JP4853109B2 - 樹脂一体成形体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、発泡成形体及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、マイクロセルラー技術を利用して、所望の位置に非発泡領域を備えた発泡成形体及びその製造方法に関するものである。

現在、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル容器は、透明性、耐熱性、ガス遮断性等の特性に優れており、種々の用途に広く使用されている。

一方、近年では、資源の再利用が強く求められ、上記のようなポリエステル容器に関しても、使用済みの容器を回収し、リサイクル樹脂として種々の用途への再利用が図られている。ところで、包装容器内に収容される内容物については、光により変質しやすいもの、例えばある種の飲料、医薬品、化粧品などは、顔料等の着色剤を樹脂に配合した樹脂組成物を用いて成形された不透明容器に収容されて提供される。しかるに、資源の再利用の点からは、着色剤の配合は望ましくなく（リサイクル樹脂に透明性を確保することが困難となってしまう）、このため、透明容器の使用が要求されているのが現状であり、従って、光変質性の内容物の収容に適した不透明性容器についてもリサイクル適性の改善が必要である。

着色剤を配合せずに遮光性（不透明性）を付与するためには、容器壁を樹脂発泡体により形成することが考えられ、例えば、特許文献１には、結晶性ポリエステル樹脂発泡体により成形体を製造する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１のように、樹脂発泡体により容器を形成した場合には、発泡による不都合も生じてしまうという問題がある。即ち、ボトルに代表される容器では、通常、その口部に螺子部が形成されており、キャップが螺子締結により装着されるようになっている。しかるに、このような容器口部が発泡体から形成されていると、発泡による強度低下に起因して、容器口部での寸法安定性が低下し、特に螺子部での寸法安定性の低下は、キャップを装着したときのシール性の低下を引き起こしてしまう。

上記のような問題を回避するために、例えば特許文献２や３には、容器の胴部や底部が発泡体から形成され、容器口部では発泡が生じていない容器が開示されている。また、特許文献４では強度低下が少なく、遮光性、遮熱性、断熱性のある多層構造発泡体が開示されている。
特開昭６０−８７０４３号 特開昭６１−５３０２１号 特開平１０−３２９２０３号 特開２００５−２４６８２２号

しかしながら、特許文献２は、アゾ系ジカルボンイミドや重曹等の分解型発泡剤や、フロン系或いは炭化水素系の有機溶剤型発泡剤などの発泡剤が全体に分布しているプリフォーム（パリソン）を成形し、このプリフォームの容器口部に相当する部分を除いて加熱して発泡を生じせしめ、この状態で延伸ブロー成形することにより、口部が発泡していない容器を得るというものであり、このような方法では、プリフォーム全体に発泡剤が分布しているために、容器口部での発泡を有効に抑えることができず、容器口部は、胴部や底部に比して、発泡の程度が低い低発泡領域となるに過ぎず、従って、容器口部（螺子部）の強度低下や寸法安定性の低下を抑えるという点では、未だ改善が求められる。

また、特許文献３は、各種の発泡剤と熱可塑性樹脂とを溶融混練し、これを溶融押出しながらダイレクトブロー成形し、冷却することにより発泡プリフォームを成形し、この発泡プリフォームを所定の温度に再加熱し、所定の吹き込み空気圧によってブロー成形することにより、ボトルが製造される。この方法は、ダイレクトブローとコールドパリソンブローとを組み合わせた二段ブローによりボトルを製造するものであり、発泡プリフォーム成形時に容器口部に対応する部分が膨張しないため、最終的に得られるボトルの口部では発泡を生じていないというものである。しかるに、かかる方法においても、特許文献２と同様に、中間体である発泡プリフォームの全体に発泡剤が分布しているため、容器口部は、胴部や底部に比して低発泡領域となるに過ぎず、容器口部での発泡を完全に抑えることはできず、従って、発泡による容器口部（螺子部）の強度低下や寸法安定性の低下を抑えるという点で不満足である。

