JP7150294B2

JP7150294B2 - 射出成形容器

Info

Publication number: JP7150294B2
Application number: JP2017130217A
Authority: JP
Inventors: 保行白石; 一也岩橋; 幸博矢野; 浩史山田; 薫徳内; 豊藤島; 智広黒澤
Original assignee: Taisei Kako Co Ltd
Current assignee: Taisei Kako Co Ltd
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2037-07-03
Also published as: JP2019011126A

Description

本発明は、射出成形容器に関する。

従来から、リキッド状やクリーム状などの医薬品、医薬部外品および化粧品等のための容器として、チューブ容器が用いられている。
このようなチューブ容器としては、所望形状の容器を容易に形成することができる等の点から、押出成形により製造されている。

このような押出成形チューブ容器としては、プロピレン製チューブ容器が知られているが、該容器は、硬く、実用に供するものではなかった。

一方、容器として、エチレン製容器も知られている（特許文献１）。

特許第２９０４７９７号公報

樹脂成形品は、初期段階でクラックが発生し、該クラックが成長して破壊につながるため、耐ストレスクラッキング性（以下「耐ストクラ性」ともいう。）が求められている。
しかしながら、特許文献１に記載の容器などの従来の容器は、実用に供する程度の射出成形性および耐ストクラ性が十分ではなかった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、実用に供する程度の射出成形性を有しながらも、耐ストクラ性に優れる射出成形容器を提供することを課題とする。

本発明者らは前記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、特定の化合物を含む容器によれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の構成例は以下のとおりである。

［１］ＪＩＳＫ６９２２－１に従い、１９０℃、２１．１８Ｎ荷重の条件下で測定されるメルトフローレートが７０～１５０ｇ／１０分である、低密度ポリエチレン（Ａ）１０～６５重量％と、
ＪＩＳＫ７２１０に従い、１９０℃、２１．１８Ｎ荷重の条件下で測定されるメルトフローレートが０．５～５ｇ／１０分の範囲である、低密度ポリエチレン（Ｂ）３５～９０重量％（但し、ポリエチレン（Ａ）および（Ｂ）の合計を１００重量％とする。）と
を含む、射出成形容器。

［２］前記ポリエチレン（Ａ）のＪＩＳＫ６９２２－２に従い測定される曲げ弾性率が５０～２００ＭＰａである、［１］に記載の射出成形容器。
［３］前記ポリエチレン（Ｂ）のＪＩＳＫ７１６２に従い測定される引張弾性率が１５０～４５０ＭＰａである、［１］または［２］に記載の射出成形容器。

［４］前記ポリエチレン（Ａ）またはポリエチレン（Ｂ）が、バイオマス由来の低密度ポリエチレンである、［１］～［３］のいずれかに記載の射出成形容器。

［５］射出成形チューブ容器である、［１］～［４］のいずれかに記載の射出成形容器。

［６］前記容器が、口部および肩部からなる頭部と、前記肩部と連接した胴部とを備えるチューブ容器であって、
前記頭部と胴部とが一体成形された射出成形チューブ容器である、［１］～［５］のいずれかに記載の射出成形容器。

［７］前記胴部の厚さが、１．０ｍｍ以下である、［６］に記載の射出成形容器。
［８］前記胴部の長さが１０ｃｍ以上である、［６］または［７］に記載の射出成形容器。

本発明によれば、実用に供する程度の射出成形性を有しながらも、耐ストクラ性に優れる射出成形容器を容易に得ることができる。

図１は、本発明に係る容器（チューブ容器）の側面図の一例を示す、概略模式図である。

≪射出成形容器≫
本発明に係る射出成形容器（以下「本容器」ともいう。）は、ＪＩＳＫ６９２２－１に従い、１９０℃、２１．１８Ｎ荷重の条件下で測定されるメルトフローレートが７０～１５０ｇ／１０分である、低密度ポリエチレン（Ａ）（以下「成分（Ａ）」ともいう。）１０～６５重量％と、ＪＩＳＫ７２１０に従い、１９０℃、２１．１８Ｎ荷重の条件下で測定されるメルトフローレートが０．５～５ｇ／１０分の範囲である、低密度ポリエチレン（Ｂ）（以下「成分（Ｂ）」ともいう。）３５～９０重量％（但し、成分（Ａ）および（Ｂ）の合計を１００重量％とする。）とを含む。
このように、ＭＦＲが特定の範囲にある２種類の低密度ポリエチレンを特定量で用いることで初めて、前記効果を奏する容器を得ることができる。

