JP7442576B2

JP7442576B2 - Ｐｅｔ成形容器及びその製造方法

Info

Publication number: JP7442576B2
Application number: JP2022102328A
Authority: JP
Inventors: 祐介田中
Original assignee: リスパック株式会社
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2022-06-27
Publication date: 2024-03-04
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP2022132301A; JP2018154369A

Description

本発明は、光沢度及び耐熱性に優れると共に、結晶性ポリエチレンテレフタレート（Ｃ
－ＰＥＴ）成形容器と比べて耐寒衝撃性が向上したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ
）成形容器及びその製造方法に関する。

ＰＥＴは、化学的及び物理的性質に優れ、飲料ボトル等の容器、フィルム、及びシート
等に広く利用されている。近年、家庭用の電子レンジ及びオーブンが普及し、様々な半調
理済みの冷凍食品が流通している。このような食品に使用される容器は、単に内容物を収
容するだけでなく、広い温度範囲での使用に耐え得る耐熱性及び耐衝撃性が求められる。

従来、耐熱性に優れたＰＥＴ容器として、金型中で二次成形及び結晶化することにより
得られるＣ－ＰＥＴ成形容器が実用化されている。ＰＥＴ成形容器の物性を改善するため
に、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、内外側に非晶性ＰＥＴ、中
間層に結晶性ＰＥＴが配置され、各層が非晶状態である積層シートを、結晶性ＰＥＴの結
晶化温度以下の温度で熱成形し、次いで、外側から結晶性ＰＥＴの結晶化温度に加熱する
ことにより、中間層の結晶性ＰＥＴを熱結晶化させる耐熱ＰＥＴ容器の製造方法が記載さ
れている。特許文献２には、固有粘度（ＩＶ値）が０．７０ｄｌ／ｇのポリエステル系樹
脂と、ｎ－ヘキサン抽出成分が３重量％以下のポリオレフィン樹脂と、を含むポリエステ
ル系樹脂シート及びその成形品が記載されている。

特許第４２２３７００号公報特許第３５９４０８３号公報

ＰＥＴ容器においても、上記のように、広い温度範囲での使用に耐え得る耐熱性及び耐
衝撃性が求められる。しかし、Ｃ－ＰＥＴ成形容器は耐熱性に優れる反面、耐衝撃性に劣
るという問題点がある。また、Ｃ－ＰＥＴ成形容器は成形の際、結晶化のために含まれて
いるポリオレフィン系樹脂等の結晶核剤が、ロール又は金型に付着し、歩留りが悪いこと
が問題となっている。更に、通常、Ｃ－ＰＥＴはＡ－ＰＥＴ（本書面において「Ａ－ＰＥ
Ｔ」とは、一般的に結晶化していない状態であるが、結晶化温度以上で長時間加熱する等
の方法により結晶化させることもできるＰＥＴを意味する。）と比べると、光沢度及び耐
熱性に劣るという問題がある。

本発明は、光沢度及び耐熱性に優れると共に、Ｃ－ＰＥＴ成形容器と比べて耐衝撃性が
向上したＰＥＴ成形容器及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のＰＥＴ成形容器は、Ｃ－ＰＥＴを含む中間層と、結晶核剤を含有しない非晶状
態のＰＥＴで構成され、前記中間層の外側表面及び内側表面に積層された外側表面層及び
内側表面層と、を有し、前記外側表面層及び内側表面層の厚みの合計が、容器全体の厚み
の１６％以内であることを特徴とする。

本発明のＰＥＴ成形容器の製造方法は、結晶核剤及びＩＶ＝０．７以上の非晶状態のＰ
ＥＴを含む中間層と、結晶核剤を含有しない非晶状態のＰＥＴで構成され、前記中間層の
外側表面及び内側表面に積層された外側表面層及び内側表面層と、を有し、前記外側表面
層及び内側表面層の厚みの合計が、シート全体の厚みの１６％以内である積層シートを、
ＰＥＴの結晶化温度以上の温度で熱成形し、前記中間層の非晶状態のＰＥＴを結晶化する
ことを特徴とする。

