JP2008080546A

JP2008080546A - 二重容器

Info

Publication number: JP2008080546A
Application number: JP2006260500A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Aizawa; 恒相澤; Masahiro Tanpo; 雅博反保
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】内容物を包装する容器としての耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性等の性能を有し、環境問題を配慮した二重容器を提供することである。
【解決手段】熱可塑性樹脂Ａで形成される内容器と該内容器の外面を被覆するように前記熱可塑性樹脂Ａと異なる熱可塑性樹脂Ｂで形成された外容器とからなる二重容器であって、前記内容器を形成する熱可塑性樹脂Ａがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂であり、前記外容器を形成する熱可塑性樹脂Ｂが少なくとも生分解性樹脂を含む樹脂組成物であることを特徴とする二重容器である。
【選択図】図３

Description

本発明は、異種の熱可塑性樹脂Ａで形成される内容器と内容器の外面を被覆するように前記熱可塑性樹脂Ａと異なる熱可塑性樹脂Ｂで形成された外容器とからなる二重容器に関し、特に外容器が少なくとも生分解性樹脂を含む樹脂組成物からなる環境問題を配慮した二重容器に関する。

近年環境問題の高まりから、プラスチック製品が自然環境中に棄却された場合に経時的に分解・消失し、最終的に自然環境に悪影響を及ぼさないことが求められ、一部、実用化され始めている。従来のプラスチックは、自然環境中で長期にわたって安定であり、しかも嵩張るために、廃棄物埋め立て地が直に満杯となり、自然の景観や野生動植物の生活環境を損なうといった問題点が指摘されていた。そこで、生分解性樹脂材料が注目を集めるようになった。生分解性樹脂は、土壌中や水中で、加水分解や生分解によって徐々に崩壊・分解が進行し、微生物の作用により最終的には無害な分解物となることが知られている。

実用化され始めている生分解性樹脂としては、脂肪族ポリエステル、脂肪族・芳香族共重合ポリエステル、ポリビニルアルコール、天然物を原料としたデンプン変性体、およびこれらの混合物等がある。これらの生分解性樹脂材料はそれぞれ固有の特徴を有し、これらの生分解性樹脂を用いたプラスチック成形品等への用途が研究されている。特に脂肪族ポリエステルが、優れた特性とポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の汎用熱可塑性樹脂に近い加工性を有するため広く使われ始めている。また、脂肪族ポリエステルの中でもポリ乳酸樹脂は、透明性・剛性等が優れていることから、ポリスチレンやポリエチレンテレフタレートの代替材料として、フィルム、シートや射出成形品に実用化されている。

しかしながら、ポリ乳酸樹脂は柔軟性、強靭性に劣り耐衝撃性が求められる用途に用いるのは難しい。そこで、ポリ乳酸樹脂、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂及び可塑剤を配合することにより柔軟性、耐衝撃性を改良した成形品が開示されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、実用上不十分なものである。

また、高温で殺菌処理される食品容器に用いるには、耐熱性も十分なものでなかった。そこで、乳酸と脂肪族ポリエステルとの共重合体からなる成形品が提案されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、耐熱性は改良されたが、柔軟性が不十分で十分な耐衝撃性、機械的強度が得られるまでには至っていない。
特開２０００−２７３２０７号公報特開平７−３００５２０号公報

そこで本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、耐熱性、柔軟性、強靭性、耐薬品性、耐衝撃性、機械強度に優れた熱可塑性樹脂Ａで形成される内容器と少なくとも生分解性樹脂を含む樹脂組成物からなる熱可塑性樹脂Ｂで形成される外容器とからなる二重容器とすることにより、食品、医薬化粧品、雑貨等の内容物を包装する容器としての耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性等の性能を有し、環境問題を配慮した二重容器を提供することである。

本発明は、上記課題を達成するために、請求項１記載の本発明は、熱可塑性樹脂Ａで形成される内容器と該内容器の外面を被覆するように前記熱可塑性樹脂Ａと異なる熱可塑性樹脂Ｂで形成された外容器とからなる二重容器であって、前記内容器を形成する熱可塑性樹脂Ａがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂であり、前記外容器を形成する熱可塑性樹脂Ｂが少なくとも生分解性樹脂を含む樹脂組成物であることを特徴とする二重容器である。

また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の二重容器において、熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂からなることを特徴とするものである。

また、請求項３記載の本発明は、請求項１記載の二重容器において、前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂と、相溶化剤とからなることを特徴とするものである。

また、請求項４記載の本発明は、請求項１記載の二重容器において、前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂とポリ乳酸樹脂を除く脂肪族ポリエステル樹脂とからなることを特徴とするものである。

また、請求項５記載の本発明は、請求項１記載の二重容器において、前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂と脂肪族・芳香族共重合ポリエステル樹脂とからなることを特徴とするものである。

