JP4251350B2 - 合成樹脂製二重容器の製造方法および合成樹脂製二重容器。 - Google Patents

Description

本発明は、外層と隣接層の間に断熱のための空隙を形成した合成樹脂製二重容器の製造方法および合成樹脂製二重容器に関する。

たとえば高温のコーヒーが冷めたり、あるいは冷たいジュースが温まるのを抑制する（以下総称して保温と記す。）機能のために、また高温の収納液を収納した状態での素手での掴持可能するために、二重の壁による断熱性を利用した容器の使用が考えられる。二重の壁を有した例としてその目的は収納物の保温ではないが、特許文献１には容器本体に内部容器を収納した注出容器に関する考案が記載されている。
実開平７−２２９５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載される注出容器のように容器本体内に内部容器を収納する方法では、内部容体の容器本体への挿入、固定のためたとえば口筒部の口径を大きくする必要がある等の形状上の制約があること、挿入工程を必要とすること、また2つの容器の組み付けるための部位、部材あるいは組み付け工程が必要になる等の問題がある。

本発明は上述のごとき課題を解決しようとするものであって、断熱機能を有する二重容器をブロー成形で成形することを課題とし、もって低コストで合成樹脂製二重容器を提供することを目的とする。

本発明の二重容器のブロー成形方法のうち、請求項１記載の方法は、
ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）系樹脂からなる外層と、この外層に隣接し、ＰＥＴ系樹脂に対して非接着性の合成樹脂からなる隣接層を有する積層プリフォームを二軸延伸ブロー成形し、ブロー成形後の熱処理により隣接層を熱収縮させて、外層と隣接層との間に空隙を形成すること、にある。

ブロー成形後の熱処理温度は二軸延伸ブロー成形された、ＰＥＴ系樹脂製の外層が変形しない程度、また隣接層の熱収縮量を考慮して決めることができ、略７０〜９５℃の範囲である。

また本発明に用いる隣接層用の合成樹脂の選択に際しては、１２０℃近傍の樹脂温度で実施されるＰＥＴ系樹脂の二軸延伸ブロー成形での成形性を有すること（ＰＥＴ系樹脂製層との積層状態でのブロー成形性を有すれば足りる。）、ブロー成形後の熱処理による十分な熱収縮性を有することが要件であり、上記した熱処理の温度範囲を考慮すると、ガラス転移温度が７０℃以下の結晶性樹脂、例えばＰＰ系樹脂、ナイロン系樹脂等、を使用することができる。もちろん非晶性の合成樹脂であっても上記要件を満たせば使用することができる。

請求項１記載の上記方法により、二軸延伸ブロー成形されたＰＥＴ系樹脂製の外層は延伸結晶化により比較的強固に熱固定されるので、ブロー成形後適正な温度すなわち略７０〜９５℃の温度範囲で熱処理することにより、外層の熱収縮は小さく抑えた状態で隣接層用樹脂を熱収縮させて、隣接層を外層から剥離して、外層との間に空隙を形成することができる。

隣接層の熱収縮量が比較的小さくて、たとえこの空隙が僅かな間隙であっても一端外層からの剥離が進展すれば容器の壁を通しての熱伝導を低く抑えることが可能であり、断熱、保温のための機能を発揮せしめることができる。

なお、所謂ＰＥＴボトルでは内容液を高温で充填するような用途では口筒部の変形を抑制するためにプリフォームの口筒部を熱処理して熱結晶化による白化状態とするが、本発明の容器の製造方法においても必要に応じて予めプリフォームの口筒部を熱処理しておく。

また、積層プリフォームからのブロー成形においては口筒部は変形せず、積層プリフォームの口筒部の外層と内層が密着状態であれば、成形後もこの密着状態は維持されるので、外層と内層の間に略真空状の空隙を容易に形成することができ、断熱および保温効果をより高めた今までにない合成樹脂製の二重容器を提供することができる。

また、たとえば口筒部を有する壜体状の容器では、口筒部は積層プリフォームの形状のままで、エアブローによる変形はなく、この口筒部で外層と内層を組み付き固定した状態とすることができ、特に組み付けのための部材を要することなく通常のブロー成形で外層と内層の間に空隙を形成した二重容器を提供することができる。

また、たとえば細い口筒部を有する壜体状の容器であっても、ブロー成形と同時に内層からなる内部容体が外層からなる外部容体に挿入された状態であり、口筒部の径等の形状を気にすることなく、二重容器を容易に形成することができる。

本発明に用いるＰＥＴ系樹脂としては主として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でき、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。

