JP4131019B2

JP4131019B2 - ポリエステル樹脂製壜体およびその製造法

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Publication number: JP4131019B2
Application number: JP2001165551A
Authority: JP
Inventors: 智幸石原; 秀一古塩
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP2002355886A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、外表面がポリエステル系フィルム層で積層されることにより、付加的な機能が付与された、ポリエステル樹脂製壜体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレート樹脂製等の熱可塑性ポリエステル樹脂の延伸ブロー成形壜体（ＰＥＴボトル）は、優れた透明性や表面光沢性を有すると共に、壜容器に必要な耐衝撃性、剛性、ガスバリア性も有しており、飲料、調味料、化粧品等の各種液体の壜詰め容器として広く利用されている。
【０００３】
また、ポリエステル樹脂製壜体は、装飾性やガスバリア性等のさまざまな、機能を付与されて、その使用に提供されているが、特公平６−２２８６３号公報には、装飾性を付与するために、商品名等を印刷したラベルを貼付する方法についての記載があり、また印刷したシュリンクフィルムで胴部の一部をカバーする方法も広く一般的に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリエステル樹脂製壜体は耐圧性、強度をあげるため、また把手機能部等を設けるために胴部にさまざまな凸凹形状を形成したり、突設物を設ける必要があり、ラベルを貼付したり、シュリンクフィルムでカバーできるのは一定の領域に限られる。
【０００５】
例え、凸凹した領域を、シュリンクフィルムでカバーしたとしても、壜体外表面とシュリンクフィルムの間に隙間ができ、弛み、皺等も発生して、外観が悪く商品性を損なう場合もある。
【０００６】
またシュリンクフィルムでカバーする方法は、壜体の成形とは別の工程を必要として、生産コストが高くなる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたもので、壜体の形状によらず、その胴部をポリエステル系フィルム層で剥離不能に被覆した、ポリエステル樹脂製壜体を得ることを技術課題として、もって装飾性、またガスバリア性等の機能を外表面に付与した容器を、安価に提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決する本発明の内、請求項1記載の発明の手段は、
射出成形によって製造されたプリフォームを延伸ブローしてなる、エチレンテレフタレート単位を主体とする、ポリエステル樹脂製壜本体を有すること、
この壜本体の、少なくとも胴部の外表面に剥離不能に積層され、プリフォームの延伸ブロー時に、このプリフォームと一体に延伸されたポリエステル系のフィルム層を有すること、
にある。
【０００９】
請求項１記載の発明において、壜本体には、ポリエステル樹脂として、主としてポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」という。）樹脂が使用されるが、ＰＥＴ樹脂の本質が損なわれない限り、エチレンテレフタレート単位を主体として、他のポリエステル単位を含む共重合ポリエステルも使用しうる。
【００１０】
共重合ポリエステル形成用の成分としては、たとえばイソフタル酸、ナフタレン２，６ジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸成分、プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール等のグリコール成分を挙げることができる。
【００１１】
また、上記のポリエステル樹脂には顔料、染料、等の着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤などの添加物を含有することもできる。
【００１２】
