JP2018089792A - 延伸ブロー二重容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブローインボトル法により、内袋と外容器との間に安定して空気を導入することができ、内袋に充填された内容物の排出を常に効果的に行うことが可能な延伸ブロー二重容器の製造方法を提供する。【解決手段】首部１と、該首部に連なっている肩部３、肩部３から下方に延びている胴部５、及び胴部５の下端を閉じている底部７とを有する外容器１０を用意し、全体として試験管形状を有しておりかつ首部１１と延伸成形部１３とを備えた内袋用プリフォーム２０を前記外容器１０内に挿入し、上記の状態で、前記内袋用プリフォーム２０をブロー成形して、外面が前記外容器１０の内面に密着した状態の内袋３０を得、前記内袋３０を前記外容器１０の内部に押し込み、該外容器１０の肩部３の内面と該内袋３０の外面との間に空隙３５（空気層）を形成することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、延伸ブロー二重容器の製造方法に関するものであり、より詳細には、ブローインボトル法により延伸ブロー二重構造容器を製造する方法に関する。

従来、内袋と外容器とからなる二重構造を有している二重構造容器は、エアレスボトルあるいはデラミボトルと称され、醤油等の調味液が収容される容器として実用されている。かかるボトルは、逆止弁付のキャップと組み合わせで使用されるものであり、ボトルの胴部壁を外部から押圧して凹ませることにより、内袋に充填されている内容物がキャップに形成されている注出路から排出され、ボトルの胴部壁の押圧を停止することにより内容物の排出を終了させると、逆止弁の作用により、空気は内袋には導入されず、キャップの注出路とは異なる流路を通って、内袋と外容器との間の空間に導入されることとなる。これにより、内袋は、内容物が排出された分だけ収縮することとなり、内容物を排出する毎に、内袋が収縮していく。このような方法により内容物が排出されるボトルでは、内容物を小出しできると共に、内容物が充填されている内袋への空気の侵入が有効に防止されるため、内容物の酸化劣化を有効に回避でき、内容物の鮮度を長期間にわたって保持できるという利点がある。また、内袋と外容器の間に一定の空気層を設定することにより、内容物の保温及び保冷効果を有する断熱容器として使用することも可能である。

上述したようなエアレスボトルとして使用される二重構造容器は、一般に、ダイレクトブロー成形により製造されている。即ち、互いに接着性を有していない樹脂（例えばポリエチレンテレフタレートとポリエチレン）とを共押出して二重構造のパイプを形成し、このパイプの下端部をピンチオフし、次いでブロー流体を吹き込むことによりボトルの形態に賦形することにより製造される。
しかるに、ダイレクトブロー成形により二重構造容器を製造する場合には、溶融押出からボトルの成形までの工程が一挙に行われることから、多数個取りが難しく、生産性が低いため、コストが高いという問題がある。

このため、延伸ブロー成形による二重構造容器の製造方法が検討されている。即ち、延伸ブロー成形法は、射出成形等により、一旦、試験管形状の容器用プリフォームを成形しておき、このプリフォームを延伸成形温度（ガラス転移点以上融点未満）に加熱し、この状態でブロー流体を吹き込んで容器の形状に賦形するという方法であり、容器用プリフォームの量産が可能であり、生産性が高く、また、容器重量や内容積のバラつきも少なく、安定した品質の容器を製造できるという利点があり、特にコストの低減が可能となるからである。更に、延伸ブロー成形においては透明性の高いＰＥＴ等の樹脂を使用できるため内容物の視認性を向上することも可能となる。
例えば、特許文献１〜３には、このような延伸ブロー成形により二重容器を製造する方法が開示されている。

延伸ブロー成形により二重容器を形成する場合には、外筒用プリフォームの内部に内袋用プリフォームが挿入されて固定された状態で、内袋用プリフォームの内部にブロー流体が吹き込まれて成形が行われるため、成形された内袋の外面と外容器の内面との間に、如何にして空気を導入するための導入路を確保するかが問題となる。例えば、上述した公知の技術は、空気導入路を形成するために、プリフォームに溝や突条を形成したり或いはプリフォーム底部に空気孔を形成したりするという手段を採用している。このため金型構造も複雑なものとなってしまう。

こうした工夫を施しているにもかかわらず、従来公知の方法により形成された延伸ブロー二重容器では、空気導入路が有効に機能しない場合があり、内袋と外容器との間に空気が効果的に補給されず、このため、内容物の排出を繰り返すごとに、内容物の排出が困難になっていくという問題があった。即ち、内袋と外容器との間に空気が補給されないと、内袋と外容器とが互いに密着し凹んだまま維持されるため、内容物が減少するにつれ有効に排出することができなくなってしまうのである。

