JP4822815B2

JP4822815B2 - 樹脂容器の製造方法

Info

Publication number: JP4822815B2
Application number: JP2005328872A
Authority: JP
Inventors: 幸博高尾; 治阪本
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-11-14
Also published as: JP2007131822A

Description

本発明は、生産性が良く、美装性に優れた樹脂容器の製造方法に関する。

従来から合成樹脂を射出成形やブロー成形した樹脂容器が多く使用されているが、近年、容器の機能性だけでなく、見た目の美しさを向上させることが要求されている。このような容器の美しさを向上させるために、例えば、特許文献１には、有色不透明な樹脂で１次成形した後、その外側を透明の樹脂で被覆するように２次成形した２色成形品が記載されている。
しかしながら、特許文献１記載の発明のような２色成形では、射出成形の工程が２工程必要となり、そのための設備コストや生産時間がかかるため、生産性が悪いという問題がある。

特開２００５−６７１３９号公報

本発明の目的は、生産性が良く、美装性に優れた樹脂容器の製造方法を提供する点にある。

本発明の第１は、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物を用い、１回の射出成形で、胴部に肉厚の差を設けた形状に成形することにより、肉厚の厚い部分と肉厚の薄い部分の結晶化度の違いによる透明性の変化を利用して任意の模様を付与したことを特徴とする樹脂容器の製造方法に関する。
本発明の第２は、前記樹脂組成物が、ポリブチレンテレフタレート樹脂３０〜９５重量％、ポリエチレンテレフタレート樹脂５〜７０重量％を含む樹脂成分１００重量部に対して、結晶化促進剤０．１〜３重量部を含有するものである請求項１記載の樹脂容器の製造方法に関する。
本発明の第３は、前記樹脂組成物が、着色剤を含有するものである請求項１又は２記載の樹脂容器の製造方法に関する。

本発明では、結晶化速度の異なるポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）とポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）をブレンドすることで、所定の成形条件に適した任意の結晶化速度を有する樹脂組成物を調製し、その樹脂組成物を、胴部に肉厚の差を設けた形状に成形することにより、冷却速度の遅い厚肉部分は結晶化されやすく白色を呈するのに対し、冷却速度の速い薄肉部分は結晶化されにくく透明となるため、肉厚の厚い部分と肉厚の薄い部分の結晶化度の違いによる色の違いを利用して任意の模様を付与することができ、１種類の樹脂組成物を１回射出成形するだけで、部分的に白色と透明の２色の異なる色彩を有する容器を得ることができ、簡素な設備で生産性良く美装性に優れた容器を得ることができる。すなわち、樹脂容器の胴部の肉厚の差に制限があり、肉厚に大きな差を付けることができない場合でも、結晶化速度の異なる上記２種の樹脂をブレンドし、所定の成形条件に適した結晶化速度に制御することで、十分に結晶化度の違いが表されるようにすることができる。

本発明により製造される樹脂容器は、容器胴部に肉厚の差が設けられた形状を有する樹脂容器であれば、どのような形状のものでもよい。
また、成形手段としては射出成形を用いる。具体的には、成形品の胴部に肉厚の差を与える形状を有する金型内に所定の樹脂組成物を射出成形することによって、金型内で射出された樹脂が冷却される時に、薄肉の部分は速く冷却され、厚肉の部分は遅く冷却され、これによって、薄肉の部分は熱容量が小さいため樹脂組成物が結晶化される前に冷えて固化し、透明度が高くなるのに対し、厚肉の部分は熱容量が大きいため樹脂組成物が結晶化された後に固化し、透明度が低く白色の外観を示し、陶器調の地肌となる。
このように、肉厚の厚い部分と肉厚の薄い部分の結晶化度の違いによる透明性の変化を利用して容器に任意の模様を付与することができ、１種類の所定の樹脂組成物を１回射出成形するだけで、部分的に白色と透明の２色の異なる色彩を有する容器を得ることができ、同時に複数の樹脂を多層に射出する共射出を行うこともなく、また、複数回射出成形を行ったりすることもなしに、簡素な設備で生産性良く美装性に優れた容器を得ることができる。
更に、胴部の肉厚分布を複雑に変化させたり、肉厚の違いを厚い部分と薄い部分の２段階だけでなく、３段階以上の違いを設けたりすることで、外観の無限の組み合わせを作り出すこともできる。

本発明により製造される樹脂容器の具体例としては、射出成形により成形された図１〜図７に示すカップ状容器が挙げられる。この容器は底部と胴部とフランジ部とを有しているものである。

