特開2018-202699(P2018-202699A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特開2018-202699複合プリフォームの製造方法および複合容器の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-202699(P2018-202699A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】複合プリフォームの製造方法および複合容器の製造方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 49/22 20060101AFI20181130BHJP
   B29C 63/18 20060101ALI20181130BHJP
【FI】
   B29C49/22
   B29C63/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2017-109297(P2017-109297)
(22)【出願日】2017年6月1日
(71)【出願人】
【識別番号】000002897
【氏名又は名称】大日本印刷株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091982
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100082991
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 泰和
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100120617
【弁理士】
【氏名又は名称】浅野 真理
(74)【代理人】
【識別番号】100187207
【弁理士】
【氏名又は名称】末盛 崇明
(72)【発明者】
【氏名】須 賀 勇 介
(72)【発明者】
【氏名】宮 脇 琢 磨
【テーマコード(参考)】
4F208
4F211
【Fターム(参考)】
4F208AG03
4F208AG07
4F208AH55
4F208AR12
4F208LA02
4F208LA08
4F208LB01
4F208LG03
4F208LG06
4F208LG28
4F208LG32
4F208LG42
4F208LH02
4F208LH03
4F208LH06
4F208LH18
4F211AA04
4F211AA11
4F211AA12
4F211AA19
4F211AA24
4F211AA26
4F211AA28
4F211AD12
4F211AG03
4F211AG07
4F211AH55
4F211AR06
4F211AR20
4F211SA11
4F211SC01
4F211SP21
(57)【要約】      (修正有)
【課題】容器本体と、該容器本体の底部を完全に覆うプラスチック製部材とを備える複合容器の製造に用いる複合プリフォームの製造方法で、ブロー成形に起因する容器本体とプラスチック製部材との間の気泡発生を防止できる、複合プリフォームの製造方法の提供
【解決手段】口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aを備えるプリフォーム10aを準備する工程と、熱圧着するための余白部を一端に有するチューブ状の熱収縮性プラスチック製部材40aを準備する工程と、プリフォーム10aをプラスチック製部材40aの他端から嵌め込む工程と、プラスチック製部材40aを加熱し、プラスチック製部材40aを熱収縮させる工程と、プラスチック製部材40aの余白部を熱圧着する工程と、熱圧着された余白部をねじり、ねじり部80を形成する工程と、を含む複合プリフォーム70の製造方法。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
口部と、前記口部に連結された胴部と、前記胴部に連結された底部を備えるプリフォームを準備する工程と、
熱圧着するための余白部を一端に有するチューブ状の熱収縮性プラスチック製部材を準備する工程と、
前記プリフォームを前記プラスチック製部材の他端から嵌め込む工程と、
前記プラスチック製部材を加熱し、前記プラスチック製部材を熱収縮させる工程と、
前記プラスチック製部材の余白部を熱圧着する工程と、
前記熱圧着された余白部をねじり、ねじり部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、複合プリフォームの製造方法。
【請求項2】
前記ねじり部の形成工程が、熱圧着された前記余白部をねじ切るように行われる、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記熱圧着工程および前記ねじり部の形成工程が同時に行われる、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記余白部の長さが、3mm以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法により得られた複合プリフォームを加熱するとともにブロー成形金型内に挿入する工程と、
