JP2021160265A - 二重容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リサイクル適性に優れた二重容器を得ることができる二重容器の製造方法を提供する。
【解決手段】基材樹脂６と、基材樹脂６よりも熱分解開始温度が低い熱分解用樹脂７とを共射出又は共押出しすることにより、基材樹脂６からなる外層６ａと、基材樹脂６からなる内層６ｂと、熱分解用樹脂７によって形成される中間層７ａとを備える予備成形体を形成する予備成形工程と、熱分解用樹脂を基材樹脂６の熱分解開始温度よりも低い温度で熱分解させることにより、中間層７ａを空洞状にする熱分解工程と、空洞状の中間層７ａを有する予備成形体をブロー成形するブロー成形工程とを有することを特徴とする二重容器の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、二重容器の製造方法に関する。

従来、例えば醤油や調味料等の食品等を収容する容器として、外層体と、外層体の内側で減容変形可能な内層体とで構成され、外気を外層体と内層体との間に導入する外気導入口を有し、筒状の口部、口部よりも拡径した胴部及び胴部の下端を閉塞する底部を備えるボトル形状をなす二重容器が知られている。

二重容器は、例えば、逆止弁を備えた吐出キャップと組み合わされたスクイズ式の吐出容器、あるいはポンプと組み合わされたポンプ付き容器として使用され、胴部をスクイズ（圧搾）したりポンプを操作したりすることで内容物を外部に吐出することができる。一方、内容物の吐出後には、外気導入口から外層体と内層体との間に外気が導入されることにより、外層体を元の形状に復元ないし維持したまま、内層体のみを減容変形させることができる。したがって、二重容器によれば、内層体に収容されている内容物を外気と置換することなく外部に吐出させて、内層体に収容されている内容物への外気の接触を減らし、当該内容物の劣化や変質等を抑制することができる。

二重容器は、例えば特許文献１に記載されるように、基材樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート）と、基材樹脂に対する相溶性が低い樹脂である非相溶性樹脂（例えばエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂）とを共射出することにより、基材樹脂からなる外層と、非相溶性樹脂からなる内層とを備えるプリフォームを形成し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形することで形成することができる。このようにして得られた二重容器は、基材樹脂からなる外層体と、非相溶性樹脂からなる内層体とを備えており、内層体が外層体から容易に剥離し、減容変形することができる。

特開２０１４−８８００４号公報

特許文献１に記載されるような従来の製造方法によれば、プリフォームを共射出により効率的に形成することができる。しかし、得られる二重容器は外層体と内層体とが異なる樹脂で形成されているため、リサイクル適性の点で改善の余地がある。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、リサイクル適性に優れた二重容器を得ることができる二重容器の製造方法を提供することにある。

本発明の二重容器の製造方法は、前記二重容器が、外層体と、前記外層体の内側で減容変形可能な内層体とで構成され、外気を前記外層体と前記内層体との間に導入する外気導入口を有し、筒状の口部、前記口部よりも拡径した胴部及び前記胴部の下端を閉塞する底部を備えるボトル形状をなし、基材樹脂と、前記基材樹脂よりも熱分解開始温度が低い熱分解用樹脂とを共射出又は共押出しすることにより、前記基材樹脂からなる外層と、前記基材樹脂からなる内層と、前記熱分解用樹脂によって形成される中間層とを備える予備成形体を形成する予備成形工程と、前記熱分解用樹脂を前記基材樹脂の熱分解開始温度よりも低い温度で熱分解させることにより、前記中間層を空洞状にする熱分解工程と、空洞状の前記中間層を有する前記予備成形体をブロー成形するブロー成形工程とを有することを特徴とする。

本発明の二重容器の製造方法は、上記構成において、前記予備成形工程において、前記基材樹脂と前記熱分解用樹脂とを共射出することにより、前記予備成形体として有底筒状のプリフォームを形成するのが好ましい。

本発明の二重容器の製造方法は、上記構成において、前記熱分解用樹脂が脂肪族ポリカーボネートであるのが好ましい。

本発明によれば、リサイクル適性に優れた二重容器を得ることができる二重容器の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態である二重容器の製造方法において形成されたプリフォームを示す断面図である。 図１に示すプリフォームを二軸延伸ブロー成形することで得られた二重容器を示す一部断面側面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明をより具体的に例示説明する。

本発明の一実施の形態である二重容器の製造方法は、共射出成形により図１に示すプリフォーム１を形成し、このプリフォーム１を二軸延伸ブロー成形することで、図２に示す二重容器１１を製造する方法であり、予備成形工程、熱分解工程及びブロー成形工程を有している。

