WO2002032650A1 - Corps de preforme a couches multiples et procede de fabrication de celui-ci - Google Patents

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WO2002032650A1
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layer
preform
injecting
blow
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Hodaka Yokomizo
Jitsuo Oda
Yasuhiko Takeuchi
Hiromitsu Miyajima
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Teijin Limited
Nissei Plastic Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a bottomed preform for a multilayer blow-molded hollow container and a method for producing the same. More specifically, by forming a multilayer using the recovered resin material as the main material of polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, a bottomed preform for a multilayer hollow container having excellent recyclability and physical properties is provided. It relates to the manufacturing method. Conventional technology
  • multilayer preforms using a gas-barrier resin material as an intermediate material have already been commercialized.
  • the above-mentioned multilayer preform has a sandwich molding method in which a first material is injected and then a second material is injected, so that the surface layer is a first material and the intermediate layer is a second material and has a two-type three-layer structure. It is manufactured by a so-called injection molding method.
  • the preform of the hollow container is generally provided with a gatero at the bottom and filled with resin, so that the thickness of the intermediate layer made of the second material increases at the bottom and the preform from the first material is increased.
  • the thickness of the surface layer decreases. Therefore, when the mechanical strength of the second material is low, problems such as a decrease in the bottom strength of the hollow space and a cost increase when the second material is expensive occur.
  • An object of the present invention is to provide a preform for a multilayer hollow container.
  • Another object of the present invention is to provide a preform for a multilayer hollow container which is excellent in moldability and productivity without reducing the characteristics of the container even when a large amount of recycled material is filled.
  • Another object of the present invention is to provide a manufacturing method for optimizing a multilayer structure of a multilayer preform, that is, a thickness distribution of a second material having poor mechanical strength, and realizing the thickness distribution. It is in.
  • the above object and advantages of the present invention are: first, a bottomed preform of a blow-molded hollow container having a multilayer structure, wherein a body and a bottom have a three-layer structure;
  • the innermost and outermost layers of the layer structure are made of the first material, the intermediate layer is made of the second material, and the thickness of the intermediate layer at the bottom (tc) is smaller than the thickness of the intermediate layer at the body (to). (Tc ⁇ to), which is achieved by a preform with a bottom of a blow-molded hollow container.
  • the first and second materials are filled in the injection molding mold cavity in the same molding step, and the outermost and innermost layers of the first material and the second and third layers are formed.
  • a method for manufacturing a bottomed preform of a blow-molded hollow container having a body portion and a bottom portion made of j ′S between ⁇ materials wherein in the same molding process, ( ⁇ a step of injecting a first material, ⁇ ) a step of simultaneously injecting the first material and the second material, and (iii) A method for producing a bottomed preform of a blow-molded hollow container, wherein the step of injecting the first material is continuously performed in this order.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a part of a hot runner system for a multilayer sandwich and a mold cavity of a preform used in the method of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional preformed body having a three-layer structure obtained by injecting a first material and then injecting a second material.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional preformed body having a three-layer structure obtained by injecting the first material, injecting the second material, and finally injecting the first material again.
  • Fig. 4 shows a conventional five-layer structure in which the first material is injected, the second material is injected, the first material is filled again in a predetermined amount, and the preformed body is hung from the bottom to the bottom of the body to form a five-layer structure. It is a typical sectional view of a preform.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of an embodiment of a preform having a three-layer structure obtained by the method of the present invention. Preferred embodiments of the invention
  • thermoplastic resin preferably an aromatic polyester, is used as the first material and the second material.
  • Homopolyesters or copolyesters are preferably used.
  • naphthalenedicarboxylic acid is preferably 50 to 100 mol based on all dicarboxylic acid units. More preferably, 81 to 100 mol%, even more preferably, 91 to 100 mol%, and Ethylene glycol occupies preferably 50 to 100 mol%, more preferably 81 to 100 mol%, and still more preferably 91 to 100 mol%, based on all diol units. Is preferred.
  • terephthalic acid is preferably 50 to 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%, based on all dicarboxylic acids. Is from 81 to 100 mol%, more preferably from 91 to 100 mol%, and ethylene glycol is preferably from 50 to 100 mol%, more preferably from 8 to 100 mol%, based on all diole units. Those which account for 1 to 100 mol%, more preferably 91 to 100 mol%, are preferred.
  • copolymerizable diol components other than ethylenedalicol include aliphatic glycols such as propylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, hexamethylene lendalcol, neopentyldaricol, and diethylene glycol; 1,4-cyclohexanesanda Alicyclic glycols such as rechol; aromatic diols such as bisphenol A and alkylene oxide adducts of bisphenol A; polyols such as polyethylene glycol and polytetramethylene glycol; resorcinol, hydroquinone, dihydroxydiphenyl, bishydroxyl Fluorene such as toxylphenylfluorene can be exemplified.
  • aliphatic glycols such as propylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, hexamethylene lendalcol, neopentyldaricol, and diethylene glycol
  • copolymerizable dicarboxylic acid components other than naphthalenedicarboxylic acid and terephthalic acid include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, t-butylphthalic acid, and diphenoxetane dicarboxylic acid; succinic acid, adipic acid, and sebacin. Acids, etc.
  • Aliphatic dicarboxylic acids diphenyl dicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenyl dicarboxylic acid, phenyl methane dicarboxylic acid, diphenyl ketone dicarboxylic acid, diphenyl sulfido dicarboxylic acid, diphenyl sulfon dicarboxylic acid, etc. Can be exemplified.
  • the polyester containing naphthalenedicarboxylic acid as a main dicarboxylic acid component can be copolymerized with terephthalic acid in addition to the above-listed compounds as a copolymerizable dicarboxylic acid component, and the polyester containing terephthalic acid as a main dicarboxylic acid component.
