JP2015009451A - 合成樹脂製窓付き容器、プリフォーム及びプリフォームの射出成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】射出成形による試験管状のプリフォームを2軸延伸ブロー成形した壜体状の窓付き合成樹脂製容器において、透明な基体層により周壁を形成し、この周壁の所定の高さ領域に亘って基体層の間に遮光性を有する、若しくは不透明な中間層を積層し、中間層は、容器の周壁に該容器の中心軸方向に沿って縦帯状に延設される中間層の積層のない非積層部を除く、周壁の全周に亘る領域に積層する構成とし、この非積層部を窓部とする。
【選択図】 図1
Description
遮光性を付与したり、内容物を外から見えない様にする手段としては、容器自体を着色した樹脂により不透明にする、容器の外表面を不透明に塗装する、容器の外表面を不透明な、あるいは表面に不透明な印刷をしたシュリンクフィルムでオーバーコートする等の手段が用いられている。
この容器は、図12に示すように前駆体となる円筒状のパリソン131を押出成形する際、押出し成形に使用するダイスの、着色樹脂Rcolが流動する円筒状流路の一部に未着色の透明樹脂Rtrを押出し方向に流し込み、縦帯状に押出される透明樹脂Rtrで着色樹脂Rcolからなる周壁を周方向に完全に分断するようしたパリソン131をブロー成形より成形したものであり、縦帯状に透明な窓部を比較的に容易に形成することができる。
一方、射出成形した試験管状のプリフォームを2軸延伸ブロー成形したポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)樹脂製等の、2軸延伸ブロー成形ボトル等の容器ではダイレクトブロー成形による容器のように、縦帯状の透明な窓部を形成しようとすると、透明な窓部の一部に着色した樹脂が混入して窓部の外観が損なわれる、さらには窓部の一部が不透明になってしまう等の問題がある。
このため、図13(c)に示したように、着色樹脂Rcolの一部が透明樹脂Rtrの内周面側に入り込む場合があり、上記したような窓部の内周面側に着色樹脂Rcolの一部が混入し、窓部の外観が損なわれる、さらに窓部の一部が不透明になってしまう等の問題が生じる。
このため、内容物の種類、そして着色や遮光性のために分散する顔料やフィラーの種類によっては、内容物の品質変化等の問題が懸念される場合がある。
本発明のプリフォームに係る主たる構成は、
射出成形による2軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォームにおいて、
透明な基体層により周壁を形成し、
周壁の所定の高さ領域において基体層中に遮光性を有する、若しくは不透明な中間層を積層し、
この中間層は、プリフォームの周壁に中心軸方向に沿って縦帯状に延設される中間層の積層のない非積層部を除く、周壁の全周に亘る領域に積層する構成とする、と云うものである。
上記構成は試験管状のプリフォームの周壁を、透明な基体層の中に不透明な中間層を積層した、すなわち、外側から内側に向けて、基体層/中間層/基体層、と云う積層構造とすると共に、
縦帯状に延設される中間層の積層のない非積層部を設け、この透明な非積層部により2軸延伸ブロー成形した容器に縦帯状の窓部を形成しようとするものである。
なお、本発明で透明な基体層については、無色透明の他にも、着色透明とすることもでき、さらに半透明とすることも含まれる。
前述した図13で示されるような射出成形法における透明な窓部の一部に着色した樹脂が混入して窓部の外観が損なわれる等の問題を解消することができ、透明でクリアな窓部を形成することが可能となる。
なお、成形性等の観点からの口筒部の上端面近傍や底部の底面壁部分に中間層を積層しない場合もあり、この点を考慮して上記構成では「略全高さ範囲」としている。
また、中間層が積層された高さ範囲の中で、非積層部をどの程度の範囲に配設するかについても、遮光性等、容器の使用目的に応じてプリフォームにおける中間層の積層範囲を選択することができる。
本発明の窓付き容器に係る主たる構成は、前駆体としての射出成形による試験管状のプリフォームを2軸延伸ブロー成形した壜体状の窓付き合成樹脂製容器であって、
透明な基体層により周壁を形成し、
該周壁の所定の高さ領域に亘って前記基体層中に遮光性を有する、若しくは不透明な中間層を積層し、
中間層は、容器の周壁にこの容器の中心軸方向に沿って縦帯状に延設される中間層の積層のない非積層部を除く、周壁の全周に亘る領域に積層する構成とし、
