JP2017013804A - 内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、電子デバイスの急速な進歩により、集積回路などの微細加工に用いられるレジスト液などの超高純度薬品に微細な不純微粒子が容器側から浸出するなどして混入すると、集積回路の断線などの大きなトラブルを引き起したり、不純微粒金属などの混入により感光成分の変質が起こる問題がある。
集積回路などの微細加工に用いられるレジスト液などの超高純度薬品液には微細な不純微粒子の浸出を極限まで少なくする必要があり、現在、使用される容器の大部分はガラス瓶である。
しかしガラス容器は容器自体が重いため取り扱いが不便である上、落下などにより割れてしまう問題があり、安全性に劣り、割れて薬品が漏れると環境汚染や健康問題も発生する。
クリーン度は、一旦、検査容器を成形し、その検査容器に一定期間超純水を貯蔵した後、容器が貯蔵していた水1ml中に粒径0.2μm以上の微粒子がいくつ存在するかを示すものである。次に不純微粒子(パーティクル)の測定法を示す。
1.測定装置:(株)リオン製パーティクルカウンター「KL−26」を使用する。
2.測定検体:容器に超純水を呼び容量の80%充填し、横倒しにしてミルで前方に1回転ころがし、後方に1回転ころがすという1サイクルを3サイクル行った後、元の位置に戻して30分静止後に容器から測定試料を採取したものを測定検体とする。
3.測定検体の超純水を容器から10ml採取してパーティクルカウンターに注入して、0.2μm以上のパーティクル数を測定する。この操作を2回して、0.2μm以上のパーティクル数の平均値(B)を求める。
4.測定値から1ml中のパーティクル値を次式で計算して求める。
(B(個))÷10ml=個/ml
従来は、前記測定法で測定されたクリーン度(不純微粒子(パーティクル)個/ml)が500個/ml未満であると、半導体、液晶の品質および歩留りを向上することができるとされていた。
しかし、現在はさらに厳しくなり、5個/ml以下が要求される場合が多くなっている。
内層:フッ素樹脂
バリアー兼接着樹脂層:特殊ポリアミド樹脂
接着層:無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂
バリアー層:エチレンビニルアルコール共重合樹脂
接着層:無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂
外層:超高分子量高密度ポリエチレン樹脂
(特性)
中和剤、酸化防止剤、および耐光安定剤を意図的には添加せず、最大含有量0.005質量%以下、
クリーン度:5個/ml以下
密度:950〜962Kg/m3
重量平均分子量:18万〜25万
分子量1,000以下の成分:0.4質量%以下
分子量分布(Mw/Mn):12以下
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):6.5〜9.5
MFR(210℃、2.16Kg荷重 g/10min):2〜5
密度(Kg/m3):1.1〜1.3
融点(℃):170〜200
密度:940〜962Kg/m3
重量平均分子量:22万〜26万
分子量分布(Mw/Mn):12以下
溶融張力:20〜30g
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):5〜7
各層がいずれも高い透明性を有する構成とすることによって、収容した内容液を外部から目視確認できるという、透明硝子瓶に匹敵する視認性を付与でき、接液面となる内層として中和剤、酸化防止剤、および耐光安定剤などの添加物を意図的には添加せず、最大含有量0.005質%以下であり、かつクリーン度が5個/ml以下であり、密度が950〜962Kg/m3、重量平均分子量:18万〜25万、分子量1,000以下の成分が0.4質量%以下、(Mw/Mn):12以下、HL-MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min)が6.5〜9.5である特定の高密度ポリエチレンを使用することによって、耐薬品性や機械的強度などに優れる上、分子量分布(Mw/Mn)が12以下と狭いために、溶融加工・急冷却するという通常の成形加工条件で多層成形された吹込み成形積層容器の内層は緻密な小結晶集合体から構成されるので、視認性が一層向上するとともに、内層自体のクリーン度が確実に5個/ml以下となり、例え隣接する層から移行する不純微粒子があったとしても内容液へ浸出するのを内層が防止できるので容器のクリーン度を5個/ml以下に維持でき、酸素バリアー性に優れたエチレンビニルアルコール共重合樹脂からなるバリアー層を設けることによって酸素バリアー性を改善でき、外層に、例えば波長320〜400nmの紫外線吸収に効果的なベンゾトリアゾール系耐光安定剤と波長200〜320nmの紫外線吸収に効果的なトリアジン系耐光安定剤を併用することによって、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性を付与できるとともに、特定の造核剤を配合することにより外層の樹脂の視認性を向上させ、前記造核剤と耐光安定剤、あるいは更に酸化防止剤の配合に起因する視認性の低下を防止して外層に視認性を付与できるなど、特定の機能を有する各層を積層してなる構成としたことによって、収容した内容液を外部から目視確認できるという、透明硝子瓶に匹敵する視認性を有するとともに、保管貯蔵している超高純度薬品などの中への容器側からの不純粒子の浸出が非常に少なく、クリ−ン度5個/ml以下を達成でき、かつ耐薬品性や機械的強度などに優れ、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性、酸素バリアー性や酸化防止性に優れており、高価で危険性の高い化学物質も多い超高純度薬品の容器として対応できるという顕著な効果を奏する。
そして、内層として前記テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/単量体(α)共重合体などのフッ素樹脂およびバリアー兼接着樹脂層として添加剤や潤滑剤などの添加物を含有しない特殊ポリアミド樹脂など高価な樹脂を使用していないので、低コストで経済性に優れているという顕著な効果を奏する。
