(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ガスバリア樹脂層は、ボトル軸線に沿って延在する2つの辺と、ボトル軸線周りに延在する2つの辺とからなる複数の四辺体によって構成される請求項1又は2に記載の積層ボトル。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、内外層をポリエステル樹脂層で形成した場合には、ガスバリア樹脂層として一般的に採用されるエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)やナイロン樹脂(ポリアミド)との間で層間剥離が生じることがあり、この層間剥離が進行すると、容器としての見栄えが悪く、製品価値が下がってしまうという問題がある。
【0005】
本発明は、こうした事実認識の下になされたものであり、その目的とするところは、ガスバリア樹脂層の機能を発揮させつつ、内外層とガスバリア樹脂層との層間剥離が生じることがあっても、その進行を抑制することができる積層ボトル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、内層と外層との間にガスバリア樹脂層を配置した積層ボトルであって、前記ガスバリア樹脂層は、前記内層と外層とが厚み方向に連続するとともに帯状に延在する間欠部によって互いに間隔を空けて配置され、この間欠部は、
幅が1.5mm未満で連続する幅狭領域と、幅が1.5mm以上であって前記幅狭領域と隣接するとともに前記幅狭領域よりも延在長さが長い幅広領域とを有し、幅の最も広い部分が1.5mm以上であることを特徴とするものである。
【0007】
また、前記間欠部は、幅の最も広い部分が1.5mm以上且つ5mm以下であることが好ましい。
【0008】
また、本発明は、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する複数の帯状体によって構成することが好ましい。
【0009】
また、本発明は、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線周りに延在する複数の環状体によって構成することが好ましい。
【0010】
更に、本発明は、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する2つの辺と、ボトル軸線周りに延在する2つの辺とからなる複数の四辺体によって構成することが好ましい。
【0011】
また、本発明は、その内外層をポリエステル樹脂で形成し、前記ガスバリア樹脂層を少なくともボトルの肩部及び胴部に配置することが好ましい。
【0012】
ボトルの内外層を構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂などのポリエステル樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂などのポリオレフィン樹脂などが挙げられる。また、ガスバリア樹脂としては、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体、メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂などが挙げられる。
上記各樹脂は、それ単体、あるいは他の樹脂との混合物として使用することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、隣り合うガスバリア樹脂層の相互間に設けられる間欠部でボトルの内外層が連繋されるため、ガスバリア樹脂層の外周縁が拘束される。
【0014】
このため、ボトルの内外層とガスバリア樹脂層との層間剥離が生じにくくなる。また、仮に層間剥離が生じても、間欠部の幅を、最も広い部分で1.5mm以上とした結果、ガスバリア樹脂層の外周縁がより確実に拘束されるため、剥離の進行を効果的に抑制することができる。
【0015】
従って、本発明によれば、外観形状に優れた新規な積層ボトルを提供することができる。
【0016】
