JP7001988B2 - 複合容器 - Google Patents

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Description

本発明は、容器本体及びプラスチック製部材を備える複合容器に関する。
近時、内容液を収容する容器として、プラスチック製容器が一般化してきている。
プラスチック製容器は、例えば、金型内にプリフォームを挿入し、2軸延伸ブロー成形することにより製造される。
ところで、従来の2軸延伸ブロー成形法では、樹脂材料を含むプリフォームを2軸延伸することにより容器形状に成形している。しかしながら、従来の2軸延伸ブロー成形法においては、単にプリフォームを容器形状に成形するだけであるのが一般的である。このため、容器に対して様々な機能や特性(バリア性や保温性等)を持たせる場合、例えばプリフォームを構成する材料を変更する等、その手段は限定されてしまう。とりわけ、容器の部位(例えば胴部や底部)に応じて、異なる機能や特性を持たせることは難しい。
本出願人は、先の出願(特許文献1)において、容器に対して様々な機能や特性を付与することが可能な、容器本体及びプラスチック製部材を備えてなる複合容器を提案している。
該プラスチック製部材は、容器本体の外側に密着して設けられるものであるが、接着はされていないため、使用後は、容器本体から剥離することができ、プラスチック製部材及び容器本体をそれぞれ再利用することができる。
容器本体からのプラスチック製部材の剥離は、刃物を使用し、プラスチック製部材を切り取る方法等が挙げられるが、作業負担が大きかったり、容器本体からプラスチック製部材を完全に剥離することが困難であったりという問題があった。
特開2015-128858号公報
本発明は上記問題に鑑みてなされたものである。したがって、本願発明が解決しようとする課題は、容器本体からのプラスチック製部材の剥離除去が容易である、複合容器を提供することである。
本発明の複合容器は、容器本体と、容器本体の外側に密着して設けられるプラスチック製部材とを備え、プラスチック製部材が、中空粒子を含み、容器本体の比重が1超であり、プラスチック製部材の比重が0.95未満であることを特徴とする。
上記態様においては、中空粒子の平均粒子径が、10μm以上、100μm以下であることが好ましい。
上記態様においては、プラスチック製部材における中空粒子の含有量が、0.1質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。
上記態様においては、プラスチック製部材の厚さが、50μm以上、1000μm以下であることが好ましい。
上記態様においては、プラスチック製部材が、熱収縮性を有することが好ましい。
上記態様においては、プラスチック製部材の容器本体の底部側の一端の全部または一部が熱圧着されていることが好ましい。
上記態様においては、熱圧着されたプラスチック製部材の一端が、ねじられていることが好ましい。
本発明によれば、容器本体からのプラスチック製部材の剥離除去が容易である、複合容器を提供することができる。
図1は、一実施形態における本発明の複合容器10Aの部分垂直断面図である。 図2は、一実施形態における本発明の複合プリフォーム70の垂直断面図である。 図3は、一実施形態における本発明の複合プリフォーム70の部分垂直断面図である。 図4は、一実施形態における本発明の複合プリフォーム70の正面図である。 図5は、プラスチック製部材40aの実施形態を示す斜視図。 図6は、熱圧着した余白部80aの形状を表す図である。 図7は、プラスチック製部材40aの作製方法の一実施形態を示す概略図である。 図8は、プラスチック製部材40aの作製方法の一実施形態を示す概略図である。 図9は、プリフォーム10aをプラスチック製部材40aに嵌め込んだ状態を表す正面図である。 図10は、複合プリフォーム70のブロー成形方法の一実施形態を示す概略図である。
複合容器10A
図1に示すように、複合容器10Aは、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るプラスチック製部材40とを備えている。
該複合容器10Aは、図2等に示す、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とを備える複合プリフォーム70をブロー成形することにより作製することができる。
本発明の複合容器10Aにおいて、プラスチック製部材40は、容器本体10に対して溶着ないし接着されていないため、容器本体10から分離(剥離)して除去することができる。
プラスチック製部材40の容器本体10からの分離(剥離)の方法の一例としては、複合容器10Aを粉砕した後、水に浸け、プラスチック製部材40と、容器本体10との比重の差を利用し、プラスチック製部材40を分離回収する方法を挙げることができる。
本発明において、プラスチック製部材40の比重は0.95未満であり、より好ましくは0.94未満である。さらに、容器本体10の比重は1超であり、より好ましくは1.2超である。
このように、プラスチック製部材40を容器本体10から分離除去することができるので、従来と同様に無色透明な容器本体10を再利用することができる。
本発明において、比重は気相置換法により測定することができる。
容器本体10
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」及び「下」とは、それぞれ複合容器10Aを正立させた状態(図1)における上方及び下方のことをいう。
口部11は、図示しないキャップに螺着されるねじ部14と、ねじ部14下方に設けられたフランジ部17とを有している。なお、口部11の形状は、従来公知の形状であっても良い。
首部13は、フランジ部17と肩部12との間に位置しており、略均一な径をもつ略円筒形状を有している。また、肩部12は、首部13と胴部20との間に位置しており、首部13側から胴部20側に向けて徐々に径が拡大する形状を有している。
