JP7288604B2 - プリフォームの製造装置およびホットランナーノズル - Google Patents

Description

本開示はプリフォームの製造装置およびホットランナーノズルに関する。

ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルは、機械的特性、化学的安定性、耐熱性、ガスバリア性および透明性などに優れ、かつ安価であることから、飲料品などを充填する容器などの製造に広く使用されている。

近年、環境負荷の低減を目的として、種々の方法によりリサイクルしたポリエステルが容器の製造に使用されている。コストの面から、市場におけるポリエステルの多くはアンチモン触媒により重合されたもの（以下、アンチモン触媒ポリエステルという）であり、また、リサイクルの原料となるポリエステルの多くもアンチモン触媒ポリエステルである。

しかしながら、リサイクルを繰り返した場合、除去されず蓄積された汚染物質やアンチモン触媒の内容物への溶出が懸念される。

そこで、外層としてリサイクルポリエステルを用い、内層としてリサイクルされていないバージンポリエステルを用いた多層構造の容器が考えられている。

このような外層のリサイクルポリエステルと、内層のバージンポリエステルを含む多層構造の容器は、同様に外層のリサイクルポリエステルと、内層のバージンポリエステルを含む多層構造のプリフォームを準備し、このプリフォームを用いてブロー成形することにより得られる。

一般に多層構造のプリフォームは２つの金型を用い、これらの金型を交互に移動させる二色成形法により製造される。しかしながら、このような二色成形法では２つの金型を交互に移動させる必要があり、装置が大型化してしまう。また二色成形法の製造工程は複数のステップを含むため製造コストが増加してしまう。

特開２００８－９４４５４号公報

本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、装置の大型化を抑えて装置全体をコンパクト化することができ、製造工数の削減を図ることができるプリフォームの製造装置およびホットランナーノズルを提供することを目的とする。

本開示は、多層プリフォームを製造するためのプリフォームの製造装置において、射出成形金型と、前記射出成形金型に接続されたホットランナーノズルとを備え、前記ホットランナーノズルは前記射出成形金型側に位置するノズル開口と、前記ノズル開口に連通するとともに直線状に設けられた主流路と、前記ホットランナーノズルの前記主流路内を摺動して前記ノズル開口を開閉するとともに、前記主流路内に空間を形成する開閉シャフトとを有し、前記ホットランナーノズルの前記主流路に第１開口を介して接続され、第１材料を前記主流路の前記空間に押し出す第１流路を設け、前記ホットランナーノズルの前記主流路に第２開口を介して接続され、第２材料を前記主流路の前記空間の前記第１材料外側に押し出す第２流路を設けた、プリフォームの製造装置である。

本開示は、前記第２開口は前記第１開口に対して前記ノズル開口側に位置する、プリフォームの製造装置である。

本開示は、前記第１流路は前記主流路に対して前記ノズル開口側を向くよう傾斜して配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、プリフォームの製造装置である。

本開示は、前記第１流路は前記主流路に対して平行に配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、プリフォームの製造装置である。

本開示は、多層プリフォームを製造するためのホットランナーノズルにおいて、前記ホットランナーノズルは前記射出成形金型側に位置するノズル開口と、前記ノズル開口に連通するとともに直線状に設けられた主流路と、前記ホットランナーノズルの前記主流路内を摺動して前記ノズル開口を開閉するとともに、前記主流路内に空間を形成する開閉シャフトとを有し、前記ホットランナーノズルの前記主流路に第１開口を介して接続され、第１材料を前記主流路の前記空間に押し出す第１流路を設け、前記ホットランナーノズルの前記主流路に第２開口を介して接続され、第２材料を前記主流路の前記空間の前記第１材料外側に押し出す第２流路を設けた、ホットランナーノズルである。

本開示は、前記第２開口は前記第１開口に対して前記ノズル開口側に位置する、ホットランナーノズルである。

本開示は、前記第１流路は前記主流路に対して前記ノズル開口側を向くよう傾斜して配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、ホットランナーノズルである。

本開示は、前記第１流路は前記主流路に対して平行に配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、ホットランナーノズルである。

以上のように本開示によれば、装置の大型化を抑えて装置全体をコンパクト化することができ、かつ製造工数の削減を図ることができる。

図１は本実施の形態によるプリフォームの製造装置を示す図である。 図２は第１開口を有する第１流路と第２開口を有する第２流路を示す拡大図である。 図３は多層容器の一実施形態を表す模式断面図である。 図４は多層プリフォームの一実施形態を表す模式断面図である。 図５は本開示の変形例を示す図２に対応する図である。 図６は本開示の更なる変形例を示す図である。

＜本実施の形態＞
以下、図面を参照して本実施の形態によるプリフォームの製造装置およびホットランナーノズルについて説明する。

ここで図１乃至図４は本実施の形態によるプリフォームの製造装置およびホットランナーノズルを示す図である。

＜多層容器と多層プリフォーム＞
まず図３および図４により、本実施の形態によるプリフォームの製造装置により得られる多層プリフォーム２３、およびこの多層プリフォームをブロー成形することにより得られる多層容器１０について説明する。

