JP2023021825A - 容器及びその予備成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】リサイクル性が向上された容器、及びこの容器の予備成形体の提供。【解決手段】本発明は、支持体と、前記支持体の少なくとも一方の面側に設けられた保護層と、前記支持体と前記保護層との間に設けられたバリア層と、を備える容器であって、前記支持体は、熱可塑性樹脂を含み、前記バリア層は、水溶性又はアルカリ可溶性を有し、前記保護層は、オレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含む重合体成分を含む、容器である。【選択図】図1
Description
本発明は容器及びその予備成形体に関する。
近年、二酸化炭素排出削減等の環境負荷低減を目的として、使用済みプラスチック製容器のリサイクルが行われている。リサイクルは、同種の材料にて行う必要があるため、例えば、使用済みペットボトルをリサイクルする場合に、回収されたペットボトルは、ラベル、キャップ及びボトル本体に分別する必要がある。また、ボトル本体が、多層構造を有する場合、例えば、支持体と、支持体表面に設けられたコーティング層とを備える場合には、支持体とコーティング層とに分離する必要がある。
特許文献1には、支持体の外表面にバリア層としてポリビニルアルコールコーティングを有し、該ポリビニルアルコールコーティング上に保護層としてポリビニルブチラールコーティングを有する、プラスチックボトルが開示されている。ポリビニルアルコールは水溶性を有するため、特許文献1に開示されているプラスチックボトルは、リサイクルの際に、支持体と保護層との間のバリア層を溶解でき、この結果、支持体と、バリア層と、保護層とを分離できる。
しかしながら、ポリビニルブチラールコーティングを保護層として備える容器のリサイクルにおいては、容器の支持体と保護層との分離性能は十分ではなく、容器のリサイクル性に関しては改善の余地があった。
従って、本発明の目的は、リサイクル性が向上された容器、及びこの容器の予備成形体を提供することである。
今般、本発明者は、保護層に特定の材料を使用することにより、支持体と保護層とを容易に分離でき、容器のリサイクル性を向上できることに気が付いた。
従って、本発明は、支持体と、前記支持体の少なくとも一方の面側に設けられた保護層と、前記支持体と前記保護層との間に設けられたバリア層と、を備える容器であって、
前記支持体は、熱可塑性樹脂を含み、
前記バリア層は、水溶性又はアルカリ可溶性を有し、
前記保護層は、オレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含む重合体成分を含む、容器である。
前記支持体は、熱可塑性樹脂を含み、
前記バリア層は、水溶性又はアルカリ可溶性を有し、
前記保護層は、オレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含む重合体成分を含む、容器である。
本発明による容器において、前記重合体成分は、芳香族ビニル系単量体を更に含んでもよい。
本発明による容器において、前記オレフィン系単量体が、エチレン及び2-メチル-1-ブテンからなる群より選択される1種以上であってもよい。
本発明による容器において、前記アクリル系単量体が、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸n-ブチルからなる群より選択される1種以上であってもよい。
本発明による容器において、前記オレフィン系単量体に対する前記アクリル系単量体の質量比が、1/2以上3/1以下であってもよい。
本発明による容器において、前記バリア層は、ポリビニルアルコール系樹脂を含んでもよい。
本発明による容器において、前記バリア層は、カルボキシ基含有樹脂を更に含んでもよい。
本発明による容器において、前記保護層の厚さが、0.1μm以上200μm以下であってもよい。
本発明による容器において、前記熱可塑性樹脂は、ポリエステル又はポリオレフィンであってもよい。
本発明は、前記容器の予備成形体である。
本発明によれば、リサイクル性が向上された容器、及びこの容器の予備成形体を提供できる。
<容器>
本発明の容器は、支持体と、支持体の少なくとも一方の面側に設けられた保護層と、支持体と保護層との間に設けられたバリア層と、を備える。
なお、本明細書において、「容器」とは、物品を収容する成形体を意味する。容器としては、例えば、圧縮成形体、射出成形体、ブロー成形体及び熱成形体等の成形体が挙げられる。具体的な容器としては、例えば、ボトル、バイアル瓶、カップ、トレー及びパック等が挙げられる。
本発明の容器は、支持体と、支持体の少なくとも一方の面側に設けられた保護層と、支持体と保護層との間に設けられたバリア層と、を備える。
なお、本明細書において、「容器」とは、物品を収容する成形体を意味する。容器としては、例えば、圧縮成形体、射出成形体、ブロー成形体及び熱成形体等の成形体が挙げられる。具体的な容器としては、例えば、ボトル、バイアル瓶、カップ、トレー及びパック等が挙げられる。
以下、本発明の容器が備え得る各構成要素について説明する。
(支持体)
本発明の容器において、支持体は、容器の形態を維持できるものであり、熱可塑性樹脂を含む。支持体に含まれる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6及びナイロン6,6等のポリアミド、並びにこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、成形性の観点からは、ポリエステル、ポリオレフィンが好ましく、特にガスバリア性、強度及びバリア層との密着性の観点からは、ポリエステルが好ましい。
本発明の容器において、支持体は、容器の形態を維持できるものであり、熱可塑性樹脂を含む。支持体に含まれる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6及びナイロン6,6等のポリアミド、並びにこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でも、成形性の観点からは、ポリエステル、ポリオレフィンが好ましく、特にガスバリア性、強度及びバリア層との密着性の観点からは、ポリエステルが好ましい。
本明細書において、「ポリエステル」とは、エステル結合によって高分子化されたポリマーを意味する。このようなポリエステルは、通常、ジカルボン酸化合物とジオール化合物とを重縮合することに得られる。
ジカルボン酸化合物としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、エイコサンジオン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、メチルマロン酸及びエチルマロン酸、アダマンタンジカルボン酸、ノルボルネンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、デカリンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,8-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルジカルボン酸、4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、フェニルエンダンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、フェナントレンジカルボン酸、9,9’-ビス(4-カルボキシフェニル)フルオレン酸及びこれらのエステル誘導体等が挙げられる。
ジオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、デカヒドロナフタレンジメタノール、デカヒドロナフタレンジエタノール、ノルボルナンジメタノール、ノルボルナンジエタノール、トリシクロデカンジメタノール、トリシクロデカンエタノール、テトラシクロドデカンジメタノール、テトラシクロドデカンジエタノール、デカリンジメタノール、デカリンジエタノール、5-メチロール-5-エチル-2-(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル)-1,3-ジオキサン、シクロヘキサンジオール、ビシクロヘキシル-4,4’-ジオール、2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシルプロパン)、2,2-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパン、シクロペンタンジオール、3-メチル-1,2-シクロペンタジオール、4-シクロペンテン-1,3-ジオール、アダマンジオール、パラキシレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS、スチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びビス-β-ヒドロキシエチルテレフタレート(BHET)等が挙げられる。
ポリエステルは、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、又はポリエチレンテレフタレートの原料モノマーと、共重合モノマーとが重合された改質ポリエチレンテレフタレートである。
ジカルボン酸化合物としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、エイコサンジオン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、メチルマロン酸及びエチルマロン酸、アダマンタンジカルボン酸、ノルボルネンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、デカリンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,8-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルジカルボン酸、4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、フェニルエンダンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、フェナントレンジカルボン酸、9,9’-ビス(4-カルボキシフェニル)フルオレン酸及びこれらのエステル誘導体等が挙げられる。
ジオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジエタノール、デカヒドロナフタレンジメタノール、デカヒドロナフタレンジエタノール、ノルボルナンジメタノール、ノルボルナンジエタノール、トリシクロデカンジメタノール、トリシクロデカンエタノール、テトラシクロドデカンジメタノール、テトラシクロドデカンジエタノール、デカリンジメタノール、デカリンジエタノール、5-メチロール-5-エチル-2-(1,1-ジメチル-2-ヒドロキシエチル)-1,3-ジオキサン、シクロヘキサンジオール、ビシクロヘキシル-4,4’-ジオール、2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシルプロパン)、2,2-ビス(4-(2-ヒドロキシエトキシ)シクロヘキシル)プロパン、シクロペンタンジオール、3-メチル-1,2-シクロペンタジオール、4-シクロペンテン-1,3-ジオール、アダマンジオール、パラキシレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS、スチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール及びビス-β-ヒドロキシエチルテレフタレート(BHET)等が挙げられる。
ポリエステルは、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、又はポリエチレンテレフタレートの原料モノマーと、共重合モノマーとが重合された改質ポリエチレンテレフタレートである。
本発明の特性を損なわない範囲において、ポリエステルは、ジカルボン酸化合物及びジオール化合物以外のモノマーを含んでいてもよいが、その含有量は、全構成単位に対し、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましく、3モル%以下であることが更に好ましい。
ポリエステルは、重合触媒を用いて重合されたものであってもよい。重合触媒としては、マンガン(Mn)触媒、チタン(Ti)触媒、アルミニウム(Al)触媒、リチウム(Li)触媒、ゲルマニウム(Ge)触媒、アンチモン(Sb)触媒等が挙げられる。
上記したポリエステルは、バージンポリエステルだけでなく、環境負荷低減の観点からはリサイクルポリエステルを使用してもよい。なお、本明細書において「バージンポリエステル」とは、上記リサイクルがされていないポリエステルを意味し、「リサイクルポリエステル」とは、市場に出荷された使用済みの容器等の製品を回収してリサイクルされたポリエステルを意味するものとする。
