特許 6628535 プリフォームのコーティング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6628535

(24)【登録日】2019年12月13日

(45)【発行日】2020年1月8日

(54)【発明の名称】プリフォームのコーティング方法

(51)【国際特許分類】

   B05D 7/02 20060101AFI20191223BHJP

   B05D 3/12 20060101ALI20191223BHJP

【ＦＩ】

   B05D7/02

   B05D3/12 A

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-193745(P2015-193745)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-64637(P2017-64637A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年4月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】309007911

【氏名又は名称】サントリーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100102819

【弁理士】

【氏名又は名称】島田 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100180194

【弁理士】

【氏名又は名称】利根 勇基

(74)【代理人】

【識別番号】100147555

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 公一

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】泊 一朗

(72)【発明者】

【氏名】山根 亮

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】西山 優範

【審査官】 市村 脩平

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５３２１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２７６６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４１３９４５６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０９−０７５８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−６７３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２９２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−５３９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５０３９５６０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｄ１／００−７／２６

Ｂ０５Ｃ５／００−２１／００

Ｂ２９Ｃ４９／００

Ｂ６５Ｄ２３／００−２５／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空糸膜を有する脱気モジュールを用いてコーティング液を脱気する工程と、
脱気されたコーティング液をプリフォームに塗布する工程と
を含み、
前記脱気モジュールを用いてコーティング液を脱気する前に、コーティング液にせん断力を適用する脱泡処理を行わないことを特徴とする、プリフォームのコーティング方法。

【請求項2】

前記コーティング液が、ガスバリア性を有するバリアコーティング液、又はバリアコーティング液を保護する保護コーティング液である、請求項１に記載のプリフォームのコーティング方法。

【請求項3】

前記コーティング液の粘度が２５ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１又は２に記載のプリフォームのコーティング方法。

【請求項4】

前記コーティング液の粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項３に記載のプリフォームのコーティング方法。

【請求項5】

前記コーティング液の粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項４に記載のプリフォームのコーティング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はプラスチックボトル用のプリフォームのコーティング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

今日、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のプラスチック容器（ペットボトル）等のプラスチックボトルが飲料又は食料を収容するのに広く使用されている。プラスチックボトルは、試験管状のプリフォームを延伸ブロー成形で膨らませることによって成形される。

【0003】

特許文献１に開示されるように、酸素及び二酸化炭素のようなガスがプラスチックボトルの内外に透過することを低減すべく、プリフォームの外周面にバリアコーティングを形成することが知られている。バリアコーティングは、コーティング液をプリフォームの外周面に塗布し、塗布されたコーティング液を乾燥させることによって形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１５１６３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、コーティング液が酸素及び窒素のような気体を含んでいるため、プリフォームに塗布されたコーティング液に気泡が発生することがある。この結果、プラスチックボトルの外観不良が発生し、又はコーティング液による所望のガスバリア特性が得られないおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、プリフォームに塗布されたコーティング液に気泡が発生することを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、第１の発明では、中空糸膜を有する脱気モジュールを用いてコーティング液を脱気する工程と、脱気されたコーティング液をプリフォームに塗布する工程とを含むことを特徴とする、プリフォームのコーティング方法が提供される。

【0008】

第２の発明では、第１の発明において、脱気されるコーティング液が予め脱泡処理されていない。

【0009】

第３の発明では、第１又は第２の発明において、コーティング液が、ガスバリア性を有するバリアコーティング液、又はバリアコーティング液を保護する保護コーティング液である。

【0010】

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、コーティング液の粘度が２５ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である。

【0011】

第５の発明では、第４の発明において、コーティング液の粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である。

【0012】

第６の発明では、第５の発明において、コーティング液の粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、プリフォームに塗布されたコーティング液に気泡が発生することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、プラスチックボトル用のプリフォームを示す。

【図2】図２（ａ）〜（ｄ）は、プリフォームからプラスチックボトルを成形するための延伸ブロー成形法を示す。

【図3】図３は、プリフォームから成形されたプラスチックボトルを示す。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係るプリフォームのコーティング方法を示すフローチャートである。

【図5】図５は、本実施形態における脱気処理の概略的なフロー図である。

【図6】図６は、ディッピング方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。

【図7】図７は、ブロー方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。

【図8】図８は、コーター方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。

【図9】図９は、ローラ転写方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

【0016】

＜プラスチックボトルの成形方法＞
最初に、図１〜図３を参照して、プリフォームからプラスチックボトルを成形する方法について簡単に説明する。なお、本明細書において、プラスチックボトルとは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びポリエチレン（ＰＥ）のようなプラスチックから構成されるボトルを意味し、ペットボトルに限定されない。

