JP7644348B2 - プリフォーム及び二重容器の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プリフォーム及び二重容器の製造方法に関する。
特許文献１には、内プリフォームと外プリフォームを重ねた状態で二軸延伸ブロー成形することによって二重容器を製造する方法が開示されている。
本発明者らが、内プリフォームの材料としてホモポリプロピレンを用い、外プリフォームの材料として非晶質ＰＥＴを用いた参考例において、内プリフォームと外プリフォームを重ねた状態で二軸延伸ブロー成形することによって二重容器を製造した場合、二重容器の内袋が冷却時に収縮してしまい、内袋と外殻の間に隙間が発生して、内袋の内容量が規定量よりも少なくなってしまうという現象が生じる場合があることが分かった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、成形後の冷却時に内袋が収縮することを抑制することを可能とするプリフォームを提供するものである。
本発明によれば、内プリフォームに外プリフォームを被せて構成されるプリフォームであって、前記内プリフォームは、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備え、前記外プリフォームは、非晶質ＰＥＴを含む非晶質ＰＥＴ系樹脂で構成される非晶質ＰＥＴ層を備え、前記ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第１温度範囲とし、前記非晶質ＰＥＴ系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第２温度範囲とすると、第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲が２℃以上である、プリフォームが提供される。
上記参考例において、内袋が成形後の冷却時に収縮しやすい原因について分析したところ、参考例での成形温度では、非晶質ＰＥＴは、成形に適した軟化状態となるが、ホモポリプロピレンは、十分に軟化されていない状態になることが原因であることが分かった。つまり、内プリフォームを構成するホモポリプロピレンが十分に軟化されていない状態で成形が行われたために、成形後の冷却時に内袋が収縮しやすくなっていたことが分かった。
また、さらに分析を進めた結果、ホモポリプロピレンのようなポリオレフィンは、第１温度範囲において成形に適した軟化状態となり、非晶質ＰＥＴでは、第２温度範囲において成形に適した軟化状態となり、第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲内では、ポリオレフィンと非晶質ＰＥＴの両方が成形に適した軟化状態となることが分かった。そして、ホモポリプロピレンと非晶質ＰＥＴでは、重なり温度範囲が約１℃という非常に狭い温度範囲内であるために、両方に適した温度での成形が容易でないことが分かった。
一方、本発明のプリフォームでは、重なり温度範囲が２℃以上となっている。このため、上述した参考例の場合に比べて、ポリオレフィンと非晶質ＰＥＴの両方を成形に適した軟化状態にすることができる成形温度で成形しやすく、その結果、成形後の冷却時に内袋が収縮することを抑制することができる。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、プロピレンと別のモノマーとの間の共重合体であるプロピレン共重合体を含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、ホモポリプロピレンと、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンを含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記重なり温度範囲は、１０℃以上である、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームを用いた二重容器の製造方法であって、前記重なり温度範囲内の温度に前記プリフォームを加熱して、二軸延伸ブロー成形を行う、方法である。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、プロピレンと別のモノマーとの間の共重合体であるプロピレン共重合体を含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記ポリオレフィンは、ホモポリプロピレンと、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンを含む、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームであって、前記重なり温度範囲は、１０℃以上である、プリフォームである。
