JP2006150823A - 黒色マット調延伸容器 - Google Patents

Abstract

【課題】マット調を保持することと剥離しない黒色のポリエチレンテレフタレート樹脂を
素材にした延伸容器を提供する。
【解決手段】ポリエチレンテレフタレート樹脂に着色剤としての黒色顔料と、この顔料の
分散剤とが混入されて射出成形により得られたプレ成形体を用い、このプレ成形体成形工
程ではこのプレ成形体の表面のみが短時間で急速冷却され、引き続き内面が延伸成形可能
な最低の温度まで冷却されると共に、外面の表面がマット調になるぐらいに加熱され、次
いでブロー成形工程で、金型を高温に加熱した状態で延伸ブロー成形されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、黒色の着色剤を用いたポリエチレンテレフタレート樹脂製で、マット調（艶
消し調）が必要な、また、落下強度が必要な延伸容器に関する。

斯かる容器において、ポリエチレンテレフタレート樹脂を素材にした場合、どうしても
光沢が残るので、マット感を得ることが難しく、しかも通常の成形条件や顔料で達成する
ことは不可能であった。

既存の技術としては、延伸する時のプリフォームを結晶化（白化）気味にして延伸する
方法がある。また、別の技術としてマット調に見える顔料を混ぜたり、微小な粉粒体を分
散混入する方法がある。
特開平１１−３４８１０５号公報

しかし、上述の従来技術の内、前者の延伸する時のプリフォーム（本発明では以下単に
プレ成形体という）を結晶化（白化）気味にして延伸する方法は、落下強度が弱く（割れ
易く）、表面も剥離しやすい。また、後者のマット調に見える顔料を混ぜたり、微小な粉
粒体を分散混入する方法は、延伸してもポリエチレンテレフタレート樹脂の表面は光沢が
残り、どうしてもマット感が達成できないのが現状である（マット調ではなく、パール調
になってしまう）。殊に、微小な粉粒体を分散混入する方法では、延伸した時にこの微小
な粉粒体周囲に空隙が生じ、剥離を生じる大きな要因ともなっていた。

本発明者等は、これら従来の手法の問題点を解決すべく、種々検討を重ねた。
すなわち、採用するポリエチレンテレフタレート樹脂の極限粘度、成形工程の改良、顔
料と分散剤、延伸倍率など各種条件を種々模索した結果、黒色の着色剤を採用したポリエ
チレンテレフタレート樹脂製で、マット感があり、併せて落下強度のある黒色マット調延
伸容器を開発したので、ここに提案する。

したがって、本発明の課題は、マット調を保持することと剥離しない黒色のポリエチレ
ンテレフタレート樹脂を素材にした黒色マット調延伸容器を提供することにある。

以上の技術的な課題を解決するために、本発明は、ポリエチレンテレフタレート樹脂に
着色剤としての黒色顔料と、この顔料の分散剤とが混入されて射出成形により得られたプ
レ成形体を用い、このプレ成形体成形工程ではこのプレ成形体の表面のみが短時間で急速
冷却され、引き続き内面が延伸成形可能な最低の温度まで冷却されると共に、外面を表面
がマット調になるぐらいに加熱され、次いでブロー成形工程で、金型を高温に加熱した状
態で延伸ブロー成形されてなることを要旨としている。

上記のような構成によれば、プレ成形体を結晶化（白化）気味にして延伸したり、また
、マット調に見える顔料を混ぜたり、微小な粉粒体を分散混入したりすることなく、黒色
の着色剤を用いる延伸容器でありながら、マット調にでき、併せて剥離を生じるおそれも
なく、落下強度のある延伸容器を得ることができる。

したがって、この発明は以下の効果を奏する。
以上説明したように、本発明は、従来の手法のように、プレ成形体を結晶化（白化）気
味にして延伸したり、また、マット調に見える顔料を混ぜたり、微小な粉粒体を分散混入
したりすることなく、黒色の着色剤を用い延伸容器でありながら、マット調にでき、併せ
て剥離を生じるおそれもなく、落下強度のある延伸容器を得ることができる。

