(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＬＡ製のブロー成形容器の製造方法において、
ＰＬＡ製のプリフォームを作製する工程と、
ＰＬＡ製のプリフォームを加熱する工程と、
加熱されたＰＬＡ製のプリフォームをブロー成形してブロー成形容器を作製する工程とを備え、
ブロー成形時のプリフォームの加熱温度を７９℃乃至８４℃の範囲とし、ブロー成形されるプリフォームの高さｈ1と、ブロー成形により作製されるブロー成形容器の高さｈ2との関係を、ｈ2＜３×ｈ1とし、
プリフォームは、ＰＬＡ材料と、ＰＬＡ材料中に混入された青色系マスターバッチとを含む射出材料から作製され、
ＰＬＡ材料と青色系マスターバッチとを有するプリフォームの色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に基づく色度が０≦ａ＊≦１かつ０≦ｂ＊≦１となることを特徴とするブロー成形容器の製造方法。
【請求項２】
プリフォームのうちブロー成形により延伸される部分は、同一の肉厚を有することを特徴とする請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項３】
プリフォームは、射出材料を２１０℃乃至２４０℃に加熱した状態で射出成形することにより作製されることを特徴とする請求項１又は２に記載のブロー成形容器の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のブロー成形容器の製造方法により製造されたブロー成形容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）製のブロー成形容器およびポリ乳酸（ＰＬＡ）製のブロー成形容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護への関心の高まりに応じて、カーボンニュートラルという観点から、環境に優しい資源としてバイオマス（植物由来）プラスチック製品が注目されている。このようなバイオマスプラスチック製品の一つとして、ＰＬＡ樹脂からなるプラスチックボトルやカップ等が製造されている。
【０００３】
また従来、ＰＥＴ等のプラスチックボトルやカップの製造方法として、射出成形によりＰＥＴ等からなるプリフォーム（予備成型体）を作製し、このプリフォームをブロー成形することによりブロー成形容器を作製することが行なわれている。
【０００４】
しかしながら、射出成形されたプリフォームをブロー成形する製造方法を用いてＰＬＡ樹脂製のブロー成形容器を製造することは難しい。すなわち、従来の製造条件に基づいてＰＬＡ樹脂のブロー成形容器を作製する場合、成形後のブロー成形容器に白化、加熱しわ等の不具合が生じやすく、高品質のブロー成形容器を作製することは困難である。また、ＰＬＡ樹脂は特有の黄味を帯びているため、完成したブロー成形容器も黄みを帯びてしまうという課題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、白化、加熱しわ等の不具合がなく品質が良好なブロー成形容器を製造することが可能なブロー成形容器の製造方法およびこのような方法により製造されたブロー成形容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＰＬＡ製のブロー成形容器の製造方法において、ＰＬＡ製のプリフォームを作製する工程と、ＰＬＡ製のプリフォームを加熱する工程と、加熱されたＰＬＡ製のプリフォームをブロー成形してブロー成形容器を作製する工程とを備え、ブロー成形時のプリフォームの加熱温度を７９℃乃至８４℃の範囲とし、ブロー成形されるプリフォームの高さｈ1と、ブロー成形により作製されるブロー成形容器の高さｈ2との関係を、ｈ2＜３×ｈ1とし、プリフォームは、ＰＬＡ材料と、ＰＬＡ材料中に混入された青色系マスターバッチとを含む射出材料から作製され、ＰＬＡ材料と青色系マスターバッチとを有するプリフォームの色は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に基づく色度が０≦ａ＊≦１かつ０≦ｂ＊≦１となることを特徴とするブロー成形容器の製造方法である。
【０００７】
本発明は、プリフォームのうちブロー成形により延伸される部分は、同一の肉厚を有することを特徴とするブロー成形容器の製造方法である。
【０００９】
本発明は、プリフォームは、射出材料を２１０℃乃至２４０℃に加熱した状態で射出成形することにより作製されることを特徴とするブロー成形容器の製造方法である。
【００１０】
