JP2014240301A

JP2014240301A - 積層ボトル

Info

Publication number: JP2014240301A
Application number: JP2013124134A
Authority: JP
Inventors: 高田　誠; Makoto Takada; 高田　　誠
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2014-12-25
Anticipated expiration: 2033-06-12
Also published as: CN105246786A; WO2014199555A1; EP3009365A4; EP3009365A1; CN105246786B; JP6234712B2; EP3009365B1

Abstract

【課題】ガスバリア樹脂層の機能を発揮させつつ、内外層とガスバリア樹脂層との層間剥離が生じることがあっても、その進行を抑制することができる積層ボトルを提供する。【解決手段】本発明は、内層と外層との間にガスバリア樹脂層１を配置した積層ボトル１０であって、ガスバリア樹脂層１は、内層ｍ１と外層ｍ２とが厚み方向に連続するとともに帯状に延在する間欠部ｍ３によって互いに間隔を空けて配置され、間欠部ｍ３は、幅Ｃ１の最も広い部分が１．５ｍｍ以上であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスバリア性や酸素吸収性に優れた積層ボトルに関し、ガスバリア樹脂層の剥離を防止するための技術に関するものである。

内層と外層とをポリエステル樹脂等によって形成し、その間にガスバリア樹脂層を介在させることで、例えば、内容物が酸化し易いものであるときは酸素の透過防止や酸素の吸着性を発揮し、また、内容物が炭酸飲料であるときには炭酸ガスの透過を阻止することで、内容物の品質維持に役立つボトルは既知である（例えば、特許文献１参照）。

特公平０６−０５９６８１号公報

しかしながら、内外層をポリエステル樹脂層で形成した場合には、ガスバリア樹脂層として一般的に採用されるエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）やナイロン樹脂（ポリアミド）との間で層間剥離が生じることがあり、この層間剥離が進行すると、容器としての見栄えが悪く、製品価値が下がってしまうという問題がある。

本発明は、こうした事実認識の下になされたものであり、その目的とするところは、ガスバリア樹脂層の機能を発揮させつつ、内外層とガスバリア樹脂層との層間剥離が生じることがあっても、その進行を抑制することができる積層ボトルを提供することにある。

本発明は、内層と外層との間にガスバリア樹脂層を配置した積層ボトルであって、前記ガスバリア樹脂層は、前記内層と外層とが厚み方向に連続するとともに帯状に延在する間欠部によって互いに間隔を空けて配置され、この間欠部は、幅の最も広い部分が１．５ｍｍ以上であることを特徴とするものである。

また、前記間欠部は、幅の最も広い部分が１．５ｍｍ以上且つ５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、本発明は、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する複数の帯状体によって構成することが好ましい。

また、本発明は、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線周りに延在する複数の環状体によって構成することが好ましい。

更に、本発明は、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する２つの辺と、ボトル軸線周りに延在する２つの辺とからなる複数の四辺体によって構成することが好ましい。

また、本発明は、その内外層をポリエステル樹脂で形成し、前記ガスバリア樹脂層を少なくともボトルの肩部及び胴部に配置することが好ましい。

ボトルの内外層を構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂などのポリエステル樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂などのポリオレフィン樹脂などが挙げられる。また、ガスバリア樹脂としては、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体、メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂などが挙げられる。
上記各樹脂は、それ単体、あるいは他の樹脂との混合物として使用することができる。

本発明によれば、隣り合うガスバリア樹脂層の相互間に設けられる間欠部でボトルの内外層が連繋されるため、ガスバリア樹脂層の外周縁が拘束される。

このため、ボトルの内外層とガスバリア樹脂層との層間剥離が生じにくくなる。また、仮に層間剥離が生じても、間欠部の幅を、最も広い部分で１．５ｍｍ以上とした結果、ガスバリア樹脂層の外周縁がより確実に拘束されるため、剥離の進行を効果的に抑制することができる。