さらに、胴部20は、全体として略均一な径をもつ円筒形状を有している。しかしながら、これに限られるものではなく、胴部20が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状を有していても良い。あるいは、胴部20が上方から下方に向けて均一でない水平断面をもつ筒形状を有していても良い。また、本実施の形態において、胴部20は、凹凸が形成されておらず、略平坦な表面を有しているが、これに限られるものではない。例えば、胴部20にパネル又は溝等の凹凸が形成されていても良い。
底部30は、中央に位置する凹部31と、この凹部31周囲に設けられた接地部32とを有している。なお、底部30の形状についても特に限定されるものではなく、従来公知の底部形状(例えばペタロイド底形状や丸底形状等)を有していても良い。
また、胴部20における容器本体10の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば容器本体10の内容量が500mLであって、容器本体10の重量が20gである場合は50μm以上、250μm以下程度にすることができる。また、容器本体10の内容量が500mLであって、容器本体10の重量が35gである場合、50μm以上、350μm以下程度にすることができる。このように容器本体10の肉厚を薄くすることにより、容器本体10の軽量化を図ることができる。
容器本体10は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、アイオノマー樹脂やこれらのブレンド樹脂等の樹脂材料を含んでなることができる。
上記した樹脂材料の中でも、耐熱性の観点から、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。
一実施形態において、容器本体10は、上記した樹脂材料等を射出成形して製作したプリフォーム10aを2軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。
容器本体10の内面に、容器のバリア性を高めるために、例えばダイヤモンド状炭素膜や酸化珪素薄膜等の蒸着膜を形成しても良い。
容器本体10の満注容量は、特に限定されず、例えば100mL以上、2000mL以下としてもよく、10L以上、60L以下としてもよい。
プラスチック製部材40
プラスチック製部材40は、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1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。プラスチック製部材40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。
プラスチック製部材40は、プラスチック製部材40aを、後述するようにプリフォーム10aの外側を取り囲むように設け、プリフォーム10aの外側に密着させた後、プリフォーム10aとともに2軸延伸ブロー成形することにより得ることができる。
図1に示すように、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、口部11及び首部13を除く、肩部12、胴部20及び底部30を覆うように設けることができる。このような構成とすることにより、容器本体10の肩部12、胴部20及び底部30に対して所望の機能や特性を付与することができる。
また、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち口部11以外の全域又は一部領域に設けられていても良い。例えば、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、口部11を除く、首部13、肩部12、胴部20及び底部30の全体を覆うように設けられていても良い。さらに、プラスチック製部材40は1つに限らず、複数設けても良い。例えば、2つのプラスチック製部材40を肩部12の外面及び底部30の外面にそれぞれ設けても良い。
また、容器本体10の底部30側のプラスチック製部材40の一端は、熱圧着され、容器本体10の底部30を覆う底部を形成していてもよい。また、この熱圧着された部分はねじられていてもよい。
プラスチック製部材40は、熱収縮性を有するものであっても、有しないものであってもよいが、容器本体10との密着性が高い点及び上記した水中分離において、高温の水中で、プラスチック製部材が40を熱収縮させることにより、容器本体10からの分離性を高めることができる点から、熱収縮性を有するものであることが好ましい。さらに、プラスチック製部材40が熱収縮性を有することにより、複合プリフォーム70のブロー成形における、プリフォーム10aとプラスチック製部材40aとのズレが生じてしまうことを防止することができる。
本発明の複合容器10Aが備えるプラスチック製部材40は、中空粒子を含んでなる。プラスチック製部材40に中空粒子を含有させることにより、プラスチック製部材40の比重をより小さくすることができ、水中分離をより容易に実施することができる。また、プラスチック製部材40の外観を曇りガラス調にすることができ、意匠性を向上させることもできる。
中空粒子としては、珪酸ソーダガラス、アルミ珪酸ガラス及び石英等の無機ガラス、シリカ、アルミナ等の金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ニッケル及び珪酸カルシウム等の金属塩等の無機物により構成される無機系中空粒子、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ビニル系樹脂、アミド系樹脂、ウレタン系樹脂等の有機物により構成される有機系中空粒子、並びに無機物と有機物とのハイブリッド材料により構成される無機-有機系中空粒子等が挙げられる。
これらの中でも、成形性および粒子強度の観点から、無機系中空粒子が好ましく、無機ガラスにより構成される無機系中空粒子が特に好ましい。
なお、プラスチック製部材40が多層からなる場合、2以上の層が中空粒子を含んでいてもよい。
中空粒子の平均粒子径は、1μm以上、200μm以下であることが好ましく、10μm以上、100μm以下であることがより好ましい。中空粒子の平均粒子径を上記数値範囲とすることにより、プラスチック製部材40の成形性を維持しつつ、より顕著に密度を低下させることができる。