本発明は、ブロー成形容器の製造方法により製造されたブロー成形容器である。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、ブロー成形時のプリフォームの加熱温度を７９℃乃至８４℃の範囲とし、ブロー成形されるプリフォームの高さｈ1と、ブロー成形により作製されるブロー成形容器の高さｈ2との関係を、ｈ2＜３×ｈ1としたので、ブロー成形容器に白化や加熱しわ等の不具合が生じず、高品質のブロー成形容器を作製することができる。
【００１２】
また本発明によれば、プリフォームのうちブロー成形により延伸される部分は、同一の肉厚を有するので、ブロー成形時におけるプリフォームの加熱温度を容易に制御することができる。
【００１３】
さらに本発明によれば、プリフォームは、ＰＬＡ材料と、ＰＬＡ材料中に混入された青色系マスターバッチとを含む射出材料から作製されるので、ブロー成形容器が黄味を帯びることを抑制することができる。また、ブロー成形容器に湯じわ模様が生じる不具合を防止することができる。
【００１４】
さらにまた本発明によれば、プリフォームは、射出材料を２１０℃乃至２４０℃に加熱した状態で射出成形することにより作製されるので、ブロー成形容器に白化等の不具合が生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、ＰＬＡ製のプリフォームを示す断面図であり、図２は、本実施の形態によるブロー成形容器を示す側面図である。図３は、本実施の形態によるブロー成形容器の製造工程を示す概略図であり、図４は、ブロー成形容器に生じる不具合を示す説明図であり、図５は、比較例としてのプリフォームを示す断面図である。
【００１６】
プリフォームの構成
まず、図１によりＰＬＡ製のプリフォーム（予備成型体）の概要について説明する。
【００１７】
図１に示すＰＬＡ製のプリフォーム１０は、後述するようにＰＬＡ（Poly Lactic Acid：ポリ乳酸）材料３１と、ＰＬＡ材料３１中に混入された青色系マスターバッチ３２とを含む射出材料３７から作製されるものである。このプリフォーム１０は、円環状の天面部１１と、天面部１１から延びるストレート部１２と、ストレート部１２に連設する側部１３と、側部１３に連設する底部１４とを有している。
【００１８】
このうち側部１３および底部１４は、後述するようにブロー成形容器２０をブロー成形する際に延伸される部分であり、同一の肉厚を有している。すなわち図１において、側部１３のうち底部１４側の部分の断面厚さｔ1と、側部１３のうちストレート部１２側の部分の断面厚さｔ2とは互いに同一の厚さからなっている（ｔ1＝ｔ2）。
【００１９】
ブロー成形容器の構成
次に、図２によりブロー成形容器の構成について説明する。
【００２０】
図２に示すＰＬＡ製のブロー成形容器２０は、図１に示すＰＬＡ製のプリフォーム１０をブロー成形することにより作製されるものである。このブロー成形容器２０は、円環状の天面部２１と、天面部２１から延びるストレート部２２と、このストレート部２２に連設しストレート部２２よりやや縮径された側部２３と、側部２３に連設するとともに、内方に窪んだ凹部２４ａを有する底部２４とを有している。
【００２１】
なおブロー成形容器２０の天面部２１、ストレート部２２、側部２３、および底部２４は、それぞれプリフォーム１０の天面部１１、ストレート部１２、側部１３、および底部１４に対応している。
【００２２】
ブロー成形容器の製造方法
次に、図２に示すブロー成形容器２０の製造方法について、図３乃至図５を用いて説明する。
【００２３】
まず図３に示すように、射出成形機３３により、ＰＬＡ樹脂のペレットからなるＰＬＡ材料３１と青色系マスターバッチ３２（着色剤）とを含む射出材料３７を射出成形することにより、図１に示すＰＬＡ製のプリフォーム１０を作製する。なおＰＬＡ材料３１は、トウモロコシ、イモ類、ビート、サトウキビなどの植物から取り出したでんぷんを発酵することによって得られたＬ−乳酸をモノマーとして重合させることにより合成されたポリマー材料からなっている。また、青色系マスターバッチ３２は、ＰＬＡ材料および顔料からなっている。
【００２４】
この際、ＰＬＡ材料３１と青色系マスターバッチ３２とを含む射出材料３７を、２１０℃乃至２４０℃に加熱した状態で射出成形する。射出成形時における射出材料３７の温度が２１０℃を下回ると、ブロー成形後にブロー成形容器２０の側部２３全域に白化現象が生じてしまう。他方、射出成形時における射出材料３７の温度が２４０℃を上回ると、射出成形時に発泡を起こす可能性がある。
【００２５】
