JPH0332453B2

JPH0332453B2 -

Info

Publication number: JPH0332453B2
Application number: JP15776483A
Authority: JP
Inventors: Jinichi Yazaki; Kozaburo Sakano
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1991-05-13
Also published as: JPS6049940A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、中空成形容器及びその製法に関する
もので、より詳細には、表面光沢、耐汚染性、透
明性等に優れたポリプロピレン製の中空成形容器
及びその製法に関する。特に、本発明は、容器壁
が実質上未延伸でありながら上記諸特性に優れた
中空成形容器及びその製法に関する。熱可塑性樹脂から成形された中空成形容器は、
軽量性及び耐衝撃性の見地から各種液体の充填容
器として広く用いられている。この中空成形容器
の製造に際しては、溶融樹脂をサーキユラ・ダイ
を通してパリソンとして押出し、押出されたパリ
ソンを冷却された割型で挾み、閉じたパリソン内
に流体を吹込む。熱可塑性樹脂の内でも、ポリプロピレンは、適
度の剛性、強靭性、耐熱性、耐湿性、衛生的特性
を有するが、このポリプロピレンを中空成形容器
に成形する場合には、溶融パリソンが自重により
垂れ下る現象（ドローダウンと呼ばれる）や、溶
融パリソン自体に波立を生じたり或いはサメ肌を
生じる現象（サージング或いはメルトフラクチユ
ア）を生じ易く、これを防止するために、樹脂の
選択や押出条件の選択に種々の工夫がなされてい
るが、未だ決定的なものは見出されていない。従来、このドローダウンやサージングを防止す
るために、中空成形用グレードのポリプロピレン
としては、メルト・インデツクス（M.I）が2.0
ｇ／10分以下で、_w／_oで定義される分子量分
布が広い範囲、即ち４〜７の範囲にある樹脂が使
用されている。この樹脂は、上記ドローダウンや
サージングの防止には有効であるとしても、形成
される器壁は表面光沢が乏しく、また透明性に欠
けており、更にビン詰製品とした場合、表面が極
めて汚れやすく、商品価値に乏しいものとなると
いう欠点がある。また、表面光沢を向上させるために、ポリプロ
ピレンの中空成形に際し、ダイ先端部のランドを
外側より高温に局所加熱することも既に提案され
ているが、この方法では見掛上透明性は向上する
が、押出に際して樹脂の熱劣化を著しく生じ、容
器の機械的強度が大となり、また容器外表面が粘
着性となつて、著しく汚染され易いという欠点を
生じる。従つて、本発明の目的は、表面光沢、耐汚染
性、透明性通に優れたポリプロピレン製の中空成
形容器及びその製造方法を提供するにある。本発明の他の目的は、容器壁を構成するポリプ
ロピレンが実質上未延伸でありながら、表面光沢
や透明性に優れた中空成形容器及びその製造方法
を提供するにある。本発明の更に他の目的は、従来の中空形成技術
では使用不可能乃至は困難であつた分子量分布の
狭いポリプロピレンを用いて、上述した諸特性に
優れた中空成形容器を製造し得る方法を提供する
にある。本発明によれば、少なくとも外表面の部分がメ
ルトインデツクス（ASTM Ｄ 1238）が2.0
ｇ／10分以下で、重量平均分子量と数平均分子量
との比（_w／_o）が3.5以下のポリプロピレン
から形成され、該表面は0.7μ以下の粗度を有し、
且つ容器壁が、下記式ｙ≦40x＋５ｘ≧0.1 式中、ｘはポリプロピレンから成る器壁部分の
厚み（mm）であり、ｙは該器壁部分の曇度（ヘイ
ズ、％）を表わすを満足する透明性を有することを特徴とする中空
形容器が提供される。本発明によれば更に、メルトインデツクス
（ASTM Ｄ 1238）が2.0ｇ／10分以下で、重量
平均分子量と数平均分子量との比（_w／_o）が
3.5以下のポリプロピレンを、混練タイプスクリ
ユーを介して溶融混練し、ダイス素材にクロムメ
ツキしポリテトラフルオロエチレンを部分的に埋
め込んだ複合被膜が多段に設けられ、少なくとも
出口近傍の表面の摩擦係数が0.15よりも小さいダ
イスを通して押出すことにより、少なくとも外表