加熱後の前記複合プリフォームに対してブロー成形を施すことにより、プリフォームおよびプラスチック製部材を一体として膨張させる工程とを含んでなることを特徴とする、複合容器の製造方法。
【請求項6】
請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法により得られた複合プリフォーム。
【請求項7】
請求項5に記載の方法により得られた複合容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複合プリフォームの製造方法および複合容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近時、飲食品等の内容液を収容するボトルとして、プラスチック製のものが一般化してきており、このようなプラスチックボトルには内容液が収容される。
【0003】
このような内容液を収容するプラスチックボトルは、プリフォームを金型内に挿入し、2軸延伸ブロー成形することにより製造される。
【0004】
ところで、従来の2軸延伸ブロー成形法では、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)やPP(ポリプロピレン)等の単層材料、多層材料又はブレンド材料等を含むプリフォームを用いて容器形状に成形している。しかしながら、従来の2軸延伸ブロー成形法においては、単にプリフォームを容器形状に成形するだけであるのが一般的である。このため、容器に対して様々な機能や特性(バリア性や保温性等)を持たせる場合、例えばプリフォームを構成する材料を変更する等、その手段は限定されてしまう。とりわけ、容器の部位(例えば胴部や底部)に応じて、異なる機能や特性を持たせることは難しい。
【0005】
本出願人は、先の出願(特開2015−128858号公報)において、容器に対して様々な機能や特性を付与することができる複合容器を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2015−128858号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特開2015−128858号公報において開示される複合容器は、容器本体およびプラスチック製部材を備える複合プリフォームをブロー成形することにより得られるものである。
この複合プリフォームが備えるプラスチック製部材は、熱収縮性を有するものであることが、プリフォーム、ひいては容器本体への密着性という観点からは好ましい。しかしながら、熱収縮性を有するプラスチック製部材は、その製造方法上、チューブ状であるため、プリフォーム(容器本体)の底部を完全に覆わせることが難しく、底部の遮光性を高めたり等、様々な機能を複合容器の底部に付与することが困難であった。
【0008】
今般、本発明者らは、プリフォームを嵌め込んだ熱収縮性のプラスチック製部材の一端を熱圧着した後にねじることにより、容器本体の底部がプラスチック製部材により完全に覆われた複合容器を製造することができることを見出した。
さらに、本発明者らは、このねじり工程を含む方法により得られた複合容器は、ねじり工程を含まない熱圧着工程のみを含む方法により得られた複合容器と比べ、ブロー成形に起因する容器本体とプラスチック製部材との間における気泡の発生を効果的に防止することができ、かつブロー成形時に熱圧着部が剥がれてしまったり等の破損が生じてしまうのを防止することができることを見出した。
【0009】
したがって本発明の目的は、容器本体と、該容器本体の底部を完全に覆うことのできるプラスチック製部材とを備える複合容器の製造に用いられる複合プリフォームの製造方法であって、ブロー成形に起因する容器本体とプラスチック製部材との間の気泡発生および熱圧着部の破損を防止することのできる、複合プリフォームの製造方法を提供することである。
【0010】
本発明の複合プリフォームの製造方法は、
口部と、口部に連結された胴部と、胴部に連結された底部を備えるプリフォームを準備する工程と、
熱圧着するための余白部を一端に有するチューブ状の熱収縮性プラスチック製部材を準備する工程と、
プリフォームをプラスチック製部材の他端から嵌め込む工程と、
プラスチック製部材を加熱し、プラスチック製部材を熱収縮させる工程と、
プラスチック製部材の余白部を熱圧着する工程と、
熱圧着された余白部をねじり、ねじり部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
【0011】
上記態様においては、ねじり部の形成工程が、熱圧着された前記余白部をねじ切るように行われることが好ましい。
【0012】
上記態様においては、熱圧着工程およびねじり部の形成工程が同時に行われることが好ましい。
【0013】
上記態様においては、余白部の長さが、3mm以上であることが好ましい。
【0014】
本発明の複合容器の製造方法は、