次に、このＰＬＡ製のプリフォーム１０を、ヒーターを有する加熱装置３４内で加熱する。加熱装置３４内で加熱されたＰＬＡ製のプリフォーム１０は、搬送装置３５により自動的にブロー成形機３６へ搬送される。次に、プリフォーム１０は、ブロー成形機３６内で金型を用いて２軸延伸ブロー成形され、図２に示すブロー成形容器２０が作製される。
【００２６】
ところで、ブロー成形機３６におけるブロー成形時のプリフォーム１０の加熱温度は、７９℃乃至８４℃の範囲となっている。この加熱温度が７９℃未満であると、ブロー成形容器２０のストレート部２２にクラックとよばれる不具合が発生しやすい（図４の符号Ｆ1）。さらに加熱温度が６９℃未満となると、ブロー成形容器２０の底部２４周囲に白化とよばれる不具合も発生する（図４の符号Ｆ2）。他方、加熱温度が８４℃を超えると、底部２４の凹部２４ａに加熱しわとよばれる不具合が発生する（図４の符号Ｆ3）。
【００２７】
上述したように、プリフォーム１０のうちブロー成形により延伸される部分（側部１３および底部１４）は同一の肉厚を有するので、ブロー成形時におけるプリフォーム１０の加熱温度を容易に制御することができる。これに対して、比較例として図５に示すプリフォーム１０Ａにおいて、側部１３は、ストレート部１２側から底部１４側へ向けて徐々に肉厚となっている。すなわち、側部１３のうち底部１４側の部分の断面の厚さｔ3は、側部１３のうちストレート部１２側の部分の断面の厚さｔ4より厚い（ｔ3＞ｔ4）。この場合、加熱装置３４のヒーターからの熱が側部１３に均一に伝わらないので、プリフォーム１０の加熱温度を制御することが難しい。
【００２８】
また、ブロー成形機３６におけるプリフォーム１０の延伸倍率は３倍未満とする。すなわち、ブロー成形されるプリフォーム１０の高さｈ1（図１参照）と、ブロー成形により作製されるブロー成形容器２０の高さｈ2（図２参照）との関係は、ｈ2＜３×ｈ1としている。これに対して、ブロー成形機３６におけるプリフォーム１０の延伸倍率が３倍以上であると、ブロー成形容器２０の側部２３に白化とよばれる不具合が生じやすい。
【００２９】
このように本実施の形態によれば、ブロー成形時のプリフォーム１０の加熱温度を７９℃乃至８４℃の範囲とし、ブロー成形されるプリフォーム１０の高さｈ1とブロー成形により作製されるブロー成形容器２０の高さｈ2との関係を、ｈ2＜３×ｈ1としたので、ブロー成形容器２０に白化や加熱しわ等の不具合が生じず、高品質のブロー成形容器２０を作製することができる。
【００３０】
また本実施の形態によれば、プリフォーム１０は、ＰＬＡ材料３１と、ＰＬＡ材料３１中に混入された青色系マスターバッチ３２とを含む射出材料３７から作製される。このことにより、ブロー成形容器２０が黄味を帯びることを抑制することができる。さらに、ブロー成形容器２０の側部２３に湯じわ模様と呼ばれる不具合が発生することを防止することができる。これに対して、プリフォーム１０中に青色系マスターバッチ３２が混入されていないと、図４に示すようにブロー成形容器２０の側部２３に湯じわ模様Ｆ4が発生しやすい。この理由は以下の通りであると考えられる。すなわち、上述したようにＰＬＡ材料３１は特有の黄味を帯びているが、青色系マスターバッチ３２によってプリフォーム１０の黄味を抑えることができる。これによりプリフォーム１０を加熱する工程で、加熱装置３４のヒーターからの熱をプリフォーム１０が吸収しやすくなり、迅速にプリフォーム１０を加熱することができるためである。
【００３１】
（実施例）
次に、本発明の具体的実施例を説明する。
【００３２】
まず図１に示すＰＬＡ製のプリフォーム１０を以下の条件に基づいて射出成形により作製した。青色系マスターバッチ３２については、以下の３種類のものを使用してそれぞれプリフォーム１０を作製した。
【００３３】
ＰＬＡ材料３１：レイシアＨ−４００（メーカ：三井化学）
青色系マスターバッチ３２：（メーカ：大日精化工業）
（ａ）ＰＴ−ＲＭ  ＡＺ  ＭＧ１７４５（Ｐ．Ｂ．２９）
（ｂ）ＰＴ−ＲＭ  ＡＺ  ＭＧ１７４６（ＳＯ．Ｖ．１３）
（ｃ）ＰＴ−ＲＭ  ＡＺ  ＭＧ１７４７（ＳＯ．Ｂ．１０４）
射出成形機３３：ＦＥ１６０（メーカ：日精樹脂工業）
射出成形時における射出材料３７の設定温度：２４０℃
【００３４】
なお、射出材料３７の構成割合（重量）は、それぞれＰＬＡ材料３１：青色系マスターバッチ３２＝１０：１とした。
【００３５】
得られたプリフォーム１０は、以下の通りであった。
プリフォーム１０の高さｈ1＝５４ｍｍ、側部１３の高さｈ3＝４２ｍｍ、天面部１１の内径ｄ1＝６２．５ｍｍ、天面部１１の外径ｄ1＝７１ｍｍ、側部１３の肉厚ｔ1＝ｔ2＝１．８ｍｍ、プリフォーム１０の重量１７ｇ。
【００３６】
次に、各プリフォーム１０を加熱し、加熱されたプリフォーム１０をブロー成形してブロー成形容器２０を作製した。ブロー成形の条件は以下のとおりである。
