ガラス含有ブロー容器
【課題】本発明は、汎用性のある樹脂中に４０重量％以上のガラス粉末を含有させたペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形ができるガラス含有ブロー容器の製品化することができ、そして、優れた物性を有するガラス含有ブロー容器を提供する。
【解決手段】ガラス含有ブロー容器は、熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、前記ガラス含有成形用ペレットが前記熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有しており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が特定の式に沿って漸減して改善される。
【解決手段】ガラス含有ブロー容器は、熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、前記ガラス含有成形用ペレットが前記熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有しており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が特定の式に沿って漸減して改善される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂中に４０重量％以上のガラス粉末が配合されてなるガラス含有成形用ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形されてなる、優れた特性を有するガラス含有ブロー容器に関する。詳しくは、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有するガラス含有成形用ペレットをブロー成形してなる、焼却時の焼却エネルギーを大幅に低減できるガラス含有ブロー容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製容器の生産量の約７０％がブロー容器で、該ブロー容器の素材である熱可塑性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）ボトルに見られるように、今後とも増加し続ける傾向にあり、他の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂が多量に使用されている。これらの樹脂はブロー容器の素材として多量に使用され、汎用性のある樹脂として知られており、他の樹脂としては、ポリスチレンを含むポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートを含むポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が例示できる。
【０００３】
ところで、今日の世界的規模の問題である二酸化炭素等の地球温暖化問題、有限な石油資源の枯渇問題が上記したプラスチックの生産量と密接に関係していることはよく知られたことであるが、その地球温暖化及び石油資源の枯渇の問題とプラスチックの生産量の関係を以下に述べる。
プラスチックは石油から合成された高分子化合物で、金型等による成形が簡単なため、大量生産される各種日用品や医療分野、工業分野の製品等の原材料として用いられている。使用する目的・用途に合わせた性能を有する樹脂を合成することが可能なことから、日本におけるプラスチックの生産量は、ここ数年間約１４００万トンの量で推移している。
【０００４】
平成１６年の日本のプラスチック生産量は約１４０８万トンに達しており、プラスチック別の生産量ではポリエチレン樹脂（以下、「ＰＥ」と記載する。）が最も多く、次に、ポリプロピレン樹脂（以下、「ＰＰ」と記載する。）、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、「ＰＥＴ」と記載する。）、ＡＢＳ樹脂の順で続き、プラスチックの中で熱可塑性樹脂の生産量が上位を占めており、プラスチックの生産量の約９０％が熱可塑性樹脂である。
【０００５】
本発明者は、今日、全世界が共通の課題として緊急に解決を迫られている、二酸化炭素等の地球温暖化問題、有限な石油資源の枯渇問題を、解決せねばならないとの思いで日々熟慮を重ね続けた結果、一つの解決策を思い至ったものである。
その一つの解決策とは、石油から合成される熱可塑性樹脂にガラス粉末を大量に配合、例えば、７０％のガラス粉末を配合させて押出機で混練し押出して成形用ペレットの製造ができたならば、熱可塑性樹脂、即ち、石油の使用量を７０％削減でき、その成形体の焼却で排出される二酸化炭素の排出量を７０％削減でき、更に、焼却エネルギーが減少できると共に成形体の焼却で残渣となったガラス粉末を樹脂に含有させて、リサイクルすることができるというものである。
【０００６】
そこで、本発明者は、本願出願前に、熱可塑性樹脂に４０重量％以上のガラス粉末を配合、例えば、７０重量％のガラス粉末を配合させて押出機で混練して押出し、ペレット（ガラス含有成形用ペレット）が成形できるよう鋭意研究に努めた結果、熱可塑性樹脂に中実の球状ガラス粉末が４０〜７０重量％含有するガラス含有成形用ペレットの完成に至り、ＰＣＴ／ＪＰ２００８／６８０９３（特願２００９−５０４５１５号）（発明の名称「ガラス含有成形用ペレット及びその製造方法」、優先権主張日：Ｈ１９．１０．４、（以下、「先願発明」という。））を特許出願した。
【０００７】
従来から用いられているペレットにガラス粉末を混ぜて成形用組成物を得る製造方法では、最初に混合機でペレットとガラス粉末を計量して均一に混ぜた後にホッパーに投入する。前記ガラス粉末は、投入する前にガラス繊維を粉砕して粉末状にしてシラン化合物を含有した液に浸漬することで、その表面がシラン化合物で被覆、即ち、シラン化処理がなされたものを用いる場合が多い。前記シラン化合物は有機物とケイ素から構成される化合物で、通常では非常に結びつきにくい有機材料と無機材料を結ぶ仲介役としての働きをするものであるから、従来から樹脂に配合するガラス粉末は、シラン化処理されたものを用いている。
【０００８】
このシラン化処理されたガラス粉末をホッパーに投入するが、ホッパーの入り口付近では、ガラス粉末の摩擦抵抗が大きいために、スクリューの剪断力によりガラス粉末が砂を噛むような状態で両材料をダイ側の方向に送り出し、そして、ヒーター・ブロワーの領域に入ると、シリンダーの外筒に設けられたヒーターの加熱により、シリンダーの内筒付近では溶融化されたペレット中にガラス粉末が混合された液相状態で、そして、スクリューの外筒付近では、溶融されていないペレットが固相状態で存在する。しかし、このスクリュー外筒の固相状態のペレットとシリンダー内筒の液相状態のペレットは、高速回転のスクリューにより混練撹拌されて、固相状態のペレットと液相状態のペレットが混合された半溶融状態となる。このように、前記ヒーター・ブロワーの領域の入口付近では、ペレットが半溶融状態のために流動性が低下して、スクリューの剪断力に対向する摩擦抵抗力が急激に増加する。
【０００９】
そして、ペレットに大量のガラス粉末を加えて混練したとすると、上記したペレットが半溶融状態で大量のガラス粉末が存在するために流動性が急激に低下することとなり、前記スクリューに対する摩擦抵抗力がスクリューの剪断力以上に大きくなり、スクリューねじ山等の破損を起こして、混練して圧縮するスクリューの制御が停止等を起こすことは、当業者によく知られたことである。そして、前記押出機は１台当たり２〜３千万する高額な機械であるために、押出機の破損及び停止等による、部品交換費、修繕費及び点検費の高額な損失を恐れて、製造業者はガラス粉末の配合率を最大でも３５重量％までしか配合しないのが実情である。
このように、プラスチック成形技術の分野では、熱可塑性樹脂の物性の向上を目的として、押出機で熱可塑性樹脂に大量のガラス粉末を配合して混練すると流動性が急激に低下するために、４０重量％以上のガラス粉末を含有する熱可塑性樹脂組成物を製造することは不可能なことと認識されている。
【００１０】
そこで、本発明者は、押出機で熱可塑性樹脂中に大量のガラス粉末を配合して混練すると流動性が急激に低下する原因を解明すべく、熟慮を重ねて検討した結果、以下に述べる４つの原因が相互に関連することで流動性の急激な低下が起きていると推測するに至った。
流動性の急激な低下は、固相と液相が混合した半溶融状態が発生すること、上述したガラス粉末にシラン化処理を施す方法として、シラン化合物が０．１重量％程度含まれる水溶液にガラス粉末を３０分の間撹拌しながら、浸漬した後に濾過して１００℃で乾燥する浸漬法が一般的に行われており、その処理により複数のガラス粉末同士が接触した状態でシラン化合物が被覆されるので、ガラス粉末が凝集した状態でフィルター処理されて乾燥されるので、シラン化処理されたガラス粉末の中には凝集した状態のガラス粉末（以下、「凝集ガラス粉末」という。）が存在すること、そして、従来から用いられている熱可塑性樹脂中に配合するガラス粉末は、ガラス繊維を細かく粉砕する等により得ているために、その形状が多角形、長方形等の様々な形状から構成されており、そして、その平均粒径が１０〜１００μｍの広い分布幅にあること、この様々な形状と分布幅の広いこと、更に、ガラスと熱可塑性樹脂の比熱の差が大きいこと、例えば、ガラスの比熱は０．６７０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）であるのに対して、ＰＥＴのそれは１．５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）であり、ある一定温度に上げるのにガラスよりＰＥＴの方が２．２倍の熱量を必要とすること、この比熱の差が大きいこと、この四つの原因が相互に複雑に作用することで、熱可塑性樹脂中に４０重量％以上のガラス粉末を配合して混練すると流動性が急激に低下して、ガラス粉末を含有した成形用組成物が製造できない原因となっていると考え、本発明者はこれらの原因を取り除くことで先願発明を完成するに至った。
【００１１】
上述した流動性が急激に低下する原因が解明されていなかったために、従来から樹脂ペレットに３５重量％程度のガラス粉末を配合した樹脂組成物を製造できるが、該樹脂ペレットに４０重量％以上の大量のガラス粉末を混ぜて、押出機で混練して押出してガラス含有の樹脂ペレットを製造することは、樹脂とガラス粉末の配合物の流動性が低下するために不可能なこととして、４０重量％以上の大量のガラス粉末を含有した樹脂ペレットの製品化に成功したとする報告はなされていない。
【００１２】
例えば、「本発明では、ポリカーボネート樹脂組成物の上記ガラスフィラーの含有量は、１０質量％以上４０質量％未満であることを特徴とし、１５〜３５質量％であることが好ましい。１０質量％未満では成形品の機械物性が不充分であり、また、４０質量％を超えると、樹脂とガラスフィラーとの接触面積が増大して成形品の透明性が低下し、また、成形性が低下するので好ましくない。」こと（特許文献１の段落［００５６］参照）、「本発明の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、上記リン酸塩系ガラスを０．１〜５０質量部含む。０．１質量部未満であると難燃性付与の効果が得られず、５０質量部超であると該樹脂組成物の成形流動性が劣る場合があるためであります。好ましいリン酸塩系ガラスの量は、０．５〜３０質量部である。」（リン酸塩系ガラス５０質量部は３３．３重量％に相当）こと（特許文献２の段落［００２６］参照）、そして、「本発明におけるＡｇ2Ｏを含有する溶解性リン塩系ガラス粉末の配合量は、０．１〜４０重量％である。配合量が０．１重量％未満であると、抗菌性能が発現せず、４０重量％を越えると、樹脂自体の粘度が高くなり配合樹脂への均一な分散が得られ難くなる。Ａｇ2Ｏを含有する溶解性リン塩系ガラス粉末の配合量は、好ましくは０．３〜３５重量％であり、より好ましくは０．５〜３０重量％である。」こと（特許文献３の段落［００１６］参照）が知られている。
【００１３】
ところで、ブロー容器の燃焼時の焼却エネルギーを改善する技術として、ポリオレフィン系樹脂に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等を含有させることで焼却エネルギーを減少させることが従来から行われている。
例えば、プラスチック成形体の燃焼廃棄に際しては、樹脂の燃焼カロリーが高いため、燃焼炉の損傷等の問題が生じ、この種の樹脂製成形体の廃棄が社会問題になっているが、無機物（特に炭酸カルシウム）を添加したポリオレフィンは、添加量の増加にともない燃焼カロリーを低下させることができるが、耐環境応力クラッキングや衝撃強度がポリオレフィン単体容器と比較して劣るものとなってしまうために、燃焼時の燃焼カロリーが低く、優れた機械的性質を有するプラスチック成形体を得るために、分散剤としてカルボン酸基を有する変性ポリオレフィンのエチレン−アクリル酸共重合体を含有させた樹脂組成物を成形してなるブローボトルが知られている（特許文献４参照）。
【００１４】
具体的には、高密度ポリエチレン１００重量部に、重質炭酸カルシウム３０重量部、分散剤としてカルボン酸基を有する変性ポリオレフィンのエチレン−アクリル酸共重合体１又は１３重量部を含有させた樹脂組成物を成形してなるブローボトル（実施例５〜７）が開示されている。上記重質炭酸カルシウムの配合率は２３又は２１重量％に相当する。
なお、特許文献４の請求項１には、ポリオレフィン１００重量部に、無機物として重質炭酸カルシウム等の炭酸塩３〜８０重量部を含有させた樹脂組成物を成形してなるプラスチック成形体（ブローボトル）の発明が記載されているが、上記実施例５〜７には高密度ポリエチレン１００重量部に、重質炭酸カルシウム３０重量部を含有させた樹脂組成物を成形してなるプラスチック成形体が示されているだけで、該請求項１に記載の発明は明細書が示す実施例５〜７より広く、該発明を裏付ける実証が示されていない。
【００１５】
また、紙を主体とする外装部材と、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリオレフィン樹脂を主体とする内側容器から成る一体化された複合容器を製造することにより、使用後の廃棄時には外装部材と内側容器を簡単に分離でき、分別廃棄、易焼却が可能な易廃棄性複合容器が知られている（特許文献５参照）。
一方、生分解性プラスチックであるポリ乳酸系樹脂組成物を成形してなるブロー成形体を用いることで、使用後に自然環境下で分解させることで燃焼の必要がないブロー成形体の開発が活発に行われている（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−０２２２３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６７８７号公報
【特許文献３】特開２００１−１３９８３２号公報
【特許文献４】特開平０８−２３１７７８号公報
【特許文献５】特開平１０−０３５７２９号公報
【特許文献６】特開２００３−２１３１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したように、樹脂ペレットに４０重量％以上のガラス粉末を含有させた樹脂ペレットを製造することは、樹脂とガラス粉末の配合物の流動性の低下により製造できないので、当然のことながら、従来のブロー成形法で４０重量％以上ガラス粉末を含有したブロー容器を、成形時にトラブルなく製品化ができたとする事例は報告されていない。それ故に、先願発明の４０重量％以上のガラス粉末含有ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形時にトラブルを生じることなく製品化が可能なのか否か、また、上記ガラス粉末を含有したブロー容器が焼却エネルギーを大幅に低減できるか否かは不明であり、また、そのガラス粉末含有のブロー容器が特有の物性を有するか否かは不明である。
【００１８】
特許文献４には、プラスチック成形体の燃焼廃棄に際しては、樹脂の燃焼カロリーが高いため、燃焼炉の損傷等の問題が生じ、この種の樹脂製成形体の廃棄が社会問題になっているが、無機物（特に炭酸カルシウム）を添加したポリオレフィンは、添加量の増加にともない燃焼カロリーを低下させることができるものとして、無機物配合率２３又は２１重量％の樹脂組成物を成形させたブローボトルが記載されているが、上記無機物配合率２３又は２１重量％のブローボトルを焼却した場合に燃焼カロリーが何カロリー減少できるのか、即ち、無機物配合率と燃焼カロリーの関係を示す記載がないので、該無機物配合率が燃焼カロリーをどの程度減少できるか不明である。従って、ガラス粉末を含有したブロー容器を焼却した場合、ガラス配合率の増加に伴って焼却エネルギーが減少するものと推測されるが、４０重量％以上のガラス粉末を含有させたブロー容器が、ガラス配合率の増加に伴って焼却エネルギーを減少できる具体的な割合は知られていない。
【００１９】
特許文献５の易廃棄性複合容器は、紙の外装部材と樹脂の内側容器を別体に作成して一体化することから、樹脂容器と比べて非常に多数の作業工程数が必要となり、また、破棄時に外装部材と内側容器を分離する作業が必要となることから、製造から廃棄までの行程を通してコスト的に高価なものとなる。特許文献６のポリ乳酸系樹脂組成物を成形してなるブロー成形体は、素材であるポリ乳酸系樹脂がＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴと比べて非常に高価なものであるために、安価で汎用性のある樹脂を用いるブロー容器に代替できない難点がある。
【００２０】
それ故に、本発明は、汎用性のある樹脂中に４０重量％以上のガラス粉末を含有させたガラス含有成形用ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形する際にトラブルなく製品化でき、該製品が廃棄されて焼却時に生じる焼却エネルギーを大幅に低減でき、また、該焼却エネルギーとガラス配合率の関係を示す関係式により焼却エネルギーを減少できる割合が予測でき、特有の物性を有し、更に、コスト的に安価に製造できるガラス含有ブロー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】
【００２１】
そこで、本発明者は、先願発明の前記ガラス含有成形用ペレットを用いて製造したガラス含有ブロー容器を鋭意研究することで、大量のガラス粉末を含有するガラス含有ブロー容器を製品化すること、焼却エネルギーを大幅に減少できる優れた物性を有すること、そして、ガラス製容器と同様のフロスト感を備える優れた特性を有すること、コスト的に安価に製造できること、これらのことを見出して、本発明のガラス含有ブロー容器を完成したものである。
即ち、上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載のガラス含有ブロー容器は、熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、前記ガラス含有成形用ペレットが前記熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有しており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が以下の式（１）に沿って漸減して改善されることを特徴とする。
ｙ＝−０．０１ｘ＋１ （１）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：焼却エネルギー改善指標）
同様に、本願の請求項２に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス配合率の増加に伴って、焼却エネルギー改善指標が０．６０から０．３６に漸減して改善されることを特徴とする。
本願の請求項３に記載のガラス含有ブロー容器は、熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、前記熱可塑性樹脂のペレットがポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種からなるペレットであり、前記ガラス粉末が球状の形状で中実であり、該熱可塑性樹脂中にガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で配合されており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有成形用ペレットのメルトフローレート低下割合が以下の式（２）及び（３）に沿って漸減することを特徴とする。
ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００ （２）
ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００ （３）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：メルトフローレート低下割合）
本願の請求項４に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス配合率の増加に伴って、前記メルトフローレート低下割合が０．７５から０．２０まで漸減することを特徴とする。
本願の請求項５に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする。
本願の請求項６に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器の熱伝導率が以下の式（４）及び（５）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする。
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （４）
ｙ＝０．０１２ｘ＋１ （５）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：熱伝導率改善指標）
本願の請求項７に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度の、ポリエチレン樹脂に対する改善指標が以下の式（６−１）及び（６−２）で、前記ポリプロピレン樹脂に対する改善指標が以下の式（７−１）及び（７−２）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする。
ｙ＝０．０２６ｘ＋１ （６−１）
ｙ＝０．０２５ｘ＋１ （６−２）
ｙ＝０．０１９ｘ＋１ （７−１）
ｙ＝０．０１８ｘ＋１ （７−２）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：ロックウェル硬度改善指標）
本願の請求項８に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする。
本願の請求項９に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ボトルが飲料容器、化粧品容器、シャンプー容器、リンス容器、ボディーソープ容器であり、前記チューブが化粧品容器、医薬品容器であり、前記カップが食品容器であり、前記トレーが弁当容器、生鮮食品容器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のガラス含有ブロー容器は、ガラス含有成形用ペレットがガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有したペレットを使用しても、ブロー容器を成形する際にトラブルを生じることなく製品化が可能となり、また、従来のブロー成形法で成形ができるので、従来の設備で事業化が容易となり安価に製品が製造できる。また、樹脂１００％のブロー容器と比べて、焼却エネルギー改善指標が０．６０から０．３０に減少して改善されることで、焼却エネルギーを最小で４０％、最大で７０％の大幅な削減ができる。それ故に、焼却エネルギーの大幅な削減、二酸化炭素の排出量及び石油の使用量、これら３者を同時に最大で７０％削減することができるので、地球環境に優しい製品であり、地球環境の問題に対する消費者、製造メーカ等の社会的ニーズにマッチした製品である。更に、ガラス配合率を４０〜７０重量％の範囲で任意に選択することで、樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーの４０〜７０％の範囲で社会的ニーズに合わせて削減することが可能である。
【００２３】
また、本発明のガラス含有ブロー容器は、廃棄されて焼却時に生じる焼却エネルギーとガラス配合率の関係が示されているので、ガラス配合率を決めることで、前記熱可塑性樹脂１００％のブロー容器の焼却エネルギーに対して、どのぐらいの割合で改善できるか、また、逆に引張弾性率を決めることで、どの位のガラス配合率が必要であるかを正確に予測することが可能である。
【００２４】
更に、本発明のガラス含有ブロー容器は、成形品の焼却後に残った最大で７０％のガラス粉末を樹脂に含有させて、再度、ガラス含有成形用ペレットを成形することで、７０％のガラス粉末を何度でもリサイクルすることができ、循環型社会を形成する技術としての貢献度も大きい。
そして、ガラス粉末の原料は日本に豊富にある資源であり、その材料費は汎用性樹脂と比べて低廉であるので、汎用性樹脂とガラス粉末の原料で製造されるガラス含有成形用ペレットのトータルの原料費を安くすることができ、また、今日の高騰を続ける石油の代替可能な原料としてガラス粉末は有望である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のガラス含有成形用ペレットを成形し、その組成物を製造する製造方法に用いられる一例の押出機の縦断面図である。
【図２】球状Ｅガラス粉末の平均粒径の分布を示す分布図である。
【図３】球状Ｅガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。
【図４Ａ】ＰＰに球状Ｅガラス粉末５０重量％を配合して得られた、ペレットを側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】前記切断部を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図４Ｃ】前記ペレットの側面を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図５】ＰＥのガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。
【図６】ＰＰのガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。
【図７】ＰＥＴのガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。
【図８】実施例１１〜１３のガラス含有成形用ペレットにおけるＭＦＲ低下割合とガラス配合率の関係を示したグラフである。
【図９Ａ】実施例１１〜３１のガラス含有成形用ペレットにおけるガラス配合率と最大値及び最小値のＭＦＲ低下割合の関係を示したグラフである。
【図９Ｂ】ガラス配合率とＭＦＲ低下割合の関係を示す式のグラフである。
【図１０】実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギーの関係を示したグラフである。
【図１１Ａ】実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギー改善指標の関係を示したグラフである。
【図１１Ｂ】実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と平均値の焼却エネルギー改善指標の関係を示したグラフである。
【図１２】実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と熱伝導率の関係を示したグラフである。
【図１３】実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と熱伝導率向上割合の関係を示したグラフである。
【図１４】実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）とロックウェル硬度の関係を示したグラフである。
【図１５】ガラス配合率とロックウェル硬度改善指標の関係を示したグラフである。
