説明

耐熱透明A−PET容器

【課題】高耐熱性及び高透明性を有し、電子レンジで直接加熱される食品容器に好適な容器を提供する。
【解決手段】A−PETシートを加熱して一次延伸後一次熱固定した延伸A−PETシート7と、未延伸A−PETフィルム又は未延伸A−PETシートとをドライラミネートで一体化した積層シートを、熱成形機の金型13,14で加熱成形し成形による二次延伸配向結晶によって結晶化を高めている。延伸A−PETシートが、ロールによる延伸装置を用い、A−PETシートを延伸温度90〜120℃でMD(縦方向)に2〜5倍に一軸一次延伸した後、延伸温度より5〜20℃高い温度で一次熱固定したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンビニエンスストア等において食品を収納して販売するための食品容器に関し、さらに詳しくは、食品が電子レンジで上昇する100℃でも変形がない耐熱性を有するとともに、優れた透明性を有する耐熱透明A−PET容器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
コンビニエンスストア、デパート、スーパー等の食品売場おいては、トレー、カップ、丼容器等の食品容器に、惣菜、麺類、サラダ等の食品が詰められて売られている。このような食品容器は、食品を収納する容器本体と、容器本体を密封する蓋体とで構成されており、一般に、容器本体は、ポリプロピレン、発泡ポリプロピレン、フィラー入りポリプロピレン、ポリエチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、耐熱発泡ポリスチレン、A−PET(Amorphous PET)等のシートを真空、圧空、真空・圧空成形機で熱成形して製造されている。また、蓋体は、A−PET、ニ軸延伸ポリスチレン(OPS)、ポリプロピレン(PP)等のシートで形成されている(特許文献1参照)。
また、近年、一軸延伸されたPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムが、高透明で耐熱性があることからIT関連のタッチパネルや液晶表示素子として用いられてきている(特許文献2、3、4参照)。
【0003】
【特許文献1】特開2005−329972号公報
【特許文献2】特開2000−82335号公報
【特許文献3】特開2000−82336号公報
【特許文献4】特開平5−165035号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、近年、コンビニエンスストア等で購入した食品を、食品容器に収納された状態でそのまま電子レンジで温めることが日常的に行なわれているが、このように食品を食品容器ごと電子レンジで温めると、100℃まで温度が上昇する。したがって、食品容器には、100℃まで耐え得る高耐熱性が要求されている。さらに、食品容器においては、中身食品が一目でクリアに認識でき、商品性を向上させるために、高透明性が要求されている。
【0005】
しかしながら、上述した従来使用されている各種シートにおいては、高耐熱性と高透明性との2つを同時に満足するものが存在しなかった。すなわち、これらの各種シートの内、高透明性を有するものとしては、A−PETシートとOPS(ニ軸延伸ポリスチレン)シートとがあるが、これらのシートは、80℃ぐらいで軟化し、高耐熱性を有するものではなかった。また、PPシートは、高耐熱性を有するが、透明性が劣るものであった。
【0006】
なお、タッチパネル等に用いられる一軸延伸されたPETフィルムは、高透明性かつ耐熱性であるが、特許文献2にも記載されているように、TD(横)一軸延伸後220℃で熱固定されており、加熱しても伸びがなく熱成形機で成形することは不可能である。
【0007】
以上のように、従来、電子レンジで直接加熱される食品容器においては、高耐熱性及び高透明性を要望されていたが、これら両者を同時に満足する食品容器は未だ提案されていなかった。
【0008】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、高耐熱性と高透明性を有する食品容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意検討し、高透明性を有するA−PETシートやOPSシートに着目し、これらのシートの耐熱性を改善することにより課題を達成することができると考えた。しかしながら、OPSシートは、残留モノマー、ダイマーやトリマー、添加剤の溶出による安全衛生性上の懸念があり、食品安全衛生性に優れているA−PETシートの耐熱性を改善することを検討した。
【0010】
本発明者らは、以上の検討の結果、A−PETシートの耐熱性を改善することについて鋭意検討し、A−PETシートを延伸による配向結晶化と熱固定による結晶化によって結晶化度を上げることによって、100℃にも耐え得る高耐熱性を付与することが出来ること、また、一軸延伸による裂け易さを防止するため未延伸のA−PET層を積層することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】
請求項1に係る耐熱透明A−PET容器は、A−PETシートを加熱して一次延伸後一次熱固定した延伸A−PETシートと、未延伸A−PETフィルム又は未延伸A−PETシートとをドライラミネートで一体化した積層シートを、熱成形機の金型で加熱成形し成形による二次延伸配向結晶によって結晶化を高めたことを特徴として構成されている。
【0012】
請求項2に係る耐熱透明A−PET容器は、A−PETシートを加熱して一次延伸後一次熱固定した延伸A−PETシートにPET樹脂を押出しラミネートで一体化した積層シートを、熱成形機の金型で加熱成形し成形による二次延伸配向結晶によって結晶化を高めたことを特徴として構成されている。
【0013】
請求項3に係る耐熱透明A−PET容器は、請求項1又は2記載の耐熱透明A−PET容器において、延伸A−PETシートが、ロールによる延伸装置を用い、A−PETシートを延伸温度90〜120℃でMD(縦方向)に2〜5倍に一軸一次延伸した後、延伸温度より5〜20℃高い温度で一次熱固定したことを特徴として構成されている。
【0014】
請求項4に係る耐熱透明A−PET容器は、請求項1、2又は3記載の耐熱透明A−PET容器において、一次延伸・一次熱固定後の延伸A−PETシートが、下記の式で示される結晶化度が、22%以上30%未満であることを特徴として構成されている。
【0015】
【数1】

