JP2007320082A - Method for producing resin-integrated molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂一体成形体の製造方法に関するものであり、より詳細には、マイクロセルラー技術を利用して、所望の位置に発泡領域と非発泡領域を備えた樹脂一体成形体、特に容器用プリフォームの製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a resin integrated molded body, and more specifically, using a microcellular technique, a resin integrated molded body having a foamed region and a non-foamed region at a desired position, particularly for containers. The present invention relates to a preform manufacturing method.
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。 Currently, polyester containers represented by polyethylene terephthalate (PET) are excellent in properties such as transparency, heat resistance and gas barrier properties, and are widely used in various applications.
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。 On the other hand, in recent years, the reuse of resources has been strongly demanded, and with respect to the polyester container as described above, a used container is collected and reused for various purposes as a recycled resin. By the way, as for the contents stored in the packaging container, those that are easily altered by light, for example, certain beverages, pharmaceuticals, cosmetics, etc., are molded using a resin composition in which a colorant such as a pigment is blended in a resin. Provided in a sealed opaque container. However, from the viewpoint of resource reuse, it is not desirable to add a colorant (it would be difficult to ensure transparency in the recycled resin). For this reason, the use of a transparent container is required. Therefore, it is necessary to improve recyclability of opaque containers suitable for accommodating photo-altered contents.
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、容器壁を樹脂発泡体により形成することが考えられ、例えば、特許文献1には、結晶性ポリエステル樹脂発泡体により成形体を製造する方法が開示されている。
In order to impart light-shielding properties (opacity) without blending a colorant, it is conceivable to form the container wall from a resin foam. For example, in
しかしながら、特許文献1のように、樹脂発泡体により容器を形成した場合には、発泡による不都合も生じてしまうという問題がある。即ち、ボトルに代表される容器では、通常、その口部に螺子部が形成されており、キャップが螺子締結により装着されるようになっている。しかるに、このような容器口部が発泡体から形成されていると、発泡による強度低下に起因して、容器口部での寸法安定性が低下し、特に螺子部での寸法安定性の低下は、キャップを装着したときのシール性の低下を引き起こしてしまう。
However, when the container is formed of a resin foam as in
上記のような問題を回避するために、例えば特許文献2には、アゾ系ジカルボンイミドや重曹等の分解型発泡剤や、フロン系或いは炭化水素系の有機溶剤型発泡剤などの発泡剤を含有する樹脂組成物を射出成形してプリフォーム(パリソン)を成形し、このプリフォームの容器口部に相当する部分を除いて加熱して発泡を生じせしめ、この状態で延伸ブロー成形することにより、口部が発泡していない容器を得ることが提案されている。また、特許文献3には、各種の発泡剤と熱可塑性樹脂とを溶融混練し、これを溶融押出しながらダイレクトブロー成形し、冷却することにより発泡プリフォームを成形し、この発泡プリフォームを所定の温度に再加熱し、所定の吹き込み空気圧によってブロー成形することにより、ボトルが製造される。この方法は、ダイレクトブローとコールドパリソンブローとを組み合わせた二段ブローによりボトルを製造するものであり、発泡プリフォーム成形時に容器口部に対応する部分が膨張しないため、最終的に得られるボトルの口部では発泡を生じていないというものである。
また特許文献4では強度低下が少なく、遮光性、遮熱性、断熱性のある多層構造発泡体が開示されている。
Further, Patent Document 4 discloses a multi-layered foam having a low strength reduction and having a light shielding property, a heat shielding property, and a heat insulating property.
