JPH0118849B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、多層延伸成形容器の製造方法に関
し、より詳細には複数種の樹脂プリフオームを別
体として成形し、該複数種のプリフオームを延伸
成形に先立つて嵌合して多層プリフオームとし、
この多層プリフオームを延伸成形することから成
る多層延伸成形容器の製造方法において、最適延
伸温度に少なくとも10℃以上の温度差がある複数
種の樹脂から夫々のプリフオームを互いに嵌合し
得る形状に独立に成形し、複数種のプリフオーム
の各々を夫々独立にその最適延伸温度に加熱し、
加熱された複数種のプリフオームを多層プリフオ
ームの形に嵌合させ、次いで延伸成形を行うこと
を特徴とする多層延伸成形容器の製造方法に関す
る。 従来、熱成形可能で且つ延伸により分子配向可
能な樹脂のプリフオームを軸方向に延伸し、且つ
金型内で流体により膨脹させることにより得られ
たプラスチツク容器は、器壁が二軸方向に分子配
向されており、透明性、耐衝撃性、剛性、ガスバ
リヤー性に優れているため、液性食品用の軽量容
器として広く使用されている。性質の異なる２種
類の樹脂の積層プリフオームを延伸成形に付し、
両樹脂の性質を兼ね備えた多層延伸成形容器を製
造することも既に行われている。 公知の多層延伸成形容器の製造方法において
は、射出成形等の手段により内層とすべきプリフ
オームを成形し、その後内層プリフオームの外側
に外層とすべき樹脂を射出して多層プリフオーム
を形成し、この多層プリフオームを或る延伸温度
に加熱して、延伸成形を行なう。しかしながら、
この多層延伸成形法は、容器の外観や各種物性に
おいて、未だ多くの欠点を有している。例えば、
多層プリフオームの成形に際しては、予め形成さ
れた内層プリフオームの外側に外層樹脂が射出さ
れるため、内層プリフオームが流動し、偏肉等の
トラブルが生ずる。更に外層樹脂の射出により内
層プリフオームの外表面が発熱し、例えば内層プ
リフオームがポリエステル樹脂から成る場合に
は、この外表面が結晶化して、透明性が失われ、
物性も低下する。 更に重要なことには、前記延伸成形法では、各
層の最適延伸温度で延伸成形することは到底困難
であるから、その妥協策として、各層の最適延伸
温度の中間領域に多層パリソンを加熱し、この温
度で成形を行つている。このため、各樹脂層の延
伸特性が十分に生かしきれず、単一樹脂層の延伸
成形物に比して、外観、各種物性等が劣つたもの
となる。 従つて、本発明の目的は、従来の多層延伸成形
法における上記欠点が有効に解消された多層延伸
成形容器の製造方法を提供するにある。 本発明の他の目的は、多層プリフオームにおけ
る各樹脂層がその最適延伸温度で延伸成形される
ことを可能にする方法を提供するにある。 本発明の更に他の目的は、多層プリフオーム形
成の際に生ずる偏肉及び白化等の問題も有効に解
消された多層延伸成形器の製造方法を提供するに
ある。 これらの目的は、前述した本発明により容易に
達成される。 本発明を以下に、添付図面を参照しつつ詳細に
説明する。 本発明の製造工程を説明するための第１図にお
いて、先ず第一の樹脂を、それ自体公知の射出成
形機１ａを用いて第一のプリフオーム２ａに成形
し、第二の樹脂を第二の射出成形機１ｂを用いて
第二のプリフオーム２ｂに成形する。これらの第
一のプリフオーム２ａ及び第二のプリフオーム２
ｂは、後述する加熱処理後に互い嵌合し得る形状
及び寸法関係となつている。 次いで、第一のプリフオーム２ａは加熱炉３ａ
に導入され、第二のプリフオーム２ｂは加熱３ｂ
に導入されて、夫々それらの延伸温度に加熱され
る。 それぞれの樹脂に特有の延伸温度に加熱された
第一のプリフオーム２ａと第二のプリフオーム２
ｂとは多層プリフオーム４の形に嵌合され、次い
でそれ自体公知の延伸成形装置５に供給され、割
型（図示せず）内での軸方向延伸と流体吹込みに
よる周方向膨脹とが行われて、例えばびんの形の
二軸延伸成形容器６となる。 本発明の重要な特徴は、多層プリフオームの各
樹脂層を独立にプリフオームの形に成形すると共
