JP2015199499A

JP2015199499A - 帯電防止性樹脂容器

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Publication number: JP2015199499A
Application number: JP2014077678A
Authority: JP
Inventors: 英伸矢野; Hidenobu Yano
Original assignee: Sekisui Seikei Ltd
Current assignee: Sekisui Seikei Ltd
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2034-04-04
Also published as: JP6346771B2

Abstract

【課題】高分子型帯電防止剤を添加した樹脂材でブロー成形される帯電防止性樹脂容器を提供する。
【解決手段】高密度ポリエチレン樹脂材料を複数層に積層しながらブロー成形によって形成される樹脂容器１００であって、当該樹脂容器における最外側の層であり、高密度ポリエチレン樹脂材料に高分子型帯電防止剤を配合して表面固有抵抗値において１×１０^１０〜１×１０^１３Ωを有する最外層１１０と、この最外層よりも容器内側に位置する層であり、他のブロー成形品から除去され回収された余剰材料を用いた再使用材層１２０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブロー成形により作製される樹脂製容器の内、帯電防止処理を施した帯電防止性樹脂容器に関する。

樹脂材、例えばポリエチレン材を用いて成型した容器は、比較的軽量で丈夫なこと等から汎用性が高く、食料品、工業薬品等、種々の分野で使用されている。一方、このような樹脂製容器は帯電が生じやすく、帯電が生じた場合には、例えば空気中を浮遊する塵埃が容器に付着すること等が生じ易くなる。その結果、例えば、容器内収納物を移し替えるときなどに、付着した塵埃が収納物へ混入することも発生する。

特に食品分野及び工業薬品分野では、収納物への異物混入は絶対に避けなければならない。例えば半導体分野等で用いられる工業薬品では、薬品への異物混入が最終製品の不良にもつながることから、上述のような、容器への塵埃付着発生は無くす必要がある。

その対策の一つとして容器自体の帯電防止が挙げられる。この帯電防止策として従来から、容器材料に、１．界面活性剤を含ませる、２．カーボンブラック（金属系導電材料）を含ませる、３．高分子型帯電防止剤を含ませる、という手法が存在する。

特開２００４−１０６９４２号公報

しかしながら、上記界面活性剤を用いる手法では、添加した界面活性剤が容器材料から容器内の収納物へ、溶出する、いわゆるブリードと呼ばれる現象が生じ、容器内収納物に不純物が混入するという問題がある。また、帯電防止効果の持続性がなく、さらに湿度依存性があるという問題もあり、界面活性剤を用いる手法は実用的な手法とは言えない。

またカーボンブラックを用いる手法においても、カーボンブラック自体が容器材料から脱落して容器内収納物へ混入するという問題があり、さらに容器色が黒くなる、帯電防止作用のため多量の添加が必要である、という問題もある。よってカーボンブラックを用いる手法も実用的ではない。

これに対して高分子型帯電防止剤を用いる手法では、ブリードが生じることはなく、帯電防止効果の持続性も高く、周囲環境の影響を受け難いという特徴がある。よって、樹脂製容器における帯電防止策として高分子型帯電防止剤を用いるのが有効であることはわかるが、従来、高分子型帯電防止剤を添加したシート状の樹脂材は存在するが、容器に応用したものは存在しない。

本発明は、高分子型帯電防止剤を添加した樹脂材でブロー成形される帯電防止性樹脂容器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様における帯電防止性樹脂容器は、ポリエチレン樹脂材料を複数層に積層しながらブロー成形によって形成される樹脂容器であって、
当該樹脂容器における最外側の層であり、ポリエチレン樹脂材料に高分子型帯電防止剤を配合して表面固有抵抗値において１×１０^１０〜１×１０^１３Ωを有する最外層と、
上記最外層よりも容器内側に位置する層であり、他のブロー成形品から除去され回収された余剰材料を用いた再使用材層と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の第１態様における帯電防止性樹脂容器によれば、最外層は、ポリエチレン樹脂材料に高分子型帯電防止剤を配合してブロー成形され、１×１０^１０〜１×１０^１３Ωの表面固有抵抗値を有する。よって当該帯電防止性樹脂容器は、帯電防止効果を有し、環境中の塵埃の付着を防止でき、収納物への塵埃混入を低減することが可能である。
このような最外層に加えて再使用材層を有することで、ブロー成形にて発生する余剰材料の有効利用を図ることができ、省資源化それに伴う低コスト化を図ることが可能となる。