特許文献2及び3では、何れも、容器の胴部や底部が発泡体から形成され、容器口部では発泡が生じていない容器が得られるが、何れも発泡剤が存在している状態でプリフォームへの成形が行われるため、容器口部での発泡を完全には抑えることができず、容器口部は、胴部や底部に比して、発泡の程度が低い低発泡領域となるに過ぎず、従って、容器口部(螺子部)の強度低下や寸法安定性の低下を抑えるという点では、未だ改善が求められる。また、特許文献4では、口部を選択的に非加熱にするものではないので、ブロー成形前のパリソンの表面加熱時に口部も発泡してしまい、口部寸法安定性が低下する問題がある。 In both Patent Documents 2 and 3, a container in which the body and bottom of the container are formed of foam and no foaming is obtained at the container mouth is obtained. Since remodeling is performed, foaming at the container mouth cannot be completely suppressed, and the container mouth becomes a low foaming region where the degree of foaming is low compared to the body and bottom. Therefore, improvement is still required in terms of suppressing a decrease in strength and a decrease in dimensional stability of the container mouth portion (screw portion). Moreover, in patent document 4, since a mouth part is not selectively made non-heating, a mouth part also foams at the time of the surface heating of the parison before blow molding, and there exists a problem which mouth part dimension stability falls. .
尚、胴部や底部に相当する部分と口部に相当する部分とを別個に成形し、成形後に両者を接合するという手段も知られており、このような方法を採用すれば、容器の胴部や底部が選択的に発泡され、容器口部を非発泡とすることができる。しかし、かかる方法では、胴部や底部と口部とを別個に成形しなければならず、このため、生産性が低く、製造コストが高くなってしまい、工業的見地から採用することができない。 It is also known that a portion corresponding to the body and bottom and a portion corresponding to the mouth are separately formed, and the two are joined after the formation. A part and a bottom part are selectively foamed, and a container mouth part can be made non-foamed. However, in this method, the body portion, the bottom portion, and the mouth portion must be formed separately, which results in low productivity and high manufacturing cost, and cannot be employed from an industrial standpoint.
従って、本発明の目的は、発泡部位を有している樹脂の一体成形体であり、しかも、容器胴部のような部分が選択的に発泡されて発泡領域となっており、且つ容器口部のような強度や寸法安定性などの特性が要求される部位が選択的に発泡されていない非発泡領域となっている樹脂一体成形体を製造する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の樹脂一体成形体を二次成形して得られる容器を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is an integrally molded body of a resin having a foaming portion, and a portion such as a container body is selectively foamed to form a foamed region, and the container mouth portion. It is an object of the present invention to provide a method for producing a resin-integrated molded body in which a portion requiring characteristics such as strength and dimensional stability is a non-foamed region that is not selectively foamed.
Another object of the present invention is to provide a container obtained by secondary molding of the resin integrated molded body.
本発明によれば、熱可塑性樹脂の一体成形体を成形し、次いで一体成形体にガスを含浸せしめ、得られたガス含浸成形体を、部分的に選択的に加熱することにより、含浸されたガスによっての気泡の生成による発泡を選択的に行い、発泡領域と非発泡領域とを有する樹脂一体成形体を製造する方法が提供される。 According to the present invention, an integral molded body of a thermoplastic resin is molded, and then the integral molded body is impregnated with gas, and the resulting gas-impregnated molded body is impregnated by partially selectively heating. There is provided a method for producing a resin-integrated molded body having foaming regions and non-foaming regions by selectively performing foaming by generating bubbles with gas.
本発明の製造方法においては、
(1)前記熱可塑性樹脂の一体樹脂成形体が、容器用プリフォームであり、該プリフォームの容器口部及びその近傍部分に対応する部分を除く領域を選択的に加熱することにより、容器口部及びその近傍部分に対応する部分を非発泡領域とすること、
(2)前記容器用プリフォームは、底部が閉じられた試験管形状を有しており、上部の外面に、サポートリングと該サポートリングよりも上方に位置する螺子部とを備えた首部を有しており、首部を除く領域を選択的に加熱することにより、首部を非発泡領域とすること、
が好ましい。
In the production method of the present invention,
(1) The integral resin molded body of the thermoplastic resin is a container preform, and by selectively heating a region excluding the container mouth portion of the preform and a portion corresponding to the vicinity thereof, the container mouth A portion corresponding to the portion and the vicinity thereof as a non-foaming region,
(2) The container preform has a test tube shape with a closed bottom portion, and has a neck portion provided with a support ring and a screw portion positioned above the support ring on the outer surface of the upper portion. And by selectively heating the area excluding the neck, the neck becomes a non-foamed area,
Is preferred.