本容器としては、特に制限されないが、本発明の効果がより効果的に発揮される等の点から、射出成形チューブ容器であることがより好ましい。
該射出成形チューブ容器は、通常、図１に示すように、肩部３および口部１からなる頭部と、該肩部３と連接した胴部２とを備えるチューブ容器である。

前記胴部の厚さは、所望の用途により適宜選択すればよいが、本発明の効果がより効果的に発揮される等の点から、好ましくは１．０ｍｍ以下、より好ましくは０．５～１．０ｍｍ、さらに好ましくは０．５～０．９ｍｍ、特に好ましくは０．５～０．８ｍｍである。
前記成分（Ａ）～（Ｂ）を特定量で用いる、特に前記成分（Ａ）を用いることで、このような厚さの射出成形チューブ容器を容易に形成することができ、また、胴部がこのような厚さであっても、柔軟性および耐ストクラ性に優れる射出成形チューブ容器を容易に得ることができる。

また、前記胴部の長さも、所望の用途により適宜選択すればよいが、前記成分（Ａ）～（Ｂ）を特定量で用いる意義がより発揮される等の点から、好ましくは１０ｃｍ以上、より好ましくは１１～２０ｃｍ、特に好ましくは１４～１６ｃｍである。
前記成分（Ａ）～（Ｂ）を特定量で用いる、特に前記成分（Ａ）を用いることで、このような長さの射出成形チューブ容器を容易に形成することができ、また、胴部がこのような長さであっても、柔軟性および耐ストクラ性に優れる射出成形チューブ容器を容易に得ることができる。

本容器の用途は特に制限されないが、リキッド状やクリーム状などの、医薬品、医薬部外品、化粧品、食品、建築用・土木用・農業用材料などを使用、保存、輸送等する用途などが挙げられ、より好適には、リキッドファンデーション、クリーム、洗顔フォームなどを使用、保存、輸送等する用途が挙げられる。

＜低密度ポリエチレン（Ａ）＞
本容器は、ＪＩＳＫ６９２２－１に従い測定されるメルトフローレート（１９０℃、２１．１８Ｎ）が７０～１５０ｇ／１０分である低密度ポリエチレン（Ａ）を含むことを特徴とする。
このような高ＭＦＲの低密度ポリエチレンを用いることで、射出成形性に優れ、胴部の厚みや長さが前記範囲にありながらも、柔軟性および耐ストクラ性に優れる射出成形チューブ容器を容易に得ることができる。
本容器に含まれる成分（Ａ）は、１種単独であってもよく、２種以上であってもよい。

成分（Ａ）の前記ＭＦＲは、好ましくは１００～１５０ｇ／１０分である。
ＭＦＲが前記範囲にあると、射出成形性に優れる組成物が得られるため好ましい。具体的には、射出成形容器を作成する際の樹脂充填性が向上するため、所望形状の容器をより容易に形成することができ、成形条件の選択肢が増え、射出成形容器を作成する際の金型への負荷を低減することができる。

成分（Ａ）のＪＩＳＫ６９２２－１に従い測定される密度は、柔軟性により優れる容器が得られる等の点から、好ましくは０．９１～０．９４ｇ／ｃｍ³であり、より好ましくは０．９１～０．９３ｇ／ｃｍ³である。

成分（Ａ）のＪＩＳＫ６９２２－２に従い測定される曲げ弾性率は、機械的強度に優れ、耐ストクラ性（クラックの発生による破壊の抑制性）により優れる容器が得られる等の点から、好ましくは５０～２００ＭＰａ、より好ましくは５０～１５０ＭＰａである。

