JPH02276620A - 多層プラスチック容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多層プラスチック容器の製造方法に関し、特
に熱軟化性多層シートを熱成形してカップ状の多層プラ
スチック容器に製造する方法に関する。

（従来の技術） 従来、この種の容器の製造方法にあっては、特開昭５５
−７４８６号公報及び特表昭６１−５００８３９号公報
等に見られる製造方法が知られている。その製造方法は
、複数の熱可塑性材料を同時溶融押出により溶融状態の
熱軟化性多層シートに成形し、該シートを熱成形可能な
温度に冷却する。次に、該シートをその融点よりも低い
温度にある複数の伸長具を押し付けて延伸し、シートの
伸長具先端部との接触部が冷却固化される。次いで、伸
長具をこの冷却固化した部分を支持して押し付け方向と
交差する方向に拡開させることより、該シートを拡張す
ると共に前記延伸された部分が伸長具側部に接触して冷
却固化し、容器側部に縦リブを有する座屈強度が優れた
カップ状のプラスチック容器に成形する方法である。

しかしながら、上記製造方法は、多層シートを水平に保
持して容器に成形する際、多層シートの両外層がそれぞ
れその融点以上の温度にあると、成形までの間に多層シ
ートがドローダウンして垂れ下がり、そのシート厚が減
少するため、成形される容器の肉厚が部分的に薄くなる
。その結果、容器の座屈強度が低下し、更に、肉厚の薄
くなった部分においてガスバリア性が低下するという問
題がある。このため、このドローダウンを考慮して容器
肉厚を所定の厚さに成形するためには、シートを予め厚
くしておく必要があり、結果的に製造コストが高くなる
という問題があった。

また、このドローダウンを少なくするために、多層シー
トの両外層の冷却温度を融点以下にして容器に成形する
と、容器外側となる層には容器内側となる層よりも大き
な延伸率が必要となるのに対してこれに十分な延伸率が
与えられなくなり、容器外側と容器内側とが適切に延伸
されず、成形された容器の肉厚分布にバラツキが生じる
ため、容器の座屈強度が低下するという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、かかる不都合を解消して、多層シートの容器
への成形前におけるドローダウンを軽減して、成形され
た容器の肉厚分布を均一とし、優れた座屈強度を有する
多層プラスチック容器を材料の使用量をＭｆｉｌｉして
製造することが出来る方法を提供することを目的として
いる。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、複数の熱可塑性
樹脂層から成る熱軟化性多層シートを熱成形可能な状態
でその表面に複数の伸長具の先端部を押し付けて延伸す
ると共に、各伸長具をその押し付け方向と交差する方向
に拡開させて縦リブを有するカップ状の容器に成形する
多層プラスチック容器の製造方法において、溶融状態に
ある前記熱軟化性多層シートを水平に保持し、該シート
の下側となる外層をその融点より１０°Ｃ以内で低い温
度まで冷却し、次いで下側外層にその融点よりも４０°
Ｃ以上低い温度にある前記伸長具を上方に向かって押し
付けて成形することを特徴とする。

上記の溶融状態にある熱軟化性多層シートは、水平に保
持された下側外層のみがその融点より１０°Ｃ以内で低
い温度に冷却され、この下側外層から複数の伸長具が上
方に押し付けられて容器に成形される。これにより、下
側外層が熔融状態でないため成形前の多層シートはその
自重によるドローダウンが減少される。そして、容器と
して成形されるとき容器内面となる下側外層は延伸率が
他層に比べて小さいので、これが融点以下に冷却されて
延伸され難くなっても支障がなく、延伸に適合して肉厚
分布のバラツキの発生が抑制される。

しかし、下側外層を融点以下１０℃より低い温度に冷却
しすぎると、上側外層との温度差が大きくなりすぎ、容
器成形に際し下側外層と上側外層とが所定形状に伸長成
形されるとき、成形された容器に下側外層が他層に追従
しなくなり、眉間界面での剥離や肉厚分布のバラツキが
生じ易くなって各層の破断やクランクが発生し、座屈強
度が低下する。

