JP2022190864A - プリフォーム及び二重容器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形後の冷却時に内袋が収縮することを抑制することを可能とするプリフォームを提供する。【解決手段】本発明によれば、内プリフォームに外プリフォームを被せて構成されるプリフォームであって、前記内プリフォームは、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備え、前記外プリフォームは、非晶質PETを含む非晶質PET系樹脂で構成される非晶質PET層を備え、前記ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第1温度範囲とし、前記非晶質PET系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第2温度範囲とすると、第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲が2℃以上である、プリフォームが提供される。【選択図】図1
Description
本発明は、プリフォーム及び二重容器の製造方法に関する。
特許文献1には、内プリフォームと外プリフォームを重ねた状態で二軸延伸ブロー成形することによって二重容器を製造する方法が開示されている。
本発明者らが、内プリフォームの材料としてホモポリプロピレンを用い、外プリフォームの材料として非晶質PETを用いた参考例において、内プリフォームと外プリフォームを重ねた状態で二軸延伸ブロー成形することによって二重容器を製造した場合、二重容器の内袋が冷却時に収縮してしまい、内袋と外殻の間に隙間が発生して、内袋の内容量が規定量よりも少なくなってしまうという現象が生じる場合があることが分かった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、成形後の冷却時に内袋が収縮することを抑制することを可能とするプリフォームを提供するものである。
本発明によれば、内プリフォームに外プリフォームを被せて構成されるプリフォームであって、前記内プリフォームは、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備え、前記外プリフォームは、非晶質PETを含む非晶質PET系樹脂で構成される非晶質PET層を備え、前記ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第1温度範囲とし、前記非晶質PET系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第2温度範囲とすると、第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲が2℃以上である、プリフォームが提供される。
上記参考例において、内袋が成形後の冷却時に収縮しやすい原因について分析したところ、参考例での成形温度では、非晶質PETは、成形に適した軟化状態となるが、ホモポリプロピレンは、十分に軟化されていない状態になることが原因であることが分かった。つまり、内プリフォームを構成するホモポリプロピレンが十分に軟化されていない状態で成形が行われたために、成形後の冷却時に内袋が収縮しやすくなっていたことが分かった。
また、さらに分析を進めた結果、ホモポリプロピレンのようなポリオレフィンは、第1温度範囲において成形に適した軟化状態となり、非晶質PETでは、第2温度範囲において成形に適した軟化状態となり、第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲内では、ポリオレフィンと非晶質PETの両方が成形に適した軟化状態となることが分かった。そして、ホモポリプロピレンと非晶質PETでは、重なり温度範囲が約1℃という非常に狭い温度範囲内であるために、両方に適した温度での成形が容易でないことが分かった。
一方、本発明のプリフォームでは、重なり温度範囲が2℃以上となっている。このため、上述した参考例の場合に比べて、ポリオレフィンと非晶質PETの両方を成形に適した軟化状態にすることができる成形温度で成形しやすく、その結果、成形後の冷却時に内袋が収縮することを抑制することができる。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、プロピレンと別のモノマーとの間の共重合体であるプロピレン共重合体を含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、ホモポリプロピレンと、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンを含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記重なり温度範囲は、10℃以上である、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームを用いた二重容器の製造方法であって、前記重なり温度範囲内の温度に前記プリフォームを加熱して、二軸延伸ブロー成形を行う、方法である。