【図１６】従来から用いられている押出機の例である単軸押出機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
最初に、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有成形用ペレット及びその製造方法を説明して、その後に、本発明のガラス含有ブロー容器、その物性・特性を説明する。
その説明により、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス粉末が含有されるガラス含有成形用ペレットが有する物性として、溶融状態にあるポリマーの流動性を示す尺度の一つであるメルトフローレート（以下、「ＭＦＲ」という。）が理解でき、このガラス含有成形用ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形するに際して、トラブルが生じることなく成形できるガラス含有ブロー容器のＭＦＲの値が理解でき、そして、そのブロー容器が有する物性・特性が理解できる。
【００２７】
（ガラス含有成形用ペレットの成形工程）
図１は本発明のガラス含有成形用ペレットの製造に用いられる一つの押出機の縦断面図である。この押出機は、図１６の従来の押出機と比べてホッパーの構造を除いて他の構造は同じであるので、図１の押出機の構造を説明することは省略する。前記押出機により４０〜７０重量％の範囲の中実の球状ガラス粉末と熱可塑性樹脂を混練して押出してガラス含有成形用ペレットが成形される。
図１の押出機に基づいて、４０〜７０重量％の範囲の中実の球状ガラス粉末と熱可塑性樹脂を混練して押出して、ガラス含有成形用ペレットを形成する工程を説明する。
本発明の実施形態に用いる押出機は、供給材料であるペレットと球状ガラス粉末を投入する２個のホッパーが備えられている。図１に示す押出機のホッパーを左側から順に第１、第２ホッパーと称し、第１ホッパーには熱可塑性樹脂のペレットが投入され、押出機の中間部付近に設けられている第２ホッパーには、球状ガラス粉末が投入される。第２ホッパーの配置位置は、第１ホッパーよりスクリューバレル内に供給されたペレットが、スクリューによる混練搬送に伴って溶融状態になる位置に設けてある。
なお、図１の押出機は、従来の押出機と比べてホッパーの構造を除いて他の構造は従来の押出機と同じ構造であるので、図１の押出機の構造を説明することは省略する。
【００２８】
前記第１及び第２ホッパーが備えられた押出機は、樹脂材料と複数種類の充填剤、顔料等を配合して押出成形するものとして従来から知られているが、本発明の第１及び第２ホッパーと従来のそれとの違いは、従来の第２ホッパーでは、ペレットの配合量に対して充填剤等のその配合率が極めて少ないので小型のホッパーが用いられているが、本発明の第２ホッパーは球状のガラス粉末を大量に投入するので、その第２ホッパーの大きさはペレットの第１ホッパーと同等かそれより大きいものを用いる点、該ホッパーの上方に球状のガラス粉末を予熱する加熱装置（図示せず）が設けられている点が異なる。前記加熱装置は１５０℃〜３５０℃の範囲で加熱でき、一定温度に制御できるものであれば、通常用いられている加熱装置を用いることができる。
【００２９】
従来の第２ホッパーに投入する充填剤、顔料等の温度は常温で用いているが、本発明の球状のガラス粉末は、第２ホッパーに投入する前に熱可塑性樹脂の溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱してから投入する。この予熱温度は溶融温度と同じであることが最も好ましく、（該溶融温度±１０％の温度）が好ましい。予熱温度が（前記溶融温度−１０％の温度）より低い温度であると、溶融状態の熱可塑性樹脂から大量のガラス粉末が熱を奪うために流動性が低下する恐れがあり、予熱温度が（前記溶融温度＋１０％の温度）より高い温度であると、熱可塑性樹脂の粘性抵抗が下がりすぎて液体状態になりペレット化できない恐れがあるので、ガラス粉末の予熱温度は（溶融温度±１０％の温度）の範囲が適切である。
【００３０】
まず、決められた熱可塑性樹脂とガラス配合率にしたがって、供給するペレットの重量を計量して第１ホッパー内に投入し、スクリューによる混練搬送によって送られたペレットがヒーターにより溶融状態になる位置、即ち、第２ホッパーが配置されている位置で、供給する重量が計量された球状ガラス粉末を熱可塑性樹脂の溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱して第２ホッパー内に投入する。溶融熱可塑性樹脂中に投入された中実の球状ガラス粉末が、混練されながら押出されてガラス含有成形用ペレットが形成されて、その後に切断されてペレットが得られる。
【００３１】
前記ヒーターの温度は使用される熱可塑性樹脂の融点に応じて決められており、例えば、ＰＥが２３０℃、ＰＰが２２０℃、ＰＥＴが２５０℃等である。そして、押出機のスクリューの回転数は、２００回／分で配合物を混練しながら３mmの径のノズルダイから押し出して棒状にしたものを、水で冷やして長さ４mmに切断してペレットを得た。
【００３２】
（中実の球状ガラス粉末）
本発明の中実の球状ガラス粉末（以下、「球状ガラス粉末」という。）のガラス質は、ＳiＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ3の１種又は２種以上を骨格成分とする、アルカリガラス、可溶性ガラス、無アルカリガラス、シリカガラス等が挙げられる。そして、その形状を球状にするには、ガラス繊維を粉砕して球状化する方法を用いることで平均粒径の分布をシャープにすることができる。該球状ガラス粉末のアルカリ分が多いと、熱可塑性樹脂の脆化を招きやすいので、アルカリ分の少ない可溶性ガラスが好ましく、更に、アルカリ分のない無アルカリガラスであるＥガラスがより好ましい。しかし、何れのガラス質を使用するかはその用途に応じて決まるものであって、本発明の中実の球状ガラス粉末は実施例に限定されるものではない。
【００３３】
前記球状ガラス粉末は、ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いている。ガラス繊維はその直径が一定であるから、ガラス繊維の長さが前記直径２０μｍからばらつかないように粉砕することで、直径２０μｍ、長さ１０〜３０μｍの粉砕物が得られる。この粉砕物を炉の内部に設けた酸素バーナーによる２５００〜３０００℃の火炎に噴霧して球状化し、噴霧状の球体に炉の下部に設けた水の噴射装置より、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシランを０．１重量％含む水を噴射して、噴霧状態でシラン化処理を行いバグフィルターで捕集した。この捕集したガラス粉体は球状の平均粒径が１０〜４０μｍの球状のガラス粉末である。このように、上記ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いることで、平均粒径が１０〜４０μｍの球状のガラス粉末が得られた。得られた球状ガラス粉末は中実であった。上記噴霧状態で行うシラン化処理を行う方法を、以下、「噴霧法」という。
【００３４】
上記球状化したガラス粉末を前記噴霧法でシラン化処理をしたものが前記球状ガラス粉末である。換言すれば、この球状ガラス粉末はその表面がシラン化合物により全体的に覆われていることに特徴がある。
シラン化合物としては、以下の式で表されるものを挙げることができる。
Ｒ4-n−Ｓｉ−（ＯＲ’）n
（式中、Ｒは有機基を表し、Ｒ’はメチル基、エチル基又はプロピル基を表し、ｎは１〜３から選ばれる整数を表す）
【００３５】
かかるシラン化合物としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシランカップリング剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤が挙げられる。
【００３６】
従来から用いられているガラス粉末は、その形状が多角形、長方形等の様々な形状から構成されており、そして、その平均粒径が１０〜１００μｍの広い分布幅にあるのに対して、本発明のガラス粉末は形状が球状であり、その平均粒径が１０〜４０μｍの範囲でその幅が非常に小さい。
【００３７】
図２は上述した球状ガラス粉末の製造方法で得られた球状ガラス粉末の平均粒径の分布の頻度を示すグラフである。このグラフの横軸は前記球状ガラス粉末の粒径（μｍ）で、縦軸は分布の頻度（％）を示している。前記球状Ｅガラス粉末は、粒径が２５μｍで最高の分布頻度を示しており、その２５μｍを中心に正規分布曲線上の１０〜４０μｍの範囲に分布しており、その範囲にある粒径の頻度が高いことがわかる。
図３は前記球状ガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。この写真から球状ガラス粉末は、各々のその形状が球状であり中実であり、大小様々な粒径のものが存在していることが観察できる。
図２の球状Ｅガラス粉末の平均粒径の分布の頻度を示すグラフとこの図３の写真から、熱可塑性樹脂中の球状ガラス粉末は、その形状が真円の球形であり、大小様々な粒径のものが存在しているが、その平均粒径が１０〜４０μｍであることが示されている。
【００３８】
ところで、溶融熱可塑性樹脂中にガラス粉末を投入して混練する際に、その粒径が１０μｍより以下になると、微細粒子の割合が多くなり、比表面積の増加に伴い樹脂からガラス粉末が熱量を奪い、そのために樹脂の温度が急に低下することで溶融粘度が上昇し、剪断発熱により混練時の樹脂温度が極端に上昇するため、決められた両材料の配合率を調整することが困難になる。又、熱可塑性樹脂にガラス粉末を配合することで、一般的に、成形体の寸法安定性、機械強度（衝撃強度、曲げ強度等）、ソリ性、透過バリア性等の向上が図られるが、その粒径が１０μｍより以下になると、特に曲げ強度が低下するので好ましくない。
【００３９】
前記粒径が４０μｍより大になると巨大粒子の割合が多くなり、混練時の溶融粘度の上昇は少ないが、ガラス含有組成物を一定サイズのペレットに切断する際に、カット刃の摩耗が激しくなり、大量の該ガラス含有組成物を連続して生産することが困難となり、生産上の問題が生じる。又、その粒径が４０μｍより大になると、特に衝撃強度が低下するので好ましくない。従って、平均粒径は１０〜４０μｍの範囲が好適である。
【００４０】
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）を用いる。
熱可塑性樹脂に着色や光沢の付与の目的で、顔料、酸化チタン、アルミナ、タルク、マイカ、シリカ、炭酸マグネシウム、金属ラメを配合することができる。
【００４１】
ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴの何れか一つの樹脂ペレットが溶融状態にある中に、最大で７０重量％の球状ガラス粉末を配合して混練することにより、押出機の吐出口に設けたノズルダイより直径３mmの棒状に押し出して水で冷却してカッターで長さ約４mmに切断して、該熱可塑性樹脂中に球状ガラス粉末が独立して分散したペレット状のガラス含有成形用ペレットが得られるが、直径及び長さはこれに限定されるものではない。
【００４２】
図４Ａは、上述した本発明のガラス含有成形用ペレットの製造方法で製造されたガラス含有成形用ペレット（ペレット）の電子顕微鏡写真である。この電子顕微鏡写真は、ＰＰに球状Ｅガラス粉末５０重量％を配合して得られたペレットを、側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大して撮影したものである。
図４Ｂは、前記切断部を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
図４Ｃは、前記ペレットの側面を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
図４Ｂのペレットの切断部の写真から、該ペレットはＰＰ中に個々の球状のガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが観察される。
このことから、前記球状ガラス粉末が噴霧法によりその表面がシラン化合物により全面的に被覆されることで、押出機内で混練し押し出して成形された前記ペレットは樹脂中に球状のガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが判明した。
【００４３】
そして、図４Ａの写真の中点より上下端部の位置まで円を描き、その円を均等に１６分割して、１６の各区画に配合されている球状ガラス粉末の数を目視して数え、その数えた結果を表１に示す。
なお、１６分割線上に球状ガラス粉末がある場合には、１／２として球状ガラス粉末数の計算を行った。
【表１】
表１の測定結果から、各区画における球状ガラス粉末数は、１４０±１の範囲にあることから、ペレット中に球状ガラス粉末が均一に分散されていることを示している。
以上のことから、押出機でガラス粉末と熱可塑性樹脂を混練して押出成形されてなる本発明のガラス含有成形用ペレットは、ガラス粉末が、球状の形状で中実であり、１０〜４０μｍの平均粒径であり、その表面がシラン化合物により全面的に被覆されており、熱可塑性樹脂中に４０〜７０重量％の範囲のガラス配合率で独立して均一に分散されている状態で含有されているものであることが判明した。
図４Ｃの写真は、ペレットの側面は球形の凸状部で覆われており、その球形凸状部が熱可塑性樹脂で前記球状ガラス粉末を被覆していることを表している。
【００４４】
（実施例と比較例）
以下に示す実施例は、３種類のペレット状の熱可塑性樹脂（ＰＥ、ＰＰ又はＰＥＴ）を対象として、上記した噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末と３種類のペレット状の樹脂のうち一つの樹脂の重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０及び７０：３０の４種類の水準のものを用いており、その重量配合率におけるＭＦＲが示されている。
【００４５】
前記ＭＦＲは、溶融状態にあるポリマーの流動性を示す尺度の一つで、押出式プラストメーターで、一定圧力、一定温度の下に、規定の寸法をもつノズル（オリフィス）から流出する量を測定し、ｇ／１０ｍｉｎの単位で表わした指数である。一般にＭＦＲの数値が大きいほど溶融時の流動性や加工性は良好であるとされ、世界的に樹脂の流量状態を表すものとして、このＭＦＲが用いられている。
【００４６】
上記３種類の熱可塑性樹脂のＭＦＲは、実施例として選んだＰＥが０．２５で、ＡＰＰが１０．０のＭＦＲで、ＰＥＴが２０．０のＭＦＲであり、ＭＦＲが０．２５、１０．０、２０．０のものを選んでいるが、同じ熱可塑性樹脂であっても分子量に応じてＭＦＲが異なるものである。その分子量の異なる熱可塑性樹脂のＭＦＲは、上記したＭＦＲ０．２５〜２０．０の範囲に入るものとして３種類の熱可塑性樹脂を選定した。
【００４７】
比較例１及び２に用いた比較例球体は、Ｅガラス繊維の粉砕物を球状化したものに浸漬法でシラン化処理したもので、実施例と同じ球状ガラス粉未を用いている。実施例の球状ガラス粉末は噴霧法でシラン化処理されているのに対して、比較例１及び２の球状ガラス粉末が浸漬法でシラン化処理されていることが相違することから、比較例１及び２の球状ガラス粉末は比較例球体と呼んでいる。
【００４８】
比較例１及び２の前記浸漬法とは、球状ガラス粉末をγ一グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシランが０．１重量％含まれる水溶液に３０分の間撹拌しながら、浸漬した後に濾過して１００℃で乾燥したものである。その処理により複数の球状ガラス粉末同士が接触してシラン化合物が被覆されフィルター処理されて乾燥されるので、シラン化処理されたガラス粉末中に凝集した凝集ガラス粉末が存在することになる。
【００４９】
なお、比較例として従来の各種形状を含むガラス粉末を用いたものを実施例の比較する対象としない理由は、ＰＥのペレットと従来の各種形状を含む４０重量％のガラス粉末を第１ホッパーに投入して混練を試みようとしたところ、流動性が急激に低下して、スクリューに対する摩擦抵抗力がスクリューの剪断力以上に大きくなり、スクリューねじ山等が破損を起こしそうになり、組成物を成形することができないために、実施例と比べて溶融熱可塑性樹脂中にガラス粉末を投入する効果、凝集状態にないガラス粉末の効果を明確にするための実験データが得られないことが分かったので、比較例としてＥガラス繊維の粉砕物を球状化したものを用いることとした。このことで、前記溶融熱可塑性樹脂中にガラス粉末を投入する効果、凝集状態にないガラス粉末の効果を示す実験データを得ることができた。
【００５０】
比較例１は３種類の樹脂のうちの一つの樹脂と比較例球体を別々に計量して押出機に投入した。第１ホッパーに一つの樹脂のペレットを投入し、第２ホッパーに比較例球体を投入した。比較例球体と一つの樹脂のペレットの重量配合率を２０：８０、３０：７０、４０：６０の３種類の水準のものを用いており、その重量配合率における流動性を示すＭＦＲの実験データが以下の表４、６及び８に示されている。
【００５１】
比較例２は第１ホッパーに一つの樹脂のペレットと比較例球体を配合して同時に投入し、比較例球体と一つの樹脂のペレットの重量配合率を２０：８０、３０：７０、４０：６０の３種類の水準のものを用いており、その重量配合率における流動性を示すＭＦＲの実験データが以下の表４、６及び８に示されている。
【００５２】
上記した実施例、比較例１及び２の３種類の成形組成物を得るための条件を、ガラス粒子、シラン化処理の方法、樹脂の種類、ガラス配合率、第１、第２ホッパーへの投入材料の６項目（以下、この６項目の条件を「６項目条件」という。）に分けて表２に示した。 なお、前記「ガラス配合率」は、熱可塑性樹脂中の球状ガラス粉末の重量％と定義して用いている。そして、「ガラス配合率重量％」を「ガラス配合率％」で示す場合があるが、同じ意味で用いている。
【００５３】
【表２】
【００５４】
ところで、実施例のガラス含有成形用ペレットは、比較例１及び２の比較例球体成形用組成物と比較してどの様な特性を有するものかを調べるために、上記６項目条件で成形した時の各樹脂を溶融する溶融温度と同じ温度で成形用組成物を溶融して、各樹脂の成形用組成物のＭＦＲを測定した。前記各樹脂を溶融する溶融温度と同じ温度で成形用組成物のＭＦＲを測定すれば、成形用押出機内で樹脂が溶融状態にある領域にガラス粉末を投入して混練している時の流動性の状態を数値化して表すことができ、そのことにより比較例１及び２の比較例球体成形用組成物のＭＦＲと対比することにより、実施例のガラス含有成形用ペレットのＭＦＲの特性が明確化される。
その測定結果は以下の実施例１〜３に示されている。
【００５５】
（実施例１）
実施例１は熱可塑性樹脂としてＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）（以下、「ＰＥ」という。）が用いられており、噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末とＰＥの重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０の４種類の水準のものを用いた。
【００５６】
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＥとしてＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ（商品名：株式会社プライムポリマー製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２３０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより上記実施例の球状Ｅガラス粉末の重量を計量して溶融温度２３０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２３０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例１の第１の水準の成形用組成物を得た。予熱温度は溶融温度２３０℃と同じであることが最も好ましく、（２３０℃±１０％の温度）が好ましい。
【００５７】
以下同様に、ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ５０重量％、球状Ｅガラス粉末５０重量％の第２の水準の成形用組成物、ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ６０重量％、球状Ｅガラス粉末４０重量％の第３の水準の成形用組成物、ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ３０重量％、球状Ｅガラス粉末７０重量％の第４の水準の成形用組成物を得た。
次に、比較例１−１及び比較例１−２は、表２に示した条件で長さ４mmのペレットを得た。用いた樹脂は実施例１の樹脂と同じものである。
【００５８】
なお、以下に記載する他の２種類の熱可塑性樹脂（ＰＰ、ＰＥＴ）に関して、前記６項目条件も同様に、項目の「樹脂」及び「第１ホッパー」に対象とする樹脂を記載して他の項目に記載する内容は同じであるので、上記２種類の熱可塑性樹脂ごとに６項目条件を表にして表すことは省略する。
【００５９】
ガラス配合率ごとの前記ペレットのＭＦＲを２３０℃で測定した結果を表４に示す。
なお、表４における実施例１のＰＥ（ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ）の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲは、０．２５である。
【表４】
【００６０】
図５は表４に示したガラス配合率（重量％）とＭＦＲのデータに基づいて作成した、ガラス配合率とＭＦＲの関係を２次多項式の近似曲線で示したグラフである。
このグラフにおいて□印は実施例１のＭＦＲを、△印は比較例１−１のＭＦＲを、×印は比較例１−２のＭＦＲを示している。そして、これらの実施例１、比較例１−１及び比較例１−２のＭＦＲの各曲線は、熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲ（以下、「１００％ＭＦＲ」という。）である０．２５に対して、ガラス粉末の配合率が増加したときに各々のＭＦＲがどの様な減少傾向になるかを示したものである。そして、ＰＥの１００％ＭＦＲ（０．２５）が１／２の値（以下、「１／２ＭＦＲ」という。）である０．１２５の時のガラス配合率を示すために、各曲線との交点からＸ軸に向かって垂線が引かれている。
なお、１／２ＭＦＲのガラス配合率を求める理由は以下の表２３の説明のときに述べる。
【００６１】
なお、以下に示すグラフにおいて、□印は実施例を、△印は比較例１を、×印は比較例２を示しており、また、各曲線は、熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲ（以下、「１００％ＭＦＲ」という。）に対して、ガラス粉末の配合率が増加したときに各々のＭＦＲがどの様な減少傾向になるかを示したものであるので、実施例２以降にはその説明を省略する。それと共に、１／２ＭＦＲの時のガラス配合率を示すために、各曲線との交点からＸ軸に向かって垂線が引かれていることの説明を省略する。
【００６２】
上記１／２ＭＦＲの時の比較例１−２、比較例１−１及び実施例１のガラス配合率を表５に示す。
【表５】
【００６３】
（実施例２）
実施例２は熱可塑性樹脂としてＰＰが用いられており、噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末とＰＰの重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０及び７０：３０の４種類の水準のものを用いた。
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＰとしてノバテックＰＰ ＭＡ３（商品名：日本ポリプロ株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２２０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより上記実施例の球状Ｅガラス粉末の重量を計量して溶融温度２２０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２２０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例２の第１の水準の成形用組成物を得た。予熱温度は溶融温度２２０℃と同じであることが最も好ましく、（２２０℃±１０％の温度）が好ましい。
【００６４】
以下同様に、ノバテックＰＰ ＭＡ３ ５０重量％、球状Ｅガラス粉末５０重量％の第２の水準の成形用組成物、ノバテックＰＰ ＭＡ３ ４０重量％、球状Ｅガラス粉末６０重量％の第３の水準の成形用組成物、ノバテックＰＰ ＭＡ３ ３０重量％、球状Ｅガラス粉末７０重量％の第４の水準の成形用組成物を得た。
次に、比較例２−１及び比較例２−２は、表２に示した条件で長さ４mmのペレットを得た。用いた樹脂は実施例２の樹脂と同じものである。
【００６５】
ガラス配合率ごとの前記ＰＰのペレットのＭＦＲを２２０℃で測定した結果を表６に示す。
なお、表６における実施例２のＰＰ（ノバテックＰＰ ＭＡ３）の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲは、１０．０である。
【表６】
【００６６】
図６は表６に示したガラス配合率（重量％）とＭＦＲのデータに基づいて作成した、ガラス配合率とＭＦＲの関係を２次多項式の近似曲線で示したグラフである。
上記１／２ＭＦＲの時の比較例２−２、比較例２−１及び実施例２のガラス配合率を表７に示す。
【表７】
【００６７】
（実施例３）
実施例３は熱可塑性樹脂としてＰＥＴが用いられており、噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末とＰＥＴの重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０及び７０：３０の４種類の水準のものを用いた。
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＥＴとしてバイロンＦＮ３０５（商品名；東洋紡株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２５０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより上記実施例の球状Ｅガラス粉末の重量を計量して溶融温度２５０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２５０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例３の第１の水準の成形用組成物を得た。予熱温度は溶融温度２５０℃と同じであることが最も好ましく、（２５０℃±１０％の温度）が好ましい。
【００６８】
以下同様に、バイロンＦＮ３０５ ５０重量％、球状Ｅガラス粉末５０重量％の第２の水準の成形用組成物、バイロンＦＮ３０５ ４０重量％、球状Ｅガラス粉末６０重量％の第３の水準の成形用組成物、バイロンＦＮ３０５ ３０重量％、球状Ｅガラス粉末７０重量％の第４の水準の成形用組成物を得た。
次に、比較例３−１及び比較例３−２は、表２に示した条件で長さ４mmのペレットを得た。用いた樹脂は実施例３の樹脂と同じものである。
【００６９】
ガラス配合率ごとの前記ペレットのＭＦＲを２５０℃で測定した結果を表８に示す。 なお、表８における実施例３のバイロンＦＮ３０５の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲは、２０．０である。
【表８】
【００７０】
図７は表８に示したガラス配合率（重量％）とＭＦＲのデータに基づいて作成した、ガラス配合率とＭＦＲの関係を２次多項式の近似曲線で示したグラフである。
上記１／２ＭＦＲの時の比較例３−２、比較例３−１及び実施例３のガラス配合率を表９に示す。
【表９】
【００７１】