成分（Ａ）は、前記ＭＦＲの条件を満たすものであれば、その分子量、融点等については特に制限されないが、樹脂を溶融して成形する際により高温で溶融する必要がなく、実用上の熱耐久性が十分に得られる等の点から、融点（ＪＩＳＫ６９２２－２）については、好ましくは９０～１１５℃、より好ましくは９５～１１０℃である。

成分（Ａ）は、従来公知の方法、好ましくは高圧ラジカル重合で合成して得てもよく、市販品を用いてもよい。

前記高圧ラジカル重合としては、特に制限されず、高圧下、過酸化物や酸素等のラジカル発生剤を用いて重合を行う方法等が挙げられる。該重合の条件としては、特に制限されないが、例えば、温度２００～３００℃、圧力１，０００～２，０００気圧の条件が挙げられる。
なお、合成の際に、エチレンとともに少量の酢酸ビニル、エチレンアクリレート等を用いた共重合体としてもよい。また、ＭＦＲは分子量調節剤である水素やメタン、エタン等の炭化水素を用いることによって調節することができる。

成分（Ａ）は、大気中のＣＯ₂量の増加を抑制し、かつ、石油資源の節約にもつながる等の点から、バイオマス由来の低密度ポリエチレンであってもよい。

前記バイオマスとしては特に制限されないが、サトウキビ（バガスを含む）、とうもろこし、デンプン、ひまし油、畳（使用済みの廃畳）の破砕物、木材チップ、木粉、おが屑、紙屑、草木ソルガム、甜菜の絞りかす、稲わら等の草木質、針葉樹材料、広葉樹材料、非樹木系材料、これら材料の廃棄物等が挙げられる。

なお、本発明におけるバイオマス由来の低密度ポリエチレンとしては、バイオマス由来のエチレンを原料として得られる低密度ポリエチレンであれば特に制限されないが、具体的には、植物を発酵させて得られたアルコールを原料として合成したエチレンを用いた植物由来の低密度ポリエチレンが挙げられる。
より具体的には、従来公知の方法で、前記バイオマスから得られる糖液やデンプンを、酵母等の微生物により発酵させてバイオエタノールを製造し、これを触媒存在下で加熱し、分子内脱水反応等により得られたエチレンおよび必要によりα－オレフィン（例：１－ブテン、１－ヘキセン）等をモノマーとして用い、化石燃料由来の低密度ポリエチレンの合成と同様に、慣用の触媒の存在下で（共）重合させることにより得られる、低密度ポリエチレンが挙げられる。共重合体としては、バイオマス由来のα－オレフィンの他に、低密度ポリエチレンの合成において一般に用いられる化石燃料由来のコモノマーを用いたものであってもよい。

前記成分（Ａ）および（Ｂ）の合計１００重量％に対する、成分（Ａ）の含有量は１０～６５重量％である。
柔軟性、射出成形性および耐ストクラ性により優れる容器を容易に得ることができる等の点から、成分（Ａ）の含有量の下限は、好ましくは２０重量％、より好ましくは３０重量％、さらに好ましくは４０重量％、特に好ましくは４５重量％であり、成分（Ａ）の含有量の上限は、好ましくは６０重量％、より好ましくは５５重量％である。

＜低密度ポリエチレン（Ｂ）＞
本容器は、ＪＩＳＫ７２１０に従い測定されるＭＦＲ（１９０℃、２１．１８Ｎ）が０．５～５ｇ／１０分である低密度ポリエチレン（Ｂ）を含むことを特徴とする。
このような低ＭＦＲの低密度ポリエチレンを用いることで、柔軟性および耐ストクラ性に優れる容器を得ることができる。
本容器に含まれる成分（Ｂ）は、１種単独であってもよく、２種以上であってもよい。

成分（Ｂ）の前記ＭＦＲは、耐ストクラ性により優れる容器を得ることができる等の点から、好ましくは０．５～３ｇ／１０分である。

成分（Ｂ）のＪＩＳＫ７１１２に従い測定される密度は、特に柔軟性に優れる容器が得られる等の点から、好ましくは０．９１～０．９４ｇ／ｃｍ³であり、より好ましくは０．９１～０．９３ｇ／ｃｍ³である。