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、プロピレンと別のモノマーとの間の共重合体であるプロピレン共重合体を含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、ホモポリプロピレンと、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンを含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記重なり温度範囲は、10℃以上である、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームを用いた二重容器の製造方法であって、前記重なり温度範囲内の温度に前記プリフォームを加熱して、二軸延伸ブロー成形を行う、方法である。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
1.二重容器1及びプリフォーム15
最初に、本発明の一実施形態の二重容器の製造方法によって製造可能な二重容器1について説明する。図1に示すように、本発明の方法によって製造可能な二重容器1は、容器本体2を備える。容器本体2は、外殻3と内袋4とを有し且つ内容物の減少に伴って内袋4が収縮するように構成される。
最初に、本発明の一実施形態の二重容器の製造方法によって製造可能な二重容器1について説明する。図1に示すように、本発明の方法によって製造可能な二重容器1は、容器本体2を備える。容器本体2は、外殻3と内袋4とを有し且つ内容物の減少に伴って内袋4が収縮するように構成される。
図1に示すように、容器本体2は、口部5と、胴部6と、底部7を備える。口部5は、開口端5cを有する筒状(好ましくは円筒状)部位である。口部5は、キャップやポンプなどの口部装着部材を装着可能な係合部5aを備える。係合部5aは、口部装着部材がネジ式の場合は雄ねじ部であり、口部装着部材が打栓式の場合は周方向に突出する環状突起である。口部装着部材は、好ましくは、逆止弁を有しており、内容物の吐出は可能であるが、外気が容器本体2内に流入しないようになっている。口部5には、フランジ5bが設けられている。フランジ5bは、口部5に口部装着部材を装着する際に口部5を支持するために利用可能である。
胴部6は、口部5よりも開口端5cから離れた側に口部5に隣接して配置される。言い換えると、口部5は、胴部6の上端6aから延びるように設けられている。胴部6は、口部5よりも外径(本明細書において、「外径」は、断面が円形でない場合は、外接円径を意味する。)が大きい。胴部6は筒状であり、底部7は、胴部6の下端に設けられ、胴部6の下端を閉塞する。胴部6は、口部5から離れるにつれて外径が大きくなる肩部6bと、肩部6bよりも底部7側に設けられ外径が略一定の胴部本体6cを備える。
容器本体2は、内袋4と、内袋4を覆うように配置された外殻3を備える。内袋4は、フランジ4b以外の部位が外殻3内に収容されている。内袋4は、フランジ4bが外殻3の開口端に当接することによって、外殻3内にずれ落ちないようになっている。
外殻3には、不図示の外気導入孔が設けられる。外気導入孔は、外殻3を貫通する貫通孔であり、内袋4の収縮に伴って、外気導入孔を通じて外殻3と内袋4の間の中間空間に外気が導入されることによって、外殻3を収縮させずに、内袋4を収縮させることが可能になっている。外気導入孔は、口部5、胴部6、底部7のいずれに設けても良い。
図2~図8に示すように、容器本体2は、内袋4となる内プリフォーム14に、外殻3となる外プリフォーム13を被せてプリフォーム15とした状態で、内プリフォーム14と外プリフォーム13を加熱して二軸延伸ブロー成形することによって形成することができる。
図2に示すように、内プリフォーム14は、有底筒状であり、口部14aと、胴部14bと、底部14cを備える。口部14aの開口端には、フランジ14a1が設けられている。底部14cには、位置決めピン14c1が設けられている。
図2に示すように、外プリフォーム13は、有底筒状であり、口部13aと、胴部13bと、底部13cを備える。底部13cには、位置決め孔13c2及び貫通孔17が設けられている。図3Bに示すように、底部13cの外面には環状凸部13c4が設けられている。位置決め孔13c2及び貫通孔17は、環状凸部13c4の内側の領域に配置されている。外プリフォーム13は、内プリフォーム14が挿入可能なサイズになっている。貫通孔17が容器本体2の外気導入孔となる。
図3に示すように、プリフォーム15を形成する際に、フランジ14a1を口部13aの開口端に当接させると共に、位置決めピン14c1を位置決め孔13c2に挿入する。これによって、内プリフォーム14と外プリフォーム13が互いに位置決めされる。この状態では、口部14aと口部13aが対向し、胴部14bと胴部13bが対向する。
口部13a,14aがプリフォーム15の口部15aとなり、胴部13b,14bがプリフォーム15の胴部15bとなり、底部13c,14cがプリフォーム15の底部15cとなる。また、図5に図示するように、胴部15b及び底部15cが後述する成形工程で延伸される被延伸部15dとなる。
