JP2000109042A - ポリエステル樹脂発泡シ―ト - Google Patents

ポリエステル樹脂発泡シ―ト

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 充分な剛性を有する、飲料等の容器を形成す
るポリエステル樹脂発泡シートを提供する。 【解決手段】 飲料や食料の容器の製造に利用可能な、
密度が７００ｋｇ／ｍ３以下で、１２０℃で５分間熱し
たとしても結晶化度が１５％以上にならないような結晶
化率を有するポリエステル樹脂発泡シート。発泡シート
の形成に用いられる芳香族ポリエステル樹脂には、生分
解性及び／又は堆肥としての利用可能性をもたせるため
に、脂肪族ポリエステル樹脂を混合することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱密閉可能で、折り
曲げて容器を形作るためのデザインを押圧することによ
りスタンプすることのできる、飲料や食料の容器を製造
するのに最適な、ポリエステル樹脂発泡シートに関す
る。本発明はまた、当該シートから作成された容器も含
む。特に、果汁飲料、商品棚に陳列可能な中型牛乳、茶
等の飲料の容器を製造するのに適したガスバリア特性を
有するシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、果汁飲料、牛乳等の飲料や食料の
容器の作成に利用されている素材は、主に、機械特性
（特に剛性）を付与するボール紙の機能層を含み、場合
によってはボール紙の飲料や食料に接する側に接着され
るポリエチレンフィルムや同様の重合体素材を塗布した
アルミニウムの薄シートの層を有する。こうした多層素
材により作成された容器は、各層の化学性質が異なるた
め、再生するのが困難である。食料や飲料の容器を形成
する素材の再生（リサイクル）可能性は、再生による節
約と環境問題の双方の観点から最も重要な要件である。
当技術分野において、再生可能な素材を得ることは重要
なテーマである。
【０００３】重合体素材から作成された飲料や液体の容
器は現存するものの、ボール紙により作成された容器に
匹敵する剛性を有さないことから、固い容器作成には向
かない。こうした素材により作成された容器は小袋（パ
ウチ）のカテゴリーに属する。重合体素材を利用して必
要な剛性を有する容器を作る試みはこれまで失敗に終わ
っている。
【０００４】容器の剛性は、壁の厚さにより、正確にい
えば壁の厚みの三乗に対して変化する。十分な剛性を有
する容器作成のためにポリオレフィンなどの重合体素材
を利用することは、経済的に適切でない厚さを必要とす
ることになり、また容器を密閉する段階で折りたたみや
密閉が困難になるため加工不能であるという欠点を有す
る。また、発泡ポリスチレンといった他素材は、薄層に
成形した場合のもろさにより、使用不可能である。
【０００５】特許文献（米国特許５，０００，９９１）
により、発泡ポリエステル素材のシート、及び、シート
と同様の性質を有するフィルム、または他の重合体素材
により製造される、食料用の熱成形容器の作成に利用す
る剛性ラミネートが知られている。また、ＥＢ−Ａ−８
３６９３７により、０．７から１ｇ／ｃｍ３の密度を有
する発泡ポリエステル樹脂層にガスバリア特性を有し発
泡ポリエステルの層と異なる重合体素材の層を接着し
た、０．5から１．５ｍｍの厚みを有する半剛性ラミネ
ートが知られている。ラミネートは熱成形によりパッケ
ージを作成するために利用されている。
【０００６】発泡重合体の層を有する単一および多層素
材であって、素材に押圧されたパターンにそって折り目
を付けることで容器を形成することができる素材は特許
文献からは知られていない。単一層であれ多層であれ、
重合体発泡素材に関する、折りたたむことで容器の形状
を得るためのパターンの折り目付け可能性、及びそのパ
ターンにそっての折りたたみ可能性は、折り目付けや折
りたたみによる飲料や食料の容器作成にあたり不可欠な
要件となる。
【０００７】押圧されたパターンが長時間にわたり保持
され、またパターンを押圧する際に素材の折りたたみに
障害となる破損を引き起こさないような素材が、折り目