次に、下側外層の融点よりも４０°Ｃ以上低い温度にあ
る複数の伸長具によって多層シートを延伸拡張して容器
に成形する。この伸長具を下側外層の融点よりも４０°
Ｃ以上低くすることによって、多層シートを延伸する際
に下側外層と伸長具先端部との接触部の温度差により、
先端部が接触する部分が冷却固化され、伸長具を拡開し
てシートを拡張するとき、この冷却固化した部分が伸長
具先端部を支持して該シートが延伸され、該シートの延
伸された部分に伸長具の側部が接触してこの部分を冷却
固化し、局部的に肉厚で容器の座屈強度を高める縦リブ
を有する容器に成形される。

この伸長具が下側外層に接する際、その温度が融点以下
４０°Ｃより高い温度であると、シートに接触した部分
が冷却固化され難いため、伸長具先端部がシートに支持
されなくなり、その先端拡張してシートを延伸すること
が困難となると共に、縦リブが適切に形成され難くなる
ため、容器の座屈強度を富めるられないので好ましくな
い。

また、本発明は、前記多層シートが中間層とその両外層
とを樹脂接着剤を介して同時溶融押出によりシート状に
成形されたものであり、中間層がその断面中心位置より
も上側の位置にあることを特徴とする。

これにより、該シートは下側外層が厚くなり、下側外層
を融点以下１０’ｃより低い温度に該外層の表面から冷
却するとき、その表面から中心部にいくに従って徐々に
冷却温度が小さくなり、中間層及び上側外層が溶融状態
を保ち、該シートを伸長成形する際に中間層及び上側外
層とが成形のための延伸に適合して肉厚分布のバラツキ
の発生を抑制する。

また、本発明は、前記多層シートの下側外層の内側にそ
の融点よりも低い融点の熱可塑性樹脂を重ね合わせてあ
ることことを特徴とする。

上記下側外層と中間層との間に下側外層の融点よりも低
い熱可塑性樹脂を配置するようにして、下側外層を融点
以下１０°Ｃより低い温度に冷却するとき、該熱可塑性
樹脂層を溶融状態にあるようにすることにより、該シー
トを伸長成形する際に、冷却されて延伸率が低下する下
側外層の影響を排除して、中間層が不均一に延伸される
ことを緩和し、中間層を成形のための延伸に適合させる
ようにして成形される容器の肉厚分布を均一にさせるよ
うにする。そして、かかる構成において、下側外層の最
外層である表面層とその内側の層とが融点の異なる同じ
樹脂構成であっても良く、また、内側層にポリオレフィ
ン系樹脂の如く中間層のガスバリア樹脂層の耐水性を保
護するような樹脂を用いたときは、表面層としてポリオ
レフィン系樹脂以外のもの、例えばポリエステル樹脂、
ポリカーボネｈ樹ＭＭ、　或いはエチレン・ビニルアル
コール共重合系樹脂等を用いても差し支えない。このよ
うな樹脂を容器内側となるシート表面層に設けることに
より、内容物のフレーバー保持性等を改良することが出
来る。

更゛に、本発明は、前記多層シートが酸素バリア性熱可
塑性樹脂の中間層とその中間層を挟む形でオレフィン系
樹脂の両外層が設けられ、それらが樹脂接着剤を介して
同時溶融押出によってシート状に成形されたものである
ことを特徴とする。

このようにしてシートを成形することにより、該シート
を容器に成形したとき、容器内面となる下側外層が厚く
なるので、中間層の酸素バリア性熱可塑性樹脂が成形さ
れる容器の外面側に配置されるようになる。容器に充填
された内容物をレトルト処理等をしたときのように、外
層を浸透して酸素バリア性樹脂が吸水する微量の水分を
容器外部に逃げ易くすると共に容器内部からの酸素バリ
ア性熱可塑性樹脂への水分の浸透を抑制することが可能
となり、ガスバリア性能が一層高められるようになる。

尚、酸素バリア性熱可塑性樹脂としては、エチレン・酢
酸ビニル共重合体のケン化物、ポリアクリロニトリル、
メタキシリレン基含有ポリアミドと熱可塑性ポリエステ
ルとの混合物等がバリア性に優れており、この中でも、
エチレン・酢酸ビニル共重合体のケン化物は特にガスバ
リア性が大きいので好適である。また、両外層のオレフ
ィン系樹脂としては、ポリプロピレンやポリエチレン等
の疏水性のある樹脂が、中間層の酸素バリア性樹脂の吸
水性を抑制して酸素の透過度をさげるので好ましい。ま
た、各層を接着する樹脂接着剤としては、中間層の酸素
バリア性熱可塑性樹脂と両外層のオレフィン系樹脂との
両者に対して接着性を示す酸変成ポリプロピレン系樹脂
或いは酸無水物変成ポリプロピレン系樹脂接着剤が好適
であり、これらは必要に応じて用いることが出来る。

