JP2009006529A - ブロー成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブロー成形体の表面にゴム部材を一体化してブロー成形するにあたり、ブロー成形体本体の材質をポリオレフィン樹脂とし、このゴム部をEPRエチレンプロピレンゴム(EPR)またはEPDM(エチレンプロピレンゴム3元共重合体)から選択されたものとし、このゴムは部材がショアー硬度70A以下であるブロー成形体とする。
【選択図】図5
Description
このようなブロー成形は、特許文献1に開示されており、特許文献2〜4には、ラベルをインモールドした例が示されている。しかし、ゴム材質を一体成形した例は示されていない。
そして、前記ブロー成形体本体は、ポリオレフィン樹脂から構成されており、前記ゴムを部材は、エチレンプロピレンゴム(EPR)またはエチレンプロピレンゴム3元共重合体(EPDM)から選択されたものであり、ショアー硬度が70A以下であることが好ましい。
この場合、 前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂であり、前記ポリオレフィン樹脂は、メルトインデックス(MI)が0.15〜2.0の範囲であり、パリソン温度が165〜185℃の範囲であることが好ましい。また、前記ゴム部材は、曲げ弾性率が700MPa以下のブロックタイプおよび/またはランダムタイプのポリプロピレン樹脂を含有し、前記ゴム部材中における前記ポリプロピレン樹脂の含有量が37〜52%であることが好ましい。
さらに、前記ポリオレフィン樹脂が高密度ポリエチレン樹脂であり、この高密度ポリエチレン樹脂は、メルトインデックス(MI)が0.3〜3.0の範囲であり、パリソン温度が150〜170℃であることが好ましい。また、前記ゴム部材は、曲げ弾性率が150MPa以下の低密度ポリエチレンおよび/または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含有し、
前記ゴム部材中の低密度ポリエチレンおよび/または直鎖状低密度ポリエチレンの含有量が32〜57%であることが好ましい。
そして、金型の成形面にゴム部材を固定し、ブロー成形体本体の樹脂のパリソンを溶融させ前記金型内に載置した後、パリソン内に気体を吹き込み、前記金型により成形、冷却した後に前記金型からブロー成形体を取り出すブロー成形体の製造方法も好ましい。
そして、これに一体成形するゴムを部材2は、エチレンプロピレンゴム(EPR)またはエチレンプロピレンゴム3元共重合体(EPDM)から選択されたものである。これ以外のゴム材質では、ポリオレフィンとブレンドしようとしても相溶せず、ゴム中でポリオレフィンが均一に分散せず、溶着が不十分になる傾向がある。
さらに、ゴム部材のショア硬度は、70A以下であることが好ましい。この硬度以下であれば、ゴム弾性が確保される。一方この硬度を超えると、曲げ試験を何回も行い、再び元々の形状に復元したとき、曲げ部の癖形状が残ってしまう恐れがある。
これらの場合、ポリオレフィン樹脂として、先ず、ポリプロピレン樹脂について説明する。用いるポリプロピレン樹脂のパリソン温度は、165〜185℃であることが好ましい。165℃未満であると、インサート成形により、溶着し難くなる傾向があり、185℃を超えると、図7(a)に示されるように、ゴム部材2の周囲の樹脂のブロー成形体本体1に、一体化すべきゴム部材2から同心円状に皺18が広がり、弛んだ樹脂の皺18が発生し易くなってしまう傾向がある。
この場合、ポリプロピレンとしては、メルトインデックス(MI)が0.15〜2.0のものであることが好ましい。これにより、皺18の発生や接着不良が抑えられる。この場合、MIが2.0を超えると、一体化したゴム部材2の周囲のブロー成形体本体、即ち、容器本体1に、図7(a)に示されるような皺18が発生し易くなる傾向がでてくる。また、図7(b)に示されるような隙間19が発生して見栄えが悪くなったり、隙間から剥離する恐れがあったりするが、これも有効に抑制される。
用いるポリプロピレン樹脂のパリソン温度は、165〜185℃であることが好ましい。165℃未満であると、インサート成形により、溶着し難くなる傾向があり、185℃を超えると、図7(a)に示されるように、ゴム部材2の周囲から同心円状に皺18が拡がり、弛んだ樹脂の皺18が発生し易くなってしまう。そして、パリソン温度を上記のように管理することによって、これらの不具合は解消されることになる。
一方、ゴム部材中に、ゴム材質とポリプロピレン樹脂が混合されることが好ましいが、このゴム材質と混合されるポリプロピレン樹脂は、ブロックタイプのポリプロピレン樹脂および/またはランダムタイプのポリプロピレン樹脂であることが好ましい。そして、その含有量は、37〜52%であることが好ましい。37%を下回ると、溶着が不十分となる傾向があり、また、ゴム弾力がなくなる傾向がある。一方、樹脂が52%を超えると、ゴムの質感が損なわれるおそれがある。また、ポリプロリレン樹脂の曲げ弾性率は、700MPa以下であることが望ましい。700MPaを上回ってしまうと、ゴムのクッション性が損なわれ、ゴム弾力がなくなって、ブロー圧力の低い圧力での溶着が困難になってくる傾向がある。なお、ゴム部材と混合されるポリプロピレン樹脂が、ブロックタイプおよび/またはランダムタイプのポリプロピレン樹脂の混合物である場合、ブロックタイプのポリプロピレン樹脂とランダムタイプのポリプロピレン樹脂とが相溶状態で混合されていることが好ましい。