ポリビニルアルコールを含む酸素バリアー層を備えているので、酸素バリアー性が確実に改善され、収容した内容液の変質を防止できる。
同じあるいはそれぞれ異なる無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂から成る接着層により積層してなるので、確実にそれぞれの層を良好に積層でき、破損し難く、優れた機械的強度を付与できるというさらなる顕著な効果を奏する。
酸素バリアー性が確実に改善され、収容した内容液の変質を防止できるというさらなる顕著な効果を奏する。
図1は、本発明の内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器の壁断面を説明する説明図である。
1は、エチレン、プロピレン、ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1から選択される少なくとも1種類を含む単独重合体あるいは共重合体からなる、下記特性を有する高密度ポリエチレンからなる内層、2は無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂からなる接着層、3はエチレンビニルアルコール共重合樹脂を含む酸素バリアー性樹脂からなるバリアー層、4は、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂からなる接着層、5は、耐光安定剤を含む外層をそれぞれ示す。6は本発明の内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器、7は超高純度薬品を示す。各層はそれぞれ優れた透明性を有する。
(特性)
中和剤、酸化防止剤、および耐光安定剤を意図的には添加せず、最大含有量0.005質量%以下、
クリーン度が5個/ml以下
密度:950〜962Kg/m3
重量平均分子量:18万〜25万
分子量1,000以下の成分:0.4質量%以下
分子量分布(Mw/Mn):12以下
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):6.5〜9.5
密度は950〜962Kg/m3が好ましく、さらに好ましくは955〜960Kg/m3であり、密度が950Kg/m3未満では強度不足の恐れがあり、密度が962Kg/m3を超えると接着性不足の恐れがある。
前記接着層の前記回収物を配合した無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂は、接液面となる内層の前記高密度ポリエチレンから離れているので、クリーン度が損なわれる恐れがないからである。
本発明においては、前記回収物のみからなる回収物層を前記接着層と外層との間に設ける構成とすることもできる。
バリアー層のエチレンビニルアルコール共重合樹脂の例としては、具体的には、例えば、(株)クラレ製のF171B(エチレン32モル%共重合、融点183℃、ケン化率99.99%)を挙げることができる。
MFR(210℃、2.16Kg荷重 g/10min):2〜5
密度(Kg/m3):1.1〜1.3
融点(℃):170〜200
MFRは、JIS K7210に準拠し、測定温度210℃、荷重2.16Kgで測定し、測定結果を(g/10min)で表したものである。
すなわち、密度(測定法:JIS K7112)が好ましくは940〜962、さらに好ましくは944〜946Kg/m3、重量平均分子量(測定法:後述する)が好ましくは22万〜26万、さらに好ましくは24万〜26万、分子量分布(Mw/Mn)(測定法:後述する)が好ましくは12以下、さらに好ましくは11以下、溶融張力(測定方法:日本ポリエチレン法、東洋精機製作所製キャピログラフを用い210℃で測定)が好ましくは18〜30g、さらに好ましくは22〜26g、HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min)が好ましくは5〜7、さらに好ましくは5.5〜6.5である高密度ポリエチレン樹脂を外層に用いることによって成形性や機械的強度などが改善され、ドローダウンなどの問題がなくなり、歩留まりなども向上する。
外層を形成する高密度ポリエチレン樹脂の前記HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min)が5未満では加工特性が低下しボトル外表面にメルトフラクチャー(肌荒れ)の問題が発生する恐れがあり、7を超えるとドローダウンを防止できない恐れがある。
外層に、特定の耐光安定剤と酸化防止剤とを配合することにより、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性を付与できるとともに、特定の造核剤を配合することにより外層の樹脂の視認性を向上させることができる。
前記耐光安定剤および造核剤が下限値未満では、視認性および紫外線遮断性が著しく改善されない恐れがあり、上限値を超えると、視認性が損なわれる恐れがある。
重量平均分子量Mw=Σ(M×w)/Σw ・・・(2)
数平均分子量Mn=Σw/Σ(w/M) ・・・(3)
分子量分布=重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)
ただし、Mは分子量、wは重量分率である。
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR8g/10min、密度956Kg/m3、重量平均分子量19万、(Mw/Mn)11、分子量1,000以下の成分0.2質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、後述する測定法で測定したクリーン度が5個/ml以下、東ソー(株)製09D01A)を使用し、バリアー樹脂として(エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂F171B:(株)クラレ製)を使用し、前記内層とバリアー樹脂との接着機能を有する接着層として無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂(日本ポリエチレン(株)FT71A)を使用し、回収層として前記内層、バリアー樹脂、接着層、下記最外層からの回収物を等量ずつ混合した混合物を使用し、前記バリアー樹脂からなるバリアー層と