JP2005306410A

JP2005306410A - 合成樹脂製容器

Info

Publication number: JP2005306410A
Application number: JP2004123663A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sukai; 昌弘須貝; Masato Suzuki; 正人鈴木; Hiromi Nagayama; 廣美永山
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】ガスバリア性樹脂の成形品表面コーティングによる、透明性、耐久性、耐水性等に係る問題を解決することを技術的課題とし、もってガスバリア性が高く、外観の低下がなく、そして耐久性、耐水性の問題のない合成樹脂製容器を提供することを目的とする。
【解決手段】表面にポリビニルアルコール系、酢酸ビニル系、エチレンビニルアルコール共重合体系、あるいはポリ塩化ビニリデン系のコーティング剤により形成された樹脂コーティング層を有する容器において、この樹脂コーティング層をさらに紫外線硬化系塗料で被覆したこと、にある。
【選択図】図１

Description

本発明は、コーティング層によりガスバリア性が改善された合成樹脂製容器に関する。

従来，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製，あるいはポリプロピレン（ＰＰ）樹脂製壜体は，その優れた物性（透明性，光沢性，軽量性，適度な剛性等）から飲料，調味料，化粧品，液体洗剤等の容器として広く用いられている。

また、内容液が酸化しやすい食品等、ガスバリア性を要求される分野では、たとえばＰＥＴ樹脂／ナイロン樹脂（あるいはエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ））／ＰＥＴ樹脂のような積層構造を有した壜体が使用される。また積層構造を有する容器の成形は、成形機が複雑になる、成形が困難である、容器形状が限定される等の面もあり、特許文献１には壜体の外表面にＰＶＡ等のガスバリア性の高い樹脂を主成分としたコーティング剤で被覆する方法が記載されている。
特開平８−２３８６６７号公報

しかしながら、壜体等の容器のガスバリア性の向上のための方法として、上記のコーティング剤による方法は主成分であるＰＶＡ等の樹脂を水等の溶媒に溶解してコーティングされるものであり、その乾燥成膜工程において、溶媒の蒸発に伴ない大きな体積収縮が発生、その結果表面に微細な凹凸が発生し、表面光沢、あるいは壜体の透明性が損なわれる等の大きな問題がある。さらにはコーティング層の剥離強度に係る耐久性、またＰＶＡ等の親水性の材料では耐水性、あるいは水分の吸収に伴なうガスバリア性の低下も問題である。

本発明は上記した、ガスバリア性樹脂の成形品表面コーティングによる、透明性、耐久性、耐水性等に係る問題を解決することを技術的課題とし、もってガスバリア性が高く、外観の低下がなく、そして耐久性、耐水性の問題のない合成樹脂製容器を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決する請求項１記載の発明の手段は、表面にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系、酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）系、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）系、あるいはポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）系のコーティング剤により形成されたコーティング層を有する容器において、このコーティング層をさらに紫外線硬化系塗料で被覆したこと、にある。

ここでＰＶＡ系、ＰＶＡｃ系、ＥＶＯＨ系、あるいはＰＶＤＣ系のコーティング剤は、これら合成樹脂を主成分とするものであり、通常水等の溶媒により希釈された状態で市販、供給される。また無機フィラー等の副成分を添加して使用することもできる。たとえば層状珪酸塩等のフィラーが所謂ナノコンポジット材としてガスバリア性をさらに向上させるために分散して使用される。

また、コーティング層の形成は容器の成形方法、形状は特に限定されるものではなく、また２軸延伸ブロー成形のプリフォームのような中間成形品へのコーティングによることもできる。

請求項１記載の上記構成により、コーティング剤の容器表面への塗布工程における塗布斑、あるいは溶媒の乾燥工程での溶媒の蒸散に伴なう体積収縮によりコーティング層の表面には微細な凹凸が発生してしまうが、このコーティング層を例えば、アクリル系を主とした紫外線（ＵＶ）硬化系の塗料で被覆することにより、コーティング層表面の凹凸を埋めることができ容器の表面光沢性、あるいは容器の透明性を確保することができる。

また、壜体を形成するＰＥＴ樹脂、あるいはＰＰ樹脂等とコーティング層の密着性が低くて剥離しやすい、またＰＶＡ等のガスバリア性の優れたコーティング剤の主成分は多くの場合水溶性であり、たとえば内容液の充填工程等で水に接触した場合にはコーティング層が膨潤して剥がれる等の問題大きい。しかし、上から紫外線により３次元的に架橋され、磨耗等に係る耐久が高く、耐水性に優れたＵＶ硬化層を被覆することにより、上記したコーティング層に係る問題を解決することができる。