なお、上記実施例では、押出機内に投入する球状のガラス粉末を溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱する最良の実施形態の例を示したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば、押出機内に投入する球状のガラス粉末を溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱する代わりに、第２ホッパーに予熱しないで球状のガラス粉末を投入しても良い。その場合には、大量の球状ガラス粉末の投入により溶融温度が急激な低下を生じないように溶融温度を上げる等の、従来のペレットの成形に用いられている溶融温度（加温、冷却）、スクリュー速度等の制御により混練して押出して得たガラス含有成形用ペレットも、本発明のガラス含有成形用ペレットに含まれるものである。
【００７２】
次に、３種類の実施例の有する特性であるＭＦＲについて説明する。
３種類の、球状Ｅガラス粉末を含有する組成物の実施例、及び、比較例球体を含有する組成物の比較例、この両者のガラス配合率とＭＦＲの関係を図５〜図７のグラフに示したが、この両者のグラフを対比すると、３種類の実施例のグラフは、前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする放物線を示しており、１００％ＭＦＲの１／２の値がガラス配合率５０〜６０重量の範囲にあるのに対して、３種類の比較例１及び２のグラフは、前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする下方へ傾斜するほぼ直線を示しており、比較例１と比較例２の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲの１／２の値が、比較例１ではガラス配合率３０〜４０重量％の範囲にあり、比較例２ではガラス配合率２０〜３０重量％の範囲にあることを示している。
【００７３】
従って、３種類の実施例は、前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする放物線を示しており、ガラス配合率４０〜５０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２以上の値であり、ガラス配合率５０〜６０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２の値から１／２以下の値に変わることを示している。
【００７４】
比較例１は前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする下方へ傾斜するほぼ直線を示しており、ガラス配合率３０〜４０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２以上の値から１／２以下の値に変わることを示し、比較例２は前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする下方へ傾斜するほぼ直線を示しており、ガラス配合率２０〜３０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２以上の値から１／２以下の値に変わることを示している。
【００７５】
実施例１〜３のグラフは、比較例のグラフよりガラス配合率の増加に伴うＭＦＲの低下挙動が緩やかであることを示しており、このことは、製造工程で球状ガラス粉末の配合量が仮に変動しても、それに起因するＭＦＲの変動が小さいことが判る。従って、ガラス含有成形用ペレットの製造工程においても品質管理上、有利であることがこれらのグラフで示されている。
【００７６】
次に、実施例１〜３に示した熱可塑性樹脂ごとの１／２ＭＦＲの時の比較例２、比較例１及び実施例のガラス配合率を３種類の熱可塑性樹脂をまとめて表１０に示す。
表１０が示す比較例と実施例のＭＦＲからみて、１／２ＭＦＲの時の比較例２のガラス配合率は２５〜２６重量％の範囲にあり、その時の比較例１のガラス配合率は３２〜３６重量％の範囲にあり、そして、その時の実施例のガラス配合率は５４〜５７重量％の範囲にあることから、その最大と最小の差は、比較例２で１％、比較例１で４％、実施例で３％の範囲にあることを示しており、実施例１〜３は、比較例２の約２倍、比較例１の約１．６倍の大量のガラス配合率を含有しても、１／２ＭＦＲであることを見出した。
上述した前記熱可塑性樹脂の１／２ＭＦＲは、ガラス配合率の増加に伴うガラス含有成形用ペレットのＭＦＲの特性を把握するのに有用である。
【表１０】
【００７７】
実施例１〜３の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲ、ガラス配合率４０、５０、６０、７０重量％の５点のＭＦＲを表１１に示した。図８は表１１の５点のデータに基づいて計算された２次多項式の近似曲線を示し、実施例１〜３のガラス含有成形用ペレットにおけるガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。このグラフはガラス配合率の増加に伴って各熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲが漸減する傾向を示している。
図８に記載の印は、ＰＥが◇印を、ＰＰが□印を、そして、ＰＥＴが△印を示している。
【表１１】
【００７８】
実施例１〜３は、図８のグラフからガラス配合率の増加に伴って漸減するＭＦＲが放物線上の値を示していることが判るが、ガラス配合率４０、５０、６０及び７０重量％の各増加に伴って、そのＭＦＲが熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲに対して、どの程度低下しているかを示す定量的な数値としてのＭＦＲの低下割合が、例えば、ガラス配合率７０重量％のガラス含有成形用ペレットのＭＦＲの低下割合が求められれば、押出機を長時間に渡って運転し続けた場合、どの程度のＭＦＲの低下割合でスクリューが破損を起こす等のトラブルの発生を防げるかが事前に分かる。
【００７９】
また、地球温暖化問題及び石油資源の枯渇問題を解決するためには、大量の球状ガラス粉末を配合すればする程効果的であるが、ガラス含有成形用ペレットをブロー成形法、射出成形法、押出成形法等で成形した成形体を大量生産化することを考えると、ＭＦＲの低下割合を求めることで如何なる成形法でも成形し易いガラス配合率を検討する必要がある。
そして、ガラス配合率の値とＭＦＲの低下割合との相互の関係が分かれば、選定した熱可塑性樹脂のＭＦＲに応じてガラス配合率を容易に決定することが可能になる。例えば、ＰＥを選定してガラス含有成形用ペレットを成形する場合、ＰＥ１００％のＭＦＲが０．２５と小さい値であるから、ＭＦＲの低下割合を６０％に抑えて成形するのに、必要なガラス配合率の値を容易に決定できれば便利である。
【００８０】
そこで、最初に、熱可塑性樹脂に対してガラス配合率の増加に伴うＭＦＲの低下割合の求め方を説明する。
上述したしたように、上記実施例１〜３に示した熱可塑性樹脂ごとの１／２ＭＦＲの時の比較例２、比較例１及び実施例のガラス配合率を表１０に示したが、この熱可塑性樹脂の１／２ＭＦＲは、熱可塑性樹脂１００％に配合する球状ガラスの増加により、ガラス含有成形用ペレットのＭＦＲが熱可塑性樹脂１００％の１／２の値になるガラス配合率を示している。例えば、ＰＥは５７重量％、ＰＰは５４重量％のガラス配合率の時に熱可塑性樹脂１００％の１／２の値を示す。このことから、表１２で示した実施例１〜３のガラス配合率４０、５０、６０、７０重量％のＭＦＲを熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲで割った値、即ち、ガラス配合率の増加により熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲがどの程度低下しているかを示すＭＦＲの低下割合を意味している。
【００８１】
そこで、表１１で示した実施例１〜３のガラス配合率４０、５０、６０、７０重量％のＭＦＲを熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲで割った値を「メルトフローレート低下割合」（以下、「ＭＦＲ低下割合」という。）と定義してその値を求めた。その求めた結果を表１２に示す。表１０は１／２ＭＦＲの時に示すガラス配合率の値を表しているが、表１２はガラス配合率が４０、５０、６０、７０重量％の時に示すＭＦＲ低下割合の値を表しているために、ＭＦＲ低下割合がガラス配合率ごとに異なった範囲を示していることに留意されたい。
【表１２】
【００８２】
図９Ａは表１２の５点のデータに基づいて計算された３種類の実施例１〜３に関するＭＦＲ低下割合の２次多項式の近似曲線、いわゆる放物線を示し、実施例１〜３のガラス含有成形用ペレットにおけるＭＦＲ低下割合とガラス配合率の関係を示したグラフである。ＰＥはｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００、ＰＰはｙ＝−１．１１ｘ２−０．２４ｘ＋１．００、そして、ＰＥＴはｙ＝−１．５２ｘ２−０．０３ｘ＋１．００の式で表され、これらの式は放物線を示すものである。図９Ａのグラフはｘ軸がガラス配合率（重量％）を、ｙ軸がＭＦＲ低下割合を示している。３種類の実施例１〜３は１００％時のＭＦＲが３種類の固有の値（０．２５、１０．０、２０．０）を有しているが、何れの実施例１〜３であっても、ＭＦＲ低下割合が、図９Ａに示すようにガラス配合率の増加に伴って漸減し続けていること、そして、表１２に基づいて各ガラス配合率のＭＦＲ低下割合の最大値と最小値の差を示すと、ガラス配合率４０重量％の最大値が０．７５、最小値が０．７０で、その差は０．０５であり、ガラス配合率５０重量％の最大値が０．６２、最小値が０．５６で、その差は０．０６であり、ガラス配合率６０重量％の最大値が０．４８、最小値が０．４０で、その差は０．０８であり、そして、ガラス配合率７０重量％の最大値が０．２８、最小値が０．２０で、その差は０．０８である。このことは、各ガラス配合率に対して示す３種類のＭＦＲ低下割合が、分散することなく０．０５〜０．０８の狭い範囲に実験データが存在していることを示している。
【００８３】
図９Ａが示す３種類の放物線は、各ガラス配合率のＭＦＲ低下割合の最大値と最小値の範囲に各実験データが包含されていることを示していると考えられるので、表１２に示した各ガラス配合率のＭＦＲ低下割合の最大値と最小値からその放物線の式を求めた。最大値から得られた式（１）、ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００であり、最小値から得られた式（２）、ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００であった。
この式の係数及び常数は小数点第３位を四捨五入して得た式（１）及び式（２）を以下に示す。
ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００ （１）
ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００ （２）
ここで、ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙはＭＦＲ低下割合を示している。
表１３は上述した表１２のガラス配合率４０重量％、５０重量％、６０重量％、そして７０重量％に対するＭＦＲ低下割合の最大値と最小値を示す表である。
【表１３】
【００８４】
図９Ｂはガラス配合率とＭＦＲ低下割合の関係を示す式のグラフである。この式はガラス配合率とＭＦＲ低下割合の関係を示しているので、統一的にガラス含有成形用ペレットの流動特性を把握でき、必要とするＭＦＲ低下割合を選定すれば樹脂中に配合すべき球状ガラス粉末のガラス配合率の予測、又は、ガラス配合率を選定すればガラス含有成形用ペレットのメルトフローレート低下割合の予測が可能となり、ガラス含有成形用ペレット及びガラス含有ブロー容器の成形時の操業性の向上を図ることが可能となる。
図９Ｂのグラフは、ガラス配合率４０重量％の時の最大値が０．７５であり、ガラス配合率７０重量％の時の最小値が０．２０であるから、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス配合率が４０〜７０重量％の範囲のＭＦＲ低下割合が０．７５から０．２０まで漸減することを示している。
【００８５】
次に、汎用性のある樹脂であるＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴ中に４０重量％以上のガラス粉末を含有させたペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形されたガラス含有ブロー容器が焼却時の焼却エネルギーを大幅に低減できること、更に、そのブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギーの関係を示して、ガラス配合率又は焼却時の焼却エネルギーが予測できること、コスト的に安価に製造できることを以下に説明する。
上記従来のブロー成形法は、食品、飲料、液体洗剤、トイレタリー、化粧品、医薬品などの容器の製造に主に適用されているが、工業製品である自動車部品の成形にも使用されている。
【００８６】
熱可塑性樹脂をブロー成形法で成形するのに各種の樹脂を使用することができるが、上記したように、ブロー容器に多量に使用されている熱可塑性樹脂としては、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴが挙げられ、本発明のガラス含有ブロー容器はこの３種類の樹脂を対象としている。
そして、本発明のガラス含有ブロー容器に用いるガラス含有成形用ペレットは、第２ホッパーに予熱した球状のガラス粉末を投入した製造方法で成形されたものだけに限定されるものではなく、上述したように、第２ホッパーに予熱しないで球状のガラス粉末を投入した場合には、従来のペレットの成形に用いられている溶融温度（加温、冷却）、スクリュー速度等の制御により混練して押出して得たガラス含有成形用ペレットが、熱可塑性樹脂中にガラス配合率が４０〜７０重量％の範囲の球状ガラス粉末を含んでおり、そのメルトフローレート値低下割合が上記式（１）及び（２）の範囲にあるものも含んでいることに留意されたい。
【００８７】
（ブロー成形法）
押出機、射出装置などによって溶融・形成されたパリソン又はプリフォームを金型内に挟み込み、その内側に気体を吹き込み、その圧力で金型の内面にパリソン又はプリフォームの外面を押し付けて中空体を形成する工程からなる成形法である。ブロー成形法は、まずパリソンの成形が行われる２段の成形法であり、パリソンの成形には押出ブロー成形機と射出ブロー成形機が一般に適用されている。その他に，圧縮成形機も適用可能である。このようにブロー成形法には各種の形式がある。
【００８８】
前記押出ブロー成形機（「ダイレクトブロー」とも呼ばれる。）を用いるダイレクトブロー法は、押出機及びヘッドによって金型内にパリソンが供給され、ブロー成形されるもので、成形材料を加熱熔融させてチューブ状に押し出し、金型で挟み、内部に高圧空気を吹き込んでブロー容器を成形する行程からなる成形法であり、これに対して前記射出ブロー成形機（「インジェクションブロー」とも呼ばれる。）を用いるインジェクションブロー法は、射出装置及びブロー機構によって構成される1台の成形機で、プリフォームを成形し、更に直接ブロー成形する行程からなる成形法で、パリソンの成形を射出装置で行うもので、射出装置で接合痕のない平滑な底面を持った有底パリソンを成形し、次にこれを中空用のあわせ金型内に移動し、そこでブロー機構によって空気を吹き込んで中空成形するもので、成形材料を加熱溶解させて予め閉じられた金型内に射出充填した後、固化又は硬化して成形する行程からなる成形法である。インジェクションブロー法には、ホットパリソン法とコールドパリソン法があり、ホットパリソン法は、射出成形された直後の高温状態にあるパリソンを割型内に導入し、直ちにパリソン内にエアーを吹き込むか、又はパリソンを温調後、パリソン内にエアーを吹き込んでブロー成形する方法で、コールドパリソン法は、射出成形されたパリソンを一旦冷却・固化させ、別工程においてパリソンを加熱手段で加熱した後に割型内に導入してパリソン内にエアーを吹き込んでブロー成形する方法である。
【００８９】
（ガラス含有ブロー容器の製造方法）
熱可塑性樹脂をブロー成形法で成形するのに各種の樹脂を使用することができるが、ボトルに多量に使用されている熱可塑性樹脂としては、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴが挙げられる。
以下に示す実施例と比較例の実験データは、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの３種類の樹脂を対象としている。実施例は、上記した噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末と３種類の樹脂のうち一つの樹脂の重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０の４種類の水準のものを用いており、その重量配合率における焼却エネルギーの実験データが以下に示されている。
【００９０】
実施例として実施例１１がＰＥ、実施例２１がＰＰ、そして、実施例３１がＰＥＴの各樹脂の例を以下に説明するが、これらの樹脂のガラス含有成形用ペレットは既述したものを用いるので、そのペレットの製造方法の説明は省略する。ブロー成形法として、実施例１１はダイレクトブロー法で、実施例２１はホットパリソン法で、実施例３１はコールドパリソン法で成形してブロー容器を作成した。
【００９１】
このように３種類の異なるブロー成形法を用いてブロー容器を作成したのは、ガラス配合率が４０〜７０重量％のペレットを用いて、既存の各種のブロー成形機を用いて従来のブロー成形法と同じ条件で、工業的に大量のブロー容器の生産ができか否かを検証するためである。
また、一般的に、同一の樹脂で異なるブロー成形法を用いて作成されたブロー容器は、その物性の特性が同一であることが知られているが、本発明者はＰＥを用いて上記３種類の異なるブロー成形法を用いてブロー容器の試作品を作成して、焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度を測定したところ同じ測定結果であったので、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴのペレットを３種類の異なるブロー成形法を用いてブロー容器を作成して、上記物性の測定を行った。
【００９２】
（測定の試験片）
測定の試験片は、実施例１１では厚さが１．１mmの１２０ｍｌのボトルを、実施例２１では同じ厚さの５００ｍｌのボトルを、実施例３１では同じ厚さの１０００ｍｌのボトルを作成して、各ボトルから幅が２０mm×３０mm、その厚さが１．１mmのものを切断したものを用いて上記物性を測定した。
（焼却エネルギーの測定）
焼却エネルギーは、ＪＩＳ Ｚ７３０２−２の廃棄物固形化燃料の発熱量試験方法に準じて測定し、発熱量をＫｃａｌ／Ｋｇで示した。
（熱伝導率の測定）
直径５０mm、厚さ３mmの円盤状試験片を作成して、ＡＳＴＭ Ｅ１５３０に基づき熱伝導測定装置（ＧＨ１；アルパック理工（株）製）を用いて熱伝導率を測定した。
（硬度の測定）
硬度は、ＪＩＳ Ｋ７２０２のプラスチックのロックウェル硬さ試験法に基づくＭ法に準じて測定した。以下、ロックウェル硬度という。
【００９３】
（実施例１１）
ＰＥのガラス含有成形用ペレット（以下、「ペレット」という。）をダイレクトブロー法によりガラス含有ブロー容器を次のように製造した。
球状ガラス粉末とＰＥの重量配合比が、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０のペレットを１００℃で４時間乾燥した後に、そのペレットを押出ブロー成形機のホッパーより投入して、後部温度が２１５℃、前部温度が２２０℃、スクリュー回転数が１００回／分、射出圧力が１００ｋｇ／ｃｍ２、金型温度７０℃の条件でダイレクトブロー法を行い、冷却時間が１８秒で１２０ｍｌのガラス含有ブロー容器を成形することができた。
なお、ガラスが含有されないＰＥ１００％のペレットで、上記押出ブロー成形機を用いてダイレクトブロー法による１２０ｍ１ガラス含有ブロー容器を成形して、それにかかった冷却時間を測定したところ２１秒を要した。球状ガラスの配合により熱伝導率の増加により、樹脂１００％の場合より３秒短くなり冷却時間が１４％短縮された。
【００９４】
また、球状ガラス粉末とＰＥの重量配合比が、５０：５０の上記ペレットを用いて、インジェクションブロー法により、後部温度が２３５℃、前部温度が２４２℃、スクリュー回転数が１００回／分、射出圧力が１００ｋｇ／ｃｍ２の条件でパリソンを形成し、１５０ｍ１のガラス含有ブロー容器を成形した。その際にかかった冷却時間は２２秒である。なお、球状ガラス粉末が含有されないＰＥ１００％のペレットで、インジェクションブロー法による射出ブロー成形機を用いて１５０ｍｌのガラス含有ブロー容器が成形できた。従来から行われている制御方法を変更することなくガラス含有ブロー容器を製造することができ、成形中にトラブルが発生することはなかった。それにかかった冷却時間を測定したところ２５秒を要した。球状ガラスの配合により熱伝導率の増加により、樹脂１００％の場合より３秒短くなり冷却時間が１２％短縮された。
【００９５】
（実施例２１）
ＰＰのペレットをホットパリソン法によりガラス含有ブロー容器を次のように製造した。
球状ガラス粉末とＰＰの重量配合比が、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０のペレットを１００℃で４時間乾燥して、乾燥したペレットを射出ブロー成形機のホッパーより投入して、２４０℃に溶融し１５０回／分の攪拌を行って、圧力（１）；８０ｋｇ、圧力（２）；２５ｋｇ、射出圧力；１０ｋｇとして４秒の射出でパリソンを作り、ブロー機構に移して６秒後にブローを６秒間行って５００ｍ１のガラス含有ブロー容器がホットパリソンで成形できた。
【００９６】
（実施例３１）
ＰＥＴのペレットをコールドパリソン法によりガラス含有ブロー容器を次のように製造した。
球状ガラス粉末とＰＥＴの重量配合比が、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０のペレットを１３０℃で４時間乾燥して、乾燥したペレットを射出ブロー成形機のホッパーより投入して、２７０℃に溶融し１５０回／分の攪拌を行って、圧力（１）；８０ｋｇ、圧力（２）；２５ｋｇ、射出圧力が１０ｋｇとして８秒の射出でパリソンを作り、取り出して室温でパリソンを放置した、該パリソンをブロー機構に移して２７０℃に加熱・軟化して８秒間ブローを行って１０００ｍ１のガラス含有ブロー容器がコールドパリソン法で成形できた。
【００９７】
（ガラス含有ブロー容器の製品化）
ところで、実施例１１〜３１は、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有成形用ペレットを用いてブロー容器を成形する際にトラブルの発生が生じなかったので、実施例１１〜３１のブロー容器は、従来のダイレクトブロー法、ホットパリソン法又はコールドパリソン法の従来から行われているブロー成形法で、ガラス配合率４０〜７０重量％のブロー容器を製品化することができ、成形中にトラブルの発生の虞がないといえる。
それ故に、従来から行われている３種類のブロー成形法でガラス配合率４０〜７０重量％の範囲のペレットを用いさえすれば、ガラス含有ブロー容器をトラブルなく製品化できるといえる。
【００９８】
（比較例）
比較例は上記した３種類のＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの熱可塑性樹脂１００％のブロー容器（以下、「樹脂１００％ブロー容器」という。）を用いた。
ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴを上記実施例１１〜３１に示したガラス含有成形用ペレットの製造方法で成形して、上記した実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の製造方法と同じ方法で、樹脂１００％ブロー容器を成形して３種類の比較例１〜３を得た。
上記実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器及び比較例１〜３の樹脂１００％ブロー容器の物性として焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度の測定は次のようにして行った。そして、その測定の試験片は、比較例１が１２０ｍ１、比較例２が１５０ｍ１、比較例３が１０００ｍ１のガラス含有ブロー容器から幅が２０mm×３０mm、その厚さが１．１mmのものを切断したものを用いて上記３種類の物性を測定した。
【００９９】
比較例１〜３（樹脂１００％ブロー容器）及び実施例１１〜３１（ＰＥ、ＰＰ及びＰＥ）のブロー容器の有する物性として、焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度の各測定結果を、以下の表１４、表２０、表３０に示す。これらの各表は横欄にガラス配合率０、４０、５０、６０及び７０重量％が、縦欄に実施例１１〜３１のＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴが配置されており、上記物性の測定結果が示されている。
なお、以下に示す焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度の実験データは、誤差を小さくするために実験データ数として４個のデータを取得して、その４個のデータを合計して４で割った平均値を示している。
【０１００】
（焼却エネルギー）
次に、樹脂１００％ブロー容器である比較例１〜３（表１４のガラス配合率「０」の欄が相当する。）の焼却エネルギー、及び、ガラス含有ブロー容器の実施例１１〜３１の４０、５０、６０及び７０重量％の焼却エネルギーは表１４に示す通りである。
ＰＥ１００％ブロー容器の焼却エネルギーが１１０００Kcal/Kgであるのに対して、ＰＥのガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーが６７３０Kcal/Kgから３２００Kcal/Kgに、ＰＰ１００％ブロー容器の焼却エネルギーが１０５００Kcal/Kgであるのに対して、ＰＰのガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーが６５４０Kcal/Kgから３０００Kcal/Kgに、ＰＥＴ１００％ブロー容器の焼却エネルギーが５５００Kcal/Kgであるのに対して、ＰＥＴのガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーが３３００Kcal/Kgから１６４０Kcal/Kgに減少されており、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴ樹脂中に球状ガラス粉末を含有させることにより焼却エネルギーを大幅に減少できることが示されている。
【表１４】
【０１０１】
図１０のグラフは直線の近似式であり、表１４に示した比較例１〜３及び実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、焼却エネルギーをｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。図１０に示す印はガラス含有ブロー容器の種類を識別するもので、◇印はＰＥ、同様に、□印はＰＰ、△印はＰＥＴである。
図１０の直線の近似式は、樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーと比べて、実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーがガラス配合率の増加に伴って漸減して改善されていることを示している。
【０１０２】
図１０の直線の近似式で表した実施例１１〜３１のグラフは、樹脂１００％ブロー容器の固有の焼却エネルギーが大きい、ＰＥ、ＰＰそしてＰＥＴの順に各直線が交差することなく減少しているので、樹脂１００％ブロー容器であるＰＥの１１０００、ＰＰの１０５００、ＰＥＴの５５００の焼却エネルギーの大きさが、その直線の勾配に影響を与えているのか否かを検討するために、また、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器が、樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーと比べてどの程度の割合で減少しているかを理解しやすくするために、実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーを樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーで割ってその値を求めた。その計算により得られた値を表１５に示す。
