JP5586214B2 - 炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器 - Google Patents

Description

本発明は、炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器に関する。

従来、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂からなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形してなるポリエステル樹脂製容器が知られている。前記ポリエステル樹脂製ボトルは、機械的強度、透明性等に優れ、またガラス容器に比して割れにくく軽量であるので、飲料充填用ボトルとして広く用いられている。

前記ポリエステル樹脂製容器を炭酸飲料充填用ボトルとして用いる場合には、飲料に含まれる炭酸ガスに対する耐圧性を付与するために、胴部の下部に連接し外面側に膨出する球面からなる底部を備え、自立性を付与するために、前記底部から突出する複数の脚部を備えるものがある。

ところが、前記ポリエステル樹脂製容器は、金属容器やガラス容器に比べてガスバリア性が低く、酸素、炭酸ガス等の気体を透過しやすいとの問題がある。例えば、内容積５００ｍｌ以下の小容量の前記ポリエステル樹脂製容器では、内容液量に対して容器表面積の割合が大きいため、内容物に対するガス透過の影響が大きく、賞味期間が極端に短くなることがある。

これを改善するために、胴部平均肉厚を０．４〜０．５ｍｍとした厚肉ボトルが一般的に使用されているが、その効果は僅かである。

そこで、前記ポリエステル樹脂製容器の内面側にアモルファスカーボン被膜またはケイ素酸化物含有被膜等のガスバリア被膜を形成した炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器が知られている（例えば特許文献１参照）。前記炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器において、前記アモルファスカーボン被膜またはケイ素酸化物含有被膜等はプラズマＣＶＤにより形成することができ、優れたガスバリア性を得ることができる。

一方、近年、環境保護及びコスト削減のために、前記炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器に用いる樹脂量を低減することが要望されている。ところが、使用する樹脂量を低減すると肉厚が薄くなり、前記ガスバリア被膜を形成したポリエステル樹脂製容器に炭酸飲料を充填したときに、夏季の倉庫保管時等容器内液温が３０℃以上、特に３５℃以上になると容器内圧が著しく上昇し、これに伴って容器の体積が一定量を超えて膨張したときに、ガスバリア性の低下が生じる。このため、前記ガスバリア被膜を形成した炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器では、ガスバリア性が低下して炭酸飲料中の炭酸ガスが抜けやすくなり、商品価値が低下するという不具合がある。特に胴部側面の平均肉厚が０．３ｍｍ以下の薄肉容器で顕著となる。

そこで、ガスバリア被膜を形成した容器において、炭酸飲料を充填する前に容器本体に熱収縮ラベルあるいは自己接着性ストレッチラベルを外装着する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。前記技術によれば、前記熱収縮性ラベルまたは自己接着性ストレッチラベルにより前記炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器の膨張が抑制されるので、前記ガスバリア被膜が容器の膨張により損傷を受けることを防止することができるとされている。

特開２００６−３１５６９７号公報 特開２００５−３５５９７号公報

しかしながら、軽量・薄肉容器に使用する場合、前記公報記載のラベルのうち、熱収縮ラベルは、未充填容器に装着する際の熱により容器が変形するとの不具合がある。また、ストレッチラベルは炭酸飲料を充填する前に装着可能であるが、強度不足であり前記炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器の膨張を抑制する効果がほとんど期待できないとの問題がある。

本発明は、かかる不都合を解消し、ガスバリア性の低下を防止しつつ、大幅に軽量化した炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器を提供することを目的とする。

そこで、本発明の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器は、口部と、口部直下から外周方向に拡径する肩部と、肩部に連接する円筒状の胴部と、胴部に連接し外面側に膨出する球面からなる底部と、該底部から外面側に突出する複数の脚部を備えると共に、プラズマＣＶＤにより形成されたガスバリア被膜を容器内面側に備え、胴部の平均肉厚が０．２〜０．２６ｍｍの範囲にある炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器であって、少なくとも胴部を含む容器外面側の領域を被覆する熱収縮ラベルを備え、該熱収縮ラベルは、３７℃の温度下、引張速度１ｍｍ／分で測定した、０〜２％の伸張範囲における横方向引張弾性率Ｅ（ＭＰａ）とラベルの膜厚ｄ（ｍｍ）との積Ｅ×ｄで表される復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ＞１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にあることを特徴とする。