好ましくは、前記記載のプリフォームを用いた二重容器の製造方法であって、前記重なり温度範囲内の温度に前記プリフォームを加熱して、二軸延伸ブロー成形を行う、方法である。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
１．二重容器１及びプリフォーム１５
最初に、本発明の一実施形態の二重容器の製造方法によって製造可能な二重容器１について説明する。図１に示すように、本発明の方法によって製造可能な二重容器１は、容器本体２を備える。容器本体２は、外殻３と内袋４とを有し且つ内容物の減少に伴って内袋４が収縮するように構成される。
最初に、本発明の一実施形態の二重容器の製造方法によって製造可能な二重容器１について説明する。図１に示すように、本発明の方法によって製造可能な二重容器１は、容器本体２を備える。容器本体２は、外殻３と内袋４とを有し且つ内容物の減少に伴って内袋４が収縮するように構成される。
図１に示すように、容器本体２は、口部５と、胴部６と、底部７を備える。口部５は、開口端５ｃを有する筒状（好ましくは円筒状）部位である。口部５は、キャップやポンプなどの口部装着部材を装着可能な係合部５ａを備える。係合部５ａは、口部装着部材がネジ式の場合は雄ねじ部であり、口部装着部材が打栓式の場合は周方向に突出する環状突起である。口部装着部材は、好ましくは、逆止弁を有しており、内容物の吐出は可能であるが、外気が容器本体２内に流入しないようになっている。口部５には、フランジ５ｂが設けられている。フランジ５ｂは、口部５に口部装着部材を装着する際に口部５を支持するために利用可能である。
胴部６は、口部５よりも開口端５ｃから離れた側に口部５に隣接して配置される。言い換えると、口部５は、胴部６の上端６ａから延びるように設けられている。胴部６は、口部５よりも外径（本明細書において、「外径」は、断面が円形でない場合は、外接円径を意味する。）が大きい。胴部６は筒状であり、底部７は、胴部６の下端に設けられ、胴部６の下端を閉塞する。胴部６は、口部５から離れるにつれて外径が大きくなる肩部６ｂと、肩部６ｂよりも底部７側に設けられ外径が略一定の胴部本体６ｃを備える。
容器本体２は、内袋４と、内袋４を覆うように配置された外殻３を備える。内袋４は、フランジ４ｂ以外の部位が外殻３内に収容されている。内袋４は、フランジ４ｂが外殻３の開口端に当接することによって、外殻３内にずれ落ちないようになっている。
外殻３には、不図示の外気導入孔が設けられる。外気導入孔は、外殻３を貫通する貫通孔であり、内袋４の収縮に伴って、外気導入孔を通じて外殻３と内袋４の間の中間空間に外気が導入されることによって、外殻３を収縮させずに、内袋４を収縮させることが可能になっている。外気導入孔は、口部５、胴部６、底部７のいずれに設けても良い。
図２～図８に示すように、容器本体２は、内袋４となる内プリフォーム１４に、外殻３となる外プリフォーム１３を被せてプリフォーム１５とした状態で、内プリフォーム１４と外プリフォーム１３を加熱して二軸延伸ブロー成形することによって形成することができる。
図２に示すように、内プリフォーム１４は、有底筒状であり、口部１４ａと、胴部１４ｂと、底部１４ｃを備える。口部１４ａの開口端には、フランジ１４ａ１が設けられている。底部１４ｃには、位置決めピン１４ｃ１が設けられている。
図２に示すように、外プリフォーム１３は、有底筒状であり、口部１３ａと、胴部１３ｂと、底部１３ｃを備える。底部１３ｃには、位置決め孔１３ｃ２及び貫通孔１７が設けられている。図３Ｂに示すように、底部１３ｃの外面には環状凸部１３ｃ４が設けられている。位置決め孔１３ｃ２及び貫通孔１７は、環状凸部１３ｃ４の内側の領域に配置されている。外プリフォーム１３は、内プリフォーム１４が挿入可能なサイズになっている。貫通孔１７が容器本体２の外気導入孔となる。
図３に示すように、プリフォーム１５を形成する際に、フランジ１４ａ１を口部１３ａの開口端に当接させると共に、位置決めピン１４ｃ１を位置決め孔１３ｃ２に挿入する。これによって、内プリフォーム１４と外プリフォーム１３が互いに位置決めされる。この状態では、口部１４ａと口部１３ａが対向し、胴部１４ｂと胴部１３ｂが対向する。
口部１３ａ，１４ａがプリフォーム１５の口部１５ａとなり、胴部１３ｂ，１４ｂがプリフォーム１５の胴部１５ｂとなり、底部１３ｃ，１４ｃがプリフォーム１５の底部１５ｃとなる。また、図５に図示するように、胴部１５ｂ及び底部１５ｃが後述する成形工程で延伸される被延伸部１５ｄとなる。
内プリフォーム１４及び外プリフォーム１３は、熱可塑性樹脂のダイレクトブロー成形や射出成形等によって形成可能である。
内プリフォーム１４は、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備える。ポリオレフィン系樹脂中のポリオレフィンの含有量は、例えば、６０～１００質量％であり、具体的には例えば、６０、７０、８０、９０、１００質量％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ホモポリプロピレン（ＰＰ）、プロピレン共重合体、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）及びその混合物などが挙げられる。