本発明の二重容器は、内容器が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂で形成されるために、内容物により要求される耐薬品性、ガスバリア性等の性能に適した熱可塑性樹脂を任意に選択することができると共に、耐熱性、柔軟性、強靭性、耐衝撃性、機械強度に優れたものにすることができ、外容器は少なくとも生分解性樹脂を含む樹脂組成物である熱可塑性樹脂Ｂで形成される二重容器とすることにより、耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性等の性能を有し、環境問題を配慮した二重容器とすることができる。

また、外容器を形成する熱可塑性樹脂Ｂをポリ乳酸樹脂にすることにより、ポリ乳酸樹脂は、生分解性を有し、また、出発原料が植物由来でバイオマスを有効利用した素材であり、石油等の化石資源への依存を低減でき、現代社会が直面する環境問題の改善や循環型社会の形成に貢献することができる。

また、ポリ乳酸樹脂とポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂とからなる外容器とすることにより、外容器の耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性等の性能を向上させることができる。

また、ポリ乳酸樹脂と脂肪族ポリエステル樹脂とからなる外容器とすることにより、生分解性を有し、ポリ乳酸樹脂の欠点である柔軟性、耐衝撃性を改良することができ、さらに、ポリ乳酸樹脂と脂肪族・芳香族共重合ポリエステル樹脂とからなる外容器とすることにより、生分解性を有し、耐熱性、柔軟性、耐衝撃性を向上させることができる。

上記の本発明について、図面等を用いて以下に詳述する。
図１は本発明にかかる二重容器の一実施形態を示す正面図、図２は本発明にかかる二重容器の平面図、図３は図２のＸ−Ｘ線断面図であり、図中の符号１は二重容器、２は容器本体、３は取出口部、４はスクリュー部、５は取出口、６は内容器、７は外容器をそれぞれ示す。

図１、図２に示すように、本発明にかかる二重容器１は有底四角筒状の容器本体２と、この容器本体２の上端部には容器本体２に連接して円筒状の取出口部３が設けられ、取出口部３は外周部にスクリュー部４が設けられ、上端に取出口５を備えている。取出口部３は、容器本体２に、例えばキャンデー等の食品を充填した後、図示しないが、スクリュー部４に係合するスクリュー部を備えたキャップで係止され、取出口５が封閉される。

図３は図２のＸ−Ｘ線断面図であり、本発明の二重容器１は熱可塑性樹脂Ａで形成される内容器６と内容器６の外面を被覆するように熱可塑性樹脂Ａと異なる熱可塑性樹脂Ｂで形成された外容器７で構成されている。容器本体２は、内容器６と外容器７で形成され、取出口部３は、内容器６で形成されている。本発明の二重容器１は、一実施形態に記載した容器に限定されるものではなく、カップやフランジを有する容器等にも用いることができる。また、丸型、角型あるいは、円錐台、球状等、あらゆる形状とすることができる。さらに、キャップの形状、構造は任意に設計すればよく、例えば、容器本体とヒンジを介して蓋を連結する構造とすることもできるし、あるいは蓋を設けなくてもよい。また、プラスチックフィルム等の積層材を蓋材に用いて、容器本体の口部やフランジにヒートシールして密封することもできる。

次に、本発明にかかる二重容器１を形成する熱可塑性樹脂について説明する。内容器６を形成する熱可塑性樹脂Ａには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種が用いられ、必要により２種以上混合して用いてもよい。包装する内容物に要求される性能により、熱可塑性樹脂Ａに使用する熱可塑性樹脂を適宜選択すればよい。

外容器７を形成する熱可塑性樹脂Ｂには、熱可塑性樹脂Ａとは異なる熱可塑性樹脂が用いられ、少なくとも生分解性樹脂を含む樹脂組成物が用いられる。使用される生分解性樹脂としては、脂肪族ポリエステル、脂肪族・芳香族共重合ポリエステル、変性ポリビニルアルコール、セルロースエステル化合物、及びこれらのブレンド物等である。脂肪族ポリエステルとしては、先ず、ポリ乳酸が挙げられる。ここでいうポリ乳酸とは、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸等を用いて重合されたポリ乳酸または乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体、もしくはこれらの混合物を含むものをいう。さらに、例えば脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステル、環状ラクトン類を開環重合した脂肪族ポリエステル、合成系脂肪族ポリエステル等が挙げられ、具体的にはポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキシルアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート等が挙げられる。脂肪族・芳香族共重合ポリエステルとしてはポリ(ブチレンアジペート／テレフタレート)、ポリ（エチレンテレフタレート／サクシネート）、ポリ（エチレンテレフタレート共重合体）等が挙げられる。バイオマスを有効利用した素材が、石油等の化石資源への依存を低減でき、現代社会が直面する環境問題の改善や循環型社会の形成に貢献でき、注目されており、このような環境問題を配慮した観点から使用される生分解性樹脂としては、出発原料が植物由来であるポリ乳酸樹脂を用いることが好ましい。

