30年に及ぶ研究の集大成。DLCコーティングでバリア（遮断）性を高めたPETボトルの開発と実用化

中身の劣化を防ぎ、製造したときの味や香り、品質を長く保てるようにするために、容器の研究開発は重要です。PETボトルは軽くて割れず、形状の自由度が高いといった利便性から急速に需要が伸び、いまや国内の清涼飲料容器の7割を占めるというデータもあります。しかし、缶やびんに比べて酸素や炭酸ガスなどを透過しやすく、特に軽量化した容器では中身の品質保持が課題となります。環境負荷低減に向けて容器の軽量化が進むなか、キリンはこの課題解決に長年にわたり取り組んできました。

酸素や二酸化炭素、水蒸気などの気体の透過は、中身の品質に多大な影響を及ぼします。こうした気体の透過を遮断する機能をバリア（遮断）性といい、さまざまな研究が行われています。キリンが開発したDLCコーティングは、図1のとおり、PETボトルの内側に炭素の薄膜を形成する技術です。厚さ10～40nm（ナノメートル）の緻密な膜が酸素や二酸化炭素などの小さな分子に高いバリア性を発揮します。下の図2のとおり、酸素、二酸化炭素（炭酸ガス）、アロマ(香気成分)をほとんど遮断することができます。また、DLCは非常に薄い膜であることから、ボトルをそのままリサイクル可能という特徴もあり、次世代のPETボトルの技術として大きく注目されています。

キリンがDLCコーティングの開発に着手したのは30年近く前のことです。1980年代、ビール業界では各社工夫を凝らした独特な容器が次々に登場し、「容器戦争」が巻き起こっていました。そのなかで、キリンは「物真似でないもの」「世界があっと驚くもの」「オンリーワン技術」の3点をコンセプトに次世代技術開発に着手しました。そのとき着目したのが、他の業界で使われていたDLCコーティングだったのです。

他の業界のDLCは、硬い金属に長い時間をかけてコーティングしていくものです。薄いPETボトルに短時間でコーティングするという発想は、業界の常識を超えるものでした。先入観をもたずに挑戦できるよう、開発の主担当には新入社員が任命され、DLCにガスバリア性があるかを確認するところからスタート。予想どおり高いバリア性があることがわかり、現在につながる技術開発が本格化していきました。

こうして、品質保持が難しいビールのPETボトル化を実現したことは、まさに世界をアッと驚かせる成果となりました。通常のPETボトルでは酸素の透過によりビールが劣化してしまい、短い期間しか品質を保てませんが、DLCコーティングのPETボトルを使用すると、6カ月たっても品質を保てるものもあるのです。

今後は、軽量化による樹脂使用量や輸送エネルギーの削減、賞味期限の大幅延長によるフードロスの削減につながる技術としての活用が期待されます。ビールやワイン、清涼飲料のみならず、食品や医薬品など、幅広い分野でDLCコーティングの樹脂容器が使用される可能性もあります。

この成果には、「自社内で容器開発ができる」というメリットが大きく寄与しています。お客様にいちばん近いメーカーだからこそ、社会が必要とする技術をいち早く察し、中身の性質や市場での取り扱いに配慮した容器を開発できるのです。このような利点を生かして、パッケージング技術研究所は、今後も社会に貢献し、世界を驚かせる技術開発に取り組んでいきます。