本発明の実施形態における帯電防止性樹脂容器の複数層に積層した容器本体の断面図であって、２層に積層した場合の断面図である。本発明の実施形態における帯電防止性樹脂容器の複数層に積層した容器本体の断面図であって、３層に積層した場合の断面図である。本発明の実施形態における帯電防止性樹脂容器の斜視図である。図３に示す帯電防止性樹脂容器における出入口に取り付けることができる開封認識部材及びキャップを示す斜視図である。

本発明の実施形態である帯電防止性樹脂容器及びその製造方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

本実施形態における帯電防止性樹脂容器は、例えば図３に示すような、内容量が約２０リットルでブロー成形にて成型される容器１００であり、その上部には、収納物を出入するための出入口１０１及び持手部１０２が成型されている。出入口１０１にはキャップがねじ込まれ、容器を密閉する。このような帯電防止性樹脂容器１００（以下、単に「容器１００」と記す場合もある）は、例えば工業薬品、食料品等を収納可能であり、特に周囲環境における塵埃の混入を避けたい箇所での使用に特に有益である。工業薬品の一例としては、リチウムイオン電池用材料、例えばバインダー等が挙げられる。勿論、帯電防止性樹脂容器１００における容量、形状、及び用途は、上述のものに限定されない。

このような帯電防止性樹脂容器１００は、樹脂材料を複数層に積層しながらブロー成形にて形成される。本実施形態では、母材の樹脂材料として、高密度ポリエチレン樹脂材料（ＨＤＰＥ）を用いる。ここで高密度ポリエチレン樹脂材料とは、現在一般的に使用されているものであり、その密度がＪＩＳ（日本工業規格）では０．９４２ｇ／ｃｍ^３を超えるもの、文献等で一般的に０．９４〜０．９７ｇ／ｃｍ^３と規定されるポリエチレン材である。

当該帯電防止性樹脂容器１００を構成する積層数は、最低２層である。即ち、帯電防止性樹脂容器１００は、図１に示すように、当該容器１００における最外側に位置する最外層１１０と、最外層１１０よりも容器内側に位置する再使用材層１２０とを有する。最外層１１０及び再使用材層１２０を合わせた厚さ、つまり帯電防止性樹脂容器１００の最小肉厚は、約１．５ｍｍである。
まず最外層１１０について説明する。

最外層１１０は、母材の高密度ポリエチレン樹脂材料に高分子型帯電防止剤を配合した層であり、高分子型帯電防止剤を含有することで、その表面固有抵抗値において１×１０^１０〜１×１０^１３Ωを有する。また、最外層１１０の厚みは、約０．５ｍｍである。
添加する高分子型帯電防止剤は、ポリエーテル／ポリオレフィンブロックポリマー材であり、本実施形態では、例えば商品名ペレクトロンで、ＰＶＨ、ＰＶＬとして販売されているものを使用している。尚、商品「ＰＶＨ」と「ＰＶＬ」とは、その融点及びＭＦＲ（メルトフローレート：溶融状態での樹脂の流動性を示す値で小さい程、流れ難いことを示す）が主な相違点である。融点では「ＰＶＬ」が約１３５℃、「ＰＶＨ」が約１５０℃である。ＭＦＰでは「ＰＶＬ」が約２０ｇ／１０ｍｉｎ、「ＰＶＨ」が約４ｇ／１０ｍｉｎである。
最外層１１０において上述の表面固有抵抗値を達成するために、本実施形態では母材の高密度ポリエチレン樹脂材料に対して５重量％（ｗｔ％）以上、２０ｗｔ％以下の配合率にて高分子型帯電防止剤を添加した。このような配合率は、以下に記述するように、出願人による創意工夫から得られたものである。

即ち、ブロー成形された容器１００における最外層１１０の表面を規定時間、布で擦った後の動的静電気量を測定した。この測定によれば、高分子型帯電防止剤を全く添加しない母材のみの場合には、動的静電気量は７．３ｋＶであるのに対し、配合率が５ｗｔ％未満では、十分な帯電防止性能が発揮されなかった。配合率が例えば５ｗｔ％の場合、表面固有抵抗値において約１０^１３Ωを有する。また、１０ｗｔ％の配合率では、動的静電気量は０ｋＶとなった。さらに、配合率が１０ｗｔ％を超え、２０ｗｔ％を超えても０ｋＶの動的静電気量が得られ、帯電防止性能は維持される。

一方、最外層１１０の表面品質は、高分子型帯電防止剤の添加量の増加とともに低下する傾向が見られた。また、ブロー成形では、樹脂材を排出するシリンダ及び成型用金型を加熱する必要があり、本実施形態では約２６０℃に設定したが、ブロー成形温度と最外層１１０の表面品質との間にも相関関係が認められた。したがって、最外層１１０の表面品質の観点から、配合率の上限値を２０ｗｔ％と規定した。

