JP7211741B2 - 加飾押出成形品 - Google Patents

Description

本発明は、加飾押出成形品に関するものであり、さらには、加飾押出成形品の製造方法にも関する。

プラスチックは、金属等の剛性材料とは異なり、極めて成形性に優れており、種々の用途に適用されている。このようなプラスチックの成形品は、一般に、表面に各種の模様や文字が印刷されたフィルムなどを貼り付けることにより加飾性が付与されるが、このプラスチック成形品自体が加飾されたものも知られている。

例えば、特許文献１には、押出成形によってパリソン（筒状の容器用プリフォーム）を形成するに際して、内側の樹脂の流速を外側の樹脂の流速よりも早く設定することにより、容器本体の内面に複数の凸条を横設して得られる透明あるいは半透明容器が提案されている。この容器では、容器本体を透明もしくは半透明とすることにより、容器内面に形成されている凸条が外面から横縞模様として観察されるというものである。

また、特許文献２には、２つの樹脂流路が先端部分で合流するように設けられている口金を使用し、この合流部分の途中に、樹脂の流れ方向に沿って延びている複数の溝を押出方向に一定間隔を置いて形成しておき、この２つの流路から発泡剤を含有する発泡性樹脂を溶融押出することにより、押出方向に延びている縦縞模様を有する発泡積層樹脂シートを得ることが提案されている。即ち、この方法では、一旦、溝に対応する凸条が形成されるが、このような凸条は、口金に先端吐出部分で圧縮されて平坦となるため、排出される積層シートは、フラットな面を有しているが、凸条が形成されていた部分は、圧縮されているため、他の部分とは発泡状態が異なっており、この発泡状態の相違が縦縞模様となって観察されるというものである。

特開昭６３－２５８７４２号公報 特開昭５４－１２４０７２号公報

しかしながら、従来公知の押出成形によって得られる加飾押出成形品は、特殊な形状の金型を使用して押出成形を行わなければならず、製造コストが高くなるため、未だ実用化されるには至っていない。

従って、本発明の目的は、特殊な形状の金型を使用することなく、通常の押出成形品を得る場合に用いる金型を使用することにより、特殊な外観を有する加飾押出成形品及びその製造方法を提供することにある。

本発明者等は、溶融押出により押出成形品を製造する際に、メルトフラクチュアが生じるような押出条件で樹脂を溶融押出すると、その表面には、メルトフラクチュアに起因する模様が視認されるという知見を見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明によれば、少なくとも２つの層を含む多層構造を有しており且つ押出方向を認識できる加飾押出成形品において、
前記２つの層の内の一方の層が、発泡層であり、該発泡層では、押出成形時の樹脂のメルトフラクチュアに起因して、押出方向に沿って厚肉部と薄肉部とが交互に繰り返して形成されているが、他の層は、非発泡層であり、一定の厚みを維持していると共に、
前記発泡層での押出方向に沿った厚肉部と薄肉部との交互の繰り返しにより、溶融樹脂の押出方向に直交する方向に断続的に形成された単位模様が視認され、該単位模様が、押出方向に間欠的に繰り返されて全体として横縞模様が視認されることを特徴とする加飾押出成形品が提供される。

本発明の加飾押出成形品においては、
（１）前記単位模様は、遮光性の大小及び／または色の濃淡によって形成されていること、
（２）容器成形用のプリフォームであること、
（３）延伸成形品であること、
という態様が好適である。

本発明によれば、共押出により、少なくとも２層の樹脂層を有する多層構造を形成するに際し、一方の樹脂層を不活性ガスが発泡剤として０．１５質量％以上含有されている発泡性樹脂の溶融押出により形成し、他方の樹脂層を非発泡性樹脂の溶融押出により形成することを特徴とする加飾押出成形品の製造方法が提供される。

本発明の加飾押出成形品は、メルトフラクチュアが発生するような押出条件下で押出成形により得られるものであり、このメルトフラクチュアに起因する樹脂の不規則な流動ムラが模様として視認されるという特徴を有している。
即ち、メルトフラクチュアとは、押出成形のように、溶融樹脂に圧力を加えて狭い間隙から流動排出したとき、ある限度を超えた速度で流動排出されるときに生じる現象であり、不安定流動とも呼ばれる。このような現象は、粘弾性体に特有の現象として知られている。このようなメルトフラクチュアは、粘弾性体の粘性と弾性とのバランスがある限界値で崩れることにより、流体形状が断続的に変化する現象と考えられており、本発明では、このような流体形状の変化、例えば、押し出される方向に沿って、溶融樹脂の厚みが断続的に変化して波状形状が形成され、これにともなって、得られる押出成形品には、遮光性や色の濃淡が変化し、特異な模様として視認され、従来公知の押出成形品には全く見られない加飾性が発現しているものである。

