JP4752222B2 - 合成樹脂製容器 - Google Patents
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Description
中でも、ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」という)樹脂に代表される芳香族ポリエステルからなるプラスチック製ボトルは、軽量で、機械的強度、耐熱性、ガス遮断性、耐薬品性、保香性、衛生性等に優れるため、広範に使用されている。
このようなプラスチック製ボトルは、通常、無色透明であり、金属容器やガラス容器と比べて紫外光線や可視光線を透過しやすく、乳飲料等を充填する場合、光線による内容物の変質を防止するために遮光性を必要とする。
また、上記の「第二種指定PETボトルの自主設計ガイドライン」によれば、1.5%アルカリ濃度の洗浄液中に85〜90℃で15分間浸漬処理したときにラベルが剥離し、接着剤や印刷インキがボトルに残らないものであることを要求している。
シュリンクの包装方法としては、例えば、円筒状のシュリンクフィルムに少し余裕を持たせて一次包装した後、熱風、スチーム等によって当該シュリンクフィルムをボトルの外周面に熱収縮させる方法が知られている。
前記のシュリンクフィルム付きボトルは、シュリンクフィルムとボトルとを接着剤等により直接接着していないため、シュリンクフィルムとボトルとを完全に分別することができるものである。
このため、「第二種指定PETボトルの自主設計ガイドライン」の要求事項の一つである、「ラベルは物理的に剥離でき、再生処理時に接着剤がボトルに残らないこと」という基準を満たすため、リサイクル適性の観点からも今後益々需要の拡大が期待される。
また、プラスチック容器に遮光性を付与するために、従来では容器自体を着色するやり方が一般的に用いられた時期もあった。
また、上記課題である「光線による内容物の変質を防止する」という課題を解決するために、着色のシュリンクラベルを用いることによって、遮光性の機能を付加したシュリンクラベルで容器全体を包装することも行われている。
例えば、シュリンクラベルの構成が、熱収縮性合成樹脂フィルムの印刷層の上に、全面ベタ刷りの白色インキ層と全面ベタ刷りの金色インキ層を順次重ねた構成とすることで、シュリンクラベルに遮光性を付与する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、着色された飲料用ボトルを使用後にリサイクルする場合、再生ポリエステル樹脂が不透明となり再生ポリエステル樹脂の用途が限定されてしまい、PETボトル等のリサイクルを円滑に行うことが困難になるという問題がある。
更に、本発明の合成樹脂製容器は、プラスチック製ボトルに異樹脂等を混合せずにPET単体で成形し、ボトル回収の際、容器回収の際、熱アルカリ洗浄により容易にプラスチック製ボトルからインキを剥離可能であるため、再生PET樹脂の用途が広範となる点から容器リサイクルに貢献することができるという利点を有する。
10は、プラスチックで形成された有底円筒状容器(以下「ボトル」ともいう。)本体であり、口部1と前記口部1の下端に設けられたサポートリング5と前記サポートリング5に続く肩部2と胴部3及び底部4とを備えている。
20は、容器本体10の口部2をねじ締め部6で螺着し、外部からの光線を遮断するために用いられる遮光性を有するキャップである。
30は、容器本体10の底部4壁面に遮光性を付与するために遮光性インキ組成物を塗布乾燥することにより形成したものである。
40は、容器本体10の口部1下端Xから底部の位置Yまで連続して表面を被覆する筒状に形成された遮光性を有するシュリンクラベルである。
図1に示すように、本発明に係る合成樹脂製容器100は、合成樹脂製容器本体10と、前記容器本体10の口部1に装着されるキャップ20と、前記容器本体10の口部下端から底部まで連続して表面を被覆するシュリンクラベル40と、前記容器本体10の底部4壁面に遮光性インキ組成物を形成したもの30とから構成されるものである。
このことによって、前記の合成樹脂製容器100全体の光透過率が、波長220〜400nmの紫外線と、波長400〜600nmの可視光線の領域にわたって、10%以下である遮光性を有することができるものである。
図1に示すように、本発明に係る合成樹脂製容器100は、前記の容器本体10の底部4壁面に遮光性インキ組成物を形成することによって、底部を外部の光線から遮断することができる。
図2に示すように、本発明に係る前記容器本体の口部に装着されるキャップ本体20は、円板状の頂板21と、その周縁から垂下したキャップ側壁部22とを有する。
