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
本発明は、印刷適性及び／又は断熱性に優れた容器及びその製造方法に関する。
使い捨て飲料容器として使用される製品は、発泡式と非発泡式に分けられる。一般的に、発泡式容器としては、ポリスチレンを発泡ガスと混合させて押し出した製品が使用されているが、このような発泡式容器は、厚さを比較的厚く保つことができ、形状維持、断熱性、価格競争力が高いという利点があるが、高温で人体に有害な物質が放出されるため、人体への安全性が低く、印刷適性が低く、表面に別途の印刷層を導入するか、または印刷フィルムで包装しなければならないという煩わしさがある。これにより、高温で有害物質が放出されないポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を活用した発泡式容器素材が次第に使用されているが、ＰＥＴは、高い結晶性のため、飲料容器のように深さのある形状の熱成形容器を製造するのに成形が不良であるという困難性がある。
また、非発泡式容器としては、加工性の高い紙を用いたカップや、熱に安定したポリプロピレンフィルムをカップ状に成形した製品が使用されるが、このような非発泡式容器は、高温で形状変化率が少なく、有害物質が検出されないが、価格が高く、断熱性が著しく低く、高温の内容物を入れる場合、ユーザーが容器を手でつかみにくく、内容物の温度も容易に冷却されるという問題点がある。
近年、環境への関心とともに個人の生活の質への関心が高まっている中、再使用やリサイクルが可能で、環境にやさしく、人体に無害でありながら容器に入れる物質の状態を長時間完全に保存できる多機能性容器の必要性が台頭している。
したがって、耐熱性及び／又は断熱性に優れており、高温及び／又は冷温飲料の温度を長時間一定に保つことができるだけでなく、表面の印刷性に優れており、価格競争力がありながら人体に安全かつ環境にやさしい飲料用容器の開発が求められている。
本発明の目的は、価格競争力があり、人体に安全で、環境にやさしく、耐熱性及び／又は断熱性に優れており、高温及び／又は冷温の液体を入れても温度を一定に維持できる容器及びその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、表面の印刷性に優れた容器及びその製造方法を提供することである。
本発明さらに他の目的は、熱に対する形状安定性に優れた容器及びその製造方法を提供することである。
本発明は、上述した目的を達成するため、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、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℃以上の容器を提供する。
本発明において本体と底部は、熱融着、超音波接着、接着剤及び接着シートのいずれか一つ以上によって接合されてもよい。
本発明において、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んでもよく、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んでもよく、軟化点が１００℃～１３０℃であるか、またはガラス転移温度が５０℃～８０℃であってもよい。
[化１]
[化２]
化１及び化２において、ｍ及びｎは、低融点ポリエステル樹脂に含有された繰り返し単位のモル分率を示し、ｍ＋ｎ＝１を基準に、ｎは、０．０５～０．５であってもよい。
本発明において、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種以上であってもよい。
本発明において、容器は、飲料用容器であってもよく、ポリエステル発泡シートの平均厚さは、０．５ｍｍ～３ｍｍであってもよく、本体の側面の高さ（Ｈ）は、５ｃｍ～２０ｃｍであってもよく、本体の側面の高さ（Ｈ）と底部の直径（Ｄ）の割合（Ｈ／Ｄ）は、０．５以上であってもよく、本体と底部の平均厚さの比率（本体／底部）は、０．８以上であってもよい。
本発明の第１の実施形態によれば、ポリエステル発泡シートは、発泡層及びスキン層を含んでもよく、スキン層の中心線表面粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ～２．５μｍであってもよく、発泡シートの表面張力は、２５ｍＮ／ｍ以上であってもよい。
本発明の第１の実施形態によれば、発泡層の結晶化度は、１％～２０％であってもよく、発泡層の平均セル密度は、１００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２～２５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２であってもよく、スキン層の平均セルサイズは、１００μｍ以下であってもよい。
本発明の第１の実施形態によれば、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んでもよい。
本発明の第２の実施形態によれば、ポリエステル発泡シートは、単層から構成されてもよく、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ってもよい。
本発明の第２の実施形態によれば、ポリエステル発泡シートの平均セル密度は、１００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２～２５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２であってもよく、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％であってもよく、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％以下であってもよい。
また、本発明は、上述した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を提供する。
本発明において、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してもよい。
本発明の第１の実施形態によれば、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してもよい。
本発明の第１の実施形態によれば、スキン層上に印刷層を形成してもよい。
