KR20210034542A - 열수축성 플라스틱제 부재, 복합 프리폼 및 복합 용기 - Google Patents

열수축성 플라스틱제 부재, 복합 프리폼 및 복합 용기 Download PDF

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KR20210034542A
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게이타 이케다
고지 오다와라
마사키 미와
다이치 하시모토
유스케 스가
다쿠마 미야와키
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미쯔비시 케미컬 주식회사
다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

입구부와, 상기 입구부에 연결된 몸통부와, 상기 몸통부에 연결된 바닥부를 구비하는 프리폼의 외측의 적어도 일부에 설치되는 열수축성 플라스틱제 부재로서, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로서 포함하는 층을 적어도 구비하고, 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률이 4.0×108 ㎩ 이상이며, 상기 프리폼과의 사이의 동마찰 계수가 1.1 이하인 것을 특징으로 하는, 열수축성 플라스틱제 부재에 의해, 프리폼의 삽입 용이성을 현저히 개선할 수 있는 열수축성 플라스틱제 부재를 제공한다.

Description

열수축성 플라스틱제 부재, 복합 프리폼 및 복합 용기
본 발명은 열수축성 플라스틱제 부재, 상기 열수축성 플라스틱제 부재를 구비하는 복합 프리폼 및 상기 복합 프리폼의 블로우 성형품인 복합 용기에 관한 것이다.
최근, 음식품 등의 내용액을 수용하는 용기로서, 플라스틱제 용기가 일반화되어 오고 있다.
이러한 내용액을 수용하는 플라스틱제 용기는, 프리폼을 금형 내에 삽입하고, 계속해서, 이것을 2축 연신 블로우 성형함으로써 제조할 수 있다(2축 연신 블로우 성형법).
그런데, 종래, 플라스틱제 용기의 제조에는, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리프로필렌(PP) 등의 단층 재료, 다층 재료 또는 블렌드 재료 등을 포함하는 프리폼이 이용되고 있다.
그러나, 종래의 2축 연신 블로우 성형법에 있어서는, 단순히 프리폼을 용기 형상으로 성형할 뿐인 것이 일반적이다. 이 때문에, 용기에 대해 여러 가지 기능이나 특성(배리어성이나 보온성 등)을 갖게 하는 경우, 예컨대 프리폼을 구성하는 재료를 변경하는 등, 그 수단은 한정되어 버린다. 특히, 용기의 부위(예컨대 몸통부나 바닥부)에 따라, 상이한 기능이나 특성을 갖게 하는 것은 어렵다.
특허문헌 1에 있어서는, 용기 본체 및 열수축성 플라스틱제 부재를 구비하는 복합 용기가 개시되어 있고, 이것은, 복합 프리폼을 블로우 성형함으로써 얻어진다. 그리고, 이 복합 프리폼은, 프리폼을 열수축성 플라스틱제 부재에 삽입하고, 이것을 가열함으로써 제조할 수 있으나, 열수축성 플라스틱제 부재에의 프리폼의 삽입은 숙련된 기술이 요구되고 있었다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2015-128858호 공보
이번에, 본 발명자들은 열수축성 플라스틱제 부재에 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로서 함유시킴으로써, 프리폼의 열수축성 플라스틱제 부재에의 삽입 용이성을 현저히 개선할 수 있고, 복합 프리폼 및 복합 용기의 생산 효율을 향상시킬 수 있다는 지견을 얻었다.
따라서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 프리폼의 삽입 용이성을 현저히 개선할 수 있는 열수축성 플라스틱제 부재를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 이 열수축성 플라스틱제 부재를 구비하는 복합 프리폼 및 상기 복합 프리폼의 블로우 성형품인 복합 용기를 제공하는 것이다.
본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재는, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로서 포함하는 층을 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재의 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률은, 4.0×108 ㎩ 이상이다.
본 발명의 복합 프리폼은, 입구부와, 입구부에 연결된 몸통부와, 몸통부에 연결된 바닥부를 구비하는 프리폼과, 프리폼의 외측에 밀착되어 설치된 상기 열수축성 플라스틱제 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 복합 프리폼에 있어서, 프리폼과, 열수축성 플라스틱제 부재 사이의 동마찰 계수는 1.1 이하이다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 복합 프리폼에 있어서, 프리폼과, 열수축성 플라스틱제 부재 사이의 정지 마찰 계수는 1.1 이하이다.
본 발명의 복합 용기는, 상기 복합 프리폼의 블로우 성형품이고, 입구부와, 입구부 하방에 설치된 목부와, 목부 하방에 설치된 어깨부와, 어깨부 하방에 설치된 몸통부와, 몸통부 하방에 설치된 바닥부를 구비하는 용기 본체와, 용기 본체의 외측에 밀착되어 설치된 열수축성 플라스틱제 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 열수축성 플라스틱제 부재에 의하면, 프리폼의 삽입 용이성을 현저히 개선할 수 있고, 복합 프리폼 및 복합 용기의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 복합 프리폼(70)의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 4는 본 발명의 복합 프리폼(70)의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 5는 본 발명의 복합 프리폼(70)의 일 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 7은 프리폼(10a)의 일 실시형태를 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 복합 용기(10A)의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 9는 본 발명의 복합 용기(10A)의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 10은 본 발명의 복합 용기(10A)의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 11은 복합 용기(10A)의 제조 방법의 일 실시형태를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재는, 적어도 가열함으로써 수축하는 특성을 갖는다. 단, 본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재는, 이것을 프리폼의 외측의 적어도 일부에 설치하여 복합 프리폼을 제조할 때에, 반드시 열수축시키는 것을 필수로 하는 것은 아니다. 또한, 복합 용기가 된 상태에서는 이미 열수축성을 갖고 있지 않은 경우가 있으나, 그러한 상태의 구성 부재에 대해서도, 본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재에 포함한다.
본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재의 형상은 한정되는 것은 아니지만, 통상은 필름형(시트형)이고, 후술하는 바와 같이, 원통형의 필름 즉 튜브형이어도 좋다.
<열수축성 플라스틱제 부재(40a)>
본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로 하는 층(41a)을 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로 하는 층을 포함하는 단층 구조를 갖는 것이어도 좋고, 도 2에 도시된 바와 같이 그 외의 층(42a)을 구비하는 다층 구조를 갖는 것이어도 좋다. 열수축성 플라스틱제 부재(40a)가 다층 구조를 갖는 경우, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로 하는 층(41a)을 2층 이상 구비하고 있어도 좋다.
이하에 본 발명의 기술 사상의 개요를 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 기술 사상의 범위에만 한정되는 것이 아니다.
