JP2019127322A - ブローボトル、およびブローボトルの成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インジェクションブローによって良好に成形された多層のブローボトルを提供すること。【解決手段】 外層および内層を有するブローボトルであって、前記内層の黒色度が前記外層の黒色度よりも高く、前記外層のＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が、２０以上、９０以下であることを特徴とするブローボトル。【選択図】 図３

Description

本発明は、ブローボトル、およびブローボトルの成形方法に関する。

成形法の一種として、特許文献１に記載されているようなインジェクションブロー成形が知られている。インジェクションブロー成形では、試験管形状のプリフォームを成形した後、加熱されたプリフォームの内部にエアを吹き込んで膨らませ、これを金型の内面に押し付けることで、所望の形状に成形を行い、ブローボトルなどを製造する。

インジェクションブロー成形は、２層以上の多層のプリフォームを用いて行うこともできる。特許文献２には、多層プリフォームを用いたインジェクションブロー成形において、内外層の温度差を小さくするため、内層にカーボンブラック等の赤外線吸収材を添加することが記載されている。

特開２０１７−１１３９３３号公報 特開２００１−１７９８１０号公報

しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献２に記載の方法であっても、ブローボトルを安定的に成形することが困難なことがあった。従って本発明は、インジェクションブローによって良好に成形された多層のブローボトルを提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明によって解決される。即ち本発明は、外層および内層を有するブローボトルであって、前記内層の黒色度が前記外層の黒色度よりも高く、前記外層のＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が、２０以上、９０以下であることを特徴とするブローボトルである。

本発明によれば、インジェクションブローによって良好に成形された多層のブローボトルを提供することができる。

プリフォームを示す図。 プリフォームを示す図。 ブローボトルを示す図。 インクカートリッジを示す図。

まず、本発明に係るブローボトルを製造するためのプリフォームを、図１を用いて説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、同じプリフォーム１を別の角度から見た図である。プリフォーム１は、有底の試験管形状であって、その断面が多層構成に形成されており、少なくとも外層プリフォーム４と内層プリフォーム５とを有する２層以上の多層プリフォームである。尚、本明細書においては、多層プリフォームの外壁面を有する層（最外層）を外層プリフォーム４、内壁面を有する層（最内層）を内層プリフォーム５とする。外層プリフォーム４と内層プリフォーム５とは、接着剤やプリフォームの物性によって接着されていてもよいし、接着されておらず、例えば内層プリフォーム５が変形することで両者が自然と剥離可能な状態となるものでもよい。

多層のプリフォーム１の製造方法としては、例えば外層プリフォーム４をインジェクション成形し、得られた外層プリフォーム４を金型内にセットして内層プリフォーム５をインサート成形する方法が挙げられる。他にも、内層プリフォーム５をインジェクション成形し、２色成形により外層プリフォーム４を成形する方法が挙げられる。また、外層プリフォーム４と内層プリフォーム５をインサート成形やコンプレッション成形により個別に成形し、内層プリフォーム５を外層プリフォーム４に嵌入する方法も挙げられる。

このようにして用意したプリフォーム１を、ブローキャリアにセットする。そして、外層プリフォーム４および内層プリフォーム５をそれぞれのガラス転移温度以上に加熱し、金型内に挿入した延伸ロッドを用いてプリフォーム１の内側を軸方向に伸長する。この加熱と同時に、３０気圧程度のエアを導入して、（プリフォーム１の）全体をボトル形状に成形する。この加熱過程において、プリフォーム１は、熱の対称的な分布をより確実にするためにキャリア上で常に回転させ、プリフォーム１の延伸させたい箇所を外側から加熱ヒーターを用いて直接加熱する。ブロワーを用いて外層プリフォームの表面に風を当てることで、内層プリフォーム５側まで熱が均一に伝わりやすくなる。

加熱過程では、加熱ヒーターとして赤外線ヒーターを用いることが好ましい。特に近赤外線で加熱を行う近赤外線ヒーターは、ヒーターから放射されるエネルギーが直接被加熱物に向かうので効率がよく、また熱流束が大きく処理速度も速い。近赤外線ヒーターが放射する近赤外線は、波長７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下である。外層プリフォーム４と内層プリフォーム５とを効率良く加熱するため、近赤外線を強く放射する近赤外線ヒーターを用いることが好ましい。近赤外線ヒーターの中でも、高効率なエネルギー源であること、長寿命で一定のエネルギー放射が続くこと、昇降温が高速で行えること等の理由から、ハロゲンヒーターを用いることが好ましい。

図２（ａ）を用いて、プリフォーム１の構成をさらに詳細に説明する。図２（ａ）は、図１（ａ）のプリフォーム１の断面の中心を通るＡ−Ａ´直線を含み、プリフォーム１の延伸方向（プリフォーム１の高さ方向）に平行な断面における断面図である。プリフォーム１は、非ブロー部２とブロー部３を有する。非ブロー部２とは、インジェクションブロー成形の前後で、形状が実質的に変わらない部分である。ブロー部３とは、インジェクションブロー成形の前後で、形状が変わる部分である。