本発明の第２の実施形態によれば、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んでもよい。
本発明による容器は、ポリエステル発泡シートを含む本体と底部を接合した簡単な構造を持つので、経済的で、環境にやさしく、人体に無害であるだけでなく、加工時に深さのある容器の作製が可能で、耐熱性及び／又は断熱性に優れており、高温及び／又は冷温飲料の温度を長時間維持させることができ、容器の外側面に印刷が容易であるという利点がある。
また、本発明による容器は、結晶性の高いポリエステル発泡シートを使用して経済的で、環境にやさしく、人体に無害であるだけでなく、深さのある容器の作製が可能で、製造された容器の耐熱性及び断熱性などに優れており、高温及び／又は冷温飲料用として使用する場合、温度を長時間維持できるという利点がある。
本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な実施形態を持つことができるため、特定の実施形態を詳細に説明する。
しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更及び均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。
本発明において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解しなければならない。
本発明において、「セル（ｃｅｌｌ）」とは、高分子内の発泡によって膨張した微細構造を意味する。セルは、クローズドセル及び／又はオープンセルを含んでもよい。
本発明は、容器及びその製造方法に関する。
近年、環境への関心とともに個人の生活の質への関心が高まっている中、再使用やリサイクルが可能で、環境にやさしく、人体に無害でありながら印刷などの加工が容易で、デザイン性に優れており、容器に入れる物質の状態を長時間完全に保存可能な多機能性容器への要求が増加しているが、このような要求を満たす素材は、まだ開発されていないのが実情である。
そこで、本発明は、印刷適性、断熱性、耐熱性などに優れた容器及びその製造方法を提供する。
本発明による容器は、ポリエステル発泡シートを含む本体と底部を接合した簡単な構造を持つので、経済的で、環境にやさしく、人体に無害であるだけでなく、耐熱性及び／又は断熱性に優れており、高温及び／又は冷温飲料の温度を長時間維持させることができ、加工時に容器の外側面に印刷が容易であるという利点がある。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
[容器]
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。
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。
本発明による容器は、ポリエステル発泡シートを含む本体、及び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することを特徴とする。
容器をプレス成形（熱成形）を介して製造する場合、断熱性と印刷適性などの物性が低下することがある。また、飲料容器のように深さ（高さ）の深い形状の容器を製造する場合、プレス成形において困難性がある。このとき、プレス成形は、発泡シートをプレス成形装置の雌金型と雄金型の間に配置した後、雌金型と雄金型を加圧して容器の本体と底部を一体に成形する方法である。
本発明では、プレス成形を用いずに、発泡シートを単に本体と底部に裁断した後、接合することにより、断熱性や印刷適性などの物性を改善させることができ、さらに深さのある形状の容器を容易に作製しうる。
断熱性に関連して、容器に１００℃の水を入れて３分経過後、本体の外側面と内部の水の温度差は、１０℃以上であってもよい。具体的には、常温（２３±５℃）及び常庄（１±０．２ａｔｍ）の条件で、容器内に６０～１２０℃の水を、容器内側の全体積の７０±２０％（ｖ／ｖ）になるように満たし、３分経過した時点で容器に入っている水と容器の外側面の温度差は、１０℃以上であってもよく、具体的には、１０～３５℃、１０～３０℃、１０～２０℃、１０～１８℃、１０～１６℃、１３～４０℃、１５～３５℃、２０～３２℃、または２１．５～３０℃であってもよい。容器に入っている水と容器の外側面の温度偏差が１０℃以上ということは、容器の内部と外部の温度差を比較的高く維持するということであり、容器の熱遮断性に優れており、これによって容器に入れる飲料の温度が効果的に保存されることを示す。
本体は、その形状が特に制限されず、成形性や作業性などを考慮するとき、本体の上端部及び下端部の形状及びサイズが同一の円柱、ｎ角（ｎ＝３～２０の整数）柱、本体の上端部及び下端部の形状は同一であるが、上端部の長さまたは直径が下部の長さまたは直径よりも大きな上広下狭の円錐台、ｎ角（ｎ＝３～２０の整数）錐台状の管状であってもよい。例えば、本体は円柱状であるか、または上広下狭の円錐台形状であってもよい。
底部は、管状本体の下端部の内側に接合されて管状本体の下端部を密閉させる構造を形成してもよく、これによって、本発明の容器は、液体物質を入れるスペースを設けてもよい。このために、底部は、本体の下端部の内側と同じ形状を有してもよく、そのサイズは、本体の下端部の内側と同一であるか、または小さくてもよい。底部は、本体の下端部に位置するが、下端部の最末端に位置してもよく、また、末端から上方へ少し離れて位置してもよい。最末端に位置する場合、底部の下部にスペースがなくてもよく、末端から上方へ少し離れて位置する場合、底部の下部に若干スペースが形成されてもよい。
本体の側面の高さ（Ｈ）は、５ｃｍ～２０ｃｍであってもよく、具体的には、５ｃｍ～１８ｃｍ、５ｃｍ～１６ｃｍ、５ｃｍ～１４ｃｍ、５ｃｍ～１２ｃｍ、５ｃｍ～１０ｃｍ、８ｃｍ～２０ｃｍ、１０ｃｍ～２０ｃｍ、１２ｃｍ～２０ｃｍ、１４ｃｍ～２０ｃｍ、１６ｃｍ～２０ｃｍ、７ｃｍ～１８ｃｍ、７ｃｍ～１６ｃｍまたは７ｃｍ～１４ｃｍであってもよい。
