JPS6071207A - 延伸ブロー成形用多層プリフォームの製造方法 - Google Patents

延伸ブロー成形用多層プリフォームの製造方法

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JPS6071207A
JPS6071207A JP58179396A JP17939683A JPS6071207A JP S6071207 A JPS6071207 A JP S6071207A JP 58179396 A JP58179396 A JP 58179396A JP 17939683 A JP17939683 A JP 17939683A JP S6071207 A JPS6071207 A JP S6071207A
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1379—Contains vapor or gas barrier, polymer derived from vinyl chloride or vinylidene chloride, or polymer containing a vinyl alcohol unit
    • Y10T428/1383—Vapor or gas barrier, polymer derived from vinyl chloride or vinylidene chloride, or polymer containing a vinyl alcohol unit is sandwiched between layers [continuous layer]

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、延伸ブロー成形用多層プリフォーム及びその
製造法に関するもので、より詳細には、ガスバリヤ−性
に優れた多層ポリエステル延伸ボトルを製造するだめの
プリフォーム及びその製造方法に関する。
延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトルは現
在、海外では炭酸ガ風入多清涼飲料、ビール、ウィスキ
ーなどに、国内では醤油、ソース。
ドレッシング、食用油など食品用の他合成洗剤化粧品な
ど非食品にも用いられている。最近では国内でも海外に
次でビール、炭酸ガス入り清涼飲料。
果汁などにその用途は広がりつつある。
延伸ＰＥＴボトルはその透明性、強度、軽量性麿どの他
ガスバリヤー性と耐ガス圧性などの優れた点が七の用途
を拡げる要因となっている。しかしプラスチック容器の
なかでも諸物件に優れた延伸ＰＥＴボトルであっても所
詮プラスチックであって金属かん、ガラスびんが先金な
るガスの非透過性なるに対し若干でもガスの透過性を有
するものでおって、例えば各種炭酸ガス入シ飲料の充填
密封されたものに於ては、その保存期間の限度があシ、
商品の流通期間の制限が避けられず、商品の販売計画に
少なからず支障を来たしているのが実状である。この場
合、炭酸ガス圧の大なるもの程、貰だ容器容量の小さい
もの程その障害は太き＋７１６ 延伸ＰＥＴボトルにおけるガス透過の問題全解消するた
めに、ポリエステル層に対して、エチレン−ビニルアル
コール共重合体、塩化ビニリデン樹脂等のガスバリヤ−
樹脂層全積層することがａ々提案されているが、ガスバ
リヤ−性多）ｖｌＰＥＴボトルの実際の製造においては
、未だ解決すべき多くの技術的問題がめる。
即ち、延伸ブロー用の有底プリフォームは、樹脂の射出
成形によって一般に製造されるが、多層プリフォームを
製造するためには各樹脂層毎の射出を行わなければなら
ない。しかして、樹脂金射出するには成る一足限界以上
の厚み（例えば、エチレン−ビニルアルコール共Ｍ会体
