(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層と外層との相互間に中間層を備えた積層型の合成樹脂製容器であって、
前記内外層は、オレフィン系樹脂であり、
前記中間層はバイオマスプラスチックを主成分とする構成体からなり、
前記内外層の樹脂の使用量が全樹脂量の２０〜７５質量％、前記中間層の樹脂の使用量が全樹脂量の２５〜８０質量％であり、該中間層は、ポリ乳酸、でんぷん樹脂、ＰＨＡ樹脂、バイオマスを主成分とする脂肪族ポリエステル及びバイオマスを由来とする非生分解性プラスチックのうちの少なくとも１種からなるとともに、中間層を形成する全樹脂量の１５質量％以下の柔軟性樹脂である改質剤を含有する、ことを特徴とする合成樹脂製容器。
【請求項２】
前記容器は、３種５層の層構成である請求項１記載の合成樹脂製容器。
【請求項３】
前記中間層は、容器の成形時に生成されたスクラップ材を含む請求項１又は２記載の合成樹脂製容器。
【請求項４】
前記スクラップ材は、オレフィン系樹脂を含有する請求項３記載の合成樹脂製容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスプラスチックを使用した合成樹脂製容器に関するものであり、耐内容物保存性・容器物性の劣化を極力抑制し、かつ、ＣＯ２の排出量の削減を図ろうとするものである。
【背景技術】
【０００２】
食料品、飲料及び医薬品用容器に適用されているペットボトル等の合成樹脂製の容器は、その製造及び廃棄に際しては多大なエネルギーが消費されており、ＣＯ２排出量にも多大な影響を与えていることから、近年ではＣＯ２  排出量の削減を図るのに有利な植物（植物はカーボンニュートラルの性質をもつことから、焼却時のＣＯ２排出量をカウントしない、及び／又は自然環境に存在するバクテリア等によって崩壊、消滅させることができる（生分解性））を原料としたバイオマスプラスチックを適用した容器の開発が試みられている。
【０００３】
かかるバイオマスプラスチックとしては、具体的にポリ乳酸（でんぷんの乳酸発酵物）樹脂、でんぷん樹脂、ＰＨＡ樹脂あるいは脂肪族ポリエステル樹脂等が存在しているが、何れの樹脂も水分を透過しやすい特性を有しており、液体又は固体を内容物として充填する容器にあってはそのままの状態では使用することができない不具合があり、この点に関する先行技術としてバイオマスプラスチックを中間層としてその内側及び外側にポリプロピレン樹脂やポリエチレンテレフタレート等からなる内層、外層を配設した積層複合型容器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３０５２４６７号明細書
【０００４】
しかしながら、この種の容器はとくに、内容物の保存性の観点、容器物性を維持するための層構成及び材料選定が不十分であり、かつ中間層に落下等の衝撃に対する十分な強度をもたせることが困難なことから、未だ実用化の域には達しているとはいえないのが現状であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、内容物保存性の観点、容器物性を維持するための層構成及び材料選定、とくに耐衝撃性が改善され、ＣＯ２排出量を削減するのに有利な合成樹脂製容器を提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、
内外層の間に中間層を備えた積層型の合成樹脂製容器であって、
前記内外層は、オレフィン系樹脂であり、
前記中間層はバイオナスプラスチックを主成分とする構成体からなり、
前記内外層の樹脂の使用量が全樹脂量の２０〜７５質量％、前記中間層の樹脂の使用量が全樹脂量の２５〜８０質量％であり、該中間層は、ポリ乳酸、でんぷん樹脂、ＰＨＡ樹脂、バイオマスを主成分とする脂肪族ポリエステル及びバイオマスを由来とする非生分解性プラスチックのうちの少なくとも１種からなるとともに、中間層を形成する全樹脂量の１５質量％以下の柔軟性樹脂である改質剤を含有する、ことを特徴とする合成樹脂製容器である。
【０００７】
上記の構成になる合成樹脂製容器において、内外層は、水分及び水蒸気透過の少ないポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂、環状オレフィン樹脂のオレフィン樹脂が適用される。又はポリエチレンテレフタレート等芳香族ポリエステル樹脂でも代用可能である。
【０００８】
また、中間層には、改質剤として柔軟性樹脂が添加され、中間層となるバイオマスプラスチックとしては、ポリ乳酸、でんぷん樹脂、ＰＨＡ樹脂又はバイオマスを主成分とする脂肪族ポリエステル及び／又はバイオマスを由来とする非生分解性プラスチック（バイオマスを主成分とする脂肪ポリエステルと、バイオマスを由来とする非生分解性プラスチックは、それぞれ単独で個別に適用される場合と、同時に適用される場合の２通りを含む）のうちの少なくとも１種が適用される。中間層には容器の成形時に生成されたスクラップ材（内層、中間層、外層を形成する樹脂）を添加することができる。
