JP2017052910A - 加飾発泡プラスチック成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、レーザーマーキングのように、レーザー光をプラスチック成形体に照射しマーキングを行う手段も知られている。かかる手段は、インキ等を使用せず、衛生性、環境性を有するものの、コントラストが低く、視認性が低いという欠点があり、視認性を高めるためには、発色材やレーザー光吸収のための顔料等をプラスチック成形体に添加するなどの手段を採用することが必要となり、結果として、衛生性、環境性を犠牲にしなければならない。
かかる方法は、レーザー光を照射することにより、レーザー光照射部分を選択的に発泡させて加飾を行うというものであり、インキや顔料などの衛生性や環境に悪影響を与える添加剤を使用する必要が無いという点で極めて意義深い方法である。
(1)前記発泡加飾領域が線状形状に形成されていること、
(2)前記発泡加飾領域が文字形状に形成されていること、
(3)前記発泡セルは、発泡剤として不活性ガスを含む非発泡プラスチック成形体を加熱することにより形成されたものであること、
(4)前記発泡セルは、延伸により延伸方向に引き伸ばされた偏平形状を有していること、
(5)容器であること、
が好適である。
不活性ガスが含浸された熱可塑性樹脂からなるガス含浸未発泡成形体を用意する工程;
該ガス含浸未発泡成形体の一方側の面から加熱を行い、該一方側の面側に発泡セルが偏在している発泡バックグラウンド領域を形成する第1の発泡工程;
次いで、前記発泡バックグラウンド領域内について、他方側の面から選択的に部分加熱を行うことにより、該他方側の面の表層部に、さらなる発泡セルを形成することにより発泡加飾領域を形成する第2の発泡工程;
を含むことを特徴とする加飾発泡成形体の製造方法が提供される。
(6)前記第1の発泡工程において、前記ガス含浸未発泡成形体の他方側の面からは、一方側の面からの加熱よりも低温での加熱を行うこと、
(7)前記低温での加熱を、該他方側の面に冷風を吹き付けながら行うこと、
(8)前記第1の発泡工程後、得られた加飾発泡成形体を延伸成形した後、第2の発泡工程を実行すること、
という手段を採用することができる。
具体的に説明すると、発泡バックグラウンド領域での全光線透過率TBGは20%以上の範囲にあるが、本発明では、さらなる発泡により、発泡加飾領域での全光線透過率TDEは、発泡バックグラウンド領域での全光線透過率TBGと比較して95%以下となっており、遮光性が向上している。
本発明の加飾発泡成形体では、この遮光性の差を明確に目視で認識することができ、この結果、発泡バックグラウンド領域内の発泡加飾領域の存在を明確に視認することができるわけである。しかも、この発泡加飾領域は、遮光性を有する領域(発泡バックグラウンド領域)をバックグランドとして存在しているため、周囲が透明のため視認しにくいという問題も無い。
しかも、本発明では、このような視認性の向上は、成形体中に着色剤等を配合することなく実現できるため、衛生性や環境性を低下せしめるおそれもなく、さらには、リサイクル性に優れているという発泡を利用した加飾の利点が損なわれることもない。
本発明の加飾発泡プラスチック成形体(以下、単に加飾発泡成形体と略す)における加飾部の形成原理を説明するための図1を参照して、概説すると、全体として10で示されている本発明の加飾発泡成形体(図1(c)参照)は、発泡剤である不活性ガスGが含浸している未発泡成形体1を加熱し((図1(a);第1の発泡工程)、発泡セル3が一方側の面に偏在している発泡バックグラウンド領域Aを備えた未加飾の発泡成形体5を形成し、この発泡成形体5の表層部(発泡セルが存在していない側)を選択的に加熱することにより形成される(図1(b);第2の発泡工程)。即ち、発泡バックグラウンド領域A内の発泡セル3が分布していない側の表層部に、発泡セル7が分布した発泡加飾領域Bが形成されることとなる。
例えば、図2に示されている従来公知の発泡成形体20では、発泡加飾領域B’には微細な発泡セル7が分布しているものの、そのバックグラウンド領域A’には、発泡セルが存在していない。即ち、バックグラウンド領域A’が透明であるため、周囲の背景部分が発泡加飾領域B’側から見えてしまうこととなり、この発泡加飾領域B’の視認性は本発明に比して低くなる。