に、これら複数種のプリフオームを独立に加熱処
理することにある。この特徴により、多層容器を
構成する各樹脂層は、それぞれの樹脂に固有の最
適延伸温度に加熱され、しかも加熱後の複数種の
プリフオームを多層プリフオームの形に嵌合させ
た後、一挙に延伸成形に付することにより、各樹
脂層には最も有効に分子配向が付与され、その結
果、最終多層容器の透明性、耐衝撃性、剛性、バ
リヤー性等を顕著に向上させることが可能とな
る。のみならず、本発明方法においては、多層プ
リフオームの各樹脂層が最適延伸温度に保たれ
て、延伸成形が行われるから、延伸作業性が良好
で、多層延伸容器の生産性を向上させることがで
きる。また、各樹脂層が独立にプリフオームに成
形されるため、多層プリフオーム成形時に生ずる
偏肉や結晶化に伴なう白化も有効に防止される。 本発明において、加熱された複数種のプリフオ
ームを多層プリフオームの形に嵌合させた後延伸
成形を行うと、両樹脂層の接着が実用に耐えるレ
ベルに向上することが意外にも見出された。即
ち、複数種プリフオームは、その最適延伸温度に
加熱されているとは言え、これらを単に嵌合させ
ただけでは、両樹脂層間に実用に耐える接着を行
なうことは困難である。これに対して、本発明に
従い、この多層プリフオームを延伸ブロー成形の
ような延伸成形に賦すると、両樹脂層間の接着強
度が一層向上させ得るのである。 本発明の使用する樹脂としては熱成形可能で且
つ延伸により分子配向可能な熱可塑性樹脂は全て
使用される。このような樹脂の適当な例は、これ
に限定されるものでないが、次の通りである。ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレン／ブチレン・テレフタレ
ート、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレ
ートの如き飽和ポリエステル樹脂；ナイロン６、
ナイロン６，６、ナイロン12、ナイロン13、ナイ
ロン６／ナイロン12共重合体等のナイロン（線状
ポリアミド）樹脂；ポリカーボネート；ポリプロ
ピレン、結晶性プロピレン−エチレン共重合体、
ポリブテン−１、高密度ポリエチレン等のオレフ
イン樹脂；ポリスチレン、スチレン−ブタジエン
ブロツク共重合体、スチレン−ブタジエン−アク
リロニトリル共重合体（ABS樹脂）等のスチレ
ン系樹脂；ポリメチルメタクリレート、ポリエチ
ルアクリレートの如きアクリル樹脂；ハイニトリ
ル樹脂；アセテート封鎖ポリオキシメチレンの如
きアセタール樹脂；エチレン−ビニルアルコール
共重合体；ポリ塩化ビニル等の塩素含有重合体。
これらの樹脂は、単独で使用しても、或いは２種
以上のブレンド物の形でも使用し得る。 本発明においては、これらの樹脂の内から、互
いにない性質を相補なうに複数種の樹脂の組合せ
を選択する。例えば、酸素バリヤー性の点では、
重要な順にエチレン−ビニルアルコール共重合
体、ハイニトリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ナイロ
ン樹脂、ポリエステル等が、耐衝撃性、剛性の点
では、ポリカーボネート、ポリエステル、ナイロ
ン、ABS樹脂等が、透明性ではポリエステル、
塩化ビニル樹脂、ポリスチレン等が、また耐湿性
の点ではポリオレフイン、塩化ビニル樹脂等が使
用される。 樹脂のプリフオームへの成形は、それ自体公知
の手段で行い得る。例えば、プラスチツクビンの
成形に用いる有底プリフオームは、射出成形によ
つて行うことができ、また深絞りカツプの製造に
用いる浅絞りカツプは、フイルムの押出成形とフ
イルムからカツプへの真空成形、圧空成形、プラ
グアシスト成形等の手段により製造できる。 本発明による多層延伸成形容器は２層或いは３
層以上の多層構成とすることができ、これら何れ
の場合にも、各プリフオームは、最終多層プリフ
オームの形に嵌合させ得るように、寸法及び形状
が決定される。 本発明によれば、これらの各樹脂から成るプリ
フオームを、その樹脂に固有の延伸温度に加熱処
理する。各樹脂に固有の延伸温度は、樹脂の種類