【0016】
請求項5に係る耐熱透明A−PET容器は、請求項1、3又は4記載の耐熱透明A−PET容器において、積層シートを、80〜150℃で加熱成形して二次延伸し、延伸による配向結晶によって結晶化を高めたことを特徴として構成されている。
【0017】
請求項6に係る耐熱透明A−PET容器は、請求項1、2、3、4又は5記載の耐熱透明A−PET容器において、二次延伸後の延伸A−PET層が下記の式で示される結晶化度が、30%以上であることを特徴として構成されている。
【0018】
【数1】

【発明の効果】
【0019】
請求項1に係る耐熱透明A−PET容器においては、一次延伸・一次熱固定工程において、A−PETシートの結晶化度を熱成形出来る範囲内で大きくし、さらに二次延伸工程において、積層シートを容器の形状に成形すると同時に延伸A−PETシートの結晶化度をさらに大きくして耐熱性を向上させ、容器としての耐熱性も付与している。また、未延伸A−PETフィルム又は未延伸A−PETシートを積層しているので、延伸A−PETシートの横方向の力に裂け易い欠点を補って容器としての強度を保持している。
【0020】
請求項2に係る耐熱透明A−PET容器においては、請求項1と同様に、一次延伸・一次熱固定工程において、A−PETシートの結晶化度を熱成形出来る範囲内で大きくし、さらに二次延伸工程において、積層シートを容器の形状に成形すると同時に延伸A−PETシートの結晶化度をさらに大きくして耐熱性を向上させ、容器としての耐熱性も付与している。また、押出しPET樹脂層を積層しているので、延伸A−PETシートの横方向の力に裂け易い欠点を補って容器としての強度を保持している。
【0021】
請求項3に係る耐熱透明A−PET容器においては、A−PETシートを、延伸温度90〜120℃でMD(縦方向)に2〜5倍に一軸一次延伸した後延伸温度より5〜20℃高い温度で一次熱固定することにより延伸A−PETシートとしているので、透明性を維持しながら結晶化度を22%以上30%未満にコントロール出来、ロールによる簡単な設備で安く製造することが出来る。
【0022】
請求項4に係る耐熱透明A−PET容器においては、一次延伸・一次熱固定後の延伸A−PETシートの下記の式で示される結晶化度を、22%以上30%未満とすることにより、熱成形出来る結晶化度であり、次の二次延伸工程で高耐熱性が得られる結晶化度30%以上に近づけることが出来る。
【0023】
【数1】

【0024】
請求項5に係る耐熱透明A−PET容器においては、積層シートを、80〜150℃で熱成形して二次延伸し、配向結晶によって結晶化を高めて透明性を維持しながら結晶化度を30%以上とすることが出来る。
【0025】
請求項6に係る耐熱透明A−PET容器においては、二次延伸後の延伸A−PET層の下記の式で示される結晶化度を、30%以上とすることにより、高透明で100℃の高耐熱性を付与することが出来る。
【0026】
【数1】