また、リサイクルポリエステルとしては、回収した使用済みポリエステル容器をモノマーレベルまで分解して、再度重合することにより得られたポリエステル(以下、「ケミカルリサイクルポリエステル」という)、及び、回収した使用済み製品を選別・粉砕・洗浄して汚染物質や異物を除去し、フレークを得て、フレークを更に高温・減圧下などで一定時間処理して樹脂内部の汚染物質を除去することにより得られたポリエステル(以下、「メカニカルリサイクルポリエステル」という)が挙げられる。メカニカルリサイクルポリエステルは、二種以上の触媒を含むものであっても良い。この場合、メカニカルリサイクルポリエステルは、例えば、Sb触媒ポリエステル、Mn触媒ポリエステル、Ti触媒ポリエステル、Al触媒ポリエステル、Li触媒ポリエステル及びGe触媒ポリエステルのうちの二種以上を含んでも良い。
また、リサイクルポリエステルとしては、回収した使用済みポリエステル容器をモノマーレベルまで分解して、再度重合することにより得られたポリエステル(以下、「ケミカルリサイクルポリエステル」という)、及び、回収した使用済み製品を選別・粉砕・洗浄して汚染物質や異物を除去し、フレークを得て、フレークを更に高温・減圧下などで一定時間処理して樹脂内部の汚染物質を除去することにより得られたポリエステル(以下、「メカニカルリサイクルポリエステル」という)が挙げられる。メカニカルリサイクルポリエステルは、二種以上の触媒を含むものであっても良い。この場合、メカニカルリサイクルポリエステルは、例えば、Sb触媒ポリエステル、Mn触媒ポリエステル、Ti触媒ポリエステル、Al触媒ポリエステル、Li触媒ポリエステル及びGe触媒ポリエステルのうちの二種以上を含んでも良い。
メカニカルリサイクルポリエステルでは、アンチモン(Sb)元素、ナトリウム(Na)元素、カルシウム(Ca)元素及び/又はマグネシウム(Mg)元素の含有割合が、バージンポリエステル及びケミカルリサイクルポリエステルと異なることが知られている。具体的には、メカニカルリサイクルポリエステルは、Sb元素を20mg/L以上54mg/L以下の割合、Na元素を12mg/L以上の割合、Ca元素を4mg/L以上の割合及び/又はMg元素を2.5mg/L以上の割合で、含有することが知られている。従って、これらのいずれかの含有割合を1つ以上満たすポリエステルか否かで、メカニカルリサイクルポリエステルをバージンポリエステル及びケミカルリサイクルポリエステルと区別できる。
また、メカニカルリサイクルポリエステルにおいて、Sb元素の含有割合は25mg/L以上50mg/L以下が好ましく、Na元素の含有割合は14mg/L以上が好ましく、Ca元素の含有割合は4.5mg/L以上が好ましく、Mg元素の含有割合は3mg/L以上が好ましい。
また、メカニカルリサイクルポリエステルにおいて、Sb元素の含有割合は25mg/L以上50mg/L以下が好ましく、Na元素の含有割合は14mg/L以上が好ましく、Ca元素の含有割合は4.5mg/L以上が好ましく、Mg元素の含有割合は3mg/L以上が好ましい。
支持体がメカニカルリサイクルポリエステルを含む場合、メカニカルリサイクルポリエステルの含有量は、支持体に含まれる樹脂材料の総量100質量部に対し、20質量部以上100質量部以下であることが好ましく、60質量部以上90質量部以下であることがより好ましい。
リサイクル性の観点から、支持体における1種類の熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは90質量%以上であり、より好ましくは97質量%以上である。
支持体は、本発明の特性を損なわない範囲において、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、酸素吸収剤、可塑剤、紫外線安定化剤、酸化防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、摩擦低減剤、スリップ剤、離型剤、抗酸化剤、及びイオン交換剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
支持体は、単層構造でも、2層以上の多層構造でもよい。また、支持体が多層構造である場合には、各層は、同一の組成でも、本発明の特性を損なわない範囲において、異なる組成でもよい。
支持体の断面の厚さは、好ましくは0.01mm以上0.35mm以下であり、より好ましくは0.05mm以上0.25mm以下である。
なお、支持体の断面の厚さは、例えば、容器の胴部において測定できる。支持体の断面の厚さは、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
なお、支持体の断面の厚さは、例えば、容器の胴部において測定できる。支持体の断面の厚さは、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
支持体は、好ましくは表面処理を施す。表面処理としては、例えば、コロナ処理、低温プラズマ処理、及びフレーム処理等が挙げられる。このような表面処理を施すことにより、支持体表面のぬれ性が向上し、支持体と、支持体と接する層との密着性を向上できる。
(バリア層)
バリア層とは、ガスバリア性を有する層である。このようなバリア層を備える容器は、酸素等のガスの透過を抑制できるため、内容物の劣化を抑制できる。
バリア層とは、ガスバリア性を有する層である。このようなバリア層を備える容器は、酸素等のガスの透過を抑制できるため、内容物の劣化を抑制できる。
本発明による容器において、バリア層は、水溶性又はアルカリ可溶性を有する。これにより、リサイクル性に優れる容器とすることができる。その理由は以下の通りである。
使用済みの容器のリサイクルでは、まず、容器を粉砕してフレーク状とし、次いで、水及びアルカリ溶液等の液体を使用して洗浄する。水溶性又はアルカリ可溶性を有するバリア層が支持体と保護層の間に存在すると、この洗浄工程において、バリア層が溶解し、支持体から保護層を剥離させて支持体を分離できる。従って、このような容器はリサイクル性に優れる。なお、バリア層は、水溶性及びアルカリ可溶性の両方を有する層であってもよい。
本明細書において、「水溶性」とは、バリア層が、20℃の蒸留水に対して、3質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上溶解することを意味する。
本明細書において、「アルカリ可溶性」とは、バリア層が、90℃の1.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液に対して、3質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上溶解することを意味する。
本明細書において、「水溶性」とは、バリア層が、20℃の蒸留水に対して、3質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上溶解することを意味する。
本明細書において、「アルカリ可溶性」とは、バリア層が、90℃の1.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液に対して、3質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上溶解することを意味する。
一実施形態において、バリア層は、ポリビニルアルコール系樹脂を含む。ポリビニルアルコール系樹脂は、水溶性又はアルカリ可溶性を有する樹脂であると共に、凝集力が高いため酸素や水蒸気を遮断する効果が高い。バリア層がポリビニルアルコール系樹脂を含むことにより、水溶性又はアルカリ可溶性を有するバリア層とすることができると共に、容器のガスバリア性を向上できる。
一実施形態において、バリア層は、カルボキシ基含有樹脂と、ポリビニルアルコール系樹脂とを含む。
上記した通り、バリア層がポリビニルアルコール系樹脂を含むことにより、水溶性又はアルカリ可溶性を有するバリア層とすることができると共に、容器のガスバリア性を向上できる。
また、バリア層がカルボキシ基含有樹脂を含むことにより、バリア層の水溶性又はアルカリ可溶性が向上し、容器のリサイクル性を向上できる。更に、カルボキシ基含有樹脂のカルボキシ基が、ポリビニルアルコール系樹脂や、バリア層の形成に使用される塗工液の溶媒(例えば、水及びヒドロキシ基を有する有機溶媒等)の「-OH」と水素結合を形成し、塗工液の粘性が高くなる。これにより、少ない塗工回数でバリア層の厚さを厚くできるため、容器の生産性を向上できる。
上記した通り、バリア層がポリビニルアルコール系樹脂を含むことにより、水溶性又はアルカリ可溶性を有するバリア層とすることができると共に、容器のガスバリア性を向上できる。
また、バリア層がカルボキシ基含有樹脂を含むことにより、バリア層の水溶性又はアルカリ可溶性が向上し、容器のリサイクル性を向上できる。更に、カルボキシ基含有樹脂のカルボキシ基が、ポリビニルアルコール系樹脂や、バリア層の形成に使用される塗工液の溶媒(例えば、水及びヒドロキシ基を有する有機溶媒等)の「-OH」と水素結合を形成し、塗工液の粘性が高くなる。これにより、少ない塗工回数でバリア層の厚さを厚くできるため、容器の生産性を向上できる。
以下、ポリビニルアルコール系樹脂及びカルボキシ基含有樹脂について説明する。
ポリビニルアルコール系樹脂(「PVA系樹脂」とも称する)は、ポリマーの構造中にアルコール性ヒドロキシ基を含有する樹脂である。PVA系樹脂は、通常、ビニルエステル系重合体をケン化することにより得られるものである。
ビニルエステル系重合体は、通常、ビニルエステルモノマーを重合成分として重合することにより得られる。ビニルエステルモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプリル酸ビニル、バーサチック酸ビニル及びモノクロロ酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル、並びに安息香酸ビニル等のアレーンカルボン酸ビニル(例えば、C7-12アレーンカルボン酸-ビニルエステル)等の芳香族カルボン酸ビニルエステル等が挙げられる。これらのモノマーは、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
ビニルエステル系重合体は、他の重合性モノマー(ビニルエステルと共重合可能なモノマー)由来の単位を有していてもよい。他の重合性モノマーとしては、例えば、エチレン;プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等のα-オレフィン;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸アルキルエステル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有ビニルモノマー;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;スチレン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニルモノマー;イタコン酸アルキルエステル類等を挙げることができる。これらのモノマーは、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
PVA系樹脂は、ビニルアルコール単位の一部が、アセタール化、エーテル化、アセトアセチル化、カチオン化等の反応によって、変性されたものであってもよい。
PVA系樹脂の重合度は、好ましくは1000以上4000以下であり、より好ましくは1500以上3500以下であり、更に好ましくは2000以上3000以下である。
PVA樹脂の平均重合度は、JIS K 6726:1994に準拠して測定できる。
PVA樹脂の平均重合度は、JIS K 6726:1994に準拠して測定できる。
PVA系樹脂のケン化度は、溶媒への溶解性や組成物の保管安定性が優れる等の観点から、好ましくは70モル%以上99.9モル%以下であり、より好ましくは90モル%以上99.5モル%以下であり、更に好ましくは95モル%以上99.5モル%以下である。
PVA系樹脂のケン化度は、JIS K 6726:1994に準拠して測定できる。
PVA系樹脂のケン化度は、JIS K 6726:1994に準拠して測定できる。
PVA系樹脂は、PVA系樹脂を4質量%となるように純水に溶かした際に、その水溶液粘度が、好ましくは3mPa・s以上70mPa・s以下であり、より好ましくは50mPa・s以上68mPa・s以下であり、更に好ましくは54mPa・s以上66mPa・s以下である。
塗工液の粘度は、JIS Z 8803:2011に準拠して、20℃の温度において測定できる。
塗工液の粘度は、JIS Z 8803:2011に準拠して、20℃の温度において測定できる。
PVA系樹脂は、1種又は2種以上組み合わせて使用できる。
カルボキシ基含有樹脂は、既存のカルボキシ基含有樹脂を使用できる。既存のカルボキシ基含有樹脂とは、ポリマーの構造中にカルボキシ基を含有する樹脂の総称である。カルボキシ基含有樹脂は、カルボキシ基含有不飽和モノマーの単独重合体、カルボキシ基含有不飽和モノマーの共重合体、カルボキシ基含有不飽和モノマーと他の重合性モノマーとの共重合体、及び分子内にカルボキシ基を含有する多糖類(「酸性多糖類」とも称する)が挙げられる。これらのカルボキシ基含有樹脂は、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