종래부터, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사출 성형하여 프리폼으로 하고, 이것을 블로우 성형함으로써 미리 병 형상으로 한 후, 그 주위에 열수축성 필름(튜브)을 감는 방법이 다용되어 왔다. 이 경우, 열수축성 필름으로서는, 주로 폴리스티렌계 수지나 폴리에스테르계 수지가 이용되고, 폴리올레핀계 수지가 이용되는 경우는 적었다. 이것은, 열수축성 필름으로서 폴리올레핀계 수지를 이용하면, 열수축 후의 필름과 병과의 마찰이 작아, 충분히 고정하는 것이 곤란했기 때문이다.
한편, 본 발명자들에 의하면, 프리폼에 미리 열수축성 필름(튜브)을 감은 후, 프리폼과 열수축성 필름을 동시에 블로우 성형하는 방법에 있어서는, 열수축성 필름으로서 폴리스티렌계 수지나 폴리에스테르계 수지를 이용하면 문제가 발생하는 것이 판명되었다. 구체적으로는, 열수축성 필름과 프리폼과의 접촉 저항이 지나치게 크기 때문에, 프리폼에 열수축성 필름을 감는(튜브의 경우에는 프리폼을 삽입하는) 것이 곤란하였다. 또한, 성형 시에 프리폼과 폴리에스테르 수지가 밀착되어, 복합 용기를 파쇄하여 분별하는 것이 곤란하였다.
그래서 일반적으로는 이용되고 있지 않던 올레핀계 수지(B)를 열수축성 필름에 이용한 결과, 프리폼과의 접촉 저항이 개선되는 것이 발견되었다. 그러나, 올레핀계 수지(B)만으로 열수축성 플라스틱제 부재로 한 것만으로는, 그 후의 블로우 성형성이 불충분할 뿐만이 아니라, 블로우 성형 후의 병 본체와의 추종성도 불충분한 채였다. 그래서 올레핀계 수지(B)와 아이오노머 수지(A)를 병용함으로써, 프리폼과의 접촉 저항의 개선 효과를 유지한 채로, 블로우 성형성이 양호해지고, 또한 블로우 성형 후의 병 본체와의 추종성도 양호해지는 것을 발견하였다.
아이오노머 수지는 고온 상태에서 이온 해리(解離)하고 있기 때문에, 프리폼을 블로우 성형할 때의 가열 상태에서는 유연화되기 때문에 성형성의 향상에 기여한다. 한편, 냉각 후에는 아이오노머 수지가 다시 이온 결합을 재형성하기 때문에 물리적 특성이 향상되고, 병 본체를 형성하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 극성 부위와 상호 작용하기 때문에, 고정력의 향상에 기여할 수 있다. 한편, 이 상호 작용은 극성적인 것이기 때문에, 예컨대 복합 용기를 파쇄하여 분별할 때에는, 용이하게 분리할 수 있다.
아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로 하는 층(41a)에서의 아이오노머 수지의 함유량은 40 질량% 이상 99 질량% 이하가 바람직하고, 60 질량% 초과 98.5 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 80 질량% 이상 98 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 85 질량% 이상 97 질량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 아이오노머 수지의 함유량을 상기 수치 범위 내로 함으로써, 용기 본체(10)로부터 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 분리, 제거할 때의 리사이클성을 향상시킬 수 있다. 또한, 열압착 공정을 갖는 경우, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단을 열압착하는 것을 보다 용이하게 행할 수 있다.
또한, 층(41a)에서의, 올레핀계 수지(B)의 함유량은, 1 질량% 이상 60 질량% 이하가 바람직하고, 1.5 질량% 이상 40 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 2 질량% 이상 20 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 3 질량% 이상 15 질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.
일 실시형태에 있어서, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로 하는 층(41a)을 구비한다.
아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로서 이용함으로써, 열수축성 플라스틱제 부재의 특정 범위의 저장 탄성률과 동마찰 계수를 달성할 수 있고, 또한, 아이오노머 수지(A)와 올레핀계 수지(B)는, 상용성이 좋기 때문에, 투명성이 양호하고, 열수축성 플라스틱제 부재의 생산성도 양호해져 바람직하다.
(아이오노머 수지(A))
아이오노머 수지(A)로서는, 특별히 한정되지 않으나, 예컨대, 에틸렌-메타크릴산 공중합체 등의 에틸렌-불포화 카르복실산 공중합체의 분자 사이를 금속 이온으로 가교한 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 아이오노머 수지에 이용되는 금속 이온으로서는 특별히 한정되지 않고, 나트륨, 아연, 마그네슘, 리튬 등을 사용할 수 있다.
아이오노머 수지(A)의 ISO1133에 준거하여 측정되는 멜트 플로우 레이트(온도 190℃, 하중 21.17 N)는, 0.6 g/10분∼1.0 g/10분인 것이 바람직하다. 아이오노머 수지(A)의 멜트 플로우 레이트를 상기 범위 내로 함으로써, 열수축성 플라스틱제 부재의 생산성이 양호해진다.
아이오노머 수지(A)의 JIS K7244-4에 준거하여 측정되는 저장 탄성률(25℃)의 하한은 1.5×108 ㎩ 이상인 것이 바람직하고, 2.0×108 ㎩ 이상인 것이 보다 바람직하며, 2.5×108 ㎩ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 아이오노머 수지(A)의 저장 탄성률(25℃)을 상기한 범위 이내로 함으로써, 열수축성 플라스틱제 부재의 성형 시의 생산 안정성이나, 열수축성 플라스틱제 부재를 프리폼에 피복할 때의 삽입성이 양호해진다.
(올레핀계 수지(B))
올레핀계 수지(B)로서는, 특별히 한정되지 않으나, 폴리프로필렌계 수지가 바람직하고, 예컨대, 폴리프로필렌 단독 중합체, 폴리프로필렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 등을 적합하게 사용할 수 있다. 특히 폴리프로필렌계 수지 중에서도, 아이오노머 수지(A)와의 상용성의 관점에서, 탄소수 2∼10(3을 제외함)의 α-올레핀과 공중합한 랜덤 공중합체가 바람직하고, 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 랜덤 공중합체가 보다 바람직하다.
폴리프로필렌계 수지의 ISO1133에 준거하여 측정되는 멜트 플로우 레이트(온도 230℃, 하중 21.17 N)는, 4 g/10분∼9 g/10분인 것이 바람직하고, 6 g/10분∼8 g/10분인 것이 보다 바람직하다. 폴리프로필렌계 수지의 멜트 플로우 레이트를 상기 범위 내로 함으로써, 열수축성 플라스틱제 부재의 생산성이 양호해진다.