プリフォーム１のブロー部３は、口元部３ａ、ストレート部３ｂ、および底面部３ｃを有する。ストレート部３ｂにおける外層厚み４ｂおよび内層厚み５ｂが、インジェクションブロー成形後の、ブローボトルの基本厚みを決めることになる。後工程のインジェクションブロー成形の安定性の観点から、ストレート部３ｂにおいては、外層厚み４ｂおよび内層厚み５ｂは、それぞれ実質的に一定であることが好ましい。ただし、ブローボトルの形状が複雑な場合や、ブローボトルの厚みに差をつけたい場合などには、外層厚み４ｂや内層厚み５ｂは一定にしなくてもよい。

外層厚み４ｂおよび内層厚み５ｂは、プリフォームの成形性およびブロー時の成形安定性の観点から、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。一方、プリフォームの加熱安定性および内層プリフォームの熱伝達性の観点から、外層厚み４ｂおよび内層厚み５ｂは、１０．０ｍｍ以下であることが好ましく、７．０ｍｍ以下であることがより好ましい。また、ブロー時の成形安定性から、偏肉は外層（プリフォーム）および内層（プリフォーム）ともに１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。

口元部３ａは、インジェクションブロー成形のブロー起点部に相当し、ブローボトル形状となる非ブロー部２とブロー部３のインジェクションブロー成形後の厚みを考慮して形状が決められる。口元部３ａにおける外層厚み４ａおよび内層厚み５ａは、非ブロー部２からストレート部３に向かうに従って徐々に厚くなることが好ましい。特に多層インジェクションブロー成形においては、ブロー成形の安定性向上のため内層厚み５ａの保有熱量を上げる目的で、内層厚み５ａを内層厚み５ｂより厚くすることが好ましい。具体的には、内層厚み５ａを、内層厚み５ｂに対して、１．１倍以上、１．５倍以下の厚みとすることが好ましい。但し、内層厚み５ａと内層厚み５ｂとを同じ厚みとしてもよい。

底面部３ｃは、ブローボトルの底面部を主に形成する部分に当たる。ブローボトルの底面部の形状にもよるが、インジェクションブロー成形の性質上、底面部３ｃは延伸しにくい部位である。このため、外層厚み４ｃは、外層厚み４ｂに対して、０．７倍以上、０．９倍以下の厚みとすることが好ましい。同様に、内層厚み５ｃは、内層厚み５ｂに対して、０．７倍以上、０．９倍以下の厚みとすることが好ましい。ただし、底面部３ｃを敢えて厚肉としたい場合などは、外層厚み４ｃおよび内層厚み５ｃを、それぞれ外層厚み４ｂまたは内層厚み５ｂの厚みより厚くしてもよい。また、外層厚み４ｃおよび内層厚み５ｃを、それぞれ外層厚み４ｂまたは内層厚み５ｂの厚みと同じ厚みとしてもよい。

プリフォーム１のプリフォーム延伸方向の長さ（プリフォーム１の高さ）は、外層プリフォーム４および内層プリフォーム５の成形性の観点から、１５ｍｍ以上、２５０ｍｍ以下とすることが好ましい。同様の観点から、内層プリフォーム５の内径（内側の空間の直径、プリフォーム１のプリフォーム延伸方向に垂直な方向の径、プリフォーム１の幅）として、６ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下とすることが好ましい。尚、本明細書において「直径」とは、円相当径を意味する。

プリフォーム１は、外層プリフォーム４の非ブロー部２に、外層フランジ部６を設ける。インジェクションブロー成形時にキャリアを押し上げて外層フランジ部６をブロー型に押し当てることで、プリフォーム１を固定することができる。外層フランジ部６は、非ブロー部２であれば、最表面に設けてもよいし、その他の位置に設けてもよい。外層フランジ部６のプリフォーム延伸方向の長さ（厚み）は、ブロー型に押し当てる際の強度の観点から、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上であることがより好ましい。同様の観点から、外層フランジ部６の、プリフォーム延伸方向に対して垂直方向の突出距離は、１．０ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であることがより好ましい。尚、外層フランジ部６の突出距離とは、外層プリフォーム４の外径から外層フランジ部６を除いた部分の長さである。即ち、外層プリフォーム４の外径面（外径を形成する面）から、外層フランジ部６の突出末端（最も突出している部分）までの長さである。

プリフォーム１は、内層プリフォーム５の非ブロー部２にリブ７を有していてもよい。特に、インジェクションブロー成形後の容器（ブローボトル１２）の口元を別部材と溶着させたい場合には、非ブロー部２がリブ７を有することが好ましい。リブ７の形状は、溶着させる別部材のリブ形状に合わせて任意に決めればよい。

