(57)【要約】【課題】中間層によるガスバリア性能を大きく低下させることなく、確実に積層ボトルに加飾を施すことができる積層ボトルの製造方法を提供する。【解決手段】内層、外層、およびこれらの間に配置された中間層を有する有底筒状のプリフォームを、延伸可能な温度に加熱する１次加熱工程と、１次金型内で前記プリフォームを延伸ブロー成形して１次成形品を形成する１次延伸ブロー成形工程と、２次金型内で前記１次成形品を延伸ブロー成形して積層ボトルを形成する２次延伸ブロー成形工程と、を有し、前記１次加熱工程前に、前記プリフォームの中間層に水分を吸収させる吸水工程をさらに有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル樹脂で形成された内層と外層との間に、ナイロン樹脂で形成された中間層が配置された積層ボトルを形成する積層ボトルの製造方法であって、
内層、外層、およびこれらの間に配置された中間層を有する有底筒状のプリフォームを、延伸可能な温度に加熱する１次加熱工程と、
１次金型内で前記プリフォームを延伸ブロー成形して１次成形品を形成する１次延伸ブロー成形工程と、
２次金型内で前記１次成形品を延伸ブロー成形して前記積層ボトルを形成する２次延伸ブロー成形工程と、を有し、
前記１次加熱工程前に、前記プリフォームの中間層に水分を吸収させる吸水工程をさらに有することを特徴とする積層ボトルの製造方法。
【請求項２】
前記吸水工程では、前記中間層に飽和状態となるまで水分を吸収させることを特徴とする請求項１に記載の積層ボトルの製造方法。
【請求項３】
前記１次延伸ブロー成形工程と前記２次延伸ブロー成形工程との間に、前記１次成形品を加熱により強制的に収縮させる２次加熱工程を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の積層ボトルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層ボトルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、プリフォームにおける内層と外層との間に、中間層を非連続状に多数の断片に細分化した状態で積層し、これをブロー成形して、前記中間層の各断片を糸状に延伸させることで、積層ボトルに加飾を施すものが従来から知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２３６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の方法では、例えば、中間層が有するガスバリア性能を大きく低下させることなく、加飾を施すことに改善の余地があった。
【０００５】
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、中間層が具備するガスバリア性能を大きく低下させることなく、確実に積層ボトルに加飾を施すことができる積層ボトルの製造方法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】
上記課題の解決手段として、本発明は、ポリエステル樹脂で形成された内層と外層との間に、ナイロン樹脂で形成された中間層が配置された積層ボトルを形成する積層ボトルの製造方法であって、内層、外層、およびこれらの間に配置された中間層を有する有底筒状のプリフォームを、延伸可能な温度に加熱する１次加熱工程と、１次金型内で前記プリフォームを延伸ブロー成形して１次成形品を形成する１次延伸ブロー成形工程と、２次金型内で前記１次成形品を延伸ブロー成形して積層ボトルを形成する２次延伸ブロー成形工程と、を有し、前記１次加熱工程前に、前記プリフォームの中間層に水分を吸収させる吸水工程をさらに有することを特徴とする。
この発明では、吸水工程時に中間層に水分を吸収させ、１次加熱工程および１次延伸ブロー成形工程を行う。この際、吸湿したナイロンは結晶化を生じやすくなり、1次加熱の低い温度（１１０℃前後）でナイロン部分が優先して結晶化することで、１次成形品のうち中間層が位置する部分が白濁するものと考えられる。その後、１次成形品が収縮変形することにより、前述の白濁した部分に皺が生じる。