内プリフォーム14及び外プリフォーム13は、熱可塑性樹脂のダイレクトブロー成形や射出成形等によって形成可能である。
内プリフォーム14は、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備える。ポリオレフィン系樹脂中のポリオレフィンの含有量は、例えば、60~100質量%であり、具体的には例えば、60、70、80、90、100質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ホモポリプロピレン(PP)、プロピレン共重合体、環状ポリオレフィン(COP)及びその混合物などが挙げられる。
プロピレン共重合体は、プロピレンと別のモノマーとの間の共重合体であり、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、ランダム共重合体であることが好ましい。プロピレン共重合体は、モノマー混合物を共重合体することによって得ることができる。モノマー混合物中のプロピレンの含有量は、例えば60~99.5mol%であり、具体的には例えば、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、99.5mol%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。プロピレンと共重合されるモノマーとしては、エチレンが特に好ましい。
内プリフォーム14は、単層構成であっても多層構成であってもよい。単層構成の場合、内プリフォーム14は、上記のポリオレフィン層のみを備える。多層構成の場合は、内プリフォーム14は、上記のポリオレフィン層と、別の層の積層構造を有する。別の層としては、ガスバリア性樹脂層や接着性樹脂層が挙げられる。接着性樹脂層は、ポリオレフィン層とガスバリア性樹脂層の接着性を高めるために用いられる。
ガスバリア性樹脂層は、ガスバリア性樹脂で構成される層である。本明細書において、ガスバリア性樹脂は、厚さ20μmのフィルムにした状態で、20℃・65%RHの環境下での酸素透過度が50cc/(m2・24時間・atm)未満であるものを意味する。上記酸素透過度は、例えば0~49cc/(m2・24時間・atm)であり、具体的には例えば、0.01、0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、15、20、25、30、35、40、45、49cc/(m2・24時間・atm)であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内又は何れか以下であってもよい。
ガスバリア性樹脂としては、EVOHや、ポリアミドのようなガスバリア性が高い樹脂のみで構成されていてもよく、上記樹脂と別の樹脂との混合樹脂であってもよい。
接着性樹脂層は、接着性樹脂で構成される層である。接着性樹脂としては、酸変性ポリオレフィン樹脂(例:無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン)等が挙げられる。
内プリフォーム14の長手方向の中央において、内プリフォーム14の壁厚全体に対する、ポリオレフィン層の厚さの割合は、例えば、50~100%であり、具体的には例えば、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
外プリフォーム13は、非晶質PETを含む非晶質PET系樹脂で構成される非晶質PET層を備える。非晶質PETとは、溶融状態のPET(ポリエチレンテレフタレート)を急冷することによって結晶化させることなく、固化させたものである。外プリフォーム13を射出成形などによって融解ピーク温度以上の温度(270~280℃程度)で成形した後に急冷することによって外プリフォーム13を構成するPETを非晶質にすることができる。非晶質PET系樹脂中の非晶質PETの含有量は、例えば、60~100質量%であり、具体的には例えば、60、70、80、90、100質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
外プリフォーム13は、単層構成であっても多層構成であってもよい。単層構成の場合、外プリフォーム13は、上記の非晶質PET層のみを備える。多層構成の場合は、外プリフォーム13は、上記の非晶質PET層と、別の層の積層構造を有する。別の層としては、上述したガスバリア性樹脂層や接着性樹脂層が挙げられる。
本実施形態では、ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第1温度範囲とし、非晶質PET系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第2温度範囲とすると、第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲が2℃以上である。