尚、本願では、胴部の周方向に沿って等間隔に４か所について、軸方向に沿って各任意の４か所、計１６点の肉厚を測定し、その数平均を「胴部の平均肉厚」とする。

本発明の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器によれば、少なくとも胴部を含む容器外面側の領域を、前記復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が前記範囲にある前記熱収縮ラベルで被覆することにより、該炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器の膨張を抑制し、前記ガスバリア被膜の損傷を防止することができる。前記復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ≦１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）であるときには、前記炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器のガスバリア性の低下を抑制する効果が小さい。

また、本発明の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器において、前記熱収縮ラベルは、該炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器の膨張を抑制するために、前記復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）がＦ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にあることが好ましい。

前記熱収縮ラベルとして、例えば、テレフタル酸とエチレングリコールとを主成分とするポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）からなり、２５〜７５μｍの厚さを備えるものを好適に用いることができる。前記熱収縮ラベルは、厚さが２５μｍ未満では十分な復元定数が得られないことがあり、７５μｍを超えると製造コストの増大が避けられない。

本発明の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器の一構成例を示す正面図。 炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器の肉厚と復元力Ｆとの関係を示すグラフ。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

本実施形態の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトルは、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなる耐圧ボトルである。図１に示すように、本実施形態の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１は、外周面に雄ねじ部２を備える口部３と、口部３直下から外周方向に拡径する肩部４と、肩部４に連接する円筒状の胴部５と、胴部５に連接し外面側に膨出する球面６からなる底部７とを備え、底部７から突出する複数の脚部８により自立性が付与されている。

また、炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１は、容器内面側に、プラズマＣＶＤにより形成されたガスバリア被膜（図示せず）を備え、胴部の平均肉厚が０．２〜０．２６ｍｍの範囲にある。前記ガスバリア被膜は、アモルファスカーボン被膜であってもよく、ケイ素酸化物含有被膜であってもよい。

また、炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１は、胴部５を含み、肩部４の一部から脚部８の一部までの容器外面側の領域を被覆する熱収縮ラベル９を備えている。

熱収縮ラベル９は、３７℃の温度下、引張速度１ｍｍ／分で測定した、０〜２％の伸張範囲における横方向引張弾性率Ｅ（ＭＰａ）とラベルの膜厚ｄ（ｍｍ）との積Ｅ×ｄで表される復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ＞１１５０−４０００ｔの範囲にあることが必要であり、Ｆ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にあることが好ましい。

前記性能を備える熱収縮ラベル９としては、少なくとも横方向に延伸したポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等からなる熱収縮フィルムを挙げることができ、特にテレフタル酸とエチレングリコールとを主成分とするポリエステル（ポリエチレンテレフタレート）からなり、横方向に４〜８倍の延伸処理を施したものを好適に用いることができる。熱収縮ラベル９は、２５〜７５μｍの厚さを備え、例えば９０℃の温度で３０〜８０％の熱収縮を示すことが好ましい。

前記構成を備える炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１によれば、熱収縮ラベル９により、胴部５の周方向への膨張を抑制することができるので、胴部５の膨張により前記ガスバリア被膜にクラック等の損傷が生じることを防止することができる。従って炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１によれば、ガス透過率の増大を抑制して、収容する飲料に含まれる炭酸ガスの減少を長期に亘って低いレベルに抑えることができる。

次に、本発明の実施例及び比較例を示す。

本実施例では、まず、ポリエチレンテレフタレート樹脂１８ｇからなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより、内容量３５０ｍｌの炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１は、図１に示す構成を示している。次に、公知のＣＶＤ装置（例えば特許文献１参照）を用いて、炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１の容器内面側に、ガスバリア被膜として厚さ約３５ｎｍのアモルファスカーボン被膜を形成した。次に、炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１にガスボリューム４．０の炭酸水を、ヘッドスペースを炭酸ガスで置換して充填、密封した。

次に、前記炭酸水を充填した炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１の容器外面側に熱収縮ラベル９を装着した。次に、炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を８５℃の温度の熱水中に約１０秒間浸漬することにより、熱収縮ラベル９を収縮させ炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１の容器外面側の、胴部５を含み、肩部４の一部から脚部８の一部に至る領域を被覆した。胴部５は０．２６ｍｍの平均肉厚を備えている。