では約０．８　ｗエチレン−ビニルアルコール共Ｍ会体
１ｄ出／　ｖ　−ドの粘度の低いもので、しかも底が浅
（・場合で０．８關が必要。プリフォームのように細長
い場合には１關以上會要する）が少なくとも必要であり
、かくして、ガスバリヤ−性樹脂層がかなり厚（・もの
となるのを免れない。ガスバリヤ−性樹脂の厚みが大き
くなることは、コストの面で不利であるはかりではなく
、プリフォームの延伸ブロー特性や、これから得られる
延伸ボトルの諸物件にも悪影＃を及ぼす。何となれば、
多層ＰＥＴボトルの延伸ブロー条件は、当然のＣとなか
ら、ＰＥＴ層の延伸条件に定められるから、ガスノ（リ
ヤー注樹脂層の厚みが大きくなると、両回脂層の最適延
伸条件のギャップによって、プリフォームの延伸作業性
が低下したり、ガスバリヤ−性樹脂層のクラックや裂目
発生成いは剥離前が発生して、ガスノ９リヤー性の低下
や外観特性不良等のトラブルが発生するからである。
葦だ、ガスバリヤ−性樹脂を積層させる際、該樹脂層に
対する湿度による影響や、内容物とのシ「接触、更ＶＣ
，は破損からの保護等の見地から、ガスバリヤ−性樹脂
を中間層として設けることが望ましい。この３層溝造の
１リフオーム全形成させるためには、ＰＥＴ層の射出、
ガスノくリヤー性樹脂層の射出及びＰＥＴ層の射出とい
う６段の射出操作を、コア金型上で割型全交換しつつ行
わなければならないという煩しさがある。
従って、本発明の王な目的は、延伸ブロー成形に用いる
有底プリフォームであって、ポリエステルから成る内外
層とガスノ（リヤー性樹脂の薄（・中間層とを備え、延
伸作業性に世れ、しかもガスノくリヤー性やその他の諸
物件に優れた姉伸ボトルを与えることが可能な多層プリ
フォーム及びその製法を提供するにある。
本発明の他の目的は、ガスノ（リヤー性樹脂中間層がプ
リフォームσ都を除いて胴部及び紙部に設けられておシ
、しかし外層と６部とが、６部直下において継目を形成
している新規構造の多層プリフォーム及びその製造法を
提供するにある。
本発明の更に他の目的は、多層有底プリフォームの新規
な成形手段を提供するにある。
本発明によれば、延伸ブロー成形によりボトルを製造す
るのに用いる多層プリフォームであって、該プリフォー
ムは、開口端、蓋体との係合部及び必要によシ支持用リ
ングを備えた首部と、延伸されるべき厚肉の胴部及び閉
塞底部とを有し、該首部と胴部及び底部の内壁とは熱可
塑性ポリエステルで一体に形成され、該胴部及び底部の
内壁上にはガスバリヤ−性熱可塑性樹脂から成る薄肉の
中間層がその上端が首部直下に達するように設けられ、
この中間層を憶う位置関係で熱可塑性ポリエステルの外
層が設けられ、外層と首部とが首部直下において直接或
いは中間層を介して継目を形成していることを特徴とす
る多層プリフォームが提供される。
本発明によればまた、開口端、蓋体との係合部及び必要
により支持用リングを備えた首部と、最終プリフォーム
の内壁に相当する内壁寸法を有する胴部及び閉塞底部と
を有し且つ首部直下に段層部を有する一次ブリフォーム
を熱可塑性ポリエステルで製造し、 一次プリフォームの下部と嵌合し得る凹部を有し且つ開
口周縁部に厚肉部とその下方の薄肉部とを有する椀状体
をガスバリヤ−性の熱可塑性樹脂で製造し、 一次プリフォームの下部に椀状体を嵌合させて成る組立
体を金型体に、金型外周壁と椀状体薄肉部との間に空隙
が形成され且２金型外周壁と椀状体厚肉部との間が実質
上閉じられる位置関係で位置させ、 金型外周壁と椀状体薄肉部との空隙に熱可塑性ポリエス
テルを射出して、椀状体のガスバリヤ−性樹脂を、−次
ブリフォームの外周壁に沿って前記段層漏逸引伸ばして
中間層を形成させると共に、該中間層上にポリエステル
の外層を形成させることを特徴とする多層プリフォーム
の製造方法が提供される。