請求項１記載の発明に用いられるフィルムは、プリフォームの射出成形時、インモールドでプリフォーム胴部の外表面と融着し、延伸ブロー成形時にプリフォーム本体と一体となって共延伸可能であることが必要であり、テレフタル酸とエチレングリコールを主成分として、ジカルボン酸成分として、たとえばイソフタル酸、ナフタレン２，６ジカルボン酸等を、ジオール成分として、たとえば１，４ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等を、共重合成分とする、共重合ポリエステル樹脂からなり、示差熱走査型熱量計（以下、「ＤＳＣ」という。）で測定した融解温度（以下、「Ｔｍ」という。）が２４０℃未満、好ましくは融解ピークが存在しない非晶性であり、ＤＳＣで測定した昇温結晶化温度（以下、「Ｔｃ」という。）が１７０℃以上の範囲、もしくは結晶化ピークが不存在である、ポリエステル系のフィルムを使用しうる。
【００１３】
請求項１の上記構成により、プリフォームの延伸ブロー時に、このプリフォームと一体に延伸された、ポリエステル系のフィルム層が剥離不能に壜本体の少なくとも胴部の外表面に積層された構成としたので、凸凹構造、把手機能部等の突設物に関わらず、皺、弛み、隙間、斑等が無く、壜本体の形状に沿って、壜本体と一体化して、フィルム層を積層した意匠性に優れた壜体を提供することが可能である。
【００１４】
印刷をして装飾性を有する、あるいはガスバリア性、耐衝撃性、遮光性、紫外線吸収等の機能を有するポリエステル系のフィルムを使用することにより、フィルム層を剥離不能に壜本体の外表面に積層した構成としたので、装飾性や各種の機能を容易に、効果的に壜体に付与することが可能である。
【００１５】
ポリエステル系のフィルムを使用しているので、フィルム層を分離することなく原料としているポリエステル樹脂をリサイクルして再使用することも可能である。
【００１６】
請求項２記載の発明の手段は、
有底、筒状のポリエステル樹脂製プリフォームの射出成形時に、インモールドでプリフォーム胴部の外表面に、プリフォームとの共延伸が可能な、ポリエステル系のフィルムを融着すること、
次にプリフォームと、この外表面に融着したポリエステル系のフィルムとを一体に、延伸ブロー成形すること、
この延伸ブロー成形により、フィルム層を、壜本体の少なくとも胴部の外表面に剥離不能に積層すること、
にある。
【００１７】
請求項２記載の発明の製造方法を詳細に説明する。
壜本体は、ポリエステル樹脂を用いて、まず有底、円筒状のプリフォームを射出成形し、次に延伸ブロー成形により、壜体に形成することにより製造される。
【００１８】
壜本体には、ポリエステル樹脂として、主としてＰＥＴ樹脂が使用されるが、ＰＥＴ樹脂の本質が損なわれない限り、エチレンテレフタレート単位を主体として、他のポリエステル単位を含む共重合ポリエステルも使用する。
【００１９】
共重合ポリエステル形成用の成分としては、たとえばイソフタル酸、ナフタレン２，６ジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸成分、プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール等のグリコール成分を挙げることができる。
【００２０】
また、このポリエステル樹脂には、顔料、染料、等の着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤などの添加物を含有することもできる。
【００２１】
プリフォームの射出成形時、成形金型内のプリフォームの胴部に対応する部分に、このプリフォームの胴部の外径に略等しい径と、胴部の高さに略等しい高さと、を有する円筒状にしたポリエステル系のフィルムを設置して、射出成形を行い、インモールドでポリエステル系のフィルムをプリフォーム胴部の外表面に融着、積層する。
【００２２】
この射出成形は、通常のＰＥＴボトルのプリフォーム成形条件と同様に、実施することができ、樹脂の射出温度は２７０〜３１０℃である。
【００２３】
次の工程では、ポリエステル系のフィルムが胴部に融着、積層したプリフォームを、ブロー成形金型内にプリフォーム口部を固定しながら設置して、延伸ブロー成形するが、延伸温度は８５〜１３５℃であり、通常のＰＥＴボトルの成形条件と同様である。
【００２４】
この際、プリフォーム胴部の外表面に融着、積層したポリエステル系のフィルムはプリフォームの延伸ブロー時に、このプリフォームと一体に共延伸され、フィルム層が、少なくとも胴部の外表面全域に剥離不能に積層したポリエステル樹脂製壜体を得ることができる。
【００２５】