【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
本発明の耐熱透明A−PET容器は、A−PETシートを用いるものであり、このA−PETは、非結晶状態であり、その結晶化度は大略5〜7%のものである。
【0028】
A−PETシートとしては、一般に市販されているA−PETシートを用いることができ、A−PETシートに用いる樹脂は、固有粘度(IV値)が高いものであることは必要ではないが、固有粘度が0.6dL/g以下の樹脂や、回収PETボトルのフレークを用いた樹脂から成形したシートだと表面性が良好でない場合があるので特別な前処理が必要である。
【0029】
一次延伸・一次熱固定工程は、まず、A−PETシートを加熱して一次延伸する。このA−PETシートは、予め成形して得たものを用いても、Tダイ成形機で成形直後のA−PETシートをインラインで延伸手段に送り込んでもよい。
【0030】
一次延伸の延伸温度は、90〜120℃が好ましく、95〜110℃がより好ましい。延伸温度が90℃未満であると、A−PETシートが延伸される際に張力が掛かりすぎて延伸ムラを起こして、延伸A−PETシートの偏肉が起こり易くなり、また、120℃を超えると、シートが白濁気味となり表面肌あれも発生し、透明で良好な延伸A−PETシートが得られない。
【0031】
延伸倍率は、2〜5倍が好ましく、2.2〜3.7倍がより好ましい。延伸倍率が2倍未満であると、示差走査熱量計(DSC)測定から冷結晶化点が観測され、結晶化度が22%未満となってしまう。また、5倍を超えると延伸時に延伸ロールでスベリが起こり易くなり、すべった部分とすべらない部分があるためシートに横波模様が発生したりして、良好な一軸一次延伸A−PETシートが得られない。
【0032】
延伸装置としては、例えば、加熱ロールを用いた延伸装置を用いることができるが、この加熱ロールの短区間の1段延伸でも、2段延伸以上の多段延伸であってもよい。
【0033】
一次熱固定の温度は、特に限定されないが、アニールによる配向緩和をさせる観点から延伸温度より5〜20℃高い温度が好ましく、熱固定温度が、延伸温度より5℃より高くないと、シートの熱収縮率が大きくなる。また、延伸温度より20℃より高いと、表面に肌荒れが起こり白化気味となる。
【0034】
なお、上記熱固定温度の範囲において、延伸A−PETシートの加熱収縮率が小さくなり、熱成形体を製造する際に変形を少なくできるので、高めの熱固定温度とすることがより好ましい。
【0035】
なお、熱固定ロールの速度はシートの配向緩和に合わせるため延伸ロール速度より0.5〜10%程度遅めにする。
【0036】
以上のような一次延伸・一次熱固定工程を経た延伸A−PETシートは、下記の式で示される結晶化度が、22%以上30%未満であることが好ましい。結晶化度が22%未満であれば、二次延伸工程を経ても、結晶化度を30%以上にすることが難しくなる。また、30%以上であると、熱成形が困難となり、金型の再現性が得にくくなる。
【0037】
【数1】

【0038】
次いで、以上のような一次延伸・一次熱固定された延伸A−PETシートに、未延伸A−PETフィルム又は未延伸A−PETシートをドライラミネート法で貼合して積層シートを形成する。又は、一次延伸・一次熱固定された延伸A−PETシートに、PET樹脂を押出しラミネートして積層シートを形成する。すなわち、積層シートの態様としては、延伸A−PETシート/未延伸A−PETシート、延伸A−PETシート/未延伸A−PETフィルム、延伸A−PETシート/PET樹脂層である。
【0039】
押出しラミネートに用いるPET樹脂としては、テレフタル酸とエチレングリコールから重合された通常のPET樹脂であっても他の成分を共重合したポリエステルでも良い。
【0040】
このような積層シートにおいては、延伸A−PETシートが、主として耐熱性の役割を受け持ち、延伸A−PETシートの横方向の力に裂け易い欠点を、未延伸A−PETシート、未延伸A−PETフィルム、又は未延伸PET樹脂層が補って容器としての強度を保持する。
【0041】
以上のような積層シートを、熱成形機の金型で加熱成形して成形による二次延伸することにより容器が形成される。
【0042】
二次延伸の延伸温度は、80〜150℃が好ましく、90〜140℃がより好ましい。延伸温度が80℃未満であると、成形体に波打ちが発生する、また、150℃を超えると、シートのドローダウンが大きくなり成形された時に成形体にシワが発生する。
【0043】
以上のような二次延伸工程を経た延伸A−PET層(容器に熱成形された状態)は、下記の式で示される結晶化度が、30%以上であることが必要で、結晶化度が30%未満であると、十分な耐熱性を得ることができない。
【0044】
【数1】