（実施例） 本発明の実施の一例を第１図乃至第５図を参照して説明
する。

第１実施例は、中間層と両外層とから成る多層シートを
口部外径６７ｍｍ、高さ６７ａ＋ｍ、内容量２００　ｄ
の容器胴部に縦リブを有するカップ状の多層プラスチッ
ク容器に成形した。

先ず、多層シートを成形するに当たっては、周知の方法
及び装置による複数の熱可塑性材料を多層多重ダイを介
して連続的に同時溶融押出を行って成形し、次いで、こ
の押し出された多層シートの下側外層を適宜な方法で冷
却する。

第１実施例においては、中間層の酸素バリア性熱可塑性
樹脂として融点１８１℃のエチレン・酢酸ビニル共重合
体のケン化物を用い、両外層のオレフィン系樹脂として
融点１６５℃のポリプロピレンを用いて、融点１５０’
Ｃの酸変成ポリプロピレン系樹脂接着剤を介して中間層
及び両外層と接着剤層とから５層構成の多層シートに同
時溶融押出によって、中間層がその断面中心位置よりも
上側の位置に成るように成形する。次いで、この押出さ
れた溶融状態にある多層シートを下側から冷風を吹き付
けて、容器の内面となる下側外層のみがその融点より１
０°Ｃ以内で低い温度になるように冷却する。

この冷却処理が施されたときに、多層シートの各層の温
度は、下側外層が融点１６５°Ｃより５℃低い１６０°
Ｃ９中間層が融点１８１°Ｃより３２°Ｃ高い２１３℃
、上側外層が融点１６５°Ｃより２５°Ｃ高い１９０°
Ｃであった。また、多層シートの全体の厚さは４．５ｍ
ｍであり、各層の厚さは下側外層が３．４２ｍｍ　、中
間層が０．２９１ｍ、上側外層が０．５６ｍｒｔ＋であ
り、中間層の両側には計０．２３ｍｍの厚さの接着剤層
が形成されていた。

次に、上記処理が施された多層シートを、伸長具によっ
て所定形状の容器に成形する。その成形工具としては、
例えば特開昭５５−７４８６号公報等により開示されて
いる伸長具を用いてカップ状のプラスチック容器に成形
する。

本発明の伸長具を用いた成形方法について、第１図乃至
第３図を参照して説明すると、図示しない多層多重グイ
から導出される多層シート１を容器のフランジを成形す
る保持具２で水平に保持する。次いで、円筒状のハウジ
ング３内に複数の同軸に配設されたプレート４を備えた
伸長具５を多層シート１の下側に押し付けてプラスチッ
ク容器に成形する。

このとき、該伸長具５は多層シート１をプランジャー６
によって押圧する際、第２図のように、伸長具５の各プ
レート４の後端側部７がハウジング３内に摺接しながら
上方に移動する。そして、各プレート４は下側外層の融
点よりも４０°Ｃ以上低い温度冷却されており、各プレ
ート４が多層シート１にその下側外層からその先端部８
を押し付けて垂直方向に延伸すると共にこの先端部８が
接触した部分９が先端部８により冷却固化される。

次いで、第３図のように、伸長具５が更に上方に前進し
ていくと、各プレート４はその後端部７がハウジング３
の内壁上部に上方に向かって徐々に縮径して形成された
縮径部１０に接触して回動し先端部８が徐々に外方に拡
開し、多層シート１が拡張され容器形状に成形される。

そして、このとき同時に、各プレート４の外側部１１が
前記の容器の垂直方向に延伸された部分に接触し、この
部分が冷却固化され、更にその後、図示しない手段で真
空或いは圧空等により、伸長具５が接触して冷却固化さ
れていない部分が延伸され、第４図にように、容器胴部
に局部的に肉厚の縦リブ１２を有する容器が形成される
。

以上のように構成された第１実施例の容器は、胴部が０
．９６ｎｕｓ厚、底部が０．８１ｍｎ＋厚であった。そ
して、各層の厚さの比率は、シートの下側外層から成る
容器の内側層が７６％、中間層が６．５％、シートの上
側外層から成る容器の外側層が１２．５％、中間層と両
側層との接着層が共に２．５％であった。

