WO2013146109A1 - 金属色の外観を有する延伸発泡プラスチック成形体 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、近年では、資源の再利用が強く求められ、上記のようなポリエステル容器に関しても、使用済みの容器を回収し、リサイクル樹脂として種々の用途への再利用が図られている。
前記発泡セルは、該成形体の最大延伸方向に沿った垂直断面でみて、最大厚みが100μm以下で且つ平均アスペクト比が4以上となる偏平形状を有しており、
前記発泡領域での外面には、前記発泡セルが分布していない非発泡のプラスチック表皮層が形成されており、
前記成形体は、着色剤として、非光沢顔料が着色剤として配合されており、且つ該成形体の発泡領域は金属色を呈していること、
を特徴とする延伸発泡プラスチック成形体が提供される。
(1)前記プラスチック表皮層は、1乃至50μmの厚みを有していること、
(2)前記着色剤として、橙~緑系顔料が使用されており、金色を呈すること、
(3)前記着色剤として、黒系顔料が使用されており、銀色を呈すること、
(4)ボトル形状を有しており、少なくとも該ボトルの胴部が前記発泡領域となっていること、
が好適である。
尚、マイクロセルラーによる発泡とは、不活性ガスを発泡剤として樹脂に含浸させ、このガスを気泡に成長させて発泡セルを形成するという技術であり、発泡セルが小さく、しかも全体に均一に分布するという利点があり、さらには、発泡セルによる強度などの物性低下が低いという利点もある。
尚、アスペクト比とは、図1から理解されるように、扁平状発泡セル1の最大長さ(最大延伸方向長さ)をLとしたとき、L/tで表される(tは、セル1の厚みである)。
また、発泡セル1の最大厚みが大きくアスペクト比が小さいほど、正反射が少なく、乱反射が顕著となるため光沢がなくなる。
さらに、表皮層5の厚みが厚いほど、マニュキア効果が顕著であり、濃い色に発色し、表皮層5の厚みが薄いほど、マニキュア効果が希薄であり、薄い発色となる。
また、前述したメタリック系顔料以外の着色剤は、一般に、成形体10(マトリックス3)を形成しているプラスチック100重量部当り、5乃至0.0005重量部、特に3乃至0.001重量部の量で使用される。
尚、橙~緑系の非金属系顔料の具体例としては、これに限定されるものではないが、以下のものを例示することができ、成形体の用途に応じて、このような色の顔料を1種或いは2種以上の組み合わせで選択して使用することができる。
赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK。
赤色顔料:
ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B。
紫色顔料:
マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ。
青色顔料:
紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC。
緑色顔料:
クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG。
例えば、パントン色見本No.で871C,872C,873C,874C,875C,876C,8384C,8385C,8580C,8581C,8582C,8640C,8641C,8642C,8643C,8644C,8645C,8940C,8660C,8960C,8961Cの金色を発現させることができる。
また、パントン色見本No.877C,8001C,8400C,8401C,8402C,8403C,8404C,8405C,8420C,8421C,8422C,8423C,8424C,8425Cの銀色を発現させることができる。
このようなプラスチックボトル60は、オレフィン系樹脂やポリエステル樹脂により好適に成形され、特にポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂は、このようなボトル60の成形には最適である。
発泡領域において金属色、特に金色乃至は銀色を呈する本発明の延伸発泡プラスチック成形体は、前述したメタリック系顔料以外の着色剤をプラスチックに混練して成形を行うこと及び発泡セルの大きさや表皮層の厚み等が所定の範囲となるように、不活性ガスの含浸量、発泡条件、延伸条件などの成形条件を調整することを除けば、本出願人がこれまで提案してきた公知の方法(例えば、特許文献1~3やWO2009/119549など)を利用して製造することができる。
