JP4274049B2 - イージーピール機能付きバリア性容器 - Google Patents

Description

本発明は、収納胴部と収納胴部上端にフランジを有する容器本体の収納胴部の内面とフランジの上面とにバリア性を有するセラミック薄膜が設けられているフランジ付き容器であって、特にフランジにシールされた蓋材の剥離が容易であって、しかもフランジ部分においても適度のガスバリア性が発現できるようにした、イージーピール機能付きバリア性容器に関する。

プラスチック容器は、軽量で低コストであるという理由から包装容器として広く使用されている。また、包装容器の機能として、さらにガスバリア性が求められる場合には、ガスバリア性に優れるプラスチック材料を使用したり、容器を構成するプラスチック製容器本体に種々のコーティングを施し、所期のバリア性を発現するようにし（例えば、特許文献１参照。）、酸素等のガスを遮断して包装すべき物品を収納するためのバリア性包装容器として幅広く使用されている。

これらのバリア性包装容器の内、カップやトレーのように、収納胴部と収納胴部上端にフランジを有するプラスチック容器においては、収納胴部では当然のことながら、フランジの部分においても所期のガスバリア性を確保しておく必要がある。例えば、バリア性コーティングを施してなるバリア性フランジ付き包装容器にあっては、フランジの上面にもバリア性コーティング層を設け、フランジの部分にもバリア性を付与しておく必要がある。

しかし、このような構成のバリア性容器のフランジにバリア性を有する蓋材（例えば、特許文献２参照。）をシールして蓋をすると、蓋材のシールが不十分となって適正な包装が出来なくなってしまう。従って実際には、蓋材とのシール部分において適度のシール性を確保するため、バリア性を多少犠牲にして、フランジ面はバリア性コーティング層を未コートの状態にしておくしかなかった。
実開平５−３５６６０号公報 特開平１４−４６７６３号公報

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、収納胴部と収納胴部上端にフランジを有する容器本体の収納胴部の内面とフランジの上面にバリア性を有するセラミック薄膜が設けられているフランジ付き容器であって、特にフランジの部分にシールされた蓋材のシール性が確保できると共に、シールされた蓋材の剥離が容易であって、しかもフランジの部分においても適度のバリア性が発現できるようにした、イージーピール機能付きバリア性容器の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされ、請求項１記載の発明は、収納胴部と収納胴部上端のフランジとからなる容器本体の収納胴部の内面とフランジの上面にバリア性を有するセラミック薄膜が設けられているフランジ付き容器であって、収納胴部の内面にはセラミック薄膜が全面に設けられていると共に、フランジの上面にはセラミック薄膜の微小部とセラミック薄膜が設けられていない微小部の複数個が混在して略均一に配列されていると共に、フランジにおけるセラミック薄膜部分の合計とセラミック薄膜の設けられていない部分の合計とが面積比で３０／７０から７０／３０の割合であることを特徴とするイージーピー
ル機能付きバリア性容器である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のイージーピール機能付きバリア性容器において、前記セラミック薄膜が、酸化珪素、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、またはアルミニウムのいずれかを主成分とするセラミック材料からなることを特徴とする。

さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のイージーピール機能付きバリア性容器において、上記セラミック薄膜がＣＶＤ法またはスパッタ、蒸着等のＰＶＤ法により設けられたものであることを特徴とする。

本発明に係るイージーピール機能付きバリア性容器は、収納胴部の内面にはセラミック薄膜が全面に設けられていると共に、フランジの上面にはセラミック薄膜の微小部とセラミック薄膜が設けられていない微小部の複数個が混在して略均一に配列されていると共に、フランジにおけるセラミック薄膜部分の合計とセラミック薄膜の設けられていない部分の合計とが面積比で３０／７０から７０／３０の割合であるため、適宜のバリア性、並びにフランジ部でシールした蓋材のシール性とイージーピール性とを共に発現させることが可能である。

以下、本発明を一実施形態を示す図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は本発明に係るイージーピール機能付きバリア性容器の概略の構成を示す斜視説明図であり、図２は図１に示すイージーピール機能付きバリア性容器のＡ−Ａ’線における断面構成を示す説明図である。

図面からも明らかなように、イージーピール機能付きバリア性容器は収納胴部２と収納胴部上端のフランジ３とを有する容器本体を骨格とし、その容器本体の収納胴部の内面とフランジの上面にバリア性を有するセラミック薄膜が共に設けられてなるものである。