本発明のＰＥＴ成形容器は、光沢度に優れ、Ｃ－ＰＥＴ成形容器と同等の耐熱性を有す
ると共に、全てＣ－ＰＥＴ層のみからなる成形容器と比べて耐寒衝撃性に優れている。よ
って、本発明のＰＥＴ成形容器は、広い温度範囲での使用に耐え得る耐熱性及び耐衝撃性
を有する。本発明のＰＥＴ成形容器の製造方法では、成形時のロール汚れ又は金型汚れを
低減することができる。よって、本発明の製造方法では、ＰＥＴ成形容器の製造における
歩留りを改善することができる。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であっ
て、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

（１）ＰＥＴ成形容器
本実施形態に係るＰＥＴ成形容器（以下、「本容器」という。）は、結晶性ＰＥＴ（Ｃ
－ＰＥＴ）を含む中間層と、結晶核剤を含有しない非晶状態のＰＥＴで構成され、前記中
間層の外側表面及び内側表面に積層された外側表面層及び内側表面層と、を有し、前記外
側表面層及び内側表面層の厚みの合計が、容器全体の厚みの１６％以内である。

前記中間層は、前記外側表面層及び内側表面層（以下、両者を総称して「表面層」とい
う。）に間に位置し、Ｃ－ＰＥＴを含む層である。前記中間層は単層構造でもよく、結晶
化の程度等が異なる多層構造でもよい。

前記Ｃ－ＰＥＴの結晶化度については特に限定はない。該結晶化度は通常、１０～４０
％である。前記Ｃ－ＰＥＴは通常、ＰＥＴ及び結晶核剤を含有する組成物を結晶化するこ
とにより形成される。前記結晶核剤は、ＰＥＴを結晶化することができる限り、その種類
及び含有量に特に限定はない。前記結晶核剤として、例えば、ポリオレフィン（例えば、
ポリエチレン）系樹脂等の有機結晶核剤、並びにタルク、カオリン、及びシリカ等の無機
結晶核剤が挙げられる。前記結晶核剤として好ましくは、ポリオレフィン系樹脂を含有す
る結晶核剤であり、より好ましくは、ポリエチレン系樹脂を含有する結晶核剤である。前
記結晶核剤の含有量は、前記中間層を形成するための、ＰＥＴ及び結晶核剤を含有する組
成物全量中、０．５～１０重量％、好ましくは１～８重量％、更に好ましくは１～６質量
％である。

前記内側表面層は、容器の内側（内容物を収容する側）の最表面層であり、前記外側表
面層は、容器の外側（内側の反対側）の最表面層である。前記表面層は、結晶核剤を含有
しない非晶状態のＰＥＴで構成される。前記表面層は、結晶核剤を含有しない非晶状態の
ＰＥＴのみで構成されてもよい。本容器は、前記表面層を有することにより、耐衝撃性、
特に耐寒衝撃性に優れる。本書面において、「非晶状態のＰＥＴ」は、Ａ－ＰＥＴのよう
に結晶化していない状態のＰＥＴ及びＰＥＴ－Ｇのように完全に結晶化しない状態のＰＥ
Ｔを指す。前記「非晶状態のＰＥＴ」として好ましくは、Ａ－ＰＥＴのように結晶化して
いない状態のＰＥＴである。

前記「非晶状態のＰＥＴ」、好ましくはＡ－ＰＥＴのＩＶ値は０．７以上、好ましくは
０．７５以上である。前記ＩＶ値が上記範囲であると、優れた耐衝撃性を奏するので好ま
しい。

前記外側表面層及び前記内側表面層の厚みの合計は、容器全体の厚みの１６％以内、好
ましくは１２％以内、更に好ましくは１０％以内である。ここで、「容器全体の厚み」と
は、前記外側表面層、前記内側表面層、及び前記中間層の厚みの合計を意味する。

