JPH079488A - ラミネート加工したプレフォーム及びその成形方法及びプレフォームから成形される中間物品及び容器 - Google Patents

ラミネート加工したプレフォーム及びその成形方法及びプレフォームから成形される中間物品及び容器

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JPH079488A
JPH079488A JP6037785A JP3778594A JPH079488A JP H079488 A JPH079488 A JP H079488A JP 6037785 A JP6037785 A JP 6037785A JP 3778594 A JP3778594 A JP 3778594A JP H079488 A JPH079488 A JP H079488A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バリヤー層を極めて薄くし、安価にしてガス
バリヤー性に優れた多層容器を形成するための予備成形
品を提供する。 【構成】 内部バリヤー層を含むラミネート加工したプ
レフォームを形成する方法であって、該プレフォームの
ための射出成形用金型を準備すること、熱可塑性樹脂と
バリヤー材料とを各々別個に供給する手段を準備するこ
と、金型凹みの端部へ熱可塑性樹脂を射出し熱可塑性樹
脂の表面部分を前記金型及びコア部材との接触により第
1の固化層を形成し、この固化層間にトンネル流を形成
すること、バリヤー材料を金型内へ射出し該バリヤー材
料で熱可塑性樹脂を更に凹み内へ強制し該バリヤー材料
が熱可塑性樹脂固化層と接触して第2の固化層を形成す
ること、次いで別の熱可塑性樹脂をバリヤー材料の後方
から金型凹みを完全に充満するだけ射出し、射出した材
料の全てを固化すること、の諸段階から成るプレフォー
ムの成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に熱可塑性材料を射
出することにより成形した新規かつ、有用なプレフォー
ム即ち予備成形品の改良に関し、このプレフォームはブ
ロー成形品の製造に使用されるものである。そして 本
発明は、ラミネートしたプレフォーム、及びかかるプレ
フォームの形成方法、更にはかかるプレフォームを使用
して形成した製品に関するものであり、より詳細には本
発明は、2つの熱可塑性樹脂層間に配置された2つのバ
リヤー材料層と、該バリヤー層間に受入れられている熱
可塑性樹脂から成る固形コア層と、から形成されたプレ
フォーム即ち予備成形品や、この予備成形品により製造
される中間物品及び容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、多層の容器が下記の方法によって
営業生産されている。 a 共軸押出ブロー成形 b 共軸押出引張ブロー成形 c チューブ共軸押出及び再加熱引張ブロー成形 d 多段射出成形金型内でのプレフォームの射出成形及
び引張ブロー成形 これらの方法中、dの方法は、常温の多層プレフォーム
を成形するただ1つの方法である。しかしこの方法は層
の1つが約0.076〜0.38mm(0.003〜0.015吋)の厚みを
有する多層プレフォームを生産するには未だ実用的では
ない。
【0003】内部にバリヤー材料から成る中央層を有す
るプレフォームを射出成形により形成する方法は開発さ
れている(英国特許願第2091629A)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、容器成
形に有用なバリヤー材料は、容器成形に有用な熱可塑性
材料に比較し、2〜3倍のガスバリヤー性を有し価格も
4〜8倍であり、バリヤー材料の価格のために、上記特
許出願により製造可能なバリヤー層の厚みが厚く市場に
て使用されるには高すぎて満足なものではない。
【0005】主に包装用の容器の壁に必要なバリヤー層
の厚みは約0.0127〜0.038mm(0.005〜0.0015吋)程度で
ある。プレフォームをブロー成形する際の二軸配向の間
に10倍の壁厚減少があるとすれば多層プレフォームの
壁内のバリヤー材料は約0.127〜0.38mm(0.005〜0.015
吋)の層厚となろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に、熱可塑
性樹脂から成る第1の内外層と、該第1の内外層内にあ
ってバリヤー材料から成る第2の内外層と、これらのバ
リヤー材料層内にあって熱可塑性材料から成る中央層
と、を含む多層のプレフォームの成形に関する。更に、
このバリヤー材料から成る2つの層の合計厚みは約0.15
mm(0.006吋)程度である。
【0007】即ち、本発明は、内部バリヤー層を含むラ
ミネート加工したプレフォームを形成する方法であっ
て、該プレフォームのための金型にしてコア部材及び該
コア部材を取囲む凹みを含む射出成形用金型を準備する
こと、少なくとも2つの流動可能な熱可塑性樹脂と少な
くとも1つの流動可能なバリヤー材料とを各々別個に供
給する手段を準備すること、プレフォームの底部を形成
している金型凹みの端部へ所定量の1つの熱可塑性樹脂
を射出し該所定量の熱可塑性樹脂の表面部分を前記金型
及びコア部材との接触により冷却し第1の固化層を形成
すると共にこれらの固化層間に該熱可塑性樹脂のトンネ
ル流を形成すること、所定量のバリヤー材料を前記所定
量の熱可塑性樹脂の後方から金型内へ射出し該バリヤー
材料で熱可塑性樹脂を更に凹み内へ強制し該バリヤー材
料が前記熱可塑性樹脂固化層間にトンネル流を有し該熱
可塑性樹脂固化層と接触しているバリヤー材料の表面部
分がまた冷却し第2の固化層を形成すること、次いで別
の流動性の熱可塑性樹脂を前記バリヤー材料の後方から
該金型凹み内へ該金型凹みを完全に充満するだけ射出し
該別の流動性熱可塑性樹脂が前記所定量の熱可塑性樹脂
とバリヤー材料とを該金型凹みの他端の方へ強制流動す
ること、射出した材料の全てを固化すること、の諸段階
から成り、射出されたバリヤー材料の量が、バリヤー層
を金型凹み全長に渡って広げるには不十分な量であっ
て、第2の固化層であるバリヤー層の間に配置される熱
可塑性樹脂材料のみによる底部の先端部分を含み、前記
バリヤー層が熱可塑性樹脂層と別の熱可塑性樹脂層との
間のプレフォームの内部に終っているラミネート加工し
たプレフォームの成形方法であり、又、ブロー成形品等
を形成するための、内外面を有する管状壁を備えている
ラミネート加工したプレフォームであって、該管状壁の
断面部分が、熱可塑性樹脂から成る第1の内外層と、該
第1の内外層に隣接してその間に位置しているバリヤー
材料から成る第2の内外層と、該バリヤー材料層間にあ
る前記熱可塑性樹脂とは別の熱可塑性樹脂から成る中央
層と、から成り、且つ、前記熱可塑性樹脂材料のみによ
って形成される底部の先端部分を有し、又、このプレフ
ォームは他端に開放端を有し、バリヤー材料層が該開放
端から隔れた管状壁内にて終っているラミネート加工し
たプレフォームである。
【0008】そして、このプレフォームを用いたブロー
成形品から成る中間物品であって、該ブロー成形品が、
底部、管状本体、及び、蓋受入上部により形成された開
放口部、を有する容器形状をなす基部を含み、更に該ブ
ロー成形品が、上方首部と、該上方首部へ蓋受入上部を
接合している膨張上部と、を含み、前記基部がラミネー
ト構造の壁を有し、このラミネート構造の壁の断面部分
が、熱可塑性樹脂から成る第1の内外層と、該第1の内
外層内にあるバリヤー材料から成る第2の内外層と、該
バリヤー材料層間にある別の熱可塑性樹脂材料から成る
中央層と、から成り、底部中央部近傍は熱可塑性樹脂材
料のみによって形成されている中間物品であり、底部
と、首部仕上部分にて終っている管状本体と、を含むブ
ロー成形容器であって、少なくとも前記管状本体がラミ
ネート構造をなし、その半径方向断面が、熱可塑性樹脂
から成る第1の内外層と、該第1の内外層内に配置され
たバリヤー材料から成る第2の内外層と、該バリヤー材
料層間にある前記熱可塑性樹脂と別の熱可塑性樹脂から
成る中央層と、を有して成り、底部中央部近傍はバリヤ
ー材料層間にある熱可塑性樹脂材料のみによって形成さ
れているるブロー成形容器である。
【0009】
【作 用】本発明の特徴は1つの厚い層の代わりに2つ
の非常に薄いバリヤー層を提供できかつこれらから勝れ
た商品を得ることができることである。又、このプレフ
ォームを形成する方法は、これまで認められていたよう
な層厚に比較して非常に薄いバリヤー材料となってお
り、こうして、ブロー成形された製品のバリヤー材料層
は、バリヤー機能を提供するために受入れられる程度の