次に、再使用材層１２０について説明する。
再使用材層１２０は、通常、母材である高密度ポリエチレン樹脂材料のみから形成され、その最小厚さは、約０．５ｍｍである。一般的にブロー成形にて樹脂容器を成型する場合、以下のような方法が用いられる。即ち、まず容器材料となる樹脂（パリソン）をヘッド部分から円筒状に押し出す。次に、この円筒状樹脂の端部に吹込ノズルを差し込んだ状態で金型を型締めし、吹込ノズルからガスを吹き込み金型内面に沿って樹脂を成型する。冷却後、型開きして成型された樹脂容器を取り出す。この成型方法では、成型された樹脂容器のヘッド部分及び吹込ノズルには、いわゆるバリのような余剰材料が発生する。この余剰材料は、樹脂容器本体から削られ除去されるが、その量は重量比で樹脂容器の約３０％にも達する場合があり、そのまま廃棄しては浪費となる。そこで、他の樹脂容器から発生した高密度ポリエチレン樹脂材料の余剰材料を、再び、新高密度ポリエチレン樹脂材料と混ぜ合わせて、再使用材層１２０として使用する。
このような再使用材層１２０は、上述のヘッド部分から射出される樹脂材において、最外層１１０とともに層状に配置されて一体で押し出される。

また本実施形態では、上述のように最外層１１０は高分子型帯電防止剤を含むことから、このような帯電防止性樹脂容器１００から生じた余剰材料が用いられる場合も生じる。この場合、再使用材層１２０は、高密度ポリエチレン樹脂材料と、高分子型帯電防止剤を含んだ余剰材料との混合材料となる。

以上説明した最外層１１０及び再使用材層１２０を用いた帯電防止性樹脂容器１００の製造方法について説明する。
基本的な製造方法は既に説明したように、帯電防止性樹脂容器１００では、まず、最外層１１０と再使用材層１２０とが層状に配置された容器材料となる樹脂（パリソン）をヘッド部分から円筒状に射出する。次に、円筒状樹脂の端部に吹込ノズルを差し込んだ状態で金型を型締めし、吹込ノズルからガスを吹き込み、金型内で樹脂を成型する。成形後、金型から取り出され、余剰材料が削除され、帯電防止性樹脂容器１００が形成される。
さらにまた既に説明したように、最外層１１０の表面品質は、高分子型帯電防止剤の添加量、及びブロー成形時の温度と相関関係を有することが分かった。即ち、上述したように、高分子型帯電防止剤の特性の一つにＭＦＲ（メルトフローレート）があるが、高分子型帯電防止剤を含む最外層１１０の表面品質は、高分子型帯電防止剤を混入させる樹脂材、本実施形態では高密度ポリエチレン樹脂材料（ＨＤＰＥ）のＭＦＲに近いＭＦＲを有する高分子型帯電防止剤が好ましいことが分かった。また、成形時の加熱温度も影響することから、加熱温度は、金型において約２００度から上述の約２６０度程度が好ましいことも分かった。

以上説明した本実施形態における帯電防止性樹脂容器１００によれば、高密度ポリエチレン樹脂材料に高分子型帯電防止剤を配合してブロー成形された最外層１１０は、１×１０^１０〜１×１０^１３Ωの表面固有抵抗値を有する。よって当該帯電防止性樹脂容器１００は、帯電防止効果を有し、環境中の塵埃の付着を防止でき、収納物への塵埃混入を低減することが可能である。さらに、このような最外層１１０に加えて再使用材層１２０を有することで、ブロー成形にて発生する余剰材料の有効利用を図ることができ、省資源化それに伴う低コスト化を図ることが可能となる。

また、最外層１１０が帯電防止性能を有し塵埃の付着が抑えられることから、当該帯電防止性樹脂容器１００が使用される周囲環境のクリーンレベルを高レベルまで引き上げる必要はなくなり、また従来、クリーン度を維持するために樹脂容器をさらに袋等で覆うというような過剰包装、それに関する手間及びコストを削減することができる。よって、帯電防止性樹脂容器１００の使用業者においては、設備投資を低減できるという効果もある。

また、最外層１１０が帯電防止性能を有することから、当該帯電防止性樹脂容器１００は、引火性の収容物、例えばアルコール、溶剤、香料等を収納するのにも適する。また、異物混入が許されない化粧品、インクジェット用インク、ボールペン用インク等の材料にも適する。さらにまた、静電気により収納物が付着してしまう、粉体等の材料を収納するのにも適する。