従って、本発明によれば、外観形状に優れた新規な積層ボトルを提供することができる。

また、間欠部の幅を、最も広い部分で１．５ｍｍ以上且つ５ｍｍ以下とする場合は、剥離の進行を効果的に抑制できるとともに、ガスバリア樹脂層の機能も十分に発揮させることができる。

本発明に従って、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する帯状体とし、ボトル軸線周りに、互いに間隔を空けて配置すれば、当該ガスバリア樹脂層はそれぞれ、ボトル軸線に沿って延在する間欠部によって、実質、ボトル軸線周りの方向に対して分断されることになる。

即ち、１つの帯状体の表面積がボトルの表面積に対して小さくなるため、仮に層間剥離が生じた場合にも、その剥離領域を小さく抑えることができるので、当該剥離による物性低下、外観不良を効果的に抑制することができる。

これに対し、本発明に従って、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線周りに延在する環状体とし、ボトル軸線に沿って互いに間隔を空けて複数配置すれば、当該ガスバリア樹脂層はそれぞれ、ボトル軸線周りに延在する間欠部によって、実質、ボトル軸線方向に対して分断されることになる。

即ち、この場合においても、１つの環状体の表面積がボトルの表面積に対して小さくなるため、仮に層間剥離が生じた場合にも、その剥離領域を小さく抑えることができる。

更に、本発明に従って、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する２つの辺と、ボトル軸線周りに延在する２つの辺とからなる四辺体とし、ボトル軸線及びボトル軸線周りに互いに間隔を空けて複数配置すれば、当該ガスバリア樹脂層はそれぞれ、ボトル軸線に沿って延在する間欠部とボトル軸線周りに延在する間欠部によって、実質、格子状に分断されることになる。

即ち、この場合においても、１つの四辺体の表面積がボトルの表面積に対して小さくなるため、仮に層間剥離が生じた場合にも、その剥離領域を小さく抑えることができる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の形態である積層ボトルを示す側面図と、そのＡ−Ａ断面図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第２の形態である積層ボトルを示す側面図と、そのＢ−Ｂ断面図である。本発明の第３の形態である積層ボトルを示す側面図である。第１の形態の積層ボトルに関し、間欠部の幅を変化させた場合における時間の経過に対する層間剥離の進行を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明である積層ボトルを詳細に説明する。

図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１の形態である積層ボトル１０を示す側面図と、そのＡ−Ａ断面図である。

積層ボトル（以下、「ボトル」）１０は、図示せぬキャップが着脱可能に螺合する口部１１を有し、口部の下端に設けられた環状部１２を介して当該口部１１に繋がり当該口部１１とほぼ同径の筒状の頸部１３、この頸部１３に繋がりその径がなだらかに拡大する肩部１４、この肩部１４に繋がり一部窪んだ状態からその径が再度拡大する胴部１５、この胴部１５に繋がりペタロイド形状をなす底部１６から構成される。

また、ボトル１０は、ＰＥＴ樹脂を主原料とするものであって、その厚み内にガスバリア樹脂層１を設けている。これによりボトル１０は、ガスバリア樹脂層１よりもボトル内方に位置する内層ｍ_１、及びガスバリア樹脂層１よりもボトル外方に位置する外層ｍ_２を形成する。

ガスバリア樹脂層１は、図１の斜線で示すように、環状部１２と頸部１３との境界から、胴部１５と底部１６との境界に至るまでの領域Ｆをボトル軸線Ｏに沿って延在する、複数の帯状体１ａにて構成されている。更に詳細には、帯状体１ａは、同図に示すように、ボトル１０を横（側面）から見たときの外観形状を形作る稜線（図１にてボトルの外界形状を形作る同図の左右に存在する外形線）Ｌｘに沿って帯状に伸びている。なお、領域Ｆは、本形態に限定されるものではなく、適宜設定可能であり、例えば環状部１２を越えて口部１１に入り込んでもよく、また、胴部１５と底部１６との境界を越えて底部１６に入り込んでもよく、更には底部１６が接地面と接触する部位を越えて底部１６の径方向内側まで延びていてもよい。