面がポリプロピレンから成るパリソンを成形し、
該パリソンを割型内で空中成形することを特徴と
する中空成形容器の製造法が提供される。本発明の中空成形容器の一例を示す第１図にお
いて、この容器１は、胴部２、胴部２の下端に連
なり、しかもパリソンのピンチオフにより形成さ
れた底部３、胴部２の上端に肩部４を介して連な
る口頚部５から成つており、この口頚部５には蓋
体（図示せず）と密封係合される口部６及び口部
６の下方のねじ、ビード、フランジ或いは段肩等
から成る蓋取付部７が設けられている。本発明の中空成形容器の主たる特徴は、この容
器の少なくとも外表面の部分を、メルトインデツ
クスが2.0ｇ／10分以下で、しかも重量平均分子
量と数平均分子量との比（_w／_o）が3.5以下、
特に3.0以下のポリプロピレンから形成させるこ
とに存する。既に指摘した通り、中空成形グレードのポリプ
ロピレンとしては、_w／_oの比（分子量分布）
が４以上のものが一般に使用されているが、この
種のポリプロピレンを使用する理由は、分子量分
布が狭くなると、溶融張力が低下し、ドローダウ
ンやサージングが生じること、及び分子量分布が
狭くなると、パリソン押出時の剪断条件下で溶融
粘度の異状な上昇があつてメルトフラクチユアを
生じることから、外観的に満足すべき中空成形品
は分子量分布の広いポリプロピレンから得られな
いためである。本発明は、_w／_oの比が3.5以下、特に3.0以
下の分子量分布の狭いポリプロピレンであつて
も、以下に詳述する特定の条件下にパリソンの溶
融押出を行うときには、前述したドローダウン、
サージング及びメルトフラクチユア等の欠点なし
に中空成形容器の製造が可能となること、及びこ
の_w／_oの比が3.5以下、特に3.0以下のポリプ
ロピレンを用いることにより、中空成形容器の表
面光沢、耐汚染性、透明性等を顕著に改善し得る
ことの新規知見に基づくものである。本発明に用いるポリプロピレンは、プロピレン
の単独重合体であつてもよく、またプロピレンと
エチレン或いは他のα−オレフイン、例えばブテ
ン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１等との共重
合体であつてもよく、更にこれらの２種以上のブ
レンド物であつてもよい。これらの単独重合体或
いは共重合体は、Ｘ−線回折学的に言つて結晶性
であるべきであり、また重合体全体当りのプロピ
レン単位の含有量は80モル％以上、特に90モル％
以上であるべきである。本発明に用いるポリプロピレンは、_w／_oの
比で定義される分子量分布が3.5以下、特に3.0以
下であることが表面光沢、耐汚染性、透明性の点
で重要であることを指摘したが、この分子量分布
は、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ法（測
定装置、ウオータースアソシエイツ社製
MODEL150C−LC／GPC、カラムシヨーデツ
クス80M）を用いて分子量分布曲線を求め、ポリ
スチレンをスタンダードとしてユニバーサルキヤ
リブレーシヨン法により、重量平均分子量と数平
均分子量を算出することにより求め得る。このポリプロピレンは更に、2.0ｇ／10分以下、
特に1.5乃至0.1ｇ／10分のM.I.（メルトインデツク
ス）を有するべきであり、この範囲より大きい
M.I.を有するものでドローダウンが大きく中空成
形が一般に不可能となる。また、M.I.が上記範囲
よりも小さいと、流動性が悪くなり、押出時の負
荷が大きくなるので好ましくない。本発明に用いる上記特性のポリプロピレンは、
一般に繊維形成用グレードのポリプロピレンの中
から選択することができる。このポリプロピレンから、満足すべき特性の中
空成形容器を得るためには、順守すべき制限があ
る。先ず、このポリプロピレンから、中空成形用
パリソンを製造するに際して、この樹脂を混練タ
イプのスクリユーを介して溶融混練を行うことが
重要である。分子量分布の狭いポリプロピレンで
は、パリソンの押出が困難であることは既に指摘
した通りであるが、スムースな表面を備えたパリ
ソンへの押出を可能にするためには、樹脂流中の
溶融ムラを防止する必要があり、そのためには樹
脂温度の均一化を計る必要がある。更に、押出機
の可塑化部で生じ易い圧力変動をも抑えることも
必要となり、例えばこの可塑性部での圧力変動