上記方法により得られた複合プリフォームを加熱するとともにブロー成形金型内に挿入する工程と、加熱後の複合プリフォームに対してブロー成形を施すことにより、プリフォームおよびプラスチック製部材を一体として膨張させる工程とを含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明の方法によれば、容器本体と、該容器本体の底部を完全に覆うことのできるプラスチック製部材とを備える複合容器を製造することのできる複合プリフォームを提供することができる。
また、この複合プリフォームを用いて得られた複合容器は、ブロー成形により容器本体とプラスチック製部材との間に気泡が入り込んでしまうことを防止することができると共に、熱圧着された余白部がブロー成形により破損してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1図1は、本発明に係る方法により製造される複合プリフォームの正面図である。
図2図2は、図1の複合プリフォームを用いて作製される複合容器を示す部分垂直断面図である。
図3図3は、図2に示す複合容器のIII−III線水平断面図である。
図4図4は、熱収縮性プラスチック製部材の作製方法の一実施形態を示す概略図である。
図5図5は、プリフォームを熱収縮性プラスチック製部材に嵌め込んだ状態を表す垂直断面図である。
図6図6は、熱収縮性プラスチック製部材の正面図である。
図7図7は、プリフォームの正面図である。
図8図8は、複合容器の製造方法を示す概略図である。
図9図9は、余白部の熱圧着およびねじり部の形成に用いられる保持部および回転機構を有する圧着器具を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
複合プリフォーム70
一実施形態において、図1に示すように、複合プリフォーム70は、プラスチック材料製のプリフォーム10aと、プリフォーム10aの外側に設けられた熱収縮性プラスチック製部材40aとを備えている。
【0018】
複合プリフォーム70に対し、2軸延伸ブロー成形を施し、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを一体として膨張させることにより、図2に示す複合容器10Aを得ることができる。
【0019】
複合容器10A
図2に示すように、複合容器10Aは、内側に位置するプラスチック材料製の容器本体10と、容器本体10の外側に密着して設けられたプラスチック製部材40とを備えている。
【0020】
このうち容器本体10は、口部11と、口部11下方に設けられた首部13と、首部13下方に設けられた肩部12と、肩部12下方に設けられた胴部20と、胴部20下方に設けられた底部30とを備えている。なお、本明細書中、「上」および「下」とは、それぞれ複合容器10Aを正立させた状態(図2)における上方および下方のことをいう。
【0021】
口部11は、図示しないキャップに螺着されるねじ部14と、ねじ部14下方に設けられたフランジ部17とを有している。なお、口部11の形状は、従来公知の形状であっても良く、打栓式等の口部であっても良い。
【0022】
首部13は、フランジ部17と肩部12との間に位置しており、略均一な径をもつ略円筒形状を有している。また、肩部12は、首部13と胴部20との間に位置しており、首部13側から胴部20側に向けて徐々に径が拡大する形状を有している。
【0023】
さらに、胴部20は、全体として略均一な径をもつ円筒形状を有している。しかしながら、これに限られるものではなく、胴部20が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状を有していても良い。あるいは、胴部20が上方から下方に向けて均一でない水平断面をもつ筒形状を有していても良い。また、本実施の形態において、胴部20は、凹凸が形成されておらず、略平坦な表面を有しているが、これに限られるものではない。例えば、胴部20にパネル又は溝等の凹凸が形成されていても良い。
【0024】
底部30は、中央に位置する凹部31と、この凹部31周囲に設けられた接地部32とを有している。なお、底部30の形状についても特に限定されるものではなく、従来公知の底部形状(例えばペタロイド底形状や丸底形状等)を有していても良い。
【0025】
また、胴部20における容器本体10の厚みは、これに限定されるものではないが、例えば50μm〜250μm程度に薄くすることができる。さらに、容器本体10の重量についても、これに限定されるものではないが、例えば、容器本体10の内容量が500mlである場合は、10g〜20gとすることができる。このように容器本体10の肉厚を薄くすることにより、容器本体10の軽量化を図ることができる。
【0026】
容器本体10は、樹脂材料を射出成形して製作したプリフォーム10aを二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。
【0027】
容器本体10の内面に、容器のバリア性を高めるために、例えばダイヤモンド状炭素膜や酸化珪素薄膜等の蒸着膜を形成しても良い。
【0028】
容器本体10は、例えば満注容量が100mL〜2000mLのボトルからなっていても良い。あるいは、容器本体10は、満注容量が例えば10L〜60Lの大型のボトルであっても良い。
【0029】