なお、「平均粒子径」とは、体積平均粒子径を意味し、粒度分布・粒径分布測定装置(例えば、ナノトラック粒度分布測定装置、日機装株式会社製等)を用いて公知の方法により測定することができる。
プラスチック製部材40における中空粒子の含有量は、0.1質量%以上、20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上、10質量%以下であることがより好ましい。プラスチック製部材40が多層からなる場合、各層における樹脂材料の含有量は、0.1質量%以上、20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上、10質量%以下であることがより好ましい。プラスチック製部材40における中空粒子の含有量を上記数値範囲とすることにより、プラスチック製部材40の成形性を維持しつつ、より顕著に密度を低下させることができる。
一実施形態において、プラスチック製部材40は、樹脂材料を含んでなり、例えば、PET、PEN、ポリ-4-メチルペンテン-1、ポリスチレン、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、フタル酸ジアリル樹脂、フッ素系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリブタジエン、ポリブテン-1、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ナイロン6、ナイロン6,6、MXD6、芳香族ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテレフタル酸エチレン、ポリテレフタル酸ブチレン、ポリナフタレン酸エチレン、Uポリマー、液晶ポリマー、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、シリコーン樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアセタール、エポキシ樹脂、アイオノマー樹脂等が挙げられる。
一実施形態において、プラスチック製部材40は、酸素バリア性又は水蒸気バリア性等のガスバリア性を有する樹脂材料を含んでなることができる。
この場合、容器本体10を多層としたり、容器本体10の作製にブレンド樹脂材料を用いることなく、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及びEVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)が挙げられる。
一実施形態において、プラスチック製部材40は、容器本体10を構成する材料よりも保温性又は保冷性の高い樹脂材料(熱伝導性の低い樹脂材料)を含んでいることができる。
この場合、容器本体10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、メラミン樹脂等が挙げられる。
プラスチック製部材40における樹脂材料の含有量は、50質量%以上、100質量%以下であることが好ましく、70質量%以上、90質量%以下であることがより好ましい。プラスチック製部材40が多層からなる場合、各層における樹脂材料の含有量は、50質量%以上、100質量%以下であることが好ましく、70質量%以上、90質量%以下であることがより好ましい。
またプラスチック製部材40は、その特性が損なわれない範囲において、主成分である上記樹脂材料以外にも、各種の添加剤を含んでなることができる。添加剤としては、例えば、可塑剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、スリップ剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤、及び着色顔料等を添加することができる。また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5μm以上、100μm以下の発泡セル径を持つ発泡部材を使用し、この発泡プリフォームを成形することによって、遮光性を高めることができる。
また、プラスチック製部材40の厚みは、容器本体10に取り付けられた状態で、5μm以上、100μm以下であることが好ましく、10μm以上、70μm以下であることがより好ましい。プラスチック製部材40の厚みを上記数値範囲とすることにより、成形性を維持しつつ、外力による剥離や破れが生じづらい。
複合プリフォーム70
図2~4に示すように、本発明の複合プリフォーム70は、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とを備えてなる。
プリフォーム10a
一実施形態において、プリフォーム10aは、図2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、胴部20aは、容器本体10の首部13、肩部12及び胴部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。
一実施形態において、口部11aは、加熱処理により結晶化され、白化状態にある。このように、白化された口部11aを備えるプリフォーム10aを用いて複合容器10Aを作製することにより、口部11aからの可視光線や紫外線の侵入を防止することができ、保管時における内容物の変質を防止することができる。
プラスチック製部材40a
プラスチック製部材40aは、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5(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41と、胴部41に連結された底部42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42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5(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5(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5(b)及び(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、図2の斜視部で表すように熱圧着することができる。これにより、図5(b)及び(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。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に容器本体10の底部30を覆わせることができる。