なお、カルボキシ基には、遊離のカルボキシ基のみならず、酸無水物基(具体的には、ジカルボン酸無水物基)も含まれる。酸無水物基は、部分的に開環してカルボキシ基となっていてもよい。カルボキシ基含有樹脂において、カルボキシ基の一部は、アルカリで中和されていてもよい。
なお、カルボキシ基には、遊離のカルボキシ基のみならず、酸無水物基(具体的には、ジカルボン酸無水物基)も含まれる。酸無水物基は、部分的に開環してカルボキシ基となっていてもよい。カルボキシ基含有樹脂において、カルボキシ基の一部は、アルカリで中和されていてもよい。
カルボキシ基含有不飽和モノマーは、好ましくはα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸である。従って、カルボキシ基含有樹脂には、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸の単独重合体、2種以上のα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸の共重合体、及びα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸と他の重合性モノマーとの共重合体が含まれる。他の重合性モノマーとしては、エチレン性不飽和モノマー等が挙げられる。
α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物等が挙げられる。これらの酸は、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸は、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸の1種又は2種以上から選択され、より好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の1種又は2種以上から選択される。
α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸は、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸の1種又は2種以上から選択され、より好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸及びマレイン酸の1種又は2種以上から選択される。
α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能な他の重合性モノマー、特にエチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、エチレン;プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等のα-オレフィン;酢酸ビニル等の飽和カルボン酸ビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸アルキルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸アルキルエステル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩素含有ビニルモノマー;フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル類;スチレン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニルモノマー;イタコン酸アルキルエステル類等を挙げることができる。これらのモノマーは、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
カルボキシ基含有多糖類としては、例えば、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチン等の分子内にカルボキシ基を有する酸性多糖類等が挙げられる。これらの酸性多糖類は、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。酸性多糖類をα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸の(共)重合体と組み合わせて使用できる。
本発明で使用するカルボキシ基含有樹脂が、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸とその他のエチレン性不飽和モノマーとの共重合体である場合には、その共重合体の組成は、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸モノマーの組成を、好ましくは60モル%以上とし、より好ましくは80モル%以上とし、更に好ましくは90モル%以上とする。
カルボキシ基含有樹脂は、好ましくは、α,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸のみの重合によって得られる単独重合体又は共重合体である。ポリカルボン酸系重合体がα,β-モノエチレン性不飽和カルボン酸のみからなる(共)重合体の場合、カルボキシ基含有樹脂は、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸の1種又は2種以上から選択されるカルボン酸によって得られる単独重合体、共重合体、及びそれらの2種以上の混合物であり、より好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、及びマレイン酸の1種又は2種以上から選択されるカルボン酸によって得られる単独重合体、共重合体、及びそれらの2種以上の混合物である。
カルボキシ基含有樹脂は、好ましくは、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、及びマレイン酸重合体の1種又は2種以上から選択される。カルボキシ基含有樹脂は、入手が比較的容易であると共に、リサイクル性及びガスバリア性の観点から、好ましくはポリアクリル酸である。
カルボキシ基含有樹脂の数平均分子量は、好ましくは2,000以上10,000,000以下の範囲であり、より好ましくは5,000以上1,000,000以下の範囲であり、更に好ましくは10,000以上500,000以下の範囲である。
バリア層において、ポリビニルアルコール系樹脂の含有量は、バリア層に含まれる全成分に対して、好ましくは20質量%以上99質量%以下であり、より好ましくは30質量%以上98質量%以下であり、更に好ましくは40質量%以上95質量%以下である。
ポリビニルアルコール系樹脂の含有量を20質量%以上とすることにより、容器のガスバリア性がより向上できる。
ポリビニルアルコール系樹脂の含有量を99質量%以下とすることにより、容器のリサイクル性がより向上できる。
ポリビニルアルコール系樹脂の含有量を20質量%以上とすることにより、容器のガスバリア性がより向上できる。
ポリビニルアルコール系樹脂の含有量を99質量%以下とすることにより、容器のリサイクル性がより向上できる。
バリア層が、カルボキシ基含有樹脂とビニルアルコール系樹脂とを含む場合、カルボキシ基含有樹脂の含有量は、バリア層に含まれる全成分に対して、好ましくは1質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは2質量%以上70質量%以下であり、更に好ましくは5質量%以上60質量%以下である。
カルボキシ基含有樹脂の含有量を1質量%以上とすることにより、容器のリサイクル性がより向上できる。
カルボキシ基含有樹脂の含有量を80質量%以下とすることにより、容器のガスバリア性がより向上できる。
カルボキシ基含有樹脂の含有量を1質量%以上とすることにより、容器のリサイクル性がより向上できる。
カルボキシ基含有樹脂の含有量を80質量%以下とすることにより、容器のガスバリア性がより向上できる。
バリア層が、カルボキシ基含有樹脂とビニルアルコール系樹脂とを含む場合、ポリビニルアルコール系樹脂に対するカルボキシ基含有樹脂の質量比(カルボキシ基含有樹脂/ポリビニルアルコール系樹脂)は、1/20以上10/1以下であることが好ましく、1/15以上5/1以下であることがより好ましく、1/10以上2/1以下であることが更に好ましい。
上記質量比を1/20以上とすることにより、容器のリサイクル性がより向上できる。上記質量比を10/1以下とすることにより、容器のガスバリア性がより向上できる。
なお、上記質量比は固形分比である。
上記質量比を1/20以上とすることにより、容器のリサイクル性がより向上できる。上記質量比を10/1以下とすることにより、容器のガスバリア性がより向上できる。
なお、上記質量比は固形分比である。
バリア層は、本発明の特性を損なわない範囲において、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、酸素吸収剤、可塑剤、紫外線安定化剤、酸化防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、スリップ剤、離型剤、抗酸化剤及びイオン交換剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
バリア層は、単層であっても、2層以上の多層であってもよい。また、バリア層が多層である場合には、各層が、同一の組成であっても、異なる組成であってもよい。
バリア層の厚さは、好ましくは0.1μm以上200μm以下であり、より好ましくは1μm以上50μm以下である。
なお、バリア層の厚さは、例えば、容器の胴部において測定できる。バリア層の厚さは、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。バリア層が多層である場合には、バリア層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
なお、バリア層の厚さは、例えば、容器の胴部において測定できる。バリア層の厚さは、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。バリア層が多層である場合には、バリア層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
バリア層は、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、茶褐色、橙色、黒色、及び白色等の色に着色されていてもよく、さらに透明であっても不透明であってもよい。バリア層が着色されていることにより、バリア層を着色する場合と同様に、日光等の外部から容器内に進入してくる光を吸収でき、容器の内容物の味及び色の変化を抑制できる。波長400nm以上500nm以下の可視光線を効果的に吸収できるため、バリア層は、好ましくは茶褐色又は橙色等に着色されている。バリア層の着色は、例えば、着色剤を使用できる。
(保護層)
保護層は、バリア層を保護するためのものである。容器が保護層を有することにより、容器の製造時及び使用時において、バリア層の破損や剥離等の物理的要因から、あるいは吸湿や溶解等の化学的要因からバリア機能の劣化を抑制できる。
保護層は、バリア層を保護するためのものである。容器が保護層を有することにより、容器の製造時及び使用時において、バリア層の破損や剥離等の物理的要因から、あるいは吸湿や溶解等の化学的要因からバリア機能の劣化を抑制できる。
本発明による容器において、保護層は、オレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含む重合体成分を含む。本発明において「重合体成分」は、上記した単量体が共重合した重合体であってもよいし、各単量体が重合した重合体を含む混合物であってもよい。また、単量体が共重合した重合体である場合は、ランダム共重合体でもよいしブロック共重合体でもよい。
重合体成分は、芳香族ビニル系単量体を更に含むことが好ましい。例えば、保護層を構成する重合体成分は、オレフィン系単量体の単独重合体と、アクリル系単量体の単独重合体と、芳香族ビニル系単量体の単独重合体との混合物でもよく、オレフィン系単量体とアクリル系単量体と芳香族ビニル系単量体との共重合体でもよい。或いは、オレフィン系単量体の単独重合体と、アクリル系単量体及び芳香族ビニル系単量体の共重合体との混合物でもよく、アクリル系単量体の単独重合体と、オレフィン系単量体及び芳香族ビニル系単量体の共重合体との混合物でもよく、芳香族ビニル系単量体の単独重合体と、アクリル系単量体及びオレフィン系単量体の共重合体との混合物でもよい。
保護層を構成する重合体成分に含まれるオレフィン系単量体及びアクリル系単量体、並びに所望により含まれていてもよい芳香族ビニル系単量体について、以下説明する。
保護層を構成する重合体成分は、2種以上のオレフィン系単量体を含んでもよい。その場合、2種以上のオレフィン系単量体は、それぞれ同一の重合体に含まれていてもよく、異なる重合体に含まれていてもよい。
