JP6975371B2 - プラスチック容器 - Google Patents

Description

本発明は、遮光性を有するプラスチック容器及びその製造方法に関するものであり、特に、示温材料により液面位置を視認できるようにしたプラスチック容器及びその製造方法に関するものである。

各種飲料等、液状の内容物が充填される容器としては、例えばプラスチックをブロー成形したブロー成形ボトルのようなプラスチック容器が広く用いられている。ブロー成形によれば効率的に容器を製造することが可能であり、プラスチック容器を安価に大量に供給することが可能である。

この種のプラスチック容器は、透明な樹脂材料を成形した透明ボトルが一般的であるが、内容物の変質等を防止するために、プラスチックに紫外線吸収剤等の遮光材料を添加することも行われている。遮光性向上のためには、プラスチック容器を非透明化することになるが、この場合、内容物の残存量（液面）を外から視認することができないという問題が生ずる。

このような問題に対し、例えば内容物が見えない缶入り飲料等においては、示温材料を付着されることで、残液量を指示することが検討されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１には、飲料用薄肉容器の外周面に、飲料の飲用温度付近の温度範囲に変色域をもつ示温材料を付着させ、この示温材料の色の変化により、前記容器内に収納されている、前記容器が置かれた雰囲気の温度とは異なる温度をもつ飲料の液面を指示する飲料用薄肉容器の残液量指示方法が開示されている。

また、特許文献２に開示されているように、プラスチック容器においても示温材料を用いることが検討されている。特許文献２に記載されるプラスチック容器は、プラスチック容器の表面に、示温インキを直接印刷し、印刷されたものが温度変化で変色することにより、玩具性、変色による妙味、意外性、意匠効果等を向上させる、というものであるが、例えばビールを飲んだ後、残存するビール部分に対応する容器胴側部に存在する示温材部分はビール温度（適温）に対応して発色するが、容器上部の空間部は温度が上昇し、もはや発色しないため、常に残存ビールの液面が確認できる旨、記載されている。

特開昭５９−１１５２５１号公報 特顔２００２−１９２５７号公報

ところで、缶入り飲料等の場合、容器が熱伝導の良い金属材料で形成されていることから、容器表面に印刷された示温材料にも温度変化が伝わり易く、色の変化が明瞭に現れる。これに対して、プラスチック容器の場合、容器自体が断熱材としての役割を果たし、容器表面に印刷された示温材料には温度変化が伝わり難く、色が変化し難いという問題がある。

この問題を解消するには、プラスチック容器の厚さをできる限り薄くすることが考えられるが、容器の厚さを薄くすると剛性が低下する等、機械的特性の低下が問題となる。プラスチック容器の剛性が低下すると、プラスチック容器が変形し易くなる等の問題が生ずる。

本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、示温材料の色が温度変化により速やかに変わり、液面を明瞭に示すことが可能なプラスチック容器を提供することを目的とし、さらには、そのようなプラスチック容器を成形する成形方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明のプラスチック容器は、プラスチック容器全体が遮光層と樹脂層を含む積層構造を有し、前記樹脂層の少なくとも一部は温度で色が変わる示温材料を含有する示温樹脂層であり、前記樹脂層は遮光層よりも外側に配され、前記示温樹脂層において示温材料が示温樹脂層の遮光層側に偏在することを特徴とする。

また、本発明のプラスチック容器の成形方法は、遮光樹脂材料からなる層と示温樹脂材料からなる層を含む多層パリソンを押し出し、ブロー成形することにより、遮光層を有するとともに、遮光層よりも外側に温度で色が変わる示温材料を含有する示温樹脂層を有するプラスチック容器を成形することを特徴とする。

プラスチック容器を構成する樹脂層に示温材料を含有させることで、容器表面に示温材料を印刷した場合に比べて、示温材料を内容物に接近させることができる。内容物と示温材料とが近づくことで、内容物の温度が示温材料に速やかに伝達され、液面を境に速やかに色が変化する。

