JP2004026225A - ガスバリア材で被覆された中空容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れたガスバリア性を有する非ハロゲン系ガスバリア性中空容器を提供する。
【解決手段】特定の組成のコート材により形成されるガスバリア層を中空容器の外面あるいは内面の少なくとも一方にコーティングすることによりガスバリア性、および透明性などの諸性能に優れるガスバリア性中空容器が得られる。
【選択図】 無
【解決手段】特定の組成のコート材により形成されるガスバリア層を中空容器の外面あるいは内面の少なくとも一方にコーティングすることによりガスバリア性、および透明性などの諸性能に優れるガスバリア性中空容器が得られる。
【選択図】 無
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は食品や飲料などの容器に好適に使用されるガスバリア性中空容器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポリマーを主要構成材料とする中空容器がその透明性、軽量性等の理由から従来のガラス容器、金属容器に替わって需要を伸ばしている。しかしながら、ガラスや金属に比べて酸素や二酸化炭素のバリア性に劣るため、長期に亘る食品や飲料の保存には限界があった。そのため、ポリアミド等のガスバリア性に優れる樹脂から成る層を含む多層構造の中空容器が提案され、実用化されているが、複雑な構造の成形機を用いざるを得ず、より簡便に製造できるガスバリア性中空容器の出現が要望されていた。
【０００３】
例えば、従来、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂をコーティングする手法が用いられていたが、ハロゲン原子を含有しているため焼却時にダイオキシンなどの有害ガスを発生し、環境破壊の原因となる恐れのあることが問題視されている。
【０００４】
これに代わる技術として例えば、飲料用容器として普及しているポリエチレンテレフタレート等のポリエステルからなる延伸ブロー中空容器にガスバリア性を付与する手段として、炭素やシリカ等の薄膜を蒸着やプラズマ放電等により容器内面に生成させる技術が提案され、一部実用化されているが、高真空が必要であり、大がかりな装置にならざるを得なかった。
【０００５】
一方、非ハロゲン系コーティング技術として、高アミン窒素含有のポリアミン−ポリエポキシドコーティングが知られている（特公平７−１１２８６２）。しかしながら、このコート材のガスバリア性は食品や飲料を長期に亘って保存するためには十分なものではなく、また高湿度条件下でバリア性が低下することからさらなる改良が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決し優れたガスバリア性を有する非ハロゲン系ガスバリア性中空容器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の組成のコート材により形成されるガスバリア層を中空容器の外面あるいは内面の少なくとも一方にコーティングすることによりガスバリア性、および透明性などの諸性能に優れるガスバリア性中空容器が得られることを見出した。
【０００８】
すなわち本発明は、外面あるいは内面の少なくとも一方が、表面積の６０〜１００％にガスバリア層がコートされたガスバリア性中空容器であって、（１）ガスバリア層がエポキシ樹脂をアミン系硬化剤により硬化して形成された層であり、（２）アミン系硬化剤が下記の（Ａ）と（Ｂ）の反応生成物、または（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の反応生成物であることを特徴とするガスバリア性中空容器に関する。
（Ａ）メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミン
（Ｂ）ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物
（Ｃ）炭素数１〜８の一価カルボン酸および／またはその誘導体
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、中空容器とは、ボトル、トレイ、カップ等、内側に空間部分を有する樹脂製容器である。該容器に用いられる樹脂としては、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を主成分とするコート材により形成されるガスバリア層をその表面に保持し得るものであればいずれのものでも使用することができ、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ナイロン６、ナイロン６，６などのポリアミド系樹脂などが挙げられるが、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂が好ましい。
【００１０】
中空容器を製造するに当たっては、いったんフィルム、シートを得て中空容器とする方法、ダイレクトブロー法、インジェクションブロー法、延伸ブロー法など直接中空容器とする方法など、公知の方法を採用することができる。また、これらの方法により中空容器を製造する際に必要に応じて強度保持層、シーラント層、ガスバリア層等を設けた多層構造としても良い。例えば、多層のフィルム、シートはガスバリア性樹脂から成るフィルムやシートにポリオレフィン系樹脂などを溶融押出する方法、ポリオレフィン系樹脂などの層にガスバリア性樹脂を溶融押出する方法、ガスバリア性樹脂とポリオレフィン系樹脂などとを共押出あるいは共射出する方法、ガスバリア性樹脂から成るフィルムやシートとポリオレフィン系樹脂などからなるフィルムやシートとを有機チタン化合物、ポリウレタン化合物、エポキシ化合物等の公知の接着剤を用いてドライラミネートする方法等により得ることができる。得られたフィルム、シートなどの多層構造物は真空成型、圧空成形、真空圧空成形などにより所望の形態の中空容器に成形することができる。
【００１１】
直接中空容器を得る方法として、ダイレクトブロー成形法、インジェクションブロー成形法、コールドパリソン法とホットパリソン法から成る延伸ブロー成形法等がある。これらの方法により中空容器を成形する際、必要に応じて強度保持層、ガスバリア層等を設けた多層構造としても良い。多層構造を有する中空容器は容器前駆体である多層パリソンを二軸延伸ブロー成形することによって得ることができる。多層パリソンは、例えば、熱可塑性ポリエステル樹脂とポリアミドＭＸＤ６とをそれぞれの射出シリンダーから金型ホットランナーを通して、金型キャビティー内に射出して得られる。これらの二軸延伸ブローボトルには耐熱性を付与するための熱固定処理がなされていても良い。
【００１２】
本発明の中空容器を構成するポリオレフィン系樹脂として、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びその部分ケン化物、アイオノマー、エチレン−プロピレン（ブロックまたはランダム）共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。特に、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレンが機械的特性等に優れることから好ましい。
【００１３】
本発明の中空容器を構成するポリエステル系樹脂として、エチレンテレフタレート、ブチレンテレフタレート、エチレンナフタレートなどを主たる繰り返し単位とする熱可塑性樹脂ポリエステル樹脂及びそれらの共重合樹脂が挙げられる。共重合酸成分として、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸等の脂環族ジカルボン酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸等が使用できる。