うすい厚みを形成している。これらのバリヤー材料層は
プレフォームの長手方向に沿って選択的に終わってお
り、成形されるブロー成形品の一部分が除去された後再
使用出来るようになっている。
【0010】
【実施例】本発明は、特に、熱可塑性樹脂から成る第1
の内外層と、該第1の内外層内にあってバリヤー材料か
ら成る第2の内外層と、これらのバリヤー材料層内にあ
って熱可塑性材料から成る中央層と、を含む多層のプレ
フォームの成形に関する。更に、このバリヤー材料から
成る2つの層の合計厚みは約0.15mm(0.006吋)程度で
ある。
【0011】そして本発明は下記事項から成る金型充填
現象を利用するものである。 1 層流。 2 2つの平行な常温壁間を前進する溶融体前部に細長
い煎断部分の開発。 3 常温壁面への配向した固化層の形成及び該固化層間
における溶融剤量のトンネル流。
【0012】以下具体例について述べる。図面を詳細に
検討するに、第1図は公知の射出成型用の金型が番号2
0によって概括的に示してある。この図は概略図であっ
て、プレフォーム即ち予備成形品を形成するための公知
の射出成型用金型は縦横に配列された例えば16個又は
それ以上の多数の凹みを含むことは理解されよう。かか
る射出成形用金型は一般に一体構造をなし各射出成型用
金型装置は金型凹み22を有してる。また各金型20は
首部リング部材24を有している。この部材24は金型
凹み22の延長部を構成しかつ首部の仕上げを行なう。
このリング部材24は割れ構造とすることができる。更
に各金型20はコア部材26を備えている。
【0013】首部リング部材24はコア部材26と関連
して凹み22の上端部となる部分を閉じており、一方該
凹み22の下端部は押出機のノズルを封止関係にて受入
れる開口28を有している。本発明の実施例によれば開
口28内に直接受入れられる押出機のノズルの代わりに
この開口28内にはロータリバルブ部材32のノズル状
端部30が封止関係にて受入れられている。このバルブ
部材32はバルブブロック34内に封止関係にて取付け
てある。該バルブブロック34には第1通路36が形成
されておりこの第1通路36が押出機ヘッドの公知のノ
ズル40を受入れている。通路36はロータリバルブ部
材32の方向へ半径方向へ開放している。該ロータリバ
ルブ部材32は貫通通路42を有している。この通路4
2の一端は前記第1通路36と整合できる概ね半径方向
に伸長している通路44に連なっている。またバルブブ
ロック34は第2の材料供給装置46を備えている。こ
の供給装置46は最も単純なものとしては供給ピストン
48を含むものであり、また該装置46はそこからバル
ブブロック34の方へ伸長する流れ通路50を有してい
る。バルブブロック34は半径方向通路52を有してい
る。この通路52は通路50と軸線方向に整合しそこに
連通し、かつバルブ部材32にて終わっている。バルブ
部材32は更に通路54を有している。この通路54は
通路42からほぼ半径方向に伸びかつ前記通路44に対
し円周方向に間隔づけられており、これにより前記通路
44が第1通路36と整合している時には該通路54は
通路52に対して円周方向にずれているようになってい
る。バルブ部材32を回転することによって、通路44
は通路36との連通を停止しかつ通路54が通路52と
連通するようになる。こうして材料は押出機ヘッド又は
供給装置46から選択的に供給できるのである。
【0014】本発明の実施例によれば押出機により搬送
された物質は、ホットメルトの状態の適当な熱可塑性樹
脂である。この樹脂はPET,PP,PE,PVC,P
Cなどの物質である。供給装置46によって供給される
バリヤー材料は、例えばEVAL,EVOH,PVOH
等の公知のバリヤー材料である。ここでEVALのバリ
ヤー特性はPETの100倍もあり、またEVOHはP
ETの100〜200倍、PVOHはPETの200倍
のバリヤー特性を有している。よってこれらのバリヤー
材料は非常にうすくてよく、市場性からみてもそのよう
に非常にうすい層が望まれるのである。それはバリヤー
材料の値段がPETを含む受入可能な熱可塑性樹脂に比
し著しく高価だからである。
【0015】更に外方の熱可塑性樹脂層は、バリヤー層
を保護するための充分な厚みをもたねばならないことは
理解されよう。一方CO2を含む飲料水等用の容器の場
合には、最内層の熱可塑性物質即ち容器の内面を形成し
ている物質はCO2を吸収しないようかなりうすくなけ
ればならない。以下において、本発明によるラミネート
したプレフォームの成型方法について詳述する。
【0016】第2図について初めに検討する。予め選択
した限定量の第1熱可塑性樹脂56が金型凹み22の底
部内に射出される。この樹脂56は、金型20及びコア
部材26がかなり低温のために金型凹み内を流れるとき
該金型凹み22の内外部分に熱可塑性樹脂56の固化を
生じ、これにより該第1樹脂56の内層58及び外層6
0を形成する。
【0017】第5図を参照するに、樹脂56の層流を有
しており、前進する熱可塑性樹脂の速度は中央部分にて
最大であり金型付近にて0まで減じている。前進する熱
可塑性樹脂56の速度は概括的に矢印62で示してい
る。熱可塑性樹脂56が金型要素に接して固化するので
該樹脂の流れは金型凹み22の壁付近で切れ、層58と
60との間にトンネル流れ効果を生じることが理解され
よう。更に金型凹み22内には比較的冷たい空気がある
ので、熱可塑性樹脂56の先行端64が冷却される。
【0018】層58、60の厚みは、(1)材料特性(粘
性及び熱的要素)、(2)凹み寸法、(3)射出速度(圧力)
などの要因により変動する。第1樹脂56の正確な量が
第6図に示すような所定の時間内に凹み22中へ第7図
に示すような低圧で射出される。凹み内へ射出される熱
可塑性樹脂の量は多くの公知の方法で制御される。基本
的に熱可塑性樹脂は供給スクリューを軸線方向に前進す
ることによって射出されかつ該スクリューの前進を制限
することにより停止される。またバルブ部材32を調時
回転することにより通路44を通路36からはなしこう
して凹み22内へ射出される熱可塑性樹脂56の量をバ
ルブ部材32の起動タイミングにより制御できる。
【0019】第6図に略記するように、次に凹み中へ射
出されるバリヤー材料66は、熱可塑性樹脂56に対し
多少重なり合った関係にて金型凹みの方へ供給される。
このバリヤー材料66を供給する機構は第1図に略記す
るような、正確な要求量を射出する単一射出タイプのも
のである。第7図よりわかるように、このバリヤー材料
66は、金型凹み22内へ熱可塑性樹脂56の圧力より
も僅かに高い圧力で射出され、熱可塑性樹脂56の射出
終了時とバリヤー材料66の射出初期との間にはほんの
僅かな圧力降下67がある。射出時間の重なりはこの圧
力降下を最小に保つためである。
【0020】第3図を参照するに、バリヤー材料66は
層58,60間に形成された凹みを介してトンネル流を
生じ、同時に、前に射出された熱可塑性物質56を前進
させる。通常、このバリヤー材料は熱可塑性材料56よ
りも低い溶融温度を有しておりそのためバリヤー材料6
6への熱可塑性樹脂層58,60の冷却効果は該材料5
6への金型表面における程大きくはない。しかしてバリ
ヤー材料は固化した層58,60に接したときに同様に
固化しバリヤー材料による内方及び外方の固化層68,
70を形成するのでこれらの層は層58,60よりも実
質的に薄くなる。例えば層58,60は約0.254〜1.016
mm(0.010〜0.040吋)の厚みを有し、一方バリヤー材料
層68,70は約0.076mm(0.003吋)程度の厚みを有し
ている。
【0021】第4図を参照するに、熱可塑性樹脂を供給
する図示の機構において、番号56で示したと同様に別
の熱可塑性樹脂72が更に付加的に金型凹み内へ射出さ
れる。この樹脂72がバリヤー材料から成る固化層内を
進むときに該バリヤー材料を再溶融しかつ該材料を溶融
バリヤー材料66と一緒に層68,70内のトンネルを
進みこうして該層68,70の厚みを減じる。第4図か
ら明らかなように、この熱可塑性樹脂72はバリヤー材
料66を押し進め、このバリヤー材料66は第1樹脂5
6を前進させる。
【0022】また第4図からわかるように、前進する大
量の樹脂72はコア部材26の端部において層58,6
8へ係合してこれらの固化層58,68部分を溶融して
それらを前進させ、その結果このコア部材26先端には
層58も層68もなくなり、バリヤー材料66による層
68,70の間に挿入される樹脂72のみによる先端部
分が形成されるであろう。
【0023】第6図を参照するに、樹脂72はバリヤー
材料66と多少重なり合った関係にて前進する。バリヤ