尚、発泡剤を含有させた樹脂の押出発泡成形において、単層または発泡剤を含有した樹脂が表層に位置する多層成形時に、発泡剤の添加量を著しく増加させた場合にも、押出方向に、不規則な波打ち形状を有する流動ムラが発生することを本発明者等は確認している。本発明では、このような押出方向に発生する不規則な波打ち形状も、不安定流動によるものであり、メルトフラクチュアという現象に含むものとする。

上記の説明から理解されるように、本発明の押出成形品では、特有の模様を発現させるためには、格別の金型を用いる必要は無く、溶融押出条件を変えることによって、特有の模様が発現されている。従って、コストの増大を有効に回避し、通常の押出成形品を得る場合と同等のコストで、本発明の加飾押出成形品を得ることができる。

本発明の加飾押出成形品が示す模様を示す概略表面図（ａ）及び概略部分側面図（ｂ）。 従来公知の押出成形品が示す模様を示す概略表面図。 多層構造を有する本発明の加飾押出成形品の概略側断面図。 発泡性樹脂を用いての成形により形成された加飾押出成形品の断面構造の一例を示す概略断面図。 図４の加飾押出成形品について、押出後、ブロー成形して得られるダイレクトブロー容器の概略断面構造を示す図。 図５の断面構造を有するダイレクトブロー容器の外観写真。

図１を参照して、本発明の加飾押出成形品１は、メルトフラクチュアが発生する条件下で押出成形により得られるため、その表面が押出方向（ＭＤ方向）に沿って、突出高さの高い部分Ｈと突出高さの低い部分Ｌとが交互に連なった波打ち形状を有している（図１（ｂ）参照）。このような波打ち形状に伴い、突出高さの高い部分Ｈには、用いた溶融樹脂の組成に従い、例えば遮光性の高い部分或いは色の濃い部分からなる単位模様３が押出方向とは直交する方向（ＴＤ方向）に断続的に形成され、このような断続模様が押出方向（ＭＤ方向）に間欠的に分布しているため、結果として、全体として横縞模様が形成されている（図１（ａ）参照）。
尚、図１（ａ）において、バックグラウンドは５で示されている。

上述した単位模様３から形成される横縞模様は、不安定な樹脂の溶融流動に起因して形成されるものであるため、単位模様３の形態は実際にはかなり不規則であり、その断続的な繋がりや押出方向（ＭＤ）方向への間欠的な分布も非常に不規則となっている。例えば、突出高さの高いＨ部分ほどではないが、突出高さの低い部分Ｌにも、単位模様３は形成されることもあるが、その密度は少なく、後述する図６の外観写真に示されているように、全体としてみると、横縞模様となっている。

本発明の加飾押出成形品１が示す横縞模様は、特殊な金型を使用せず、押出機の先端に装着されているＴダイ等から溶融押出される樹脂がメルトフラクチュアを発生するように押し出されていることに起因して発現しているものであり、金型を用いて形成される模様は、このような不規則模様とはならない。金型（口金）を用いた場合には、例えば、図２（ａ）或いは図２（ｂ）に示されているように、規則的な横縞模様或いは規則的な縦縞模様となっている。

本発明において、上述した加飾押出成形品１は、図３に示すように、多層構造を有していることが好ましく、例えばメルトフラクチュアが発生する条件下で押し出されるメルトフラクチュア層１１と、メルトフラクチュアが発生しない通常の押出条件下での溶融押出により形成された均質層１３とから形成されていることが好適である。

このような多層構造では、不規則流動がメルトフラクチュア層１１に限定されており、押出方向（ＭＤ方向）に沿っての厚み分布がメルトフラクチュア層１１のみに形成され、均質層１３の厚みはほぼ均一となっている。即ち、加飾押出成形品１の全体にメルトフラクチュアが生成するように溶融押出された場合には、厚み分布が押出成形品１の全体に分散してしまうため、このような厚み分布により形成される単位模様３が不明瞭となり、バックグラウンド５と単位模様３との識別が不明確となってしまい、横縞模様が不鮮明となるおそれがある。しかるに、上記のように、メルトフラクチュア層１１と均質層１３とを含む多層構造では、特にメルトフラクチュア層１１が存在する側の面から単位模様３を明確に視認することができ、より明確な横縞模様を発現させることができる。