本実施例では、熱収縮ラベル９として、ポリエステル樹脂製、膜厚４５μｍ、３７℃の温度下、引張速度１ｍｍ／分で測定した、０〜２％の伸張範囲における横方向引張弾性率６０００ＭＰａのラベルＡを用いた。本実施例におけるラベルＡの復元定数は２７０Ｎ／ｍｍであり、Ｆ＞１１５０−４０００ｔ、かつ、Ｆ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にある。結果を図２に示す。

次に、本実施例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、前記炭酸水の充填後、３７℃の温度で２週間保存後の炭酸ガス減少量、４週間保存後の炭酸ガス減少量、２０℃の温度で１６週間保存後の炭酸ガス減少量を測定した。また、本実施例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、充填前の酸素透過率と、前記炭酸水の充填後、３７℃の温度で４週間保存後の酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。

本実施例では、ガスバリア被膜として、前記アモルファスカーボン被膜に代えて、厚さ３０ｎｍのケイ素酸化物含有被膜を形成した以外は、実施例１と全く同一にして熱収縮ラベル９を備える炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。本実施例の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において、胴部５は、０．２６ｍｍの平均肉厚を備えている。本実施例におけるラベルＡの復元定数は２７０Ｎ／ｍｍであり、Ｆ＞１１５０−４０００ｔ、かつ、Ｆ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にある。結果を図２に示す。

次に、本実施例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、実施例１と全く同一にして、炭酸ガス減少量及び酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。

本実施例では、熱収縮ラベル９として、ラベルＡに代えてラベルＢを用いた以外は、実施例１と全く同一にして熱収縮ラベル９を備える炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。ラベルＢは、ポリエステル樹脂製、膜厚３０μｍ、３７℃の温度下、引張速度１ｍｍ／分で測定した、０〜２％の伸張範囲における横方向引張弾性率６０００ＭＰａであり、復元定数は１８０Ｎ／ｍｍである。本実施例の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において、胴部５は、０．２６ｍｍの平均肉厚を備えている。本実施例におけるラベルＢの復元定数は１８０Ｎ／ｍｍであり、Ｆ＞１１５０−４０００ｔ、かつ、Ｆ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にある。結果を図２に示す。

次に、本実施例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、実施例１と全く同一にして、炭酸ガス減少量及び酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。

本実施例では、ポリエチレンテレフタレート樹脂１６．５ｇからなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形し、熱収縮ラベル９として、ラベルＡに代えてラベルＣを用いた以外は、実施例１と全く同一にして熱収縮ラベル９を備える炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。ラベルＣは、ポリエステル樹脂製、膜厚６０μｍ、３７℃の温度下、引張速度１ｍｍ／分で測定した、０〜２％の伸張範囲における横方向引張弾性率６０００ＭＰａであり、復元定数は３６０Ｎ／ｍｍである。本実施例の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において、胴部５は、０．２２ｍｍの平均肉厚を備えている。

本実施例におけるラベルＣの復元定数は３６０Ｎ／ｍｍであり、Ｆ＞１１５０−４０００ｔ、かつ、Ｆ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にある。結果を図２に示す。

次に、本実施例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、実施例１と全く同一にして、炭酸ガス減少量及び酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。
〔比較例１〕
本比較例では、熱収縮ラベル９を備えない以外は、実施例１と全く同一にして炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。本比較例の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において、胴部５は０．２６ｍｍの平均肉厚を備えている。

本比較例において、ラベルの復元定数は０Ｎ／ｍｍとみなすことができ、Ｆ＜１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にある。結果を図２に示す。

次に、本比較例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、実施例１と全く同一にして、炭酸ガス減少量及び酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。
〔比較例２〕
本比較例では、熱収縮ラベル９として、ラベルＡに代えてラベルＤを用いた以外は、実施例１と全く同一にして熱収縮ラベル９を備える炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。ラベルＤは、ポリスチレン樹脂製、膜厚４０μｍ、３７℃の温度下、引張速度１ｍｍ／分で測定した、０〜２％の伸張範囲における横方向引張弾性率１４５０ＭＰａであり、復元定数は５８Ｎ／ｍｍである。本比較例の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において、胴部５は、０．２６ｍｍの平均肉厚を備えている。

本比較例におけるラベルＤの復元定数は５８Ｎ／ｍｍであり、Ｆ＜１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にある。結果を図２に示す。