前記回収層との接着機能を有する接着層として前記無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂(日本ポリエチレン(株)FT71A)を使用し、前記回収層の上方に前記回収層と接着機能を有する最外層として高密度ポリエチレン樹脂(日本ポリエチレン(株)製HB111R、HL−MFR6g/10min、密度946Kg/m3、重量平均分子量25万、(Mw/Mn)11、溶融張力25g)に顔料ジスアゾイエロー0.025質量%、モノアゾイエロー0.007質量%、造核剤としてナトリウムビス(4−ターシャリーブチルフェニル)ホスフェート((株)ADEKA製、アデカスターブNA11)1.5質量%、耐光安定剤としてベンゾトリアゾール系(UVA)((株)ADEKA製、LA32)0.1質量%、トリアジン系(UVB)((株)ADEKA製、LA−F70)0.1質量%,酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤を合計0.1質量%添加した高密度ポリエチレン樹脂を使用した。
ブロー成形機((株)ブレンズ製6種6層)(6種の押出機を用い1個のダイヘッドで6層に積層するタイプ)を使用した。
内層の高密度ポリエチレン樹脂:スクリュウ径40mmΦ 設定温度:200℃
接着層の無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂層:スクリュウ径20mmΦ 設定温度:210℃
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂層:スクリュウ径20mmΦ 設定温度:230℃
接着層の無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂層:スクリュウ径20mmΦ 設定温度:210℃
回収層:スクリュウ径40mmΦ 設定温度:210℃
外層の高密度ポリエチレン樹脂:スクリュウ径50mmΦ 設定温度:210℃
ダイヘッド温度:設定温度:220℃
なお、吸湿性のあるバリアー樹脂は乾燥機を用いて80℃で乾燥して水分除去したものを使用した。
クリーン度(個数/ml):
1.測定装置:(株)リオン製パーティクルカウンター「KL−26」を使用する。
2.測定検体:容器に超純水を呼び容量の80%充填し、横倒しにしてミルで前方に1回転ころがし、後方に1回転ころがすという1サイクルを3サイクルさせた後、元の位置に戻して30分静止後に容器から測定試料を採取したものを測定検体とする。
3.測定検体の超純水を容器から10mlをパーティクルカウンターに注入して、0.2μm以上のパーティクル数を測定する。この操作を2回して、0.2μm以上のパーティクル数の平均値(B)を求める。
4.測定値から1ml中のパーティクル値を次式で計算して求める。
(B(個))÷10ml=個/ml
従来は、クリーン度が500個/ml未満であると、半導体、液晶の品質および歩留りを向上することができるとされていた。しかし現在はさらに厳しくなり、5個/ml以下が要求される場合が多くなっている。
内層に使用した高密度ポリエチレン樹脂のクリーン度は、内層に使用した高密度ポリエチレン樹脂のみを使用して前記容器を成形して、前記試験法によりクリーン度(個数/ml)を測定したものである。
容器をJIS K7126−2に準拠し、OX−TRAN2/21)(MOCON社製)測定装置を用いて、容器外側から内側への酸素透過を測定した。温湿度:外側:1気圧、23℃、50%RH空気、内側23℃、ドライ窒素。
容器の平滑部分を4cm角に切り取り、外層側に紫外線を当てて測定する。測定器は日本分光(株)V−670を使用し、200〜400nmの範囲で、走査速度400nm/minで測定した。
容器の平滑部分を4cm角に切り取り、外層側に可視光線を当てて測定する。測定器は日本分光(株)V−670を使用し、400〜800nmの範囲で、走査速度400nm/minで測定した。
容器に水を容量の80%充填し、高さ1.2mからコンクリート面に容器底部を下にして5回落下させ、容器側部を下にして1回落下させ、割れや漏れを目視で判定する。
クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を総合して判定する。
○:超高純度薬品用吹込み成形積層容器として市場性がある。
△:○よりやや劣るが、超高純度薬品用吹込み成形積層容器として市場性がある。
×:超高純度薬品用吹込み成形積層容器としては市場性がない。
クリーン度:1.9個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:○
クリーン度:1.5個/ml
紫外線透過率:3%
可視光線透過率:50%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れた
また、実施例1の積層容器に超純水を満水に充填し、1ケ月間常温、常圧のクリーンルームに放置した後、同様にしてクリーン度を測定した。測定結果はクリーン度:1.5個/mlであった。
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR8g/10min、密度957Kg/m3、重量平均分子量19万、(Mw/Mn)12、分子量1,000以下の成分0.4質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が5個/ml以下、東ソー(株)製09D01C)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる本発明の吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:4.9個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:○