尚、胴部や底部に相当する部分と口部に相当する部分とを別個に成形し、成形後に両者を接合するという手段も知られており、このような方法を採用すれば、容器の胴部や底部が選択的に発泡され、容器口部を非発泡とすることができる。しかし、かかる方法では、胴部や底部と口部とを別個に成形しなければならず、このため、生産性が低く、製造コストが高くなってしまい、工業的見地から採用することができない。

また、特許文献４では、口部を選択的に非加熱にするものではないので、ブロー成形前のパリソン表面加熱時に口部も発泡してしまい、口部の強度低下や寸法安定性が低下する問題がある。

従って、本発明の目的は、発泡部位を有している樹脂の一体成形体であり、しかも、容器口部のように、所望の部位が選択的に発泡されていない非発泡領域となっている樹脂成形体及びその製造方法を提供することにある。

本発明によれば、熱可塑性樹脂の一体成形体であって、該成形体は、面方向でみて発泡領域と非発泡領域とから形成されており、前記発泡領域は、発泡セルが分布した発泡層を有していると共に、該発泡領域の表面には、発泡セルが存在していない表皮層が形成されていることを特徴とする樹脂一体成形体が提供される。
尚、本発明において、樹脂一体成形品とは、例えば発泡領域と非発泡領域とが別個に成形され、成形後に接合されるような成形体を除外することを意味し、両者が一体的な成形手段により成形されるものであることを意味する。

本発明の樹脂一体成形体においては、
（１）前記非発泡領域の表面の結晶化度が１３％以上であること、
（２）前記発泡領域は、発泡セルが存在していない表皮層及び芯層と、表皮層と芯層との間に発泡セルが分布した発泡層との５層構造を有していること、
（３）前記一体成形体は容器用プリフォームであり、容器口部及びその近傍部分に対応する部分が非発泡領域となっていること、
（４）前記容器用プリフォームは、底部が閉じられた試験管形状を有しており、上部の外面に、サポートリングと該サポートリングよりも上方に位置する螺子部とを備えた首部を有しており、少なくとも首部が非発泡領域となっていること、
が好ましい。

本発明によれば、また、
熱可塑性樹脂の一体成形により、樹脂成形体を成形する工程、
得られた樹脂成形体を、局部的に結晶化させる工程、
局部的に結晶化された樹脂成形体にガスを含浸させる工程、及び、
ガスが含浸された樹脂成形体を加熱することにより、局部的に結晶化された領域を除く部分を発泡させる発泡工程、
から成り、前記樹脂成形体にガスを含浸させた後、該樹脂成形体表面からガスを放出してガスが溶解していない表皮層を形成した後、前記発泡工程が実施されることを特徴とする樹脂一体成形体の製造方法が提供される。

本発明の製造方法においては、
（５）樹脂成形体の局部的結晶化を、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以上融点未満の温度に選択的に加熱することにより行うこと、
（６）熱可塑性樹脂の一体成形により、容器用プリフォームを作製し、該プリフォームの容器口部及びその近傍部分に対応する部分を選択的に結晶化させること、
（７）前記容器用プリフォームは、底部が閉じられた試験管形状を有しており、上部の外面に、サポートリングと該サポートリングよりも上方に位置する螺子部とを備えた首部を有しており、少なくとも首部を選択的に結晶化させること、
（８）表面の結晶化度が１３％以上となるように前記結晶化を行うこと、
が好ましい。

本発明の樹脂一体成形体は、発泡領域を有していながら、所定の領域に非発泡領域が形成されている。従って、この非発泡領域を、発泡による特性低下を回避すべき部分（例えば容器や容器用プリフォームの首部などの螺子部）に選択的に形成することにより、発泡による利点を最大限に活かしながら、しかも発泡による機械的強度や寸法安定性の低下などの不都合を有効に回避することができる。