【0045】
熱成形方法は特に限定されず、真空成形、圧空成形、真空圧空成形いずれでもかまわない。
【0046】
本発明の耐熱透明A−PET容器は、耐熱性と透明性とが要求される各種容器に適用することができる。例えば、食品容器、特に電子レンジで加熱する食品容器に最適である。
【0047】
本発明による耐熱透明A−PET容器を製造する工程について図面を参照して説明する。
図1は延伸A−PETシートの製造装置の概略図、図2は耐熱透明A−PET容器の製造装置の概略図である。
【0048】
図1において、1はA−PETシート、2は予熱ロール、3はニップロール、4は加熱ロール、5は延伸ロール、6は熱固定ロール、7は縦一軸延伸A−PETシートであり、A−PETシート1を、まず予熱ロール2で70〜90℃に予熱した後、加熱ロール4で90〜120℃に加熱する。そして、この加熱されたA−PETシート1を延伸ロール5により、縦方向に2〜5倍延伸する。さらに、この一軸延伸されたA−PETシート1は熱固定ロール6で、加熱ロール4で加熱した温度より5〜20℃高い温度で加熱されて熱固定され、縦一軸延伸A−PETシート7が完成する。
【0049】
図2において、11は熱成形上部加熱ヒータ板、12は熱成形下部加熱ヒータ板であり、熱成形する前に積層シートを加熱するためのものである。また、13は熱成形上金型、14は熱成形下金型、15は熱成形下金型埋め込みヒータ、16は耐熱透明A−PET容器であり、まず、熱成形上部加熱ヒータ11と熱成形下部加熱ヒータ12との間に積層シート7を設置し、積層シート7の表面温度が80〜150℃となるように加熱する。次に、この加熱した積層シート7を熱成形上金型13と熱成形下金型14とで熱成形し、そのまま5秒程度保持した後取り出す。
【実施例】
【0050】
[実施例1]
アテナ工業(株)製0.6mm厚みのA−PETシート(結晶化度6.1%)を日本製鋼所(株)製T−17型ロール延伸装置で延伸して、延伸A−PETシートを製造した。すなわち、予熱ロール温度80℃、加熱ロール温度(延伸温度)95℃、延伸ロール温度80℃、熱固定ロール温度100℃に設定し、A−PETシートを25m/分で繰り出して、加熱ロールと延伸ロールとの間で2.3倍に1段で延伸し、0.26mm厚みの延伸A−PETシートを得た。この延伸A―PETシートは、シワもなく透明であり、DSC測定値から求めた結晶化度は27.5%で冷結晶ピークは消えており、高結晶化されていた。
【0051】
<結晶化度>
セイコー電子DSC220示差走査熱量計で延伸A−PETシートの融解挙動を測定し、下記式に基づいて得た。なお測定サンプルは10mg、窒素50ml/minを流しながら昇温速度10℃/minで20〜300℃まで昇温して測定した。
【数1】

【0052】
次いで、東和化工(株)製A−PETフィルム(50μm厚×1000mm巾×1000m長)に50w・分/mのコロナ処理を行い、このコロナ処理を行ったA−PETフィルムに、中島精機エンジニアリング(株)製ドライラミネート機LX−3にヘリオ彫刻によるスクリーン線数95線のグラビアロールをセットし、東洋モートン(株)製ウレタン接着剤(主剤:TM569、硬化剤:CAT37、溶剤:酢酸エチルエステル)を加工速度28m/minで塗布し、熱風温度40℃、65℃、55℃の3ゾーンで乾燥させた。次いで、A−PETフィルムを、50w・分/mのコロナ処理を行った延伸A−PETシートとニップ圧18kg−cmの線圧で貼合して積層シートを作製した。
【0053】
この積層シートを46℃の恒温室で3日間エージングを行った。そして、この積層シートを、(株)浅野研究所製「FKC型」真空・圧空成形機で表面温度が120℃になるように加熱して軟化させ、上部径175cm×120cm、フランジ巾1cm、下部径150cm×95cm、深さ2.5cmの底部及びコーナーに丸みを持たせた雌型、アルミ金型を用い、0.5MPaの圧空をかけながら真空・圧空成形し、食品トレー容器(耐熱透明A−PET容器)を得た。
【0054】
この得られた食品トレー容器は、透明で、変形もなく、金型通りの成形体であった。結晶化度は延伸A−PET層は36.3%で、未延伸A−PET層は9.5%であった。
【0055】
<耐熱性の評価>
この食品トレー容器に食用油を充填し、電子レンジ(National NE−EZ2)にかけて温度を上げながらその変形の有無を観察した。100℃では何の変形もなく、115℃で食品トレー容器の底部に波打ち状の変形が発生した。115℃において、食品トレー容器の底部に波打ち状の変形が発生したが、その他特に異常は無かったので、115℃の耐熱性があると考えられる。
【0056】
<落下強度の評価>
この食品トレーに水を200ml充填した後、PETフィルム層(12μm)/O−NYフィルム層/イージーピール層(35μm)から成る蓋材をヒートシールにより密封した。この密封したサンプルを高さ2.0mからコンクリートの固い床に水平底部、垂直長径、垂直短径、垂直コーナー部から先に床に落下するようにして落下テストを行った。
【0057】
結果を表1に示す。
【表1】