  • naphthalenedicarboxylic acid other than the above-described compounds can be copolymerized as a copolymerizable dicarboxylic acid component.
  • the aromatic polyester may be further copolymerized with oxycarboxylic acid or a trifunctional or higher functional compound.
  • Examples of the copolymerizable oxycarboxylic acid component include oxybenzoic acid and hydroxydiphenylcarboxylic acid.
  • Examples thereof include polyfunctional compounds having three or more functional groups, such as glycerin, trimethylpropane, pentaerythritol, and trimellitic acid.
  • the aromatic polyester can be obtained by applying a conventionally known general method of polymerizing an aromatic polyester.
  • a method in which ethylene glycol, dimethyl naphthylenedicarboxylate and, if necessary, a copolymer component are subjected to a transesterification reaction while distilling off methyl alcohol, and then a polycondensation reaction is carried out under reduced pressure. Examples can be given. Further, in order to increase the limiting viscosity number of the obtained polyethylene naphthalenedicarboxylate, solid-state polymerization may be performed.
  • polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate used in the present invention can be mixed with other types of thermoplastic resins as long as the properties are not impaired.
  • Various stabilizers, coloring agents, lubricants, fillers, and the like can also be mixed according to the purpose.
  • the bottomed preformed body of the blow-molded hollow container having a multilayer structure of the present invention has a body and a bottom having a three-layer structure.
  • the outermost layer and the innermost layer of the three-layer structure are made of a first material that is the same material, and the intermediate layer is made of a second material that is different from the first material.
  • the first material is preferably a polyester whose main repeating unit is ethylene terephthalate or a polyester whose main repeating unit is ethylene naphthylene dicarboxylate, particularly polyethylene terephthalate and polyester.
  • a recovered material made of the same material as the first material is preferably used.
  • Recovered materials that are the second material are materials that would otherwise be discarded. It does not limit the process of generating and processing the collected material. Examples include flakes or pellets that have been subjected to various processes such as washing, crushing, sorting, granulation, etc., as necessary, from surplus or waste materials generated in the production process, and products obtained through collection.
  • Resin material, regenerated resin material produced from the raw material obtained by depolymerizing the surplus material or waste material as described above through the polymerization process again, or the surplus material or waste material selected is polymerized again. The obtained recycled resin material can be used.
  • the most significant structural feature of the organic preform of the present invention is that the thickness (t c) of the intermediate layer at the bottom (t c Z to) is smaller than the thickness (t o) of the intermediate layer at the same portion.
  • the bottomed preform of the present invention is preferably such that, in the direction from the bottom to the trunk, the tip of the intermediate layer is substantially blow-molded from the bottomed preform by blow molding to form a hollow container. It is located at the part that is not stretched.
  • the intermediate layer preferably accounts for 10% by weight or more, more preferably 20% to 50% by weight.
  • the production method of the present invention is a method of producing a preform of the present invention by filling an injection mold cavity with a first material and a second material in the same molding step, in which case, in the same molding step, (I) a step of injecting the first material, (ii) a step of simultaneously injecting the first material and the second material, and (iM) a step of injecting the first material in this order. It is characterized by.
  • FIG. 1 shows a part of a hot runner nozzle part and a preformed body cavity of an injection molding die.
  • the first material and the second material are each a separate manifold. That is, it is supplied to the multi-tube nozzle section 20 through the manifold 1 of the first material and the manifold 2 of the second material.
  • At the tip of the multi-tube nozzle there is a valve gate that can close the flow path with the valve pin 3 to close the flow path in accordance with the injection sequence and prevent the first material from flowing back into the flow path of the second material. It is possible to prevent.
  • the structure of the multi-tube nozzle is such that a valve pin 3 is located at the center, then a flow path 5 for the second material, and a flow path 4 for the first material at the outermost layer.
  • 40 is a gate portion
  • 50 is a land portion
  • 60 is a nozzle merging portion.
  • This structure is known as a multi-layer sandwich hot runner system. In the present invention, this structure is not particularly limited.
  • a cavity consisting of three parts is arranged ahead of the hot runner nozzle. It comprises a cavity body 6, an in-core cavity 7 for forming a hollow molded body, and a neck ring portion 8 serving as an opening having a screw portion of a hollow container, and has a structure similar to that of a normal injection molding die.
  • the first material and the second material are injected from the individual cylinders through the hot runner manifold, merge at the hot runner nozzle section, and then fill the cavity.
  • the timing of filling the first material and the second material is controlled by the injection timing of the cylinder.
  • sandwich molding of two materials means that a first injection of filling a first material into a cavity is followed by a second injection of a second material, followed by a series of injection steps.
  • an intermediate layer is formed in the molded body as shown in FIG. 2, and a two-layer three-layer structure generally called a sandwich structure is obtained.
  • A is a skin layer formed by primary injection
  • B is an intermediate layer formed by secondary injection and made of a second material.
  • the filling amount of the second material which is the recovered material
  • the filling amount of the second material can be used in excess of 40% by weight.
  • a drop impact evaluation was performed in which the contents were dropped from a height of 1.5 m onto the concrete surface with the contents filled, the bottles that did not use the recovered material could withstand the drop impact.
  • the bottle formed in step 1 was cracked at the bottom by a drop impact and was destroyed.
  • the injection process is terminated by the secondary injection of the second material, a small amount of the second material remains at the junction of the hot runner nozzles composed of the multiple pipes described above, and the next injection process is completed.
  • the first material which is the primary injection.
  • the recovered material may be mixed with the first material and come into contact with the filling content of the hollow molded body, so that the hollow container has a problem of hygiene.
  • the nozzle portion and the land portion are made of the second material, there is a possibility that problems may occur in the production process such as gate cutting properties and stringing properties.