폴리프로필렌계 수지의 JIS K7244-4에 준거하여 측정되는 저장 탄성률(25℃)은, 7.0×108 ㎩∼2.0×109 ㎩인 것이 바람직하고, 9.0×108 ㎩∼1.5×109 ㎩인 것이 보다 바람직하다. 폴리프로필렌계 수지의 저장 탄성률(25℃)을 상기 범위 이내로 함으로써 열수축성 플라스틱제 부재를 프리폼에 피복할 때의 삽입성이 양호해진다.
(그 외의 성분)
또한, 층(41a)에는, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B) 이외의 열가소성 수지가 포함되어 있어도 좋고, 올레핀계 수지(B) 이외의 올레핀계 수지, 예컨대, 폴리에틸렌계 수지, 환형 올레핀계 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등의 수지 재료 등이 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)와의 상용성의 면에서 바람직하다.
아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로 하는 층(41a)은, 그 외의 성분으로서 상기 수지 재료를 2종 이상 포함해도 좋고, 그 외에, 가소제, 충전재, 자외선 안정화제, 착색 방지제, 형광 증백제, 무광택제, 소취제, 난연제, 내후제, 대전 방지제, 실 마찰 저감제, 슬립제, 이형제, 항산화제, 이온 교환제, 분산제, 자외선 흡수제 등의 첨가재를 포함해도 좋다.
(열수축성 플라스틱제 부재의 형상)
일 실시형태에 있어서, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 형상은, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 바닥이 없는 원통 형상이다.
열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 내경은, 프리폼의 형상·크기에 따라 최적화할 수 있으나, 22 ㎜ 이상 65 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 24 ㎜ 이상 60 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 내경을 상기 수치 범위 내로 함으로써, 후기하는 프리폼(10a)의 삽입을 보다 용이하게 행할 수 있고, 복합 프리폼(70)의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 두께는, 200 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 220 ㎛ 이상 400 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 250 ㎛ 이상 350 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 두께를 상기 수치 범위 내로 함으로써, 프리폼(10a)의 삽입을 보다 용이하게 행할 수 있다. 여기서 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 다층 구성으로 하는 경우에는, 상기한 수치는 전층의 두께의 합계를 의미한다.
또한, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 다층 구성으로 하는 경우에는, 내측으로부터, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층, 가스 배리어층, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층을 구비하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
가스 배리어층으로서는, 예컨대, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 나일론 MXD-6, 환형 폴리올레핀 등의 가스 배리어성을 갖는 수지를 포함하는 층을 이용할 수 있다. 에틸렌-비닐알코올 공중합체로서는, 에발(EVAL)(가부시키가이샤 쿠라레 제조), 소아놀(Soarnol)(미쯔비시 케미컬 가부시키가이샤 제조) 등을 사용할 수 있다.
다른 양태로서는, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층과, 가스 배리어층과의 2층 구성이어도 좋다. 또한, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층, 가스 배리어층, 그 외의 층을 구비하는 구성이어도 좋다. 이들과 같은 구성의 경우에는, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층이 프리폼과 접하는 측에 구비되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층과, 가스 배리어층 사이에 접착층을 더 구비하는 것이 바람직하다. 접착층으로서는, 예컨대, 폴리올레핀계 접착 수지인, 아드마(ADMER)(미쯔이 가가쿠 가부시키가이샤 제조), 모딕(MODIC)(미쯔비시 케미컬 가부시키가이샤 제조) 등을 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 다층 구성으로 하는 경우에는, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층의 두께는, 특별히 한정되지 않으나, 블로우 성형 후의 용기에의 추종성의 관점에서, 각각 40 ㎛∼200 ㎛로 하는 것이 바람직하다.
또한, 양호한 가스 배리어성을 발휘시키기 위해서, 상기 가스 배리어층의 두께는 20 ㎛∼60 ㎛인 것이 바람직하고, 25 ㎛∼60 ㎛인 것이 보다 바람직하며, 30 ㎛∼60 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
(열수축성 플라스틱제 부재의 저장 탄성률)
열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률은, 4.0×108 ㎩ 이상 1.0×109 ㎩ 이하인 것이 바람직하고, 4.5×108 ㎩ 이상 9.0×108 ㎩ 이하인 것이 보다 바람직하며, 5.0×108 ㎩ 이상 8.0×108 ㎩ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 열수축성 플라스틱제 부재의 저장 탄성률(25℃)을 상기 범위 이내로 함으로써, 프리폼을 열수축성 플라스틱제 부재(40a)에 삽입할 때의 삽입성이 양호해진다.
한편, 본 발명에 있어서, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 저장 탄성률은, JIS K7244-4에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다.
열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 저장 탄성률은, 아이오노머 수지(A)나 올레핀계 수지(B)의 종류나 멜트 플로우 레이트의 최적화, 혹은 이들 수지의 배합 비율 등에 의해 조정할 수 있다.
(열수축성 플라스틱제 부재의 동마찰 계수)
열수축성 플라스틱제 부재(40a)와, 후기하는 프리폼(10a) 사이의 동마찰 계수는, 1.1 이하인 것이 필요하다. 1.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.6 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 동마찰 계수의 하한은, 특별히 한정되지 않으나, 0.3 이상인 것이 바람직하고, 0.4 이상인 것이 더욱 바람직하다. 열수축성 플라스틱제 부재와 프리폼과의 동마찰 계수를 상기 범위로 함으로써, 프리폼을 열수축성 플라스틱제 부재에 삽입할 때에 저항없이 삽입하는 것이 가능해진다.
열수축성 플라스틱제 부재(40a)와, 프리폼(10a)과의 동마찰 계수는, 양면(튜브형인 경우에는 내면과 외면)이 동일해도 상이해도 좋고, 적어도 한쪽의 면이 상기를 만족시키는 것이면 된다. 열수축성 플라스틱제 부재(40a)가 튜브형인 경우에는, 적어도 내면이 상기를 만족시키는 것이 바람직하다.
한편, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)와, 프리폼(10a) 사이의 동마찰 계수는, JIS-K7125에 준거한 방법에 의해 23℃에서 측정할 수 있다.
또한, 프리폼(10a)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하고, 플라스틱제 부재(40a)와 폴리에틸렌테레프탈레이트 사이의 동마찰 계수는, 상기와 동일한 것이 바람직하다.