積層プリフォームは、一方のプリフォームをインサート材として、他方の合成樹脂を射出成形する方法、予め外層用プリフォームと内層用プリフォームを射出成形し、内層用プリフォームを外層用プリフォーム内に嵌入する方法、内層と外層を有するパリソンをブロー成形してプリフォームを形成する方法等により得ることができる。

請求項２記載の発明の方法は、請求項１記載の発明において、ブロー成形後、内容液を８０〜９５℃の温度で充填し、その後密閉状態で冷却し、外層と隣接層との間に空隙を形成すること、にある。

請求項２記載の上記方法により、たとえばお茶、果汁飲料、液体調味料等のように８０〜９５℃程度の高温での充填工程のある製品向けの容器ではこの充填工程により、特に熱処理のための工程を別途設けることなく隣接層の熱収縮を進行させることができる。

また、高温の内容液を充填後、たとえば口筒部にキャップを取り付けて密閉状態として冷却すると、容器の内部が減圧状態となり隣接層が減容変形状に内部に引っ張られるので、熱処理による熱収縮と相俟って、外層との間の空隙の形成を十分に達成することができる。

請求項３記載の発明の方法は、請求項１または２記載の発明において、積層プリフォームをＰＥＴ系樹脂製プリフォーム内に隣接層用の合成樹脂からなるプリフォームを嵌入して形成すること、にある。

請求項３記載の上記方法により、外層となるＰＥＴ系樹脂製プリフォーム内に隣接層用の合成樹脂からなるプリフォームを嵌入することにより容易に積層プリフォームを準備することができる。

なお、外層と隣接層の組み付き固定状態をより確実に確保するために、積層プリフォームの口筒部において外層と内層とを、たとえば突周条と周溝でアンダーカット状に組み付けておくのが好ましいが、このようなアンダーカット状の組み付けは積層プリフォーム製造時に容易に形成することができる。

請求項４記載の発明の方法は、請求項１または２記載の発明において、積層プリフォームを、外層および内層がＰＥＴ系樹脂製で、この外層と内層の間に隣接層である中間層を有する、２種３層射出成形プリフォームとすること、にある。

請求項４記載の上記方法により、積層プリフォームを容易に得ることができると共に、中間層がたとえブロー成形の難しい合成樹脂であっても、ＰＥＴ系樹脂製の外層と内層に挟まれた状態でスムーズにブロー成形を実施することができるので高い生産性で容器を提供することができる。

また、２種３層の射出成形プリフォームでは通常少なくとも口筒部の上端部および底部の一部はＰＥＴ系樹脂単層となるので、中間層の熱収縮による空隙は略真空状態となるので、たとえＰＥＴ系樹脂製の内層の拘束により中間層の熱収縮による形成される空隙の間隙が極く狭いものとなっても、断熱および保温機能を十分に発揮せしめることができる。

請求項５記載の発明の方法は、請求項１、２、３または４記載の発明において、積層プリフォームの隣接層をポリプロピレン系（以下ＰＰと記す。）とすること、にある。

請求項５記載の上記方法により、ＰＰ系樹脂はＰＥＴ系樹脂の二軸延伸ブロー成形の条件でブロー成形が可能であり、また略７０〜９５℃の熱処理の温度範囲において十分な熱収縮性を有すると共に、大きく変形するがないので、高生産性を確保できＰＥＴ系樹脂と共に低コストで二重容器を提供できる。

請求項６記載の発明の手段は、ＰＥＴ系樹脂からなる外層と、この外層に非接着状態に隣接する結晶性の合成樹脂製からなる隣接層を有すること、この隣接層の熱収縮により外層と隣接層との間に空隙が形成されていること、
この空隙が略真空状態であること、にある。

請求項６記載の上記構成により、外層と隣接層の組み付けのための特別な部位、部材を必要とせずまた内層の外層内への挿入等の工程も必要でないので、断熱および保温のための空隙を有する二重容器を低コストで提供することができる。

また、空隙を略真空状とすることにより容器の壁を通しての熱伝導をより小さく抑制して断熱および保温効果をより高めた、今までにない合成樹脂製の二重容器を提供することができる。

請求項７記載の発明の手段は、請求項６記載の発明において、少なくとも胴部の高さ範囲において、ＰＥＴ系樹脂製の外層と内層の間に隣接層である中間層が形成された２種３層の積層構造有すること、にある。