（多層容器）
以下、多層プリフォーム２３に対してブロー成形を施すことにより得られる多層容器１０について述べる。多層容器１０は、図３に示すように、内層１１と、外層１２とを有する。

さらに、本発明の多層容器１０は、内層１１表面に蒸着膜を有していてもよい（図示せず）。

本実施の形態において、多層容器１０は、口部１３と、肩部１４と、胴部１５と、底部１６とを備える。本実施の形態において、肩部１４は、口部１３と胴部１５との間に設けられ、口部１３側から胴部１５側に向けて径が徐々に拡大する形状を有する。

本実施の形態において、口部１３は、図３に示すように、キャップが螺着されるネジ部１７と、ネジ部１７下にカブラ１８と、カブラ１８下にサポートリング１９を備える。

また、図３に示すように、底部１６は、中央に位置する陥没部２０と、陥没部２０の周囲に設けられた接地部２１とを備える。このような構成とすることにより、多層容器１０内に加熱された内容物を充填したときや充填後加熱したときにおける内圧の増減による容器の変形を防止することができる。

また、多層容器１０の胴部１５は、パネル部２２を備える。このような構成とすることにより、多層容器１０内に加熱された内容物を充填したときや充填後加熱したときにおける内圧の増減による容器の変形を防止することができる。

多層容器１０の溶出アンチモン濃度は、６ｐｐｂ未満であることが好ましく、３ｐｐｂ未満であることがより好ましい。

溶出アンチモン濃度を６ｐｐｂ未満とすることにより、アメリカ食品医薬品局（ＦＤＡ）の２１ＣＦＲ（連邦法第２１章）において推奨される値を満たすこととなるため好ましい。

また、多層容器１０に充填する内容物の種類によっては、既に微量のアンチモンを含んでいる場合がある。多層容器１０の溶出アンチモン濃度を３ｐｐｂ未満としておくことにより、内容物へ最終的に溶存するアンチモンを低減できる。

なお、本実施の形態において、「多層容器の溶出アンチモン濃度」は、多層容器１０に、２３℃の超純水を充填し、横に倒した状態で、７０℃の環境下において１４日間静置した後、多層容器１０から取り出した水について測定したものである。

多層容器１０が備える外層１２は、後述するようにリサイクルポリエステルにより構成されるが、このリサイクルポリエステルの含有量は、多層容器に含まれる樹脂材料の総量１００質量部に対し、４０質量部以上９５質量部以下であることが好ましく、６０質量部以上８０質量部以下であることがより好ましい。

リサイクルポリエステルの含有量を、多層容器に含まれる樹脂材料の総量１００質量部に対し、４０質量部以上とすることにより、多層容器の環境負荷低減性をより向上することができる。

リサイクルポリエステルの含有量を、多層容器に含まれる樹脂材料の総量１００質量部に対し、９５質量部以下とすることにより、多層容器作製においてリサイクルポリエステルが内層側へ露出してしまうことを防止することができる。

多層容器１０は、容量／重量が、５ｍＬ／ｇ以上、５０ｍＬ／ｇ以下であることが好ましく、８ｍＬ／ｇ以上、４５ｍＬ／ｇ以下であることがより好ましい。

多層容器１０の容量／重量を５ｍＬ／ｇ以上とすることにより、多層容器１０のブロー成形性を向上することができる。

また、多層容器１０の容量／重量を５０ｍＬ／ｇ以下とすることにより、多層容器１０の耐熱性および強度を向上することができる。

多層容器１０は、高温の内容物を充填した場合、内容物充填後に加温した場合であっても、内容物にアンチモンなどが溶出してしまうことを防止することができ、高い衛生性を有するものであるため、加温用容器として好適に用いることができる。

（多層容器の内層）
本実施の形態の多層容器１０が備える内層１１は、マンガン触媒ポリエステル、チタン触媒ポリエステル、アルミニウム触媒ポリエステル、リチウム触媒ポリエステルおよびゲルマニウム触媒ポリエステルから選択される、バージンポリエステルにより構成されることを特徴とする。このような構成とすることにより、外層にリサイクルポリエステルを使用した場合であっても、内容物へのアンチモン溶出を防止することができる。

なお、本発明において、「バージンポリエステル」とは、下記するリサイクル処理が施されていないポリエステル、すなわち、未使用のポリエステルを指す。

マンガン触媒としては、例えば、酢酸マンガンなどの脂肪酸マンガン塩、炭酸マンガン、塩化マンガン、マンガンのアセチルアセトナート塩、水酸化マンガンなどが挙げられる。

チタン触媒としては、例えば、テトラ－ｎ－プロピルチタネート、テトラ－ｉ－プロピルチタネート、テトラ－ｎ－ブチルチタネート、テトラ－ｎ－ブチルチタネートテトラマー、テトラ－ｔ－ブチルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラベンジルチタネート等のチタンアルコキシド、チタンアルコキシドの加水分解により得られるチタン酸化物、酢酸チタン、シュウ酸チタン、シュウ酸チタンカリウム、シュウ酸チタンナトリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸－水酸化アルミニウム混合物、塩化チタン、塩化チタン－塩化アルミニウム混合物、臭化チタン、フッ化チタン、六フッ化チタン酸カリウム、六フッ化チタン酸コバルト、六フッ化チタン酸マンガン、六フッ化チタン酸アンモニウムおよびチタンアセチルアセトナートなどが挙げられる。