成分（Ｂ）のＪＩＳＫ７１６２に従い測定される引張弾性率は、機械的強度に優れ、耐ストクラ性により優れる容器が得られる等の点から、好ましくは１５０～４５０ＭＰａ、より好ましくは１５０～３００ＭＰａ、特に好ましくは１５０～２５０ＭＰａである。

成分（Ｂ）としては、市販品を用いてもよく、従来公知の方法で合成して得てもよい。該従来公知の方法としては、いわゆるチーグラー・ナッタ触媒等を用いる高圧法低密度ポリエチレンであってもよく、メタロセン触媒等を用いるメタロセン低密度ポリエチレンであってもよい。

成分（Ｂ）は、エチレンを主成分とし、α－オレフィンを副成分とする混合単量体を、メタロセン触媒等の存在下に重合させることにより得られる低密度ポリエチレンであってもよい。α－オレフィンとしては、炭素数３～４０、好ましくは４～３５、より好ましくは４～３０のα－オレフィンの１種または２種以上が使用され、例えば、炭素数３～８のα－オレフィンと炭素数１０～２６のα－オレフィンとを併用することができる。低密度ポリエチレンが共重合体である場合、α－オレフィンの含有量は、共重合体に対し、好ましくは３～１５モル％である。

なお、成分（Ｂ）は、大気中のＣＯ₂量の増加を抑制し、かつ、石油資源の節約にもつながる等の点から、バイオマス由来の低密度ポリエチレンであってもよい。
バイオマス由来の成分（Ｂ）は、前述の方法等で合成して得てもよく、市販品を用いてもよい。

前記成分（Ａ）および（Ｂ）の合計１００重量％に対する、成分（Ｂ）の含有量は３５～９０重量％である。
柔軟性、射出成形性および耐ストクラ性により優れる容器を容易に得ることができる等の点から、成分（Ｂ）の含有量の上限は、好ましくは８０重量％、より好ましくは７０重量％、さらに好ましくは６０重量％、特に好ましくは５５重量％であり、成分（Ｂ）の含有量の下限は、好ましくは４０重量％、より好ましくは４５重量％である。

＜他の成分＞
本容器は、必要に応じて、前記成分（Ａ）～（Ｂ）以外の他の成分を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよい。

該他の成分としては、例えば、エチレン系エラストマーなどの熱可塑性樹脂、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐光安定剤、耐候安定剤などの安定剤、紫外線散乱剤、スリップ防止剤、防曇剤、着色剤、分散剤、充填剤、帯電防止剤、滑剤、柔軟剤、可塑剤、加工助剤が挙げられる。
本容器は、これらの他の成分を、それぞれ１種単独で含んでもよく、２種以上を含んでもよい。

本発明によれば、ある程度の透明性を有する容器を得ることができる。このような容器は、内容物の視認性に優れる等の点から好ましい。
なお、用途により、また、意匠性などの点から、着色した容器が要求される場合があるが、この場合には、従来公知の着色剤を用いればよい。着色剤を含まない本容器は、内容物を視認可能とすることもできるし、着色剤により、所望の色に容易に着色することもできる。

＜容器の製造方法＞
本容器は、前記成分（Ａ）～（Ｂ）および必要により前記他の成分を混合し、組成物を形成した後、または、組成物を形成しながら、該組成物を射出成形することで製造することが好ましい。

前記組成物を形成する方法としては特に制限されないが、前記各成分を従来公知の装置、具体的には、単軸押出機、２軸押出機、ニーダー、ミキサー、２本ロールミル等を用いて溶融混練する方法が好ましい。

前記組成物の、ＪＩＳＫ７２１０（１９０℃、２１．１８Ｎ荷重）に基づいて測定したＭＦＲは、成形性、特に射出成形性に優れる組成物となり、耐衝撃性などの機械的強度に優れる容器が得られる等の点から、好ましくは１～５０ｇ／１０分、より好ましくは３～４０ｇ／１０分、特に好ましくは５～３０ｇ／１０分である。