そして、２次延伸ブロー成形工程時に、１次成形品を延伸ブロー成形することにより、前述の皺が生じた部分が引き伸ばされて積層ボトルが形成される。
これにより、積層ボトルのうち、中間層が位置する部分の全体が白濁状態になり、その中に濃い条状の部分が不規則に現れるといった和紙のような外観を呈する積層ボトルが得られる。
もって、中間層は特に分断等されず、かつ白濁で和紙のような加飾が得られるため、中間層が具備するガスバリア性能を大きく低下させることなく、確実に積層ボトルに加飾を施すことができる。
【０００７】
また、本発明おいては、前記吸水工程では、前記中間層に飽和状態となるまで水分を吸収させることが好ましい。
元来ナイロン樹脂は、ポリエステル樹脂の一種であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に比べ吸湿し易く、吸湿量が３０００ｐｐｍ程度でも加熱する事で白濁するが、延伸することでその加飾効果が低減してしまう。従って、少量のナイロン樹脂を用いて白濁感を得るためには、飽和状態まで吸湿させる事が望ましい。なお一般のナイロン樹脂は、常温下（２３℃５０％ＲＨ）において１．７％程度で飽和状態となるが、１％程度まで吸湿すると結晶化し易くなる。また、この結晶化部分が収縮の生じ難い部分として形成されることで皺が発生するものと考えられるため、水分量を適宜変更することで目的とする加飾程度に調整することが可能となる。
【０００８】
また、本発明おいては、前記１次延伸ブロー成形工程と前記２次延伸ブロー成形工程との間に、前記１次成形品を加熱により強制的に収縮させる２次加熱工程を備えていることが好ましい。
この場合は、加飾効果をより効果的に発揮することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中間層が具備するガスバリア性能を大きく低下させることなく、確実に積層ボトルに加飾を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に用いられるプリフォームの縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態で製造される積層ボトルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る積層ボトルの製造方法について説明する。
【００１２】
先ず、この製造方法に用いられる有底筒状のプリフォーム１について説明する。図１に示されるように、このプリフォーム１は、口部２、ネックリング３、円筒状の胴部４および底部５を備えている。胴部４および底部５は、透明のポリエステル樹脂で形成された内層１０と外層１１との間に、透明のナイロン樹脂で形成された中間層１２が積層状態に配置されて形成されており、この中間層１２は、胴部４から底部５に亘って途中で分断されることなく連続的に配置されている。一方、口部２およびネックリング３は、全体がポリエステル樹脂で形成されている。
【００１３】
プリフォーム１は、例えばインジェクション成形によって形成されており、本実施形態では、内層１０および外層１１は、ＰＥＴで形成され、中間層１２は、ポリメタキシレンジアミド（ＭＸＤ６）で形成されている。なお、内層１０および外層１１は、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等のポリエステル樹脂であってもよく、一方、中間層１２は、ナイロン樹脂であればよいが、吸水性に優れたものが好ましい。
【００１４】
また、上記プリフォーム１では、口部２およびネックリング３は、加熱により熱結晶化されており、白色に変色して硬化されている。
【００１５】
本実施形態では、プリフォーム１を用いて、図２に示される積層ボトル２０を形成する。以下、本実施形態の積層ボトル２０の製造方法について詳述する。
【００１６】
先ず、吸水工程を行う。この工程は、中間層１２に、内層１０および外層１１を通して水分を吸収させる。吸水工程は、本実施形態では、プリフォーム１の成形直後に恒温室内でプリフォーム１を加湿するものとするが、水を溜めた水槽等にプリフォーム１を浸漬したり、プリフォーム１を、例えば数日〜数年単位で、比較的湿度の高い倉庫等に保管したりすること等によって、中間層１２に水分を吸収させてもよい。