アルミニウム触媒としては、例えば、アルミニウムトリスアセチルアセテート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス（エチルアセトアセテート）およびエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートなどが挙げられる。

リチウム触媒としては、例えば、エチルリチウム、プロピルリチウム、ｎ－ブチルリチウム、ｓｅｃ－ブチルリチウム、ｔｅｒｔ－ブチルリチウおよびフェニルリチウムなどが挙げられる。

ゲルマニウム触媒としては、例えば、二酸化ゲルマニウム、四酸化ゲルマニウム、ゲルマニウムテトラメトキシド、ゲルマニウムテトラエトキシド、ゲルマニウムテトラプロポキシド、ゲルマニウムテトラブトキシド、ゲルマニウムテトラペンタキシドおよびゲルマニウムテトラヘキソキシドなどが挙げられる。

本実施の形態において、「ポリエステル」とは、ジカルボン酸化合物とジオール化合物との共重合体を意味する。

ジカルボン酸化合物としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、エイコサンジオン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、メチルマロン酸およびエチルマロン酸、アダマンタンジカルボン酸、ノルボルネンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、デカリンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、１，４－ナフタレンジカルボン酸、１，５－ナフタレンジカルボン酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、１，８－ナフタレンジカルボン酸、４，４’－ジフェニルジカルボン酸、４，４’－ジフェニルエーテルジカルボン酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸、フェニルエンダンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、フェナントレンジカルボン酸、９，９’－ビス（４－カルボキシフェニル）フルオレン酸およびこれらのエステル誘導体などが挙げられる。

ジオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、ブタンジオール、２－メチル－１，３－プロパンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、デカヒドロナフタレンジメタノール、デカヒドロナフタレンジエタノール、ノルボルナンジメタノール、ノルボルナンジエタノール、トリシクロデカンジメタノール、トリシクロデカンエタノール、テトラシクロドデカンジメタノール、テトラシクロドデカンジエタノール、デカリンジメタノール、デカリンジエタノール、５－メチロール－５－エチル－２－（１，１－ジメチル－２－ヒドロキシエチル）－１，３－ジオキサン、シクロヘキサンジオール、ビシクロヘキシル－４，４’－ジオール、２，２－ビス（４－ヒドロキシシクロヘキシルプロパン）、２，２－ビス（４－（２－ヒドロキシエトキシ）シクロヘキシル）プロパン、シクロペンタンジオール、３－メチル－１，２－シクロペンタジオール、４－シクロペンテン－１，３－ジオール、アダマンジオール、パラキシレングリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ，スチレングリコール、トリメチロールプロパンおよびペンタエリスリトールなどが挙げられる。

ポリエステルの中でも、テレフタル酸と、エチレングリコールとの共重合体であるポリエチレンテレフタレート、またはこれに共重合モノマーが添加された改質ポリエチレンテレフタレートが好ましい。

本実施の形態の特性を損なわない範囲において、ポリエステルは、ジカルボン酸化合物およびジオール化合物以外のモノマーを含んでいてもよいが、その含有量は、全構成単位に対し、１０モル％以下であることが好ましく、５モル％以下であることがより好ましく、３モル％以下であることがさらに好ましい。

本実施の形態の特性を損なわない範囲において、内層は、添加剤を含んでいてもよく、例えば、酸素吸収剤、ガスバリア性樹脂（ナイロン６、ナイロン６，６およびポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）などのポリアミド）、可塑剤、紫外線安定化剤、酸化防止剤、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、アセトアルデヒド吸収剤（例えば、Ｃｏｌｏｒ Ｍａｔｒｉｘ社製のＡＡ Ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ）および着色剤などが挙げられる。

本実施の形態の多層容器１０において、内層１１は、図１に示すように、口部１３の上端から、底部１６にかけて設けられる。

このような構成とすることにより、外層１２にリサイクルポリエステルを使用し、自動販売機などの中において横に倒した状態で、加温保管した場合であっても、内容物へのアンチモン溶出を効果的に防止することができる。

多層容器１０における内層１１の厚さは、０．０１ｍｍ以上０．２１ｍｍ以下であることが好ましく、０．０２５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

多層容器１０における内層１１の厚さを０．０１ｍｍ以上とすることにより、外層１２にリサイクルポリエステルを使用した場合であっても、内容物へのアンチモン溶出を効果的に防止することができる。

また、多層容器１０における内層１１の厚さを０．２１ｍｍ以下とすることにより、外層１２の多層容器１０における割合を増やすことができ、多層容器の環境負荷低減性をより向上することができる。

