JP5584987B2 - 非発泡ガス含浸成形体及び発泡プラスチック容器 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、上記の非発泡ガス含浸樹脂成形体を用いて延伸発泡体を製造する方法並びに上記の非発泡ガス含浸樹脂成形体から製造される部分発泡プラスチック容器を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、胴部表面での割れなどの成形不良が有効に防止されているポリエステル製の延伸発泡容器及びその製造方法を提供することにある。
かかる製造方法においては、特に、前記樹脂溶融物として、ポリエステル樹脂を用いて非発泡ガス含浸ポリエステル樹脂成形体(射出成形体)を製造することが好適である。
(1)最大高さPt(JIS B 0601)が10μm未満の平滑面を有していること、
(2)75%以上の光透過率を有していること、
(3)容器成形用プリフォームとして使用すること、
が好適である。
少なくとも発泡セルを有していない非発泡領域の部位において最大高さPt(JIS B 0601)が10μm未満の平滑面となっており、前記口部は該非発泡領域となっており且つ75%以上の全光線透過率を有していると共に、該口部にはスワールマークが存在していないことを特徴とする延伸発泡プラスチック容器が提供される。
(1)前記口部が75%以上の全光線透過率を有する透明領域であり、且つ該口部にはスワールマークが存在していないこと、
(2)前記発泡領域では、壁部の表面に存在している発泡セルの存在していない非発泡表皮層の厚みが100μm以下に抑制されていること、
(3)前記発泡領域での全光線透過率が40%以下であること、
(4)ポリエステル樹脂からなり、前記胴部の発泡領域での外表面は、赤外光とゲルマニウムプリズムとを用いた全反射吸収法により、該外表面に対して入射角45度で赤外光を照射したとき、その反射光が、下記式:
R=I1340/I1409
式中、I1340は、波数が1340±2cm−1の領域のCH2の縦揺れ振動モー
ドに対応するピークの吸光度を示し、
I1409は、波数が1409±2cm−1の領域のレファレンスピークの吸
光度を示し、
で定義される吸光度比Rが1.30以下となる赤外吸収特性を示すこと、
が好ましい。
このような手段を採用することにより、得られる容器の胴部壁(特に発泡領域が形成されている部分)の外表面の赤外吸収特性を、前述した吸光度Rが1.30以下となるように調整することができる。即ち、このような赤外吸収特性を有する延伸発泡ポリエステル製容器では、ブロー成形などの延伸成形に際してのポリエステルの結晶化を確実に抑制することができ、発泡領域が形成されている胴部表面での割れの発生が有効に抑制されている。
本発明において、非発泡ガス含浸樹脂成形体は、樹脂溶融物にガスを含浸せしめ、このガス含浸溶融物を発泡が生じないように射出成形することにより成形される。
軽量化率=[(M0−M1)/M0]×100
式中、M0は、不活性ガスを含浸させずにヒケ等の成形不良がないように条件設定して射出することにより得られたプリフォームの重量を示し、
M1は、不活性ガスを含浸させて得られたガス含浸プリフォームの重量を示す、
で表される。即ち、保圧圧力を大きくするほど軽量化率は低下し、また、保圧時間を長くするほど、軽量化率は低くなる。本発明において、最も好適には軽量化率が0%となるように、保圧条件を設定するのがよい。
本発明においては、上記のようにして得られた非発泡ガス含浸樹脂成形体の少なくとも一部分を加熱することにより、壁部に発泡セルが分布した発泡領域を有する発泡成形体が得られる。かかる発泡成形体は、前記と同様、スワールマークがなく、高い表面平滑度を有している。このような発泡成形体の発泡領域(即ち、加熱された領域に相当)の壁部の断面構造の一例を図2に示した。
尚、このような発泡成形体の非発泡表皮層21の表面も、前記の非発泡ガス含浸樹脂成形体の表面と同様、高い平滑度を有している。
上記で得られる発泡成形体は、スワールマークがなく、平滑な表面を有しており、また、発泡領域では、微細な発泡セルAが多数分布した発泡構造を有しているが、遮光性の点で十分でない。即ち、上記の発泡成形体の発泡領域に形成されている発泡セルAは、球形であるため、厚み方向での重なり度合いが低く、光の透過度合いが大きいからである。このために、延伸成形によって、発泡セルAを偏平形状とし、これにより、発泡量領域での光の散乱・反射が多重に発生し、光透過率を低下させ、厚みあたりでさらに高い遮光性を付与することができるわけである。
上述した本発明によれば、最終的に得られる延伸成形体は、高い遮光性を有しているばかりか、スワールマークの発生がなく、平滑な表面を有しているため、特に延伸発泡プラスチック容器の製造に好適に利用される。
さらに、高い遮光性が不要な場合には、光沢や外観特性が優れていることが加飾性の点でも有効であり、この場合には、発泡領域での全光線透過率は20〜40%程度あればよい。
R=I1340/I1409 …(1)
式中、I1340は、波数が1340±2cm−1の領域のCH2の縦揺れ振動モー
ドに対応するピークの吸光度を示し、
I1409は、波数が1409±2cm−1の領域のレファレンスピークの吸