なお、この吸水工程では、プリフォーム１の温度に応じて、中間層１２が白濁した状態となる場合があるが、この吸水工程では、中間層１２を白濁させなくても、白濁させてもよい。また、この吸水工程では、プリフォーム１全体（内層１０、外層１１および中間層１２）の温度を、熱結晶化温度よりも低い温度とし、後工程である延伸ブロー成形工程時に支障を来たさないようにする。
【００１７】
なお、吸水工程では、中間層１２の水分の吸収率（または吸湿量）が所望の大きさになったか否かを判定することが好ましい。この場合、中間層１２の水分の吸水率が所望の大きさになったか否かは、例えば、水分率計により計測用サンプルプリフォームにおける中間層の水分率を測定する、プリフォームのヘイズ（曇り度）を測定する、吸湿したプリフォームにおいてナイロン部分に生じている白濁状態を視認する、などによって判定できる。
【００１８】
また、この吸水工程では、中間層１２が飽和状態となるまで水分を吸収させることが好ましい。このように、中間層１２を飽和状態とした場合には、加飾効果がより効果的に発揮される。
さらに、後述するように１次延伸ブロー成形工程と２次延伸ブロー成形工程との間に、１次成形品を加熱により強制的に収縮させる２次加熱工程を備えた場合には、この加熱工程で結晶化温度以上に加熱することで、結晶化並びに収縮差による皺の発生が顕著となることで、加飾効果を高めることができる。
【００１９】
そして、吸水工程の後は、１次加熱工程、１次延伸ブロー成形工程、２次加熱工程、および２次延伸ブロー成形工程を行い、積層ボトル２０を形成する。
【００２０】
先ず、１次加熱工程では、プリフォーム１を、延伸可能な温度に加熱する。具体的には、プリフォーム１を、例えばプリフォーム１が１００〜１２０℃となるように加熱する。
【００２１】
ここで、ナイロン樹脂である中間層１２は、その性質上、水分を吸収させた状態である程度の熱を加えられることで一次加熱の低い温度（１１０℃前後）でも結晶化が促進され、容易に白濁する性質がある。この性質を利用し、この１次加熱工程では、プリフォーム１を延伸可能な温度にするとともに、プリフォーム１の中間層１２を白濁させる。
【００２２】
次に、１次延伸ブロー成形工程では、プリフォーム１を、１次金型のキャビティ内に設置し、延伸ブロー成形する。ここでは、前記１次金型の型温を、例えば１次加熱工程時の温度よりも高い温度に加熱しておき、この状態で、１次加熱工程で加熱されたプリフォーム１を設置する。尚、１次金型の型温は、１次加熱工程時の温度より低くてもよい。
【００２３】
そして、本実施形態における１次延伸ブロー成形工程では、延伸棒でプリフォーム１を軸方向（胴部４の長手方向）に延伸させた後に、この延伸棒から高圧空気をプリフォーム１内に吹き出してプリフォーム１を軸方向および径方向に延伸させる２軸延伸ブロー成形をし、１次成形品を形成する。
なお、本実施形態では、２軸延伸ブロー成形を行うが、プリフォーム１の軸方向または径方向にのみ延伸させる延伸ブロー成形を行ってもよく、また上記のような延伸棒を用いなくてもよい。またさらに、１次延伸ブロー成形工程では、１次成形品が最終成形品よりも大きくなるように、例えばプリフォーム１からの延伸量を、面積倍率で５〜１０倍程度にすることが好ましい。
【００２４】
なお、この１次延伸ブロー成形工程では、１次成形品の中間層１２に、皺が多少生じた状態になる場合がある。
【００２５】
そして、次に、２次加熱工程では、前記１次成形品を、前記１次金型の型温よりも高い温度に加熱する。この温度は、１次成形品が２次金型に収容可能となる大きさまで収縮するように設定する。
【００２６】
この２次加熱工程は、１次成形品内に生じた残留応力を無くす目的で行う。ここで、当該工程で加熱された１次成形品は熱収縮され、当該工程前の状態に比べて小さくなるとともに、中間層１２に皺が生じた状態になる。この皺は、中間層１２が結晶化することで耐熱性能が向上して収縮が少なくなるのに対し、内外層１０，１１はほぼ結晶化しないために中間層との間の収縮差が大きいまま、一方が他方に追従しようと収縮するため皺が発生するものと考えられる。この皺は、各層の厚みや部位によって不規則な皺となるため、２次加熱工程後のブロー成形で再度延伸され、和紙の様な皺となってボトルに加飾効果が発揮される。