また、間欠部の幅を、最も広い部分で1.5mm以上且つ5mm以下とする場合は、剥離の進行を効果的に抑制できるとともに、ガスバリア樹脂層の機能も十分に発揮させることができる。
【0017】
本発明に従って、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する帯状体とし、ボトル軸線周りに、互いに間隔を空けて配置すれば、当該ガスバリア樹脂層はそれぞれ、ボトル軸線に沿って延在する間欠部によって、実質、ボトル軸線周りの方向に対して分断されることになる。
【0018】
即ち、1つの帯状体の表面積がボトルの表面積に対して小さくなるため、仮に層間剥離が生じた場合にも、その剥離領域を小さく抑えることができるので、当該剥離による物性低下、外観不良を効果的に抑制することができる。
【0019】
これに対し、本発明に従って、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線周りに延在する環状体とし、ボトル軸線に沿って互いに間隔を空けて複数配置すれば、当該ガスバリア樹脂層はそれぞれ、ボトル軸線周りに延在する間欠部によって、実質、ボトル軸線方向に対して分断されることになる。
【0020】
即ち、この場合においても、1つの環状体の表面積がボトルの表面積に対して小さくなるため、仮に層間剥離が生じた場合にも、その剥離領域を小さく抑えることができる。
【0021】
更に、本発明に従って、前記ガスバリア樹脂層を、ボトル軸線に沿って延在する2つの辺と、ボトル軸線周りに延在する2つの辺とからなる四辺体とし、ボトル軸線及びボトル軸線周りに互いに間隔を空けて複数配置すれば、当該ガスバリア樹脂層はそれぞれ、ボトル軸線に沿って延在する間欠部とボトル軸線周りに延在する間欠部によって、実質、格子状に分断されることになる。
【0022】
即ち、この場合においても、1つの四辺体の表面積がボトルの表面積に対して小さくなるため、仮に層間剥離が生じた場合にも、その剥離領域を小さく抑えることができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照して、本発明である積層ボトルを詳細に説明する。
【0025】
図1(a)、(b)はそれぞれ、本発明の第1の形態である積層ボトル10を示す側面図と、そのA−A断面図である。
【0026】
積層ボトル(以下、「ボトル」)10は、図示せぬキャップが着脱可能に螺合する口部11を有し、口部の下端に設けられた環状部12を介して当該口部11に繋がり当該口部11とほぼ同径の筒状の頸部13、この頸部13に繋がりその径がなだらかに拡大する肩部14、この肩部14に繋がり一部窪んだ状態からその径が再度拡大する胴部15、この胴部15に繋がりペタロイド形状をなす底部16から構成される。
【0027】
また、ボトル10は、PET樹脂を主原料とするものであって、その厚み内にガスバリア樹脂層1を設けている。これによりボトル10は、ガスバリア樹脂層1よりもボトル内方に位置する内層m
1、及びガスバリア樹脂層1よりもボトル外方に位置する外層m
2を形成する。
【0028】
ガスバリア樹脂層1は、
図1の斜線で示すように、環状部12と頸部13との境界から、胴部15と底部16との境界に至るまでの領域Fをボトル軸線Oに沿って延在する、複数の帯状体1aにて構成されている。更に詳細には、帯状体1aは、同図に示すように、ボトル10を横(側面)から見たときの外観形状を形作る稜線(
図1にてボトルの外界形状を形作る同図の左右に存在する外形線)Lxに沿って帯状に伸びている。なお、領域Fは、本形態に限定されるものではなく、適宜設定可能であり、例えば環状部12を越えて口部11に入り込んでもよく、また、胴部15と底部16との境界を越えて底部16に入り込んでもよく、更には底部16が接地面と接触する部位を越えて底部16の径方向内側まで延びていてもよい。
【0029】
本形態のガスバリア樹脂層1は、
図1(b)に示すように、かかるガスバリア樹脂層1を構成する帯状体1aを6枚、ボトル軸線Oの周りに互いに間隔を空けて配置することで構成されている。これにより、内層m
1と外層m
2との相互間は、