オレフィン系単量体の例としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、2-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-ヘプテン、1-ヘキセン、1-デセン及び1-ドデセン等のα-オレフィンが挙げられる。中でも、エチレン及び2-メチル-1-ブテンからなる群より選択される1種以上が好ましい。
オレフィン系単量体の重合体は、1種のオレフィン系単量体の単独重合体でもよく、2種以上のオレフィン系単量体の共重合体でもよい。オレフィン系単量体の重合体の具体例としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1-ブテン、ポリ3-メチル-1-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリ3-メチル-1-ペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体及びプロピレン・1-ブテン・エチレン共重合体等が挙げられる。
オレフィン系単量体の重合体の他の例としては、α-オレフィンと、共役ジエン又は非共役ジエンとの共重合体等が挙げられる。これらの具体例としては、例えば、エチレン・ブタジエン共重合体及びエチレン・エチリデンノルボルネン共重合体等が挙げられる。
オレフィン系単量体の重合体の他の例としては、2種以上のα-オレフィンと、共役ジエン又は非共役ジエンとの共重合体等が挙げられる。これらの具体例としては、エチレン・プロピレン・ブタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン3元共重合体及びエチレン・プロピレン・1,5-ヘキサジエン3元共重合体等が挙げられる。
オレフィン系単量体の重合体の他の例としては、オレフィン系単量体と他の熱可塑性単量体との共重合体等が挙げられる。これらの具体例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体及びエチレン・不飽和カルボン酸共重合体等が挙げられる。不飽和カルボン酸の例としては、メタアクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸及びフマル酸等が挙げられる。
オレフィン系単量体の重合体は、1種のオレフィン系単量体の単独重合体でもよく、2種以上のオレフィン系単量体の共重合体でもよい。オレフィン系単量体の重合体の具体例としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1-ブテン、ポリ3-メチル-1-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリ3-メチル-1-ペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体及びプロピレン・1-ブテン・エチレン共重合体等が挙げられる。
オレフィン系単量体の重合体の他の例としては、α-オレフィンと、共役ジエン又は非共役ジエンとの共重合体等が挙げられる。これらの具体例としては、例えば、エチレン・ブタジエン共重合体及びエチレン・エチリデンノルボルネン共重合体等が挙げられる。
オレフィン系単量体の重合体の他の例としては、2種以上のα-オレフィンと、共役ジエン又は非共役ジエンとの共重合体等が挙げられる。これらの具体例としては、エチレン・プロピレン・ブタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン3元共重合体及びエチレン・プロピレン・1,5-ヘキサジエン3元共重合体等が挙げられる。
オレフィン系単量体の重合体の他の例としては、オレフィン系単量体と他の熱可塑性単量体との共重合体等が挙げられる。これらの具体例としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体及びエチレン・不飽和カルボン酸共重合体等が挙げられる。不飽和カルボン酸の例としては、メタアクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸及びフマル酸等が挙げられる。
アクリル系単量体は、極性官能基を有するアクリル系単量体でもよく、その他のアクリル系単量体でもよい。
保護層を構成する重合体成分は、2種以上のアクリル系単量体を含んでもよい。その場合、2種以上のアクリル系単量体は、それぞれ同一の重合体に含まれていてもよく、異なる重合体に含まれていてもよい。
保護層を構成する重合体成分は、2種以上のアクリル系単量体を含んでもよい。その場合、2種以上のアクリル系単量体は、それぞれ同一の重合体に含まれていてもよく、異なる重合体に含まれていてもよい。
極性官能基を有するアクリル系単量体の具体例としては、ヒドロキシ基を有するヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート及び4-ヒドロキシブチルアクリレート等のヒドロキシアルキルアクリレート類;カルボキシ基を有するアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸及びマレイン酸等;グリシジル基を有するグリシジルアクリレート及びグリシジルメタクリレート等;リン酸基を有するモノ(2-メタクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート及びモノ(2-アクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート等;アミド基を有するアクリルアミド及びメタクリルアミド等;その他の官能基を有する単量体としてアクリロニトリル及びメタクリロニトリル等が挙げられる。
その他のアクリル系単量体としては、アクリル酸エステル類及びメタアクリル酸エステル類が挙げられる。これらの具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸i-ブチル、アクリル酸2-エチルへキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブチル、メタクリル酸2-エチルへキシル及びメタクリル酸ラウリル等が挙げられる。中でも、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸n-ブチルからなる群より選択される1種以上が好ましい。
保護層を構成する重合体成分は、2種以上の芳香族ビニル系単量体を含んでもよい。その場合、2種以上の芳香族ビニル系単量体は、それぞれ同一の重合体に含まれていてもよく、異なる重合体に含まれていてもよい。
芳香族ビニル系単量体の具体例としては、スチレン及びα-メチルスチレン等が挙げられる。中でも、スチレンが好ましい。
本発明による容器は、上記したオレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含む重合体成分を含む保護層を備えることにより、従来の容器と比較してリサイクル性を向上できる。その理由は、以下の通りであると考えられる。
本発明による容器が備えるバリア層は、水溶性又はアルカリ可溶性を有する層である。水溶性又はアルカリ可溶性を有する層には、極性基を有する樹脂が含まれている。そのため、本発明において、保護層を構成する重合体成分に含まれるアクリル系単量体が有する極性基と、バリア層における極性基との間では、結合や分子間力が生じている。例えば、バリア層にポリビニルアルコール系樹脂が含まれ、保護層にメタクリル酸メチルが含まれる場合、ポリビニルアルコール系樹脂のヒドロキシ基と、メタクリル酸メチルのエステル基との間では、水素結合が形成されている。このような結合や分子間力により、保護層はバリア層と強く密着している。
従来の容器が備える保護層に使用されるポリビニルブチラール(「PVB」とも称する)は、ポリビニルアルコール(「PVA」とも称する)のヒドロキシ基をブチルアルデヒドによりアセタール化したものであるため、極性基を殆ど有していない。従って、従来の容器における保護層とバリア層との密着性は、本発明による容器における保護層とバリア層との密着性よりも低い。本発明のように、保護層がバリア層と強く密着していると、容器のリサイクルにおける洗浄工程では、バリア層の溶解と同時に、比較的密着強度の低い支持体とバリア層との間に水及びアルカリ溶液等の洗浄液が侵入して、支持体とバリア層との剥離が生じ、この結果、保護層は、バリア層と密着した状態で支持体から分離すると考えられる。一方で、従来の容器は、保護層とバリア層との密着性が高くないため、保護層は、バリア層と剥離した状態で支持体から分離すると考えられる。このような剥離機構の差異により、結果的に、本発明による容器は、従来の容器と比較してリサイクル性を向上できたと考えられる。
また、本発明では、保護層を構成する重合体成分が、アクリル系単量体と共に、オレフィン系単量体を含むことにより、耐久性、特に耐水性が維持される。具体的には、極性基を有するアクリル系単量体の存在による耐水性の劣化が、オレフィン系単量体の存在により低減され、保護層の耐水性等の耐久性が維持される。
以上により、本発明では、保護層を構成する重合体成分がオレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含むことにより、保護層の耐久性を維持し、容器のリサイクル性を向上できる。
なお、バリア層が、カルボキシ基含有樹脂と、ポリビニルアルコール系樹脂とを含む場合、バリア層には、ポリビニルアルコール系樹脂のヒドロキシ基に加えて、カルボキシ基含有樹脂のカルボキシ基が存在するため、保護層とバリア層の密着性は特に優れていると考えられる。
従来の容器が備える保護層に使用されるポリビニルブチラール(「PVB」とも称する)は、ポリビニルアルコール(「PVA」とも称する)のヒドロキシ基をブチルアルデヒドによりアセタール化したものであるため、極性基を殆ど有していない。従って、従来の容器における保護層とバリア層との密着性は、本発明による容器における保護層とバリア層との密着性よりも低い。本発明のように、保護層がバリア層と強く密着していると、容器のリサイクルにおける洗浄工程では、バリア層の溶解と同時に、比較的密着強度の低い支持体とバリア層との間に水及びアルカリ溶液等の洗浄液が侵入して、支持体とバリア層との剥離が生じ、この結果、保護層は、バリア層と密着した状態で支持体から分離すると考えられる。一方で、従来の容器は、保護層とバリア層との密着性が高くないため、保護層は、バリア層と剥離した状態で支持体から分離すると考えられる。このような剥離機構の差異により、結果的に、本発明による容器は、従来の容器と比較してリサイクル性を向上できたと考えられる。
また、本発明では、保護層を構成する重合体成分が、アクリル系単量体と共に、オレフィン系単量体を含むことにより、耐久性、特に耐水性が維持される。具体的には、極性基を有するアクリル系単量体の存在による耐水性の劣化が、オレフィン系単量体の存在により低減され、保護層の耐水性等の耐久性が維持される。
以上により、本発明では、保護層を構成する重合体成分がオレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含むことにより、保護層の耐久性を維持し、容器のリサイクル性を向上できる。
なお、バリア層が、カルボキシ基含有樹脂と、ポリビニルアルコール系樹脂とを含む場合、バリア層には、ポリビニルアルコール系樹脂のヒドロキシ基に加えて、カルボキシ基含有樹脂のカルボキシ基が存在するため、保護層とバリア層の密着性は特に優れていると考えられる。
保護層において、オレフィン系単量体に対するアクリル系単量体の質量比(アクリル系単量体/オレフィン系単量体)は、1/2以上3/1以下であることが好ましく、1/1以上2/1以下であることがより好ましい。
上記質量比を1/2以上とすることにより、容器のリサイクル性をより向上できる。
上記質量比を3/1以下とすることにより、容器の耐久性をより向上できる。
なお、上記質量比は固形分比である。
上記質量比を1/2以上とすることにより、容器のリサイクル性をより向上できる。
上記質量比を3/1以下とすることにより、容器の耐久性をより向上できる。
なお、上記質量比は固形分比である。
保護層は、本発明の特性を損なわない範囲において、添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、酸素吸収剤、可塑剤、紫外線安定化剤、酸化防止剤、着色防止剤、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、帯電防止剤、糸摩擦低減剤、スリップ剤、離型剤、抗酸化剤、イオン交換剤、及び着色剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
保護層は、単層でも、2層以上の多層でもよい。また、保護層が多層である場合には、各層が、同一の組成でも、異なる組成でもよい。
保護層の厚さは、好ましくは0.5μm以上1000μm以下であり、より好ましくは0.7μm以上500μm以下であり、更に好ましくは1μm以上100μm以下である。これにより、バリア層の耐劣化性をより向上できる。