本発明を添付図面に示す具体例に基づいて以下に詳細に
説明する。
本発明の多層プリフォーム全示す第１図において、この
プリフォームは、開口端１、キャップ係合用のネジ２並
びに段屑部６及び支持用リング４を備えた首部５と延伸
されるべき厚肉の胴部６及び閉塞底部７から成っている
。
この首部５はポリエステル単独で形成され、一方首部よ
シも下の胴部６及び閉塞底部７は、ポリエステル製内層
８、ガスバリヤ−性樹脂中間層９及びポリエステル外層
１０の積層構成となっている。この首部５とポリエステ
ル内層とは一体に形成され、前記ガスバリヤ−性樹脂中
間層９はその上端が首部直下に達するように後述するし
ごき射出成形法によシ薄肉化されて設けられ、且つ外層
１０と首部５とが首部直下において直接或いは中間層を
介して継目１１を形成していることが顕著な特徴である
。
このプリフォームの成形法を、第２乃至７図を参照しつ
つ以下に説明する。
第２図は、本発明に用いる一次ブリフォーム２０の射出
成形法を示すものであシ、この射出成形用金型は、プリ
フォーム２０の内壁面を規定するコア２１、首部５の外
壁面を規定する割金型２２α、２２ｂ、及び−次プリフ
ォーム胴部及び底部の外壁面を規定する割金型２５ａ、
２６ｂから成っている。
この−次ブリフォーム２０は、第１図における内層８と
首部５とが一体化され且つその境界に段層１５を有する
ものであり、第２図において、射出成形機のノズル２４
及びゲート２５を経て、前記金型のキャビティ内にポリ
エステルを射出し、冷却することにより形成される。
第６図は、本発明において中間層９の形成に用いる椀状
体２６の射出成形法を示すもので、この椀状体２６はガ
スバリヤ−性樹脂から形成され、周縁部に厚肉部２７と
その下方の薄肉部２８とを有するものである。この椀状
体の成形用金型は、椀状体２６の凹んだ内面を規定する
金型２９と、椀状体２６の外面を規定する割金型６０α
、６０ｂとから成シ、組合せ金型のキャビティ内に、射
出成形機のノズル６１及びゲート６２を通して、ガスバ
リヤ−性樹脂全射出し、冷却固化させることによシ、椀
状体２６の成形が行われる。
この椀状体２６の凹部内面は、−次ブリフォーム２０の
丸い底部と１１ぼびったシ嵌合するもので１、且つ四部
は一次ブリフォーム２０の実質上底部のみを覆うように
短寸法のものであシ、第４図は一次プリフォーム２０の
下部に椀状体２６を嵌合させた組ｙ体を示す。
第５図は、この組又体を用いて、最終プリフォーム成形
用金型内で射出成形を行う新規方法を説明するだめのも
のである。この最終プリフォーム成形用金型におけるコ
ア金型２１及び首部保持用割合型２２Ｇ、２２ｂは、第
２図について述べたものと同じものであり、胴部及び底
部外壁面規正用の割金型６６ａ、３３６は、第２図に示
した割合Ｗ２６α、２６６よりも大寸法のものとなって
いる。当然のことながら、この割合盤６６ａ、６６ｂＯ
）内周面とコア金型２１とのクリアランスは、最終フリ
７オームの肉厚に相当するものであり、キャビティ内容
積をＶ、内層部８の容積をＶｌ、椀状体２６、従って中
間層９の容積をＶ！、外層部１０の容積をＹ３とすれば
、下記式 の関係が成型する。
本発明においては、第５図に明瞭に示される通シ、割金
型３３ａ、３３Ｍの内周面と椀状体２６の薄肉部２８と
の間ＦＣ空隙６４が形成され、しかもこれらの金型３６
α、３３６の内周面と椀状体の厚肉部２７との間が実質
的に閉じられる関係で組文体をこの金型内に位置させる
。
この金型内へのｍｙ体２０．２６の位置決めは。
第２図に示した一次ブリフォーム２０の成形後、割金型
２６Ｇ、２３６を取外し、コア金型２１と割型２２α、
２２ｂで保持される一次ブリフォーム２０の下部に椀状
体２６を嵌合させ、次いで第５図に示す通シ割金型３６
α、３３ｂを閉じることによって行うことができ、また
