JP2009046162A - ボトルの製造方法およびボトル - Google Patents

Abstract

【課題】ガスバリア性能のみならずボトル内を洗浄した後の水の排水性をも向上させる。
【解決手段】合成樹脂製のボトル１０の内面１０ａに、少なくとも窒素、珪素、炭素および水素を含む有機系珪素化合物膜１１を形成する第１成膜工程と、この有機系珪素化合物膜１１の表面に、酸化珪素化合物を主成分とする酸化珪素化合物膜１２を形成する第２成膜工程と、を有するボトルの製造方法であって、第１成膜工程は、窒素とアルゴンと有機系珪素化合物とを含む第１混合ガスをボトルの内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により有機系珪素化合物膜１１を形成し、第２成膜工程は、酸素と有機系珪素化合物とを含む第２混合ガスをボトルの内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により酸化珪素化合物膜１２を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスバリア性能が向上されたボトルの製造方法およびボトルに関するものである。

この種のボトルとして、例えば下記特許文献１に示されるような、内面に、窒素、珪素、炭素および水素を含む有機系珪素化合物膜が形成されるとともに、この有機系珪素化合物膜の表面に、酸化珪素化合物を主成分とする酸化珪素化合物膜が形成された構成が知られている。
このように、ボトルの内面側に酸化珪素化合物膜を形成することにより、このボトルにガスバリア性能を付与することが可能になり、例えば外気中の酸素等がボトルの内部に透過して侵入することや、炭酸飲料中の炭酸ガスがボトルの外部に透過して抜けること等が抑えられ、内容物の品質を長期にわたって維持できることが知られている。さらに、酸化珪素化合物膜とボトルの内面との間に有機系珪素化合物膜を形成することによって、ガスバリア性能の低下を抑制できることが知られている。なお、ガスバリア性能が低下する一因として、酸化珪素化合物膜に衝撃力等が作用したときに生じると推測されるクラックが考えられる。
特開２００５−２８０７１８号公報

ところで従来から、ボトルに内容物を充填する前には、ボトルの内部に水を注入してボトル内を洗浄した後にこの水をボトルの内部から排出しているが、その残存量が多いとボトルに充填した内容物の風味や香りを低下させるおそれがあるので、ボトルの内部に残存する水を可能な限り少なくすることが望まれている。また、ボトル内を洗浄した後の排水に要する時間を短縮することに対する要望もある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ガスバリア性能のみならずボトル内を洗浄した後の水の排水性をも向上させることができるボトルの製造方法およびボトルを提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のボトルの製造方法は、合成樹脂製のボトルの内面に、少なくとも窒素、珪素、炭素および水素を含む有機系珪素化合物膜を形成する第１成膜工程と、この有機系珪素化合物膜の表面に、酸化珪素化合物を主成分とする酸化珪素化合物膜を形成する第２成膜工程と、を有するボトルの製造方法であって、前記第１成膜工程は、窒素とアルゴンと有機系珪素化合物とを含む第１混合ガスを前記ボトルの内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により前記有機系珪素化合物膜を形成し、前記第２成膜工程は、酸素と有機系珪素化合物とを含む第２混合ガスを前記ボトルの内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により前記酸化珪素化合物膜を形成することを特徴とする。

また、本発明のボトルは、内面に、少なくとも窒素、珪素、炭素および水素を含む有機系珪素化合物膜が形成されるとともに、この有機系珪素化合物膜の表面に、酸化珪素化合物を主成分とする酸化珪素化合物膜が形成された合成樹脂製のボトルであって、本発明のボトルの製造方法により形成されたことを特徴とする。

この発明によれば、前記第１成膜工程時に、窒素および有機系珪素化合物のみならずアルゴンをも含む第１混合ガスをボトルの内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により有機系珪素化合物膜を形成するので、この有機系珪素化合物膜の表面に酸化珪素化合物膜を形成する第２成膜工程時にこの酸化珪素化合物膜に良好な撥水性を具備させることが可能になる。
したがって、ボトルに内容物を充填する前にボトルの内部を洗浄した水を、このボトル内から良好に排出することが可能になり、その残存量を低減することができるとともに、この排水に要する時間を短縮することができる。
また、ボトルの内面側に酸化珪素化合物膜が形成されているので、このボトルにガスバリア性能を付与することが可能になり、例えばボトルの内部に酸素等が透過して侵入することや、炭酸飲料中の炭酸ガスがボトルの外部に透過して抜けること等が抑えられ、内容物の品質を長期にわたって維持することができ、さらに、酸化珪素化合物膜とボトルの内面との間に有機系珪素化合物膜が形成されているので、ガスバリア性能の低下を抑制することも可能になる。
以上より、ガスバリア性能のみならずボトル内を洗浄した後の水の排水性をも向上させることができる。