プロピレン共重合体は、プロピレンと別のモノマーとの間の共重合体であり、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、ランダム共重合体であることが好ましい。プロピレン共重合体は、モノマー混合物を共重合体することによって得ることができる。モノマー混合物中のプロピレンの含有量は、例えば６０～９９．５ｍｏｌ％であり、具体的には例えば、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５ｍｏｌ％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。プロピレンと共重合されるモノマーとしては、エチレンが特に好ましい。
内プリフォーム１４は、単層構成であっても多層構成であってもよい。単層構成の場合、内プリフォーム１４は、上記のポリオレフィン層のみを備える。多層構成の場合は、内プリフォーム１４は、上記のポリオレフィン層と、別の層の積層構造を有する。別の層としては、ガスバリア性樹脂層や接着性樹脂層が挙げられる。接着性樹脂層は、ポリオレフィン層とガスバリア性樹脂層の接着性を高めるために用いられる。
ガスバリア性樹脂層は、ガスバリア性樹脂で構成される層である。本明細書において、ガスバリア性樹脂は、厚さ２０μｍのフィルムにした状態で、２０℃・６５％ＲＨの環境下での酸素透過度が５０ｃｃ／（ｍ２・２４時間・ａｔｍ）未満であるものを意味する。上記酸素透過度は、例えば０～４９ｃｃ／（ｍ２・２４時間・ａｔｍ）であり、具体的には例えば、０．０１、０．１、０．２、０．５、１、２、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、４９ｃｃ／（ｍ２・２４時間・ａｔｍ）であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内又は何れか以下であってもよい。
ガスバリア性樹脂としては、ＥＶＯＨや、ポリアミドのようなガスバリア性が高い樹脂のみで構成されていてもよく、上記樹脂と別の樹脂との混合樹脂であってもよい。
接着性樹脂層は、接着性樹脂で構成される層である。接着性樹脂としては、酸変性ポリオレフィン樹脂（例：無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン）等が挙げられる。
内プリフォーム１４の長手方向の中央において、内プリフォーム１４の壁厚全体に対する、ポリオレフィン層の厚さの割合は、例えば、５０～１００％であり、具体的には例えば、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
外プリフォーム１３は、非晶質ＰＥＴを含む非晶質ＰＥＴ系樹脂で構成される非晶質ＰＥＴ層を備える。非晶質ＰＥＴとは、溶融状態のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を急冷することによって結晶化させることなく、固化させたものである。外プリフォーム１３を射出成形などによって融解ピーク温度以上の温度（２７０～２８０℃程度）で成形した後に急冷することによって外プリフォーム１３を構成するＰＥＴを非晶質にすることができる。非晶質ＰＥＴ系樹脂中の非晶質ＰＥＴの含有量は、例えば、６０～１００質量％であり、具体的には例えば、６０、７０、８０、９０、１００質量％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
外プリフォーム１３は、単層構成であっても多層構成であってもよい。単層構成の場合、外プリフォーム１３は、上記の非晶質ＰＥＴ層のみを備える。多層構成の場合は、外プリフォーム１３は、上記の非晶質ＰＥＴ層と、別の層の積層構造を有する。別の層としては、上述したガスバリア性樹脂層や接着性樹脂層が挙げられる。
本実施形態では、ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第１温度範囲とし、非晶質ＰＥＴ系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第２温度範囲とすると、第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲が２℃以上である。
図４Ａは、ポリオレフィン系樹脂について示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行って得られるグラフの一例を示す（実施例１で得られたグラフ）。ＤＳＣは、ＪＩＳ Ｋ ７１２１：２０１２に従って行うことができる。このグラフの横軸は温度を示し、縦軸は吸熱又は発熱量を示す。１ｓｔ ｒｕｎでは、試料を昇温しながら測定を行う。ポリオレフィン系樹脂は、低温では結晶状態になっており、昇温時に融解ピークが観測される。この融解ピークの温度が「融解ピーク温度」である。
