JP2534325B2 - ガスバリア性中空容器の製造方法 - Google Patents

ガスバリア性中空容器の製造方法

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JP2534325B2 JP63199520A JP19952088A JP2534325B2 JP 2534325 B2 JP2534325 B2 JP 2534325B2 JP 63199520 A JP63199520 A JP 63199520A JP 19952088 A JP19952088 A JP 19952088A JP 2534325 B2 JP2534325 B2 JP 2534325B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はガスバリア性中空容器の製造方法に関する。
B.従来の技術 熱可塑性樹脂中空容器、例えばポリエチレンテレフタ
レート製中空容器は、食品、飲料、化粧品、洗剤等の容
器として多用されている。そして、該容器には収納物を
酸素から遮断したり、収納物中の含有ガスあるいは香り
をのがさないために各種のガスバリア層を被覆する場合
があり、該ガスバリア層の素材としてエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体鹸化物(以下、EVOHという)の実用化が期
待されている。熱可塑性樹脂中空容器の外表面にEVOHの
皮膜を形成させる方法としては特開昭60−213731号等が
知られている。
EVOHは熱処理がなされることによってガスバリア性が
向上することは良く知られており、この熱処理温度とし
て通常120℃以上、好ましくは140〜170℃である。
一方、熱可塑性樹脂中空容器の耐熱温度は通常60〜10
0℃であり、それ以上の温度では該容器は熱変形を起こ
す。従つて、外表面にEVOH皮膜を有する熱可塑性樹脂中
空容器においてEVOH皮膜を熱処理すると、その処理温度
が高いために該容器の熱変形を起こす欠点があつた。そ
のため、EVOH皮膜を熱処理することによつて、さらに該
容器のガスバリア性を向上させることは困難であつた。
C.発明が解決しようとする課題 本発明は、表面にEVOH皮膜を有する熱可塑性樹脂中空
容器の熱変形を起こすことなく、該中空容器のガスバリ
ア性を向上させる方法を提供することにある。
D.課題を解決するための手段 本発明によれば、上記目的は、熱可塑性樹脂中空容器
の表面にエチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物皮膜を形
成し、次いで、該中空容器を(1)式を満足する温度条
件の熱水に浸漬した後、乾燥することによつて達成され
る。
TA−30≦T≦TA ・・・(1) 但し、Tは熱水の温度(℃)、TAは中空容器の熱水変
形温度(℃) E.発明のより詳細な説明 本発明の最大の特長は、外表面にEVOH皮膜を有する熱
可塑性樹脂中空容器を該容器の熱水変形温度以下の水に
浸漬した後、乾燥することによつて中空容器の熱変形を
起こすことなく、該容器のガスバリア性を向上させるこ
とにある。
本発明で用いるEVOHは、エチレン含有率20〜60モル
%、好ましくは25〜55モル%、酢酸ビニル成分の鹸化度
が90%以上、好ましくは95%以上である。エチレン含有
率が20モル%以下では高湿時のガスバリア性が低下し、
一方60モル%以上では十分なガスバリア性が得られな
い。また、鹸化度が90%未満ではガスバリア性や耐湿性
が低下する。
また、EVOHは更に小量のプロピレン、イソブテン、α
−オクテン等のα−オレフイン、不飽和カルボン酸また