付けに適した素材である。さらにその素材は、容器の密
閉を可能とする熱密閉が可能でなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記折りたた
み条件を満たし、ボール紙を代替するに足りる剛性を有
する、飲料と食料の容器作成に最適なポリエステル樹脂
発泡重合体素材が予期せず得られた。本発明の発泡素材
は、ポリエステル樹脂から得られた、本質的に無定形の
（５％以下の結晶体を含む）発泡シートであり、１２０
℃で５分間加熱しても結晶化度が１５％以上にならな
い、好ましくは１０％以上にならない結晶化率を有する
シートからなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、密度が
７００ｋｇ／ｍ３以下であり、１２０℃で５分間熱した
としても結晶化度が１５％以上にならないような結晶化
率を有するポリエステル樹脂から得られる、実質的に無
定形である発泡シートから構成される、飲料及び食料容
器の製造に適した素材に関する。更に、シートが、イソ
フタレン酸及び／又はナフタレンジカルボン酸から誘導
されたユニットを２〜２０モル％含むコポリエチレンテ
レフタレートから得られることを特徴とする素材に関す
る。また、シートの結晶化率が、１２０℃で５分間加熱
した場合でも結晶化度が１０％以下であるような結晶化
率であることを特徴とする素材に関する。
【００１０】また、シートがガスバリア特性を有するフ
ィルムに接着されることを特徴とする素材に関する。更
に、接着されるポリエステルフィルムが、７０ｍｌ／ｍ
２／２４ｈ／ａｔｍ（ＡＳＴＭ１４３４に基づく測定）
以下の酸素透過率を有することを特徴とする複合素材に
関する。また、ポリエステルフィルムがアルミニウムに
より金属化され、またはアルミニウムまたはシリコン酸
化物の層でコーティングされ、もしくはカリウムまたは
ポリシリケートカリウム（lithium polysilicates）に
よりコーティングされたことを特徴とする素材に関す
る。
【００１１】さらにまた、ガスバリア特性を有するフィ
ルムが発泡シートに対して、糊を用いてまたは熱成層に
より接着させられることを特徴とする素材に関する。ま
た、発泡シートの密度が１０〜５００ｋｇ／ｍ３の範囲
内であり、好ましくは１００〜２００ｋｇ／ｍ３の範囲
内であることを特徴とする素材に関する。素材の厚みが
０．２〜３ｍｍであり、好ましくは０．２〜１．５ｍｍ
であることを特徴とする素材に関する。また、シートが
無機補強剤を含む素材に関する。さらにまた、発泡シー
トが、脂肪族ポリエステル樹脂を１０〜３０重量％を含
む芳香族ポリエステル樹脂から得られることを特徴とす
る素材に関する。
【００１２】本発明はまた、上記の素材から製造され
た、飲料または食料容器に関する。また、容器の閉鎖が
熱密閉で行われる容器に関する。さらにまた、発泡シー
トに対し、７０ｍｌ／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ以下の透過
率と同等の酸素バリア特性を有するフィルムが接着され
た上記素材を用いて製造された果汁飲料または殺菌牛乳
用の容器に関し、好ましくは、シートに接着されたフィ
ルムの酸素透過率が１０ｍｌ／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ以
下であることを特徴とする容器に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】発泡シートの準備に使用されるポ
リエステル樹脂は、好ましくはコポリエチレンテレフタ
レートであって、そのテレフタレン酸の２〜２０モル％
がイソフタレン酸及び／又はナフタレンジカルボン酸か
ら誘導されるユニットで代替されたものが挙げられる。
コポリエチレンテレフタレートは、イソフタレン酸から
誘導されたユニットを４〜１０％含むことが好ましい。
【００１４】発泡シートのガスバリア特性の向上のた
め、発泡シートをポリエステル樹脂フィルム又はガスバ
リア特性を有する他の素材でコーティングすることも可