本発明によれば、遮光性のプラスチック容器において、示温材料が温度変化により速やかに色が変わり、内容物の液面を明瞭に示すことが可能である。

本発明の実施形態にかかるプラスチック容器を示す概略斜視図である。 層構成の一例を示す概略断面図である。 層構成の他の例を示す概略断面図である。 層構成のさらに他の例を示す概略断面図である。 プラスチック容器の他の例を示す概略斜視図である。 図５に示すプラスチック容器の横断面図である。 図２に示す層構成のプラスチック容器の成形方法を示す図である。 本実施形態のプラスチック容器の発色状態を示す図であり、（ａ）は液面下における発色状態を示し、（ｂ）は液面近傍の発色状態を示す。

以下、本発明を適用したプラスチック容器及びその成形方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施形態のプラスチック容器１は、例えば図１に示すように、容器本体（胴部）２の上部にネック部３が形成されてなるものであり、ネック部３の上端開口部４には、図示は省略するが、キャップ等が装着される。プラスチック容器１は、ブロー成形により形成されるものであり、本例の場合、容器本体２の断面形状は、円形状とされている。勿論、形状については任意であり、用途等に応じて種々の形状とすることができる。

本実施形態のプラスチック容器１は、遮光性の容器であるが、示温材料による液面表示機能を有しており、プラスチック容器１内に収容される内容物（例えば飲料）の液面に応じて容器本体２の色が変化する。例えば、プラスチック容器１において、収容される飲料の液面の位置が矢印Ａで示す位置である場合、これより下部の領域Ｃは着色（変色）領域として視認され、上部の領域Ｎは非着色（変色）領域として視認される。着色領域は液面に応じて上下し、したがって、遮光性で内部の液面を直接視認することができなくても、示温材料の着色（変色）状態を外から視認することで、プラスチック容器１内の飲料の液面を的確に把握することができる。

このような液面表示機能を付与するためには、プラスチック容器１を多層構成とし、遮光層の外側に示温材料を含む樹脂層を形成すればよい。以下、プラスチック容器１の層構成について説明する。

図２は、プラスチック容器１を遮光層１１と示温樹脂層１２の２層構成とした例を示すものである。プラスチック容器１の内側が遮光層１１、外側が示温樹脂層１２である。

遮光層１１は、プラスチック容器１の内容物に接触する層であり、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物等のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂等により形成することが好ましい。勿論、これに限定されるものではなく、エチレン− ビニルアルコール共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル樹脂等のガスバリア性樹脂等であってもよく、その他、この種の容器に使用される任意の樹脂材料を使用することが可能である。例えば、高密度ポリエチレンをメインで使用し、低密度ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートを使用してもよい。

また、示温樹脂層１２より内側の層を、遮光層１１を含む積層構造とすることも可能である。例えば、内側の層を、最内層、バリア層、外層を接着剤層を介して積層した５層構成とし、その外側に示温樹脂層１２を形成してもよい。この場合、５層のうちのいずれかの層に遮光性材料を添加して遮光層とすればよい。

遮光層１１には遮光性材料が添加され、遮光性が付与される。遮光性材料としては、着色顔料や紫外線吸収剤等を挙げることができ、これらを併用してもよい。着色顔料としては、例えばアゾ縮合系黄色顔料等を用いることにより、茶色のガラス瓶と同様の色調を実現し、紫外線の遮蔽効果を得ることができる。勿論、これに限らず、モノアゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料の各種有機顔料や、各種無機顔料等も使用可能である。

紫外線吸収剤としても、任意の紫外線吸収剤を用いることができ、例えばベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤（商品名チヌビン等）や、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤等が使用可能である。

遮光性材料が添加された遮光層１１は、光透過性が低下し、これを通して外から内容物を視認することはできない。そこで、本実施形態のプラスチック容器１では、遮光層１１の外側に示温樹脂層１２を形成し、液面表示機能を付与している。

示温樹脂層１２は、示温材料を含むものである。示温材料は、例えば染料中間体（主にロイコ系染料）と、ロイコ染料と結合して発色させる酸性物質（顕色剤）と、顕色剤を可逆的に染料と結合させたり引き離したりする温度制御剤の３成分から構成されるもので、これら３成分がマイクロカプセル化されている。ロイコ染料と顕色剤は、接触すると互いの電子の授受によって発色する。温度が上昇すると、温度制御剤が溶解して顕色剤をロイコ染料から引き離し、ロイコ染料は無色の染料中間体の構造に戻る。すなわち、昇温することにより、可逆的に無色に戻る。