（多層容器の外層）
多層容器１０が備える外層１２は、リサイクルポリエステルにより構成される。このような構成とすることにより、本実施の形態の多層容器１０の環境負荷低減性を向上することができる。

本実施の形態において、「リサイクルポリエステル」 とは、ケミカルリサイクルポリエステルまたはメカニカルリサイクルポリエステルを指す。

ケミカルリサイクルポリエステルとは、ポリエステル容器をモノマーレベルまで分解して、再度重合することにより得られたポリエステルを指す。

メカニカルリサイクルポリエステルとは、ポリエステル容器を選別・粉砕・洗浄して汚染物質や異物を除去し、フレークを得て、フレークを更に高温・減圧下等で一定時間処理して樹脂内部の汚染物質を除去することにより得られたポリエステルを指す。

本実施の形態の特性を損なわない範囲において、外層１２は、添加剤を含んでいてもよく、例えば、酸素吸収剤、ガスバリア性樹脂（ナイロン６、ナイロン６，６およびポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）などのポリアミド）、可塑剤、紫外線安定化剤、酸化防止剤、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、アセトアルデヒド吸収剤（例えば、Ｃｏｌｏｒ Ｍａｔｒｉｘ社製のＡＡ Ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ）および着色剤などが挙げられる。

多層容器１０における外層１２の厚さは、０．０４ｍｍ以上０．３３ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましい。

多層容器１０における外層１２の厚さを０．０４ｍｍ以上とすることにより、多層容器１０の環境負荷低減性をより向上することができる。

また、多層容器１０における外層１２の厚さを０．３３ｍｍ以下とすることにより、多層プリフォーム作製においてリサイクルポリエステルが内層側へ露出してしまうことを防止することができる。

（蒸着膜）
本発明の多層容器１０は、内層１１の表面に蒸着膜を備えていてもよい。これにより、多層容器１０のガスバリア性を向上することができる。

蒸着膜としては、例えば、アルミニウムなどの金属、並びに酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ホウ素、酸化ハフニウム、酸化バリウムなどの無機酸化物、ヘキサメチルジシロキサンなどの有機珪素化合物、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）膜などの硬質炭素膜から構成される、蒸着膜を挙げることができる。

なお、ＤＬＣ膜からなる硬質炭素膜とは、ｉカーボン膜または水素化アモルファスカーボン膜（ａ－Ｃ：Ｈ）とも呼ばれる硬質炭素膜のことで、ＳＰ３ 結合を主体にしたアモルファスな炭素膜のことである。

また、蒸着膜の厚さは、特に限定されるものではなく、例えば、１ｎｍ以上１５０ｎｍ以下とすることができる。

蒸着膜の形成は、従来公知の方法を用いて行うことができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法およびイオンプレーティング法などの物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＰＶＤ法）、並びにプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法および光化学気相成長法などの化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＶＤ法）などを挙げることができる。

（多層プリフォーム）
次にプリフォームの製造装置により得られる多層プリフォーム２３について述べる。多層プリフォーム２３は、上記多層容器を製造するために用いるものであり、図４に示すように、内層２４と、外層２５とを有する。

本実施の形態において、多層プリフォーム２３は、図４に示すように、口部２６と、胴部２７と、底部２８とを備える。

（多層プリフォームの内層）
多層プリフォームの内層２４を構成する材料については、多層容器１０の内層１１の材料と同一である。

多層プリフォームにおける内層２４の厚さは、 ０．１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

多層プリフォーム２３における内層２４の厚さを０．１ｍｍ以上とすることにより、外層２５にリサイクルポリエステルを使用した場合であっても、内容物へのアンチモン溶出を効果的に防止することができる。

多層プリフォーム２３における内層２４の厚さを１．２ｍｍ以下とすることにより、多層容器１０における外層１２の割合を増やすことができ、多層容器１０の環境負荷低減性をより向上することができる。

（多層プリフォームの外層）
多層プリフォーム２３の外層２５を構成する材料については、多層容器１０の外層１２の材料と同一である。

多層プリフォーム２３における外層２５の厚さは、１．２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることが好ましく、１．９ｍｍ以上２．２ｍｍ以下であることが好ましい。

多層プリフォーム２３における外層２５の厚さを１．２ｍｍ以上とすることにより、多層容器１０の環境負荷低減性をより向上することができる。

また、多層プリフォーム２３における外層２５の厚さを３．５ｍｍ以下とすることにより、多層プリフォーム２３の作製において、リサイクルポリエステルが内層側へ露出してしまうことを防止することができる。

＜プリフォームの製造装置＞
次に本実施の形態によるプリフォームの製造装置について図１および図２により説明する。

プリフォームの製造装置１は、図１および図２に示すように、多層プリフォーム２３を製造するためのものである。このようなプリフォームの製造装置１は、多層プリフォーム２３の形状に対応するキャビティ３を有する射出成形金型２と、この射出成形金型２に接続されたホットランナーノズル３０とを備えている。このうちホットランナーノズル３０は射出成形金型２側に位置するノズル開口３２と、このノズル開口３２に連通するとともに直線状に延びる主流路３５とを含むノズル本体３１と、ノズル本体３１の主流路３５内に配置され、この主流路３５内を摺動してノズル開口３２を開閉する開閉シャフト３７とを有する。