容器の胴部は、容器上端のフランジ部から底部に向かって径が小さくなるようなテーパー状に形成されている。また、胴部の外面は、胴部のほぼ上方から下方まで横断面が正十二角形である多面形状となっており、胴部の内面は、胴部の上方から下方まで横断面が円形である円筒形となっている。また、容器上端に形成されたフランジ部は、胴部外面から容器半径方向外方に向かって膨出するように環状に形成されている。
これにより容器胴部は、その肉厚に差が設けられており、胴部外面の多面形状部分において、角部が最も厚肉で、隣り合う角部間の中間部が最も薄肉となっている。この肉厚の差は、好ましくは厚肉部と薄肉部とで、１．１〜１０倍の肉厚の差を設けると良く、さらに好ましくは、厚肉部と薄肉部とで１．５〜３倍の肉厚の差を設けると良い。肉厚の差をこの範囲内とすることにより、肉厚の差による結晶化度の違いを十分に生じさせることができ、結晶化度に基づく透明性の差を確実に表すことができると共に、肉厚の差を設けすぎることによる成形性や生産性の低下を抑制することができる。本実施例では、容器胴部のフランジの近傍部分では、全周において肉厚が約１．５ｍｍに成形されており、容器胴部のフランジ近傍部分よりも下の部分では、容器の高さ方向の肉厚は、容器外面の角部においては、容器底部近傍が約１．７ｍｍで最も厚肉となっており、容器上方に達するにつれて徐々に薄肉となっていき、胴部上方が約１．１ｍｍで最も薄肉となり、一方、容器外面の隣り合う角部間の中間部では、上方から下方まで約１ｍｍでほぼ均一となっている。つまり、容器胴部の角部と隣り合う角部間の中間部とでは、最大で約１．７倍の肉厚の差が設けられている。これにより、容器胴部の角部は、肉厚が厚くなっているため、射出成形後に金型内で冷却されるのが遅く、結晶化されて透明度が低い白色の外観を示すのに対し、容器胴部の隣り合う角部間の中間部は、肉厚が薄くなっているため、冷却されるのが速く、結晶化される前に固化し透明度が高くなることとなる。したがって、本実施例の容器は、容器胴部の周方向に透明部分と白色部分とが交互に配された外観を有することとなる。

本発明では、樹脂組成物として、結晶化速度の比較的遅いＰＥＴ樹脂と結晶化速度の比較的速いＰＢＴ樹脂とをブレンドすることにより、ＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂との配合比率に基づき、ＰＥＴ樹脂の結晶化速度とＰＢＴ樹脂の結晶化速度との間で、結晶化速度を任意に制御でき、容器の胴部の肉厚の差や樹脂組成物の溶融温度条件や成形金型の温度条件等の成形条件に応じた好適な結晶化速度を有する樹脂組成物を得ることができ、この結晶化速度の制御と胴部への肉厚の差の付与とにより、肉厚の厚い部分と肉厚の薄い部分の結晶化度の違いを明確に表すことができる。たとえば、容器に肉厚の差を設けていても、ＰＥＴ樹脂のみから成形した場合では容器全体においてほとんど結晶化せず、一方、ＰＢＴ樹脂のみから成形した場合では容器全体が結晶化してしまうような成形条件であったとしても、ＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂とをブレンドし結晶化速度を制御することで、肉厚の差を利用した結晶化度の違いを明確に表すことができる。
また、内容物のフレーバー性に優れたＰＥＴ樹脂と耐熱性に優れたＰＢＴ樹脂を双方の特性を生かし、美装性と内容物保存性を兼ね具えた容器を得ることができる。すなわち、ＰＥＴ樹脂は、加熱しても臭気を発せず内容物に悪影響を与えないため、フレーバー性に優れており、一方、ＰＢＴ樹脂は、耐熱性が高く、内容物を１００℃以上に加熱するレトルト殺菌にも耐えることができるため、高温殺菌による長期保存が可能であり、内容物の保存性に優れているため、ＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂とをブレンドすることにより、容器にＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂の双方の良い特性を付与することができる。

結晶化速度の速い樹脂と結晶化速度の遅い樹脂との配合割合は、胴部に形成する肉厚の差がある形状やその大小によっても異なってくるが、通常、一方の樹脂が５重量％以上含まれている必要がある。

なお、本発明では、樹脂組成物に含有される樹脂成分は、ＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂の他に、樹脂容器の機能を向上するために、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂（１，３−プロパンジオールとテレフタル酸の縮合物）、ポリエチレンナフタレート樹脂（エチレングリコールと２，６−ナフタレンジカルボン酸の縮合物）やＭＸナイロン樹脂等をブレンドしても良く、これらのＰＥＴ樹脂及びＰＢＴ樹脂以外の樹脂の割合は、５〜１５重量％が好ましい。