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR8g/10min、密度958Kg/m3、重量平均分子量20万、(Mw/Mn)12、分子量1,000以下の成分0.2質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が5個/ml以下、東ソー(株)製13D01A)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる本発明の吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:1.0個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:40%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:○
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR7g/10min、密度957Kg/m3、重量平均分子量19万、(Mw/Mn)12、分子量1,000以下の成分0.9質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が10個/ml、東ソー(株)製8D01A)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる比較のための吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:11個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:×
内層として高密度ポリエチレン(JIS K7210に準拠し、測定温度190℃、荷重2.16Kgで測定し、測定結果を(g/10min)で表したMFRが0.35g/10min、密度958Kg/m3、重量平均分子量15万、(Mw/Mn)11、分子量1,000以下の成分1.5質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が20個/ml、東ソー(株)製8022)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる比較のための吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:25個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:×
内層として高密度ポリエチレン(JIS K7210に準拠し、測定温度190℃、荷重2.16Kgで測定し、測定結果を(g/10min)で表したMFRが0.30g/10min、密度957Kg/m3、重量平均分子量15万、(Mw/Mn)16、分子量1,000以下の成分2.0質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が30個/ml、日本ポリエチレン(株)製HB534N)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる比較のための吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:31個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:×
それに対して、実施例1〜3の本発明の内容物の視認性に優れた吹込み成形積層容器は、クリーン度が、5個/ml以下と低いので、保管貯蔵している超高純度薬品などの中への容器側からの不純粒子の浸出が非常に少なく、かつ紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度においても優れ、耐薬品性や機械的強度などに優れ、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性に優れており、かつ酸素バリアー性や酸化防止性に優れており、高価で危険性の高い化学物質も多い超高純度薬品の容器として対応でき、しかも低コストで経済性に優れているので、市場性の高いものであることが判る。
2 接着層
3 バリアー層
4 接着層
5 外層
6 内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器
7 超高純度薬品
すなわち、電子デバイスの急速な進歩により、集積回路などの微細加工に用いられるレジスト液などの超高純度薬品に微細な不純微粒子が容器側から浸出するなどして混入すると、集積回路の断線などの大きなトラブルを引き起したり、不純微粒金属などの混入により感光成分の変質が起こる問題がある。
集積回路などの微細加工に用いられるレジスト液などの超高純度薬品液には微細な不純微粒子の浸出を極限まで少なくする必要があり、現在、使用される容器の大部分はガラス瓶である。
しかしガラス容器は容器自体が重いため取り扱いが不便である上、落下などにより割れてしまう問題があり、安全性に劣り、割れて薬品が漏れると環境汚染や健康問題も発生する。
クリーン度は、一旦、検査容器を成形し、その検査容器に一定期間超純水を貯蔵した後、容器が貯蔵していた水1ml中に粒径0.2μm以上の微粒子がいくつ存在するかを示すものである。次に不純微粒子(パーティクル)の測定法を示す。
1.測定装置:(株)リオン製パーティクルカウンター「KL−26」を使用する。
2.測定検体:容器に超純水を呼び容量の80%充填し、横倒しにしてミルで前方に1回転ころがし、後方に1回転ころがすという1サイクルを3サイクル行った後、元の位置に戻して30分静止後に容器から測定試料を採取したものを測定検体とする。
3.測定検体の超純水を容器から10ml採取してパーティクルカウンターに注入して、0.2μm以上のパーティクル数を測定する。この操作を2回して、0.2μm以上のパーティクル数の平均値(B)を求める。
4.測定値から1ml中のパーティクル値を次式で計算して求める。
(B(個))÷10ml=個/ml
従来は、前記測定法で測定されたクリーン度(不純微粒子(パーティクル)個/ml)が500個/ml未満であると、半導体、液晶の品質および歩留りを向上することができるとされていた。
しかし、現在はさらに厳しくなり、5個/ml以下が要求される場合が多くなっている。
内層:フッ素樹脂
バリアー兼接着樹脂層:特殊ポリアミド樹脂
接着層:無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂
バリアー層:エチレンビニルアルコール共重合樹脂
接着層:無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂
外層:超高分子量高密度ポリエチレン樹脂
中和剤、酸化防止剤、および耐光安定剤を意図的には添加せず、最大含有量0.005質量%以下、
クリーン度:5個/ml以下
密度:950〜962Kg/m3
重量平均分子量:18万〜25万
分子量1,000以下の成分:0.4質量%以下
分子量分布(Mw/Mn):12以下
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):6.5〜9.5
外層:下記特性を有する高密度ポリエチレンと、ベンゾトリアゾール系耐光安定剤とトリアジン系耐光安定剤を各0.05〜0.30質量%と、カルボン酸系造核剤、燐酸エステル金属塩系造核剤およびソルビトール系造核剤からなる群から選択される少なくとも1種の造核剤を0.5〜2.5質量%と、フェノール系、リン系、サルファー系酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも1種の酸化防止剤を0.05〜0.30質量%とを少なくとも含む樹脂組成物からなる。
(特性)
密度:940〜962Kg/m 3
重量平均分子量:22万〜26万
分子量分布(Mw/Mn):12以下
溶融張力:20〜30g
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):5〜7
MFR(210℃、2.16Kg荷重 g/10min):2〜5
密度(Kg/m3):1.1〜1.3
融点(℃):170〜200
各層がいずれも高い透明性を有する構成とすることによって、収容した内容液を外部から目視確認できるという、透明硝子瓶に匹敵する視認性を付与でき、接液面となる内層として中和剤、酸化防止剤、および耐光安定剤などの添加物を意図的には添加せず、最大含有量0.005質%以下であり、かつクリーン度が5個/ml以下であり、密度が950〜962Kg/m3、重量平均分子量:18万〜25万、分子量1,000以下の成分が0.4質量%以下、(Mw/Mn):12以下、HL-MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min)が6.5〜9.5である特定の高密度ポリエチレンを使用することによって、耐薬品性や機械的強度などに優れる上、分子量分布(Mw/Mn)が12以下と狭いために、溶融加工・急冷却するという通常の成形加工条件で多層成形された吹込み成形積層容器の内層は緻密な小結晶集合体から構成されるので、視認性が一層向上するとともに、内層自体のクリーン度が確実に5個/ml以下となり、例え隣接する層から移行する不純微粒子があったとしても内容液へ浸出するのを内層が防止できるので容器のクリーン度を5個/ml以下に維持でき、酸素バリアー性に優れたエチレンビニルアルコール共重合樹脂からなるバリアー層を設けることによって酸素バリアー性を改善できるという顕著な効果を奏する。
そして外層に、前記特性を有する高密度ポリエチレンと、波長320〜400nmの紫外線吸収に効果的なベンゾトリアゾール系耐光安定剤と波長200〜320nmの紫外線吸収に効果的なトリアジン系耐光安定剤を各0.05〜0.30質量%と所定量併用することによって、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性を付与できるとともに、カルボン酸系造核剤、燐酸エステル金属塩系造核剤およびソルビトール系造核剤からなる群から選択される少なくとも1種の造核剤を0.5〜2.5質量%を配合することにより外層の樹脂の視認性を向上させ、前記造核剤と耐光安定剤、フェノール系、リン系、サルファー系酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも1種の酸化防止剤0.05〜0.30質量%の配合に起因する視認性の低下を防止して外層に視認性を付与できるとともに、
ドローダウンしないなどの加工特性、耐薬品性や機械的強度などに優れる上、特定の耐光安定剤と酸化防止剤とを配合したので、収容した内容液の変質を確実に防止できる紫外線遮断性を付与できるとともに、分子量分布(Mw/Mn)が12以下と狭いために、溶融加工・急冷却するという通常の成形加工条件で多層成形された吹込み成形積層容器の外層は緻密な小結晶集合体から構成されるので、視認性が一層向上するという顕著な効果を奏する。
特定の機能を有する各層を積層してなる構成としたことによって、収容した内容液を外部から目視確認できるという、透明硝子瓶に匹敵する視認性を有するとともに、保管貯蔵している超高純度薬品などの中への容器側からの不純粒子の浸出が非常に少なく、クリ−ン度5個/ml以下を達成でき、かつ耐薬品性や機械的強度などに優れ、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性、酸素バリアー性や酸化防止性に優れており、高価で危険性の高い化学物質も多い超高純度薬品の容器として対応できるという顕著な効果を奏する。
そして、内層として前記テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/単量体(α)共重合体などのフッ素樹脂およびバリアー兼接着樹脂層として添加剤や潤滑剤などの添加物を含有しない特殊ポリアミド樹脂など高価な樹脂を使用していないので、低コストで経済性に優れているという顕著な効果を奏する。
ポリビニルアルコールを含む酸素バリアー層を備えているので、酸素バリアー性が確実に改善され、収容した内容液の変質を防止できる。
同じあるいはそれぞれ異なる無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂から成る接着層により積層してなるので、確実にそれぞれの層を良好に積層でき、破損し難く、優れた機械的強度を付与できるというさらなる顕著な効果を奏する。
酸素バリアー性が確実に改善され、収容した内容液の変質を防止できるというさらなる顕著な効果を奏する。
図1は、本発明の内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器の壁断面を説明する説明図である。