本出願人は、内袋と外容器との間に安定して空気を導入することができ、内袋に充填された内容物の排出を常に効果的に行うことが可能な延伸ブロー二重容器の製造方法を先に提案している（特願２０１５−１０１７６７）。この方法は、外筒用のプリフォーム内に内袋用のプリフォームを挿入し、この状態で一挙にブロー成形を行うことにより、外容器と内袋とからなる二重構造の延伸ブロー容器を成形し、次いで内袋を押し込むことにより、内袋と外容器との間に空気層を形成するというものである。この方法によれば、内袋と外容器との間に容易に空気層を形成することができる。
本発明者らは、上記の製造方法をさらに推し進め、あらかじめ外容器を成形し、この内部に内袋用プリフォームを挿入し、この状態でのブロー成形により、内袋を成形するというブローインボトル法によっても同様に内袋と外容器との間に容易に空気層を形成することに成功した。

特許第３７９６５９５号公報 特許第４２８１４５４号公報 特許第３７４５８９７号公報

従って、本発明の目的は、ブローインボトル法により、内袋と外容器との間に安定して空気を導入することができ、内袋に充填された内容物の排出を常に効果的に行うことが可能な延伸ブロー二重容器の製造方法を提供することにある。

本発明によれば、首部と、該首部に連なっている肩部、肩部から下方に延びている胴部、及び胴部の下端を閉じている底部とを有する外容器を用意し、
全体として試験管形状を有しておりかつ首部と延伸成形部とを備えた内袋用プリフォームを前記外容器内に挿入し、
上記の状態で、前記内袋用プリフォームをブロー成形して、前記外容器の内部に延伸成形された内袋を得、
前記内袋を前記外容器の内部に押し込み、該外容器の肩部の内面と該内袋の外面との間に空気層を形成すること、
を特徴とする二重構造容器の製造方法が提供される。

本発明の製造方法においては、
（１）前記内袋用プリフォームの延伸成形部を延伸成形可能な温度に加熱した状態で前記外容器内に挿入すること、
（２）前記外容器の首部には、空気流路となる空気孔が形成されていること、
（３）前記外容器の首部の内面と前記内袋の首部外面との間に、空気流路となる溝が形成されていること、
が好ましい。

本発明の製造方法は、あらかじめ成形された外容器と内袋用プリフォームとを用意し、内袋用プリフォームを外容器内に挿入した状態で、延伸ブロー成形を行うことにより、内袋を成形するというブローインボトル法により、二重構造容器を製造するのであるが、重要な特徴は、内袋成形後、この内袋を外容器内にさらに押し込むという点にある。すなわち、この押し込みという簡単な操作により、外容器の肩部の内面と内袋の外面との間に空気層が形成される。

従って、外容器の首部あるいは外容器の首部と内袋の首部との間に、前記空気層に連なる空気の流路となる部分を形成しておけば、外容器の胴部を押圧することによって、内袋内に充填されている内容物の排出作業を安定して繰り返し行うことができる。
すなわち、外容器の胴部を押圧して内袋内に充填されている内容物を排出した後、外容器の押圧を停止して外容器の胴部を原形に弾性復帰させると、外容器の肩部の内面と内袋の外面との間に空気層（空隙）が形成されているため、外容器の首部に形成されている空気流路を通して、該空気層を介して原形に復帰した外容器の胴部の内面と、凹んで収縮した内袋の外面との間に空気が導入されて空気層が形成されるため、凹んで収縮した内袋の形態がそのまま維持されることとなる。この結果、再び外容器の胴部を押圧して変形させると、この空気層を介して内袋は押圧され、内袋内の内容物が排出され、内袋はさらに収縮することになる。このようにして、本発明の製造方法で得られた延伸ブロー二重容器では、繰り返し、内容物の排出作業を安定に行うことができる。

例えば、前述した内袋の押し込みを行わない場合には、外容器の肩部内面が内袋の外面に密着しており、空気層が形成されていない。このため、内容物を排出し内袋内が減圧状態となった際、外容器の胴部内面と内袋の間に空気が有効に導入されず、内袋と外容器がともに凹んだ状態で維持される。即ち、内容物が減少すればするほど押圧が困難になり、結局、内容物の排出作業を安定に行うことが困難となる。
従って、外容器の肩部内面と内袋の外面との間に容易に空気層を形成することができる本発明の製造方法は工業的に極めて有用である。

本発明の製造方法に用いる外容器と内袋用プリフォームとの概略断面図。 本発明の製造方法のプロセスを示す概略工程図。

図１において、本発明に従って、延伸ブロー二重容器を製造するには、まず、全体として１０で示されている外容器と全体として２０で示されている内袋用プリフォームとを用意する。