光度を示し、
で定義される吸光度比Rが1.30以下、特に1.25以下となっている。
例えば、従来公知のポリエステル製延伸発泡容器では、ブロー成形に際してプリフォーム中に存在している炭酸ガス等の不活性ガスがポリエステルの結晶化を促進し、この結果、上記の吸光度比R(I1340/I1409)が1.3よりも高い値となってしまい、延伸成形による表面の割れなどの防止が困難となっている。
しかるに、吸光度比R(I1340/I1409)が低い値に制御されている本発明の延伸発泡ポリエステル容器では、ポリエステルの結晶化が抑制されているため、延伸成形(ブロー成形)に由来する表面の割れが有効に抑制されているという利点を有しているのである。
以下の実験例は、特に高圧に保持された金型内への射出充填によるスワールマーク防止効果の評価を行ったものである。
窒素ガスにより1MPaに保った金型キャビティに、窒素ガスをガス量0.1%含有する固有粘度(IV)0.84dL/gのボトル用PET樹脂を温度30℃に保たれた金型内に射出し、その後50MPaの保圧を18秒かけ、その12秒後に金型を開いた。このようにしてガスは溶解しているが発泡していない試験管形状の容器用プリフォームを得た。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形しブローボトルを得た。このブローボトルの口部はブロー成形前と同様に透明(全光線透過率85%)かつ平滑(Pt=0.8μm)であった。また、胴部の全光線透過率は9.0%であり、遮光性能に優れていた。
射出前の金型キャビティ圧力が3MPaであること以外は実施例1と同様な方法でプリフォームを射出し、ガスは溶解しているが発泡していないプリフォームを得た。このようにして得られたプリフォームの口部の表面粗さを実施例1と同様に評価したところ、平均最大高さは0.6μm(基準長さ2.5mm)であり、表面が平滑であることが確認された。またプリフォーム胴部においてもスワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。さらに口部の全光線透過率は86%であり、良好な光透過性を有していた。
さらにこのプリフォームを加熱してブロー成形しブローボトルを得た。このブローボトルの口部はブロー成形前と同様に透明(全光線透過率86%)かつ平滑(Pt=0.6μm)であった。また、胴部の全光線透過率は8.7%であり、遮光性能に優れていた。
射出前の金型キャビティ圧力が大気圧であること以外は実施例1と同様な方法でプリフォームを射出し、ガスは溶解しているが発泡していないプリフォームを得た。このようにして得られたプリフォームの口部の表面粗さを実施例1と同様に評価したところ、平均最大高さは10μm(基準長さ2.5mm)であり、プリフォーム全体でスワールマークが確認された。さらに口部の全光線透過率は74%であり、不透明であった。
射出前の金型キャビティ圧力を大気圧とし、保圧をかけずに射出をすることで軽量化率10%の発泡プリフォームを得た。このようにして得られた発泡プリフォームの口部の表面粗さを実施例1と同様に評価したところ、平均最大高さは15μm(基準長さ2.5mm)であり、プリフォーム全体でスワールマークが確認された。さらに口部の全光線透過率は25%であり、不透明であった。
射出後の保圧冷却時間を2秒とした以外は実施例1と同様な方法でプリフォームを射出し、このようにして得られたプリフォームの口部の表面粗さを実施例1と同様に評価したところ、平均最大高さは0.8μm(基準長さ2.5mm)であり、表面が平滑であったが、保圧冷却時間が不十分のため、プリフォームを金型から取り出した時点で口部、胴部共に発泡していた。さらに口部の全光線透過率は80%であった。
フーリエ変換赤外分光光度計(FTS7000e、Varian社製)および、Geプリズムを用いた1回反射ATR(シルバーゲート、システムズエンジニアリング社製)を用いて以下の条件で行った。
入射角;45度
測定面積;約0.385mm2
分解能;4cm−1
測定波数範囲;700〜4000cm−1
積算回数;64回
ボトル用PET樹脂(固有粘度:0.84dl/g)を射出成形機に供給し、さらに射出成形機の加熱筒の途中から窒素ガスを0.1重量%供給しPET樹脂と混練して溶解させ、金型キャビティに0.46秒かけて射出し、その後50MPaの保圧を18秒かけ、冷却固化し、ガスは含浸しているが実質非発泡状態の試験管形状の25gの容器用プリフォームを得た。キャビティ内を素早く樹脂で満たすことにより、キャビティ中での発泡を抑えることができ、プリフォーム全体にわたって発泡がないことが目視で確認できた。また目視で観察したところプリフォーム全体にわたってスワールマークがみられた。
スワールマークをさらに改善するため、金型キャビティ内を3MPaの空気で満たした以外は実施例3と同様にプリフォームを成型した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは胴部に周方向と平行なひび割れが多数あり、外観を損ねていた。また吸光度比Rを評価したところ、1.43という高い値であった。
