JPS5949896B2 - 多層延伸中空容器の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非常に優れたガス及び水蒸気遮断性を有し、
しかも透明性、表面光沢などの外観が良く、さらには落
下強度、剛性、耐熱性等の物性も優れた多層延伸中空容
器及びその安価な製造方法に関するもので、例えば輸液
容器に適する容器及びその製造方法に関するものである
。

詳しくは、中空容器を製造するにあたシ、所定形状に成
形する前のプリフオームを多層中空成形法によつて、多
層有底コールドパリリンを形成し、これを所定温度に再
加熱した後、金型内で縦方向を延伸ロッドで、横方向を
加圧空気により延伸する多層延伸中空容器及びその製造
方法に関するものである。

従来からポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ルからなる単層の中空容器が一般に出廻つていた。

最近ナイロンやエチレン−ビニルアルコール共重合体等
のガス遮断性の優れた樹脂とポリオレフィンとを組合せ
た多層容器が注目されるようになつてきた。この多層容
器は、特に食品分野において注目され実用化されるよう
になつた。また二軸延伸ポリプロピレン中空容器は５〜
６年前より化粧品や医薬容器として使用されてきて１
いるほか、最近では炭酸飲料用容器としてポリエチレン
テレフタレートやアクリルニトリル樹脂の二軸延伸中空
容器が実用化されつつある。これらのプラスチック製中
空容器は、ガラス瓶に変わるものとして脚光をあびるよ
うになつた。内容物保存性の優れた容器を得るためには
、ガス透過性および水蒸気透過性の小さい樹脂を使用す
ればよいが、このような樹脂単層の容器では、価格が高
いうえ、成形性が劣る欠点を有していた。

このため、ガス遮断性の優れた樹脂とポリオレフィンを
組合せた前述した多層中空容器が価格の点および成形加
工性が安定しているので、注目されていた。しかしなが
らその基材として用いられるポリエチレンやポリプロピ
レン等のポリオレフィンを主体とした容器のため内容物
が十分透視で・ きない欠点を有していた。また輸液容
器に用いた場合、内容物中に異物を検査するため一定の
条件、すなわち４５０ｍμの波長で６０％以上の透過率
を有する必要であるほか、十分な滅菌処理を施す必要が
あつた。

この滅菌処理の方法として高温高圧滅菌法（レトルト法
）、エチレンオキサイドガスで滅菌するガス滅菌法、放
躬線滅菌法があつた。

これら滅菌法のうちガス滅菌法は、使用したガスが容器
プラスチツク中へ吸着する問題があつ１また放躬線滅菌
法は、その取扱が困難であつた。

そのためレトルト法が最も簡便で安定した滅菌方法とし
て用いられている。しかしこのレトルト法による場合高
圧下に耐える容器が必要であつた。以上のようなガス遮
断性、優れた透明性、耐熱性の条件を満足し、しかも価
格的にも優れた成形容器が必要とされてきた。そのため
、個々の素材の特長を生かした多層容器で二軸配向した
容器であれば、上記の条件を満足することがわかつた。

この二軸延伸中空成形は、ポリプロピレンまたはポリエ
チレンフタレートで多く用いられている。

前者については、例えば特公昭３８−１６２４５−号公
報に示されるように機械的強度の優れた中空容器を得る
方法として、融点以下晶質溶融点以下に加熱し内圧によ
り拡張し容器を得ること、特開昭４７−１３６７０号公
報ではモノ一α−オレフインのポリプロピレンの連続し
たチユーブを再加熱して引き伸ばし吹込み成形法に述べ
られている。また特公昭４９−３２９６２号公報には、
ポリプロピレン製中空容器を製造するにあた力、切断さ
れたポリプロピレン管状体を晶質溶融点以上、融点以下
の温度に加熱後延伸中空成形する成形方法 ．について
記載されている。このように結晶性高分子は、二軸延伸
することにより通常の一軸延伸法により成形した中空容
器と比較して、透明性．剛性、耐衝撃性が著しく向上す
ることが認められている。

しかしながら単層 Ｊからなる二軸延伸するポリプロピ
レン中空容器は、殆んどがポリプロピレンを管状に押出
成形した後、連続的にあるいは一定の長さに切断した後
、再加熱し、延伸配向が十分に行なえる温度範囲内で延
伸中空成形し、二軸延伸ポリプロピレン容器を得 ４て
いた。この時縦方向の工伸は、管状体を引き取る時引取
機で管状体の両側をつまみ延伸する。このような成形法
では、融点以下の温度で成形するため容器のネジ径およ
び形状に制約があつた。ピンチオフ部分の融着強度の低
下、および底部をつかみ延伸するので容器底部にテール
が残るなど成形加工上での問題が依然として残されてい
た。ポリエステルやアクリルニトリル系の樹脂の成形す
る方法として、例えば特公昭４９−３０７３号公報のよ
うにまず、ポリエチレンフタレートを躬出成形し、一定
長の有底、無定形の管状体を成形し、この管状体を延伸
ロツドにより縦方向に機械的に延伸し、また加圧空気に
よシ横方向に延伸し中空成形する方法がある。また特開
昭５１一１０１５１６号公報では、二軸配向プラスチツ
ク容器の制御装置が説明され、アクリル系樹脂の躬出成
形プラスチツクプリフオームを成形し、ブローピン先端
が縦方向に移動し、横方向には、加圧流体で配向する方
法が記載されている。これらの成形法では、ほとんどが
躬出成形法によりコールドパリソンと呼ばれている管状
体のプリフオームをある一定温度内で再加熱後延伸中空
成形する。