なお、保護層の厚さは、例えば、容器の胴部において測定でき、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。また、保護層が多層である場合、保護層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
なお、保護層の厚さは、例えば、容器の胴部において測定でき、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。また、保護層が多層である場合、保護層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
保護層は、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、茶褐色、橙色、黒色、及び白色等の色に着色されてもよく、さらに透明でも不透明でもよい。保護層が着色されていることにより、バリア層を着色する場合と同様に、日光等の外部から容器内に進入してくる光を吸収でき、容器の内容物の味及び色の変化を抑制できる。波長400nm以上500nm以下の可視光線を効果的に吸収できるため、保護層は、好ましくは茶褐色又は橙色等に着色されている。保護層の着色は、例えば、着色剤を使用できる。
(蒸着膜)
本発明の容器は、ガスバリア性をより向上するために、蒸着膜を有してもよい。
本発明の容器は、ガスバリア性をより向上するために、蒸着膜を有してもよい。
蒸着膜としては、例えば、アルミニウム等の金属、並びに酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ホウ素、酸化ハフニウム、酸化バリウム等の無機酸化物、ヘキサメチルジシロキサン等の有機珪素化合物、DLC(Diamond Like Carbon)膜等の硬質炭素膜から構成される、蒸着膜を挙げることができる。
なお、DLC膜からなる硬質炭素膜とは、iカーボン膜又は水素化アモルファスカーボン膜(a-C:H)とも呼ばれる硬質炭素膜のことで、SP3結合を主体にしたアモルファスな炭素膜のことである。
なお、DLC膜からなる硬質炭素膜とは、iカーボン膜又は水素化アモルファスカーボン膜(a-C:H)とも呼ばれる硬質炭素膜のことで、SP3結合を主体にしたアモルファスな炭素膜のことである。
また、蒸着膜の厚さは、特に限定されるものではなく、例えば、1nm以上150nm以下とすることができる。
なお、蒸着膜の厚さは、例えば、容器の胴部において測定でき、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
なお、蒸着膜の厚さは、例えば、容器の胴部において測定でき、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
蒸着膜の形成は、従来公知の方法により行うことができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法及びイオンプレーティング法等の物理気相成長法(Physical Vapor Deposition法、PVD法)、並びにプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法及び光化学気相成長法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition法、CVD法)等を挙げることができる。
以下、ボトル及びカップを例示して、本発明による容器の構造の一実施形態を説明する。
図1~図3は、本発明の容器の一例であるボトルの一実施態様を示す模式半断面図である。ボトル10は、図1~図3に示すように、口部11と、口部11の下方に設けられた首部12と、首部12の下方に設けられた肩部13と、肩部13の下方に設けられた胴部14と、胴部14の下方に設けられた底部15とを備えている。
口部11は、図示しないキャップが螺着されるネジ部16と、ネジ部16の下方に設けられたカブラ17と、カブラ17の下方に設けられたサポートリング18とを備えている。口部11の形状は、従来公知の形状でもよい。
なお、本明細書中、「上」及び「下」とは、それぞれボトル10又はカップ30を正立させた状態(図1~図4)における上方及び下方のことをいう。
なお、本明細書中、「上」及び「下」とは、それぞれボトル10又はカップ30を正立させた状態(図1~図4)における上方及び下方のことをいう。
首部12は、サポートリング18と肩部13との間に位置しており、略均一な径をもつ略円筒形状を有している。また、肩部13は、首部12と胴部14との間に位置しており、首部12側から胴部14側に向けて徐々に径が拡大する形状を有している。
胴部14は、全体として略均一な径をもつ円筒形状を有している。しかしながら、これに限られるものではなく、胴部14が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状を有してもよい。或いは、胴部14が上方から下方に向けて均一でない水平断面をもつ筒形状を有してもよい。また、胴部14は、凹凸が形成されておらず、略平坦な表面を有しているが、これに限られるものではない。例えば、胴部14にパネル又は溝等の凹凸が形成されてもよい。
底部15は、中央に位置する凹部19と、この凹部19周囲に設けられた接地部20とを有している。なお、底部15の形状についても特に限定されるものではなく、従来公知の底部形状(例えばペタロイド底形状や丸底形状等)を有してもよい。
ボトル10は、図1~図3に示すように、支持体21と、支持体21の一方の面側に設けられた保護層23とを備える。また、ボトル10は、図1~図3に示すように、支持体21と保護層23との間にバリア層22を備える。
一実施形態において、ボトル10は、図1に示すように、口部11が、支持体21により構成され、首部12、肩部13、胴部14及び底部15が、支持体21と、バリア層22と、保護層23とにより構成されている。図1に示すように、首部12、肩部13、胴部14及び底部15において、バリア層22は、支持体21を取り囲むように、支持体21の外側全域に設けられている。図1に示すように、保護層23は、バリア層22を取り囲むように、バリア層22の外側全域に設けられている。
一実施形態において、ボトル10は、図2に示すように、口部11及び首部12が、支持体21により構成され、肩部13、胴部14及び底部15が、支持体21と、バリア層22と、保護層23とにより構成されている。図2に示すように、肩部13、胴部14及び底部15において、バリア層22は、支持体21を取り囲むように、支持体21の外側全域に設けられている。図2に示すように、保護層23は、バリア層22を取り囲むように、バリア層22の外側全域に設けられている。
一実施形態において、ボトル10は、サポートリング18の下端から下方に1mm以上10mm以下の範囲にバリア層22及び保護層23を備えていなくてもよい。ボトル10に内容物を充填する際には、サポートリング18の下端より下の部分(首部12等)を掴んで運搬するところ、該部分にバリア層22及び保護層23が設けられていると、掴み不良が発生する恐れがある。サポートリング18の下端から下方に1mm以上10mm以下の範囲にバリア層22及び保護層23が設けられていないボトルは、このような掴み不良を抑制できる。該範囲は、好ましくは2mm以上5mm以下である。
なお、該範囲は、ボトル10を平面上に自立させたときに、この平面に垂直な方向におけるサポートリング18の下端からの距離である。
なお、該範囲は、ボトル10を平面上に自立させたときに、この平面に垂直な方向におけるサポートリング18の下端からの距離である。
一実施形態において、バリア層22及び保護層23は、首部12、肩部13、胴部14及び底部15から選択される1以上の全域又は一部領域に設けられてもよい。
一実施形態において、ボトル10は、好ましくは胴部14の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられている。ボトル10は、より好ましくは肩部13及び胴部14の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられている。
一実施形態において、ボトル10は、好ましくは胴部14の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられている。ボトル10は、より好ましくは肩部13及び胴部14の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられている。
一実施形態において、ボトル10は、図3に示すように、口部11の下端を「0L」とし、接地部20を「1L」としたときに、少なくとも0.4L以上0.6L以下の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられている。このような構成とすることにより、ガスバリア性を効率よく向上できる。
ボトル10は、好ましくは、少なくとも0.1L以上0.8L以下の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられ、より好ましくは、少なくとも0.05L以上0.95L以下の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられている。
ボトル10は、好ましくは、少なくとも0.1L以上0.8L以下の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられ、より好ましくは、少なくとも0.05L以上0.95L以下の外側全域にわたってバリア層22及び保護層23が設けられている。
バリア層22及び保護層23は、ボトル10の内側に設けられてもよい(図示せず)。
ボトル10は、ボトル10の内側及び外側を含む群から選択される少なくとも1つに蒸着膜を備えてもよい(図示せず)。
ボトル10は、ボトル10の内側及び外側を含む群から選択される少なくとも1つに蒸着膜を備えてもよい(図示せず)。
図4は、本発明の容器の一実施態様であるカップを示す模式半断面図である。カップ30は、図4に示すように、口部31と、口部31の下方に設けられた胴部32と、胴部32の下方に設けられた底部33とを備えている。
口部31は、フランジ形状を有しているが、口部31の形状は、特に限定されず、従来公知の形状でもよい。
図4の胴部32は、全体として略均一な径をもつ円筒形状を有しているが、これに限られるものではなく、胴部32が四角形筒形状や八角形筒形状等の多角形筒形状を有してもよい。あるいは、胴部32が上方から下方に向けて均一でない水平断面をもつ筒形状を有してもよい。また、図4の胴部32は、凹凸が形成されておらず、略平坦な表面を有しているが、これに限られない。例えば、胴部32にパネル又は溝等の凹凸が形成されてもよい。
底部33は、中央に位置する凹部34と、この凹部34周囲に設けられた接地部35とを有している。なお、底部33の形状についても特に限定されるものではなく、従来公知の底部形状(例えば丸底形状等)を有してもよい。
カップ30は、図4に示すように、口部31が、支持体36により構成され、胴部32及び底部33が、支持体36と、バリア層37と、保護層38とにより構成されている。図4に示すように、胴部32及び底部33において、バリア層37は、支持体36を取り囲むように、支持体36の外側全域に設けられている。
一実施形態において、バリア層37及び保護層38は、口部31、胴部32及び底部33から選択される1以上の全域又は一部領域に設けられてもよい。
一実施形態において、バリア層37及び保護層38は、口部31、胴部32及び底部33から選択される1以上の全域又は一部領域に設けられてもよい。
バリア層37及び保護層38は、カップ30の内側に設けられてもよい(図示せず)。
カップ30は、カップの内側及び外側を含む群から選択される少なくとも1つに蒸着膜を備えてもよい(図示せず)。
カップ30は、カップの内側及び外側を含む群から選択される少なくとも1つに蒸着膜を備えてもよい(図示せず)。
なお、カップ30内に物品を収容する際には、ガスバリア性を有する蓋材を使用してカップ30を密閉する(図示せず)。これにより、ガスバリア性を有するカップとすることができる。
一実施形態において、本発明の容器は、予備成形体のブロー成形体でもよい。予備成形体としては、後述する本発明の予備成形体を使用してもよい。本発明の容器がボトルである場合、予備成形体としてプリフォームを使用してもよい。
ボトルがプリフォームのブロー成形体である場合、プリフォームに対するボトルの容積増加率は、好ましくは2以上45以下であり、より好ましくは5以上40以下であり、更に好ましくは8以上35以下である。
なお、プリフォームに対するボトルの容積増加率は、ブロー成形された部分の容積増加率を意味し、例えば、プリフォームの口部以外の容積をV1とし、ブロー成形後のボトルの口部以外の容積をV2としたときの容積増加率「V2/V1」を意味する。
なお、プリフォームに対するボトルの容積増加率は、ブロー成形された部分の容積増加率を意味し、例えば、プリフォームの口部以外の容積をV1とし、ブロー成形後のボトルの口部以外の容積をV2としたときの容積増加率「V2/V1」を意味する。
ボトルにおいて、酸素透過度は、好ましくは0.100cc/day・bottle・0.21atm以下であり、より好ましくは0.070cc/day・bottle・0.21atm以下であり、更に好ましくは0.050cc/day・bottle・0.21atm以下であり、更により好ましくは0.040cc/day・bottle・0.21atm以下である。