また、本発明によれば、上記の方法により得られた容器用プリフォームを二次成形して得られる容器が提供される。 Moreover, according to this invention, the container obtained by carrying out secondary shaping | molding of the preform for containers obtained by said method is provided.
本発明の製造方法は、所謂マイクロセルラー技術を利用して発泡領域と非発泡領域とを有する樹脂一体成形体を製造するものであり、樹脂の一体成形体を成形し、この一体成形体にガスを含浸させ、次いで該成形体を加熱することにより、成形体中に含浸されているガスが膨張し、この結果として発泡が生じて発泡領域が形成されることとなるが、一体成形体を成形した後にガスを含浸させ、次いで発泡領域とすべき部位を選択的に加熱して発泡を行うため、一体成形体の成形時に発泡を生じることがなく、非発泡領域での発泡を確実に防止して、発泡領域と非発泡領域とを明確に区分することができる。従って、本発明は、容器用プリフォームのような局部的に強度或いは寸法安定性が要求される部分(即ち、螺子部)を有する一体成形体の製造に極めて有効に適用され、このようなプリフォームを二次成形して得られるボトルなどの容器は、その胴部は、発泡領域となり、発泡によって遮光性が付与されているため、光による変質を生じる内容物の包装容器として好適であり、着色剤が配合されていないため、リサイクルにも適しており、さらには、螺子部が発泡されず、非発泡領域となるため、発泡による強度や寸法安定性の低下が有効に抑制されており、優れたシール性を示す。 The manufacturing method of the present invention is to manufacture a resin integrated molded body having a foamed region and a non-foamed region by utilizing a so-called microcellular technique. Then, the molded body is heated to expand the gas impregnated in the molded body. As a result, foaming occurs and a foamed region is formed. After that, it is impregnated with gas, and then the part that should be the foaming area is selectively heated to perform foaming, so foaming does not occur during molding of the integrally molded body, and foaming in the non-foaming area is reliably prevented. Thus, the foamed region and the non-foamed region can be clearly distinguished. Therefore, the present invention is very effectively applied to the production of an integrally molded body having a portion (that is, a screw portion) that requires local strength or dimensional stability, such as a container preform. A container such as a bottle obtained by secondary reforming, the body part is a foamed region, and since light shielding is imparted by foaming, it is suitable as a packaging container for contents that cause alteration due to light, Since the colorant is not blended, it is suitable for recycling, and further, since the screw part is not foamed and becomes a non-foamed region, the decrease in strength and dimensional stability due to foaming is effectively suppressed, Excellent sealing performance.
さらに本発明の製造方法は、別個に成形された非発泡部と発泡部とを接合するものではなく、非発泡領域となる部分と発泡領域になる部分とを一体的に成形した後、選択的な加熱によって発泡領域を形成するものであるため、製造コストが安価である。 Furthermore, the manufacturing method of the present invention does not join the separately formed non-foamed part and the foamed part, but selectively forms the part that becomes the non-foamed area and the part that becomes the foamed area, Since the foamed region is formed by gentle heating, the manufacturing cost is low.
<原料樹脂>
本発明において、樹脂発泡体の製造に使用される樹脂としては、不活性ガスの含浸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、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−オレフィン同志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、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;ポリ乳酸など生分解性樹脂;などを例示することができ、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。
<Raw resin>
In the present invention, the resin used for the production of the resin foam is not particularly limited as long as it can be impregnated with an inert gas, and a thermoplastic resin known per se can be used. Random or block copolymers of polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, poly 1-butene, poly 4-methyl-1-pentene or α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene Olefin resins such as cyclic olefin copolymers; ethylene / vinyl acetate copolymers, ethylene / vinyl alcohol copolymers, ethylene / vinyl chloride copolymers and other ethylene / vinyl copolymers; polystyrene, acrylonitrile / styrene Copolymers, ABS, styrene-based trees such as α-methylstyrene / styrene copolymers Fat; Vinyl-based resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride / vinylidene chloride copolymer, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate; nylon 6, nylon 6-6, nylon 6-10, nylon 11, Examples include polyamide resins such as nylon 12; polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and copolyesters thereof; polycarbonate resins; polyphenylene oxide resins; biodegradable resins such as polylactic acid; In particular, olefin-based resins and polyester resins that are preferably used in the field of containers are suitable, and among these, polyester resins are most suitable for maximizing the advantages of the present invention.