第４図に示す通シ、射出成形で夫々形成された一次ブリ
フォーム２０と椀状体２６とを組立て、このｍＴ１体を
コア金型２１内に挿入し、割金型２２α、２２ｂ及び６
６α、３３６を夫々閉じるようにすることによって行う
Ｃともできる。
位置決め終了後、射出成形機のノズル２４及びゲート６
５を経て、金型内の前述した空隙３４内にポリエステル
樹脂を射出する。このポリエステル樹脂の射出に伴なっ
て、溶融状態にあるポリエステルにより、椀状体２６を
構成する酸素バリヤー性樹脂も軟化状態に加熱されると
共に、ポリエステル樹脂の射出圧が椀状体の周縁肉圧部
２７に加わシ、樹脂の射出の進行に伴なって、第６図に
最も良く示される通シ、−次プリフォーム２０の側壁部
に沿って薄肉化されつつ引伸ばされ、この薄肉化された
ガスバリヤ−性樹脂中間層９の上に、ポリエステル樹脂
外層１０が形成される。
この行程は、第７図に示す通シ、椀状体２６を構成する
ガスバリヤ−性樹脂が首部直下の段層部１５に迄引伸ば
され、且つ金型内のキャビティがポリエステル樹脂で充
満されつくす迄続行される。
ポリエステル樹脂が金型キャビティ内に充満されること
により、ポリエステル樹脂外層１０とポリエステル樹脂
製首部５とは、首部直下において、直接或いは中間層９
の樹脂を介して継目１１を形成し、射出された樹脂は金
型内で冷却固化されて、最終プリフォームとなる。
本発明によれは、ガスバリヤ−性樹脂がその軟化状態に
おいて比較的小さい応力（メルト・テンション）で破断
されることなく容易に引伸し得るという性質を利用し、
しかもこの引伸しによる薄肉化に外層ポリエステル樹脂
の射出圧力を利用することにより、従来の多層射出成形
では由難であった著しく薄層のガスバリヤ−性樹脂中曲
虐の形成が可能となるものである。
即ち、一般に多層射出成形法によれば、金型内での樹脂
の冷却固化速度との兼ね合いで最低限の厚みが決められ
るが、この厚みは、ガスバリヤ−性樹脂中間層について
言えば、一般に０．８＋ｍのオーダーであシ、これより
も薄くすることは技術的に困難であった。これに対して
、内容物のガスバリヤ−性の点から要求さ扛る、用いる
樹脂のガス透過性や延伸倍率によっても相違するが、エ
チレン−ビニルアルコール共重合体の場合一般的に言っ
て１５μ乃至６０μ程度の厚みがあれば十分である。か
くして、従来の多層射出成形法では、必要厚みよシも大
きい厚みのガスバリヤ−性中間層を形成させねばならな
かったことが明らかとなろう。
これに対して、本発明によれば前述した外層樹脂の射出
圧による中間層樹脂の引伸し、薄肉化を行うことによっ
て、中間樹脂層の厚みをガスバリヤ−′性の見地から要
求される任意の厚みに調節することが可能となり、こｎ
によシ、高価なガスバリヤ−他樹脂の使用量を節約し、
更にはプリフォーム、従ってボトルのコストを低減させ
ることが可能となるのである。
のみならず、多層プリフォームのブロー延伸条件は、当
然のことながら、このプリフォームの主体をなす内外樹
脂層の延伸条件にマツチするように選ばれ、例えば多層
ポリエステル・プリフォームのブロー延伸条件は、ポリ
エステルのそれに合った８５℃乃至１２０℃の温度に選
ばれる。一方、エチレン−ビニルアルコール共重合体等
の酸素バリヤー性樹脂は、この条件では延伸の困難な場
合が多いが、本発明においては、ガスバリヤ−他樹脂が
薄層の形で内外ポリエステル層によシサンドイツチされ
ているため、ガスバリヤ−性樹脂中間層に裂目、クラッ
ク、ピンボール等の欠陥が入ることなしに、良好な作業
性をもって延伸操作が可能となるものである。
のみならず、本発明においては、首部と内壁とをポリエ
ステルで一体に成形し、且つこの首部直下において、外
層ポリエステルと＋ｔｉポリエステルとの間に継目を形