上述の実施形態では、帯電防止性樹脂容器１００が２層の樹脂層からブロー成形される場合を説明したが、３層以上でブロー成形することも可能である。図２には、帯電防止性樹脂容器１００が３層から成型されるものを図示している。３層以上の構成では、再使用材層１２０よりも容器内側の最内側層に高清浄度材層１３０を配置する。この高清浄度材層１３０は、樹脂材料成分が収納物へ溶出しない、あるいは一般樹脂材の溶出量よりも低減された樹脂材層である。その一例としては、高密度ポリエチレン樹脂材の中でも添加剤等の含有量が極力少ないグレードのものが考えられる。

また４層以上の場合、最外層１１０と再使用材層１２０との間、あるいは再使用材層１２０と最内側層の高清浄度材層１３０との間に、さらにバリア層が追加される。このバリア層としては、例えば遮光用のもの、ガスバリア用のもの等がある。また、これらのバリア層を設ける場合には、隣接する樹脂層との間に接着層を要する場合もある。

さらにまた、上述した帯電防止性樹脂容器１００において、図４に示すように、蓋付きの出入口１０１に開封認識部材１０５を有するキャップ１０６を取り付けてもよい。開封認識部材１０５及びキャップ１０６は、例えば飲料用ＰＥＴボトルの口部に設けられているものと同類の構成及び機能を有する。即ち、帯電防止性樹脂容器１００内への収納物の収納後、開封認識部材１０５及びキャップ１０６を容器１００にねじ込み、容器１００を密閉する。その後、容器１００に対してキャップ１０６を開封方向へねじったときには、キャップ１０６と開封認識部材１０５との接合部分が切断され、開封認識部材１０５は出入口１０１に保持されキャップ１０６のみが帯電防止性樹脂容器１００から取り外される。このようにして開封動作がなされたことを識別可能とするものである。
このような開封認識部材１０５及びキャップ１０６を取り付けることで、帯電防止性樹脂容器１００において、開封の有無、及び、収納物の改ざんの有無を容易に確認することができる。

上述の実施形態では、帯電防止性樹脂容器１００の母材の樹脂材料として、高密度ポリエチレン樹脂材料（ＨＤＰＥ）を用いたが、母材として、あるいは複数層からなる母材の一部の層において、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を用いても良い。ここで、低密度ポリエチレンは、その密度がＪＩＳにおいて０．９１０〜０．９３０ｇ／ｃｍ^３と規定されるもの、直鎖状低密度ポリエチレンは、その密度がＪＩＳにおいて０．９１０〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３と規定されるものが相当する。

また、帯電防止性樹脂容器１００の出入口１０１に取り付ける開封認識部材１０５及びキャップ１０６に対しても高分子型帯電防止剤を配合して、上述した最外層１１０と同一又は同等の表面固有抵抗値を有するように構成してもよい。開封認識部材１０５及びキャップ１０６は、出入口１０１に近接することから、開封認識部材１０５及びキャップ１０６が帯電防止機能を有することで、収納物への塵埃混入をより効果的に低減することが可能となる。

本発明は、ブロー成形される樹脂製容器の内、帯電防止処理を施した帯電防止性樹脂容器に適用可能である。

１００…帯電防止性樹脂容器、１１０…最外層、１２０…再使用材層、
１３０…高清浄度材層。

Claims

ポリエチレン樹脂材料を複数層に積層しながらブロー成形によって形成される樹脂容器（１００）であって、
当該樹脂容器における最外側の層であり、ポリエチレン樹脂材料に高分子型帯電防止剤を配合して表面固有抵抗値において１×１０^１０〜１×１０^１３Ωを有する最外層（１１０）と、
上記最外層よりも容器内側に位置する層であり、他のブロー成形品から除去され回収された余剰材料を用いた再使用材層（１２０）と、
を備えたことを特徴とする帯電防止性樹脂容器。
上記最外層における高分子型帯電防止剤の配合率は、ポリエチレン樹脂材料に対して５ｗｔ％以上、２０ｗｔ％以下である、請求項１に記載の帯電防止性樹脂容器。
上記複数層における最内側層は、容器収納物への溶出を抑えた高清浄度材にてなる、請求項１又は２に記載の帯電防止性樹脂容器。
当該帯電防止性樹脂容器は、リチウムイオン電池の製造に使用されるバインダーを収納する容器である、請求項１に記載の帯電防止性樹脂容器。