また、以上の構成において本発明に係る黒色マット調延伸容器は、請求項２に記載のよ
うに、ポリエチレンテレフタレート樹脂の極限粘度は、ＩＶ＝０．６６〜０．８５の範囲
であるのが望ましい。
極限粘度が０．６６以下であると剥離が発生し、逆に極限粘度が０．８５以上であると
樹脂の転写性と表面のマット感が得られず、マット調が発現しないからである。

更に、請求項３に記載のように、延伸ブロー成形時の延伸倍率は、縦延伸倍率を１．５
〜３倍、横延伸倍率を３〜５倍に設定されるのが望ましい。
適正なマット感を得るには高延伸率が望ましいが、剥離現象を回避できない。逆に剥離
現象を回避するには低延伸率が望ましいが、適正なマット感が得られない。この互いに相
矛盾する欲求を、両機能が可及的に達成される要因を総合的に組み合わせることで、この
縦横延伸倍率を導き出すことができた。最終的には良好なマット感が得られる上に延伸成
形しても剥離の無い状態をうまく現出できた。

請求項５に記載のように、着色剤に黒色酸化鉄顔料、又は金属酸化物の焼成黒色顔料を
採用するのが望ましい。
この着色剤としての顔料は生地のポリエチレンテレフタレート樹脂に相溶し易く、マッ
ト調を良好に発現するからである。

本発明に係る黒色マット調延伸容器及びその製法を黒色マット調延伸容器の一例である
黒色マット調延伸ＰＥＴボトルに適用した場合について、先ずこれを得る方法を以下説明
する。

先ず、図１（Ａ）に示すように、ＩＶ＝０．８０のポリエチレンテレフタレート樹脂１
００重量部に、黒色酸化鉄顔料１０重量部及び脂肪酸エステル系の分散剤１重量部からな
るマスターバッチ１０重量部と、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂１００重量部を射
出成形機（具体的にはインラインスクリュー式射出成形機）１のホッパー２に投入し、シ
リンダー３内で加熱溶融しながら回転するスクリュー４でこれらポリエチレンテレフタレ
ート樹脂、黒色酸化鉄顔料、そして脂肪酸エステル系の分散剤を充分に混合し、シリンダ
ーヘッドからこの溶融混合物Ｍを分割金型５内に押出して、口ねじを備えた有底筒状のプ
レ成形体（プリフォーム）Ｐを得る。尚、図中、６は加熱シリンダー、７金型ヒーターで
ある。

この場合、ポリエチレンテレフタレート樹脂に対する着色剤としての黒色酸化鉄顔料の
分散状態を良くするめに、図３に示すように、射出スクリューは長さ／直径の比（Ｌ／Ｄ
値）を２０以上、好ましくは２５以上にするのが望ましい。

また、溶融されたポリエチレンテレフタレート樹脂の極限粘度は、ＩＶ値＝０．６６〜
０．８５が望ましい。０．６６以下であると落下により剥離が発生し、逆に０．８５以上
であると、樹脂の転写性と表面のマット感が得られず、マット調が発現しない。

次に、図１（Ｂ）に示すように、成形された有底筒状プレ成形体Ｐの内外の表面だけを
短時間で急速に冷却する。この場合、このプレ成形体Ｐを取り出す時に変形しない、最も
高い温度で次の加熱工程に受け渡しすることが望ましい。

次に、表面を短時間で急速に冷却した（例えば、冷却時間が２〜３秒で、チラー水温が
７〜１０°Ｃで冷却した）有底筒状プレ成形体Ｐを、加熱工程に送り、ここにおいて、図
１（Ｃ）に示すように、筒内側表面を内部に挿入される延伸ロッド８から噴出される冷却
風によって冷却する。また、筒外表面は、周囲を囲繞するヒーター９によって過加熱する
。