【発明の効果】
【０００９】
中間層に、該中間層を形成する全樹脂量に対して１５質量％を上限として柔軟性樹脂を含有させて複合化を図ることにより該中間層は柔軟性を有することになり落下等の衝撃が加えられても簡単に破損するとこはない。また、柔軟性樹脂の使用量を抑えることで、バリア性の低下抑制及びＣＯ２排出量の抑制も可能となる。
【００１０】
容器の成形時に発生するスクラップ材は中間層に添加することが可能であり、その場合、改質剤としてＰＢＡＴ（ポリブチレンアジペート・テレフタレート）及びオレフィン系エラストマーを使用することが望ましく、これにより原料歩留りを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
内層、外層は、とくに内外気の水分に対して安定的な性質を有するポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）及び環状オレフィン樹脂（ＣＯＣ又はＣＯＰ）を使用し、求められる水分あるいは水蒸気バリア性を考慮してその使用量は容器を構成する全樹脂量の２０〜７５質量％とする。
【００１２】
バイオマスプラスチックの使用量はＣＯ２の削減効果を発揮させる観点から全樹脂量の２５〜８０質量％とする。
【００１３】
バイオマスプラスチックに添加できる改質剤（柔軟性樹脂）としてはＰＢＡＴ（ＢＡＳＦ製エコフレックス（商品名））、ＰＴＭＡＴ（ケミテック製ＥａｓｔｅｒＢｉｏ（商品名））、ＰＢＳ（昭和高分子製ビオノーレ（商品名）、三菱化学製ＧＳ Ｐｌａ（商品名））、ＰＢＳＡ（昭和高分子製ビオノーレ(商品名)）、ＰＣＬ（ダイセル化学製セルグリーン（商品名）、ダウケミカル日本製ＴｏｎｅＰｏｌｙｍｅｒ（商品名））、ＰＣＬＢＳ（ダイセル化学製セルグリーン（商品名））、乳酸成分と脂肪族ポリエステル成分との共重合体（ＰＬＡ樹脂用改質剤として使用、大日本インキ社製プラメート（商品名））その他各種エラストマー（オレフィン系、エステル系等）等が適用される。
【００１４】
本発明にしたがう容器を製造するには、内層、外層及び中間層を形成するための樹脂の所定量をそれぞれ共押出して試験管状になるプリフォームを形成し、該プリフォームに対して所定の条件のもとでブロー成形を行うか、プリフォームを成形することなしに直接ブロー成形を行うダイレクトブロー成形法が適用される。
【００１５】
本発明に適用し得るバイオマスプラスチックとしては、ポリ乳酸、でんぷん樹脂、ＰＨＡ樹脂又は脂肪族ポリエステルの少なくとも１種を適用することが可能であり、その他、ひまし油を主原料としたナイロン１１（アルケマ製リルサン（商品名））、とうもろこしを主原料としたＰＴＴ（デュポン製ソロナ(商品名)）を用いることもできる。
【００１６】
内外層を形成する樹脂としては、ＰＰ樹脂やＰＥ樹脂あるいは環状オレフィン樹脂、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂が適用される。
【００１７】
容器の層構成は、内層、中間層、外層の３層構造に限定されるものではなく、用途に応じて種々変更が可能であり、また、各層は接着層（ＡＤ）を介して相互に接合する。
【００１８】
実施例１
バイオマスプラスチックとしてＰＬＡ樹脂を使用した表１に示す３層構造になる容器（ボトル質量２０ｇ）を作製（成形条件：密度０．９５８のＨＤＰＥを内外層に使用し、中間層としてバイオマスプラスチック（ポリ乳酸（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製））と中間層使用樹脂量に対して１５質量％のＢＡＳＦ製エコフレックスを添加して使用し、接着層は三井化学製アドマーＳＦ６００（以下、ＡＤと表記する）を使用し、ボトル質量２０ｇ中の５０質量％のポリ乳酸を配する層厚比にて試作した容器）してＰＰ樹脂単体、ＰＥ樹脂単体で作製した容器と比較しＣＯ２排出量の削減率(％)がどの程度にあるかについての調査を行った。その結果を表１に併せて示す。なお、表１〜４中オレフィン類とは、一般的なホモ・ブロック・ランダムＰＰ及びＰＰ系接着樹脂等のＰＰ系樹脂、一般的なＨＤＰＥ・Ｌ-ＬＤＰ及びＰＥ系接着剤等ＰＥ系樹脂を含むものとする。このうち、ＰＰ系接着樹脂やＰＥ系接着樹脂には、改質剤（柔軟性樹脂）として寄与する材料が存在する。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
