JPH01242245A - 多層共射出構造体 - Google Patents

多層共射出構造体

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JPH01242245A
JPH01242245A JP63071203A JP7120388A JPH01242245A JP H01242245 A JPH01242245 A JP H01242245A JP 63071203 A JP63071203 A JP 63071203A JP 7120388 A JP7120388 A JP 7120388A JP H01242245 A JPH01242245 A JP H01242245A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A 産 上の1 本発明は酸素あるいは炭酸ガスなどのガスバリアー性、
防湿性、保香性、フレーバーバリアー性及び外観良好な
飲料、食品、化粧品などの容器に用いられる合成樹脂製
の共射出延伸多層プラスチック容器、特に熱可塑性ポリ
アミド(以下PAと略記する)とエチレン−酢酸ビニル
共重合体けん化物系組成物(以下EVOH組成物と略記
する)とを有し、少なくとも3層構造である、特に耐衝
撃層間剥離性(以下デラミと略記する)及びタテズン、
偏肉等の外観不良を大巾に改善した、多層共射出構造体
に関する。
B  ′   の  ′− ポリアミド容器はその優れた透明性、剛性により多数の
分野で使用が望まれてはいるが、成形性、特に延伸ブロ
ー成形性が悪い事やガスバリアー性が十分でないなどの
聞届点があり、限られた用途にしか使用されていないの
が現状である。特にガスバリアー性を改善する方法とし
てE V OHと組合せ多層化する方法は種々愚案され
ている。すなわち、共押出成形法、多段射出成形法、共
射出成形法等があるか夫々一長一短がある。この中で特
に装置が簡単であり、ロスが少ない方法として異種ポリ
マーを共射出成形法で多層化する方法が注目され、各種
特許が出願されている。しかしながら、この方式は接着
性樹脂を使用していない場合が多く、異種樹脂層の界面
は大気圧で密着されているだけである。その結果、容器
に内容物を入れて落下させると、衝撃により層間剥離(
デラミ)が生じ、共射出成形容器は実用上使用に耐えな
いしのであった。また、PAは延伸ブロー成形が困難で
ある等の問題もある。しかしながら、PA/EVOH多
層容器を他の方法で作る場合、トリム等のロスが40〜
50wt%も生じるのが現状であり、E V OHとP
Aとのブレンド物は熱安定性悪く再使用が困難な為、コ
スト的に大きな問題である反面、上記した共射出容器は
製造時のロスが少ない事より魅力的なプロセスであり、
成形性及び品質(デラミ及び外見不良)の改善方法が望
まれる所であった。
C1発明が解決しようとする課題 ポリアミド容器の成形性、特に延伸ブロー成形性及びガ
スバリアー性を付与改善する為、ロスの少ない共射出成
形法に着目し、成形容器の成形性及び品質(充填容器の
衝撃デラミ防止及びスジ、偏肉等の外見不良)を改善す
る方法について、鋭意検討を行なった。
D 問題を 決するための 段 本発明者らは共射出成形装置を用いて 5≦CH。
/ NHCO(重量比)≦7・・・(f)を満足するP
A層とEVOH層の少なくとも二層からなる多層共射出
構造体、とくにPAが(最)内層および(最)外層にま
た中間層としてEVOHを、最内外層で完全に封入した
構成のカップ状容器を製造した。この容器に水を充填し
開口部をアルミニウム板でカバーし、接着剤でシールし
た。この容器をlaの高さよりコンクリート床に落下さ
せた所、衝撃によりPAとEVOH層間にデラミが生じ
、外見E好ましい乙のではなかった。そこで本発明者ら
は、鋭意検討を行なった結果、おどろくべき事にPAと
して、カプロアミドを主成分とし、−CH,−と−N1
(CO−との重量比が上記式(1)を満足する場合に該
衝撃デラミが生じにくい事が判明し、本発明を完成する
にいたった。ところで該EVOHとPAとを用い2種3
層共押出装置でンートを作り、熱成形により、上記と同
様のカップを作成し、落下テストを行なうとデラミが発
生しやすい事より、原因はさだがではないが、共射出成
形下に、上記樹脂を使用した場合にのみ大巾な耐衝撃デ
ラミ性が発現する事は予想外の事である。この事実は以
下に述べる実施例からも明らかである。
ところで、上記樹脂を用いて、共射出成形したパリソン