収納胴部２と収納胴部上端のフランジ３とを有する容器本体は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレナフトール等のプラスチック材料により一般的な成形方法で一体的に成形されたものである。収納胴部２は被収納物を収納するための部分であり、収納胴部上端のフランジ３は主としてその上面に蓋材を当接させてシールするために設けてある部分である。

そして、このような構成になる容器本体の収納胴部２の内面全面にはガスバリア性を有するセラミック薄膜４が設けられている。一方、フランジの上面にはガスバリア性を有するセラミック薄膜の微小部５とセラミック薄膜が設けられていない微小部６（容器本体の微小露出部）の複数個とが混在して略均一に配列されていると共に、セラミック薄膜部分の合計とセラミック薄膜が設けられていない部分の合計とが面積比で３０／７０から７０／３０の割合となっている。

本発明のイージーピール機能付きバリア性容器は、フランジにおけるセラミック薄膜の微小部の配置と面積比を上述のようにすることにより、フランジ部分にシールした蓋材に対する適正なシール強度とイージーピール性、並びにフランジの部分における適正なガスバリア性とを共に確保することができる。

次に、本発明のイージーピール機能付きバリア性容器の製造方法の一例を図面を参照して以下に説明する。

まず、低密度ポリエチレンを用い、収納胴部１２と収納胴部上端のフランジ１３とからなる容器本体１１を作成した（図３参照）。次に、図４に示すよう構成のプラズマ助成式ＣＶＤ装置により、容器本体の収納胴部の内面とフランジの上面にセラミック薄膜を以下のようにして成膜した。

図４に示すプラズマ助成式ＣＶＤ装置において、２１は円筒型空洞共振器を形成する金属容器、２２は石英ガラスからなる円筒管、１１は成膜対象物である上記した構成の容器本体、２４は容器本体１１をそのフランジ部分を挟持して固定するための治具、２５はガス導入管、２６はマイクロ波発振器、１０はセラミック薄膜の微小部の複数個をフランジ面に略均一に配列されるように成膜するためのマスクをそれぞれ示している。

セラミック薄膜の成膜に際してはこのような構成の装置において、まず容器本体のフランジの上面にセラミック薄膜の微小部とセラミック薄膜が設けられていない微小部の複数個とが混在して略均一に配列されるように、プラズマやそれを発生させるための電界に影響が少ない誘電率の高いプラスチックやセラミック等の材質からなるマスク１０でフランジの上面を覆ってから治具２４にセットする。このマスク１０はフランジの上面にセラミック薄膜の微小部の複数個を略均一に配列して形成するための微小開口部の複数個が略均一に配列されて開口されている。そして、セラミック薄膜の微小部を略均一に配列して形成するための複数の微小開口部１５の合計と複数の微小非開口部１６の合計とは面積比で３０／７０から７０／３０の割合になるように設定されている。

そして、セラミック薄膜を成膜すべき容器本体１１がプラズマ助成式ＣＶＤ装置の治具２４により円筒管２２内にセットされたら、容器本体の内部並びにその近辺を真空吸引して一定の減圧状態を保った後、ガス導入菅２５より原料ガスを注入する。原料ガスとしては、主ガスとしてヘキサ・メチル・ジ・シロキサン（以下ＨＭＤＳＯと称する）の他、トリ・メチル・シロキサンなどを用いることが可能で、また、サブガスとしては、酸素の他、窒素などを用いることが可能である。

続いて、マイクロ波発振器２６によってマイクロ波電力を生成させ、導波管２７を介して円筒型空洞共振器を形成する金属容器２１の内部へと導き、マイクロ波エネルギーによって容器本体１１の収納胴部１２の内面とフランジ１３の上面付近でプラズマを発生させる。プラズマを発生させる際の波源としては、上記したマイクロ波以外にもプラズマ助成式ＣＶＤ成膜が可能な高周波電力を採用することも可能である。

このとき、容器本体の収納胴部内面の全てにはセラミック薄膜を成膜するが、フランジの上面にはセラミック薄膜の微小部のない部位を存在させるため、図３や図４に示すように、プラズマやそれを発生させるための電界に影響が少ない誘電率の高いプラスチックやセラミック等の材質を用いて作成したマスク１０で該当微小部分を選択的に覆ってセラミック薄膜の成膜を行うようにすることにより、フランジの上面にセラミック薄膜の微小部とセラミック薄膜が設けられていない微小部との複数個が混在して略均一に配列されるようになる。その際、セラミック薄膜の微小部の合計とセラミック薄膜が設けられていない微小部の合計とが面積比で３０／７０から７０／３０となるようにする。