<樹脂一体成形体の製造>
以下、本発明の樹脂一体成形体の製造方法を、容器用プリフォームを例にとって説明する。
<Manufacture of resin integrated molded body>
Hereinafter, the manufacturing method of the resin integrated molded body of the present invention will be described taking a container preform as an example.
図1には、本発明の製造プロセスの基本概念を示した。即ち、この図1を参照して、この製造工程は、ガス含浸工程[図1(a)]、発泡工程[図1(b)]、及び発泡停止工程[図1(c)]からなる。以下、各工程について順次述べる。 FIG. 1 shows the basic concept of the manufacturing process of the present invention. That is, referring to FIG. 1, this manufacturing process includes a gas impregnation step [FIG. 1 (a)], a foaming step [FIG. 1 (b)], and a foaming stop step [FIG. 1 (c)]. Hereinafter, each process will be described in sequence.
ガス含浸工程[図1(a)]:
先ず、上述した原料樹脂を用いて成形された非発泡プリフォーム1を用意する。この非発泡プリフォーム1は、全体として試験管形状を有しており、胴部2及び底部3を有しており、胴部2の上には、首部5が形成されており、首部5の外面には、螺子部7と、サポートリング9とが形成されている。このような非発泡プリフォーム1は、射出成形、圧縮成形などの公知の成形法によって成形される。
Gas impregnation step [FIG. 1 (a)]:
First, the
ところで、螺子部7は、このプリフォーム1を容器(例えばボトル)の形態に二次成形したときに、キャップと螺子係合する部分であり、強度や寸法安定性が要求される。また、サポートリング9は、成形された容器の支持搬送等に際して、容器の把持などに利用される部分であり、機械的強度が要求される。従って、このような螺子部7やサポートリング9を備えた首部5は、発泡による強度低下や寸法安定性の低下を回避する必要があり、このために、首部5(特に螺子部7)が、以下の各工程を経て、非発泡領域となり、胴部2及び底部3が発泡領域となる。
By the way, the screw portion 7 is a portion that is screw-engaged with the cap when the
本発明においては、先ず、上記のような非発泡プリフォーム1に、炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガスを含浸させる。かかる不活性ガスは、発泡剤として機能するものであり、プリフォーム1中に含浸された不活性ガスが後述する発泡工程で膨張することにより発泡を生じるものである。
In the present invention, first, the
即ち、この工程では、上記の非発泡プリフォーム1を密閉されたチャンバ10内に固定されたポールなどの治具に保持し、ガス供給管11から不活性ガスを供給して、チャンバ内を高圧に保持することにより不活性ガスを非発泡プリフォーム1内に含浸せしめる。
That is, in this step, the
上記のように高圧下の非発泡プリフォーム1を保持しての含浸は、発泡によって最終的に得られる成形体(容器)に所望の特性(例えば遮光性)が得られるに十分な量のガスが溶解する限り、非加熱下で行ってもよいし、また加熱下で行うこともできる。即ち、非発泡プリフォーム1の温度が高い程、ガスの溶解量は少なくなるが含浸速度は速く、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。
The impregnation while holding the
発泡工程[図1(b)]:
本発明においては、上記のように不活性ガスが含浸された非発泡プリフォーム1について発泡成形を行う。このような発泡成形は、この非発泡プリフォーム1を加熱することにより、含浸された不活性ガスが膨張して発泡を生じるものである。即ち、樹脂中に溶解している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、これにより相分離が引き起こされ、溶解したガスが気泡として樹脂と分離し、また樹脂の可塑化と相俟って気泡が成長し、発泡が生じることとなる。このような発泡のための加熱は、これに限定されるものではないが、図示されているように、オイルバスや赤外線ヒータなどを用いて行うことができる。また加熱温度は、ガラス転移点(Tg)以上、融点未満の温度、好ましくは200℃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二次成形性が低下する問題が発生する。