【００１４】
また、共重合ポリオール成分として、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が使用できる。
【００１５】
また、本発明の中空容器にはコート材をコーティングする際に膜切れやはじきなどの欠陥のないガスバリア層となる塗膜が形成されるように、火炎処理やコロナ放電処理などの各種表面処理が実施されていてもよい。このような処理は中空容器に対するガスバリア層の良好な接着を促進する。
【００１６】
続いて、本発明のガスバリア層を形成するコート材について以下に説明する。本発明におけるコート材はエポキシ樹脂とアミン系硬化剤を主成分とすることを特徴としている。
【００１７】
本発明において、コート材を構成するエポキシ樹脂は、飽和または不飽和の脂肪族化合物や脂環式化合物、芳香族化合物、あるいは複素環式化合物のいずれであってよいが、高いガスバリア性の発現を考慮した場合には芳香環を分子内に含むエポキシ樹脂が好ましい。
【００１８】
具体的にはメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位および／またはグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＡから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラックから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、レゾルシノールから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂などが使用できるが、中でもメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂およびレゾルシノールから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂が好ましい。
【００１９】
更に、ビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂やメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂を主成分として使用することがより好ましく、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂を主成分として使用することが特に好ましい。
【００２０】
また、柔軟性や耐衝撃性、耐湿熱性などの諸性能を向上させるために、上記の種々のエポキシ樹脂を適切な割合で混合して使用することもできる。
【００２１】
本発明におけるエポキシ樹脂は、各種アルコール類、フェノール類およびアミン類とエピハロヒドリンの反応により得られる。例えば、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂は、メタキシリレンジアミンにエピクロルヒドリンを付加させることで得られる。
ここで、前記グリシジルアミン部位は、キシリレンジアミン中のジアミンの４つの水素原子と置換できる、モノ−、ジ−、トリ−および／またはテトラ−グリシジルアミン部位を含む。モノ−、ジ−、トリ−および／またはテトラ−グリシジルアミン部位の各比率はメタキシリレンジアミンとエピクロルヒドリンとの反応比率を変えることで変更することができる。例えば、メタキシリレンジアミンに約４倍モルのエピクロルヒドリンを付加反応させることにより、主としてテトラグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂が得られる。
【００２２】
前記エポキシ樹脂は、各種アルコール類、フェノール類およびアミン類に対し過剰のエピハロヒドリンを水酸化ナトリウム等のアルカリ存在下、２０〜１４０℃、好ましくはアルコール類、フェノール類の場合は５０〜１２０℃、アミン類の場合は２０〜７０℃の温度条件で反応させ、生成するアルカリハロゲン化物を分離することにより合成される。
生成したエポキシ樹脂の数平均分子量は各種アルコール類、フェノール類およびアミン類に対するエピハロヒドリンのモル比により異なるが、約８０〜４０００であり、約２００〜１０００であることが好ましく、約２００〜５００であることがより好ましい。
【００２３】
本発明において、コート材を構成するアミン系硬化剤としては、下記の（Ａ）と（Ｂ）の反応生成物、または（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の反応生成物を用いることが特に好ましい。
（Ａ）メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミン
（Ｂ）ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物
（Ｃ）炭素数１〜８の一価カルボン酸および／またはその誘導体
【００２４】
前記（Ｂ）ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸などのカルボン酸およびそれらの誘導体、例えばエステル、アミド、酸無水物、酸塩化物などが挙げられ、特にアクリル酸、メタクリル酸およびそれらの誘導体が好ましい。
また、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、グリコール酸、安息香酸などの炭素数１〜８の一価のカルボン酸およびそれらの誘導体、例えばエステル、アミド、酸無水物、酸塩化物などを上記多官能性化合物と併用して開始ポリアミンと反応させてもよい。
【００２５】
また、メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、これらのポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物との反応における反応比は、ポリアミン成分に対する多官能性化合物のモル比が０．３〜０．９５の範囲が好ましい。反応により導入されるアミド基部位は高い凝集力を有しており、アミン系硬化剤中に高い割合でアミド基部位が存在することにより、より高い酸素バリア性および中空容器表面への良好な接着強度が得られる。
【００２６】
本発明において、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤の配合割合については、一般にエポキシ樹脂とアミン系硬化剤との反応によりエポキシ樹脂硬化物を作製する場合の標準的な配合範囲であってよい。具体的には、エポキシ樹脂中のエポキシ基の数に対するアミン系硬化剤中の活性水素数の比が０．５〜５．０、好ましくは０．８〜３．０の範囲である。
【００２７】
また、本発明において、コート材を構成するガスバリア性樹脂組成物には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリウレタン系樹脂組成物、ポリアクリル系樹脂組成物、ポリウレア系樹脂組成物等の熱硬化性樹脂組成物を混合してもよい。
【００２８】
本発明におけるガスバリア層は、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を主成分とするコート材を必要に応じてある種の適切な有機溶媒および／または水で希釈したコート液とし、該コート液を中空容器上にコーティング後、必要により乾燥、熱処理することにより形成される。すなわち、コート液の調製の際にはそのエポキシ樹脂硬化物を得るのに十分なコート材の濃度で実施されるが、これは開始材料の選択により変化させることができ、コート液中のコート材の濃度は選択した材料の種類およびモル比などにより、溶媒による希釈をしない場合から、ある種の適切な有機溶媒および／または水を用いて約５重量％程度の濃度に希釈する場合までの様々な状態をとり得る。同様に、硬化反応温度は室温から約１４０℃までの様々なものであってよい。
