JP6853945B2 - 複合プリフォーム、複合容器およびプラスチック製部材 - Google Patents
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Description
しかしながら、プラスチック製部材は、容器本体に密着するように設けられており、その容器本体からの分離性には改善の余地があった。
したがって、本発明の解決しようとする課題は、分離性の高いプラスチック製部材を備える複合容器、並びにこの複合容器の作製に用いられる複合プリフォームおよびプラスチック製部材を提供することである。
図1に示すように、本発明の複合プリフォーム70は、口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aとを備えるプリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられるプラスチック製部材40aとを備えて、これをブロー成型することにより複合容器10Aを得ることができる。
一実施形態において、図1および2に示すように、プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aの口部11a側の一端に、切り込み90aを有する。
プラスチック製部材40aに切り込み90aを設けることにより、これを備える複合プリフォーム70をブロー成形することにより得られる複合容器10Aにおけるプラスチック製部材40の分離性を向上させることができる。
また、プラスチック製部材40aの切り込み90aが設けられた一端と、プリフォーム10aの口部11aが有するフランジ部17aからの距離hが、0.5mm以上、5mm以下であることが好ましく、1mm以上、3mm以下であることがより好ましい。これにより、ブロー成形後の複合容器10Aにおいて、プラスチック製部材40の分離をより一層容易なものとすることができる。
プリフォーム10aは、図1に示すように、口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aとを備えている。
このうち口部11aは、後述する容器本体10の口部11に対応するものであり、口部11と略同一の形状を有している。また、口部11aは、図示しないキャップに螺着されるねじ部14aと、ねじ部14a下方に設けられたフランジ部17aとを有している。なお、口部11aの形状は、従来公知の形状であっても良い。
また、胴部20aは、容器本体10の首部13、肩部12および胴部20に対応するものであり、略円筒形状を有している。
底部30aは、容器本体10の底部30に対応するものであり、略半球形状を有している。
上記した樹脂材料の中でも、成形安定性やガスバリア性、コスト等の観点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
また、プリフォーム10aは、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、黒色、白色等の着色剤を含んでいても良いが、リサイクルのしやすさを考慮した場合、これら着色剤を含まず、無色透明であることが好ましい。
図1および2に示すように、プラスチック製部材40aは、少なくとも円筒状の胴部41aを有し、プリフォーム10aの外面に接着されることなく取付けられており、プリフォーム10aに対して移動又は回転しないほどに密着されているか、又は自重で落下しない程度に密着されている。プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aを取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、円形状の水平断面を有している。
図3(a)に示すように、プラスチック製部材40aは、有底円筒形状からなり、円筒状の胴部41aと、胴部41aに連結された底部42aとを有していても良い。この場合、プラスチック製部材40aの底部42aがプリフォーム10aの底部30aを覆うので、複合容器10Aの胴部20に加え、底部30に対しても様々な機能や特性を付与することができる。
また、図3(b)に示すように、プラスチック製部材40aは、全体として無底円筒形状からなり、円筒状の胴部41を有していても良い。
また、図3(c)に示すように、プラスチック製部材40aは、フィルムを筒状に形成してその端部を貼り合わせることにより作製された、無底円筒形状のものであっても良い。
図3(b)および(c)に示されるプラスチック製部材40aの場合、後述するようにプラスチック製部材40aが余白部80aを有するように構成し、この余白部80aを熱圧着することができる。これにより、図3(b)および(c)に示されるプラスチック製部材40aであっても、有底円筒形状のプラスチック製部材40aとすることができる。熱圧着後の余白部80の形状は特に限定されるものではなく、図4に示されるように任意の形状とすることができる。