本発明においては、結晶化速度の差によってもたらされる結晶化度の違いによる透明性の差を際立せるため、結晶化促進剤を用いることが好ましい。結晶化促進剤は、通常樹脂材料に対し、０．１〜３重量％程度を用いることが好ましい。

結晶化促進剤として、実施例では珪酸マグネシウムを主成分とする通常タルクと呼ばれるものを使用しているが、本発明における結晶化促進剤としては、タルクの他に、カオリン、炭酸カルシウム、ベントナイト、マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、水酸化マグネシウム、硫酸バリウムなどの無機系結晶化促進剤や、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、セバシン酸ジブチル、クエン酸アセチルトリブチル等の脂肪酸エステル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル等のフタル酸エステル、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、メチレンビスステアリルアミド、エチレンビスステアリルアミド等の高級脂肪酸アミド等の有機系結晶化促進剤のいずれか或いはこれらの二種類以上の組合わせからなる混合物を好適使用することができる。

樹脂容器を構成する樹脂組成物には、容器の美装性をより向上させるために、着色剤として染顔料を添加しても良く、例えば、黒色顔料として、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、四三酸化鉄、黄色顔料として、亜鉛黄、カドミウムイエロー、ナフトールイエロー、ハンザーイエロー、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー、橙色顔料として、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジ、赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド、リソールレッド、ピラゾロンレッド、紫色顔料として、マンガン紫、ファーストバイオレット、メチルバイオレットレーキ、青色顔料として、群青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、緑色顔料として、クロムグリーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレーキ、白色顔料として、亜鉛華、二酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が使用できる。また、染料としては、フェノールレッド、クレゾールレッド、メチルレッド、アシッドレッド、モルダンレッド、ブロモクレゾールグリーン、ブロモフェノールブルー、キシレノールブルー、チモールブルー、モルダンブルー、メチルイエロー、メチルオレンジ、キシレノールオレンジ、ピロカテコールバイオレット、ブロモクレゾールパープル、ローダミン類、ウラニン、フルオレッセン、エオシン類、フロキシンＢ、オーラミン等の他、その他一般的な直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料、反応染料等が使用できる。これらの染顔料は、単独でも或いは二種以上の組み合わせでも使用することができる。
本発明により製造される樹脂容器を構成する樹脂組成物に添加する着色剤は、透明性を十分に確保するためには染料を使用することが好ましいが、透明性を損なわない程度に添加量を少なくすれば、顔料を使用しても良い。

また、本発明で用いられる樹脂組成物には、前記添加剤のほかに容器用の樹脂組成物に添加される各種添加剤の使用を妨げるものではなく、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤などの各種安定剤、難燃剤、帯電防止剤などの各種添加剤を用いることができる。

以下に、結晶化速度の遅いＰＥＴ樹脂と結晶化速度の速いＰＢＴ樹脂に結晶化促進剤及び必要に応じて染顔料、酸化防止剤などの各種安定剤をブレンドした樹脂組成物を用いた場合について、より具体的に説明する。
なお、一般的なＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂の結晶化速度として、１／２結晶化時間（到達結晶化度の半分の結晶化度が得られる時間）は、ＰＥＴ樹脂では結晶化温度２００℃で約６０秒であるのに対し、ＰＢＴ樹脂では結晶化温度２００℃で約２５秒となっており、ＰＢＴ樹脂の結晶化速度の方が速くなっている。

前記樹脂組成物におけるＰＢＴ樹脂とＰＥＴ樹脂の割合は、ＰＢＴ樹脂３０〜９５重量％、好ましくは４０〜７０重量％、ＰＥＴ樹脂５〜７０重量％、好ましくは３０〜６０重量％である。
樹脂組成物をこのような組成とすることで、容器肉厚の厚い部分と薄い部分との結晶化度の違いによる透明度の差を明確に表すことができる。
すなわち、ＰＢＴ樹脂や結晶化促進剤が上記範囲よりも少ないと結晶化度が低くなり、厚肉の部分も白色を呈さず透明となる可能性があり、また、ＰＥＴ樹脂が上記範囲よりも少ないと結晶化度が高くなり薄肉の部分も白色を呈する可能性があり、いずれにせよ２色の色彩を有する容器を得ることができない可能性がある。
また、容器の機能面では、ＰＢＴ樹脂は、３０重量％以上配合することで飲料用容器の分野で使用するのに充分な耐熱性を得ることができ、また、ＰＥＴ樹脂を、５重量％以上配合することによって、ＰＢＴ樹脂による内容物の味やフレーバー等への影響を充分に抑制することができる。
すなわち、ＰＢＴ樹脂が３０重量％より少ないと、耐熱性が低くなるため、７０〜８０℃程度のホットパックならば耐えることができても、１００℃以上のレトルト殺菌処理等の高温殺菌を行った際に、容器が変形する恐れがあり、また、ＰＥＴ樹脂が５重量％より少ないと、レトルト殺菌処理等の高温殺菌を行った場合に、ＰＢＴ樹脂と内容物の間に化学的、物理的な反応が進み、内容物の味やフレーバーに影響する恐れがある。