本実施の形態においては、まず、予備成形工程が行われる。予備成形工程は、基材樹脂６と、基材樹脂６よりも熱分解開始温度が低い熱分解用樹脂とを共射出することにより、基材樹脂６からなる外層６ａと、基材樹脂６からなる内層６ｂと、熱分解用樹脂によって形成される中間層７ａとを備える予備成形体として、有底筒状のプリフォーム１を形成する工程である。

基材樹脂６は、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルや、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンであるのが好ましい。

熱分解用樹脂は、基材樹脂６よりも熱分解開始温度が低い樹脂であれば特に限定されないが、基材樹脂６の熱分解開始温度よりも低い温度で８０質量％以上が分解されるものが好ましい。

また、熱分解用樹脂は、熱分解工程において基材樹脂６の熱分解開始温度よりも低い温度で略完全に分解され、二酸化炭素と水のような環境に適合する成分に変化するものが好ましい。このような好ましい樹脂としては、例えば、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート等の脂肪族ポリカーボネートが挙げられる。脂肪族ポリカーボネートは、一般的にポリエステルやポリオレフィンよりも熱分解開始温度が低く、空気中又は酸素中で熱分解することで、二酸化炭素と水に変化する。その熱分解反応式の一例を以下に示す。

脂肪族ポリカーボネートは、熱分解開始温度が例えば１８０℃であり、８０質量％が分解される８０質量％熱分解温度が例えば２２０℃である。

共射出は、多重ノズルを有する公知の射出成形機を用いて、基材樹脂６と熱分解用樹脂の射出速度及びタイミングを適切に設定することで行うことができる。

プリフォーム１は、外層６ａ、内層６ｂ及び中間層７ａの３層のみで構成されている。プリフォーム１は、中心軸線Ｏを中心とする円筒状の口部２と、口部２の下端に連なるとともに口部２と略同径の円筒状の胴部３と、胴部３の下端を閉塞する略半球面状の底部４とを有している。

なお、本実施形態において、上下方向とは口部２の中心軸線Ｏに沿う方向を意味し、下方とは口部２から底部４に向かう方向を意味し、上方とはその反対方向を意味し、径方向とは中心軸線Ｏに直交する直線に沿う方向を意味し、周方向とは中心軸線Ｏを周回する方向を意味している。

口部２の外周面における下部には、ネックリング２ａが設けられている。口部２の外周面におけるネックリング２ａよりも上方の部分には、ねじ部２ｂと２つの外気導入口５が設けられている。なお、外気導入口５の数は適宜変更が可能である。各々の外気導入口５は外層６ａを貫通し、中間層７ａまで達している。外気導入口５は側面視で例えば長円形状又は真円形状である。

外層６ａ、中間層７ａ及び内層６ｂがこの順に積層された積層構造は、プリフォーム１における口部２の上下方向中間部よりも下方の部分全体に亘っている。

中間層７ａの上端位置は適宜変更することができる。例えば、中間層７ａの上端位置は口部２における上部であってもよいし、ネックリング２ａよりも下方であってもよい。外気導入口５の位置を適宜変更することもできる。例えば、外気導入口５を、胴部３において外層６ａを貫通し、中間層７ａまで達するように設けてもよい。

中間層７ａの下端位置を適宜変更することもできる。例えば、中間層７ａの下端位置は胴部３における下端部であってもよい。この場合、底部４は、中間層７ａを有さない単層構造となる。

プリフォーム１を形成する際に、熱分解工程が行われる。熱分解工程は、熱分解用樹脂を基材樹脂６の熱分解開始温度よりも低い温度で熱分解させることにより、中間層７ａを空洞状にする工程である。熱分解工程においては、熱分解用樹脂を、熱分解用樹脂の熱分解開始温度（好ましくは８０質量％熱分解温度）以上の温度で熱分解させる。射出成形型内で熱分解用樹脂が熱分解されて空洞状の中間層７ａが形成されるように、射出成形機の各部の温度を設定する。具体的には、共射出した溶融樹脂が合流し積層した後、ゲートを通過して射出成形型内のキャビティに流入する際に、ゲートにおける溶融樹脂の温度が熱分解用樹脂の熱分解開始温度（好ましくは８０質量％熱分解温度）以上になるように射出成形機の温度を設定する。その際、ゲートにおいて溶融樹脂の温度を熱分解用樹脂の熱分解開始温度（好ましくは８０質量％熱分解温度）以上まで高めるように加熱することが好ましい。ゲートの温度は、例えば、ゲート近辺にヒータを設置することで調節することができる。熱分解工程においては、熱分解用樹脂を略完全に熱分解させることが好ましい。熱分解工程を含む予備成形工程により、基材樹脂６からなる外層６ａと、基材樹脂６からなる内層６ｂと、空洞状の中間層７ａとを備える有底筒状のプリフォーム１が形成される。