前記外側表面層及び前記内側表面層の厚みの合計が上記範囲であると、中間層のＣ－Ｐ
ＥＴによる耐熱性を確保すると共に、Ａ－ＰＥＴ等の非晶状態のＰＥＴによる光沢度及び
耐衝撃性の向上を実現することができる。一般に層の厚みが薄くなると熱伝導率が良くな
ると考えられる。しかし、ＰＥＴは通常、結晶化速度が遅い。よって、表面層をＡ－ＰＥ
Ｔで構成した場合、表面層の厚さが薄くても、Ａ－ＰＥＴの非晶状態が維持されるため、
Ａ－ＰＥＴの利点、即ち優れた光沢度及び耐衝撃性を維持できるという、当業者に全く予
測し得ない意外な効果を実現することができる。本容器では、具体的には、例えば、ＪＩ
ＳＺ８７４１に準拠して６０°の角度で測定した光沢度を９８％以上とすることができ
る。これにより、優れた見栄えを実現することができる。

前記外側表面層及び前記内側表面層の各厚みは同じでもよく、異なってもよい。前記外
側表面層及び前記内側表面層の厚みの合計が上記範囲内である限り、前記外側表面層及び
前記内側表面層の各厚みには特に限定がない。前記外側表面層及び前記内側表面層の各厚
みの上限は通常８％、好ましくは６％、更に好ましくは４％である。前記外側表面層及び
前記内側表面層の各厚みの下限は通常３％である。下限値が３％であると、安定して表面
層厚みを持たせることができるので好ましい。

前記「容器全体の厚み」については特に限定はなく、必要に応じて適宜決定することが
できる。前記「全体の厚み」は、例えば２０～１０００μｍとすることができる。

前記中間層及び表面層は、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。該他の成分とし
て、例えば、ＰＥＴ成形容器で用いられている種々の添加剤が挙げられる。該添加剤とし
て具体的には、例えば、着色剤、難燃剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、帯電防止剤、防曇
剤、滑剤、アンチブロッキング剤、耐衝撃剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、及び抗菌
剤が挙げられる。

本容器のＩＶ値は通常０．７以上、好ましくは０．７５以上である。シート成形により
本容器を得る場合、通常、原料のＰＥＴシートのＩＶ値と本容器のＩＶ値とは同程度であ
る。よって、原料のＰＥＴシートのＩＶ値をもって本容器のＩＶ値としてもよい。

本容器の製造方法には特に限定はない。本容器は通常、本発明の製造方法により製造す
ることができる。

本容器の用途には特に限定はない。本容器は、例えば、飲食品包装用容器として用いる
ことができる。上記のように、本容器は耐熱性に優れていることから、高温での使用に好
適に適用できる。よって、本容器は特に、電子レンジ等による再加熱をする、半調理済み
の冷凍食品用の包装用容器として好適に使用することができる。

（２）ＰＥＴ成形容器の製造方法
本実施形態に係るＰＥＴ成形容器の製造方法（以下、「本方法」という。）は結晶核剤
及びＩＶ＝０．７以上の非晶状態のＰＥＴを含む中間層と、結晶核剤を含有しないＩＶ＝
０．７以上の非晶状態のＰＥＴで構成され、前記中間層の外側表面及び内側表面に積層さ
れた外側表面層及び内側表面層と、を有し、前記外側表面層及び内側表面層の厚みの合計
が、シート全体の厚みの１６％以内である積層シートを、ＰＥＴの結晶化温度以上の温度
で熱成形し、前記中間層の非晶状態のＰＥＴを結晶化する。

前記中間層、前記外側表面層及び前記内側表面層の内容については、本容器における説
明が妥当する。本方法では、成形部材（ロール又は金型等）と接する前記表面層が結晶核
剤を含有しないＡ－ＰＥＴ等の非晶状態のＰＥＴで構成されている。よって、中間層のＣ
－ＰＥＴによる耐熱性を維持しつつ、結晶核剤に起因する成形部材の汚れを抑制すること
ができ、歩留りを向上させることができる。

前記積層シートを得る方法には特に限定はなく、公知のＰＥＴシートの成形方法により
得ることができる。該成形方法としては、例えば、押出成形、射出成形、カレンダー成形
、中空成形、真空成形、圧空成形が挙げられる。