本形態のガスバリア樹脂層１は、図１（ｂ）に示すように、かかるガスバリア樹脂層１を構成する帯状体１ａを６枚、ボトル軸線Ｏの周りに互いに間隔を空けて配置することで構成されている。これにより、内層ｍ_１と外層ｍ_２との相互間は、図１（ａ）に示すように、稜線Ｌｘに沿って平行に延在するＰＥＴ樹脂からなる間欠部ｍ_３によって、図１（ｂ）に示すように、一体に連結される。即ち、帯状体１ａは、ボトル１０の領域Ｆに、間欠部ｍ_３を介して互いに間隔を空けて配置されている。ここで、間欠部ｍ_３の幅Ｃ_１は、ボトル軸線Ｏに沿って多少変化することがあるが、最も広い部分は１．５ｍｍ以上になっている。

本形態によれば、ＰＥＴ樹脂によって形作られるボトル１０の表面積に対して１枚の帯状体１ａの占める割合が小さくなり、かつ、帯状体の相互間で繋がる間欠部ｍ_３によって、帯状体１ａの外周縁が拘束される。

このため、内層ｍ_１又は外層ｍ_２とガスバリア樹脂層１（帯状体１ａ）との層間剥離を抑制することができる。また、仮に剥離が生じても、ボトル１０の表面積に対して１枚の帯状体１ａの占める割合が小さくなっているため、外観不良を効果的に抑制することができる。

また、間欠部ｍ_３の幅Ｃ_１を、最も広い部分で１．５ｍｍ以上とすることで、帯状体１ａの外周縁は、この幅の広い部位にてより確実に拘束されることになる。これにより、例えば間欠部ｍ_３の幅Ｃ_１が狭い部分から剥離が生じても、その進行は、この幅の広い部位で妨げられることになる。

従って、本形態によれば、ボトル１０の内外層とガスバリア樹脂層１との層間剥離が生じにくくなる上、層間剥離が生じても、剥離の進行を効果的に抑制することができるので、外観形状に優れた新規な積層ボトルを提供することができる。なお、剥離の進行を更に効果的に抑制するには、間欠部ｍ_３の幅Ｃ_１は、１本の間欠部ｍ_３当たりの平均値が１ｍｍ以上であることがより好ましい。また、間欠部ｍ_３において、幅Ｃ_１が１．５ｍｍ未満で連続する幅狭領域は、幅Ｃ_１が１．５ｍｍ以上であって当該幅狭領域と隣接する幅広領域に対し、延在長さが短いことがより好ましい。更に、間欠部ｍ_３の幅Ｃ_１は、最も狭い部分でも１．５ｍｍ以上であることがより好ましい。

そして、間欠部ｍ_３の幅Ｃ_１を、最も広い部分で１．５ｍｍ以上且つ５ｍｍ以下とする場合は、帯状体１ａの幅を確保しつつ、間欠部ｍ_３によってより確実に帯状帯１ａの外周縁を拘束することができるので、剥離の進行を効果的に抑制できるとともに、ガスバリア樹脂層１による酸素や炭酸ガスの透過を防止する機能も十分に発揮させることができる。

図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の第２の形態であるボトル２０を示す側面図と、そのＢ−Ｂ断面図である。なお、以下の説明において、第１の形態と同一部分は、同一符号をもってその説明を省略する。

本形態に係るガスバリア樹脂層２は、図２の斜線で示すように、ボトル軸線Ｏ周りに延在する複数の環状体２ａで構成されている。環状体２ａは、ガスバリア樹脂によって無終端状に形成されたものである。

