥＴボトル用キャップＢＢＷ−Ｅ８−６１２を用いて、キャッピングをしたところ正常に嵌合し、良好な密封性が得られた。

（比較例１）
実施例１において、口栓部の結晶化工程を省略したこと以外は実施例１と同様の方法でポリエステル樹脂製中空成形容器を得、同様にキャッピングを試みた。

この比較例１において、ガスの溶解工程に供したプリフォームの口栓部の密度は１．３３６ｇ／ｃｍ^３であり、得られた樹脂製中空成形容器の口栓部には発泡があり（発泡倍率１．１倍）、キャップを正常に嵌合できなかった。

本発明により提供される樹脂製中空成形容器は軽量で断熱性や遮光性にも優れ、飲料用容器、食品用容器、化粧品用容器、洗剤、その他医薬品用容器など、多種多様な用途に使用できる。

Claims (11)

1. 口栓部と中空の胴部とを有する樹脂製中空成形容器において、該胴部の少なくとも一部に発泡部分を有し、かつ該口栓部の発泡倍率が該胴部の発泡部分の発泡倍率より低いか、もしくは口栓部が実質的に発泡していないことを特徴とする樹脂製中空成形容器。
2. 前記胴部の発泡部分が層状構造を有する請求項１に記載の樹脂製中空成形容器。
3. 前記樹脂がポリエステル系樹脂である請求項１または２に記載の樹脂製中空成形容器
4. 前記ポリエステル系樹脂がポリエチレンテレフタレートである請求項３に記載の樹脂製中空成形容器。
5. 前記口栓部の密度が１．３５ｇ／ｃｍ^３以上である請求項４に記載の樹脂製中空成形容器。
6. ポリエステル系樹脂を含む原料樹脂を用いて口栓部を有する樹脂製中空成形容器のプリフォームを成形する工程と、
   該プリフォームを原料樹脂の軟化点以下の温度で加圧ガスと接触させて該プリフォームにガスを溶解させる工程と、
   ガスを溶解させたプリフォームを原料樹脂のガラス転移点以下の温度で常圧に戻す工程と、
   その後、プリフォームを加熱延伸する工程と
   を有する樹脂製中空成形容器の製造方法であって、
   前記原料樹脂は実質的に発泡剤を含有せず、かつ前記プリフォームにガスを溶解させる工程に先立って、前記プリフォームの口栓部を加熱結晶化させる工程を有することを特徴とする樹脂製中空成形容器の製造方法。
7. 前記加圧ガスが超臨界状態にある請求項６に記載の樹脂製中空成形容器の製造方法。
8. 前記加圧ガスがポリエステル系樹脂に対して不活性なガスである請求項６または７に記載の樹脂製中空成形容器の製造方法。
9. 前記加圧ガスが炭酸ガスである請求項８に記載の樹脂製中空成形容器の製造方法。
10. 前記ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレートである請求項６ないし９のいずれか１項に記載の樹脂製中空成形容器の製造方法。
11. 請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の方法で製造された樹脂製中空成形容器。