ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器
【課題】ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器を提供する。
【解決手段】本発明のカップ1は、スピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂からなる基材層2を有し、この基材層2の内側及び外側にガスバリア層3を備える。ガスバリア層3は、アモルファスカーボン被膜やSiＯx被膜である。
【解決手段】本発明のカップ1は、スピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂からなる基材層2を有し、この基材層2の内側及び外側にガスバリア層3を備える。ガスバリア層3は、アモルファスカーボン被膜やSiＯx被膜である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ホットベンダーで保管される飲料用容器として用いられるガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を使用して、熱成形（シート成形）により形成されるカップ状容器を食品容器として使用しているものがある。このカップ状容器は、ＰＥＴ樹脂で形成されている為、酸素透過性が低く高いガスバリア性能を発揮するが、耐熱性に改善の余地があった。
【０００３】
上記耐熱性の問題については、成形条件などによって改善しようとする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３５１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに対し、本願発明者は、耐熱性を改善するにあたり、耐熱非晶性ポリエステル樹脂の使用が適しているものの、前記耐熱非晶性ポリエステルはＰＥＴ樹脂に比べてガスバリア性能が低下するということに認識するに至った。
【０００５】
本発明の解決すべき課題は、耐熱非晶性ポリエステル樹脂がＰＥＴ樹脂に比べてガスバリア性に劣るため、ガスバリア性能と耐熱性能との両立が図れないことにあり、
本発明の目的とするところは、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、容器の外観形状を形作りスピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂からなる基材層を有し、この基材層の内側及び外側の少なくとも一方にガスバリア層を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係るガスバリア層としては、アモルファスカーボンを含む蒸着被膜や、珪素酸化物を含む蒸着被膜が挙げられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＰＥＴ樹脂に比べて耐熱性が良好で、しかも、耐ガスバリア性に優れたポリエステル樹脂製容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明であるポリエステル樹脂製容器を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に従うポリエステル樹脂製カップ（以下、「カップ」という）１を一部断面で示す側面図である。
【００１１】
カップ１は、容器の外観形状を形作る基材層２を有し、この基材層２の内側及び外側にガスバリア層３が設けられている。
【００１２】
基材層２は、スピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂で構成されている。
【００１３】
こうした耐熱非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、環状アセタール骨格を有するスピログリコールが５〜６０モル％に対してエチレングリコールが３０〜９５モル％のグリコール成分と、テレフタル酸とエステルの少なくとも一方を８０〜１００モル％の範囲で含むジカルボン酸成分とを重縮合して得られたポリエステル（商品名ALTESTER（三菱瓦斯化学株式会社製））が挙げられる。
【００１４】
ガスバリア層３としては、プラズマＣＶＤ法を用いてアモルファスカーボン（別名、「ダイアモンドライクカーボン」）を蒸着させたアモルファスカーボン被膜（以下、「ＤＬＣ被膜」という）や、酸化珪素化合物（SiＯx）を蒸着させた酸化珪素化合物被膜（以下、「SiＯx被膜」という）等が挙げられる。
【００１５】
シート厚２．０mmのＰＥＴ樹脂単体でカップ容器を成形した場合、酸素透過量が１．３１cc/(day*m2)であるが、７０°Ｃの環境下に５分間保持すれば熱変形を生じる。
【００１６】
これに対し、シート厚２．２mmの耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45（スピログリコール含有量が45モル％））単体でカップ容器を成形した場合、酸素透過量が５．３７cc/(day*m2)である。この場合、８５°Ｃの環境下に５分間保持しても熱変形は生じないが、酸素の透過量は、同様のシート厚のＰＥＴ樹脂単体に比べて４．１倍となり、酸素バリア性に劣っている。
【００１７】
一方、同様のシート厚の耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）でカップ容器を成形し、その内面にＤＬＣ被膜又はSiＯx被膜を成膜したものは、酸素透過量が０．８２cc/(day*m2)以下である。しかも、酸素の透過量は、耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）単体に比べ１５．３％以下、また、同様のシート厚のＰＥＴ樹脂単体カップ容器を成形した場合に比べて６３％程度と、酸素バリア性に優れている。
【００１８】
従って、本発明によれば、ＰＥＴ樹脂に比べて耐熱性が良好で、しかも、耐ガスバリア性に優れたポリエステル樹脂製容器を提供することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例と、その比較例とを、酸素バリア改善率、水蒸気バリア改善率及び耐熱性能をもって評価する。
【００２０】
なお、評価に用いたサンプルは、スピログリコール量４５モル％の商品名ALTESTER45（三菱瓦斯化学株式会社製）を使用してカップ状にサーモフォーミング成形したものを基材層とするものである。