次に、本比較例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、実施例１と全く同一にして、炭酸ガス減少量及び酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。
〔比較例３〕
本比較例では、ポリエチレンテレフタレート樹脂２６ｇからなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形し、ガスバリア被膜を全く形成しなかった以外は、実施例１と全く同一にして熱収縮ラベル９を備える炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。本比較例の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において、胴部５は、０．４２ｍｍの平均肉厚を備えている。

次に、本比較例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、実施例１と全く同一にして、炭酸ガス減少量及び酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。
〔比較例４〕
本比較例では、熱収縮ラベル９として、ラベルＣに代えてラベルＢを用いた以外は、実施例４と全く同一にして熱収縮ラベル９を備える炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１を製造した。本比較例の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において、胴部５は、０．２２ｍｍの平均肉厚を備えている。

ラベルＢの復元定数は１８０Ｎ／ｍｍであるが、胴部５の平均肉厚が０．２２ｍｍであるので、本比較例においては、Ｆ＜１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にある。結果を図２に示す。

次に、本比較例で得られた炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１について、実施例１と全く同一にして、炭酸ガス減少量及び酸素透過率を測定した。結果を表１に示す。

図２から、炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１において胴部５の平均肉厚ｔが０．２６ｍｍ、０．２２ｍｍのとき、適切な熱収縮ラベル９を選択することにより復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ＞１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲となることが明らかである（実施例１〜４）。また、好ましくは、復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）となり、このとき、実施例３の熱収縮ラベル９はＦ＝１２２０−４０００ｔのライン上にあることが明らかである。

一方、胴部５の平均肉厚ｔが０．２６ｍｍ又は０．２２ｍｍであっても、熱収縮ラベル９を全く用いないか不適切な熱収縮ラベル９を選択すると、復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ＜１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲となることが明らかである（比較例１，２，４）。

このとき、本発明に係る実施例１〜４の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１によれば、表1から、３７℃の温度で４週間保存後の酸素透過率は、充填前の酸素透過率に対する変化が、比較例１，２，４の場合より小さいことが明らかである。また、本発明に係る実施例１〜４の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１によれば、２０℃の温度で１６週間保存後の炭酸ガス減少量は比較例１，２，４と比べてその差は僅かであるが、３７℃の温度で２週間及び４週間保存後の炭酸ガス減少量は比較例１〜４の場合より小さいことが明らかである。

尚、３７℃の温度は、夏季に倉庫保管、輸送、店頭陳列される場合を想定したものであり、２０℃の温度は夏季以外の常温で保存される場合を想定したものである。

以上の結果から、本発明に係る実施例１〜４の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル１によれば、容器の膨張によるガスバリア被膜の損傷を防止することができることが明らかである。

１…炭酸飲料用ポリエステル樹脂製ボトル、 ２…雄ねじ部、 ３…口部、 ４…肩部、 ５…胴部、 ６…球面、 ７…底部、 ８…脚部、 ９…熱収縮ラベル。

Claims (3)

1. 口部と、口部直下から外周方向に拡径する肩部と、肩部に連接する円筒状の胴部と、胴部に連接し外面側に膨出する球面からなる底部と、該底部から外面側に突出する複数の脚部を備えると共に、プラズマＣＶＤにより形成されたガスバリア被膜を容器内面側に備え、胴部の平均肉厚が０．２〜０．２６ｍｍの範囲にある炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器であって、
   少なくとも胴部を含む容器外面側の領域を被覆する熱収縮ラベルを備え、該熱収縮ラベルは、３７℃の温度下、引張速度１ｍｍ／分で測定した、０〜２％の伸張範囲における横方向引張弾性率Ｅ（ＭＰａ）とラベルの膜厚ｄ（ｍｍ）との積Ｅ×ｄで表される復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ＞１１５０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にあることを特徴とする炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器。
2. 請求項１記載の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器において、前記熱収縮ラベルは、前記復元定数Ｆ（Ｎ／ｍｍ）が、Ｆ≧１２２０−４０００ｔ（ｔは容器の胴部平均肉厚）の範囲にあることを特徴とする炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器。
3. 請求項１または請求項２記載の炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器において、前記熱収縮ラベルは、テレフタル酸とエチレングリコールとを主成分とするポリエステルからなり、２５〜７５μｍの厚さを備えることを特徴とする炭酸飲料用ポリエステル樹脂製容器。

Images