毎にまちまちであるが延伸温度とこの温度におけ
る延伸による分子配向の効果とを実験的に求める
ことにより容易に決定される。今、説明のため
に、幾つかの樹脂について、最適延伸温度を示す
と、次の通りである。

【表】 成形後のプリフオームは、上に例示したような
最適延伸温度となるように加熱処理する。この熱
処理は、熱風循環炉、赤外線加熱炉、蒸気加熱炉
等のそれ自体公知の手段で行うことができる。熱
処理の時間は、プリフオームが全体にわたつて、
前記温度となるようなものであればよい。 熱処理後のプリフオームの嵌合は、最外層とな
るプリフオームのネツクを適当なネツク支持機構
で保持し、次の層のプリフオームを最外層プリフ
オーム中に挿入することにより容易に行われる。
３層以上多層プリフオームの場合には、この操作
を順次行う。内層プリフオームの嵌挿を容易且つ
確実に行うために、プランジヤー等の部材で内層
プリフオームを強制的に押込むこともできる。ま
た、プリフオームの嵌合を容易にするために、第
２図に示すように、プリフオーム２ａ，２ｂの胴
壁部をテーパー面７とすることができる。更に、
びんに必要なねじ８等の蓋との締結機構は外層プ
リフオーム２ａに設けると共に、内層プリフオー
ム２ｂにフランジ９を設けて、このフランジ９の
下面と外層プリフオーム２ａの上端とが係合する
ようにする。 このようにして形成される多層プリフオームの
延伸成形は、前述した点を除けば、それ自体公知
の手段で行われる。例えば、多層ビンの成形にお
いては、上記多層プリフオームを割型内に保持
し、延伸棒を挿入して軸方向に延伸すると共に、
プリフオーム内部に空気、窒素、炭酸ガス、水蒸
気等の流体を吹込んで周方向に延伸する。これら
の２軸方向延伸は同時に行つても遂次的に行つて
もよい。好適な延伸倍率は、樹脂の種類や組合せ
によつても相違するが、軸方向に1.1乃至3.0倍、
特に1.5乃至2.5倍、周方向に1.2乃至10倍、特に２
乃至６倍とすることができる。 第３図は、２軸延伸多層プラスチツクビン６の
１例を示し、このビン６は胴部１０、口部１１及
び底部１２から成つているが何れの部分も、外層
樹脂６ａと内層樹脂６ｂとから成つており、特に
胴部１０の部分において、これら両樹脂層６ａ，
６ｂに有効に二軸分子配向が付与されていること
が本発明の特徴である。 また、多層深絞り容器を製造するには、型上で
多層プリフオームをプラグアシスト成形して深絞
り成形する。この場合、延伸倍率は1.1乃至3.0
倍、特に1.5乃至2.0倍の範囲とすることができ
る。 本発明においては、多層プリフオームの各層が
前述した設定延伸温度において、延伸成形するこ
とが重要であるから、加熱オーブンから排出され
るプリフオームを、一分以内、特に30秒以内に延
伸成形に用いることが望ましい。 本発明において、多層プリフオームとして、各
種層構成のものが使用されるが、本発明は、最適
延伸温度に少なくとも10℃以上の差がある多層構
成のプリフオームの延伸成形に特に有用であり、
また一方の樹脂層が白化したり、不透明化しやす
いポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン
であり、他方の樹脂層がポリエチレンテレフタレ
ートよりも高い最適延伸温度を有するものである
場合に特に有用である。好適な層構成の例は次の
通りである。 ポリエチレンテレフタレート／塩化ビニル樹
脂、ポリエチレンテレフタレート／ポリスチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート／エチレン−酢
酸ビニル共重合体、 ポリエチレンテレフタレート／エチレン−酢酸
ビニル共重合体／ポリエチレンテレフタレート、
ポリエチレンテレフタレート／塩化ビニル樹脂／
ポリエチレンテレフタレート、 ポリプロピレン／エチレン−ビニルアルコール
共重合体（エチレン含有量30モル％）／ポリプロ
ピレン、 ポリプロピレン／塩化ビニル樹脂／ポリプロピ
レン、 スチレン−ブタジエンブロツク共重合体／エチ
レン−ビニルアルコール共重合体／ポリプロピレ
ン。 本発明において、各プリフオームの厚みは、こ