【００２１】
酸素バリア性能の測定方法としては、ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０（ＭＯＣＯＮ社製）を使用し、カップ内側を２３°Ｃ−５５％ＲＨとすると共に、カップ外側を２３°Ｃ−９０％ＲＨとし、酸素分圧を２１％にした。
【００２２】
水蒸気バリア性能の測定方法としては、塩化カルシウム法を採用し、カップ内に１５ｇの塩化カルシウムを充填し、これをアルミシートで封止して保管した。保管条件は、４０°Ｃ−９０％ＲＨとし、水蒸気透過性は、カップ全体の重量変化により求める。
【００２３】
耐熱性は所定条件に保持された後の容器外観について、変形の有無を目視で確認した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
実施例１は、シート厚み２．２ｍmの基材層に厚さ２８．２nmのＤＬＣ被膜を成膜したものであり、実施例２は、その厚さを２８．４nmとしたものである。実施例３は、基材層に厚さ３５．８nmのSiＯx被膜を成膜したものである。
【００２６】
これに対し、比較例１は、シート厚み２．０ｍmのＰＥＴ樹脂単体の基材層からなる。また、比較例２，３はそれぞれ、シート厚み２．２ｍm及び２．０ｍmの耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）の基材層単体からなる。
【００２７】
表１を参照すれば、本発明に従う実施例１〜３はいずれも、酸素透過率が１．０（cc/day*m2）よりも小さく、８５°Ｃで５分間加熱しても熱変形を生じることなく、比較例１〜３と比較して、耐熱性が良好で、しかも、耐ガスバリア性に優れることが明らかである。
【００２８】
なお、表２には、参考資料として、耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）単体のものと、PET樹脂単体のものとの耐熱性試験の結果を示す。
【００２９】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に従うポリエステル樹脂製カップを一部断面で示す側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ポリエステル樹脂製カップ
２ 基材層
３ ガスバリア層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ホットベンダーで保管される飲料用容器として用いられるガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂を使用して、熱成形（シート成形）により形成されるカップ状容器を食品容器として使用しているものがある。このカップ状容器は、ＰＥＴ樹脂で形成されている為、酸素透過性が低く高いガスバリア性能を発揮するが、耐熱性に改善の余地があった。
【０００３】
上記耐熱性の問題については、成形条件などによって改善しようとする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３５１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに対し、本願発明者は、耐熱性を改善するにあたり、耐熱非晶性ポリエステル樹脂の使用が適しているものの、前記耐熱非晶性ポリエステルはＰＥＴ樹脂に比べてガスバリア性能が低下するということに認識するに至った。
【０００５】
本発明の解決すべき課題は、耐熱非晶性ポリエステル樹脂がＰＥＴ樹脂に比べてガスバリア性に劣るため、ガスバリア性能と耐熱性能との両立が図れないことにあり、
本発明の目的とするところは、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、容器の外観形状を形作りスピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂からなる基材層を有し、この基材層の内側及び外側の少なくとも一方にガスバリア層を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明に係るガスバリア層としては、アモルファスカーボンを含む蒸着被膜や、珪素酸化物を含む蒸着被膜が挙げられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＰＥＴ樹脂に比べて耐熱性が良好で、しかも、耐ガスバリア性に優れたポリエステル樹脂製容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明であるポリエステル樹脂製容器を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に従うポリエステル樹脂製カップ（以下、「カップ」という）１を一部断面で示す側面図である。
【００１１】
カップ１は、容器の外観形状を形作る基材層２を有し、この基材層２の内側及び外側にガスバリア層３が設けられている。
【００１２】
基材層２は、スピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂で構成されている。
【００１３】
こうした耐熱非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、環状アセタール骨格を有するスピログリコールが５〜６０モル％に対してエチレングリコールが３０〜９５モル％のグリコール成分と、テレフタル酸とエステルの少なくとも一方を８０〜１００モル％の範囲で含むジカルボン酸成分とを重縮合して得られたポリエステル（商品名ALTESTER（三菱瓦斯化学株式会社製））が挙げられる。
【００１４】
ガスバリア層３としては、プラズマＣＶＤ法を用いてアモルファスカーボン（別名、「ダイアモンドライクカーボン」）を蒸着させたアモルファスカーボン被膜（以下、「ＤＬＣ被膜」という）や、酸化珪素化合物（SiＯx）を蒸着させた酸化珪素化合物被膜（以下、「SiＯx被膜」という）等が挙げられる。
【００１５】
シート厚２．０mmのＰＥＴ樹脂単体でカップ容器を成形した場合、酸素透過量が１．３１cc/(day*m2)であるが、７０°Ｃの環境下に５分間保持すれば熱変形を生じる。
【００１６】