請求項２記載の発明で使用するポリエステル系のフィルムは、プリフォームの射出成形時、インモールドでプリフォーム胴部の外表面と融着し、延伸ブロー成形時に、プリフォームと一体となって共延伸可能であることが必要であり、テレフタル酸とエチレングリコールを主成分として、たとえばジカルボン酸成分として、イソフタル酸、ナフタレン２，６ジカルボン酸等を、ジオール成分として、たとえば１，４ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等を、共重合成分とする、共重合ポリエステル樹脂からなり、ＤＳＣで測定したＴｍが２４０℃未満、あるいは融解ピークが存在しない非晶性であり、ＤＳＣで測定したＴｃが１７０℃以上の範囲、もしくは結晶化ピークが不存在である、ポリエステル系のフィルムを使用する。
【００２６】
Ｔｍが２４０℃以上であると、パリソンの射出成形時インモールドでのフィルムの融着が、不充分もしくは不能になり、またＴｃが１７０℃未満では、結晶化速度が速くて、インモールドでのフィルムの融着工程、あるいは延伸ブロー工程でフィルムの結晶化が進行して、延伸ブロー成形における、共延伸が困難あるいは不能になる。
【００２７】
請求項２記載の発明により、インモールドでプリフォーム胴部にポリエステル系のフィルムを融着し、延伸ブロー時に、プリフォームと一体にフィルムを共延伸して、剥離不能に壜本体に積層することができるようになり、凸凹構造、把手機能部等の突設物に関わらず、皺、弛み、隙間、斑等が無く、少なくとも胴部の外表面の全域に、壜本体の形状に沿って、壜本体と一体化して、フィルム層を積層した、意匠性に優れた壜体を、通常のＰＥＴ樹脂製壜体の成形工程、成形条件で、後工程無しに、容易に製造することが可能になった。
【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成に、ポリエステル系のフィルムにＤＳＣでのＴｍ測定において、融解ピークの存在しない、非晶性ポリエステルフィルムを使用すること、を加えたものである。
【００２９】
請求項３記載の発明にあっては、非晶性ポリエステルフィルムを使用することにより、広い成形範囲で、インモールドでのプリフォームとの融着、および延伸ブロー成形工程での安定した共延伸が可能になる。
【００３０】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明の構成に、ポリエステル系のフィルムに、テレフタル酸またはこれを主成分とする酸成分と、エチレングリコールとシクロヘキサンジメタノール（以下、「ＣＨＤＭ」という。）とを主成分として、そのモル比が９０／１０〜３０／７０の範囲であるジオール成分からなる共重合ポリエステル樹脂からなるフィルムを使用すること、を加えたものである。
【００３１】
請求項４の発明は、ＣＨＤＭが共重合した共重合ポリエステル樹脂からなるフィルムは、特に、延伸ブロー成形工程で、広い成形範囲での共延伸性に優れており、フィルム層が外表面に積層しているにも関わらず、表面光沢が良好で、透明性に関しても斑のない壜体を得ることが可能になる。
【００３２】
ＣＨＤＭのモル比が、１０％未満では結晶性が高く、７０％以上ではＣＨＤＭの成分が多くなり、エチレンテレフタレートを主成分とした樹脂からなるプリフォームとの相溶性が小さく、いずれの場合もインモールドでのプリフォームとの融着が不充分になり延伸ブロー時の共延伸が不能になる。
【００３３】
請求項５記載の発明は、請求項２，３または４記載の発明に、インモールドで、プリフォーム胴部の外表面に装飾のための印刷をしたポリエステル系のフィルムを使用すること、を加えたものである。
【００３４】
請求項５記載の発明により、インモールドで積層した印刷フィルムが、延伸ブロー時に、プリフォームと一体に延伸されるので、胴部に設けられた凸凹構造、あるいは把手機能部等の突設物に関わらず、皺、弛み、隙間、斑等が無く、少なくとも胴部の外表面の全域に、壜本体の形状に沿って、壜本体と一体化して印刷模様が広がった、装飾効果を有した壜体を得ることが可能になる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法および、一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１および図２に、本発明のポリエステル樹脂製壜体１の一実施例の半縦断正面図および平断面図を示しており、壜本体２は、ＰＥＴ樹脂製の大型軸延伸ブロー成形壜体で、有底長方形筒形状をした胴部４の上端に、角筒錘台形状をした肩部５を介して、外周面に螺条を刻設した短円筒形状の口部６を一体に立設して構成されている。
【００３６】
胴部４の略中央高さ位置には、補強用の中央周溝７が、胴部４全周にわたって陥没周設され、前後に対向した胴部４の長手辺筒壁部分の中央には凹部８が陥没設されており、この凹部８は比較的大きな横幅、深さを有しており、片手の指先をこの凹部８に侵入、引っ掛けて、壜本体２を保持できるように構造している。