(열수축성 플라스틱제 부재의 정지 마찰 계수)
열수축성 플라스틱제 부재(40a)와, 후기하는 프리폼(10a) 사이의 정지 마찰 계수는, 1.1 이하인 것이 바람직하고, 1.0 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.8 이하인 것이 더욱 바람직하다. 정지 마찰 계수의 하한은 특별히 한정되지 않으나, 0.3 이상인 것이 바람직하고, 0.4 이상인 것이 더욱 바람직하다. 열수축성 플라스틱제 부재와 프리폼과의 정지 마찰 계수를 상기 범위로 함으로써, 프리폼을 열수축성 플라스틱제 부재에 삽입하여, 삽입 위치 결정할 때에, 위치 결정하기 쉬워진다.
열수축성 플라스틱제 부재(40a)와, 프리폼(10a)과의 정지 마찰 계수는, 양면(튜브형인 경우에는 내면과 외면)이 동일해도 상이해도 좋고, 적어도 한쪽의 면이 상기를 만족시키는 것이면 된다. 열수축성 플라스틱제 부재(40a)가 튜브형인 경우에는, 적어도 내면이 상기를 만족시키는 것이 바람직하다.
한편, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)와, 프리폼(10a) 사이의 정지 마찰 계수는, JIS K7125에 준거한 방법에 의해 23℃에서 측정할 수 있다.
또한, 프리폼(10a)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하고, 플라스틱제 부재(40a)와 폴리에틸렌테레프탈레이트 사이의 정지 마찰 계수는, 상기와 동일한 것이 바람직하다.
열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 23℃에서의 비중이 1.0 미만인 것이 바람직하고, 0.99 미만인 것이 보다 바람직하다. 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 비중을 1 미만으로 함으로써, 용기 본체(10)로부터 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 분리 제거할 때에, 양자의 비중차를 이용하여 분리할 수 있다.
<열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 제조 방법>
일 실시형태에 있어서, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 종래 공지의 각종 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 특별히 제한은 없으나, 단축 압출기를 이용하여 각종 원료를 융해시키고, 환형 다이 혹은 다층 환형 다이를 이용하여 미연신 튜브를 압출하며, 계속해서 연신하여 심리스의 열수축성 튜브로 하는 방법을 바람직한 방법으로서 들 수 있다. 그 외에, T 다이를 이용하여 압출·연신한 필름을 융착, 용착 또는 접착 등에 의해 접합시켜 튜브 형상으로 하는 방법, 또한 상기 필름을 스파이럴형으로 접합시켜 튜브 형상으로 하는 방법 등을 들 수 있다.
여기서, 환형 다이 혹은 다층 환형 다이를 이용하여 미연신 튜브를 압출하고, 계속해서 연신하여 열수축성 튜브로 하는 방법에 대해 더욱 상세히 설명한다. 상기한 각종 원료는, 용융 압출 장치에 의해 가열 용융되고, 환형 다이 혹은 다층 환형 다이로부터 연속적으로 압출된 후, 강제적으로 냉각되어 미연신 튜브로 성형된다. 강제 냉각의 수단으로서는, 저온의 물에 침지하는 방법, 냉풍에 의한 방법 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도 저온의 물에 침지하는 방법이, 냉각 효율이 높아 유효하다. 이 미연신 튜브를 연속적으로 다음의 연신 공정에 공급해도 좋고, 또한 한 번 롤형으로 권취한 후, 이 미연신 튜브의 롤을 다음의 연신 공정의 원반(原反)으로서 이용해도 좋다. 제조 효율이나 열 효율의 점에서 미연신 튜브를 연속적으로 다음의 연신 공정에 공급하는 방법이 바람직하다.
이와 같이 하여 얻어진 미연신 튜브는, 튜브 내측으로부터 압축 기체로 가압하여, 연신한다. 연신 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 미연신 튜브의 한쪽의 단(端)으로부터 압축 기체에 의한 압력을 미연신 튜브의 내측에 가하면서 일정 속도로 송출하고, 계속해서 온수 또는 적외선 히터 등에 의해 가열하며, 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 연신 배율을 규제하기 위해서 냉각된 원통관 안을 통과시켜 고정 배율의 연신을 행한다. 원통관의 적당한 위치에서 연신되도록 온도 조건 등을 조정한다. 원통관에서 냉각된 연신 후의 튜브는, 한 쌍의 닙롤에 의해 끼워 연신 장력을 유지하면서 연신 튜브로서 인수 권취된다. 연신은, 유동 방향(MD) 또는 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 어느 순서여도 좋으나, 동시에 행하는 것이 바람직하다.
연신 조건은, 사용하는 수지 조성물의 특성이나 목적으로 하는 열수축률 등에 의해 조정된다.
유동 방향(MD)의 연신 배율은, 미연신 튜브의 이송 속도와 연신 후의 닙롤 속도의 비로 정해지고, 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 연신 배율은 미연신 외경과 연신 튜브 외경의 비로 정해진다. 그 이외의 연신 가압 방법으로서, 미연신 튜브 송출측과 연신 튜브 인수측 양방을 닙롤에 끼워 봉입한 압축 기체의 내압을 유지하는 방법도 채용할 수 있다.
본 발명의 열수축성 튜브(열수축성 플라스틱제 부재)는, 미연신 튜브를 유동 방향에 대해 수직 방향(TD) 및 유동 방향(MD)으로 연신하여 제작된다. 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 연신 배율은, 1.4배∼2.0배가 바람직하고, 1.5배∼1.8배가 보다 바람직하다. 또한, 유동 방향(MD)으로는 미연신이어도 좋으나, 바람직하게는 1.02배 이상이고 1.25배 이하, 바람직하게는 1.17배 이하의 범위의 배율로 연신시켜 얻어진 것이 바람직하다.
여기서, 열수축성 튜브의 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 연신 배율이 1.4배 이상이면 프리폼을 피복하기에 충분한 수축량이 얻어지고, 또한 2.0배 이하 이면, 피복로(被覆爐) 내의 온도 불균일이나 피복로에의 침입 방향에 의한 튜브의 수축 불균일을 억제할 수 있다. 한편, 열수축성 튜브의 유동 방향(MD)의 연신 배율이 1.25배 이하이면, 유동 방향(MD)의 수축량이 적당해져, 피복 가공했을 때에 수축에 의한 어긋남이 발생하지 않고, 피복 전(수축 전)의 튜브의 여분 길이를 적게 할 수 있기 때문에, 비용 상승도 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 하여 제작한 열수축성 플라스틱제 부재의 유동 방향(MD)의 수축률은, 3%∼20%인 것이 바람직하고, 5%∼15%인 것이 보다 바람직하다. 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 수축률은 30%∼50%인 것이 바람직하고, 35%∼45%인 것이 보다 바람직하다. 열수축성 플라스틱제 부재의 유동 방향(MD) 및 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 수축률을 상기 범위 내로 함으로써 열수축성 플라스틱제 부재를 프리폼에 피복 가공할 때에, 프리폼의 입구부로부터 바닥부까지, 열수축성 플라스틱제 부재가 밀착되어, 마무리성이 양호해진다.