この加熱工程で、有底筒状プレ成形体Ｐの筒内側表面の冷却温度は、次の延伸ブロー成
形工程での延伸可能な最低温度の８３〜８８°Ｃであることが望ましい。また、筒外表面
の加熱温度は、ポリエチレンテレフタレート樹脂が結晶化する直前の温度、つまりは次の
延伸ブロー成形工程での延伸可能な最高温度、更に言い換えるとマット調になるぐらいに
過加熱する範囲である９５〜１１０°Ｃであるのが望ましい。いずれも次の延伸ブロー成
形工程での適正なマット感と剥離しない延伸成形を実現させるためである。

このように処理された有底筒状プレ成形体Ｐを、次の延伸ブロー成形工程に送る。図２
に示すように、前工程での処理温度を保ったままでこの有底筒状プレ成形体Ｐを、目的と
するボトル形状が内壁に形成された分割金型１０に収容し（挟み込み）、有底筒状プレ成
形体内に挿入された延伸ロッド１１から高圧空気を吹き込んで膨らませて、目的形状のボ
トルＶを成形する。

この延伸ブロー成形工程では、分割金型１０の温度は高くするのが望ましく、７０°Ｃ
以上であることが望ましい。ボトル外表面の光沢を無くし、適正なマット感を得るためで
ある。

また、必要に応じてサンドブラストやショットブラスト等の工法で、金型内表面を♯２
４〜１００の面粗さに加工しておくことも、マット調を強調する上から望ましい。

延伸ブロー成形工程での延伸倍率は、適正なマット感を得るに当たっては高延伸成形が
望ましく、剥離現象を回避するには低延伸成形が望ましく、適正なマット感を得ることと
剥離現象を回避することとは互いに相容れない条件を備える。

そこで、本発明では、両方の要因を総合的に組み合わせて、図４に示すように、縦延伸
倍率（図４中、Ａ´／Ａ）を１．５〜３倍に、また、横延伸倍率（図４中、Ｂ´／Ｂ）を
３〜５倍に設定したところ、所期の目的通り、好ましいマット調を保持し、併せて表面剥
離を生じないボトルＶが得られた。

図中、Ａは有底筒状プレ成形体Ｐの口栓受け部下から底までの寸法を表し、Ａ´は成形
後のボトルの口栓受け部下から底までの寸法を表す。また、Ｂは有底筒状プレ成形体Ｐの
口栓受け部から下に一体に連なる胴部分の直径を表し、Ｂ´は成形後のボトルの横幅を表
す。

この延伸倍率のより望ましい値は、縦延伸倍率では１．８〜２．５倍、また、横延伸倍
率では３．５から４．５倍である。

次に、本発明に係る黒色マット調延伸容器を黒色マット調延伸容器の一例である黒色マ
ット調延伸ＰＥＴボトルに適用した場合について説明する。
以上の製法によって実際に成形したボトルＶに４００ｍｌの水を満杯充填してキャッピ
ングし、環境温度及び試験体品温度５°Ｃ、湿度５５％の環境で高さ１００ｃｍからコン
クリート上面に、正立落下及び側面落下を１回ずつ実施して剥離の有無を目視で確認した
ところ、１０個中１０個とも剥離は見られなかった。

また、成形したボトルＶを平面に切り取り、６０度の入射角で測定する設定のデジタル
光沢度測定器で計測した結果、１〜１０％の光沢度数値でマット感が発現していることを
確認できた。

本発明に係る黒色マット調延伸容器の素材として採用されるポリエチレンテレフタレー
ト樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート重合体、ポリエチレンテレフタレートのテ
レフタル酸成分を一部イソフタル酸成分に置き換えた共重合体、ポリエチレンテレフタレ
ートのエチレングリコール成分を一部シクロヘキサンジメタノール成分に置き換えた共重
合体、およびポリエチレンテレフタレートのテレフタル酸成分を一部イソフタル酸成分に
置き換えエチレングリコール成分を一部シクロヘキサンジメタノール成分に置き換えた共
重合体から選ばれた少なくとも１種類である。