を、プラス・マイナス１％以下に抑える必要があ
る。本発明においては、ポリプロピレン樹脂の溶
融押出を、混練型スクリユー、例えばダルメージ
型スクリユー、ピン打ちスクリユーを備えた押出
機を用いて行うことにより、上述した樹脂温度の
均一化及び圧力変動の防止が可能となり、表面平
滑性や透明性等に優れた中空成形容器の製造が可
能となるものである。混練型スクリユー以外のス
クリユー、例えばメターリング型スクリユーを用
いた場合には、本発明の中空成形容器の製造は困
難である。上述した混練タイプのスクリユーを用いる以外
に、少なくとも出口近傍の表面の摩擦係数が0.15
よりも小さいダイスを通して、樹脂をパリソンに
押出すことも極めて重要となる。即ち、ダイス出
口近傍の摩擦係数を上述した小さい値とすること
により、ダイス出口近傍において、ダイス壁面と
樹脂流との間の剪断力を小さい値に抑制し、これ
によりメルトフラクチユアやサージングの発生を
有効に解消し得る。出口近傍の表面の摩擦係数を、上述した低い値
に抑制するためには、ダイス表面のクロムメツキ
仕上げでは不十分であり（摩擦係数、0.15〜
0.2）、ダイス表面をポリテトラフルオロエチレン
やシリコーン樹脂によるコーテイングに付するこ
とが一般に必要となる。しかしながら、これらの
低摩擦係数樹脂のコーテイングは、耐久性が概し
て低く、また硬度も低いことから、ダイス表面を
テフロツク加工（日刊工業新聞社刊「工業材料」
3013（106〜111）、即ち工業用クロムめつきをマト
リツクス金属とし、ポリテトラフルオロエチレン
を充填剤とした複合皮膜を用いた場合に最も良い
結果が得られる。ダイス出口近傍の樹脂通路を全
面にわたつてテフロツク加工面とすることもでき
るが、特に1.0乃至20mm巾のリング状に間隔をお
いて多段にテフロツク加工を行つたダイスを用い
ると、更に満足すべき結果が得られる。本発明において、中空成形容器の製造は、ポリ
プロピレンのパリソンへの押出を上述した条件で
行う点を除けば、それ自体公知の条件及び手段で
行うことができる。例えば、前述したダイスを通
して押出される溶融パリソンを冷却された割型で
挟み割型内のパリソンに流体を吸込んで所定形状
の中空成形容器に成形する。本発明において、ダイスから押出されたパリソ
ンを直接割金型でピンチオフしてブロー成形する
代りに、押出されたポリソンを冷風との接触や冷
却金型との接触によつて、パリソンの表面が融点
よりも低いが、パリソンの壁部中心が融点以上の
温度に未だある様に冷却し、次いでこのパリソン
をブロー成形に付することもできる。この場合に
は、形成されるボトル表面にはブローにより膨張
で若干の分子配向が付与されることになる。この中空成形容器の器壁は、ポリプロピレン単
層から形成されていてもよく、またポリプロピレ
ンと他と樹脂、例えばポリアミド、ポリエステ
ル、エチレン−ビニルアルコール共重合体、塩化
ビニリデン系樹脂等との積層構造物から形成され
ていてもよい。要するに、本発明においては、中
空成形容器の外表面が前述したポリプロピレンか
ら形成されている限り、任意の層構成を採用し得
る。本発明による中空成形容器は、_w／_oの比が
3.5以下のポリプロピレンで形成されていながら、
前述した成形法を採用することにより、容器外表
面の粗度（JIS−B0601）が0.7μ以下、特に0.3.μ
以下に抑制されているという全く新規な特性を有
している。例えば、_w／_oの比が3.5よりも大
きい従来の中空成形用グレードのポリプロピレン
を用いて成形した中空成形容器では、通常のダイ
スを用いて押出を行つた場合1.1乃至1.2μの表面
粗度、テフロツク加工ダイスを用いた場合1.0乃
至1.1μの表面粗度を夫々示す。また_w／_oの比
が3.5以下のポリプロピレンを通常のダイスを通
して押出した場合には、容器の外表面は1.5μ以上
の表面粗度を示す。これに対して、本発明によれ
ば、前述した成形手段を採用することにより、容
器外表面の粗度はこれら何れの場合よりも小さい
0.7μ以下に抑制されるのであつて、このように表
面粗度を小さいレベルに抑制することによつて、
表面光沢度（JIS−Z8741、入射角θ＝45度）も
90％以上に向上させ、且つ容器表面も汚れに対し
て耐性のあるものとすることが可能となるのであ
る。本発明の中空成形容器は、上述した利点に加え