外容器１０は、首部１と首部１の下端に連なって外方に広がっている肩部３、肩部３から下方に伸びている胴部５、および胴部５の下端を閉じている底部７を有している（図１（ａ）参照）。また、首部１の外面にはサポートリング９が形成されており、さらに、図示されていないが、一般にサポートリング９の上部にはキャップを装着するための螺子が形成されている。
このような外容器１０は、所定の熱可塑性樹脂を用いての射出成形により成形されたプリフォームを用いて、それ自体公知な延伸ブロー成形により製造される。

かかる外容器１０において首部１は、適度な剛性または強度を有するように厚肉に形成されており、胴部３等はスクイズ可能なように比較的薄肉に形成されている。

一方、内袋用プリフォーム２０は、全体として試験管形状を有しており、且つ首部１１と延伸成形部１３とを備えている（図１（ｂ）参照）。

また、首部１１は延伸成形されない固定部分であり、前述した外容器１０の首部と同様に、適度な剛性または強度を有するように厚肉に形成されており、且つプリフォーム２０を上述した外容器１０の首部１に挿入したときに、該首部１内に押し込み可能となるように嵌合固定される部分である。従って、この首部１１は、直胴形状を有しており、外径が前記外容器１０の首部１の内径とほぼ同じであり、且つ該首部１のハイトｈより大きなハイトＨを有している。さらに、首部１１の上端には外方に広がった環状フランジ１５が形成されている。また、図示されていないが首部１１の外径を外容器１０の首部１の内径より細くし、首部１１に突起やリング部を設けることで前記首部１内に押し込み可能となるように嵌合固定してもよい。

内袋用プリフォーム２０の延伸成形部１３は、ブロー成形により袋状に成形される部分であり、延伸成形後にスクイズ可能な程度の厚みになるようにあらかじめ厚みが調整されている。この延伸成形部分１３は、外容器１０の首部１を通るような外径を有しており、図１（ｂ）では首部１１と一体にストレートに延びているが、下方に行くに従って、小径となるようなテーパー形状を有していてもよい。
尚、上記のような形状を有する内袋用プリフォーム２０はそれ自体公知の射出成形によって成形される。

本発明において、外容器１０や内袋用プリフォーム２０は、上記のようにブロー成形が可能であるかぎり、種々の熱可塑性樹脂で形成することができる。
このような熱可塑性樹脂としては、例えば、以下のものを例示することができる。
オレフィン系樹脂、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−オレフィン同士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；
エチレン・ビニル系共重合体、例えば、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；
スチレン系樹脂、例えば、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；
ビニル系樹脂、例えば、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；
ポリアミド樹脂、例えば、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；
ポリエステル樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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；
ポリカーボネート樹脂；
ポリフエニレンオキサイド樹脂；
生分解性樹脂、例えば、ポリ乳酸など；
勿論、成形性が損なわれない限り、これらの熱可塑性樹脂のブレンド物を、下地樹脂として使用することもできる。
本発明において、特に好適に使用される熱可塑性樹脂は、ポリエステル系樹脂及びオレフィン系樹脂であり、さらに、用途上、内袋用プリフォーム２０から形成される内袋（後述する図２において３０で示す）と外容器１０の間には空気が流入するため、外容器１０には水分及びガスバリア性は必ずしも必要ではなく、水分及びガスバリア性の低いポリ乳酸も好適に使用することができる。

また、外容器１０や内袋３０（内袋用プリフォーム２０）にガスバリア性を付与するために、これらを多層構造とすることもできる。
例えば、前述したポリエステル系樹脂やオレフィン系樹脂（或いはポリ乳酸）等から形成された内外層の間に中間層として、エチレンビニルアルコール共重合体（エチレン酢酸ビニル共重合体ケン化物）や芳香族ポリアミドなどのガスバリア性樹脂を用いて形成されるガスバリア層を設けることが好ましく、特にエチレンビニルアルコール共重合体によるガスバリア層を設けることが最も好適である。即ち、中間層としてガスバリア層を設けることにより酸素バリア性を付与することができ、特にエチレンビニルアルコール共重合体は、特に優れた酸素バリア性を示すため、酸素透過による内容物の酸化劣化をも有効に抑制することができ、優れた内容物保存性を確保することができる。

また、上記のようなガスバリア層を設ける場合には、内外層との接着性を高め、デラミネーションを防止するために、接着剤樹脂層を設けることもでき、これにより、中間層のガスバリア層をしっかりと内外層に接着固定することができる。このような接着樹脂層の形成に用いる接着剤樹脂はそれ自体公知であり、例えば、カルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）を主鎖若しくは側鎖に１乃至１００ｍｅｑ／１００ｇ樹脂、特に１０乃至１００ｍｅｑ／１００ｇ樹脂の量で含有する樹脂、具体的には、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などのカルボン酸もしくはその無水物、アミド、エステルなどでグラフト変性されたオレフィン樹脂；エチレン−アクリル酸共重合体；イオン架橋オレフィン系共重合体；エチレン−酢酸ビニル共重合体；などが接着性樹脂として使用される。