Foaming process [FIG. 1 (b)]:
In the present invention, foam molding is performed on the
ところで、本発明においては、先に述べたように、首部5を非発泡領域とする必要があり、このために、上記のような発泡成形は、発泡領域となるべき胴部2及び底部3を選択的に加熱することにより行う。例えば、図示されているように、冷却水管15を備えた保持金型17で非発泡プリフォーム1の首部5を保持し、首部5を冷却しながら、オイルバスや、石英ヒータなどの赤外線ヒータなどで、胴部2及び底部3の加熱を行えばよい。このような選択的加熱によって、胴部2及び底部3において、選択的に発泡を生じさせ、首部5についての発泡を確実に回避することができる。
By the way, in the present invention, as described above, it is necessary to make the neck portion 5 a non-foaming region. For this reason, the foaming molding as described above involves the body portion 2 and the bottom portion 3 to be the foaming region. This is done by selective heating. For example, as shown in the drawing, the
尚、温度や処理時間等の発泡条件は、通常、前述した不活性ガスの溶解量に応じて、発泡により生成する発泡セルの平均径が5乃至50μm程度、及び発泡領域中の発泡セルの密度が1×106乃至1×109cells/cm3程度となるように調整しておくことが、所望の遮光性を確保し、また必要以上の発泡による強度低下やガスバリア性の低下を回避する上で好ましい。即ち、不活性ガスの溶解量が多いほど、発泡セルの径を小さく、且つセル密度を大きくすることができる。一方、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、目的とする機能に応じて、適当なセル径、セル密度が得られ、且つ発泡セルが発泡領域中に均質に分布するように、ガス溶解量、ガス圧、温度等の発泡条件などを樹脂毎に設定しておけばよい。 The foaming conditions such as temperature and treatment time are usually such that the average diameter of the foamed cells produced by foaming is about 5 to 50 μm and the density of the foamed cells in the foamed region, depending on the amount of the inert gas dissolved. Is adjusted to be about 1 × 10 6 to 1 × 10 9 cells / cm 3 to ensure a desired light-shielding property and avoid a decrease in strength and gas barrier property due to foaming more than necessary. Preferred above. That is, the larger the dissolved amount of the inert gas, the smaller the diameter of the foamed cell and the larger the cell density. On the other hand, as the dissolved amount of gas increases, the glass transition point of the resin decreases linearly or exponentially. Further, the viscoelasticity of the resin also changes due to the dissolution of the gas. For example, the viscosity of the resin decreases due to an increase in the amount of dissolved gas. Therefore, depending on the intended function, foaming conditions such as the amount of dissolved gas, gas pressure, temperature, etc. are adjusted so that an appropriate cell diameter and cell density can be obtained and the foamed cells are uniformly distributed in the foamed region. It may be set for each resin.