また、結晶化促進剤の配合量は、ＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂よりなる樹脂成分１００重量部に対して０．１〜３重量部、好ましくは０．５〜２重量部配合するのが良く、この範囲であれば、ＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂よりなる樹脂の結晶化を促進でき、かつ結晶化促進剤が破壊の開始点となってＰＥＴ樹脂とＰＢＴ樹脂よりなる樹脂の強度低下が生じることや、有機系結晶化促進剤の成形体表面へのブリードアウトが生じることを防止することができる。

さらに、樹脂組成物が着色剤を含有していることにより、容器の色調を白と透明だけでなく、様々な色彩を付与することができ、より美装性を高めることができる。

また、容器胴部における肉厚の差は、好ましくは厚肉部と薄肉部とで１．１〜１０倍の肉厚の差を設けると良く、さらに好ましくは、厚肉部と薄肉部とで１．５〜３倍の肉厚の差を設けると良い。これにより、肉厚による結晶化度の違いを十分に生じさせることができ、結晶化度に基づく透明性の差を確実に表すことができる。すなわち、厚肉部と薄肉部との肉厚の差が１．１倍よりも小さいと、厚肉部と薄肉部との冷却速度の差がほとんど生じず、透明性の差を十分に表わすことができない恐れがあり、一方、厚肉部と薄肉部との肉厚の差が１０倍よりも大きいと、成形性が悪くなったり、厚肉部の冷却に時間が掛りすぎ、生産性が悪くなったり、使用する樹脂材料の量が多くなってコスト高になったりする恐れがある。
なお、本発明により製造される樹脂容器は、容器胴部に肉厚の差を設けられた形状を有する樹脂容器であれば、どのような形状のものでも良く、例えば、胴部の外面が胴部の上方から下方まで横断面が円形である円筒形となっており、容器の内面が胴部のほぼ上方から下方まで横断面が正十二角形である多面形状となっていても良い。

本発明により、従来複数回の成形が必要であった多色成形品を、１回の成形操作で得
ることができるようになった。

以下に実施例と比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。

実施例１
ＰＥＴ樹脂（商品名ユニペット）６０重量部
ＰＢＴ樹脂（商品名ノバデュラン）４０重量部
タルク粉末２重量部
よりなる樹脂組成物（２６０℃に加熱、溶融されている）を、図１〜図７に示すカップ状樹脂容器を与える金型を有する射出成形機を用いて、３０℃に調温された金型内に射出成形し、金型内に１５秒間冷却保持した後、金型から取り出し、樹脂容器を得た。
樹脂容器は、図に示すもっとも肉厚な部分は白色を呈し、もっとも薄い部分は透明であり、その中間部分は半透明であり、１回の射出成形により白色〜透明に変化する模様を有する樹脂容器を得ることできた。

本発明の実施例における樹脂容器の上方から見た外観を示す上面図である。図１に示した樹脂容器の前方から見た外観を示す正面図である。図１に示した樹脂容器の下方から見た外観を示す底面図である。図１に示した樹脂容器のＡ−Ａ線に沿ったＡ−Ａ線断面図である。図１に示した樹脂容器のＩ−Ｉ線に沿ったＩ−Ｉ線断面図である。図１に示した樹脂容器のＪ−Ｊ線に沿ったＪ−Ｊ線断面図である。図１に示した樹脂容器のＢ−Ｂ線に沿ったＢ−Ｂ線断面図である。

Claims

ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリブチレンテレフタレート樹脂を含む樹脂組成物を用い、１回の射出成形で、胴部に肉厚の差を設けた形状に成形することにより、肉厚の厚い部分と肉厚の薄い部分の結晶化度の違いによる透明性の変化を利用して任意の模様を付与したことを特徴とする樹脂容器の製造方法。
前記樹脂組成物が、ポリブチレンテレフタレート樹脂３０〜９５重量％、ポリエチレンテレフタレート樹脂５〜７０重量％を含む樹脂成分１００重量部に対して、結晶化促進剤０．１〜３重量部を含有するものである請求項１記載の樹脂容器の製造方法。
前記樹脂組成物が、着色剤を含有するものである請求項１又は２記載の樹脂容器の製造方法。