射出時間を0.83秒とした以外は比較例4と同様にプリフォームを成型した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは平滑で、ひび割れはなく外観良好であった。また吸光度比Rを評価したところ、1.06という低い値に抑えられていた。
射出時間を1.54秒とした以外は比較例4と同様にプリフォームを成型した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは平滑で、ひび割れはなく外観良好であった。また吸光度比Rを評価したところ、0.85という低い値に抑えられていた。
射出時間を2.35秒とした以外は比較例4と同様にプリフォームを成型した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは平滑で、ひび割れはなく外観良好であった。また吸光度比Rを評価したところ、0.81という低い値に抑えられていた。
金型キャビティ内の圧力を5MPaとした以外は比較例4と同様にプリフォームを成型した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは胴部に周方向と平行なひび割れが多数あり、外観を損ねていた。また吸光度比Rを評価したところ、1.52という高い値であった。
射出時間を1.54秒とした以外は比較例5と同様にプリフォームを成型した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは平滑で、ひび割れはなく外観良好であった。また吸光度比Rを評価したところ、0.76という低い値に抑えられていた。
射出時間を2.35秒とした以外は比較例5と同様にプリフォームを成型した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは平滑で、ひび割れはなく外観良好であった。また吸光度比Rを評価したところ、0.88という低い値に抑えられていた。
金型キャビティ内の圧力を7MPaとした以外は実施例7と同様にプリフォームを成形した。得られたプリフォームを観察したところ、スワールマークが無く表面平滑であることを目視で確認できた。
さらにプリフォームを加熱してブロー成形し、内容量約500mlのブローボトルを得た。得られたボトルは胴部に周方向と平行なひび割れが多数あり、外観を損ねていた。また吸光度比Rを評価したところ、1.34という高い値であった。
3:シェル金型
5:コア金型
7:キャビティ
9:射出ノズル
10:ガス口
Claims (11)
- 発泡剤として窒素ガス及び/または炭酸ガスが含浸されている樹脂溶融物を、高圧に保持されている金型キャビティ内に、軽量化率が5%以下となるように、保圧しながら発泡を生じないように射出充填して冷却固化することを特徴とする非発泡ガス含浸樹脂成形体の製造方法。
- 前記樹脂溶融物としてポリエステル樹脂の溶融物を使用する請求項1に記載の非発泡ガス含浸樹脂成形体の製造方法。
- 前記非発泡ガス含浸樹脂成形体が容器成形用プリフォームである請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法により得られ、少なくとも一部が平滑な表面を有していることを特徴とする非発泡ガス含浸樹脂成形体。
- 最大高さPt(JIS B 0601)が10μm未満の平滑面を有している請求項4に記載の非発泡ガス含浸樹脂成形体。
- 75%以上の全光線透過率を有している請求項4または5に記載の非発泡ガス含浸樹脂成形体。
- 請求項1〜3の何れかに記載の方法で得られた非発泡ガス含浸樹脂成形体の少なくとも一部を加熱して発泡成形体を得、該発泡成形体を延伸成形することを特徴とする延伸発泡成形体の製造方法。
- 口部、胴部、底部とからなる単層構造の樹脂一体成形品であって、発泡セルを有する発泡領域と発泡セルを有していない非発泡領域とを有しており、少なくとも胴部の一部は、発泡セルを有する発泡領域となっている延伸発泡プラスチック容器において、
少なくとも発泡セルを有していない非発泡領域の部位において最大高さPt(JIS B 0601)が10μm未満の平滑面となっており、前記口部は該非発泡領域となっており且つ75%以上の全光線透過率を有していると共に、該口部にはスワールマークが存在していないことを特徴とする延伸発泡プラスチック容器。 - 前記発泡領域では、壁部の表面に存在している発泡セルの存在していない非発泡表皮層の厚みが100μm以下に抑制されている請求項8に記載の延伸発泡プラスチック容器。
- 前記発泡領域での全光線透過率が40%以下である請求項8または9に記載の延伸発泡プラスチック容器。
- ポリエステル樹脂からなり、前記胴部の発泡領域での外表面は、赤外光とゲルマニウムプリズムとを用いた全反射吸収法により、該外表面に対して入射角45度で赤外光を照射したとき、その反射光が、下記式:
R=I1340/I1409
式中、I1340は、波数が1340±2cm−1の領域のCH2の縦揺れ振動モー
ドに対応するピークの吸光度を示し、
I1409は、波数が1409±2cm−1の領域のレファレンスピークの吸
光度を示し、
で定義される吸光度比Rが1.30以下となる赤外吸収特性を示す請求項8〜10の何れかに記載の延伸発泡プラスチック容器。
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