示温材料の有機系色素体としては、フルオラン系色素（化学組成中にラクトン環を有するロイコ系染料）の他、フェノチアジン系色素、インドリルフタリド系色素、スピロピラン系色素、ローダミンラクタム系色素、トリフェニルメタン系色素、アザフタリド系色素等も使用可能である。

市販の示温材料としては、サクラクレパス社製、商品名サクラＴＣカラーや、オーケー化成社製、サーモクロミック、エムテック化学社製の示温材料、ダイレック社製の示温カプセル等を挙げることができ、例えば室温で透明であり、１７℃以下で青色に発色する示温材料が好適である。発色する色等は変更可能である。

示温樹脂層１２の樹脂材料としては、任意の樹脂材料を用いることができ、遮光層１１と同様の樹脂材料等を用いることができる。ただし、示温樹脂層１２の樹脂材料は、示温材料の色の変化を視認するために、透明であることが好ましく、示温材料を視認し得る光透過性を有することが好ましい。

示温樹脂層１２自体の光透過性については、遮光層１１に近い部分の示温材料から発色することを考慮すると、これを外側から視認できるように光透過性を有することが好ましいが、示温材料の発色が進んだ結果、光透過性がなくなるようなものであってもよい。

示温樹脂層１２に前記示温材料を添加することにより、例えばプラスチック容器１に内容物が入っている部分（低温部分）では示温樹脂層１２が発色し、内容物が入っていない空間部分（室温部分）では示温樹脂層１２が消色する（透明になる）。これにより、遮光層１１によりプラスチック容器１の内容物が外から見えなくても、示温樹脂層１の発色状態を視認することで内容物の液面位置を把握することができる。

また、本実施形態のプラスチック容器１では、遮光層１１と示温材料層１２とを積層する構成とすることにより、プラスチック容器１全体の厚さを確保して剛性を確保しながら、示温材料と内容物の間に厚さの薄い遮光層１１が介在されることになるため、示温材料と内容物間の距離を小さくすることができる。したがって、内容物の温度が示温材料に伝達され易くなり、示温材料の色が速やかに変化し、内容物の液面が明瞭に確認することができる。

このような観点から、例えば、プラスチック容器１全体の厚さを０．６ｍｍ〜１．３ｍｍとし、示温樹脂層１２の厚さＤ１と遮光層１１の厚さＤ２の比率を、Ｄ１／Ｄ２＝５０／５０〜８０／２０とすることが好ましい。

なお、内容物の温度が示温材料に伝達され易くするためには、遮光層１１の熱伝導率を高めることも有効である。そのために、例えば熱伝導率の高いフィラーを遮光層１１に添加してもよい。フィラーとして、例えば酸化チタンやアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等を添加することにより、遮光層１１を高熱伝導樹脂層とすることができる。高密度ポリエチレンの熱伝導率が０．４６Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対して、酸化チタンの熱伝導率は８．４Ｗ／ｍ・Ｋである。

また、遮光層１１と示温材料層１２とを積層する構成とする場合、例えば図３に示すように、示温材料Ｔを遮光層１１側に偏在させるようにしてもよい。これにより、全ての示温材料Ｔに内容物の温度が伝達され易くなり、色の変化がより明瞭なものとなる。

あるいは、図４に示すように、示温樹脂層１２の外側に透明樹脂層１３を設けることも可能である。これによりプラスチック容器１全体の厚さを確保しながら、示温樹脂層１２を内容物に近づけることができる。透明樹脂層１３は、示温樹脂層１２を視認し得る範囲において、２層以上形成してもよい。