成させることも顕著な利点をもたらす。即ち、本発明に
おいては、首部がポリエステルのみで形成されていても
、この部分が延伸操作を受けずに、かなり厚肉の状態に
保持されることから、この部分を通してのガス透過は無
視し得るオーダーでアシ、シかもこのプリフォームの延
伸によシ薄肉化される部分には、１部直下迄、ガスバリ
ヤ−性樹脂中間層が介在しているため、この部分を通し
てのガス透過も著しく小さい値に抑制し得ることになる
。
更に、プリフォームの全体にわたって、酸素バリヤー性
樹脂層を介在させる場合には、その末端が必らずプリフ
ォームの口部、従って最終容器の口部に露出し、容器中
の水分や湿度（容器内部の湿度はノンＢ１００％と考え
られる）の影響をもろに受けることになる（エチレン−
ビニルアルコール共重合体は高湿条件下ではガスノ（リ
ヤー性が著しく低下する。）。これに対して、本発明に
よれば、′首部と内層とを一体に成形し、首部樹脂と外
層樹脂との継目を、首部直下外周に形成したことにより
、該継目に仮りにガスバリヤ−他樹脂を介在したとして
も、この末端が密閉された容器口部に露出するのが防止
される。
しかも、本発明によれば、最も重要なことに、前述した
継目が延伸を受ける程度が最も小さい首部直下に設けら
れているため、この継目の部分から切欠けや傷等が発生
する傾向もなく、外観特性に特に徴れた延伸ブロー成形
容器が得られるものである。
本発明において熱可塑性ポリエステルとしては、任意の
ポリエステル、特にエチレンテレフタレート単位を主体
とするもの、例えばポリエチレンテレフタレートの他、
重合体鎖中に少量のコモノマー単位、例えばエチレング
リコール以外のジオール類、テレフタル酸以外のジカル
ボン酸類、ヒドロキシカルボン酸類、ジアミン団、アミ
ノ酸類ヲ含んだ結晶性共重合体が使用される。
酸素バリヤー性樹脂は、当然のことながら、上記ポリエ
ステルよシも低い酸素透過係数を示す樹脂であシ、マた
成形操作の点からポリエステルの融点よりも低い融点乃
至は軟化点を有するものである。
このようなガスバリヤ−他樹脂の適当々例は、重要な順
にエチレン−ビニルアルコール共重合体、ナイロン類、
これらの混合物、ノ・イニトリル樹脂、塩化ビニリデン
系樹脂等である。
両回脂層間に接着性がない場合には、椀状体を構成する
樹脂中に接着剤樹脂を含有させるか、或いはその表面を
接着剤樹脂で処理してその被覆層を形成させて寂くこと
ができる。かかる接着剤樹脂としては、ウレタン樹脂、
ポリエステルエーテル、ポリエステルアミド、酸変性オ
レフィン樹脂等を用いることができる。この後者の場合
には、接着剤層の引伸しも同時に行われる。
プリフォームの各部分の厚みは、延伸ブロー成形後にお
いて、中間層が一般に６乃至６０ミクロン、特に５乃至
１５ミクロンの範囲にあシ、また接着性樹脂層を設ける
場合にはその厚みは０．５乃至１５ミクロン、特に１乃
至１０μの範囲にあ勺、内外表面層の厚みは、樹脂の種
類や用途によっても相違するが、各々８００乃至４０ミ
クロン、特に４００乃至６０ミクロンの範囲にあるのが
よい。
多層プリフォームの延伸ブロー成形は、それ自体公知の
手段で行うことができ、例えばこの多層プリフォームを
延伸ブロー成形に適する温度、例えば８５℃乃至１２０
℃に加熱調温し、周知のブロー成形装置で、この多層プ
リフォームの首部をネックホルダーで保持し、これはブ
ロー金型内にセットして延伸棒で縦方向に延伸しながら
、ブロー成形して、二軸地伸多層ボトルを形成する。
実施例 固有粘度が１．０のポリエチレンテレフタレートを射出
成形して、首部直下に段差部を有し、内壁を構成する一
次ブリフォーム（厚さ２．０ｍｍ）を形成スル。次に、
エチレン−ビニルアルコール共重合体（エチレン４０モ
ル％〕を前記−次プリフォームの下部外面に嵌合し得る