【0017】

図１は、プラスチックボトル用のプリフォーム１を示す。プリフォーム１はインジェクション（射出）成形法又はＰＣＭ（プリフォームコンプレッションモールディング）成形法によって樹脂から成形される。プリフォーム１は、プラスチックボトルのキャップと嵌合する口部１ａと、口部１ａと隣接する円筒状胴部１ｂと、円筒状胴部１ｂの一方の端部を閉塞する底部１ｃとから成り、試験管のような形状を有する。口部１ａの外周面には、プラスチックボトルのキャップの雌ネジと螺合する雄ネジが形成される。プリフォーム１の口部１ａ側の端部は開いている。プリフォーム１の成形後、プリフォーム１の外周面にはバリアコーティングが形成される。プリフォーム１のコーティング方法については後述する。

【0018】

プラスチックボトルは延伸ブロー成形によってプリフォーム１から成形される。図２（ａ）〜（ｄ）は、プリフォーム１からプラスチックボトル３を成形するための延伸ブロー成形法を示す。最初に、図２（ａ）に示されるように、プリフォーム１がヒータ４０で加熱される。次いで、図２（ｂ）に示されるように、プリフォーム１が金型２に挿入され、金型２が閉じられる。次いで、図２（ｃ）に示されるように、プリフォーム１が延伸ロッド（図示せず）で縦方向に延伸され且つ加圧空気で横方向に延伸される。次いで、図２（ｄ）に示されるように、プリフォーム１が所望の形状まで膨らむと、冷却空気でプラスチックボトル３の内面が冷却され、最終的に、プラスチックボトル３が金型２から取り出される。図３は、プリフォーム１から成形されたプラスチックボトル３を示す。

【0019】

＜プリフォームのコーティング方法＞
上述したように、プリフォーム１の成形後、プリフォーム１の外周面にはバリアコーティングが形成される。バリアコーティングは、コーティング液をプリフォーム１の外周面に塗布し、塗布されたコーティング液を乾燥させることによって形成される。バリアコーティングは、酸素及び二酸化炭素のようなガスが、プリフォーム１から成形されたプラスチックボトルの内外に透過することを低減し、プラスチックボトルに収容される飲料等の保存寿命を延ばすことができる。また、バリアコーティングは、プラスチックボトルの引掻耐性、防湿性等も向上させることができる。

【0020】

以下、本発明の実施形態に係るプリフォームのコーティング方法について詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態に係るプリフォームのコーティング方法を示すフローチャートである。

【0021】

最初に、ステップＳ１において、コーティング液を準備する。コーティング液は、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）溶液のようなガスバリア性を有するバリアコーティング液である。なお、コーティング液は、水溶性ポリアミド、水溶性ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリアクリロニトリル、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリグリコール酸のようなバリア樹脂の溶液等であってもよい。また、コーティング液は、上記いずれかの溶液に無機材料が添加されたものであってもよい。コーティング液の粘度は例えば２５ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である。なお、水よりも高い粘度のコーティング液を使用するとき、プリフォームに塗布されたコーティング液に気泡が発生しやすい。このため、水よりも高い粘度のコーティング液を使用するときに本発明を適用することで、より顕著な作用効果を奏することができる。したがって、本実施形態に用いられるコーティング液の粘度は、より高い方が好ましく、好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは１００ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である。

【0022】

次いで、ステップＳ２では、ステップＳ１において準備されたコーティング液を脱気する。本実施形態では、中空糸膜を有する脱気モジュールを用いてコーティング液を脱気する。本実施形態では、脱気されるコーティング液は前処理されていない。前処理とは、例えば、コーティング液にせん断力を適用する脱泡処理を含む。

【0023】

図５は、本実施形態における脱気処理の概略的なフロー図である。図５では、脱気モジュール５が断面図で示されている。脱気モジュール５は、細いパイプ状の中空糸膜５１を複数有する。中空糸膜は、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、フッ素系樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）等から構成される。中空糸膜は酸素及び窒素のような気体に対して高い透過性を有する。一方、中空糸膜は液体をほとんど通さない。