熱圧着後の余白部80aの形状は特に限定されるものではなく、図6に示されるように任意の形状とすることができる。
一実施形態において、プラスチック製部材40aは、熱圧着された部分がねじられた、ねじり部80を備えていてもよい(図4参照)。
プラスチック製部材40aがねじり部80を備えることにより、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に容器本体10の底部30を覆わせることができるだけではなく、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡が発生してしまうことを防止することができる。さらに、ブロー成形時に加わる力によって、熱圧着した部分が剥がれてしまったり等、破損してしまうことを防止することができる。
プラスチック製部材40aは、熱収縮性を有するものであっても良く、有しないものであっても良いが、上記したように、熱収縮性を有するものであることが好ましい。
複合容器10Aの製造方法
本発明の複合容器10Aの製造方法は、
プリフォーム10a及びプリフォーム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、
を含んでなる。
複合プリフォーム70を準備する工程
本発明の方法は、プリフォーム10a及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。
一実施形態において、プリフォーム10aは、上記した樹脂材料を従来公知の装置を使用して射出成形することにより製造することができる。
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等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等を用いても良い。
また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5~100μmの発泡セル径を持つ発泡プリフォームを成形し、この発泡プリフォームをブロー成形することによって、容器本体10を作製しても良い。このような容器本体10は、発泡セルを内蔵しているため、容器本体10全体の遮光性を高めることができる。
なお、上記方法により製造したものに限定されず、市販されるプリフォーム10aを使用してもよい。
一実施形態において、プラスチック製部材40aは、上記した樹脂材料及び中空粒子等を含んでなる樹脂シートを成形することにより製造することができる。
成形方法としては、例えば、深絞り成形、又は樹脂シートをチューブ状に成形し、その端部を融着、又は接着する方法等が挙げられる。
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ダイ法又はインフレーション法により行われることが好ましい。
一実施形態において、プラスチック製部材40aは、図7(a)に示すように、
(1)まず樹脂材料51を加熱溶融し、中空粒子等と共に、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7(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7(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7(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。
一実施形態において、熱収縮性を有するプラスチック製部材40aは、以下のような方法により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、溶融した樹脂材料を中空粒子等と共に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8(a)参照)。なお、多層からなるプラスチック製部材40aは、2種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又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8(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8(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及びブロー装置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8(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及びブロー装置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及びブロー装置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8(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8(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8(g)参照)。
また、一実施形態において、プラスチック製部材40aは、射出成形法によっても得ることができる。具体的には、まず、上記した樹脂材料及び中空粒子等を含む混合物を加熱溶融、混合する。次いで、加熱溶融した混合物を金型内に射出する。これを冷却し、金型内から取り出すことによっても、プラスチック製部材40aを得ることができる。