次に、高密度ポリエチレン樹脂をパリソンとして用いる場合について説明する。この場合は、パリソン温度を150〜170℃で、成形する。150℃未満の温度では、ブロー成形が行えない可能性が生じてくる。また、170℃を超えるパリソン温度では、図7(b)に示されるように、ゴムの周囲に皺18が生じる傾向がある。また、高密度ポリエチレン樹脂のMIは、0.3〜3.0であることが好ましい。MIが0.3未満であると、図7(b)に示されるように、本体1とゴム部材2との間に隙間19が発生しやすくなる。また、MIが3.0を超えると、図7(a)に示されるように、皺18が発生しやすくなる。
また、ゴム部材に添加するポリエチレン樹脂(PE)としては、低密度ポリエチレン(LDPE)や、直鎖状低密度ポリエチレン(L-LDPE)のいずれかを用いることが好ましい。これらは、単独で用いてもよく、或いは、併用してもよい。併用する場合の併用割合は、任意である。このようなポリエチレン樹脂は、32〜57%含有されることが好ましい。32%を下回ると、溶着が不十分になる傾向があり、また、57%を超えると、ゴムの質感が損なわれるおそれがある。
さらに、ポリエチレン樹脂(PE)の曲げ弾性率は、150MPa以下とすることが好ましい。150MPaを超えると、ゴムのクッション性が損なわれ、ブロー圧力の低い圧力での溶着が困難になってくる傾向がある。この場合は、上記のとおり、パリソン温度を150〜170℃で、成形する。
以上、詳述したように、本発明では、所定のポリオレフィン樹脂の容器本体の表面に、所定のゴム部材を一体成形する。一体成形を行うには、以下のようにすればよい。
本発明においては、金型内で、ブロー成形を行う。この際、図1に示されるように、金型3内の所定の位置に、ゴム部材1を載置して、金型を設置した基板4を介して管6からの吸引に寄り、減圧力で吸引する。図1(a)、(b)に示される例では、隙間パーツ50により、吸引する例が示される。また、図2(a)、(b)に示される例では、多孔質の焼結金属55を介在させて、吸引により、減圧吸引する例が示される。
このように、図3に示されるように、金型3にゴム部材1を固定した後、図3に示されるように、パリソン10を導入し、高圧でエアーを吹き込み、冷却・固化した後、金型を開けば、図4に示されるように、表面にゴム部材1を一体的に保持したブロー成形体本体1が得られる。この際、図5に示されるように、本体1の凹部形状の部分15に、本体の表面と同一の面を形成するように、ゴム部材2を一体化することができる。その他、図6にに示されるように、ブロー成形体本体1の凹形状の部分15にゴム部材2を一体化して、表面から凹んだ位置にゴム部材2を一体成形することもできる。図5、6に示される例では、本体1の表側および裏側の2箇所の部分に相互に離間して、2個のゴム部材2,2を設けた例が示されているが、これに拘わらず、ボトル容器の使い勝手に応じて、本体1の外周上に、周方向に亘って、ゴム部材2を設けてたり、1箇所のみに1個だけゴム部材を設けてもよい。
結果を表1に示す。ゴムと樹脂との境目に、隙間の発生と皺の発生があるかないかを確認した(評価1)。この場合、評価1として、インサートしたゴムと樹脂の境目に、隙間19が発生していたときは、×皺発生とした。また、インサートしたゴムの周囲に、弛んだ樹脂の皺18が発生したときは、×皺発生とした。そして、これらのいずれもがなかったときは、◎良好と評価した。また、これらのいずれかが僅かに発生したときには、 △やや良好と評価した。結果を表1に示す。
表1
メルトインデックス(MI)
成形温度 0.15 0.3 1.5 3.0 4.0
145℃ ×隙間発生 ×隙間発 ×隙間発生 ×隙間発 ×隙間発生
150℃ ×隙間発生 ◎良好 ◎良好 ◎良好 △やや良好
155℃ ×隙間発生 ◎良好 ◎良好 ◎良好 ×皺発生
160℃ ×隙間発生 ◎良好 ◎良好 ◎良好 ×皺発生
165℃ △やや良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好 ×皺発生
170℃ △やや良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好 ×皺発生
175℃ ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生
表1に示される結果から、本発明のパリソン温度150〜170℃およびMI0.3〜3では、隙間の発生も皺の発生もなく、この数値限定による臨界的効果が明らかである。
次に、上記の条件において、メルトインデックスMIを1.5に、また、ゴム硬度を60Aに固定して、インサートゴムのゴム:樹脂の比率を種々変更し、成形温度による依存性を評価した。この場合、ゴムと樹脂が溶着された部位を破断するまで引っ張り試験をした結果、ゴムと樹脂との界面が剥離する現象の有無を観察して、剥離の有無を◎、〇、×、△で評価した(評価2)。また1mm厚みのゴム片を360°合わせて曲げを行い、ゴム単体の場合と比較して、元々の形状に復元したときに、曲げ部の癖形状が残るか否かを評価(評価3)して、ゴム弾力の有無を接着◎、〇、×、△で評価した。結果を表2、表3に示す。
表2
インサートゴム:樹脂比率
成形温度 40:60 50:50 60:40 70:30