【００３７】
壜本体２の胴部４の全域、および肩部５大部分の外表面にフィルム層１１が、凹部８の大きな陥没箇所も含めて、剥離不能に積層されている。
【００３８】
次に上記、壜体１の一実施例の製造方法を説明する。
ポリエステル系のフィルム２５としてイーストマンケミカル社製の非晶性ポリエステル樹脂ＰＥＴＧからなるフィルムを使用する。このフィルムはテレフタル酸からなる酸成分と、エチレングリコールとＣＨＤＭを主成分として、そのモル比が７０／３０であるジオール成分からなる、共重合ポリエステル樹脂からなるフィルムであり、ＤＳＣでのＴｍ測定で、融解ピークが存在しない非晶性のフィルムであり、またＴｃ測定における結晶化ピークも存在しない。
【００３９】
ＴｍおよびＴｃの測定は、ＤＳＣにて窒素雰囲気下で、室温から２０℃／分で３００℃まで昇温する測定操作によって行われ、Ｔｍは、結晶融解に由来する吸熱ピークにおいて、単位時間あたりの吸熱量が、最大を示す温度、またＴｃは、結晶化に由来する発熱ピークにおいて、単位時間の発熱量が、最大を示す温度である。
【００４０】
壜本体２の成形は、有底、円筒状の形状であり、プリフォーム底部２１、プリフォーム胴部２２、プリフォーム口部２３から構成される、プリフォーム２０をＰＥＴ樹脂により射出成形する工程と、このプリフォーム２０を延伸ブロー成形する工程からなる。
【００４１】
インモールドでのフィルム２５のプリフォーム２０への融着は、プリフォーム２０の射出成形工程において、射出成形金型３０のキャビティー型３２における、プリフォーム胴部２２の外周面に対応する位置に、フィルム２５をプリフォーム胴部２２の外径と高さに略等しい外径と、高さとを有した円筒状になるようにして設置、次にコアー型３１をキャビティー型３２内に侵入させ、ＰＥＴ樹脂をゲート３３からキャビティー３４に射出して成形することにより実施する。（図５参照）
【００４２】
上記の射出成形は、通常のＰＥＴ樹脂の成形と同様な条件で実施することができ、射出樹脂温度は２７０〜３００℃であるが、本発明の一実施例に使用するフィルム２５は、ＤＳＣ測定による融解ピークが存在せず、非晶性ポリエステルフィルムであり、広い温度範囲でＰＥＴ樹脂からなるプリフォーム２０に充分融着することができる。
【００４３】
結晶性を有したポリエステル系のフィルムでも、Ｔｍが２４０℃未満であれば、射出樹脂温度を、前記２７０〜３００℃の範囲内で高目に設定すれば、融着は可能である。
【００４４】
延伸ブロー成形は、インモールドで、プリフォーム胴部２２の外表面にフィルム２５を融着、積層したプリフォーム２０を、延伸ブロー成形機の金型内にプリフォーム口部２３を金型の上部に固定しながらセット、ＰＥＴ樹脂製壜体の通常の成形条件で実施するが、樹脂温度は８５〜１３５℃の範囲であり、プリフォーム胴部２２の外表面に融着、積層したフィルム２５をプリフォーム２０と一体に共延伸する。
【００４５】
以上の製造法より、フィルム層１１が、壜本体２の胴部４と肩部５の大部分の外表面全域に、胴部４に数多く設された凸凹形状に関わらず、皺、弛み、隙間、斑等が無く、胴部４の全域、および肩部５の大部分の領域に、壜本体２の形状に沿って壜本体２に一体化して積層した、意匠性に優れた壜体１を得ることができた。
【００４６】
また、壜体１は透明性の斑も無く、表面光沢も良好であり、胴部４にある大きな凹部８においても皺、弛み、隙間の発生は見られなかった。
【００４７】
フィルム２５の結晶化速度が速いと、インモールドで融着する工程、また延伸ブロー成形工程で、結晶化が進行し、白化が発生したり、延伸ブロー成形工程での共延伸が不能になるが、本発明の一実施例に用いたフィルム２５では、ＤＳＣのＴｃ測定による結晶化ピークが不存在であり、結晶化が起こらず、広い成形範囲でプリフォーム２０と一体に、共延伸を実施することができた。
【００４８】
また、結晶化ピークが存在しても、その温度が１７０℃以上のポリエステル系のフィルム２５であれば、結晶化速度が充分に遅いので、延伸ブロー条件を選択することにより共延伸が可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は、上記した構成としたので以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、プリフォームの延伸ブロー時に、このプリフォームと一体に延伸された、ポリエステル系のフィルム層が剥離不能に壜体本体に積層された構成としたので、凸凹構造、突設物に関わらず、皺、弛み、隙間、斑等が無く、壜本体の形状に沿って、壜本体と一体化して、フィルム層を積層した意匠性に優れた壜体を提供することができる。