なお、射出成形型からプリフォーム１を取り出した後にプリフォーム１を加熱することで、熱分解用樹脂を熱分解させてもよい。ブロー成形工程の開始時にプリフォーム１を延伸可能な温度に加熱するとともに、この加熱で熱分解用樹脂を熱分解させてもよい。つまり、熱分解工程は、予備成形工程の最中のみに行われるものに限らない。

外気導入口５は、射出成形型の内部又は外部で、外層６ａを打ち抜き加工することで形成することができる。外気導入口５は、熱分解用樹脂を略完全に熱分解させる前に形成してもよいし、熱分解用樹脂を略完全に熱分解させた後に形成してもよい。

熱分解工程により外層６ａと内層６ｂとの間に空洞状の中間層７ａが形成されると、ブロー成形工程が行われる。ブロー成形工程は、プリフォーム１を二軸延伸ブロー成形する工程である。ブロー成形工程においては、延伸に適した温度のプリフォーム１をボトル形状のキャビティを有する金型に配置した状態で、空気等の加圧媒体をプリフォーム１の内部に導入することにより、プリフォーム１の胴部３と底部４を上下方向と径方向の２軸方向に延伸させる。このとき、延伸ロッドを用いて底部４を下方に押し下げることで、芯ぶれを抑制して精度の良い成形を可能にすることができる。なお、延伸ロッドを用いずに加圧媒体のみによって、プリフォーム１を上下方向に延伸させてもよい。

ブロー成形工程を経ることで、プリフォーム１は、図２に示すように、外層体１６ａと、外層体１６ａの内側で減容変形可能な内層体１６ｂとで構成され、外気を外層体１６ａと内層体１６ｂとの間に導入する外気導入口１５を有し、中心軸線Ｏを中心とする円筒状の口部１２、口部１２よりも拡径した胴部１３及び胴部１３の下端を閉塞する底部１４を備えるボトル形状をなす二重容器１１に成形される。

すなわち、二重容器１１は、外層６ａによって形成された外層体１６ａと、内層６ｂによって形成された内層体１６ｂとを有している。また、二重容器１１は、プリフォーム１の口部２と同等の形状及び寸法の口部１２を有している。つまり、口部１２はネックリング１２ａ、ねじ部１２ｂ及び２つの外気導入口１５を有している。なお、外気導入口１５は、プリフォーム１の時点では形成せずに、ブロー成形工程を行った後に形成してもよい。ネックリング１２ａを設けない構成とすることも可能である。

ねじ部１２ｂは、用途に応じて吐出キャップやポンプ等を螺合させ、取り付けるために使用される。なお、口部１２には、ねじ部１２ｂに代えて、打栓によって吐出キャップやポンプ等を取り付けるための係止凸部を設けてもよい。

内層体１６ｂの内側には内容物の収容空間Ｓが形成されている。内容物は、例えば醤油や調味料等の食品等であるが、これに限定されない。

なお、胴部１３は、口部１２の下端から下方に向けて徐々に拡径する肩部分１３ａと、肩部分１３ａの下端に連なるとともに中心軸線Ｏを中心とする円筒状をなす胴本体部分１３ｂとからなっているが、胴部１３の形状はこれに限らない。また、胴部１３には、周方向に全周に亘って延びる凹状又は凸状の周リブを設けてもよい。口部１２に位置する外気導入口１５から胴本体部分１３ｂに至る外気の導入経路を確保し易くするために、胴部１３の肩部分１３ａに上下方向に延びる凹状又は凸状の縦リブを設けてもよい。また、底部１４の形状も適宜変更が可能である。胴部１３及び底部１４の形状は、ブロー成形工程で用いる金型のキャビティの形状を適宜設定することで変更することができる。

二軸延伸ブロー成形時には、プリフォーム１が外層６ａと内層６ｂとの間に空洞状の中間層７ａを有することにより、外層６ａと内層６ｂとが剥離不能に接着してしまうことが防止される。したがって、得られる二重容器１１は、基材樹脂１６からなる外層体１６ａと基材樹脂１６からなる内層体１６ｂとの間に空洞層１７ａが形成され、或いは外層体１６ａと内層体１６ｂとが剥離可能に密着した、単一素材からなるものとなる。

したがって、本実施の形態によれば、二重容器１１をモノマテリアル化して、良好なリサイクル適性を得ることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態は以下のような種々の変更が可能である。

前記実施の形態における予備成形工程は、基材樹脂６と、基材樹脂６よりも熱分解開始温度が低い熱分解用樹脂とを共射出又は共押出しすることにより、基材樹脂６からなる外層６ａと、基材樹脂６からなる内層６ｂと、熱分解用樹脂によって形成される中間層７ａとを備える予備成形体を形成する工程であればよい。