ー材料66の射出が一旦終わるとバルブ部材32が回転
し熱可塑性樹脂72を受入れる位置をとる。図示の例で
はバルブ部材32は、樹脂72が樹脂56と同じ供給口
から供給されるため初期位置へ戻される。第7図でわか
るように、樹脂72は初め、番号74で示すような僅か
な初期圧力降下の後にバリヤー材料66の射出圧力より
漸次増加する圧力で射出される。その後、凹み22が充
満されると、圧力上昇76が発生し、ついで保持期間7
8がくる。このとき凹み内に射出されたホットメルト材
料の圧力は、樹脂72が漸次固化するための漸次減少す
る。
【0024】上記方法にて成形されるプレフォームの用
途によって、金型凹み22内に射出される熱可塑性樹脂
56及びバリヤー材料66の量は変わる。またプレフォ
ームの先端形状は変わるであろう。第8,9,10図
は、小径の蓋がねじによって付着されるような、特に全
体としてブロー成形容器にて使用されるプレフォームを
示している。
【0025】第8図に示すプレフォーム部分は、番号8
0で示すプレフォーム部分であり、首部84にて終わっ
ているラミネート本体82を含んでいる。この首部84
は射出成形されたねじ部86と、カラー部88と、を有
しており、プレフォーム80は再加熱及びブロー成形の
際、このカラー部88によって支持される。このプレフ
ォーム80において、金型凹み内に射出される熱可塑性
樹脂56の量は、層58,60が該プレフォーム80の
端部に入り込みかつそこに端部壁59を形成するのに充
分な程である。また、金型凹み内に射出されるバリヤー
材料の量は層68、70がプレフォームの端部付近の点
に入り込みかつその付近に端部壁69を形成するのに十
分な程である。勿論熱可塑性樹脂72もまた端部壁69
のようにプレフォーム80の端部まで伸長する。
【0026】第9図はプレフォーム80と同様の形状を
なすプレフォーム90を示す。金型凹み内に導入される
熱可塑性樹脂56の量は、層58,60がプレフォーム
90の首部92を含む端部へ至りかつ端部壁を形成する
のに十分な量であり、また該凹み内に射出されるバリヤ
ー材料66の量は、層68,70がプレフォーム首部の
手前内部で終わり後述するような容器の肩部をなす部分
に至るようにしてある。
【0027】第10図のプレフォーム94も、プレフォ
ーム80と同様の形状を有している。しかしながら金型
凹み内へ導入される熱可塑性樹脂56の量は、層58,
60がプレフォーム94の首部96付近まで伸びるに十
分な量である。これによりプレフォーム94の首部は樹
脂72のみによって構成されている。また該凹みへ導入
されるバリヤー材料66の量は、層68,70が層5
8,60のわずか手前内方で終わるような量とする。
【0028】第11図及び第12図には小径首部を有す
る容器以外の容器及び同様の中空製品を形成するプレフ
ォームを図示するものであって特にかかるプレフォーム
の端部の半径方向部分のみを示している。第11図をみ
るに、ここには支持フランジ即ちカラー部102を有す
る開放端100を備えたプレフォーム98が示してあ
る。後述するように開放端100は、プレフォーム98
を管状にブロー成形する際の支持部としてのみ使用され
るので、バリヤー材料66が開放端100まで伸びてい
ることは必要でない。このためバリヤー材料はその層6
8,70が開放端100付近にて終わるのに十分なだけ
凹み内に射出される。同様に凹み内に射出される樹脂5
6の量は層58,60が開放端100の部分にほぼ広が
るのに十分な程度だけである。こうして開放端100は
全体が熱可塑性樹脂72によって構成される。
【0029】第12図には別のプレフォーム104が示
してある。このプレフォーム104はプレフォーム98
と同様に端部106及びフランジ即ちカラー部108が
含むが、この端部106は熱可塑性樹脂56によって全
体が構成されており、樹脂66,72によって構成され
る層は端部106に対してかなりはなれた間隔をおいて
終わっている。プレフォーム104は中間物品が含まれ
ている容器又は同様な管状本体を形成する際に有利であ
る。
【0030】第13図には、プレフォーム98又は10
4などからブロー形成される中間物品110を示してい
る。この中間物品110は容器の形態をなしている基部
112を含んでいる。この基部112は管状本体114
を含んでおり、該本体114はそれと一体をなす底部1
16を有しかつ蓋受入部118において終わっている。
図示の蓋受入部118はフランジの形態をなしており、
このフランジには公知の金属製端部部材が係合するよう
になっていて、かつ中間物品110の他の部分から分離
されたときに容器となる基部112へ図示していない金
属端部部材を固着している公知の二重シームの一部を形
成している。
【0031】図示はしていないがこの中間物品110
は、蓋部材を受け入れるようにねじ切りされ又は変形さ
れた首部形状の蓋受入部118を有することができる。
このとき理解されるべきことは、中間物品自体は本発明
の前にも形成されていたが、中間物品110をラミネー
トしたプレフォームから成形することは、本発明が始め
てなし得たものである。
【0032】この中間物品110はまた上方にブロー成
形部分120を有している。この部分120は、プレフ
ォーム98,104の端部100,106に対応してい
る端部122にて終わっている。第14図における中間
物品110は第12図のプレフォーム104のようなプ
レフォームから構成される。上方部分120は、部分1
24の除去を伴った溶融切断作用のような切断作用によ
って基部112から分断されるものである。この具体例
において、層68,70は蓋受入部118にて終わって
おりかつ熱可塑性材料72により形成された層は基部1
12内にて完全に終わっていることがわかる。こうして
基部112から切断される中間物品全体は熱可塑性樹脂
56により形成され、再調整され再使用できるのであ
る。
【0033】一方、第15図にはバリヤー材料層68,
70が蓋受入部118を越えて上方部分120へ伸長す
るのが望ましい場合を示している。然して基部112が
中間物品110の存在部分から除去されるとき、バリヤ
ー層68,70は基部112の切断縁を介して上方部分
120へ伸長している。同様に第1の熱可塑性樹脂の層
58,60も上方部分120内へ伸長している。こうし
て基部112が中間物品110の存在部分から部分12
6内の材料除去によって切断されるときに、第15図に
示す中間物品110は例えば第11図のプレフォームか
ら形成される。切断作用が別の切断層の熱溶融を含む場
合、この作用は基部112の端部に影響されよう。
【0034】第16図には第8,9,10図のプレフォ
ームのいずれかから形成された公知の容器128を示し
ている。この容器は一体的底部132を有する管状本体
130を含んでいる。この本体130はその上端部に肩
部134を介して首部136が接続されている。この首
部136は、容器128をブロー成形している各プレフ
ォームの首部と同一であろうことは、理解されよう。更
に第8図のプレフォームが使用されるときには、バリヤ
ー材料の層68,70の端部が首部136の先端に至っ
ていることはわかるであろう。一方、第9図のプレフォ
ームを使用する場合には、バリヤー材料層68,70は
首部136付近の肩部134にて終わるであろう。ま
た、第10図のプレフォームを使用する場合にはバリヤ
ー材料層68,70及び第1の熱可塑性樹脂の層は、共
に、首部136付近の肩部134に終わっている。
【0035】容器128を参照するに、このような容器
のブロー成形においては、本体130は非常にうすく、
その厚みは1/10又はそれ以下となっており、この本
体130を形成している材料は2軸配向を有しているこ
とが望ましい。一方、首部136に隣接している容器1
28の肩部134材料は単に厚みを減じたものであり、
また首部136の材料は全く厚みを減じていない。こう
してバリヤー材料66は上述のように肩部134にて有
効に終わっている。
【0036】ここで指摘されるべきことは、底部132
の中央部は本体130よりも非常に厚く、そのため底部
132中央部にバリヤー材料がないことは何ら重大な手
抜きとはならないのである。最後に、本体130の半径
方向断面を示す第17図を参照する。第17図は、第1
の熱可塑性材料56から成る内層58及び外層60と、
バリヤー材料66から成る内層68及び外層70と、他
の熱可塑性材料72から成る中央コアと、を示してい
る。ラミネートしたプレフォームの厚みは10倍程の減
少があるので、容器128中の層58,60の厚みは約
0.0254〜0.1016mm(0.001〜0.004吋)程度となり、一
方、バリヤー材料層68,70の厚みは約0.0076mm(0.