  • the injection sequence was improved to perform a primary injection of the first material, a secondary injection of the second material, and a tertiary injection of the first material.
  • Fig. 3 shows the injection pattern and the layer structure of the obtained molded product.
  • the tip of the intermediate layer is set to the upper part of the body, and the first material is injected again at the end of the injection process so that the second material does not remain on the nozzle and land. I made it.
  • C is a penetration layer formed by tertiary injection. In this case, the tertiary injection was performed with the first material to replace the second material in the nozzle portion, and the second material was prevented from being mixed with the first material in the next injection process.
  • the filling amount of the second material is reduced to improve the mechanical strength at the bottom, but the thickness of the bottom intermediate layer does not decrease so much.
  • the front end of the intermediate shoe is located at the upper part of the trunk.
  • the second material which is the recovered material, is newly manufactured. Since the stretching property is different from that of the first material, which is a manufactured material, the tip of the intermediate layer remains in the obtained blow-molded empty container as stretching unevenness, which poses a practical problem. Also the
  • FIG. 4 shows the injection pattern and the configuration of the obtained molded body in this case. It has been found that the use of this technique effectively reduces the thickness of the intermediate layer of the second material at the bottom. Taking into account the positional relationship between the blow-formed hollow container and the pre-formed body, the bottom edge, which is the site of the most impact when the hollow container falls, is located below the body of the pre-formed body. To position.
  • the tertiary injection amount that is, the amount of the first material charged, increases, so that the second material, which is the collected material, is
  • the present invention will be described with reference to FIG.
  • the first material is injected in the first injection, and then the first material is injected in the second injection in order to achieve both the above-mentioned recyclability, that is, an increase in the amount of the collected material and the strength of the hollow container.
  • the second material are injected simultaneously, and in the tertiary injection, only the first material is injected.
  • Fig. 5 shows the injection pattern in this case and the structure of the obtained molded product.
  • the injection amount of the primary injection is such that, in the direction from the bottom force to the body, the tip position of the intermediate layer made of the second material is substantially not stretched when the hollow container is blow-molded, that is, the neck ring portion. It is preferable to adjust so as to reach the vicinity thereof. If the amount of the primary injection is small, the front end position of the intermediate layer is the body of the container, and streaks due to uneven stretching are likely to occur at that position. If the amount of primary injection is too large, the tip of the intermediate layer may reach the open end of the preform with bottom, so that the second material is exposed to the innermost layer and filled in the hollow molded body. May come in contact with the contents. In the secondary injection, the first material and the second material Materials need to be injected simultaneously.
  • the first material and the second material are merged in a layer at the junction of the honer-nozzle and filled into the cavity. Therefore, the thickness of the intermediate layer made of the second material can be actively adjusted by changing the injection rate of each material.
  • it is effective to reduce the injection rate of the first material and increase the injection rate of the second material as much as possible in the secondary injection. .
  • wrinkled flow marks are generated on the surface of the molded product.
  • Vi Vz is the total injection rate (V 2 ) of the injection rate of the first material (V 21 ) and the injection rate of the second material (V 22 ) in the secondary injection with respect to the injection rate of the primary injection Is preferred from the viewpoint of preventing flow marks.
  • the relationship between the injection rate of the first material (V 21 ) and the injection rate of the second material (V 22 ) in the secondary injection is preferably 0.1 ⁇ V 21 ZV 22 ⁇ 1.
  • loading of the second material Ru good on the shape of the preform but not preferred may be 10 wt% or less.
  • the second material that is, the intermediate layer preferably accounts for 10% by weight or more.
  • V 21 / V 22 when 0.1> V 21 / V 22 , the injection of the first material substantially decreases sharply, and at the same time, the emission of the second material rapidly increases. In an actual molding machine, there is a small time delay between the injection of the first material and the injection of the second material, or a delay in the pressure propagation of the molten resin in the hot runner. This is also unsuitable for practical use since flow marks are generated.
  • V 21 / V 22 preferably satisfies 0.2 ⁇ V 21 / V 22 ⁇ 0.5.
  • the thickness of the intermediate layer made of the second material is preformed in order to obtain the mechanical strength of the hollow container itself, particularly the drop impact resistance, even if a recovered material having poor mechanical strength is used.
  • tc body bottom part
  • the filling amount of the tertiary injection greatly varies depending on the shape of the preformed body and the shape of the hollow container formed by blowing the preformed body, the filling amount is not particularly limited.
  • One example is the tertiary injection up to fi, which corresponds to the bottom edge where the impact is most likely to occur when falling.
  • the position of the tip may be adjusted.
  • the thickness of the intermediate layer is sharply reduced at the tertiary injection tip, so that it is not necessary to fill the first material more than necessary. It is possible to carry out limited filling.
  • the filling amount of the second material as the recovered material is 28% by weight.
  • the method of the present invention uses the collected material in the same manner as a bottle that does not use the collected material. Molded bottles resist drop impact and do not crack.
  • the hollow container formed of the preformed body provided by the present invention can be filled with the hollow molded body even if a mechanically inferior recovered material is used in combination with a newly manufactured material. Do not come into contact with food, which is the contents of food. Further, according to the present invention, it has become possible to increase the amount of recovered material used while maintaining the mechanical strength of the airborne container.