本発明において、上述した加飾押出成形品１の形成に使用される樹脂としては、押出成形可能である限り、種々の熱可塑性樹脂を使用することができる。
このような熱可塑性樹脂の例としては、これに限定するものではないが、以下のものを例示することができる。
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１－ブテン、ポリ４－メチル－１－ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、１－ブテン、４－メチル－１－ペンテン等のα－オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体、環状オレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂；
エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・塩化ビニル共重合体等のエチレン・ビニル系共重合体；
ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ＡＢＳ、α－メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂；
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル等のビニル系樹脂；
ナイロン６、ナイロン６－６、ナイロン６－１０、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド樹脂；
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びこれらの共重合ポリエステル等のポリエステル樹脂；
ポリカーボネート樹脂；
ポリフエニレンオキサイド樹脂；
ポリ乳酸など生分解性樹脂；
上記の熱可塑性樹脂のブレンド物；

勿論、上記の熱可塑性樹脂は、所謂押出グレードのメルトフローレート（ＭＦＲ）を有するものでなければならない。所謂射出成形用等に使用される高ＭＦＲのものでは、メルトフラクチュアを発生させることが困難となる。

また、本発明においては、上記の熱可塑性樹脂を用い、メルトフラクチュアを発生させる条件で押出成形を行うことにより、図１に示すよう様な単位模様３による縦縞模様を形成することができる。即ち、厚み分布により透光性分布が形成され、透光性が低い部分（厚みが厚い部分或いは表面高さの高い部分Ｈ）と透光性が高い部分（厚みが薄い部分或いは表面高さの低い部分Ｌ）とにより単位模様３が形成され、全体として横縞模様が発現するが、かかる横縞模様（単位模様３）は、視認できるものの、かなり不鮮明である。従って、本発明では、メルトフラクチュアによって生じる厚み分布から形成される単位模様３を鮮明に発現するために、メルトフラクチュアが発生するように溶融押出される樹脂中に、即ち、図３におけるメルトフラクチュア層１１中に発泡剤及び／または着色剤を配合することが好適である。さらに、均質層１３中に着色剤を配合することもできる。

本発明において、上述した遮光性を付与するために使用される発泡剤としては、各種炭酸化合物やアゾ化合物などの化学発泡剤や、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスに代表される物理発泡剤を使用することができるが、特に発泡をコントロールするという観点から、不活性ガスが好適に使用される。
また、着色剤としては、特に制限されず、目的とする色に応じて、種々の顔料を使用することができる。

即ち、発泡剤が配合された発泡性樹脂を用いた場合には、メルトフラクチュアによって生じる厚み分布に応じて、遮光性分布が生じる。例えば、図４に示されているように、メルトフラクチュア層１１が発泡性樹脂で形成されている場合、この層１１内には発泡セル２１が分布することとなる。即ち、発泡剤は、押出機中で溶融状態に加熱されて混練されている樹脂と混合され、得られる発泡性樹脂は、そのまま押出機の先端（ダイスリット）から溶融押出しされ、この時に、発泡剤が分解或いは膨張することにより発泡セルが分布する。不活性ガスを発泡剤として用いる場合、樹脂と混合するガスの量が多い程、微細で小さな発泡セル２１（気泡）が多く生成する。
上記のような発泡により生成する発泡セル２１は、厚みの厚い部分に多く分布し、光の散乱により高い遮光性が発現し白濁した状態となる。
一方、メルトフラクチュア層１１を形成する樹脂或いは均質層１３を形成する樹脂に着色剤が配合されている場合には、その配合量に応じた濃淡を有する色が発現するが、透光性の高い部分に着色剤の色が強く反映されることとなる。従って、発泡剤と着色剤とが併用されている場合、例えば白色度の高い単位模様３と着色剤の色の濃いバックグラウンドとにより、横縞模様のコントラストが高くなり、この横縞模様をより鮮明に視認することができる。

尚、発泡剤を含む発泡性樹脂が使用されている場合には、着色剤としては、白色顔料を避けることが好ましい。発泡による遮光性の向上（白濁）と白色顔料による白色とが混在してしまい、横縞模様（或いは単位模様３）が不明瞭となってしまうからである。

既に述べたように、本発明においては、図１に示されているような横縞模様を発現させるために、メルトフラクチュアを発生させる条件での溶融押出しにより形成された層（例えばメルトフラクチュア層１１）を有していることが必須不可欠であるが、このような溶融押出条件は、用いる樹脂の種類、押し出されるときの樹脂の温度や溶融粘度、さらには押出機先端のスリットの間隙（層厚み）などによって異なり、一概に規定することはできないが、少なくとも通常の条件下での溶融押出よりも高剪断力下で押し出すこととなる。