特に、この成形体を容器の成形に用いる場合には、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、特にポリエチレンテレフタレート(PET)は、本発明の利点を最大限に発揮させる上で最適である。
前述した本発明の加飾発泡成形体10は、発泡剤として、窒素ガスや炭酸ガスなどの不活性ガスを用いての物理発泡を利用して製造されるものであり、不活性ガスGが含浸された未発泡成形体1を製造し、次いで、この未発泡成形体1について、発泡バックグラウンド領域Aを形成するための第1の発泡を行い、次いで、発泡加飾領域Bを形成するための第2の発泡を行うことにより製造される。
不活性ガスGが含浸されている未発泡成形体1の製造は、特開2007−22554号や特開2009−262550号等に記載されている公知の方法により行われる。
例えば、前述した成形用樹脂を用い、射出成形や押出成形等により所定形状の成形体を成形し、次いで、高圧に保持された窒素ガスや炭酸ガスなどの不活性ガスGの雰囲気中に該成形体を保持することにより、不活性ガスGが含浸された成形体1を得ることができる。
成形中での発泡を抑制するためには、例えば適度な圧力に保持された成形金型内に、ガス含浸溶融樹脂を、保圧をかけながら射出充填することにより、射出成形を行えばよい。即ち、成形金型内を適度な圧力に保持してガス含浸溶融樹脂を射出充填することにより、表層部での破泡を回避し、スワールマークなどの表面荒れを抑制し、さらに、保圧(即ち、樹脂圧)によって成形金型内での発泡(発泡セル3の生成)を抑制できる。
次いで、上記のようにして得られるガス含浸未発泡成形体1を加熱する第1の発泡工程を実施することにより、発泡セル3が分布した発泡グラウンド領域Aを備えた未加飾発泡成形体5を製造する。
このような発泡バックグラウンド領域Aでは、発泡セル3が一方の面1a側に偏在しているため、他方の面1b側に発泡セル3が分布していない表層部13が形成されることとなり、この表層部13中には、発泡セル3は分布していないが、発泡剤である不活性ガスGは残存しており、従って、続いて行われる第2の発泡工程での加熱により、微細発泡セル7を生成して発泡加飾領域Bを形成することが可能となるものである。
このため、本発明では、上記の第1の発泡工程において、面1a側からの発泡のための加熱と同時に、面1b側から低温加熱を行い、面1a側からの加熱を促進せしめ、できるだけ短時間でこの工程を完了させることが望ましい。
勿論、面1b側では表層部13の形成のために、発泡を防止しなければならないので、面1bからの加熱は、面1a側からの加熱に比して低温加熱とすることが必要であるが、面1b側での発泡を確実に防止するために、低温加熱と同時に、エアブロー等により、冷却用ガスを吹き付けることにより、過度の加熱を確実に防止することもできる。
さらに、発泡セル3が偏在している面1aは、加飾発泡成形体10の用途に応じて、外側或いは内側の面の何れであってもよいが、ボトル等の容器の場合には、通常、内面側が、発泡セル3が偏在する面1aとなる。
本発明においては、上記のようにして形成された非加飾発泡成形体5について、第2の発泡を行うことにより、発泡バックグラウンド領域Aの内部に発泡加飾領域Bを形成し、これにより、目的とする加飾発泡成形体10が得られる。
尚、かかる第2の発泡のための加熱温度も、前述した第1の発泡と同様、成形用樹脂のガラス転移点以上、融点未満の温度である。
また、レーザー光としても特に制限されないが、工業的には、ローコストなどの観点から炭酸ガスレーザーが好適に使用される。
本発明においては、このような第2の発泡の加熱条件を適宜調整し、発泡加飾領域Bでの全光線透過率TDEを発泡バックグラウンド領域Aでの全光線透過率TBGの95%以下、特に90%以下に設定される。かかる遮光性の差や、発泡加飾領域Bの形成に際して生じる表面粗さの相違により、この発泡加飾領域Bの視認性は大幅に高められ、さらに、背景が透明でないこともあって、本発明の加飾発泡成形体10は、優れた加飾性を示すこととなる。
(実施例1)
