JP7404397B2 - 印刷適性及び断熱性が向上した容器及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明による容器は、食品容器、包装容器などであってもよく、特に飲料用容器であってもよい。
それぞれ同一または異なるポリエステル発泡シートから構成されてもよく、好ましくは、同じPET発泡シートから構成されてもよい。ここで、ポリエステル発泡シートは、ポリエステル樹脂を主成分とする単一のシートであって、価格が安く、高温でも人体に有害な物質を放出せずに、環境に優しいという利点がある。ここで、「主成分とする」とは、発泡シートの全重量に対して、90重量部以上、95重量部以上、96重量部以上、97重量部以上、98重量部以上または99重量部以上のポリエステル樹脂を含むことをを意味する。
V0は、-10℃に3時間露出させた後の容器の体積(mm3)であり、
V1は、110℃に3時間露出後の容器の体積(mm3)である。
本発明による容器の製造方法は、ポリエステル発泡シートを本体及び底部の形状に分離して作製するか、または裁断する段階と、本体と底部を接合する段階と、を含んでもよい。
ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂100重量部を130℃で乾燥して水分を除去した後、押出機に水分が除去されたPET樹脂及びPET樹脂100重量部を基準にピロメリティックジアンハイドリド1重量部、タルク1重量部及びIrganox(IRG1010)0.1重量部を混合し、280℃に加熱して樹脂溶融物を製造した。次に、押出機に発泡剤としてブタンガスをPET樹脂100重量部を基準に5重量部投入し、押出発泡してPET発泡シートを製造し、このときの冷却装置である円筒状のマンドレルの温度を下記表1のように調節して発泡層の表面が急速冷却されたスキン層を形成した。このように製造された発泡シートのセル密度、セルサイズ及び平均厚さは、下記表1に示した。
市販の紙コップを購入した。このとき、紙コップの側面の高さ(H)と底面の直径(D)は、実施例1-1の容器と同じで、紙コップの平均厚さは、1±0.1mmであった。
PET発泡シートの代わりに、市販のポリプロピレンフィルム(PP rigid film、平均厚さ:1.0±0.05mm)を購入して使用したことを除いて、実施例1-1と同じ方法で行って容器を製造した。このとき、ポリプロピレンフィルムのセル密度は、900cell/cm2であった。
PET発泡シートに備えられた発泡層のセル密度と平均厚さ、スキン層のセルサイズと平均厚さ及びマンドレルの温度を下記表2のように制御したことを除いて、実施例1-1と同じ方法で行って容器を製造した。
実施例1-1と同じ方法で発泡シートを製造した後、裁断と接合及び熱処理せずに、PET発泡シートをプレス成形機に導入して発泡シートの表面温度が160℃となるようにした後、雄型金型(Plug)の温度を60℃、雌型金型(Mold)の温度を120℃とし、10秒間プレス成形して容器を製造した。
本発明による容器の性能を確認するため、実施例1-1~1-5及び比較例1-1~1-4で製造された容器を対象に下記のような実験を行い、その結果を下記表3に示した。
実施例及び比較例で製造された容器を対象に、KS B 0161による中心線表面粗さを測定した。
実施例及び比較例で製造された容器を対象に、表面張力試験インクペン(Dyne pen、Arotes社)を用いて容器の外側面の表面張力を測定した。このとき、インクペンは、30~60mN/mの表面張力を示す製品を使用し、インクペンで容器の外側面を塗った後、表面に汚れが生じない場合のインクペンのダイン(dyne)を外側面の表面張力に決定した。
実施例及び比較例において用意された各容器に100℃の水を容器収容部の70体積%となるように入れて、常温(20℃)及び常庄(1atm)の条件で3分間放置した。以後、収容部に入っている水の温度と容器本体の外側面の温度を測定し、測定された温度の偏差を算出した。
ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂100重量部を130℃で乾燥して水分を除去した後、押出機に水分が除去されたPET樹脂及びこのPET樹脂100重量部を基準にピロメリティックジアンハイドリド1重量部、タルク1重量部及びIrganox(IRG 1010)0.1重量部を混合し、280℃に加熱して樹脂溶融物を製造した。次に、押出機に発泡剤としてブタンガスをPET樹脂100重量部を基準に5重量部投入し、押出発泡してPET発泡シートを製造した。製造された発泡シートのセル密度、平均厚さ、結晶化度、熱処理時間、本体と底部の厚さの比率は、下記表4に示した。
市販の紙コップを購入した。このとき、紙コップの側面の高さ(H)と底面の直径(D)は、実施例2-1の容器と同じで、紙コップの平均厚さは、1±0.1mmであった。
PET発泡シートの代わりに、市販のポリプロピレンフィルム(PP rigid film、平均厚さ:0.7±0.05mm)を購入して使用したことを除いて、実施例2-1と同じ方法で行って容器を製造した。このとき、ポリプロピレンフィルムのセル密度は、900cell/cm2であった。本体と底部の厚さの比率は1.0であった。