本体の側面の高さ（Ｈ）に対する底部のサイズに対する比率は、一定であってもよい。具体的には、本体の形状が円柱または円錐台状の管状である場合、本体の下端部の内側に接合された底部の形状は円形であり、このとき、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、より具体的には、０．５～５、０．５～４、０．５～３、０．５～２、０．５～１．５、１～５、１．５～５、２～５、２．５～５、３～５、３．５～５、４～５、０．９～１．５、０．７～３、０．９～３、１～３、１．１～４、１．１～２、１．１～１．５、１．２～３、１．２～２．５、１．２～２、１．２～１．８、１．２～１．５、１．３～１．８、１．３～１．６、１．４～１．９、１．４～１．７または１．５～１．８であってもよい。本体の側面の高さ（Ｈ）は、垂直高さを意味し、本体がテーパー構造を有しても本体の上端から最下端までの長さではなく、垂直高さを意味する。底部が円形ではない場合、例えば、多角形や楕円形などの場合、相当直径を適用してもよい。本発明では、プレス成形なしに裁断と接合によって容器を製造するため、深さ（高さ）の深い容器、すなわち、Ｈ／Ｄ比が大きい容器も容易に製造しうる。
本体と底部の平均厚さの比率（本体／底部）は、０．８以上であってもよく、具体的には、０．８～１．２、０．９～１．１または０．９５～１．０５であってもよく、場合によっては１に近くてもよい。これは、本発明による容器がプレス成形などの高温及び加圧成形ではなく、裁断及び接合により製造されることを意味する。
本体と底部は、熱融着、超音波接着、接着剤及び接着シートのいずれか一つ以上によって接合されてもよい。すなわち、底部は、熱融着または超音波接着により接合されるか、または接着剤または接着シートにより本体の下端部の内側に接合されてもよい。より具体的に、底部は、本体の下端部の内側に押し上げて挿入されるが、挿入された底部と本体の下端部の内側の間に低融点ポリエステル樹脂を含む接着剤または接着シートが位置して底部と本体を接合させることができ、これにより容器の下端部が完全に密閉され得る。
低融点ポリエステル樹脂は、下記化１及び２で表される繰り返し単位を含み、ポリエステル樹脂発泡シートを含む本体及び底部の接着力をより強固にできる。
[化１]
[化２]
化１及び化２において、ｍ及びｎは、低融点ポリエステル樹脂に含有された繰り返し単位のモル分率を示し、ｍ＋ｎ＝１を基準に、ｎは０．０５～０．５、０．０５～０．４、０．１～０．４、０．１５～０．３５または０．２～０．３であってもよく、ｍは０．５～０．９５、０．６～０．９５、０．６～０．９、０．６５～０．８５または０．７～０．８であってもよい。
具体的に、低融点ポリエステル樹脂は、化１及び化２で表される繰り返し単位を含む構造を有する共重合ポリエステル樹脂であってもよい。化１で表される繰り返し単位は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の繰り返し単位を示し、化２で表される繰り返し単位は、ＰＥＴ繰り返し単位を含むポリエステル樹脂の引き裂き特性を改善する機能を行う。具体的に、化２で表される繰り返し単位は、テレフタレートに結合したエチレン鎖にメチル基（－ＣＨ３）を側鎖として含んで重合した樹脂の主鎖が回転できるようにスペースを確保することにより、主鎖の自由度の増加及び樹脂の結晶性の低下を誘導して軟化点（Ｔｓ）及び／又はガラス転移温度（Ｔｇ）を調節しうる。これは、従来の結晶性ポリエステル樹脂の結晶性を低下させるため、非対称芳香族環を含有するイソフタル酸（ＩＰＡ）を使用する場合と同じ効果を示すことができる。
低融点ポリエステル樹脂は、全樹脂のモル分率を１とした場合、化１及び２で表される繰り返し単位を０．５～１含んでもよく、具体的には、０．５５～１、０．６～１、０．７～１、０．８～１、０．９～１、０．５～０．９、０．５～０．８５、０．５～０．７、または０．６～０．９５含んでもよい。
低融点ポリエステル樹脂に含まれた化２で表される繰り返し単位のモル分率（ｎ）は、化１及び化２で表される繰り返し単位の総モル分率が１である場合（ｍ＋ｎ＝１）、０．０１～１であってもよく、具体的には、０．０５～１、０．０５～０．９、０．０５～０．８、０．０５～０．７、０．０５～０．６、０．０５～０．５、０．０５～０．４、０．０５～０．３、０．１～０．３、０．５５～１、０．６～１、０．７～１、０．８～１、０．５～０．９、０．５～０．８５、０．５～０．７、０．６～０．９５、０．０５～０．４、０．１５～０．３５、または０．２～０．３であってもよい。ｍは０～０．９９であってもよく、具体的には、０～０．９５、０．１～０．９５、０．２～０．９５、０．３～０．９５、０．４～０．９５、０．５～０．９５、０．６～０．９５、０．７～０．９５、０．７～０．９、０～０．４５、０～０．４、０～０．３、０～０．２、０．１～０．５、０．１５～０．５、０．３～０．５、０．０５～０．４、０．６～０．９５、０．６５～０．８５、または０．７～０．８であってもよい。ここで、化１で表される繰り返し単位のモル分率が０（ｍ＝０）であり、化２で表される繰り返し単位のモル分率が１（ｎ＝１）であるポリエステル樹脂は、化２で表される繰り返し単位を主鎖として含む構造を有してもよい。
低融点ポリエステル樹脂の融点（Ｔｍ）は、１８０℃～２５０℃であるか、または融点が存在しなくてもよい。具体的に、融点（Ｔｍ）は、１８０℃～２５０℃、１８５℃～２４５℃、１９０℃～２４０℃、１８０℃～２００℃、２００℃～２３０℃、１９５℃～２３０℃であるか、または存在しなくてもよい。
低融点ポリエステル樹脂の軟化点は、１００℃～１３０℃であってもよく、具体的には、１１０℃～１２０℃、１１５℃～１２５℃、１１８℃～１２８℃、１２０℃～１２５℃、１２１℃～１２４℃、１２４℃～１２８℃または１１９℃～１２６℃であってもよい。
低融点ポリエステル樹脂は、５０℃以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を有してもよい。具体的に、ガラス転移温度は、５０℃～８０℃であってもよく、より具体的に、５０℃～６０℃、６０℃～７０℃、７０℃～８０℃、５０℃～５５℃、５５℃～６０℃、６０℃～６５℃、６５℃～７０℃、６８℃～７５℃、５４℃～５８℃、５８℃～６８℃、５９℃～６３℃、または５５℃～７０℃であってもよい。
低融点ポリエステル樹脂は、化２で表される繰り返し単位を含んでポリエステル樹脂の軟化点（Ｔｓ）、及び／又はガラス転移温度（Ｔｇ）を範囲として調節可能なので、１００℃～２００℃で熱接着性を具現しうる。ガラス転移温度、軟化点、融点などは示差走査熱量計（ＤＳＣ）、融点測定器、熱機械分析装置（ＴＭＡ）などを用いて測定してもよい。
本発明による容器は、ポリエステル発泡シートから構成されてもよい。本体と底部は、
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。
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。