発泡停止工程[図1(c)]:
上記のようにして発泡が行われた後、冷却することにより発泡が停止し、発泡領域と非発泡領域とを有する容器用プリフォーム20を得ることができる。即ち、かかる容器用プリフォーム20の胴部2及び底部3が発泡領域となり、首部5が非発泡領域となる。
Foam stop process [FIG. 1 (c)]:
After foaming is performed as described above, the foaming is stopped by cooling, and a
容器用プリフォーム:
即ち、上記のようにして得られる樹脂一体成形体である容器用プリフォーム20では、発泡領域である胴部2及び底部3が、遮光性、断熱性等の特性を有しているとともに、非発泡領域である首部5では、首部5内に位置する螺子部7やサポートリング9では、発泡による強度低下や寸法安定性の低下が有効に回避されている。さらには、かかるプリフォーム20では、発泡により軽量化の点でも有利となっている。
Container preform:
That is, in the
このようなプリフォーム20は、公知のブロー成形などの二次成形に附されて、ボトル形状の容器に成形されるが、このような容器では、胴部や底部が発泡領域となって遮光性を有しており、光による変質を生じる内容物の収容に有効に適用される。また、螺子部やサポートリングを備えた首部は非発泡領域となっており、発泡による強度低下や寸法安定性の低下が有効に回避され、従って、例えばキャップを螺子装着することにより、優れたシール構造を形成することができる。さらに、着色剤が配合されずに遮光性が付与されているため、リサイクルにも適している。
Such a
また、図1(c)に示されている容器用プリフォーム20において、発泡領域となる胴部2及び底部3では、その壁部の厚み方向の全体にわたって発泡セルが分布した構造となっている必要はなく、例えば、発泡セルが層状に分布した発泡層と発泡セルが存在していない非発泡層とを有する層状構造とすることもできる。
Further, in the
具体的には、発泡領域での好適な層状構造を示す図2及び図3を参照して、発泡セルが存在していない表皮層25,25が外面側及び内面側に存在しており、この表皮層25の下側に、発泡セル(図2,3においてAで示す)が層状に分布した発泡層27が形成された3層構造(表皮層25/発泡層27/表皮層25)としたり(図2参照)、また、上記のような表皮層25が形成され、さらに下側の発泡層27の中心部分にも発泡セルが存在していない芯層29が形成された5層構造(表皮層25/発泡層27/芯層29/発泡層27/表皮層25)とすることもできる(図3参照)。 Specifically, referring to FIG. 2 and FIG. 3 showing a suitable layered structure in the foam region, the skin layers 25 and 25 where no foam cell exists are present on the outer surface side and the inner surface side. A three-layer structure (skin layer 25 / foam layer 27 / skin layer 25) in which a foam layer 27 in which foam cells (indicated by A in FIGS. 2 and 3) are distributed in layers is formed below the skin layer 25 (See FIG. 2) Further, a five-layer structure (skin) in which a skin layer 25 as described above is formed and a core layer 29 in which a foam cell is not present in the central portion of the lower foam layer 27 is formed. Layer 25 / foam layer 27 / core layer 29 / foam layer 27 / skin layer 25) (see FIG. 3).
上記のような層状構造は、例えば図1(b)の発泡工程において、プリフォーム1の内部に加熱金型などを挿入して、非発泡プリフォーム1の外面と同時に内面側からも加熱を行ない、発泡セルを表面側から中心側に順次成長せしめることを利用して形成することができる。
In the layered structure as described above, for example, in the foaming step of FIG. 1B, a heating mold or the like is inserted into the
例えば、前述したガス含浸工程が終了した後、ガスが含浸されたプリフォーム1を、樹脂が冷却固化した状態で所定時間、常圧下(大気圧)に開放することにより、プリフォーム1の表面(発泡領域となる胴部2及び底部3)から不活性ガスを放出させる。これにより、プリフォーム1の発泡領域となる胴部2及び底部3の外面及び内面には、不活性ガスが溶解していない表層もしくは不活性ガス濃度が低くなった表層が形成されることとなる。
For example, after the above-described gas impregnation step is completed, the
次いで、このような表層が形成されたプリフォーム1について、プリフォーム1の外面側及び内面側からの加熱によって、前述した図1(b)の発泡工程によって発泡成形を行うと、表層は不活性ガスが存在していないかまたはその濃度が低い為に、加熱しても発泡しないかよほど注意深く観察しないと気泡が確認できない程度の実質的に発泡していない状態となる。即ち、この加熱により、前述した図2及び図3における表皮層25,25が形成されることとなる。この場合、例えば発泡に先立って行われるガスの放出に際して、大気圧下への開放時間とガス溶解量との関係を測定しておき、この測定結果に基づいて、常圧下での保持時間(開放時間)を調整することにより、不活性ガスが溶解していない表層もしくは不活性ガス濃度が低くなった表層の厚みを調整し、これにより、表皮層25の厚みを調整することができる。
