JP2002370722A - バリア容器 - Google Patents

バリア容器

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JP2002370722A
JP2002370722A JP2001184550A JP2001184550A JP2002370722A JP 2002370722 A JP2002370722 A JP 2002370722A JP 2001184550 A JP2001184550 A JP 2001184550A JP 2001184550 A JP2001184550 A JP 2001184550A JP 2002370722 A JP2002370722 A JP 2002370722A
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JP
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container
inorganic oxide
barrier
protective layer
vapor deposition
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JP2001184550A
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English (en)
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Takeyuki Matsuoka
建之 松岡
Toshiaki Kakemura
敏明 掛村
Hiroto Kashima
浩人 鹿島
Manabu Tsujino
学 辻野
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、容器の骨格を構成するプラスチック
基体の酸素や二酸化炭素、水蒸気のような低分子ガスを
透過する性質を確実に低減し、かつ、内容物の直接接触
があったり、レトルト処理、アルカリ性の内容物の充填
等が行われてもバリア性が低下せず、かつ透明度の高い
バリア容器の提供を目的とする。 【解決手段】容器の骨格を構成するプラスチック基体上
の無機酸化物を主成分とする無機酸化物層上に、炭素を
主成分とする保護層をさらに設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器の骨格を構成
するプラスチック基体上にバリア性を有し、内容物の直
接接触やレトルト処理等にも耐え得る薄膜を形成してな
る、バリア性等の物性に優れるバリア容器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】ここ最近、プラスチック容器は、その成
形の容易性や軽量性、さらには低コストである点等の種
々の特性から、食品分野や医薬品分野等の様々な分野に
おいて、包装容器として広く使用されている。しかしな
がら、プラスチック容器は、酸素や二酸化炭素、水蒸気
のような低分子ガスを透過する性質を有しており、バリ
ア性に優れる容器とする場合には補わなければならない
面が多々あった。
【0003】これらの諸問題を解決するためにいろいろ
な方策がとられているが、どれも様々な問題を抱えてお
り、それらを完全に解決することができていない。例え
ば、プラスチック容器のガス透過性を低減するとして、
複数のプラスチック材料を積層したり、ブレンドしたり
する方法がある。これらの方法を用いると、ある程度ま
でガス透過性を低減することができるが、より高いバリ
ア性が要求される容器として満足されるようなガス透過
性まで低減することができない他、リサイクルの面でも
支障をきたすといった問題を抱えている。また、このよ
うな方法においては使用する樹脂のコストも非常に高く
なるというような問題点もある。
【0004】他にも、ガスバリア性を上げるため、ガス
バリア性の高いプラスチックフィルムを使用してインサ
ート成形によりプラスチック容器を製造することが行わ
れているが、成形工程が複雑となり,製造費用も高くな
ってしまうという問題を抱えている。
【0005】また、ここ近年、容器の骨格を構成するプ
ラスチック基体上に蒸着法を用いて薄膜を形成してバリ
ア性を向上させるようにした技術が知られてきている。
例えばフィルムに真空蒸着法を用いてバリア性を有する
無機酸化物等の薄膜を形成させ、それをラミネートして
フィルム袋としたり、プラスチックボトル内外面に真空
蒸着法を用いてバリア性を有する無機酸化物等の薄膜を
形成してバリア容器とする技術である。しかし、これら
の技術によって製造される容器は、その蒸着面に内容物
が直接触れると蒸着膜が劣化してバリア性が低下した
り、またレトルト処理などを行う時にも同様にバリア性
が低下するといった問題を抱えていた。また、無機酸化
物からなる薄膜は透明性には優れるがアルカリ性の内容
物等に弱いといった欠点も抱えていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
の問題点を解決するためになされたものであり、容器の