ポリエステル樹脂は、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種以上であってもよく、好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用してもよい。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して含んで価格が安く、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。
ポリエステル発泡シートの平均厚さは、０．５ｍｍ～３ｍｍであってもよい。具体的に、発泡シートの厚みは、０．５ｍｍ～２．５ｍｍ、１ｍｍ～２．５ｍｍ、１．５ｍｍ～２．５ｍｍ、２ｍｍ～２．５ｍｍ、０．５ｍｍ～２ｍｍ、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ、０．５ｍｍ～１ｍｍ、１ｍｍ～２ｍｍ、１ｍｍ～１．５ｍｍ、または０．８ｍｍ～１．７ｍｍであってもよい。
本発明の第１の実施形態によれば、ポリエステル発泡シートは、発泡層及びスキン層を含んでもよい。スキン層は、発泡層の一面または両面に形成してもよい。スキン層は、ポリエステル樹脂を含有する発泡体またはコーティング層であってもよい。発泡層及びスキン層は、別途形成された後、積層されてもよく、また、発泡層にスキン層がコーティングされてもよい。好ましくは、発泡層及びスキン層は、一体に形成されてもよく、例えば、発泡シートの製造時に発泡層の表面を冷却することにより、発泡層の表面にスキン層を形成してもよい。発泡層及びスキン層は、セルサイズなどによって区分されてもよく、例えば、発泡層のセルサイズは、相対的に大きくてもよく、スキン層のセルサイズは、相対的に小さくてもよい。
スキン層が発泡体の場合、スキン層の平均セルサイズは、１００μｍ以下であってもよい。具体的に、スキン層の平均セルサイズは、８０μｍ以下、６０μｍ以下、４０μｍ以下、２０μｍ以下、０．１～１００μｍ、５～８０μｍ、１０～５０μｍ、１０～３０μｍ、４０～９０μｍまたは５０～１００μｍであってもよく、場合によっては、フィルムのようにセルを形成していないため、セルサイズが０μｍ（非－発泡体）に近くてもよい。本発明は、このようなスキン層を含むことにより、発泡シートの表面の均一度に優れている。スキン層の平均セルサイズが大きすぎる場合、スキン層の中心線表面の粗さ（Ｒａ）が過度に大きくなることがある。スキン層の平均セルサイズは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の画像を通じて決定してもよい。
発泡層及びスキン層に含まれたポリエステル樹脂は、同一または異なってもよい。好ましくは、発泡層とスキン層は、すべてＰＥＴから構成されてもよい。
スキン層の中心線表面粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ～２．５μｍであってもよい。中心線表面粗さ（Ｒａ）は、ＫＳ Ｂ ０１６１によるものであってもよい。具体的に、スキン層の中心線表面粗さ（Ｒａ）は、０．１μｍ～２．１μｍ、０．１μｍ～１．６μｍ、０．９μｍ～１．５μｍ、０．１μｍ～１．１μｍ、０．３μｍ～１．４μｍ、０．５μｍ～１．２μｍ、０．８μｍ～１．１μｍ、０．１μｍ～０．７μｍ、０．３μｍ～０．８μｍ、１．８μｍ～２．２μｍ、０．５μｍ～２μｍ、０．５μｍ～１μｍまたは１μｍ～２μｍであってもよい。スキン層の中心線表面粗さ（Ｒａ）をこのような範囲に制御することにより表面積を増加させてインク層の形成時、インクに対する吸収性及び／又は固着性、すなわち、印刷適性を向上させることができる。表面粗さは、照度測定器などを用いて測定してもよい。
発泡層及びスキン層を含む発泡シートの表面張力は、２５ｍＮ／ｍ以上であってもよい。具体的に、発泡シートの表面張力は、２８ｍＮ／ｍ以上、２５ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍ、２８ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍ、３０ｍＮ／ｍ～４０ｍＮ／ｍ、２５ｍＮ／ｍ～３５ｍＮ／ｍ、２５ｍＮ／ｍ～３４ｍＮ／ｍ、２８ｍＮ／ｍ～３６ｍＮ／ｍ、２８ｍＮ／ｍ～３２ｍＮ／ｍ、３１ｍＮ／ｍ～３６ｍＮ／ｍ、３１ｍＮ／ｍ～３４ｍＮ／ｍ、３２ｍＮ／ｍ～３７ｍＮ／ｍまたは３０ｍＮ／ｍ～３５ｍＮ／ｍであってもよい。このように、発泡シートは、適切な表面張力を有することにより、印刷適性などを向上させることができる。表面張力は、表面張力試験インクペンなどを用いて測定してもよい。表面張力の測定表面は、スキン層の表面であってもよい。
スキン層は、表面平滑度に優れているだけでなく、表面積及び表面エネルギーが最適化されて印刷適性に優れている。具体的に、印刷適性は、印刷層が形成される素材の表面の平滑度、表面積及び表面エネルギーなどに影響を受け、平滑度、表面積及び表面エネルギーが大きいほど印刷適性に優れている。ここで、素材の平滑度と表面積は、表面粗さの影響を受け得るが、表面粗さの値によって平滑度と表面積がトレード－オフ（ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ）関係であり、発泡シートの場合、表面平滑度や表面エネルギーの制御が容易でないため、印刷適性を改善するのに困難性がある。しかし、本発明では、ポリエステル発泡シートの最外側に備えられるスキン層の中心線表面粗さ（Ｒａ）と表面張力を最適化させることにより、容器の印刷適性を著しく向上させることができる。
発泡層の結晶化度は、１％～２０％であってもよく、具体的には、１％～１８％、１％～１５％、１％～１２％、１％～１０％、１％～８％、１％～６％、１％～４％、１％～２％、２％～２０％、４％～２０％、６％～２０％、８％～２０％、１０％～２０％、１２％～２０％、１５％～２０％であってもよい。
結晶化度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、溶融温度での溶融エンタルピーと冷却結晶化温度での結晶化エンタルピーを測定した後、下記式によって計算してもよい。
ΔＨｍは、溶融エンタルピーを意味し、ΔＨｃは、結晶化エンタルピーを意味し、ΔＨｍは、標準溶融エンタルピー（１４０Ｊ／ｇ）を意味する。
一例として、発泡層は、容器を冷温飲料を入れる用途として使用する場合、１０％以下の低い結晶化度を有してもよく、高温飲料を入れる用途として使用する場合、１０％超過、具体的には、１５％以上の結晶化度を有してもよい。