【００２９】
適切な有機溶媒としては、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−プロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−プロポキシ−２−プロパノールなどのグリコールエーテル類、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノールなどのアルコール類、Ｎ， Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ， Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒、トルエン、キシレン、酢酸エチルなどの非水溶性系溶媒などが挙げられるが、メタノール、酢酸エチルなどの比較的低沸点の溶媒がより好ましい。
【００３０】
コート液を中空容器にコーティングする場合においては、基材の表面の湿潤を助けるために、該コート液の中に、シリコンあるいはアクリル系化合物といった湿潤剤を添加しても良い。適切な湿潤剤としては、ビックケミー社から入手しうるＢＹＫ３３１、ＢＹＫ３３３、ＢＹＫ３４８、ＢＹＫ３８１などがある。これらを添加する場合には、硬化反応物の全重量を基準として０．０１重量％〜２．０重量％の範囲が好ましい。
【００３１】
また、ガスバリア性コート層のガスバリア性、耐衝撃性などの諸性能を向上させるために、コート材の中にシリカ、アルミナ、マイカ、タルク、アルミニウムフレーク、ガラスフレークなどの無機フィラーを添加しても良い。フィルムの透明性を考慮した場合には、このような無機フィラーが平板状であることが好ましい。これらを添加する場合には、硬化反応物の全重量を基準として０．０１重量％〜１０．０重量％の範囲が好ましい。
【００３２】
また、前記コート材には、必要に応じて、酸素捕捉機能を有する化合物等を添加してもよい。酸素捕捉機能を有する化合物としては、例えば、ヒンダードフェノール類、ビタミンＣ、ビタミンＥ、有機燐化合物、没食子酸、ピロガロール等の酸素と反応する低分子有機化合物や、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。
【００３３】
本発明において、コート液を中空容器にコーティングする際の塗装形式としては、ロールコーティングやスプレーコーティング、エアナイフコーティング、浸漬、はけ塗りなどの一般的に使用されるコーティング形式のいずれも使用され得る。この中でもスプレーコーティングが特に好ましい。例えば、硬化性塗料成分を塗布するための一般的なスプレー技術および設備が適用され得る。
【００３４】
本発明において、ガスバリア層は中空容器の外面あるいは内面の少なくとも一方において、その表面積の６０〜１００％にコートされていることが必要である。コートされている面積が中空容器の外面および内面のいずれも表面積の６０％未満であると、得られるガスバリア性が充分でなく、好ましくない。
中空容器に充填される食品、飲料の種類によってよって高度なガスバリア性が必要になる。例えば、充填される飲料がビールの場合、ビール中に１ｐｐｍの酸素が混入するとビールの風味が損なわれるとされている。内容積５００ｍｌ、表面積０．０４ｍ２のポリエチレンテレフタレートからなる延伸ブロー容器の場合、酸素透過率はおおよそ０．０２〜０．０４ ｃｃ／ｂｏｔｔｌｅ・ｄａｙ・０．２１ａｔｍの範囲にある。この場合、容器の壁を通過して来る酸素が内容物の１ｐｐｍに達するまでの時間は１週間ないし２週間となる。容器の壁を通過して来る酸素が内容物の１ｐｐｍに達するまでの時間を２倍以上、すなわち、商品の寿命を２週間ないし４週間に延ばすためには、本発明のコート材であれば、中空容器の表面積のおおよそ６０％以上にコートすることにより達成される。
【００３５】
コート液を中空容器に塗布、乾燥・熱処理した後のガスバリア層の厚さは１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍが実用的である。１μｍ未満では十分なガスバリア性が発揮し難く、一方５０μｍを超えるとその膜厚にムラが生じる。
【００３６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を紹介するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【００３７】
＜アミン系硬化剤Ａ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下６０℃に昇温し、０．６７ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下した。滴下終了後１２０℃で１時間攪拌し、さらに、生成するメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、固形分濃度が７０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ａを得た。
【００３８】
＜アミン系硬化剤Ｂ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下６０℃に昇温し、０．５０ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下した。滴下終了後１２０℃で１時間攪拌し、さらに、生成するメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、アミン系硬化剤Ｂを得た。
【００３９】
＜アミン系硬化剤Ｃ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下１２０℃に昇温し、０．５０ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下し、１２０℃で０．５時間攪拌した。さらに０．１７ｍｏｌのリンゴ酸を少量ずつ添加し、０．５時間攪拌した。生成する水およびメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、固形分濃度が７０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ｃを得た。
【００４０】
＜アミン系硬化剤Ｄ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下１２０℃に昇温し、０．６７ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下し、１２０℃で０．５時間攪拌した。さらに０．３３ｍｏｌの酢酸を０．５時間かけて滴下し、１時間攪拌した。生成する水およびメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、固形分濃度が７０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ｄを得た。
【００４１】
＜アミン系硬化剤Ｅ＞
反応容器に１ｍｏｌのテトラエチレンペンタミンを仕込んだ。窒素気流下１００℃に昇温し、０．４ｍｏｌのビスフェノールＡから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製；エピコート８２８）を１時間かけて滴下し、さらに２時間攪拌した。固形分濃度が４０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ｅを得た。
【００４２】
＜中空容器の成形＞
（１）延伸ブローボトル
固有粘度０．７５のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：日本ユニペット（株）製、商品名：ＲＴ５４３Ｃ）を用いて下記の条件で射出成形によりパリソンを得た。
射出シリンダー ：２７０℃ 金型内樹脂流路 ：２７０℃金型