<복합 프리폼(70)>
본 발명의 복합 프리폼(70)은, 프리폼(10a)과, 프리폼(10a)의 외측에 밀착되어 설치된 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
복합 프리폼(70)이 구비하는 프리폼(10a)은, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 입구부(11a)와, 입구부(11a)에 연결된 몸통부(20a)와, 몸통부(20a)에 연결된 바닥부(30a)를 구비하고 있다. 이 중 입구부(11a)는, 이후에 서술하는 용기 본체(10)의 입구부(11)에 대응하는 것이고, 입구부(11)와 대략 동일한 형상을 갖고 있다.
또한, 몸통부(20a)는, 전술한 용기 본체(10)의 목부(13), 어깨부(12) 및 몸통부(20)에 대응하는 것이고, 대략 원통 형상을 갖고 있다. 바닥부(30a)는, 전술한 용기 본체(10)의 바닥부(30)에 대응하는 것이고, 대략 반구 형상을 갖고 있다.
일 실시형태에 있어서, 프리폼(10a)은 수지 재료를 포함하여 이루어지고, 수지 재료로서는, 예컨대, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 셀룰로오스계 수지, 비닐계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 프리폼(10a)은, 상기 수지 재료를 2종 이상 포함하고 있어도 좋다.
또한, 프리폼(10a)은, 적색, 청색, 황색, 녹색, 갈색, 흑색, 백색 등의 착색제를 포함하고 있어도 좋으나, 리사이클하기 쉬움을 고려한 경우, 이들 착색제를 포함하지 않고, 무색 투명한 것이 바람직하다.
또한, 프리폼(10a)은, 가소제, 충전재, 자외선 안정화제, 착색 방지제, 형광 증백제, 무광택제, 소취제, 난연제, 내후제, 대전 방지제, 실 마찰 저감제, 슬립제, 이형제, 항산화제, 이온 교환제, 분산제, 자외선 흡수제 등의 첨가재를 포함할 수 있다.
또한, 프리폼(10a)은, 단층 구조를 갖는 것이어도, 다층 구조를 갖는 것이어도 좋다.
예컨대, 중간층을, 나일론 MXD-6, 나일론 MXD-6+지방산염, 폴리글리콜산(PGA), 에틸렌-비닐알코올 공중합체(EVOH) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 가스 배리어성을 갖는 수지나 차광성을 갖는 수지를 포함하여 이루어지는 층으로 하여, 3층 이상을 포함하는 프리폼(10a)으로 할 수 있다.
프리폼(10a)의 외경은, 20 ㎜ 이상 50 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 25 ㎜ 이상 45 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 프리폼(10a)의 외경을 상기 수치 범위 내로 함으로써, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)에의 삽입을 보다 용이하게 행할 수 있고, 복합 프리폼(70)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 구성하는 재료나 그 두께는 상기한 바와 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 프리폼(10a)의 외면에 접착되지 않고 부착되어 있고, 프리폼(10a)에 대해 이동 또는 회전하지 않을 정도로 밀착되어 있거나, 또는 자중으로 낙하하지 않을 정도로 밀착되어 있다. 플라스틱제 부재(40a)는, 프리폼(10a)을 둘러싸도록 그 둘레 방향 전역에 걸쳐 설치되어 있고, 원형 형상의 수평 단면을 갖고 있다.
또한, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 그 일단이 열압착되어, 바닥부(43a)가 형성되어 있어도 좋다(도 5 참조).
<복합 프리폼(70)의 제조 방법>
복합 프리폼(70)의 제조 방법은,
프리폼(10a) 및 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 준비하는 공정과,
열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단으로부터 프리폼(10a)을 삽입하는 공정과,
열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 가열하여, 열수축시켜, 프리폼(10a)에 밀착시키는 공정을 포함한다.
또한, 일 실시형태에 있어서, 본 발명의 복합 프리폼(70)의 제조 방법은, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단을 열압착하는 공정을 포함한다.
(프리폼(10a) 및 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 준비 공정)
프리폼(10a)은, 상기한 수지 재료 등을, 종래 공지의 사출 성형 장치를 사용하여 사출 성형함으로써 제작할 수 있다.
또한, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 제작 방법은 상기한 바와 같다.
(삽입 공정)
삽입 공정에서는, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단으로부터 프리폼(10a)이 삽입된다. 상기 공정은, 수작업에 의해 행해도 좋고, 기계에 의해 행해도 좋다. 한편, 삽입 공정은, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)와 프리폼(10a) 중 어느 한쪽을 이동시켜 행할지, 혹은 양방을 이동시켜 행할지 등에 제약은 없다.
삽입은, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단의 개구부에, 프리폼(10a)의 바닥부(30a)를 삽입함으로써 행한다. 어느 정도까지 삽입하는지에 대해서는, 프리폼(10a)의 길이, 및 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 길이, 혹은, 원하는 제품 형상에 따라 다르지만, 도 5에 도시된 바와 같이 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단을 열압착하는 경우 이외에는, 부재(40a)의 타단의 개구부로부터, 프리폼(10a)의 바닥부(30a)가 노출될 정도까지, 삽입한다.
(가열 공정)
열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 가열 방법은 특별히 한정되지 않고, 적외선이나, 온풍 등을 이용하여 적절히 행할 수 있다. 가열 온도는, 60℃ 이상 250℃ 이하인 것이 바람직하고, 80℃ 이상 150℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 가열 온도란 가열 시의 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 표면 온도를 말하고, 적외선이나, 온풍 등의 설정 온도를 말하는 것이 아니다. 한편, 상기 가열 공정은 필수적이지 않다. 예컨대, 프리폼(10a)과 열수축성 플라스틱제 부재(40a)가, 위치 어긋남하지 않을 정도로 밀착되어 있는 경우에는, 반드시, 가열 공정을 마련할 필요는 없다.
(열압착 공정)
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 방법은, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단을 열압착하는 공정을 포함하고 있어도 좋다. 이러한 공정을 포함함으로써, 프리폼(10a)의 바닥부(30a), 나아가서는 블로우 성형 후의 용기 본체(10)의 바닥부(30)를, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)에 의해 완전히 덮을 수 있다.
구체적으로는, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 길이(X)(도 6 참조)를, 프리폼(10a)의 목부(13a)로부터 바닥부(30a)까지의 길이(Y)(도 7 참조)보다 길게, 즉, 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단에 여백부(80a)가 형성되도록 제작하고, 이 여백부(80a)를 열압착함으로써, 바닥부(43a)를 형성할 수 있다.