0003吋)程度となる。層58の厚みは、CO2を含む容
器128内の内容物に対してバリヤー層68を保護する
のに十分な程とする。
【0037】更に、バリヤー材料66が熱可塑性樹脂に
対して熱接合を可能とする特性を有していない場合、層
68,70の厚みは公知の方法によって要求されるよう
にかなり厚くなり、ブロー成形品が形成されるときにそ
のブロー成形品の残存部からバリヤー材料の層の積極的
なデラミネーション即ち分離が発生することがわかって
いる。しかしこのプレフォームのバリヤー材料層は上述
の如く非常に薄く、上記デラミネーションの発生はない
ことがわかっている。公知のデラミネーションテスト
は、ブロー成形品本体を絞ることである。もしデラミネ
ーションがあるとき、きしみ音が発生する。バリヤー材
料層は初め非常に薄く、このようなプレフォームを使用
するブロー成形品はきしみ音を発生せずに全くデラミネ
ーションの証拠を示さない。
【0038】最近、押出チューブのようにして形成され
る5層の管状パリソンが開発された。このパリソンは薄
いバリヤー層を有しているが、このバリヤー層はパリソ
ンの基本を成す層を形成している熱可塑性樹脂へ直接接
合はされていない。かかる多層パリソンを形成する方法
は、2つの層の材料が通常互いに熱接合性でないときに
は圧力による公知の熱可塑性樹脂層に対するバリヤー層
の拡散接合(diffusion bond)に対し助けとならずかか
る管状パリソンの要素は約140〜350kg/cm(2000〜5000
Psi)程度の低圧力にて押出され、該パリソンが押出ヘ
ッドを去るとすぐに全ての要素が熱いうちに圧力を開放
し、要素が冷却したときに収縮し分離する傾向がある。
【0039】ここで拡散接合とは、2つの材料が互いに
密な状態に押圧されて一方の材料が他方の材料に複雑に
入り込み、機械的な結合を形成することを言う。一方、
第7図に概略的に示すように、種々の物質が公知の射出
成形によって金型凹み22内へ導入されたとき、バリヤ
ー層68,70は非常に薄くかなり非圧縮性である上
に、コア72材料と層58,60との間で約1055〜1195
kg/cm2(15.000〜17.000Psi)程度の高い圧力で締め付
けられる。このためバリヤー層68,70は熱可塑性樹
脂層58,60とコア材料72とに熱接合できず、これ
らの層間に高成形温度及び圧力にてかなりの拡散接合が
発生する。更に第7図に示すように、射出工程が完了後
に金型凹み内に予め射出された材料にかなりの圧力維持
が生じる。こうして層材料が収縮するとき層間に圧力が
保持される。これにより相対的収縮による分離の傾向が
防止される。
【0040】バリヤー層68,70の厚みは約0.076mm
(0.003吋)程度なので、かなりの非圧縮性厚みである
ことがわかる。更に前述の如く、プレフォームは少なく
ともブロー成形される中空部材の本体部分が10倍程も
引張られるのでバリヤー層68,70の厚みが約0,0076
mm(0.0003吋)程度となり、この厚みは全ての実用目的
において非圧縮性をなす薄い厚みである。この結果、ブ
ロー成形される中空部材において、バリヤー層68,7
0は熱可塑性樹脂層58,60とコア樹脂層72との圧
力接合を維持するのである。
【0041】ここにおいては、有効に受け入れられるも
のとして特定の材質を記述したが、今日、商業的に受入
れ出来ないバリヤー材料を使用する可能性は常に存在す
るものである。それは、高価な材料を大量に使用するこ
となく所望のバリヤー特性を提供するようブロー成形物
品内にバリヤー材料層の厚みを維持することのためであ
る。
【0042】以上発明のいくつかの望ましい具体例を述
べたがプレフォーム内の材料層は、プレフォームの用途
及びブロー成形品の用途により変動することは理解され
よう。
【0043】
【発明の効果】本発明は、先ず少量の熱可塑性樹脂を射
出し、次にバリヤー材料を射出し、更に熱可塑性樹脂を
射出する故、最初の熱可塑性樹脂の固化層の間をバリヤ
ー材料が流れる層流により薄いバリヤー材料層を形成す
ることができるプレフォームの成形方法であり、この方
法により製造されるプレフォームは、底部の先端及び解
放端部分にはバリヤー層を有せず、少量のバリヤー材料
をもって管状壁に薄いバリヤー層を2層に内臓してガス
バリヤー性を充分に有するものであり、且つ、ガスバリ
ヤー性を有する容器などを容易に形成し得るものであ
る。
【0044】そして、このプレフォームを2軸延伸ブロ
ー成形し、管状体の壁部が熱可塑性樹脂からなる第1の
内外層と、この第1の内外層内にあるバリヤー材料から
なる第2の内外層と、バリヤー材料層内にある別の熱可
塑性樹脂材料からなる中央層を有する中間物品やブロー
成形容器は、極めて薄いバリヤー材料層により充分なガ
スバリヤー性を有し、且つ、各層が分離を生じることな
く、更に、バリヤー材料の使用量を少なくして安価に製
造することができる利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】射出成形凹みの概略断面図であって、材料を凹
みへ導入しプレフォームを形成する装置の概略を示す
図。
【図2】第1の熱可塑性樹脂量を金型凹み底部へ射出し
これを冷たい壁面へ接触させて冷却する方法を示してい
る拡大破断面。
【図3】金型凹みの底部へバリヤー材料を射出し第1の
熱可塑性樹脂とバリヤー材料とが流動する状態を示す
図。
【図4】第2の熱可塑性樹脂が第1の熱可塑性樹脂の層
間をバリヤー材料と共に順次流動する状態を示す図。
【図5】ラミネートしたプレフォームの第1層を形成し
ている熱可塑性材料の流れを示す拡大した一部破断の半
径方向断面図。
【図6】金型凹み内への材料射出と時間との関係を示す
図。
【図7】金型凹み内の圧力と時間との関係を示す図。
【図8】ブロー成形容器を形成する本発明プレフォーム
の首部の拡大半径方向断面図であり、プレフォーム内に
おける材料層の1つの配列を示す図。
【図9】第8図と同様の破断断面図であり、首部の材料
層における別の相互関係を示す図。
【図10】第8図と同様の別の拡大破断断面図であり、
プレフォーム内の材料層の別の相互関係を示す図。
【図11】第8図と同様の拡大破断断面図であり、プレ
フォーム内の材料層の別の相互関係を示す図。
【図12】第11図に示す形状のプレフォームに関する
第8図と同様の拡大破断断面図であり、材料層の更に別
の配列を示す図。
【図13】第11及び12図に示すプレフォームを使用
した製造途中の物品の垂直断面図。
【図14】第13図の線14−14にみた一部破断の拡
大半径方向断面図であり物品内における材料層の配列を
示す図。
【図15】第14図と同様の拡大破断断面図であり、材
料層の別の配列を示す図。
【図16】第8−10図のプレフォームの1つを使って
形成した容器の垂直断面図。
【図17】第16図の線17−17に沿ってみた拡大破
断半径方向断面図であり、仕上がった容器の材料層の相
互関係を示している図。
【符号の説明】
20 金型 22 凹み 24 首部リング部材 26 コア部材 28 開口 30 ノズル状端部 32 ロータリーバルブ部材 34 バルブブロッ
ク 36 第1通路 40 ノズル 42,44 通路 46 第2材料供給
装置 48 供給ピストン 50 流れ通路 52 半径方向通路 54 通路 56 第1樹脂 58,60 熱可塑
性材料固化層 59 端部壁 64 先行端 66 バリヤー材料 68,70 バリヤ
ー材料固化層 69 端部壁 72 熱可塑性樹脂 80 プレフォーム 82 ラミネート本
体 84 首部 86 ねじ部 88 カラー部 90 プレフォーム 92 首部 94 プレフォーム 96 首部 98 プレフォーム 100 開放端 102 カラー部 104 プレフォーム 106 端部 108 カラー部 110 中間物品 112 基部 114 管状本体 116 底部 118 蓋受入部 120 ブロー成形部分 122 端部 128 容器 130 管状本体 132 底部 134 肩部 136 首部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年3月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ラミネート加工したプレフォーム及び
その成形方法及びプレフォームから成形される中間物品
及び容器
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に熱可塑性材料を射
出することにより成形した新規かつ、有用なプレフォー
ム即ち予備成形品の改良に関し、このプレフォームはブ
ロー成形品の製造に使用されるものである。そして 本
発明は、ラミネートしたプレフォーム、及びかかるプレ
フォームの形成方法、更にはかかるプレフォームを使用
して形成した製品に関するものであり、より詳細には本
発明は、2つの熱可塑性樹脂層間に配置された2つのバ
リヤー材料層と、該バリヤー層間に受入れられている熱
可塑性樹脂から成る中央層と、から形成されたプレフォ
ーム即ち予備成形品や、この予備成形品により製造され
る中間物品及び容器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、多層の容器が下記の方法によって
営業生産されている。 a 共軸押出ブロー成形 b 共軸押出引張ブロー成形 c チューブ共軸押出及び再加熱引張ブロー成形 d 多段射出成形金型内でのプレフォームの射出成形及
び引張ブロー成形
【0003】又、内部にバリヤー材料から成る中央層を
有するプレフォームを射出成形により形成する方法は開
発されている(英国特許願第2091629A)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記の方法中、dの方
法は、常温の多層プレフォームを成形するただ1つの方
法である。しかしこの方法は層の1つが約0.076〜
0.38mm(0.003〜0.015吋)の厚みを有
する多層プレフォームを生産するには未だ実用的ではな
い。そして、容器成形に有用なバリヤー材料は、容器成
形に有用な熱可塑性材料に比較し、2〜3倍のガスバリ
ヤー性を有し価格も4〜8倍であり、バリヤー材料の価
格のために、上記特許出願により製造可能なバリヤー層
の厚みが厚く市場にて使用されるには高すぎて満足なも
のではない。
【0005】主に包装用の容器の壁に必要なバリヤー層
の厚みは約0.0127〜0.038mm(0.005
〜0.0015吋)程度である。プレフォームをブロー
成形する際の二軸配向の間に10倍の壁厚減少があると
すれば多層プレフォームの壁内のバリヤー材料は約0.