冷却水 ： １５℃
パリソンの形状 ： 全長８０ｍｍ、外径２３．５ｍｍφ、肉厚４．５ｍｍ
次いで、得られたパリソンを、二軸延伸ブロー成形機を用いて下記の条件により二軸延伸ブロー成形してボトル形状の中空容器（延伸ブローボトルＡ）を得た。
（２）ダイレクトブローボトル
ランダム共重合ポリプロピレン（チッソ（株）製Ｘ０２３５ ＭＦＲ０．６）を用いて、下記の条件で成形してダイレクトブローボトルＢを得た。
【００４３】
また、中空容器の各種性能の測定方法は以下の通りである。
＜酸素透過率（ｃｃ／ｂｏｔｔｌｅ・ｄａｙ・０．２１ａｔｍ）＞
２３℃、容器内部の相対湿度１００％、外部の相対湿度５０％の雰囲気下にてＡＳＴＭ Ｄ３９８５に準じて測定した。測定はモダンコントロール社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ １０／５０Ａを使用した。
＜透明性（曇価の差）＞
ボトルの胴部を切り取り、日本電色工業（株）製、ＺＥ−２０００を使用し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に準じて曇価（ヘイズ）を測定した。結果はコーティング後の曇価からコーティング前の曇価を引いた値で表した。
【００４４】
実施例１
アミン系硬化剤Ａを９０重量部およびメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂（三菱ガス化学（株）製； ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ）を５０重量部含むメタノール／酢酸エチル＝１／１溶液（固形分濃度；３０重量％）を作製し、そこにアクリル系湿潤剤（ビック・ケミー社製；ＢＹＫ３８１）を０．０２重量部加え、よく攪拌し、コート液Ａを得た。このコート液Ａを延伸ブローボトルＡの口栓部以外の外面にスプレーした後、６０℃雰囲気下、３０分硬化させた。コートされた面積の、外面の全表面積に対する割合は９５％、コート層の厚みは平均２０μｍであった。得られたガスバリア層がコートされたボトルについてその酸素バリア性と透明性（曇価の差）を評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
実施例２
アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｂを６６重量部用いた（コート液Ｂ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４６】
実施例３
アミン系硬化剤Ａの代わりにメタキシリレンジアミンとメタクリル酸メチルのモル比が約２：１のメタキシリレンジアミンとメタクリル酸メチルとの反応生成物（三菱ガス化学（株）製；ガスカミン３４０）を７０重量部用いた（コート液Ｃ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４７】
実施例４
アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｃを１００重量部用いた（コート液Ｄ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４８】
実施例５
アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｄを１４４重量部用いた（コート液Ｅ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４９】
実施例６
メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂の代わりにビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製；エピコート８０７）を５０重量部用い、アミン系硬化剤Ａを７７重量部用いた（コート液Ｆ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
実施例７
コートされた面積の全表面積に対する割合を７５％とした以外は実施例１と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５１】
実施例８
コートされた面積の全表面積に対する割合を６５％とした以外は実施例１と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５２】
比較例１
メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂の代わりにビスフェノールＡから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製；エピコート８２８）を５０重量部、アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｅを２７重量部用いた（コート液Ｇ）以外は実施例１と同様の方法でコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５３】
比較例２
延伸ブローボトルＡに何らコートを施さずに、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表１に示す。
【００５４】
比較例３
コートされた面積の全表面積に対する割合を５０％とした以外は実施例１と同様にしてコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
実施例９
延伸ブローボトルＡの代わりにダイレクトブローボトルＢを用いた以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００５７】
実施例１０
コートされた面積の全表面積に対する割合を７５％とした以外は実施例９と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００５８】
実施例１１
コートされた面積の全表面積に対する割合を６０％とした以外は実施例９と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００５９】
比較例４
ダイレクトブローボトルＢに何らコートを施さずに、実施例９と同様の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００６０】
比較例５
コートされた面積の全表面積に対する割合を５０％とした以外は実施例９と同様にしてコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
【００６２】
【発明の効果】
本発明のガスバリア性中空容器は非ハロゲン系ガスバリアコート材を使用していることから環境への負荷が小さい。さらに、本発明のガスバリア性中空容器は高いガスバリア性に加え、層間接着性、高湿度下におけるガスバリア性、耐衝撃性、耐レトルト処理性などの諸性能についても優れていることから、高ガスバリア性が要求される食品や医薬品などの包装材料を始めとする様々な用途に応用される。
【発明の属する技術分野】
本発明は食品や飲料などの容器に好適に使用されるガスバリア性中空容器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポリマーを主要構成材料とする中空容器がその透明性、軽量性等の理由から従来のガラス容器、金属容器に替わって需要を伸ばしている。しかしながら、ガラスや金属に比べて酸素や二酸化炭素のバリア性に劣るため、長期に亘る食品や飲料の保存には限界があった。そのため、ポリアミド等のガスバリア性に優れる樹脂から成る層を含む多層構造の中空容器が提案され、実用化されているが、複雑な構造の成形機を用いざるを得ず、より簡便に製造できるガスバリア性中空容器の出現が要望されていた。
【０００３】
