JP5075411B2 - ポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型及びその再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、飲料、食品、化粧品等に用いられる樹脂容器を成形するための樹脂成形部材に関するものであり、特に、茶類、水、ジュース、アルコール、コーヒー等の内容物の充填が可能なボトル、或いはカップ、トレー状のポリエステル樹脂等の容器成形用のフッ素樹脂コート部材、そのコート部材から成るポリエステル容器成形金型及び該金型の再生方法に関するものである。

ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等のポリエステル容器は、ボトル或いはカップ、トレーといった容器に代表されるように、透明性、耐衝撃性、ガスバリヤー性等に優れ、多種多様の形態で生産、使用され、その製造は産業上の重要な分野となっている。例えば、ポリエステル容器におけるボトルは、射出成形によって得られたプリフォームを、ガラス転移点温度（Ｔｇ）以上の１００℃乃至１３０℃の温度範囲で加熱した直後に、成形金型内で二軸延伸ブロー成形して製造される。
また、熱間充填に使用する耐熱性ポリエステルボトルは、二軸延伸ブロー成形後、成形金型をポリエステルの結晶化温度の１００℃乃至１８０℃の温度で加熱し、前記ボトルを高温域で熱固定して耐熱性を付与することが行われている。

一方、ポリエステル容器におけるカップ、トレーは、ポリエステルシートを、容器形状を呈する雌型（成形金型）に真空吸引成形、圧空成形、前記雌型とプラグによる絞り成形、或いは上述ボトルと同様にプリフォームを用い、プラグと雌型による二軸延伸ブロー成形を行って製造される。
また、熱間充填に使用する耐熱性カップ、トレーは、雌型、プラグをボトルの場合と同様に結晶化温度以上に加熱して成形を行うことにより耐熱性を付与することが行われている。

このようなポリエステル容器を成形する金型においては、成形時のポリエステル樹脂に対する金型の離型性の他に、製品の表面光沢性と透明性を付与する目的で金型内面の平滑性が要求され、従来、ステンレス鋼、或いはアルミニウム合金を素材とし、金型内面形状を切削加工した後、その表面を鏡面研磨加工されたものが使用されていた。

また、耐熱性ポリエステル容器においては、成形を行う金型表面に容器表層のポリエステル樹脂の一部、或いはポリエステル樹脂中のオリゴマー成分、添加剤が付着堆積し、この付着堆積物の凹凸形状が成形後のポリエステル容器の表面に転写し、容器表面の光沢性や透明性を低下させるので、短期間での金型清掃が必要になるという問題があった。
このオリゴマーの付着は、樹脂中のオリゴマー濃度が微量であっても、成形時に容器表面に拡散して高濃度となり、これが金型表面に移行して結晶性の堆積物を生成するものであり、ポリエステル容器特有の現象として知られている。

さらに、前記の鏡面研磨加工された成形金型では離型性が悪くなる傾向があり、このため、予め成形金型表面を粗面にすることが行われているが、成形容器の表面の肌荒れを生じる恐れがある。
特に、耐熱性ポリエステル容器の成形においては、耐熱性を付与する目的で金型を１００℃乃至１８０℃に加熱して熱固定を行うため、金型表面に対するポリエステル樹脂の粘着性が増加し、型離れ力がより大きくなって型離れ時に容器変形し易いという問題があった。
前記の問題は、今日のポリエステル容器の高速大量生産においては、生産効率及び製品品質を低下させるため、その解決は産業上の重要な問題となっている。

一方、プラスチック成形金型に、フッ素系樹脂を金型表面にコーティングして離型膜とした金型が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
また、成形金型表面上に下地膜と、この下地膜上に非晶質フッ素樹脂被膜から成る離型膜を付着させること、及び前記離型膜の除去と再生を、フッ素系不活性液体で非晶質フッ素樹脂被膜を洗浄して溶解除去した後、フッ素系不活性液体に溶解した非晶質フッ素樹脂を前記離型膜表面に塗布、乾燥、加熱して行うことが提案されている（特許文献３参照）。
そして、本出願人は、上述したポリエステル容器の成形時における問題を解決する目的でフッ素系樹脂を金型表面にコーティングして離型膜としたポリエステル容器用金型を提案した（特許文献４、５参照）。