はその塩、その部分アルキルエステル、その完全アルキ
ルエステル、そのニトリル、そのアミド、その無水物、
不飽和スルホン酸またはその塩等のコモノマーを含んで
いても差し支えない。
熱可塑性樹脂中空容器の表面にEVOH皮膜を形成する方
法としては、EVOH溶液を塗工する方法が有利である。
EVOHを溶解する溶媒として、メチルアルコール、エチ
ルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール
等の一価アルコール、エチレングリコール、プロピレン
グリコール等の二価アルコール、グリセリン等の三価ア
ルコール、フエノール、クレゾール等のフエノール類、
エチレンジアミン、トリメチレンジアミン等のアミン
類、蟻酸等の酸類、ジメチルスルフオキサイド、ジメチ
ルアセトアミド、N−メチルピロリドン、あるいはこれ
らの含水物等が単独でまたは2種以上混合されて使用さ
れる。特に好適に使用される溶媒は水−アルコール系の
混合溶媒、例えば水−ノルマルプロピルアルコール、水
−イソプロピルアルコール、水、メチルアルコール等で
ある。水−アルコールの混合割合は、アルコールの種
類、溶解するEVOHの種類により適宜選択される。
EVOH樹脂溶液を該中空容器の表面に塗布する方法とし
ては、ローラーコーテイング法、スプレーコーテイング
法、デイツプコーテイング法等の方法が適用でき、該溶
液の濃度は、通常2〜20%程度が好ましい。ここで中空
容器の表面とは外表面、あるいは内表面、または外表面
と内表面の両面を意味し、表面としてはその全表面であ
る場合、またはガスバリア性が要求される部分の表面
(たとえば中空容器の胴部の表面)のみである場合を含
む。本発明においてはとくに、外表面にEVOH皮膜を形成
するのが好ましい。
EVOH溶液を塗布したあと、乾燥(自然乾燥または強制
乾燥)し、熱水に浸漬することになるが、この乾燥は被
覆層中に溶媒が実質的に残存しない程度に行なうのが好
ましいが、溶媒が一部残存する程度の乾燥でもよい。こ
のようにして得られたEVOH皮膜の膜厚は、0.5〜20μ程
度が好ましい。0.5μ以下では十分なガスバリア性が発
揮し難く、20μ以上では塗工作業上の操作が困難であ
る。
該溶液中には耐候性安定剤、酸化防止剤、着色剤、界
面活性剤、可溶性無機塩などを添加しても良い。
また、EVOH溶液を塗布する際、EVOHと熱可塑性樹脂容
器との接着力を向上させるために予め火炎処理、コロナ
放電処理、プライマー処理を施しておくか、接着剤をEV
OH樹脂溶液に混入しておくことが好ましい。
本発明において、表面にEVOH皮膜を有する熱可塑性樹
脂中空容器を熱水に浸漬する時の熱水の温度T(℃)は
TA−30≦T≦TA、好ましくはTA−20≦T≦TAである。こ
こで、中空容器の熱水変形温度とは、中空容器を熱水に
1分間浸漬した際、該容器の内容量が1%減少する時の
温度をいう。
T(℃)がT−30(℃)未満ではEVOH皮膜に含水され
る水分の量が少ないために、EVOH皮膜のガスバリア性改
善効果が小さい。一方、T(℃)がTAを越えると、該中
空容器が熱変形するために外観上良好な製品が得られな
い。熱水による処理時間は、EVOH皮膜の全体の温度が熱
水処理温度とほぼ等しくなるまでの時間は最小限必要で
あり、具体的には少なくとも数秒、好ましくは5秒以上
である。また、この熱水中には水以外の液体、さらには
その他の添加剤を配合することは、本発明の目的が阻害
されない限り自由である。
本発明において、表面にEVOH皮膜を有する熱可塑性樹
脂中空容器を熱水へ浸漬した後、乾燥(自然乾燥または
強制乾燥)するが、とくに熱風乾燥、遠赤外乾燥が好ま
しい。また、乾燥の条件については特に限定はしない