1は、エチレン、プロピレン、ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1から選択される少なくとも1種類を含む単独重合体あるいは共重合体からなる、下記特性を有する高密度ポリエチレンからなる内層、2は無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂からなる接着層、3はエチレンビニルアルコール共重合樹脂を含む酸素バリアー性樹脂からなるバリアー層、4は、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂からなる接着層、5は、耐光安定剤を含む高密度ポリエチレン樹脂組成物からなる外層をそれぞれ示す。6は本発明の内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器、7は超高純度薬品を示す。各層はそれぞれ優れた透明性を有する。
(特性)
中和剤、酸化防止剤、および耐光安定剤を意図的には添加せず、最大含有量0.005質量%以下、
クリーン度が5個/ml以下
密度:950〜962Kg/m3
重量平均分子量:18万〜25万
分子量1,000以下の成分:0.4質量%以下
分子量分布(Mw/Mn):12以下
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):6.5〜9.5
密度は950〜962Kg/m3が好ましく、さらに好ましくは955〜960Kg/m3であり、密度が950Kg/m3未満では強度不足の恐れがあり、密度が962Kg/m3を超えると接着性不足の恐れがある。
前記接着層の前記回収物を配合した無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂は、接液面となる内層の前記高密度ポリエチレンから離れているので、クリーン度が損なわれる恐れがないからである。
本発明においては、前記回収物のみからなる回収物層を前記接着層と外層との間に設ける構成とすることもできる。
バリアー層のエチレンビニルアルコール共重合樹脂の例としては、具体的には、例えば、(株)クラレ製のF171B(エチレン32モル%共重合、融点183℃、ケン化率99.99%)を挙げることができる。
MFR(210℃、2.16Kg荷重 g/10min):2〜5
密度(Kg/m3):1.1〜1.3
融点(℃):170〜200
MFRは、JIS K7210に準拠し、測定温度210℃、荷重2.16Kgで測定し、測定結果を(g/10min)で表したものである。
すなわち、密度(測定法:JIS K7112)が好ましくは940〜962、さらに好ましくは944〜946Kg/m3、重量平均分子量(測定法:後述する)が好ましくは22万〜26万、さらに好ましくは24万〜26万、分子量分布(Mw/Mn)(測定法:後述する)が好ましくは12以下、さらに好ましくは11以下、溶融張力(測定方法:日本ポリエチレン法、東洋精機製作所製キャピログラフを用い210℃で測定)が好ましくは18〜30g、さらに好ましくは22〜26g、HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min)が好ましくは5〜7、さらに好ましくは5.5〜6.5である高密度ポリエチレン樹脂を外層に用いることによって成形性や機械的強度などが改善され、ドローダウンなどの問題がなくなり、歩留まりなども向上する。
外層を形成する高密度ポリエチレン樹脂の前記HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min)が5未満では加工特性が低下しボトル外表面にメルトフラクチャー(肌荒れ)の問題が発生する恐れがあり、7を超えるとドローダウンを防止できない恐れがある。
外層に、特定の耐光安定剤と酸化防止剤とを配合することにより、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性を付与できるとともに、特定の造核剤を配合することにより外層の樹脂の視認性を向上させることができる。
前記耐光安定剤および造核剤が下限値未満では、視認性および紫外線遮断性が著しく改善されない恐れがあり、上限値を超えると、視認性が損なわれる恐れがある。
重量平均分子量Mw=Σ(M×w)/Σw ・・・(2)
数平均分子量Mn=Σw/Σ(w/M) ・・・(3)
分子量分布=重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn)
ただし、Mは分子量、wは重量分率である。
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR8g/10min、密度956Kg/m3、重量平均分子量19万、(Mw/Mn)11、分子量1,000以下の成分0.2質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、後述する測定法で測定したクリーン度が5個/ml以下、東ソー(株)製09D01A)を使用し、バリアー樹脂として(エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂F171B:(株)クラレ製)を使用し、前記内層とバリアー樹脂との接着機能を有する接着層として無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂(日本ポリエチレン(株)FT71A)を使用し、回収層として前記内層、バリアー樹脂、接着層、下記最外層からの回収物を等量ずつ混合した混合物を使用し、前記バリアー樹脂からなるバリアー層と前記回収層との接着機能を有する接着層として前記無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂(日本ポリエチレン(株)FT71A)を使用し、前記回収層の上方に前記回収層と接着機能を有する最外層として高密度ポリエチレン樹脂(日本ポリエチレン(株)製HB111R、HL−MFR6g/10min、密度946Kg/m3、重量平均分子量25万、(Mw/Mn)11、溶融張力25g)に顔料ジスアゾイエロー0.025質量%、モノアゾイエロー0.007質量%、造核剤としてナトリウムビス(4−ターシャリーブチルフェニル)ホスフェート((株)ADEKA製、アデカスターブNA11)1.5質量%、耐光安定剤としてベンゾトリアゾール系(UVA)((株)ADEKA製、LA32)0.1質量%、トリアジン系(UVB)((株)ADEKA製、LA−F70)0.1質量%,酸化防止剤としてフェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤を合計0.1質量%添加した高密度ポリエチレン樹脂を使用した。