また、プラスチック製部材40aは、単層からなるものであってもよく、多層からなるものであってもよい。
切り込み90aの形状は特に限定されるものではなく、図2および図3(a)〜(c)に示すような切り込み線であってもよく、図5および6に示すように切り欠け状のものであってもよい。
切り込み90aが切り込み線である場合、その長さは特に限定されるものではなく、容器本体10の形状に合わせ適宜、変更してよく、例えば、ブロー成形前のプラスチック製部材40aにおいて0.5mm以上、5mm以下とすることができる。
このような長さの切り込み線を有するプラスチック製部材40aをプリフォーム10aと共に、ブロー成形することにより、ブロー成形後のプラスチック製部材40は、3mm以上、15mm以下の切り込み線を有することとなり、この切り込み線に基づき容易に容器本体10から分離することができる。
また、切り欠けの形状も、特に限定されるものではなく、容器本体10の大きさ、形状等を考慮し、適宜、変更してよく、例えば、図5および6に示すように、三角形状や四角形状、または半円形状や扇形状のような曲線を組み合わせた形状(図示せず)等、様々な形状とすることができる。
切り欠けの形状が三角形である場合、例えば、縦の長さxを0.5mm以上、5mm以下、横の長さyを0.1mm以上、8mm以下とすることができるがこれに限定されるものではない。
このような大きさの切り欠けを有するプラスチック製部材40aをプリフォーム10aと共に、ブロー成形することにより、ブロー成形後のプラスチック製部材40は、縦の長さxを1mm以上、15mm以下、横の長さyを0.5mm以上、10mm以下の三角形の切り欠けを有することとなり、この切り欠けに基づき容易に容器本体10から分離することができる。
なお、プラスチック製部材40aは、切り込み90aを2箇所以上有していてもよく、この場合2箇所以上の切り込み90aが全て切り込み線または切り欠けであってもよく、切り込み線および切り欠けを共に有するものであってもよい。
摘まみ部Xを構成する材料は特に限定されるものではなく、プラスチック製部材40aの作製に使用される樹脂材料製のものであってもよく、紙製や金属製のものであってもよい。
摘まみ部Xは、従来公知の接着剤によりプラスチック製部材40aに接着することができる。例えば、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリアクリル酸エステル系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エチレン共重合体接着剤、セルロース系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリイミド系接着剤、アミノ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤などの接着剤を使用することができる。
ブロー成形後において、容器本体10と、プラスチック製部材40との密着性が高く、これらの間に入り込む空気が少ないという理由から、プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aに対して収縮する作用を有するものであることが好ましい。
プラスチック製部材40aが収縮する作用を有する場合、プラスチック製部材40aは、例えば、外的な作用(例えば熱)が加えられた際、プリフォーム10aに対して収縮(例えば熱収縮)するものが用いられても良い。あるいは、プラスチック製部材40は、それ自体が収縮性ないし弾力性を持ち、外的な作用を加えることなく収縮可能なものであっても良い。
上記した樹脂材料の中でも、ブロー成形後、容器本体10からの分離性が高いという観点からは、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましく、特には、低密度ポリエチレン(密度:0.910g/cm3以上、0.930g/cm3以下)。
この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aのガスバリア性を高め、容器内への酸素の侵入を防ぎ、内容液が劣化することを防止し、また、容器内から外部への水蒸気の蒸散を防ぎ、内容量が減少することを防止することができる。
このような材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体、MXD−6およびEVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)が挙げられる。