発泡層の平均セル密度は、１００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２～２５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２であってもよく、具体的には、１００～２０，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～１５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～１０，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～１，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～５００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～４００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～３５０ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～３００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～２５０ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、１００～２００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２または１６０～３５０ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２であってもよい。セル密度は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の画像を通じて、一定の単位面積内でセルの個数を数え、これをｃｍ３に換算して個数を決定してもよい。
発泡層の平均厚さは、０．５～３ｍｍ、０．６～２ｍｍ、０．７～１．５ｍｍ、０．８～１．２ｍｍ、０．９～１．１ｍｍまたは１～１．５ｍｍであってもよい。スキン層の平均厚さは、０．０１～１ｍｍ、０．０２～０．８ｍｍ、０．０３～０．６ｍｍ、０．０４～０．４ｍｍ、０．０５～０．３ｍｍ、０．０６～０．２ｍｍ、０．０７～０．１５ｍｍ、０．０８～０．１２ｍｍまたは０．０５～０．１ｍｍであってもよい。
スキン層は、容器の外側に配置されてもよく、発泡層は、容器の内側に配置されてもよい。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んでもよい。印刷層は、スキン層の表面全体または一部に形成されてもよい。印刷層は、通常のインク組成物を印刷して形成されてもよく、また、シート状の印刷層をスキン層に付着してもよい。印刷層の平均厚さは、０．０１～５μｍであってもよく、具体的には、０．０１～４．５μｍ、０．０１～３μｍ、０．０１～２μｍ、０．１～１μｍ、０．１～０．５μｍ、１～５μｍ、１～３μｍ、２～４μｍまたは０．１～０．２μｍであってもよい。
従来の容器は、印刷適性が低く、容器の成形時に行われるプレス成形などの熱工程により色相の変色が発生するため、互いに異なる４つ以上のインクを使用することが困難であったが、本発明の容器は、外側面（スキン層）の印刷適性が改善されるだけでなく、すでに印刷された発泡シートの裁断及び接合によって製造され、印刷層の熱露出が最小化されるため、４つ以上、具体的には、５つ以上の色相を使用して希望する画像で印刷が可能であるという利点がある。
本発明の第２の実施形態によれば、ポリエステル発泡シートは、単層から構成されてもよく、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ってもよい。発泡シートを製造した後、発泡シートを裁断する前に発泡シートを熱処理することにより、発泡シートの結晶化度を増加させることができ、結晶化度が増加するにつれて、断熱性だけでなく、耐熱性（寸法変化率）を改善させることができる。
熱処理されたポリエステル発泡シートは、高結晶性を有してもよく、具体的に、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％、１２％～３０％、１５％～３０％、１８％～３０％、２１％～３０％、１２％～２１％、１５％～２１％または１８％～２１％であってもよい。結晶化度が低すぎる場合、断熱性は、ある程度確保可能であるが、耐熱性（寸法変化率）が低下することがある。
第２の実施形態によるポリエステル発泡シートの平均セル密度は、１００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２～２５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２であってもよく、具体的には、１５０～２０，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、２００～１５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、２５０～１０，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、３００～５，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、３１０～１，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、３２０～８００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、３３０～６００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２、３４０～５００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２または３５０～４６０ｃｅｌｌｓ／ｃｍ２であってもよい。セル密度が増加するほど、結晶化度が増加しうる。
第１の実施形態の構成及び第２の実施形態の構成を組み合わせることも可能である。すなわち、発泡シートを発泡層とスキン層の複層構造で構成するとともに、複層構造の発泡シートを熱処理してもよい。
本発明は、このような構成を有することにより、積層荷重及び／又は外部の衝撃から容器の変形を防止できるだけでなく、温度変化による容器の変形を抑制することができ、容器の耐熱性及び断熱効果を増加させることができる。
その例として、容器は、温度変化による容器の変形が少なく、下記数２の条件を満たすことができる。