図1(a)に示すように、稜線Lxに沿って平行に延在するPET樹脂からなる間欠部m
3によって、
図1(b)に示すように、一体に連結される。即ち、帯状体1aは、ボトル10の領域Fに、間欠部m
3を介して互いに間隔を空けて配置されている。ここで、間欠部m
3の幅C
1は、ボトル軸線Oに沿って多少変化することがあるが、最も広い部分は1.5mm以上になっている。
【0030】
本形態によれば、PET樹脂によって形作られるボトル10の表面積に対して1枚の帯状体1aの占める割合が小さくなり、かつ、帯状体の相互間で繋がる間欠部m
3によって、帯状体1aの外周縁が拘束される。
【0031】
このため、内層m
1又は外層m
2とガスバリア樹脂層1(帯状体1a)との層間剥離を抑制することができる。また、仮に剥離が生じても、ボトル10の表面積に対して1枚の帯状体1aの占める割合が小さくなっているため、外観不良を効果的に抑制することができる。
【0032】
また、間欠部m
3の幅C
1を、最も広い部分で1.5mm以上とすることで、帯状体1aの外周縁は、この幅の広い部位にてより確実に拘束されることになる。これにより、例えば間欠部m
3の幅C
1が狭い部分から剥離が生じても、その進行は、この幅の広い部位で妨げられることになる。
【0033】
従って、本形態によれば、ボトル10の内外層とガスバリア樹脂層1との層間剥離が生じにくくなる上、層間剥離が生じても、剥離の進行を効果的に抑制することができるので、外観形状に優れた新規な積層ボトルを提供することができる。なお、剥離の進行を更に効果的に抑制するには、間欠部m3の幅C1は、1本の間欠部m3当たりの平均値が1mm以上であることがより好ましい。また、間欠部m3において、幅C1が1.5mm未満で連続する幅狭領域は、幅C1が1.5mm以上であって当該幅狭領域と隣接する幅広領域に対し、延在長さが短
くなっている。更に、間欠部m3の幅C1は、最も狭い部分でも1.5mm以上であることがより好ましい。
【0034】
そして、間欠部m
3の幅C
1を、最も広い部分で1.5mm以上且つ5mm以下とする場合は、帯状体1aの幅を確保しつつ、間欠部m
3によってより確実に帯状帯1aの外周縁を拘束することができるので、剥離の進行を効果的に抑制できるとともに、ガスバリア樹脂層1による酸素や炭酸ガスの透過を防止する機能も十分に発揮させることができる。
【0035】
図2(a)、(b)はそれぞれ、本発明の第2の形態であるボトル20を示す側面図と、そのB−B断面図である。なお、以下の説明において、第1の形態と同一部分は、同一符号をもってその説明を省略する。
【0036】
本形態に係るガスバリア樹脂層2は、
図2の斜線で示すように、ボトル軸線O周りに延在する複数の環状体2aで構成されている。環状体2aは、ガスバリア樹脂によって無終端状に形成されたものである。
【0037】
本形態のガスバリア樹脂層2は、
図2(a)に示すように、かかるガスバリア樹脂層2を構成する環状体2aを6枚、ボトル軸線Oに沿って、互いに間隔を空けて配置することで構成されている。これにより、内層m
1と外層m
2との相互間は、
図2(b)に示すように、ボトル軸線O周りに平行に延在するPET樹脂からなる間欠部m
4によって、一体に連結される。即ち、環状体2aは、ボトル20の領域Fに、間欠部m
4を介して互いに間隔を空けて配置されている。ここで、間欠部m
4の幅C
2は、ボトル軸線O周りで多少変化することがあるが、最も広い部分は1.5mm以上になっている。
【0038】
本形態によっても、PET樹脂によって形作られるボトル20の表面積に対して1枚の環状体2aの占める割合が小さくなり、かつ、ガスバリア樹脂層2の相互間で繋がる間欠部m
4によって、ガスバリア樹脂層2の外周縁が拘束される。
【0039】
このため、内層m
1又は外層m
2とガスバリア樹脂層2(環状体2a)との層間剥離を抑制することができる。また、仮に剥離が生じても、ボトル20の表面積に対して環状体2aの占める割合が小さくなっているため、外観不良を効果的に抑制することができる。
【0040】
また、間欠部m
4の幅C