図4Aは、ポリオレフィン系樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行って得られるグラフの一例を示す(実施例1で得られたグラフ)。DSCは、JIS K 7121:2012に従って行うことができる。このグラフの横軸は温度を示し、縦軸は吸熱又は発熱量を示す。1st runでは、試料を昇温しながら測定を行う。ポリオレフィン系樹脂は、低温では結晶状態になっており、昇温時に融解ピークが観測される。この融解ピークの温度が「融解ピーク温度」である。
融解ピーク温度を超えると、ポリオレフィン系樹脂は、粘度が非常に低い液体状態となる。次に、2nd runでは、液体状態のポリオレフィン系樹脂の温度を徐々に低下させる。この際に、結晶化ピークが観測される。この結晶化ピークの温度が「結晶化ピーク温度」である。ポリオレフィン系樹脂は、融解ピーク温度よりも高い温度では過度に軟化された状態になりやすく、結晶化ピーク温度よりも低い温度では軟化が不十分になる傾向がある。このため、結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲において、ポリオレフィン系樹脂が成形に適した軟化状態となる。この温度範囲が第1温度範囲である。
ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度は、例えば、80~117℃であり、90~110℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、80、85、90、95、100、105、110、115、116、117℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。ポリオレフィン系樹脂の融解ピーク温度は、例えば、90~145℃であり、115~135℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、90、100、110、115、120、125、130、135、140、145℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。第1温度範囲は、例えば、5~50℃であり、具体的には例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度は、ポリオレフィン系樹脂の組成を変更することで調整することができる。例えば、プロピレン-エチレンランダム共重合体は、ホモポリプロピレンに比べて、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低いので、ポリオレフィン系樹脂中に含まれるプロピレン-エチレンランダム共重合体の含有量を増やすことによって、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度を下げることができる。
ポリオレフィン系樹脂が複数のポリオレフィンの混合物である場合、ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度は、複数のポリオレフィンのそれぞれの結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度を反映した値となるので、例えば、ポリオレフィン系樹脂が、LLDPEやLDPEのような結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低いポリオレフィンと、ホモポリプロピレンを含む場合、ホモポリプロピレンに比べて、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低くなる。
図4Bは、非晶質PET系樹脂についてのDSCを行って得られるグラフの一例を示す(実施例1で得られたグラフ)。DSC及びグラフの説明は、図4Aと同様である。
非晶質PET系樹脂は、低温では非晶質状態になっており、昇温時に軟化開始点、軟化完了点、結晶化開始点、結晶化ピークがこの順で現れる。軟化開始点、軟化完了点、結晶化開始点、及び結晶化ピークが現れる温度がそれぞれ「軟化開始温度」、「軟化完了温度」、「結晶化開始温度」、「結晶化ピーク温度」である。
軟化開始点は、ガラス転移温度(Tg)に相当する温度で現れ、軟化開始点を境にして吸熱量が増大する(DSC曲線の負の傾きが大きくなる)。軟化完了点は、吸熱量が増大しなくなる温度(つまり、DSC曲線の傾きが負からゼロになる温度)で現れる。軟化開始点と軟化完了点の間において非晶質PET系樹脂が徐々に軟化される。軟化完了温度では非晶質PET系樹脂が十分に軟化された状態になっている。
非晶質PET系樹脂をさらに加熱すると、結晶化開始点及び結晶化ピークが現れる。結晶化開始点は、非晶質PET系樹脂が結晶化を開始する温度で現れ、結晶化開始点を境にDSC曲線の傾きが大きくなる。結晶化ピークは、非晶質PET系樹脂の結晶化が完了する温度で現れる。結晶化開始温度よりも高い温度では、非晶質PET系樹脂の結晶化度が高めるために柔軟性が失われて、非晶質PET系樹脂の軟化が不十分になりやすい。このため、軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲において、非晶質PET系樹脂が成形に適した軟化状態となる。この温度範囲が第2温度範囲である。