【表１５】
ここで、上記実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーを樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーで割った値を、「焼却エネルギー改善指標」と定義する。
図１１Ａは実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギー改善指標の関係を直線の近似式で示したグラフである。
【０１０３】
表１５に示した比較例１〜３及び実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、焼却エネルギー改善指標をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
この直線の近似式のグラフは、ガラス配合率の増加に伴って、前記焼却エネルギー改善指標の値が該直線の近似式に沿って漸減することを示している。
ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの樹脂１００％の比較例１〜３のブロー容器は、焼却エネルギー改善指標が１であるので、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス含有ブロー容器が樹脂１００％ブロー容器と比べて、どの程度の割合で焼却エネルギーが漸減するか理解できる。換言すれば、図１１Ａの焼却エネルギー改善指標を示すグラフは、樹脂１００％ブロー容器と比べてガラス含有ブロー容器のガラス配合率が分かれば、該ガラス含有ブロー容器を焼却する際に焼却エネルギーを、樹脂１００％ブロー容器と比べて、どの程度の割合で減少できるかを示すもので、焼却エネルギーを減少できる割合を容易に決定できる。逆に、製造する製品に要求される焼却エネルギーが決められている場合には、前記グラフはその決められている焼却エネルギーから、ガラス含有成形用ペレットの必要なガラス配合率を示すもので、ガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【０１０４】
次に、図１１Ａの直線の近似式を以下に詳細に検討する。
図１１Ａの直線の近似式のうち、（イ）ｙ＝−０．０１０１ｘ＋１．００５６はＰＥのガラス含有ブロー容器の近似式を、（ロ）ｙ＝−０．０１０１ｘ＋１．０００４はＰＥＴのガラス含有ブロー容器の近似式を、（ハ）ｙ＝−０．０１０２ｘ＋１．００７５はＰＰのガラス含有ブロー容器の近似式を示しており、この（イ）〜（ハ）の直線の近似式は、実験データが有する誤差を考慮すれば、ガラス配合率の増加に伴って同じ勾配で漸減していると考えられるので、表１５に示した各ガラス配合率の焼却エネルギー改善指標の値を合計して平均値を求め、その求めた５点の平均値から得られた式は、ｙ＝−０．０１０１ｘ＋１．００４７であった。
この式の係数及び常数は小数点第３位を四捨五入して得た式（３）を以下に示す。
ｙ＝−０．０１ｘ＋１．００ （３）
ここで、ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙは焼却エネルギー改善指標を示している。
【０１０５】
図１１Ｂは、実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と平均値の焼却エネルギー改善指標の関係を示したグラフである。
上記の式（３）は、ガラス含有ブロー容器は、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの樹脂に関係なく、また、ダイレクトブロー法、ホットパリソン法又はコールドパリソン法のブロー成形法に関係なく、ガラス配合率の増加に伴って焼却エネルギー改善指標が漸減していることを示している。
【０１０６】
表１５の焼却エネルギー改善指標の値は、実験データが有する誤差のために、上記の式（３）のｘにガラス配合率を代入して得られる焼却エネルギー改善指標と異なる値が示されているが、この実験データがガラス配合率４０、５０、６０及び７０重量％毎にどの位の誤差の範囲にあるか計算を行ってみた。ガラス配合率４０重量％で誤差が±１．６％、５０重量％で誤差が＋１．４〜−０．６％、６０重量％で誤差が＋２．５％、そして、７０重量％で誤差が＋２．４〜−１．０％であることから、実験により得られたガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標は、＋２．５〜−１．６％の誤差の範囲にあることが判った。
従って、上記の式（３）は、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が該式（３）に沿って漸減して改善されることを示している。ここで、「式（３）に沿って漸減して改善される」の用語は誤差を含めた値と定義して用いるので、以下に該用語を用いる場合には誤差を含めた値を意味していることに注意されたい。
【０１０７】
上記式（３）は、例えば、ガラス配合率５５重量％のＰＥのガラス含有ブロー容器を成形すれば、焼却エネルギー改善指標が０．４５の容器が得られることを意味している。即ち、ＰＥ１００％のブロー容器に対して、焼却エネルギーを５５％も大幅に削減できることが分かる。このことは、成形されたガラス含有ブロー容器の表面にガラス配合率５５重量％と表記すれば、消費者は、ＰＥ１００％のブロー容器に対して、焼却エネルギーのみならず、二酸化炭素及び石油を５５％も大幅に削減することができ、二酸化炭素等の地球温暖化問題、有限な石油資源の枯渇問題の対策が図られる地球環境に優しい製品であることが理解でき、また、製造メーカ等は社会的ニーズにマッチした製品として宣伝できるので、今日、急速に高まりつつある地球環境の問題に対する社会的ニーズにマッチした製品である。
このように、ガラス配合率と焼却エネルギー改善指標の関係を示す上記式（３）は、樹脂１００％ブロー容器と比べて、ガラス配合率によりガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーをどの程度の割合まで減少できて改善できるかを示すもので、また、事前に焼却エネルギーが決められている場合には、ガラス配合率の必要量を決定できるものである。
【０１０８】
（熱伝導率）
次に、樹脂１００％ブロー容器である比較例１〜３（表２６のガラス配合率「０」の欄が相当する。）の熱伝導率、及び、実施例１〜３の４０、５０、６０及び７０重量％の熱伝導率は表１６に示す通りである。
【表１６】
【０１０９】
図１２のグラフは直線の近似式であり、表２８に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、熱伝導率をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
図１２に示す各印は図８の説明の際に記載した内容と同じである。
図１２は実施例１〜３のガラス含有ブロー容器の熱伝導率が樹脂１００％ブロー容器の有する熱伝導率と比べて、ガラス配合率の増加に伴って直線に沿って熱伝導率が増加していることを示している。
このことは、液体用容器の製品として前記ガラス含有ブロー容器を製造すれば、従来の液体用容器より外気の温度を早く液体に伝達できる製品が製造できることを意味している。例えば、冷蔵庫用の製氷器、製氷装置に水を供給する給水容器や、加温庫用の容器が挙げられる。
【０１１０】
図１２の直線の近似式で表した実施例１〜３のグラフは、樹脂１００％ブロー容器の固有の熱伝導率が大きい、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰの順に各直線が交差することなく増加しているので、この実施例１〜３の直線のグラフは、該固有の熱伝導率の値、ＰＥの０．２２４、ＰＥＴの０．２１７、ＰＰの０．２０４の値の大きさがその直線の勾配に影響を与えているのかを検討するために、また、成形されたガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器が、樹脂１００％ブロー容器と比べて前記固有の熱伝導率がどの程度の割合で増加しているかを理解しやすくするために、実施例１〜３のガラス含有ブロー容器の熱伝導率を樹脂１００％ブロー容器の固有の熱伝導率で割ってその値を求めた。その計算により得られた値を表２９に示す。
【表２９】
【０１１１】
ここで、上記実施例１〜３のガラス含有ブロー容器の熱伝導率を樹脂１００％ブロー容器の固有の熱伝導率で割った値を、「熱伝導率改善指標」と定義する。
例えば、ＰＥを例にその計算の仕方を説明すれば、前記樹脂１００％ブロー容器が有する固有の熱伝導率が０．２２４であるから、ガラス配合率４０重量％の計算は０．３２１／０．２２４＝１．４３３であり、以下同様に、５０重量％の計算は０．３５０／０．２２４＝１．５６３であり、６０重量％の計算は０．３７０／０．２２４＝１．６５２であり、７０重量％の計算は０．４００／０．２２４＝１．７８６である。
【０１１２】
ＰＥ樹脂１００％ブロー容器の熱伝導率と比べて、ＰＥガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは１．４３倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは１．５６倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは１．６５倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは１．７９倍に増加することを示している（小数点第３位以下を四捨五入）。以下ＰＰ及びＰＥＴも樹脂１００％ブロー容器の熱伝導率と比べて、ガラス配合率の増加に伴って増加することは同様である。
【０１１３】
図１３はガラス配合率と前記熱伝導率改善指標の関係を示したグラフである。
表２９に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、熱伝導率改善指標をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
この直線の近似式のグラフは、前記熱伝導率改善指標がガラス配合率の増加に伴って該直線の近似式に沿って増加することを示している。
【０１１４】
次に、上記熱伝導率改善指標の必要な値の決定の仕方、そして、ガラス配合率の必要量の決定の仕方について説明する。
熱伝導率改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量は、下記の式（ニ）〜（へ）で記述される直線に沿って増加することを示している。
ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙは熱伝導率改善指標を示している。
ｙ＝０．０１４５ｘ＋１．０１０１ （ニ）
ｙ＝０．０１１５ｘ＋０．９９３１ （ホ）
ｙ＝０．０１１１ｘ＋０．９９９６ （へ）
【０１１５】
ＰＥＴの直線の近似式（ニ）はｙ＝０．０１４５ｘ＋１．０１０１であり、ＰＰの直線の近似式（ホ）はｙ＝０．０１１５ｘ＋０．９９３１あり、ＰＥの直線の近似式（へ）はｙ＝０．０１１１ｘ＋０．９９９６である。
【０１１６】
この熱伝導率改善指標の最大値及び最小値は、製造する製品に要求される表面硬度が、樹脂１００％ブロー容器の熱伝導率に対して、その熱伝導率を改善できる最小値と最大値を示すことで、熱伝導率の改善ができる範囲を示す指標としての機能を有している。熱伝導率改善指標は１．４３〜１．９４であるので、例えば、樹脂１００％ブロー容器に対して熱伝導率を最小で１．４３倍、最大で１．９４倍まで改善できることが容易に理解でき、その改善指標を用いることで熱伝導率改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【０１１７】
ところで、上記したように、ロックウェル硬度改善指標の直線の近似式である式（イ）〜（ハ）は、全ての実験データから得られた計算値を含まないので、該式（イ）〜（ハ）が全ての計算値を含むための範囲を求めて新たな式を求めたが、それと同様な手順で計算して、全ての実験データから得られた計算値を含む新たな熱伝導率改善指標の式を求めた。例えば、図１４のＰＥのグラフ（式（ニ））を例に取れば、ガラス配合率５０重量％の実験データから得られた計算値は式（ニ）から上に一番離れており、ガラス配合率４０重量％のその計算値は式（ニ）から下に一番離れているので、樹脂１００％ブロー容器の改善指標の１とガラス配合率５０重量％の改善指標の１．５６３を通る直線式を求めると、ｙ＝０．０１１ｘ＋１で、樹脂１００％ブロー容器の改善指標の１とガラス配合率４０重量％の改善指標の１．４３３を通る直線式を求めると、ｙ＝０．０１１ｘ＋１であった。なお、計算して得た式の勾配の値は小数点以下４位を四捨五入して求めた。
【０１１８】
従って、下記の式（６）で記述される範囲には、ＰＥの改善指標の全ての計算値が含まれることが分かる。同様にしてＰＥＴの改善指標の式（４−１）及び（４−２）、ＰＰの改善指標の式（５−１）及び（５−２）が求められた。
その求めたＰＥＴの改善指標の式は（４−１）及び（４−２）に、ＰＰの改善指標の式は（５−１）及び（５−２）に、ＰＥの改善指標の式は（６）に示す通りである。
ｙ＝０．０１５ｘ＋１ （４−１）
ｙ＝０．０１４ｘ＋１ （４−２）
ｙ＝０．０１２ｘ＋１ （５−１）
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （５−２）
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （６）
上記式で記述される範囲には、ＰＥＴ、ＰＰ及びＰＥの改善指標の全ての計算値が含まれている。
【０１１９】
ガラス配合率と熱伝導率改善指標の関係を示す上記式（４−１）〜（６）は、樹脂１００％ブロー容器と比べて、ガラス配合率によりガラス含有ブロー容器の熱伝導率をどの程度の割合まで増加できて改善できるかを示すもので、また、事前に熱伝導率が決められている場合には、ガラス配合率の必要量を決定できるものである。
【０１２０】
例えば、ＰＥ４５重量％のブロー容器成形を製造する場合には、上記式（６）のｘに４５を代入してｙを計算して求めれば、１．５０が得られる。従って、ＰＥのガラス配合率４５重量％のガラス含有成形用ペレットを用いて製品を製造すれば、樹脂１００％ブロー容器の１．５０倍の熱伝導率の製品が得られることが製造する前に決定できる。次に、ＰＥ１００％の製品に対して１．６倍の熱伝導率が要求される場合には、上記式（６）のｙに１．６を代入してｘを計算して求めれば、５４．５が得られる。従って、ＰＥのガラス配合率５４．５重量％のガラス含有成形用ペレットを用いて製品を製造すれば、樹脂１００％ブロー容器の１．６倍の熱伝導率の製品が得られることが製造する前に決定できる。
【０１２１】
従って、ＰＥ、ＰＥＴ及びＰＰのガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器の熱伝導率は、樹脂１００％ブロー容器のそれの約１．４４〜１．７７倍の値を示すことから、ブロー容器を液体用の容器に用いれば、その液体用容器が従来の樹脂１００％ブロー容器の液体用容器より外気の温度を１．４〜２倍の速さで液体に伝達させる特性を備えているので、例えば、冷蔵庫用の製氷器、製氷装置に水を供給する給水容器や、加温庫用の容器等の製品を製造することで、容器中の液体を急速に冷却又は加温することが可能となった。
【０１２２】
（ロックウェル硬度）
つぎに、樹脂１００％ブロー容器である比較例１〜３（表２６のガラス配合率「０」の欄が相当する。）のロックウェル硬度、及び、実施例１〜３のガラス配合率４０、５０、６０及び７０重量％のブロー容器の有するロックウェル硬度の測定結果を以下の表２６に示す。比較例１〜３である樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度は、樹脂１００％ブロー容器であるので表２６の「０」の欄にその値が示されている。
【表１７】
【０１２３】
表１７に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、ロックウェル硬度をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
図１４のグラフは上記直線の近似式である。そして、図１４に示す印はガラス含有ブロー容器の種類を識別するもので、◇印はＰＥ、同様に、△印はＰＥＴ、□印はＰＰである。
【０１２４】
図１４は実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度が樹脂１００％ブロー容器の有するロックウェル硬度と比べて、ガラス配合率の増加に伴って直線に沿ってロックウェル硬度が増加していることを示している。このことは、容器等の製品として前記ガラス含有成形用ペレットを用いて成形すれば、ガラス配合率の増加に比例して表面が傷付きにくい製品が製造できることを意味している。例えば、表面が傷付きにくい製品を必要としているものとして、食品容器、化粧品容器等が挙げられる。
【０１２５】
図１４の直線の近似式で表した実施例１〜３のグラフは、樹脂１００％ブロー容器の固有のロックウェル硬度が大きい、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥの順に各直線が交差することなく増加しているので、この実施例１〜３の直線のグラフは、該固有のロックウェル硬度の値、ＰＰの８０、ＰＥＴの６８、ＰＥの４０の値の大きさがその直線の勾配に影響を与えているのかを検討するために、また、成形されたガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器が、樹脂１００％ブロー容器と比べて前記固有のロックウェル硬度がどの程度の割合で増加しているかを理解しやすくするために、実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度を樹脂１００％ブロー容器の固有のロックウェル硬度で割ってその値を求めた。その計算により得られた値を表１８に示す。
【表１８】
【０１２６】
ここで、上記実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度を樹脂１００％ブロー容器の固有のロックウェル硬度で割った値を、「ロックウェル硬度改善指標」と定義する。
例えば、ＰＥを例にその計算の仕方を説明すれば、前記樹脂１００％ブロー容器が有する固有のロックウェル硬度が４０であるから、ガラス配合率４０重量％の計算は８２／４０＝２．０５であり、以下同様に、５０重量％の計算は９１／４０＝２．２８であり、６０重量％の計算は１００／４０＝２．５０であり、７０重量％の計算は１１１／４０＝２．７８である。
【０１２７】
ＰＥ樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度と比べて、ＰＥガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは２．０５倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは２．２８倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは２．５０倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは２．７８倍に増加することを示している。以下同様に、ＰＰ樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度と比べて、ＰＰガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは１．７３倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは１．９０倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは２．１３倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは２．２５倍に増加すること、ＰＥＴ樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度と比べて、ＰＥＴガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは１．８４倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは２．０１倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは２．３２倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは２．５４倍に増加することを示している。
【０１２８】
図１５はガラス配合率とロックウェル硬度改善指標の関係を示したグラフである。
表１８に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、ロックウェル硬度改善指標をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
この直線の近似式のグラフは、前記ロックウェル硬度改善指標がガラス配合率の増加に伴って該直線の近似式に沿って増加すること、そして、その直線の近似式の勾配は、ＰＰの直線の近似式が最も大きく、ＰＥＴのそれが次に大きく、ＰＥのそれが最も小さいことを示している。このことは、図１５のグラフでは、実施例１〜３を対比すればＰＰのガラス含有ブロー容器成形のロックウェル硬度が最も大きく、ＰＥのそれが最も小さいが、図１５のグラフでは、上記したようにＰＥの勾配が最も大きく、ＰＰのそれが最も小さく、図１４のグラフの結果と逆になっていることが判る。
【０１２９】
比較例１〜３のガラス配合率０重量％（ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴ１００％）のブロー容器は、ロックウェル硬度改善指標が１であるので、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス含有ブロー容器が樹脂１００％ブロー容器と比べて、どの程度の割合でロックウェル硬度が増加しているか理解できる。換言すれば、図１５のロックウェル硬度改善指標を示すグラフは、樹脂１００％ブロー容器と比べてガラス配合率をどの程度まで増加させれば、製造する製品に要求される表面硬度が得られるかを示すもので、ロックウェル硬度改善指標の必要な値が容易に決定できる。逆に、製造する製品に要求される表面硬度が決められている場合には、前記グラフはその決められている表面硬度から、ガラス含有成形用ペレットの必要なガラス配合率を示すもので、ガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【０１３０】
次に、上記ロックウェル硬度改善指標の必要な値の決定の仕方、そして、ガラス配合率の必要量の決定の仕方について説明する。
ＰＥの直線の近似式はｙ＝０．０２５３ｘ＋１．０１０５であり、ＰＥＴの直線の近似式はｙ＝０．０２１９ｘ＋０．９７９７であり、ＰＰの直線の近似式はｙ＝０．０１８２ｘ＋１．００２５である。ＰＥの直線の近似式の勾配は０．０２５３で、ＰＰのそれは０．０１８２であり、その両者の勾配の値を足して２で割った値は、０．０２１８である。この値はＰＥＴの直線の近似式の勾配の値、０．０２１９と近似しているから、ＰＥＴの直線の近似式は両者の中間の位置にあることが分かる。
ロックウェル硬度改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量は、下記の式（ト）〜（リ）で記述される直線に沿って増加することを示している。
ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙはロックウェル硬度改善指標を示している。
ｙ＝０．０２５３ｘ＋１．０１０５ （ト）
ｙ＝０．０２１９ｘ＋０．９７９７ （チ）
ｙ＝０．０１８２ｘ＋１．００２５ （リ）
【０１３１】
上記の式（ト）〜（リ）は表１８及び図１５のグラフから分かるように、ガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度改善指標は、ガラス配合率４０重量％の時に最小値が１．７３であり、ガラス配合率７０重量％の時に最大値が２．７８である。このロックウェル硬度改善指標の最大値及び最小値は、製造する製品に要求される表面硬度が、樹脂１００％ブロー容器と比べて最小で１．７３倍、最大で２．７８倍の範囲で選択できることを示すもので、樹脂１００％ブロー容器の表面硬度に対して、その表面硬度を改善できる最小値と最大値を示すことで、表面硬度の改善ができる範囲を示す指標としての機能を有している。それ故に、この物性の改善できる範囲を示す指標を「改善指標」と定義する。従って、ロックウェル硬度改善指標はロックウェル硬度改善指標の最大値から最小値である１．７３〜２．７８の範囲にあるので、例えば、樹脂１００％ブロー容器に対してロックウェル硬度を最小で１．７３倍、最大で２．７８倍まで改善できることが容易に理解でき、その改善指標を用いることでロックウェル硬度改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂中に４０重量％以上のガラス粉末が配合されてなるガラス含有成形用ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形されてなる、優れた特性を有するガラス含有ブロー容器に関する。詳しくは、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有するガラス含有成形用ペレットをブロー成形してなる、焼却時の焼却エネルギーを大幅に低減できるガラス含有ブロー容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック製容器の生産量の約７０％がブロー容器で、該ブロー容器の素材である熱可塑性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）ボトルに見られるように、今後とも増加し続ける傾向にあり、他の熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂が多量に使用されている。これらの樹脂はブロー容器の素材として多量に使用され、汎用性のある樹脂として知られており、他の樹脂としては、ポリスチレンを含むポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートを含むポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が例示できる。
【０００３】
ところで、今日の世界的規模の問題である二酸化炭素等の地球温暖化問題、有限な石油資源の枯渇問題が上記したプラスチックの生産量と密接に関係していることはよく知られたことであるが、その地球温暖化及び石油資源の枯渇の問題とプラスチックの生産量の関係を以下に述べる。
プラスチックは石油から合成された高分子化合物で、金型等による成形が簡単なため、大量生産される各種日用品や医療分野、工業分野の製品等の原材料として用いられている。使用する目的・用途に合わせた性能を有する樹脂を合成することが可能なことから、日本におけるプラスチックの生産量は、ここ数年間約１４００万トンの量で推移している。
【０００４】
平成１６年の日本のプラスチック生産量は約１４０８万トンに達しており、プラスチック別の生産量ではポリエチレン樹脂（以下、「ＰＥ」と記載する。）が最も多く、次に、ポリプロピレン樹脂（以下、「ＰＰ」と記載する。）、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（以下、「ＰＥＴ」と記載する。）、ＡＢＳ樹脂の順で続き、プラスチックの中で熱可塑性樹脂の生産量が上位を占めており、プラスチックの生産量の約９０％が熱可塑性樹脂である。
【０００５】
本発明者は、今日、全世界が共通の課題として緊急に解決を迫られている、二酸化炭素等の地球温暖化問題、有限な石油資源の枯渇問題を、解決せねばならないとの思いで日々熟慮を重ね続けた結果、一つの解決策を思い至ったものである。