熱収縮性プラスチック製部材40は、容器本体10の外面に薄く延ばされた状態で密着されており、容器本体10に対して容易に移動又は回転しない状態で取付けられている。また、図3に示すように、熱収縮性プラスチック製部材40は、容器本体10を取り囲むようにその周方向全域にわたって設けられており、略円形状の水平断面を有している。
【0030】
プラスチック製部材40は、後述するようにプリフォーム10aの外側を取り囲むように設けられ、プリフォーム10aの外側に密着させた後、プリフォーム10aとともに2軸延伸ブロー成形されることにより得られたものである。
【0031】
図2に示すように、プラスチック製部材40は、容器本体10のうち、口部11および首部13を除く、肩部12、胴部20および底部30を覆うように設けることができる。このような構成とすることにより、容器本体10の肩部12、胴部20および底部30に対して所望の機能や特性を付与することができる。
【0032】
また、熱収縮性プラスチック製部材40の厚みは、これに限定されるものではないが、容器本体10に取り付けられた状態で例えば5μm〜50μm程度とすることができる。
【0033】
また、熱収縮性プラスチック製部材40は、容器本体10に対して溶着ないし接着されていないため、容器本体10から分離(剥離)して除去することができる。
熱収縮性プラスチック製部材40の容器本体10からの分離(剥離)の方法としては、例えば刃物等を用いて熱収縮性プラスチック製部材40を切除したり、熱収縮性プラスチック製部材40に予め切断線を設け、この切断線に沿って熱収縮性プラスチック製部材40を剥離したりすることができる。上記のような方法により、熱収縮性プラスチック製部材40を容器本体10から分離除去することができるので、従来と同様に無色透明な容器本体10をリサイクルすることができる。
【0034】
複合プリフォーム70の製造方法
本発明に係る複合プリフォーム70の製造方法は、
口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aを備えるプリフォーム10aを準備する工程と、
熱圧着するための余白部80aを一端に有するチューブ状の熱収縮性プラスチック製部材40aを準備する工程と、
プリフォーム10aをプラスチック製部材40aの他端から嵌め込む工程と、
プラスチック製部材40aを加熱し、プラスチック製部材40aを熱収縮させる工程と、
プラスチック製部材40aの余白部80aを熱圧着する工程と、
熱圧着された余白部80aをねじり、ねじり部80を形成する工程と、
を含む。
以下、各工程について詳細に説明する。
【0035】
プリフォーム10aを準備する工程
プリフォーム10aは、図1に示すように、口部11aと、口部11aに連結された胴部20aと、胴部20aに連結された底部30aとを備えている。このうち口部11aは、上述した容器本体10の口部11に対応するものであり、口部11と略同一の形状を有している。また、胴部20aは、上述した容器本体10の首部13、肩部12および胴部20に対応するものであり、略円筒形状を有している。底部30aは、上述した容器本体10の底部30に対応するものであり、略半球形状を有している。
【0036】
プリフォーム10aは、樹脂材料を従来公知の装置を使用して射出成形することにより製造することができる。
樹脂材料としては熱可塑性樹脂、特にPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PC(ポリカーボネート)、アイオノマーを使用することが好ましい。また、上述した各種樹脂をブレンドして用いても良い。
また、プリフォーム10aは、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、黒色、白色等の着色剤を含んでいても良いが、リサイクルのしやすさを考慮した場合、これら着色剤を含まず、無色透明であることが好ましい。
【0037】
また、射出成形により2層以上の多層プリフォーム10aを作製することにより、容器本体10を2層以上の多層成形ボトルとすることができる。
例えば、中間層をMXD6、MXD6+脂肪酸塩、PGA(ポリグリコール酸)、EVOH(エチレンビニルアルコール共重合体)又はPEN(ポリエチレンナフタレート)等のガスバリア性及び遮光性を有する樹脂(中間層)を含んでなる層として、3層以上からなるプリフォーム10aを成形後、ブロー成形することによりガスバリア性及び遮光性などを有する多層成形ボトルを得ることができる。なお、中間層としては、上述した各種樹脂をブレンドした樹脂などを用いても良い。
【0038】
また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることで、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡プリフォームを成形し、この発泡プリフォームをブロー成形することによって、容器本体10を作製しても良い。このような容器本体10は、発泡セルを内蔵しているため、容器本体10全体の遮光性を高めることができる。
【0039】
チューブ状の熱収縮性プラスチック製部材40aを準備する工程