また、発泡剤として不活性ガスを用いた場合、その濃度が一定値以上であると、メルトフラクチュア、即ち、不規則流動が生じる。その濃度は、樹脂や発泡剤の種類および成形条件によって異なるが、一例として樹脂が高密度ポリエチレン、発泡剤が窒素ガスの条件で窒素ガス量を０．１５質量％以上の高濃度に設定するとその他の条件の変更なしにメルトフラクチュアが発生する。

本発明において、加飾押出成形品１は、例えばシート或いは筒状の形態で種々の用途に使用することができ、さらに、押出成形後、延伸成形に供することもでき、例えば、プラグアシスト成形や延伸ブロー成形等により、メルトフラクチュア層１１（発泡体層）を外面とするカップ状容器やブローボトルとし使用することもできる。ただし、この延伸によって厚み分布が緩和されるため、鮮明な単位模様３を発現させるためには、発泡剤や着色剤が使用されていることが好ましい。

また、本発明の加飾押出成形品１は、ダイレクトブロー容器に適用することもできる。
即ち、メルトフラクチュアが発生する条件下での押出成形により、筒状の容器成形用プリフォームを成形し、次いで、その端部をピンチオフした状態でエア等のブロー流体をプリフォーム内に吹き込んでのブロー成形により容器形状に賦形することにより、加飾されたダイレクトブロー容器を得ることができる。

上記のようなダイレクトブロー成形において、メルトフラクチュア層１１が発泡体である多層構造においては、メルトフラクチュア層１１（発泡体層）が容器の外面側となるような層構成としてダイレクトブロー発泡容器が得られるが、この場合、図５に示されているように、メルトフラクチュア層１１はブロー金型３０に接触して冷却され、その表面はフラットになるが、その厚み分布により、均質層１３との界面が波打ち形状となる。また、均質層１３は均質な厚みを有するものであるため、メルトフラクチュア層１１の厚み分布は、容器の内面の波打ち形状として発現することとなる。

上記のようなダイレクトブロー発泡容器において、例えば、均質層１３に着色剤が配合されている場合、図６に示されているような外観の容器が得られる。
尚、ダイレクトブロー発泡容器では、キャップ等との係合部を有するノズル部が形成されるが、このノズル部の内面の波打ちは、例えば、ブローノズルをコアとしての圧縮成形によりフラットな面に矯正される。
このようなダイレクトブロー発泡容器では、かかる容器に特有の柔軟性やスクイズ性を発揮できるという点で、メルトフラクチュア層１１や均質層１３を形成する樹脂として、ポリエチレンややポリプリプロピレン等のオレフィン系樹脂、及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂が好適に使用され、特にオレフィン系樹脂が最も好適である。

上述した本発明において、均質層１３は、多層構造を有していてもよく、例えば、エチレン・ビニルアルコール共重合体等のガスバリア性樹脂の層を中間層として有していてもよい。

上述した本発明の加飾押出成形品１は、特別な金型を用いずに、通常の押出成形により成形できるため、高コストとならず、工業的に極めて有利である。

１：加飾押出成形品
３：単位模様
５：バックグラウンド
１１：メルトフラクチュア層
１３：均質層
２１：発泡セル
３０：ブロー金型

Claims (6)

1. 少なくとも２つの層を含む多層構造を有しており且つ押出方向を認識できる加飾押出成形品において、
   前記２つの層の内の一方の層が、発泡層であり、該発泡層では、押出成形時の樹脂のメルトフラクチュアに起因して、押出方向に沿って厚肉部と薄肉部とが交互に繰り返して形成されているが、他の層は、非発泡層であり、一定の厚みを維持していると共に、
   前記発泡層での押出方向に沿った厚肉部と薄肉部との交互の繰り返しにより、溶融樹脂の押出方向に直交する方向に断続的に形成された単位模様が視認され、該単位模様が、押出方向に間欠的に繰り返されて全体として横縞模様が視認されることを特徴とする加飾押出成形品。
2. 前記単位模様は、遮光性の大小及び／または色の濃淡によって形成されている請求項１に記載の加飾押出成形品。
3. 延伸成形品である請求項１または２に記載の加飾押出成形品。
4. 容器成形用のプリフォームである請求項１に記載の加飾押出成形品。
5. ダイレクトブロー成形容器である請求項１に記載の加飾押出成形品。
6. 共押出により、少なくとも２層の樹脂層を有する多層構造を形成するに際し、一方の樹脂層を不活性ガスが発泡剤として０．１５質量％以上含有されている発泡性樹脂の溶融押出により形成し、他方の樹脂層を非発泡性樹脂の溶融押出により形成することを特徴とする加飾押出成形品の製造方法。

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