その一つの解決策とは、石油から合成される熱可塑性樹脂にガラス粉末を大量に配合、例えば、７０％のガラス粉末を配合させて押出機で混練し押出して成形用ペレットの製造ができたならば、熱可塑性樹脂、即ち、石油の使用量を７０％削減でき、その成形体の焼却で排出される二酸化炭素の排出量を７０％削減でき、更に、焼却エネルギーが減少できると共に成形体の焼却で残渣となったガラス粉末を樹脂に含有させて、リサイクルすることができるというものである。
【０００６】
そこで、本発明者は、本願出願前に、熱可塑性樹脂に４０重量％以上のガラス粉末を配合、例えば、７０重量％のガラス粉末を配合させて押出機で混練して押出し、ペレット（ガラス含有成形用ペレット）が成形できるよう鋭意研究に努めた結果、熱可塑性樹脂に中実の球状ガラス粉末が４０〜７０重量％含有するガラス含有成形用ペレットの完成に至り、ＰＣＴ／ＪＰ２００８／６８０９３（特願２００９−５０４５１５号）（発明の名称「ガラス含有成形用ペレット及びその製造方法」、優先権主張日：Ｈ１９．１０．４、（以下、「先願発明」という。））を特許出願した。
【０００７】
従来から用いられているペレットにガラス粉末を混ぜて成形用組成物を得る製造方法では、最初に混合機でペレットとガラス粉末を計量して均一に混ぜた後にホッパーに投入する。前記ガラス粉末は、投入する前にガラス繊維を粉砕して粉末状にしてシラン化合物を含有した液に浸漬することで、その表面がシラン化合物で被覆、即ち、シラン化処理がなされたものを用いる場合が多い。前記シラン化合物は有機物とケイ素から構成される化合物で、通常では非常に結びつきにくい有機材料と無機材料を結ぶ仲介役としての働きをするものであるから、従来から樹脂に配合するガラス粉末は、シラン化処理されたものを用いている。
【０００８】
このシラン化処理されたガラス粉末をホッパーに投入するが、ホッパーの入り口付近では、ガラス粉末の摩擦抵抗が大きいために、スクリューの剪断力によりガラス粉末が砂を噛むような状態で両材料をダイ側の方向に送り出し、そして、ヒーター・ブロワーの領域に入ると、シリンダーの外筒に設けられたヒーターの加熱により、シリンダーの内筒付近では溶融化されたペレット中にガラス粉末が混合された液相状態で、そして、スクリューの外筒付近では、溶融されていないペレットが固相状態で存在する。しかし、このスクリュー外筒の固相状態のペレットとシリンダー内筒の液相状態のペレットは、高速回転のスクリューにより混練撹拌されて、固相状態のペレットと液相状態のペレットが混合された半溶融状態となる。このように、前記ヒーター・ブロワーの領域の入口付近では、ペレットが半溶融状態のために流動性が低下して、スクリューの剪断力に対向する摩擦抵抗力が急激に増加する。
【０００９】
そして、ペレットに大量のガラス粉末を加えて混練したとすると、上記したペレットが半溶融状態で大量のガラス粉末が存在するために流動性が急激に低下することとなり、前記スクリューに対する摩擦抵抗力がスクリューの剪断力以上に大きくなり、スクリューねじ山等の破損を起こして、混練して圧縮するスクリューの制御が停止等を起こすことは、当業者によく知られたことである。そして、前記押出機は１台当たり２〜３千万する高額な機械であるために、押出機の破損及び停止等による、部品交換費、修繕費及び点検費の高額な損失を恐れて、製造業者はガラス粉末の配合率を最大でも３５重量％までしか配合しないのが実情である。
このように、プラスチック成形技術の分野では、熱可塑性樹脂の物性の向上を目的として、押出機で熱可塑性樹脂に大量のガラス粉末を配合して混練すると流動性が急激に低下するために、４０重量％以上のガラス粉末を含有する熱可塑性樹脂組成物を製造することは不可能なことと認識されている。
【００１０】
そこで、本発明者は、押出機で熱可塑性樹脂中に大量のガラス粉末を配合して混練すると流動性が急激に低下する原因を解明すべく、熟慮を重ねて検討した結果、以下に述べる４つの原因が相互に関連することで流動性の急激な低下が起きていると推測するに至った。
流動性の急激な低下は、固相と液相が混合した半溶融状態が発生すること、上述したガラス粉末にシラン化処理を施す方法として、シラン化合物が０．１重量％程度含まれる水溶液にガラス粉末を３０分の間撹拌しながら、浸漬した後に濾過して１００℃で乾燥する浸漬法が一般的に行われており、その処理により複数のガラス粉末同士が接触した状態でシラン化合物が被覆されるので、ガラス粉末が凝集した状態でフィルター処理されて乾燥されるので、シラン化処理されたガラス粉末の中には凝集した状態のガラス粉末（以下、「凝集ガラス粉末」という。）が存在すること、そして、従来から用いられている熱可塑性樹脂中に配合するガラス粉末は、ガラス繊維を細かく粉砕する等により得ているために、その形状が多角形、長方形等の様々な形状から構成されており、そして、その平均粒径が１０〜１００μｍの広い分布幅にあること、この様々な形状と分布幅の広いこと、更に、ガラスと熱可塑性樹脂の比熱の差が大きいこと、例えば、ガラスの比熱は０．６７０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）であるのに対して、ＰＥＴのそれは１．５Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）であり、ある一定温度に上げるのにガラスよりＰＥＴの方が２．２倍の熱量を必要とすること、この比熱の差が大きいこと、この四つの原因が相互に複雑に作用することで、熱可塑性樹脂中に４０重量％以上のガラス粉末を配合して混練すると流動性が急激に低下して、ガラス粉末を含有した成形用組成物が製造できない原因となっていると考え、本発明者はこれらの原因を取り除くことで先願発明を完成するに至った。
【００１１】
上述した流動性が急激に低下する原因が解明されていなかったために、従来から樹脂ペレットに３５重量％程度のガラス粉末を配合した樹脂組成物を製造できるが、該樹脂ペレットに４０重量％以上の大量のガラス粉末を混ぜて、押出機で混練して押出してガラス含有の樹脂ペレットを製造することは、樹脂とガラス粉末の配合物の流動性が低下するために不可能なこととして、４０重量％以上の大量のガラス粉末を含有した樹脂ペレットの製品化に成功したとする報告はなされていない。
【００１２】
例えば、「本発明では、ポリカーボネート樹脂組成物の上記ガラスフィラーの含有量は、１０質量％以上４０質量％未満であることを特徴とし、１５〜３５質量％であることが好ましい。１０質量％未満では成形品の機械物性が不充分であり、また、４０質量％を超えると、樹脂とガラスフィラーとの接触面積が増大して成形品の透明性が低下し、また、成形性が低下するので好ましくない。」こと（特許文献１の段落［００５６］参照）、「本発明の熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、上記リン酸塩系ガラスを０．１〜５０質量部含む。０．１質量部未満であると難燃性付与の効果が得られず、５０質量部超であると該樹脂組成物の成形流動性が劣る場合があるためであります。好ましいリン酸塩系ガラスの量は、０．５〜３０質量部である。」（リン酸塩系ガラス５０質量部は３３．３重量％に相当）こと（特許文献２の段落［００２６］参照）、そして、「本発明におけるＡｇ2Ｏを含有する溶解性リン塩系ガラス粉末の配合量は、０．１〜４０重量％である。配合量が０．１重量％未満であると、抗菌性能が発現せず、４０重量％を越えると、樹脂自体の粘度が高くなり配合樹脂への均一な分散が得られ難くなる。Ａｇ2Ｏを含有する溶解性リン塩系ガラス粉末の配合量は、好ましくは０．３〜３５重量％であり、より好ましくは０．５〜３０重量％である。」こと（特許文献３の段落［００１６］参照）が知られている。
【００１３】
ところで、ブロー容器の燃焼時の焼却エネルギーを改善する技術として、ポリオレフィン系樹脂に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等を含有させることで焼却エネルギーを減少させることが従来から行われている。
例えば、プラスチック成形体の燃焼廃棄に際しては、樹脂の燃焼カロリーが高いため、燃焼炉の損傷等の問題が生じ、この種の樹脂製成形体の廃棄が社会問題になっているが、無機物（特に炭酸カルシウム）を添加したポリオレフィンは、添加量の増加にともない燃焼カロリーを低下させることができるが、耐環境応力クラッキングや衝撃強度がポリオレフィン単体容器と比較して劣るものとなってしまうために、燃焼時の燃焼カロリーが低く、優れた機械的性質を有するプラスチック成形体を得るために、分散剤としてカルボン酸基を有する変性ポリオレフィンのエチレン−アクリル酸共重合体を含有させた樹脂組成物を成形してなるブローボトルが知られている（特許文献４参照）。
【００１４】
具体的には、高密度ポリエチレン１００重量部に、重質炭酸カルシウム３０重量部、分散剤としてカルボン酸基を有する変性ポリオレフィンのエチレン−アクリル酸共重合体１又は１３重量部を含有させた樹脂組成物を成形してなるブローボトル（実施例５〜７）が開示されている。上記重質炭酸カルシウムの配合率は２３又は２１重量％に相当する。
なお、特許文献４の請求項１には、ポリオレフィン１００重量部に、無機物として重質炭酸カルシウム等の炭酸塩３〜８０重量部を含有させた樹脂組成物を成形してなるプラスチック成形体（ブローボトル）の発明が記載されているが、上記実施例５〜７には高密度ポリエチレン１００重量部に、重質炭酸カルシウム３０重量部を含有させた樹脂組成物を成形してなるプラスチック成形体が示されているだけで、該請求項１に記載の発明は明細書が示す実施例５〜７より広く、該発明を裏付ける実証が示されていない。
【００１５】
また、紙を主体とする外装部材と、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリオレフィン樹脂を主体とする内側容器から成る一体化された複合容器を製造することにより、使用後の廃棄時には外装部材と内側容器を簡単に分離でき、分別廃棄、易焼却が可能な易廃棄性複合容器が知られている（特許文献５参照）。
一方、生分解性プラスチックであるポリ乳酸系樹脂組成物を成形してなるブロー成形体を用いることで、使用後に自然環境下で分解させることで燃焼の必要がないブロー成形体の開発が活発に行われている（特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−０２２２３６号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６７８７号公報
【特許文献３】特開２００１−１３９８３２号公報
【特許文献４】特開平０８−２３１７７８号公報
【特許文献５】特開平１０−０３５７２９号公報
【特許文献６】特開２００３−２１３１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述したように、樹脂ペレットに４０重量％以上のガラス粉末を含有させた樹脂ペレットを製造することは、樹脂とガラス粉末の配合物の流動性の低下により製造できないので、当然のことながら、従来のブロー成形法で４０重量％以上ガラス粉末を含有したブロー容器を、成形時にトラブルなく製品化ができたとする事例は報告されていない。それ故に、先願発明の４０重量％以上のガラス粉末含有ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形時にトラブルを生じることなく製品化が可能なのか否か、また、上記ガラス粉末を含有したブロー容器が焼却エネルギーを大幅に低減できるか否かは不明であり、また、そのガラス粉末含有のブロー容器が特有の物性を有するか否かは不明である。
【００１８】
特許文献４には、プラスチック成形体の燃焼廃棄に際しては、樹脂の燃焼カロリーが高いため、燃焼炉の損傷等の問題が生じ、この種の樹脂製成形体の廃棄が社会問題になっているが、無機物（特に炭酸カルシウム）を添加したポリオレフィンは、添加量の増加にともない燃焼カロリーを低下させることができるものとして、無機物配合率２３又は２１重量％の樹脂組成物を成形させたブローボトルが記載されているが、上記無機物配合率２３又は２１重量％のブローボトルを焼却した場合に燃焼カロリーが何カロリー減少できるのか、即ち、無機物配合率と燃焼カロリーの関係を示す記載がないので、該無機物配合率が燃焼カロリーをどの程度減少できるか不明である。従って、ガラス粉末を含有したブロー容器を焼却した場合、ガラス配合率の増加に伴って焼却エネルギーが減少するものと推測されるが、４０重量％以上のガラス粉末を含有させたブロー容器が、ガラス配合率の増加に伴って焼却エネルギーを減少できる具体的な割合は知られていない。
【００１９】
特許文献５の易廃棄性複合容器は、紙の外装部材と樹脂の内側容器を別体に作成して一体化することから、樹脂容器と比べて非常に多数の作業工程数が必要となり、また、破棄時に外装部材と内側容器を分離する作業が必要となることから、製造から廃棄までの行程を通してコスト的に高価なものとなる。特許文献６のポリ乳酸系樹脂組成物を成形してなるブロー成形体は、素材であるポリ乳酸系樹脂がＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴと比べて非常に高価なものであるために、安価で汎用性のある樹脂を用いるブロー容器に代替できない難点がある。
【００２０】
それ故に、本発明は、汎用性のある樹脂中に４０重量％以上のガラス粉末を含有させたガラス含有成形用ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形する際にトラブルなく製品化でき、該製品が廃棄されて焼却時に生じる焼却エネルギーを大幅に低減でき、また、該焼却エネルギーとガラス配合率の関係を示す関係式により焼却エネルギーを減少できる割合が予測でき、特有の物性を有し、更に、コスト的に安価に製造できるガラス含有ブロー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】
【００２１】
そこで、本発明者は、先願発明の前記ガラス含有成形用ペレットを用いて製造したガラス含有ブロー容器を鋭意研究することで、大量のガラス粉末を含有するガラス含有ブロー容器を製品化すること、焼却エネルギーを大幅に減少できる優れた物性を有すること、そして、ガラス製容器と同様のフロスト感を備える優れた特性を有すること、コスト的に安価に製造できること、これらのことを見出して、本発明のガラス含有ブロー容器を完成したものである。
即ち、上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載のガラス含有ブロー容器は、熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、前記ガラス含有成形用ペレットが前記熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有しており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が以下の式（１）に沿って漸減して改善されることを特徴とする。
ｙ＝−０．０１ｘ＋１ （１）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：焼却エネルギー改善指標）
同様に、本願の請求項２に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス配合率の増加に伴って、焼却エネルギー改善指標が０．６０から０．３６に漸減して改善されることを特徴とする。
本願の請求項３に記載のガラス含有ブロー容器は、熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、前記熱可塑性樹脂のペレットがポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種からなるペレットであり、前記ガラス粉末が球状の形状で中実であり、該熱可塑性樹脂中にガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で配合されており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有成形用ペレットのメルトフローレート低下割合が以下の式（２）及び（３）に沿って漸減することを特徴とする。
ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００ （２）
ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００ （３）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：メルトフローレート低下割合）
本願の請求項４に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス配合率の増加に伴って、前記メルトフローレート低下割合が０．７５から０．２０まで漸減することを特徴とする。
本願の請求項５に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする。
本願の請求項６に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器の熱伝導率が以下の式（４）及び（５）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする。
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （４）
ｙ＝０．０１２ｘ＋１ （５）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：熱伝導率改善指標）
本願の請求項７に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度の、ポリエチレン樹脂に対する改善指標が以下の式（６−１）及び（６−２）で、前記ポリプロピレン樹脂に対する改善指標が以下の式（７−１）及び（７−２）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする。
ｙ＝０．０２６ｘ＋１ （６−１）
ｙ＝０．０２５ｘ＋１ （６−２）
ｙ＝０．０１９ｘ＋１ （７−１）
ｙ＝０．０１８ｘ＋１ （７−２）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：ロックウェル硬度改善指標）
本願の請求項８に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする。
本願の請求項９に記載のガラス含有ブロー容器は、前記ボトルが飲料容器、化粧品容器、シャンプー容器、リンス容器、ボディーソープ容器であり、前記チューブが化粧品容器、医薬品容器であり、前記カップが食品容器であり、前記トレーが弁当容器、生鮮食品容器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のガラス含有ブロー容器は、ガラス含有成形用ペレットがガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有したペレットを使用しても、ブロー容器を成形する際にトラブルを生じることなく製品化が可能となり、また、従来のブロー成形法で成形ができるので、従来の設備で事業化が容易となり安価に製品が製造できる。また、樹脂１００％のブロー容器と比べて、焼却エネルギー改善指標が０．６０から０．３０に減少して改善されることで、焼却エネルギーを最小で４０％、最大で７０％の大幅な削減ができる。それ故に、焼却エネルギーの大幅な削減、二酸化炭素の排出量及び石油の使用量、これら３者を同時に最大で７０％削減することができるので、地球環境に優しい製品であり、地球環境の問題に対する消費者、製造メーカ等の社会的ニーズにマッチした製品である。更に、ガラス配合率を４０〜７０重量％の範囲で任意に選択することで、樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーの４０〜７０％の範囲で社会的ニーズに合わせて削減することが可能である。
【００２３】
また、本発明のガラス含有ブロー容器は、廃棄されて焼却時に生じる焼却エネルギーとガラス配合率の関係が示されているので、ガラス配合率を決めることで、前記熱可塑性樹脂１００％のブロー容器の焼却エネルギーに対して、どのぐらいの割合で改善できるか、また、逆に引張弾性率を決めることで、どの位のガラス配合率が必要であるかを正確に予測することが可能である。
【００２４】
更に、本発明のガラス含有ブロー容器は、成形品の焼却後に残った最大で７０％のガラス粉末を樹脂に含有させて、再度、ガラス含有成形用ペレットを成形することで、７０％のガラス粉末を何度でもリサイクルすることができ、循環型社会を形成する技術としての貢献度も大きい。
そして、ガラス粉末の原料は日本に豊富にある資源であり、その材料費は汎用性樹脂と比べて低廉であるので、汎用性樹脂とガラス粉末の原料で製造されるガラス含有成形用ペレットのトータルの原料費を安くすることができ、また、今日の高騰を続ける石油の代替可能な原料としてガラス粉末は有望である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のガラス含有成形用ペレットを成形し、その組成物を製造する製造方法に用いられる一例の押出機の縦断面図である。
【図２】球状Ｅガラス粉末の平均粒径の分布を示す分布図である。
【図３】球状Ｅガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。
【図４Ａ】ＰＰに球状Ｅガラス粉末５０重量％を配合して得られた、ペレットを側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】前記切断部を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図４Ｃ】前記ペレットの側面を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
【図５】ＰＥのガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。
【図６】ＰＰのガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。
【図７】ＰＥＴのガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。
【図８】実施例１１〜１３のガラス含有成形用ペレットにおけるＭＦＲ低下割合とガラス配合率の関係を示したグラフである。
【図９Ａ】実施例１１〜３１のガラス含有成形用ペレットにおけるガラス配合率と最大値及び最小値のＭＦＲ低下割合の関係を示したグラフである。
【図９Ｂ】ガラス配合率とＭＦＲ低下割合の関係を示す式のグラフである。
【図１０】実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギーの関係を示したグラフである。
【図１１Ａ】実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギー改善指標の関係を示したグラフである。
【図１１Ｂ】実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と平均値の焼却エネルギー改善指標の関係を示したグラフである。
【図１２】実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と熱伝導率の関係を示したグラフである。
【図１３】実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と熱伝導率向上割合の関係を示したグラフである。
【図１４】実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）とロックウェル硬度の関係を示したグラフである。
【図１５】ガラス配合率とロックウェル硬度改善指標の関係を示したグラフである。
【図１６】従来から用いられている押出機の例である単軸押出機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
最初に、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有成形用ペレット及びその製造方法を説明して、その後に、本発明のガラス含有ブロー容器、その物性・特性を説明する。
その説明により、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス粉末が含有されるガラス含有成形用ペレットが有する物性として、溶融状態にあるポリマーの流動性を示す尺度の一つであるメルトフローレート（以下、「ＭＦＲ」という。）が理解でき、このガラス含有成形用ペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形するに際して、トラブルが生じることなく成形できるガラス含有ブロー容器のＭＦＲの値が理解でき、そして、そのブロー容器が有する物性・特性が理解できる。
【００２７】
（ガラス含有成形用ペレットの成形工程）
図１は本発明のガラス含有成形用ペレットの製造に用いられる一つの押出機の縦断面図である。この押出機は、図１６の従来の押出機と比べてホッパーの構造を除いて他の構造は同じであるので、図１の押出機の構造を説明することは省略する。前記押出機により４０〜７０重量％の範囲の中実の球状ガラス粉末と熱可塑性樹脂を混練して押出してガラス含有成形用ペレットが成形される。
図１の押出機に基づいて、４０〜７０重量％の範囲の中実の球状ガラス粉末と熱可塑性樹脂を混練して押出して、ガラス含有成形用ペレットを形成する工程を説明する。
本発明の実施形態に用いる押出機は、供給材料であるペレットと球状ガラス粉末を投入する２個のホッパーが備えられている。図１に示す押出機のホッパーを左側から順に第１、第２ホッパーと称し、第１ホッパーには熱可塑性樹脂のペレットが投入され、押出機の中間部付近に設けられている第２ホッパーには、球状ガラス粉末が投入される。第２ホッパーの配置位置は、第１ホッパーよりスクリューバレル内に供給されたペレットが、スクリューによる混練搬送に伴って溶融状態になる位置に設けてある。
なお、図１の押出機は、従来の押出機と比べてホッパーの構造を除いて他の構造は従来の押出機と同じ構造であるので、図１の押出機の構造を説明することは省略する。
【００２８】
前記第１及び第２ホッパーが備えられた押出機は、樹脂材料と複数種類の充填剤、顔料等を配合して押出成形するものとして従来から知られているが、本発明の第１及び第２ホッパーと従来のそれとの違いは、従来の第２ホッパーでは、ペレットの配合量に対して充填剤等のその配合率が極めて少ないので小型のホッパーが用いられているが、本発明の第２ホッパーは球状のガラス粉末を大量に投入するので、その第２ホッパーの大きさはペレットの第１ホッパーと同等かそれより大きいものを用いる点、該ホッパーの上方に球状のガラス粉末を予熱する加熱装置（図示せず）が設けられている点が異なる。前記加熱装置は１５０℃〜３５０℃の範囲で加熱でき、一定温度に制御できるものであれば、通常用いられている加熱装置を用いることができる。
【００２９】
従来の第２ホッパーに投入する充填剤、顔料等の温度は常温で用いているが、本発明の球状のガラス粉末は、第２ホッパーに投入する前に熱可塑性樹脂の溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱してから投入する。この予熱温度は溶融温度と同じであることが最も好ましく、（該溶融温度±１０％の温度）が好ましい。予熱温度が（前記溶融温度−１０％の温度）より低い温度であると、溶融状態の熱可塑性樹脂から大量のガラス粉末が熱を奪うために流動性が低下する恐れがあり、予熱温度が（前記溶融温度＋１０％の温度）より高い温度であると、熱可塑性樹脂の粘性抵抗が下がりすぎて液体状態になりペレット化できない恐れがあるので、ガラス粉末の予熱温度は（溶融温度±１０％の温度）の範囲が適切である。
【００３０】
まず、決められた熱可塑性樹脂とガラス配合率にしたがって、供給するペレットの重量を計量して第１ホッパー内に投入し、スクリューによる混練搬送によって送られたペレットがヒーターにより溶融状態になる位置、即ち、第２ホッパーが配置されている位置で、供給する重量が計量された球状ガラス粉末を熱可塑性樹脂の溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱して第２ホッパー内に投入する。溶融熱可塑性樹脂中に投入された中実の球状ガラス粉末が、混練されながら押出されてガラス含有成形用ペレットが形成されて、その後に切断されてペレットが得られる。