特開平４−３５３４０６号公報 特開平４−３５３４０７号公報 特開平５−２４５８４８号公報 特開２００２−１８８５８号公報 特願２００３−３９３１８９号

前記特許文献１乃至４においては、フッ素樹脂のコーティングを行うにあたり、フッ素樹脂の製膜、あるいは必要なフッ素樹脂膜の強度を得る焼き付けを行う必要がある。この焼き付けにおいて、金型の金属基材として軽量化を目的としてアルミニウム基材を用いた場合、フッ素樹脂を熱溶融させるために必要な焼き付け温度、例えば３２０℃の加熱条件下で焼き付けを行うと、金型の金属基材が軟化し、金型の金属基材におけるクラック、金型の寸法変化、金型使用時の表面の傷付きが発生し、金型寿命を短くするという問題があった。

そこで、本出願人は、これらの問題を解決するため、前記特許文献５に記載したように、金属基材上に、前記金属基材よりも熱伝導率が低い断熱層を設け、前記断熱層上にフッ素樹脂層を設けたフッ素樹脂コート部材、そのコート部材からなるポリエステル容器用金型及びその製造方法を提案した。
しかしながら、本出願人は前記特許文献５を提案後にさらなる検討を重ねた結果、フッ素樹脂層を形成することにより、ポリエステル容器等の容器由来のポリエステル樹脂の一部、ポリエステル樹脂中のオリゴマー成分、添加剤の付着堆積を防止できても、フッ素樹脂層の耐摩耗性、耐剥離性及びポリエステル容器の製造に際する容器の光沢性、透明性等において、未だ、解決課題が存在することが判明した。

例えば、フッ素樹脂層を形成させた金型を用いてポリエステル製のボトルを生産する場合、ボトル生産本数が、一型あたり数十〜百万本に達すると、金型表面のフッ素樹脂が摩耗し樹脂膜が薄く、あるいは部分的に無くなってしまう。すると金型表面に成形容器由来の樹脂が付着しやすく、また付着した樹脂は清掃しても落ちにくくなり、その結果、清掃間隔が短くなる上、生産ボトルの透明度（ヘイズ）も悪くなってしまうという問題が発生する。この場合、生産現場にてボトルの透明度が悪くなり使用限界と判断されたとき、金型は「使用後」となり、再生処理を施すことになる。

また、特許文献３における離型膜の再生方法においては、フッ素系不活性液体で非晶質フッ素樹脂被膜を洗浄して溶解除去して行うため、前記非晶質フッ素樹脂被膜の完全除去、下地の鏡面化が不可能であり、或いは長時間を要して手間がかかる。

本出願人は、前記解決課題に対し、基材上の表面粗さ、基材上のフッ素樹脂層の表面粗さ及びその被覆量をより一層厳密に規定することにより、フッ素樹脂層の耐摩耗性、耐剥離性及びポリエステル容器の製造に際する容器の光沢性、透明性を確保する点で好ましいことを見出した。
また、ポリエステル容器成形金型の下地、フッ素樹脂層、研磨条件を特定することが、ポリエステル容器成形金型の再生方法において好ましいことを見出した。

従って、本発明の目的は、ポリエステル容器等の製造にあたって、フッ素樹脂層の耐摩耗性、耐剥離性及びポリエステル容器の光沢性、透明性の確保が容易なフッ素樹脂コート部材、そのコート部材から成るポリエステル容器成形金型、及び該金型の再生方法を提供することにある。