また主流路３５内には、主流路３５の内壁３５ｂと開閉シャフト３７との間に空間３５ａが形成されている。さらにまたノズル本体３１に、主流路３５に第１開口４１ａを介して接続された第１流路４１が設けられている。またノズル本体３１に主流路３５に第２開口４２ａを介して接続された第２流路４２が設けられている。

このうちノズル本体３１に設けられた第１流路４１は、主流路３５の空間３５ａ内にバージンポリエステル（以下、第１材料ともいう）Ａを溶融状態で押し出すものであり、ノズル本体３１に設けられた第２流路４２は、主流路３５の空間３５ａ内にリサイクルポリエステル（以下、第２材料）Ｂを溶融状態で押し出すものである。

図２に示すように、ノズル本体３１の主流路３５内に開閉シャフト３７が配置され、主流路３５のうち第１開口４１ａよりノズル開口３２側（図２の左側）には、主流路３５の内壁３５ｂと開閉シャフト３７との間に空間３５ａが形成される。

一方、主流路３５のうち第１開口４１ａよりノズル開口３２と反対側（図２の右側）では、主流路３５の内壁３５ｂが開閉シャフト３７の外面と当接し、このため主流路３５のノズル開口３２と反対側には空間３５ａは形成されていない。

このことにより、主流路３５の空間３５ａ内に押し出された第１材料Ａあるいは第２材料Ｂは、主流路３５のうち第１開口４１ａよりノズル開口３２と反対側へ流れることはない。

また図１および図２に示すように、第１材料Ａを押し出す第１流路４１は、主流路３５に対してノズル開口３２側へ向くよう傾斜角αをもって傾斜して配置されている。さらに第２材料Ｂを押し出す第２流路４２は、主流路３５に対して第１流路４１の傾斜角αより大きな傾斜角βをもって傾斜して延びている。

さらに第１流路４１の第１開口４１ａに対して、第２流路４２の第２開口４２ａは、主流路３５のうちノズル開口３２側にずれて配置されている。

第１材料を押し出す第１流路４１と、第２材料を押し出す第２流路４２について、更に述べる。第１流路４１は、主流路３５側において、上述のように主流路３５に対して傾斜する傾斜部４１ｂを有し、この傾斜部４１ｂは更に大径部４１ｄに連結されている。

また第１流路４１の第１開口４１ａは、円環状に形成されている。

また第２流路４２は、主流路３５側において、上述のように主流路３５に対して傾斜角βをもって傾斜する傾斜部４２ｂを有し、この傾斜部４２ｂは更に大径部４２ｄに連結されている。

また第２流路４２のうち傾斜部４２ｂの大径部４２ｄ側端部には円周状に延びる円環状部４２ｅが設けられ、第２流路４２の傾斜部４２ｂは、円環状に形成されている。

さらにまた、ホットランナーノズル３０のノズル本体３１内には、第１流路４１内の第１材料Ａと、第２流路４２内の第２材料Ｂと、主流路３５の空間３５ａ内に第１流路４１から押し出された第１材料Ａおよび第２流路４２から押し出された第２材料Ｂとを加熱するヒータ３３が設けられ、このヒータ３３によりこれら第１材料Ａおよび第２材料Ｂを溶融状態で射出成形金型２側へ供給することができる。

このような構成からなるホットランナーノズル３０において、第１材料Ａを押し出す第１流路４１は傾斜部４１ｂと、大径部４１ｄとを有する。また第２材料Ｂを押し出す第２流路４２は傾斜部４２ｂと、大径部４２ｄとを有する。

さらにホットランナーノズル３０の第１流路４１の大径部４１ｄは第１押出機４５に接続され、第１押出機４５は第１材料Ａ用のペレットを収納した第１ペレット収納部４７に接続されている。

またホットランナーノズル３０の第２流路４２の大径部４２ｄは第２押出機４６に接続され、第２押出機４６は第２材料Ｂ用のペレットを収納した第２ペレット収納部４８に接続されている。

次にこのような構成からなる本実施の形態に作用、すなわちプリフォームの製造方法について説明する。図１および図２に示すように、まず第１ペレット収納部４７からバージンポリエステルからなる第１材料Ａ用のペレットが第１押出機４５へ供給され、この第１押出機４５において第１材料Ａが溶融される。

次に第１押出機４５において溶融された第１材料Ａはホットランナーノズル３０の第１流路４１を通って、第１流路４１の傾斜部４１ｂから第１開口４１ａを経て、主流路３５の空間３５ａ内に押し出される。

この間、第１流路４１内の第１材料Ａは、第１押出機４５から大径部４１ｄを通る。次に第１材料Ａは傾斜部４１ｂから第１開口４１ａを経て主流路３５の空間３５ａ内に押し出される。