なお、本明細書において、酸素透過度は、JIS K 7126-2:2006に準拠して、酸素透過度測定装置(例えば、MOCON社製、商品名:OX-TRAN 2/20)を使用して、23℃、湿度40%RHの条件により測定される値であり、口部を治具で塞いだボトル全体において測定し、口部を除いたボトル全体の表面積で除した値である。
なお、本明細書において、酸素透過度は、JIS K 7126-2:2006に準拠して、酸素透過度測定装置(例えば、MOCON社製、商品名:OX-TRAN 2/20)を使用して、23℃、湿度40%RHの条件により測定される値であり、口部を治具で塞いだボトル全体において測定し、口部を除いたボトル全体の表面積で除した値である。
本発明の容器の断面の厚さは、好ましくは0.1mm以上0.4mm以下であり、より好ましくは0.15mm以上0.3mm以下である。
なお、容器の断面の厚さは、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する容器の胴部において測定できる。容器の断面の厚さは、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
なお、容器の断面の厚さは、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する容器の胴部において測定できる。容器の断面の厚さは、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
本発明の容器は、容量/質量が、好ましくは5mL/g以上50mL/g以下であり、より好ましくは8mL/g以上45mL/g以下である。
容器の容量/質量を5mL/g以上とすることにより、容器の軽量化を図ることができる。
また、容器の容量/質量を50mL/g以下とすることにより、容器の強度を向上できる。
容器の容量/質量を5mL/g以上とすることにより、容器の軽量化を図ることができる。
また、容器の容量/質量を50mL/g以下とすることにより、容器の強度を向上できる。
本発明の容器は、満注容量が、例えば、100mL以上2000mL以下のものでもよい。容器の満注容量は、好ましくは280mL以上750mL以下である。
また、本発明の容器は、満注容量が、例えば、10L以上60L以下の大型のものでもよい。
また、本発明の容器は、満注容量が、例えば、10L以上60L以下の大型のものでもよい。
本発明の容器において、波長400nm以上500nm以下の可視光線の透過率は、好ましくは20%以下である。これにより、内容物の味及び色の変化を抑制できる。特に、内容物がビールである場合には、日光臭が発生する不具合を抑制できる。該透過率は、より好ましくは15%以下であり、更に好ましくは5%以下あり、更により好ましくは1%以下である。このような透過率は、保護層及びバリア層を含む群から選択される少なくとも1つの層を適宜着色することにより調整できる。
波長400nm以上500nm以下の可視光線の透過率は、分光光度計を使用して、波長0.5nm間隔において可視光線波長の光線透過率を測定することにより得ることができる。分光光度計としては、(株)島津製作所製の紫外可視分光光度計を使用できる。
なお、容器の透過率は、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する容器の胴部において測定する。
波長400nm以上500nm以下の可視光線の透過率は、分光光度計を使用して、波長0.5nm間隔において可視光線波長の光線透過率を測定することにより得ることができる。分光光度計としては、(株)島津製作所製の紫外可視分光光度計を使用できる。
なお、容器の透過率は、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する容器の胴部において測定する。
本発明の容器は、その表面に印刷が施されてもよい。印刷により形成される画像は、特に限定されず、例えば、模様及び文字等が挙げられる。容器の色調に影響されないという観点からは、印刷は、好ましくは容器の外側表面に施されている。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法、コールドスタンプ法等が挙げられる。
また、印刷が施された予備成形体をブロー成形することによって、印刷が施された容器を得ることができる。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法、コールドスタンプ法等が挙げられる。
また、印刷が施された予備成形体をブロー成形することによって、印刷が施された容器を得ることができる。
<容器の製造方法>
以下、ボトルを例示しつつ、本発明の容器の製造方法を説明する。
以下、ボトルを例示しつつ、本発明の容器の製造方法を説明する。
一実施形態において、図1に示すボトル10は、以下の手順により製造できる。
まず、従来公知の方法により、口部11と、首部12と、肩部13と、胴部14と、底部15とを有する支持体21を作製する。
次いで、バリア層22を構成する材料と、溶媒とを含むバリア層用塗工液を準備する。
次いで、バリア層用塗工液を、支持体21の首部12、肩部13、胴部14及び底部15に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、バリア層22を形成する。
次いで、保護層23を構成する材料と、溶媒とを含む保護層用塗工液を準備する。
次いで、保護層用塗工液をバリア層22の表面に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、保護層23を形成し、図1に記載のボトル10を製造できる。
なお、図2及び図3に記載のボトル10は、バリア層用塗工液及び保護層用塗工液の塗工箇所を適宜選択することにより製造できる。
まず、従来公知の方法により、口部11と、首部12と、肩部13と、胴部14と、底部15とを有する支持体21を作製する。
次いで、バリア層22を構成する材料と、溶媒とを含むバリア層用塗工液を準備する。
次いで、バリア層用塗工液を、支持体21の首部12、肩部13、胴部14及び底部15に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、バリア層22を形成する。
次いで、保護層23を構成する材料と、溶媒とを含む保護層用塗工液を準備する。
次いで、保護層用塗工液をバリア層22の表面に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、保護層23を形成し、図1に記載のボトル10を製造できる。
なお、図2及び図3に記載のボトル10は、バリア層用塗工液及び保護層用塗工液の塗工箇所を適宜選択することにより製造できる。
一実施形態において、図1~図3に記載のボトル10は、後述する図5~図7に示すプリフォーム40をブロー成形することにより製造できる。ブロー成形は、従来公知の方法により行うことができる。
バリア層用塗工液に使用する溶媒は、バリア層を構成する材料を溶解又は乳化分散できるものである。溶媒としては、例えば、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、n-ペンチルアルコール等のアルコール類;ジメチルスルホキシド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等の極性有機溶剤等が挙げられる。これらの溶媒は、1種又は2種以上を組み合わせて使用できる。
溶媒は、好ましくは、水、アルコール類、又はこれらの混合物を使用し、より好ましくは、水及びイソプロピルアルコールとの混合溶媒を使用する。これにより、バリア層用塗工液の粘性が向上し、塗工回数を少なくすることが可能となるため、容器の生産性を向上できる。
溶媒は、好ましくは、水、アルコール類、又はこれらの混合物を使用し、より好ましくは、水及びイソプロピルアルコールとの混合溶媒を使用する。これにより、バリア層用塗工液の粘性が向上し、塗工回数を少なくすることが可能となるため、容器の生産性を向上できる。
バリア層用塗工液において、バリア層を構成する材料の固形分の合計濃度は、好ましくは2質量%以上15質量%以下であり、より好ましくは3質量%以上10質量%以下である。これにより、厚さの均一なバリア層を形成できる。
バリア層用塗工液の粘度は、好ましくは150mPa・s以上4000mPa・s以下であり、より好ましくは200mPa・s以上2500mPa・s以下である。これにより、容器の生産性をより向上できる。
バリア層用塗工液の粘度は、JIS Z 8803:2011に準拠して、20℃の温度において、回転式粘度計を使用して測定できる。
バリア層用塗工液の粘度は、JIS Z 8803:2011に準拠して、20℃の温度において、回転式粘度計を使用して測定できる。
バリア層用塗工液の塗工は、従来公知の方法により行うことができる。塗工方法は、例えば、印毛等により塗布する方法、バリア層用塗工液に容器を浸漬する方法、容器の表面にバリア層用塗工液を噴霧する方法等が挙げられる。
バリア層用塗工液から形成された塗工膜の乾燥温度は、溶媒を除去できる温度である。乾燥温度は、好ましくは20℃以上80℃以下であり、より好ましくは40℃以上70℃以下であり、更に好ましくは50℃以上70℃以下である。
保護層用塗工液に使用する溶媒は、保護層形成用材料を溶解、乳化分散できるものであれば特に限定されず、例えば、水、アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸nプロピル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ヘキサン、へプタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等を使用できる。これらの中でも、重合体成分を良好に溶解又は乳化分散できることから、保護層用塗工液に使用する溶媒は、酢酸nプロピルと、メチルシクロヘキサンとの混合溶媒であることが好ましい。
保護層用塗工液の塗工は、従来公知の方法により行うことができる。塗工方法は、例えば、印毛等により塗布する方法、保護層用塗工液に容器を浸漬する方法、容器の表面に保護層用塗工液を噴霧する方法等が挙げられる。
保護層用塗工液から形成された塗工膜の乾燥温度は、溶媒を除去できる温度である。乾燥温度は、好ましくは40℃以上80℃以下であり、より好ましくは50℃以上70℃以下である。
本発明の容器の製造方法は、容器の表面に、模様及び文字等の画像の印刷を施す工程を含んでもよい。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法及びコールドスタンプ法等が挙げられる。例えば、インクジェット法により印刷を行う場合には、容器にUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより印刷を行う。また、熱転写シートを使用して印刷を施してもよい。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法及びコールドスタンプ法等が挙げられる。例えば、インクジェット法により印刷を行う場合には、容器にUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより印刷を行う。また、熱転写シートを使用して印刷を施してもよい。
<予備成形体>
本発明の容器は、上記したように、圧縮成形、射出成形、ブロー成形、熱成形等の種々の方法より得られた支持体の表面にバリア層及び保護層を形成することでも製造できるが、特にブロー成形により支持体を得る場合には、ブロー成形前の予備成形体の支持体の表面にバリア層及び保護層を形成しておき、それをブロー成形して容器とすることもできる。本明細書において、予備成形体とは、本発明の容器をブロー成形する前の成形体であり、本発明の容器の製造に使用されるものである。予備成形体の形状は、ブロー成形後の容器の形状に応じて適宜選択できる。本発明の予備成形体は、支持体と、支持体の少なくとも一方の面側に設けられた保護層と、支持体と保護層との間に設けられたバリア層と、を備える。
本発明の容器は、上記したように、圧縮成形、射出成形、ブロー成形、熱成形等の種々の方法より得られた支持体の表面にバリア層及び保護層を形成することでも製造できるが、特にブロー成形により支持体を得る場合には、ブロー成形前の予備成形体の支持体の表面にバリア層及び保護層を形成しておき、それをブロー成形して容器とすることもできる。本明細書において、予備成形体とは、本発明の容器をブロー成形する前の成形体であり、本発明の容器の製造に使用されるものである。予備成形体の形状は、ブロー成形後の容器の形状に応じて適宜選択できる。本発明の予備成形体は、支持体と、支持体の少なくとも一方の面側に設けられた保護層と、支持体と保護層との間に設けられたバリア層と、を備える。
以下、本発明の予備成形体が備える各構成要素について説明する。
(支持体)
本発明の予備成形体において、支持体を構成する材料は、本発明の容器における支持体を構成する材料と同様のものを使用できる。支持体にこのような材料を使用することにより、本発明の容器を得ることができると共に、ブロー成形性に優れた予備成形体とすることができる。