が、該中空容器が変形しない限りにおいて高温で行なう
方が、乾燥時間の短縮の点から好適である。
さらに、必要に応じて熱水浸漬後のEVOH皮膜層の上に
塩化ビニリデン樹脂コート、塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体樹脂コート等によつて防湿コート層を形成するこ
ともできる。
本発明で用いる熱可塑性樹脂容器の素材としては、ポ
リエチレンテレフタレート樹脂(熱水変形温度60〜85
℃)等の熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹
脂(同80〜100℃)、ポリ塩化ビニル樹脂(同70〜100
℃)、ポリエチレン樹脂(同70〜90℃)、ポリアミド樹
脂、ポリカーボネート樹脂、などがあげられるが、特に
ポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性ポリエス
テル樹脂が好適に用いられる。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳
しく説明する。%、部とあるのは、特にことわりのない
限りいずれも重量基準である。
F.実施例 比較例1 水40%、ノルマルプロピルアルコール60%を含む混合
溶媒92.5部にEVOH(エチレン含有率32モル%、鹸化度9
9.5%)7.5部を加え、75℃で約2時間攪拌し、透明な溶
液を調整した。一方、内容量500mlの二軸延伸ブロー成
型により得られたポリエチレンテレフタレート製中空容
器(熱水変形温度:67℃)にポリエステル系接着剤溶液
(主剤100部、硬化剤6部、酢酸エチル900部)を塗布
し、膜厚2μのプライマー処理を施した。この中空容器
を液温25℃の前記EVOH溶液に浸漬し、直ちに60℃にて10
分間乾燥を行い、5μのEVOH皮膜を形成させた。
この容器に炭酸水を充填した後、20℃−65%RHの条件
下、Permatran C−IV(Modern Control社製)で炭酸ガ
ス透過量を測定すると0.374cc/pakege・day・atmであっ
た。この値とポリエチレンテレフタレート単層容器の炭
酸ガス透過量(0.977cc/pakage・day・atm)からEVOH皮
膜単層の炭酸ガス透過量を計算すると4.2cc・20μ/m2
day・atmであつた。
実施例1 比較例1と同様な方法にて、5μのEVOH皮膜層を有す
るポリエチレンテレフタレート製容器を得た。この容器
(熱水変形温度:67℃)を55℃の熱水に1分間浸漬し、
表面の水分を取除いた後、100℃の熱風で10秒間乾燥さ
せた。この時、容器の内容量変化は0.2%であり、実用
上問題なかつた。この容器の炭酸ガス透過量を測定する
と0.293cc/pakage・day・atmであつた。また、EVOH層の
炭酸ガス透過量は2.9cc・20μ/m2・day・atmであつた。
比較例2 比較例1と同様な方法にて、5μのEVOH皮膜層を有す
るポリエチレンテレフタレート製容器を得た。この容器
を100℃の熱風で10秒間処理した。この時、容器の炭酸
ガス透過量は0.362cc/pakage・day・atmであつた。ま
た、EVOH層の炭酸ガス透過量は4.0cc・20μ/m2・day・a
tmであつた。
比較例3 比較例1と同様な方法にて、5μのEVOH皮膜層を有す
るポリエチレンテレフタレート製容器を得た。この容器
を80℃の温水に1分間浸漬させた。この時、容器の内容
量変化は6%であり、実用上問題があつた。
比較例4 水35%、ノルマルプロピルアルコール65%を含む混合
溶媒94部にEVOH(エチレン含有率32モル%、鹸化度99.