【００３１】
前記ヒーターの温度は使用される熱可塑性樹脂の融点に応じて決められており、例えば、ＰＥが２３０℃、ＰＰが２２０℃、ＰＥＴが２５０℃等である。そして、押出機のスクリューの回転数は、２００回／分で配合物を混練しながら３mmの径のノズルダイから押し出して棒状にしたものを、水で冷やして長さ４mmに切断してペレットを得た。
【００３２】
（中実の球状ガラス粉末）
本発明の中実の球状ガラス粉末（以下、「球状ガラス粉末」という。）のガラス質は、ＳiＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｐ2Ｏ3の１種又は２種以上を骨格成分とする、アルカリガラス、可溶性ガラス、無アルカリガラス、シリカガラス等が挙げられる。そして、その形状を球状にするには、ガラス繊維を粉砕して球状化する方法を用いることで平均粒径の分布をシャープにすることができる。該球状ガラス粉末のアルカリ分が多いと、熱可塑性樹脂の脆化を招きやすいので、アルカリ分の少ない可溶性ガラスが好ましく、更に、アルカリ分のない無アルカリガラスであるＥガラスがより好ましい。しかし、何れのガラス質を使用するかはその用途に応じて決まるものであって、本発明の中実の球状ガラス粉末は実施例に限定されるものではない。
【００３３】
前記球状ガラス粉末は、ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いている。ガラス繊維はその直径が一定であるから、ガラス繊維の長さが前記直径２０μｍからばらつかないように粉砕することで、直径２０μｍ、長さ１０〜３０μｍの粉砕物が得られる。この粉砕物を炉の内部に設けた酸素バーナーによる２５００〜３０００℃の火炎に噴霧して球状化し、噴霧状の球体に炉の下部に設けた水の噴射装置より、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシランを０．１重量％含む水を噴射して、噴霧状態でシラン化処理を行いバグフィルターで捕集した。この捕集したガラス粉体は球状の平均粒径が１０〜４０μｍの球状のガラス粉末である。このように、上記ガラス繊維の直径が２０μｍのものを材料として用いることで、平均粒径が１０〜４０μｍの球状のガラス粉末が得られた。得られた球状ガラス粉末は中実であった。上記噴霧状態で行うシラン化処理を行う方法を、以下、「噴霧法」という。
【００３４】
上記球状化したガラス粉末を前記噴霧法でシラン化処理をしたものが前記球状ガラス粉末である。換言すれば、この球状ガラス粉末はその表面がシラン化合物により全体的に覆われていることに特徴がある。
シラン化合物としては、以下の式で表されるものを挙げることができる。
Ｒ4-n−Ｓｉ−（ＯＲ’）n
（式中、Ｒは有機基を表し、Ｒ’はメチル基、エチル基又はプロピル基を表し、ｎは１〜３から選ばれる整数を表す）
【００３５】
かかるシラン化合物としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するシランカップリング剤、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤が挙げられる。
【００３６】
従来から用いられているガラス粉末は、その形状が多角形、長方形等の様々な形状から構成されており、そして、その平均粒径が１０〜１００μｍの広い分布幅にあるのに対して、本発明のガラス粉末は形状が球状であり、その平均粒径が１０〜４０μｍの範囲でその幅が非常に小さい。
【００３７】
図２は上述した球状ガラス粉末の製造方法で得られた球状ガラス粉末の平均粒径の分布の頻度を示すグラフである。このグラフの横軸は前記球状ガラス粉末の粒径（μｍ）で、縦軸は分布の頻度（％）を示している。前記球状Ｅガラス粉末は、粒径が２５μｍで最高の分布頻度を示しており、その２５μｍを中心に正規分布曲線上の１０〜４０μｍの範囲に分布しており、その範囲にある粒径の頻度が高いことがわかる。
図３は前記球状ガラス粉末の１０００倍の電子顕微鏡写真である。この写真から球状ガラス粉末は、各々のその形状が球状であり中実であり、大小様々な粒径のものが存在していることが観察できる。
図２の球状Ｅガラス粉末の平均粒径の分布の頻度を示すグラフとこの図３の写真から、熱可塑性樹脂中の球状ガラス粉末は、その形状が真円の球形であり、大小様々な粒径のものが存在しているが、その平均粒径が１０〜４０μｍであることが示されている。
【００３８】
ところで、溶融熱可塑性樹脂中にガラス粉末を投入して混練する際に、その粒径が１０μｍより以下になると、微細粒子の割合が多くなり、比表面積の増加に伴い樹脂からガラス粉末が熱量を奪い、そのために樹脂の温度が急に低下することで溶融粘度が上昇し、剪断発熱により混練時の樹脂温度が極端に上昇するため、決められた両材料の配合率を調整することが困難になる。又、熱可塑性樹脂にガラス粉末を配合することで、一般的に、成形体の寸法安定性、機械強度（衝撃強度、曲げ強度等）、ソリ性、透過バリア性等の向上が図られるが、その粒径が１０μｍより以下になると、特に曲げ強度が低下するので好ましくない。
【００３９】
前記粒径が４０μｍより大になると巨大粒子の割合が多くなり、混練時の溶融粘度の上昇は少ないが、ガラス含有組成物を一定サイズのペレットに切断する際に、カット刃の摩耗が激しくなり、大量の該ガラス含有組成物を連続して生産することが困難となり、生産上の問題が生じる。又、その粒径が４０μｍより大になると、特に衝撃強度が低下するので好ましくない。従って、平均粒径は１０〜４０μｍの範囲が好適である。
【００４０】
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）を用いる。
熱可塑性樹脂に着色や光沢の付与の目的で、顔料、酸化チタン、アルミナ、タルク、マイカ、シリカ、炭酸マグネシウム、金属ラメを配合することができる。
【００４１】
ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴの何れか一つの樹脂ペレットが溶融状態にある中に、最大で７０重量％の球状ガラス粉末を配合して混練することにより、押出機の吐出口に設けたノズルダイより直径３mmの棒状に押し出して水で冷却してカッターで長さ約４mmに切断して、該熱可塑性樹脂中に球状ガラス粉末が独立して分散したペレット状のガラス含有成形用ペレットが得られるが、直径及び長さはこれに限定されるものではない。
【００４２】
図４Ａは、上述した本発明のガラス含有成形用ペレットの製造方法で製造されたガラス含有成形用ペレット（ペレット）の電子顕微鏡写真である。この電子顕微鏡写真は、ＰＰに球状Ｅガラス粉末５０重量％を配合して得られたペレットを、側面から垂直に切断した切断部を５０倍に拡大して撮影したものである。
図４Ｂは、前記切断部を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
図４Ｃは、前記ペレットの側面を１００倍に拡大して撮影した電子顕微鏡写真である。
図４Ｂのペレットの切断部の写真から、該ペレットはＰＰ中に個々の球状のガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが観察される。
このことから、前記球状ガラス粉末が噴霧法によりその表面がシラン化合物により全面的に被覆されることで、押出機内で混練し押し出して成形された前記ペレットは樹脂中に球状のガラス粉末が凝集することなく独立して分散された状態で配合されていることが判明した。
【００４３】
そして、図４Ａの写真の中点より上下端部の位置まで円を描き、その円を均等に１６分割して、１６の各区画に配合されている球状ガラス粉末の数を目視して数え、その数えた結果を表１に示す。
なお、１６分割線上に球状ガラス粉末がある場合には、１／２として球状ガラス粉末数の計算を行った。
【表１】
表１の測定結果から、各区画における球状ガラス粉末数は、１４０±１の範囲にあることから、ペレット中に球状ガラス粉末が均一に分散されていることを示している。
以上のことから、押出機でガラス粉末と熱可塑性樹脂を混練して押出成形されてなる本発明のガラス含有成形用ペレットは、ガラス粉末が、球状の形状で中実であり、１０〜４０μｍの平均粒径であり、その表面がシラン化合物により全面的に被覆されており、熱可塑性樹脂中に４０〜７０重量％の範囲のガラス配合率で独立して均一に分散されている状態で含有されているものであることが判明した。
図４Ｃの写真は、ペレットの側面は球形の凸状部で覆われており、その球形凸状部が熱可塑性樹脂で前記球状ガラス粉末を被覆していることを表している。
【００４４】
（実施例と比較例）
以下に示す実施例は、３種類のペレット状の熱可塑性樹脂（ＰＥ、ＰＰ又はＰＥＴ）を対象として、上記した噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末と３種類のペレット状の樹脂のうち一つの樹脂の重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０及び７０：３０の４種類の水準のものを用いており、その重量配合率におけるＭＦＲが示されている。
【００４５】
前記ＭＦＲは、溶融状態にあるポリマーの流動性を示す尺度の一つで、押出式プラストメーターで、一定圧力、一定温度の下に、規定の寸法をもつノズル（オリフィス）から流出する量を測定し、ｇ／１０ｍｉｎの単位で表わした指数である。一般にＭＦＲの数値が大きいほど溶融時の流動性や加工性は良好であるとされ、世界的に樹脂の流量状態を表すものとして、このＭＦＲが用いられている。
【００４６】
上記３種類の熱可塑性樹脂のＭＦＲは、実施例として選んだＰＥが０．２５で、ＡＰＰが１０．０のＭＦＲで、ＰＥＴが２０．０のＭＦＲであり、ＭＦＲが０．２５、１０．０、２０．０のものを選んでいるが、同じ熱可塑性樹脂であっても分子量に応じてＭＦＲが異なるものである。その分子量の異なる熱可塑性樹脂のＭＦＲは、上記したＭＦＲ０．２５〜２０．０の範囲に入るものとして３種類の熱可塑性樹脂を選定した。
【００４７】
比較例１及び２に用いた比較例球体は、Ｅガラス繊維の粉砕物を球状化したものに浸漬法でシラン化処理したもので、実施例と同じ球状ガラス粉未を用いている。実施例の球状ガラス粉末は噴霧法でシラン化処理されているのに対して、比較例１及び２の球状ガラス粉末が浸漬法でシラン化処理されていることが相違することから、比較例１及び２の球状ガラス粉末は比較例球体と呼んでいる。
【００４８】
比較例１及び２の前記浸漬法とは、球状ガラス粉末をγ一グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシランが０．１重量％含まれる水溶液に３０分の間撹拌しながら、浸漬した後に濾過して１００℃で乾燥したものである。その処理により複数の球状ガラス粉末同士が接触してシラン化合物が被覆されフィルター処理されて乾燥されるので、シラン化処理されたガラス粉末中に凝集した凝集ガラス粉末が存在することになる。
【００４９】
なお、比較例として従来の各種形状を含むガラス粉末を用いたものを実施例の比較する対象としない理由は、ＰＥのペレットと従来の各種形状を含む４０重量％のガラス粉末を第１ホッパーに投入して混練を試みようとしたところ、流動性が急激に低下して、スクリューに対する摩擦抵抗力がスクリューの剪断力以上に大きくなり、スクリューねじ山等が破損を起こしそうになり、組成物を成形することができないために、実施例と比べて溶融熱可塑性樹脂中にガラス粉末を投入する効果、凝集状態にないガラス粉末の効果を明確にするための実験データが得られないことが分かったので、比較例としてＥガラス繊維の粉砕物を球状化したものを用いることとした。このことで、前記溶融熱可塑性樹脂中にガラス粉末を投入する効果、凝集状態にないガラス粉末の効果を示す実験データを得ることができた。
【００５０】
比較例１は３種類の樹脂のうちの一つの樹脂と比較例球体を別々に計量して押出機に投入した。第１ホッパーに一つの樹脂のペレットを投入し、第２ホッパーに比較例球体を投入した。比較例球体と一つの樹脂のペレットの重量配合率を２０：８０、３０：７０、４０：６０の３種類の水準のものを用いており、その重量配合率における流動性を示すＭＦＲの実験データが以下の表４、６及び８に示されている。
【００５１】
比較例２は第１ホッパーに一つの樹脂のペレットと比較例球体を配合して同時に投入し、比較例球体と一つの樹脂のペレットの重量配合率を２０：８０、３０：７０、４０：６０の３種類の水準のものを用いており、その重量配合率における流動性を示すＭＦＲの実験データが以下の表４、６及び８に示されている。
【００５２】
上記した実施例、比較例１及び２の３種類の成形組成物を得るための条件を、ガラス粒子、シラン化処理の方法、樹脂の種類、ガラス配合率、第１、第２ホッパーへの投入材料の６項目（以下、この６項目の条件を「６項目条件」という。）に分けて表２に示した。 なお、前記「ガラス配合率」は、熱可塑性樹脂中の球状ガラス粉末の重量％と定義して用いている。そして、「ガラス配合率重量％」を「ガラス配合率％」で示す場合があるが、同じ意味で用いている。
【００５３】
【表２】
【００５４】
ところで、実施例のガラス含有成形用ペレットは、比較例１及び２の比較例球体成形用組成物と比較してどの様な特性を有するものかを調べるために、上記６項目条件で成形した時の各樹脂を溶融する溶融温度と同じ温度で成形用組成物を溶融して、各樹脂の成形用組成物のＭＦＲを測定した。前記各樹脂を溶融する溶融温度と同じ温度で成形用組成物のＭＦＲを測定すれば、成形用押出機内で樹脂が溶融状態にある領域にガラス粉末を投入して混練している時の流動性の状態を数値化して表すことができ、そのことにより比較例１及び２の比較例球体成形用組成物のＭＦＲと対比することにより、実施例のガラス含有成形用ペレットのＭＦＲの特性が明確化される。
その測定結果は以下の実施例１〜３に示されている。
【００５５】
（実施例１）
実施例１は熱可塑性樹脂としてＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）（以下、「ＰＥ」という。）が用いられており、噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末とＰＥの重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０の４種類の水準のものを用いた。
【００５６】
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＥとしてＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ（商品名：株式会社プライムポリマー製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２３０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより上記実施例の球状Ｅガラス粉末の重量を計量して溶融温度２３０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２３０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例１の第１の水準の成形用組成物を得た。予熱温度は溶融温度２３０℃と同じであることが最も好ましく、（２３０℃±１０％の温度）が好ましい。
【００５７】
以下同様に、ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ５０重量％、球状Ｅガラス粉末５０重量％の第２の水準の成形用組成物、ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ６０重量％、球状Ｅガラス粉末４０重量％の第３の水準の成形用組成物、ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ３０重量％、球状Ｅガラス粉末７０重量％の第４の水準の成形用組成物を得た。
次に、比較例１−１及び比較例１−２は、表２に示した条件で長さ４mmのペレットを得た。用いた樹脂は実施例１の樹脂と同じものである。
【００５８】
なお、以下に記載する他の２種類の熱可塑性樹脂（ＰＰ、ＰＥＴ）に関して、前記６項目条件も同様に、項目の「樹脂」及び「第１ホッパー」に対象とする樹脂を記載して他の項目に記載する内容は同じであるので、上記２種類の熱可塑性樹脂ごとに６項目条件を表にして表すことは省略する。
【００５９】
ガラス配合率ごとの前記ペレットのＭＦＲを２３０℃で測定した結果を表４に示す。
なお、表４における実施例１のＰＥ（ＨＩ−ＺＥＸ ５１００Ｂ）の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲは、０．２５である。
【表４】
【００６０】
図５は表４に示したガラス配合率（重量％）とＭＦＲのデータに基づいて作成した、ガラス配合率とＭＦＲの関係を２次多項式の近似曲線で示したグラフである。
このグラフにおいて□印は実施例１のＭＦＲを、△印は比較例１−１のＭＦＲを、×印は比較例１−２のＭＦＲを示している。そして、これらの実施例１、比較例１−１及び比較例１−２のＭＦＲの各曲線は、熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲ（以下、「１００％ＭＦＲ」という。）である０．２５に対して、ガラス粉末の配合率が増加したときに各々のＭＦＲがどの様な減少傾向になるかを示したものである。そして、ＰＥの１００％ＭＦＲ（０．２５）が１／２の値（以下、「１／２ＭＦＲ」という。）である０．１２５の時のガラス配合率を示すために、各曲線との交点からＸ軸に向かって垂線が引かれている。
なお、１／２ＭＦＲのガラス配合率を求める理由は以下の表２３の説明のときに述べる。
【００６１】
なお、以下に示すグラフにおいて、□印は実施例を、△印は比較例１を、×印は比較例２を示しており、また、各曲線は、熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲ（以下、「１００％ＭＦＲ」という。）に対して、ガラス粉末の配合率が増加したときに各々のＭＦＲがどの様な減少傾向になるかを示したものであるので、実施例２以降にはその説明を省略する。それと共に、１／２ＭＦＲの時のガラス配合率を示すために、各曲線との交点からＸ軸に向かって垂線が引かれていることの説明を省略する。
【００６２】
上記１／２ＭＦＲの時の比較例１−２、比較例１−１及び実施例１のガラス配合率を表５に示す。
【表５】
【００６３】
（実施例２）
実施例２は熱可塑性樹脂としてＰＰが用いられており、噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末とＰＰの重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０及び７０：３０の４種類の水準のものを用いた。
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＰとしてノバテックＰＰ ＭＡ３（商品名：日本ポリプロ株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２２０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより上記実施例の球状Ｅガラス粉末の重量を計量して溶融温度２２０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２２０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例２の第１の水準の成形用組成物を得た。予熱温度は溶融温度２２０℃と同じであることが最も好ましく、（２２０℃±１０％の温度）が好ましい。
【００６４】
以下同様に、ノバテックＰＰ ＭＡ３ ５０重量％、球状Ｅガラス粉末５０重量％の第２の水準の成形用組成物、ノバテックＰＰ ＭＡ３ ４０重量％、球状Ｅガラス粉末６０重量％の第３の水準の成形用組成物、ノバテックＰＰ ＭＡ３ ３０重量％、球状Ｅガラス粉末７０重量％の第４の水準の成形用組成物を得た。
次に、比較例２−１及び比較例２−２は、表２に示した条件で長さ４mmのペレットを得た。用いた樹脂は実施例２の樹脂と同じものである。
【００６５】
ガラス配合率ごとの前記ＰＰのペレットのＭＦＲを２２０℃で測定した結果を表６に示す。
なお、表６における実施例２のＰＰ（ノバテックＰＰ ＭＡ３）の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲは、１０．０である。
【表６】
【００６６】
図６は表６に示したガラス配合率（重量％）とＭＦＲのデータに基づいて作成した、ガラス配合率とＭＦＲの関係を２次多項式の近似曲線で示したグラフである。
上記１／２ＭＦＲの時の比較例２−２、比較例２−１及び実施例２のガラス配合率を表７に示す。
【表７】
【００６７】
（実施例３）
実施例３は熱可塑性樹脂としてＰＥＴが用いられており、噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末とＰＥＴの重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０及び７０：３０の４種類の水準のものを用いた。
上記した押出機の第１ホッパーよりＰＥＴとしてバイロンＦＮ３０５（商品名；東洋紡株式会社製品）の重量を計量して６０重量％を投入し、２５０℃で溶融状態にした中に、第２ホッパーより上記実施例の球状Ｅガラス粉末の重量を計量して溶融温度２５０℃と同じか、それに近似した温度に予熱した４０重量％を投入して、２５０℃、スクリュー回転数２００回／分で混練し、３mm径の棒状に押出し、水冷して長さ４mmに切断してペレット状とし実施例３の第１の水準の成形用組成物を得た。予熱温度は溶融温度２５０℃と同じであることが最も好ましく、（２５０℃±１０％の温度）が好ましい。
【００６８】
以下同様に、バイロンＦＮ３０５ ５０重量％、球状Ｅガラス粉末５０重量％の第２の水準の成形用組成物、バイロンＦＮ３０５ ４０重量％、球状Ｅガラス粉末６０重量％の第３の水準の成形用組成物、バイロンＦＮ３０５ ３０重量％、球状Ｅガラス粉末７０重量％の第４の水準の成形用組成物を得た。
次に、比較例３−１及び比較例３−２は、表２に示した条件で長さ４mmのペレットを得た。用いた樹脂は実施例３の樹脂と同じものである。
【００６９】
ガラス配合率ごとの前記ペレットのＭＦＲを２５０℃で測定した結果を表８に示す。 なお、表８における実施例３のバイロンＦＮ３０５の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲは、２０．０である。
【表８】
【００７０】
図７は表８に示したガラス配合率（重量％）とＭＦＲのデータに基づいて作成した、ガラス配合率とＭＦＲの関係を２次多項式の近似曲線で示したグラフである。
上記１／２ＭＦＲの時の比較例３−２、比較例３−１及び実施例３のガラス配合率を表９に示す。
【表９】
【００７１】
なお、上記実施例では、押出機内に投入する球状のガラス粉末を溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱する最良の実施形態の例を示したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば、押出機内に投入する球状のガラス粉末を溶融温度と同じか、それに近似した温度に予熱する代わりに、第２ホッパーに予熱しないで球状のガラス粉末を投入しても良い。その場合には、大量の球状ガラス粉末の投入により溶融温度が急激な低下を生じないように溶融温度を上げる等の、従来のペレットの成形に用いられている溶融温度（加温、冷却）、スクリュー速度等の制御により混練して押出して得たガラス含有成形用ペレットも、本発明のガラス含有成形用ペレットに含まれるものである。
【００７２】
次に、３種類の実施例の有する特性であるＭＦＲについて説明する。
３種類の、球状Ｅガラス粉末を含有する組成物の実施例、及び、比較例球体を含有する組成物の比較例、この両者のガラス配合率とＭＦＲの関係を図５〜図７のグラフに示したが、この両者のグラフを対比すると、３種類の実施例のグラフは、前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする放物線を示しており、１００％ＭＦＲの１／２の値がガラス配合率５０〜６０重量の範囲にあるのに対して、３種類の比較例１及び２のグラフは、前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする下方へ傾斜するほぼ直線を示しており、比較例１と比較例２の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲの１／２の値が、比較例１ではガラス配合率３０〜４０重量％の範囲にあり、比較例２ではガラス配合率２０〜３０重量％の範囲にあることを示している。
【００７３】
従って、３種類の実施例は、前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする放物線を示しており、ガラス配合率４０〜５０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２以上の値であり、ガラス配合率５０〜６０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２の値から１／２以下の値に変わることを示している。
【００７４】
比較例１は前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする下方へ傾斜するほぼ直線を示しており、ガラス配合率３０〜４０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２以上の値から１／２以下の値に変わることを示し、比較例２は前記ＭＦＲがガラス配合率の増加に伴い熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲを頂点とする下方へ傾斜するほぼ直線を示しており、ガラス配合率２０〜３０重量％の範囲において、１００％ＭＦＲの１／２以上の値から１／２以下の値に変わることを示している。
【００７５】
実施例１〜３のグラフは、比較例のグラフよりガラス配合率の増加に伴うＭＦＲの低下挙動が緩やかであることを示しており、このことは、製造工程で球状ガラス粉末の配合量が仮に変動しても、それに起因するＭＦＲの変動が小さいことが判る。従って、ガラス含有成形用ペレットの製造工程においても品質管理上、有利であることがこれらのグラフで示されている。
【００７６】
次に、実施例１〜３に示した熱可塑性樹脂ごとの１／２ＭＦＲの時の比較例２、比較例１及び実施例のガラス配合率を３種類の熱可塑性樹脂をまとめて表１０に示す。
表１０が示す比較例と実施例のＭＦＲからみて、１／２ＭＦＲの時の比較例２のガラス配合率は２５〜２６重量％の範囲にあり、その時の比較例１のガラス配合率は３２〜３６重量％の範囲にあり、そして、その時の実施例のガラス配合率は５４〜５７重量％の範囲にあることから、その最大と最小の差は、比較例２で１％、比較例１で４％、実施例で３％の範囲にあることを示しており、実施例１〜３は、比較例２の約２倍、比較例１の約１．６倍の大量のガラス配合率を含有しても、１／２ＭＦＲであることを見出した。
上述した前記熱可塑性樹脂の１／２ＭＦＲは、ガラス配合率の増加に伴うガラス含有成形用ペレットのＭＦＲの特性を把握するのに有用である。
【表１０】
【００７７】
実施例１〜３の熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲ、ガラス配合率４０、５０、６０、７０重量％の５点のＭＦＲを表１１に示した。図８は表１１の５点のデータに基づいて計算された２次多項式の近似曲線を示し、実施例１〜３のガラス含有成形用ペレットにおけるガラス配合率とＭＦＲの関係を示したグラフである。このグラフはガラス配合率の増加に伴って各熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲが漸減する傾向を示している。
図８に記載の印は、ＰＥが◇印を、ＰＰが□印を、そして、ＰＥＴが△印を示している。
【表１１】
【００７８】