なお、上記方法により製造されたプラスチック製部材40aに限定されず、市販されるものを使用してもよい。
プラスチック製部材40aが、熱収縮性のものではない場合、複合プリフォーム70は、プリフォーム10aをプラスチック製部材40aへ嵌め込むことにより得ることができる。
プラスチック製部材40aが、熱収縮性のものである場合、複合プリフォーム70は、プリフォーム10aをプラスチック製部材40aへ嵌め込んだ後、プラスチック製部材40aを加熱することにより得ることができる。
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。
また、一実施形態において、プラスチック製部材40aが図5(b)及び(c)に示されるようなチューブ状の形状有する場合、図9に示すように、プラスチック製部材40aに、プリフォーム10aよりも長い部分(余白部80a)を設け、この余白部80aを熱圧着することができる。
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。
なお、本発明において、プラスチック製部材40aが熱収縮性を有する場合、その長さとは、熱収縮前の長さをいう。また、プリフォーム10aの長さとは、胴部20a及び底部30aの長さの和をいう。
圧着器具の表面は、平坦なものであってもよく、一部又は全体に凹凸形状を有するものであっても良い。
圧着器具は、その表面に加熱機構を有していてもよい。これにより、余白部80aの圧着強度をより高めることができる。圧着器具表面の加熱温度は、例えば、100℃以上、250℃以下とすることが好ましい。また、プラスチック製部材40aの表面の良好な外観維持という観点から、圧着時間は5秒以下であることが好ましい。
圧着時の圧力は、50N/cm以上、1000N/cm以下が好ましく、100N/cm以上、500N/cm以下がより好ましい。
圧着時のプラスチック製部材40aの温度は、材質にもよるが80℃以上、200℃以下が好ましい。
また、熱圧着後の余白部80aは、所望により適当な長さにカットしてもよい。余白部を適当な長さ(例えば、2mm程度)にカットすることにより、複合容器とした際の底部の外観が良好となる。
また、熱圧着した余白部80aをねじり、図9に示すねじり部80を形成させる工程を含んでいてもよい。
本発明の方法が、このような工程を含むことにより、ブロー成形後のプラスチック製部材40の底部形成することができるだけではなく、複合容器10Aが備える容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡が発生してしまうことを防止することができると共に、ブロー成形時に加わる力によって、熱圧着した部分が剥がれてしまったり等、破損してしまうことを防止することができる。
ねじり部80の形成方法は、特に限定されるものではなく、ペンチ等の器具を用いて手作業により圧着した部分をねじることにより行うことができる。
また、プリフォーム10a及びプラスチック製部材40aを保持する保持部及び回転部を含む回転装置等を用いて機械的に行うことができる。
また、これらを組み合わせた方法により行ってもよく、具体的には、熱圧着した部分をペンチ等の器具を用いて挟み、プリフォーム10a及びプラスチック製部材40aを回転部により回転させることによっても、ねじり部80を形成することができる。
一実施形態において、ねじり部80の形成は、熱圧着と同時に行うことができる。これにより、作業工程を減らすことができ、生産性をより高めることができる。
具体的には、圧着器具に回転機構を設け、プリフォーム10a及びプラスチック製部材40aを保持部に固定し、圧着器具を回転させることにより行うことができる。また、圧着器具を保持部として利用し、回転部によりプリフォーム10a及びプラスチック製部材40aを回転させることによっても行うことができる。
余白部のねじる程度については、特に限定されるものではなく、0.25~30回転させる程度であってもよく、ねじ切れるまで行ってもよいが、外観をより良好なものにすることができ、かつ熱圧着した部分がブロー成形により破損してしまうことをより効果的に防止することができるため、ねじ切れるまで行うことが好ましい。
ブロー成形工程
以下、図10(a)~(d)に基づいて、本発明のブロー成形工程についてより詳しく説明する。
まず、複合プリフォーム70は、加熱装置51によって加熱される(図10(a)参照)。このとき、複合プリフォーム70は、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置51によって周方向に均等に加熱される。
この加熱工程におけるプリフォーム10a及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く、95℃以上、120℃以下であることがより好ましい。
加熱温度を上記数値範囲とすることにより、プラスチック製部材40aの白化等その表面に欠陥が発生してしまうことを防止しつつ、プラスチック製部材40aの表面に良好な凹凸を形成することができる。
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。
続いて、加熱装置51によって加熱された複合プリフォーム70は、ブロー成形金型50に送られる(図10(b)参照)。
一実施形態において、ブロー成形金型50を用いて、プラスチック製部材40表面の立体模様が成形される。
ブロー成形金型50内の周辺には、プラスチック製部材40の表面に付与する凹部、凸部を有する立体模様に対応する凸部、凹部が形成されており、このような金型内において、複合プリフォーム70をブロー成形することにより、プラスチック製部材40aの表面に凹部、凸部を有する立体模様が形成される。
また、金型内の凹部、凸部は、切削加工等により形成することができる。
また、一実施形態において、ブロー成形金型50は、互いに分割された一対の胴部金型50a、50bと、底部金型50cとからなる(図10(b)参照)。図10(b)において、一対の胴部金型50a、50b間は互いに開いており、底部金型50cは上方に上がっている。この状態で一対の胴部金型50a、50b間に、複合プリフォーム70が挿入される。