また、プリフォーム１は、内層プリフォーム５の非ブロー部２に内層フランジ部８を有していてもよい。リブ７を有さない場合でも、別部材とレーザー溶着等で溶着を行う場合に、内層フランジ部８を設けることが好ましい。内層フランジ部８のプリフォーム延伸方向の長さ（厚み）は、成形性および溶着性の観点から、０．３ｍｍ以上であることが好ましい。同様の観点から、内層フランジ部８のプリフォーム延伸方向に対して垂直方向の突出距離は、１．０ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であることがより好ましい。尚、内層フランジ部８の突出距離とは、内層プリフォーム５の外径から内層フランジ部８を除いた部分の長さである。即ち、内層プリフォーム５の外径面（外径を形成する面）から、内層フランジ部８の突出末端（最も突出している部分）までの長さである。

プリフォーム１は、外層プリフォーム４と内層プリフォーム５との間に、中間層を有していてもよい。中間層は、外層プリフォーム４や内層プリフォーム５と接着性を有する材料であってもよいし、剥離可能な材料であってもよい。

次に、図２（ｂ）を用いて、プリフォーム１の別の構成例を説明する。図２（ｂ）は、図２（ａ）と同様に、図１（ａ）のプリフォーム１の断面の中心を通るＡ−Ａ´直線を含み、プリフォームの延伸方向に平行な断面における断面図である。図２（ｂ）に示す多層のプリフォーム９は、外層プリフォーム４のブロー部３の底面部３ｃに孔１０を有する。例えば、外層プリフォーム４を金型内にセットし、内層プリフォーム５をインサート成形してプリフォーム９を形成する場合、孔１０を内層プリフォーム５成形時のゲートとして用いることができる。孔１０の直径は、内層プリフォーム５の成形性の観点から、１．０ｍｍ以上とすることが好ましい。外層プリフォーム４は、インサート成形時の内層の樹脂漏れを抑制する観点から、ブロー部３の底面部３ｃの孔１０の周辺にフラット面１１を設けることが好ましい。フラット面１１の直径は、樹脂の漏れを抑制するため、２．０ｍｍ以上とすることが好ましい。

ブローボトルの外層と内層が剥離可能な構成である場合、ブロー成形後に外層と内層を剥離し、内層の内側（外層がある側と反対側）に液体を収納することで、多層のブローボトルとなる。外層に外気と連通する穴を設けると、内層内（液体）にエアを導入しないタイプの多層ブローボトルとすることができ、液体としてインクを収納するインクカートリッジ等として好適に用いられる。このような多層ブローボトルは、容積効率が高く、レイアウトフリーで全方向から装置に装着可能である。図２（ｂ）に示すプリフォーム９から多層ブローボトルを成形した場合、外層と内層を剥離した後で、孔１０を、上述の外気と連通する穴として用いることもできる。

次に、プリフォーム１の外層プリフォーム４および内層プリフォーム５について、より詳細に説明する。プリフォーム１の内層プリフォーム５の黒色度は、外層プリフォーム４の黒色度よりも高くする。また、外層プリフォーム４のＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値を、２０以上、９０以下の灰色とする。灰色とは、白と黒の中間色であり、本明細書においては銀色、シルバー色、ねずみ色等も含む色として述べている。外層プリフォーム４のＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値は、ブローボトルの成形性の観点から、５０以上とすることが好ましく、また８０以下とすることが好ましい。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系とは、ＣＩＥ（国際照明委員会）が策定した知覚的にほぼ均等な歩度を持つ色空間である。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値は明度を表し、０〜１００の範囲で数値が大きいほど明るいことを示し、無彩色（ａ＊値、ｂ＊値ともに０）の場合は数値が大きいほど黒から白に近づく。すなわち、Ｌ＊値が小さいほど黒色度が高いことになり、Ｌ＊値で黒色度を規定できる。ａ＊値およびｂ＊値は色味を表し、ａ＊値がプラス方向になるほど赤みが強くなり、マイナス方向になるほど緑みが強くなり、ｂ＊値がプラス方向になるほど黄みが強くなり、マイナス方向になるほど青みが強くなる。本発明の外層プリフォーム４は略無彩色であることが好ましい。外層プリフォーム４のＬ＊値が２０未満である、すなわち黒色度が高い場合、外層プリフォーム４の表面でのみ熱吸収が起こり、外層プリフォーム４の厚み方向に熱を伝えにくくなる。従って内層プリフォーム５の加熱制御が困難となり、ブローボトルの成形性が低下する。一方、外層プリフォーム４のＬ＊値が９０より大きい、すなわち黒色度が低い場合、外層プリフォーム４の表面での熱反射成分が多く、外層プリフォーム４の厚み方向へ熱を伝えにくくなる。従って内層プリフォーム５の加熱制御が困難となり、ブローボトルの成形性が低下する。

外層プリフォーム４の形成材料（外層プリフォーム４が含む材料）は、インジェクションブロー適性が高い材料であることが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからなる群から選択されるポリエステル樹脂のうち少なくとも一つであることが好ましい。その中でも、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。尚、ポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸またはその誘導体と、エチレングリコールまたはその誘導体からなるポリエステル樹脂だけでなく、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を含む共重合ポリエステル樹脂を含む。ポリエチレンナフタレートは、ナフタレンジカルボン酸またはその誘導体と、エチレングリコールまたはその誘導体からなるポリエステル樹脂だけでなく、ナフタレンジカルボン酸以外の芳香族ジカルボン酸を含む共重合ポリエステル樹脂を含む。同様に、ポリブチレンテレフタレートは、テレフタル酸またはその誘導体と、１，４−ブタンジオールまたはその誘導体からなるポリエステル樹脂だけでなく、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸を含む共重合ポリエステル樹脂を含む。上記の樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。