この延伸効朱が十分にあられれる素材．また内容物保持
のため必要なガス遮断性のある素材であるため、ポリエ
チレンテレフタレートやアクリル系樹脂に限定さわてし
まう。これらの樹脂で躬出成形法によりプリフオームを
得るには、単一材利でなければならず、価洛の高いもの
となク経済的に劣るものである。またプトフオームが射
出成形によつて得られるため、キヤビテイからの取シ出
しが容易に行なえるように一定角度のテーパーが必要で
あＶ，大幅な制限があつた。さらにポリエチレンフタレ
ートはポリプロピレンに較べ分子が剛直であるため結晶
化速度が遅く延伸しやすく、非晶質の透明な容器が得ら
れる。しかしガラス転移点が７０℃であるため、前述し
たレトルト法による１００〜１３０℃、５〜２０分間の
滅菌を行なうともとの結晶性ポリエチレンテレフタレー
トになわ白化し失透する。この二軸延伸テレフタレート
容器は、約７０℃以上の温水充填でも失透しやすく、ま
た大幅な変形がおこるなど耐熱性に欠けるものであつた
。本発明の目的は、これら二伸延伸中空成形法について
検討し、多層で、しかも透明性、表面光沢等の外観が得
られるばかヤでなく、落下強度、剛性、耐熱性等の物性
も優れた二軸延伸中空成形容器の製造方法を得ることで
ある。

また本発明の他の目的は、通常の単層の押出ブロー成契
約いは多層の押出ブロー成形にて、容器重量の１０〜３
０７０の範囲で必ず生じえるフラシユ（通称バリと称し
ている）を、本発明による製造法では生じないために材
相ロスがまつたくなく価洛的にも有利で、容器の品質も
著るしく安定する。

本発明は、多層中空成形法によ）一軸延伸したプリフオ
ームを成形し、これを一定温度範囲内で加熱延伸する多
層延伸中空容器の製造方法である。

以下本発明を詳細に説明する。まず第１図に示された多
層のノズルヘツド１を有した射出成形機によシプリフオ
ームを成形する。

２積３層のプリフオームを成形する場合、３層のノズル
ヘツド１を射出成形機の先端に取りつける。

この多層のノズルヘツドにはおのおの逆流防止弁を取ｖ
つけたスクリユーインライン型の射出容量の大きい主射
出機とそれよ）小型の副射出機が接続してある。内・外
層２を形成する主射出機には変性ポリプロピレン等のポ
リオレフインを供給する。中間層３を形成する副射出機
には、ナイロンまたはエチレン一酢酸ビニル共重合体ケ
ン化物を供給する。おのおの射出機よジ多層ノゼルヘツ
ドの間はアダブタ一にて接続され、プリフオームの層間
の厚みは各々の射出器の射出容量に比例するため、適度
に射出容量を計量し設定する。この時主射出容量に対し
て副射出容量は重量比率で７０〜９５：５〜３０の範囲
にあるのが好ましい。この時主及び副射出機からの射出
は同時に行なわれる。多層ノズルヘツドは第１図に示し
たごとく、２種３層のヘツドが取勺つけてあり、主射出
機からの樹脂は内・外層に分流され、副射出機からの樹
脂は中間層を形成し、ノズル先端で各層は合流し同心円
状の流れでプリフオーム型へ注入される。ここで用いて
いる変性ポリオレフインは、無水マレイン酸などの不飽
和カルボン酸またはその誘導体により変性された変性ポ
リオレフインである。このうち変性ポリオレフインのポ
リオレフインへの不飽和カルボン酸またはその誘導体の
グラフト量は、，ポリオレフイン１００重量部に対して
、０．０１〜２０重量部の範囲である。さらに接着性を
高めるため変性ポリオレフインにエチレン−プロピレン
共重合体、エチレン一酢酸ビニル共重合体、エチレン−
エチルアクリル酸共重合体、炭化水素系合成ゴムのいず
れかとロジン等の粘着付与剤を添加することがある。

この添加量は、変性ポリオレフイン１００重量部に対し
１〜３０重量部である。またエチレン一酢酸ビニル共重
合体ケン化物とは、エチレン一酢酸ビニル共重合体（Ｅ
ＶＡ）を９０７０以上のケン化度でケン化したエチレン
−ビニルアルコール共重合体である。ナイロンには６ナ
イロン、６−１０ナイロン６６ナイロＺ、６−６６共重
合ナイロンなどが使用可能である。ところで、この第１
ステーシヨンでは第１図に示したように金型にノズルが
接し、それぞれの射出機よ）同時射出された樹脂は、多
層ノズルヘツドで積層化され同心円状になつてプリフオ
ーム型に射出される。