また、ＰＶＡ，ＥＶＯＨ等は高湿度の環境では、水分を吸収することにより膨潤してガスバリア性が低下するが、ＵＶ硬化層により水分吸収を低くすることができるので、コーティング層の水分吸収によるガスバリア性の低下を抑制できる。

請求項２記載の発明の手段は、請求項１記載の発明において、合成樹脂製容器がＰＥＴ系樹脂製壜体であることを特徴としたこと、にある。

ＰＥＴ系樹脂製壜体は透明性にも優れた壜体であり、飲料等に幅広く使用されているが、請求項２記載の上記構成により壜体の透明性を損なうことなく、コーティング層によりガスバリア性が向上したＰＥＴ系樹脂製壜体を提供することができる。

なお、本発明に使用するＰＥＴ系樹脂としては、主としてＰＥＴ樹脂が使用されるが、ＰＥＴ樹脂の本質が損なわれない限り、エチレンテレフタレート単位を主体として、他のポリエステル単位を含む共重合ポリエステルも使用できると共に、たとえば耐熱性を向上させるためにナイロン系樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂等の樹脂をブレンドして使用することもできる。共重合ポリエステル形成用の成分としては、たとえばイソフタル酸、ナフタレン２，６ジカルボン酸、アジピン酸等のジカルボン酸成分、プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール等のグリコール成分を挙げることができる。

さらには、本発明のＰＥＴ系樹脂製壜体は、ＰＥＴ樹脂製壜体としての本質が損なわれない限り、耐熱性、あるいはガスバリア性のさらなる向上のためにＰＥＴ樹脂／ナイロン樹脂／ＰＥＴ樹脂のようにナイロン樹脂等の中間層を有したものであっても良い。

本発明は上記した構成であり、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、コーティング層をＵＶ硬化系の塗料で被覆することにより、コーティング層表面に発生した凹凸を埋めることができ容器の表面光沢性、あるいは容器の透明性を損なうことなく確保することができる。

また、紫外線により３次元的に架橋され、磨耗等に係る耐久性が高く、耐水性に優れたＵＶ硬化層の被覆により、コーティング層に係る耐久性、耐水性、あるいは水分吸収によるガスバリア性低下の問題を解決することができる。

請求項２記載の発明にあっては、壜体の透明性を損なうことなく、コーティング層によりガスバリア性が向上したＰＥＴ系樹脂製壜体を提供することができる。

以下本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の合成樹脂製容器の一実施例である壜体を示す半縦断面図である。この壜体１はＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形品であり、３５０ｍｌ用で、口筒部２、肩部３、胴部４、底部５を有し、胴部４には減圧時における変形を吸収するためのパネル６が形成されている。

図１中に示した要部拡大図（ａ）は胴部４の壁１０の従断面であり、この壁１０の外表面にはコーティング層１１が形成されており、さらにこのコーティング層１１をＵＶ硬化層１２で被覆している。ここで、コーティング層１１の外表面には微細な凹凸があるが、ＵＶ硬化層１２はこの凹凸を埋めるようにコーティング層１１を被覆しており、その外表面は凹凸のないスムーズな表面性状を示す。

また、コーティング層１１は口筒部２を除いた肩部３、胴部４、底部５の全範囲に亘って形成されており、ＵＶ硬化層１２はこのコーティング層１１の全範囲を被覆すると共に、肩部３と口筒部２の境界近傍ではＵＶ硬化層１２がコーティング層１１を越えて壜体１の壁１０を直接被覆している（要部拡大図（ｂ）参照）。

以下、上記壜体１のコーティング層１１およびＵＶ硬化層１２の形成方法について説明する。
ガスバリア性を向上させるためのコーティング層１１を形成するためのコーティング剤としては，ＰＶＡ系，ＰＶＡｃ系、ＥＶＯＨ系，ＰＶＤＣ系の樹脂を主成分とした市販のコーティング剤を使用することができる。

通常コーティング剤は水等の溶媒で希釈された状態であり、壜体１へのコーティングには浸漬・吹き付け・刷毛塗り等の方法があり、その後赤外線ヒータあるいはオーブンによる加熱等により，溶媒を飛散させて乾燥し、上記ＰＶＡ等の樹脂を主成分とするコーティング層１１を形成する。