本発明によれば、下地上にフッ素樹脂層を設け、前記下地の表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で２乃至１０度、前記フッ素樹脂層の被覆量を０．５乃至８．５ｇ／ｍ^２、表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ２で５度以下としたポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型が提供される。
ここで、二乗平均傾斜Δｑ（単位；度）は、
Δｑ＝ｔａｎ−１ＲΔｑ
で示され、ＲΔｑは表面粗さのパラメータであり、断面曲線の二乗平均平方根傾斜を示す（単位；正接値、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１）。
本発明のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型においては、
１．前記下地表面の硬度がＨｖで２５０乃至２０００であること、
２．前記下地が基材及び硬質層から成り、前記硬質層上にフッ素樹脂層を設けること、
３．前記フッ素樹脂が非晶質フッ素樹脂から成ること、
のいずれかであることが好ましい。
また、本発明のフッ素樹脂コート金型の再生方法によれば、
ポリエステル容器成形用金型の下地上の硬質表面に設けた非晶質フッ素樹脂層を研磨剤で除去すると共に鏡面とし、次いで、前記下地表面に、新たな非晶質フッ素樹脂層を設ける金型の再生方法であって、
前記研磨剤で除去した下地の表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で２乃至１０度とし、
新たな非晶フッ素樹脂層の、
被覆量を０．５乃至８．５ｇ／ｍ^２とし、
表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ２で５度以下としたことを特徴とするポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型の再生方法が提供される。
本発明のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型の再生方法においては、
１．前記下地表面の硬度がＨｖで２５０乃至２０００であること、
２．前記下地が金属基材と硬質層からなること、
３．非晶質フッ素樹脂層を弾性コア表面に砥粒を被覆した研磨剤を用いて除去すること、のいずれかであることが好ましい。

本発明によれば、フッ素樹脂層の耐摩耗性、耐剥離性を向上させ、このコート部材をポリエステル容器成形金型として用いた場合に、光沢性、透明性に優れたポリエステル容器の成形を可能にすると共に、ポリエステル樹脂の一部、或いはポリエステル樹脂中のオリゴマー成分、添加剤の付着堆積を防止することができる。
また、ポリエステル容器成形金型の再生が極めて容易に可能となり、再生後においても、フッ素樹脂層の耐摩耗性、耐剥離性を向上させ、光沢性、透明性に優れたポリエステル容器の成形を可能にすると共に、ポリエステル樹脂の一部、或いはポリエステル樹脂中のオリゴマー成分、添加剤の付着堆積を防止することができる。

以下に、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、本発明のフッ素樹脂コート部材の断面構造を示す断面図である。
図１に示すように、本発明のフッ素樹脂コート部材１は、下地１０、及び下地１０の表面を被覆するフッ素樹脂層２０が設けられている。
フッ素樹脂層２０を設ける下地１０の表面は、ショットブラスト、サンドブラスト等の研磨によって、表面粗さが二乗平均傾斜Δｑ１で２乃至１０度、好ましくは４乃至７度となるように粗面仕上げ加工されている。前記表面粗さ二乗平均傾斜Δｑ１が２度未満であるとフッ素樹脂層２０の保持性が低下し、一方、１０度を超えると下地１０の表面に設けるフッ素樹脂層２０の表面平滑性を得ることが困難になる。

フッ素樹脂層を設ける下地１０としては、軽量であること及び切削加工がし易いこと等の理由からアルミニウム合金を用いることが好ましいが、他にマグネシウム合金、チタン合金等を用いることもできる。
また、本発明においては、下地１０の硬度は、ビッカース硬度（Ｈｖ）で２５０乃至２０００の素材を用いるのが好ましく、５００乃至２０００の素材がより好ましい。この硬度を有することにより、フッ素樹脂コート時の下地１０の基材１１（図２参照）の軟化、寸法変化、表面の傷付き、ポリエステル容器成形金型とした際の容器成形時の金型の破損、傷付き、歪みを防止し、さらに、金型再生時の研磨剤を使用したフッ素樹脂層の除去及び新たなフッ素樹脂層を設ける下地の鏡面化が容易に行える点で好ましい。
尚、前記硬度は、ビッカース硬度（Ｈｖ）で２０００を超えると、切削加工等の手段で所定形状に作成されるポリエステル容器成形金型の製造が困難となり好ましくない。
このような下地１０としては、硬質アルミニウム、ステンレス鋼、焼き入れ鋼等を挙げることができる。
ビッカース硬度を測定する際の荷重（Ｈｖ）は測定対象が金属基材の場合は通常３００ｇである。測定対象が薄い皮膜などの場合は大きい荷重で測定すると、被膜を貫通して下層の基材表面で測定することになってしまうため、２５ｇ程度の荷重を使用する。

