JP2020169356A - 複合酸化珪素膜又は複合金属酸化膜を有する樹脂製包装容器、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記第2酸化珪素膜は、前記第1酸化珪素膜と異なる光電子スペクトルを有する膜であり、
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(1≦x≦3)かつx≠2の構造である、ことを特徴とする。
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(1≦x≦3)かつx≠2の構造である、ことを特徴とする。
図1は、本願発明の第一実施形態に係る複合酸化珪素膜の構造を模式的に示したものである。樹脂製容器100の表面に、原子層堆積法(ALD)によって二酸化珪素を主成分とする第1酸化珪素膜101を形成し、その上に、第1酸化珪素膜101より高密度の第2酸化珪素膜102が、同じく原子層堆積法(ALD)によって形成されている。
図4に示す原子層堆積(ALD)装置を用い、第一実施形態である図1(a)に示す第1酸化珪素膜101を、成膜レート0.06nm/cycleの成膜を必要回数繰り返し実施し、18nm、30nm、54nmの第1酸化珪素膜101を有する樹脂製容器100を作成した。成膜対象となる樹脂製容器100は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製である。
実施例1〜9で使用した成膜されていないポリエチレンテレフタレート製の樹脂製容器を比較例1とした。
多検体酸素透過度測定装置OX−TRAN 2/61(MOCON社製)を用い、実施例1〜9、及び比較例1〜7に係る樹脂製容器の酸素透過度を測定した。測定は、試験ガスとして空気を用い、23℃、60%RH環境下(容器内部は23℃、0%RH)で行い、容器の口部に窒素ガスの導入管及び排出管を装備した治具を取り付け、導入管から窒素を10cc/min.で導入し、排出管から排出される窒素中に含有する酸素量を測定した。測定結果は、樹脂製容器あたりの透過度(cc/pkg・day・atm)であり、結果を表1に示す。
実施例1〜9、比較例1〜7に係る樹脂製容器に対し、水を満たし、50℃に設定を行った恒温槽内にて通常の4倍速での加速試験を3カ月行い(理論上12カ月の試験)、その酸素透過度の比較を行った。結果を表2に示す。
実施例1〜9、比較例1〜7の樹脂製容器に対して70%エタノール水溶液を満たし50℃に設定を行った恒温槽内にて通常の4倍速での加速試験を3カ月行い(理論上12カ月の試験)、試験例1と同様にして酸素透過度の比較を行った。結果を表3に示す。
実施例1〜9、比較例1〜7の樹脂製容器に対し、70%エタノール水溶液で容器の8割まで充填し、その後アルミ製のキャップを用いて口部の密閉を行った。その後、40℃の恒温槽内にて通常の4倍速での加速試験を3カ月行い(理論上12カ月の試験)、その重量を測定し、試験開始前の重量と比較し、重量変化率を求めた。結果を表4として示す。なお、全体重量の変化は、内容物(水)が容器壁を通じて容器外部に蒸発することによって生じるものである。
図4に示す原子層堆積(ALD)装置を用い、第二実施形態である図1(b)に示す基層103として、2nm、5nm、8nm、20nm、30nm、40nmの酸化アルミニウム膜を成膜した樹脂容器を作製した。樹脂製容器100は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製である。酸化アルミニウム膜の原子堆積成膜レートは、1サイクル当たり0.1nmである。
基層103を持たない上記実施例6を比較対象として、以下の各試験を実施した。
比較試験1と同じく、多検体酸素透過度測定装置OX−TRAN 2/61(MOCON社製)を用い、実施例10〜13、及び比較例8、9に係る樹脂製容器の酸素透過度を測定した。測定は比較試験1と同じく、23℃、60%RH環境下(容器内部は23℃、0%RH)で行い、容器の口部に窒素ガスの導入管及び排出管を装備した治具を取り付け、試験ガスとして空気を用い、導入管から窒素を10cc/min.で導入し、排出管から排出される窒素中に含有する酸素量を測定した。測定結果は、樹脂製容器あたりの透過度(cc/pkg・day・atm)であり、結果を表5に示す。
実施例16〜19は、上記実施例10〜15で採用した酸化アルミニウム膜からなる基層に代えて、酸化亜鉛膜を基層として形成したものであり、酸化亜鉛膜の厚さを5、8、20、30nmとし、当該各酸化亜鉛膜の上に、第1酸化珪素膜を30nm、第2酸化珪素膜を4.8nm形成した。なお、酸化亜鉛膜の原子堆積成膜レートは、1サイクル当たり0.2nmである。
2 排気ポンプ
3 排気管
4 第1金属ガス容器
5 第1流量制御器
6 第2金属ガス容器
7 第2流量制御器
8 水蒸気又は酸素ガス発生装置
9、10 活性化装置
11 加湿器
12 ガラス管
13 誘導性コイル
14 プラズマ発生領域
100 樹脂製容器(樹脂層)
101 第1酸化珪素膜
102 第2酸化珪素膜
103 基層
前記第2酸化珪素膜は、前記第1酸化珪素膜と異なる光電子スペクトルを有する膜であり、
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(2<x)の構造であり、前記第1酸化珪素膜の厚みは18.0nm以上、より好ましくは30.0nm以上であり、前記第2酸化珪素膜の厚みは0.6nm以上である、ことを特徴とする。
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(2<x)の構造であり、前記基層の厚みは、2.0nm以上、より好ましくは5.0nm以上であり、前記第1酸化珪素膜の厚みは18.0nm以上、より好ましくは30.0nm以上であり、前記第2酸化珪素膜の厚みは0.6nm以上である、ことを特徴とする。
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(2<x)の構造であり、前記基層の厚みは、2.0nm以上、より好ましくは5.0nm以上であり、前記第1酸化珪素膜の厚みは18.0nm以上、より好ましくは30.0nm以上であり、前記第2酸化珪素膜の厚みは0.6nm以上である、ことを特徴とする。