を延伸ブロー装置を用いてブロー成形したボトルら耐衝
撃性が大巾に改善されるだけでなく、おどろくべき事に
、延伸ブロー成形性か大巾に改善する事がわかった。す
なわち、一般的にPAあるいはEVOH単層の射出成形
パリソンを延伸ブロー装置を用いてブロー成形しようと
すると、ボトル胴部方向(周方向)の延伸時、大きなの
びムラが生じ、時として岐れが発生し、安定生産が極め
て困難である。しかしながら、意外な事にPAとEVO
Hとの複合パリソンを延伸ブローする場合、特に上記し
た組成のPAを用いた場合、ボトルの破れの発生らおさ
えられブロー成形性が大巾に改善するのみならず、ボト
ル胴部の偏肉、厚みムラ、スジなどが大巾に減少するこ
とがわかり、本発明を完成するにいたった。この原因は
さだかではないが、延伸ブロー特性を異にするPAとE
VOHとを複合した場合、お互いの欠点をカバーしあっ
て、延伸ブロー性が改善したものと考えられ、予想外の
事である。
ところで、この様にして得られた延伸ブローボトルは1
00℃以下のホットフィルム充填容器として、あるいは
ボイル殺菌容器、レトルト殺菌容器としてこのままの状
態で使用可能であるが、より熱収縮性が問題となる分野
あるいは、高温下で使用する場合には、該ボトルをPA
の軟化点以下あるいは、EVOHの軟化温度(Vica
t炊化屋度)以下で熱固定する事が有効である。すなわ
ち、PET系ボトルでも最近耐熱性を向上させる為、熱
固定がなされる場合が多いか口部あるいは底部の未延伸
部分が白罰し、外見上好ましくないだけでなく、落下強
度の大巾な低下が認められるにらかかわらず、P A 
/ E V OH系の場合は、このような欠点のない、
透明性良好な、ボトルが得られるだけでなく、ガスバリ
アー性の大巾な改善、さらに、おどろくべき事に耐衝撃
デラミ性が大巾に改善する事が判明した。
さらに第三の発明として、EVOH層にEVOH5〜9
5重量部に融点あるいは融へかない場合にはVicat
軟化温度が120℃以上のPAをブレンドした樹脂を用
いる場合、特により好適には、外層のPAと同じPAを
用いる場合には、耐衝撃デラミ性が大巾に改善されるば
かりでなく、おどろくべき事に高温スチーム加熱殺菌(
レトルト処理)を行なった場合に時として発生しやすい
、容器の微少なシワ、くもりが大巾に改善する事がわか
り、本発明を完成するにいたった。これらの事実は以下
に述べる実施例からも明らかである。
ところで、EVOH層を少なくとも一層、最外層に有す
る、接着性樹脂を有しない共射出成形物あるいは特1三
その延伸ブロー成形物は、成形時デラミが生じたり、た
とえ成形物が出来ても、耐衝撃デラミが非常に悪い。し
かしながら、おどろくべきことに、上記(1)を満足す
るPAを用いた場合には、成形時のデラミが生じにくく
、かつ、耐衝撃デラミ性が大巾に改善するという事も見
い出された。すなわちEVOH層を最内外層にまたポリ
アミド層を中間層に配した構造体においても、上記特性
が発現することがわかり、本発明を完成するにいたった
。このことは以下で示す実施例からも明らかである。
E1発明のより詳細な説明 本発明で使用されるポリアミドとは、カプロアミドを主
たる構成単位とし、かつメチレン基数とアミド基数の比
が式5≦C■、/N)ICO≦7、好適には5≦CI、
/ NHCO≦6.5を満足するポリアミド樹脂でぁ、
。カブ。アミドと共重合する相分側のアミド成分として
は、ラウロクタム(12°ナイロン)、ウンデカンアミ
ド(1トナイロン)、ヘキサメチレン・セバカミド(6
,10ナイロン)、ヘキサメチレン・アジパミド(6,
6ナイロン)、ω−アミノへブタン酸(7・ナイロン)
、ω−アミノノナン酸(9・ナイロン)ピペラジンなど
の脂環式ノアミン、メタキシリレンジアミン(MXD)
などの芳香族ノアミン、その他各種脂肪族、芳香族ノカ
ルボン酸などがあげられるが、特に、ラウロラクタム(
12・ナイロン)、ヘキサメチレンアジパミド(6,6
ナイロン)、ω−アミノノナン酸(9・ナイロン)が有
効である。
ところで、メチレン基数とアミド基数の比(重量比)が
CH,/ 1illcO< 5の場合、多層シート成形
時、ゲル・ブツが多発しやすく、外見が悪いだけでなく
、延伸時、ゲル、ブツの部分でEVOHブレンド層が切
断され、ガスバリアー性か大巾に悪化する。一方、C1
l、/ NHCO> 7の場合は、ゲル・ブツの発生が
ほとんどなく、また、延伸成形容器は外見上良好である
。しかし耐衝撃デラミ性の改善効果が認められなくなる