この場合、容器本体10そのものの厚みを厚くすることなく、内容液の温度が複合容器10Aの表面まで伝達しにくくすることが可能となる。これにより、複合容器10Aの保温性又は保冷性を高めることができる。
このような材料としては、発泡化したポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂などが挙げられる。
例えば、容器本体10のうち胴部20の全部又は一部にプラスチック製部材40を設け、胴部20に画像や文字を表示しても良い。
印刷は、例えばインクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法等の印刷法により行うことができる。例えば、インクジェット法を用いる場合、プラスチック製部材40a(40)にUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより印刷層を形成させることができる。この印刷は、プリフォーム10aに嵌め込む前のプラスチック製部材40aに対して施されても良く、プリフォーム10aの外側にプラスチック製部材40aを設けた状態で施されても良い。さらに、ブロー成形後の複合容器10Aのプラスチック製部材40に印刷が施されても良い。
図7に示すように、複合プリフォーム70をブロー成形することにより得られる複合容器10Aは、口部11と、口部11に連結された胴部20と、胴部20に連結された底部30とを備え、内側に位置する容器本体10と、容器本体10の外側に密着して設けられたプラスチック製部材40とを備えている。
また、プラスチック製部材40は、容器本体10の口部11に近い胴部41の一端に、切り込み90を有する。この切り込み90からプラスチック製部材40の分離を行うことにより、容器本体10表面からプラスチック製部材40を容易に分離除去することができる。
また、プラスチック製部材40の切り込み90が設けられた一端と、容器本体10の口部11が有するフランジ部17からの距離Hが、0.5mm以上、15mm以下であることが好ましく、1mm以上、10mm以下であることがより好ましい。これにより、複合容器10Aにおいて、プラスチック製部材40の分離をより一層容易なものとすることができる。
容器本体10は、口部11下方に設けられた首部13と、首部13下方に設けられた肩部12と、肩部12の下方に設けられた胴部20と、胴部20下方に設けられた底部30とを備えている。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ複合容器10Aを正立させた状態(図7)における上方および下方のことをいう。
プラスチック製部材40は、少なくとも円筒状の胴部41を有し、容器本体10の外面に薄く延ばされた状態で密着されており、容器本体10に対して容易に移動又は回転しない状態で取付けられている。また、図8に示すように、プラスチック製部材40は、容器本体10を取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、略円形状の水平断面を有している。
さらに、プラスチック製部材40は、図7に示すように、切り込み90aに連接する摘まみ部Xを有していてもよい。摘まみ部Xを構成する材料およびプラスチック製部材40への接着方法については上記した通りである。
本発明の複合容器10Aの製造方法は、
プリフォーム10aおよびプリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられたプラスチック製部材40aを備える複合プリフォーム70を準備する工程と、
複合プリフォーム70を、ブロー成形金型内においてブロー成形し、プラスチック材料製の容器本体10と、容器本体10の外側に密着して設けられるプラスチック製部材40とを備える複合容器10Aを得る工程と、
ブロー成形前または後において、プラスチック製部材40a(40)に切り込み90a(90)を設ける工程と、を含んでなる。
また、本発明の方法は、切り込み90a(90)に連接する摘まみ部Xを設ける工程を含んでいてもよい。
本発明の方法は、プリフォーム10aおよび前記プリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられたプラスチック製部材40aを備える複合プリフォーム70を準備する工程を含む。
また、射出成形により2層以上の多層プリフォーム10aを作製することにより、容器本体10を2層以上の多層成形ボトルとすることができる。
例えば、中間層をMXD6、MXD6+脂肪酸塩、PGA(ポリグリコール酸)、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)又はPEN(ポリエチレンナフタレート)等のガスバリア性及び遮光性を有する樹脂(中間層)を含んでなる層として、3層以上からなるプリフォーム10aを成形後、ブロー成形することによりガスバリア性及び遮光性などを有する多層成形ボトルを得ることができる。なお、中間層としては、上述した各種樹脂をブレンドした樹脂などを用いても良い。