のものが自己形態保持性を有するという条件を満
す範囲内で任意の厚みを有することができる。一
般には各プリフオームは0.1乃至10mm、特に0.3乃
至６mmの厚みを有することが望ましい。 隣接する各樹脂層が互いに接着性を有しない場
合には、これらの樹脂層間に接着剤樹脂を介在さ
せることができる。この接着剤樹脂は、熱処理前
のプリフオームに、樹脂溶液、ラテツクス、サス
ペンジヨン、粉末等の形でコートすることができ
る。例えば、これらの接着剤樹脂層は外層となる
プリフオームの外面に或いは内層となるプリフオ
ームの内面に被覆層として設けることができる。 接着剤の適当な例は、酸変性オレフイン樹脂、
アクリル系接着剤、ビニル系接着剤、合成ゴム系
接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等
である。 酸変性オレフイン樹脂のように熱成形可能な接
着剤の場合には、例えば２段射出成形により、こ
の接着剤を薄層の形でプリフオームの内面及び／
又は外面に被覆してもよい。 かかる接着剤層は、一般に薄層の形、例えば１
ミクロン程度の薄層の形でも十分であるが、二段
射出成形の場合には１mm程度の厚みであつてもよ
い。 本発明を次の例で説明する。 実施例 １ 公知の射出成形機により、ポリエチレンテレフ
タレート（PET；極限粘度0.75、密度1.33g／cm³）
を樹脂温度290℃射出圧力70Kg／cm²、金型温度15
℃の射出成形条件で平均厚み1.5mmで口部内径24
mm、高さ98mmのプリフオームを成形した。次に、
公知の多層射出成形機により、第１ステーシヨン
でマレイン酸変性ポリプロピレンを樹脂温度180
℃、射出出力70Kg／cm²、金型温度15℃の射出成形
条件で平均厚み0.5mmのプリフオームを成形し、
第２ステーシヨンでエチレン−ビニルアルコール
共重合体（エチレン含有率30モル％）を変性ポリ
プロピレンと同じ射出成形条件で前記変性ポリプ
ロピレンの上に射出成形してエチレン−ビニルア
ルコール共重合体層の平均厚みが1.0mmで口部内
径28mm、高さ100mmの多層プリフオームを成形し
た。 成形されたポリエチレンテレフタレート製プリ
フオーム及びエチレン−ビニルアルコール共重合
体製多層プリフオームを別々の加熱ステーシヨン
でそれぞれの延伸成形温度100℃及び165℃に加熱
した後ポリエチレンテレフタレート製プリオープ
を内側に、エチレン−ビニルアルコール共重合体
製多層プリフオームを外側に嵌合して通常延伸ブ
ロー成形して内容量500ccの多層ボトルを得た。 このボトルは層間接着性、ガスバリヤー性も良
好で、かつ表１に示す如く、成形加工性、外観特
性、機械的強度等が非常に優れている。 実施例 ２ 実施例１と同じポリエチレンテレフタレート製
プリフオームを成形する。次にポリプロピレン
（MI.20、密度0.90）を樹脂温度180℃、射出圧力
70Kg／cm²、金型温度15℃の射出成形条件で平均厚
み1.5mmで口部内径28mm、高さ100mmのプリフオー
ムを成形した。 ポリエチレンテレフタレート製プリフオーム及
びポリプロピレン製プリフオームを別々の加熱ス
テーシヨンでそれぞれの延伸成形温度100℃及び
160℃に加熱し、ポリエチレンテレフタレート製
プリフオーム外面に無水マレイン酸変性高密度ポ
リエチレン（m.p.120℃、粒径20μ）のパウダー
をスプレーコーテイングした後、ポリエチレンテ
レフタレート製プリフオームを内側にポリプロピ
レン製プリフオームを外側に嵌合し通常のブロー
成形して内容量500ccの多層ボトルを得た。 ポリプロピレン製プリフオームにパウダーコー
テイングしているためプリフオーム同志の嵌合も
容易でかつ層間の接着性も良好であり、得られた
ボトルの性質も表１に示す如く非常に優れてい
た。 実施例 ３ 実施例１と同じポリエチレンテレフタレート製
プリフオームを成形し、このプリフオームに塩化
ビニリデン90％、塩化ビニル10％の共重合ラテツ
クス（固形分55％、粘度150cps粒径0.2μ）溶液中
に浸し乾燥する。 次にポリプロピレン（MI.20、密度0.90）を樹