さらに、示温材料の使用量を抑えるために、図５に示すように、示温樹脂層１２をプラスチック容器１の高さ方向に延在するストライプ状に形成することも可能である。この場合、図６に示すように、遮光層１１の外側に形成される樹脂層１４に所定の幅Ｗで示温材料を添加し、この示温材料が添加された部分をストライプ状の示温樹脂層１２とすればよい。樹脂層１４のストライプ状の示温樹脂層１２以外の部分は、遮光層とすることも可能である。

以上のような構成を有するプラスチック容器１は、例えば、いわゆるダイレクトブロー成形により簡単に成形することができる。

図７は、ダイレクトブロー成形によるプラスチック容器１の成形工程を説明する図である。プラスチック容器１を成形するには、押出機のダイ２１から円筒状の溶融樹脂（パリソン）Ｐを押し出し、これを金型２２，２３で挟み込み、内部に空気を送り込んで金型２２，２３のキャビティ形状に成形する。

この時、例えば図２に示すような２層構造のプラスチック容器１を成形する場合には、パリソンＰを２層パリソンとする。すなわち、内側に着色顔料や紫外線吸収剤等を含む遮光層形成用の樹脂層Ｐ１を押し出し、外側に示温材料を含む示温樹脂層形成用の樹脂層Ｐ２を押し出す。これにより、図２に示す層構成を有するプラスチック容器１が成形される。

図８は、本発明のプラスチック容器１の液面表示機能を説明する図である。図８（ａ）に示すように、プラスチック容器１内の内容物Ｑと対向する部分では、その一部を拡大して示すように、示温樹脂層１２の示温材料が発色している。

一方、図８（ｂ）に示すように、プラスチック容器１内の内容物Ｑの液面と対向する部分では、その一部を拡大して示すように、内容物Ｑと対向する部分では示温樹脂層１２の示温材料が発色する一方、内容物Ｑが存在しない空間と対向する部分では、温度が高いことから示温樹脂層１２の示温材料は消色する。示温樹脂層１２の発色と消色の境界が、プラスチック容器１内の内容物Ｑの液面位置ということになる。プラスチック容器１内の内容物Ｑの液面位置の上下に伴って、示温樹脂層１２の発色と消色の境界も移動する。

前述の構成のプラスチック容器１は、液面表示機能を有することから、各種飲料の容器等として好適である。例えば、食品用として、要冷蔵の飲料タイプのヨーグルトの容器等では、白色等の遮光性の容器が使われており、ヨーグルトがどこまで入っているか、外からではわからない。本発明のプラスチック容器１を用いることで、冷蔵庫から取り出して置いておくと、色の変化でヨーグルトの液面が外から判別可能となる。

また、示温材料を使用することで、液面表示機能のみならず、種々の機能を付与することもできる。例えば、シャンプーやリンスの容器は、着色容器等、遮光性の容器が使われることが多い。このような容器に示温樹脂層をストライプ状に形成しておけば、シャワーがかかったり浴室温度が上昇した場合に、色の変化でこれを知らせることができる。

夏季においては、地面の近くが高温となり、ペットや乳児に危険が及ぶ場合がある。示温樹脂層を設けたプラスチック容器をペットや乳児の近くに置いておけば、色の変化によって危険を知らせることができる。

以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、多様な変更または改良を加えることが可能である。

１ プラスチック容器
２ 容器本体（胴部）
３ ネック部
１１ 遮光層
１２ 示温樹脂層
１３ 透明樹脂層
２１ ダイ
２２，２３ 金型
Ｔ 示温材料
Ｐ パリソン
Ｑ 内容物

Claims (4)

1. プラスチック容器全体が遮光層と樹脂層を含む積層構造を有し、
   前記樹脂層の少なくとも一部は温度で色が変わる示温材料を含有する示温樹脂層であり、
   前記樹脂層は遮光層よりも外側に配され、
   前記示温樹脂層において示温材料が示温樹脂層の遮光層側に偏在することを特徴とするプラスチック容器。
2. 前記示温樹脂層は、室温で透明であり、冷却されると発色することを特徴とする請求項１記載のプラスチック容器。
3. 示温樹脂層が容器の高さ方向に延在するストライプ状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のプラスチック容器。
4. 示温樹脂層の外側に、光透過性の樹脂層を少なくとも１層有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のプラスチック容器。

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