同様にして、第２ペレット収納部４８からリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂ用のペレットが第２押出機４６へ供給され、この第２押出機４６において第２材料Ｂが溶融される。

次に第２押出機４６において溶融された第２材料Ｂはホットランナーノズル３０の第２流路４２を通って、第２流路４２の傾斜部４２ｂから第２開口４２ａを経て、主流路３５の空間３５ａ内に押し出される。

この間、第２流路４２内の第２材料Ｂは、第２押出機４６から大径部４２ｄを通る。次に第２材料Ｂは、円環状部４２ｅにおいて円周状に流れて、円環状に形成された傾斜部４２ｂから第２開口４２ａを経て主流路３５の空間３５ａ内に押し出される。

この際、主流路３５の空間３５ａ内に押し出される第１材料Ａは、バージンポリエステルからなり、第１流路４１の傾斜部４１ｂから第１開口４１ａを介して空間３５ａ内に押し出される。また主流路３５の空間３５ａ内に押し出される第２材料Ｂはリサイクルポリエステルからなり、第２流路４２の傾斜部４２ｂから、第１開口４１ａよりノズル開口３２側に位置する第２開口４２ａを介して空間３５ａ内に押し出される。

上述のように第１材料が押し出される第１流路４１の傾斜部４１ｂはノズル開口３２側へ向かって傾斜角αをもって傾斜し、かつ第１開口４１ａは第２開口４２ａよりノズル開口３２と反対側に位置しているため、第１開口４１ａから主流路３５の空間３５ａ内に押し出される第１材料Ａは、まず空間３５ａ内で開閉シャフト３７外周面に向かって流れる。

次に傾斜部４１ｂの傾斜角αより大きな傾斜角βをもって傾斜する第２流路４２の傾斜部４２ｂから空間３５ａ内に押し出される第２材料は、開閉シャフト３７の外周面にある第１材料Ａの外側へ向かい、このため空間３５ａ内において、開閉シャフト３７の外周面側に位置する第１材料Ａと、この第１材料の外側に位置する第２材料Ｂとが積層して２層構造を形成する。この場合、第１材料Ａは開閉シャフト３７により冷却され、第２材料Ｂは主流路３５の内壁３５ｂにより冷却されるが、第１材料Ａの冷却温度と第２材料Ｂの冷却温度は互いに異なるため、第１材料Ａと第２材料Ｂの流動性に差異が生じる。このため空間３５ａ内において、第１材料Ａと第２材料Ｂとが互いに混じり合うことはない。

次に主流路３５の空間３５ａ内に形成された内層側のバージンポリエステルからなる第１材料Ａと外層側のリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂとからなる２層構造の溶融されたポリエステル樹脂は、空間３５ａ内を通ってノズル開口３２側へ向かう。その後、内層側の第１材料Ａと外層側の第２材料Ｂとからなる２層構造の溶融されたポリエステル樹脂は、ノズル開口３２から射出成形金型２のキャビティ３内に押し出される。

次に射出成形金型２のキャビティ３内に押し出された、内層側の第１材料Ａと外層側の第２材料Ｂとからなる２層構造のポリエステル樹脂は、射出成形金型２のキャビティ３内で冷却されて固化される。このようにして射出成形金型２のキャビティ３内において、内層側のバージンポリエステルからなる第１材料Ａと外層側のリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂとからなる２層構造をもつ多層プリフォーム２３が得られる。

次にホットランナーノズル３０の開閉シャフト３７が主流路３５内でノズル開口３２側へ摺動してこのノズル開口３２を閉じる。

次に射出成形金型２の可動部２Ａと多層プリフォーム２３がホットランナーノズル３０から離れ、射出成形金型２内の多層プリフォーム２３が外方へ排出され、その後射出成形金型２の可動部２Ａが再びホットランナーノズル３０に接続される。

次にホットランナーノズル３０の開閉シャフト３７が主流路３５内でノズル開口３２と反対側へ向かって摺動し、ノズル開口３２を開とする。

その後、上述と同様の作用が繰り返されて、射出成形金型２のキャビティ３内において、内層側のバージンポリエステルからなる第１材料Ａと外層側のリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂとからなる２層構造をもつ多層プリフォーム２３を得ることができる。

以上のように本実施の形態によれば、２つの金型を用いることなく、単一の射出成形金型を有するコンパクトな製造装置を用い、かつ少ない製造工数をもつ単純な製造ステップにより、内層側のバージンポリエステルからなる第１材料Ａと、外層側のリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂとからなる２層構造をもつ多層プリフォーム２３を容易かつ簡単に製造することができる。

＜変形例＞
次に本実施の形態の変形例について、図５により説明する。

図５に示す変形例は、ノズル本体３１に、主流路３５に対してノズル開口３２側を向くよう傾斜して延びる傾斜部４１ｂを有する第１流路４１を設ける代わりに、ノズル本体３１に主流路３５に対して平行に延びる平行部４１ｆを有する第１流路４１を設けたものである。すなわち、図５に示すように、ノズル本体３１に設けられた第１流路４１は、主流路３５に対して平行に延びる平行部４１ｆを有している。