一方、下地１０の表面に設けるフッ素樹脂層２０の被覆量は、０．５乃至８．５ｇ／ｍ ^２、特に１．５乃至３ｇ／ｍ^２が好ましく、前記被覆量が０．５ｇ／ｍ^２未満であると、下地１０への被覆の均一性が損なわれて被覆欠陥が増大し、一方、８．５ｇ／ｍ^２を超えると、成形中のクリープ変形に由来する肌荒れが大きくなり、成形後のポリエステル容器の光沢性、透明性が低下し、処理コストも嵩んで経済的でない。

また、前記フッ素樹脂層２０は、ポリエステル樹脂やオリゴマー及び添加剤を付着させない性質を有し、成形後のポリエステル容器の光沢性、透明性を保証し得る表面平滑性が要求され、表面はスプレーコート後に加熱溶融し、或いは必要に応じてバフ研磨等により表面粗さが二乗平均傾斜Δｑ２で５度以下、好ましくは０．５乃至３度となるように平滑仕上げ加工されている。前記二乗平均傾斜Δｑ２が、０．５度未満であると平滑仕上げ加工は実質上困難で研磨等に時間を要し、一方、５度を超えるとフッ素樹脂層２０の表面の鏡面状態が低下してポリエステル容器に曇りを発生する恐れがある。
このように、フッ素樹脂層２０の表面を平滑にすることより、フッ素樹脂コート部材１を、特にポリエステル容器成形金型とした場合、ポリエステル樹脂、オリゴマー或いは添加剤の付着が防止され、光沢性と透明性に優れたポリエステル容器を製造することが可能となる。
尚、Δｑ１とΔｑ２との関係をΔｑ１＞Δｑ２とすることが、被膜自身の凝集破壊に対する強度保持と、被膜と下地との耐剥離性に関してより好ましい。

前記フッ素樹脂層２０に用いられるフッ素樹脂としては、それ自体公知で任意のフッ素系樹脂が用いられ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体とこれらのエポキシ樹脂変性体、アクリル樹脂変性体、ブロックアクリル樹脂変性体、テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（２，２−ジメチル１，３−ジオキソール）共重合体等が用いられる。
これらの中で、特にテトラフルオロエチレン／パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）共重合体等の非晶質フッ素樹脂が、前述したフッ素樹脂層の被覆量及び加熱溶融による表面粗さ二乗平均傾斜Δｑ２のコントロールが容易な点で好ましく、また、非晶質フッ素樹脂は、フッ素系溶剤に可溶で、溶剤の形態で塗布することにより薄膜での塗布が可能となる。

図２は、本発明の他のフッ素樹脂コート部材の断面構造を示す断面図である。
図２に示す本発明のフッ素樹脂コート部材１は、下地１０が基材１１及び硬質層１２から構成され、アルミニウム合金等から成る基材１１を切削加工等の手段で所定形状に作成して硬質層１２、硬質層１２の表面にフッ素樹脂層２０を順次設けている。
そして、この場合、基材１１の表面をショットブラスト、サンドブラスト等の研磨によって粗面仕上げ加工して硬質層１２を設ける。次いで、フッ素樹脂層２０を設ける硬質層１２の表面を、バフ研磨等によって精密仕上げ加工をした後、ショットブラスト、サンドブラスト等の研磨によって、表面粗さが二乗平均傾斜二乗平均傾斜Δｑ１で２乃至１０度、好ましくは４乃至７度となるように粗面仕上げ加工される。
同様に、フッ素樹脂層２０の表面は、スプレーコート後に加熱溶融し、或いはバフ研磨等により、表面粗さが二乗平均傾斜Δｑ２で５度以下、好ましくは０．５乃至３度となるように平滑仕上げ加工される。

