JP2015178276A - ポリエチレン容器、プリフォームおよびボトルの製造のための射出延伸ブロー成形法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学特性、耐熱性、耐薬品性および機械特性の良好な、ＰＥＴに代わる他の熱可塑性材料により製造されるのポリマー容器、特にボトルを製造する方法を提供する。【解決手段】密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３以上を示し且つＦ／Ｅ比値が６０以上を示すエチレン（コ）ポリマーを含むポリエチレン物質を用い、２１０〜２６０℃の射出成形温度にてプリフォームを作成し、前記プリフォームを延伸ブロー成形する、ポリエチレン容器の製造のための射出延伸ブロー成形法。【選択図】なし
Description
本発明は、ポリエチレン容器、特にボトルの製造のための射出延伸ブロー成形法に関する。
射出延伸ブロー成形法は、一段階および二段階双方とも、熱可塑性ポリマー材料、特に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる容器の製造ために当業界で慣用的に使用されている。事実、ＰＥＴは上述方法に使用するのに特に適していることが示されている。何故なら、ＰＥＴは広範囲の温度（加工性の窓:window of processability）で操作でき、しかも優れた機械特性および高い透明性を示す成形品が得られるからである。
しかし、耐熱性および耐薬品性のような技術的欠点のため、ＰＥＴに代わる他の熱可塑性材料の強い必要性がある。特に、結晶性オレフィンポリマー類およびコポリマー類（特に、ポリプロピレンやポリエチレン）は、ＰＥＴと比較して優れた機械特性および熱特性を示すことが知られている。したがって、オレフィンポリマーを射出延伸ブロー成形に付すことによる、多くの技術的解決法がポリマー容器、特にボトルを得るために当業界で提案されている。
しかし、ＥＰ−Ａ−０６５４３４０号公報に説明されているように、ポリエチレンの射出延伸ブロー成形は多くの技術的困難性を含む。この文献では、これらの困難性は、中心ダイとプリフォームとの間の境に気体を入れ、次いで、プリフォームを射出用モールドから放出し、さらに特定のプロセス条件を選択することにより克服できるとある。しかし、実施例は、乳白色のボトルしか得られていないように、光学特性が依然として悪いことも示している。
特定のメルトフローレート値（後に定義する）および密度を示すポリエチレンを使用することにより、価値のある機械特性および光学特性を有する延伸ブロー成形容器が、慣用的な射出延伸ブロー成形法技術の修正を必要とすることなく、特に、射出モールドからプリフォームを放出前に前記気体の導入の必要性なく得られることが見出された。
したがって、本発明はポリエチレン容器を製造するための射出延伸ブロー成形法を提供することであり、当該方法では、ポリエチレン物質として、密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３以上（ＩＳＯ １１８３に準拠して測定）を示し、Ｆ／Ｅ比が６０以上（ＩＳＯ １１３３に準拠して測定）を示すエチレン（コ）ポリマーを使用する。
特に、本発明の方法は、上述エチレン（コ）ポリマーからなるもしくは含むプリフォームを延伸ブロー成形に付すことを含む。
したがって、前記射出延伸ブロー成形法は、
１） ポリエチレン物質を射出成形に付してプリフォームにし；
２） 得られたプリフォームを延伸ブロー成形に付す；各工程を含み、
ここで、該ポリエチレン物質は、密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３以上、特に、０．９４５ｇ／ｃｍ３〜０．９６０ｇ／ｃｍ３（ＩＳＯ １１８３に準拠して測定）を示し且つＦ／Ｅ比値が６０以上、特に、６０〜１００（ＩＳＯ １１３３に準拠して測定）を示す前記ポリエチレン（コ）ポリマーを含む。
したがって、前記射出延伸ブロー成形法は、
１） ポリエチレン物質を射出成形に付してプリフォームにし；
２） 得られたプリフォームを延伸ブロー成形に付す；各工程を含み、