127〜0.38mm(0.005〜0.015吋)の
層厚となろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に、熱可塑
性樹脂から成る第1の内外層と、該第1の内外層内にあ
ってバリヤー材料から成る第2の内外層と、これらのバ
リヤー材料層内にあって熱可塑性材料から成る中央層
と、を含む多層のプレフォームの成形に関する。更に、
このバリヤー材料から成る2つの層の合計厚みは約0.
15mm(0.006吋)程度である。
【0007】即ち、本発明は、内部バリヤー層を含むラ
ミネート加工したプレフォームを形成する方法であっ
て、該プレフォームのための金型にしてコア部材及び該
コア部材を取囲む凹みを含む射出成形用金型を準備する
こと、少なくとも2つの流動可能な熱可塑性樹脂と少な
くとも1つの流動可能なバリヤー材料とを各々別個に供
給する手段を準備すること、プレフォームの底部を形成
している金型凹みの端部へ所定量の1つの熱可塑性樹脂
を射出し該所定量の熱可塑性樹脂の表面部分を前記金型
及びコア部材との接触により冷却し第1の固化層を形成
すると共にこれらの固化層間に該熱可塑性樹脂のトンネ
ル流を形成すること、所定量のバリヤー材料を前記所定
量の熱可塑性樹脂の後方から金型内へ射出し該バリヤー
材料で熱可塑性樹脂を更に凹み内へ強制し該バリヤー材
料が前記熱可塑性樹脂固化層間にトンネル流を有し該熱
可塑性樹脂固化層と接触しているバリヤー材料の表面部
分がまた冷却し第2の固化層を形成すること、次いで別
の流動性の熱可塑性樹脂を前記バリヤー材料の後方から
該金型凹み内へ該金型凹みを完全に充満するだけ射出し
該別の流動性熱可塑性樹脂が前記所定量の熱可塑性樹脂
とバリヤー材料とを該金型凹みの他端の方へ強制流動す
ること、射出した材料の全てを固化すること、の諸段階
から成り、射出されたバリヤー材料の量が、バリヤー層
を金型凹み全長に渡って広げるには不十分な量であっ
て、第2の固化層であるバリヤー層の間に配置される熱
可塑性樹脂材料のみによる底部の先端部分を含み、前記
バリヤー層が熱可塑性樹脂層と別の熱可塑性樹脂層との
間のプレフォームの内部に終っているラミネート加工し
たプレフォームの成形方法とするものであり、又、ブロ
ー成形品等を形成するための、内外面を有する管状壁を
備えているラミネート加工したプレフォームであって、
該管状壁の断面部分が、熱可塑性樹脂から成る第1の内
外層と、該第1の内外層に隣接してその間に位置してい
るバリヤー材料から成る第2の内外層と、該バリヤー材
料層間にある前記熱可塑性樹脂とは別の熱可塑性樹脂か
ら成る中央層と、から成り、且つ、前記中央層を形成す
熱可塑性樹脂材料のみによって形成される底部の先端
部分を有し、又、このプレフォームは他端に開放端を有
し、バリヤー材料層が該開放端から隔れた管状壁内にて
終っているラミネート加工したプレフォームとするもの
である。
【0008】そして、このプレフォームを用いたブロー
成形品から成る中間物品であって、該ブロー成形品が、
底部、管状本体、及び、蓋受入上部により形成された開
放口部、を有する容器形状をなす基部を含み、更に該ブ
ロー成形品が、上方首部と、該上方首部へ蓋受入上部を
接合している膨張上部と、を含み、前記基部がラミネー
ト構造の壁を有し、このラミネート構造の壁の断面部分
が、熱可塑性樹脂から成る第1の内外層と、該第1の内
外層内にあるバリヤー材料から成る第2の内外層と、該
バリヤー材料層間に形成される前記第1の内外層を形成
する熱可塑性樹脂材料とは別の熱可塑性樹脂材料から成
る中央層と、から成り、底部中央部近傍は前記中央層を
形成する熱可塑性樹脂材料のみによって形成されている
中間物品とするものであり、更に、底部と、首部仕上部
分にて終っている管状本体と、を含むブロー成形容器で
あって、少なくとも前記管状本体がラミネート構造をな
し、その半径方向断面が、熱可塑性樹脂から成る第1の
内外層と、該第1の内外層内に配置されたバリヤー材料
から成る第2の内外層と、該バリヤー材料層間には前記
第1の内外層を形成する熱可塑性樹脂と別の熱可塑性樹
脂から成る中央層と、を有して成り、底部中央部近傍は
バリヤー材料層間にある熱可塑性樹脂材料のみによって
形成されているるブロー成形容器とするものである。
【0009】
【実施例】本発明は、特に、熱可塑性樹脂から成る第1
の内外層と、該第1の内外層内にあってバリヤー材料か
ら成る第2の内外層と、これらのバリヤー材料層内にあ
って熱可塑性材料から成る中央層と、を含む多層のプレ
フォームの成形に関する。更に、このバリヤー材料から
成る2つの層の合計厚みは約0.15mm(0.006
吋)程度である。
【0010】そして本発明は下記事項から成る金型充填
現象を利用するものである。 1 層流。 2 2つの平行な常温壁間を前進する溶融体前部に細長
い煎断部分の開発。 3 常温壁面への配向した固化層の形成及び該固化層間
における溶融剤量のトンネル流。
【0011】本発明の別の特徴は1つの厚い層の代わり
に2つの非常に薄いバリヤー層を提供できかつこれらか
ら勝れた商品を得ることができることである。又、この
プレフォームを形成する方法は、これまで認められてい
たような層厚に比較して非常に薄いバリヤー材料となっ
ており、こうして、ブロー成形された製品のバリヤー材
料層は、バリヤー機能を提供するために受入れられる程
度の薄い厚みを形成している。これらのバリヤー材料層
はプレフォームの長手方向に沿って選択的に終わってお
り、成形されるブロー成形品の一部分が除去された後再
使用出来るようになっている。
【0012】以下具体例について述べる。図面を詳細に
検討するに、図1は公知の射出成型用の金型が番号20
によって概括的に示してある。この図は概略図であっ
て、プレフォーム即ち予備成形品を形成するための公知
の射出成型用金型は縦横に配列された例えば16個又は
それ以上の多数の凹みを含むことは理解されよう。かか
る射出成形用金型は一般に一体構造をなし各射出成型用
金型装置は金型凹み22を有してる。また各金型20は
首部リング部材24を有している。この部材24は金型
凹み22の延長部を構成しかつ首部の仕上げを行なう。
このリング部材24は割れ構造とすることができる。更
に各金型20はコア部材26を備えている。
【0013】首部リング部材24はコア部材26と関連
して凹み22の上端部となる部分を閉じており、一方該
凹み22の下端部は押出機のノズルを封止関係にて受入
れる開口28を有している。本発明の実施例によれば開
口28内に直接受入れられる押出機のノズルの代わりに
この開口28内にはロータリバルブ部材32のノズル状
端部30が封止関係にて受入れられている。このバルブ
部材32はバルブブロック34内に封止関係にて取付け
てある。該バルブブロック34には第1通路36が形成
されておりこの第1通路36が押出機ヘッドの公知のノ
ズル40を受入れている。通路36はロータリバルブ部
材32の方向へ半径方向へ開放している。該ロータリバ
ルブ部材32は貫通通路42を有している。この通路4
2の一端は前記第1通路36と整合できる概ね半径方向
に伸長している通路44に連なっている。またバルブブ
ロック34は第2の材料供給装置46を備えている。こ
の供給装置46は最も単純なものとしては供給ピストン
48を含むものであり、また該装置46はそこからバル
ブブロック34の方へ伸長する流れ通路50を有してい
る。バルブブロック34は半径方向通路52を有してい
る。この通路52は通路50と軸線方向に整合しそこに
連通し、かつバルブ部材32にて終わっている。バルブ
部材32は更に通路54を有している。この通路54は
通路42からほぼ半径方向に伸びかつ前記通路44に対
し円周方向に間隔づけられており、これにより前記通路
44が第1通路36と整合している時には該通路54は
通路52に対して円周方向にずれているようになってい
る。バルブ部材32を回転することによって、通路44
は通路36との連通を停止しかつ通路54が通路52と
連通するようになる。こうして材料は押出機ヘッド又は
供給装置46から選択的に供給できるのである。
【0014】本発明の実施例によれば押出機により搬送
された物質は、ホットメルトの状態の適当な熱可塑性樹
脂である。この樹脂はPET,PP,PE,PVC,P
Cなどの物質である。供給装置46によって供給される
バリヤー材料は、例えばEVAL,EVOH,PVOH
等の公知のバリヤー材料である。ここでEVALのバリ
ヤー特性はPETの100倍もあり、またEVOHはP
ETの100〜200倍、PVOHはPETの200倍
のバリヤー特性を有している。よってこれらのバリヤー
材料は非常にうすくてよく、市場性からみてもそのよう
に非常にうすい層が望まれるのである。それはバリヤー
材料の値段がPETを含む受入可能な熱可塑性樹脂に比
し著しく高価だからである。