また、着色剤は、黒色酸化鉄顔料の他にも、金属酸化物の焼成黒色顔料を採用できる。
生地のポリエチレンテレフタレート樹脂に相溶し易く、マット調を良好に発現する。着色
剤の添加量は限定されないが、成形品に対して０．０１〜１０重量％が好ましい。着色剤
の添加量が成形品に対して０．０１％未満では成形品が充分に着色されず、逆に１０重量
％を超えると着色剤の均一な分散が困難であり、成形品の機械的な強度に悪影響を及ぼす
可能性がある。

更に、分散剤は、脂肪酸エステル系或いは脂肪酸アマイド系、あるいはそれらの組み合
わされたものを採用できる。着色剤としての上記着色剤を良好な分散状態にすることがで
き、剥離し難くなり、丈夫なボトルＶを成形できる。分散剤の添加量は特に限定されない
が、着色剤に対して１〜６０重量％が好ましい。１重量％未満では着色剤分散効果が得ら
れず、６０重量％を越えると成形性が低下する。

また、着色剤と着色剤の分散剤を高濃度に含有するマスターバッチも使用できる。また
、着色剤と分散剤のポリエチレンテレフタレート樹脂への混合方法は特に限定されず、前
述のマスターバッチによる方法の他に、着色剤を樹脂に分散させるのに通常用いられてい
る方法を使用できる。

本発明に係る黒色マット調延伸ボトルの製法を示し、インラインスクリュー式射出成形機によるプリ成形体の成形工程を表し、（Ａ）は押出し工程、（Ｂ）は表面急速冷却工程、（Ｃ）は加熱工程の説明図である。 図１に引き続く延伸ブロー成形工程の説明図である インラインスクリュー式射出成形機の射出スクリューにおけるＬ／Ｄ値の説明図である。 延伸ブロー成形工程における延伸倍率の設定手法を表す説明図である。

符号の説明

１０…金型
Ｐ…プレ成形体
Ｖ…ボトル

Claims (5)

1. ポリエチレンテレフタレート樹脂に着色剤としての黒色顔料と、この顔料の分散剤とが混
   入されて射出成形により得られたプレ成形体を用い、このプレ成形体成形工程ではこのプ
   レ成形体の表面のみが短時間で急速冷却され、引き続き内面が延伸成形可能な最低の温度
   まで冷却されると共に、外面を表面がマット調になるぐらいに加熱され、次いでブロー成
   形工程で、金型を高温に加熱した状態で延伸ブロー成形されてなることを特徴とする黒色
   マット調延伸容器。
2. ポリエチレンテレフタレート樹脂の粘度は、ＩＶ＝０．６６〜０．８５の範囲である請求
   項１に記載の黒色マット調延伸容器。
3. 延伸ブロー成形における延伸倍率は、縦延伸倍率が１．５〜３倍、横延伸倍率が３〜５倍
   に設定される請求項１記載の黒色マット調延伸容器。
4. ポリエチレンテレフタレート樹脂がポリエチレンテレフタレート重合体、ポリエチレンテ
   レフタレートのテレフタル酸成分を一部イソフタル酸成分に置き換えた共重合体、ポリエ
   チレンテレフタレートのエチレングリコール成分を一部シクロヘキサンジメタノール成分
   に置き換えた共重合体、およびポリエチレンテレフタレートのテレフタル酸成分を一部イ
   ソフタル酸成分に置き換えエチレングリコール成分を一部シクロヘキサンジメタノール成
   分に置き換えた共重合体から選ばれた少なくとも１種類である請求項１記載の黒色マット
   調延伸容器。
5. 着色剤は、黒色酸化鉄顔料、又は金属酸化物の焼成黒色顔料である請求項１記載の黒色マ
   ット調延伸容器。
   

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