一実施形態において、チューブ状の熱収縮性プラスチック製部材40aは、押出成形工程を含んでなる方法により作製することができる。
より詳細には、まず、後述する樹脂材料等を、押出装置内で加熱溶融し、溶融した樹脂材料等をリングダイより連続的に押し出し、冷却することにより、未延伸の押出チューブ1に成形する(図4(a)参照)。なお、多層からなるプラスチック製部材40aは、2以上の樹脂材料を共押し出しすることにより、作製することができる。
次いで、この未延伸の押出チューブの一端を溶着または接着することによって、押出チューブの一端を閉鎖する。
さらに、この一端が閉鎖された押出チューブ1を、押出チューブ1の外径よりも大きい内径を有する金型2内に配置する(図4(b)参照)。
次いで、押出チューブ1の他端にブロー装置3を配置(装着)する(図4(c)参照)。このとき、ブロー装置3は、押出チューブ1と、これらの間からエアが漏れないよう密着させることが好ましい。
続いて、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、この配置のまま加熱炉4に送り込み、加熱炉4の内部で70〜150℃に加熱する(図4(d)参照)。加熱炉4としては、その内部を均一な温度にするために、熱風循環式加熱炉を用いても良い。あるいは押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱した液体中を通過させることにより、これらを加熱しても良い。
次に、押出チューブ1、金型2およびブロー装置3を、加熱炉4から取り出し、ブロー装置3から押出チューブ1内にエアを噴出することにより、押出チューブ1の内面を加圧延伸する。これにより、押出チューブ1は、膨張し、金型2の内面形状に沿って拡径される(図4(e)参照)。
その後、ブロー装置3からエアを噴出した状態のまま、押出チューブ1を冷水中で冷却し、押出チューブを金型2から取り出す(図4(f)参照)。これを所望の大きさにカットすることによりチューブ状の熱収縮性プラスチック製部材40aが得られる(図4(g)参照)。
なお、市販されるチューブ状の熱収縮性プラスチック製部材40aを使用してもよい。
【0040】
熱収縮性プラスチック製部材40aの長さは、プリフォーム10aの長さよりも長く、図5に表されように、その一端に余白部80aを有する。余白部80aの長さは、3mm以上であることが好ましく、5mm以上、20mm以下であることがより好ましい。余白部80aの長さを上記数値範囲とすることにより、熱圧着工程および余白部80aをねじる工程をより容易に行うことができると共に、使用する材料を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。
なお、熱収縮性プラスチック製部材40aの長さとは、図6に示されるように、熱収縮前であって、余白部80aを含む長さXをいう。また、プリフォーム10aの長さとは、図7に示されるように、首部13aから底部30aまでの長さYをいう。
【0041】
プラスチック製部材40aは、樹脂材料として、例えば、PE、PP、PET、PEN、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹旨、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、アイオノマー樹脂、フタル酸ジアリル樹脂、フッ素系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリブタジエン、ポリブテン−1、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ナイロン6、ナイロン6,6、MXD6、芳香族ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテレフタル酸エチレン、ポリテレフタル酸ブチレン、ポリナフタレン酸エチレン、Uポリマー、液晶ポリマー、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、シリコーン樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアセタール、エポキシ樹脂などを含んでなることができる。
これらの中でも、複合容器10A製造におけるブロー成形の際に後述する熱圧着した部分等からの破損を防止することができるため、PE、PPおよびポリスチレンが好ましい。
また、樹脂材料は、上記した樹脂を構成する2以上のモノマー単位が重合した共重合体を含んでいても良い。さらに、樹脂材料は上記した樹脂を2種以上を含んでなるものであってよい。
【0042】
また、熱収縮性プラスチック製部材40aは、酸素バリア性又は水蒸気バリア性等のガスバリア性を有する材料を含んでいても良い。
この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aのガスバリア性を高め、容器内への酸素の侵入を防ぎ、内容液が劣化することを防止し、また、容器内から外部への水蒸気の蒸散を防ぎ、内容量が減少することを防止することができる。
このような材料としては、PE、PP、MXD−6、PGA、EVOH、PENまたはこれらの材料に脂肪酸塩等の酸素吸収材を混ぜることも考えられる。