여백부(80a)의 길이는, 3 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 5 ㎜ 이상 20 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.
열압착 방법은, 특별히 한정되지 않고, 적외선이나, 온풍 등에 의해 가열된 여백부를 끼워 넣는 등 하여, 압착할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 금속제나 내열성의 수지제의 기구(이하, 경우에 따라 「압착 기구」라고 함)를 이용할 수 있으며, 이들을 조합해도 좋다. 이 압착 기구의 표면은, 평탄한 것이어도 좋고, 일부 또는 전체에 요철 형상을 갖는 것이어도 좋다.
또한, 압착 기구는, 그 표면에 가열 기구를 갖고 있어도 좋다. 이에 의해, 여백부(80a)의 압착 강도를 보다 높일 수 있다. 압착 기구 표면의 가열 온도는, 예컨대, 100℃ 이상 250℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.
압착 시의 압력은, 50 N/㎠ 이상 1000 N/㎠ 이하가 바람직하고, 100 N/㎠ 이상 500 N/㎠ 이하가 보다 바람직하다.
압착 시의 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 온도는, 재질에 따라서도 달라지지만 80℃ 이상 200℃ 이하가 바람직하다.
<복합 용기(10A)>
본 발명의 복합 용기(10A)는, 상기 복합 프리폼(70)의 블로우 성형품이고, 도 8 내지 10에 도시된 바와 같이, 용기 본체(10)와, 용기 본체(10)의 외측에 밀착되어 설치된 열수축성 플라스틱제 부재(40)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
용기 본체(10)는, 도 8 내지 10에 도시된 바와 같이, 입구부(11)와, 입구부(11) 하방에 설치된 목부(13)와, 목부(13) 하방에 설치된 어깨부(12)와, 어깨부(12) 하방에 설치된 몸통부(20)와, 몸통부(20) 하방에 설치된 바닥부(30)를 구비하고 있다.
일 실시형태에 있어서, 입구부(11)는, 도시하지 않은 캡에 나사 부착되는 나사부(14)와, 나사부(14) 하방에 설치된 플랜지부(17)를 갖고 있다.
일 실시형태에 있어서, 목부(13)는, 플랜지부(17)와 어깨부(12) 사이에 위치하고 있고, 대략 균일한 직경을 갖는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 어깨부(12)는, 목부(13)와 몸통부(20) 사이에 위치하고 있고, 목부(13)측으로부터 몸통부(20)측을 향해 서서히 직경이 확대되는 형상을 갖고 있다.
또한, 일 실시형태에 있어서, 몸통부(20)는, 전체로서 대략 균일한 직경을 갖는 원통 형상을 갖고 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 몸통부(20)가 사각형 통 형상이나 팔각형 통 형상 등의 다각형 통 형상을 갖고 있어도 좋고, 몸통부(20)가 상방으로부터 하방을 향해 균일하지 않은 수평 단면을 갖는 통 형상을 갖고 있어도 좋다.
또한, 도 8 내지 10에 도시된 용기 본체(10)의 몸통부(20)는, 대략 평탄한 표면을 갖고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 몸통부(20)에 패널 또는 홈 등의 요철이 형성되어 있어도 좋다.
또한, 일 실시형태에 있어서, 바닥부(30)는, 중앙에 위치하는 오목부(31)와, 이 오목부(31) 주위에 설치된 접지부(32)를 갖고 있다. 한편, 바닥부(30)의 형상에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니며, 충전하는 내용물에 따라, 페탈로이드 바닥 형상이나 둥근 바닥 형상 등으로 해도 좋다.
또한, 몸통부(20)에서의 용기 본체(10)의 두께는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 50 ㎛∼250 ㎛ 정도로 얇게 할 수 있다. 또한, 용기 본체(10)의 중량에 대해서도, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예컨대, 용기 본체(10)의 내용량이 500 mL인 경우에는, 10 g∼20 g으로 할 수 있다.
용기 본체(10)는, 예컨대 만주(滿注) 용량이 100 mL∼2000 mL의 병을 포함하고 있어도 좋다. 혹은, 용기 본체(10)는, 만주 용량이 예컨대 10 L∼60 L의 대형의 병이어도 좋다.
도 8 및 9에 도시된 바와 같이, 열수축성 플라스틱제 부재(40)는, 용기 본체(10) 중, 입구부(11), 목부(13) 및 바닥부(30)를 제외한, 어깨부(12) 및 몸통부(20)를 덮도록 설치할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 일단을 열압착한 후, 블로우 성형함으로써, 용기 본체(10)의 바닥부(30)를 덮는 구성으로 할 수 있다(도 10 참조).
또한, 열수축성 플라스틱제 부재(40)의 두께는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 용기 본체(10)에 부착된 상태에서 예컨대 5 ㎛∼100 ㎛ 정도로 할 수 있다.
열수축성 플라스틱제 부재(40)는, 용기 본체(10)에 대해 용착 내지 접착되어 있지 않기 때문에, 용기 본체(10)로부터 분리(박리)하여 제거할 수 있다.
열수축성 플라스틱제 부재(40)의 용기 본체(10)로부터의 분리(박리)의 방법으로서는, 예컨대 날붙이 등을 이용하여 열수축성 플라스틱제 부재(40)를 절제하거나, 열수축성 플라스틱제 부재(40)에 미리 절단선을 형성하고, 이 절단선을 따라 열수축성 플라스틱제 부재(40)를 박리하거나 할 수 있다. 상기와 같은 방법에 의해, 열수축성 플라스틱제 부재(40)를 용기 본체(10)로부터 분리 제거할 수 있기 때문에, 종래와 마찬가지로 무색 투명한 용기 본체(10)를 리사이클할 수 있다.
<복합 용기(10A)의 제조 방법>
복합 용기(10A)의 제조 방법은,
복합 프리폼(70)을 가열하는 공정과,
블로우 성형 금형 내에 있어서, 가열 후의 복합 프리폼(70)에 대해 블로우 성형을 실시함으로써, 프리폼(10a) 및 열수축성 플라스틱제 부재(40a)를 일체로서 팽창시키는 공정을 포함하여 이루어진다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명의 방법은, 블로우 성형 후의 열수축성 플라스틱제 부재(40)에 화상을 형성하는 공정을 포함한다.