【００５０】
印刷等により装飾性を有する、またガスバリア性、耐衝撃性、遮光性、紫外線吸収等の機能を有するポリエステル系のフィルムを使用することにより、剥離不能に壜体本体の表面に積層した構成であるので、装飾性や、各種の機能を容易にかつ効果的に壜体に付与することができる。
【００５１】
また、ポリエステル系のフィルムを使用しているので、フィルム層を分離することなく、原料であるポリエステル樹脂をリサイクルして再生使用することが、簡単にできる。
【００５２】
請求項２記載の発明にあっては、インモールドでポリエステル系のフィルムを融着し、プリフォームの延伸時に一体に共延伸、剥離不能に壜本体に積層する製造法であるので、凸凹構造、突設物に関わらず、皺、弛み、隙間、斑等が無く、壜本体の形状に沿って、壜本体と一体化して、フィルム層を積層した意匠性に優れた壜体を、通常のＰＥＴ樹脂製壜体の成形工程、成形条件で、後工程無しに、容易に得ることができる。
【００５３】
請求項３記載の発明にあっては、非晶性ポリエステルフィルムを使用するので、広い成形範で、インモールドでプリフォームとの融着ができ、また延伸ブロー成形工程での安定した共延伸ができる。
【００５４】
請求項４記載の発明にあっては、延伸性が良好なＣＨＤＭを共重合成分とした、共重合ポリエステルフィルムを使用するので、広い成形範囲で、延伸ブロー成形をすることができ、透明斑の無い、表面光沢に優れた壜体を簡単に得ることができる。
【００５５】
請求項５記載の発明にあっては、インモールドで積層した印刷フィルムが、延伸ブロー時に、プリフォームと一体に延伸されるので、胴部に設けられた凸凹構造、あるいは把手機能部等の突設物に関わらず、皺、弛み、隙間、斑等が無く、少なくとも胴部の外表面の全域に、壜本体の形状に沿って、壜本体と一体化して印刷模様が広がった、装飾効果を有した壜体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明壜体の一実施例を示す、半縦断正面図。
【図２】図１に示した壜体の、Ａ−Ａ線に沿っての平断面図。
【図３】図1に示した壜体用のプリフォームを示す、半縦断正面図。
【図４】図３に示したプリフォームの、Ｂ−Ｂ線に沿っての平断面図
【図５】図３に示したプリフォームの、インモールド成形用の射出成形金型を示す縦断面図。
【図６】図5に示した射出成形金型の、Ｃ−Ｃ線に沿っての平断面図。
【符号の説明】
１；壜体
２；壜本体
３；底部
４；胴部
５；肩部
６；口部
７；中央周溝
８；凹部
１１；フィルム層
２０；プリフォーム
２１；プリフォーム底部
２２；プリフォーム胴部
２３；プリフォーム口部
２５；フィルム
３０；射出成形金型
３１；コアー型
３２；キャビティー型
３３；ゲート
３４；キャビティー

Claims

射出成形によって製造されたプリフォーム(20)を延伸ブローしてなる、エチレンテレフタレート単位を主体とする、ポリエステル樹脂製壜本体(2)と、該壜本体(2)の、少なくとも胴部(4)の外表面に剥離不能に積層され、前記プリフォーム(20)の延伸ブロー時に、該プリフォーム(20)と一体に延伸されたポリエステル系のフィルム層(11)と、からなるポリエステル樹脂製壜体。
有底、筒状のポリエステル樹脂製プリフォーム(20)の射出成形時に、インモールドでプリフォーム胴部(22)の外表面に、前記プリフォーム(20)との共延伸が可能な、ポリエステル系のフィルム(25)を融着し、次に前記プリフォーム(20)とその外表面に融着したポリエステル系のフィルム(25)とを一体に、延伸ブロー成形することにより、ポリエステル系のフィルム層(11)を、ポリエステル樹脂製壜本体(2)の少なくとも胴部(4)の外表面に剥離不能に積層させたポリエステル樹脂製壜体の製造方法。
ポリエステル系のフィルム(25)として、非晶性ポリエステルフィルムを使用する請求項２記載のポリエステル樹脂製壜体の製造方法。
ポリエステル系のフィルム(25)として、テレフタル酸またはこれを主成分とする酸成分とエチレングリコールとＣＨＤＭ（シクロヘキサンジメタノール）とを主成分として、そのモル比が１０／９０〜３０／７０であるジオール成分からなる共重合ポリエステルフィルムを使用する請求項２記載のポリエステル樹脂製壜体の製造方法。
インモールドで、プリフォーム胴部(22)の外表面に装飾のための印刷をしたポリエステル系のフィルム(25)を融着することを特徴とする請求項２、３または４記載のポリエステル樹脂製壜体の製造方法。