前記実施の形態における熱分解工程は、熱分解用樹脂を基材樹脂６の熱分解開始温度よりも低い温度で熱分解させることにより、中間層７ａを空洞状にする工程であればよい。

前記実施の形態におけるブロー成形工程は、空洞状の中間層７ａを有する予備成形体をブロー成形する工程であればよい。

前記実施の形態によって得られる二重容器１１は、外層体１６ａと、外層体１６ａの内側で減容変形可能な内層体１６ｂとで構成され、外気を外層体１６ａと内層体１６ｂとの間に導入する外気導入口１５を有し、筒状の口部１２、口部１２よりも拡径した胴部１３及び胴部１３の下端を閉塞する底部１４を備えるボトル形状をなすものであればよい。

前記実施の形態で用いる熱分解用樹脂は、脂肪族ポリカーボネートに限らない。

前記実施の形態では、共射出により形成した有底筒状のプリフォーム１を二軸延伸ブロー成形することで二重容器１１を形成しているが、これに代えて、押出ブロー成形（ＥＢＭ）により、図２に示す二重容器１１と同様の構成を有する二重容器を形成してもよい。

この場合、予備成形工程において、基材樹脂と熱分解用樹脂とを共押出しすることにより、予備成形体として筒状のパリソンを形成する。なお、外気導入口は、例えば、ブロー成形後の後加工により、口部又は口部以外の部分に設けることができる。また、分割されたブロー成形型で挟む食い切りにより底部に形成されるピンチオフ部において外層体と内層体とを剥離させることで、ピンチオフ部にスリット状の外気導入口を設けてもよい。

押出ブロー成形による場合も、熱分解工程においては、熱分解用樹脂を、熱分解用樹脂の熱分解開始温度（好ましくは８０質量％熱分解温度）以上の温度で熱分解させる。熱分解工程においては、熱分解用樹脂を略完全に熱分解させることが好ましい。熱分解工程を含む予備成形工程により、基材樹脂からなる外層と、基材樹脂からなる内層と、空洞状の中間層とを備えるパリソンが形成される。なお、熱分解工程は、予備成形工程の最中のみに行われるものに限らない。

なお、共射出又は共押出しによって予備成形体に形成する中間層は、帯状に上下方向に延びる１つ以上の間欠部を有していてもよい。このような間欠部を設けた場合には、ブロー成形工程を経ることにより、間欠部に対応して帯状に上下方向に延び外層体と内層体とを連結する連結層を有する二重容器を形成することができる。このような連結層によれば、内層体の偏った減容変形が生じることを抑制することができる。

１ プリフォーム
２ 口部
２ａ ネックリング
２ｂ ねじ部
３ 胴部
４ 底部
５ 外気導入口
６ 基材樹脂
６ａ 外層
６ｂ 内層
７ａ 中間層
１１ 二重容器
１２ 口部
１２ａ ネックリング
１２ｂ ねじ部
１３ 胴部
１３ａ 肩部分
１３ｂ 胴本体部分
１４ 底部
１５ 外気導入口
１６ 基材樹脂
１６ａ 外層体
１６ｂ 内層体
１７ａ 空洞層
Ｏ 中心軸線

Claims (3)

1. 二重容器の製造方法であって、
   前記二重容器が、外層体と、前記外層体の内側で減容変形可能な内層体とで構成され、外気を前記外層体と前記内層体との間に導入する外気導入口を有し、筒状の口部、前記口部よりも拡径した胴部及び前記胴部の下端を閉塞する底部を備えるボトル形状をなし、
   基材樹脂と、前記基材樹脂よりも熱分解開始温度が低い熱分解用樹脂とを共射出又は共押出しすることにより、前記基材樹脂からなる外層と、前記基材樹脂からなる内層と、前記熱分解用樹脂によって形成される中間層とを備える予備成形体を形成する予備成形工程と、
   前記熱分解用樹脂を前記基材樹脂の熱分解開始温度よりも低い温度で熱分解させることにより、前記中間層を空洞状にする熱分解工程と、
   空洞状の前記中間層を有する前記予備成形体をブロー成形するブロー成形工程とを有することを特徴とする二重容器の製造方法。
2. 前記予備成形工程において、前記基材樹脂と前記熱分解用樹脂とを共射出することにより、前記予備成形体として有底筒状のプリフォームを形成する、請求項１に記載の二重容器の製造方法。
3. 前記熱分解用樹脂が脂肪族ポリカーボネートである、請求項１又は２に記載の二重容器の製造方法。

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