能である。発泡シートをポリエステルフィルムでコーテ
ィングする場合、フィルムにガスバリア特性を付与する
表面処理を施す、又はアルミニウム及びアルミニウムと
シリコンの酸化物（Ａｌ２Ｏ３及びＳｉＯｘ）といった
ガスバリア特性を有する素材を加えることによりポリエ
ステルフィルムにガスバリア特性を付与することができ
る。
【００１５】表面処理の代表例として、リチウムやポリ
シリケートカリウム（potassium polysilicate）の層を
フィルムに塗布する処理が挙げられる。この処理により
酸素透過率を０．３ｍｌ／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ以下と
いう非常に低い値に抑えることができる。アルミニウム
やＡｌ及び／又はＳｉの酸化物の層を形成するには周知
の方法を用いることができる。
【００１６】表面処理とガスバリア素材の添加は、ポリ
エステルフィルムが７０ｍｌ／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ
（ＡＳＴＭ１４３４）以下の酸素透過率を実現するよう
に行われる。Ａｌで金属化された、またはＡｌ及び／又
はＳｉ酸化物でコーティングされたフィルムにおいて、
酸素透過率は０．３ｍｌ／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ以下に
低下させることができる。酸素透過率は１０ｍｌ／ｍ２
／２４ｈ／ａｔｍ以下であることが好ましい。アルミニ
ウムにより金属化されたポリエステルフィルムで商業的
に入手可能なものとして、ヌロール社のＮｕ Ｒｏｌｌ
（Ｎｕ Ｒｏｌｌはヌロール社の登録商標）が挙げられ
る。ガスバリア特性を有するフィルムをシートに接着し
た場合、容器の飲料や食料に接する側のフィルム面は処
理をしていない面となる。また、例えばインクや他のも
ので印刷をした場合など様々な要件により、処理された
フィルムを外層とし、フィルムが接着された発泡シート
を内層とすることも可能である。
【００１７】ガスバリア特性を有するフィルムや他のフ
ィルムを発泡シートに接着させる方法は糊付け又は熱成
層又は共有押し出しなど周知の方法を用いることができ
る。本発明の発泡シートは、０．２から３ｍｍの厚みを
有し、好ましくは０．２から１．５ｍｍの厚みを有す
る。シートの密度は７００ｋｇ／ｍ３以下であり、好ま
しくは１０から５００ｋｇ／ｍ３の範囲内、更に好まし
くは１００から２００ｋｇ／ｍ３の範囲内である。ま
た、発泡ポリエステルシートをポリエステル樹脂とは異
なる熱密閉可能な重合体の層でコーティングすることも
可能である。
【００１８】発泡シートの準備は、周知の押出し膨張方
法で行われる。好ましい方法は、米国特許５，３６２，
７６３に記載された方法である。他の方法は、米国特許
５，３６２，７６３に記載された方法である。発泡シー
トの剛性は厚みに対応しており、厚さが増すにつれ（比
例はしないが）剛性が増す。シートの剛性を高めるた
め、無機補強剤（２０重量％程度まで使用可能）を使用
することができる。補強剤の例として、シリカ、アルミ
ナ、二酸化チタン、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
【００１９】容器は、周知の方法により折り目付けによ
って容器の形になるようにシートに押圧されたパターン
にそって折り曲げることにより作成される。容器は、最
終目的に応じて異なる形状や容量をもたせることができ
る。立方体、長方形、ピラミッド形状などが利用でき
る。通常、飲料や果汁飲料の容器の容量は０．２〜２リ
ットルである。
【００２０】発泡シートの準備に用いられるポリエステ
ルは、芳香族ジカルボン酸（aromatic bicarboxylic ac
id）、好ましくはテレフタレン酸を、エチレングリコー
ル、１，４−ブタン−ジオール及び１，４−ジメチロー
ル−シクロヘキサンといった２〜１２個の炭素原子のジ
オールで重縮合することにより得られ、好ましくはテレ
フタレン酸から誘導されるユニットの２０モル％までが
イソフタレン酸及び／又はナフタレンジカルボン酸から
誘導されるユニットで代替されたポリエチレンテレフタ