本形態のガスバリア樹脂層２は、図２（ａ）に示すように、かかるガスバリア樹脂層２を構成する環状体２ａを６枚、ボトル軸線Ｏに沿って、互いに間隔を空けて配置することで構成されている。これにより、内層ｍ_１と外層ｍ_２との相互間は、図２（ｂ）に示すように、ボトル軸線Ｏ周りに平行に延在するＰＥＴ樹脂からなる間欠部ｍ_４によって、一体に連結される。即ち、環状体２ａは、ボトル２０の領域Ｆに、間欠部ｍ_４を介して互いに間隔を空けて配置されている。ここで、間欠部ｍ_４の幅Ｃ_２は、ボトル軸線Ｏ周りで多少変化することがあるが、最も広い部分は１．５ｍｍ以上になっている。

本形態によっても、ＰＥＴ樹脂によって形作られるボトル２０の表面積に対して１枚の環状体２ａの占める割合が小さくなり、かつ、ガスバリア樹脂層２の相互間で繋がる間欠部ｍ_４によって、ガスバリア樹脂層２の外周縁が拘束される。

このため、内層ｍ_１又は外層ｍ_２とガスバリア樹脂層２（環状体２ａ）との層間剥離を抑制することができる。また、仮に剥離が生じても、ボトル２０の表面積に対して環状体２ａの占める割合が小さくなっているため、外観不良を効果的に抑制することができる。

また、間欠部ｍ_４の幅Ｃ_２を、最も広い部分で１．５ｍｍ以上とすることで、環状体２ａの外周縁は、この幅の広い部位にてより確実に拘束されることになるので、剥離の進行を効果的に抑制することができる。更に、本形態によっても、間欠部ｍ_４の幅Ｃ_２は、１本の間欠部ｍ_４当たりの平均値が１ｍｍ以上であることが好ましく、また、間欠部ｍ_４において、幅Ｃ_２が１．５ｍｍ未満で連続する幅狭領域は、幅Ｃ_２が１．５ｍｍ以上であって当該幅狭領域と隣接する幅広領域に対し、延在長さが短いことが好ましい。更に、間欠部ｍ_４の幅Ｃ_２は、最も狭い部分でも１．５ｍｍ以上であることがより好ましい。

そして、本形態によっても、間欠部ｍ_４の幅Ｃ_２を、最も広い部分で１．５ｍｍ以上且つ５ｍｍ以下とする場合は、剥離の進行をより効果的に抑制できるとともに、ガスバリア樹脂層１による酸素や炭酸ガスの透過を防止する機能も十分に発揮させることができる。

更に、図３は、本発明の第３の形態であるボトル３０を示したものである。なお、以下の説明において、第１の形態と同一部分は、同一符号をもってその説明を省略する。

本形態は、第１の形態と第２の形態とを組み合わせたものである。

ガスバリア樹脂層３は、ボトル軸線Ｏに沿って延在する２つの辺と、ボトル軸線Ｏ周りに沿って延在する２つの辺とからなる複数の四辺体３ａによって構成されている。

本形態のガスバリア樹脂層２は、同図に示すように、かかるガスバリア樹脂層３を構成する３６（＝６×６）枚の四辺体３ａが、ボトル軸線Ｏに沿って間隔を空け、またボトル軸線Ｏの周りに間隔を空けて配置されることで構成されている。これにより、内層ｍ_１と外層ｍ_２との相互間は、同図に示すように、間欠部ｍ_３、ｍ_４によって格子状に一体に連結される。即ち、四辺体３ａは、ボトル１０の領域Ｆに、間欠部ｍ_３、ｍ_４を介して互いに間隔を空けて配置されている。

そして、本形態でも、間欠部ｍ_３の幅Ｃ_１と間欠部ｍ_４の幅Ｃ_２を、前述の第１及び第２の形態のように設定することで、剥離の進行を効果的に抑制でき、また、ガスバリア樹脂層１の機能も十分に発揮させることができる。