この発明に係るボトルの製造方法およびボトルによれば、ガスバリア性能のみならずボトル内を洗浄した後の水の排水性をも向上させることができる。

以下に、本発明の一実施形態であるボトルについて図１を参照して説明する。
このボトル１０は、例えば二軸延伸ブロー成形によりポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂で形成されており、その内面１０ａに、少なくとも窒素、珪素、炭素および水素を含む有機系珪素化合物膜１１が形成されるとともに、この有機系珪素化合物膜１１の表面に、酸化珪素化合物（ＳｉＯ_ｘ）を主成分とする酸化珪素化合物膜１２が形成されている。なお、酸化珪素化合物膜１２は、酸化珪素化合物の他に、例えば少なくとも珪素、炭素、水素および酸素を含む化合物等を含有している。

次に、以上のように構成されたボトル１０の製造方法について説明する。
このボトル１０の製造方法は、ボトル１０の内面１０ａに有機系珪素化合物膜１１を形成する第１成膜工程と、有機系珪素化合物膜１１の表面に酸化珪素化合物膜１２を形成する第２成膜工程と、を有している。
まず、第１成膜工程では、チャンバー内にボトル１０を配置した後に、このボトル１０の内部に、窒素と、アルゴンと、有機系珪素化合物（例えば、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ：（ＣＨ_３）_３Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ_３）_３）、またはヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳＮ：（ＣＨ_３ ）_３ −ＳｉＮＨ−Ｓｉ（ＣＨ_３）_３）等）と、を含む第１混合ガスを供給するとともに、チャンバー内を減圧する。そして、チャンバー内に高周波を導入してボトル１０の内部にプラズマを発生させ、化学気相成長法（ＣＶＤ法）により有機系珪素化合物膜１１を形成する。
次に、第２成膜工程では、チャンバー内およびボトル１０内の残留ガスを排気した後、酸素と、有機系珪素化合物（例えば、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ：（ＣＨ_３）_３Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ_３）_３）、またはヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳＮ：（ＣＨ_３ ）_３ −ＳｉＮＨ−Ｓｉ（ＣＨ_３）_３）等）と、を含む第２混合ガスをボトル１０の内部に供給するとともに、前述と同様にして化学気相成長法（ＣＶＤ法）により有機系珪素化合物膜１１の表面に酸化珪素化合物膜１２を形成する。

以上説明したように本実施形態に係るボトルの製造方法によれば、前記第１成膜工程時に、窒素および有機系珪素化合物のみならずアルゴンをも含む第１混合ガスをボトル１０の内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により有機系珪素化合物膜１１を形成するので、この有機系珪素化合物膜１１の表面に酸化珪素化合物膜１２を形成する第２成膜工程時にこの酸化珪素化合物膜１２に良好な撥水性を具備させることが可能になる。
したがって、ボトル１０に内容物を充填する前にボトル１０の内部を洗浄した水を、このボトル１０内から良好に排出することが可能になり、その残存量を低減することができるとともに、この排水に要する時間を短縮することができる。

また、ボトル１０の内面１０ａ側に酸化珪素化合物膜１２が形成されているので、このボトル１０にガスバリア性能を付与することが可能になり、例えばボトル１０の内部に酸素等が透過して侵入することや、炭酸飲料中の炭酸ガスがボトル１０の外部に透過して抜けること等が抑えられ、内容物の品質を長期にわたって維持することができ、さらに、酸化珪素化合物膜１２とボトル１０の内面１０ａとの間に有機系珪素化合物膜１１が形成されているので、ガスバリア性能の低下を抑制することも可能になる。
以上より、ガスバリア性能のみならずボトル１０内を洗浄した後の水の排水性をも向上させることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、第１成膜工程時および第２成膜工程時それぞれにおいて、チャンバー内に高周波を導入したが、これに代えてマイクロ波を導入してもよい。