ブロー成形機((株)ブレンズ製6種6層)(6種の押出機を用い1個のダイヘッドで6層に積層するタイプ)を使用した。
内層の高密度ポリエチレン樹脂:スクリュウ径40mmΦ 設定温度:200℃
接着層の無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂層:スクリュウ径20mmΦ 設定温度:210℃
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂層:スクリュウ径20mmΦ 設定温度:230℃
接着層の無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂層:スクリュウ径20mmΦ 設定温度:210℃
回収層:スクリュウ径40mmΦ 設定温度:210℃
外層の高密度ポリエチレン樹脂:スクリュウ径50mmΦ 設定温度:210℃
ダイヘッド温度:設定温度:220℃
なお、吸湿性のあるバリアー樹脂は乾燥機を用いて80℃で乾燥して水分除去したものを使用した。
クリーン度(個数/ml):
1.測定装置:(株)リオン製パーティクルカウンター「KL−26」を使用する。
2.測定検体:容器に超純水を呼び容量の80%充填し、横倒しにしてミルで前方に1回転ころがし、後方に1回転ころがすという1サイクルを3サイクルさせた後、元の位置に戻して30分静止後に容器から測定試料を採取したものを測定検体とする。
3.測定検体の超純水を容器から10mlをパーティクルカウンターに注入して、0.2μm以上のパーティクル数を測定する。この操作を2回して、0.2μm以上のパーティクル数の平均値(B)を求める。
4.測定値から1ml中のパーティクル値を次式で計算して求める。
(B(個))÷10ml=個/ml
従来は、クリーン度が500個/ml未満であると、半導体、液晶の品質および歩留りを向上することができるとされていた。しかし現在はさらに厳しくなり、5個/ml以下が要求される場合が多くなっている。
内層に使用した高密度ポリエチレン樹脂のクリーン度は、内層に使用した高密度ポリエチレン樹脂のみを使用して前記容器を成形して、前記試験法によりクリーン度(個数/ml)を測定したものである。
容器をJIS K7126−2に準拠し、OX−TRAN2/21)(MOCON社製)測定装置を用いて、容器外側から内側への酸素透過を測定した。温湿度:外側:1気圧、23℃、50%RH空気、内側23℃、ドライ窒素。
容器の平滑部分を4cm角に切り取り、外層側に紫外線を当てて測定する。測定器は日本分光(株)V−670を使用し、200〜400nmの範囲で、走査速度400nm/minで測定した。
容器の平滑部分を4cm角に切り取り、外層側に可視光線を当てて測定する。測定器は日本分光(株)V−670を使用し、400〜800nmの範囲で、走査速度400nm/minで測定した。
容器に水を容量の80%充填し、高さ1.2mからコンクリート面に容器底部を下にして5回落下させ、容器側部を下にして1回落下させ、割れや漏れを目視で判定する。
クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を総合して判定する。
○:超高純度薬品用吹込み成形積層容器として市場性がある。
△:○よりやや劣るが、超高純度薬品用吹込み成形積層容器として市場性がある。
×:超高純度薬品用吹込み成形積層容器としては市場性がない。
クリーン度:1.9個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:○
クリーン度:1.5個/ml
紫外線透過率:3%
可視光線透過率:50%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れた
また、実施例1の積層容器に超純水を満水に充填し、1ケ月間常温、常圧のクリーンルームに放置した後、同様にしてクリーン度を測定した。測定結果はクリーン度:1.5個/mlであった。
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR8g/10min、密度957Kg/m3、重量平均分子量19万、(Mw/Mn)12、分子量1,000以下の成分0.4質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が5個/ml以下、東ソー(株)製09D01C)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる本発明の吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:4.9個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:○
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR8g/10min、密度958Kg/m3、重量平均分子量20万、(Mw/Mn)12、分子量1,000以下の成分0.2質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が5個/ml以下、東ソー(株)製13D01A)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる本発明の吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:1.0個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:40%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:○
内層として高密度ポリエチレン(HL−MFR7g/10min、密度957Kg/m3、重量平均分子量19万、(Mw/Mn)12、分子量1,000以下の成分0.9質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が10個/ml、東ソー(株)製8D01A)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる比較のための吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:11個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:×