数２において、
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。
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。
具体的に、数２は、容器を－１０℃に３時間露出させたときと１１０℃に３時間露出させたときの寸法変化率を意味する。体積は、容器を構成する底部の広さと本体の側面の長さを乗じて計算された値を意味する。本発明の容器は、数２による寸法変化率（（Ｖ１－Ｖ０）／Ｖ０×１００）が０．０１～５％、０．０１～３％または０．０１～１％の範囲であってもよい。容器の高温と冷温間の寸法変化率が５％以下とは、急激な温度変化にも容器の耐熱性に優れており、容器形状の変形がほとんどないことを意味する。
他の一例として、容器は、温度変化による容器の変形が少なく、１００℃のオーブンで３分間放置させる前後の体積変化を評価する場合、体積変化率が５％以下であってもよい。特に、第２の実施形態による容器を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％以下であってもよい。ここで、「体積」とは、容器を構成する底部の広さと本体の側面の長さを乗じて計算された値であって、容器は、０．０１％～５％、０．５％～５％、０．５％～４％、０．５％～３％、０．５％～２％、０．５％～１％、１％～４％、２％～４％、３％～５％または３．５％～５％の体積変化率を有してもよい。高温での容器体積変化率が５％以下とは、容器の耐熱性に優れており、高温でも容器の形状変形がほとんどないことを意味する。
本発明による容器は、経済的で、環境にやさしく、人体に無害であるだけでなく、深さのある容器の作製が可能である。また、本発明による容器は、外側面に印刷が容易で工程性に優れている。また、本発明による容器は、耐熱性、断熱性などに優れており、高温及び／又は冷温の内容物を長時間温度変化なしに入れることができるため、飲食料用容器として有用に使用されてもよい。
本発明の容器は、使い捨てカップのように本体と底部をそれぞれ個別裁断して接合させたものであるため、結晶化度の高い発泡シートでも容易に製造可能であり、従来のプレス成形などのように高温及び／又は加圧条件で製造される容器と比較して発泡シートの延伸が発生せず、本体と底部の平均厚さの割合が高いため、高温及び／又は冷温の飲料を入れる容器として有用に使用されてもよい。
[容器の製造方法]
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。
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。
ポリエステル発泡シートは、ポリエステル樹脂組成物を用いて製造されてもよい。具体的に、ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とグリコール成分とを反応させるか、または、ヒドロキシカルボン酸成分を反応させて得られる。ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸及びアジピン酸からなる群から選ばれる１種以上を使用してもよい。グリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、及び２－メチル－１，３－プロパンジオールからなる群から選ばれる１種以上を使用してもよい。また、ヒドロキシカルボン酸成分は、乳酸及びグリコール酸からなる群から選ばれる１種以上を使用してもよい。好ましくは、テレフタル酸とエチレングリコールを反応させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用してもよい。
ポリエステル樹脂は、ペレット、グラニュル、ビーズ、チップ、粉末などの形状で導入されてもよく、場合によっては、溶融された状態で導入されてもよい。例えば、ポリエステル樹脂は、チップ状で押出機に導入されて押出発泡されてもよく、この場合、樹脂チップの溶融のために２６０～３００℃の温度で樹脂チップを溶融する過程を経ることができる。
また、発泡シートの機能化のため、ポリエステル樹脂の押出機の導入時に様々な形態の添加剤を必要に応じて流体連結ライン中に投入するか、または発泡工程中に投入してもよい。具体的に、添加剤は、バリア性能、親水化機能、防水機能などを発泡シートに付与してもよく、増粘剤、界面活性剤、親水化剤、熱安定剤、防水剤、セルサイズ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出助剤、酸化防止剤、核剤、公転防止剤及びＵＶ吸収剤からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。
例えば、本発明の発泡シートは、ポリエステル樹脂の他に増粘剤、核剤、熱安定剤及び発泡剤のうち１種以上を使用して製造されてもよく、また、前述の機能性添加剤のうち、１種以上をさらに使用してもよい。
増粘剤は、発泡組成物の溶融粘度を制御するために添加されるもので、例えば、ピロメリティックジアンハイドリド（ＰＭＤＡ）などを使用してもよい。増粘剤の含量は、樹脂１００重量部を基準に０．１～５重量部、０．３～３重量部または０．５～２重量部であってもよい。
核剤は、セル密度を制御するために添加されるもので、例えば、タルク、マイカ、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、ガラスビーズなどを使用してもよい。核剤の含量は、樹脂１００重量部を基準に０．１～５重量部、０．３～３重量部または０．５～２重量部であってもよい。
熱安定剤としては、有機または無機リン化合物を使用してもよく、具体的には、リン酸、アルキルホスフェート、アリールホスフェート、例えば、トリフェニルホスフェートなどを使用してもよい。熱安定剤の含量は、樹脂１００重量部を基準に０．０１～５重量部、０．０３～３重量部または０．０５～１重量部であってもよい。
発泡剤は、組成物を発泡させ、発泡シートの密度を制御するために添加されるもので、例えば、Ｎ２、ＣＯ２、フロンなどのガス、ブタン、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、メチルクロライドなどの物理的な発泡剤、アゾジカルボンアミド系化合物、Ｐ、Ｐ'－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）系化合物、Ｎ、Ｎ'－ジニトロソペンタメチレンテトラミン系化合物などの化学的発泡剤を使用してもよい。発泡剤の含量は、樹脂１００重量部を基準に０．１～１０重量部、１～８重量部または３～７重量部であってもよい。