ここでコーティング剤の乾燥工程では、溶媒の飛散による体積収縮によりコーティング層１１の表面には微細な凹凸ができる。そしてこの凹凸により容器の表面光沢が損なわれる。また本実施例の壜体１のようにＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形品のように元々壜体１が透明である場合には壜体１の透明性も大きく損なわれてしまう。

ＵＶ硬化層１２は、市販のアクリル系のＵＶ硬化塗料を使用し、スプレー等により壜体１に吹きつけた後ＵＶ照射して、硬化させて皮膜を形成する。一般的には無溶媒系とすることができるので、表面に凹凸のない表面性状とすることができる。

実施例
図１に示される形状のＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形品による壜体１の表面に、吹き付け法によりＰＶＡ系のコーティング剤をコーティング、そして熱風乾燥により乾燥してコーティング層１１を形成、その後さらにアクリル系のＵＶ硬化塗料によりＵＶ硬化層１２を形成し、コーティング層１１を被覆した。

壜体１の胴部４のパネル６部分について、ＪＩＳＫ７１３６に準拠して、ヘーズ（曇り度（％）＝散乱光／全透過光）の測定を実施した結果、コーティング前、すなわち壁１０単独で２％、コーティング層１１形成後で４２％、そしてＵＶ硬化層１２形成後で４％であった。

上記のように、コーティング層１１を形成するとその表面性状のために、ヘーズが大幅に上昇して壜体１の透明性が大幅に損なわれてしまうが、その上をさらにＵＶ硬化層１２で被覆した場合は、壁１０単独の透明性に近い状態にすることができた。

また、コーティング層１１だけの場合には、充填工程等における壜体１同士の衝突、あるいは擦れ等によりコーティング層１１が剥がれたり、水に接触させると膨潤して剥がれる等耐久性に問題があるが、ＵＶ硬化層１２で被覆した場合には充填工程も含めて実用上十分な耐久性を有する。また、図１に示されるようにＵＶ硬化層１２をコーティング層１１を越えるようにして直接壜体１の壁１０を被覆させることにより、比較的脆くて耐水性に問題のあるコーティング層１１を直接外表面に露出しないようにすることができ、耐久性の点からさらに大きな改良効果が発揮される。

また、ＰＶＡ等は高吸水性であり、高湿度の環境では水分の吸収によりガスバリア性が低下してしまうが、この点に関してもＵＶ硬化層１２での被覆により顕著なガスバリア性の低下は見られなかった。

なお、上記実施例ではＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形品による壜体にＰＶＡ系のコーティング剤でコーティングした例を示したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。たとえば、２軸延伸ブロー成形品の場合、中間成形品であるプリフォームにコーティングしてこのプリフォームを２軸延伸ブロー成形した壜体についても本発明のＵＶ硬化層による作用効果が発揮される。また本発明の作用効果はダイレクトブロー成形品，射出成形品，押出し成形品，真空成形品等様々な成形方法、形状の容器に対応することができる。

また、近年たとえば層状珪酸塩等の無機フィラーが所謂ナノコンポジット材としてガスバリア性をさらに向上させるため、コーティング剤中に分散して使用されるが、この際フィラーが表面に露出して表面光沢性、あるいは透明性がより顕著に損なわれる場合があるが、このような場合にも本発明のＵＶ硬化層による被覆は大きな作用効果を発揮する。

以上説明したように、コーティング層の上にＵＶ効果層で被覆することにより、透明性、耐久性、バリア性の保持性等に係るコーティング層の弱点を十分カバーすることができ、バリア性が要求される用途での幅広い展開が期待される。

本発明の容器一実施例を示す半縦断正面図である。

符号の説明

１；壜体
２；口筒部
３；肩部
４；胴部
５；底部
６；パネル
１０；壁
１１；コーティング層
１２；ＵＶ硬化層

Claims

表面にポリビニルアルコール系、酢酸ビニル系、エチレンビニルアルコール共重合体系、あるいはポリ塩化ビニリデン系のコーティング剤により形成されたコーティング層が形成された容器において、該コーティング層をさらに紫外線硬化系塗料で被覆したことを特徴とする合成樹脂製容器。
合成樹脂製容器が２軸延伸ブロー成形されたポリエチレンテレフタレート系樹脂製壜体であることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製容器。