融解ピーク温度を超えると、ポリオレフィン系樹脂は、粘度が非常に低い液体状態となる。次に、２ｎｄ ｒｕｎでは、液体状態のポリオレフィン系樹脂の温度を徐々に低下させる。この際に、結晶化ピークが観測される。この結晶化ピークの温度が「結晶化ピーク温度」である。ポリオレフィン系樹脂は、融解ピーク温度よりも高い温度では過度に軟化された状態になりやすく、結晶化ピーク温度よりも低い温度では軟化が不十分になる傾向がある。このため、結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲において、ポリオレフィン系樹脂が成形に適した軟化状態となる。この温度範囲が第１温度範囲である。
ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度は、例えば、８０～１１７℃であり、９０～１１０℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、８０、８５、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、１１６、１１７℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ポリオレフィン系樹脂の融解ピーク温度は、例えば、９０～１４５℃であり、１１５～１３５℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、９０、１００、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。第１温度範囲は、例えば、５～５０℃であり、具体的には例えば、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度は、ポリオレフィン系樹脂の組成を変更することで調整することができる。例えば、プロピレン－エチレンランダム共重合体は、ホモポリプロピレンに比べて、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低いので、ポリオレフィン系樹脂中に含まれるプロピレン－エチレンランダム共重合体の含有量を増やすことによって、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度を下げることができる。
ポリオレフィン系樹脂が複数のポリオレフィンの混合物である場合、ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度は、複数のポリオレフィンのそれぞれの結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度を反映した値となるので、例えば、ポリオレフィン系樹脂が、ＬＬＤＰＥやＬＤＰＥのような結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低いポリオレフィンと、ホモポリプロピレンを含む場合、ホモポリプロピレンに比べて、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低くなる。
図４Ｂは、非晶質ＰＥＴ系樹脂についてのＤＳＣを行って得られるグラフの一例を示す（実施例１で得られたグラフ）。ＤＳＣ及びグラフの説明は、図４Ａと同様である。
非晶質ＰＥＴ系樹脂は、低温では非晶質状態になっており、昇温時に軟化開始点、軟化完了点、結晶化開始点、結晶化ピークがこの順で現れる。軟化開始点、軟化完了点、結晶化開始点、及び結晶化ピークが現れる温度がそれぞれ「軟化開始温度」、「軟化完了温度」、「結晶化開始温度」、「結晶化ピーク温度」である。
軟化開始点は、ガラス転移温度（Ｔｇ）に相当する温度で現れ、軟化開始点を境にして吸熱量が増大する（ＤＳＣ曲線の負の傾きが大きくなる）。軟化完了点は、吸熱量が増大しなくなる温度（つまり、ＤＳＣ曲線の傾きが負からゼロになる温度）で現れる。軟化開始点と軟化完了点の間において非晶質ＰＥＴ系樹脂が徐々に軟化される。軟化完了温度では非晶質ＰＥＴ系樹脂が十分に軟化された状態になっている。
非晶質ＰＥＴ系樹脂をさらに加熱すると、結晶化開始点及び結晶化ピークが現れる。結晶化開始点は、非晶質ＰＥＴ系樹脂が結晶化を開始する温度で現れ、結晶化開始点を境にＤＳＣ曲線の傾きが大きくなる。結晶化ピークは、非晶質ＰＥＴ系樹脂の結晶化が完了する温度で現れる。結晶化開始温度よりも高い温度では、非晶質ＰＥＴ系樹脂の結晶化度が高めるために柔軟性が失われて、非晶質ＰＥＴ系樹脂の軟化が不十分になりやすい。このため、軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲において、非晶質ＰＥＴ系樹脂が成形に適した軟化状態となる。この温度範囲が第２温度範囲である。