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Description

明 細 書 多層予備成形体およびその製造方法 技術分野
本発明は、 多層ブロー成形中空容器用の有底予備成形体およびその製造方法に 関する。 さらに詳しくは、 ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフ 夕レートを主たる材料として、 回収された樹脂材料を用いて多層化することによ り、 リサイクル性および物性に優れた多層中空容器用の有底予備成形体およびそ の製造方法に関する。 従来の技術
2色成形、 サンドイッチ成形など、 同一射出成形工程で異種榭脂材料からなる 多層成形品を得る方法は広く知られている。 ブロー成形中空容器に関しても中間 材にガスバリアー性樹脂材料を用いた多層予備成形体がすでに商品化されている。 上記多層予備成形体は、 一般的に、 第 1材料を射出後第 2材料を射出すること より表層が第 1材料、 中間層が第 2材料となる 2種 3層構造とするサンドィツチ 成形方法と呼ばれる射出成形方法によって製造される。 しかし従来のサンドイツ チ成形方法では、 中空容器の予備成形体は一般的に底部にゲートロを配置し樹脂 を充填するため、 底部において第 2材料からなる中間層の厚みが増し第 1材料か らなる表層の厚みが減少する。 そのため、 第 2材料の機械的強度が低い場合、 中 空容§ の底部強度低下と第 2材料が高価の場合コストアツプなどの問題が発生す る。
—方、 近年ポリエチレンテレフタレ一ト製ポトルの回収システムが進み、 リサ ィクル P E Tのボトルへの再利用力考えられている。 そこでリサイクル材料を用 いて多層ボトルを製造する検討が行われているが、 リサイクル材料は強度的に劣 るためボトルへの再利用は困難な状況である。 特開平 2— 2 5 8 3 1 0号公報お よび特開平 7— 1 7 8 8 0 1号公報においては、 第 1材料および第 2材料を充填 するタイミングを調整し、 底部にさらに第 1材料からなる芯体層を形成し 5層構 造とする竽法が開示されている。 この手法は高価である第 2樹脂材料の充填量を 減らし製造コストを下げることを目的としているため、 機械的強度向上させるた めには、 第 2材料の充填量を抑制する必要がある。
上記手法を用いると、 ボトルの強度、 特に落下時の衝撃強度をリサイクル材料 を用いても低下しないようにするには、 リサイクル材の充填量を大幅に減少させ る必要がある。 そのため、 この手法はリサイクル性に優れた予備成形体の提供に 適しているとはいえない。 発明の開示
本発明の目的は、 多層中空容器用予備成形体を提供することにある。
本発明の他の目的は、 リサイクル材を多量に充填しても容器の特性が低下せず、 成形性、 生産性に優れた多層中空容器用予備成形体を提供することにある。
本発明の他の目的は、 多層予備成形体の多層構造、 すなわち機械的強度に劣る 第 2材料の肉厚分布を最適化するとともに、 その肉厚分布を実現するための製造 方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は、 以下の説明から明らかになろう。
本発明によれば、 本発明の上記目的および利点は、 第 1に、 多層構造を有する ブロー成形中空容器の有底予備成形体であって、 胴部と底部が 3層構造からなり、 該 3層構造の最内層と最外層は第 1材料からなり、 中間層は第 2材料からなり、 そして底部における中間層の肉厚 (t c ) は胴部における中間層の肉厚 (t o ) よりも薄い (t c < t o ) ことを特徴とする、 ブロー成形中空容器の有底予備成 形体によって達成される。
また、 本発明の上記 的および利点は、 第 2に、 射出成形金型キヤビティに第 1材料と第 2材料を同一成形工程で充填して第 1材料からなる最外層と最内層お よび第 2材料からなる Φ間 j'Sからなる胴部と底部を持つ、 ブロー成形中空容器の 有底予備成形体を製造する方法であって、 同一成形工程において、 ( Π 第 1材 料を射出する工程、 ( Π ) 1材料と第 2材料とを同時に射出する工程および (iii) 第 1材料を射出する工程をこの順に連続して実施することを特徴とする、 ブロー成形中空容器の有底予備成形体を製造する方法によって達成される。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明方法で用いられる多層サンドイッチ用ホットランナーシステム および予備成形体の金型キヤビティの一部の模式的断面図である。
図 2は、 第 1材料を射出後、 第 2材料を射出して得られた従来の 3層構造を有 する予備成形体の模式的断面図である。
図 3は、 第 1材料を射出後、 第 2材料を射出し、 最後に再度第 1材料を射出し て得られた従来の 3層構造を有する予備成形体の模式的断面図である。
図 4は、 第 1材料を射出後、 第 2材料を射出し、 再び第 1材料を所定量充填し て予備成形体底部から胴部下に掛けて 5層構造とした従来の 5層構造を有する予 備成形体の模式的断面図である。
図 5は、 本発明方法により得られた 3層構造を有する予備成形体の実施態様の 模式的断面図である。 発明の好ましい実施形態
以下、 本発明を詳細に説明する。
[第 1材料および第 2材料]
本発明において、 第 1材料および第 2材料としては、 熱可塑性榭脂、 好ましく は芳香族ポリエステルが用いられる。
Figure imgf000005_0001
ルであるホモポリエステルまたはコポリエステルが好ましく用いられる。