Next, when the
一方、十分な量の不活性ガスが溶解している内部では、表層側から順次発泡し、発泡セルAが形成されることとなる。従って、この発泡成形を長時間行うと、表層を除くプリフォーム1の内部全体に発泡セルAが分布した発泡層27が形成され、図2に示す3層構造の発泡領域(胴部2及び底部3)が形成される。一方、適度なところで加熱を停止し、冷却による発泡停止を行うと、発泡層27の内側に、発泡セルAが存在していない芯層29が形成され、図3に示す5層構造の発泡領域(胴部2及び底部3)が形成されることとなるわけである。尚、芯層29の形成は、発泡時間によらず、例えば前述した図1(a)の含浸工程において、ガスの含浸時間の制御により、樹脂の全体にわたってガスを含浸させず、中心部分にガスが行き渡る前の段階で含浸を停止しておき、この状態で発泡を行うことによっても芯層29を形成することができる。
On the other hand, in the inside where a sufficient amount of inert gas is dissolved, foaming is performed sequentially from the surface layer side, and foamed cells A are formed. Therefore, when this foam molding is performed for a long time, the foam layer 27 in which the foam cells A are distributed is formed in the entire interior of the
本発明において、上記のような層状構造の発泡領域を形成したときには、表皮層25,25の形成により、容器用プリフォーム20の耐傷付性を高めることができる。また、最終的に得られる容器では、耐傷付性は勿論のこと、容器の印刷特性やラベル貼着性も高めることができる。このようなプリフォーム20の発泡領域に形成される表皮層25の厚みは、20乃至200μm程度の厚みであることが好ましい。また、プリフォーム20の発泡領域に芯層29を形成することは、発泡によるガスバリア性の低下を回避し、さらにはブロー成形などの二次成形性を高めるためにも有用であり、このような観点から芯層29の厚みが100μm以上となるように各種の条件設定を行っておくことが好適である。
In the present invention, when the foamed region having the layered structure as described above is formed, the scratch resistance of the
以上、試験管形状の容器用プリフォームを例にとって、本発明の樹脂一体成形体及びその製造法を説明したが、本発明は、このような試験管形状の容器用プリフォーム或いは該プリフォームの二次成形により得られるボトルに限定されるものではない。 As mentioned above, the resin integrated molded body of the present invention and the manufacturing method thereof have been described by taking the test tube shape container preform as an example. However, the present invention is not limited to such a test tube shape container preform or the preform. It is not limited to bottles obtained by secondary molding.
例えば、容器用プリフォームは、図4に示すようにシート状のものであってもよく、この場合には、前述した非発泡プリフォーム1を、押出成形、射出成形、圧縮成形等によって、シート形状とし、前述した図1(a)〜(c)で説明した方法に準拠して各工程を行うことにより、図4に示すシート形状の容器用プリフォーム30を製造することができる。このプリフォーム30では、容器口部となる部分に相当する周縁部が非発泡領域Xとなっており、その胴部及び底部に相当する中央部分が発泡領域Yとなる。
For example, the container preform may be in the form of a sheet as shown in FIG. 4, and in this case, the
このようなシート形状のプリフォーム30は、プラグアシスト成形に代表される真空成形などの二次成形に附されて、図5に示すようなカップ状の容器31に成形される。かかる容器31は、胴部33及び底部35を備え、胴部33の上端の開口部にフランジ37が形成されており、このフランジ37が非発泡領域Xとなり、胴部33及び底部35が発泡領域Yとなる。即ち、フランジ37を非発泡領域Xとすることにより、フランジ37の強度低下を回避し、またフランジ37の表面を平滑面とすることによりヒートシール性を高めることもできる。さらに、胴部33や底部35が発泡領域Yとなっているため、遮光性や軽量性が付与されている。勿論、このようなカップ状容器31においても、前記プリフォーム30の発泡領域Yを、前述した3層構造或いは5層構造とすることにより、耐傷付性、ラベル貼着性、ガスバリア性などの特性を高めることができる。
Such a sheet-shaped preform 30 is subjected to secondary molding such as vacuum molding typified by plug-assist molding and molded into a cup-shaped container 31 as shown in FIG. The container 31 includes a