請求項７記載の上記構成により、外層および内層をＰＥＴ樹脂製とすることができ、また口筒部および底部をＰＥＴ単層とすることもでき、二軸延伸ブロー成形されたＰＥＴボトルと略同様の性能を有し、さらに断熱および保温性という機能を付与した形で幅広い用途に展開することができる。

本発明は上記した方法および構成となっているので、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、ブロー成形された隣接層の熱収縮により隣接層が外層から剥離して、外層との間に空隙を形成し、容器の壁を通しての熱伝導を抑えて断熱および保温のための機能を発揮せしめることができる容器を低コストで提供でき、たとえば高温のコーヒーの冷め難い、あるいは冷たい飲料等の温まり難い容器として幅広い用途に適用できる。

また、たとえば口筒部を有する壜体状の容器では、口筒部は積層プリフォームの形状のままで、エアブローによる変形はなく、特に組み付けのための部材を要することなくこの口筒部で外層と内層を組み付き固定した状態とすることができる。

請求項２記載の発明にあっては、お茶、果汁飲料、液体調味料等のように８０〜９５℃程度の高温での充填工程のある製品向けの容器ではこの充填工程により、特に熱処理のための工程を別途設けることなく隣接層の熱収縮を進行させることができる。

請求項３記載の発明にあっては、外層となるＰＥＴ系樹脂製プリフォーム内に隣接層用の合成樹脂からなるプリフォームを嵌入することにより容易に積層プリフォームを準備することができる。

請求項４記載の発明にあっては、積層プリフォームを容易に得ることができると共に、中間層がたとえブロー成形の難しい合成樹脂であっても、ＰＥＴ系樹脂製の外層と内層に挟まれた状態でスムーズにブロー成形を実施することができるので高い生産性で容器を提供することができる。

請求項５記載の発明にあっては、ＰＰ系樹脂はＰＥＴ系樹脂の二軸延伸ブロー成形の条件でブロー成形が可能であり、また略７０〜９５℃の熱処理の温度範囲において適度な熱収縮性を有すると共に、大きく変形するがないので、高生産性を確保できＰＥＴ系樹脂と共に低コストで二重容器を提供できる。

請求項６記載の発明にあっては、外層と隣接層の組み付けのための特別な部位、部材を必要とせずまた内層の外層内への挿入等の工程も必要でないので、断熱のための空隙を有する二重容器を低コストで提供することができる。

また、空隙を略真空状とすることにより容器の壁を通しての熱伝導を抑制して断熱および保温効果をより高めた、今までにない合成樹脂製の二重容器を提供することができる。

請求項７記載の発明にあっては、外層および内層がＰＥＴ樹脂製であり、また口筒部および底部はＰＥＴ単層とすることもできるので通常の二軸延伸のＰＥＴボトル等の容器に、断熱性および保温性という機能性を付与した形で幅広い用途展開をすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の合成樹脂製二重容器の第１実施例を示すものであり、円筒状の胴部３、口筒部２および底部４を有し、口筒部２の下部にはサポートリング５が付設されている。

また、本二重容器１は外殻を形成し、ＰＥＴ樹脂からなる外層６と、この外層６に隣接する隣接層７であり、ＰＰのランダムコポリマーからなる内層８とを有し、口筒部２ではこの内層８は外層６に密着した状態であると共に突周状２ｂにより周溝２ａにアンダーカット状に組み付いた状態であり、肩部から胴部３そして底部４にかけては内層８は外層６から剥離した状態であり外層６との間に空隙１０が形成されている。

このように空隙１０により胴壁あるいは底壁を通しての熱伝導が低く抑えられるので、断熱および保温効果を発揮せしめることができ、たとえば高温のコーヒー等の容器としては温度の低下を長時間抑制できると共に、素手で十分掴持することができ、またたとえば冷たい飲料用の容器としては飲料が温まるのを抑制することができる。

次に本発明の二重容器のブロー成形方法の一実施例を上記した二重容器の第１実施例に関連して説明する。図２（ｂ）は図１の二重容器１にブロー成形される試験管状の積層プリフォーム１１を示し、口筒部１２の形状は図１に示した二重容器１と同様である。この積層プリフォーム１１の外層１６はＰＥＴ樹脂製であり、隣接層１７である内層１８はＰＰのランダムコポリマー樹脂製である。

本実施例における積層プリフォーム１１は図２（ａ）に示されるように、予め射出成形されたＰＰランダムポリマー樹脂製の内側プリフォーム１１ｂをＰＥＴ樹脂製の外側プリフォーム１１ａに嵌入して形成したものであり、この積層プリフォーム１１を１２０℃程度に赤外線ヒーター等で加熱して通常のＰＥＴ樹脂の二軸延伸ブロー成形と同様に二軸延伸ブロー成形して図１に示される形状の二重容器１を得る。