なお、上述した各形態では、ガスバリア樹脂層１〜３を領域Ｆのみに配置して、コスト上昇を招くガスバリア樹脂の使用量を削減している。これは、本願発明者が、ボトルの底部１６は一般的に肉厚となるため、ガスバリア樹脂層を配置する必要性が低いことに着目したためである。但し、かかる構成は、ガスバリア樹脂１〜３をボトル全体に配置することを否定するものではなく、また、胴部１５のみや肩部１４と胴部１５に配置することも否定するものではない。更には、上述した領域Ｆを越えて延在すること、例えば口部１１に入り込むことや、底部１６に入り込むこと、また、底部１６が接地面と接触する部位を越えて底部１６の径方向内側まで延びることを否定するものではない。

本発明に従えば、帯状体１ａ、環状体２ａ、四辺体３ａの配置位置、配置数は、上述の各形態に限定されるものではなく、これらの相互間の間隔も一定でなくともよく、ボトル形状に合わせて最適な配置状態を採用する。また、間欠部ｍ_３、ｍ_４を傾斜させて設けることや、四辺体３ａを略円形、楕円形、木の葉形状、三角形などに形成することも可能である。更に、本発明におけるボトルは、射出ブロー成形、押出しブロー成形などによって成形されるが、他の成形方法を採用することも可能である。

また、本形態において、ボトルの胴部１５と底部１６との境界は、ペタロイド形状の形成が開始される部分からとするが、かかる定義も、ガスバリア樹脂層を配置するにあたって着目した上記の思想に従えば、例えば、胴部１５よりも肉厚が厚くなり始めた部分から底部１６と定義することもできる。

上述したところは、本発明の好適な形態を説明するものであるが、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、また、上述した各形態に採用される様々な構成はそれぞれ、目的及び用途に応じて適宜組み合わせることができる。

以下、図１に示すボトルに関し、帯状体の枚数や間欠部の幅等を変えて、層間剥離の進行、及びボトルからの炭酸ガスの透過について調査を行った。その結果を、調査に用いたボトルの諸元とともに、層間剥離の進行については表１及び図４に、ボトルからの炭酸ガスの透過については表２にそれぞれ示す。

層間剥離の進行に関しては、図１に準じて帯状体を等間隔で８枚設けた形態をなし、間欠部の幅（最も広い部分の幅）及びこれに対応する位置におけるガスバリア樹脂層（帯状体）の幅を表１のように変化させたボトル（実施例１〜６）と、間欠部を設けずにガスバリア樹脂層を無終端状とした以外は図１に示す形態をなすボトル（比較例１）とを、各例それぞれにおいて１０本（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０）ずつ準備し、各ボトル内に４．２ｖｏｌの炭酸水を充填するとともにボトル全体を５℃に冷却した状態でコンクリート面上に水平方向（ボトル軸線がコンクリート面と平行になる方向）で落下し、その後、４０℃、７５％ＲＨの環境下で保管して、所定の経時毎に、帯状体１ａの剥離状況について確認を行った。表１は、それぞれのボトルにつき、帯状体１ａの、剥離する前の面積に対する剥離した面積（剥離面積率）を百分率で示すとともに、剥離が生じたボトルに対する剥離面積率の平均値を百分率で示している。なお、実施例１〜６及び比較例１のボトルは、何れも内容量が５００ｍｌであり、ボトルの重量は２４ｇであり、内外層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂であり、ガスバリア樹脂層は、ＭＸナイロン（三菱ガス化学製ＭＸＤ−６）であって、ガスバリア樹脂層は、ボトルの重量に対して５ｗｔ％としている。また、表１中の「−」は、剥離が生じていないことを示す。また、図４は、表１に示す経時と剥離面積率の平均値との関係を、実施例１〜６及び比較例１について示すグラフである。