レート共重合体から選ばれるポリエステルである。発泡
シートに生分解性及び／又は堆肥としての利用可能性を
もたせるために、シートの準備に用いられるポリエステ
ル樹脂に、１０〜３５重量％の脂肪族ポリエステル樹脂
を混ぜ、混合物をテトラカルボン酸、好ましくは芳香族
の二無水物（dianhydride）の存在化で行われる固体で
の重付加の反応をさせることができる。
【００２１】二無水物として、ピロメリト酸無水物が挙
げられ、樹脂の総量の０．０５〜２重量％の範囲で用い
られる。固体での重付加反応はおよそ１５０〜２２０℃
で、樹脂の固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ（２５℃でフェノ
ールとテトラクロロエタンが重量比６０／４０の混合物
中で粘度を計る）以上を実現するに足りる二無水物の濃
縮、及び樹脂が発泡できるに足りる溶解強さ（melt str
ength）の値を有するように単位時間かけて行われる。
固有粘度は通常０．８から１．２ｄｌ／ｇである。
【００２２】適切な溶解強さは８センチニュートン（ce
ntiNewton）以上、好ましくは２０センチニュートン以
上である。溶解強さの測定は、米国特許５，４４２，３
８１に記載された方法に基づき、ジオトフェルトキャピ
ラリーレオメーター（Geottfert capillary rheomete
r）を用いて行われる。脂肪族ポリエステル樹脂は、ヒ
ドロキシ酸と２〜２２個の炭素原子またはそのラクトン
またはラクチムを重縮合することにより、または２〜２
２個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸と２〜２２
個の炭素原子を有する脂肪族または芳香族ジオールを重
縮合することにより得られる。ポリエステルとして好ま
しいのはポリカプロラクトン（polycaprolactone）であ
る。上記のポリエステルは、生分解性の性質を有してい
る。
【００２３】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明するが、
これらの実施例は本発明の範囲を限定するものではな
い。 例１ ボビンから送出される、厚さ０．７ｍｍ、密度１８０ｋ
ｇ／ｍ３で、１２０℃に熱せられても結晶化度が１５％
以上にならないような結晶化率を有する、発泡ＣＯＰＥ
Ｔ（イソフタレン酸を4重量％含んだコポリエチレンテ
レフタレート）のシートに、折りたたむことによって平
行六面体形を有する容器となるようにデザインを折り目
付ける。折り目づけられたシートは中型の商品棚に陳列
可能な牛乳及び果汁飲料用の容器を形成するために用い
られる。容器は、熱密閉により閉じられる。密閉部は空
気遮断性を有し、引き裂いたり、切断等の方法により容
易に開封される。
【００２４】例２ 例１に挙げられた特徴を有するＰＥＴ発泡シートは、容
器のリサイクル可能性に対応した糊を用いて、厚さ１５
ミクロンのヌロール社製のＮｕ Ｒｏｌｌ金属化フィル
ムに接着される。当該シートは液体用の容器の製造に利
用される。
【００２５】例３ イソフタレン酸を4重量％含み、１０重量％のユニオン
カーバイド社のポリカプロラクトンＵＣＰＣＬ７８７
（商品名）と混合され、その後インヘレント粘度が０．
８５ｄｌ／ｇとなるように１８０℃で固体での重付加を
されたコポリエチレンテレフタレートであり、厚さ０．
７ｍｍ、密度１８０ｋｇ／ｍ３で、１２０℃に熱せられ
ても結晶化度が１５％以上にならないような結晶化率を
有する、コポリエチレンテレフタレートの発泡シート
に、折り目付けることによって平行六面体形を有する容
器となるようにデザインを押圧する。折り目づけられた
シートは、中型の商品棚に陳列可能な牛乳及び果汁飲料
用の容器の形成に用いられる。容器は、熱密閉により閉
じられる。密閉部は空気遮断性を有し、引き裂いたり、
切断等の方法により容易に開封される。堆肥製造に用い
られる通常の処理を施された容器は、堆肥となる。
【００２６】例４ 例３に挙げられた特徴を有する発泡ＰＥＴシートは、容
器の再利用可能性に対応した糊を用いて、厚さ１５ミク