なお、内側プリフォーム１１ｂの口筒部１２に突周条１２ｂを付設して、外側プリフォーム１１ａの口筒部１２の内周面に周溝１２ａを形成して、内側プリフォーム１１ｂを外側プリフォーム１１ａにアンダーカット状に組み付き固定している。また外側プリフォーム１１ａの口筒部１２は予め熱処理して、熱結晶化による白化状態としている。

ブロー成形により口筒部２を除いて内層８は外層６に密着した状態となり、ブロー成形直後、金型から取り出した状態では内層８はまだ外層６に密着した状態であるが、内層８の収縮により時間経過と共に内層８の外層６らの剥離が進展する。

一部剥離が進展した状態で、８５℃の液体（たとえば果樹、お茶等）を充填後、キャップをして密封状態で室温まで冷却すると、８５℃の熱処理により内層の熱収縮が進展すると共に、容器内部の減圧効果により、内層８の外層６からの剥離および内層８の減容変形が十分進展して図１に示されるように空隙１０が口筒部２を除いた二重容器１全体に形成される。

上記のような、内容液の熱充填、キャップによる密閉およびその後の冷却（通常は室温自然放冷）からなる工程は、たとえばお茶、果汁飲料、液体調味料等のように８０〜９５℃程度の高温での充填工程のある製品向けの容器の充填工程そのものである。

また、図２（ｂ）に示す構成の積層プリフォーム１１は、口筒部１２に突周条１２ｂを有するＰＥＴ樹脂製のプリフォームをインサート材として、内層１８を形成するポリプロピレンのランダムコポリマー樹脂を射出成形することにより得ることもでき、この場合には口筒部１２において外層１６と内層１８を密着状とすることができ、内層８と外層６の間に形成される空隙１０は略真空状となり、この真空状態に対抗しながら内層８の熱収縮が進展するので減容変形の度合いが小さく空隙１０の間隙は狭いものとなるが、略真空状態であるので内容液の断熱および保温効果をより顕著に発揮させることができる。

図３は本発明のブロー成形二重容器の第２実施例を示す半縦断正面図であり、この二重容器１は第１実施例の容器同様、円筒状の胴部３、口筒部２および底部４を有し、口筒部２の下部にはサポートリング５が付設されている。

また、本二重容器１は、肩部から胴部３そして底部４にかけての部分に、外層６、内層７および隣接層７である中間層９からなる２種３層の積層構造を有し、中間層９と外層６の間に略真空状の空隙１０が形成されており、ここで外層６および内層８はＰＥＴ樹脂製であり、中間層９はＰＰのランダムコポリマー樹脂製である。

内層８のために、中間層９の熱収縮が抑えられ、空隙１０の間隙は極く狭いものとなるが、略真空状態であり、胴壁を通しての熱伝導を低く抑えることができる。また外層６および内層８がＰＥＴ樹脂製であり、また口筒部２および底部４の全体をＰＥＴ樹脂単層とすることもでき、二軸延伸ブロー成形されたＰＥＴボトルと略同様の性能を有し、さらに断熱性および保温性という機能を付与した形で幅広い用途に展開することができる。

次に本発明の合成樹脂製二重容器のブロー成形方法の他の実施例を上記した合成樹脂製二重容器の第２実施例に関連して説明する。図４は、図３に示される二重容器１にブロー成形される試験管状の積層プリフォーム１１を示し、口筒部１２の形状は図３に示した二重容器１と同様である。

図４に示す積層プリフォーム１１は、ＰＥＴ樹脂とＰＰのランダムコポリマー樹脂の２種３層の射出成形により得られるものであり、外層１６および内層１８がＰＥＴ樹脂製であり、中間層１９はＰＰのランダムコポリマー樹脂製である。また中間層１９用樹脂の射出のタイミングを調整することにより中間層１９の形成領域をサポートリング１５の直下から胴部１３、底部１４の一部にかけての部分としている。また積層プリフォーム１１の口筒部１２は予め熱処理して、熱結晶化による白化させた状態としている。

この積層プリフォーム１１を１２０℃程度に赤外線ヒーター等で加熱して通常のＰＥＴ樹脂の二軸延伸ブロー成形と同様に二軸延伸ブロー成形して図３に示される形状の二重容器１を得ることができ、ブロー成形直後、金型から取り出した状態では中間層９は外層６に密着した状態である。