外層プリフォーム４には、内層プリフォーム５の黒色度を超えない範囲で黒色度の高い材料を添加することで、多層インジェクションブロー適性を高めることができる。添加する材料としては、黒色顔料、白色顔料等の顔料成分が挙げられる。灰色の外層プリフォーム４を形成するためには、黒色顔料および白色顔料を共に含むことが好ましい。黒色顔料としては、カーボンブラック、グラファイト等の炭素系黒色顔料や四酸化三鉄等の酸化物系黒色顔料といった、種々の材料を使用可能である。特に、近赤外線領域の吸収率の高さ、コストの安さ等の理由から、カーボンブラックを用いることが好ましい。白色顔料としては、亜鉛華、鉛白、酸化チタンなど種々の材料を使用可能である。外層プリフォーム４に含まれる顔料成分の合計含有量は、前述したポリエステル樹脂の結晶化を促進させ、インジェクションブロー適性を低下させないようにするため、５．０ｗｔ％以下とすることが好ましい。また、３．０ｗｔ％以下とすることがより好ましく、１．５ｗｔ％以下とすることがさらに好ましい。含有量の下限に関しては、本発明の外層プリフォーム４の形成材料に必要な黒色度を持たせるという観点から、０．１ｗｔ％以上とすることが好ましい。また、黒色顔料および白色顔料を併用する場合、外層のＬ＊値を満たすために、黒色顔料Ａに対する白色顔料Ｂの添加量の質量比（Ｂ／Ａ）が、１以上、２０以下であることが好ましい。質量比（Ｂ／Ａ）は、より好ましくは２以上であり、１５以下である。

また、外層プリフォーム４にポリオレフィン樹脂を添加することで、プリフォームのインジェクションブロー適性を高めることができる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレンまたはポリエチレンを用いることが好ましい。前述したように、顔料成分はプリフォームの加熱時にポリエステル樹脂の結晶化を促進させるため、添加量を多くすると逆にインジェクションブロー成形性が低下する可能性がある。一方、ポリオレフィン樹脂は、添加によってポリエステル樹脂の結晶化を低下させる効果があるため、プリフォームの加熱時にインジェクションブロー成形可能な温度範囲を広げることが可能になる。但し、ポリオレフィン樹脂の添加量を多くしすぎると、ポリエステル樹脂が持つ良好なインジェクションブロー適性を低下させてしまう可能性がある。この為、ポリオレフィン樹脂の外層プリフォーム４中の含有割合は３０ｗｔ％以下とすることが好ましく、２０ｗｔ％以下とすることがより好ましい。また、ポリオレフィン樹脂の外層プリフォーム４中の含有割合は、インジェクションブロー適性の効果を高める点から、０．３ｗｔ％以上とすることが好ましい。外層プリフォームに隠ぺい性を付与したい場合などには、１．０ｗｔ％以上とすることが好ましい。

多層ブローボトルの外層と内層が剥離可能な材料構成である場合、外層は内層よりも剛性が高いことが好ましい。外層の曲げ弾性率は３００ＭＰａ以上であることが好ましく、８００ＭＰａ以上であることがより好ましく、１５００ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。尚、本明細書における曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１７１に従った試験片を用いた曲げ試験によって測定した値である。

内層プリフォーム５の形成材料（内層プリフォーム５が含む材料）は、外層プリフォーム４の形成材料とエアブローに適した温度領域が近い材料であることが好ましい。例えば、ポリオレフィン樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等を用いることが好ましい。特に、内層プリフォーム５の形成材料のインジェクションブロー適性の点から、ポリエチレンまたはポリプロピレンを用いることが好ましい。

上述したように、多層ブローボトルを安定的に成形する為に、内層プリフォーム５の黒色度は、外層プリフォーム４の黒色度よりも高くする。この為、内層プリフォーム５は黒色顔料を含有することが好ましい。内層プリフォーム５に添加する黒色顔料としては、カーボンブラック、グラファイト等の炭素系黒色顔料や四酸化三鉄等の酸化物系黒色顔料など種々の材料を使用可能である。中でも、近赤外線領域の吸収率の高さ、コストの安さ等の理由から、カーボンブラックを用いることが好ましい。内層プリフォーム５に含まれる顔料成分の合計含有量は、内層プリフォーム５の黒色度やプリフォーム成形性の点から、０．０１ｗｔ％以上、２０．０ｗｔ％以下とすることが好ましい。また、０．５ｗｔ％以上とすることがより好ましく、１０．０ｗｔ％以下とすることがより好ましい。