ロンのヌロール社製のＮｕ Ｒｏｌｌ金属化フィルムに
接着される。当該シートは液体用の容器の製造に利用さ
れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒュセイン アル ガッタ イタリア 03014 フュッギ （プロヴィ ンス オブ フロシノネ） ヴィア デル ピアジェ 12

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】密度が７００ｋｇ／ｍ３以下であり、１２
    ０℃で５分間加熱した場合でも結晶化度が１５％以上に
    ならないような結晶化率を有するポリエステル樹脂から
    得られる、実質的に無定形である発泡シートからなる、
    飲料容器及び食料容器の製造に適した素材。
  2. 【請求項２】前記シートが、イソフタレン酸及び／又は
    ナフタレンジカルボン酸から誘導されたユニットを２〜
    ２０モル％含むコポリエチレンテレフタレートから得ら
    れることを特徴とする、請求項１に記載の素材。
  3. 【請求項３】前記シートの結晶化率が、１２０℃で５分
    間加熱した場合でも結晶化度が１０％以下であるような
    結晶化率であることを特徴とする、請求項１及び２に記
    載の素材。
  4. 【請求項４】前記シートがガスバリア特性を有するフィ
    ルムに接着されることを特徴とする、請求項１から３に
    記載の素材。
  5. 【請求項５】前記フィルムがポリエステルフィルムであ
    り、該ポリエステルフィルムが、７０ｍｌ／ｍ２／２４
    ｈ／ａｔｍ（ＡＳＴＭ１４３４に基づく測定）以下の酸
    素透過率を有することを特徴とする、請求項４に記載の
    多層素材。
  6. 【請求項６】前記ポリエステルフィルムが、アルミニウ
    ムにより金属化され、またはアルミニウムまたはシリコ
    ン酸化物の層でコーティングされ、もしくはカリウムま
    たはポリシリケートカリウム（lithium polysilicate
    s）によりコーティングされたことを特徴とする、請求
    項５に記載の多層素材。
  7. 【請求項７】ガスバリア特性を有する前記フィルムが発
    泡シートに対して、糊を用いてまたは熱成層により接着
    させられることを特徴とする、請求項３から６に記載の
    素材。
  8. 【請求項８】前記発泡シートの密度が１０〜５００ｋｇ
    ／ｍ３の範囲内であることを特徴とする、請求項１から
    ７に記載の素材。
  9. 【請求項９】前記発泡シートの密度が１００〜２００ｋ
    ｇ／ｍ３の範囲内であることを特徴とする、請求項１か
    ら８に記載の素材。
  10. 【請求項１０】厚みが０．２〜３ｍｍであることを特徴
    とする、請求項１から９に記載の素材。
  11. 【請求項１１】厚みが０．２〜１．５ｍｍであることを
    特徴とする、請求項１０に記載の素材。
  12. 【請求項１２】前記シートが無機補強剤を含む、請求項
    １から１０に記載の素材。
  13. 【請求項１３】前記発泡シートが、脂肪族ポリエステル
    樹脂を１０〜３０重量％含む芳香族ポリエステル樹脂か
    ら得られることを特徴とする、請求項１から１２に記載
    の素材。
  14. 【請求項１４】請求項１から１３に記載の素材から製造
    された、飲料または食料容器。
  15. 【請求項１５】前記容器の密封が熱密閉で行われる、請
    求項１４に記載の容器。
  16. 【請求項１６】前記発泡シートに対し、７０ｍｌ／ｍ２
    ／２４ｈ／ａｔｍ以下の透過率と同等の酸素バリア特性
    を有するフィルムが接着された、請求項１から１３に記
    載の素材を用いて製造された果汁飲料または殺菌牛乳用
    の容器。
  17. 【請求項１７】前記シートに接着されたフィルムの酸素
    透過率が１０ｍｌ／ｍ２／２４ｈ／ａｔｍ以下であるこ
    とを特徴とする、請求項１６に記載の容器。
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