次に、第２実施例について説明する。第２実施例は、下
側外層の内側にその融点よりも低い熱可塑性樹脂を重ね
合わせて多層シートを成形し、これを第１実施例と同様
にして口部外径６７ｍｍ、高さ６７ｍｍ、内容１２００
　ｄの縦リブを有するカップ状の多層プラスチック容器
に成形した。

第２実施例において多層シートの同時溶融押出は、融点
１８１’Ｃのエチレン・酢酸ビニル共重合体のケン化物
を中間層とし、融点１６５°Ｃのポリプロピレンを上側
外層とし、下側外層を融点１６５°Ｃのポリプロピレン
の表面層と該表面層の内側に融点１４９℃のポリプロピ
レンを重ね合わせて２層構成として、中間層と両外層と
を融点ｉｓｏ　”ｃの酸変成ポリプロピレン系樹脂接着
剤層を介して６層構成の多層シートに、中間層がその断
面中心位置よりも上側の位置に成るように成形した。

そして、上記のように成形された多層シートを第１実施
例と同様にして、多層シートの下側から冷風を吹き付け
、容器の内面となる下側外層のみがその融点より１０℃
以内で低い温度になるようにに冷却した後、該多層シー
トを伸長具によって延伸して縦リブを有する容器に成形
した。

上記の冷却処理が施されたとき、多層シートの各層の温
度は、下側外層がその表面層の融点１６５℃より５°Ｃ
低い１６０°Ｃ９中間層が融点ｉｓｉ　’ｃより３２°
Ｃ高い２１３°Ｃ１上側外層が融点１６５℃より２５℃
高い１９０°Ｃであらた。また、多層シートの全体の厚
さは４．５ｍｍであり、各層の厚さは、下側外層が表面
層０．４５ａ＋ｍで該表面層の内側３．０８　ｍｍ　、
中間層が０．２９ｎｏ＋、上側外層が０．４５ｎｏ＋で
あり、中間層の両側には計０．２３ｍ−の厚さめ接着剤
層が形成されていた。

上記多層シートから成形された容器は、胴部が０．９３
＋＋ｕａ厚、底部が０．７７ｍ５＋厚であった。容器の
各層の厚さの比率は、シートの下側外層から成る容器の
内側層はその表面層が１０．０％で該表面層の内側が６
８．５％、中間層が６．５％、シートの上側外層から成
る容器の外側層が１０．０％、中間層と両側層との接着
層が共に２．５％であった。

本実施例は以上のように構成され、次に、第１及び第２
実施例の方法によりそれぞれ製造された各容器とこれら
と異なる条件において同形状に製造された比較例の容器
との比較試験を行った。その結果を表１９表２に示す。

尚、表１において比較例の容器は、第１実施例と同じ材
料を用いて多層シートを同じ厚さに成形し、その冷却温
度のみ異なる条件において同形状の容器に成形したもの
である。

また、表２において、比較例Ａは、第２実施例と同じ材
料を用いて同じ方法で同じ厚さの多層シートを成形し、
その冷却温度のみ異なる条件において同形状の容器に成
形したものである。比較例Ｂは、多層シートの上側外層
及び中間層に第２実施例と同じ材料を用い、下側外層を
融点１４９°Ｃのポリプロピレンのみを用いて単層とし
て、同じ方法により同じ厚さの多層シートに成形し、異
なる冷却温度において同形状の容器に成形したものであ
る。

第１実施例の比較試験結果 表１ の温度を不丁。

第２実施例の比較試験結果 表２ の温度そボア。

以上の試験結果より、本発明は第１及び第２実施例いず
れの場合においても、多層シートのドローダウンは比較
例よりも大幅に減少されている。

これは、本発明の場合は、成形前の多層シートの下側外
層の温度が融点より低い温度であるため、多層シートが
その自重によるドローダウンが減少されたためである。

そのため、本発明により製造された容器は、第１及び第
２実施例いずれも、比較例の多層シートが同じ厚さに成
形されているにもかかわらず、容器胴部及び底部の肉厚
が比較例より厚く成形されている。

その結果、本発明による容器は比較例よりも座屈強度が
優れ、充填される内容物が常温の物、ホットバック等の
熱処理された物のいずれの場合においても比較例よりも
優れた性能を示している。