成形方法としては、例えば、深絞り成形、または樹脂シートをチューブ状に成形し、その端部を融着、または接着する方法などが挙げられる。
また、多層からなるプラスチック製部材40aは、2以上の樹脂シートを、上記した接着剤を介して積層させた積層樹脂シートを成形することにより得ることができる。
上記樹脂シートは、市販品を用いてもよいし、従来公知の方法により製造することができる。本発明においては、押出成形により製造することが好ましく、押出成形が、Tダイ法またはインフレーション法により行われることが好ましい。
(1)まず樹脂材料51を加熱溶融し、ダイ52からチューブ状に押し出し、チューブ状パリソン53を形成させ、
(2)次いで、図9(b)に示すように、例えば2分割の金型54によりチューブ状パリソン53を挟み込み、
(3)次いで、図9(c)に示すように、吹き込みノズル55よりチューブ状パリソン53内に空気を吹き込み、チューブ状パリソン53を金型54に合わせて成形し、冷却、型開き、取り出しを順次行うことにより、図9(d)に示すような有底円筒形状のプラスチック製部材40aを得ることができる(ダイレクトブロー成形)。
本方法によれば、金型の設計を変更することにより、得られるプラスチック製部材40aの設計を変更することができ、プリフォーム10aとの密着性の高いプラスチック製部材40aを作製することができる。
まず、上記した樹脂材料等を、押出装置内で加熱溶融し、溶融した樹脂材料等をリングダイより連続的に押し出し、冷却することにより、未延伸の押出チューブ1に成形する(図10(a)参照)。なお、多層からなるプラスチック製部材40aは、2以上の樹脂材料を共押し出しすることにより、作製することができる。
次いで、この未延伸の押出チューブの一端を溶着または接着することによって、押出チューブの一端を閉鎖する。
さらに、この一端が閉鎖された押出チューブ1を、押出チューブ1の外径よりも大きい内径を有する金型2内に配置する(図10(b)参照)。
次いで、押出チューブ1の他端にブロー装置3を配置(装着)する(図10(c)参照)。このとき、ブロー装置3は、押出チューブ1と、これらの間からエアが漏れないよう密着させることが好ましい。
続いて、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、この配置のまま加熱炉4に送り込み、加熱炉4の内部で70〜150℃に加熱する(図10(d)参照)。加熱炉4としては、その内部を均一な温度にするために、熱風循環式加熱炉を用いても良い。あるいは押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱した液体中を通過させることにより、これらを加熱しても良い。
次に、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱炉4から取り出し、ブロー装置3から押出チューブ1内にエアを噴出することにより、押出チューブ1の内面を加圧延伸する。これにより、押出チューブ1は、膨張し、金型2の内面形状に沿って拡径される(図10(e)参照)。
その後、ブロー装置3からエアを噴出した状態のまま、押出チューブ1を冷水中で冷却し、押出チューブを金型2から取り出す(図10(f)参照)。これを所望の大きさにカットすることにより熱収縮性のプラスチック製部材40aを得ることができる(図10(g)参照)。
このとき、加熱方法は特に限定されず、赤外線や、温風等を用いて適宜行うことができる。加熱温度は、60℃以上、250℃以下であることが好ましく、80℃以上、150℃以下であることがより好ましい。なお、加熱温度とは加熱時の熱収縮性プラスチック製部材40aの表面温度のことであり、赤外線や、温風等の照射温度のことではない。
熱圧着の方法は、特に限定されず、赤外線や、温風等により加熱された余白部を挟み込む等して、圧着することができるものであれば特に限定されず、例えば、金属製や耐熱性の樹脂製の器具(以下、場合により「圧着器具」という)を利用することができ、それらを組み合わせても良い。
ブロー成形金型内において、複合プリフォーム70に対し、2軸延伸ブロー成形を施し、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを一体として膨張させることにより、図4に示す複合容器10Aを得ることができる。
この加熱工程におけるプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aの加熱温度は、例えば90℃以上、130℃以下であること好ましい。