本発明の予備成形体において、支持体を構成する材料は、本発明の容器における支持体を構成する材料と同様のものを使用できる。支持体にこのような材料を使用することにより、本発明の容器を得ることができると共に、ブロー成形性に優れた予備成形体とすることができる。
支持体は、単層構造でも、2層以上の多層構造でもよい。支持体が多層構造である場合には、各層は、同一の組成でも、異なる組成でもよい。
支持体の断面の厚さは、好ましくは1.3mm以上4.3mm以下であり、より好ましくは1.9mm以上2.9mm以下である。
なお、支持体の断面の厚さは、例えば、予備成形体の胴部において測定でき、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
なお、支持体の断面の厚さは、例えば、予備成形体の胴部において測定でき、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
予備成形体の支持体は、好ましくは表面処理を施す。表面処理としては、例えば、コロナ処理、低温プラズマ処理、及びフレーム処理等が挙げられる。このような表面処理を施すことにより、支持体表面のぬれ性が向上し、支持体と、支持体と接する層との密着性を向上できる。
(バリア層)
本発明の予備成形体において、バリア層を構成する材料は、本発明の容器におけるバリア層を構成する材料と同様のものを使用できる。バリア層にこのような材料を使用することにより、本発明の容器を得ることができると共に、ブロー成形性に優れた予備成形体とすることができる。
本発明の予備成形体において、バリア層を構成する材料は、本発明の容器におけるバリア層を構成する材料と同様のものを使用できる。バリア層にこのような材料を使用することにより、本発明の容器を得ることができると共に、ブロー成形性に優れた予備成形体とすることができる。
バリア層は、予備成形体により製造される容器の用途に応じて、好ましくは、遮光性、光沢性、色彩、ガスバリア性等を有する層である。
バリア層は、特に好ましくは、ガスバリア性を有する層である。
バリア層は、特に好ましくは、ガスバリア性を有する層である。
バリア層は、単層でも、2層以上の多層でもよい。また、バリア層が多層である場合には、各層が、同一の組成でも、異なる組成でもよい。
バリア層の厚さは、好ましくは2μm以上1000μm以下であり、より好ましくは20μm以上500μm以下である。
なお、バリア層の厚さは、例えば、予備成形体の胴部において測定できる。バリア層の厚さは、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。バリア層が多層である場合、バリア層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
なお、バリア層の厚さは、例えば、予備成形体の胴部において測定できる。バリア層の厚さは、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。バリア層が多層である場合、バリア層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
バリア層は、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、茶褐色、橙色、黒色、及び白色等の色に着色されてもよく、さらに透明でも不透明でもよい。このようなバリア層とすることで、着色されたバリア層を備える容器を製造できる。バリア層の着色は、例えば、着色剤を使用できる。
(保護層)
本発明の予備成形体において、保護層を構成する材料は、本発明の容器における保護層を構成する材料と同様のものを使用できる。保護層にこのような材料を使用することにより、本発明の容器を得ることができると共に、ブロー成形性に優れた予備成形体とすることができる。
本発明の予備成形体において、保護層を構成する材料は、本発明の容器における保護層を構成する材料と同様のものを使用できる。保護層にこのような材料を使用することにより、本発明の容器を得ることができると共に、ブロー成形性に優れた予備成形体とすることができる。
保護層は、単層でも、2層以上の多層でもよい。また、保護層が多層である場合には、各層が、同一の組成でも、異なる組成でもよい。
保護層の厚さは、好ましくは0.5μm以上1000μm以下であり、より好ましくは0.7μm以上500μm以下である。更に、保護層の厚さは、ブロー成形時に保護層及びバリア層の割れを抑制できる等のブロー成形性の観点から、好ましくは10μm以上300μm以下である。
なお、保護層の厚さは、例えば、予備成形体の胴部において測定できる。保護層の厚さは、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。保護層が多層である場合、保護層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
なお、保護層の厚さは、例えば、予備成形体の胴部において測定できる。保護層の厚さは、厚さが最も薄くなる箇所を意味する。保護層が多層である場合、保護層の厚さは、全ての層の厚さの合計である。
保護層は、赤色、青色、黄色、緑色、茶色、茶褐色、橙色、黒色、及び白色等の色に着色されてもよく、さらに透明でも不透明でもよい。このような保護層とすることにより、着色された保護層を備える容器を製造できる。保護層の着色は、例えば、着色剤を使用できる。
以下、プリフォームを例示して、本発明による予備成形体の構造の一実施形態を説明する。
図5~図7は、本発明によるプリフォームの一実施態様を示す模式半断面図である。プリフォーム40は、図5~図7に示すように、口部41と、口部41に連結された胴部42と、胴部42に連結された底部43とを備えている。このうち口部41は、後述のボトル10の口部11に対応するものであり、口部11と略同一の形状を有している。また、胴部42は、ボトル10の首部12、肩部13及び胴部14に対応するものであり、略円筒形状を有している。底部43は、ボトル10の底部15に対応するものであり、略半球形状を有している。
口部41は、図示しないキャップが螺着される後述のボトル10のネジ部16に対応するネジ部44と、ネジ部44の下方に設けられ、ボトル10のカブラ17に対応するカブラ45と、カブラ45の下方に設けられ、ボトル10のサポートリング18に対応するサポートリング46とを備えている。口部41の形状は、従来公知の形状でもよい。
プリフォーム40は、図5~図7に示すように、支持体47と、支持体47の一方の面側に設けられた保護層49とを備える。また、プリフォーム40は、図5~図7に示すように、支持体47と保護層49との間にバリア層48を備える。
一実施形態において、プリフォーム40は、図5に示すように、口部41が、支持体47により構成され、胴部42及び底部43が、支持体47と、バリア層48と、保護層49とにより構成されている。図5に示すように、バリア層48は、支持体47を取り囲むように、支持体47の外側全域に設けられている。図5に示すように、保護層49は、バリア層48を取り囲むように、バリア層48の外側全域に設けられている。
一実施形態において、プリフォーム40は、図6に示すように、口部41と、胴部42の一部とが支持体47により構成され、胴部42の残りの部分と底部43とが、支持体47と、バリア層48と、保護層49とにより構成されている。図6に示すように、バリア層48は、支持体47を取り囲むように、支持体47の外側全域に設けられている。図6に示すように、保護層49は、バリア層48を取り囲むように、バリア層48の外側全域に設けられている。
なお、上記において、「胴部42の一部」とは、図2に示すボトル10の首部12に対応する部分であり、「胴部42の残りの部分」とは、図2に示すボトル10の肩部13、胴部14及び底部15に対応する部分である。
なお、上記において、「胴部42の一部」とは、図2に示すボトル10の首部12に対応する部分であり、「胴部42の残りの部分」とは、図2に示すボトル10の肩部13、胴部14及び底部15に対応する部分である。
一実施形態において、プリフォーム40は、サポートリング46の下端から下方に1mm以上10mm以下の範囲にバリア層48及び保護層49を備えていなくてもよい。これにより、内容物の充填する際の運搬において、掴み不良が抑制されたボトルを製造できる。該範囲は、好ましくは2mm以上5mm以下である。
一実施形態において、バリア層48及び保護層49は、胴部42及び底部43を含む群から選択される少なくとも1つの部分の上下方向の全域又は一部領域に設けられてもよい。
一実施形態において、プリフォーム40は、図7に示すように、口部41の下端を「0L」とし、底部43の下端を「1L」としたときに、少なくとも0.4L以上0.6L以下の外側全域にわたってバリア層48及び保護層49が設けられている。プリフォームをこのような構成とすることにより、ガスバリア性が効率よく向上された容器を得ることができる。
プリフォーム40は、好ましくは、少なくとも0.2L以上0.7L以下の外側全域にわたってバリア層48及び保護層49が設けられ、より好ましくは、少なくとも0.1L以上0.9L以下の外側全域にわたってバリア層48及び保護層49が設けられている。
一実施形態において、プリフォーム40は、図7に示すように、口部41の下端を「0L」とし、底部43の下端を「1L」としたときに、少なくとも0.4L以上0.6L以下の外側全域にわたってバリア層48及び保護層49が設けられている。プリフォームをこのような構成とすることにより、ガスバリア性が効率よく向上された容器を得ることができる。
プリフォーム40は、好ましくは、少なくとも0.2L以上0.7L以下の外側全域にわたってバリア層48及び保護層49が設けられ、より好ましくは、少なくとも0.1L以上0.9L以下の外側全域にわたってバリア層48及び保護層49が設けられている。
バリア層48及び保護層49は、プリフォーム40の内側に設けられてもよい(図示せず)。
予備成形体の断面の厚さは、好ましくは1.4mm以上4.5mm以下であり、より好ましくは2mm以上3mm以下である。
なお、予備成形体の断面の厚さは、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する予備成形体の胴部において測定できる。予備成形体の断面の厚さは、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
なお、予備成形体の断面の厚さは、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する予備成形体の胴部において測定できる。予備成形体の断面の厚さは、断面の厚さが最も薄くなる箇所を意味する。
本発明の予備成形体において、波長400nm以上500nm以下の可視光線の透過率は、好ましくは20%以下である。これにより、容器の内容物の味及び色の変化を抑制された容器を製造できる。該透過率は、より好ましくは15%以下であり、更に好ましくは5%以下あり、更により好ましくは1%以下である。このような透過率は、保護層及びバリア層を含む群から選択される少なくとも1つの層を適宜着色することにより調整できる。
波長400nm以上500nm以下の可視光線の透過率は、分光光度計を使用して、波長0.5nm間隔において可視光線波長の光線透過率を測定することにより得ることができる。分光光度計としては、(株)島津製作所製の紫外可視分光光度計を使用できる。
なお、予備成形体の透過率は、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する予備成形体の胴部において測定する。
波長400nm以上500nm以下の可視光線の透過率は、分光光度計を使用して、波長0.5nm間隔において可視光線波長の光線透過率を測定することにより得ることができる。分光光度計としては、(株)島津製作所製の紫外可視分光光度計を使用できる。
なお、予備成形体の透過率は、例えば、少なくとも、支持体と、バリア層と、保護層とを有する予備成形体の胴部において測定する。
本発明の予備成形体は、その表面に印刷が施されてもよい。印刷により形成される画像は、特に限定されず、例えば、模様及び文字等が挙げられる。予備成形体の色調に影響されないという観点からは、印刷は、好ましくは、予備成形体の外側表面に施されている。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法及びコールドスタンプ法等が挙げられる。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法及びコールドスタンプ法等が挙げられる。
<予備成形体の製造方法>
以下、プリフォームを例示しつつ、本発明の予備成形体の製造方法を説明する。
以下、プリフォームを例示しつつ、本発明の予備成形体の製造方法を説明する。
一実施形態において、図5に記載のプリフォーム40は、以下の手順で製造できる。
まず、上記支持体を構成する材料を従来公知の装置を使用して射出成形することにより、口部41と、胴部42と、底部43とを有する支持体47を作製する。
次いで、バリア層48を構成する材料と、溶媒とを含むバリア層用塗工液を準備する。