この非積層部を窓部とする、と云うものである。
また、中間層は容器の周壁の、窓部を除いた略全領域に積層することが可能であり、例えば、主材樹脂にPET樹脂を使用し、中間層樹脂にはガスバリア性の高いエチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂やMXナイロン樹脂等を着色して使用することにより、中間層で窓部を除いた周壁のほぼ全領域を積層することができ、遮光性と、窓部の機能と、高度なガスバリア機能を併せて持った容器を提供することができる。
また、中間層が基体層中にサンドイッチ状に積層する積層構造を有するものであるので、内容物が顔料やフィラーを分散した中間層に直接、接触することはなく、内容物の品質変化等の問題も解消することができる。
遮光性を十分に発揮させることができる。
また、周壁を全体的に統一的な着色状態として良好な外観を現出させることができる。
前述した本発明の、基体層中に中間層を積層した2軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォームの射出成形方法であって、
主材樹脂による基体層を形成する内流路及び外流路と、内流路と外流路(15a)の間に位置し、中間層樹脂による中間層を形成する中流路の3ケの円筒状の層形成流路を同軸心状に配設し、
これら3ケの円筒状の層形成流路の下流側に、これら3ケの流路が合流する円柱状の合流路を配設し、
中流路の下流側の端部に周方向に該中流路を横断する遮断縦リブ片を配設し、この遮断縦リブ片により中流路を周方向に分断する構成をとしたノズル部を配設した射出成形装置を使用し、
主材樹脂を外側流路と内側流路から合流路に所定の供給速度で所定時間供給し、
主材樹脂が供給される所定時間範囲内の一定時間、同時に中間層樹脂を中流路から合流路に所定の供給速度で供給し、
合流路に円柱状に合流した、主材樹脂中に中間層樹脂が積層した円柱状の積層溶融樹脂体を、ノズルの先端に連結して配設される金型のキャビティの、プリフォームの底部底壁の中央に相当する位置に配設されるゲートを介してキャビティ内に射出、充填し、
遮断縦リブ片による中流路中での中間層樹脂の周方向への分断により、プリフォームの周壁に中心軸方向に沿って縦帯状に延設される中間層の積層のない非積層部を形成する、と云うものである。
中間層樹脂の供給開始から所定時間後から少なくともこの中間層樹脂の供給が終了するまでの間、シャットオフピンの先端の配置位置により開口端部を遮断し、
プリフォームの少なくとも底面壁を含む底部近傍の全領域に、中間層を積層する、と云うものである。
本判明は、プリフォームは周壁を、透明な基体層の中に不透明な中間層を積層した、すなわち、外側から内側に向けて、基体層/中間層/基体層、と云う積層構造とすると共に、縦帯状に延設される中間層の積層のない非積層部を設け、この透明な非積層部により2軸延伸ブロー成形した容器に縦帯状の窓部を形成しようとするものであり、
透明な窓部の一部に着色した樹脂が混入して窓部の外観が損なわれる、さらには窓部の一部が不透明になってしまう等の問題を解消することができ、透明でクリアな窓部を形成した2軸延伸ブロー成形容器を提供することができる。
また、中間層が基体層中にサンドイッチ状に積層する積層構造を有するものであり、内容物が顔料やフィラーを分散した中間層に直接、接触することはなく、内容物の品質変化等の問題も解消することができる。
図1、2は本発明の窓付き容器の一実施例を示すものであり、図1は全体斜視図、図2は図1中のA−A線に沿って示す平断面図である。
この容器201は後述する試験管状のプリフォーム101を2軸延伸ブロー成形したPET樹脂製の壜体で、口筒部202、テーパー筒状の肩部204、円筒状の胴部205、そして底部206を有し、口筒部202にはネックリング203が周設されており、胴部205の径は55mm、全高さは190mmである。
なお、図2では基体層211を外面側に位置する基体層211aと内面側に位置する基体層211bに分けて示している。
また、中間層212は遮光層としての機能を発揮する。
なお、図1、さらには後述する図面では、容器201やプリフォーム101の周壁において、中間層により白く着色した外観が見られる部分を必要に応じて薄い黒色で塗り潰して示している。
このプリフォーム101は射出成形したPET樹脂製の試験管状の形状をしたもので、口筒部102、円筒状の胴部105、底部106を有し、口筒部102にはネックリング103が周設されている。