ナフタレンジ力ルポン酸を主たるジカルボン酸成分としそしてェチレングリコ ールを主たるジオール成分とする芳香族ポリエステルとしては、 ナフタレンジ力 ルボン酸が全ジカルボン酸単位に対し、 好ましくは 5 0〜1 0 0モル 、 より好 ましくは 8 1〜1 0 0モル 、 さらに好ましくは、 9 1〜1 0 0モル%、 そして エチレングリコールが全ジォ一ル単位に対し、 好ましくは 5 0〜1 0 0モル%、 より好ましくは 8 1〜1 0 0モル%、 さらに好ましくは、 9 1〜1 0 0モル%を 占めるものが好ましい。
テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分としそしてエチレングリコールを主た るグリコール成分とする芳香族ポリエステルとしては、 テレフタル酸が、 全ジカ ルボン酸成分に対し、 好ましくは 5 0〜1 0 0モル%、 より好ましくは 8 1〜1 0 0モル%、 さらに好ましくは、 9 1〜1 0 0モル%、 そしてエチレングリコ一 ルが全ジォーレ単位に対し、 好ましくは 5 0〜1 0 0モル%、 より好ましくは 8 1〜1 0 0モル%、 さらに好ましくは、 9 1〜1 0 0モル%を占めるものが好ま しい。
エチレンダリコール以外の共重合可能なジオール成分としては、 プロピレング リコール、 テトラメチレングリコール、 ペンタメチレングリコール、 へキサメチ レンダリコール、 ネオペンチルダリコール、 ジエチレングリコールなどの脂肪族 グリコール; 1 , 4ーシクロへキンサンダリコール等の脂環族グリコール; ビス フエノール A、 ビスフエノール Aのアルキレンオキサイド付加物などの芳香族ジ オール;ポリエチレングリコール、 ポリテトラメチレングリコールなどポリオ一 ル; レゾルシン、 ハイドロキノン、 ジヒドロキシジフエニル、 ビスヒドロキシェ トキシフエ二ルフルオレンなどフルオレン等を例示することができる。
また、 ナフタレンジカルボン酸およびテレフタル酸以外の共重合可能なジカル ボン酸成分としては、 イソフ夕ル酸、 t プチルフタル酸、 ジフエノキシェタン ジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸;コハク酸、 アジピン酸、 セバチン酸等 脂肪族ジカルボン酸;ジフエニルジカルボン酸、 ジフエ二ルエーテルジカルボン 酸、 ジフエノキシェ夕ンジカルボン酸、 フエニルメタンジカルボン酸、 ジフエ二 ルケトンジカルボン酸、 ジフエニルスルフイ ドジカルボン酸、 ジフエニルスルホ ンジカルボン酸等を例示することができる。
ナフタレンジカルボン酸を主たるジカルボン酸成分とするボリエステルには、 共重合可能なジカルボン酸成分として上記例示化合物の他テレフタル酸を共重合 することができ、 またテレフタル酸を主たるジカルボン酸成分とするボリエステ ルには、 共重合可能なジカルボン酸成分として上記例示化合物の他ナフタレンジ カルボン酸を共重合することができる。
上記芳香族ポリエステルには、 さらにォキシカルボン酸あるいは三官能以上の 多官能性化合物を共重合することもできる。
共重合可能なォキシカルボン酸成分としては、 ォキシ安息香酸、 ヒドロキシジ フエ二ルカルボン酸等を例示することができる。 三官能基以上の多官能性化合物、 例えばグリセリン、 トリメチルプロパン、 ペンタエリスリトール、 トリメリット 酸等を挙げることができる。
これらの部分は、 得られる芳香族ポリエステルが所望の特性を損なわない範囲 で用いられる。
上記芳香族ポリエステルは、 従来公知の、 芳香族ポリエステルの一般的な重合 方法を適用して得ることができる。 その一例として、 エチレングリコール、 ナフ 夕レンジカルボン酸ジメチル、 および必要に応じて共重合成分を、 メチルアルコ —ルを留去しながらエステル交換反応させ、 その後減圧下で重縮合反応を行う方 法を例示することができる。 さらに、 得られたポリエチレンナフタレンジカルボ キシレートの極限粘度数を上げるために、 固相重合を行ってもよい。
また本発明に用いるポリエチレンテレフタレートおよびボリエチレンナフタレ 一卜に対し、 特性を損なわない範囲で他種の熱可塑性樹脂を混合し用いることも 可能である。 また各種安定剤、 着色剤、 滑剤、 充填剤なども目的に応じ混合し用 いることが可能である。
[有底予備成形体]
本発明の多層構造を有するブロー成形中空容器の有底予備成形体は、 胴部と底 部が 3層構造からなる。 3層構造の最外層と最内層とは同一材料である第 1材料 からなり、 そして中間層は第 1材料とは異なる第 2材料からなる。
第 1材料は、 素材としては、 エチレンテレフ夕レートを主たる繰返し単位とす るポリエステルまたエチレンナフ夕レンジカルボキシレートを主たる繰返し単位 とするポリエステルが好ましく、 就中ポリエチレンテレフタレ一卜およびポリェ
'ボキシレー卜が特に好ましい。 また、 第 2材料としては、 第 1材料と同じ素材からなる回収材料が好ましく用 いられる。 第 2材料となる回収材料は、 本来なら廃棄される材料である。 その回 収材料の発生過程、 処理過程を制限するものではない。 例としては、 生産工程で 発生した余剰材または廃棄材、 回収して得られた製品などを、 洗浄、 粉砕、 選別、 造粒などの各種処理を必要に応じて施したフレークまたはペレツト状の回収榭脂 材料、 上記の如き余剰材または廃棄材を解重合して得られた原料から再び重合ェ 程を経て製造された再生樹脂材料、 または選別された余剰材または廃棄材を再度 重合反応させて得られた再生樹脂材料などが挙げられる。
本発明の有機予備成形体の構造上の最大の特徴は、 底部における中間層の肉厚 ( t c ) カ 同部における中間層の肉厚 (t o ) よりも薄い (t c Z t o ) ことに ある。
上記構造とすることによって、 中間層に機械的強度に劣る回収材料を用いても、 中空容器自体の機械的強度、 とくに耐落下衝撃性を十分なものとすることができ る。