表１より明らかなように本発明にしたがう容器は通常のＰＰボトルやＰＥＴボトルに比較してＣＯ２の排出量が格段に軽減されることが確認された。なお、表中、環境配慮判定はＣＯ２のみの排出削減率である。合否判定としては、京都議定書目標（日本はＣＯ２とそれに換算した他５種の温室効果ガスの排出量を１９９０年に較べ６％削減することが定められている）を参考に、２００６年度実質削減率−１２％を基準として設定した。
【００２１】
実施例２
バイオマスプラスチックとしてＰＬＡ樹脂を使用した表２に示す層構成なる（２種３層：ＰＥ／ＰＬＡ系／ＰＥ、ＰＰ／ＰＬＡ系／ＰＰ、３種４層：ＰＥ／ＰＬＡ系／ＡＤ／ＰＥ、３種５層：ＰＥ/ＡＤ/ＰＬＡ系/ＡＤ/ＰＥ，ＰＰ/ＡＤ/ＰＬＡ系/ＡＤ/ＰＰ）で作製された質量２０ｇのボトル状容器、ＰＥＴ樹脂単体で作製した容器（質量２０ｇ）、ＰＬＡ樹脂とＰＥ樹脂とをブレンドした単層の容器（質量２０ｇ）につき、経時保管後の外観形状の変化について調査した。その結果を表２に併せて示す。なお、外観良否判定は、各種恒温恒湿度室にて長期間保存した際の、外観変化の有無で判断したものである。なお、ＰＬＡ樹脂に改質剤が添加されている場合には、ＰＬＡ系として表記した。
【表２】
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【００２２】
実施例３
バイオマスプラスチックとしてＰＬＡ樹脂を使用した表３に示す層構成（２種３層：ＰＥ／ＰＬＡ系／ＰＥ（ＰＬＡ５０質量％）、３種４層：ＰＥ／ＰＬＡ系／ＡＤ／ＰＥ（ＰＬＡ５０質量％、ＰＬＡ７５質量％）、３種５層：ＰＥ/ＡＤ/ＰＬＡ系/ＡＤ/ＰＥ（ＰＬＡ２５質量％、ＰＬＡ５０質量％））を作製した質量２０ｇの容器、ＰＥ樹脂単体で作製した容器（質量２０ｇ）、ＰＬＡ樹脂とＰＥ樹脂とをブレンドした単層の容器、ＰＥＴ樹脂単体で作製した容器につき、水蒸気バリア性について調査した。その結果を表３に併せて示す。バリア性の判定は市販のビタミン等の製剤を容器内に規定量（約５０ｇ）添加し、高温多湿下で６０日保管した際の製剤の変色の有無で判断したものである。なお、表３において４０℃-７５％ＲＨ、６０日保管後の数値、４０℃-９０％ＲＨ、６０日保管後の値は、変化量をｇ（グラム）で表示している。
【００２３】
【表３】
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【００２４】
実施例４
バイオマスプラスチックとしてＰＬＡ樹脂を使用した表４に示す層構成（３種５層）で作製された容量が２００ｍｌになる容器を作製し、ＰＰ樹脂単体で作製した容器（２００ｍｌ）につき、水分バリア性について調査した。その結果を表４に併せて示す。バリア性の判定は容器内に水を２００ｍｌ充填し４０°Ｃ、３０日保管した際の水分透過率が１％以内であるかどうかで合格、不合格として判断したものである。なお、この実施例は５層の層構成以上で接着性樹脂を配置した場合におけるバリア性についての調査結果である。
【００２５】
【表４】
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【００２６】
実施例５
バイオマスプラスチックとしてＰＬＡ樹脂を使用した表５、６に示す層構成になる容量２００ｍｌ、１００ｍｌの容器をそれぞれ製作し、ＰＰ樹脂単体で作製した容器、ＰＥ樹脂単体で作製した容器につき、落下による衝撃を加えた場合における破損状況について調査した。その結果を表５、６に併せて示す。なお、落下による衝撃は５°Ｃで２４時間保管したのち高さ１００ｃｍより垂直方向にて落下させたときの破損の有無で判定した。表５中ＰＰ系樹脂とは一般的なホモ・ブロック・ランダムＰＰ及びＰＰ系接着樹脂を含むものであり、表６中ＰＥ系樹脂とは一般的なＨＤＰＥ・Ｌ-ＬＤＰＥ及びＰＥ系接着剤を含むものである。なお、この実施例は、バリア性低下を考慮し、実使用上問題のないレベルの柔軟性樹脂配合での落下試験結果を示したものである。
【００２７】
【表５】
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【００２８】
【表６】
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【００２９】
上記調査の結果、本発明にしたがう合成樹脂製の容器は、ポリオレフィン樹脂製容器と比較して、ＣＯ２排出量の削減が可能であり、長期間にわたり保管しても経時的な劣化が極めて小さく、低温落下衝撃については高さ１ｍからの落下においても損傷は認められなかった。そして、水分バリア性、水蒸気バリア性はオレフィン系樹脂ボトルに対して大きく低下することはなく、再生材を使用してもとくに容器の品質に影響がないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
衝撃強度が改善され、ＣＯ２排出量の削減に有利な合成樹脂製容器が提供できる。