本発明は、上記のような容器用プリフォームや容器に限定されるものでもなく、例えばフィルム、シート、その他、種々の形状の樹脂一体成形品に適用することができ、前述した方法に従って、発泡領域と非発泡領域とを形成することにより、発泡による遮光性や断熱性、軽量性などを成形品に付与すると同時に、所望の位置に非発泡領域を形成することにより、例えば印刷適正などを高めることもできる。 The present invention is not limited to the container preforms and containers as described above, and can be applied to, for example, films, sheets, and other resin integrated molded products of various shapes. By forming the region and the non-foaming region, the light-shielding property, heat insulating property, lightness, etc. due to foaming are imparted to the molded product, and at the same time, the non-foaming region is formed at a desired position, thereby improving, for example, printability You can also.
(実施例1)
固有粘度0.84のポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)を用い、射出成形により、胴部、底部及び首部を有する試験管形状の容器用の非発泡プリフォーム(首部の内径:21.6mm、胴部厚み:3mm、内容積:25.4ml)を得た。
Example 1
A non-foamed preform for a test tube-shaped container having a barrel portion, a bottom portion and a neck portion by injection molding using polyethylene terephthalate resin (PET) having an intrinsic viscosity of 0.84 (neck inner diameter: 21.6 mm, barrel thickness) : 3 mm, internal volume: 25.4 ml).
上記の非発泡プリフォームを、30℃に保持された耐圧容器内に設置し、15MPaの圧力で2時間保持して炭酸ガスを含浸させた。その後、この非発泡プリフォームを、耐圧容器から取り出し、首部を冷却管を備えた金型で保持し、首部を冷却しながら、胴部及び底部を90℃のオイルバス中に10秒間浸漬して発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、軸方向に切断し、首部から胴部にかかる部分についての断面を観察したところ、首部では、発泡が全く生じておらず、胴部側部分について発泡が認められた。 The non-foamed preform was placed in a pressure resistant container maintained at 30 ° C., and maintained at a pressure of 15 MPa for 2 hours to impregnate with carbon dioxide. Thereafter, the non-foamed preform is taken out from the pressure vessel, the neck is held by a mold equipped with a cooling pipe, and the body and the bottom are immersed in an oil bath at 90 ° C. for 10 seconds while the neck is cooled. Foamed. After foaming, the preform was cooled to room temperature, then cut in the axial direction, and the cross section of the part from the neck to the trunk was observed. Foaming was observed.
また、比較のために、耐圧容器から取り出したプリフォームを、冷却管を備えていない金型で保持し、首部を冷却せずに、上記の例と同様に、胴部及び底部をオイルバス中に浸漬して発泡させた。このプリフォームを室温まで冷却した後、軸方向に切断し、首部から胴部にかかる部分についての断面を観察したところ、胴部側部分について発泡が認められると同時に、首部においても、若干の発泡が認められた。 For comparison, the preform taken out from the pressure vessel is held by a mold not equipped with a cooling pipe, and the neck and bottom are placed in an oil bath in the same manner as in the above example without cooling the neck. It was immersed in and foamed. After cooling this preform to room temperature, it was cut in the axial direction, and when a cross section of the portion from the neck portion to the trunk portion was observed, foaming was recognized at the trunk side portion, and at the same time, some foaming was also observed at the neck portion. Was recognized.
1:非発泡プリフォーム
5:首部
7:螺子部
9:サポートリング
1: Non-foamed preform 5: Neck part 7: Screw part 9: Support ring
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