非晶質ＰＥＴ系樹脂の軟化完了温度は、例えば、７０～９０℃であり、７５～８５℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、７０、７５、８０、８５、９０℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。非晶質ＰＥＴ系樹脂の結晶化開始温度は、例えば、１１０～１３０℃であり、１１５～１２５℃が好ましい。この温度は、具体的には例えば、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。第２温度範囲は、例えば、３０～５０℃であり、３５～４５℃が好ましい。具体的には例えば、３０、３５、４０、４５、５０℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
参考例では、ポリオレフィン系樹脂がホモポリプロピレンで構成され、非晶質ＰＥＴ系樹脂が非晶質ＰＥＴで構成される。ホモポリプロピレンは、一例では、結晶化ピーク温度が約１１９℃であり、融解ピーク温度が約１４９℃であるので、第１温度範囲は、１１９～１４９℃である。非晶質ＰＥＴは、一例では、軟化完了温度が約８１℃であり、結晶化開始温度が約１２０℃であるので、第２温度範囲が８１～１２０℃である。そして、第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲は、約１℃である。
重なり温度範囲内では、ポリオレフィン系樹脂と非晶質ＰＥＴ系樹脂の両方が成形に適した軟化状態となるので、重なり温度範囲の温度で成形を行うことが望ましいが、ホモポリプロピレンと非晶質ＰＥＴでは、重なり温度範囲が約１℃という非常に狭い温度範囲内であるために、両方に適した温度での成形が容易でない。
重なり温度範囲が狭い理由は、第１温度範囲が第２範囲よりも高温側に存在していることであり、第１温度範囲を低温側にシフトさせることによって、重なり温度範囲を広くすることができる。上述したように、プロピレン－エチレンランダム共重合体は、結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度がホモポリプロピレンよりも低いので、ポリオレフィン系樹脂にプロピレン－エチレンランダム共重合体を含ませることによって、第１温度範囲を低温側にシフトさせて、重なり温度範囲を広げることができる。また、ＬＬＤＰＥやＬＤＰＥのような結晶化ピーク温度及び融解ピーク温度が低いポリオレフィンを添加することによって、第１温度範囲を低温側にシフトさせてもよい。
本実施形態のプリフォーム１５では、重なり温度範囲が２℃以上（好ましくは１０℃）となるように、ポリオレフィン系樹脂を選択している。このため、上述した参考例の場合に比べて、ポリオレフィン系樹脂と非晶質ＰＥＴ系樹脂の両方が成形に適した軟化状態となる成形温度で成形しやすく、その結果、成形後の冷却時に内袋４が収縮することを抑制することができる。
重なり温度範囲は、例えば２～４０℃であり、４～４０℃が好ましい。この重なり温度範囲は、具体的には例えば、２、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０℃であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内又は何れか以上であってもよい。
２．製造装置４０
次に、本発明の一実施形態の二重容器１の製造方法に利用可能な製造装置４０について説明する。
次に、本発明の一実施形態の二重容器１の製造方法に利用可能な製造装置４０について説明する。
図５～図８に示すように、製造装置４０は、金型ユニット２０と、複数のヒーター３１を備える。
複数のヒーター３１は、プリフォーム１５がヒーター３１に近接したときに、プリフォーム１５の側面に隣接した位置において、プリフォーム１５の長手方向に沿って並ぶように配置されている。複数のヒーター３１は、互いに独立して出力が制御可能になっている。各ヒーター３１は、好ましくは、図５の紙面垂直方向に延びる棒状である。
金型ユニット２０は、口部支持型２１と、底部支持型２２と、成形型２３，２４を備える。
口部支持型２１は、外プリフォーム１３の口部１３ａを支持可能に構成されている。口部支持型２１内には、挿通孔２１ａが設けられており、挿通孔２１ａに支持棒２５が挿通されている。支持棒２５は、不図示の駆動機構によって伸縮が可能になっている。
口部支持型２１は、図５に示すようにヒーター３１に近接した位置Ａと、図６に示すように成形型２３，２４の間の位置Ｂの間を移動可能に構成されている。このため、位置Ａにおいてプリフォーム１５を加熱する加熱工程を実施した後に、位置Ｂにおいてプリフォーム１５を成形する成形工程を実施することが可能になっている。口部支持型２１は、口部１３ａの中心軸を中心にプリフォーム１５を回転させることができるようになっている。プリフォーム１５を回転させながらプリフォーム１５をヒーター３１に近接させることによって、プリフォーム１５の全周を均一に加熱することが可能になっている。なお、口部支持型２１を移動させる代わりに、ヒーター３１を移動させるようにしてもよい。