また、図4(c)に示されるように底部106の底面壁106wには中間層112の積層がなく、透明である。
このプリフォーム101は全体的に図4のプリフォーム101と類似的であるが、底部106の底面壁106wの全領域に中間層112を積層しており、また非積層領域113は胴部105に下端部まで延設したものとしている。
そして、このプリフォーム101を2軸延伸ブロー成形した壜体状の容器201では、底面壁206wについても中間層212が積層して、白色、不透明とすることができる。
図7は図6の装置におけるシャットオフピン20の先端20pの位置を説明するための説明図、
そして図8はノズル部11の中流路15bを形成する第1マンドレルの(a)は側面図、(b)は底面図、(c)は斜め下方からみた斜視図である。
また、各マンドレルの先端部は下流側に向かって縮径したテーパー筒状となっている。
そして、第3マンドレル23と第2マンドレル22の間に主材樹脂Raが流動する円筒状の外側流路15aが形成され、第2マンドレル22と第1マンドレル21の間に第2の樹脂Rbが流動する円筒状の中流路15bが形成され、さらに第1マンドレル21とシャットオフピン20の間に外側流路15aと同様に主材樹脂Raが流動する円筒状の内側流路15cが形成されている。
図8は中流路15cの内周壁を形成する第1マンドレル21の形状を示すものであるが、図8(a)の側面図でみると溶融した中間層樹脂Rbの流入口13bから円筒状の流路に溶融樹脂を分配する、溝状の流路であるマニホールド14bを左右対称状に配設しており、下流側の端部であるテーパー状の部分に、遮断縦リブ片16Rが流入口13bの反対側となる周方向に配設されている。
主材樹脂Raは、スクリュー式の押出機、あるいは押出機の先端に付設されたプランジャを有したアキュムレータ等の第1供給部Saから供給され、導入路12aを経てマニホールド14a1と14a2を介して外側流路15aと内側流路15cに導入される。
また、中間層樹脂Rbは第2供給部Sbから供給され、導入路12bを経てマニホールド14bを介して中流路15bに導入される。
また第2の樹脂Rbは中流路15bの先端部に配設される縮径流路15bsから円柱状の合流路19に供給され、この合流路19で主材樹脂Raと第2の樹脂Rbが合流して、円柱状の積層溶融樹脂体を形成し、
そして、この積層溶融樹脂体を、金型1のコア金型とキャビティ金型で形成されるキャビティ4の、プリフォーム101の底部106底面壁106wの中央に相当する位置に配設されるゲート5を介してキャビティ4内に射出、充填する。
このシャットオフピン20は、ノズル部11の先端部を遮断あるいは開放すると云う通常の機能の他に、その先端20pの位置を内側流路15cの合流路19への開口端部17c近傍の所定の位置に制御、位置させることにより、この開口端部17cの開度を全開状態と遮断状態の間で調整し、内側流路15cから合流路19への主材樹脂Raの供給量を調整すると云う機能を有する。
ここで、位置P0はノズル11の先端、位置P3は縮径流路15csの上流端、位置P2は縮径流路15csの下端近傍、そして位置P1は内側流路15cの下端に相当する位置に相当する。
そして、位置P3は開口端部17cの開度を全開した状態、位置P2は開度を絞った状態、位置P1は遮断した状態に相当し、
位置P1と位置P3の間で開口端部17cの開度を全開状態と遮断状態の間で調整し、内側流路15cから合流路19への主材樹脂Raの供給量を調整することができる。
図9は、図6〜8に示した射出成形装置で図3、4あるいは図5に示されるプリフォーム101を射出成形する際の射出パターンを、横軸を時間軸、縦軸を溶融樹脂の供給速度として概略的に示した説明図で、実線で主材樹脂Raの、破線で中間層樹脂Rbの射出パターンを示しており、
この射出パターンは基本的には、主材樹脂Raを外側流路15aと内側流路15cから合流路19に所定の供給速度Vaで所定時間供給し、この主材樹脂Raが供給される所定時間範囲内の一定時間、同時に中間層樹脂Rbを中流路15bから合流路19に所定の供給速度で供給する、所謂、同時射出成形に相当するものである。
図3、4のプリフォーム101は上記した主材樹脂Raと中間層樹脂Rbの射出パターンと二点鎖線で示す制御パターンSp1を組み合せて成形したものであり、図5のプリフォーム101は一点鎖線で示す制御パターンSp2を組み合せて成形したものである。
(1)シャットオフピン20の先端20pの位置をP3とし、内側流路15cの開口端部17cを完全に開放した状態とし、時間ta1に第1供給部Saから主材樹脂Raの供給を射出速度Vaで開始し、外側流路15aと内側流路15cを経て合流路19に供給する。