本方法により得られる容器は、上記のように、ＩＶ値が低くても優れた耐衝撃性を有す
る。よって、原料のＰＥＴとして、ＩＶ値が低いＰＥＴを使用することができる。また、
原料のＰＥＴとして、新材ＰＥＴ（バージンＰＥＴ）若しくは再利用ＰＥＴ又はこれらの
混合物を用いることができる。前記ＰＥＴとして、ＩＶ値が低いＰＥＴ又は再利用ＰＥＴ
を用いると、廃材量を減少させることにより環境への負荷が軽減され、また、生産コスト
を下げることができるので好ましい。前記再利用ポリエステル樹脂としては、例えば、工
場内で発生したポリエステル樹脂の破材（例えば、容器成形時の破材）及びポリエステル
樹脂含有製品から回収されたポリエステル樹脂が挙げられる。

本方法では、ＰＥＴの結晶化温度以上の温度で熱成形し、前記中間層の非晶状態のＰＥ
Ｔを結晶化することができる限り、容器の成形方法には特に限定はない。前記成形方法と
して、ポリエステル樹脂組成物について一般に採用されている公知の成形方法、具体的に
は、例えば、真空成形法及び圧空成形法が挙げられる。

前記ＰＥＴの結晶化温度以上の温度は、前記中間層の非晶状態のＰＥＴを結晶化するこ
とができる温度であれば特に限定はない。該温度は通常１５０～２００℃である。

また、容器の成形方法において、その他の成形条件については、熱成形をすることがで
きる限り特に限定はなく、必要に応じて適宜決定することができる。例えば、成形条件は
数秒から３分程度とすることができる。本方法では、前記表面層の厚さが薄いことから、
短時間の熱成形でも前記中間層の非晶状態のＰＥＴを結晶化することができ、且つ前記表
面層のＡ－ＰＥＴ等の非晶状態のＰＥＴの非晶状態を維持することができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、実施例に示す形態に限
定されない。本発明の実施形態は、目的及び用途等に応じて、本発明の範囲内で種々変更
することができる。

（１）ＰＥＴ成形容器の製造
原料として、以下の各成分を用いた。尚、「ＭＢ」はマスターバッチの略である。また
、以下の「ＰＥＴ１」及び「ＰＥＴ２」のＩＶ値（ｄｌ／ｇ）は、ＪＩＳＫ７３６７
－５に準拠して測定した。溶媒として、フェノール／１，１，２，２－テトラクロロエタ
ン（重量比３／１）の混合溶媒を用いた。
（Ａ）ＰＥＴ１（新材）；遠東新世紀股▲分▼有限公司製「ＣＨ６１１」（ＩＶ値；１
．０５ｄｌ／ｇ）
（Ｂ）ＰＥＴ２（新材）；海南逸盛石化有限公司製「ＹＳ－Ｈ０１」（ＩＶ値；０．７
５ｄｌ／ｇ）
（Ｃ）結晶核剤ＭＢ；スイスＳｕｋａｎｏ社製ポリエチレン系結晶核剤「Ｓ３２０」（
ポリエチレン含量；９０％）
（Ｄ）着色ＭＢ；ＰＥＴ４０％＋酸化チタン（ＴｉＯ_２）６０％

表面層形成材料及び中間層形成材料中の各成分の配合割合を表１に示す。実施例１では
、ＰＥＴ（新材）を表面層形成材料として使用した。比較例１及び２では、ＰＥＴ（新材
）及び結晶核剤ＭＢを表１の割合で混合することにより、表面層形成材料を調製した。ま
た、表１の割合でＰＥＴ（新材）、結晶核剤ＭＢ及び着色ＭＢを混合することにより、中
間層形成用材料を調製した。

前記中間層形成用材料及び前記表面層形成用材料を２軸押出機（株式会社プラスチック
工学研究所製：型式「ＳＢＩＮ―４２―Ｓ２―３０－Ｌ」）に供給し、加工温度２８０℃
で溶融混練押出しを行うことにより、ＰＥＴシートを製造した。得られたＰＥＴシートは
、シート厚みが０．４０ｍｍであり、層構造が２種３層（内側表面層／中間層／外側表面
層＝４／９２／４）である。