て、器壁が実質上未延伸であるにもかかわらず、
透明性に顕著に優れているという利点を有する。即ち、この容器は、下記式ｙ≦40x＋５ｘ≧0.1 式中、ｘはポリプロピレンから成る器壁部分の
厚み（mm）であり、ｙは該器壁部分の曇度（ヘイ
ズ、JIS−K6714、％）を表わす、を満足する透明性を有する。第２図は、ポリプロピレン製の中空成形容器の
ヘイズと器壁厚みとの関係を示す線図であつて、
直線Ａは_w／_oが3.5以下のプロピレンホモポ
リマーを本発明の条件で押出したもの、直線Ｂは
やはり_w／_oが3.5以下のプロピレンコポリマ
ーを本発明の条件で押出したものを示す。一方、
直線ＣはＡのポリマーを通常のダイスを通して押
出したもの、直線ＤはＢのポリマーを通常のダイ
スを通して押出したもの、直線Ｅは_w／_oが
5.0のプロピレンコポリマーから製造した容器の
ヘイズと厚みとの関係を示している。これらの図面を参照すると、透明性に優れた本
発明のポリプロピレン製容器は、_w／_oが3.5
以下のポリプロピレンを、前述した特定の押出成
形条件でパリソンとすることにより始めて得られ
ることがわかる。本発明を次の例で説明する。実施例１メルトインデツクスが1.9ｇ／10min、密度が
0.901ｇ／cm³、分子量分布が3.0のエチレン−プロ
ピレンコポリマーを、内部の樹脂通路をリング状
に３段階にテフロツク加工（素材にクロムメツキ
しPTFEを部分的に埋め込んだ被合皮膜）したダ
イスを備えた押出機（Ｌ／Ｄ＝22、65φのピン打
ちスクリユー）を用い樹脂温度220℃で溶融パリ
ソンを押出して、該パリソンを割金型内で胴部平
均壁厚0.3mm、内容積500c.c.の円筒ボトルを成形し
た。このボトルは、表面の肌荒れがなく、光沢、透
明性も良好であつた。その測定結果を表１に示
す。実施例２エチレン−プロピレンコポリマーの代りに、メ
ルトインデツクス1.8ｇ／10min、密度0.900ｇ／
cm³、分子量分布2.6のプロピレンホモポリマーを
用い、樹脂温度を225℃で押出した以外は、実施
例１と同様にしてボトルを成形した。このボトルは、表面の肌荒れもなく、光沢、透
明性も良好であつた。その測定結果を表１に示
す。比較例１メルトインデツクスが0.6ｇ／10min、密度が
0.902ｇ／cm³、分子量分布が5.4のエチレン−プロ
ピレンコポリマーを通常のダイスを備えた押出機
（Ｌ／Ｄ＝22、65φのスクリユー）を用い樹脂温
度220℃で溶融パリソンを押出して、該パリソン
を割金型内で胴部平均壁厚0.3mm、内容積500c.c.の
円筒ボトルを成形した。このボトルは、表面の肌荒れがひどく、かつ表
面光沢も透明性も悪かつた。【表】

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中空成形容器の断面図、第２
図は容器壁の厚みと曇度（ヘイズ）との関係を示
す線図である。１……容器、２……胴部、３……底部、４……
肩部、５……口頚部。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも外表面の部分がメルトインデツク
ス（ASTM Ｄ 1238）が2.0ｇ／10分以下で、
重量平均分子量と数平均分子量との比（_w／
_ｏ）が3.5以下のポリプロピレンから形成され、該
表面は0.7μ以下の粗度を有し、且つ容器壁が、下記式ｙ≦40x＋５ｘ≧0.1 式中、ｘはポリプロピレンから成る器壁部分の
厚み（mm）であり、ｙは該器壁部分の曇度（ヘイ
ズ、％）を表わすを満足する透明性を有することを特徴とする中空
成形容器。２該容器壁のポリプロピレンが実質上未延伸で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の容器。３メルトインデツクス（ASTM Ｄ 1238）が
2.0ｇ／10分以下で重量平均分子量と数平均分子
量との比（_w／_o）が3.5以下のポリプロピレ
ンを、混練タイプスクリユーを介して溶融混練
し、ダイス素材にクロムメツキしポリテトラフル
オロエチレンを部分的に埋め込んだ複合被膜が多
段に設けられ、少なくとも出口近傍の表面の摩擦
係数が0.15よりも小さいダイスを通して押出すこ
とにより、少なくとも外表面がポリプロピレンか
ら成るパリソンを成形し、該パリソンを割型内で
空中成形することを特徴とする中空成形容器の製
造法。