これに対し、シート厚２．２mmの耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45（スピログリコール含有量が45モル％））単体でカップ容器を成形した場合、酸素透過量が５．３７cc/(day*m2)である。この場合、８５°Ｃの環境下に５分間保持しても熱変形は生じないが、酸素の透過量は、同様のシート厚のＰＥＴ樹脂単体に比べて４．１倍となり、酸素バリア性に劣っている。
【００１７】
一方、同様のシート厚の耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）でカップ容器を成形し、その内面にＤＬＣ被膜又はSiＯx被膜を成膜したものは、酸素透過量が０．８２cc/(day*m2)以下である。しかも、酸素の透過量は、耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）単体に比べ１５．３％以下、また、同様のシート厚のＰＥＴ樹脂単体カップ容器を成形した場合に比べて６３％程度と、酸素バリア性に優れている。
【００１８】
従って、本発明によれば、ＰＥＴ樹脂に比べて耐熱性が良好で、しかも、耐ガスバリア性に優れたポリエステル樹脂製容器を提供することができる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例と、その比較例とを、酸素バリア改善率、水蒸気バリア改善率及び耐熱性能をもって評価する。
【００２０】
なお、評価に用いたサンプルは、スピログリコール量４５モル％の商品名ALTESTER45（三菱瓦斯化学株式会社製）を使用してカップ状にサーモフォーミング成形したものを基材層とするものである。
【００２１】
酸素バリア性能の測定方法としては、ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０（ＭＯＣＯＮ社製）を使用し、カップ内側を２３°Ｃ−５５％ＲＨとすると共に、カップ外側を２３°Ｃ−９０％ＲＨとし、酸素分圧を２１％にした。
【００２２】
水蒸気バリア性能の測定方法としては、塩化カルシウム法を採用し、カップ内に１５ｇの塩化カルシウムを充填し、これをアルミシートで封止して保管した。保管条件は、４０°Ｃ−９０％ＲＨとし、水蒸気透過性は、カップ全体の重量変化により求める。
【００２３】
耐熱性は所定条件に保持された後の容器外観について、変形の有無を目視で確認した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
実施例１は、シート厚み２．２ｍmの基材層に厚さ２８．２nmのＤＬＣ被膜を成膜したものであり、実施例２は、その厚さを２８．４nmとしたものである。実施例３は、基材層に厚さ３５．８nmのSiＯx被膜を成膜したものである。
【００２６】
これに対し、比較例１は、シート厚み２．０ｍmのＰＥＴ樹脂単体の基材層からなる。また、比較例２，３はそれぞれ、シート厚み２．２ｍm及び２．０ｍmの耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）の基材層単体からなる。
【００２７】
表１を参照すれば、本発明に従う実施例１〜３はいずれも、酸素透過率が１．０（cc/day*m2）よりも小さく、８５°Ｃで５分間加熱しても熱変形を生じることなく、比較例１〜３と比較して、耐熱性が良好で、しかも、耐ガスバリア性に優れることが明らかである。
【００２８】
なお、表２には、参考資料として、耐熱非晶性ポリエステル樹脂（ALTESTER45）単体のものと、PET樹脂単体のものとの耐熱性試験の結果を示す。
【００２９】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に従うポリエステル樹脂製カップを一部断面で示す側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ ポリエステル樹脂製カップ
２ 基材層
３ ガスバリア層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の外観形状を形作りスピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂からなる基材層を有し、この基材層の内側及び外側の少なくとも一方にガスバリア層を備えることを特徴とする、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器。
【請求項２】
請求項１において、前記ガスバリア層は、アモルファスカーボンを含む蒸着被膜であることを特徴とする、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器。
【請求項３】
請求項１において、前記ガスバリア層は、珪素酸化物を含む蒸着被膜であることを特徴とする、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器。
【請求項１】
容器の外観形状を形作りスピログリコールとポリエチレンテレフタレート樹脂とを共重合させた耐熱非晶性ポリエステル樹脂からなる基材層を有し、この基材層の内側及び外側の少なくとも一方にガスバリア層を備えることを特徴とする、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器。
【請求項２】
請求項１において、前記ガスバリア層は、アモルファスカーボンを含む蒸着被膜であることを特徴とする、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器。
【請求項３】
請求項１において、前記ガスバリア層は、珪素酸化物を含む蒸着被膜であることを特徴とする、ガスバリア性及び耐熱性に優れたポリエステル樹脂製容器。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２４１９８５（Ｐ２００９−２４１９８５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９３７６１（Ｐ２００８−９３７６１）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００６９０９）株式会社吉野工業所 (2,913)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００６９０９）株式会社吉野工業所 (2,913)
【Ｆターム（参考）】
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