多層ブローボトルの外層と内層が剥離可能な材料構成である場合、内層は剛性が低い（柔軟性が高い）ことが好ましい。外層の曲げ弾性率は３００ＭＰａ以上であることが好ましくい。内層の曲げ弾性率は１０００ＭＰａ以下であることが好ましく、５００ＭＰａ以下であることがより好ましく、３００ＭＰａ以下であることがさらに好ましい。

外層プリフォーム４にポリエチレンテレフタレートを用いた場合、外層プリフォーム４とのインジェクションブローに適した材料であるとの点から、内層プリフォーム５には融点が９０℃以上、１２０℃以下の樹脂を用いることが好ましい。また、融点が９５℃以上、１１０℃以下の樹脂を用いることがより好ましい。特に、直鎖状低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。

尚、以上述べた外層プリフォーム４および内層プリフォーム５のＬ＊値や形成材料についての記載は、これらプリフォームから成形される多層ブローボトルの外層および内層についても同様に考えることができる。これらについては、プリフォームとプリフォームから成形されるブローボトルとで実質的に変化がない為である。

図３（ａ）および（ｂ）用いて、上述の成形方法によって成形される多層のブローボトルの構成を説明する。図３（ａ）は多層のブローボトル１２の外観図であり、図３（ｂ）はブローボトル１２の断面の中心を通るＢ−Ｂ´直線を含み、ブローボトル１２の高さ方向に平行な断面で切り取った断面図である。ブローボトル１２は、外層１３および内層１４からなる２層構成であり、これまで説明したプリフォーム１をインジェクションブロー成形することによって成形される。プリフォーム１の非ブロー部２がブローボトル１２の非ブロー部１７となり、プリフォーム１のブロー部３がブローボトル１２のブロー部１８となる。本明細書において、ブローボトルの高さとは、プリフォームの延伸方向の長さである。ブローボトルの幅とは、ブローボトルにおける、プリフォームの延伸方向に直交する方向の長さである。ブローボトル１２は、円柱（円筒）形状の筐体をベースとして構成されている。ただし、形状は円柱形状に限定されるものではなく、例えば三角柱形状や四角柱形状といった多角柱形状であってもよい。或いは円錐形状であってもよいし、三角錐形状、四角錐形状といった多角錐形状であってもよい。また、把持部１６のように、多層のブローボトル１２の高さ方向に垂直な断面の形状が高さによって変化する形状であってもよい。

ブローボトル１２の高さは、多層のプリフォームから延伸可能であるサイズという観点から、４０ｍｍ以上、６００ｍｍ以下であることが好ましい。同様の観点から、ブローボトルの幅は、１０ｍｍ以上、４００ｍｍ以下であることが好ましい。プリフォームの高さをＣ、ブローボトルの高さをＤとしたとき、「Ｄ／Ｃ」で表される延伸倍率は、１．５以上、３．５以下とすることが好ましい。特にこのようなサイズの場合、プリフォームとブローボトルに特段の変化が見られない為、外層プリフォーム４および内層プリフォーム５のＬ＊値や形成材料についての記載を、多層ブローボトルの外層および内層に同様に適用することができる。

ブローボトルのブロー部の厚みは、プリフォームおよびブロー成形後の容器（ブローボトル１２）のサイズから決めることができる。特に外層１３と内層１４を剥離したブローボトルである場合、外層１３および内層１４の厚みは、それぞれ０．０５ｍｍ以上、５．００ｍｍ以下とすることが好ましく、３．００ｍｍ以下とすることがより好ましい。さらに外層１３と内層１４とを一括でインジェクションブロー成形する場合、強度の観点から、外層１３の厚みは、０．５０ｍｍ以上、３．００ｍｍ以下とすることが好ましく、０．３０ｍｍ以上、２．００ｍｍ以下とすることがより好ましい。同様に、外層１３と内層１４とを一括でインジェクションブロー成形する場合、柔軟性の観点から、内層１４の厚みは、０．０５ｍｍ以上、０．５０ｍｍ以下とすることが好ましく、０．０５ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以下とすることがより好ましい。ブローボトルの成形は、特に内層１４（内層プリフォーム５）の厚みを０．５０ｍｍ以下と薄くした場合に難しくなり、上述したような成形性の課題が発生しやすい。これは内層を薄肉にブロー成形する場合、外層および内層を、多層プリフォームの全体に渡ってより正確に加熱する必要があるためと推測される。

多層のブローボトル１２は、外層１３にスクリュー状の溝１５を有していてもよい。スクリュー状の溝１５を設けることで、ブローボトル１２の強度が高くなる。溝１５は１本の連続した溝であってもよいし、個々につながっていない複数本の溝であってもよい。溝１５の延在方向は、ブローボトルの長手方向に対して傾斜した方向であることが、ブローボトル１２の強度の点から好ましい。

ブローボトル１２は、プリフォーム９をブロー成形した場合、ブロー部１８の最底面の中心部に孔１９を有する。多層ブローボトルの外層１３と内層１４が剥離可能な材料構成である場合、外層１３と内層１４を剥離した後に、上述したように孔１９を外気と連通する穴として用いることができる。