非晶質PET系樹脂の軟化完了温度は、例えば、70~90℃であり、75~85℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、70、75、80、85、90℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。非晶質PET系樹脂の結晶化開始温度は、例えば、110~130℃であり、115~125℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、110、115、120、125、130℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。第2温度範囲は、例えば、30~50℃であり、35~45℃が好ましい。具体的には例えば、30、35、40、45、50℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
参考例では、ポリオレフィン系樹脂がホモポリプロピレンで構成され、非晶質PET系樹脂が非晶質PETで構成される。ホモポリプロピレンは、一例では、結晶化ピーク温度が約119℃であり、融解ピーク温度が約149℃であるので、第1温度範囲は、119~149℃である。非晶質PETは、一例では、軟化完了温度が約81℃であり、結晶化開始温度が約120℃であるので、第2温度範囲が81~120℃である。そして、第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲は、約1℃である。
重なり温度範囲内では、ポリオレフィン系樹脂と非晶質PET系樹脂の両方が成形に適した軟化状態となるので、重なり温度範囲の温度で成形を行うことが望ましいが、ホモポリプロピレンと非晶質PETでは、重なり温度範囲が約1℃という非常に狭い温度範囲内であるために、両方に適した温度での成形が容易でない。
重なり温度範囲が狭い理由は、第1温度範囲が第2範囲よりも高温側に存在していることであり、第1温度範囲を低温側にシフトさせることによって、重なり温度範囲を広くすることができる。上述したように、プロピレン-エチレンランダム共重合体は、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度がホモポリプロピレンよりも低いので、ポリオレフィン系樹脂にプロピレン-エチレンランダム共重合体を含ませることによって、第1温度範囲を低温側にシフトさせて、重なり温度範囲を広げることができる。また、LLDPEやLDPEのような結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低いポリオレフィンを添加することによって、第1温度範囲を低温側にシフトさせてもよい。
本実施形態のプリフォーム15では、重なり温度範囲が2℃以上(好ましくは10℃)となるように、ポリオレフィン系樹脂を選択している。このため、上述した参考例の場合に比べて、ポリオレフィン系樹脂と非晶質PET系樹脂の両方が成形に適した軟化状態となる成形温度で成形しやすく、その結果、成形後の冷却時に内袋4が収縮することを抑制することができる。
重なり温度範囲は、例えば2~40℃であり、4~40℃が好ましい。この重なり温度範囲は、具体的には例えば、2、4、5、10、15、20、25、30、35、40℃であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内又は何れか以上であってもよい。
2.製造装置40
次に、本発明の一実施形態の二重容器1の製造方法に利用可能な製造装置40について説明する。
次に、本発明の一実施形態の二重容器1の製造方法に利用可能な製造装置40について説明する。
図5~図8に示すように、製造装置40は、金型ユニット20と、複数のヒーター31を備える。
複数のヒーター31は、プリフォーム15がヒーター31に近接したときに、プリフォーム15の側面に隣接した位置において、プリフォーム15の長手方向に沿って並ぶように配置されている。複数のヒーター31は、互いに独立して出力が制御可能になっている。各ヒーター31は、好ましくは、図5の紙面垂直方向に延びる棒状である。
金型ユニット20は、口部支持型21と、底部支持型22と、成形型23,24を備える。
口部支持型21は、外プリフォーム13の口部13aを支持可能に構成されている。口部支持型21内には、挿通孔21aが設けられており、挿通孔21aに支持棒25が挿通されている。支持棒25は、不図示の駆動機構によって伸縮が可能になっている。
口部支持型21は、図5に示すようにヒーター31に近接した位置Aと、図6に示すように成形型23,24の間の位置Bの間を移動可能に構成されている。このため、位置Aにおいてプリフォーム15を加熱する加熱工程を実施した後に、位置Bにおいてプリフォーム15を成形する成形工程を実施することが可能になっている。口部支持型21は、口部13aの中心軸を中心にプリフォーム15を回転させることができるようになっている。プリフォーム15を回転させながらプリフォーム15をヒーター31に近接させることによって、プリフォーム15の全周を均一に加熱することが可能になっている。なお、口部支持型21を移動させる代わりに、ヒーター31を移動させるようにしてもよい。