だけでなく、局所的に透明性の悪い所が見受けられ、ガ
スバリアー性ら良くない。またPAとしては2種以上の
PAをブレンドしたもの、たとえば後述する実施例から
も明らかなように6・ナイロンとMXDナイロン(メタ
キシリレンジアミンとアジピン酸との重縮合物)のブレ
ンドを使用することもできる。ブレンドを使用する場合
はブレンド組成物において5≦CI。
/ NHCO≦7を満足することが重要である。
本発明に用いられるEVOH樹脂は、エチレン含量20
〜60モル%の範囲が良く好ましくは25〜55モル%
である。エチレン単位の含有量が20モル%未満の場合
には融点と分解点が接近し、熱安定性、溶融成形性に劣
る。またエチレン単位の含有量が60モル%を越えると
、ガスバリアー性が劣る為好ましくない。該EVOHの
けん化度は95モル%以上が良く、好ましくは98モル
%以上である。かかるけん化度が95モル%未満では、
熱安定性に劣り、溶融成形時に着色し、ゲルやフィッシ
ュアイが生しやすくなるだけテナ<、プfスノ<+ツア
ー性ら低下・スル為好ま、くない。また本発明のEVO
)(樹脂は本発明の目的が阻害されない範囲内で他の共
重合体モノマーで変性されていても良い。かかる変性用
モノマーとしては、プロピレン、!−ブテン、l−ヘキ
セン、4−メチル−1−ペンテン、アクリル酸エステル
、メタクリル酸エステル、マレイン酸、フマール酸、イ
タコン酸、高級脂肪酸エステル、アルキルビニルエーテ
ル、N−(2−ジメチルアミノエチル)メタクリルアミ
ド類、あるいはその4級化物、N−ビニルイミダゾール
、あるいはその4級化物、N−n−ブトキノメチルアク
リルアミド、ビニルトリメトキシ/ラン、ビニルメチル
ジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキノンラン等を
例示することができる。また、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、着色剤、無機粉末類、可塑剤、各種熱可塑性ポリマ
ー等を本発明の目的を阻害しない範囲内で添加する事は
自由である。
本発明にがかるEVOH樹R’fxハJ I S  K
 6760に記載の方法で温度190℃、荷重2160
gの条件で測定したメルトインデックス(M I )が
0.1〜50gZlO分のらのがよく、さらに好適には
0.5〜30g/+031、特(こ05〜20g/IQ
分のらのである。かかるMlが0、1g/109未満の
場合には溶融成形時の流動性に劣り、押出負荷、射出負
荷の増大を来たし、高速連続運転性に支障を来し、さら
に悪いことには、ゲルやフイツンユアイを発生しやすく
なり好ましくない。またMlが50g/IQ分を越える
と成形容器の落下強度衝撃強度が低下するのみならず、
多数個取り成形機における、各金型内へのEVOH射出
量が安定せず、均質な容器成形が困難となり、さらに悪
いことには、多層射出成形したプリフォームのEVOH
の軸方向の厚み分布も不均一となり、また、軸と直角な
方向のEVOHの厚み分布ら、プリフォームの口金部分
に厚くなる傾向を示し外見上口部が白濁しやすく好まし
くない。
EVOHにPAをプントして使用する場合、EVOH5
〜95重量部に対してPAを95〜5M爪印、好適には
EVOH40〜96重量部、PAが60〜4重量部であ
るE、VOHが5重量部以下の場合、ガスバリアー性改
善効果がなく、一方95重量部以上では、耐衝撃デラミ
性の大巾の改善が望めないだけでなく、レトルト処理時
の容器表面のシワ、くもりか防止出来ず好ましくない。
PAとしては融点あるいは融点のない場合は軟化点がI
20℃以上のもの、好ましくは130℃以上のものであ
れば、特に限定されるものではないが、特にPAとして
は前述した(1)式を満足するPAが好適である。
PAとEVOHとをブレンドする方法については特に限
定されるものではないが十分乾燥したPA及びEVOH
をトライブレンドしてそのまま使用する方法、該トライ
ブレンドペレットをバンバリーミキサ−1−軸押出機あ
るいは二軸押出機に通し再ペレット化、乾燥を行う方法
などがあげられる。また、ブレンドに際し、本発明の目
的を阻害しない範囲内でヒンダードフェノール、ヒンダ
ードアミン、金属セッケンなどの酸化防止剤、紫外線吸
収剤、あるいは着色剤を添加する事は自由であるし、ま
た有効である。また溶融成形機の樹脂ホッパー口及びベ
レット乾燥時等にN、を使用する事は、ブレンド物の熱
安定性(着色、ゲルブツ)を増すことになるので有効で