2を、最も広い部分で1.5mm以上とすることで、環状体2aの外周縁は、この幅の広い部位にてより確実に拘束されることになるので、剥離の進行を効果的に抑制することができる。更に、本形態によっても、間欠部m
4の幅C
2は、1本の間欠部m
4当たりの平均値が1mm以上であることが好ましく、また、間欠部m
4において、幅C
2が1.5mm未満で連続する幅狭領域は、幅C
2が1.5mm以上であって当該幅狭領域と隣接する幅広領域に対し、延在長さが短いことが好ましい。更に、間欠部m
4の幅C
2は、最も狭い部分でも1.5mm以上であることがより好ましい。
【0041】
そして、本形態によっても、間欠部m
4の幅C
2を、最も広い部分で1.5mm以上且つ5mm以下とする場合は、剥離の進行をより効果的に抑制できるとともに、ガスバリア樹脂層1による酸素や炭酸ガスの透過を防止する機能も十分に発揮させることができる。
【0042】
更に、
図3は、本発明の第3の形態であるボトル30を示したものである。なお、以下の説明において、第1の形態と同一部分は、同一符号をもってその説明を省略する。
【0043】
本形態は、第1の形態と第2の形態とを組み合わせたものである。
【0044】
ガスバリア樹脂層3は、ボトル軸線Oに沿って延在する2つの辺と、ボトル軸線O周りに沿って延在する2つの辺とからなる複数の四辺体3aによって構成されている。
【0045】
本形態のガスバリア樹脂層2は、同図に示すように、かかるガスバリア樹脂層3を構成する36(=6×6)枚の四辺体3aが、ボトル軸線Oに沿って間隔を空け、またボトル軸線Oの周りに間隔を空けて配置されることで構成されている。これにより、内層m
1と外層m
2との相互間は、同図に示すように、間欠部m
3、m
4によって格子状に一体に連結される。即ち、四辺体3aは、ボトル10の領域Fに、間欠部m
3、m
4を介して互いに間隔を空けて配置されている。
【0046】
そして、本形態でも、間欠部m
3の幅C
1と間欠部m
4の幅C
2を、前述の第1及び第2の形態のように設定することで、剥離の進行を効果的に抑制でき、また、ガスバリア樹脂層1の機能も十分に発揮させることができる。
【0047】
なお、上述した各形態では、ガスバリア樹脂層1〜3を領域Fのみに配置して、コスト上昇を招くガスバリア樹脂の使用量を削減している。これは、本願発明者が、ボトルの底部16は一般的に肉厚となるため、ガスバリア樹脂層を配置する必要性が低いことに着目したためである。但し、かかる構成は、ガスバリア樹脂1〜3をボトル全体に配置することを否定するものではなく、また、胴部15のみや肩部14と胴部15に配置することも否定するものではない。更には、上述した領域Fを越えて延在すること、例えば口部11に入り込むことや、底部16に入り込むこと、また、底部16が接地面と接触する部位を越えて底部16の径方向内側まで延びることを否定するものではない。
【0048】
本発明に従えば、帯状体1a、環状体2a、四辺体3aの配置位置、配置数は、上述の各形態に限定されるものではなく、これらの相互間の間隔も一定でなくともよく、ボトル形状に合わせて最適な配置状態を採用する。また、間欠部m
3、m
4を傾斜させて設けることや、四辺体3aを略円形、楕円形、木の葉形状、三角形などに形成することも可能である。更に、本発明におけるボトルは、射出ブロー成形、押出しブロー成形などによって成形されるが、他の成形方法を採用することも可能である。
【0049】
また、本形態において、ボトルの胴部15と底部16との境界は、ペタロイド形状の形成が開始される部分からとするが、かかる定義も、ガスバリア樹脂層を配置するにあたって着目した上記の思想に従えば、例えば、胴部15よりも肉厚が厚くなり始めた部分から底部16と定義することもできる。
【0050】
上述したところは、本発明の好適な形態を説明するものであるが、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。例えば、また、上述した各形態に採用される様々な構成はそれぞれ、目的及び用途に応じて適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【0051】