また、この硬質層１２は、ビッカース硬度（Ｈｖ）で２５０乃至２０００、より好ましくは５００乃至２０００とするのが、フッ素樹脂コート時の下地１０の基材１１の軟化、寸法変化、表面の傷付き、ポリエステル容器成形金型とした際の容器成形時の金型の破損、傷付き、歪みを防止し、さらに、金型再生時の研磨剤を使用したフッ素樹脂層の除去及び新たなフッ素樹脂層を設ける下地の鏡面化が容易に行える点で好ましい。
硬質層１２は前記基材１１よりも硬質で、合金、金属酸化物、セラミック等から成る。このような硬質層１２の合金としては、例えば、鉄−ニッケル合金、ニッケル−クロム合金、ニッケル−リン合金、ニッケル−硼素合金等のニッケル合金、鉄−クロム合金、鉄−ニッケル−クロム合金等の鉄合金が挙げられる。
金属酸化物としては、アルミニウム酸化物、クロム酸化物、鉄酸化物、ニッケル酸化物等が挙げられる。
また、セラミックスとしては、窒化チタン、窒化クロム等の金属窒化物、炭化クロム等の炭化物が挙げられ、これらの一種又は複数の組み合わせ、或いは他の異なるセラミックスとの組み合わせから構成される。
これらの中でも、アルミニウム合金を基材１１とする場合は、基材１１への密着性に優れている点で硬質層１２としてはニッケル−リン合金がメッキ法により形成されることが好ましい。

さらに、前記硬質層１２の厚みは、２乃至１００μｍであることが好ましく、前記厚みが２μｍ未満では、新たなフッ素樹脂層を設ける硬質層１２の鏡面研磨時に下地１０の基材１１が露出する恐れがある。一方、１００μｍを超えると、厚過ぎて硬質層１２の割れを発生する恐れがあり、また、経済的に好ましくない。

尚、図示しないが、下地１０とフッ素樹脂層２０との間には密着性膜を設けても良く、この密着性膜は下地１０とフッ素樹脂層２０との接着効果を向上させ、密着性膜としては金属酸化物、金属水酸化物、シランカップリング剤等が挙げられる。

本発明のフッ素樹脂コート部材は、ポリエステル容器成形金型として、特にポリエステル容器の二軸延伸ブロー成形に用いることができる。

図３に、本発明のポリエステル容器成形金型の再生方法を示す。先ず、再生工程に記載するように、使用後の前記金型の硬質表面に設けた非晶質フッ素樹脂層を研磨剤で除去すると共に硬質表面を鏡面研磨する。その理由は、前記金型の再生においては、フッ素樹脂層及び下地の粗面部に存在するフッ素樹脂を確実に除去する必要があり、このため、粗面化された下地の表面を、研磨剤を用いて鏡面とする。
この時、フッ素樹脂層が非晶質であり、下地の表面が硬質であることにより、容易にフッ素樹脂層の完全な除去ができ、前記鏡面化に際して研磨剤を用いて下地の表面の鏡面化が可能となる。

そして、前述したフッ素樹脂層の完全な除去と下地の表面の鏡面化においては、研磨剤として図４に示すような、粒径０．３乃至０．６ｍｍの弾性コア３１の表面に砥粒３２を被覆した研磨剤３０、例えば、東洋研磨材（株）製［ＳＰ−３０G］や［ＳＰ−ＦＬＬＯ］を用いることが短時間で鏡面を得られる点で好ましい。研磨剤３０を構成する弾性コア３１の材質としてはゴムやプラスチックなどの弾性を有する素材が挙げられ、弾性コア３１の表面に設けられている砥粒３２の材質としては炭化ケイ素やアルミナなどの硬質の微粒子が挙げられる。

また、前記研磨剤の効力を十分に発揮させるためには、下地の硬質表面の硬度を、ビッカース硬度（Ｈｖ）で２５０乃至２０００とするのが好ましく、５００乃至２０００がより好ましい。
図１で示すフッ素樹脂コート部材の例では、下地１０を硬質アルミニウム、ステンレス鋼、焼き入れ鋼などから形成することが望ましく、図２に示すフッ素樹脂コート部材の例では、下地１０を、アルミニウム合金等から成る基材１１及びニッケル−リン合金等からなる硬質層１２で構成することが好ましい。