また、成形機中の溶融混練部に高圧で不活性ガスを供給し、不活性ガスが溶解した成形用樹脂組成物をそのまま射出成形等の成形に供することにより、不活性ガスが含浸したプリフォームを得ることもできる。この場合、射出成形機中での発泡等を防止し且つスワルマーク等の外観不良のないプリフォームを得るためには、例えばWO2009/119549などで本出願人が提案しているように、高圧に保持された金型キャビティ内に保圧をかけながら不活性ガスが溶解した成形用樹脂組成物を射出充填することにより成形を行うことが好ましい。
尚、表皮層5は、発泡領域となる部分の外面にのみ形成されていればよく、プリフォームの全体にわたってわざわざ形成するものではないため、発泡領域となる部分のみを大気に露出させ、他の部分は大気に露出しないように覆っておくなどの手段を採用し、発泡領域となる部分の外面についてのみ、選択的にガスを放出させることもできる。
この図3から理解されるように、この発泡プリフォームは延伸成形されていないため、発泡セル1aはほぼ球形状であり、扁平していない。従って、この発泡プリフォームの発泡領域では、セルが球形で乱反射が多いことから、白っぽい色となり、光沢も不足し、金属色を呈するまでにはいたっていない。
例えば、図4には、図2の発泡ボトル60を得るためのプリフォームの形状が示されているが、このプリフォーム50は、全体として試験管形状を有しており、その上部に螺子51a及びサポートリング51bを備えた首部51が形成されており、首部51の下方に胴部53及び底部55が形成されている。即ち、図2の発泡ボトル60では、螺子61a及びサポートリング61bを備えた首部61は非発泡領域であるため、このプリフォーム50の首部51も非発泡領域であり、その胴部53及び底部55が発泡領域となり、上記の選択的加熱により、上述した球形状の発泡セル1aが形成されることとなる。
勿論、成形体10の全体が発泡領域とする場合には、発泡プリフォームの全体を加熱すればよい。
即ち、図2に示されている形態のボトルを製造する場合には、図4に示されているような試験管形状の発泡プリフォームを作製し、これをブロー成形に供するが、カップ形状の容器を製造する場合には、板状形状或いはシート形状の発泡プリフォーム(底部及び胴部に対応する中央部分が発泡領域となる)をプラグアシスト成形等に付すればよい。
ボトル用PET樹脂(固有粘度:0.84dl/g)100重量部に、赤色と緑色の有機顔料からなる茶色PET樹脂用着色マスターバッチを3重量部ドライブレンドし、射出成形機に供給した。
さらに射出成形機の加熱筒の途中から窒素ガスを0.15重量%供給しPET樹脂と混練して溶解させた。また、金型内での発泡を抑えるためあらかじめ金型内部を空気で昇圧しておき(金型内圧力5MPa)、発泡しないよう保圧の程度を調整(保圧力60MPa、射出保圧時間22秒)して、窒素ガスが溶解しているPET樹脂を金型内に射出して冷却固化し、試験管形状の容器用プリフォームを得た。このプリフォームは、ガスは含浸しているが実質非発泡状態にある。
上記のプリフォームは茶色を呈し、発泡セルは見られず、また発泡ガスを添加しない場合と比べると軽量化率は0%であった。
得られたボトルは口部を除く容器全体が金色の光沢を呈し、優れた外観と隠蔽性を有していた。パントン色見本と比較したところ、8385Cの色を呈した。
ボトル胴部において容器上下方向に対して垂直方向断面を操作型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ微細な扁平形状セルが多数形成されおり、気泡の最大厚みは32μm、平均アスペクト比は11.2であり、表層には気泡がまったく存在していない表皮層があり、その厚みは2μmであった。
ボトル胴部の一部を切り出し、550℃に設定した電気炉で一昼夜灰化処理を行ったところ、残渣は10ppm以下であり、金属粉顔料および鱗片状顔料などの無機顔料残渣がないことを確認した。
実施例1において、射出成形機の加熱筒内で窒素ガスを加えないこと以外は実施例1と同様にボトルを成形した。得られたボトルは透明な茶色を呈しており、気泡は生成されておらず、隠蔽性と光沢は劣り、金属色を呈するには至っていなかった。
実施例1においてプリフォーム成形後1週間経時させてからブロー成形を行ったこと以外は実施例1と同様にボトルを作製した。
得られたボトルは口部を除く容器全体が金色の光沢を呈し、優れた外観と隠蔽性を有していた。パントン色見本と比較したところ、8642Cの色を呈した。SEMによりボトル胴部断面を観察したところ、気泡の最大厚みは28μm、平均アスペクト比は10.9、表皮層厚みは19μmであった。