また、熱可塑性樹脂Ｂは、ポリ乳酸樹脂とポリ乳酸樹脂を除く上記の脂肪族ポリエステル樹脂とを混合したものを用いることができ、さらに熱可塑性樹脂Ｂは、ポリ乳酸樹脂と上記の脂肪族・芳香族共重合ポリエステル樹脂と混合したものを用いることができる。このようにポリ乳酸樹脂と脂肪族ポリエステル樹脂を混合することにより、外容器が生分解性を有し、ポリ乳酸樹脂の欠点である柔軟性、耐衝撃性を改良することができる。さらに、ポリ乳酸樹脂と脂肪族・芳香族共重合ポリエステル樹脂を混合することにより、外容器が生分解性を有し、耐熱性、柔軟性、耐衝撃性を向上させることができる。

また、熱可塑性樹脂Ｂには、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂と、相溶化剤とを混合して用いることができる。相溶化剤は、ポリ乳酸樹脂と混合する熱可塑性樹脂の相溶性が充分でない場合に、その相溶性を大きくするために用いられるものであって、相溶化できるものであればよく、その構造、組成にとくに制限はない。例えば相溶化剤として無水マレイン酸変性ないしはグリシジル変性したスチレン−ジエンブロック共重合体を添加することが好ましい。また、これらの相溶化剤の添加量は、ポリ乳酸と混合する熱可塑性樹脂の合計量１００重量部に対し、１〜３０重量部が好ましく、３０重量部を越えるとコストが高いものとなり、１重量部未満では、その効果が不十分である。その他の相溶化剤としては、ポリエチレンに対しては、無水マレイン酸ないしはグリシジル変性ないしはカルボキシル酸変性したポリエチレンを、ポリプロピレンに対しては、無水マレイン酸ないしはグリシジル変性ないしはカルボキシル酸変性したポリプロピレンを使用することもできる。熱可塑性樹脂Ｂをこのような樹脂組成物とすることにより、外容器７の耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性等の性能が向上するものである。

また、成形加工性を調整する目的で、可塑剤、滑剤、シリカなど安定な無機フィラー、紫外線吸収剤などの添加剤、改質剤を添加したり、二重容器の意匠性を高める目的で、顔料等の着色剤を混合することも可能である。

次に、本発明にかかる二重容器の成形方法について説明する。本発明の二重容器は、二つの射出ユニットを保有する異材質（２色）射出成形機を用いて二色成形法（２つの材料を用いて同時に成形する方法）により射出成形して形成することができる。熱可塑性樹脂Ａ及び熱可塑性樹脂Ｂはそれぞれの射出ユニットに投入して射出成形することができる。熱可塑性樹脂Ａ及び熱可塑性樹脂Ｂはそれぞれの混合する樹脂と必要により添加剤、改質剤、着色剤を射出成形機に投入し、混合した後、そのまま射出成形機から射出成形する方法、あるいは、ドライブレンドした原料を二軸押出機を用いて押出してペレットを作成した後、射出成形機を用いて射出成形する方法がある。いずれの方法も熱可塑性樹脂Ａ及び熱可塑性樹脂Ｂの熱劣化を考慮しなければならないが、樹脂を均一に混合させるために後者の方法が好ましい。

熱可塑性樹脂Ｂは、例えばドライブレンドした原料を二軸押出機を用いて押出してペレットにする場合、ブレンドする樹脂により融点が異なるために、ブレンドする樹脂の融点を考慮して、溶融押出温度を適宜選択することが好ましい。実際には１００〜３００℃の温度範囲が通常選択される。また、樹脂ペレットは予備乾燥を行い、水分を除去した後に射出成形することが好ましい。

次に、本発明について、以下に実施例を挙げてさらに詳しく説明する。

内容器を形成する熱可塑性樹脂Ａにポリプロピレン（プライムポリマー製、「Ｊ１０６ＭＧ」）を、外容器を形成する熱可塑性樹脂Ｂにポリ乳酸（三井化学製、「レイシアＨ１００Ｊ」）を使用し、日精樹脂工業製の異材質射出成形機（スクリュー径：内容器側３２ｍｍ、外容器側４５ｍｍ）を用いて、下記の成形条件で射出成形し、直径５５ｍｍ×高さ４３ｍｍの容器本体と外径５０ｍｍ×高さ１０ｍｍの取出口部を有する二重容器１を作製した。
＜温度条件＞シリンダ温度（内容器側：１８０℃、外容器側：１８０℃）
金型温度（内容器側：４０℃、外容器側：４０℃）
＜射出条件＞射出圧力（内容器側：９３．４ＭＰａ、外容器側：８１．５ＭＰａ）
保持圧力（内容器側：２８．０ＭＰａ、外容器側：４８．６ＭＰａ）
＜計量条件＞スクリュー回転数（内容器側：１５０ｒｐｍ、外容器側：１５０ｒｐｍ）
背圧（内容器側：０．３ＭＰａ、外容器側：０．３ＭＰａ）