次に、図10(c)に示すように、底部金型50cが下がったのちに一対の胴部金型50a、50bが閉鎖され、一対の胴部金型50a、50b及び底部金型50cにより密閉されたブロー成形金型50が構成される。次にプリフォーム10a内に空気が圧入され、複合プリフォーム70に対して2軸延伸ブロー成形が施されると同時にプラスチック製部材40aの表面に、金型内に形成された凹部、凸部に対応する凸部、凹部を有する立体模様が形成され、複合容器10Aが得られる。
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及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及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。
ブロー成形後、図10(d)に示すように、一対の胴部金型50a、50b及び底部金型50cが互いに離れ、ブロー成形金型50内から複合容器10Aが取出される。
その他の工程
プラスチック製部材40に対し、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印刷を行ってもよい。
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。
<実施例1>
(複合プリフォーム70を準備する工程)
射出成形機を使用して、図9に示す、長さ105mmのポリエチレンテレフタレート製のプリフォーム10aを作製した。このプリフォーム10aの重量は、30gであった。
ポリエチレン及び中空粒子(平均粒子径:50μm、無機ガラスビーズ)を溶融、混合し、リング状のダイから押出した。次いで、押出されたチューブ内面を加圧、又はチューブ外面を内面より陰圧とした後、拡径を行い、図9に示す、熱収縮性を有するプラスチック製部材40a作製した。
プラスチック製部材40aに含まれる中空粒子の含有量は、5質量%であり、ポリエチレンの含有量は、95質量%であった。
また、プラスチック製部材40aの長さは、95mmであり、その余白部80aは、10mmであった。
次いで、手作業により、プリフォーム10aを、プラスチック製部材40aの余白部80aとは反対の端から嵌め込みを行い、図9に示される状態とした。
嵌め込み後、赤外線ヒーターを用いて、プリフォーム10a及びプラスチック製部材40aを100℃まで加熱し、プラスチック製部材40aを熱収縮させた。次いで、100℃に加熱した金属板を用いて余白部80aを300N/cmの圧力で挟み込み熱圧着し、複合プリフォーム70を得た。
(複合プリフォーム70のブロー成形工程)
上記のようにして得られた複合プリフォーム70を赤外線ヒーターを用いて、110℃まで加熱し、ブロー成形金型に搬送した。
このブロー成形金型内において、複合プリフォーム70をブロー成形し、満注容量が500mLである図1に示される複合容器10Aを得た。
上記のようにして作製した複合容器10Aから刃物を用いて、プラスチック製部材40を剥離した。剥離したプラスチック製部材40及び容器本体10の比重を気相置換法により測定したところ、それぞれ、0.935、1.365であった。
<実施例2>
射出成形法により作製した図5(a)に示す、熱収縮性を有しないプラスチック製部材40aを使用した以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを作製した。また、実施例1と同様に、プラスチック製部材40及び容器本体10の比重を測定したところ、0.945、1.365であった。
<比較例1>
プラスチック製部材40aの作製において、中空粒子を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして複合容器10Aを作製した。また、実施例1と同様に、プラスチック製部材40及び容器本体10の比重を測定したところ、0.960、1.365であった。
<剥離容易性試験>
上記実施例及び比較例において作製した複合容器10Aをペットボトル用小型粉砕機を使用して粉砕し、85℃の水中に浸けた。複合容器10Aの破片における、プラスチック製部材40の容器本体10からの剥離の程度を目視により確認し、下記評価基準に従い、評価した。評価結果を表1に示す。
(評価基準)
A:水に浸けた後、すぐに容器本体10から、プラスチック製部材40の剥離が開始し、最終的に完全に剥離した。
B:水に浸けた後、プラスチック製部材40の剥離が開始するまで時間を要したが、最終的に完全に剥離した。
C:未剥離の部分が見られた。
Figure 0007001988000001

Claims (5)

  1. 容器本体と、
    前記容器本体の外側に密着して設けられ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が、中空粒子を含み、
    前記容器本体の比重が1超であり、前記プラスチック製部材の比重が0.95未満であり、
    前記中空粒子が無機系中空粒子であり、
    前記プラスチック製部材の前記容器本体の底部側の一端の全部または一部が熱圧着されており、
    前記容器本体と前記プラスチック部材との間に気泡が発生しないように、熱圧着された前記プラスチック製部材の一端がねじられていることを特徴とする、複合容器。
  2. 前記中空粒子の平均粒子径が、10μm以上、100μm以下である、請求項1に記載の複合容器。
  3. 前記プラスチック製部材における前記中空粒子の含有量が、0.1質量%以上、20質量%以下である、請求項1又は2に記載の複合容器。
  4. 前記プラスチック製部材の厚さが、50μm以上、1000μm以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の複合容器。
  5. 前記プラスチック製部材が、熱収縮性を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の複合容器。
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