押出は、様々な形態の押出機を用いて行ってもよい。発泡工程は、通常、ビーズ発泡または押出発泡によって行われてもよいが、本発明では、押出発泡が好ましい。押出発泡は、樹脂混合物を連続的に押出及び発泡させるため、工程段階を簡略化でき、大量生産が可能であり、ビーズ発泡時、ビーズの間で亀裂と粒状破壊現象などを防止できるため、より優れた曲げ強度及び圧縮強度を具現しうる。
本体の場合、発泡シートを直接本体形状に作製してもよく、例えば、本体が円柱状の管状である場合、ポリエステル発泡シートの製造時に環状ノズルを用いることにより、直接円柱本体を製造してもよい。また、発泡シートを製造した後、本体形成用部材に裁断した後、本体形成用部材の両端部を接合して本体を形成してもよい。具体的には、ポリエステル発泡シートを四角形または扇形などの形状に裁断した後、両末端部を接合して本体を製造してもよい。発泡シートの裁断は、通常の裁断機を用いて行われてもよい。発泡シートの接合は、熱または超音波を加えたり、低融点ポリエステル樹脂接着剤または接着シートを使用して行われてもよい。
底部は、このように製造された本体の下端部の内側と同じ形状を持つように作製されるか、または裁断されてもよい。例えば、本体が円筒状または円錐台状に作製される場合、底部は、円形（円板）に製造されるか、または裁断されてもよい。底部のサイズは、本体の下端部の内側と同一であるか、または小さくてもよい。
本体と底部を接合するときは、本体の内側の下端部に底部を押し上げて挿入した後、接合してもよい。このとき、挿入された底部と本体の内側に接する部位に熱または超音波を加えたり、低融点ポリエステル樹脂接着剤または接着シートを使用して本体の下端部に底部を接合させることができる。具体的には、本体に当接する底部の厚さ方向の側面及び／又は底部に当接する本体の下端部の内側面との間の領域に、直接熱を加えたり、超音波を照射して接合させたり、当該領域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、熱を加えて接合させてもよい。
接合時に加えられる熱の温度は、１００～４００℃であってもよく、具体的には、１００～３５０℃、１００～３００℃、１００～２５０℃、１００～２００℃、１００～１５０℃、１００～１３０℃または１２０～１４０℃であってもよい。例えば、接着剤または接着シートを使用しない場合、２００～３３０℃の熱を加えることができ、接着剤または接着シートを使用する場合には、低融点ポリエステル樹脂が接着性を示すように１００～２００℃の熱を加えることができる。
本発明の第１の実施形態によれば、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してもよい。具体的に、発泡シートの製造時、冷却装置であるマンドレル（ｍａｎｄｒｅｌ）の温度を調節して発泡層の表面を急速冷却させることによりスキン層を形成してもよい。マンドレルの温度は、－３０～０℃、－２５～－５℃、－２０～－１０℃であってもよい。
本発明の第１の実施形態によれば、スキン層上に印刷層を形成してもよい。例えば、インク組成物を用いて、通常の印刷方法によって印刷層を形成してもよい。印刷層は、発泡シートの製造時に、裁断前または後に、または接合前または後に形成してもよい。例えば、互いに異なる色相を持つ４つ以上のインクを使用して通常の印刷方式により模様及び／又はパターンを付与してもよい。印刷方法としては、インクジェット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、ロータリー印刷、フレキソ印刷などを用いてもよい。
本発明の第２の実施形態によれば、裁断前にポリエステル発泡シートを熱処理する段階をさらに含んでもよい。熱処理温度は、１５０～３００℃、１６０～２７０℃、１７０～２５０℃、１８０～２３０℃または１９０～２１０℃であってもよい。熱処理時間は、１０～１００秒、１５～８０秒または２０～６０秒であってもよい。熱処理温度及び熱処理時間が増加するほど発泡シートの結晶化度が増加してもよい。
以下、本発明を実施例、比較例及び実験例により、さらに詳細に説明する。
[実施例１－１～１－５]
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。
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。
次に、製造されたＰＥＴ発泡シートを扇形（大きい円弧：２２．２ｃｍ、小さい円弧：１５．７ｃｍ、側面の長さ：７．５ｃｍ）及び円（直径：５ｃｍ）に裁断した。その後、扇形に裁断された発泡シートの片側の末端外側と残りの末端内側に低融点ポリエステル接着シートを約５ｍｍの厚さで貼り付け、両末端を巻いて重ねた後、１３０℃の熱を加えて本体を作製した。作製された本体の下端（小さい円弧側）の内側に低融点ポリエステル接着剤を約２±０．１ｍｍの厚さで塗布し、先に裁断された円形の発泡シートを押し込んで位置させた後、１３０℃の熱を加えて本体に底部を接合させることにより、使い捨てカップ状の容器を製造した。このとき、容器の側面の高さ（Ｈ）は、７ｃｍ、底面の直径（Ｄ）は、５ｃｍであった（Ｈ／Ｄ＝１．４）。
[比較例１－１]
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。
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。
[比較例１－２]
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。
[比較例１－３]
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。
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。
[比較例１－４]
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。
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。
[実験例１]
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。
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。