例えば、従来、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂をコーティングする手法が用いられていたが、ハロゲン原子を含有しているため焼却時にダイオキシンなどの有害ガスを発生し、環境破壊の原因となる恐れのあることが問題視されている。
【０００４】
これに代わる技術として例えば、飲料用容器として普及しているポリエチレンテレフタレート等のポリエステルからなる延伸ブロー中空容器にガスバリア性を付与する手段として、炭素やシリカ等の薄膜を蒸着やプラズマ放電等により容器内面に生成させる技術が提案され、一部実用化されているが、高真空が必要であり、大がかりな装置にならざるを得なかった。
【０００５】
一方、非ハロゲン系コーティング技術として、高アミン窒素含有のポリアミン−ポリエポキシドコーティングが知られている（特公平７−１１２８６２）。しかしながら、このコート材のガスバリア性は食品や飲料を長期に亘って保存するためには十分なものではなく、また高湿度条件下でバリア性が低下することからさらなる改良が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決し優れたガスバリア性を有する非ハロゲン系ガスバリア性中空容器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の組成のコート材により形成されるガスバリア層を中空容器の外面あるいは内面の少なくとも一方にコーティングすることによりガスバリア性、および透明性などの諸性能に優れるガスバリア性中空容器が得られることを見出した。
【０００８】
すなわち本発明は、外面あるいは内面の少なくとも一方が、表面積の６０〜１００％にガスバリア層がコートされたガスバリア性中空容器であって、（１）ガスバリア層がエポキシ樹脂をアミン系硬化剤により硬化して形成された層であり、（２）アミン系硬化剤が下記の（Ａ）と（Ｂ）の反応生成物、または（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の反応生成物であることを特徴とするガスバリア性中空容器に関する。
（Ａ）メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミン
（Ｂ）ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物
（Ｃ）炭素数１〜８の一価カルボン酸および／またはその誘導体
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において、中空容器とは、ボトル、トレイ、カップ等、内側に空間部分を有する樹脂製容器である。該容器に用いられる樹脂としては、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を主成分とするコート材により形成されるガスバリア層をその表面に保持し得るものであればいずれのものでも使用することができ、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ナイロン６、ナイロン６，６などのポリアミド系樹脂などが挙げられるが、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂が好ましい。
【００１０】
中空容器を製造するに当たっては、いったんフィルム、シートを得て中空容器とする方法、ダイレクトブロー法、インジェクションブロー法、延伸ブロー法など直接中空容器とする方法など、公知の方法を採用することができる。また、これらの方法により中空容器を製造する際に必要に応じて強度保持層、シーラント層、ガスバリア層等を設けた多層構造としても良い。例えば、多層のフィルム、シートはガスバリア性樹脂から成るフィルムやシートにポリオレフィン系樹脂などを溶融押出する方法、ポリオレフィン系樹脂などの層にガスバリア性樹脂を溶融押出する方法、ガスバリア性樹脂とポリオレフィン系樹脂などとを共押出あるいは共射出する方法、ガスバリア性樹脂から成るフィルムやシートとポリオレフィン系樹脂などからなるフィルムやシートとを有機チタン化合物、ポリウレタン化合物、エポキシ化合物等の公知の接着剤を用いてドライラミネートする方法等により得ることができる。得られたフィルム、シートなどの多層構造物は真空成型、圧空成形、真空圧空成形などにより所望の形態の中空容器に成形することができる。
【００１１】
直接中空容器を得る方法として、ダイレクトブロー成形法、インジェクションブロー成形法、コールドパリソン法とホットパリソン法から成る延伸ブロー成形法等がある。これらの方法により中空容器を成形する際、必要に応じて強度保持層、ガスバリア層等を設けた多層構造としても良い。多層構造を有する中空容器は容器前駆体である多層パリソンを二軸延伸ブロー成形することによって得ることができる。多層パリソンは、例えば、熱可塑性ポリエステル樹脂とポリアミドＭＸＤ６とをそれぞれの射出シリンダーから金型ホットランナーを通して、金型キャビティー内に射出して得られる。これらの二軸延伸ブローボトルには耐熱性を付与するための熱固定処理がなされていても良い。
【００１２】
本発明の中空容器を構成するポリオレフィン系樹脂として、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びその部分ケン化物、アイオノマー、エチレン−プロピレン（ブロックまたはランダム）共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、ポリメチルペンテン等が挙げられる。特に、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレンが機械的特性等に優れることから好ましい。
【００１３】
本発明の中空容器を構成するポリエステル系樹脂として、エチレンテレフタレート、ブチレンテレフタレート、エチレンナフタレートなどを主たる繰り返し単位とする熱可塑性樹脂ポリエステル樹脂及びそれらの共重合樹脂が挙げられる。共重合酸成分として、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸等の脂環族ジカルボン酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸等が使用できる。
【００１４】
また、共重合ポリオール成分として、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が使用できる。
【００１５】
また、本発明の中空容器にはコート材をコーティングする際に膜切れやはじきなどの欠陥のないガスバリア層となる塗膜が形成されるように、火炎処理やコロナ放電処理などの各種表面処理が実施されていてもよい。このような処理は中空容器に対するガスバリア層の良好な接着を促進する。
【００１６】
続いて、本発明のガスバリア層を形成するコート材について以下に説明する。本発明におけるコート材はエポキシ樹脂とアミン系硬化剤を主成分とすることを特徴としている。
【００１７】
本発明において、コート材を構成するエポキシ樹脂は、飽和または不飽和の脂肪族化合物や脂環式化合物、芳香族化合物、あるいは複素環式化合物のいずれであってよいが、高いガスバリア性の発現を考慮した場合には芳香環を分子内に含むエポキシ樹脂が好ましい。
【００１８】
具体的にはメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位および／またはグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＡから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラックから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、レゾルシノールから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂などが使用できるが、中でもメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂およびレゾルシノールから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂が好ましい。