次に、これまで説明したブローボトルをインクカートリッジに適用した場合について説明する。但し、本発明に係るブローボトルは、インクカートリッジ以外にも用いることができる。例えば、飲食用容器や医薬用容器等が挙げられる。

図４（ａ）は、ブローボトルで形成したインクカートリッジ２０の外観を示す図である。インクカートリッジ２０は、１本で１色のインクを収納している。但し、１本のインクカートリッジ２０に複数色のインクを分離して収納していてもよく、収納した複数色のインクをそれぞれ別のインク受け管に供給する構成であってもよい。

インクカートリッジ２０には、挿入部２１が設けられている。挿入部２１には、開口を有するシール部材を設けてもよい。挿入部２１（シール部材がある場合には、シール部材の開口）には、印刷記録装置（記録装置）に設けられたインク受け管（不図示）が挿入される。インクカートリッジ２０の内部に収納されたインクは、挿入部２１に挿入されたインク受け管を通して、記録装置に供給され、記録に用いられる。

図４（ｂ）に、インクカートリッジ２０の内部構成を示す。筐体２２が、外層２２ａと内層２２ｂとの多層構成となったブローボトルである。外層２２ａは、実線で示す外側の層であり、インクカートリッジの外装材としての観点から、剛性の高い材料で形成されることが好ましい。一方、内層２２ｂは、点線で示す内側の層であり、内容物のインク使い切り性の観点から、柔軟な材料で形成されることが好ましい。即ち、外層２２ａは内層２２ｂよりも剛性が高いことが好ましい。外層２２ａと内層２２ｂは互いに剥離可能な状態となっており、内層２２ｂの内側（内部）にインクが収納されている。外層２２ａと内層２２ｂは、共に同じ部分に開口を有し、内層２２ｂの開口がジョイント部材２３と接合することで閉鎖空間を構成する。この閉鎖空間にインクが収納される。上述した通り、外層２２ａを形成する材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからなる群から選択されるポリエステル樹脂のうち少なくとも一つであることが好ましい。内層２２ｂを形成する材料は、ポリオレフィン樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等を用いることが好ましい。

インクカートリッジ２０の筐体２２は、カバー部材２４と接合されている。ジョイント部材２３は、先端にインク受け管が挿入される挿入部２１を有する。挿入部２１には開口を有するシール部材２１ａが設けられており、記録装置に装着されている場合以外では、供給口弁２５をバネ２６で開口側に付勢することで、挿入部２１をシールしている。シール部材２１ａを形成する材料としては、ゴム、エラストマー等が挙げられる。バネ２６を形成する材料としては、ＳＵＳ等が挙げられる。ジョイント部材２３には、電極部２７がある。電極部２７には、印刷記録装置（記録装置）の電気接続部に接触して電気接続部と電気的に接続可能な状態となる、複数のパッド電極が設けられている。バネ２６の他端側は、エア逆流抑制弁２８により、ジョイント部材２３の内空間と筐体内を閉鎖している。エア逆流抑制弁２８は、インクカートリッジの製造工程でインク注入後の筐体内のエア抜き工程で、エアが逆流しないように配置されている。エア逆流抑制弁２８を形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。筐体にインクを注入後、ジョイント部材２３を筐体と接合し、筐体内のエアをジョイント部材２３のエア抜き口２９よりエアを抜く。その後エア抜き口２９をフィルムでシールするが、エア抜き工程からフィルム溶着工程の間で筐体内にエアが逆流しないように、ジョイント部材２３と筐体内をエア逆流抑制弁２８により閉鎖する。尚、ジョイント部材２３には突出部３０が設けられており、突出部３０上に電極部２７が設けられている。また、ジョイント部材２３はカバー部材２４内に入り、カバー部材２４の開口から外部に露出している。挿入部２１も、カバー部材２４の開口から外部に露出している。

インクカートリッジからインクを供給する際には、挿入部２１からインク受け管がジョイント部材２３内に挿入され、ジョイント部材２３内が減圧される。この減圧によって、エア逆流抑制弁２８が開放される。そして、筐体内のインクがインク流路部材３１を介してジョイント部材２３内へ移動し、インク受け管を介して記録装置に供給される。インク流路部材３１は、筐体内で重力方向下方に溜まるインクを回収し、インク受け管側へ供給する。このため、図４（ｂ）に示すように、挿入部２１から遠い側の端部が重力方向下方にあり、挿入部２１に近い側の端部が重力方向上方にあることが好ましい。また、図４（ｂ）に示すように、インク流路部材３１は、挿入部２１のある筐体２２の開口側から底面側に向かって、重力方向上方から重力方向下方に傾斜する構成であることが好ましい。インク流路部材３１を形成する材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。

筐体２２は、把持部３３を有する。把持部３３をユーザが把持する、あるいは記録装置が有する部材が把持部３３を把持するなどし、インクカートリッジ２０を回転させる。このようにして、電極部２７上のパッド電極を電気接続部に電気的に接続可能とすることができる。