【0058】
いずれの落下方向でも破損はなく、延伸A−PET層の横方向の力に弱い欠点も未延伸A−PET層が補っている。コンビニ店の棚は約1.8mなので落下高さ2.0mに耐えられれば、十分に実用に耐えられる。
【0059】
[実施例2]
実施例1で得られた0.26mm厚さの延伸A−PETシートと大阪樹脂(株)製0.18mmの未延伸A−PETシートとを、実施例1と同様にコロナ処理を行った後、実施例1と同様にドライラミネートを行って積層シートを作製し、容器成形用シートとした。この容器成形用シートを実施例1と同様に行って食品トレー容器を得た。この得られた食品トレー容器は透明で変形も無く、金型通りの成形体であった。結晶化度は、延伸A−PET層は35.1%で、未延伸A−PET層は9.0%であった。
【0060】
<耐熱性の評価>
この食品トレーに食用油を充填し、実施例1と同様に行って耐熱性を評価した。110℃でトレーの底部に波打ち状の変形が発生したが、その他特に異常は発生しなかった。したがって、耐熱性は110℃であると考えられる。
【0061】
<落下強度の評価>
実施例1と全く同様に行って、落下強度を評価した。
水平底部、垂直長径、垂直短径、垂直コーナーいずれも2.0mの落下高さで破損は発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本発明による耐熱透明A−PET容器に用いる延伸A−PETシートの製造装置の概略図
【図2】本発明による耐熱透明A−PET容器に用いる熱成形装置の概略図
【符号の説明】
【0063】
1 A−PETシート
2 予熱ロール
4 加熱ロール
5 延伸ロール
6 熱固定ロール
7 縦一軸延伸A−PETシート
11 熱成形上部加熱ヒータ板
12 熱成形下部加熱ヒータ板
13 熱成形上金型
14 熱成形下金型
15 熱成形下金型埋め込みヒータ
16 耐熱透明A−PET容器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
A−PETシートを加熱して一次延伸後一次熱固定した延伸A−PETシートと、未延伸A−PETフィルム又は未延伸A−PETシートとをドライラミネートで一体化した積層シートを、熱成形機の金型で加熱成形し成形による二次延伸配向結晶によって結晶化を高めたことを特徴とする耐熱透明A−PET容器。
【請求項2】
A−PETシートを加熱して一次延伸後一次熱固定した延伸A−PETシートにPET樹脂を押出しラミネートで一体化した積層シートを、熱成形機の金型で加熱成形し成形による二次延伸配向結晶によって結晶化を高めたことを特徴とする耐熱透明A−PET容器。
【請求項3】
前記延伸A−PETシートが、ロールによる延伸装置を用い、A−PETシートを延伸温度90〜120℃でMD(縦方向)に2〜5倍に一軸一次延伸した後、延伸温度より5〜20℃高い温度で一次熱固定したことを特徴とする請求項1又は2記載の耐熱透明A−PET容器。
【請求項4】
前記一次延伸・一次熱固定後の延伸A−PETシートが、下記の式で示される結晶化度が22%以上30%未満であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の耐熱透明A−PET容器。
【数1】

【請求項5】
前記積層シートを、80〜150℃で加熱成形して二次延伸し、延伸による配向結晶化によって結晶化を高めたことを特徴とする請求項1、3又は4記載の耐熱透明A−PET容器。
【請求項6】
前記二次延伸後のA−PET層が下記の式で示される結晶化度が30%以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の耐熱透明A−PET容器。
【数1】


【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2009−280218(P2009−280218A)
【公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−131670(P2008−131670)
【出願日】平成20年5月20日(2008.5.20)
【出願人】(594146180)中本パックス株式会社 (40)
【Fターム(参考)】