なお、熱収縮性プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、ガスバリア性を有する材料からなる層を備えていてもよい。
【0043】
また、熱収縮性プラスチック製部材40aは、紫外線等の光線バリア性を有する材料を含んでいても良い。
この場合、プリフォーム10aとして多層プリフォームやブレンド材料を含むプリフォーム等を用いることなく、複合容器10Aの光線バリア性を高め、紫外線等により内容液が劣化することを防止することができる。
このような材料としては、上記した樹脂を2種類以上含んでなる樹脂材料、またはPETやPE、PPに遮光性樹脂を添加した材料が考えられる。また、熱可塑性樹脂の溶融物に不活性ガス(窒素ガス、アルゴンガス)を混ぜることにより作製された、0.5〜100μmの発泡セル径を持つ発泡部材を使用しても良い。
なお、熱収縮性プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、光線バリア性を有する材料からなる層を備えていてもよい。
【0044】
また、熱収縮性プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aを構成するプラスチック材料よりも保温性又は保冷性の高い材料(熱伝導性の低い材料)を含んでいても良い。
この場合、容器本体10そのものの厚みを厚くすることなく、内容液の温度が複合容器10Aの表面まで伝達しにくくすることが可能となる。これにより、複合容器10Aの保温性又は保冷性が高められる。
このような材料としては、発泡化したポリウレタン、ポリスチレン、PE、PP、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂などが考えられる。
なお、熱収縮性プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、保温性又は保冷性の高い材料(熱伝導性の低い材料)からなる層を備えていてもよい。
また、これら樹脂を含んでなる樹脂材料に、中空粒子を混合することが好ましい。中空粒子の平均粒子径は、1〜200μmであることが好ましく、5〜80μmであることがより好ましい。また、中空粒子としては、樹脂などから構成される有機系中空粒子であってもよく、ガラスなどから構成される無機系中空粒子であってもよいが、分散性が優れるという理由から、有機系中空粒子が好ましい。有機系中空粒子を構成する樹脂としては、例えば、架橋スチレン−アクリル樹脂などのスチレン系樹脂、アクリロニトリル−アクリル樹脂などの(メタ)アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂などを挙げることができる。また、ローペイクHP−1055、ローペイクHP−91、ローペイクOP−84J、ローペイクウルトラ、ローペイクSE、ローペイクST(ロームアンドハース(株)製)、ニポールMH−5055(日本ゼオン(株)製)、SX8782、SX866(JSR(株)製)などの市販される中空粒子を用いることも出来る。
中空粒子の含有量としては、熱収縮性プラスチック製部材40aが単層からなる場合、熱収縮性プラスチック製部材40aに含有される樹脂材料100質量部に対して、0.01〜50質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましい。また、熱収縮性プラスチック製部材40aが多層からなる場合、中空粒子が含まれる熱収縮性プラスチック製部材40aの層に含有される樹脂材料100質量部に対して、0.01〜50質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることがより好ましい。
【0045】
また、熱収縮性プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aを構成するプラスチック材料よりも滑りにくい材料を含んでいても良い。
この場合、容器本体10の材料を変更することなく、使用者が複合容器10Aを把持しやすくすることができる
なお、熱収縮性プラスチック製部材40aが多層からなる場合は、プリフォーム10aを構成するプラスチック材料よりも滑りにくい材料からなる層を備えていてもよい。この場合、該層は、熱収縮性プラスチック製部材40aの最外の層であることが好ましい。
【0046】
さらに、熱収縮性プラスチック製部材40aには、デザイン又は印字が施されていても良い。この場合、ブロー成形後に容器本体10に対して別途ラベル等を付与することなく、複合容器10Aに画像や文字を表示することが可能となる。
印刷は、例えばインクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法等の印刷法により行うことができる。例えば、インクジェット法を用いる場合、熱収縮性プラスチック製部材40a(40)にUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより印刷層を形成させることができる。