そして、再生後の金型は、前述したフッ素樹脂コート部材１０或いはポリエステル容器成形金型と同様に、非晶質フッ素樹脂層を除去した下地の表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で２乃至１０度、特に４乃至７度とするのが好ましく、また、新たな非晶質フッ素樹脂層のフッ素樹脂の被覆量を０．５乃至８．５ｇ／ｍ^２、特に１．５乃至３ｇ／ｍ^２、表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ２で５度以下、特に０．５乃至３度とし、前記二乗平均傾斜Δｑ１と二乗平均傾斜Δｑ２との関係を二乗平均傾斜Δｑ１＞二乗平均傾斜Δｑ２とする。

以下の実施例では、ポリエステルボトルの二軸延伸ブロー成形金型として用いた場合について説明する。

［測定］
１．表面粗さ二乗平均傾斜Δｑ
表面粗さ測定装置［東京精密（株）製：サーフコム５７０Ａ型］により、カットオフ値：０．８ｍｍ、走査速度：０．３ｍｍ／ｓ、測定長さ：４ｍｍで測定し、二乗平均傾斜Δｑ１およびΔｑ２を求めた。

２．フッ素樹脂被覆量
蛍光Ｘ線装置［理学電気工業（株）製：ＺＳＸ１００ｅ型］を用い、蛍光Ｘ線法により、フッ素樹脂層の強度を測定し、予め求めた標準試験片により検量線を作成し、強度より被覆量を求めた。
３．硬度
硬さ試験機〔（株）アカシ製、MVK-G3型〕により、下地１０については荷重３００ｇで硬質層１２については荷重２５ｇで測定した。

［評価］
１．フッ素樹脂層の強度（密着性）
直径３０ｍｍ、厚み６ｍｍのディスク形状のサンプルを回転ホルダーに取り付け、線速度３．７ｍ／分で回転させ、これに相手材として先端の球面半径が２．２５ｍｍのガラス棒の先端を０．０１ＭＰの押圧力で押しつけるピン・オン・ディスク法で、１０分間擦った後の剥離状態を評価した。
○ ： 剥離なし
× ： 剥離あり

２．ポリエステルボトルの外観光沢性、透明性
（１）金型の最表面粗度によるボトルの外観光沢性、透明性
二軸延伸ブロー成形開始５分後に２０本のボトルを抜き取り、スガ試験機（株）ヘーズメーターＨＧＭ−２Ｋで、ボトル胴部のヘイズ値（曇り度）を測定し、以下の２段階の評価を行った。
○ ： ヘイズ値（平均値）１０％未満（光沢性良好）
× ： ヘイズ値（平均値）１０％以上（光沢性劣る）

（２）金型へのポリエステル樹脂成分付着によるボトルの外観光沢性、透明性
二軸延伸ブロー成形開始１０日後に各２０本のボトルを抜き取り、前記２−（１）と同様にボトル胴部のヘイズ値（曇り度）を測定し、以下の２段階の評価を行った。
○ ： ヘイズ値（平均値）１０％未満（光沢性良好）
× ： ヘイズ値（平均値）１０％未満（光沢性劣る）

（実施例１）
１．二軸延伸ブロー成形金型の作成
（１）金型の作成
金型の下地としてアルミ７０７５−Ｔ６５１材（硬度 Hv３００ｇ：１９０）を切削加工し、胴径：６５ｍｍ、口部を除いた高さ：１８５ｍｍ、内容量：５００ｍｌ用の横断面形状が円筒状のポリエステルボトルを二軸延伸ブロー成形する金型（割型２個）を作成した。
その後、金型表面をバフ研磨して精密仕上げ加工をし、次いで、粒径分布が数μｍから数十μｍの炭化ケイ素粉末を圧力０．１ＭＰａで、数秒で吹き付けるショットブラスト処理により表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で１０度とする粗面仕上げ加工を行った。

（２）フッ素樹脂層の形成
前記金型をアルコール洗浄し、デュポン社製非晶質フッ素樹脂［ＡＦ２４００］（ガラス転移点２４０℃）を３Ｍ社製［フロリナート：ＦＣ７７］に０．６重量／容量％の濃度となるように溶解し、この溶液を金型表面にスプレー塗布し、３２０℃の電気炉中で３０分間焼き付けてフッ素樹脂の加熱溶融を行い、被覆量が８．５ｇ／ｍ^２、表面粗さが二乗平均傾斜Δｑ２で５度のフッ素樹脂層を形成した。なお焼き付け後の下地材の硬度はＨｖ３００ｇで９０であった。