本発明の有底予備成形体は、 好ましくは底部から胴部へ向かう方向において、 中間層の先端部が、 この有底予備成形体からブロー成形によりブロー成形中空容 器をしたとき、 実質的に延伸されない部位に位置する。
また、 本発明の有底予備成形体において、 中間層は好ましくは 1 0重量%以上 を占め、 より好ましくは 2 0〜5 0重量%を占める。
次に、 本発明の予備成形体の製造法について説明する。
本発明の製造法は、 射出成形金型キヤビティに第 1材料と第 2材料を同一成形 工程で充填して本発明の予備成形体を製造する方法であり、 その際、 同一成形ェ 程において、 (i ) 第 1材料を射出す分工程、 (ii ) 第 1材料と第 2材料とを同時 に射出する工程および (iM) 第 1材料を射出する工程をこの順に連続して実施す ることを特徴とする。
本発明方法を添付図面の実施態様を用いて説明する。
図 1は、 射出成形用金型のホッ卜ランナ一ノズル部および予備成形体キヤビテ ィの一部を示す。 第 1材料および第 2材料はそれぞれ個別のマ二ホールドすなわ ち第 1材料のマ二ホールド 1および第 2材料のマ二ホールド 2を介し多重管ノズ ル部 2 0へ供給される。 多重管ノズル部先端部には、 バルブピン 3により流路閉 鎖可能なバルブゲートがあり、 射出シーケンスに合わせ流路の閉鎖が行われ、 第 1材料が第 2材料の流路に逆流するのを防ぐことが可能である。 多重管ノズルの 構造は、 中心部にバルブピン 3、 その次に第 2材料の流路 5、 最外層に第 1材料 の流路 4が位置している。 また、 4 0はゲート部、 5 0はランド部、 6 0はノズ ル合流部である。 この構造は、 多層サンドイッチ成形用ホットランナーシステム として公知である。 本発明においてこの構造を特に限定することなはい。
このホットランナーノズル部から先に、 3部に別れた部品からなるキヤビティ が配置されている。 キヤビティ本体 6と中空成形体とするためのインコアキヤビ ティ 7、 中空容器のネジ部を有する口部となるネックリング部 8からなり通常の 射出成形用金型と同様な構造を有する。 第 1材料および第 2材料は個別のシリン ダ一からホットランナーマ二ホールドを介し射出され、 ホットランナ一ノズル部 で合流したあと、 キヤビティ内に充填される。 第 1材料、 第 2材料の充填される タイミングはシリンダ一での射出タイミングにて制御される。
本発明方法では、 上記のとおり、 同一成形工程において、 上記工程 ( i )、 ( ii ) および (iii) を連続してこの順で実施する紂出タイミングが重要である。 このことを説明するため、 第 2図、 第 3図および第 4図を用いて、 先ず従来技 術の具体例について説明する。
一般的に 2種材料のサンドィツチ成形とは、 第 1材料をキヤビティに充填する 1次射出に続き第 2材料を射出する 2次射出を行い一連の射出工程が終了する。 この様なシーケンスで成形すると図 2に示すように成形体中に中間層が形成され —般的にサンドイッチ構造といわれる 2種 3層構造となる。 Aは、 1次射出によ り形成されたスキン層であり、 Bは、 2次射出より形成され、 第 2材料からなる 中間層である。 1次射出量と 2次射出量の比を変えることにより第 2材料の充填 量と第 2材料から成る中間層の先端位置を変えることが可能である。 しかし、 こ の場合充填量と中間層の先端位置は相関があり、 独立して制御することは困難で ある。 また、 上記の成形方法を用いた場合、 中間) aの肉厚分布は先端部で薄く、 ゲート近傍で最大厚みとなることは避けられない現象である。 本発明における如 く機械的強度に劣る回収材料を第 2材料として用いた場合、 ブロー成形してなる 中空容器では、 実使用面で機械的強度が最も問題となるのは底部の落下強度とな る。 底部は延伸倍率が低いため、 通常の新しく製造された材料を用いても、 延伸 された胴部と比較して耐衝撃強度に劣る傾向がある。 その為にも、 何らかの方法 で底部付近の第 2材料からなる中間層の厚みを減少させる必要がある。 上記手法 にて回収材料を用いて 1リットルボトルを成形すると回収材料である第 2材料の 充填量は 4 0重量%を超えて使用することが可能である。 しかし 1 . 5 mの高さ から内容物を充填した状態でコンクリート面に落下させる落下衝撃性評価を行う と、 回収材料を用いないボトルは落下衝撃に耐えるが、 回収材料を用いて上記手 法で成形したボトルは落下衝撃により底部に亀裂が生じ破壊に至った。
また、 第 2材料からなる 2次射出にて射出過程を終了させた場合、 上記の多重 管からなるホットランナーノズルの合流部に若干であるが第 2材料が残留し、 次 回の射出過程にて 1次射出である第 1材料と混合する。 この場合、 回収材が第 1 材料に混入して中空成形体の充填内容物に接触する恐れがあるため中空容器の衛 生性が問題となる。 またノズル部およびランド部は第 2材料となるため、 ゲート カツト性、 糸引き性など生産工程上問題となる恐れがある。
そこで、 射出シーケンスを改善し、 第 1材料から成る 1次射出、 続いて第 2材 料から 2次射出、 さらに第 1材料から成る 3次射出を行つた。 この時の射出パ夕 ーンおよび得られた成形品の層構造を図 3に示した。 底部での中間層厚みを下げ るために中間層先端部を胴部上部程度にし、 さらに射出過程終段で再び第 1材料 を射出することよりノズル部およびランド部に第 2材料が残留しないようにした。 Cは、 3次射出より形成された貫入層である。 この場合、 3次射出を第 1材料で 実施することによりノズル部の第 2材料は置換され、 次回の射出工程にて第 1材 料に第 2材料が混入することは避けられた。 その一方で、 底部機械的強度を改善 するため第 2材料の充填量を下げたが、 底部中間層の肉厚はさほど低下しない。 その一方で中間履先端が胴部上部に位置するようになる。 この中問層先端部がブ 口一成形時に延伸される部位に位置すると、 回収材料である第 2材料と新しく製 造された材料である第 1材料とで延伸特性が異なるため、 得られたブロー成形中 空容器に中間層先端部が延伸ムラとして跡が残るため実用上問題となる。 また第