実施例1において着色マスターバッチの量を1重量部としたこと以外は実施例1と同様にボトル成形を行った。
得られたボトルは口部を除く容器全体が明るい金色の光沢を呈し、優れた外観と隠蔽性を有していた。パントン色見本と比較したところ467Cの色を呈した。SEMによりボトル胴部断面を観察したところ、気泡の最大厚みは27μm、平均アスペクト比は11.2、表皮層厚みは3μmであった。
実施例1において、射出成形機の加熱筒内で加える窒素ガスの量を0.12重量%とした以外は実施例1と同様にボトルを成形した。
得られたボトルは口部を除く容器全体が暗い金色を呈し、優れた外観を有していた。パントン色見本と比較したところ、462Cの色を呈した。SEMによりボトル胴部断面を観察したところ、気泡の最大厚みは21μm、平均アスペクト比は10.5、表皮層厚みは4μmであった。
実施例1において、射出成形機の加熱筒内で加える窒素ガスの量を0.20重量%とした以外は実施例1と同様にボトルを成形した。射出段階で得られたプリフォームには微細な気泡が多数見られ、ブローして得られたボトルは口部を除く容器全体が薄い黄色を呈し光沢感はなく、金属色を呈すにはいたっていなかった。パントン色見本と比較したところ、486Cの色を呈した。SEMによりボトル胴部断面を観察したところ、気泡の最大厚みは62μm、平均アスペクト比は10.4、表皮層厚みは2μmであった。
ボトル用PET樹脂(固有粘度:0.84dl/g)100重量部に実施例1で用いた茶色PET樹脂用着色剤を3重量部ドライブレンドし、射出成形機に供給した。さらに射出成形機の加熱筒の途中から窒素ガスを0.15重量%供給しPET樹脂と混練して溶解させると共に、金型内での発泡を抑えるためあらかじめ金型内部を空気で昇圧しておき(金型内圧力5MPa)、発泡しないよう保圧の程度を調整(保圧力55MPa、射出保圧時間19秒)して、窒素ガスが溶解しているPET樹脂を金型内に射出して冷却固化し、射出成形板(厚み1.5mm)を得た。この射出成形板は、ガスは含浸しているが実質非発泡状態である。
成形板断面をSEMで観察したところ微細な球状セルが多数形成されおり、気泡の最大厚みは47μm、平均アスペクト比は1.1であった。
実施例1と同様の方法で、PET樹脂100重量部にカーボンブラックからなる黒色系のPET樹脂用着色マスターバッチを0.5重量部ドライブレンドし、射出成形機に供給し、窒素ガス0.13重量%を混練し、射出成形し、実質非発泡状態の容器用プリフォームを得た。得られたプリフォームは黒色を呈し、発泡セルは見られず、軽量化率0%であった。
SEMによりボトル胴部断面を観察したところ、気泡の最大厚みは10μm、平均アスペクト比は8.5、表皮層厚みは10μmであった。
黒色マスターバッチ添加量を2重量部としたこと以外は実施例5と同様の方法で射出した。その後、表層のガス抜きのため大気中に1ヶ月経時させた。経時後のブローしてボトルを得たところ、得られたボトルは口部を除く容器全体が銀色の光沢を呈し、優れた外観と隠蔽性を有していた。パントン色見本と比較したところ、8403Cの色を呈した。
SEMによりボトル胴部断面を観察したところ、気泡の最大厚みは5.9μm、平均アスペクト比は9.6、表皮層厚みは93μmであった。
3:マトリックス
5:表皮層
10:延伸発泡プラスチック成形体
t:発泡セル1の厚み
L:発泡セル1の最大長さ
Claims (5)
- 発泡セルを内蔵している発泡領域が少なくとも一部に形成されている延伸発泡プラスチック成形体において、
前記発泡セルは、該成形体の最大延伸方向に沿った垂直断面でみて、最大厚みが50μm以下で且つ平均アスペクト比が4以上となる偏平形状を有しており、
前記発泡領域での外面には、前記発泡セルが分布していない非発泡のプラスチック表皮層が形成されており、
前記成形体は、着色剤として、非光沢顔料が着色剤として配合されており、且つ該成形体の発泡領域は金属色を呈していること、
を特徴とする延伸発泡プラスチック成形体。 - 前記プラスチック表皮層は、1乃至100μmの厚みを有している請求項1に記載の延伸発泡プラスチック成形体。
- 前記着色剤として、橙~緑系顔料が使用されており、金色を呈する請求項1に記載の延伸発泡プラスチック成形体。
- 前記着色剤として、黒系顔料が使用されており、銀色を呈する請求項1に記載の延伸発泡プラスチック成形体。
- ボトル形状を有しており、少なくとも該ボトルの胴部が前記発泡領域となっている請求項1に記載の延伸発泡プラスチック成形体。
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