更に、前記のキャップ本体20は、容器が未開封のものであるか開封後のものであるかを確認するための機能を有するピルファープルーフキャップであることが好ましく、ピルファ−プル−フ性機能を発揮させる機構としては、具体的に、例えば、前記のキャップ側壁部21にブリッジを介して連結された環状ピルファープルーフ裾壁23と、前記のピルファープルーフ裾壁23の内周壁面に、内方に延びる複数の可撓性を有するフラップ24が形成されて構成されている。
また、前記容器本体の口部1には、前記のキャップと螺子締めするための螺子部7を有するもので、更に、前記の螺子部の下方に、前記のピルファープルーフ裾壁23を係止するための膨出部を備えている。
本発明に係る合成樹脂製容器100は、前記のキャップ本体20を容器本体10に装着した状態で、口部下端X、即ち、ピルファープルーフ裾壁23の上端部から遮光性を有するシュリンクラベル40で表面を被覆することにより、キャップを開栓後、再び閉栓して使用する場合でも、口部から外部の光線を完全に遮断できるという利点を有する。
図3に示すように、本発明に係る合成樹脂製容器本体の底部は、複数の突起状の脚部を有する「ペタロイド状4A」、環状の脚部の内側に底部がいわゆる上げ底状になっている「上底形状4B」、または丸底形状4Cの底部に脚部51を有するベースカップ50を装着させた「ベースカップ付き丸底」等により容器本体に自立安定性を持たせている。
上記のポリエステル樹脂としては、具体的に、飽和ジカルボン酸と飽和二価アルコールとからなる熱可塑性樹脂が使用できる。飽和ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−1,4−又は2,6−ジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4´−ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸類、ジフェノキシエタンジエタンジカルボン酸類等の芳香族ジカルボン酸類、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、デカン−1.10−ジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を使用することができる。また飽和二価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール類、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、2,2−ビス(4´−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、その他の芳香族ジオール類等を使用することができる。好ましいポリエステルは、テレフタル酸とエチレングリコールとからなるポリエチレンテレフタレートである。
上記の紫外線吸収剤としては、例えば、2,2−ヒドロキシ−5−メチルフェニルベンゾトリアゾール、2,2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルフェニル−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチルフェニル−5−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、2−ヒドロキシ−4−メチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のヒドロキシベンゾエート系紫外線吸収剤、さらには、酸化チタン等の無機微粒子が例示できる。なお、これらの紫外線吸収剤は単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせてもよい。中でも、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が好ましい。これらの紫外線吸収剤の添加量としては、0.01〜0.2重量%の範囲で好適に使用でき、0.1重量%程度が好ましいものである。
上記の範囲とすることにより変色(褐色透明色)することなく、機械的強度を低下させることなく、波長220〜400nmの紫外線領域における光線の吸収性を向上させることができる。
前記のキャップ本体20は、具体的には、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカ−ボネ−ト系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体(ABS樹脂)、ポリアセタ−ル系樹脂、その他等の耐熱性等に富む樹脂を使用し、射出成形法等を利用して製造することができる。
遮光性キャップは、上記の樹脂に光反射性顔料や、光吸収性顔料を単独でまたは混合して添加して製造することができる。