ある。
多層構造を有する容器あるいは容器の前駆体(パリソン
)は、通常2台の射出シリンダーを有する成形機を用い
、単一の金型に1回の型締め操作で溶融したPA及びE
VOHまたはE V OH樹脂組成物をそれぞれの射出
シリンダーよりタイミングをずらして交互あるいは/及
び同心円状のノズル内を同時に射出する事により得られ
る。例えば先に射出したPAが、後から射出したEVO
HまたはEVOH組成物層の内外層に、または最初に射
出したEVOHが後から射出したPAの内外層に、さら
に場合によっては再度EVOHまたはEVOH組成物及
び/あるいはPAを射出するなど中間層が最内外PA層
で完全に封入された有底パリソンを得る一般的な方法で
得られ、特に設備上限定を受けるものではない。また、
該外層パリソンはあたたかい状態で直接あるいはブロッ
クヒーター、赤外線ヒーターなどの発熱体で75〜15
0℃に加熱された後、延伸ブロー工程におくられ、タテ
方向に1〜5倍にストレッチされた後、圧空などで1〜
4倍ブローされ、−軸あるいは二軸延伸され、多層P 
A / E V OH延伸ブロー容器か得られる。該加
熱延伸工程においてら設備上特に限定されるものではな
い。
本発明において多層共射出構造体とは前述の説明からも
明らかなように共射出パリソン、該パリソンを延伸ブロ
ーして得た共射延伸ブロー容器、あるいは共射出による
カップなどを意味する。
共射出カップあるいは延伸ブロー容器を熱処理するかど
うかは、多層容器の耐熱性及び衝撃デラミ性改善に大き
く関与する。すなわち、熱固定条件としては、PAの軟
化点(Vicat軟化温度)以下で熱固定されることか
望ましく、該温度以上では耐熱性は耐衝撃デラミ性は改
善されるが、強度ガスバリアー性の面で有効でない。あ
るいは、EVOHの軟化温度以下で熱固定する方法もガ
スバリアー性の面から有効である。また熱処理時間に関
しては1〜60秒、好適には1〜20秒である。一般的
には、ブロー工程の金型温度を増す方法および/または
加圧下、再度加熱金型にみちびき熱処理する方法、ある
いは熱風、熱媒で熱処理する方法などがあげられる。ま
た熱処理後、温度の高いボトルを取り出すに際しては該
加熱金型あるいは熱媒を急冷する方法、あるいは、再度
冷却金型にみちびき加圧下、冷却金型で冷却する方法な
どがあげられる。
本発明の多層共射出構造体の構成は、PA及びEVOH
またはEVOH組成物2種類の樹脂を用いEVOHまた
はEVOH組成物1層以上あるいは、EVOHまたはE
VOH組成物とPAとを各1層以上含む中間層を最内外
PA層が完全に封入した構成であり、一般的にはP A
/EV OHまたはEVOH組成物/PA、PA/EV
OHまたはEVOH組成物/PA/PA、PA/EVO
HまたはEVOH組成物/P A/E V OHまたは
EVOH組成物/PA、EVOHまたはEVOH組成物
/PAなどがあげられる。またO、バリアー性と耐薬品
性、フレーバーバリアー性を重視した構成としてEVO
H/PA/EVO)I、EVOH/PA/EVOH/P
A/EVOH,PA/EVOI−(などがある。多層共
射出パリソンの厚みに関しては、総厚みで2〜5111
1.EVOH組成物層は合計で10〜500μであり、
一般的にはEVOHまたはEVOH組成物層か薄いほど
、E V OHまたはEVo 1−1組成物層の数か少
ないほど、さらにE V O11またはEVOH組成物
層の位置が多層表面に近いほど容器の衝撃によるデラミ
が生しやすい。また多層共射出パリソンを延伸ブローし
て得た容器の胴部の総厚みは一般的には100μ〜3■
であり、用途に応じて使い分けられる。またこの時のE
VOHまたはEVOH組成物層の合計厚みは2〜200
μ、好ましくは5〜100μである。共射出して得たカ
ップの厚み構成もこの延伸ブロー容器の厚み構成とほぼ
同じである。また共射出成形する場合、層間接着剤を使
用することはとくに必要ないが、その使用を禁止する乙
のではない。
本発明の容器は優れた°特性を有することから、種々の
内容物に対する容器、特に酵素や炭酸ガス或いは香り成
分の透過を遮断する軽信容器として有効であり例えばノ
ユース、コーラ等の飲料水、常温保存、低温保存食品、
レトルト食品、化粧品、農薬、有機溶剤含有物、その他
防虫剤など防臭性を必要とする物質などに使用される。
以下実施例にてさらに説明を行なうが、この事により、
本発明はなんら限定されるものではない。
実施例I PAとして、6・12ナイロン(εカプロラクタムとε