また、本発明の製造方法は、所謂マイクロセルラー技術を利用して上記の樹脂一体成形体を製造するものであり、樹脂の一体成形体を成形し、この一体成形体にガスを含浸させ、次いで該樹脂成形体を加熱することにより、成形体中に含浸されているガスが膨張し、この結果として発泡が生じて発泡領域が形成されることとなるが、特に重要な点は、ガスの含浸に先立って、樹脂の一体成形体を局部的に（即ち、所定の部分を選択的に）結晶化させておくことにある。即ち、選択的に結晶化されている所定の部分では、樹脂の密度が高くまた可塑化が抑制されるため、ガスの含浸が抑制され、またガスが含浸したとしても、ガスの膨張に際して、樹脂の可塑化が抑制されているため、ガスの膨張が有効に抑制され、この結果、後述する実施例からも明らかなように、かかる結晶化領域では発泡が防止され、非発泡領域となるのである。

かくして、本発明の製造方法では、所望の部分を選択的に結晶化させておくことにより、この部位を選択的に非発泡領域とすることができ、例えば容器用プリフォームに、この方法を適用することにより、容器の胴部や底部に対応する部分を発泡領域とし、口部或いは螺子部を備えた首部を非発泡領域とすることにより、容器の不透明化など、発泡による利点を最大限に活かし、且つ強度低下や寸法安定性の低下などの発泡による特性低下に由来するシール性の低下を確実に回避することが可能となる。

＜原料樹脂＞
本発明において、発泡領域と非発泡領域とを有する樹脂一体成形体の製造に使用される樹脂としては、不活性ガスの含浸が可能な種々の熱可塑性樹脂を使用することができるが、結晶化を利用して非発泡領域を形成するため、特に結晶性の熱可塑性樹脂が使用される。このような結晶性熱可塑性樹脂の代表的なものとして、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等のオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂；ナイロン６、ナイロン６−６、ナイロン６−１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂；ポリカーボネート樹脂などを例示することができ、中でもＰＥＴやＰＥＮなどのポリエステル樹脂は、ボトルなどの包装分野に広く使用されており、本発明の利点を最大限に発揮させる上で最適である。

＜樹脂一体成形体の製造＞
以下、本発明の樹脂一体成形体の製造方法を、容器用プリフォームを例にとって説明する。

図１には、本発明の製造プロセスの基本概念を示した。即ち、この図１を参照して、この製造工程は、結晶化工程[図１（ａ）]、ガス含浸工程[図１（ｂ）]、発泡工程[図１（ｃ）]、及び発泡停止工程[図１（ｄ）]からなる。以下、各工程について順次述べる。

結晶化工程[図１（ａ）]：
先ず、上述した原料樹脂を用いて成形された非発泡プリフォーム１を用意する。この非発泡プリフォーム１は、全体として試験管形状を有しており、胴部２及び底部３を有しており、胴部２の上には、首部５が形成されており、首部５の外面には、螺子部７と、サポートリング９とが形成されている。このような非発泡プリフォーム１は、射出成形、圧縮成形などの公知の成形法によって成形される。

ところで、螺子部７は、このプリフォーム１を容器（例えばボトル）の形態に二次成形したときに、キャップと螺子係合する部分であり、強度や寸法安定性が要求される。また、サポートリング９は、成形された容器の支持搬送等に際して、容器の把持などに利用される部分であり、機械的強度が要求される。従って、このような螺子部７やサポートリング９を備えた首部５は、発泡による強度低下や寸法安定性の低下を回避する必要があり、このために、首部５は、非発泡領域としなければならない。本発明においては、首部５を非発泡領域とするために、この部分を選択的に結晶化し、後述する発泡工程での発泡を抑制するわけである。

本発明において、首部５の選択的結晶化は、この部分を、原料として用いた結晶性熱可塑性樹脂の結晶化温度以上融点未満の温度に選択的に加熱し、加熱後に徐冷することにより行われる。加熱手段としては、首部５を選択的に加熱し得る限り、任意の手段を採用することができ、例えば、図１（ａ）に示されているように、胴部２及び底部３を冷却水管を備えた治具５０で保持しながら、首部５を、赤外線ヒータ、石英ヒータ、加熱金型などの加熱手段５１を用いて加熱するなどの手段を採用することができる。