除湿乾燥機で十分乾燥させた市販のPET樹脂(固有粘度:0.84dl/g)を射出成形機のホッパーへ供給し、さらに射出成形機の加熱筒の途中から窒素ガスを0.15重量%供給しPET樹脂と混練して溶解させ、金型内での発泡を抑えるためあらかじめ金型内部を空気で昇圧しておき(金型内圧力5MPa)、発泡しないよう保圧の程度を調整して射出成形し、ガスは含浸しているが非発泡であるプレート (厚さ1.5mm)を得た。
ガスを溶解させないこと以外は実施例1と同じ条件で作製したプレートに、金属板による加熱を実施せずに実施例1と同じ条件でレーザーを照射したところ、バックグランドにも加飾部ともに透明のためコントラストが生じず視認性は極めて低かった。
除湿乾燥機で十分乾燥させた市販のPET樹脂(固有粘度:0.84dl/g)を射出成形機のホッパーへ供給し、さらに射出成形機の加熱筒の途中から窒素ガスを0.11重量%供給しPET樹脂と混練して溶解させ、金型内での発泡を抑えるためあらかじめ金型内部を空気で昇圧しておき(金型内圧力5MPa)、発泡しないよう保圧の程度を調整して射出成形し、ガスは含浸しているが非発泡である試験管形状の容器用プリフォームを得た。
実施例2と同様な条件で作製したプリフォームを、外面の冷却なしにブロー成形し発泡ボトルを得た。この発泡ボトルの表層部割合は約12%であり、表面粗さは1.07μm、全光線透過率は18%であった。
実施例2と同じ条件で得られた発泡ボトルに対し、レーザーマーカーを用い、出力30%、走査速度1000mm/secの条件でレーザー光を照射し、文字形状の加飾部を作製した。この加飾部は非加飾部とのコントラストにより高い視認性を発現した。作製した加飾部の写真を図4に示す。
ガスを溶解させないこと以外は実施例3と同等の条件で作成した非発泡ボトルから切り出したサンプル片を、高圧(8MPa)の炭酸ガス環境下に30分留置し、炭酸ガスを含浸させガス含浸非発泡PETシートを作製した。
3:発泡セル
5:未加飾発泡成形体
7:微細発泡セル
10:加飾発泡成形体
13:表層部
A:発泡バックグラウンド領域
B:発泡加飾領域
Claims (10)
- 内部に発泡セルが分布しており且つ波長500nmでの全光線透過率TBGが20%以上の範囲にある発泡バックグラウンド領域を有しており、該発泡バックグラウンド領域内には、さらなる発泡による発泡加飾領域が形成されており、該発泡加飾領域の波長500nmでの全光線透過率TDEは、前記発泡バックグラウンド領域での前記全光線透過率TBGの95%以下であることを特徴とする加飾発泡プラスチック成形体。
- 前記発泡加飾領域が線状形状に形成されている請求項1に記載の加飾発泡プラスチック成形体。
- 前記発泡加飾領域が文字形状に形成されている請求項1に記載の加飾発泡プラスチック成形体。
- 前記発泡セルは、発泡剤として不活性ガスを含む非発泡プラスチック成形体を加熱することにより形成されたものである請求項1〜3の何れかに記載の加飾発泡プラスチック成形体。
- 前記発泡セルは、延伸により延伸方向に引き伸ばされた偏平形状を有している請求項1〜4の何れかに記載の加飾発泡プラスチック成形体。
- 容器である請求項1〜5の何れかに記載の加飾発泡プラスチック成形体。
- 不活性ガスが含浸された熱可塑性樹脂からなるガス含浸未発泡成形体を用意する工程;
該ガス含浸未発泡成形体の一方側の面から加熱を行い、該一方側の面側に発泡セルが偏在している発泡バックグラウンド領域を形成する第1の発泡工程;
次いで、前記発泡バックグラウンド領域内について、他方側の面から選択的に部分加熱を行うことにより、該他方側の面の表層部に、さらなる発泡セルを形成することにより発泡加飾領域を形成する第2の発泡工程;
を含むことを特徴とする加飾発泡成形体の製造方法。 - 前記第1の発泡工程において、前記ガス含浸未発泡成形体の他方側の面からは、一方側の面からの加熱よりも低温での加熱を行う請求項7に記載の製造方法。
- 前記低温での加熱を、該他方側の面に冷風を吹き付けながら行う請求項8に記載の製造方法。
- 前記第1の発泡工程後、得られた発泡成形体を延伸成形した後、第2の発泡工程を実行する請求項7〜9の何れかに記載の製造方法。
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