底部支持型22は、駆動機構22cで駆動されて、縦延伸方向(図6~図8の上下方向)に移動可能に構成されている。成形型23,24は、開閉可能であり、それぞれ、キャビティ面23a,24aを備える。キャビティ面23a,24aが合わさって、容器本体2の外形に対応した形状のキャビティが形成される。
3.二重容器1の製造方法
本発明の一実施形態の二重容器1の製造方法は、加熱工程と、成形工程を備える。成形工程は、底部支持工程と、延伸工程と、ブロー成形工程を備える。
本発明の一実施形態の二重容器1の製造方法は、加熱工程と、成形工程を備える。成形工程は、底部支持工程と、延伸工程と、ブロー成形工程を備える。
<加熱工程>
加熱工程では、プリフォーム15を加熱して軟化させて軟化状態とする。加熱工程は、プリフォーム15を回転させながら、プリフォーム15を複数のヒーター31で加熱することによって行うことができる。
加熱工程では、プリフォーム15を加熱して軟化させて軟化状態とする。加熱工程は、プリフォーム15を回転させながら、プリフォーム15を複数のヒーター31で加熱することによって行うことができる。
一例では、図5に示すようにプリフォーム15を口部支持型21に装着した状態で、プリフォーム15をヒーター31に近接させることによって、プリフォーム15の加熱を行うことができる。プリフォーム15の口部15aは口部支持型21で覆われているので、胴部15b及び底部15c(つまり、被延伸部15d)が加熱される。なお、加熱工程の前に、支持棒25の先端を内プリフォーム14の内底面に当接させてもよい。これによって、軟化されたプリフォーム15が揺れることが抑制される。
プリフォーム15の加熱温度は、上述の重なり温度範囲内の温度とすることが好ましい。これによって、外プリフォーム13と内プリフォーム14の両方を成形に適した軟化状態にすることができる。
<底部支持工程>
底部支持工程では、図6~図7に示すように、底部支持型22が外プリフォーム13の底部13cに向かって移動し、底部支持型22で外プリフォーム13の底部13cを支持する。底部支持型22には、環状凸部13c4を収容可能な凹部22aが設けられており、底部支持型22は、環状凸部13c4が凹部22a内に収容されるように底部13cを支持することが好ましい。これによって、環状凸部13c4及びその内側の領域がブロー成形工程の際に延伸されることが抑制される。凹部22aは、環状であることが好ましい。また、底部支持型22は、位置決めピン14c1を収容可能な凹部22bを備え、凹部22b内に位置決めピン14c1を収容するように底部13cを支持することが好ましい。これによって、位置決めピン14c1が底部支持型22に干渉することが抑制される。図7は、成形型23,24が閉じられた状態を示しているが、成形型23,24は、ブロー成形工程の前の任意の時点で閉じればよいので、縦延伸工程の後に閉じるようにしてもよい。
底部支持工程では、図6~図7に示すように、底部支持型22が外プリフォーム13の底部13cに向かって移動し、底部支持型22で外プリフォーム13の底部13cを支持する。底部支持型22には、環状凸部13c4を収容可能な凹部22aが設けられており、底部支持型22は、環状凸部13c4が凹部22a内に収容されるように底部13cを支持することが好ましい。これによって、環状凸部13c4及びその内側の領域がブロー成形工程の際に延伸されることが抑制される。凹部22aは、環状であることが好ましい。また、底部支持型22は、位置決めピン14c1を収容可能な凹部22bを備え、凹部22b内に位置決めピン14c1を収容するように底部13cを支持することが好ましい。これによって、位置決めピン14c1が底部支持型22に干渉することが抑制される。図7は、成形型23,24が閉じられた状態を示しているが、成形型23,24は、ブロー成形工程の前の任意の時点で閉じればよいので、縦延伸工程の後に閉じるようにしてもよい。
<縦延伸工程>
縦延伸工程では、図7~図8に示すように、支持棒25を内プリフォーム14の内底面に押し当てて伸長させることによって、プリフォーム15を縦方向(図8の上下方向)に延伸させる。この際、支持棒25の伸長と同期させて底部支持型22を後退させることが好ましい。これによって、プリフォーム15を安定して延伸させることができる。なお、縦延伸工程は、底部支持型22で底部13cを支持していない状態で行うことも可能であるので、縦延伸工程の後に底部支持工程を行ってもよい。また、内プリフォーム14の内底面には、支持棒が嵌る凹部を設けて、支持棒を内プリフォーム14に固定しやすいようにしてもよい。