이하, 도 11의 (a) 내지 (d)에 기초하여, 본 발명의 복합 용기(10A)의 제조 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
먼저, 복합 프리폼(70)은, 가열 장치(51)에 의해 가열된다[도 11의 (a) 참조]. 이때, 복합 프리폼(70)은, 입구부(11a)를 아래로 향하게 한 상태로 회전하면서, 가열 장치(51)에 의해 둘레 방향으로 균등하게 가열된다. 이 가열 공정에서의 프리폼(10a) 및 열수축성 플라스틱제 부재(40a)의 가열 온도는, 예컨대 90℃ 내지 130℃로 해도 좋다.
또한, 이 가열은, 적외선이나, 온풍 등을 이용하여 적절히 행할 수 있다.
계속해서, 가열 장치(51)에 의해 가열된 복합 프리폼(70)은, 블로우 성형 금형(50)에 보내진다[도 11의 (b) 참조].
복합 용기(10A)는, 이 블로우 성형 금형(50)을 이용하여 성형된다.
일 실시형태에 있어서, 블로우 성형 금형(50)은, 서로 분할된 한 쌍의 몸통부 금형(50a, 50b)과, 바닥부 금형(50c)을 포함한다[도 11의 (b) 참조]. 도 11의 (b)에 있어서, 한 쌍의 몸통부 금형(50a, 50b) 사이는 서로 벌어져 있고, 바닥부 금형(50c)은 상방으로 올라가 있다. 이 상태에서 한 쌍의 몸통부 금형(50a, 50b) 사이에, 복합 프리폼(70)이 삽입된다.
다음으로, 바닥부 금형(50c)이 내려간 후에 한 쌍의 몸통부 금형(50a, 50b)이 폐쇄되어, 한 쌍의 몸통부 금형(50a, 50b) 및 바닥부 금형(50c)에 의해 밀폐된 블로우 성형 금형(50)이 구성된다. 다음으로 프리폼(10a) 내에 공기가 압입되고, 복합 프리폼(70)에 대해 2축 연신 블로우 성형이 실시된다. 이에 의해, 블로우 성형 금형(50) 내에서 프리폼(10a)으로부터 용기 본체(10)가 얻어진다[도 11의 (c) 참조]. 이 동안, 몸통부 금형(50a, 50b)은 30℃ 내지 80℃까지 가열되고, 바닥부 금형(50c)은 5℃ 내지 25℃까지 냉각된다. 이때, 블로우 성형 금형(50) 내에서는, 복합 프리폼(70)의 프리폼(10a) 및 열수축성 플라스틱제 부재(40a)가 일체로서 팽창된다. 이에 의해, 프리폼(10a) 및 열수축성 플라스틱제 부재(40a)는, 일체가 되어 블로우 성형 금형(50)의 내면에 대응하는 형상으로 부형(賦形)된다.
이와 같이 하여, 용기 본체(10)와, 용기 본체(10)의 외면에 설치된 열수축성 플라스틱제 부재(40)를 구비한 복합 용기(10A)가 얻어진다.
다음으로, 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 몸통부 금형(50a, 50b) 및 바닥부 금형(50c)이 서로 떨어지고, 블로우 성형 금형(50) 내로부터 복합 용기(10A)가 취출된다.
실시예
다음으로 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.
<실시예 1>
아이오노머 수지(A)로서, 하이밀란(HIMILAN) 1706(미쯔이·듀폰 폴리케미컬 가부시키가이샤 제조, MFR 0.9 g/10분, 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률 3.8×108 ㎩)을 95 질량%, 올레핀계 수지(B)로서, 윈텍(WINTEC) WFX4TA(닛폰 폴리프로 가부시키가이샤 제조, 메탈로센계 폴리프로필렌, MFR 7.0 g/10분, 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률 1.0×109 ㎩)를 5 질량%의 비율로 배합한 혼합물을 환형 다이를 이용하여 단축 압출기로 용융 압출하여, 내경 16.6 ㎜의 미연신 튜브를 성형하고, 계속해서 이 미연신 튜브를 온수에 의해 가열하며, 튜브 내측으로부터 압축 기체로 가압하여, 연신함으로써, 바닥이 없는 원통 형상의 열수축성 플라스틱제 부재를 제작하였다. 한편, 열수축성 플라스틱제 부재의 내경은 28.7 ㎜, 두께는 307 ㎛였다.
<실시예 2>
최외층에 아이오노머 수지(A)로서, 하이밀란 1706을 95 질량%, 올레핀계 수지(B)로서, 윈텍 WFX4TA를 5 질량%의 비율로 배합한 혼합물을 이용하고, 접착층으로서, 폴리올레핀계 접착 수지(아드마 SF731, 미쯔이 가가쿠 가부시키가이샤 제조)를 100 질량%, 중간층에 가스 배리어층으로서, 에틸렌-비닐알코올 공중합체(에발 SP482B, 가부시키가이샤 쿠라레 제조)를 100 질량%의 비율로 배합한 혼합물을 3종 5층의 환형 다이를 이용하여 단축 압출기로 각각 용융 압출하여, 내경 18.3 ㎜의 미연신 튜브를 성형하고, 계속해서 이 미연신 튜브를 온수에 의해 가열하며, 튜브 내측으로부터 압축 기체로 가압하여, 연신함으로써, 바닥이 없는 원통 형상의 열수축성 플라스틱제 부재를 제작하였다. 한편, 열수축성 플라스틱제 부재의 내경은 28.7 ㎜, 두께 345 ㎛(최외층 132 ㎛, 접착층 17 ㎛, 중간층 47 ㎛)였다.
<비교예 1>
아이오노머 수지(A)로서, 하이밀란 1855(미쯔이·듀폰 폴리케미컬 가부시키가이샤 제조, MFR 1.0 g/10분, 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률 1.2×108 ㎩)를 95 질량%, 올레핀계 수지(B)로서, 윈텍 WFX4TA를 5 질량%의 비율로 배합한 혼합물을 환형 다이를 이용하여 단축 압출기로 용융 압출하여, 내경 16.6 ㎜의 미연신 튜브를 성형하고, 계속해서 이 미연신 튜브를 온수에 의해 가열하며, 튜브 내측으로부터 압축 기체로 가압하여, 연신함으로써, 바닥이 없는 원통 형상의 열수축성 플라스틱제 부재를 제작하였다. 한편, 열수축성 플라스틱제 부재의 내경은 28.7 ㎜, 두께는 298 ㎛였다.
<비교예 2>
아이오노머 수지(A)로서, 하이밀란 1706을 100 질량%의 비율로 배합한 혼합물을 환형 다이를 이용하여 단축 압출기로 용융 압출하여, 내경 16.9 ㎜의 미연신 튜브를 성형하고, 계속해서 이 미연신 튜브를 온수에 의해 가열하며, 튜브 내측으로부터 압축 기체로 가압하여, 연신함으로써 바닥이 없는 원통 형상의 열수축성 플라스틱제 부재를 제작하였다. 한편, 열수축성 플라스틱제 부재의 내경은 28.7 ㎜, 두께는 310 ㎛였다.