得られたＰＥＴシートを真空成形することにより（金型温度；１６０℃、成形時間；３
秒）、実施例１並びに比較例１及び２のＰＥＴ成形容器を製造した。該容器は、１２８ｍ
ｍφ×３５ｍｍの丸型カップである。

（２）性能評価
実施例１並びに比較例１及び２のＰＥＴ成形容器について、以下の方法により、耐熱性
、耐寒衝撃性及び光沢度を評価した。

（Ａ）耐熱性
ＰＥＴ成形容器に食材（グラタンソース）を入れ、２２０℃のオーブンレンジで２０分
間加熱した。加熱前に、垂直に交差するように容器の直径に二方向の寸法及び容器の高さ
寸法を測定し、加熱後に同じ個所の寸法を測定し、加熱前後の寸法の割合から収縮率を算
出した。結果を表２に示す。表２中、「変化なし」は、収縮率が１％未満であることを意
味する。

表２より、実施例１のＰＥＴ成形容器では、加熱後の収縮率が１％未満であり、耐熱性
に優れていることが分かる。この耐熱性試験における加熱条件（２２０℃）において、Ｃ
－ＰＥＴで構成されるＰＥＴ成形容器では変形は認められないことから、実施例１のＰＥ
Ｔ成形容器は、Ｃ－ＰＥＴで構成されるＰＥＴ成形容器と同等の耐熱性を有する。

（Ｂ）耐寒衝撃性
ＰＥＴ成形容器に水を入れて、－３０℃雰囲気下で２日間保管することにより凍らせた
。その後、ＰＥＴ成形容器を段ボール箱に入れて（梱包数；容器６個×２段積み＝１２個
）、箱ごと水平に落下させ（落下高さ；１．５ｍ及び２ｍ）、落下後に箱の中にある容器
の割れ個数を確認した。各条件について２回ずつ試験を行った。結果を表３に示す。

表３より、実施例１は、ＩＶ値が同程度の比較例２と比べて容器の割れ個数が少なく、
実施例１よりもＩＶ値が大きい比較例１と同程度の結果であった。よって、実施例１は、
ＩＶ値が低くても優れた耐衝撃性を有する。

（Ｃ）光沢度
測定機（日本電色工業製「ＶＧ７０００」）を用いて、ＰＥＴ成形容器の内面の光沢度
を測定した。測定方法は、ＪＩＳＺ８７４１に準拠して、入射・受光角度を６０°と
して測定を行った。また、参考として、Ａ－ＰＥＴ成形容器の内面の光沢度も測定した。
これらの結果を表４に示す。

表４より、実施例１の光沢度は、比較例１及び２の光沢度よりも優れ、Ａ－ＰＥＴ成形
容器と同等の光沢度であることが分かる。実施例及び比較例の結果の差異は、表面の平滑
性によるもの（前者は後者よりも平滑性に優れる。）と考えられる（これは発明者個人の
見解の表明であり、発明を限定する趣旨の記載ではない。）。

Claims

結晶核剤及び結晶化ＰＥＴを含む中間層と、結晶核剤を含有しない非晶状態のＰＥＴで構成され、前記中間層の外側表面及び内側表面に積層された外側表面層及び内側表面層と、を有し、
前記外側表面層及び内側表面層の厚みの合計が、容器全体の厚みの８％以内であることを特徴とする、ＰＥＴ成形容器。
ＪＩＳＺ８７４１に準拠して６０°の角度で測定した光沢度が９８％以上であることを特徴とする、請求項１記載のＰＥＴ成形容器。
結晶核剤及びＩＶ＝０．７以上の非晶状態のＰＥＴを含む中間層と、結晶核剤を含有しない非晶状態のＰＥＴで構成され、前記中間層の外側表面及び内側表面に積層された外側表面層及び内側表面層と、を有し、前記外側表面層及び内側表面層の厚みの合計が、シート全体の厚みの８％以内である積層シートを、ＰＥＴの結晶化温度以上の温度で熱成形し、前記中間層の前記非晶状態のＰＥＴを結晶化することを特徴とする、ＰＥＴ成形容器の製造方法。