実施例１〜３は、図８のグラフからガラス配合率の増加に伴って漸減するＭＦＲが放物線上の値を示していることが判るが、ガラス配合率４０、５０、６０及び７０重量％の各増加に伴って、そのＭＦＲが熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲに対して、どの程度低下しているかを示す定量的な数値としてのＭＦＲの低下割合が、例えば、ガラス配合率７０重量％のガラス含有成形用ペレットのＭＦＲの低下割合が求められれば、押出機を長時間に渡って運転し続けた場合、どの程度のＭＦＲの低下割合でスクリューが破損を起こす等のトラブルの発生を防げるかが事前に分かる。
【００７９】
また、地球温暖化問題及び石油資源の枯渇問題を解決するためには、大量の球状ガラス粉末を配合すればする程効果的であるが、ガラス含有成形用ペレットをブロー成形法、射出成形法、押出成形法等で成形した成形体を大量生産化することを考えると、ＭＦＲの低下割合を求めることで如何なる成形法でも成形し易いガラス配合率を検討する必要がある。
そして、ガラス配合率の値とＭＦＲの低下割合との相互の関係が分かれば、選定した熱可塑性樹脂のＭＦＲに応じてガラス配合率を容易に決定することが可能になる。例えば、ＰＥを選定してガラス含有成形用ペレットを成形する場合、ＰＥ１００％のＭＦＲが０．２５と小さい値であるから、ＭＦＲの低下割合を６０％に抑えて成形するのに、必要なガラス配合率の値を容易に決定できれば便利である。
【００８０】
そこで、最初に、熱可塑性樹脂に対してガラス配合率の増加に伴うＭＦＲの低下割合の求め方を説明する。
上述したしたように、上記実施例１〜３に示した熱可塑性樹脂ごとの１／２ＭＦＲの時の比較例２、比較例１及び実施例のガラス配合率を表１０に示したが、この熱可塑性樹脂の１／２ＭＦＲは、熱可塑性樹脂１００％に配合する球状ガラスの増加により、ガラス含有成形用ペレットのＭＦＲが熱可塑性樹脂１００％の１／２の値になるガラス配合率を示している。例えば、ＰＥは５７重量％、ＰＰは５４重量％のガラス配合率の時に熱可塑性樹脂１００％の１／２の値を示す。このことから、表１２で示した実施例１〜３のガラス配合率４０、５０、６０、７０重量％のＭＦＲを熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲで割った値、即ち、ガラス配合率の増加により熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲがどの程度低下しているかを示すＭＦＲの低下割合を意味している。
【００８１】
そこで、表１１で示した実施例１〜３のガラス配合率４０、５０、６０、７０重量％のＭＦＲを熱可塑性樹脂１００％のＭＦＲで割った値を「メルトフローレート低下割合」（以下、「ＭＦＲ低下割合」という。）と定義してその値を求めた。その求めた結果を表１２に示す。表１０は１／２ＭＦＲの時に示すガラス配合率の値を表しているが、表１２はガラス配合率が４０、５０、６０、７０重量％の時に示すＭＦＲ低下割合の値を表しているために、ＭＦＲ低下割合がガラス配合率ごとに異なった範囲を示していることに留意されたい。
【表１２】
【００８２】
図９Ａは表１２の５点のデータに基づいて計算された３種類の実施例１〜３に関するＭＦＲ低下割合の２次多項式の近似曲線、いわゆる放物線を示し、実施例１〜３のガラス含有成形用ペレットにおけるＭＦＲ低下割合とガラス配合率の関係を示したグラフである。ＰＥはｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００、ＰＰはｙ＝−１．１１ｘ２−０．２４ｘ＋１．００、そして、ＰＥＴはｙ＝−１．５２ｘ２−０．０３ｘ＋１．００の式で表され、これらの式は放物線を示すものである。図９Ａのグラフはｘ軸がガラス配合率（重量％）を、ｙ軸がＭＦＲ低下割合を示している。３種類の実施例１〜３は１００％時のＭＦＲが３種類の固有の値（０．２５、１０．０、２０．０）を有しているが、何れの実施例１〜３であっても、ＭＦＲ低下割合が、図９Ａに示すようにガラス配合率の増加に伴って漸減し続けていること、そして、表１２に基づいて各ガラス配合率のＭＦＲ低下割合の最大値と最小値の差を示すと、ガラス配合率４０重量％の最大値が０．７５、最小値が０．７０で、その差は０．０５であり、ガラス配合率５０重量％の最大値が０．６２、最小値が０．５６で、その差は０．０６であり、ガラス配合率６０重量％の最大値が０．４８、最小値が０．４０で、その差は０．０８であり、そして、ガラス配合率７０重量％の最大値が０．２８、最小値が０．２０で、その差は０．０８である。このことは、各ガラス配合率に対して示す３種類のＭＦＲ低下割合が、分散することなく０．０５〜０．０８の狭い範囲に実験データが存在していることを示している。
【００８３】
図９Ａが示す３種類の放物線は、各ガラス配合率のＭＦＲ低下割合の最大値と最小値の範囲に各実験データが包含されていることを示していると考えられるので、表１２に示した各ガラス配合率のＭＦＲ低下割合の最大値と最小値からその放物線の式を求めた。最大値から得られた式（１）、ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００であり、最小値から得られた式（２）、ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００であった。
この式の係数及び常数は小数点第３位を四捨五入して得た式（１）及び式（２）を以下に示す。
ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００ （１）
ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００ （２）
ここで、ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙはＭＦＲ低下割合を示している。
表１３は上述した表１２のガラス配合率４０重量％、５０重量％、６０重量％、そして７０重量％に対するＭＦＲ低下割合の最大値と最小値を示す表である。
【表１３】
【００８４】
図９Ｂはガラス配合率とＭＦＲ低下割合の関係を示す式のグラフである。この式はガラス配合率とＭＦＲ低下割合の関係を示しているので、統一的にガラス含有成形用ペレットの流動特性を把握でき、必要とするＭＦＲ低下割合を選定すれば樹脂中に配合すべき球状ガラス粉末のガラス配合率の予測、又は、ガラス配合率を選定すればガラス含有成形用ペレットのメルトフローレート低下割合の予測が可能となり、ガラス含有成形用ペレット及びガラス含有ブロー容器の成形時の操業性の向上を図ることが可能となる。
図９Ｂのグラフは、ガラス配合率４０重量％の時の最大値が０．７５であり、ガラス配合率７０重量％の時の最小値が０．２０であるから、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス配合率が４０〜７０重量％の範囲のＭＦＲ低下割合が０．７５から０．２０まで漸減することを示している。
【００８５】
次に、汎用性のある樹脂であるＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴ中に４０重量％以上のガラス粉末を含有させたペレットを用いて、従来のブロー成形法で成形されたガラス含有ブロー容器が焼却時の焼却エネルギーを大幅に低減できること、更に、そのブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギーの関係を示して、ガラス配合率又は焼却時の焼却エネルギーが予測できること、コスト的に安価に製造できることを以下に説明する。
上記従来のブロー成形法は、食品、飲料、液体洗剤、トイレタリー、化粧品、医薬品などの容器の製造に主に適用されているが、工業製品である自動車部品の成形にも使用されている。
【００８６】
熱可塑性樹脂をブロー成形法で成形するのに各種の樹脂を使用することができるが、上記したように、ブロー容器に多量に使用されている熱可塑性樹脂としては、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴが挙げられ、本発明のガラス含有ブロー容器はこの３種類の樹脂を対象としている。
そして、本発明のガラス含有ブロー容器に用いるガラス含有成形用ペレットは、第２ホッパーに予熱した球状のガラス粉末を投入した製造方法で成形されたものだけに限定されるものではなく、上述したように、第２ホッパーに予熱しないで球状のガラス粉末を投入した場合には、従来のペレットの成形に用いられている溶融温度（加温、冷却）、スクリュー速度等の制御により混練して押出して得たガラス含有成形用ペレットが、熱可塑性樹脂中にガラス配合率が４０〜７０重量％の範囲の球状ガラス粉末を含んでおり、そのメルトフローレート値低下割合が上記式（１）及び（２）の範囲にあるものも含んでいることに留意されたい。
【００８７】
（ブロー成形法）
押出機、射出装置などによって溶融・形成されたパリソン又はプリフォームを金型内に挟み込み、その内側に気体を吹き込み、その圧力で金型の内面にパリソン又はプリフォームの外面を押し付けて中空体を形成する工程からなる成形法である。ブロー成形法は、まずパリソンの成形が行われる２段の成形法であり、パリソンの成形には押出ブロー成形機と射出ブロー成形機が一般に適用されている。その他に，圧縮成形機も適用可能である。このようにブロー成形法には各種の形式がある。
【００８８】
前記押出ブロー成形機（「ダイレクトブロー」とも呼ばれる。）を用いるダイレクトブロー法は、押出機及びヘッドによって金型内にパリソンが供給され、ブロー成形されるもので、成形材料を加熱熔融させてチューブ状に押し出し、金型で挟み、内部に高圧空気を吹き込んでブロー容器を成形する行程からなる成形法であり、これに対して前記射出ブロー成形機（「インジェクションブロー」とも呼ばれる。）を用いるインジェクションブロー法は、射出装置及びブロー機構によって構成される1台の成形機で、プリフォームを成形し、更に直接ブロー成形する行程からなる成形法で、パリソンの成形を射出装置で行うもので、射出装置で接合痕のない平滑な底面を持った有底パリソンを成形し、次にこれを中空用のあわせ金型内に移動し、そこでブロー機構によって空気を吹き込んで中空成形するもので、成形材料を加熱溶解させて予め閉じられた金型内に射出充填した後、固化又は硬化して成形する行程からなる成形法である。インジェクションブロー法には、ホットパリソン法とコールドパリソン法があり、ホットパリソン法は、射出成形された直後の高温状態にあるパリソンを割型内に導入し、直ちにパリソン内にエアーを吹き込むか、又はパリソンを温調後、パリソン内にエアーを吹き込んでブロー成形する方法で、コールドパリソン法は、射出成形されたパリソンを一旦冷却・固化させ、別工程においてパリソンを加熱手段で加熱した後に割型内に導入してパリソン内にエアーを吹き込んでブロー成形する方法である。
【００８９】
（ガラス含有ブロー容器の製造方法）
熱可塑性樹脂をブロー成形法で成形するのに各種の樹脂を使用することができるが、ボトルに多量に使用されている熱可塑性樹脂としては、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴが挙げられる。
以下に示す実施例と比較例の実験データは、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの３種類の樹脂を対象としている。実施例は、上記した噴霧法でシラン化処理した球状Ｅガラス粉末と３種類の樹脂のうち一つの樹脂の重量配合率が４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０の４種類の水準のものを用いており、その重量配合率における焼却エネルギーの実験データが以下に示されている。
【００９０】
実施例として実施例１１がＰＥ、実施例２１がＰＰ、そして、実施例３１がＰＥＴの各樹脂の例を以下に説明するが、これらの樹脂のガラス含有成形用ペレットは既述したものを用いるので、そのペレットの製造方法の説明は省略する。ブロー成形法として、実施例１１はダイレクトブロー法で、実施例２１はホットパリソン法で、実施例３１はコールドパリソン法で成形してブロー容器を作成した。
【００９１】
このように３種類の異なるブロー成形法を用いてブロー容器を作成したのは、ガラス配合率が４０〜７０重量％のペレットを用いて、既存の各種のブロー成形機を用いて従来のブロー成形法と同じ条件で、工業的に大量のブロー容器の生産ができか否かを検証するためである。
また、一般的に、同一の樹脂で異なるブロー成形法を用いて作成されたブロー容器は、その物性の特性が同一であることが知られているが、本発明者はＰＥを用いて上記３種類の異なるブロー成形法を用いてブロー容器の試作品を作成して、焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度を測定したところ同じ測定結果であったので、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴのペレットを３種類の異なるブロー成形法を用いてブロー容器を作成して、上記物性の測定を行った。
【００９２】
（測定の試験片）
測定の試験片は、実施例１１では厚さが１．１mmの１２０ｍｌのボトルを、実施例２１では同じ厚さの５００ｍｌのボトルを、実施例３１では同じ厚さの１０００ｍｌのボトルを作成して、各ボトルから幅が２０mm×３０mm、その厚さが１．１mmのものを切断したものを用いて上記物性を測定した。
（焼却エネルギーの測定）
焼却エネルギーは、ＪＩＳ Ｚ７３０２−２の廃棄物固形化燃料の発熱量試験方法に準じて測定し、発熱量をＫｃａｌ／Ｋｇで示した。
（熱伝導率の測定）
直径５０mm、厚さ３mmの円盤状試験片を作成して、ＡＳＴＭ Ｅ１５３０に基づき熱伝導測定装置（ＧＨ１；アルパック理工（株）製）を用いて熱伝導率を測定した。
（硬度の測定）
硬度は、ＪＩＳ Ｋ７２０２のプラスチックのロックウェル硬さ試験法に基づくＭ法に準じて測定した。以下、ロックウェル硬度という。
【００９３】
（実施例１１）
ＰＥのガラス含有成形用ペレット（以下、「ペレット」という。）をダイレクトブロー法によりガラス含有ブロー容器を次のように製造した。
球状ガラス粉末とＰＥの重量配合比が、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０のペレットを１００℃で４時間乾燥した後に、そのペレットを押出ブロー成形機のホッパーより投入して、後部温度が２１５℃、前部温度が２２０℃、スクリュー回転数が１００回／分、射出圧力が１００ｋｇ／ｃｍ２、金型温度７０℃の条件でダイレクトブロー法を行い、冷却時間が１８秒で１２０ｍｌのガラス含有ブロー容器を成形することができた。
なお、ガラスが含有されないＰＥ１００％のペレットで、上記押出ブロー成形機を用いてダイレクトブロー法による１２０ｍ１ガラス含有ブロー容器を成形して、それにかかった冷却時間を測定したところ２１秒を要した。球状ガラスの配合により熱伝導率の増加により、樹脂１００％の場合より３秒短くなり冷却時間が１４％短縮された。
【００９４】
また、球状ガラス粉末とＰＥの重量配合比が、５０：５０の上記ペレットを用いて、インジェクションブロー法により、後部温度が２３５℃、前部温度が２４２℃、スクリュー回転数が１００回／分、射出圧力が１００ｋｇ／ｃｍ２の条件でパリソンを形成し、１５０ｍ１のガラス含有ブロー容器を成形した。その際にかかった冷却時間は２２秒である。なお、球状ガラス粉末が含有されないＰＥ１００％のペレットで、インジェクションブロー法による射出ブロー成形機を用いて１５０ｍｌのガラス含有ブロー容器が成形できた。従来から行われている制御方法を変更することなくガラス含有ブロー容器を製造することができ、成形中にトラブルが発生することはなかった。それにかかった冷却時間を測定したところ２５秒を要した。球状ガラスの配合により熱伝導率の増加により、樹脂１００％の場合より３秒短くなり冷却時間が１２％短縮された。
【００９５】
（実施例２１）
ＰＰのペレットをホットパリソン法によりガラス含有ブロー容器を次のように製造した。
球状ガラス粉末とＰＰの重量配合比が、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０のペレットを１００℃で４時間乾燥して、乾燥したペレットを射出ブロー成形機のホッパーより投入して、２４０℃に溶融し１５０回／分の攪拌を行って、圧力（１）；８０ｋｇ、圧力（２）；２５ｋｇ、射出圧力；１０ｋｇとして４秒の射出でパリソンを作り、ブロー機構に移して６秒後にブローを６秒間行って５００ｍ１のガラス含有ブロー容器がホットパリソンで成形できた。
【００９６】
（実施例３１）
ＰＥＴのペレットをコールドパリソン法によりガラス含有ブロー容器を次のように製造した。
球状ガラス粉末とＰＥＴの重量配合比が、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０のペレットを１３０℃で４時間乾燥して、乾燥したペレットを射出ブロー成形機のホッパーより投入して、２７０℃に溶融し１５０回／分の攪拌を行って、圧力（１）；８０ｋｇ、圧力（２）；２５ｋｇ、射出圧力が１０ｋｇとして８秒の射出でパリソンを作り、取り出して室温でパリソンを放置した、該パリソンをブロー機構に移して２７０℃に加熱・軟化して８秒間ブローを行って１０００ｍ１のガラス含有ブロー容器がコールドパリソン法で成形できた。
【００９７】
（ガラス含有ブロー容器の製品化）
ところで、実施例１１〜３１は、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有成形用ペレットを用いてブロー容器を成形する際にトラブルの発生が生じなかったので、実施例１１〜３１のブロー容器は、従来のダイレクトブロー法、ホットパリソン法又はコールドパリソン法の従来から行われているブロー成形法で、ガラス配合率４０〜７０重量％のブロー容器を製品化することができ、成形中にトラブルの発生の虞がないといえる。
それ故に、従来から行われている３種類のブロー成形法でガラス配合率４０〜７０重量％の範囲のペレットを用いさえすれば、ガラス含有ブロー容器をトラブルなく製品化できるといえる。
【００９８】
（比較例）
比較例は上記した３種類のＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの熱可塑性樹脂１００％のブロー容器（以下、「樹脂１００％ブロー容器」という。）を用いた。
ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴを上記実施例１１〜３１に示したガラス含有成形用ペレットの製造方法で成形して、上記した実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の製造方法と同じ方法で、樹脂１００％ブロー容器を成形して３種類の比較例１〜３を得た。
上記実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器及び比較例１〜３の樹脂１００％ブロー容器の物性として焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度の測定は次のようにして行った。そして、その測定の試験片は、比較例１が１２０ｍ１、比較例２が１５０ｍ１、比較例３が１０００ｍ１のガラス含有ブロー容器から幅が２０mm×３０mm、その厚さが１．１mmのものを切断したものを用いて上記３種類の物性を測定した。
【００９９】
比較例１〜３（樹脂１００％ブロー容器）及び実施例１１〜３１（ＰＥ、ＰＰ及びＰＥ）のブロー容器の有する物性として、焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度の各測定結果を、以下の表１４、表２０、表３０に示す。これらの各表は横欄にガラス配合率０、４０、５０、６０及び７０重量％が、縦欄に実施例１１〜３１のＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴが配置されており、上記物性の測定結果が示されている。
なお、以下に示す焼却エネルギー、熱伝導率及びロックウェル硬度の実験データは、誤差を小さくするために実験データ数として４個のデータを取得して、その４個のデータを合計して４で割った平均値を示している。
【０１００】
（焼却エネルギー）
次に、樹脂１００％ブロー容器である比較例１〜３（表１４のガラス配合率「０」の欄が相当する。）の焼却エネルギー、及び、ガラス含有ブロー容器の実施例１１〜３１の４０、５０、６０及び７０重量％の焼却エネルギーは表１４に示す通りである。
ＰＥ１００％ブロー容器の焼却エネルギーが１１０００Kcal/Kgであるのに対して、ＰＥのガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーが６７３０Kcal/Kgから３２００Kcal/Kgに、ＰＰ１００％ブロー容器の焼却エネルギーが１０５００Kcal/Kgであるのに対して、ＰＰのガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーが６５４０Kcal/Kgから３０００Kcal/Kgに、ＰＥＴ１００％ブロー容器の焼却エネルギーが５５００Kcal/Kgであるのに対して、ＰＥＴのガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーが３３００Kcal/Kgから１６４０Kcal/Kgに減少されており、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴ樹脂中に球状ガラス粉末を含有させることにより焼却エネルギーを大幅に減少できることが示されている。
【表１４】
【０１０１】
図１０のグラフは直線の近似式であり、表１４に示した比較例１〜３及び実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、焼却エネルギーをｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。図１０に示す印はガラス含有ブロー容器の種類を識別するもので、◇印はＰＥ、同様に、□印はＰＰ、△印はＰＥＴである。
図１０の直線の近似式は、樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーと比べて、実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーがガラス配合率の増加に伴って漸減して改善されていることを示している。
【０１０２】
図１０の直線の近似式で表した実施例１１〜３１のグラフは、樹脂１００％ブロー容器の固有の焼却エネルギーが大きい、ＰＥ、ＰＰそしてＰＥＴの順に各直線が交差することなく減少しているので、樹脂１００％ブロー容器であるＰＥの１１０００、ＰＰの１０５００、ＰＥＴの５５００の焼却エネルギーの大きさが、その直線の勾配に影響を与えているのか否かを検討するために、また、ガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器が、樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーと比べてどの程度の割合で減少しているかを理解しやすくするために、実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーを樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーで割ってその値を求めた。その計算により得られた値を表１５に示す。
【表１５】
ここで、上記実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーを樹脂１００％ブロー容器の焼却エネルギーで割った値を、「焼却エネルギー改善指標」と定義する。
図１１Ａは実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と焼却エネルギー改善指標の関係を直線の近似式で示したグラフである。
【０１０３】
表１５に示した比較例１〜３及び実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、焼却エネルギー改善指標をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
この直線の近似式のグラフは、ガラス配合率の増加に伴って、前記焼却エネルギー改善指標の値が該直線の近似式に沿って漸減することを示している。
ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの樹脂１００％の比較例１〜３のブロー容器は、焼却エネルギー改善指標が１であるので、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス含有ブロー容器が樹脂１００％ブロー容器と比べて、どの程度の割合で焼却エネルギーが漸減するか理解できる。換言すれば、図１１Ａの焼却エネルギー改善指標を示すグラフは、樹脂１００％ブロー容器と比べてガラス含有ブロー容器のガラス配合率が分かれば、該ガラス含有ブロー容器を焼却する際に焼却エネルギーを、樹脂１００％ブロー容器と比べて、どの程度の割合で減少できるかを示すもので、焼却エネルギーを減少できる割合を容易に決定できる。逆に、製造する製品に要求される焼却エネルギーが決められている場合には、前記グラフはその決められている焼却エネルギーから、ガラス含有成形用ペレットの必要なガラス配合率を示すもので、ガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【０１０４】
次に、図１１Ａの直線の近似式を以下に詳細に検討する。
図１１Ａの直線の近似式のうち、（イ）ｙ＝−０．０１０１ｘ＋１．００５６はＰＥのガラス含有ブロー容器の近似式を、（ロ）ｙ＝−０．０１０１ｘ＋１．０００４はＰＥＴのガラス含有ブロー容器の近似式を、（ハ）ｙ＝−０．０１０２ｘ＋１．００７５はＰＰのガラス含有ブロー容器の近似式を示しており、この（イ）〜（ハ）の直線の近似式は、実験データが有する誤差を考慮すれば、ガラス配合率の増加に伴って同じ勾配で漸減していると考えられるので、表１５に示した各ガラス配合率の焼却エネルギー改善指標の値を合計して平均値を求め、その求めた５点の平均値から得られた式は、ｙ＝−０．０１０１ｘ＋１．００４７であった。
この式の係数及び常数は小数点第３位を四捨五入して得た式（３）を以下に示す。
ｙ＝−０．０１ｘ＋１．００ （３）
ここで、ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙは焼却エネルギー改善指標を示している。
【０１０５】
図１１Ｂは、実施例１１〜３１のガラス含有ブロー容器のガラス配合率と平均値の焼却エネルギー改善指標の関係を示したグラフである。
上記の式（３）は、ガラス含有ブロー容器は、ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴの樹脂に関係なく、また、ダイレクトブロー法、ホットパリソン法又はコールドパリソン法のブロー成形法に関係なく、ガラス配合率の増加に伴って焼却エネルギー改善指標が漸減していることを示している。
【０１０６】
表１５の焼却エネルギー改善指標の値は、実験データが有する誤差のために、上記の式（３）のｘにガラス配合率を代入して得られる焼却エネルギー改善指標と異なる値が示されているが、この実験データがガラス配合率４０、５０、６０及び７０重量％毎にどの位の誤差の範囲にあるか計算を行ってみた。ガラス配合率４０重量％で誤差が±１．６％、５０重量％で誤差が＋１．４〜−０．６％、６０重量％で誤差が＋２．５％、そして、７０重量％で誤差が＋２．４〜−１．０％であることから、実験により得られたガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標は、＋２．５〜−１．６％の誤差の範囲にあることが判った。
従って、上記の式（３）は、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が該式（３）に沿って漸減して改善されることを示している。ここで、「式（３）に沿って漸減して改善される」の用語は誤差を含めた値と定義して用いるので、以下に該用語を用いる場合には誤差を含めた値を意味していることに注意されたい。
【０１０７】
上記式（３）は、例えば、ガラス配合率５５重量％のＰＥのガラス含有ブロー容器を成形すれば、焼却エネルギー改善指標が０．４５の容器が得られることを意味している。即ち、ＰＥ１００％のブロー容器に対して、焼却エネルギーを５５％も大幅に削減できることが分かる。このことは、成形されたガラス含有ブロー容器の表面にガラス配合率５５重量％と表記すれば、消費者は、ＰＥ１００％のブロー容器に対して、焼却エネルギーのみならず、二酸化炭素及び石油を５５％も大幅に削減することができ、二酸化炭素等の地球温暖化問題、有限な石油資源の枯渇問題の対策が図られる地球環境に優しい製品であることが理解でき、また、製造メーカ等は社会的ニーズにマッチした製品として宣伝できるので、今日、急速に高まりつつある地球環境の問題に対する社会的ニーズにマッチした製品である。