2材料の充填量を下げたため、 回収材料を最大量充填し特性の優れた中空容器を 得ることに適していない。
上記課題に鑑みて、 上記射出パターンでの 3次射出量を増やすと中間層の中に さらに第 1材料から成る層が貫入し 5層構造を有する予備成形体を得ることが可 能である。 この 3次射出量を調整することより底部での中間層肉厚を低減するこ とが可能である。 この場合の射出パターンおよび得られた成形体の構成を図 4に 示した。 この手法を使用すると効率的に底部での第 2材料から成る中間層肉厚が 低減することが認められる。 し力、し、 実際にブロー成形された中空容器と予備成 形体の位置関係を考慮すると、 中空容器の落下時に最も衝擊を受ける部位である 底部のエッジ部は、 予備成形体の胴部下方に位置する。 そのためこの胴部下方で の中間層の肉厚を十分に低下させるためには 3次射出にて形成される貫入層の先 端位置を予備成形体胴部中央付近まで充填する必要がある。 そのため、 3次射出 量すなわち第 1材料充填量が増加するため、 回収材料からなる第 2材料を最大限
' 充填することに適さない。
次に、 本発明を図 5を用いて説明する。 本発明方法によると、 上記のリサイク ル性すなわち回収材料の充填量増加と中空容器強度を両立させるために、 上記の 如く、 1次射出で第 1材料を射出後、 2次射出で第 1材料と第 2材料とを同時に 射出し、 さらに 3次射出では第 1材料のみを射出する。 この場合の射出パターン と得られた成形品の構成を図 5に示した。 このとき、 1次射出の射出量は、 底部 力 ら胴部へ向かう方向において、 第 2材料からなる中間層の先端位置が中空容器 にブロー成形した時に実質的に延伸されない部位すなわちネックリング部あるい はその近傍に達するように調整するのが好ましい。 この 1次射出の量が少ない場 合、 中間層先端位置が容器胴部となり、 その位置に延伸ムラに起因するスジが発 生し易くなる。 また 1次射出の量が多すぎる場合、 中間層先端部は、 有底予備成 形体の開口端部まで達することがあるため、 第 2材料が最内層に露出して中空成 形体中に充填される内容物へ接触する恐れがある。 2次射出では第 1材料と第 2 材料を同時に射出する必要がある。 このとき、 第 1材料と第 2材料はホッ ナ一ノズルの合流部で層状に合流しキヤビティ内に充填される。 そのため、 各材 料の射出率を変化させることより第 2材料から成る中間層の肉厚を能動的に調整 することが可能となる。 本発明において、 回収材料の充填量をできるだけ増加す ることが望ましいことを考えると、 2次射出では第 1材料の射出率を極力低くし 第 2材料の射出率を高めることが効果的である。 しかし、 このとき、 第 1材料の 射出を急激に低下させると成形品表面にしわ状のフローマークが発生する。 1次 射出の射出率 に対し、 2次射出における第 1材料の射出率 (V21) と第 2材料の射出率 (V22) との合計射出率 (V2) が Vi Vzの関係となることが、 フローマーク防止の観点から好ましい。 2次射出の第 1材料の射出率 (V21) と第 2材料の射出率 (V22) との関係は、 0.1<V21ZV22<1であるのが好 ましい。 1<V21/V22の場合、 第 2材料の充填量は予備成形体の形状にもよ るが、 10重量%以下となる場合があり好ましくない。 本発明では、 第 2材料す なわち中間層は 10重量%以上を占めるのが好ましい。 一方 0.1〉V21/V22 である場合、 第 1材料の射出が実質的に急激に低下すると同時に、 第 2材料の射 出力急激に増加する。 実際の成形機では第 1材料の射出と第 2材料の射出とに若 千の時間遅れ、 またはホットランナー内の溶融樹脂の圧力伝播の遅れなどがあり、 この様な急激な射出率変動を行うとやはりフローマークが発生するため実用に適 さない。 V21/V22は、 好ましくは 0.2<V21/V22<0.5を満足する。
また本発明によれば、 機械的強度に劣る回収材料を用いても中空容器自体の機 械的強度、 とくに耐落下衝擊性を得るため、 第 2材料から成る中間層の肉厚が予 備成形体胴部 (t o) と予備成形体底部 ( t c ) とで比較すると t c < t 0とす ることが必須である。 前記のように通常のサンドィツチ成形では t c〉 t oとな り、 本発明の目的である機械的強度に優れた中空容器を得ることができない。 本 発明の効果を発現するには、 3次射出を行う必要がある。 この 3次射出の充填量 は、 予備成形体の形状およびその予備成形体をブ口一成形してなる中空容器の形 状によって大きく異なるため、 その充填量を特に限定するものではない。 一例と しては、 落下時に最も衝擊を受ける底部エツジ部に相当する位 fiまで 3次射出の 先端位置を調整すればよい。 本発明の手法を用いると、 3次射出先端で急激に中 間層肉厚が減少するので、 必要以上に第 1材料を充填する必要が無いため、 結果 として回収材料からなる第 2材料を最大限充填することが可能となる。 本発明方 法により回収材料を用いて 1リットルボトルを成形すると回収材料である第 2材 料の充填量は 2 8重量%となる。 しかし 1 . 5 mの高さから内容物を充填した状 態でコンクリート面に落下させる、 落下衝撃性評価を行うと、 回収材料を用いな いボトルと同様に回収材料を用いて本発明方法で成形したボトルは落下衝撃に耐 え、 亀裂破壊は発生しない。