作製した二重容器１を室温（２０℃）で２４時間放置後、供試サンプルとし下記の方法で耐熱性と落下強度（耐衝撃性）を測定した。結果を表１に示す。
（１）耐熱性
供試サンプルに熱水を６０ｃｃ注水し、その後、常温（２０℃）になるまで放置し、供試サンプルの容器本体の長さ、幅、高さを測定し、熱水の注水前に予め測定した寸法との差を求めて熱水の注水前の寸法に対する変化率を算出し、耐熱性を評価した。熱水の温度は５０℃〜９９℃までの１０℃毎に６水準とした。評価基準は、長さ、幅、高さのいずれの変化率も３％未満を○、いずれかが３％〜５％未満を△、いずれかが５％以上を×とした。
（２）落下強度
供試サンプルに水道水６０ｃｃを注水し、取出口部をアルミシール蓋材でヒートシールして密閉し、コンクリートの床面に容器本体の底面を下にして供試サンプルを垂直落下させ、供試サンプルの損傷状態を観察した。落下高さは、３０ｃｍ、５０ｃｍ、７０ｃｍ、９０ｃｍ、１１０ｃｍ、１３０ｃｍについて実施した。評価基準は、供試サンプルに亀裂を生じ、水漏れが発生したものを×、水漏れの発生がないものを○とした。

［比較例１］
内容器を形成する熱可塑性樹脂Ａ及び外容器を形成する熱可塑性樹脂Ｂにポリ乳酸（三井化学製、「レイシアＨ１００Ｊ」）を使用し、日精樹脂工業製の異材質射出成形機（スクリュー径：内容器側３２ｍｍ、外容器側４５ｍｍ）を用いて、下記の成形条件で射出成形し、直径５５ｍｍ×高さ４３ｍｍの容器本体と外径５０ｍｍ×高さ１０ｍｍの取出口部を有する二重容器１を作製した。
＜温度条件＞シリンダ温度（内容器側：１８０℃、外容器側：１８０℃）
金型温度（内容器側：４０℃、外容器側：４０℃）
＜射出条件＞射出圧力（内容器側：９３．４ＭＰａ、外容器側：８１．５ＭＰａ）
保持圧力（内容器側：２８．０ＭＰａ、外容器側：４８．６ＭＰａ）
＜計量条件＞スクリュー回転数（内容器側：１５０ｒｐｍ、外容器側：１５０ｒｐｍ）
背圧（内容器側：０．３ＭＰａ、外容器側：０．３ＭＰａ）

作製した二重容器１を室温（２０℃）で２４時間放置後、供試サンプルとし、実施例１と同様に耐熱性と落下強度（耐衝撃性）を測定した。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１の二重容器は、耐熱性が９９℃と良好であった。落下強度は、落下高さ１３０ｃｍにおいても水漏れはなく良好であった。一方、内容器、外容器共にポリ乳酸を使用した比較例１の二重容器は、耐熱性が５０℃、落下強度が１１０ｃｍであり、耐熱性、落下強度とも、実施例１の二重容器に劣るものであった。

本発明にかかる二重容器の一実施形態を示す正面図である。本発明にかかる二重容器の平面図である。図２のＸ−Ｘ線断面図である。

符号の説明

１二重容器
２容器本体
３取出口部
４スクリュー部
５取出口
６内容器
７外容器

Claims

熱可塑性樹脂Ａで形成される内容器と該内容器の外面を被覆するように前記熱可塑性樹脂Ａと異なる熱可塑性樹脂Ｂで形成された外容器とからなる二重容器であって、前記内容器を形成する熱可塑性樹脂Ａがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂であり、前記外容器を形成する熱可塑性樹脂Ｂが少なくとも生分解性樹脂を含む樹脂組成物であることを特徴とする二重容器。
前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の二重容器。
前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂と、相溶化剤とからなることを特徴とする請求項１記載の二重容器。
前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂とポリ乳酸樹脂を除く脂肪族ポリエステル樹脂とからなることを特徴とする請求項１記載の二重容器。
前記熱可塑性樹脂Ｂが、ポリ乳酸樹脂と脂肪族・芳香族共重合ポリエステル樹脂とからなることを特徴とする請求項１記載の二重容器。