前記の光反射性顔料は、具体的に、チタンホワイト、アルミニウム粉、マイカ粉、硫化亜鉛、亜鉛華等の白色顔料が好ましく、中でもルチル型のチタンホワイトを用いるのが好ましい。また、その添加量としては、上記樹脂100重量部に対して、2〜5重量部程度が、充分な光の散乱効果が得られるので好ましい。
前記の光吸収性顔料としては、カーボンブラック、セラミックブラック、ボーンブラック等の有色顔料が好ましく、中でも黒色顔料であるカーボンブラックを用いるのが
好ましい。また、その添加量は、上記樹脂100重量部に対して、光吸収性顔料を0.0005〜0.015重量部添加することが、充分な光吸収効果が得られるので好ましい。
上記の遮光性インキ組成物層30は、遮光性、印刷適性を有し、ボトル本体10のリサイクル処理工程で、容易に剥離可能であれば、特に限定されない。
上記の顔料を使用することによって、ボトル10の底部4が波長220〜600nmの領域の光線を遮断することができるという利点を有する。
更に、アルミナ等の隠蔽力の高い顔料を加えた層を光吸収性インキ組成物からなる層の外側に形成して黒色が外側に露出しないようにすることができるので、容器の意匠性にも優れるため好ましい。
上記のインキを使用することによって、ボトルの底部に塗布されたコーティング膜は、80℃〜90℃に加熱された1%〜3%のアルカリ溶液に浸漬すると、ボトルから容易に剥離可能であり、簡単に無色透明のボトルを得ることができ、このボトルを再生樹脂として利用できるという利点を有する。
更に、前記の遮光性インキ組成物には、必要に応じて、体質顔料、ワックス、可塑剤等の各種添加剤を添加してもよい。
上記の体質顔料としては、シリカ、アルミナ、タルク、カオリン、ホワイトカーボン等を使用できる。また、上記のワックスとしては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等を使用できる。
上記の遮光性インキ組成物30を形成する方法としては、特に限定されず、例えば、ディッピング方法あるいはスプレー方法等の塗装手段により、ボトル10の底部4の所定領域に液状の遮光性インキ組成物30を塗布し、しかる後、自然乾燥、所定の硬化温度で加熱、あるいは紫外線照射により硬化して乾燥膜厚、0.1μm〜15μm程度に形成することができ、5μm〜10μm程度がより好ましい。
上記のディッピング方法は、前記プリフォームの状態のボトル10に、遮光性インキ組成物の塗料液中へその底部4のみを漬け込む方法であり、前記の方法によれば、簡易で塗工抜けを防止可能である点で好ましい。
スプレー法によれば、均一な厚さの遮光性インキ組成物層が得られる点で好ましい。
シュリンクラベルに付与する遮光性としては、波長220〜400nmの紫外線と、波長400〜600nmの可視光線の領域にわたって10%以下であることが必要である。 遮光性を有するシュリンクラベルは、具体的に、シュリンクフィルムの全面にベタ刷りの白色インキ層とアルミペーストを含有する白色インキを重ね刷りしたシュリンクラベルを使用することができる。
遮光性を有するシュリンクラベルとして、シュリンクフィルムの全面にベタ刷りの白色インキ層とアルミペーストを含有する白色インキを重ね刷りしたシュリンクラベルを使用のは、遮光性以外に外観の色が黒ずんで見えず、白色隠蔽性に優れ、意匠性の点からも優れているからである。
また、上記のアルミペーストを含有する白色インキを更に白色隠蔽性を向上させるために使用する白色インキは、コンクタイプの白インキを使用することが好ましく、耐熱性を有するグラビアインキであることがより好ましい。
また、上記のインキ層の厚みは、各々1μm〜8μm位が好ましい。
そして、上記インキの形成方法としては、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷等の印刷技術を用いることができ、通常、グラビア印刷を使用することができる。
なお、本発明において、上記のインキを形成する場合、通常、シュリンクフィルムで筒状体を製造するため、シュリンクフィルムの両端部に設けない方が好ましい。
また、前記のシュリンクフィルムとしては、1軸方向、あるいは、2軸方向に延伸した延伸フィルムのいずれのものでも使用することができる。そして、例えばテンター方式等を用いて前記のシュリンクフィルムの流れに対して直角方向に1軸延伸して、その直角方向(流れ方向)の熱収縮率が、70℃〜90℃の温水において10秒間で最大40%となるように調整して製造したシュリンクフィルムを使用できる。ここで、熱収縮率とは、(加熱前の寸法−加熱後の寸法)/(加熱前の寸法)×100という意味を持つ値である。
なお、シュリンクフィルムの厚みは、特に限定されないが、耐熱性、剛性、機械適性、外観等を損なわない範囲で適宜選択され、5μm〜90μm程度が好ましく、10μm〜70μm位がより好ましい。