縦延伸工程では、図7~図8に示すように、支持棒25を内プリフォーム14の内底面に押し当てて伸長させることによって、プリフォーム15を縦方向(図8の上下方向)に延伸させる。この際、支持棒25の伸長と同期させて底部支持型22を後退させることが好ましい。これによって、プリフォーム15を安定して延伸させることができる。なお、縦延伸工程は、底部支持型22で底部13cを支持していない状態で行うことも可能であるので、縦延伸工程の後に底部支持工程を行ってもよい。また、内プリフォーム14の内底面には、支持棒が嵌る凹部を設けて、支持棒を内プリフォーム14に固定しやすいようにしてもよい。
<ブロー成形工程>
ブロー成形工程では、図8の状態から内プリフォーム14内にエアーを吹き込むことによってプリフォーム15を横方向に延伸させて(つまり膨張させて)キャビティ面23a,24aの形状に賦形する。エアーの吹き込みは、口部支持型21と支持棒25の間の通気路26を通じて行うことができるが、例えば、支持棒25内に通気路を設けて、支持棒25の側面からエアーを吹き出すようにしてもよい。
ブロー成形工程では、図8の状態から内プリフォーム14内にエアーを吹き込むことによってプリフォーム15を横方向に延伸させて(つまり膨張させて)キャビティ面23a,24aの形状に賦形する。エアーの吹き込みは、口部支持型21と支持棒25の間の通気路26を通じて行うことができるが、例えば、支持棒25内に通気路を設けて、支持棒25の側面からエアーを吹き出すようにしてもよい。
本実施形態では、外プリフォーム13の底部13cが底部支持型22で支持された状態でエアーの吹き込みを行うので、外プリフォーム13の底部13cの延伸が抑制される。
なお、ブロー成形工程は、縦延伸工程と同時に行うこともできる。つまり、プリフォーム15を縦方向に延伸させながら、内プリフォーム14内にエアーを吹き込んでもよい。また、縦延伸工程を省略して、底部支持工程の後に、プリフォーム15を縦方向に延伸させずに、エアーの吹き込みを行ってもよい。
ブロー成形によって、プリフォーム15が膨張して図1に示す容器本体2が得られる。口部13a,14aが口部5となり、胴部13b,14bが胴部6となり、底部13c,14cが底部7となる。ブロー成形の際に、口部13a,14aと、環状凸部13c4とその内側の領域は、ほとんど変形せず、その他の部位が主に変形する。フランジ14a1は、図1Aに示すように、容器本体2の口部5の開口端を覆うフランジ4bとなる。
<参考例1>
上述した方法に従って、図2~図3に示すプリフォーム15を、図5~図8に示す製造装置40を用いて二軸延伸ブロー成形することによって、図1に示す容器本体2(内容量300mL)を製造した。内プリフォーム14は、ホモポリプロピレン(型式:ノバテック、日本ポリプロ社製)を射出成形することによって製造した。外プリフォーム13は、PET(型式:チタン系触媒グレード、帝人社製)を300℃で射出成形して外プリフォームの形状とした後に20℃に急冷することによって製造した。急冷によって溶融状態のPETを非晶質状態にした。
上述した方法に従って、図2~図3に示すプリフォーム15を、図5~図8に示す製造装置40を用いて二軸延伸ブロー成形することによって、図1に示す容器本体2(内容量300mL)を製造した。内プリフォーム14は、ホモポリプロピレン(型式:ノバテック、日本ポリプロ社製)を射出成形することによって製造した。外プリフォーム13は、PET(型式:チタン系触媒グレード、帝人社製)を300℃で射出成形して外プリフォームの形状とした後に20℃に急冷することによって製造した。急冷によって溶融状態のPETを非晶質状態にした。
ホモポリプロピレンの結晶化ピーク温度が約119℃であり、融解ピーク温度が約149℃であるので、第1温度範囲は、119~149℃であった。非晶質PETの軟化完了温度が約81℃であり、結晶化開始温度が約120℃であるので、第2温度範囲が81~120℃である。そして、第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲は、約1℃であった。
このようなプリフォーム15を110℃(プリフォーム15の長手方向の中央での温度)に加熱した後に、二軸延伸ブロー成形をして、容器本体2を得た。
容器本体2を室温に冷却した後に、容器本体2の底部において、内袋4の状態を確認したところ、内袋4の収縮によって内袋4と外殻3の間に2mm程度の隙間が空いていた。
<実施例1>
内プリフォーム14の材料を変更した以外は、参考例1と同様の方法で容器本体2を作製した。
内プリフォーム14の材料を変更した以外は、参考例1と同様の方法で容器本体2を作製した。
実施例1では、内プリフォーム14は、プロピレン-エチレンランダム共重合体(型式:ウィンテック、日本ポリプロ社製)を射出成形することによって製造した。プロピレン-エチレンランダム共重合体の結晶化ピーク温度が約100℃であり、融解ピーク温度が約125℃であるので、第1温度範囲は、100~125℃であった。そして、第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲は、20℃であった。
このようなプリフォーム15を110℃(プリフォーム15の長手方向の中央での温度)に加熱した後に、二軸延伸ブロー成形をして、容器本体2を得た。