以下、
図1に示すボトルに関し、帯状体の枚数や間欠部の幅等を変えて、層間剥離の進行、及びボトルからの炭酸ガスの透過について調査を行った。その結果を、調査に用いたボトルの諸元とともに、層間剥離の進行については表1及び
図4に、ボトルからの炭酸ガスの透過については表2にそれぞれ示す。
【0052】
【表1】
【0053】
【表2】
【0054】
層間剥離の進行に関しては、
図1に準じて帯状体を等間隔で8枚設けた形態をなし、間欠部の幅(最も広い部分の幅)及びこれに対応する位置におけるガスバリア樹脂層(帯状体)の幅を表1のように変化させたボトル(実施例1〜6)と、間欠部を設けずにガスバリア樹脂層を無終端状とした以外は
図1に示す形態をなすボトル(比較例1)とを、各例それぞれにおいて10本(No.1〜No.10)ずつ準備し、各ボトル内に4.2volの炭酸水を充填するとともにボトル全体を5℃に冷却した状態でコンクリート面上に水平方向(ボトル軸線がコンクリート面と平行になる方向)で落下し、その後、40℃、75%RHの環境下で保管して、所定の経時毎に、帯状体1aの剥離状況について確認を行った。表1は、それぞれのボトルにつき、帯状体1aの、剥離する前の面積に対する剥離した面積(剥離面積率)を百分率で示すとともに、剥離が生じたボトルに対する剥離面積率の平均値を百分率で示している。なお、実施例1〜6及び比較例1のボトルは、何れも内容量が500mlであり、ボトルの重量は24gであり、内外層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂であり、ガスバリア樹脂層は、MXナイロン(三菱ガス化学製 MXD−6)であって、ガスバリア樹脂層は、ボトルの重量に対して5wt%としている。また、表1中の「−」は、剥離が生じていないことを示す。また、
図4は、表1に示す経時と剥離面積率の平均値との関係を、実施例1〜6及び比較例1について示すグラフである。
【0055】
また、ボトルからの炭酸ガスの透過に関しては、ガスバリア樹脂層を設けていない点以外は
図1に示す形態をなす基準品のボトル(比較例2)、ガスバリア樹脂層を設けていない点以外は
図1に示す形態をなし、且つ比較例2よりも軽量化を図ったボトル(比較例3)、及び間欠部を設けずにガスバリア樹脂層を無終端状とした以外は
図1に示す形態をなし、且つ比較例2よりも軽量化を図ったボトル(比較例4)を準備し、各ボトル内に所要の炭酸ガスを含ませた炭酸水を充填して、所要の時間(室温保管、12週間)経過後に、ボトル内に残った炭酸ガスの量の測定を行った。ここで、比較例2〜4及び実施例7〜18のボトルは、何れもポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂で形成された、内容量が500mlのボトルである。また、比較例4及び実施例7〜18のガスバリア樹脂層は、MXナイロン(三菱ガス化学製 MXD−6)であって、ボトルの重量に対して5wt%としている。表2中、比較例2〜4における「ボトル全体のガスロス」は、充填時の炭酸ガスに対するボトルから透過した炭酸ガスの割合を百分率で示している。そして、比較例3、4を基にして、ガスバリア樹脂層を設けた部分と設けていない部分での単位面積当たりの炭酸ガス透過率を算出し、これを用いて、表2に示すように間欠部の幅と数を変化させた、
図1に準じた形態をなすボトル(実施例7〜18)の「ボトル全体のガスロス」を算出した。更に、基準品である比較例2を基準として、バリア性改善率を算出した。ここで、バリア性改善率(BIF)とは、基準となるボトルのガス透過量(ガスロス)に対する比較対象品となるボトルのガス透過量(ガスロス)の比であり、
BIF=(基準となるボトルのガス透過量)/(比較対象となるボトルのガス透過量)
で表される。
【0056】
表1及び
図4を参照すると、間欠部の幅が最も広い部分が1.5mm以上であれば(実施例2〜6)、剥離の進行が効果的に抑制されることが明らかである。また、表2を参照すると、少なくとも間欠部の幅が5mm以下であれば(実施例7〜15)、基準品である比較例2以上のバリア性の改善が見込まれることが明らかである。