本発明においては、上記のような手段によって、首部５の表面の結晶化度(レーザーラマン法)を１３％以上、好ましくは３０％以上、最も好適には４０％以上とするのがよい。この結晶化度が高いほど、後述する発泡工程での首部５の発泡を確実に回避することができる。尚、首部５の結晶化度を高めるためには、例えば結晶化温度領域での保持時間を長くすればよい。

ガス含浸工程[図１（ｂ）]：
本発明においては、上記のようにして首部５が選択的に結晶化された非発泡プリフォーム１に、炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガスを含浸させる。かかる不活性ガスは、発泡剤として機能するものであり、プリフォーム１中に含浸された不活性ガスが後述する発泡工程で膨張することにより発泡を生じるものである。

即ち、この工程では、上記の非発泡プリフォーム１を密閉されたチャンバ１０内に固定されたポールなどの支持具に保持し、ガス供給管１１から不活性ガスを供給して、チャンバ内を高圧に保持することにより不活性ガスを非発泡プリフォーム１内に含浸せしめるものである。

ところで、非発泡プリフォーム１の首部５は、選択的に結晶化されているため、かかるガス含浸工程において、不活性ガスは、首部５を除く領域（即ち胴部２及び底部）に含浸し、結晶化されている首部５では、結晶化により樹脂の可塑化が著しく抑制されているため、不活性ガスはほとんど含浸しない。従って、後述する発泡工程において、胴部２及び底部３のみで発泡を生じ、首部５では発泡を生じないこととなる。

尚、上記のように高圧下の非発泡プリフォーム１を保持しての含浸は、発泡によって最終的に得られる成形体（容器）に所望の特性（例えば遮光性）が得られるに十分な量のガスが溶解する限り、非加熱下で行ってもよいし、また加熱下で行うこともできる。即ち、非発泡プリフォーム１の温度が高い程、ガスの溶解量は少なくなるが含浸速度は速く、温度が低いほどガスの溶解量は多いが含浸には時間がかかることとなる。但し、加熱下でガスの含浸を行う場合には、非発泡プリフォーム１の温度（特に胴部２及び底部３の温度）が原料樹脂の熱結晶化温度以上とならないように行うのがよい。結晶化温度以上に加熱してしまうと、胴部２や底部３で結晶化が生じ、以下の発泡工程における発泡が制限されることとなるからである。

発泡工程[図１（ｃ）]：
本発明においては、上記のように首部５を除く領域に不活性ガスが含浸された非発泡プリフォーム１について発泡成形を行う。このような発泡成形は、この非発泡プリフォーム１を加熱することにより、含浸された不活性ガスが膨張して発泡を生じるものである。即ち、樹脂中に溶解しているガスの内部エネルギー（自由エネルギー）の急激な変化がもたらされ、これにより相分離が引き起こされ、溶解したガスが気泡として樹脂と分離し、また樹脂の可塑化と相俟って気泡が成長し、発泡が生じることとなる。このような発泡のための加熱は、特に制限されるものではないが、例えば図示されているように、オイルバスや赤外線ヒータを用いて行うことができる。また加熱温度は、ガラス転移点（Ｔｇ）以上、融点未満の温度、好ましくは２００℃以下とするのがよい。この加熱温度が高すぎると、加熱後急激に発泡するためセル径の制御が難しくなり、外観も悪化し、さらには胴部の結晶化が進み二次成形性が低下する問題が発生する。

ところで、本発明においては、先に述べたように、首部５が選択的に結晶化されており、首部５には不活性ガスが含浸されていない。従って、かかる発泡工程においては、不活性ガスが含浸されている胴部２及び底部３については発泡が生じるものの、首部５では発泡は生じないこととなる。この場合、首部５に少量の不活性ガスが含浸していたとしても、首部５では、結晶化により樹脂の可塑化が抑制されている。従って、このような場合においても、気泡の成長が有効に抑制され、発泡が確実に防止されるのである。