＜中心線表面粗さの測定＞
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、ＫＳ Ｂ ０１６１による中心線表面粗さを測定した。
＜表面張力の測定＞
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。
＜断熱性の評価＞
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。
表３に示したように、本発明による容器は、印刷適性に優れており、耐熱性及び／又は保温性に優れていることが分かる。
具体的に、実施例で製造された容器は、２．５μｍ未満の低い中心線表面粗さ（Ｒａ）と２８ｍＮ／ｍを超える高い表面張力を持つ反面、比較例の飲料用容器は、低い表面粗さ（Ｒａ）と高い表面張力をすべて満たしていないことが確認された。
また、実施例で製造された飲料用容器は、１００℃の水を入れる場合、容器の内部と外部の温度偏差が１０℃以上である反面、比較例で製造された飲料用容器は、これより低い温度偏差を示した。これは、実施例で製造された容器の熱遮断性が優れており、容器内部と外部の温度差が比較的大きく保たれていることを意味するものである。
実施例によれば、発泡層のセル密度が減少するほど断熱性は増加し、スキン層のセルサイズが小さいほど表面粗さが小さくなり、表面張力が大きくなった。
比較例１－１の場合、表面張力が大きく、断熱性が低下した。比較例１－２の場合、表面張力が小さく、断熱性が非常に低かった。比較例１－３の場合、スキン層のセルサイズが大きすぎ、表面粗さが大きすぎて、表面張力は小さすぎた。比較例１－４の場合、プレス成形により、表面張力が小さく、断熱性が低下した。
これらの結果から、本発明による容器は、断熱性などの熱的物性に優れているだけでなく、印刷適性に優れていることが分かる。
[実施例２－１～２－６]
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。
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。
次に、製造されたＰＥＴ発泡シートを２００℃のチャンバーで下記表４に示した時間の間熱処理し、熱処理された発泡シートを扇形（大きい円弧：２２．２ｃｍ、小さい円弧：１５．７ｃｍ、側面の長さ：７．５ｃｍ）及び円（直径：５ｃｍ）に裁断した。その後、扇形に裁断された発泡シートの片側の末端外側と残りの末端内側に低融点ポリエステル接着シートを約５ｍｍの厚さで貼り付け、両末端を巻いて重ねた後、１３０℃の熱を加えて本体を作製した。作製された本体の下端（小さい円弧側）の内側に低融点ポリエステル接着剤を約２±０．１ｍｍの厚さで塗布し、先に裁断された円形の発泡シートを押し込んで位置させた後、１３０℃の熱を加えて本体に底部を接合させることにより、使い捨てカップ状の容器を製造した。このとき、容器の側面の高さ（Ｈ）は、７ｃｍ、底面の直径（Ｄ）は、５ｃｍであった（Ｈ／Ｄ＝１．４）。
[比較例２－１]
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。
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。
[比較例２－２]
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。
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。
[比較例２－３]
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。
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。
[比較例２－４及び２－５]
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。
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。
[実験例２]
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。
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。
＜断熱性の評価＞
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。
＜耐熱性の評価＞
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。
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。
表６に示したように、本発明による容器は、断熱性と耐熱性に優れていることが分かる。
具体的に、実施例で製造された容器は、１００℃の水を入れて３分経過した後にも容器の外側面の温度が水の温度と１０℃以上の差が出ることが示された一方で、紙やポリプロピレンフィルムで製造されるか、または熱成形により製造された比較例で製造された容器は、１０℃未満の低い温度偏差を示した。これは、実施例で製造された容器の熱遮断性が優れており、容器の内部と外部の温度差が比較的大きく保たれることを意味する。
また、実施例で製造された容器は、１００℃の高温条件に放置されても体積変化率が５％未満であることが確認された。しかし、発泡シートを用いて製造した比較例の容器は、体積変化率が８％以上であることが確認された。これは実施例の容器が耐熱性に優れているため、急激な温度変化にも容器の形状変形がほとんどないことを意味する。
実施例によれば、セル密度が増加するほど結晶化度が増加し、熱処理時間が増加するほど結晶化度が増加し、結晶化度が増加するほど耐熱性が改善された。
比較例２－１及び２－２の場合、結晶化度が０でり、耐熱性は良好であったが、断熱性が低かった。比較例２－３の場合、熱処理がないため結晶化度が低く、プレス成形により断熱性も低下し、結晶化度が低いため耐熱性が低下した。比較例２－４及び２－５の場合、熱処理がないため結晶化度が低く、断熱性は良好であったが、結晶化度が低いため耐熱性が低下した。
これらの結果から、本発明による容器は、耐熱性及び／又は断熱性（すなわち、保温性）に優れていることが分かる。
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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