【００１９】
更に、ビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂やメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂を主成分として使用することがより好ましく、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂を主成分として使用することが特に好ましい。
【００２０】
また、柔軟性や耐衝撃性、耐湿熱性などの諸性能を向上させるために、上記の種々のエポキシ樹脂を適切な割合で混合して使用することもできる。
【００２１】
本発明におけるエポキシ樹脂は、各種アルコール類、フェノール類およびアミン類とエピハロヒドリンの反応により得られる。例えば、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂は、メタキシリレンジアミンにエピクロルヒドリンを付加させることで得られる。
ここで、前記グリシジルアミン部位は、キシリレンジアミン中のジアミンの４つの水素原子と置換できる、モノ−、ジ−、トリ−および／またはテトラ−グリシジルアミン部位を含む。モノ−、ジ−、トリ−および／またはテトラ−グリシジルアミン部位の各比率はメタキシリレンジアミンとエピクロルヒドリンとの反応比率を変えることで変更することができる。例えば、メタキシリレンジアミンに約４倍モルのエピクロルヒドリンを付加反応させることにより、主としてテトラグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂が得られる。
【００２２】
前記エポキシ樹脂は、各種アルコール類、フェノール類およびアミン類に対し過剰のエピハロヒドリンを水酸化ナトリウム等のアルカリ存在下、２０〜１４０℃、好ましくはアルコール類、フェノール類の場合は５０〜１２０℃、アミン類の場合は２０〜７０℃の温度条件で反応させ、生成するアルカリハロゲン化物を分離することにより合成される。
生成したエポキシ樹脂の数平均分子量は各種アルコール類、フェノール類およびアミン類に対するエピハロヒドリンのモル比により異なるが、約８０〜４０００であり、約２００〜１０００であることが好ましく、約２００〜５００であることがより好ましい。
【００２３】
本発明において、コート材を構成するアミン系硬化剤としては、下記の（Ａ）と（Ｂ）の反応生成物、または（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の反応生成物を用いることが特に好ましい。
（Ａ）メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミン
（Ｂ）ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物
（Ｃ）炭素数１〜８の一価カルボン酸および／またはその誘導体
【００２４】
前記（Ｂ）ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸などのカルボン酸およびそれらの誘導体、例えばエステル、アミド、酸無水物、酸塩化物などが挙げられ、特にアクリル酸、メタクリル酸およびそれらの誘導体が好ましい。
また、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、グリコール酸、安息香酸などの炭素数１〜８の一価のカルボン酸およびそれらの誘導体、例えばエステル、アミド、酸無水物、酸塩化物などを上記多官能性化合物と併用して開始ポリアミンと反応させてもよい。
【００２５】
また、メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミンと、これらのポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物との反応における反応比は、ポリアミン成分に対する多官能性化合物のモル比が０．３〜０．９５の範囲が好ましい。反応により導入されるアミド基部位は高い凝集力を有しており、アミン系硬化剤中に高い割合でアミド基部位が存在することにより、より高い酸素バリア性および中空容器表面への良好な接着強度が得られる。
【００２６】
本発明において、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤の配合割合については、一般にエポキシ樹脂とアミン系硬化剤との反応によりエポキシ樹脂硬化物を作製する場合の標準的な配合範囲であってよい。具体的には、エポキシ樹脂中のエポキシ基の数に対するアミン系硬化剤中の活性水素数の比が０．５〜５．０、好ましくは０．８〜３．０の範囲である。
【００２７】
また、本発明において、コート材を構成するガスバリア性樹脂組成物には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリウレタン系樹脂組成物、ポリアクリル系樹脂組成物、ポリウレア系樹脂組成物等の熱硬化性樹脂組成物を混合してもよい。
【００２８】
本発明におけるガスバリア層は、エポキシ樹脂とアミン系硬化剤を主成分とするコート材を必要に応じてある種の適切な有機溶媒および／または水で希釈したコート液とし、該コート液を中空容器上にコーティング後、必要により乾燥、熱処理することにより形成される。すなわち、コート液の調製の際にはそのエポキシ樹脂硬化物を得るのに十分なコート材の濃度で実施されるが、これは開始材料の選択により変化させることができ、コート液中のコート材の濃度は選択した材料の種類およびモル比などにより、溶媒による希釈をしない場合から、ある種の適切な有機溶媒および／または水を用いて約５重量％程度の濃度に希釈する場合までの様々な状態をとり得る。同様に、硬化反応温度は室温から約１４０℃までの様々なものであってよい。
【００２９】
適切な有機溶媒としては、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−プロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノール、１−エトキシ−２−プロパノール、１−プロポキシ−２−プロパノールなどのグリコールエーテル類、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノールなどのアルコール類、Ｎ， Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ， Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒、トルエン、キシレン、酢酸エチルなどの非水溶性系溶媒などが挙げられるが、メタノール、酢酸エチルなどの比較的低沸点の溶媒がより好ましい。
【００３０】
コート液を中空容器にコーティングする場合においては、基材の表面の湿潤を助けるために、該コート液の中に、シリコンあるいはアクリル系化合物といった湿潤剤を添加しても良い。適切な湿潤剤としては、ビックケミー社から入手しうるＢＹＫ３３１、ＢＹＫ３３３、ＢＹＫ３４８、ＢＹＫ３８１などがある。これらを添加する場合には、硬化反応物の全重量を基準として０．０１重量％〜２．０重量％の範囲が好ましい。
【００３１】
また、ガスバリア性コート層のガスバリア性、耐衝撃性などの諸性能を向上させるために、コート材の中にシリカ、アルミナ、マイカ、タルク、アルミニウムフレーク、ガラスフレークなどの無機フィラーを添加しても良い。フィルムの透明性を考慮した場合には、このような無機フィラーが平板状であることが好ましい。これらを添加する場合には、硬化反応物の全重量を基準として０．０１重量％〜１０．０重量％の範囲が好ましい。