インクカートリッジ２０は、インクカートリッジ２０の外部（記録装置）にインクを供給し、収納しているインクの量が減少すると、その減少したインクの体積に応じて内層２２ｂが変形する。収納しているインクを最終的に使い切ると、内層２２ｂはつぶれた状態となる。一方、外層２２ａは、外層２２ａを剛性が高い材料で形成した場合、変形しにくく、その形状を維持する。筐体２２のうち、大気連通口３４が開口している。大気連通口３４から、外層２２ａと内層２２ｂの間の空間に大気が導入される。ラベル３５によって、大気連通口３４の僅かな部分を除いて覆うことで、インクの蒸発を良好に抑制することができる。ラベル３５を形成する材料としては、ポリプロピレンフィルム、紙等が挙げられる。

以下、本発明の実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。

表１に、多層のプリフォームの形成材料を示す。表１中の形成材料についての数値の単位は「ｗｔ％」である。外層プリフォームおよび内層プリフォームの形成材料の詳細は以下の通りである。

・外層プリフォーム形成材料
ポリエチレンテレフタレートＡ：ＮＥＨ−２０５０（ユニチカ製）、曲げ弾性率２３００ＭＰａ
ポリエチレンテレフタレートＢ：ＰＩＦＧ１０（ベルポリエステルプロダクツ製）、曲げ弾性率２３００ＭＰａ
ポリエチレンナフタレート：ＴＮ８０６５Ｓ（帝人製）、曲げ弾性率２２００ＭＰａ
ポリプロピレン：ブロック系ＰＰ Ｊ７０７Ｇ（プライムポリマー製）
黒色顔料：カーボンブラック
白色顔料：酸化チタン
・内層プリフォーム形成材料
ポリエチレン：ＬＬＤＰＥ ０１５ＡＮ（宇部丸善ポリエチレン製）、曲げ弾性率２１０ＭＰａ
ポリプロピレン：ランダム系ＰＰ Ｊ２４６Ｍ（プライムポリマー製）、曲げ弾性率９００ＭＰａ
黒色顔料：カーボンブラック
白色顔料：酸化チタン

これらの形成材料を用いて、各実施例において以下の通りにインジェクションブロー成形を行い、ブローボトルを成形した。

＜実施例１＞
表１に記載の外層プリフォームおよび内層プリフォームの形成材料で、図１、図２（ａ）に示す多層のプリフォームを形成した。外層プリフォームのストレート部の厚みは２．８ｍｍ、内層プリフォームのストレート部の厚みは１．０ｍｍ、プリフォームの高さは９０ｍｍとした。

形成したプリフォームに対して、インジェクションブロー成形機（ＦＲＢ−１、フロンティア製）を用いて多層インジェクションブロー成形を行った。まず、プリフォームを回転させながら、ハロゲンヒーター（ＱＩＲ２００Ｖ１０００Ｗ、岩崎電気製）を用いてプリフォームの外層側から加熱を行った。より具体的には、外層プリフォームの表面から２０ｍｍの位置に６個のヒーターを１５ｍｍピッチで配列させ、５０秒間の加熱とした。非接触式温度センサーを用いて、プリフォーム加熱直後の温度（すなわち、インジェクションブロー直前の外層プリフォームの温度）を測定することで、成形温度の確認を行った。加熱後のプリフォームを金型に挿入した後、金型を閉じて延伸ロッドでプリフォームの内側を軸方向に伸長させた。同時に３０気圧のエアを導入して、全体をボトル形状に成形した。

成形した多層のブローボトルは、径５７ｍｍ、高さ２００ｍｍであり、ブロー成形後のブロー部の外層厚み（分散させた任意の２０点における平均値）は０．５ｍｍ、ブロー部の内層厚み（分散させた任意の２０点における平均値）は０．１ｍｍであった。

以上のようにして成形したブローボトルの外層および内層のＬ＊値を、分光測色計（ＣＭ−２６００ｄ、コニカミノルタ製）を用いて測定した。測定したＬ＊値を、表１にあわせて示す。尚、ブローボトルの形成材料（材料構成）は、プリフォームの形成材料（材料構成）と同じであった。

＜実施例２〜１６および比較例１〜３＞
表１の外層プリフォームおよび内層プリフォームの材料構成を変更した以外は、実施例１と同様にして多層のブローボトルを成形し、Ｌ＊値を測定した。実施例１と同様に、ブローボトルの形成材料（材料構成）は、プリフォームの形成材料（材料構成）といずれの例においても同じであった。