この印刷は、プリフォーム10aに嵌め込む前の熱収縮性プラスチック製部材40aに対して施されても良く、プリフォーム10aの外側に熱収縮性プラスチック製部材40aを設けた状態で施されても良い。さらに、ブロー成形後の複合容器10Aの熱収縮性プラスチック製部材40に印刷が施されても良い。
【0047】
嵌め込み工程
本発明の方法は、図6に示すように、熱収縮性プラスチック製部材40aの余白部80aを設けた側とは反対の側の端からプリフォーム10aを嵌め込む工程を含んでなる。
【0048】
熱収縮工程
本発明の方法は、熱収縮性プラスチック製部材40aを加熱し、収縮させる工程を含む。
【0049】
熱収縮性プラスチック製部材40aの加熱方法は特に限定されず、赤外線や、温風等を用いて適宜行うことができる。加熱温度は、60℃以上、250℃以下であることが好ましく、80℃以上、150℃以下であることがより好ましい。なお、加熱温度とは加熱時の熱収縮性プラスチック製部材40aの表面温度のことであり、赤外線や、温風等の照射温度のことではない。
【0050】
熱収縮後の熱収縮性プラスチック製部材40aは、プリフォーム10aの外面に接着されることなく、かつプリフォーム10aに対して移動又は回転しないほどに密着されているか、又は自重で落下しない程度に密着されている。
【0051】
熱圧着工程
本発明の方法は、プラスチック製部材40aの余白部80aを熱圧着する工程を含んでなり、これにより、チューブ状のプラスチック製部材40aの底部を形成することができる。
【0052】
余白部80aを熱圧着する方法は、特に限定されず、赤外線や、温風等により加熱された余白部を挟み込む等して、圧着することができるものであれば特に限定されず、例えば、金属製や耐熱性の樹脂製の器具(以下、場合により「圧着器具」という)を利用することができ、それらを組み合わせても良い。
【0053】
圧着器具の表面は、平坦なものであってもよく、一部または全体に凹凸形状を有するものであっても良い。
【0054】
圧着器具は、その表面に加熱機構を有していてもよい。これにより、余白部80aの圧着強度をより高めることができる。圧着器具表面の加熱温度は、例えば、100℃以上、250℃以下とすることが好ましい。
【0055】
圧着時の圧力は、50N/cm以上、1000N/cm以下が好ましく、100N/cm以上、500N/cm以下がより好ましい。
【0056】
圧着時の熱収縮性プラスチック製部材40aの温度は、材質にもよるが80℃以上、200℃以下が好ましい。
【0057】
ねじり部80形成工程
本発明の方法は、熱圧着した余白部80aをねじり、図1に示すねじり部80を形成する工程を含んでなる。
これにより、ブロー成形後の複合容器10Aが備える容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡が発生してしまうことを防止することができると共に、ブロー成形により熱圧着した余白部80aが剥がれてしまったり等、破損してしまうことを防止することができる。
また、余白部80aをねじり、ねじり部80を形成させたプラスチック製部材40aをブロー成形することにより、良好な外観を有する底部を備えるプラスチック製部材40を得ることができる。
【0058】
ねじり部80の形成方法は、特に限定されるものではなく、ペンチなどの器具を用いて手作業により余白部80aをねじることにより行うことができる。
また、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを保持する保持部および回転部を含む回転装置等を用いて機械的に行うことができる。
また、これらを組み合わせた方法により行ってもよく、具体的には、余白部80aをペンチなどの器具を用いて挟み、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを回転部により回転させることによってもねじり部80を形成することができる。
【0059】
一実施形態において、ねじり部80の形成は、余白部80aの熱圧着と同時に行うことができる。これにより、作業工程を減らすことができ、生産性をより高めることができる。
具体的には、圧着器具に回転機構を設け、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを保持部に固定し、圧着器具を回転させることにより行うことができる。
また、圧着器具を保持部として利用し、回転部によりプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを回転させることによっても行うことができる。
余白部80aのねじる程度については、特に限定されるものではなく、0.25〜30回転させる程度であってもよく、ねじ切れるまで行ってもよいが、外観をより良好なものにすることができ、かつ熱圧着した部分がブロー成形により破損してしまうことをより効果的に防止することができるため、ねじ切れるまで行うことが好ましい。
【0060】
複合容器10Aの製造方法
本発明に係る複合容器10Aの製造方法は、
上記のようにして製造した複合プリフォーム70を加熱するとともにブロー成形金型内に挿入する工程と、