図５に示す変形例において、図１乃至図４に示す実施の形態と同一部分については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５において、バージンポリエステルからなる第１材料Ａが、第１流路４１の平行部４１ｆから第１開口４１ａを介して主流路３５の空間３５ａ内に押し出される。またリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂが、第２流路４２の傾斜部４２ｂから、第１開口４１ａよりノズル開口３２側に位置する第２開口４２ａを介して空間３５ａ内に押し出される。

上述のように第１材料が押し出される第１流路４１の平行部４１ｆは、主流路３５と平行に延び、かつ第１開口４１ａは第２開口４２ａよりノズル開口３２と反対側に位置しているため、第１開口４１ａから主流路３５の空間３５ａ内に押し出される第１材料Ａは、まず空間３５ａ内で開閉シャフト３７外周面に沿って流れる。

次に第２流路４２の傾斜部４２ｂから空間３５ａ内に押し出される第２材料は、開閉シャフト３７の外周面にある第１材料Ａの外側へ向かい、このため空間３５ａ内において、開閉シャフト３７の外周面側に位置する第１材料Ａと、この第１材料の外側に位置する第２材料Ｂとが積層して２層構造を形成する。この場合、第１材料Ａは開閉シャフト３７により冷却され、第２材料Ｂは主流路３５の内壁３５ｂにより冷却されるが、第１材料Ａの冷却温度と第２材料Ｂの冷却温度は互いに異なるため、第１材料Ａと第２材料Ｂの流動性に差異が生じる。このため空間３５ａ内において、第１材料Ａと第２材料Ｂとが互いに混じり合うことはない。

次に主流路３５の空間３５ａ内に形成された内層側のバージンポリエステルからなる第１材料Ａと外層側のリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂとからなる２層構造の溶融されたポリエステル樹脂は、空間３５ａ内を通ってノズル開口３２側へ向かう。その後、内層側の第１材料Ａと外層側の第２材料Ｂとからなる２層構造の溶融されたポリエステル樹脂は、ノズル開口３２から射出成形金型２のキャビティ３内に押し出される。

次に射出成形金型２のキャビティ３内に押し出された、内層側の第１材料Ａと外層側の第２材料Ｂとからなる２層構造のポリエステル樹脂は、射出成形金型２のキャビティ３内で冷却されて固化される。このようにして射出成形金型２のキャビティ３内において、内層側のバージンポリエステルからなる第１材料Ａと外層側のリサイクルポリエステルからなる第２材料Ｂとからなる２層構造をもつ多層プリフォーム２３が得られる。

次に本実施の更なる変形例について、図６により説明する。図１乃至図４に示す実施の形態において、第２材料Ｂを押し出す第２流路４２が主流路３５に対して第１流路４１の傾斜角αより大きな傾斜角βをもって傾斜する構造を示したが、これに限らず、第２流路４２は、主流路３５に対して直交して延びていてもよい。

すなわち、図６に示すように、第１材料Ａを押し出す第１流路４１は、主流路３５に対してノズル開口３２側へ向くよう傾斜角αをもって傾斜して配置されている。さらに第２材料Ｂを押し出す第２流路４２は、主流路３５に対して直交して延びている。

さらに第１流路４１の第１開口４１ａに対して、第２流路４２の第２開口４２ａは、主流路３５のうちノズル開口３２側にずれて配置されている。

第１材料を押し出す第１流路４１と、第２材料を押し出す第２流路４２について、更に図６により述べる。第１流路４１は、主流路３５側において、上述のように主流路３５に対して傾斜する傾斜部４１ｂを有し、この傾斜部４１ｂは更に大径部４１ｄに連結されている。

また第１流路４１の第１開口４１ａは、円環状に形成されている。

また第２流路４２は、主流路３５側において、上述のように主流路３５に対して直交する直交部４２ｃを有し、この直交部４２ｃは更に大径部４２ｄに連結されている。

また第２流路４２のうち直交部４２ｃの大径部４２ｄ側端部には円周状に延びる円環状部４２ｅが設けられ、第２流路４２の直交部４２ｃは、円環状に形成されている。

さらにまた、ホットランナーノズル３０のノズル本体３１内には、第１流路４１内の第１材料Ａと、第２流路４２内の第２材料Ｂと、主流路３５の空間３５ａ内に第１流路４１から押し出された第１材料Ａおよび第２流路４２から押し出された第２材料Ｂとを加熱するヒータ３３が設けられ、このヒータ３３によりこれら第１材料Ａおよび第２材料Ｂを溶融状態で射出成形金型２側へ供給することができる。

このような構成からなるホットランナーノズル３０において、第１材料Ａを押し出す第１流路４１は傾斜部４１ｂと、大径部４１ｄとを有する。また第２材料Ｂを押し出す第２流路４２は直交部４２ｃと、大径部４２ｄとを有する。