また、本発明による容器はガスバリア性能に対しても比
較品より優れている。

以上のことから、本発明の製造方法は、使用する材料及
びその使用量が同じ場合においては、容器の肉厚が厚く
形成され、優れたガスバリア性及び座屈強度を有する多
層プラスチック容器を製造することが出来、また、従来
の方法による容器と同じガスバリア性及び座屈強度を維
持させるためには、使用する材料を節減して製造するこ
とが出来る。

（発明の効果） 本発明は、前記説明から明らかなように、溶融状態にあ
る多層シートの下側外層のみを融点より１０°Ｃ以内で
低い温度に冷却することにより、容器成形前の多層シー
トのドローダウンを軽減して成形される容器の肉厚の減
少を防止すると共に容器の眉間界面での剥離や肉厚分布
のバラツキの発生を抑制し、更に、容器に成形する伸長
具の温度を下側外層の融点より４０″Ｃ以上低い温度に
することにより、容器胴部に座屈強度を高める縦リブを
形成し、優れた座屈強度を有する多層プラスチック容器
を材料使用量を節減して製造することが出来る多層プラ
スチック容器の製法方法を提供する効果がある。

また、本発明は、前記多層シートを同時溶融押出により
その断面中心位置より上側に中間層を配置す名ことによ
って、冷却される下側外層からの影響を少なくして中間
層及び上側外層を溶融状態に保ち、更に容器の眉間界面
での剥離や肉厚分布のバラツキの発生を抑制して、更に
高い座屈強度を有する多層プラスチック容器の製法方法
を提供する効果がある。

また、本発明は、前記多層シートの下側外層の内側にそ
の融点よりも低い熱可塑性樹脂を重ね合わせることによ
り、該シートを伸長成形する際に溶融状態にある熱可塑
性樹脂によって中間層を成形のための延伸に適合させ、
成形される容器の肉厚分布を均一にして、優れた座屈強
度を有する多層プラスチック容器の製法方法を提供する
効果がある。

更に、本発明は、前記多層シートの中間層が酸素バリア
性熱可塑性樹脂からなり、該中間層が多層シートの上側
に位置されて容器に成形されるので、レトルト処理等の
場合に容器外面から浸透して酸素バリア性樹脂が吸水す
る微量の水分を容器外部に逃げ易くすると共に容器内部
からの酸素バリア性熱可塑性樹脂への水分の浸透を抑制
し、優れたガスバリア性を有する多層プラスチック容器
の製法方法を提供する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第５図は本発明の実施の一例を示し、第１図乃
至第３図は伸長具による多層プラスチ・ツク容器の成形
工程の説明図、第４図は成形された多層プラスチック容
器の外観図、第５図は伸長具の平面図である。 １・・・多層シート ５・・・伸長具 ８・・・先端部 １２・　・　・縦リブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の熱可塑性樹脂層から成る熱軟化性多層シート
   を熱成形可能な状態でその表面に複数の伸長具の先端部
   を押し付けて延伸すると共に、各伸長具をその押し付け
   方向と交差する方向に拡開させて縦リブを有するカップ
   状の容器に成形する多層プラスチック容器の製造方法に
   おいて、溶融状態にある前記熱軟化性多層シートを水平
   に保持し、該シートの下側となる外層をその融点より１
   ０℃以内で低い温度まで冷却し、次いで下側外層にその
   融点よりも４０℃以上低い温度にある前記伸長具を上方
   に向かって押し付けて成形することを特徴とする多層プ
   ラスチック容器の製造方法。 ２、前記多層シートが中間層とその両外層とを樹脂接着
   剤を介して同時溶融押出によりシート状に成形されたも
   のであり、中間層がその断面中心位置よりも上側の位置
   にあることを特徴とする請求項１記載の多層プラスチッ
   ク容器の製造方法。 ３、前記多層シートの下側外層の内側にその融点よりも
   低い融点の熱可塑性樹脂を重ね合わせてあることことを
   特徴とする請求項１記載の多層プラスチック容器の製造
   方法。 ４、前記多層シートが酸素バリア性熱可塑性樹脂の中間
   層とオレフィン系樹脂の両外層とから樹脂接着剤を介し
   て同時溶融押出によってシート状に成形されたものであ
   ることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の多層プ
   ラスチック容器の製造方法