(2)時間ta1とほぼ同時の時間tb1に中間層樹脂Rbを第2供給部Sbから供給速度Vbで開始し、中流路15bを経て合流路19に供給し、外側流路15aと内側流路15cからの主材樹脂Raの間に流動させる。
(3)時間tb2に第2供給部Sbからの中間層樹脂Rbの供給を停止する。
(4)時間ta2に金型圧力を所定圧力まで低下させて(この結果として第1供給部Saからの供給速度Vaが低下する。)、時間ta3までを保圧工程とする。
なお、図10(a)、(b)の右側にはそれぞれK1−K1、K2−K2線に沿ったゲート5における円柱状の積層溶融樹脂体の断面図を示している。
また、ここでは、外側流路15aから供給される主材樹脂をRa1とし、内側流路15cから供給される主材樹脂をRa2とし、主材樹脂Raを区別して示している。
また、参考のためキャビティ4に相当する領域で、一点鎖線で縦帯状の非積層部113の形成位置を示し、中間層112が積層している領域を薄い黒色で塗り潰して示している。
そして、最終的には図10(b)のような積層態様となり、プリフォーム101には、図4に示されるようにスリットSにより縦帯状の非積層部113が形成され、底部16の底面壁106wには中間層112が積層していない状態となる。
図11は、この制御パターンSp2を採用した射出成形工程での、金型1のキャビティ4への、主材樹脂Raと中間層樹脂Rbの充填過程を説明するための概略説明図であり、図11(a)は図9中の時間tb1とts1の間での状態、(b)は時間ts2とta2の間の状態、(c)は時間ts3での状態を示している。
なお、図11(a)と(c)の右側にはそれぞれJ1−J1、J3−J3線に沿った、図11(b)にはJ2a−J2a、J2b−J2b線に沿ったゲート5における円柱状の積層溶融樹脂体の断面図を示している。
また、時間ts1とts2の間ではシャットオフピン20の先端20pの位置をP1として内側流路15cからの主材樹脂Ra2の供給を遮断するため、図11(b)の状態では、図11(a)中でC字状に積層している中間層樹脂Rbが、J2b−J2b断面で示されるようにゲート5の中央部に集まって、スリットSも消失して、細円柱のテール状に積層する。
プリフォーム101には、図5に示されるようにスリットSにより縦帯状の非積層部113が形成され、底部16の底面壁106wにも中間層112が積層した状態とすることができる。
たとえば上記の実施例では容器をPET樹脂製の丸形壜体としたが、ポリプロピレン(PP)樹脂等の2軸延伸ブロー成形可能な他の合成樹脂を使用することができ、また容器の形状も角形壜体等、他の形状とすることができる。
また、主材樹脂と中間層樹脂にそれぞれPET樹脂を使用する場合にも、両樹脂の流動挙動を勘案して両樹脂の分子量等を変えることもできる。
また、必ずしも主材樹脂と中間層樹脂を同じ樹脂にする必要はなく、例えば、主材樹脂にPET樹脂を使用し、中間層樹脂にはガスバリア性の高いEVOH樹脂やMXナイロン樹脂等を着色して使用することにより、中間層で窓部を除いた周壁のほぼ全領域を積層することができ、
窓部の機能と、高度なガスバリア機能を併せて持った容器を提供することができる。
また、主体層211は着色透明性や半透明性とすることもできる。
4 ;キャビティ
5 ;ゲート
11;ノズル部
12a、12b;導入路
13b;流入口
14a1、14a2、14b;マニホールド
15a;外側流路
15b;中流路
15c;内側流路
15as、15bs、15cs;縮径流路
16R;遮断縦リブ片
17c;開口端部
19;合流路
20;シャットオフピン
20p;先端
21;第1マンドレル
22;第2マンドレル
23;第3マンドレル
P0、P1、P2、P3;(シャットオフピンの先端の)位置
Ra;主材樹脂
Rb;中間層樹脂
Sa;第1供給部
Sb;第2供給部;
101;プリフォーム
102;口筒部
103;ネックリング
105;胴部
106;底部
106w;底面壁
111、111a、111b;基体層
112;中間層
113;非積層部
201;容器
202;口筒部
203;ネックリング
204;肩部
205;胴部
206;底部
206w;底面壁
211、211a、211b;基体層
212;中間層
213;非積層部
213w;窓部
131;パリソン
Rcol;着色樹脂
Rtr;透明樹脂
Claims (9)