このように、ガラス配合率と焼却エネルギー改善指標の関係を示す上記式（３）は、樹脂１００％ブロー容器と比べて、ガラス配合率によりガラス含有ブロー容器の焼却エネルギーをどの程度の割合まで減少できて改善できるかを示すもので、また、事前に焼却エネルギーが決められている場合には、ガラス配合率の必要量を決定できるものである。
【０１０８】
（熱伝導率）
次に、樹脂１００％ブロー容器である比較例１〜３（表２６のガラス配合率「０」の欄が相当する。）の熱伝導率、及び、実施例１〜３の４０、５０、６０及び７０重量％の熱伝導率は表１６に示す通りである。
【表１６】
【０１０９】
図１２のグラフは直線の近似式であり、表２８に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、熱伝導率をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
図１２に示す各印は図８の説明の際に記載した内容と同じである。
図１２は実施例１〜３のガラス含有ブロー容器の熱伝導率が樹脂１００％ブロー容器の有する熱伝導率と比べて、ガラス配合率の増加に伴って直線に沿って熱伝導率が増加していることを示している。
このことは、液体用容器の製品として前記ガラス含有ブロー容器を製造すれば、従来の液体用容器より外気の温度を早く液体に伝達できる製品が製造できることを意味している。例えば、冷蔵庫用の製氷器、製氷装置に水を供給する給水容器や、加温庫用の容器が挙げられる。
【０１１０】
図１２の直線の近似式で表した実施例１〜３のグラフは、樹脂１００％ブロー容器の固有の熱伝導率が大きい、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰの順に各直線が交差することなく増加しているので、この実施例１〜３の直線のグラフは、該固有の熱伝導率の値、ＰＥの０．２２４、ＰＥＴの０．２１７、ＰＰの０．２０４の値の大きさがその直線の勾配に影響を与えているのかを検討するために、また、成形されたガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器が、樹脂１００％ブロー容器と比べて前記固有の熱伝導率がどの程度の割合で増加しているかを理解しやすくするために、実施例１〜３のガラス含有ブロー容器の熱伝導率を樹脂１００％ブロー容器の固有の熱伝導率で割ってその値を求めた。その計算により得られた値を表２９に示す。
【表２９】
【０１１１】
ここで、上記実施例１〜３のガラス含有ブロー容器の熱伝導率を樹脂１００％ブロー容器の固有の熱伝導率で割った値を、「熱伝導率改善指標」と定義する。
例えば、ＰＥを例にその計算の仕方を説明すれば、前記樹脂１００％ブロー容器が有する固有の熱伝導率が０．２２４であるから、ガラス配合率４０重量％の計算は０．３２１／０．２２４＝１．４３３であり、以下同様に、５０重量％の計算は０．３５０／０．２２４＝１．５６３であり、６０重量％の計算は０．３７０／０．２２４＝１．６５２であり、７０重量％の計算は０．４００／０．２２４＝１．７８６である。
【０１１２】
ＰＥ樹脂１００％ブロー容器の熱伝導率と比べて、ＰＥガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは１．４３倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは１．５６倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは１．６５倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは１．７９倍に増加することを示している（小数点第３位以下を四捨五入）。以下ＰＰ及びＰＥＴも樹脂１００％ブロー容器の熱伝導率と比べて、ガラス配合率の増加に伴って増加することは同様である。
【０１１３】
図１３はガラス配合率と前記熱伝導率改善指標の関係を示したグラフである。
表２９に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、熱伝導率改善指標をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
この直線の近似式のグラフは、前記熱伝導率改善指標がガラス配合率の増加に伴って該直線の近似式に沿って増加することを示している。
【０１１４】
次に、上記熱伝導率改善指標の必要な値の決定の仕方、そして、ガラス配合率の必要量の決定の仕方について説明する。
熱伝導率改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量は、下記の式（ニ）〜（へ）で記述される直線に沿って増加することを示している。
ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙは熱伝導率改善指標を示している。
ｙ＝０．０１４５ｘ＋１．０１０１ （ニ）
ｙ＝０．０１１５ｘ＋０．９９３１ （ホ）
ｙ＝０．０１１１ｘ＋０．９９９６ （へ）
【０１１５】
ＰＥＴの直線の近似式（ニ）はｙ＝０．０１４５ｘ＋１．０１０１であり、ＰＰの直線の近似式（ホ）はｙ＝０．０１１５ｘ＋０．９９３１あり、ＰＥの直線の近似式（へ）はｙ＝０．０１１１ｘ＋０．９９９６である。
【０１１６】
この熱伝導率改善指標の最大値及び最小値は、製造する製品に要求される表面硬度が、樹脂１００％ブロー容器の熱伝導率に対して、その熱伝導率を改善できる最小値と最大値を示すことで、熱伝導率の改善ができる範囲を示す指標としての機能を有している。熱伝導率改善指標は１．４３〜１．９４であるので、例えば、樹脂１００％ブロー容器に対して熱伝導率を最小で１．４３倍、最大で１．９４倍まで改善できることが容易に理解でき、その改善指標を用いることで熱伝導率改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【０１１７】
ところで、上記したように、ロックウェル硬度改善指標の直線の近似式である式（イ）〜（ハ）は、全ての実験データから得られた計算値を含まないので、該式（イ）〜（ハ）が全ての計算値を含むための範囲を求めて新たな式を求めたが、それと同様な手順で計算して、全ての実験データから得られた計算値を含む新たな熱伝導率改善指標の式を求めた。例えば、図１４のＰＥのグラフ（式（ニ））を例に取れば、ガラス配合率５０重量％の実験データから得られた計算値は式（ニ）から上に一番離れており、ガラス配合率４０重量％のその計算値は式（ニ）から下に一番離れているので、樹脂１００％ブロー容器の改善指標の１とガラス配合率５０重量％の改善指標の１．５６３を通る直線式を求めると、ｙ＝０．０１１ｘ＋１で、樹脂１００％ブロー容器の改善指標の１とガラス配合率４０重量％の改善指標の１．４３３を通る直線式を求めると、ｙ＝０．０１１ｘ＋１であった。なお、計算して得た式の勾配の値は小数点以下４位を四捨五入して求めた。
【０１１８】
従って、下記の式（６）で記述される範囲には、ＰＥの改善指標の全ての計算値が含まれることが分かる。同様にしてＰＥＴの改善指標の式（４−１）及び（４−２）、ＰＰの改善指標の式（５−１）及び（５−２）が求められた。
その求めたＰＥＴの改善指標の式は（４−１）及び（４−２）に、ＰＰの改善指標の式は（５−１）及び（５−２）に、ＰＥの改善指標の式は（６）に示す通りである。
ｙ＝０．０１５ｘ＋１ （４−１）
ｙ＝０．０１４ｘ＋１ （４−２）
ｙ＝０．０１２ｘ＋１ （５−１）
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （５−２）
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （６）
上記式で記述される範囲には、ＰＥＴ、ＰＰ及びＰＥの改善指標の全ての計算値が含まれている。
【０１１９】
ガラス配合率と熱伝導率改善指標の関係を示す上記式（４−１）〜（６）は、樹脂１００％ブロー容器と比べて、ガラス配合率によりガラス含有ブロー容器の熱伝導率をどの程度の割合まで増加できて改善できるかを示すもので、また、事前に熱伝導率が決められている場合には、ガラス配合率の必要量を決定できるものである。
【０１２０】
例えば、ＰＥ４５重量％のブロー容器成形を製造する場合には、上記式（６）のｘに４５を代入してｙを計算して求めれば、１．５０が得られる。従って、ＰＥのガラス配合率４５重量％のガラス含有成形用ペレットを用いて製品を製造すれば、樹脂１００％ブロー容器の１．５０倍の熱伝導率の製品が得られることが製造する前に決定できる。次に、ＰＥ１００％の製品に対して１．６倍の熱伝導率が要求される場合には、上記式（６）のｙに１．６を代入してｘを計算して求めれば、５４．５が得られる。従って、ＰＥのガラス配合率５４．５重量％のガラス含有成形用ペレットを用いて製品を製造すれば、樹脂１００％ブロー容器の１．６倍の熱伝導率の製品が得られることが製造する前に決定できる。
【０１２１】
従って、ＰＥ、ＰＥＴ及びＰＰのガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器の熱伝導率は、樹脂１００％ブロー容器のそれの約１．４４〜１．７７倍の値を示すことから、ブロー容器を液体用の容器に用いれば、その液体用容器が従来の樹脂１００％ブロー容器の液体用容器より外気の温度を１．４〜２倍の速さで液体に伝達させる特性を備えているので、例えば、冷蔵庫用の製氷器、製氷装置に水を供給する給水容器や、加温庫用の容器等の製品を製造することで、容器中の液体を急速に冷却又は加温することが可能となった。
【０１２２】
（ロックウェル硬度）
つぎに、樹脂１００％ブロー容器である比較例１〜３（表２６のガラス配合率「０」の欄が相当する。）のロックウェル硬度、及び、実施例１〜３のガラス配合率４０、５０、６０及び７０重量％のブロー容器の有するロックウェル硬度の測定結果を以下の表２６に示す。比較例１〜３である樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度は、樹脂１００％ブロー容器であるので表２６の「０」の欄にその値が示されている。
【表１７】
【０１２３】
表１７に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、ロックウェル硬度をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
図１４のグラフは上記直線の近似式である。そして、図１４に示す印はガラス含有ブロー容器の種類を識別するもので、◇印はＰＥ、同様に、△印はＰＥＴ、□印はＰＰである。
【０１２４】
図１４は実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度が樹脂１００％ブロー容器の有するロックウェル硬度と比べて、ガラス配合率の増加に伴って直線に沿ってロックウェル硬度が増加していることを示している。このことは、容器等の製品として前記ガラス含有成形用ペレットを用いて成形すれば、ガラス配合率の増加に比例して表面が傷付きにくい製品が製造できることを意味している。例えば、表面が傷付きにくい製品を必要としているものとして、食品容器、化粧品容器等が挙げられる。
【０１２５】
図１４の直線の近似式で表した実施例１〜３のグラフは、樹脂１００％ブロー容器の固有のロックウェル硬度が大きい、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＥの順に各直線が交差することなく増加しているので、この実施例１〜３の直線のグラフは、該固有のロックウェル硬度の値、ＰＰの８０、ＰＥＴの６８、ＰＥの４０の値の大きさがその直線の勾配に影響を与えているのかを検討するために、また、成形されたガラス配合率４０〜７０重量％のガラス含有ブロー容器が、樹脂１００％ブロー容器と比べて前記固有のロックウェル硬度がどの程度の割合で増加しているかを理解しやすくするために、実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度を樹脂１００％ブロー容器の固有のロックウェル硬度で割ってその値を求めた。その計算により得られた値を表１８に示す。
【表１８】
【０１２６】
ここで、上記実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度を樹脂１００％ブロー容器の固有のロックウェル硬度で割った値を、「ロックウェル硬度改善指標」と定義する。
例えば、ＰＥを例にその計算の仕方を説明すれば、前記樹脂１００％ブロー容器が有する固有のロックウェル硬度が４０であるから、ガラス配合率４０重量％の計算は８２／４０＝２．０５であり、以下同様に、５０重量％の計算は９１／４０＝２．２８であり、６０重量％の計算は１００／４０＝２．５０であり、７０重量％の計算は１１１／４０＝２．７８である。
【０１２７】
ＰＥ樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度と比べて、ＰＥガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは２．０５倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは２．２８倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは２．５０倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは２．７８倍に増加することを示している。以下同様に、ＰＰ樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度と比べて、ＰＰガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは１．７３倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは１．９０倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは２．１３倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは２．２５倍に増加すること、ＰＥＴ樹脂１００％ブロー容器のロックウェル硬度と比べて、ＰＥＴガラス配合率４０重量％のブロー容器のそれは１．８４倍に、そして、ガラス配合率５０重量％のそれは２．０１倍に、ガラス配合率６０重量％のそれは２．３２倍に、ガラス配合率７０重量％のそれは２．５４倍に増加することを示している。
【０１２８】
図１５はガラス配合率とロックウェル硬度改善指標の関係を示したグラフである。
表１８に示した比較例１〜３及び実施例１〜３のガラス含有ブロー容器のガラス配合率（重量％）をｘ軸に、ロックウェル硬度改善指標をｙ軸にプロットして得られた５点を基にして近似式を求めた結果、直線の近似式が得られた。
この直線の近似式のグラフは、前記ロックウェル硬度改善指標がガラス配合率の増加に伴って該直線の近似式に沿って増加すること、そして、その直線の近似式の勾配は、ＰＰの直線の近似式が最も大きく、ＰＥＴのそれが次に大きく、ＰＥのそれが最も小さいことを示している。このことは、図１５のグラフでは、実施例１〜３を対比すればＰＰのガラス含有ブロー容器成形のロックウェル硬度が最も大きく、ＰＥのそれが最も小さいが、図１５のグラフでは、上記したようにＰＥの勾配が最も大きく、ＰＰのそれが最も小さく、図１４のグラフの結果と逆になっていることが判る。
【０１２９】
比較例１〜３のガラス配合率０重量％（ＰＥ、ＰＰ及びＰＥＴ１００％）のブロー容器は、ロックウェル硬度改善指標が１であるので、ガラス配合率の増加に伴って、ガラス含有ブロー容器が樹脂１００％ブロー容器と比べて、どの程度の割合でロックウェル硬度が増加しているか理解できる。換言すれば、図１５のロックウェル硬度改善指標を示すグラフは、樹脂１００％ブロー容器と比べてガラス配合率をどの程度まで増加させれば、製造する製品に要求される表面硬度が得られるかを示すもので、ロックウェル硬度改善指標の必要な値が容易に決定できる。逆に、製造する製品に要求される表面硬度が決められている場合には、前記グラフはその決められている表面硬度から、ガラス含有成形用ペレットの必要なガラス配合率を示すもので、ガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【０１３０】
次に、上記ロックウェル硬度改善指標の必要な値の決定の仕方、そして、ガラス配合率の必要量の決定の仕方について説明する。
ＰＥの直線の近似式はｙ＝０．０２５３ｘ＋１．０１０５であり、ＰＥＴの直線の近似式はｙ＝０．０２１９ｘ＋０．９７９７であり、ＰＰの直線の近似式はｙ＝０．０１８２ｘ＋１．００２５である。ＰＥの直線の近似式の勾配は０．０２５３で、ＰＰのそれは０．０１８２であり、その両者の勾配の値を足して２で割った値は、０．０２１８である。この値はＰＥＴの直線の近似式の勾配の値、０．０２１９と近似しているから、ＰＥＴの直線の近似式は両者の中間の位置にあることが分かる。
ロックウェル硬度改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量は、下記の式（ト）〜（リ）で記述される直線に沿って増加することを示している。
ｘはガラス配合率の必要量（４０≦ｘ≦７０）を、ｙはロックウェル硬度改善指標を示している。
ｙ＝０．０２５３ｘ＋１．０１０５ （ト）
ｙ＝０．０２１９ｘ＋０．９７９７ （チ）
ｙ＝０．０１８２ｘ＋１．００２５ （リ）
【０１３１】
上記の式（ト）〜（リ）は表１８及び図１５のグラフから分かるように、ガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度改善指標は、ガラス配合率４０重量％の時に最小値が１．７３であり、ガラス配合率７０重量％の時に最大値が２．７８である。このロックウェル硬度改善指標の最大値及び最小値は、製造する製品に要求される表面硬度が、樹脂１００％ブロー容器と比べて最小で１．７３倍、最大で２．７８倍の範囲で選択できることを示すもので、樹脂１００％ブロー容器の表面硬度に対して、その表面硬度を改善できる最小値と最大値を示すことで、表面硬度の改善ができる範囲を示す指標としての機能を有している。それ故に、この物性の改善できる範囲を示す指標を「改善指標」と定義する。従って、ロックウェル硬度改善指標はロックウェル硬度改善指標の最大値から最小値である１．７３〜２．７８の範囲にあるので、例えば、樹脂１００％ブロー容器に対してロックウェル硬度を最小で１．７３倍、最大で２．７８倍まで改善できることが容易に理解でき、その改善指標を用いることでロックウェル硬度改善指標の必要な値及びガラス配合率の必要量が容易に決定できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、
前記ガラス含有成形用ペレットが前記熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有しており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が以下の式（１）に沿って漸減して改善されることを特徴とするガラス含有ブロー容器。
ｙ＝−０．０１ｘ＋１ （１）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：焼却エネルギー改善指標）
【請求項２】
前記ガラス配合率の増加に伴って、焼却エネルギー改善指標が０．６０から０．３６に漸減して改善されることを特徴とする請求項１に記載のガラス含有ブロー容器。
【請求項３】
熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、
前記熱可塑性樹脂のペレットがポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種からなるペレットであり、前記ガラス粉末が球状の形状で中実であり、該熱可塑性樹脂中にガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で配合されており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有成形用ペレットのメルトフローレート低下割合が以下の式（２）及び（３）に沿って漸減することを特徴とするガラス含有ブロー容器。
ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００ （２）
ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００ （３）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：メルトフローレート低下割合）
【請求項４】
前記ガラス配合率の増加に伴って、前記メルトフローレート低下割合が０．７５から０．２０まで漸減することを特徴とする請求項３に記載のガラス含有成形用ペレット。
【請求項５】
前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする請求項１又は３に記載のガラス含有ブロー容器。
【請求項６】
前記ガラス含有ブロー容器の熱伝導率が以下の式（４）及び（５）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする請求項１又は３に記載のガラス含有ブロー容器。
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （４）
ｙ＝０．０１２ｘ＋１ （５）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：熱伝導率改善指標）
【請求項７】
前記ガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度の、ポリエチレン樹脂に対する改善指標が以下の式（６−１）及び（６−２）で、前記ポリプロピレン樹脂に対する改善指標が以下の式（７−１）及び（７−２）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする請求項１又は３に記載のガラス含有ブロー容器。
ｙ＝０．０２６ｘ＋１ （６−１）
ｙ＝０．０２５ｘ＋１ （６−２）
ｙ＝０．０１９ｘ＋１ （７−１）
ｙ＝０．０１８ｘ＋１ （７−２）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：ロックウェル硬度改善指標）
【請求項８】
前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のガラス含有ブロー容器。
【請求項９】
前記ボトルが飲料容器、化粧品容器、シャンプー容器、リンス容器、ボディーソープ容器であり、前記チューブが化粧品容器、医薬品容器であり、前記カップが食品容器であり、前記トレーが弁当容器、生鮮食品容器であることを特徴とする請求項１、３、６又は７に記載のガラス含有ブロー容器。
【請求項１】
熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、
前記ガラス含有成形用ペレットが前記熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種の樹脂中に、前記ガラス粉末である中実の球状ガラス粉末をガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で含有しており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有ブロー容器の焼却エネルギー改善指標が以下の式（１）に沿って漸減して改善されることを特徴とするガラス含有ブロー容器。
ｙ＝−０．０１ｘ＋１ （１）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：焼却エネルギー改善指標）
【請求項２】
前記ガラス配合率の増加に伴って、焼却エネルギー改善指標が０．６０から０．３６に漸減して改善されることを特徴とする請求項１に記載のガラス含有ブロー容器。
【請求項３】
熱可塑性樹脂中にガラス粉末を含むガラス含有成形用ペレットを用いてブロー成形法で成形されてなるガラス含有ブロー容器であって、
前記熱可塑性樹脂のペレットがポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂及びポリエチレンテレフタレート樹脂からなる群から選ばれる一種からなるペレットであり、前記ガラス粉末が球状の形状で中実であり、該熱可塑性樹脂中にガラス配合率４０〜７０重量％の範囲で配合されており、該ガラス配合率の増加に伴って、前記ガラス含有成形用ペレットのメルトフローレート低下割合が以下の式（２）及び（３）に沿って漸減することを特徴とするガラス含有ブロー容器。
ｙ＝−１．３４ｘ２−０．０８ｘ＋１．００ （２）
ｙ＝−１．３１ｘ２−０．２２ｘ＋１．００ （３）
（ｘ：ガラス配合率、ｙ：メルトフローレート低下割合）
【請求項４】
前記ガラス配合率の増加に伴って、前記メルトフローレート低下割合が０．７５から０．２０まで漸減することを特徴とする請求項３に記載のガラス含有成形用ペレット。
【請求項５】
前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする請求項１又は３に記載のガラス含有ブロー容器。
【請求項６】
前記ガラス含有ブロー容器の熱伝導率が以下の式（４）及び（５）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする請求項１又は３に記載のガラス含有ブロー容器。
ｙ＝０．０１１ｘ＋１ （４）
ｙ＝０．０１２ｘ＋１ （５）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：熱伝導率改善指標）
【請求項７】
前記ガラス含有ブロー容器のロックウェル硬度の、ポリエチレン樹脂に対する改善指標が以下の式（６−１）及び（６−２）で、前記ポリプロピレン樹脂に対する改善指標が以下の式（７−１）及び（７−２）で記述される範囲で漸増して改善されることを特徴とする請求項１又は３に記載のガラス含有ブロー容器。
ｙ＝０．０２６ｘ＋１ （６−１）
ｙ＝０．０２５ｘ＋１ （６−２）
ｙ＝０．０１９ｘ＋１ （７−１）
ｙ＝０．０１８ｘ＋１ （７−２）
（ｘ：ガラス配合率 ｙ：ロックウェル硬度改善指標）
【請求項８】
前記ガラス含有ブロー容器がボトル、チューブ、カップ及び／又はトレーの形状を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のガラス含有ブロー容器。
【請求項９】
前記ボトルが飲料容器、化粧品容器、シャンプー容器、リンス容器、ボディーソープ容器であり、前記チューブが化粧品容器、医薬品容器であり、前記カップが食品容器であり、前記トレーが弁当容器、生鮮食品容器であることを特徴とする請求項１、３、６又は７に記載のガラス含有ブロー容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−２４０８８０（Ｐ２０１０−２４０８８０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９２４６（Ｐ２００９−８９２４６）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【特許番号】特許第４５４２６０３号（Ｐ４５４２６０３）
【特許公報発行日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００２１２００５）
【出願人】（５９５１１８０１０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【特許番号】特許第４５４２６０３号（Ｐ４５４２６０３）
【特許公報発行日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００２１２００５）
【出願人】（５９５１１８０１０）
【Ｆターム（参考）】
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