尚、温度や処理時間等の発泡条件は、通常、前述した不活性ガスの溶解量に応じて、発泡セルの平均径が５乃至５０μｍ程度、及び発泡領域中の発泡セルの密度が１×１０^６乃至１×１０^９cells/cm^３程度となるように調整しておくことが、所望の遮光性を確保し、また必要以上の発泡による強度低下やガスバリア性の低下を回避する上で好ましい。即ち、不活性ガスの溶解量が多いほど、発泡セルの径を小さく、且つセル密度を大きくすることができる。一方、ガスの溶解量が増大するにしたがい、樹脂のガラス転移点は直線的或いは指数関数的に減少する。また、ガスの溶解によって樹脂の粘弾性も変化し、例えばガス溶解量の増大によって樹脂の粘度が低下する。従って、目的とする機能に応じて、適当なセル径、セル密度が得られ、且つ発泡セルが発泡領域中に均質に分布するように、ガス溶解量、ガス圧、温度等の発泡条件などを樹脂毎に設定しておけばよい。

発泡停止工程[図１（ｄ）]：
上記のようにして発泡が行われた後、冷却することにより発泡が停止し、局部的に非発泡領域を有する本発明の容器用プリフォーム１５を得ることができる。

＜樹脂一体成形体＞
即ち、上記のようにして得られる本発明の樹脂一体成形体である容器用プリフォーム１５は、胴部２及び底部３が発泡領域となっており、例えば遮光性、断熱性を有しているとともに、首部５が非発泡領域となっており、首部５内に位置する螺子部７やサポートリング９では、発泡による強度低下や寸法安定性の低下が有効に回避されている。さらには、発泡層の形成により軽量化の点でも有利となっている。

このようなプリフォーム１５は、公知のブロー成形などの二次成形に附されて、ボトル形状の容器に成形されるが、このような容器では、胴部や底部が発泡領域となって遮光性を有しており、光による変質を生じる内容物の収容に有効に適用される。また、螺子部やサポートリングを備えた首部は非発泡領域となっており、発泡による強度低下や寸法安定性の低下が有効に回避され、従って、例えばキャップを螺子装着することにより、優れたシール構造を形成することができる。さらに、着色剤が配合されずに遮光性が付与されているため、リサイクルにも適している。

また、図１（ｄ）に示されているプリフォーム１５において、発泡領域となる胴部２及び底部３では、その壁部の厚み方向の全体にわたって発泡セルが分布した構造となっているのではなく、発泡セルが層状に分布した発泡層と発泡セルが存在していない非発泡層とを有する層状構造を有している。

具体的には、発泡領域での好適な層状構造を示す図２及び図３を参照して、発泡セルが存在していない表皮層２０，２０が外面側及び内面側に存在しており、この表皮層２１の下側に、発泡セル（図２，３においてＡで示す）が層状に分布した発泡層２１が形成された３層構造（表皮層２０／発泡層２１／表皮層２０）としたり（図２参照）、また、上記のような表皮層２０が形成され、さらに下側の発泡層２１の中心部分にも発泡セルが存在していない芯層２３が形成された５層構造（表皮層２０／発泡層２１／芯層２３／発泡層２０／表皮層２０）とすることもできる（図３参照）。

上記のような層状構造は、例えば図１（ｃ）の発泡工程において、プリフォーム１の内部に加熱金型などを挿入して、プリフォーム１の外面と同時に内面側からも加熱を行ない、発泡セルを表面側から中心側に順次成長せしめることを利用して形成することができる。