また、シュリンクフィルムの表面には、印刷性を向上させるため、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、酸処理などの慣用の表面処理を施してもよい。
なお、遮光性を有するシュリンクラベル40は、チューブ状のものを用いてもよい。
なお、筒状体からなる遮光性を有するシュリンクラベル40には、縦方向に1本若しくは複数のミシン目を形成することができる。
当該ミシン目の形成方法としては、例えば、周囲に切断部と非切断部とが繰り返し形成された円板状の刃物を押し当てる方法等により施すことができる。
また、当該ミシン目はシュリンクフィルム断裁工程、筒貼り工程、シュリンクラベル断裁工程のうち、適宜の段階で施すことができる。
例えば、前記の筒状体の遮光性を有するシュリンクラベル40を自動ラベル装着装置に供給し、必要な長さに切断した後、口部1から内容物を充填後に遮光性キャップ20で螺着した容器本体10の外表面に嵌着し、次いで、前記の容器本体10を、図示しないが、シュリンクトンネル等に通して、所定温度(例えば、80〜200℃程度)の熱風や、水蒸気及び水蒸気が結露した湯気により加熱するスチームや、赤外線等の輻射熱を作用させて遮光性を有するシュリンクラベル40を周方向に高収縮させて、容器本体10の口部下端Xから底部の位置Yまで遮光性を有するシュリンクラベル40で被覆する。
しかる後、被覆材30の粘着層側を加熱し、活性化させた状態で、更に、熱風や、水蒸気、及び、水蒸気が結露した湯気により加熱するスチームや、高周波シール、赤外線等の輻射熱を作用させて再加熱しながら、上記で得られた遮光性を有するシュリンクラベル40付き容器の底部で遮光性を有するシュリンクラベル40の下部と密着させ、貼着することができる。
また、ヒートシール性層を形成した被覆材30の場合、上記で得られた遮光性を有するシュリンクラベル40付き容器の底部で遮光性を有するシュリンクラベル40の下部と密着させた状態で、外側より熱圧着することにより貼着することができる。
前記の熱圧着する方法としては、例えば、バ−シ−ル、回転ロ−ルシ−ル、ベルトシ−ル、インパルスシ−ル、高周波シ−ル、超音波シ−ル等の方法が利用できる。
即ち、本発明に係る合成樹脂製容器100は、容器全体に遮光性を付与する合成樹脂製容器を製造することができるものである。
(予備成形体の製造)
ポリエチレンテレフタレート樹脂(遠東紡(株)製 Shinpet5015W)を用い、射出成形により予備成形体を成形した。
上記で得られた予備成形体を遮光性インキ組成物として、大日精化工業株式会社製 「ニューダイエコロSR−C ブラック」と「ニューダイエコロSR−C オレンジ」とを混合比、「ニューダイエコロSR−C ブラック/ニューダイエコロSR−C オレンジ=23/77」(重量比)で混合し、得られた塗布液中にその底部のみを漬け込むディッピング方法によって塗布し、厚み10μmの遮光性インキ組成物層30を形成した。
次いで、上記で得られた予備成形体を二軸延伸ブロー成形することによって、約0.35mmのほぼ均一な肉厚を有し、底部に遮光性インキ組成物層30を形成する、容量500mlのPETボトル本体10を製造した。
このボトル10は、図1に示すように、口部1と前記口部1の下端に設けられたサポートリング5と前記サポートリング5に続く肩部2と胴部3及び上底形状の底部4とを備えている。
ポリプロピレン樹脂にカーボンブラックをマスターバッチ方式により添加して射出成形した黒色の遮光性キャップ(日本クラウンコルク製 品名;NCフラップ)を準備した。
この遮光性キャップ20は、図2に示すように、キャップ側壁部21にブリッジを介して連結された環状ピルファープルーフ裾壁23と、前記のピルファープルーフ裾壁23の内周壁面に、内方に延びる複数の可撓性を有するフラップ24が形成されて構成されている。
シュリンクフィルムとしては、厚さ60μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱樹脂製 品名;ヒシペット)を準備した。
次に、前記のシュリンクフィルムの上にNT−ハイラミック藍(大日精化株式会社製)を用いて、グラビア印刷法により絵柄印刷した。しかる後、当該絵柄印刷面に、更に、NT−ハイラミックコンク白(大日精化株式会社製)を用いて、全面ベタ刷りの2度重ね刷りでグラビア印刷を施し、更にその上にアルミペーストを1重量%含有する白色インキ(大日精化株式会社製、NT−ハイラミックコンク白)を用いて、全面ベタ刷りのグラビア印刷を施した。
その結果、層構成、ポリエチレンテレフタレートフィルム(60μm)/絵柄印刷層/白色インキ組成物層/アルミペースト含有白色インキ組成物層からなる遮光性シュリンクフィルムを得た。