骨格を構成するプラスチック基体の酸素や二酸化炭素、
水蒸気のような低分子ガスを透過する性質を確実に低減
し、かつ、内容物の直接接触があったり、レトルト処
理、アルカリ性の内容物の充填等が行われてもバリア性
が低下せず、かつ透明度の高いバリア容器の提供を目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成すべくなされたもので、請求項1に記載の発明は、
容器のプラスチック基体上の無機酸化物を主成分とする
無機酸化物層上に、炭素を主成分とする保護層が設けら
れていることを特徴とするバリア容器である。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載のバリア容器において、炭素を主成分とする保護
層が炭化水素を蒸着源とする蒸着によって成膜された層
であることを特徴とする。
【0009】また、請求項3に記載の発明は、請求項2
に記載のバリア容器において、蒸着源がアセチレン、メ
タン、エタン、プロパンのいずれかであることを特徴と
する。
【0010】さらにまた、請求項4に記載の発明は、請
求項1ないし請求項3に記載のバリア容器において、炭
素を主成分とする保護層が1Pa以上の圧力の下で蒸着
によって成膜されたものであることを特徴とする。
【0011】さらにまた、請求項5に記載の発明は、請
求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のバリア容
器において、炭素を主成分とする保護層の厚みが0.2
〜50nmであることを特徴とする。
【0012】さらにまた、請求項6に記載の発明は、請
求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のバリア容
器において、無機酸化物層が酸化珪素、アルミナ、酸化
チタンのいずれかからなることを特徴とする。
【0013】さらにまた、請求項7に記載の発明は、請
求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のバリア容
器において、無機酸化物層と炭素を主成分とする保護層
を合わせた部分の光線透過率が80%以上であることを
特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の一形態によ
り説明する。図1は本発明に係るバリア容器1の一部断
面構成説明図である。このバリア容器1はボトル形状を
しており、包装容器の骨格を構成するプラスチックから
なるプラスチック基体2とその上に形成されている無機
酸化物を主成分とする無機酸化物層3、さらにその上に
形成されている炭素を主成分とする保護層4とからなっ
ている。
【0015】プラスチック基体2はポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド
等のプラスチック材料からなり、包装容器の骨格をなす
ものであって、袋、ボトル、カップ等の物品を収納する
ための形態をなすのものである。具体的には、前記プラ
スチック材料を用い、ブロー成形、射出成形、押出成形
等により包装容器の形状に形成する。
【0016】このプラスチック基体2上に形成してある
のが無機酸化物を主体とする無機酸化物層3である。こ
の無機酸化物層3は酸化珪素、アルミナ、酸化チタン等
の無機酸化物を主体とする層であり、容器のバリア性を
向上させることができる。この無機酸化物層3の形成方
法は特に限定されるものではなく、無機酸化物による成
膜でバリア性の向上が図られ、高い透明性が付与でき、
しかもプラスチック基体との密着性良好に保てるような
方法であればよい。具体的には、PVD法、CVD法、
スパッタリング法等の蒸着法により形成すればよい。
【0017】しかし、このような無機酸化物層が容器内
面に位置した状態で内容物に直接接触したり、レトルト
処理をしたり、さらには内容物がアルカリ性の高いもの
であったりすると、この層が劣化し、所期のバリア性が
低下することがある。
【0018】本発明者らはこの問題を解決すべく鋭意研
究の結果、炭化水素を蒸着源とし、蒸着により成膜され
てなる、炭素を主成分とする保護層4を前述の方法でプ
ラスチック基体2上に積層した無機酸化物を主成分とす
る無機酸化物層3上にさらに積層することにより、内容
物の直接接触やレトルト処理、さらにはアルカリ性の高
い内容物の充填等にも十分耐えるという知見を得た。
【0019】このような炭素を主成分とする保護層4
は、アセチレン、メタン、エタン、プロパン等の炭化水
素ガスを用い、プラズマCVD蒸着法、PVD法、スパ
ッタ法等により設ければよい。例えば、プラズマCVD
蒸着法によりこの層を設ける場合には、炭化水素ガスを
高周波によりプラズマ化させ、無機酸化物層3上に堆
積、成膜させればよい。この炭素を主成分とする保護層
は着色する場合が多い。容器としての高い光透過性が要
求される場合には、この層厚を薄くすることと併せて、
1Pa以上の圧力で成膜することが好ましい。高い圧力
で成膜を行うと、密度の低い透明な層ができる。また、
圧力が高いと保護層4を形成するレートが早いという利
点もある。また、その厚みは、包装容器の使用目的等に
より種々のものが適用可能ではあるが、一般的には0.