【００３７】
プリフォーム１０の加熱温度：６６．１℃乃至８８．１℃の１１種類
ブロー成形時の延伸倍率：約２倍
ブロー成形機３６：ＦＤＢ−１Ｄ（メーカ：フロンティア）
【００３８】
このようにして、高さｈ2＝１１０ｍｍのブロー成形容器２０が得られた。この結果、ブロー成形容器２０に生じた不具合を加熱温度によって分類すると以下のとおりとなった（発生無し・・・○、発生有り・・・×）。
【表１】
0005311186.tif 000002
【００３９】
このように、ブロー成形時におけるプリフォーム１０の加熱温度を７９℃乃至８４℃の範囲とした場合、ブロー成形容器２０にクラック、白化、加熱しわの不具合が生じなかった。
【００４０】
また、用いた青色系マスターバッチ３２とブロー成形容器２０に生じた不具合との関係は以下のとおりであった（発生無し・・・○、発生有り・・・×）。
【表２】
0005311186.tif 000003
【００４１】
サンプル（ｂ）のブロー成形容器２０には湯じわ模様が生じたが、サンプル（ａ）（ｃ）のブロー成形容器２０は湯じわ模様が生じず品質が良好であった。
【００４２】
（青色系マスターバッチの比較）
次に、ＰＬＡ材料３１と上述した３種の青色系マスターバッチ３２とを混合した板状サンプルおよびＰＬＡ材料３１のみからなる板状サンプルを作製し、この板状サンプルの色を比較した。
【００４３】
板状サンプルとしては以下の４種類のものを作製した。
（ａ）ＰＴ−ＲＭ  ＡＺ  ＭＧ１７４５（Ｐ．Ｂ．２９）
（ｂ）ＰＴ−ＲＭ  ＡＺ  ＭＧ１７４６（ＳＯ．Ｖ．１３）
（ｃ）ＰＴ−ＲＭ  ＡＺ  ＭＧ１７４７（ＳＯ．Ｂ．１０４）
（ｄ）青色系マスターバッチなし（ＰＬＡ樹脂のみ）
サンプル形状：厚さ２ｍｍの板材（射出温度２００℃）
混合割合：ＰＬＡ材料３１（レイシアＨ−４００）：青色系マスターバッチ３２＝１０：１
【００４４】
次に、カラーコンピュータ（ＳＭ−Ｃ：スガ試験機）を用いて各板状サンプルの色を測定した。
【表３】
0005311186.tif 000004
【００４５】
カラーコンピュータによる測定値は、日本工業規格（ＪＩＳ規格）のＪＩＳＺ８７２９で規定される「Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系」に基づく。「Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系」とは、明度を「Ｌ＊」（０≦Ｌ＊≦１００）で表し、色度を「ａ＊」（−６０≦ａ＊≦６０）および「ｂ＊」（−６０≦ｂ＊≦６０）で表したものである。ここで「＋Ｌ＊」が白方向、「−Ｌ＊」が黒方向、「＋ａ＊」が赤方向、「−ａ＊」が緑方向、「＋ｂ＊」が黄方向、「−ｂ＊」が青方向を示している。
【００４６】
以上の結果から、ブロー成形容器２０に湯じわ模様が生じないようにするためには、ＰＬＡ材料３１と青色系マスターバッチ３２とを有するプリフォーム１０の色が、「Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系」に基づく色度が「０≦ａ＊≦１」かつ「０≦ｂ＊≦１」となれば良いと考えられる。但し、好ましくは色度が「０≦ａ＊≦０．５」かつ「０≦ｂ＊≦０．５」となることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＰＬＡ製のプリフォームを示す断面図。
【図２】本発明の一実施の形態によるブロー成形容器を示す側面図。
【図３】本発明の一実施の形態によるブロー成形容器の製造工程を示す概略図。
【図４】ブロー成形容器に生じる不具合を示す説明図。
【図５】比較例としてのプリフォームを示す断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１０      プリフォーム
１１      天面部
１２      ストレート部
１３      側部
１４      底部
２０      ブロー成形容器
２１      天面部
２２      ストレート部
２３      側部
２４      底部
３１      ＰＬＡ材料
３２      青色系マスターバッチ
３３      射出成形機
３４      加熱装置
３５      搬送装置
３６      ブロー成形機
３７      射出材料
【図１】
0005311186.tif 000005
【図２】
0005311186.tif 000006
【図３】
0005311186.tif 000007
【図４】
0005311186.tif 000008
【図５】
0005311186.tif 000009