容器本体2を室温に冷却した後に、容器本体2の底部において、内袋4の状態を確認したところ、内袋4の収縮によって内袋4と外殻3の間の隙間が1mm以下であった。この結果は、実施例1では、参考例1に比べて、成形後の冷却時に内袋4が収縮することが抑制されたことを示している。
1 :二重容器
2 :容器本体
3 :外殻
4 :内袋
4b :フランジ
5 :口部
5a :係合部
5b :フランジ
5c :開口端
6 :胴部
6a :上端
6b :肩部
6c :胴部本体
7 :底部
13 :外プリフォーム
13a :口部
13b :胴部
13c :底部
13c2 :位置決め孔
13c4 :環状凸部
14 :内プリフォーム
14a :口部
14a1 :フランジ
14b :胴部
14c :底部
14c1 :位置決めピン
15 :プリフォーム
15a :口部
15b :胴部
15c :底部
15d :被延伸部
17 :貫通孔
20 :金型ユニット
21 :口部支持型
21a :挿通孔
22 :底部支持型
22a :凹部
22b :凹部
22c :駆動機構
23 :成形型
23a :キャビティ面
24 :成形型
24a :キャビティ面
25 :支持棒
26 :通気路
31 :ヒーター
40 :製造装置
2 :容器本体
3 :外殻
4 :内袋
4b :フランジ
5 :口部
5a :係合部
5b :フランジ
5c :開口端
6 :胴部
6a :上端
6b :肩部
6c :胴部本体
7 :底部
13 :外プリフォーム
13a :口部
13b :胴部
13c :底部
13c2 :位置決め孔
13c4 :環状凸部
14 :内プリフォーム
14a :口部
14a1 :フランジ
14b :胴部
14c :底部
14c1 :位置決めピン
15 :プリフォーム
15a :口部
15b :胴部
15c :底部
15d :被延伸部
17 :貫通孔
20 :金型ユニット
21 :口部支持型
21a :挿通孔
22 :底部支持型
22a :凹部
22b :凹部
22c :駆動機構
23 :成形型
23a :キャビティ面
24 :成形型
24a :キャビティ面
25 :支持棒
26 :通気路
31 :ヒーター
40 :製造装置
Claims (5)
- 内プリフォームに外プリフォームを被せて構成されるプリフォームであって、
前記内プリフォームは、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備え、
前記外プリフォームは、非晶質PETを含む非晶質PET系樹脂で構成される非晶質PET層を備え、
前記ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第1温度範囲とし、
前記非晶質PET系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第2温度範囲とすると、
第1温度範囲と第2温度範囲が重なる重なり温度範囲が2℃以上である、プリフォーム。 - 請求項1に記載のプリフォームであって、
前記ポリオレフィンは、プロピレンと別のモノマーとの間の共重合体であるプロピレン共重合体を含む、プリフォーム。 - 請求項1に記載のプリフォームであって、
前記ポリオレフィンは、ホモポリプロピレンと、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンを含む、プリフォーム。 - 請求項1~請求項3の何れか1つに記載のプリフォームであって、
前記重なり温度範囲は、10℃以上である、プリフォーム。 - 請求項1~請求項4の何れか1つに記載のプリフォームを用いた二重容器の製造方法であって、
前記重なり温度範囲内の温度に前記プリフォームを加熱して、二軸延伸ブロー成形を行う、方法。
Priority Applications (6)
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JP2021099348A JP2022190864A (ja) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | プリフォーム及び二重容器の製造方法 |
KR1020237037881A KR20230165827A (ko) | 2021-04-05 | 2022-03-29 | 프리폼, 이중 용기 및 그 제조 방법 |
PCT/JP2022/015502 WO2022215598A1 (ja) | 2021-04-05 | 2022-03-29 | プリフォーム、二重容器及びその製造方法 |
EP22784582.3A EP4321446A1 (en) | 2021-04-05 | 2022-03-29 | Preform, double container, and method for manufacturing double container |
US18/551,927 US20240190636A1 (en) | 2021-04-05 | 2022-03-29 | Preform, double container and method of manufacturing thereof |
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