本発明においては、特に内袋３０（内袋用プリフォーム２０）に高い酸素バリア性も付与することが好ましく、従って、内袋３０（内袋用プリフォーム２０）に、上述した多層構造を採用し、外容器１０にはポリ乳酸のようなバイオプラスチックを用いることで性能、環境面ともに好適である。

本発明では、上述した外容器１０と内袋用プリフォーム２０（以下単にプリフォームと呼ぶことがある）とを使用し、ブローインボトル法により図２に示すプロセスで二重構造容器を製造する。

すなわち、図２（ａ）に示されているように、倒立状態に保持された外容器１０内に、延伸成形温度に加熱された内袋用プリフォーム２０を挿入する。このとき、適当な治具（図示せず）を使用し、プリフォーム２０の環状フランジ１５（図２（ａ）では下端に位置している）と倒立保持された外容器１０の首部１の下端との間に一定の間隔（Ｈ−ｈ）が形成されるようにプリフォーム２０を位置決めする。この間隔（Ｈ−ｈ）が、成形された内袋３０を外容器１０内に押し込める長さに相当する。また、外容器１０に挿入されたプリフォーム２０において、外容器１０の首部１から外容器１０の内部に突出にている部分が延伸成形部１３となる。

尚、延伸成形温度は、プリフォーム２０を形成している樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）以上且つ融点未満の温度である。また、プリフォーム２０の加熱は、通常、外容器１０内に挿入前に行っておくが、高周波加熱等により、プリフォーム２０を外容器１０内に挿入した状態で行うことも可能である。

本発明によれば、図２（ａ）の状態で、プリフォーム２０について、ブロー成形を行う。このブロー成形は、プリフォーム２０内にストレッチロッドを挿入して縦方向に延伸させ、同時にブロー流体（例えばエア）を吹き込んで、周方向に膨張延伸させることにより行われ、これにより、図２（ｂ）に示されるように、外容器内面に密着した状態で内袋３０が得られる。
尚、上記のブロー成形に際して、縦軸延伸倍率および周方向延伸倍率は、当然のことながら、プリフォーム２０の延伸成形部１３が、形態変形性を有する袋状となるように設定されている。

上記のように、ブロー成形により形成された内袋３０は、その外面が外容器１０の内面に密着している。このため、本発明では、図２（ｂ）の状態で、内袋３０を外容器１０内に押し込む。すなわち、図２（ｃ）に示されているように、内袋３０に形成されている首部１１（プリフォーム２０の首部と同じ）の環状フランジ１５が外容器１０の首部１の下端に当接するまで、首部１１がスライドし、これにより外容器１０の肩部３の内面と、内袋３０との外面の間に空気層となる空隙３５が形成されることとなる。

従って、前述した外容器１０の首部１に、空気孔を形成し、あるいは外容器１０の首部１の内面と内袋用プリフォーム２０（内袋３０）の首部１１の外面との間に、空隙３５（空気層）に連なる溝等を形成しておくことにより、外部と内袋３０との間に空気流路が形成されることとなる。

上記のような二重構造容器は、はじめから内袋３０の外面と外容器１０の内面との間に、空気流路につらなる空気層が形成されているため、これにそれ自体公知の逆止弁付キャップを装着することにより、外容器１０の胴部５を押圧（スクイズ）することにより、内袋３０内に収容された内容物の排出を繰り返し効率的に行うことができる。

このように、本発明の製造方法によって得られる二重構造容器は、長期間にわたって高い鮮度を保持することができ、しかも、内容物を小出しできることから、醤油等の調味液用の容器として極めて有用である。

１０：外容器
１：首部
３：肩部
５：胴部
７：底部
９：サポートリング
２０：内袋用プリフォーム
１１：首部
１３：延伸成形部
１５：環状フランジ
３０：内袋
３５：空隙（空気層）

Claims (4)

1. 首部と、該首部に連なっている肩部、肩部から下方に延びている胴部、及び胴部の下端を閉じている底部とを有する外容器を用意し、
   全体として試験管形状を有しておりかつ首部と延伸成形部とを備えた内袋用プリフォームを前記外容器内に挿入し、
   上記の状態で、前記内袋用プリフォームをブロー成形して、前記外容器の内部に延伸成形された内袋を得、
   前記内袋を前記外容器の内部に押し込み、該外容器の肩部の内面と該内袋の外面との間に空気層を形成すること、
   を特徴とする二重構造容器の製造方法。
2. 前記内袋用プリフォームの延伸成形部を延伸成形可能な温度に加熱した状態で前記外容器内に挿入する請求項１に記載の製造方法。
3. 前記外容器の首部には、空気流路となる空気孔が形成されている請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記外容器の首部の内面と前記内袋の首部外面との間に、空気流路となる溝が形成されている請求項１または２に記載の製造方法。