【００２７】
そして、次に行う２次延伸ブロー成形工程では、前記２次加熱工程を経て積層ボトル２０と同程度、あるいは若干小さく形成された１次成形品を設置し、延伸ブロー成形を行う。なお、前記２次金型は、積層ボトル２０の形状に対応したキャビティを有している。尚、２次金型の型温は、積層ボトル２０が使用される最高の雰囲気温度よりも高い、好ましくは数度程度高く設定することが好ましい。また、２次金型によって積層ボトル２０をヒートセットすることで、耐熱性を向上することができる。
【００２８】
そして、本実施形態における２次延伸ブロー成形工程では、延伸棒を用いずに、高圧空気の封入のみで、１次成形品を２軸延伸ブロー成形する。これにより、積層ボトル２０が形成される。なお、この工程においても、プリフォーム１の軸方向または径方向にのみ延伸させる延伸ブロー成形を行ってもよい。
【００２９】
以上に記載した本発明の実施形態に係る方法では、吸水工程時に中間層１２に水分を吸収させ、１次加熱工程および１次延伸ブロー成形工程を行い、この際、吸湿により白濁することが一般的に知られているウレタン樹脂やポリカーボネート樹脂と同様に、ナイロン樹脂においても飽和状態またはそれ以下であっても吸湿すると、常温下でも若干の白濁が生じる性質があり、この吸湿した状態で熱が加わることで結晶化が促進され、透明性が無くなるほどに白濁されるので、１次成形品のうち、中間層１２が位置する部分が白濁する。その後、本実施形態では、２次加熱工程時に、１次成形品が収縮変形することにより、前述の白濁した部分に皺が多く生じる。
そして、２次ブロー成形工程時に、１次成形品を延伸ブロー成形することにより、前述の皺が生じた部分が引き伸ばされて積層ボトル２０が形成される。
これにより、図２に示されるように、積層ボトル２０のうち、中間層１２が位置する部分の全体が白濁状態になり、その中に濃い条状の部分が不規則に現れるといった和紙のような外観を呈する胴部２１を有する積層ボトル２０が得られる。
もって、本発明では、中間層１２は特に分断等されず、かつ白濁で和紙のような加飾が得られるため、中間層１２が具備するガスバリア性能を大きく低下させることなく、確実に積層ボトルに加飾を施すことができる。
【００３０】
なお、本発明はポリエステル樹脂を内層および外層とするプリフォームを用いるものであるが、その他の合成樹脂を用いた場合であっても、本発明と同様のメカニズムによって中間層のみを加飾できるものと考えられる。さらに、ポリエステル樹脂で形成された内層と外層との間に、ウレタン樹脂やポリカーボネート樹脂で形成された中間層が配置されたプリフォームに対し、本発明と同様の工程を実施した場合であっても、本発明と同様のメカニズムによって、加飾が施された積層ボトルを得られるものと考えられる。
従って、内外層と吸湿性能が異なり、吸湿により結晶化が生じやすくなる樹脂を中間層に設けることにより、本願発明と同様の加飾効果を得られるものと考えられる。
【００３１】
積層構成としては、本願発明の３層に限定されず、２層以上であればよい。但し、加飾効果を発揮する（白濁する）層を中間層とすることが、当該加飾層を保護することからも好ましい。この中間層を内層側もしくは外層側に偏在させて配置してもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、中間層１２が１次加熱工程時に白濁されることを説明したが、吸水工程時や１次延伸ブロー成形工程時に、白濁させてもよい。すなわち、中間層１２は、２次加熱工程時の前までに白濁させればよい。
また、上記実施形態では、プリフォーム１の口部２およびネックリング３が加熱されて結晶化されたものを説明したが、口部２およびネックリング３を結晶化させなくても構わない。
【符号の説明】
【００３３】
１  プリフォーム
１０  内層
１１  外層
１２  中間層
２０  積層ボトル
【図１】
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【図２】
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