脂温度180℃、射出圧力70Kg／cm²、金型温度15℃
の射出成形条件で平均厚み1.5mmで口部内径28mm、
高さ100mmのプリフオームを成形した。 成形されたポリユチレンテレフタレート製プリ
フオーム及びポリプロピレン製プリフオームを
別々の加熱ステーシヨンでそれぞれの延伸成形温
度100℃及び160℃に加熱した後、ポリエチレンテ
レフタレート製プリフオームを内側に、ポリプロ
ピレン製プリフオームを外側に嵌合して通常の延
伸ブロー成形して内容量500c.c.の多層ボトルを得
た。 このボルトは層間接着性、ガスバリヤー性も良
好でかつ表１の如く、成形加工性、外観特性、機
械的強度等が非常に優れている。 実施例 ４ ナイロン６（東レ製レイフアン）とマレイン酸
変性ポリエチレンとを共押出して得られた積層シ
ート（ナイロン層厚み1.5mm、変性ポリエチレン
層厚み0.4mm）を200℃に加熱してナイロンを外側
にして口部内径99mm深さ19mmのカツプ状予備成形
物に真空成形した。次に、ポリスチレンから成る
シートを180℃に加熱して口部内径100mm深さ20mm
のカツプ状予備成形物に真空成形した。 ナイロン製予備成形物を180℃に加熱し、また
ポリスチレン製予備成形物を95℃に加熱した後、
ナイロン製予備成形物が外側になるように嵌合し
て、プラグアシスト圧空成形法により、深さ80mm
で、内容量500c.c.のカツプ状容器を成形した。そ
の結果を表１に示す。 比較例 ２ 公知の多層射出成形機により、第１ステーシヨ
ンでポリエチレンテレフタレート（極限粘度
0.75、密度1.33g／cm³）を樹脂温度290℃、射出圧
力70Kg／cm²、金型温度15℃の射出成形条件で平均
厚み1.5mmのプリフオームを成形し、次いで第２
ステーシヨンでポリプロピレン（MI.20、密度
0.90）を樹脂温度160℃、射出圧力70Kg／cm²、金
型温度15℃の射出成形条件でポリプロピレン層の
平均厚みが1.5mmの多層プリフオームを成形した。
このプリフオームは内層ゲート部の肉厚が薄くな
りかつ白化していた。 この多層パリソンを100℃（比較例１）及び160
℃（比較例２）に加熱して通常の延伸ブロー成形
して内容量500c.c.の多層ボトルを得た。表１に示
す如く、比較例１は成形加工性が非常に悪くボト
ルに成形できず、また比較例２はボトルに成形で
きても表１に示す如く成形加工性、外観特性、機
械的強度等が悪かつた。

【表】

【表】 る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程を示す説明図であり、第
２図は嵌合されたプリフオームの断面図であり、
第３図は２軸延伸多層プラスチツクビンの断面図
であり、 １ａ，１ｂは射出成形機、２ａ，２ｂはパリソ
ン、３ａ，３ｂは加熱装置、４は多層パリソン、
５は延伸成型装置、６は延伸成形容器を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数種の樹脂プリフオームを別体として成形
   し、該複数種のプリフオームを延伸成形に先立つ
   て嵌合して多層プリフオームとし、この多層プリ
   フオームを延伸成形することから成る多層延伸成
   形容器の製造方法において、 最適延伸温度に少なくとも10℃以上の温度差が
   ある複数種の樹脂から夫々のプリフオームを互い
   に嵌合し得る形状に独立に成形し、 複数種のプリフオームの各々を夫々独立にその
   最適延伸温度に加熱し、 加熱された複数種のプリフオームを多層プリフ
   オームの形に嵌合させ、 次いで延伸成形を行うことを特徴とする多層延
   伸成形容器の製造方法。 ２ 複数種の樹脂プリフオームの一方がポリエチ
   レンテレフタレートから成り、他方がポリエチレ
   ンテレフタレートの最適延伸温度よりも10℃以上
   高い最適延伸温度を有する樹脂から成る特許請求
   の範囲第１項記載の製造方法。 ３ 複数種の樹脂プリフオーム間に接着剤層を介
   在させて該プリフオームの嵌合を行う特許請求の
   範囲第１項記載の製造方法。