例えば、前述したガス含浸工程が終了した後、ガスが含浸されたプリフォーム１を、樹脂が冷却固化した状態で所定時間、常圧下（大気圧）に開放することにより、プリフォーム１の表面（発泡領域となる胴部２及び底部３）から不活性ガスを放出させる。これにより、プリフォーム１の発泡領域となる胴部２及び底部３の外面及び内面には、不活性ガスが溶解していない表層もしくは不活性ガス濃度が低くなった表層が形成されることとなる。

次いで、このような表層が形成されたプリフォーム１について、プリフォーム１の外面側及び内面側からの加熱によって、前述した図１（ｃ）の発泡工程によって発泡成形を行うと、表層は不活性ガスが存在していないかまたはその濃度が低い為に、加熱しても発泡しないかよほど注意深く観察しないと気泡が確認できない程度の実質的に発泡していない状態となる。即ち、この加熱により、前述した図２及び図３における表皮層２０，２０が形成されることとなる。この場合、例えば発泡に先立って行われるガスの放出に際して、大気圧下への開放時間とガス溶解量との関係を測定しておき、この測定結果に基づいて、常圧下での保持時間（開放時間）を調整することにより、不活性ガスが溶解していない表層もしくは不活性ガス濃度が低くなった表層の厚みを調整し、これにより、表皮層２０の厚みを調整することができる。

一方、十分な量の不活性ガスが溶解している内部では、表層側から順次発泡し、発泡セルＡが形成されることとなる。従って、この発泡成形を長時間行うと、表層を除くプリフォーム１の内部全体に発泡セルＡが分布した発泡層２１が形成され、図２に示す３層構造の発泡領域（胴部２及び底部３）が形成される。一方、適度なところで加熱を停止し、冷却による発泡停止を行うと、発泡層２１の内側に、発泡セルＡが存在していない芯層２３が形成され、図３に示す５層構造の発泡領域（胴部２及び底部３）が形成されることとなるわけである。尚、芯層２３の形成は、発泡時間によらず、例えば前述した図１（ｂ）の含浸工程において、ガスの含浸時間の制御により、樹脂の全体にわたってガスを含浸させず、中心部分にガスが行き渡る前の段階で含浸を停止しておき、この状態で発泡を行うことによっても芯層２３を形成することができる。

本発明において、上記のような層状構造の発泡領域を形成したときには、表皮層２０，２０の形成により、プリフォームの耐傷付性を高めることができる。また、最終的に得られる容器では、耐傷付性は勿論のこと、容器の印刷特性やラベル貼着性も高めることができる。このようなプリフォーム１５の発泡領域に形成される表皮層２０の厚みは、程度の厚みであることが好ましい。また、プリフォーム１５の発泡領域に芯層２３を形成することは、発泡によるガスバリア性の低下を回避し、さらにはブロー成形などの二次成形性を高めるためにも有用であり、このような観点から芯層２３の厚みが１００μｍ以上となるように各種の条件設定を行っておくことが好適である。

以上、試験管形状の容器用プリフォームを例にとって、本発明の樹脂一体成形体及びその製造法を説明したが、本発明は、このような試験管形状の容器用プリフォーム或いは該プリフォームの二次成形により得られるボトルに限定されるものではない。

例えば、容器用プリフォームは、図４に示すようにシート状のものであってもよく、この場合には、前述した非発泡プリフォーム１を、押出成形、射出成形、圧縮成形等によって、シート形状とし、前述した図１（ａ）〜（ｄ）で説明した方法に準拠して各工程を行うことにより、図４に示すシート形状の容器用プリフォーム３０を製造することができる。このプリフォーム３０では、容器口部となる部分に相当する周縁部が非発泡領域Ｘとなっており、その胴部及び底部に相当する中央部分が発泡領域Ｙとなる。