また、ボトルからの炭酸ガスの透過に関しては、ガスバリア樹脂層を設けていない点以外は図１に示す形態をなす基準品のボトル（比較例２）、ガスバリア樹脂層を設けていない点以外は図１に示す形態をなし、且つ比較例２よりも軽量化を図ったボトル（比較例３）、及び間欠部を設けずにガスバリア樹脂層を無終端状とした以外は図１に示す形態をなし、且つ比較例２よりも軽量化を図ったボトル（比較例４）を準備し、各ボトル内に所要の炭酸ガスを含ませた炭酸水を充填して、所要の時間（室温保管、１２週間）経過後に、ボトル内に残った炭酸ガスの量の測定を行った。ここで、比較例２〜４及び実施例７〜１８のボトルは、何れもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で形成された、内容量が５００ｍｌのボトルである。また、比較例４及び実施例７〜１８のガスバリア樹脂層は、ＭＸナイロン（三菱ガス化学製ＭＸＤ−６）であって、ボトルの重量に対して５ｗｔ％としている。表２中、比較例２〜４における「ボトル全体のガスロス」は、充填時の炭酸ガスに対するボトルから透過した炭酸ガスの割合を百分率で示している。そして、比較例３、４を基にして、ガスバリア樹脂層を設けた部分と設けていない部分での単位面積当たりの炭酸ガス透過率を算出し、これを用いて、表２に示すように間欠部の幅と数を変化させた、図１に準じた形態をなすボトル（実施例７〜１８）の「ボトル全体のガスロス」を算出した。更に、基準品である比較例２を基準として、バリア性改善率を算出した。ここで、バリア性改善率（ＢＩＦ）とは、基準となるボトルのガス透過量（ガスロス）に対する比較対象品となるボトルのガス透過量（ガスロス）の比であり、
ＢＩＦ＝（基準となるボトルのガス透過量）／（比較対象となるボトルのガス透過量）
で表される。

表１及び図４を参照すると、間欠部の幅が最も広い部分が１．５ｍｍ以上であれば（実施例２〜６）、剥離の進行が効果的に抑制されることが明らかである。また、表２を参照すると、少なくとも間欠部の幅が５ｍｍ以下であれば（実施例７〜１５）、基準品である比較例２以上のバリア性の改善が見込まれることが明らかである。

本発明は、飲料等の食品用容器に限定されることなく、内容物に対するガスバリア性が要求されるものに採用することができる。

１ガスバリア樹脂層
１ａ帯状体
２ガスバリア樹脂層
２ａ環状体
３ガスバリア樹脂層
３ａ四辺体
１０積層ボトル（ボトル）
１１口部
１２環状部
１３頸部
１４肩部
１５胴部
１６底部
２０積層ボトル（ボトル）
３０積層ボトル（ボトル）
Ｃ_１間欠部の幅
Ｃ_２間欠部の幅
Ｆ環状部と頸部との境界から胴部と底部との境界に至るまでの領域
ｍ_１内層（ポリエステル樹脂）
ｍ_２外層（ポリエステル樹脂）
ｍ_３間欠部（ポリエステル樹脂）
ｍ_４間欠部（ポリエステル樹脂）

Claims

内層と外層との間にガスバリア樹脂層を配置した積層ボトルにおいて、
前記ガスバリア樹脂層は、前記内層と外層とが厚み方向に連続するとともに帯状に延在する間欠部によって互いに間隔を空けて配置され、
前記間欠部は、幅の最も広い部分が１．５ｍｍ以上であることを特徴とする積層ボトル。
前記間欠部は、幅の最も広い部分が１．５ｍｍ以上且つ５ｍｍ以下である請求項１に記載の積層ボトル。
前記ガスバリア樹脂層は、ボトル軸線に沿って延在する複数の帯状体によって構成される請求項１又は２に記載の積層ボトル。
前記ガスバリア樹脂層は、ボトル軸線周りに延在する複数の環状体によって構成される請求項１又は２に記載の積層ボトル。
前記ガスバリア樹脂層は、ボトル軸線に沿って延在する２つの辺と、ボトル軸線周りに延在する２つの辺とからなる複数の四辺体によって構成される請求項１又は２に記載の積層ボトル。
前記内外層をポリエステル樹脂で形成し、前記ガスバリア樹脂層を少なくともボトルの肩部及び胴部に配置した請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層ボトル。