ここで、該ポリエチレン物質は、密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３以上、特に、０．９４５ｇ／ｃｍ３〜０．９６０ｇ／ｃｍ３（ＩＳＯ １１８３に準拠して測定）を示し且つＦ／Ｅ比値が６０以上、特に、６０〜１００（ＩＳＯ １１３３に準拠して測定）を示す前記ポリエチレン（コ）ポリマーを含む。
本発明では、「エチレンコポリマー」の定義は、エチレンホモポリマー類および４〜８個の炭素原子を有するα−オレフィンモノマー単位を含有する（好ましくは１０重量％まで）エチレンコポリマー類ならびにこれらの混合物から選択されるポリマー物質を含む。
前記４〜８個の炭素原子を有するα−オレフィンモノマー単位の例は、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンおよび４−メチル−１−ペンテンである。１−ブテンが好適である。
前記４〜８個の炭素原子を有するα−オレフィンモノマー単位の例は、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンおよび４−メチル−１−ペンテンである。１−ブテンが好適である。
Ｆ／Ｅ比は、２１．６ｋｇの荷重を用い１９０℃で測定した（条件Ｆとも呼ぶ）メルトフローレートと２．１６ｋｇの荷重を用い１９０℃で測定した（条件Ｅとも呼ぶ）メルトフローレートとの間の比である。
前記エチレン（コ）ポリマーの好適な特徴は：
− 密度が９５０ｇ／ｃｍ３以上、特に、９５２ｇ／ｃｍ３以上で、上限が最も好ましくは０．９６０ｇ／ｃｍ３であり、
− Ｆ／Ｅ比値が７０以上、より好ましくは、７５以上、特に、８０以上で、上限が最も好ましくは、１００であり、
− メルトフローレートＥが０．１ｇ／１０分以上、より好ましくは、０．５ｇ／１０分以上、特に、０．１もしくは０．５〜１０ｇ／１０分である。
− 密度が９５０ｇ／ｃｍ３以上、特に、９５２ｇ／ｃｍ３以上で、上限が最も好ましくは０．９６０ｇ／ｃｍ３であり、
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− メルトフローレートＥが０．１ｇ／１０分以上、より好ましくは、０．５ｇ／１０分以上、特に、０．１もしくは０．５〜１０ｇ／１０分である。
メルトフローレートＥ値が０．５ｇ／１０分、もしくはそれ以上、特に１ｇ／１０分、もしくはそれ以上（好適な上限は１０ｇ／１０分）は、ポリエチレン（コ）ポリマーの密度が０．９５５ｇ／ｃｍ３以下のとき特に好適である。
前記エチレン（コ）ポリマー類は市場で入手できる。前記特性を備えた特定の市販ポリマー類は実施例で示す。それらは配位触媒の共存下で重合プロセスにより得ることができる（コ）ポリマー類のファミリーに属する。当該プロセスおよびそれから得られる（コ）ポリマー類は当業界で広く記載されている。特に、チグラー・ナッタ触媒の共存下で重合プロセスを行うことができる。
周知のように、チグラー・ナッタ重合触媒は、周期表のＩ〜ＩＩＩ族金属の有機化合物（例えば、アルキルアルミニウム）、および周期表のＩＶ〜ＶＩＩＩ族遷移金属の無機化合物（例えば、ハロゲン化チタン）の反応生成物を含み、好ましくはハロゲン化マグネシウムに担持する。このような触媒を用いて使用される重合条件も、通例、周知である。
前記エチレン（コ）ポリマーは慣用添加剤も含有する。これらの添加剤の例は、熱安定剤、抗酸化剤、ＵＶ吸収剤、光安定剤、金属不活剤、過酸化物破壊剤、および塩基性共安定剤(basic costabilizer)等であり、典型的には、０．０１重量％〜１０重量％、好ましくは、０．１〜５重量％の量で使用する。
通例、本発明のプロセスでは、前記プリポリマーは、当業界で周知の処理および装置を使用して、適切なモールド中に溶融ポリマーを射出することにより得られる。ポリマー物質を射出してプリポリマーを得る温度は、使用する特定のポリマー組成物に依存して当業者により選択されるべきである。好適な射出温度は２１０〜２６０℃である。典型的な射出圧力は３２〜７８ＭＰａ（３２０〜７８０バール）である。このようなプロセス工程に使用するモールドは、射出延伸ブロー成形装置でプリフォームを製造するのに使用されるいずれかの慣用モールドであることができる。
該プロセスにおける工程１）および２）の双方は、同一機械、いわゆる単一段階(single-stage)プロセスで行うことができる。このような場合、プリフォームを室温に冷却することなく操作する。