この時金型の入口径（通称ゲート口と称す）は、径５〜
１０％．の通常（例えば径１〜３％のゲート径）よ勺太
いダイレクトゲートで良い。従つてノズル先端で同心円
状に積層された流れは、ゲートロでも乱流することなく
金型内に一定量圧入される。この時金型内のコアピンは
収縮して｝勺、射出量はキヤビテイの６０〜９０７０の
範囲にあシ、キヤビテイ一内に十分充填されていない。
この様にして射出された第１セクシヨンでは射出ノズル
が金型から離れる。次に第２ステーシヨンに移ジ、第２
図に示した様に、キヤビテイが回転し、（金型はロータ
リーテーブル上に４型有ジ９０、の位置で固定してあ虱
各４ケ所のステーシヨンを回転する。

このテーブルは図示しない）キヤビテイ一のゲートロが
閉じ内部のコアピン４が土昇し、キヤビテイ一内の樹脂
はネジ部に完全に充填する。これでプリフオームの有底
パリソンが完成する。このプリフオームは第６図に示し
たように内・外層が厚く、変性ポリオレフインよ勺成）
、中間層が薄くガスバリヤー性樹脂の２種３層の構成で
ある。本発明による製造方法では、このような多層射出
法及び圧縮法の２ステージ成形法をとることを特徴とし
ているため、従来その多層ブロー成形法が少ない設備費
用で優れた容器を得る方法であるにも限らず、バリなど
のフラシユも多層であるため回収が困難で材相ロスが大
きかつたが、このプロセスをとればゲート部を加熱する
ホツトランナ一法をとれるため、まつたくスクラツプレ
スな方法でプリフオームが成形できる。

また口部や底部が樹脂の融点以上で成形できるので鋭角
な形状のものも得られ、さらにピンチオフ部分の融着強
度も強固なものが得られる。また予め有底パリソンが得
られるため底部のつかみ部分にテールが見られず外観の
すぐれたものが得られる。第３のステーシヨンでは、第
３図に示すようにこの多層のプリフオーム５を１４０〜
１８０℃の適正延伸温度に温度コントロールする。

プリフオーム５は、第３図のように、加熱装置により加
熱される。この加熱装置６には、赤外線ヒーターが取り
付けてある。この時プリフオーム５を１４０〜１８０℃
の温度になるように時間と温度設定を制御する。この加
熱されたプリフオームは、第４ステーシヨンに移Ｄ第４
図に示すように最終金型？に導入される。金型？に導入
されるとキヤビテイ内の延伸ロツド８が伸長し、縦方向
に１．５〜４倍に強制的に延伸される。この延伸ロツド
８は、容器底部の金型７の近くで止まヤ、金型７には接
しない長さになつている。この時同時にコア４の先端か
ら圧縮空気が吹き込まれ、容器は横方向に１．５〜 ５
倍延伸されて金型壁に十分押しつけられる。

金型には、５〜１０℃の冷却水によ．り冷却されていて
、圧縮空気の吹き込みと同時に十分冷却される。この延
伸中空成形する時の容器の樹脂温度は、延伸が十分に行
なえる温度でなければならない。この延伸成形された容
器９は、金型？を開き取わ出される。

そしてロータリーテーブルの回転により再び第１図の状
態に戻ヤ、さらに前述の工程を繰わ返す。このように本
発明の製造方法は、多層ノズルヘツドを有した複数の躬
出機にて躬出及び圧縮の２ステージ法より、多層のプリ
フオームを成形後、延伸中空成形するものである。

この方法によつて得られた容器は、第７図に示すように
ガス、水蒸気遮断性が優れ、しかも耐熱性、透明性、落
下強度等の物性も優れたものである。

また、フラシユレス成形法であるため、材利のロスがな
く容器の品質も著るしく安定する。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示し、第１図から第５図は本発
明の製造工程を示す説明図、第６図はプリフオームの一
部断裁正面図、第７図は容器の一部断裁正面図。 １ ・・・ノズルヘツド、２・・・内・外層、３・・・
中間層、４・・・コアピン、５・・・プリフオーム、６
・・・加熱装置、゜？ ・・・金型、８・・・延伸ロツ
ド、９・・・容器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多数の射出機から、多層のノズルヘッドを通して積
   層された同心円状の多層構造の樹脂をこのノズルヘッド
   の径５〜１０ｍｍのゲートからプリフオーム型に、キャ
   ビティ内に十分満たさないよう射出した後、プリフオー
   ム内部の形状を有するコアピンを延ばして、コアピンに
   より圧縮する多層射出法及び圧縮法の二工程で成型した
   、ガス遮断性の優れた樹脂層を有するプリフオームる延
   伸中空成型することを特徴とする多層延伸中空容器の製
   造方法。