【００３２】
また、前記コート材には、必要に応じて、酸素捕捉機能を有する化合物等を添加してもよい。酸素捕捉機能を有する化合物としては、例えば、ヒンダードフェノール類、ビタミンＣ、ビタミンＥ、有機燐化合物、没食子酸、ピロガロール等の酸素と反応する低分子有機化合物や、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。
【００３３】
本発明において、コート液を中空容器にコーティングする際の塗装形式としては、ロールコーティングやスプレーコーティング、エアナイフコーティング、浸漬、はけ塗りなどの一般的に使用されるコーティング形式のいずれも使用され得る。この中でもスプレーコーティングが特に好ましい。例えば、硬化性塗料成分を塗布するための一般的なスプレー技術および設備が適用され得る。
【００３４】
本発明において、ガスバリア層は中空容器の外面あるいは内面の少なくとも一方において、その表面積の６０〜１００％にコートされていることが必要である。コートされている面積が中空容器の外面および内面のいずれも表面積の６０％未満であると、得られるガスバリア性が充分でなく、好ましくない。
中空容器に充填される食品、飲料の種類によってよって高度なガスバリア性が必要になる。例えば、充填される飲料がビールの場合、ビール中に１ｐｐｍの酸素が混入するとビールの風味が損なわれるとされている。内容積５００ｍｌ、表面積０．０４ｍ２のポリエチレンテレフタレートからなる延伸ブロー容器の場合、酸素透過率はおおよそ０．０２〜０．０４ ｃｃ／ｂｏｔｔｌｅ・ｄａｙ・０．２１ａｔｍの範囲にある。この場合、容器の壁を通過して来る酸素が内容物の１ｐｐｍに達するまでの時間は１週間ないし２週間となる。容器の壁を通過して来る酸素が内容物の１ｐｐｍに達するまでの時間を２倍以上、すなわち、商品の寿命を２週間ないし４週間に延ばすためには、本発明のコート材であれば、中空容器の表面積のおおよそ６０％以上にコートすることにより達成される。
【００３５】
コート液を中空容器に塗布、乾燥・熱処理した後のガスバリア層の厚さは１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍが実用的である。１μｍ未満では十分なガスバリア性が発揮し難く、一方５０μｍを超えるとその膜厚にムラが生じる。
【００３６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を紹介するが、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
【００３７】
＜アミン系硬化剤Ａ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下６０℃に昇温し、０．６７ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下した。滴下終了後１２０℃で１時間攪拌し、さらに、生成するメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、固形分濃度が７０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ａを得た。
【００３８】
＜アミン系硬化剤Ｂ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下６０℃に昇温し、０．５０ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下した。滴下終了後１２０℃で１時間攪拌し、さらに、生成するメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、アミン系硬化剤Ｂを得た。
【００３９】
＜アミン系硬化剤Ｃ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下１２０℃に昇温し、０．５０ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下し、１２０℃で０．５時間攪拌した。さらに０．１７ｍｏｌのリンゴ酸を少量ずつ添加し、０．５時間攪拌した。生成する水およびメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、固形分濃度が７０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ｃを得た。
【００４０】
＜アミン系硬化剤Ｄ＞
反応容器に１ｍｏｌのメタキシリレンジアミンを仕込んだ。窒素気流下１２０℃に昇温し、０．６７ｍｏｌのアクリル酸メチルを１時間かけて滴下し、１２０℃で０．５時間攪拌した。さらに０．３３ｍｏｌの酢酸を０．５時間かけて滴下し、１時間攪拌した。生成する水およびメタノールを留去しながら３時間で１８０℃まで昇温した。１００℃まで冷却し、固形分濃度が７０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ｄを得た。
【００４１】
＜アミン系硬化剤Ｅ＞
反応容器に１ｍｏｌのテトラエチレンペンタミンを仕込んだ。窒素気流下１００℃に昇温し、０．４ｍｏｌのビスフェノールＡから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製；エピコート８２８）を１時間かけて滴下し、さらに２時間攪拌した。固形分濃度が４０重量％になるように所定量のメタノールを加え、アミン系硬化剤Ｅを得た。
【００４２】
＜中空容器の成形＞
（１）延伸ブローボトル
固有粘度０．７５のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：日本ユニペット（株）製、商品名：ＲＴ５４３Ｃ）を用いて下記の条件で射出成形によりパリソンを得た。
射出シリンダー ：２７０℃ 金型内樹脂流路 ：２７０℃金型
冷却水 ： １５℃
パリソンの形状 ： 全長８０ｍｍ、外径２３．５ｍｍφ、肉厚４．５ｍｍ
次いで、得られたパリソンを、二軸延伸ブロー成形機を用いて下記の条件により二軸延伸ブロー成形してボトル形状の中空容器（延伸ブローボトルＡ）を得た。
ランダム共重合ポリプロピレン（チッソ（株）製Ｘ０２３５ ＭＦＲ０．６）を用いて、下記の条件で成形してダイレクトブローボトルＢを得た。
また、中空容器の各種性能の測定方法は以下の通りである。
＜酸素透過率（ｃｃ／ｂｏｔｔｌｅ・ｄａｙ・０．２１ａｔｍ）＞
２３℃、容器内部の相対湿度１００％、外部の相対湿度５０％の雰囲気下にてＡＳＴＭ Ｄ３９８５に準じて測定した。測定はモダンコントロール社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ １０／５０Ａを使用した。
＜透明性（曇価の差）＞
ボトルの胴部を切り取り、日本電色工業（株）製、ＺＥ−２０００を使用し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に準じて曇価（ヘイズ）を測定した。結果はコーティング後の曇価からコーティング前の曇価を引いた値で表した。
【００４４】
実施例１
アミン系硬化剤Ａを９０重量部およびメタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂（三菱ガス化学（株）製； ＴＥＴＲＡＤ−Ｘ）を５０重量部含むメタノール／酢酸エチル＝１／１溶液（固形分濃度；３０重量％）を作製し、そこにアクリル系湿潤剤（ビック・ケミー社製；ＢＹＫ３８１）を０．０２重量部加え、よく攪拌し、コート液Ａを得た。このコート液Ａを延伸ブローボトルＡの口栓部以外の外面にスプレーした後、６０℃雰囲気下、３０分硬化させた。コートされた面積の、外面の全表面積に対する割合は９５％、コート層の厚みは平均２０μｍであった。得られたガスバリア層がコートされたボトルについてその酸素バリア性と透明性（曇価の差）を評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