実施例2-1と同一の条件のPET発泡シート(セル密度:350cell/cm3、平均厚さ:1.5mm、結晶化度:4%)を準備した。次に、用意されたPET発泡シートを別途の熱処理なしにプレス成形機に取り込んで発泡シートの表面温度が160℃となるようにした後、雄型金型(Plug)の温度を60℃、雌型金型(Mold)の温度を120℃とし、10秒間プレス成形して容器を製造した。金型のH/Dは、1.0であり、収容部の深さ(H)は、10cm、開口部の直径(D)は、10cmの容器デザインを適用し、製造された容器の本体と底部の厚さの比率は、0.5であった。
PET発泡シートの熱処理を別途行わず、発泡シートのセル密度、平均厚さ及び結晶化度を下記表5に示すように調整したことを除いて、実施例2-1と同じ方法で行って容器を製造した。
本発明による容器の熱的性能を確認するために下記のような実験を行い、その結果を下記表6に示した。
実施例及び比較例において用意された各容器に100℃の水を容器収容部の70体積%となるように入れて、常温(20℃)及び常庄(1atm)の条件で3分間放置した。以後、収容部に入っている水の温度と容器本体の外側面の温度を測定し、測定された温度の偏差を算出した。
実施例と比較例において用意された各容器に対して上面と底面の直径と高さを測定し、測定された直径と高さから各容器の体積を算出した。次に、各容器を100℃のオーブンで3分間放置して熱処理し、常温に再冷却させた後、上述した方法と同じ方法で容器の体積を算出し、熱処理前後の容器の体積変化率を導出した。
Claims (13)
- ポリエステル発泡シートを含む本体と、
本体の下端部に位置し、ポリエステル発泡シートを含む底部を備える容器であって、
容器は、発泡シートのプレス成形によって一体に製造されず、
容器は、それぞれ分離作製された本体と底部が互いに接合して密閉構造を形成し、
23±5℃及び1±0.2atmの条件下、容器に100℃の水を入れて3分経過した後、本体の外側面と内部の水の温度差が10℃以上であり、
本体と底部は、接着剤または接着シートによって接合され、
接着剤または接着シートは、低融点ポリエステル樹脂を含み、
低融点ポリエステル樹脂は、下記化1及び化2:
で表される繰り返し単位を含み、軟化点が100℃~130℃であるか、またはガラス転移温度が50℃~80℃であり、
本体の側面の高さ(H)は、5cm~20cmであり、
本体の側面の高さ(H)と底部の直径(D)の割合(H/D)は、0.5以上であり、
本体と底部の平均厚さの比率(本体/底部)は、0.8以上であり、
ポリエステル発泡シートの表面張力は、25mN/m以上であり、
ポリエステル発泡シートの平均セル密度は、100cells/cm 2 ~25,000cells/cm 2 である、容器。 - ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリグリコール酸(PGA)の中から選ばれる1種以上である、請求項1に記載の容器。
- 容器は、飲料用容器であり、
ポリエステル発泡シートの平均厚さは、0.5mm~3mmである、請求項1に記載の容器。 - ポリエステル発泡シートは、発泡層及びスキン層を含み、
スキン層の中心線表面粗さ(Ra)は、0.1μm~2.5μmである、請求項1に記載の容器。 - 発泡層の結晶化度は、1%~20%であり、
発泡層の平均セル密度は、100cells/cm2~25,000cells/cm2であり、
スキン層の平均セルサイズは、100μm以下である、請求項4に記載の容器。 - ポリエステル発泡シートは、スキン層上に印刷層をさらに含む、請求項4に記載の容器。
- ポリエステル発泡シートは、単層から構成され、
ポリエステル発泡シートは、熱処理された発泡シートである、請求項1に記載の容器。 - 熱処理されたポリエステル発泡シートの結晶化度は、10%~30%であり、
容器を100℃のオーブンで3分間放置した後、容器の体積変化率は、5%以下である、請求項7に記載の容器。 - 請求項1に記載の容器の製造方法であって、
ポリエステル発泡シートを本体及び底部の形状に分離して作製するか、または裁断する段階と、
本体と底部を接合する段階と、を含む、容器の製造方法。 - 本体の下端部の内側、底部の厚さ方向の側面、または両方に低融点ポリエステル樹脂を含む接着剤を塗布するか、または接着シートを積層した後、
本体の内側下端部に底部を押し上げて挿入した後、
挿入された底部と本体の接合部位に100℃~400℃の温度を加えて接合する、請求項9に記載の容器の製造方法。 - ポリエステル発泡シートを製造するとき、発泡層を形成した後、発泡層の表面を冷却してスキン層を形成する、請求項9に記載の容器の製造方法。
- スキン層上に印刷層を形成する、請求項11に記載の容器の製造方法。
- 裁断前にポリエステル発泡シートを150℃~300℃で10秒~100秒間熱処理する段階をさらに含む、請求項9に記載の容器の製造方法。
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