【0015】更に外方の熱可塑性樹脂層は、バリヤー層
を保護するための充分な厚みをもたねばならないことは
理解されよう。一方CO2を含む飲料水等用の容器の場
合には、最内層の熱可塑性物質即ち容器の内面を形成し
ている物質はCO2を吸収しないようかなり薄くなけれ
ばならない。以下において、本発明によるラミネートし
たプレフォームの成型方法について詳述する。
【0016】図2について初めに検討する。予め選択し
た限定量の第1熱可塑性樹脂56が金型凹み22の底部
内に射出される。この樹脂56は、金型20及びコア部
材26がかなり低温のために金型凹み内を流れるとき該
金型凹み22の内外部分に熱可塑性樹脂56の固化を生
じ、これにより該第1樹脂56の内層58及び外層60
を形成する。
【0017】図5を参照するに、樹脂56の層流を有し
ており、前進する熱可塑性樹脂の速度は中央部分にて最
大であり金型付近にて0まで減じている。前進する熱可
塑性樹脂56の速度は概括的に矢印62で示している。
熱可塑性樹脂56が金型要素に接して固化するので該樹
脂の流れは金型凹み22の壁付近で切れ、層58と60
との間にトンネル流れ効果を生じることが理解されよ
う。更に金型凹み22内には比較的冷たい空気があるの
で、熱可塑性樹脂56の先行端64が冷却される。
【0018】層58、60の厚みは、(1)材料特性
(粘性及び熱的要素)、(2)凹み寸法、(3)射出速
度(圧力)などの要因により変動する。第1樹脂56の
正確な量が図6に示すような所定の時間内に凹み22中
へ図7に示すような低圧で射出される。凹み内へ射出さ
れる熱可塑性樹脂の量は多くの公知の方法で制御され
る。基本的に熱可塑性樹脂は供給スクリューを軸線方向
に前進することによって射出されかつ該スクリューの前
進を制限することにより停止される。またバルブ部材3
2を調時回転することにより通路44を通路36からは
なしこうして凹み22内へ射出される熱可塑性樹脂56
の量をバルブ部材32の起動タイミングにより制御でき
る。
【0019】図6に略記するように、次に凹み中へ射出
されるバリヤー材料66は、熱可塑性樹脂56に対し多
少重なり合った関係にて金型凹みの方へ供給される。こ
のバリヤー材料66を供給する機構は図1に略記するよ
うな、正確な要求量を射出する単一射出タイプのもので
ある。図7よりわかるように、このバリヤー材料66
は、金型凹み22内へ熱可塑性樹脂56の圧力よりも僅
かに高い圧力で射出され、熱可塑性樹脂56の射出終了
時とバリヤー材料66の射出初期との間にはほんの僅か
な圧力降下67がある。射出時間の重なりはこの圧力降
下を最小に保つためである。
【0020】図3を参照するに、バリヤー材料66は層
58,60間に形成された凹みを介してトンネル流を生
じ、同時に、前に射出された熱可塑性物質56を前進さ
せる。通常、このバリヤー材料は熱可塑性材料56より
も低い溶融温度を有しておりそのためバリヤー材料66
への熱可塑性樹脂層58,60の冷却効果は該材料56
への金型表面における程大きくはない。しかしてバリヤ
ー材料は固化した層58,60に接したときに同様に固
化しバリヤー材料による内方及び外方の固化層68,
70を形成するのでこれらの層は層58,60よりも実
質的に薄くなる。例えば層58,60は約0.254〜
1.016mm(0.010〜0.040吋)の厚みを
有し、一方バリヤー材料層68,70は約0.076m
m(0.003吋)程度の厚みを有している。
【0021】図4を参照するに、熱可塑性樹脂を供給す
る図示の機構において、番号56で示したと同様に別の
熱可塑性樹脂72が更に付加的に金型凹み内へ射出され
る。この樹脂72がバリヤー材料から成る固化層内を進
むときに該バリヤー材料を再溶融しかつ該材料を溶融バ
リヤー材料66と一緒に層68,70内のトンネルを進
みこうして該層68,70の厚みを減じる。図4から明
らかなように、この熱可塑性樹脂72はバリヤー材料6
6を押し進め、このバリヤー材料66は第1樹脂56を
前進させる。
【0022】また図4からわかるように、前進する大量
の樹脂72はコア部材26の端部において層58,68
へ係合してこれらの固化層58,68部分を溶融してそ
れらを前進させ、その結果このコア部材26先端
層58も層68もなくなってバリヤー材料66による層
68,70の間に挿入される樹脂72のみによる先端部
分が形成されるであろう。
【0023】図6を参照するに、樹脂72はバリヤー材
料66と多少重なり合った関係にて前進する。バリヤー
材料66の射出が一旦終わるとバルブ部材32が回転し
熱可塑性樹脂72を受入れる位置をとる。図示の例では
バルブ部材32は、樹脂72が樹脂56と同じ供給口か
ら供給されるため初期位置へ戻される。図7でわかるよ
うに、樹脂72は初め、番号74で示すような僅かな初
期圧力降下の後にバリヤー材料66の射出圧力より漸次
増加する圧力で射出される。その後、凹み22が充満さ
れると、圧力上昇76が発生し、ついで保持期間78が
くる。このとき凹み内に射出されたホットメルト材料の
圧力は、樹脂72が漸次固化するための漸次減少する。
【0024】上記方法にて成形されるプレフォームの用
途によって、金型凹み22内に射出される熱可塑性樹脂
56及びバリヤー材料66の量は変わる。またプレフォ
ームの先端形状は変わるであろう。第8,9,10図
は、小径の蓋がねじによって付着されるような、特に全
体としてブロー成形容器にて使用されるプレフォームを
示している。
【0025】図8に示すプレフォーム部分は、番号80
で示すプレフォーム部分であり、首部84にて終わって
いるラミネート本体82を含んでいる。この首部84は
射出成形されたねじ部86と、カラー部88と、を有し
ており、プレフォーム80は再加熱及びブロー成形の
際、このカラー部88によって支持される。このプレフ
ォーム80において、金型凹み内に射出される熱可塑性
樹脂56の量は、層58,60が該プレフォーム80の
端部に入り込みかつそこに端部壁59を形成するのに充
分な程である。また、金型凹み内に射出されるバリヤー
材料の量は層68、70がプレフォームの端部付近の点
に入り込みかつその付近に端部壁69を形成するのに十
分な程である。勿論熱可塑性樹脂72もまた端部壁69
のようにプレフォーム80の端部まで伸長する。
【0026】図9はプレフォーム80と同様の形状をな
すプレフォーム90を示す。金型凹み内に導入される熱
可塑性樹脂56の量は、層58,60がプレフォーム9
0の首部92を含む端部へ至りかつ端部壁を形成するの
に十分な量であり、また該凹み内に射出されるバリヤー
材料66の量は、層68,70がプレフォーム首部の手
前内部で終わり後述するような容器の肩部をなす部分に
至るようにしてある。
【0027】図10のプレフォーム94も、プレフォー
ム80と同様の形状を有している。しかしながら金型凹
み内へ導入される熱可塑性樹脂56の量は、層58,6
0がプレフォーム94の首部96付近まで伸びるに十分
な量である。これによりプレフォーム94の首部は樹脂
72のみによって構成されている。また該凹みへ導入さ
れるバリヤー材料66の量は、層68,70が層58,
60のわずか手前内方で終わるような量とする。
【0028】図11及び図12には小径首部を有する容
器以外の容器及び同様の中空製品を形成するプレフォー
ムを図示するものであって特にかかるプレフォームの端
部の半径方向部分のみを示している。図11をみるに、
ここには支持フランジ即ちカラー部102を有する開放
端100を備えたプレフォーム98が示してある。後述
するように開放端100は、プレフォーム98を管状に
ブロー成形する際の支持部としてのみ使用されるので、
バリヤー材料66が開放端100まで伸びていることは
必要でない。このためバリヤー材料はその層68,70
が開放端100付近にて終わるのに十分なだけ凹み内に
射出される。同様に凹み内に射出される樹脂56の量は
層58,60が開放端100の部分にほぼ広がるのに十
分な程度だけである。こうして開放端100は全体が熱
可塑性樹脂72によって構成される。
【0029】図12には別のプレフォーム104が示し
てある。このプレフォーム104はプレフォーム98と
同様に端部106及びフランジ即ちカラー部108が含
むが、この端部106は熱可塑性樹脂56によって全体
が構成されており、樹脂66,72によって構成される
層は端部106に対してかなりはなれた間隔をおいて終
わっている。プレフォーム104は中間物品が含まれて
いる容器又は同様な管状本体を形成する際に有利であ
る。
【0030】図13には、プレフォーム98又は104
などからブロー形成される中間物品110を示してい
る。この中間物品110は容器の形態をなしている基部
112を含んでいる。この基部112は管状本体114
を含んでおり、該本体114はそれと一体をなす底部1