<저장 탄성률>
상기 실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 열수축성 플라스틱제 부재의 저장 탄성률을 JIS K7244-4에 준거한 방법에 의해, 25℃ 환경하에서의 시험편의 저장 탄성률을 측정하였다. 측정 결과를 표 1에 정리하였다.
<동마찰 계수, 정지 마찰 계수>
실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 바닥이 없는 원통 형상의 열수축성 플라스틱제 부재와, 상기 프리폼 사이의 동마찰 계수 및 정지 마찰 계수를 JIS K7125에 준거한 방법에 의해 23℃에서 측정하였다.
구체적으로는, 바닥이 없는 원통 형상의 열수축성 플라스틱제 부재를 절개하여, 40 ㎜×200 ㎜의 크기로 한 열수축성 플라스틱제 부재와, 반원기둥형으로 절단한 폴리에틸렌테레프탈레이트제 프리폼(세로 55 ㎜×가로 22 ㎜×반경 11 ㎜)을 준비하고, 수평한 시험 테이블에, 바닥이 없는 원통 형상의 열수축성 플라스틱제 부재의 내면측이 위가 되도록 고정하며, 반원기둥형으로 한 폴리에틸렌테레프탈레이트제 프리폼의 절단면을 위로 향하게 하여, 외면측을 열수축성 플라스틱제 부재 위에 놓고, 폴리에틸렌테레프탈레이트제 프리폼의 세로 방향으로 직선적으로 힘을 가하여 동마찰 계수 및 정지 마찰 계수를 측정하였다.
<비중>
실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 열수축성 플라스틱제 부재의 비중을 JIS Z8807에 준거한 방법에 의해 23℃에서 측정하였다.
<삽입 용이성 시험>
사출 성형기를 사용하여, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는, 도 3, 4에 도시된 바닥이 있는 원통형의 프리폼을 제작하였다. 한편, 프리폼의 외경은 26 ㎜였다.
실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 도 3, 4에 도시된 바닥이 없는 원통형의 열수축성 플라스틱제 부재의 한쪽의 단부의 개구부에, 상기한 바와 같이 하여 제작한 프리폼의 바닥부측을 삽입하고, 다른쪽의 단부로부터 프리폼의 바닥부가 노출되기까지의 시간을 측정하며, 하기 평가 기준에 따라 평가하였다. 평가 결과를 표 1에 정리하였다.
(평가 기준)
A: 상기 시간이 0.5초 미만이고, 열수축성 플라스틱제 부재에의 프리폼의 삽입은 용이하였다.
NG: 상기 시간이 0.5초 이상이었다.
Figure pct00001
10: 용기 본체 10A: 복합 용기
10a: 프리폼 11: 입구부
11a: 입구부 12: 어깨부
13: 목부 20: 몸통부
20a: 몸통부 30: 바닥부
30a: 바닥부
40: 열수축성 플라스틱제 부재(블로우 성형 후)
40a: 열수축성 플라스틱제 부재(블로우 성형 전)
50: 블로우 성형 금형 70: 복합 프리폼

Claims (20)

  1. 입구부와, 상기 입구부에 연결된 몸통부와, 상기 몸통부에 연결된 바닥부를 구비하는 프리폼의 외측의 적어도 일부에 설치되는 열수축성 플라스틱제 부재로서,
    아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 필수 성분으로서 포함하는 층을 적어도 구비하고,
    25℃ 환경하에서의 저장 탄성률이 4.0×108 ㎩ 이상이며,
    상기 프리폼과의 사이의 동마찰 계수가 1.1 이하인 것을 특징으로 하는 열수축성 플라스틱제 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아이오노머 수지(A)의 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률이 1.5×108 ㎩ 이상인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비중이 1.0 미만인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리폼과의 사이의 정지 마찰 계수가 1.1 이하인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층에서의 상기 아이오노머 수지(A)의 함유량이, 60 질량% 초과 99 질량% 이하인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  6. 아이오노머 수지(A) 60 질량% 초과 99 질량% 이하 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층을 구비하고,
    25℃ 환경하에서의 저장 탄성률이 4.0×108 ㎩ 이상이며,
    폴리에틸렌테레프탈레이트와의 사이의 동마찰 계수가 1.1 이하이고, 비중이 1.0 미만인 것을 특징으로 하는 열수축성 플라스틱제 부재.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아이오노머 수지(A)의 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률이 1.5×108 ㎩ 이상인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트와의 사이의 정지 마찰 계수가 1.1 이하인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률이 4.0×108 ㎩∼1.0×109 ㎩인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 올레핀계 수지(B)가, 폴리프로필렌계 수지인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  11. 제10항에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지의 ISO1133에 준거하여 측정되는 멜트 플로우 레이트(온도 230℃, 하중 21.17 N)가, 4 g/10분∼9 g/10분인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 폴리프로필렌계 수지의 25℃ 환경하에서의 저장 탄성률이, 7.0×108 ㎩∼2.0×109 ㎩인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 유동 방향(MD)의 수축률이 3%∼20%이고, 유동 방향에 대해 수직 방향(TD)의 수축률이 30%∼50%인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층의 두께가, 200 ㎛∼500 ㎛인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 내측으로부터, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층, 가스 배리어층, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층을 구비하는 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  16. 제15항에 있어서, 상기 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층과, 가스 배리어층 사이에 접착층을 더 구비하는 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 아이오노머 수지(A) 및 올레핀계 수지(B)를 포함하는 층의 두께가, 각각 40 ㎛∼200 ㎛인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 배리어층의 두께가, 20 ㎛∼60 ㎛인 것인 열수축성 플라스틱제 부재.
  19. 입구부와, 상기 입구부에 연결된 몸통부와, 상기 몸통부에 연결된 바닥부를 구비하는 프리폼과,
    상기 프리폼의 외측에 밀착되어 설치된, 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 열수축성 플라스틱제 부재
    를 구비하는 복합 프리폼.
  20. 제19항에 기재된 복합 프리폼의 블로우 성형품인 복합 용기로서,
    입구부와, 상기 입구부 하방에 설치된 목부와, 상기 목부 하방에 설치된 어깨부와, 상기 어깨부 하방에 설치된 몸통부와, 상기 몸통부 하방에 설치된 바닥부를 구비하는 용기 본체와,
    상기 용기 본체의 외측에 밀착되어 설치된 열수축성 플라스틱제 부재
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 용기.
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