前記射出成形の条件としては、射出速度が、好ましくは６０ｍｍ／ｓ以下、より好ましくは５０ｍｍ／ｓ以下であり、射出温度（シリンダ温度）が、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは２４０℃以下、特に好ましくは２３０℃以下の条件が挙げられる。
このような条件下で、前記形状の容器を射出成形できるということは、実用に供する程度の射出成形性を有するといえる。なお、前記組成物のＭＦＲが１．０ｇ／１０分以上であれば、このような条件下で、前記形状の容器を射出成形できる。
本容器は、このような射出成形条件下でも、前記形状を有し、しかも、耐ストクラ性に優れるチューブ容器を容易に得ることができる。

本容器は、前記本発明の効果がより発揮される等の点から、前記頭部と胴部とが一体成形された射出成形チューブ容器であることが好ましい。本発明では、原料として、前記成分（Ａ）～（Ｂ）を特定量で用いるため、一体成形でのチューブ容器の製造が可能となる。
一体成形することによって、前記頭部と胴部とを組み合わせる工程を省略することができ、複雑で煩雑な工程が不要で、コストを低減することができるとともに、異物が付着したり、前記頭部と胴部との溶着強度が低下するなどの品質低下が起こり難いため好ましい。

このような一体成形された射出成形チューブ容器は、具体的には以下の方法で製造することができる。
具体的には、口部、肩部および胴部を一体に形成可能な射出成形金型を用い、前記組成物を射出することで、一体成形された射出成形チューブ容器を得ることができる。

前記射出の際には、少なくとも２箇所以上の湯口を通じて、前記組成物をキャビティに射出することが好ましい。２箇所以上の湯口を用いることで、均一な圧力で前記組成物を射出することができるため、所望形状のチューブ容器を容易に得ることができる。

以上のようにして得られた前記頭部と胴部との一体成形体は、胴部の頭部側とは反対側の端を溶着することにより、チューブ容器とすることができる。
溶着方法としては、ホットエアー、超音波溶着、熱シール等の従来公知の溶着方法を制限なく採用することができる。

また、本容器は、必要により、意匠性等を向上させる等の目的で、エンボス印刷を行ってもよく、小ロット生産が可能となり、印刷版が不要であり、多彩なデザインに対応できる等の点から、デジタル印刷を行ってもよい。

以下、本発明について実施例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。

以下の試験では、下記物性を有する市販品を用いた。
・ＬＤＰＥ１：密度（ＪＩＳＫ６９２２－１）；９１５ｋｇ／ｍ³、ＭＦＲ（ＪＩＳＫ６９２２－１、１９０℃、２１．１８Ｎ）；１４５ｇ／１０ｍｉｎ、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ６９２２－２）；９０ＭＰａ
・ＬＤＰＥ２：密度（ＪＩＳＫ７１１２）；９１９ｋｇ／ｍ³、ＭＦＲ（ＪＩＳＫ７２１０、１９０℃、２１．１８Ｎ）；０．７ｇ／１０ｍｉｎ、引張弾性率（ＪＩＳＫ７１６２）；２１５ＭＰａ

［実施例１～７および比較例１～５］
表１に記載の原料を表１に示す量で射出成形機に投入し、図１に示すようなチューブ容器を成形できる、口部、肩部および胴部を一体に形成可能な射出成形金型を用い、胴部の厚さが０．７ｍｍであり、長さが１４．５ｃｍであるチューブ容器が得られるように、射出速度および射出温度（シリンダ温度）を調節して射出成形し、胴部の頭部側とは反対側の端を３５０℃で溶着することにより前記頭部と胴部とが一体成形された射出成形チューブ容器を得た。
なお、前記射出速度およびシリンダ温度は、それぞれ、１０ｍｍ／ｓおよび１０℃ずつ変化させていき、前記形状のチューブ容器を得ることができる、最低の射出速度およびシリンダ温度を記録した。結果を表１に示す。
チューブ容器の原料として、ＬＤＰＥ２のみを用いた場合（比較例２）、該原料の流動性が悪く、前記形状のチューブ容器を得ることはできなかった。

＜ＭＦＲ＞
実施例および比較例で用いた原料（組成物）のＭＦＲを、ＪＩＳＫ７２１０に基づいて、１９０℃および荷重２１．１８Ｎの条件で測定した。結果を表１に示す。

＜充填圧力＞
前記チューブ容器を形成する際に、金型を約０．６秒で満たすのに必要な樹脂充填圧力（シリンダ内樹脂圧力）を、射出成形機内の圧力センサを用いて測定した。結果を表１に示す。