このような調整のもとにフランジの上面にセラミック薄膜の微小部とセラミック薄膜が設けられていな微小部の複数個を混在して略均一に配列すると共に、セラミック薄膜の部分とセラミック薄膜の設けられていない部分とを面積比で３０／７０から７０／３０の比
率となるようにしておくと、その上面に、例えばＰＥＴフィルムや紙等の蓋基材とＬＤＰＥやポリプロピレンなどからなるシーラント層の間にアルミ箔等の金属箔層、アルミ蒸着層やシリカ蒸着層やアルミナ蒸着層等のバリア層を積層した蓋材を当接させて蓋材のシーラント層の部分とフランジの部分とでシールさせた場合、シール部分において適度のシール性とイージーピール性が発現できるようになると共に、フランジの部分において適度のガスバリア性の確保が可能となる。

すなわち、蓋材のシーラント層との接着に寄与しないセラミック薄膜の微小部の合計と接着に寄与するセラミック薄膜が設けられていない微小部の合計との割合を面積比で３０／７０から７０／３０の範囲内で適宜に変えることにより、フランジ部における適正な剥離性が確保でき、しかも適度のバリア性をも確保することができる。以下に本発明の好ましい実施例を示す。

まず、収納胴部と収納胴部上端のフランジからなり、容量が３００ｍｌ、収納胴部の口内径長軸が９０ｍｍ、フランジを含む口外径長軸が１００ｍｍ（フランジ幅５ｍｍ）、平均肉厚が０．５ｍｍの円形カップ（容器本体）をＬＤＰＥ単層で成形した。次に、得られた円形カップのフランジを、円形状微小開口部（直径が０．１ｍｍ）と微小非開口部の複数個が混在して略均一に配列されていると共に、開口部分と非開口部分とが面積比で３０／７０に設定されているマスクで覆ってから、図４に示すような構成のプラズマ助成式ＣＶＤ装置の治具に円形カップとマスクとをセットし、円形カップの収納胴部内並びにその近辺を真空吸引して０．０１ｔｏｒｒの減圧状態にした後、ガス導入菅２５より原料ガス（ＨＭＤＳＯ）を１０ｍｌ／ｍｉｎの流量で、酸素を５０ｍｌ／ｍｉｎの流量で注入することで０．１ｔｏｒｒの真空圧力に調整した。しかる後、マイクロ波発振器２６によってマイクロ波電力を発生させ、導波管２７を介して円筒型空洞共振器内部へと導き、マイクロ波エネルギーによって、円形カップの収納胴部の内面とフランジの上面付近でプラズマを発生させることにより、２．４５ＧＨｚのマイクロ波で５ｓｅｃ間のプラズマ成膜を行った。印加電力は２００Ｗであった。

その結果、円形カップの収納胴部内面の全面には酸化珪素の薄膜が、フランジには酸化珪素の薄膜が被覆されていない微小部の合計（ＬＤＰＥの露出部分）と酸化珪素の薄膜の微小部の合計とが面積比でＬＤＰＥ露出部分／酸化珪素薄膜部分＝３０／７０となるように各微小部が均一に混在して配列され、実施例１に係るイージーピール機能付きバリア性容器を得た。

フランジにおける酸化珪素の薄膜が被覆されていない微小部の合計（ＬＤＰＥの露出部分）と酸化珪素薄膜の微小部の合計が面積比でＬＤＰＥ露出部分／酸化珪素薄膜部分＝５０／５０で均一に混在して配列するように調整した以外は、実施例１と同様な条件により実施例２に係るイージーピール機能付きバリア性容器を得た。

フランジにおける酸化珪素の薄膜が被覆されていない微小部の合計（ＬＤＰＥの露出部分）と酸化珪素の薄膜の微小部の合計が面積比でＬＤＰＥ露出部分／酸化珪素薄膜部分＝７０／３０で均一に混在して配列するように調整した以外は、実施例１と同様な条件により実施例３に係るイージーピール機能付きバリア性容器を得た。

フランジにおける酸化珪素の薄膜が被覆されていない微小部（ＬＤＰＥの微小露出部）と酸化珪素薄膜の微小部の複数個が市松模様状に配列され（図３参照）、しかも各部分が
面積比でＬＤＰＥ露出部分／酸化珪素薄膜部分＝５０／５０となるように調整した以外は、実施例１と同様な条件により実施例４に係るイージーピール機能付きバリア性容器を得た。個々の酸化珪素薄膜の微小部の一辺は０．１ｍｍであった。