このようなシート形状のプリフォーム３０は、プラグアシスト成形に代表される真空成形などの二次成形に附されて、図５に示すようなカップ状の容器３１に成形される。かかる容器３１は、胴部３３及び底部３５を備え、胴部３３の上端の開口部にフランジ３７が形成されており、このフランジ３７が非発泡領域Ｘとなり、胴部３３及び底部３５が発泡領域Ｙとなる。即ち、フランジ３７を非発泡領域Ｘとすることにより、フランジ３７の強度低下を回避し、またフランジ３７の表面を平滑面とすることによりヒートシール性を高めることもできる。さらに、胴部３３や底部３５が発泡領域Ｙとなっているため、遮光性や軽量性が付与されている。勿論、このようなカップ状容器３１においても、前記プリフォーム３０の発泡領域Ｙを、前述した３層構造或いは５層構造とすることにより、耐傷付性、ラベル貼着性、ガスバリア性などの特性を高めることができる。

本発明は、上記のような容器用プリフォームや容器に限定されるものでもなく、例えばフィルム、シート、その他、種々の形状の樹脂一体成形品に適用することができ、前述した方法に従って、発泡領域と非発泡領域とを形成することにより、発泡による遮光性や断熱性、軽量性などを成形品に付与すると同時に、所望の位置に非発泡領域を形成することにより、例えば印刷適正などを高めることもできる。

（実施例１）
固有粘度０．８４のポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）を用い、射出成形により、胴部、底部及び首部を有する試験管形状の容器用の非発泡プリフォーム（首部の内径：２１．６ｍｍ、胴部厚み：３ｍｍ、内容積：２５．４ｍｌ）を得た。

上記の非発泡プリフォームの首部を、最大出力２５００Ｗの赤外線加熱装置で６０秒加熱し、結晶化させた。その後、該プリフォームを３０℃に保持された耐圧容器内に設置し、１５ＭＰａの圧力で２時間保持して炭酸ガスを含浸させた。この時、首部表面から３０μｍの深さの断面の結晶化度をＪＡＳＣＯ社製レーザーラマン分光光度計ＮＲＳ−１０００で測定したところ、３９％であった。この結晶化度は市販の耐熱ボトルの首部の結晶化度に近い値のものである。この非発泡プリフォームを、耐圧容器から取り出し、プリフォーム全体を９０℃のオイルバス中に１０秒間浸漬して発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、Ｘ線ＣＴスキャン装置で螺子部の断面を観察したところ、首部では、発泡が全く生じておらず、また胴部側部分について発泡が認められた。

（実施例２）
加熱結晶化時間を５２秒とした以外は実施例１と同様にして加熱結晶化、ガス含浸を行った。この時、首部表面から３０μｍの深さの断面の結晶化度は、２５％であった。この非発泡プリフォームを実施例１と同様にして発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、Ｘ線ＣＴスキャン装置で螺子部の断面を観察したところ、首部では、発泡が全く生じておらず、また胴部側部分について発泡が認められた。

（実施例３）
加熱結晶化時間を５０秒とした以外は実施例１と同様にして加熱結晶化、ガス含浸を行った。この時、首部表面から３０μｍの深さの断面の結晶化度は、１８％であった。この非発泡プリフォームを実施例１と同様にして発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、Ｘ線ＣＴスキャン装置で螺子部の断面を観察したところ、首部では、発泡が全く生じておらず、また胴部側部分について発泡が認められた。

（実施例４）
加熱結晶化時間を４７秒とした以外は実施例１と同様にして加熱結晶化、ガス含浸を行った。この時、首部表面から３０μｍの深さの断面の結晶化度は、１３％であった。この非発泡プリフォームを実施例１と同様にして発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、Ｘ線ＣＴスキャン装置で螺子部の断面を観察したところ、首部では、発泡が全く生じておらず、また胴部側部分について発泡が認められた。

（比較例１）
加熱結晶化時間をせずにガス含浸を行った。この時、首部表面から３０μｍの深さの断面の結晶化度は、９％であった。この非発泡プリフォームを実施例１と同様にして発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、Ｘ線ＣＴスキャン装置で螺子部の断面を観察したところ、首部、胴部側ともに発泡が認められた。