145℃ ×ゴム弾力無 ×接着不良 ×接着不良 ×接着不良
150℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎ 良好 ×接着不良
155℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 ×接着不良
160℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 ×接着不良
165℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 ×接着不良
170℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 △やや良好
175℃ ×ゴム弾力無 ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生
表3
インサートゴム:樹脂比率
成形温度 43:57 48:52 63:37 68:32
145℃ ×接着不良 ×接着不良 ×接着不良 ×接着不良
150℃ ◎良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好
155℃ ◎良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好
160℃ ◎良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好
165℃ ◎良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好
170℃ ◎良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好
175℃ ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生△
______________________________________________________
表2,3に示される結果から、本発明における成形温度とゴム:樹脂比率の効果が明らかである。
さらに、上記において、ゴム:樹脂の比率を50:50に、また、成形温度を160℃に、それぞれ、固定して、ゴム硬度とインサート混合樹脂の曲げ弾性率とを変化させ、同様に、ブロー成形体を得た。上記j評価1,2とともに、1mm厚みのゴム片を360°合わせて曲げを行い、ゴム単体の場合と比較して、元々の形状に復元したときに、曲げ部の癖形状が残るか否かを評価(評価3)した。結果を表4に示す。
表4
______________________________________________________________
インサートゴム硬度 インサート混合樹脂の曲げ弾性率
ショアーA硬度 70Mpa 150Mpa 200Mpa
45 ◎良好 ◎良好 △やや良好
55 ◎良好 ◎良好 △やや良好
60 ◎良好 ◎良好 △やや良好
70 ◎良好 ◎良好 △やや良好
78 ×ゴム弾力無 ×ゴム弾力無 ×ゴム弾力無
___________________________________________________
ゴムと樹脂が溶着された部位を破断するまで引っ張り試験をした結果、ゴムと樹脂との界面が剥離する現象も観察されず(評価2)、また、1mm厚みのゴム片を360°合わせて曲げを行い、ゴム単体の場合と比較して、元々の形状に復元したときに、曲げ部の癖形状が残るか否かを評価(評価3)して、ゴム弾力の有無を評価したところ、癖形状は残らず、良好な結果を得た。
この場合、MIは、0.1〜2.5の範囲で変え、また、樹脂:ゴムの比率は、50:50とし、ゴム硬度は60A、樹脂曲げ弾性率は540Mpaに、それぞれ固定した。評価1の結果を表5に示す。
表5
メルトインデックス(MI)
成形温度 0.1 0.15 0.3 2.0 2.5
160℃ ×隙間発生 ×隙間発生 ×隙間発生 ×隙間発生 ×隙間発生
165℃ ×隙間発生 ◎良好 ◎良好 ◎ 良好 △やや良好
170℃ ×隙間発生 ◎良好 ◎良好 ◎良好 △やや良好
175℃ ×隙間発生 ◎良 ◎良好 ◎良好 △やや良好
180℃ ×隙間発生 ◎良好 ◎良好 ◎良好 ×皺発生
185℃ △やや良好 ◎良好 ◎良好 ◎良好 ×皺発生
190℃ ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生 × 皺発生 × 皺発生
表5に示されるように、成形温度を165〜185℃に変えた結果、前記に評価1,2,3とも同様に優れた結果を得た。一方、樹脂組成を変化ざせて、MIを変化させたところ、MIが0.15〜2.0の範囲において、前記の評価1,2,3とも同様に優れた結果を得た。
一方、樹脂:ゴムの比率を変化させたところ、下記表6,7に示されるように、樹脂37〜52%において、評価1,2,3とも同様に優れた結果を得た。
この場合、成形温度とインサートゴム:樹脂の比率との関係を評価した。結果を表6、7に示す。なお、メルトインデックスMIは2.0、ゴム硬度は60Aとした。
表6
インサートゴム:樹脂比率
成形温度 40:60 50:50 60:40 70:30
160℃ ×ゴム弾力無 ×接着不良 ×接着不良 ×接着不良
165℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 ×接着不良
170℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 ×接着不良
175℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 △やや良好
180℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 △やや良好
185℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 △やや良好
190℃ ×ゴム弾力無 ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生
__________________________________________________________
表7
インサートゴム:樹脂比率
成形温度 43:57 48:52 63:37 68:32
160℃ ×ゴム弾力無 ×接着不良 ×接着不良 ×接着不良
165℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 ×接着不良
170℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 ×接着不良
175℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 △やや良好
180℃ ×ゴム弾力無 ◎良好 ◎良好 △やや良好
185℃ ×ゴム弾性無 ◎良好 ◎良好 ◎良好
190℃ ×ゴム弾力無 ×皺発生 ×皺発生 ×皺発生
___________________________________________________
表6、7に示される結果から、本発明におけるゴム:樹脂比率の効果が明らかである。
さらに、上記において、ゴム:樹脂の比率を50:50に、また、成形温度を150℃に、それぞれ、固定して、ゴム硬度とインサート混合樹脂の曲げ弾性率とを変化させ、同様に、ブロー成形体を得た。結果を表8に示す。なお、ゴム部材に添加するポリプロピレン樹脂は、ランダムタイプのポリプロピレン樹脂とした。
表8
______________________________________________________________
インサートゴム硬度 インサート混合樹脂の曲げ弾性率
ショアーA硬度 540Mpa 700Mpa 850Mpa
45 ◎良好 ◎良好 △やや良好
55 ◎良好 ◎良好 △やや良好
60 ◎良好 ◎良好 △やや良好
70 ◎良好 ◎良好 ×ゴム弾力無
78 ×ゴム弾力無 ×ゴム弾力無 ×ゴム弾力無
___________________________________________________
本発明の範囲では、ゴムと樹脂が溶着された部位を破断するまで引っ張り試験をした結果、ゴムと樹脂との界面が剥離する現象も観察されず(評価2)、また、1mm厚みのゴム片を360°合わせて曲げを行い、ゴム単体の場合と比較して、元々の形状に復元したときに、曲げ部の癖形状が残るか否かを評価(評価3)して、ゴム弾力の有無を評価したところ、癖形状は残らず、良好な結果を得た。
10パリソン
18皺
19隙間
2 ゴム部材
3 金型
50 隙間パーツ
55 多孔質の焼結金属
Claims (7)
- ブロー成形体本体と、このブロー成形体本体の表面の少なくとも一部において前記ブロー成形体本体に一体成形されたゴム部材とを有することを特徴とするブロー成形体。
- 前記ブロー成形体本体は、ポリオレフィン樹脂から構成されており、
前記ゴムを部材は、エチレンプロピレンゴム(EPR)またはエチレンプロピレンゴム3元共重合体(EPDM)から選択されたものであり、ショアー硬度が70A以下である請求項1のブロー成形体。 - 前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂であり、
前記ポリプロピレン樹脂は、メルトインデックス(MI)が0.15〜2.0の範囲であり、パリソン温度が165〜185℃の範囲である請求項2のブロー成形体。 - 前記ゴム部材は、曲げ弾性率が700MPa以下のブロックタイプおよび/またはランダムタイプのポリプロピレン樹脂を含有し、
前記ゴム部材中における前記ポリプロピレン樹脂の含有量が37〜52%である請求項3のブロー成形体。 - 前記ポリオレフィン樹脂が高密度ポリエチレン樹脂であり、
この高密度ポリエチレン樹脂は、メルトインデックス(MI)が0.3〜3.0の範囲であり、パリソン温度が150〜170℃である請求項2のブロー成形体。 - 前記ゴム部材は、曲げ弾性率が150MPa以下の低密度ポリエチレンおよび/または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含有し、
前記ゴム部材中の低密度ポリエチレンおよび/または直鎖状低密度ポリエチレンの含有量が32〜57%である請求項5のブロー成形体。 - 金型の成形面にゴム部材を固定し、ブロー成形体本体の樹脂のパリソンを溶融させ前記金型内に載置した後、パリソン内に気体を吹き込み、前記金型により成形、冷却した後に前記金型からブロー成形体を取り出すブロー成形体の製造方法。
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