２．ポリエステルボトルの作成
日本ユニペット社［ＲＴ５４３ＣＴＨＰ］のポリエステル樹脂を用い、射出成形されたポリエステル樹脂製有底プリフォーム［２５ｍｍ径、口部を含む長さ１００ｍｍ］を１８０℃で口部結晶化させた後に１１０℃に加熱し、前記フッ素樹脂コート金型内で、金型温度：１５０℃、プレブロー圧：１〜１．７ＭＰａ、ブロー圧：３．５ＭＰａ、延伸倍率：周方向が平均３．５倍の条件で二軸延伸ブロー成形を行ってポリエステルボトルを作成した。
このポリエステルボトル作成後のフッ素樹脂コート金型におけるフッ素樹脂層の強度（密着性）、二軸延伸ブロー成形後の金型への樹脂成分の付着の評価（ボトルの外観光沢性、透明性）を行った。

（実施例２）
金型の下地として、１３Ｃｒ系含Ｍｏステンレス鋼の焼き入れ焼き戻し材（日立金属（株）HPM３８、硬度 Ｈｖ３００ｇ：５５０）を用い、表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で６度とする粗面仕上げ加工、フッ素樹脂層の形成において、０．６重量／容量％の濃度となるように溶解して金型表面にスプレー塗布し、３４０℃の電気炉中で３０分間焼き付けてフッ素樹脂の加熱溶融を行い、被覆量が５ｇ／ｍ^２、表面粗さが二乗平均傾斜Δｑ２で３度のフッ素樹脂層を形成した以外は、実施例１と同様のフッ素樹脂コート金型及びポリエステル容器を作成し、同様の評価を行った。なお焼き付け後の下地材の硬度は変化なかった。

（実施例３）
実施例１において、金型の下地のアルミ７０７５−Ｔ６５１材表面を研磨仕上げし、その表面に無電解ニッケル−リン合金メッキ層から成る平均厚み２０μｍの硬質層（硬度Ｈｖ２５ｇ：６００）を設けて金型の下地とし、前記硬質層をバフ研磨して精密仕上げ加工をし、次いで、ショットブラスト処理により表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で２度とする粗面仕上げ加工を行った以外は、実施例１と同様の金型を作成した。
また、フッ素樹脂層の形成において、０．６重量／容量％の濃度となるように溶解して金型表面にスプレー塗布し、３６０℃の電気炉中で１．５時間焼き付けてフッ素樹脂の加熱溶融行い、被覆量が０．５ｇ／ｍ^２、表面粗さが二乗平均傾斜Δｑ２で０．５度のフッ素樹脂層を形成した以外は、実施例１と同様のフッ素樹脂コート金型及びポリエステル容器を作成し、同様の評価を行った。なお焼き付け後の硬質層の硬度はＨｖ２５ｇで１２００であった。

（比較例１）
フッ素樹脂コート金型の下地の表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で１５度とした以外は、実施例１と同様にフッ素樹脂コート金型及びポリエステル容器を作成し、同様の評価を行った。

（比較例２）
フッ素樹脂コート金型のフッ素樹脂層の被覆量を１２ｇ／ｍ^２とした以外は、実施例２と同様にフッ素樹脂コート金型及びポリエステル容器を作成し、同様の評価を行った。

（比較例３）
フッ素樹脂コート金型のフッ素樹脂層の被覆量を０．２ｇ／ｍ^２とした以外は、実施例３と同様にフッ素樹脂コート金型及びポリエステル容器を作成し、同様の評価を行った。

さらに、前述した実施例１乃至３のフッ素樹脂コート金型の使用後の再生の可能性を確認するため、金型の表面を、粒径０．３〜０．６ｍｍの弾性コア表面に砥粒を被覆した研磨剤［東洋研磨材（株）製：［ＳＰ−３０Ｇ］［ＳＰ−ＦＬＬＯ］］を用いて研磨したところ、実施例１の金型においては下地材の表面が柔らかいため、弾性コアがうまく滑らず、長時間行うとダレを生じ、鏡面が得られなく、再生は不可能であった。