【0024】

中空糸膜５１の両端の外側には減圧室５２が形成されている。減圧室５２は中空糸膜５１の内部と連通している。減圧室５２の圧力は脱気のために大気圧未満（例えば真空）にされる。減圧室５２の減圧は、脱気モジュール５の外部に配置された真空ポンプ２０によって行われる。

【0025】

脱気前のコーティング液は液収容タンク６に収容されている。液収容タンク６内のコーティング液は液供給ポンプ２１によって送液管２２を介して脱気モジュール５に供給される。脱気モジュール５の内部に流入したコーティング液は中空糸膜５１の外側を通って液流出口５３から脱気モジュール５の外部に送り出される。コーティング液が中空糸膜５１の外側を通るとき、コーティング液に含まれた気体（酸素及び窒素）が中空糸膜５１の内部に透過する。透過した気体は中空糸膜５１の外側と減圧室５２との間の圧力差によって中空糸膜５１の内部を通って減圧室５２に到達する。減圧室５２に到達した気体は気体流出口５４から排気管２３を通って脱気モジュール５の外部に排出される。このため、コーティング液を脱気モジュール５の内部を通過させることによってコーティング液を脱気することができる。この結果、本実施形態によれば、プリフォーム１に塗布されたコーティング液に気泡が発生することを抑制することができる。

【0026】

また、中空糸膜を用いた本実施形態における脱気処理では、脱気のために羽根車のような回転体が用いられないため、コーティング液にせん断力が適用されない。このため、コーティング液の白濁化といったコーティング液の特性変化を防止することができる。

【0027】

上述したように、本実施形態の脱気モジュール５では、液体が中空糸膜５１の外側を通り、気体が中空糸膜５１の内部を通る。したがって、本実施形態の脱気モジュール５はいわゆる外部還流方式の脱気モジュールである。なお、脱気モジュール５は、液体が中空糸膜５１の内部を通り、気体が中空糸膜５１の外側を通る内部還流方式の脱気モジュールであってもよい。また、コーティング液の脱気は、コーティング液を脱気モジュール５の内部を複数回通過させることによって行われてもよい。

【0028】

次いで、ステップＳ３では、ステップＳ２において脱気されたコーティング液をプリフォーム１に塗布する。以下、図６〜図９を参照して、コーティング液の塗布方法の例について説明する。

【0029】

図６は、ディッピング方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。ディッピング（浸漬）方式では、容器３０に収容されたコーティング液にプリフォーム１を浸漬することによってプリフォーム１にコーティング液が塗布される。図７は、ブロー方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。ブロー方式では、スプレー３１のような噴射器でコーティング液をプリフォーム１に吹き付けることによってプリフォーム１にコーティング液が塗布される。

【0030】

図８は、コーター方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。コーター方式では、ダイコータ３２のスロットからコーティング液をプリフォーム１に向かって吐出することによってプリフォーム１にコーティング液が塗布される。図９は、ローラ転写方式によるコーティング液の塗布方法を概略的に示す。ローラ転写方式では、ローラ３３の外面に塗布されたコーティング液をローラ３３の回転によってプリフォーム１に転写することによってプリフォーム１にコーティング液が塗布される。

【0031】

次いで、ステップＳ４では、ステップＳ３においてプリフォーム１に塗布されたコーティング液を乾燥させる。例えばヒータを用いてコーティング液を乾燥させることができる。ヒータは例えばカーボンヒータ又は遠赤外線ヒータである。なお、カーボンヒータ及び遠赤外線ヒータの両方を用いてコーティング液を乾燥させてもよい。コーティング液を乾燥させることによって、プリフォーム１の外周面にバリアコーティングが形成される。

【0032】

なお、ガスバリア性を有するバリアコーティング液をプリフォーム１に塗布した後、バリアコーティング液を保護する保護コーティング液をバリアコーティング液の上に更に塗布してもよい。保護コーティング液は、例えば、ポリオレフィン分散溶液、各種変性ポリオレフィン分散溶液、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）のような非水溶性のコーティング剤である。保護コーティング液の粘度は例えば０．５ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。保護コーティング液は、上述したステップＳ１〜ステップＳ４と同様の方法でプリフォーム１にコーティングされる。

【0033】

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

【符号の説明】

【0034】

１ プリフォーム
２ 金型
３ プラスチックボトル
５ 脱気モジュール
６ 液収容タンク
２０ 真空ポンプ
２１ 液供給ポンプ
３０ 容器
３１ スプレー
３２ ダイコータ
３３ ローラ
５１ 中空糸膜
５２ 減圧室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】