凹部を有し開口周縁部を肉厚部とした椀状体（厚さ１．
０ｍｍ）を射出成形する。
一次ブリフォームの下部外面に椀状体を嵌合し、首部直
下の段差部まで固有粘度０．７２のポリエチレンテレフ
タレートを射出成形して、中間層となるエチレン−ビニ
ルアルコール共重合体ｔｊｌ伸ばした６層のプリフォー
ムを成形した。このプリフォームの胴部の平均厚さは、
内層２．０ｍｍ、中間層０．３諺−外層１．５闘であっ
た。
この６層プリフォームを１０５℃に加熱調温して縦軸方
向に姑坤しながらブロー成形によシ横軸方向に延伸する
２軸延伸ブロー成形法によって内容積５００頭での外層
が２１０μ中間層６０μ内層が２５０μ多層ボトルを得
た。
この多層ボトルは酸素バリヤー性も優れ、耐落下衝撃強
度にも優れていた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の多層プリフォームの断面図、第２図は
一次プリフォームの射出成形装置要部の断面図、第６図
は中間層の形成に用いる椀状体の射出成形装置要部の断
面図、第４図は一次プリフォームと椀状体を嵌合させた
組文体の断面図、第５図乃至第７図は最終プリフォーム
の射出成形装置要部の断面図である。 ５・・・首部、６・・・胴部、７・・・底部、８・・・
内層、９・・・中間層、１０・・・外層、２０・・・−
次プリフォーム、２１・・・コア、２２α、２２ｂ・・
・割金型、２６α、２６ｂ・・・割金型、２６・・・椀
状体、２７・・・厚肉部、２８・・・薄肉部、６６α、
６５ｂ・・・割金型特許出願人　東洋製罐株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 一

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）延伸ブロー成形によりボトルを製造するのに用い
    る多層プリフォームであって、 該プリフォームは、開口端、蓋体との保合部及び必要に
    より支持用リングを備えた首部と、延伸されるべき厚肉
    の胴部及び閉基底部とを有し、該首部と胴部及び底部の
    内壁とは熱可塑性ポリエステルで一体に形成され、該胴
    部及び底部の内壁上にはガスバリヤ−性態可塑性樹脂か
    ら成る薄肉の中間層がその上端が灯部直下に達するよう
    に設けられ、この中間層’に６ｔう位置関係で熱可塑性
    ポリエステルの外層が設けられ、外層と首部とが首部直
    下において、直接或いは中間層を介して継目を形成して
    いること１ｒ：特徴とする多層プリフォーム。
  2. （２）開口端、着体との保合部及び必要により支持用リ
    ング全備えた６部と、最終プリフォームの内壁に相当す
    る内壁寸法を有する胴部及び閉基底部とを有し且つ首部
    直下に段屑部を有する一次ブリフォーム金熱可塑性ポリ
    エステルで製造し、−次フリフォームの下部と嵌合し得
    る凹部を有し且つ開口周縁部に厚内部とその下方の薄肉
    部とを有する椀状体をガスバリヤ−性の熱可塑性有脂で
    製造し、 一次プリフォームの下部に椀状体を嵌合させて成る組立
    体を金型内に、金型外周壁と椀状体薄肉部との間に空隙
    が形成され且つ金型外周壁と椀状体厚肉部との間が実質
    上閉じられる位置関係で位置させ、 金型外周壁と椀状体薄肉部との空隙に熱可塑性ポリエス
    テルを射出して、椀状体の岐素バリヤー性樹脂を、−次
    プリフォームの外周壁に沿って前記段肩部迄引伸ばして
    中間Ｍｋ影形成せると共に、該中間層上にポリエステル
    の外層全形成させることを特徴とする多層プリフォーム
    の製造方法。
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