底部支持型２２は、駆動機構２２ｃで駆動されて、縦延伸方向（図６～図８の上下方向）に移動可能に構成されている。成形型２３，２４は、開閉可能であり、それぞれ、キャビティ面２３ａ，２４ａを備える。キャビティ面２３ａ，２４ａが合わさって、容器本体２の外形に対応した形状のキャビティが形成される。
３．二重容器１の製造方法
本発明の一実施形態の二重容器１の製造方法は、加熱工程と、成形工程を備える。成形工程は、底部支持工程と、延伸工程と、ブロー成形工程を備える。
本発明の一実施形態の二重容器１の製造方法は、加熱工程と、成形工程を備える。成形工程は、底部支持工程と、延伸工程と、ブロー成形工程を備える。
＜加熱工程＞
加熱工程では、プリフォーム１５を加熱して軟化させて軟化状態とする。加熱工程は、プリフォーム１５を回転させながら、プリフォーム１５を複数のヒーター３１で加熱することによって行うことができる。
加熱工程では、プリフォーム１５を加熱して軟化させて軟化状態とする。加熱工程は、プリフォーム１５を回転させながら、プリフォーム１５を複数のヒーター３１で加熱することによって行うことができる。
一例では、図５に示すようにプリフォーム１５を口部支持型２１に装着した状態で、プリフォーム１５をヒーター３１に近接させることによって、プリフォーム１５の加熱を行うことができる。プリフォーム１５の口部１５ａは口部支持型２１で覆われているので、胴部１５ｂ及び底部１５ｃ（つまり、被延伸部１５ｄ）が加熱される。なお、加熱工程の前に、支持棒２５の先端を内プリフォーム１４の内底面に当接させてもよい。これによって、軟化されたプリフォーム１５が揺れることが抑制される。
プリフォーム１５の加熱温度は、上述の重なり温度範囲内の温度とすることが好ましい。これによって、外プリフォーム１３と内プリフォーム１４の両方を成形に適した軟化状態にすることができる。
＜底部支持工程＞
底部支持工程では、図６～図７に示すように、底部支持型２２が外プリフォーム１３の底部１３ｃに向かって移動し、底部支持型２２で外プリフォーム１３の底部１３ｃを支持する。底部支持型２２には、環状凸部１３ｃ４を収容可能な凹部２２ａが設けられており、底部支持型２２は、環状凸部１３ｃ４が凹部２２ａ内に収容されるように底部１３ｃを支持することが好ましい。これによって、環状凸部１３ｃ４及びその内側の領域がブロー成形工程の際に延伸されることが抑制される。凹部２２ａは、環状であることが好ましい。また、底部支持型２２は、位置決めピン１４ｃ１を収容可能な凹部２２ｂを備え、凹部２２ｂ内に位置決めピン１４ｃ１を収容するように底部１３ｃを支持することが好ましい。これによって、位置決めピン１４ｃ１が底部支持型２２に干渉することが抑制される。図７は、成形型２３，２４が閉じられた状態を示しているが、成形型２３，２４は、ブロー成形工程の前の任意の時点で閉じればよいので、縦延伸工程の後に閉じるようにしてもよい。
底部支持工程では、図６～図７に示すように、底部支持型２２が外プリフォーム１３の底部１３ｃに向かって移動し、底部支持型２２で外プリフォーム１３の底部１３ｃを支持する。底部支持型２２には、環状凸部１３ｃ４を収容可能な凹部２２ａが設けられており、底部支持型２２は、環状凸部１３ｃ４が凹部２２ａ内に収容されるように底部１３ｃを支持することが好ましい。これによって、環状凸部１３ｃ４及びその内側の領域がブロー成形工程の際に延伸されることが抑制される。凹部２２ａは、環状であることが好ましい。また、底部支持型２２は、位置決めピン１４ｃ１を収容可能な凹部２２ｂを備え、凹部２２ｂ内に位置決めピン１４ｃ１を収容するように底部１３ｃを支持することが好ましい。これによって、位置決めピン１４ｃ１が底部支持型２２に干渉することが抑制される。図７は、成形型２３，２４が閉じられた状態を示しているが、成形型２３，２４は、ブロー成形工程の前の任意の時点で閉じればよいので、縦延伸工程の後に閉じるようにしてもよい。
＜縦延伸工程＞
縦延伸工程では、図７～図８に示すように、支持棒２５を内プリフォーム１４の内底面に押し当てて伸長させることによって、プリフォーム１５を縦方向（図８の上下方向）に延伸させる。この際、支持棒２５の伸長と同期させて底部支持型２２を後退させることが好ましい。これによって、プリフォーム１５を安定して延伸させることができる。なお、縦延伸工程は、底部支持型２２で底部１３ｃを支持していない状態で行うことも可能であるので、縦延伸工程の後に底部支持工程を行ってもよい。また、内プリフォーム１４の内底面には、支持棒が嵌る凹部を設けて、支持棒を内プリフォーム１４に固定しやすいようにしてもよい。
縦延伸工程では、図７～図８に示すように、支持棒２５を内プリフォーム１４の内底面に押し当てて伸長させることによって、プリフォーム１５を縦方向（図８の上下方向）に延伸させる。この際、支持棒２５の伸長と同期させて底部支持型２２を後退させることが好ましい。これによって、プリフォーム１５を安定して延伸させることができる。なお、縦延伸工程は、底部支持型２２で底部１３ｃを支持していない状態で行うことも可能であるので、縦延伸工程の後に底部支持工程を行ってもよい。また、内プリフォーム１４の内底面には、支持棒が嵌る凹部を設けて、支持棒を内プリフォーム１４に固定しやすいようにしてもよい。