以上説明したとおり、 本発明により提供される予備成形体からなる中空容器は、 新しく製造された材料と併用して機械的に劣る回収材料を使用しても、 回収材料 が中空成形体に充填される内容物である食品などに接触することはない。 また、 本発明によれば、 空中容器の機械的強度を維持したまま回収材料の使用量を増加 させることが可能となった。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 多層構造を有するブロー成形中空容器の有底予備成形体であって、 胴部と底 部が 3層構造からなり、 該 3層構造の最内層と最外層は第 1材料からなり、 中間 層は第 2材料からなり、 そして底部における中間層の肉厚 (t c ) は胴部におけ る中間層の肉厚 (t o ) よりも薄い (t cく t o ) ことを特徴とする、 ブロー成 形中空容器の有底予備成形体。
2 . 第 1材料と第 2材料がいずれも熱可塑性榭脂でありそして第 2材料は回収さ れた第 1材料から主としてなる請求項 1に記載の有底予備成形体。
3 . 第 1材料はポリエチレンテレフタレ一トまたはポリエチレン 2 , 6—ナフタ レンジカルボキシレートから主としてなる請求項 1に記載の有底予備成形体。 4 . 底部から胴部へ向かう方向において、 中間層の先端部が、 この有底予備成形 体からブロー成形によりブロー成形中空容器をしたとき、 実質的に延伸されない 部位に位置する、 請求項 1に記載の有底予備成形体。
5 . 中間層が 1 0重量%以上を占める請求項 1に記載の有底予備成形体。
6 . 射出成形金型キヤビティに第 1材料と第 2材料を同一成形工程で充填して第 1材料からなる最外層と最内層および第 2材料からなる中間層からなる胴部と底 部を持つ、 ブロー成形中空容器の有底予備成形体を製造する方法であって、 同一 成形工程において、 U ) 第 1材料を射出する工程、 (ii ) 第 1材料と第 2材料と を同時に射出する工程および (iii) 第 1材料を射出する工程をこの順に連続して 実施することを特徴とする、 プロ一成形中空容器の有底予備成形体を製造する方 法。
7. 第 1材料を射出する工程 (i) および第 1材料と第 2材料とを同時に射出す る工程 (ii) とを、 下記式 (1) および (2) :
0.5<V1/V2<2 … (1)
ここで、 は工程 (i) における射出率でありそして V2は工程 (ii) におけ る射出率である、
0.1<V21/V22<1 … (2)
ここで、 V21は工程 (ii) における第 1材料の射出率でありそして V22は工程 (ii) における第 2材料の射出率である、
を満足するように実施する請求項 6に記載の方法。
8. 請求項 1の有底予備成形体をブロー成形して得られたプロ一成形中空成形体。
補正書の請求の範囲
[2002年 3月 20日 (20. 03. 02 ) 国際事務局受理: 出願当初の請求の範囲 6は取り下げられた;出願当初の請求の範囲 1 -5, 7及び 8は補正された; 他の請求の範囲は変更なし。 (2頁) ]
1. (補正後)射出成形金型キヤビティに第 1材料と第 2材料を同一成形工程で充 填して第 1材料からなる最外層と最内層および第 2材料からなる中間層からなる 胴部と底部を持つ、 ブロー成形中空容器の有底予備成形体を製造する方法であつ て、 同一成形工程において、 (i) 第 1材料を射出する工程、 (ii) 第 1材料と第 2材料とを同時に射出する工程および (iii) 第 1材料を射出する工程をこの順に 連続して実施して胴部と底部が 3層構造からなり、 該 3層構造の最内層と最外層 は第 1材料からなり、 中間層は第 2材料からなり、 そして底部における中間層の 肉厚 (t c) は胴部における中間層の肉厚 (t o) よりも薄い (t c<t o) 多 層構造を有するブロー成形中空容器の有底予備成形体を製造することを特徴とす る、 ブロー成形中空容器の有底予備成形体を製造する方法。
2. (補正後)第 1材料と第 2材料がいずれも熱可塑性樹脂でありそして第 2材料 は回収された第 1材料から主としてなる請求項 1に記載の方法。
3. (補正後) 第 1材料はポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン 2, 6 一ナフタレンジカルポキシレートから主としてなる請求項 1に記載の方法。
4. (補正後)有底予備成形体の底部から胴部へ向かう方向において、 中間層の先 端部が、 この有底予備成形体からブロー成形によりプロ一成形中空容器をしたと き、 実質的に延伸されない部位に位置する、 請求項 1に記載の方法。
5. (補正後)有底予備成形体の中間層が 10重量%以上を占める請求項 1に記載 の方法。
補正された用紙 (条約第 19条)
6. (削除)
7. (補正後) 第 1材料を射出する工程 (i)および第 1材料と第 2材料とを同時 に射出する工程 (ii) とを、 下記式 (1) および (2):
0.5<V1/V2<2 … (1)
ここで、 V は工程 (i) における射出率でありそして V2は工程 (ii) における 射出率である、
0.1<V21XV22<1 … (2)
ここで、 V 2 は工程( ii )における第 1材料の射出率でありそして V 22は工程( ii ) における第 2材料の射出率である、
を満足するように実施する請求項 1に記載の方法。
8. (補正後)請求項 1の方法で製造された有底予備成形体をブロー成形して得ら れたブロー成形中空成形体。
補正された用紙 (条約第 19条) 条約 1 9条に基づく説明書 請求の範囲 1および 6項は補正された請求の範囲 1項に置き換えられた。 請求 の範囲 2— 5項は同じ番号の下に補正された請求の範囲と置き換えられた。 請求 の範囲 7および 8項は補正された請求の範囲 6および 7で置き換えられた。
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