次いで、バリア層用塗工液を支持体47の胴部42及び底部43に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、バリア層48を形成する。
次いで、保護層49を構成する材料と、溶媒とを含む保護層用塗工液を準備する。
次いで、保護層用塗工液をバリア層48の表面に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、保護層49を形成し、図5に記載のプリフォーム40を製造できる。
なお、図6及び図7に記載のプリフォーム40は、バリア層用塗工液及び保護層用塗工液の塗工箇所を適宜選択することにより製造できる。
まず、上記支持体を構成する材料を従来公知の装置を使用して射出成形することにより、口部41と、胴部42と、底部43とを有する支持体47を作製する。
次いで、バリア層48を構成する材料と、溶媒とを含むバリア層用塗工液を準備する。
次いで、バリア層用塗工液を支持体47の胴部42及び底部43に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、バリア層48を形成する。
次いで、保護層49を構成する材料と、溶媒とを含む保護層用塗工液を準備する。
次いで、保護層用塗工液をバリア層48の表面に塗工して、塗工膜を形成する。
次いで、塗工膜を乾燥して溶媒を除去することにより、保護層49を形成し、図5に記載のプリフォーム40を製造できる。
なお、図6及び図7に記載のプリフォーム40は、バリア層用塗工液及び保護層用塗工液の塗工箇所を適宜選択することにより製造できる。
予備成形体の製造方法におけるバリア層用塗工液及び保護層用塗工液は、容器の製造方法におけるバリア層用塗工液及び保護層用塗工液と同様のものを使用できる。
バリア層用塗工液及び保護層用塗工液の塗工は、従来公知の方法により行うことができる。塗工方法は、例えば、印毛等により塗布する方法、バリア層用塗工液に予備成形体を浸漬する方法、予備成形体の表面にバリア層用塗工液を噴霧する方法等が挙げられる。
本発明の予備成形体の製造方法は、予備成形体の表面に、模様及び文字等の画像の印刷を施す工程を含んでもよい。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法及びコールドスタンプ法等が挙げられる。例えば、インクジェット法により印刷を行う場合には、予備成形体にUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより印刷を行うことができる。また、熱転写シートを使用して印刷を施してもよい。
印刷は、公知の方法により行うことができる。印刷法としては、例えば、インクジェット法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法、熱転写法、シルクスクリーン法、パッド法、ホットスタンプ法及びコールドスタンプ法等が挙げられる。例えば、インクジェット法により印刷を行う場合には、予備成形体にUV硬化型インクを塗布し、これにUV照射を行い、硬化することにより印刷を行うことができる。また、熱転写シートを使用して印刷を施してもよい。
次に実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
ペレット状のポリエチレンテレフタレート(PET)を準備した。
上記PETを溶融して、射出成形機を使用して射出し、口部と、胴部と、底部とを備えるプリフォームの支持体を作製した。支持体の口部は、口部の上方からネジ部、カブラ及びサポートリングを順に備えている。
ペレット状のポリエチレンテレフタレート(PET)を準備した。
上記PETを溶融して、射出成形機を使用して射出し、口部と、胴部と、底部とを備えるプリフォームの支持体を作製した。支持体の口部は、口部の上方からネジ部、カブラ及びサポートリングを順に備えている。
次いで、10.35gのポリアクリル酸((株)日本触媒製、商品名:AS-58、数平均分子量:106,000)を、水239.7gに溶解した。別途、10.35gのPVA((株)クラレ製、商品名:PVA-124、重合度:2400、ケン化度:98~99%)を、水227.7g及びイソプロピルアルコール(IPA)12.0gの混合溶媒に溶解した。これらの溶液を混合し、バリア層用塗工液(粘度:195.5mPa・s(20℃))を作製した。このバリア層用塗工液を上記支持体の胴部及び底部に塗工して、塗工膜を形成し、塗工膜を50℃で10分間乾燥した。この塗工膜の形成及び乾燥を合計3回行い、バリア層を形成した。なお、PVAに対するポリアクリル酸の質量比(固形分比)は1/1である。
次いで、エチレン26.7質量%、2-メチル-1-ブテン11.0質量%、メタクリル酸メチル34.9質量%、アクリル酸n-ブチル及びメタクリル酸n-ブチル11.8質量%、並びにスチレン15.6質量%を含む樹脂(重合体成分)を、酢酸nプロピルとメチルシクロヘキサンとの混合溶媒に溶解し、保護層用塗工液を準備した。この保護層用塗工液を上記バリア層の表面に塗工して、塗工膜を形成し、塗工膜を50℃で10分間乾燥した。この塗工膜の形成及び乾燥を合計3回行い、保護層を形成し、図5に示すようなプリフォームを得た。
プリフォームの胴部における断面の厚さは3mmであり、バリア層の厚さは50μmであり、保護層の厚さは110μmであった。プリフォームの目付量は18.3gであった。
プリフォームの胴部における断面の厚さは3mmであり、バリア層の厚さは50μmであり、保護層の厚さは110μmであった。プリフォームの目付量は18.3gであった。
次いで、上記プリフォームを110℃に加熱し、ブロー成形金型内において、二軸延伸ブロー成形を行い、口部と、首部と、肩部と、胴部と、底部とを備える内容量500mLの、図1に示すようなボトルを得た。バリア層及び保護層は、ボトルの首部、肩部、胴部及び底部の外側表面に形成されている。ボトルの胴部における断面の厚さは0.2mmであり、バリア層の厚さは5μmであり、保護層の厚さは10μmであった。
[比較例1]
ポリビニルブチラールのみを酢酸エチルに溶解して保護層用塗工液を作製し、この保護層用塗工液を用いて、塗工膜の形成及び乾燥を合計7回行い、保護層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、プリフォームを得た。
プリフォームの胴部における断面の厚さは3mmであり、バリア層の厚さは50μmであり、保護層の厚さは100μmであった。プリフォームの目付量は18.3gであった。
ポリビニルブチラールのみを酢酸エチルに溶解して保護層用塗工液を作製し、この保護層用塗工液を用いて、塗工膜の形成及び乾燥を合計7回行い、保護層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、プリフォームを得た。
プリフォームの胴部における断面の厚さは3mmであり、バリア層の厚さは50μmであり、保護層の厚さは100μmであった。プリフォームの目付量は18.3gであった。
次いで、実施例1と同様にして、本比較例のプリフォームからボトルを得た。
ボトルの胴部における断面の厚さは0.2mmであり、バリア層の厚さは5μmであり、保護層の厚さは9μmであった。
ボトルの胴部における断面の厚さは0.2mmであり、バリア層の厚さは5μmであり、保護層の厚さは9μmであった。
[比較例2]
保護層用塗工液として、酸変性ポリオレフィンのみを、メチルシクロヘキサンと酢酸エチルとの混合溶媒に溶解した保護層用塗工液(三井化学(株)製のユニストール(登録商標)XP04A)を用いて、保護層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、プリフォームを得た。
プリフォームの胴部における断面の厚さは3mmであり、バリア層の厚さは50μmであり、保護層の厚さは110μmであった。プリフォームの目付量は18.3gであった。
保護層用塗工液として、酸変性ポリオレフィンのみを、メチルシクロヘキサンと酢酸エチルとの混合溶媒に溶解した保護層用塗工液(三井化学(株)製のユニストール(登録商標)XP04A)を用いて、保護層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして、プリフォームを得た。
プリフォームの胴部における断面の厚さは3mmであり、バリア層の厚さは50μmであり、保護層の厚さは110μmであった。プリフォームの目付量は18.3gであった。
次いで、実施例1と同様にして、本比較例のプリフォームからボトルを得た。
ボトルの胴部における断面の厚さは0.2mmであり、バリア層の厚さは5μmであり、保護層の厚さは10μmであった。
ボトルの胴部における断面の厚さは0.2mmであり、バリア層の厚さは5μmであり、保護層の厚さは10μmであった。
<<リサイクル性評価>>
上記実施例及び比較例において得られたボトルを粉砕してフレーク状態にした後、90℃の1.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液にフレークを投入し、15分間撹拌した。ボトルのリサイクル性を以下の基準に基づいて評価した。評価結果を表1に示す。なお、リサイクル性評価は、保護層用塗工液に微量の赤色着色剤を混合し、保護層を着色して行った。
(評価基準)
A:水溶液中において、支持体と保護層とが完全に分離した。
B:水溶液中において、支持体と保護層とが分離していないフレークが存在した。
上記実施例及び比較例において得られたボトルを粉砕してフレーク状態にした後、90℃の1.5質量%の水酸化ナトリウム水溶液にフレークを投入し、15分間撹拌した。ボトルのリサイクル性を以下の基準に基づいて評価した。評価結果を表1に示す。なお、リサイクル性評価は、保護層用塗工液に微量の赤色着色剤を混合し、保護層を着色して行った。
(評価基準)
A:水溶液中において、支持体と保護層とが完全に分離した。
B:水溶液中において、支持体と保護層とが分離していないフレークが存在した。
10:ボトル
11:口部
12:首部
13:肩部
14:胴部
15:底部
16:ネジ部
17:カブラ
18:サポートリング
19:凹部
20:接地部
21:支持体
22:バリア層
23:保護層
30:カップ
31:口部
32:胴部
33:底部
34:凹部
35:接地部
36:支持体
37:バリア層
38:保護層
40:プリフォーム
41:口部
42:胴部
43:底部
44:ネジ部
45:カブラ
46:サポートリング
47:支持体
48:バリア層
49:保護層
11:口部
12:首部
13:肩部
14:胴部
15:底部
16:ネジ部
17:カブラ
18:サポートリング
19:凹部
20:接地部
21:支持体
22:バリア層
23:保護層
30:カップ
31:口部
32:胴部
33:底部
34:凹部
35:接地部
36:支持体
37:バリア層
38:保護層
40:プリフォーム
41:口部
42:胴部
43:底部
44:ネジ部
45:カブラ
46:サポートリング
47:支持体
48:バリア層
49:保護層
Claims (10)
- 支持体と、前記支持体の少なくとも一方の面側に設けられた保護層と、前記支持体と前記保護層との間に設けられたバリア層と、を備える容器であって、
前記支持体は、熱可塑性樹脂を含み、
前記バリア層は、水溶性又はアルカリ可溶性を有し、
前記保護層は、オレフィン系単量体及びアクリル系単量体を含む重合体成分を含む、容器。 - 前記重合体成分は、芳香族ビニル系単量体を更に含む、請求項1に記載の容器。
- 前記オレフィン系単量体が、エチレン及び2-メチル-1-ブテンからなる群より選択される1種以上である、請求項1又は2に記載の容器。
- 前記アクリル系単量体が、アクリル酸n-ブチル、メタクリル酸メチル及びメタクリル酸n-ブチルからなる群より選択される1種以上である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の容器。
- 前記オレフィン系単量体に対する前記アクリル系単量体の質量比が、1/2以上3/1以下である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の容器。
- 前記バリア層は、ポリビニルアルコール系樹脂を含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の容器。
- 前記バリア層は、カルボキシ基含有樹脂を更に含む、請求項6に記載の容器。
- 前記保護層の厚さが、0.1μm以上200μm以下である、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の容器。
- 前記熱可塑性樹脂は、ポリエステル又はポリオレフィンである、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の容器。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の容器の予備成形体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021126931A JP2023021825A (ja) | 2021-08-02 | 2021-08-02 | 容器及びその予備成形体 |
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