5)6部を加え、75℃で約2時間攪拌し、透明な溶液を
調整した。一方、内容量500mlの二軸延伸ブロー成型に
より得られたポリエチレンテレフタレート製中空容器を
140℃で10分間熱固定し、この容器(熱水変形温度:85
℃)にポリエステル系接着剤溶液(主剤100部、硬化剤
6部、酢酸エチル900部)を塗布し、膜厚1μのプライ
マー処理を施した。この中空容器に液温70℃の前記EVOH
溶液をスプレーし、直ちに80℃にて2分間の遠赤外乾燥
を行い、3μのEVOH皮膜を形成させた。
この容器の炭酸ガス透過量を測定すると0.430cc/paka
ge・day・atmであつた。また、EVOH層の炭酸ガス透過量
は3.2cc・20μ/m2・day・atmであつた。
実施例2 比較例4と同様な方法にて、3μのEVOH皮膜層を有す
るポリエチレンテレフタレート製容器(熱水変形温度:8
5℃)を得た。この容器を65℃の温水に1分間浸漬し、
表面の水分を取除いた後、80℃にて30秒間の遠赤外乾燥
を行つた。この時、容器の内容量変化は0.2%であり、
実用上問題なかつた。この容器の炭酸ガス透過量を測定
すると0.343cc/pakage・day・atmであつた。また、EVOH
層の炭酸ガス透過量は2.2cc・20μ/m2・day・atmであつ
た。
比較例5 比較例4と同様な方法にて、3μのEVOH皮膜層を有す
るポリエチレンテレフタレート製容器(熱水変形温度:8
5℃)を得た。この容器を80℃にて30秒間の遠赤外線処
理を行つた。この時、容器の内容量変化は0.2%であ
り、実用上問題なかつた。この容器の炭酸ガス透過量を
測定すると0.421cc/pakage・day・atmであつた。また、
EVOH層の炭酸ガス透過量は3.1cc・20μ/m2・day・atmで
あつた。
比較例6 水30%、ノソプロピルアルコール10%、ノルマルプロ
ピルアルコール60%を含む混合溶媒93部にEVOH(エチレ
ン含有率32モル%、鹸化度99.5%)7部を加え、80℃で
約3時間攪拌し、透明な溶液を調整した。一方、内容量
500mlの二軸延伸ブロー成型により得られたポリプロピ
レン製中空容器(熱水変形温度:90℃)にポリウレタン
系接着剤溶液(主剤100部、硬化剤9部、酢酸エチル900
部)を塗布し、膜厚1μのプライマー処理を施した。こ
の中空容器を液温30℃の前記EVOH溶液に浸漬し、直ちに
85℃にて10分間乾燥を行い、4μのEVOH皮膜を形成させ
た。
この容器の酸素透過量を20℃−65%RH(外部)、100
%RH(内部)の条件下、OX−TRAN 10/50(Modern Contr
ols社製)で測定したところ、0.248cc/pakage・day・at
mであつた。また、EVOH層の酸素透過量は1.3cc・20μ/m
2・day・atmであつた。なお、ポリプロピレン単層容器
の酸素透過量は450cc/pakage・day・atmであつた。
実施例3 比較例6と同様な方法にて、4μのEVOH皮膜層を有す
るポリプロピレン製容器を得た。この容器(熱水変形温
度:90℃)を75℃の熱水に30秒間浸漬し、表面の水分を
取除いた後、130℃の熱風で10秒間乾燥させた。この
時、容器の内容量変化は0.3%であり、実用上問題なか
つた。この容器の酸素透過量を測定すると0.121cc/paka
ge・day・atmであつた。また、EVOH層の酸素透過量は0.
7cc・20μ/m2・day・atmであつた。
比較例7 比較例6と同様な方法にて、中空容器をEVOH溶液に浸
漬し、乾燥した。この容器を130℃の熱風で10秒間処理
した。この時、容器の内容量変化は0.3%であり、実用
上問題なかつた。この容器の酸素透過量を測定すると0.
170cc/pakage・day・atmであつた。また、EVOH層の酸素
透過量は1.1cc・20μ/m2・day・atmであつた。
G.発明の効果 本発明によれば、外表面にEVOH皮膜を有する熱可塑性
中空容器の変形を起こすことなく、該容器のガスバリア
性を向上させることができる。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑性樹脂中空容器の表面にエチレン−
    酢酸ビニル共重合体鹸化物皮膜を形成し、次いで、該中
    空容器(1)式を満足する温度条件の熱水に浸漬した
    後、乾燥することを特徴とするガスバリア性中空容器の
    製造方法。 TA−30TTA ……(1) 但し、Tは熱水の温度(℃)、TAは中空容器の熱水変形
    温度(℃)
  2. 【請求項2】熱可塑性樹脂中空容器の表面が予め火炎処
    理、コロナ放電処理あるいはプライマー処理が施されて
    いる請求項1記載のガスバリア性中空容器の製造方法。
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