加熱後の複合プリフォーム70に対してブロー成形を施すことにより、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを一体として膨張させる工程とを含んでなる。
【0061】
図8(a)〜(d)により、本発明の複合容器10Aの製造方法についてより詳しく説明する。
【0062】
まず、複合プリフォーム70は、加熱装置51によって加熱される(図8(a)参照)。このとき、複合プリフォーム70は、口部11aを下に向けた状態で回転しながら、加熱装置51によって周方向に均等に加熱される。この加熱工程におけるプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aの加熱温度は、例えば90℃乃至130℃としても良い。
なお、加熱装置51は温風を発生するものであってもよく、赤外線を照射するものであってもよい。
【0063】
続いて、加熱装置51によって加熱された複合プリフォーム70は、ブロー成形金型50に送られる(図8(b)参照)。
【0064】
複合容器10Aは、このブロー成形金型50を用いて成形される。この場合、ブロー成形金型50は、互いに分割された一対の胴部金型50a、50bと、底部金型50cとからなる(図8(b)参照)。図8(b)において、一対の胴部金型50a、50b間は互いに開いており、底部金型50cは上方に上がっている。この状態で一対の胴部金型50a、50b間に、複合プリフォーム70が挿入される。
【0065】
次に、図8(c)に示すように、底部金型50cが下がったのちに一対の胴部金型50a、50bが閉鎖され、一対の胴部金型50a、50bおよび底部金型50cにより密閉されたブロー成形金型50が構成される。次にプリフォーム10a内に空気が圧入され、複合プリフォーム70に対して2軸延伸ブロー成形が施される。
【0066】
このことにより、ブロー成形金型50内でプリフォーム10aから容器本体10が得られる。この間、胴部金型50a、50bは30℃乃至80℃まで加熱され、底部金型50cは5℃乃至25℃まで冷却される。この際、ブロー成形金型50内では、複合プリフォーム70のプリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aが一体として膨張される。これにより、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aは、一体となってブロー成形金型50の内面に対応する形状に賦形される。
【0067】
このようにして、容器本体10と、容器本体10の外面に設けられたプラスチック製部材40とを備えた複合容器10Aが得られる。
【0068】
次に、図8(d)に示すように、一対の胴部金型50a、50bおよび底部金型50cが互いに離れ、ブロー成形金型50内から複合容器10Aが取出される。
【実施例】
【0069】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されるものではない。
【0070】
(プリフォーム10aを準備する工程)
射出成形機を使用して、図7に示すPET製のプリフォーム10aを作製した。このプリフォーム10aの重量は、23.8gであり、その長さYは、90mmであった。
【0071】
(熱収縮性プラスチック製部材40aを準備する工程)
ポリオレフィン樹脂を溶融し、リング状のダイから押出した。次いで、押出されたチューブ内面を加圧、またはチューブ外面を内面より陰圧とし拡径を行い、図6に示す熱収縮性プラスチック製部材40a作製した。
作製した熱収縮性プラスチック製部材40aの長さXは、100mmであり、余白部80aの長さは、10mmであった。
【0072】
(嵌め込み工程)
次いで、手作業により、プリフォーム10aを、熱収縮性プラスチック製部材40aの余白部80aとは反対の端から嵌め込みを行った。
【0073】
(熱収縮および熱圧着工程、ねじり部80形成工程)
嵌め込み後、赤外線ヒーターを用いて、プリフォーム10aおよび熱収縮性プラスチック製部材40aを100℃まで加熱し、熱収縮性プラスチック製部材40aを熱収縮させた。
次いで、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを図9に示す保持部81に固定し、100℃に加熱した図9に示す回転機構を有する圧着器具82、83を用いて余白部80aを300N/cmの圧力で挟み込み、熱圧着を行った。さらに、回転機構により、プリフォーム10aおよびプラスチック製部材40aを、圧着した余白部80aがねじ切れ、ねじり部80が形成されるまで回転させた。
【0074】
(複合容器の製造)
上記のようにして得られた複合プリフォーム70を赤外線ヒーターを用いて、100℃まで加熱し、図8bに表されるブロー成形金型に搬送した。このブロー成形金型内において、複合プリフォーム70をブロー成形し、満注容量が500mLの複合容器10Aを得た。この複合容器10Aにおいて、容器本体10は、その底部までプラスチック製部材40により覆われていた。また、容器本体10とプラスチック製部材40との間に気泡は見られなかった。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9