−ラウロラクタムの共重合ポリアミド: CH。
/ NHCO= 6 、融点180℃)を、EVOHと
しては、C,H,含有量32モル%、ケン化度996モ
ル%、Ml= 1.3g/10分、融点181’Cのエ
チレン・ビニルアルコール共重合体を用い、共射出装置
で、PA側押出機先端温度240℃、EVOH側200
℃、PAとEvOHとが合流するホットランナ−ブロッ
ク部260℃で共射出成形を行ない、深さ70m/a、
径40ffileφのカップを得た。この時のカップ胴
部の厚みは最内層P A 360μ、中間層EVOH8
0μ、最外層P A 760μであった。この容器の胴
部には衝撃デラミが生じやすい様、金型にタテ50−/
腸Xヨフl[1m/、厚みlO12,0,4,OIの凹
凸を付けておいた該多層共射出容器に水を充填し、アル
ミ板で口部をおおいフランツ部を接着剤でソールした後
、常圧、常温下、1ffiの高さより胴部を水平にして
繰返し落下テストを行なった所、15回目でデラミが発
生した。また加圧(4kg/cm’cLガス充填)、常
温下で同様の落下テストを行なった所、40回目でデラ
ミが発生した。この結果を表1に示す。
表1中 Rは製品の胴部のEVOH層の最大厚みから最
小厚みを引いた値を示す。
又は製品の胴部のEVOH5の平均厚みを示す。
実施例2 実施例里において、共射出成形機の射出金型を延伸ブロ
ーボトル用の有底パリソン型に変更し、多層パリソンを
成形した後延伸ブロー成形を行ない、750a+Qの外
見良好なボトルを得た。この時の胴部平均厚みは一最内
層PA90μ、中間層E V OH20μ、最外層P 
A 190μであった。この場合も、ブロー金型に衝撃
デラミが生じやすい様にタテ50―−×ヨコ15a+e
、厚み1.2および4Iの凹凸を付けておいた。該容器
に水を充填し、キャップを付けた後、実施例!と同様に
行なっLoその結果、表1に示す様に耐衝撃デラミ性の
改善が認められた。
実施例3 実施例2において、ブロー成形特金型を140°Cに加
熱し、成形を行なった。その結果、表1に示す様に耐衝
撃性がさらに改善するのみならず、外見(透明性)良好
であり、耐熱性の向上も認められた。
実施例4 実施例2において、共射出成形機のPA押押出側側EV
OHをまたEVOH押出機側にPAを投入し、実施例2
と同様に行ない、EVOH50μ/P A 200μ/
EVOH50μのボトルを得た。このボトルの性能は表
1に示す様に良好であった。
実施例5〜6 詳細および結果を表1に示す。
比較例I 実施例1において、共射出成形法にかえて、2種3層共
押出機でシートを作成し、熟成形機を用ぃて、カップを
作成した。この時のカップの胴部の厚みはPA300/
EVOH85/PA780μであった。この容器を実施
例Iと同様に行なった所、衝撃デラミは1回で発生し、
使用に耐えなかった。
比較例2〜4 詳細および結果を表1に示す。
以下余白 G 発明の効果 本発明によれば耐衝撃層間剥離性の優れた、しからタテ
スジ、偏肉の少ない多層共射出構造体を得ることかでき
る。
特許出願人 株式会社 り ラ し 代 理 人 弁理士本名 堅

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)カプロアミドを主たる成分とし下記式( I )を
    満足するポリアミド樹脂(A)層とエチレン含有量20
    〜60モル%、酢酸ビニル成分のケン化度が90%以上
    のエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物(B)層の少
    なくとも二層からなる多層共射出構造体。 5≦CH_2/NHCO(重量比)≦7( I ) (2)(A)層を内外層とし、(B)を中間層とする請
    求項1記載の多層共射出構造体。(3)(B)層を内外
    層とし、(A)層を中間層とする請求項1記載の多層共
    射出構造体。 (4)(A)層がエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化
    物5〜95重量部と融点が120℃以上のポリアミド9
    5〜5重量部からなる組成物層である請求項1または2
    記載の多層共射出構造体。 (5)多層共射出多層構造体が(A)または(B)の軟
    化点以下で熱固定されてなる請求項1〜4のいずれかに
    記載の多層共射出構造体。
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