本実施例においては、ＰＥＴ樹脂製の内層８があるので、時間経過による中間層９の外層６からの剥離の進展は見られないが、８５℃の内容液（たとえば果樹、お茶等）を充填後、キャップをして密封状態で室温まで冷却すると、８５℃の熱処理による中間層９の熱収縮が進展すると共に、容器内部の減圧効果により、中間層９が外層６からの剥離して図３に示されるような領域で空隙１０が形成される。

なお隣接層すなわち中間層として用いる樹脂は本実施例で用いたＰＰ系樹脂に限定されるものではなく、ガラス転移温度が７０℃よりも低く７０〜９５℃程度の温度範囲で熱収縮が十分発揮される、たとえば６ナイロン、６６ナイロン等のナイロン系樹脂等の結晶性の合成樹脂を使用することができるので、断熱性および保温性と共にガスバリア性の高い容器の提供も可能である。

断熱のための二重壁を有した外殻をＰＥＴ系樹脂で形成した容器をブロー成形で低コストで提供することができ、たとえば高温のコーヒーが冷め難い、あるいは冷たい飲料が温まり難い容器とし、また、２種３層の積層構造を形成することにより、二軸延伸ブロー成形されたＰＥＴボトルと略同様の性能を有し、さらに断熱性および保温性という機能を付与した形で、幅広い用途に展開することもできる。

本発明のブロー成形二重容器の第１実施例を示す、半縦断正面図である。 図１の容器に成形されるプリフォームを示す半縦断正面図であり、（ａ）は外側プリフォームと内側プリフォームを分解した状態であり、（ｂ）は内側プリフォームを外側プリフォームに嵌入した状態である。 本発明のブロー成形二重容器の第２実施例を示す、半縦断正面図である。 図３の容器に成形されるプリフォームを示す、半縦断正面図である。

符号の説明

１ ；二重容器
２ ；口筒部
２ａ；周溝
２ｂ；突周条
３ ；胴部
４ ；底部
５ ；サポートリング
６ ；外層
７ ；隣接層
８ ；内層
９ ；中間層
１０ ；空隙
１１；積層プリフォーム
１１ａ；外側プリフォーム
１１ｂ；内側プリフォーム
１２；口筒部
１２ａ；周溝
１２ｂ；突周条
１３；胴部
１４；底部
１５；サポートリング
１６；外層
１７；隣接層
１８；内層
１９；中間層

Claims (7)

1. ポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる外層(16)と、該外層(16)に隣接し、ポリエチレンテレフタレート系樹脂に対して非接着性の合成樹脂からなる隣接層(17)を有する積層プリフォーム(11)を二軸延伸ブロー成形し、該ブロー成形後の熱処理により隣接層(7)を熱収縮させて、外層(6)と隣接層(7)との間に空隙(10)を形成することを特徴とする合成樹脂製二重容器の製造方法。
2. ブロー成形後、液体を８０〜９５℃の温度で充填し、その後密閉状態で冷却し、外層(6)と隣接層(7)との間に空隙(10)を形成することを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製二重容器の製造方法。
3. 積層プリフォーム(11)をポリエチレンテレフタレート系樹脂製プリフォーム内に隣接層(17)である内層(18)用の合成樹脂からなるプリフォームを嵌入して形成する請求項１または２記載の合成樹脂製二重容器の製造方法。
4. 積層プリフォーム(11)を、外層(16)および内層(18)がＰＥＴ系樹脂製で、該外層(16)と内層(18)の間に隣接層(17)である中間層(19)有する、２種３層射出成形プリフォームとした請求項１また２記載の合成樹脂製二重容器の製造方法。
5. 積層プリフォームの隣接層(17)をポリプロピレン系樹脂製とする請求項１、２、３または４記載の合成樹脂製二重容器の製造方法。
6. ポリエチレンテレフタレート系樹脂からなる外層(6)と、該外層(6)に非接着状態に隣接する隣接層(7)を有し、該隣接層(7)の熱収縮により、外層(6)と隣接層(7)との間に空隙(10)が形成され、該空隙(10)が略真空状態であることを特徴とする二軸延伸ブロー成形されたれた合成樹脂製二重容器。
7. 少なくとも胴部(3)の高さ範囲においてポリエチレンテレフタレート系樹脂製の外層(6)と内層(9)の間に隣接層(7)である中間層(8)が形成された２種３層の積層構造を有する請求項６記載の合成樹脂製二重容器。
   

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