＜ブロー成形工程＞
ブロー成形工程では、図８の状態から内プリフォーム１４内にエアーを吹き込むことによってプリフォーム１５を横方向に延伸させて（つまり膨張させて）キャビティ面２３ａ，２４ａの形状に賦形する。エアーの吹き込みは、口部支持型２１と支持棒２５の間の通気路２６を通じて行うことができるが、例えば、支持棒２５内に通気路を設けて、支持棒２５の側面からエアーを吹き出すようにしてもよい。
ブロー成形工程では、図８の状態から内プリフォーム１４内にエアーを吹き込むことによってプリフォーム１５を横方向に延伸させて（つまり膨張させて）キャビティ面２３ａ，２４ａの形状に賦形する。エアーの吹き込みは、口部支持型２１と支持棒２５の間の通気路２６を通じて行うことができるが、例えば、支持棒２５内に通気路を設けて、支持棒２５の側面からエアーを吹き出すようにしてもよい。
本実施形態では、外プリフォーム１３の底部１３ｃが底部支持型２２で支持された状態でエアーの吹き込みを行うので、外プリフォーム１３の底部１３ｃの延伸が抑制される。
なお、ブロー成形工程は、縦延伸工程と同時に行うこともできる。つまり、プリフォーム１５を縦方向に延伸させながら、内プリフォーム１４内にエアーを吹き込んでもよい。また、縦延伸工程を省略して、底部支持工程の後に、プリフォーム１５を縦方向に延伸させずに、エアーの吹き込みを行ってもよい。
ブロー成形によって、プリフォーム１５が膨張して図１に示す容器本体２が得られる。口部１３ａ，１４ａが口部５となり、胴部１３ｂ，１４ｂが胴部６となり、底部１３ｃ，１４ｃが底部７となる。ブロー成形の際に、口部１３ａ，１４ａと、環状凸部１３ｃ４とその内側の領域は、ほとんど変形せず、その他の部位が主に変形する。フランジ１４ａ１は、図１Ａに示すように、容器本体２の口部５の開口端を覆うフランジ４ｂとなる。
＜参考例１＞
上述した方法に従って、図２～図３に示すプリフォーム１５を、図５～図８に示す製造装置４０を用いて二軸延伸ブロー成形することによって、図１に示す容器本体２（内容量３００ｍＬ）を製造した。内プリフォーム１４は、ホモポリプロピレン（型式：ノバテック、日本ポリプロ社製）を射出成形することによって製造した。外プリフォーム１３は、ＰＥＴ（型式：チタン系触媒グレード、帝人社製）を３００℃で射出成形して外プリフォームの形状とした後に２０℃に急冷することによって製造した。急冷によって溶融状態のＰＥＴを非晶質状態にした。
上述した方法に従って、図２～図３に示すプリフォーム１５を、図５～図８に示す製造装置４０を用いて二軸延伸ブロー成形することによって、図１に示す容器本体２（内容量３００ｍＬ）を製造した。内プリフォーム１４は、ホモポリプロピレン（型式：ノバテック、日本ポリプロ社製）を射出成形することによって製造した。外プリフォーム１３は、ＰＥＴ（型式：チタン系触媒グレード、帝人社製）を３００℃で射出成形して外プリフォームの形状とした後に２０℃に急冷することによって製造した。急冷によって溶融状態のＰＥＴを非晶質状態にした。
ホモポリプロピレンの結晶化ピーク温度が約１１９℃であり、融解ピーク温度が約１４９℃であるので、第１温度範囲は、１１９～１４９℃であった。非晶質ＰＥＴの軟化完了温度が約８１℃であり、結晶化開始温度が約１２０℃であるので、第２温度範囲が８１～１２０℃である。そして、第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲は、約１℃であった。
このようなプリフォーム１５を１１０℃（プリフォーム１５の長手方向の中央での温度）に加熱した後に、二軸延伸ブロー成形をして、容器本体２を得た。
容器本体２を室温に冷却した後に、容器本体２の底部において、内袋４の状態を確認したところ、内袋４の収縮によって内袋４と外殻３の間に２ｍｍ程度の隙間が空いていた。
＜実施例１＞
内プリフォーム１４の材料を変更した以外は、参考例１と同様の方法で容器本体２を作製した。
内プリフォーム１４の材料を変更した以外は、参考例１と同様の方法で容器本体２を作製した。
実施例１では、内プリフォーム１４は、プロピレン－エチレンランダム共重合体（型式：ウィンテック、日本ポリプロ社製）を射出成形することによって製造した。プロピレン－エチレンランダム共重合体の結晶化ピーク温度が約１００℃であり、融解ピーク温度が約１２５℃であるので、第１温度範囲は、１００～１２５℃であった。そして、第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲は、２０℃であった。
このようなプリフォーム１５を１１０℃（プリフォーム１５の長手方向の中央での温度）に加熱した後に、二軸延伸ブロー成形をして、容器本体２を得た。