（比較例２）
加熱結晶化時間を４０秒とした以外は実施例１と同様にして加熱結晶化、ガス含浸を行った。この時、首部表面から３０μｍの深さの断面の結晶化度は、１０％であった。この非発泡プリフォームを実施例１と同様にして発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、Ｘ線ＣＴスキャン装置で螺子部の断面を観察したところ、首部、胴部側ともに発泡が認められた。

（比較例３）
加熱結晶化時間を４５秒とした以外は実施例１と同様にして加熱結晶化、ガス含浸を行った。この時、首部表面から３０μｍの深さの断面の結晶化度は、１２％であった。この非発泡プリフォームを実施例１と同様にして発泡させた。発泡後、このプリフォームを室温まで冷却した後、Ｘ線ＣＴスキャン装置で螺子部の断面を観察したところ、首部、胴部側ともに発泡が認められた。
以上、実施例１〜４、比較例１〜３についての結果と断面写真を表１に示す。

本発明の樹脂一体成形体である容器用プリフォームの製造プロセスの基本概念を示す図。 発泡領域における層状構造の一例を示す図。 発泡領域における層状構造の他の例を示す図。 本発明の樹脂一体成形体であるシート形状のプリフォームを示す図。 図１のプリフォームから成形されるカップ状容器を示す図。

符号の説明

１：非発泡プリフォーム
５：首部
７：螺子部
９：サポートリング

Claims (10)

1. 熱可塑性樹脂の一体成形体であって、該成形体は、面方向でみて発泡領域と非発泡領域とから形成されており、前記発泡領域は、発泡セルが分布した発泡層を有していると共に、該発泡領域の表面には、発泡セルが存在していない表皮層が形成されていることを特徴とする樹脂一体成形体。
2. 前記非発泡領域の表面の結晶化度が１３％以上である請求項１に記載の樹脂一体成形体。
3. 前記発泡領域は、発泡セルが存在していない表皮層及び芯層と、表皮層と芯層との間に発泡セルが分布した発泡層との５層構造を有している請求項１または２に記載の樹脂一体成形体。
4. 前記一体成形体は容器用プリフォームであり、容器口部及びその近傍部分に対応する部分が非発泡領域となっている請求項２または３に記載の樹脂一体成形体。
5. 前記容器用プリフォームは、底部が閉じられた試験管形状を有しており、上部の外面に、サポートリングと該サポートリングよりも上方に位置する螺子部とを備えた首部を有しており、少なくとも首部が非発泡領域となっている請求項４に記載の樹脂一体成形体。
6. 熱可塑性樹脂の一体成形により、樹脂成形体を成形する工程、
   得られた樹脂成形体を、局部的に結晶化させる工程、
   局部的に結晶化された樹脂成形体にガスを含浸させる工程、及び、
   ガスが含浸された樹脂成形体を加熱することにより、局部的に結晶化された領域を除く部分を発泡させる発泡工程、
   から成り、前記樹脂成形体にガスを含浸させた後、該樹脂成形体表面からガスを放出してガスが溶解していない表皮層を形成した後、前記発泡工程が実施されることを特徴とする樹脂一体成形体の製造方法。
7. 樹脂成形体の局部的結晶化を、前記熱可塑性樹脂の結晶化温度以上融点未満の温度に選択的に加熱することにより行う請求項６に記載の製造方法。
8. 熱可塑性樹脂の一体成形により、容器用プリフォームを作製し、該プリフォームの容器口部及びその近傍部分に対応する部分を選択的に結晶化させる請求項６または７に記載の製造方法。
9. 前記容器用プリフォームは、底部が閉じられた試験管形状を有しており、上部の外面に、サポートリングと該サポートリングよりも上方に位置する螺子部とを備えた首部を有しており、少なくとも首部を選択的に結晶化させる請求項８に記載の製造方法。
10. 表面の結晶化度が１３％以上となるように前記結晶化を行う請求項６乃至９の何れかに記載の製造方法。

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