しかる後、上記のようにして得られた遮光性シュリンクフィルムを、所望の大きさのラベル用シートに断裁後、内側が遮光性インキ樹脂層となるようにして両端部を重ね合わせ、当該重ね合わせ部を熱接着させて筒状体とした。
次に、上記で得られた筒状の遮光性シュリンクラベル40を自動ラベル装着装置に供給し、必要な長さに切断した。しかる後、上記で得られた底部に遮光性インキ組成物層30を形成したPETボトルに内容物(乳飲料)を充填し、上記で得られた遮光性キャップ20を螺着して密栓した状態で、このPETボトルの外表面に上記の筒状の遮光性シュリンクラベル40嵌着し、スチームヒータで90℃、10秒間加熱したシュリンクトンネルに通して、遮光性シュリンクラベル40をPETボトル10の口部下端Xから底部の位置Yまで遮光性シュリンクラベル40で被覆した。しかる後、被覆部材30の粘着層形成部分に95℃で5秒間加熱して粘着性を持たせた状態で、本発明に係る合成樹脂製容器100を得た。
この結果、PETボトル本体10に、異樹脂を混入せずに成形しても、合成樹脂製容器100全体として、可視光線、紫外光線光線を遮断する機能を有し、内容物に変質がなく、変色せず、内容物の保存性に優れると共に、熱アルカリ洗浄により容易にプラスチック製ボトルからインキを剥離可能であるため、PETボトル10とラベル等を完全分離でき、PETボトル10の再生樹脂の用途が広範となるのでリサイクル性に優れるものであった。
上記で得られた合成樹脂製容器100の光透過率について、分光光度計を用いて測定したところ、波長220〜400nmの紫外線領域の光透過率が1%以下であり、波長400〜600nmの可視光線の領域の光透過率が8%以下であり、優れた遮光性を有することが確認された。
上記で得られた合成樹脂製容器100のアルカリ脱離性について、当該容器100を80〜90℃の1.5重量%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、撹拌して、遮光性インキ組成物層30のボトルからの脱離性を目視により観察した。その結果、遮光性インキ組成物層30が、15分以内にボトルから脱離することが確認された。
2 肩部
3 胴部
4 底部
4A ペタロイド状
4B 上底形状
4C 丸底形状
5 サポートリング
6 螺子締め部
7 螺子部
8 ロッキングリング
10 合成樹脂容器本体(ボトル)
20 遮光性キャップ
21 頂部
22 キャップ側壁部
23 ピルファープルーフ裾壁
24 フラップ
30 遮光性インキ組成物層
40 遮光性シュリンクラベル
50 ベースカップ
51 脚部
70 射出成形型
71 口部型
72 インジェクションキャビティ型
73 インジェクションコア型
76 パリソン
100 本発明に係る合成樹脂製容器
Claims (5)
- 口部と前記口部の下端に設けられたサポートリングと前記サポートリングに続く肩部と胴部及び底部とを備えた合成樹脂製容器本体と、
シュリンクフィルムの全面にベタ刷りの白色インキ層とアルミペーストを含有する白色インキとを重ね刷りしたシュリンクラベルからなり、更に、前記容器本体の口部下端から底部まで連続して表面を被覆する筒状に形成された遮光性を有するシュリンクラベルとから構成され、
かつ、前記容器本体を構成する予備成形体の底部に遮光性インキ組成物層を形成し、その予備成形体を二軸延伸ブロ−成形してなる前記容器本体の底面壁面に遮光性インキ樹脂組成物層が形成されており、
かつ、遮光性を有するキャップが、前記容器本体の口部に装着されており、
そして、前記合成樹脂製容器本体は、その口部にキャップ本体を装着した状態で、口部下端から遮光性を有するシュリンクラベルでその表面を被覆され、また、前記合成樹脂製容器本体の底部において、その容器本体の底面壁面に形成された遮光性インキ樹脂組成物層を介して、前記遮光性を有するシュリンクラベルで被覆され、これらにより、容器全体に遮光性を付与すること
を特徴とする合成樹脂製容器。 - 前記の合成樹脂製容器全体の光透過率が、波長220〜400nmの紫外線と、波長400〜600nmの可視光線の領域にわたって、10%以下である遮光性を有することを特徴とする請求項1記載の合成樹脂製容器。
- 前記の遮光性インキ樹脂組成物の形成面が、熱アルカリ洗浄により剥がれることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の合成樹脂製容器。
- 前記の合成樹脂製容器本体の材質が、ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の合成樹脂製容器。
- 前記の合成樹脂製容器本体の材質が、紫外光を吸収する光吸収剤を含有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の合成樹脂製容器。
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