内層として高密度ポリエチレン(JIS K7210に準拠し、測定温度190℃、荷重2.16Kgで測定し、測定結果を(g/10min)で表したMFRが0.35g/10min、密度958Kg/m3、重量平均分子量15万、(Mw/Mn)11、分子量1,000以下の成分1.5質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が20個/ml、東ソー(株)製8022)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる比較のための吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:25個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:×
内層として高密度ポリエチレン(JIS K7210に準拠し、測定温度190℃、荷重2.16Kgで測定し、測定結果を(g/10min)で表したMFRが0.30g/10min、密度957Kg/m3、重量平均分子量15万、(Mw/Mn)16、分子量1,000以下の成分2.0質量%、中和剤、酸化防止剤、耐光安定剤が意図的に添加されておらず、0.005質量%以下、クリーン度が30個/ml、日本ポリエチレン(株)製HB534N)を使用した以外は実施例1と同様にして、ドローダウンなどの問題がなく、6層からなる比較のための吹込み成形積層容器(質量330g、内層300μm、接着層50μm、バリアー樹脂層50μm、接着層50μm、回収層550μm、外層1,000μm、全肉厚2,000μm、容量3,750ml)を成形し、実施例1と同様にして、クリーン度、紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度を測定した。
測定結果を次に示す。
クリーン度:31個/ml
紫外線透過率:0.1%以下
可視光線透過率:45%
酸素透過率:0.01(ml/容器1本)以下
落下強度:割れなし
総合判定:×
それに対して、実施例1〜3の本発明の内容物の視認性に優れた吹込み成形積層容器は、クリーン度が、5個/ml以下と低いので、保管貯蔵している超高純度薬品などの中への容器側からの不純粒子の浸出が非常に少なく、かつ紫外線透過率、可視光線透過率、酸素透過率、落下強度においても優れ、耐薬品性や機械的強度などに優れ、収容した内容液の変質を防止できる紫外線遮断性に優れており、かつ酸素バリアー性や酸化防止性に優れており、高価で危険性の高い化学物質も多い超高純度薬品の容器として対応でき、しかも低コストで経済性に優れているので、市場性の高いものであることが判る。
2 接着層
3 バリアー層
4 接着層
5 外層
6 内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器
7 超高純度薬品
Claims (4)
- 容器の内側から外側に順に、下記の内層、ポリビニルアルコールを含む酸素バリアー層および耐光安定剤を含む外層を少なくとも積層してなる各層が透明性を有する超高純度薬品用吹込み成形積層容器であって、波長500〜800nmの可視光の透過率が35%以上であり、波長200〜400nmの紫外線透過率が1%以下であり、かつ貯蔵している薬品中へ容器側から浸出する不純微粒子の個数を示す指数としてのクリーン度が5個/ml以下であることを特徴とする内容物の視認性に優れた超高純度薬品用吹込み成形積層容器。
内層:エチレン、プロピレン、ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1から選択される少なくとも1種類を含む単独重合体あるいは共重合体から成る下記の特性を有する高密度ポリエチレン。
(特性)
中和剤、酸化防止剤、および耐光安定剤を意図的には添加せず、最大含有量0.005質量%以下、
クリーン度:5個/ml以下
密度:950〜962Kg/m3
重量平均分子量:18万〜25万
分子量1,000以下の成分:0.4質量%以下
分子量分布(Mw/Mn):12以下
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):6.5〜9.5 - 前記内層と酸素バリアー層および前記酸素バリアー層と外層を無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂から成る接着層により積層してなることを特徴とする請求項1記載の超高純度薬品用吹込み成形積層容器。
- 前記バリアー層が、下記の特性を有する酸素バリアー性に優れたエチレンビニルアルコール共重合樹脂であることを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の吹込み成形積層容器。
(特性)
MFR(210℃、2.16Kg荷重 g/10min):2〜5
密度(Kg/m3):1.1〜1.3
融点(℃):170〜200 - 前記外層が、下記特性を有する高密度ポリエチレンと、ベンゾトリアゾール系耐光安定剤とトリアジン系耐光安定剤を各0.05〜0.30質量%と、カルボン酸系造核剤、燐酸エステル金属塩系造核剤およびソルビトール系造核剤からなる群から選択される少なくとも1種の造核剤を0.5〜2.5質量%と、フェノール系、リン系、サルファー系酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも1種の酸化防止剤を0.05〜0.30質量%とを少なくとも含む樹脂組成物からなることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の吹込み成形積層容器。
(特性)
密度:940〜962Kg/m3
重量平均分子量:22万〜26万
分子量分布(Mw/Mn):12以下
溶融張力:20〜30g
HL−MFR(190℃、21.6Kg荷重 g/10min):5〜7
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