さらにホットランナーノズル３０の第１流路４１の大径部４１ｄは第１押出機４５に接続され、第１押出機４５は第１材料Ａ用のペレットを収納した第１ペレット収納部４７に接続されている。

またホットランナーノズル３０の第２流路４２の大径部４２ｄは第２押出機４６に接続され、第２押出機４６は第２材料Ｂ用のペレットを収納した第２ペレット収納部４８に接続されている。

１ プリフォームの製造装置
２ 射出成形金型
３ キャビティ
１０ 多層容器
１１ 内層
１２ 外層
２３ 多層プリフォーム
２４ 内層
２５ 外層
３０ ホットランナーノズル
３１ ノズル本体
３２ ノズル開口
３３ ヒータ
３５ 主流路
３５ａ 空間
３７ 開閉シャフト
４１ 第１流路
４１ａ 第１開口
４１ｂ 傾斜部
４１ｃ 平行部
４１ｄ 大径部
４１ｅ 円環状部
４２ 第２流路
４２ａ 第２開口
４２ｂ 傾斜部
４２ｃ 直交部
４２ｄ 大径部
４２ｅ 円環状部
４５ 第１押出機
４６ 第２押出機
４７ 第１ペレット収納部
４８ 第２ペレット収納部

Claims (8)

1. 多層プリフォームを製造するためのプリフォームの製造装置において、
   射出成形金型と、
   前記射出成形金型に接続されたホットランナーノズルとを備え、
   前記ホットランナーノズルは前記射出成形金型側に位置するノズル開口と、前記ノズル開口に連通するとともに直線状に設けられた主流路と、
   前記ホットランナーノズルの前記主流路内を摺動して前記ノズル開口を開閉するとともに、前記主流路内に空間を形成する開閉シャフトとを有し、
   前記ホットランナーノズルの前記主流路に第１開口を介して接続され、第１材料を前記主流路の前記空間に押し出す第１流路を設け、
   前記ホットランナーノズルの前記主流路に第２開口を介して接続され、第２材料を前記主流路の前記空間の前記第１材料外側に押し出す第２流路を設け、
   前記第２開口は前記第１開口に対して前記ノズル開口側に位置し、前記第１開口および前記第２開口が前記主流路に対して開となった状態で、前記開閉シャフトの前記ノズル開口側端部は前記第２開口と前記ノズル開口との間に位置し、
   前記開閉シャフトにより形成された直線上に延びる前記主流路内の前記空間のうち、前記第２開口から前記ノズル開口までの領域において、前記第１材料は前記開閉シャフトに接して冷却され、前記第２材料は前記主流路の内壁に接して冷却され、前記第１材料と前記第２材料は２層構造を形成する、プリフォームの製造装置。
2. 前記主流路内において、前記開閉シャフトと、前記主流路の内壁の冷却温度の差により、前記第１材料と前記第２材料は互いに混じり合うことなく前記２層構造を形成する、請求項１記載のプリフォームの製造装置。
3. 前記第１流路は前記主流路に対して前記ノズル開口側を向くよう傾斜して配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、請求項１記載のプリフォームの製造装置。
4. 前記第１流路は前記主流路に対して平行に配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、請求項１記載のプリフォームの製造装置。
5. 多層プリフォームを製造するためのホットランナーノズルにおいて、
   前記ホットランナーノズルは射出成形金型側に位置するノズル開口と、前記ノズル開口に連通するとともに直線状に設けられた主流路と、
   前記ホットランナーノズルの前記主流路内を摺動して前記ノズル開口を開閉するとともに、前記主流路内に空間を形成する開閉シャフトとを有し、
   前記ホットランナーノズルの前記主流路に第１開口を介して接続され、第１材料を前記主流路の前記空間に押し出す第１流路を設け、
   前記ホットランナーノズルの前記主流路に第２開口を介して接続され、第２材料を前記主流路の前記空間の前記第１材料外側に押し出す第２流路を設け、
   前記第２開口は前記第１開口に対して前記ノズル開口側に位置し、前記第１開口および前記第２開口が前記主流路に対して開となった状態で、前記開閉シャフトの前記ノズル開口側端部は前記第２開口と前記ノズル開口との間に位置し、
   前記開閉シャフトにより形成された直線上に延びる主流路内の空間のうち、前記第２開口から前記ノズル開口までの領域において、前記第１材料は前記開閉シャフトに接して冷却され、前記第２材料は前記主流路の内壁に接して冷却され、前記第１材料と前記第２材料は２層構造を形成する、ホットランナーノズル。
6. 前記主流路内において、前記開閉シャフトと、前記主流路の内壁の冷却温度の差により、前記第１材料と前記第２材料は互いに混じり合うことなく前記２層構造を形成する、請求項５記載のホットランナーノズル。
7. 前記第１流路は前記主流路に対して前記ノズル開口側を向くよう傾斜して配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、請求項５記載のホットランナーノズル。
8. 前記第１流路は前記主流路に対して平行に配置され、前記第２流路は前記主流路に対して直交または傾斜して配置されている、請求項５記載のホットランナーノズル。

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