または、そして好ましくは、工程１）を第１装置で行うことができ（第１プロセス段階）、続いて、第２プロセス段階で、得られたプリフォームを延伸ブロー成形用の第２装置２）に送る（いわゆる第２段階プロセス）。このような場合、プリフォームを延伸ブロー成形前に室温（約２５℃）に冷却することができる。
典型的には、単一段階プロセスのための延伸ブロー成形温度は１１５〜１３０℃である。第２段階プロセスについては、プリフォームを再加熱して典型温度１１５〜１３０℃にすることもできる。より好ましくは、単一段階プロセスおよび／または第２段階プロセスについての温度は１２２〜１２８℃であり、最大温度は、本発明プロセスで使用する標準ポリエチレンの融点より相当低い。赤外線加熱装置を典型的に使用するが、当業者はポリマー組成物の特性と両立するいずれの加熱源でも使用できることを了解するであろう。プリフォームは、典型的には、熱を平均的に分配するために回転させながら、加熱装置のバンクに沿って運搬する。プリフォームは、プリフォーム表面の過熱をできるだけ少なくするように加熱中もしくは加熱後に冷却用空気と接触させることもできる。予備加熱プリフォームが加熱装置を出たら、プリフォームをブロー成形に移す。
一般に、プロセス工程２）を行うために、延伸棒をプリフォーム内に挿入し、延伸し、軸方向中心にプリフォームを誘導する。０．１〜４ＭＰａ（１〜４０バール）、好ましくは０．４〜２ＭＰａ（４〜２０バール）の加圧ガス（好ましくは空気）を最終容器またはボトルのブロー成形を完成するように導入する。場合により、加圧ガスを２段階で導入することができ、０．１〜２ＭＰａ（１〜２０バール）、好ましくは０．４〜１．２ＭＰａ（４〜１２バール）の加圧ガスを導入することにより予備ブローを行い、次いで、それより高い圧力で最終ブロー成形を行う。延伸比は、好ましくは、２〜４である。
前述したように、本発明のプロセスは、高物理的−機械的特性を示すポリマー容器を得ることができる。特に、高耐衝撃性、および低曇り度値、好ましくは５０％以下の曇り度値を示す容器、特定的にはボトルを得ることができる。
下記の実施例は、射出延伸−ブロー成形ボトルの製造に関連しているが、例証のために与えるもので、目的を制限するものではない。
２種類の５００ｍｌボトルを製造する。
２種類の５００ｍｌボトルを製造する。
種類１は、０．９５９ｇ／ｃｍ３の密度（ＩＳＯ １１８３）、０．２５ｇ／１０分のメルトフローレートＥおよび８４のＦ／Ｅ比を示し、Ｌｙｏｎｄｅｌｌｂａｓｅｌｌより商標Ｈｏｓｔａｌｅｎ ＡＣＰ５８３１Ｄで販売されているエチレンポリマーを使用することにより製造する。種類２は、０．９５４ｇ／ｃｍ３の密度（ＩＳＯ １１８３）、１．４５ｇ／１０分のメルトフローレートＥおよび８７．５のＦ／Ｅ比を示し、Ｌｙｏｎｄｅｌｌｂａｓｅｌｌより商標Ｈｏｓｔａｌｅｎ ＡＣＰ６５４１ Ａ ＵＶで販売されているエチレンポリマーを使用することにより製造する。
表１にプロセス条件を示し、表２に得られたボトルの特性を示す。
Claims (5)
- ポリエチレン容器の製造のための射出延伸ブロー成形法であって、当該方法は、
１）ポリエチレン物質を２１０〜２６０℃の温度で射出成形に付してプリフォームにし；
２）得られたプリフォームを延伸ブロー成形に付す；各工程を含み、
ここで、該ポリエチレン物質は、密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３以上を示し且つＦ／Ｅ比値が６０以上を示すエチレン（コ）ポリマーを含む、前記射出延伸ブロー成形法。 - エチレン（コ）ポリマーを、エチレンホモポリマー類、４〜８個の炭素原子を有するアルファー−オレフィンモノマー単位を含有するコポリマー類、およびそれらの混合物から選択する、請求項１に記載の射出延伸ブロー成形法。
- エチレン（コ）ポリマーのメルトフローレートＥが０．１ｇ／１０分以上である、請求項１または２に記載の射出延伸ブロー成形法。
- 第１段階でプリフォームを製造し室温に冷却し、次いで、第２段階で再加熱および延伸ブロー成形に付す、請求項１〜３のいずれかに記載の射出延伸ブロー成形法。
- プリフォームを製造し室温に冷却しないで延伸ブロー成形に付す、請求項１〜３のいずれかに記載の射出延伸ブロー成形法。
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