- 射出成形による2軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォームであって、透明な基体層(111)により周壁を形成し、該周壁の所定の高さ領域において前記基体層(111)中に、遮光性を有する、若しくは不透明性の中間層(112)を積層し、前記中間層(112)は、前記プリフォームの周壁に中心軸方向に沿って縦帯状に延設される該中間層(112)の積層のない非積層部(113)を除く、周壁の全周に亘る領域に積層する構成としたことを特徴とするプリフォーム。
- 略全高さ範囲に亘って中間層(112)を積層した請求項1記載のプリフォーム。
- 少なくとも底面壁(106w)を含む底部(106)近傍の全領域に、中間層(112)を積層する構成とした請求項1また2記載のプリフォーム。
- 前駆体としての射出成形による試験管状のプリフォームを2軸延伸ブロー成形した壜体状の窓付き合成樹脂製容器であって、透明な基体層(211)により周壁を形成し、該周壁の所定の高さ領域に亘って前記基体層(211)中に遮光性を有する、若しくは不透明な中間層(212)を積層し、前記中間層(212)は、前記容器の周壁に該容器の中心軸方向に沿って縦帯状に延設される該中間層(212)の積層のない非積層部(213)を除く、周壁の全周に亘る領域に積層する構成とし、前記非積層部(213)を窓部(213w)としたことを特徴とする合成樹脂製窓付き容器。
- 略全高さ範囲に亘って中間層(212)を積層した請求項4記載の合成樹脂製窓付き容器。
- 少なくとも底面壁(206w)を含む底部(206)近傍の全領域に、中間層(212)を積層する構成とした請求項4また5記載の合成樹脂製窓付き容器。
- 基体層(211)は未着色のポリエチレンテレフタレート樹脂製とし、中間層(212)は着色して不透明のポリエチレンテレフタレート樹脂製とした請求項4、5または6記載の合成樹脂製窓付き容器。
- 請求項1、2または3の何れかに記載される、基体層(111)中に中間層(112)を積層した2軸延伸ブロー成形用の試験管状のプリフォーム(101)の射出成形方法であって、
主材樹脂(Ra)による基体層(111)を形成する内流路(15c)及び外流路(15a)と、該内流路(15c)と外流路(15a)の間に位置し、中間層樹脂(Rb)による中間層(112)を形成する中流路(15b)の3ケの円筒状の層形成流路を同軸心状に配設し、
該3ケの円筒状の層形成流路の下流側に、該3ケの流路が合流する円柱状の合流路(19)を配設し、
前記中流路(15b)の下流側の端部に周方向に該中流路(15b)を横断する遮断縦リブ片(16R)を配設し、該遮断縦リブ片(16R)により中流路(15c)を周方向に分断する構成としたノズル部(11)を配設した射出成形装置を使用し、
主材樹脂(Ra)を外側流路(15a)と内側流路(15c)から合流路(19)に所定の供給速度で所定時間供給し、
前記、主材樹脂(Ra)が供給される所定時間範囲内の一定時間、同時に中間層樹脂(Rb)を中流路(15b)から合流路(19)に所定の供給速度で供給し、
前記合流路(19)に円柱状に合流した、主材樹脂(Ra)中に中間層樹脂(Rb)が積層した円柱状の積層溶融樹脂体を、前記ノズル部(11)の先端に連結して配設される金型(1)のキャビティ(4)の、プリフォーム(101)の底部底壁の中央に相当する位置に配設されるゲート(5)を介して前記キャビティ(4)内に射出、充填し、
前記遮断縦リブ片(16R)による中流路(15c)中での中間層樹脂(Rb)の周方向への分断により、プリフォームの周壁に該プリフォームの中心軸方向に沿って縦帯状に延設される中間層(112)の積層のない非積層部(113)を形成することを特徴とするプリフォームの射出成形方法。 - 使用する射出成形装置を、内側流路(15c)の内側に摺動可能に挿入、配設される円柱状のシャットオフピン(20)の先端(20p)の配置位置の制御により、内側流路(15c)の合流路(19)への開口端部(17c)の遮断あるいは開放、さらには開度の調整が可能な構成とし、
中間層樹脂(Rb)の供給開始から所定時間後から少なくとも該中間層樹脂(Rb)の供給が終了するまでの間、前記シャットオフピン(20)の先端(20p)の配置位置により前記開口端部(17c)を遮断し、
プリフォームの少なくとも底面壁(106w)を含む底部(106)近傍の全領域に、中間層(112)を積層することを特徴とする請求項8記載の射出成形方法。
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