次に、以上説明した作用効果についての検証試験を実施した。
前記第１成膜工程で用いる第１混合ガスが含有するガスの種類および各ガスの流量のみを異ならせて他の条件は全て同一にして実施例および比較例の６種類のボトル（内容量３５０ｍｌ）をポリエチレンテレフタレートで形成した。これら６種類のボトルを形成する際に用いた第１混合ガスがそれぞれ含有するガスの種類および各ガスの流量を表１に示す。また、この表１に示す膜厚は、有機系珪素化合物膜および酸化珪素化合物膜を含めた全体の厚さとなっている。
さらに、６種類全てのボトルを形成する際の前記第２成膜工程時では、第２混合ガスとして、酸素（２０ｓｃｃｍ）と、ヘキサメチルジシロキサン（５ｓｃｃｍ）と、を含むガスを採用した。なお、「ｓｃｃｍ」とは、０℃、１気圧の状態で１分間に流れるガスの量（ｃｃ）を意味する。
そして、これら全てのボトルについて、ガスバリア性能および排水性を評価した。

まず、ガスバリア性については、温度２３℃、湿度５５％ＲＨ、酸素分圧２１％の環境下に１日間ボトルを置いたときのボトル全体を通して透過した酸素の量（ｃｃ）を測定した。また、有機系珪素化合物膜および酸化珪素化合物膜の双方を有しない未成膜のボトルについても同様に酸素の透過量（ｃｃ）を測定しておき、この測定結果を、実施例および比較例のボトルにおいて得られた各測定結果で各別に除算することにより表１に示すＢＩＦ（バリア性改良率）を算出した。

排水性については、まず、ボトルの内面上に滴下した水滴の自由表面において、ボトルの内面に接する部分における接線と、このボトルの内面とがなす角度、つまり接触角を測定した。また、空のボトルの重量を測定した後、このボトル内に水を満たし、さらにその後この水をほぼ全て排水した。そして、このボトルを口部が鉛直方向下方に向くように逆にした状態で５秒間保持した後に、このボトルを正立させて重量を測定し、この際の重量の増加分、つまり残留水量を算出した。

結果を表１に示す。
この結果、実施例のボトル１０では、ガスバリア性能については比較例のボトルと同等のレベルであり、有機系珪素化合物膜および酸化珪素化合物膜の双方を有しないボトルと比べて高いガスバリア性能を有することが確認された。また、実施例のボトル１０では、接触角が比較例のボトルよりも大きく、残留水量が比較例のボトルより小さくなっており、排水性については比較例のボトルよりも優れていることが確認された。

ガスバリア性能のみならずボトル内を洗浄した後の水の排水性をも向上させることができる。

本発明の一実施形態として示したボトルの一部縦断面図である。

符号の説明

１０ ボトル
１０ａ 内面
１１ 有機系珪素化合物膜
１２ 酸化珪素化合物膜

Claims (2)

1. 合成樹脂製のボトルの内面に、少なくとも窒素、珪素、炭素および水素を含む有機系珪素化合物膜を形成する第１成膜工程と、
   この有機系珪素化合物膜の表面に、酸化珪素化合物を主成分とする酸化珪素化合物膜を形成する第２成膜工程と、を有するボトルの製造方法であって、
   前記第１成膜工程は、窒素とアルゴンと有機系珪素化合物とを含む第１混合ガスを前記ボトルの内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により前記有機系珪素化合物膜を形成し、
   前記第２成膜工程は、酸素と有機系珪素化合物とを含む第２混合ガスを前記ボトルの内部に供給して化学気相成長法（ＣＶＤ法）により前記酸化珪素化合物膜を形成することを特徴とするボトルの製造方法。
2. 内面に、少なくとも窒素、珪素、炭素および水素を含む有機系珪素化合物膜が形成されるとともに、この有機系珪素化合物膜の表面に、酸化珪素化合物を主成分とする酸化珪素化合物膜が形成された合成樹脂製のボトルであって、
   請求項１記載のボトルの製造方法により形成されたことを特徴とするボトル。

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