実施例２
アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｂを６６重量部用いた（コート液Ｂ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４６】
実施例３
アミン系硬化剤Ａの代わりにメタキシリレンジアミンとメタクリル酸メチルのモル比が約２：１のメタキシリレンジアミンとメタクリル酸メチルとの反応生成物（三菱ガス化学（株）製；ガスカミン３４０）を７０重量部用いた（コート液Ｃ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４７】
実施例４
アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｃを１００重量部用いた（コート液Ｄ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４８】
実施例５
アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｄを１４４重量部用いた（コート液Ｅ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００４９】
実施例６
メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂の代わりにビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製；エピコート８０７）を５０重量部用い、アミン系硬化剤Ａを７７重量部用いた（コート液Ｆ）以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
実施例７
コートされた面積の全表面積に対する割合を７５％とした以外は実施例１と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５１】
実施例８
コートされた面積の全表面積に対する割合を６５％とした以外は実施例１と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５２】
比較例１
メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂の代わりにビスフェノールＡから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製；エピコート８２８）を５０重量部、アミン系硬化剤Ａの代わりにアミン系硬化剤Ｅを２７重量部用いた（コート液Ｇ）以外は実施例１と同様の方法でコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５３】
比較例２
延伸ブローボトルＡに何らコートを施さずに、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表１に示す。
【００５４】
比較例３
コートされた面積の全表面積に対する割合を５０％とした以外は実施例１と同様にしてコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
実施例９
延伸ブローボトルＡの代わりにダイレクトブローボトルＢを用いた以外は実施例１と同様の方法でガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００５７】
実施例１０
コートされた面積の全表面積に対する割合を７５％とした以外は実施例９と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００５８】
実施例１１
コートされた面積の全表面積に対する割合を６０％とした以外は実施例９と同様にしてガスバリア層がコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００５９】
比較例４
ダイレクトブローボトルＢに何らコートを施さずに、実施例９と同様の評価を行なった。結果を表２に示す。
【００６０】
比較例５
コートされた面積の全表面積に対する割合を５０％とした以外は実施例９と同様にしてコートされたボトルを作製し、評価を行った。結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
【発明の効果】
本発明のガスバリア性中空容器は非ハロゲン系ガスバリアコート材を使用していることから環境への負荷が小さい。さらに、本発明のガスバリア性中空容器は高いガスバリア性に加え、層間接着性、高湿度下におけるガスバリア性、耐衝撃性、耐レトルト処理性などの諸性能についても優れていることから、高ガスバリア性が要求される食品や医薬品などの包装材料を始めとする様々な用途に応用される。
Claims (6)
- 外面あるいは内面の少なくとも一方が、表面積の６０〜１００％にガスバリア層がコートされたガスバリア性中空容器であって、（１）ガスバリア層がエポキシ樹脂をアミン系硬化剤により硬化して形成された層であり、（２）アミン系硬化剤が下記の（Ａ）と（Ｂ）の反応生成物、または（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の反応生成物であることを特徴とするガスバリア性中空容器。
（Ａ）メタキシリレンジアミンまたはパラキシリレンジアミン
（Ｂ）ポリアミンとの反応によりアミド基部位を形成しオリゴマーを形成し得る、少なくとも１つのアシル基を有する多官能性化合物
（Ｃ）炭素数１〜８の一価カルボン酸および／またはその誘導体 - 前記エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位および／またはグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＡから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラックから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、レゾルシノールから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つである請求項１に記載のガスバリア性中空容器。
- 前記エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、および／またはビスフェノールＦから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂を主成分とするものである請求項１に記載のガスバリア性中空容器。
- 前記エポキシ樹脂が、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂を主成分とするものである請求項１に記載のガスバリア性中空容器。
- 前記アミン系硬化剤がメタキシリレンジアミンと、アクリル酸、メタクリル酸および／またはそれらの誘導体との反応生成物である請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリア性中空容器。
- 中空容器が主にポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂およびポリアミド樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂から構成されている請求項１〜５のいずれかに記載のガスバリア性中空容器。
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