16を有しかつ蓋受入部118において終わっている。
図示の蓋受入部118はフランジの形態をなしており、
このフランジには公知の金属製端部部材が係合するよう
になっていて、かつ中間物品110の他の部分から分離
されたときに容器となる基部112へ図示していない金
属端部部材を固着している公知の二重シームの一部を形
成している。
【0031】図示はしていないがこの中間物品110
は、蓋部材を受け入れるようにねじ切りされ又は変形さ
れた首部形状の蓋受入部118を有することができる。
このとき理解されるべきことは、中間物品自体は本発明
の前にも形成されていたが、中間物品110をラミネー
トしたプレフォームから成形することは、本発明が始め
てなし得たものである。
【0032】この中間物品110はまた上方にブロー成
形部分120を有している。この部分120は、プレフ
ォーム98,104の端部100,106に対応してい
る端部122にて終わっている。図14における中間物
品110は図12のプレフォーム104のようなプレフ
ォームから構成される。上方部分120は、部分124
の除去を伴った溶融切断作用のような切断作用によって
基部112から分断されるものである。この具体例にお
いて、層68,70は蓋受入部118にて終わっており
かつ熱可塑性材料72により形成された層は基部112
内にて完全に終わっていることがわかる。こうして基部
112から切断される中間物品全体は熱可塑性樹脂56
により形成され、再調整され再使用できるのである。
【0033】一方、図15にはバリヤー材料層68,7
0が蓋受入部118を越えて上方部分120へ伸長する
のが望ましい場合を示している。然して基部112が中
間物品110の存在部分から除去されるとき、バリヤー
層68,70は基部112の切断縁を介して上方部分1
20へ伸長している。同様に第1の熱可塑性樹脂の層5
8,60も上方部分120内へ伸長している。こうして
基部112が中間物品110の存在部分から部分126
内の材料除去によって切断されるときに、図15に示す
中間物品110は例えば図11のプレフォームから形成
される。切断作用が別の切断層の熱溶融を含む場合、こ
の作用は基部112の端部に影響されよう。
【0034】図16には第8,9,10図のプレフォー
ムのいずれかから形成された公知の容器128を示して
いる。この容器は一体的底部132を有する管状本体1
30を含んでいる。この本体130はその上端部に肩部
134を介して首部136が接続されている。この首部
136は、容器128をブロー成形している各プレフォ
ームの首部と同一であろうことは、理解されよう。更に
図8のプレフォームが使用されるときには、バリヤー材
料の層68,70の端部が首部136の先端に至ってい
ることはわかるであろう。一方、図9のプレフォームを
使用する場合には、バリヤー材料層68,70は首部1
36付近の肩部134にて終わるであろう。また、図1
0のプレフォームを使用する場合にはバリヤー材料層6
8,70及び第1の熱可塑性樹脂の層は、共に、首部1
36付近の肩部134に終わっている。
【0035】容器128を参照するに、このような容器
のブロー成形においては、本体130は非常にうすく、
その厚みは1/10又はそれ以下となっており、この本
体130を形成している材料は2軸配向を有しているこ
とが望ましい。一方、首部136に隣接している容器1
28の肩部134材料は単に厚みを減じたものであり、
また首部136の材料は全く厚みを減じていない。こう
してバリヤー材料66は上述のように肩部134にて有
効に終わっている。
【0036】ここで指摘されるべきことは、底部132
の中央部は本体130よりも非常に厚く、そのため底部
132中央部にバリヤー材料がないことは何ら重大な手
抜きとはならないのである。最後に、本体130の半径
方向断面を示す図17を参照する。図17は、第1の熱
可塑性材料56から成る内層58及び外層60と、バリ
ヤー材料66から成る内層68及び外層70と、他の熱
可塑性材料72から成る中央コアと、を示している。ラ
ミネートしたプレフォームの厚みは10倍程の減少があ
るので、容器128中の層58,60の厚みは約0.0
254〜0.1016mm(0.001〜0.004
吋)程度となり、一方、バリヤー材料層68,70の厚
みは約0.0076mm(0.0003吋)程度とな
る。層58の厚みは、CO2を含む容器128内の内容
物に対してバリヤー層68を保護するのに十分な程とす
る。
【0037】更に、バリヤー材料66が熱可塑性樹脂に
対して熱接合を可能とする特性を有していない場合、層
68,70の厚みは公知の方法によって要求されるよう
にかなり厚くなり、ブロー成形品が形成されるときにそ
のブロー成形品の残存部からバリヤー材料の層の積極的
なデラミネーション即ち分離が発生することがわかって
いる。しかしこのプレフォームのバリヤー材料層は上述
の如く非常に薄く、上記デラミネーションの発生はない
ことがわかっている。公知のデラミネーションテスト
は、ブロー成形品本体を絞ることである。もしデラミネ
ーションがあるとき、きしみ音が発生する。バリヤー材
料層は初め非常に薄く、このようなプレフォームを使用
するブロー成形品はきしみ音を発生せずに全くデラミネ
ーションの証拠を示さない。
【0038】最近、押出チューブのようにして形成され
る5層の管状パリソンが開発された。このパリソンは薄
いバリヤー層を有しているが、このバリヤー層はパリソ
ンの基本を成す層を形成している熱可塑性樹脂へ直接接
合はされていない。かかる多層パリソンを形成する方法
は、2つの層の材料が通常互いに熱接合性でないときに
は圧力による公知の熱可塑性樹脂層に対するバリヤー層
の拡散接合(diffusion bond)に対し助
けとならずかかる管状パリソンの要素は約140〜3
50kg/cm(2000〜5000Psi) 程度の
低圧力にて押出され、該パリソンが押出ヘッドを去ると
すぐに全ての要素が熱いうちに圧力を開放し、要素が冷
却したときに収縮し分離する傾向がある。
【0039】ここで拡散接合とは、2つの材料が互いに
密な状態に押圧されて一方の材料が他方の材料に複雑に
入り込み、機械的な結合を形成することを言う。一方、
図7に概略的に示すように、種々の物質が公知の射出成
形によって金型凹み22内へ導入されたとき、バリヤー
層68,70は非常に薄くかなり非圧縮性である上に、
コア72材料と層58,60との間で約1055〜11
95kg/cm2(15.000〜17.000Ps
i)程度の高い圧力で締め付けられる。このためバリヤ
ー層68,70は熱可塑性樹脂層58,60とコア材料
72とに熱接合できず、これらの層間に高成形温度及び
圧力にてかなりの拡散接合が発生する。更に図7に示す
ように、射出工程が完了後に金型凹み内に予め射出され
た材料にかなりの圧力維持が生じる。こうして層材料が
収縮するとき層間に圧力が保持される。これにより相対
的収縮による分離の傾向が防止される。
【0040】バリヤー層68,70の厚みは約0.07
6mm(0.003吋)程度なので、かなりの非圧縮性
厚みであることがわかる。更に前述の如く、プレフォー
ムは少なくともブロー成形される中空部材の本体部分が
10倍程も引張られるのでバリヤー層68,70の厚み
が約0,0076mm(0.0003吋)程度となり、
この厚みは全ての実用目的において非圧縮性をなす薄い
厚みである。この結果、ブロー成形される中空部材にお
いて、バリヤー層68,70は熱可塑性樹脂層58,6
0とコア樹脂層72との圧力接合を維持するのである。
【0041】ここにおいては、有効に受け入れられるも
のとして特定の材質を記述したが、今日、商業的に受入
れ出来ないバリヤー材料を使用する可能性は常に存在す
るものである。それは、高価な材料を大量に使用するこ
となく所望のバリヤー特性を提供するようブロー成形物
品内にバリヤー材料層の厚みを維持することのためであ
る。
【0042】以上発明のいくつかの望ましい具体例を述
べたがプレフォーム内の材料層は、プレフォームの用途
及びブロー成形品の用途により変動することは理解され
よう。
【0043】
【発明の効果】本発明は、先ず少量の熱可塑性樹脂を射
出し、次にバリヤー材料を射出し、更に熱可塑性樹脂を
射出する故、最初の熱可塑性樹脂の固化層の間をバリヤ
ー材料が流れる層流により薄いバリヤー材料層を形成す
ることができるプレフォームの成形方法であり、この方
法により製造されるプレフォームは、底部の先端及び解
放端部分にはバリヤー層を有せず、少量のバリヤー材料
をもって管状壁に薄いバリヤー層を2層に内蔵してガス
バリヤー性を充分に有するものであり、且つ、ガスバリ
ヤー性を有する容器などを容易に形成し得るものであ
る。
【0044】そして、このプレフォームを2軸延伸ブロ
ー成形し、管状体の壁部が熱可塑性樹脂からなる第1の
内外層と、この第1の内外層内にあるバリヤー材料から