容器本体２を室温に冷却した後に、容器本体２の底部において、内袋４の状態を確認したところ、内袋４の収縮によって内袋４と外殻３の間の隙間が１ｍｍ以下であった。この結果は、実施例１では、参考例１に比べて、成形後の冷却時に内袋４が収縮することが抑制されたことを示している。
１ ：二重容器
２ ：容器本体
３ ：外殻
４ ：内袋
４ｂ ：フランジ
５ ：口部
５ａ ：係合部
５ｂ ：フランジ
５ｃ ：開口端
６ ：胴部
６ａ ：上端
６ｂ ：肩部
６ｃ ：胴部本体
７ ：底部
１３ ：外プリフォーム
１３ａ ：口部
１３ｂ ：胴部
１３ｃ ：底部
１３ｃ２ ：位置決め孔
１３ｃ４ ：環状凸部
１４ ：内プリフォーム
１４ａ ：口部
１４ａ１ ：フランジ
１４ｂ ：胴部
１４ｃ ：底部
１４ｃ１ ：位置決めピン
１５ ：プリフォーム
１５ａ ：口部
１５ｂ ：胴部
１５ｃ ：底部
１５ｄ ：被延伸部
１７ ：貫通孔
２０ ：金型ユニット
２１ ：口部支持型
２１ａ ：挿通孔
２２ ：底部支持型
２２ａ ：凹部
２２ｂ ：凹部
２２ｃ ：駆動機構
２３ ：成形型
２３ａ ：キャビティ面
２４ ：成形型
２４ａ ：キャビティ面
２５ ：支持棒
２６ ：通気路
３１ ：ヒーター
４０ ：製造装置
２ ：容器本体
３ ：外殻
４ ：内袋
４ｂ ：フランジ
５ ：口部
５ａ ：係合部
５ｂ ：フランジ
５ｃ ：開口端
６ ：胴部
６ａ ：上端
６ｂ ：肩部
６ｃ ：胴部本体
７ ：底部
１３ ：外プリフォーム
１３ａ ：口部
１３ｂ ：胴部
１３ｃ ：底部
１３ｃ２ ：位置決め孔
１３ｃ４ ：環状凸部
１４ ：内プリフォーム
１４ａ ：口部
１４ａ１ ：フランジ
１４ｂ ：胴部
１４ｃ ：底部
１４ｃ１ ：位置決めピン
１５ ：プリフォーム
１５ａ ：口部
１５ｂ ：胴部
１５ｃ ：底部
１５ｄ ：被延伸部
１７ ：貫通孔
２０ ：金型ユニット
２１ ：口部支持型
２１ａ ：挿通孔
２２ ：底部支持型
２２ａ ：凹部
２２ｂ ：凹部
２２ｃ ：駆動機構
２３ ：成形型
２３ａ ：キャビティ面
２４ ：成形型
２４ａ ：キャビティ面
２５ ：支持棒
２６ ：通気路
３１ ：ヒーター
４０ ：製造装置
Claims (6)
- 内プリフォームに外プリフォームを被せて構成されるプリフォームであって、
前記内プリフォームは、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備え、
前記ポリオレフィンは、プロピレンとエチレンとのランダム共重合体であるプロピレン－エチレンランダム共重合体を含むか、又は、ホモポリプロピレンと、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンと、を含み、
前記外プリフォームは、非晶質ＰＥＴを含む非晶質ＰＥＴ系樹脂で構成される非晶質ＰＥＴ層を備え、
前記ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第１温度範囲とし、
前記非晶質ＰＥＴ系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第２温度範囲とすると、
第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲が２℃以上である、プリフォーム。 - 内プリフォームに外プリフォームを被せて構成されるプリフォームであって、
前記内プリフォームは、ポリオレフィンを含むポリオレフィン系樹脂で構成されるポリオレフィン層を備え、
前記外プリフォームは、非晶質ＰＥＴを含む非晶質ＰＥＴ系樹脂で構成される非晶質ＰＥＴ層を備え、
前記ポリオレフィン系樹脂の結晶化ピーク温度と融解ピーク温度の間の温度範囲を第１温度範囲とし、
前記非晶質ＰＥＴ系樹脂の軟化完了温度と結晶化開始温度の間の温度範囲を第２温度範囲とすると、
第１温度範囲と第２温度範囲が重なる重なり温度範囲が２℃以上である、プリフォーム（但し、前記内プリフォームと前記外プリフォームとが、前記プリフォームの底部と頂部においてシール可能に接着されているものを除く。）。 - 請求項１又は請求項２に記載のプリフォームであって、
前記ポリオレフィンは、プロピレンとエチレンとのランダム共重合体であるプロピレン－エチレンランダム共重合体を含む、プリフォーム。 - 請求項１又は請求項２に記載のプリフォームであって、
前記ポリオレフィンは、ホモポリプロピレンと、低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンを含む、プリフォーム。 - 請求項１～請求項４の何れか１つに記載のプリフォームであって、
前記重なり温度範囲は、１０℃以上である、プリフォーム。 - 請求項１～請求項５の何れか１つに記載のプリフォームを用いた二重容器の製造方法であって、
前記重なり温度範囲内の温度に前記プリフォームを加熱して、二軸延伸ブロー成形を行う、方法。
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