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(2<x)の構造であり、前記基層の厚みは、2.0nm以上、より好ましくは5.0nm以上であり、前記第1酸化珪素膜の厚みは18.0nm以上、より好ましくは30.0nm以上であり、前記第2酸化珪素膜の厚みは0.6nm以上である、ことを特徴とする。
図4に示す原子層堆積(ALD)装置を用い、第一実施形態である図1に示す第1酸化珪素膜101を、成膜レート0.06nm/cycleの成膜を必要回数繰り返し実施し、18nm、30nm、54nmの第1酸化珪素膜101を有する樹脂製容器100を作成した。成膜対象となる樹脂製容器100は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製である。
図4に示す原子層堆積(ALD)装置を用い、第二実施形態である図2に示す基層103として、2nm、5nm、8nm、20nm、30nm、40nmの酸化アルミニウム膜を成膜した樹脂容器を作製した。樹脂製容器100は、ポリエチレンテレフタレート樹脂製である。酸化アルミニウム膜の原子堆積成膜レートは、1サイクル当たり0.1nmである。
Claims (12)
- 原子層が堆積された複合酸化珪素膜であって、
二酸化珪素を主成分とする第1酸化珪素膜と
前記第1酸化珪素膜上に形成され、かつ前記第1酸化珪素膜より高密度な構造を有する第2酸化珪素膜とで構成され、
前記第2酸化珪素膜は、前記第1酸化珪素膜と異なる光電子スペクトルを有する膜であり、
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(1≦x≦3)かつx≠2の構造である、
ことを特徴とする複合酸化珪素膜。 - 前記複合酸化珪素膜は、前記第1酸化珪素膜と前記第2酸化珪素膜が交互に複数繰り返し形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の複合酸化珪素膜。 - 前記第1酸化珪素膜の厚みは18.0nm以上、好ましくは30.0nm以上であり、前記第2酸化珪素膜の厚みは0.6nm以上である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の複合金属酸化膜。 - 原子層が堆積された複合金属酸化膜であって、
アルミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、及び亜鉛からなる群から選択される金属の酸化膜によって構成される基層と、
前記基層上に形成され、二酸化珪素を主成分とする第1酸化珪素膜と、
前記第1酸化珪素膜上に形成される第2酸化珪素膜からなり、
前記第2酸化珪素膜は、前記第1酸化珪素膜より高密度な構造を有し、かつ異なった光電子スペクトルを有する膜であり、
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(1≦x≦3)かつx≠2の構造である、
ことを特徴とする複合金属酸化膜。 - 前記複合金属酸化膜は、前記基層の上に、前記第1酸化珪素膜と前記第2酸化珪素膜が交互に複数繰り返し形成されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の複合金属酸化膜。 - 前記複合金属酸化膜は、前記基層、前記第1酸化珪素膜、前記第2酸化珪素膜の3層が、当該順序のままで複数繰り返し形成されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の複合金属酸化膜。 - 前記基層の厚みは、2.0nm以上、好ましくは5.0nm以上である、
ことを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1項に記載の複合金属酸化膜。 - 前記第1酸化珪素膜の厚みは18.0nm以上、好ましくは30.0nm以上であり、前記第2酸化珪素膜の厚みは0.6nm以上である、
ことを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1項に記載の複合金属酸化膜。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合酸化珪素膜を、内表面及び/又は外表面に形成した、
ことを特徴とする樹脂製の包装容器。 - 請求項4ないし8の何れか1項に記載の複合金属酸化膜を、内表面及び/又は外表面に形成した、
ことを特徴とする樹脂製の包装容器。 - 原子層堆積法を用い、樹脂製の包装容器に複合酸化珪素膜を形成する方法であって、
反応容器内において、前記包装容器に二酸化珪素を主成分とする第1酸化珪素膜を原子層で堆積する工程と
前記第1酸化珪素膜上に、前記第1酸化珪素膜より高密度な構造を有する第2酸化珪素膜を原子層で堆積する工程とかなり、
前記第2酸化珪素膜は、前記第1酸化珪素膜と異なる光電子スペクトルを有する膜であり、
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(1≦x≦3)かつx≠2の構造である、
ことを特徴とする樹脂製の包装容器に複合酸化珪素膜を形成する方法。 - 原子層堆積法を用い、樹脂製の包装容器に複合金属酸化膜を形成する方法であって、
反応容器内において、前記包装容器にアルミニウム、ガリウム、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、及び亜鉛からなる群から選択される金属の酸化膜によって構成される基層を原子層で堆積する工程と、
前記基層上に、二酸化珪素を主成分とする第1酸化珪素膜を原子層で堆積する工程と
前記第1酸化珪素膜上に、前記第1酸化珪素膜より高密度な構造を有する第2酸化珪素膜を原子層で堆積する工程とかなり、
前記第2酸化珪素膜は、前記第1酸化珪素膜より高密度な構造を有し、かつ異なった光電子スペクトルを有する膜であり、
102.3eVから103.3eVの範囲にピークを有し、
SiOx(1≦x≦3)かつx≠2の構造である、
ことを特徴とする樹脂製の包装容器に複合金属酸化膜を形成する方法。
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