＜インジェクションブロー成形性の評価＞
多層のプリフォームを用いて、多層インジェクションブローが可能な成形可能温度範囲を確認した。具体的には、多層のプリフォーム加熱時のハロゲンヒーターの出力値を調整し、加熱工程直後の外層プリフォームの温度を６５℃から１６０℃まで５℃間隔で変化させて、計２０種の成形条件でブロー成形を行った。各成形条件で２０個のブローボトル、即ちｎ＝２０の連続成形を行い、以下の基準で多層インジェクションブロー成形性の評価を行った。評価結果を表１に「成形性」として示す。
Ａ：外層および内層に破断はなく、ｎ＝２０の連続成形可能な成形条件が４個以上（成形可能温度範囲が少なくとも１５℃以上）であった。
Ｂ：外層および内層に破断はなく、ｎ＝２０の連続成形可能な成形条件が２個以上３個以下（成形可能温度範囲が少なくとも１０℃以上１５℃未満）であった。
Ｃ：外層および内層に破断はなく、ｎ＝２０の連続成形可能な成形条件が１個（成形可能温度範囲が１０℃未満）であった。
Ｄ：ｎ＝２０の連続成形中に、外層または内層に破断がない成形条件がなかった。

実施例１〜１４は、外層プリフォームにポリエチレンテレフタレート、内層プリフォームにポリエチレンをベースとした材料構成である。実施例１〜１４では、内層プリフォームの黒色度が外層プリフォームの黒色度よりも高く、外層プリフォームのＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が２０以上９０以下の灰色である。このようにすることで、ブローボトルを良好に成形できることが分かる。

実施例１、５と実施例２〜４との比較から分かるように、外層プリフォームのＬ＊値が５０以上８０以下の灰色であることで、ブローボトルの成形性が良化した。

また、実施例１〜５と実施例６〜８の比較から分かるように、外層プリフォームにポリオレフィン樹脂（ポリプロピレン）を添加することで、ブローボトルの成形性が良化した。

実施例３に対して、実施例１５では、外層プリフォームの主剤を、イソフタル酸を含んだ共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂に変更している。また、実施例１６では、外層プリフォームの主剤を、ポリエチレンナフタレート樹脂、内層プリフォームの主剤をポリプロピレン樹脂に変更している。これらの場合にも、実施例３と同様の効果が得られた。

一方、比較例１では外層プリフォームのＬ＊値が９０を超えており、比較例２では、外層プリフォームのＬ＊値が２０未満である。さらに比較例３では内層プリフォームの黒色度が外層プリフォームの黒色度よりも低い。これらの場合には、良好な多層インジェクションブロー適性が得られず、ブローボトルを良好に成形することができなかった。

Claims (20)

1. 外層および内層を有するブローボトルであって、
   前記内層の黒色度が前記外層の黒色度よりも高く、
   前記外層のＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が、２０以上、９０以下であることを特徴とするブローボトル。
2. 前記外層のＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が、５０以上である請求項１に記載のブローボトル。
3. 前記外層のＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が、８０以下である請求項１または２に記載のブローボトル。
4. 前記外層は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからなる群から選択されるポリエステル樹脂のうち少なくとも一つを含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載のブローボトル。
5. 前記外層は、黒色顔料を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブローボトル。
6. 前記外層は、白色顔料を含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載のブローボトル。
7. 前記外層は、白色顔料および黒色顔料を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載のブローボトル。
8. 前記外層は、ポリオレフィン樹脂を含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載のブローボトル。
9. 前記外層の、前記ポリオレフィン樹脂の含有割合は、０．３ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下である請求項８に記載のブローボトル。
10. 前記外層の厚みは、０．０５ｍｍ以上、５．００ｍｍ以下である請求項１乃至９のいずれか１項に記載のブローボトル。
11. 前記内層の厚みは、０．０５ｍｍ以上、５．００ｍｍ以下である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のブローボトル。
12. 前記内層の厚みは、０．０５ｍｍ以上、０．５０ｍｍ以下である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のブローボトル。
13. 前記内層の内側にインクを収納した請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のブローボトル。
14. 外層プリフォームおよび内層プリフォームを有する多層のプリフォームを用意する工程と、前記多層のプリフォームをインジェクションブロー成形し、ブローボトルを成形する工程と、を有するブローボトルの成形方法であって、
    前記内層プリフォームの黒色度が前記外層プリフォームの黒色度よりも高く、前記外層プリフォームのＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が、２０以上、９０以下であることを特徴とするブローボトルの成形方法。
15. 前記外層プリフォームのＣＩＥ表色系におけるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系のＬ＊値が、５０以上、８０以下である請求項１４に記載のブローボトルの成形方法。
16. 前記外層プリフォームは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはポリブチレンテレフタレートからなる群から選択されるポリエステル樹脂のうち少なくとも一つを含む請求項１４または１５に記載のブローボトルの成形方法。
17. 前記外層プリフォームは、白色顔料および黒色顔料を含む請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載のブローボトルの成形方法。
18. 前記外層プリフォームは、ポリオレフィン樹脂を含む請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載のブローボトルの成形方法。
19. 前記外層プリフォームの、前記ポリオレフィン樹脂の含有割合は、０．３ｗｔ％以上、３０ｗｔ％以下である請求項１８に記載のブローボトルの成形方法。
20. 前記内層プリフォームの厚みは、０．０５ｍｍ以上、０．５０ｍｍ以下である請求項１４乃至１９のいずれか１項に記載のブローボトルの成形方法。
    

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