なる第2の内外層と、バリヤー材料層内にある別の熱可
塑性樹脂材料からなる中央層を有する中間物品やブロー
成形容器は、極めて薄いバリヤー材料層により充分なガ
スバリヤー性を有し、且つ、各層が分離を生じることな
く、更に、バリヤー材料の使用量を少なくして安価に製
造することができる利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】射出成形凹みの概略断面図であって、材料を凹
みへ導入しプレフォームを形成する装置の概略を示す
図。
【図2】第1の熱可塑性樹脂量を金型凹み底部へ射出し
これを冷たい壁面へ接触させて冷却する方法を示してい
る拡大破断面。
【図3】金型凹みの底部へバリヤー材料を射出し第1の
熱可塑性樹脂とバリヤー材料とが流動する状態を示す
図。
【図4】第2の熱可塑性樹脂が第1の熱可塑性樹脂の層
間をバリヤー材料と共に順次流動する状態を示す図。
【図5】ラミネートしたプレフォームの第1層を形成し
ている熱可塑性材料の流れを示す拡大した一部破断の半
径方向断面図。
【図6】金型凹み内への材料射出と時間との関係を示す
図。
【図7】金型凹み内の圧力と時間との関係を示す図。
【図8】ブロー成形容器を形成する本発明プレフォーム
の首部の拡大半径方向断面図であり、プレフォーム内に
おける材料層の1つの配列を示す図。
【図9】図8と同様の破断断面図であり、首部の材料層
における別の相互関係を示す図。
【図10】図8と同様の別の拡大破断断面図であり、プ
レフォーム内の材料層の別の相互関係を示す図。
【図11】図8と同様の拡大破断断面図であり、プレフ
ォーム内の材料層の別の相互関係を示す図。
【図12】図11に示す形状のプレフォームに関する図
8と同様の拡大破断断面図であり、材料層の更に別の配
列を示す図。
【図13】第11及び12図に示すプレフォームを使用
した製造途中の物品の垂直断面図。
【図14】図13の線14−14にみた一部破断の拡大
半径方向断面図であり物品内における材料層の配列を示
す図。
【図15】図14と同様の拡大破断断面図であり、材料
層の別の配列を示す図。
【図16】第8−10図のプレフォームの1つを使って
形成した容器の垂直断面図。
【図17】図16の線17−17に沿ってみた拡大破断
半径方向断面図であり、仕上がった容器の材料層の相互
関係を示している図。
【符号の説明】 20 金型 22 凹み 24 首部リング部材 26 コア部材 28 開口 30 ノズル状端部 32 ロータリーバルブ部材 34 バルブブロッ
ク 36 第1通路 40 ノズル 42,44 通路 46 第2材料供給
装置 48 供給ピストン 50 流れ通路 52 半径方向通路 54 通路 56 第1樹脂 58,60 熱可塑
性材料固化層 59 端部壁 64 先行端 66 バリヤー材料 68,70 バリヤ
ー材料固化層 69 端部壁 72 熱可塑性樹脂 80 プレフォーム 82 ラミネート本
体 84 首部 86 ねじ部 88 カラー部 90 プレフォーム 92 首部 94 プレフォーム 96 首部 98 プレフォーム 100 開放端 102 カラー部 104 プレフォーム 106 端部 108 カラー部 110 中間物品 112 基部 114 管状本体 116 底部 118 蓋受入部 120 ブロー成形部分 122 端部 128 容器 130 管状本体 132 底部 134 肩部 136 首部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29L 9:00 22:00

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部バリヤー層を含むラミネート加工し
    たプレフォームを形成する方法であって、該プレフォー
    ムのための金型にしてコア部材及び該コア部材を取囲む
    凹みを含む射出成形用金型を準備すること、少なくとも
    2つの流動可能な熱可塑性樹脂と少なくとも1つの流動
    可能なバリヤー材料とを各々別個に供給する手段を準備
    すること、プレフォームの底部を形成している金型凹み
    の端部へ所定量の1つの熱可塑性樹脂を射出し該所定量
    の熱可塑性樹脂の表面部分を前記金型及びコア部材との
    接触により冷却し第1の固化層を形成すると共にこれら
    の固化層間に該熱可塑性樹脂のトンネル流を形成するこ
    と、所定量のバリヤー材料を前記所定量の熱可塑性樹脂
    の後方から金型内へ射出し該バリヤー材料で熱可塑性樹
    脂を更に凹み内へ強制し該バリヤー材料が前記熱可塑性
    樹脂固化層間にトンネル流を有し該熱可塑性樹脂固化層
    と接触しているバリヤー材料の表面部分がまた冷却し第
    2の固化層を形成すること、次いで別の流動性の熱可塑
    性樹脂を前記バリヤー材料の後方から該金型凹み内へ該
    金型凹みを完全に充満するだけ射出し該別の流動性熱可
    塑性樹脂が前記所定量の熱可塑性樹脂とバリヤー材料と
    を該金型凹みの他端の方へ強制流動すること、射出した
    材料の全てを固化すること、の諸段階から成り、射出さ
    れたバリヤー材料の量が、バリヤー層を金型凹み全長に
    渡って広げるには不十分な量であって、第2の固化層で
    あるバリヤー層の間に配置される熱可塑性樹脂材料のみ
    による底部の先端部分を含み、前記バリヤー層が熱可塑
    性樹脂層と別の熱可塑性樹脂層との間のプレフォームの
    内部に終っているラミネート加工したプレフォームの成
    形方法。
  2. 【請求項2】 射出された所定量の一つの熱可塑性材料
    が、第1の固化層を金型凹みの全長に広げるのに十分で
    ある特許請求の範囲第1項記載のプレフォームの成形方
    法。
  3. 【請求項3】 ブロー成形品等を形成するための、内外
    面を有する管状壁を備えているラミネート加工したプレ
    フォームであって、該管状壁の断面部分が、熱可塑性樹
    脂から成る第1の内外層と、該第1の内外層に隣接して
    その間に位置しているバリヤー材料から成る第2の内外
    層と、該バリヤー材料層間にある前記熱可塑性樹脂とは
    別の熱可塑性樹脂から成る中央層と、から成り、且つ、
    前記熱可塑性樹脂材料のみによって形成される底部の先
    端部分を有し、又、このプレフォームは他端に開放端を
    有し、バリヤー材料層が該開放端から隔れた管状壁内に
    て終っているラミネート加工したプレフォーム。
  4. 【請求項4】 該プレフォームが首部仕上部分を有する
    ブロー成形容器を形成するためのものであって該プレフ
    ォームが前記首部仕上部分を含み、バリヤー材料層が該
    首部仕上部分に隣接しているがその部分より手前にて終
    り、首部仕上部分が第1の内外層及び又は中央層を形成
    する熱可塑性樹脂で形成されている特許請求の範囲第3
    項記載のプレフォーム。
  5. 【請求項5】 ブロー成形品から成る中間物品であっ
    て、該ブロー成形品が、底部、管状本体、及び、蓋受入
    上部により形成された開放口部、を有する容器形状をな
    す基部を含み、更に該ブロー成形品が、上方首部と、該
    上方首部へ蓋受入上部を接合している膨張上部と、を含
    み、前記基部がラミネート構造の壁を有し、このラミネ
    ート構造の壁の断面部分が、熱可塑性樹脂から成る第1
    の内外層と、該第1の内外層内にあるバリヤー材料から
    成る第2の内外層と、該バリヤー材料層間にある別の熱
    可塑性樹脂材料から成る中央層と、から成り、底部中央
    部近傍は熱可塑性樹脂材料のみによって形成されている
    中間物品。
  6. 【請求項6】 バリヤー材料層が該中間物品内の概ね前
    記蓋受入上部にて終っている特許請求の範囲第5項記載
    の中間物品。
  7. 【請求項7】 底部と、首部仕上部分にて終っている管
    状本体と、を含むブロー成形容器であって、少なくとも
    前記管状本体がラミネート構造をなし、その半径方向断
    面が、熱可塑性樹脂から成る第1の内外層と、該第1の
    内外層内に配置されたバリヤー材料から成る第2の内外
    層と、該バリヤー材料層間にある前記熱可塑性樹脂と別
    の熱可塑性樹脂から成る中央層と、を有して成り、底部
    中央部近傍はバリヤー材料層間にある熱可塑性樹脂材料
    のみによって形成されているるブロー成形容器。
  8. 【請求項8】 バリヤー材料の層が首部仕上部分付近ま
    で延びている特許請求の範囲第7項記載のブロー成形容
    器。
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