酸化珪素薄膜の成膜時にフランジ部分を開口部分のないマスクで覆い、フランジ上面には酸化珪素の薄膜を設けないようにした以外は実施例１と同様の条件により、比較のための実施例５に係る容器を得た。

酸化珪素薄膜の成膜時にはフランジ部分はマスクで覆わないで、フランジ上の全面にも酸化珪素の薄膜を設けた以外は実施例１と同様の条件により、比較のための実施例６に係る容器を得た。

フランジにおける酸化珪素の薄膜が被覆されていない部分（ＬＤＰＥの露出部分）と酸化珪素の薄膜部分とが、面積比でＬＤＰＥ露出部分／酸化珪素薄膜部分＝８０／２０で略均一に混在して配列するように調整した以外は、実施例１と同様な条件により、比較のための実施例７に係る容器を得た。

フランジにおける酸化珪素の薄膜が被覆されていない部分（ＬＤＰＥの露出部分）と酸化珪素の薄膜部分とが、面積比でＬＤＰＥ露出部分／酸化珪素薄膜部分＝２０／８０で略均一に混在して配列するように調整した以外は、実施例１と同様な条件により、比較のための実施例８に係る容器を得た。。

フランジにおいて、その外周から２ｍｍ幅の部分にはセラミック薄膜を設けず、それ以外の部分には酸化珪素の薄膜が被覆されていない部分（ＬＤＰＥの露出部分）と酸化珪素の薄膜部分が、面積比でＬＤＰＥ露出部分／酸化珪素薄膜部分＝５０／５０で略均一に混在して配列（図６参照）するように調整した以外は、実施例１と同様な条件により、比較のための実施例９に係る容器を得た。
［蓋材の作成］
次に、厚さが１２μｍのＰＥＴフィルム上に厚さが７μｍのアルミニウム層を設け、さらにＬＤＰＥからなるシーラント層（厚さ６０μｍ）を積層してなる蓋材を作成した。
［評価］
上記各実施例に係る容器のフランジ部位に上記蓋材を当接させ、温度１６０℃、圧力３０Ｎ／ｃｍ²、シール時間２ｓｅｃのヒートシール条件をでヒートシールした。しかる後、蓋材を折り曲げて、剥離角度９０°、剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、サンプル幅１５ｍｍでシール強度の測定を行った。

また、上記同様にヒートシールした容器の酸素バリア性をＭＯＣＯＮ社の測定器（ＯＸＴＲＡＮ）で測定した。測定結果を表１に示す。

本発明に係るイージーピール機能付きバリア性容器の概略の構成を示す斜視説明図である。 図１に示すイージーピール機能付きバリア性容器のＡ−Ａ’線における断面構成を示す説明図である。 容器本体の概略の構成とこの容器本体にマスクをセットしたときの状態を示す説明図である。 プラズマ助成式ＣＶＤ装置の概略の構成を示す説明図である。 本発明に係るイージーピール機能付きバリア性容器の他の例を示す斜視説明図である。 比較のために作成したフランジ付き容器の構成を示す斜視説明図である。

符号の説明

２、１２・・収納胴部
３、１３・・フランジ
４ ・・セラミック薄膜
５ ・・セラミック薄膜の微小部
６ ・・セラミック薄膜が設けられていない微小部
１０ ・・マスク
１１ ・・容器本体
２１ ・・円筒型空洞共振器を形成する金属容器
２２ ・・・円筒管
２４ ・・治具
２５ ・・ガス導入菅
２６ ・・マイクロ波発振器
２７ ・・導波管

Claims (3)

1. 収納胴部と収納胴部上端のフランジとからなる容器本体の収納胴部の内面とフランジの上面とにバリア性を有するセラミック薄膜が設けられているフランジ付き容器であって、収納胴部の内面にはセラミック薄膜が全面に設けられていると共に、フランジの上面にはセラミック薄膜の微小部とセラミック薄膜が設けられていない微小部との複数個が混在して略均一に配列されており、さらにフランジにおけるセラミック薄膜部分の合計とセラミック薄膜の設けられていない部分の合計とが面積比で３０／７０から７０／３０の割合であることを特徴とするイージーピール機能付きバリア性容器。
2. 前記セラミック薄膜が、酸化珪素、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、またはアルミニウムのいずれかを主成分とするセラミック材料からなることを特徴とする請求項１記載のイージーピール機能付きバリア性容器。
3. 上記セラミック薄膜がＣＶＤ法またはスパッタ、蒸着等のＰＶＤ法により設けられたものであることを特徴とする請求項１または２記載のイージーピール機能付きバリア性容器。

Images