一方、実施例２及び３のフッ素樹脂コート金型は、前記研磨剤を用いると、下地の硬質表面に設けた非晶質フッ素樹脂層を完全に除去できる共に、下地表面を鏡面とすることができた。
その後、前記下地の表面を、再度表面粗さが二乗平均傾斜Δｑ１で６度（実施例２の場合に相当）或いは２度（実施例３の場合に相当）となるようにショットブラスト処理によって粗面仕上げ加工を行った。
次いで、この粗面仕上げ加工した下地の表面に、被覆量が５ｇ／ｍ^２（実施例２の場合に相当）或いは０．５ｇ／ｍ^２（実施例３の場合に相当）の新たな非晶フッ素樹脂層を設け、この非晶フッ素樹脂層の表面を、表面粗さ二乗平均傾斜Δｑ２で３度（実施例２の場合に相当）或いは０．５度（実施例３の場合に相当）となるように、それぞれ前述した条件と同条件で溶解、スプレー塗布、焼き付け、加熱溶融を行った。

この再生されたフッ素樹脂コート金型を用いて二軸延伸ブロー成形を行ってポリエステルボトルを作成したところ、前述した実施例２及び３と同様の評価結果が得られた。

本発明のフッ素樹脂コート部材によれば、フッ素樹脂層の耐摩耗性、耐剥離性を向上させ、特にこれをポリエステル樹脂から成るボトル、カップ、トレー状のポリエステル容器を製造するポリエステル容器成形金型として用いた場合に、ポリエステル樹脂の一部、或いはポリエステル樹脂中のオリゴマー成分、添加剤の付着堆積を防止して、光沢性、透明性に優れたポリエステル容器の成形を可能とすることができる。
また、本発明のポリエステル容器成形金型の再生方法によれば、前記金型の再生が極めて容易に可能となり、再生後においても、ポリエステル樹脂の一部、或いはポリエステル樹脂中のオリゴマー成分、添加剤の付着堆積を防止して、光沢性、透明性に優れたポリエステル容器の成形を可能とすることができる。

本発明のフッ素樹脂コート部材の断面構造を示す断面図である。 本発明の他のフッ素樹脂コート部材の断面構造を示す断面図である。 本発明のポリエステル容器成形金型の再生方法を示す参考図である。 研磨剤の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ フッ素樹脂コート部材
１０ 下地
１１ 基材
１２ 硬質層
２０ フッ素樹脂層
３０ 研磨剤
３１ 弾性コア
３２ 砥粒

Claims (8)

1. 下地上にフッ素樹脂層を設け、前記下地の表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で２乃至１０度、前記フッ素樹脂層のフッ素樹脂の被覆量を０．５乃至８．５ｇ／ｍ^２、表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ２で５度以下としたことを特徴とするポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型。
2. 前記下地表面の硬度がＨｖで２５０乃至２０００であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型。
3. 前記下地が基材及び硬質層から成り、前記硬質層上にフッ素樹脂層を設けた請求項１又は２に記載のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型。
4. 前記フッ素樹脂が非晶質フッ素樹脂から成る請求項１乃至３の何れかに記載のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型。
5. ポリエステル容器成形用金型の下地上の硬質表面に設けた非晶質フッ素樹脂層を研磨剤で除去すると共に鏡面とし、次いで、前記下地表面に、新たな非晶質フッ素樹脂層を設ける金型の再生方法であって、
   前記研磨剤で除去した下地の表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ１で２乃至１０度とし、
   新たな非晶質フッ素樹脂層の、
   被覆量を０．５乃至８．５ｇ／ｍ^２とし、
   表面粗さを二乗平均傾斜Δｑ２で５度以下としたことを特徴とするポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型の再生方法。
6. 非晶質フッ素樹脂層を弾性コア表面に砥粒を被覆した研磨剤を用いて除去することを特徴とする請求項５に記載のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型の再生方法。
7. 前記下地表面の硬度がＨｖで２５０乃至２０００であることを特徴とする請求項５又は６に記載のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型の再生方法。
8. 前記下地が金属基材と硬質層からなることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載のポリエステル容器成形用フッ素樹脂コート金型の再生方法。

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