また、この加熱は、赤外線や、温風等を発生する装置を用いて適宜行うことができる。
なお、加熱温度とは加熱時の熱収縮性プラスチック製部材40aの表面温度のことであり、赤外線や、温風等の照射温度のことではない。
この間、胴部金型50a、50bは30℃乃至80℃まで加熱され、底部金型50cは5℃乃至25℃まで冷却される。この際、ブロー成形金型50内では、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aが一体として膨張される。これにより、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aは、一体となってブロー成形金型50の内面に対応する形状に賦形される。
本発明の方法は、ブロー成形前または後において、プラスチック製部材40a(40)に切り込み90a(90)を設ける工程を含んでなる。
すなわち、切り込み90a(90)を設ける工程は、(1)プリフォーム10aを嵌め込む前のプラスチック製部材40aに対して行ってもよく、(2)プリフォーム10aを嵌め込んだ後のプラスチック製部材40aに対して行ってもよく、(3)複合プリフォーム70をブロー成形し、得られた複合容器10Aが備えるプラスチック製部材40に対して行ってもよい。
切り込み90a(90)を設ける方法は特に限定されるものではなく、ブロー成形前であって、プリフォーム10aを嵌め込む前であれば、ハサミやナイフを使用することにより行うことができる。
また、プリフォーム10aの嵌め込み後、およびブロー成形後であっても、レーザー光線等を使用することにより切り込み90a(90)を設けることができる。
本発明の方法は、所望により、摘まみ部Xを設ける工程を含んでなる
摘まみ部Xを設ける工程は、プリフォーム10aを嵌め込む前のプラスチック製部材40aに対し行ってもよく、嵌め込み後のプラスチック製部材40aに対し行ってもよく、ブロー成形後のプラスチック製部材40に対し行ってもよく、さらには、内容物の充填後、キャッピング後に行ってもよい。
射出成形機を使用して、図1に示す、胴部20aと底部30aの長さの和が90mmのポリエチレンテレフタレート製のプリフォーム10a(融点:260℃)を作製した。このプリフォーム10aの重量は、23.8gであった。
また、プラスチック製部材40aの長さは、100mmであり、その余白部80aは、10mmであった。
熱収縮性プラスチック製部材40aのプリフォーム10aが備える口部11aのフランジ部17aからの距離hは、1.5mmであった。
プラスチック製部材40aに切り欠け90aを設けなかった以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを作製した。
上記実施例および比較例により得られた複合容器10Aが備えるプラスチック製部材40を手作業により5個ずつ分離除去し、分離除去に要した平均時間を測定した。測定結果を表1に表す。
Claims (4)
- 口部と、前記口部に連結された胴部と、前記胴部に連結された底部を備えるプリフォームと、
前記プリフォームの外側を取り囲むように設けられ、少なくとも円筒状の胴部を有するプラスチック製部材とを備え、
前記プラスチック製部材の胴部が、前記プリフォームの口部側の一端に少なくとも1箇所の切り込みを有し、
前記プラスチック製部材の前記切り込みが設けられた一端の反対側に位置する他端が、熱圧着され、
前記プラスチック製部材の前記切り込みに連接して摘まみ部が設けられ、前記摘まみ部は、前記プラスチック製部材に接着されていることを特徴とする、複合プリフォーム。 - 前記プラスチック製部材の前記切り込みが設けられた一端と、前記プリフォームの前記口部が有するフランジ部との間の距離hが、0.5mm以上、5mm以下である、請求項1に記載の複合プリフォーム。
- 口部と、前記口部下方に設けられた首部と、前記首部下方に設けられた肩部と、前記肩部の下方に設けられた胴部と、前記胴部下方に設けられた底部と、を備える容器本体と、 前記容器本体の外側に密着して設けられ、少なくとも胴部を有するプラスチック製部材とを備え、
前記プラスチック製部材の胴部が、前記容器本体の口部側の一端に少なくとも1箇所の切り込みを有し、
前記プラスチック製部材の前記切り込みが設けられた一端の反対側に位置する他端が、熱圧着され、
前記プラスチック製部材の前記切り込みに連接して摘まみ部が設けられ、前記摘まみ部は、前記プラスチック製部材に接着されていることを特徴とする、複合容器。 - 前記プラスチック製部材の前記切り込みが設けられた一端と、前記容器本体の前記口部が有するフランジ部との間の距離Hが、0.5mm以上、15mm以下である、請求項3に記載の複合容器。
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