＜同条件成形時のショートショット発生の有無＞
実施例および比較例で用いた原料（組成物）を、工業的にチューブ容器を成形する条件として最適な条件である、射出速度：５０ｍｍ／ｓ、および射出温度（シリンダ温度）：２３０℃の条件で、厚さが０．７ｍｍであり、長さが１４．５ｃｍであるチューブが得られるように射出成形した。
この際に、得られたチューブの長さが１４．５ｃｍに達した場合を「無し」（ショートショットの発生がない）と表記し、得られたチューブの長さが１４．５ｃｍに達しなかった場合を「有り」（ショートショットの発生がある）と表記した。結果を表１に示す。

＜柔軟性＞
得られたチューブ容器を用い、本発明に関係のない被検者１０人によるスクイズ試験を行った。
具体的には、得られたチューブ容器を、内容物を押し出すように押しつぶした時に、押しつぶすことが容易か否かを被検者１０人に判断してもらった。
実施例１～７および比較例１～５で得られたチューブ容器を用いた場合には、１０人の被験者全てが押しつぶすことが容易であると感じた（「可」とも評価する。）。

＜耐ストレスクラッキング性＞
実施例および比較例で得られたチューブ容器内に１％塩化ベンザルコニウム水溶液２００ｍｌを入れ、キャップをした後、２週間キャップを上にして、恒温槽（４０℃、９０％ＲＨ）中に立てた後、恒温槽から取り出して、チューブ容器の割れを目視に手確認した。１０本のチューブ容器を用いて試験し、以下の評価基準に基づいて評価した。結果を表１に示す。
Ｓ：１０本のチューブ容器のいずれにも割れは確認されなかった。
Ａ：１～２本のチューブ容器に割れが確認された。
Ｂ：３～６本のチューブ容器に割れが確認された。
Ｃ：７～９本のチューブ容器に割れが確認された。
Ｄ：１０本のチューブ容器の全てが割れた。

１：口部
２：胴部
３：肩部

Claims

ＪＩＳＫ６９２２－１に従い、１９０℃、２１．１８Ｎ荷重の条件下で測定されるメルトフローレートが７０～１５０ｇ／１０分である、低密度ポリエチレン（Ａ）１０～６５重量％と、
ＪＩＳＫ７２１０に従い、１９０℃、２１．１８Ｎ荷重の条件下で測定されるメルトフローレートが０．５～５ｇ／１０分の範囲である、低密度ポリエチレン（Ｂ）３５～９０重量％（但し、ポリエチレン（Ａ）および（Ｂ）の合計を１００重量％とする。）と
を含む組成物から形成された射出成形容器であって、
前記組成物の、ＪＩＳＫ７２１０（１９０℃、２１．１８Ｎ荷重）に基づいて測定したＭＦＲが、１～５０ｇ／１０分であり、
前記容器が、口部および肩部からなる頭部と、前記肩部と連接した胴部とを備えるチューブ容器であって、前記胴部の厚さが１．０ｍｍ以下である、
射出成形容器。
前記ポリエチレン（Ａ）のＪＩＳＫ６９２２－２に従い測定される曲げ弾性率が５０～２００ＭＰａである、請求項１に記載の射出成形容器。
前記ポリエチレン（Ｂ）のＪＩＳＫ７１６２に従い測定される引張弾性率が１５０～４５０ＭＰａである、請求項１または２に記載の射出成形容器。
前記ポリエチレン（Ａ）またはポリエチレン（Ｂ）が、バイオマス由来の低密度ポリエチレンである、請求項１～３のいずれか１項に記載の射出成形容器。
前記容器が、口部および肩部からなる頭部と、前記肩部と連接した胴部とを備えるチューブ容器であって、
前記頭部と胴部とが一体成形された射出成形チューブ容器である、請求項１～４のいずれか１項に記載の射出成形容器。
前記胴部の長さが１０ｃｍ以上である、請求項１～５のいずれか１項に記載の射出成形容器。