2〜50nmの範囲とし、光線透過率を80%以上とす
ることが望ましい。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係る実施例を述べる。
【0021】<実施例1>厚さ25μmのポリエチレンテ
レフタレートフィルム上に、酸化珪素を蒸着源としたP
VD蒸着にて酸化珪素を主成分とする無機酸化物層をま
ず積層した。層の厚さは20nmであった。続いて、こ
の無機酸化物層上に、蒸着源としてメタンガスを用い、
圧力5Paの条件の下でCVD蒸着を施し、10nmの
炭素を主成分とする保護層を積層し、積層フィルムを得
た。次ぎに、このような構成の2枚の矩形状の積層フィ
ルム(10×20cm)をそれぞれの保護層が接するよ
うに重ね合わせた後、三方をシールして包装用袋(バリ
ア容器)を得た。
【0022】バリア性を評価するため、得られた積層フ
ィルムの酸素透過量と光線透過率、ならびにこの積層フ
ィルムをPH=11の水酸化ナトリウム水溶液中に40
℃にて3日間保存した後の酸素透過量を測定した。酸素
透過量と光線透過率の測定は、下記の条件にて行った。 酸素透過量の測定条件:モコン社製酸素透過度測定器
(OXITRAN 10/50A)を用いてフィルムの
酸素透過度を23・100%の温湿条件で測定を行っ
た。 光線透過率の測定条件:日本電飾工業社製のHazeM
eter NDH2000にて曇度(Haze=拡散透
過光/全光線透過光(ハロゲン光源))を測定した。 それぞれの結果を表1に示す。
【0023】<比較例1>厚さ25μmポリエチレンテ
レフタレート製プラスチックフィルム上に、酸化珪素を
蒸着源とし、PVD蒸着法にて酸化珪素を主成分とする
層を積層し、積層フィルムを得た。酸化珪素からなる層
の厚みは20nmであった。
【0024】バリア性を評価するため、得られた積層フ
ィルムの酸素透過量と光線透過率、ならびにこの積層フ
ィルムをPH=11の水酸化ナトリウム水溶液中に40
℃にて3日間保存した後の酸素透過量を実施例1と同様
の条件により測定した。それぞれの結果を表1に示す。
【0025】<比較例2>比較例1で用いたポリエチレン
テレフタレート製プラスチックフィルム上に、アセチレ
ンガスを蒸着源とし、炭素を主成分とする層をCVD蒸
着法にて0.5Paの圧力の下で形成し、積層フィルム
を得た。この際の炭素を主成分とする層の厚みは40n
mであった。
【0026】バリア性を評価するため、得られた積層フ
ィルムの酸素透過量と光線透過率、ならびにこの積層フ
ィルムをPH=11の水酸化ナトリウム水溶液中に40
℃にて3日間保存した後の酸素透過量を実施例1と同様
の条件により測定した。それぞれの結果を表1に示す。
【0027】<比較例3>比較例1で用いたポリエチレン
テレフタレート製フィルム上に、比較例1と同等の珪素
酸化物からなる層を積層した。この酸化珪素からなる層
の上面に、メタンガスを蒸着源とし、圧力0.5Paの
条件にてCVD蒸着法により炭素を主成分とする層をさ
らに積層し、積層フィルムを得た。酸化珪素からなる層
の厚みは20nmであり、炭素を主成分とする層の厚み
は10nmであった。
【0028】バリア性を評価するため、得られた積層フ
ィルムの酸素透過量と光線透過率、ならびにこの積層フ
ィルムをPH=11の水酸化ナトリウム水溶液中に40
℃にて3日間保存した後の酸素透過量を実施例1と同様
の条件で測定した。それぞれの結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明は、以上のような構成であるの
で、バリア性と透明性に優れ、しかも内容物の直接接触
やアルカリ性の高い内容物の充填、レトルト処理等に十
分に耐え得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るバリア容器の一部断
面構成説明図である。
【符号の説明】
1・・・バリア容器 2・・・プラスチック基体 3・・・無機酸化物を主体とする無機酸化物層 4・・・炭素を主成分とする保護層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 14/20 C23C 16/26 4K030 16/26 B65D 30/02 // B65D 30/02 1/00 B (72)発明者 辻野 学 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 Fターム(参考) 3E033 AA01 BA13 BA30 BB08 CA16 DA03 DB01 DD01 EA10 3E062 AA09 AA10 AB07 AC02 JA07 JB24 JC09 JD01 3E064 BA21 BA60 BC08 BC11 BC13 4F100 AA17B AA19B AA20B AA21B AA37C AK01A AK04A AK07A AK42A AK49A BA03 BA07 BA10A BA10C DA01 EH66 GB16 JD01 JD02 JN01 4K029 AA11 AA26 BA34 BA44 BA46 BA48 BB02 BC00 BD00 CA06 EA01 EA03 GA03 4K030 AA09 AA10 BA27 BA43 BA44 BA46 BB13 CA07 CA11 HA04 JA01 JA09 LA01 LA24

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容器のプラスチック基体上の無機酸化物を
    主成分とする無機酸化物層上に、炭素を主成分とする保
    護層が設けられていることを特徴とするバリア容器。
  2. 【請求項2】炭素を主成分とする保護層が、炭化水素を
    蒸着源とする蒸着によって成膜された層であることを特
    徴とする請求項1に記載のバリア容器。
  3. 【請求項3】蒸着源がアセチレン、メタン、エタン、プ
    ロパンのいずれかであることを特徴とする請求項2に記
    載のバリア容器。
  4. 【請求項4】炭素を主体とする保護層が1Pa以上の圧
    力の下で蒸着によって成膜されたものであることを特徴
    とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の
    バリア容器。
  5. 【請求項5】炭素を主成分とする保護層の厚みが0.2
    〜50nmであることを特徴とする請求項1ないし請求
    項4のいずれか1項に記載のバリア容器。
  6. 【請求項6】無機酸化物層が酸化珪素、アルミナ、酸化
    チタンのいずれかからなることを特徴とする請求項1な
    いし請求項5のいずれか1項に記載のバリア容器。
  7. 【請求項7】無機酸化物層と炭素を主成分とする保護層
    を合わせた部分の光線透過率が80%以上であることを
    特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記
    載のバリア容器。
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