JP5238403B2 - ガスバリア性を有するプラスチック成形体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(実施例1)
(薄膜形成用樹脂組成物の製造)
ポリプロピレン樹脂(PM921M、サンアロマー社製)95質量%とポリスチレン樹脂(679、PSジャパン社製)5質量%とを混合した後、スクリュー直径30mm、L/D(スクリュー径/スクリュー長さ)=42の二軸押出機に供給し、回転数250rpm、設定温度200〜220℃の条件で溶融混錬し、実施例1の薄膜形成用樹脂組成物を得た。
(フィルムの製造)
次に、実施例1の薄膜形成用樹脂組成物を用いて、フィルム厚70μmのフィルムを二軸延伸法で成形した。フィルムの厚さはJIS K 7130:1999に従って測定した。
(DLC膜の成膜)
次に、フィルム厚70μmのフィルムの表面に、膜厚が15nmのDLC膜を成膜した。このとき、DLC成膜装置(PNS‐1、ユーテック社製)を用いて、アセチレンガスを80sccm、成膜時のチャンバー内圧力10Pa、成膜時間2秒、13.56MHzの高周波出力1000Wを成膜条件とした。
(DLC膜の評価・ガスバリア性評価)
(1)DLC膜の膜厚
DLCの膜厚は、予めフィルムの表面にマジックインキ等でマスキングを行って、DLCを被覆した後、ジエチルエーテル等でマスキングを除去し、KLA Tencor社製Alpha‐Step IQによって膜厚を測定した。
(2)フィルムの酸素透過度
フィルムの酸素透過度の測定は、MODERN CONTROL社製OX‐TRAN2/21を使用して、23℃で測定した。
(3)DLC薄膜の密着性評価
(3−1)テープ剥離試験
JISK5400の基盤目テープ法に準じて、以下の条件で行った。
・切り傷のすきま間隔:1mm
・ます目の数 :100
(3−2)耐磨耗性試験
日本T.M.A社製、RT‐200を使用して、以下の条件で耐磨耗性試験を行った。185gの荷重をかけた綿棒を毎秒20cmでガスバリア薄膜の表面上を移動させる。
10往復以内に樹脂表面が露出した場合は耐磨耗性が低く、実用レベルにないと評価し、×とした。
11〜15往復以内に樹脂表面が露出した場合は耐磨耗性が高く、実用レベルの耐磨耗性があると評価し、△とした。
16〜20往復以内に樹脂表面が露出した場合は耐磨耗性が特に高く、実用レベルの耐磨耗性があると評価し、○とした。
21往復以上で樹脂表面が露出した場合は耐磨耗性が十分あると評価し、◎とした。
実施例1の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を90質量%、ポリスチレン樹脂を10質量%とした以外は同様にして、実施例2の薄膜形成用樹脂組成物を得て、実施例1と同様の評価を行なった。さらに、実施例1の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を80質量%、ポリスチレン樹脂を20質量%とした以外は同様にして、実施例3の薄膜形成用樹脂組成物を得て、実施例1と同様の評価を行なった。結果を表1に示した。
ポリプロピレン樹脂(PM921M、サンアロマー社製)98質量%とポリスチレン系樹脂としてポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体(モディパーA3400、日油社製)を2質量%とを混合した後、スクリュー直径30mm、L/D(スクリュー径/スクリュー長さ)=42の二軸押出機に供給し、回転数250rpm、設定温度200〜220℃の条件で溶融混錬し、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を混合化若しくは微細に分散させ、実施例4の薄膜形成用樹脂組成物を得た。ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体は、21質量%のスチレンを含有するスチレン共重合体樹脂である。次に、実施例1と同様にフィルム厚70μmのフィルムを製造し、その表面にDLC膜を成膜し、評価を行なった。結果を表1に示した。
実施例4の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を96質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を4質量%とした以外は同様にして、実施例5の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例4の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を92質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を8質量%とした以外は同様にして、実施例6の薄膜形成用樹脂組成物を得た。次に、実施例1と同様にフィルム厚70μmのフィルムを製造し、その表面にDLC膜を成膜し、評価を行なった。結果を表1に示した。
実施例1の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を94質量%、ポリスチレン樹脂を5質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を1質量%とした以外は同様にして、実施例7の薄膜形成用樹脂組成物を得た。ここで、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体は、本発明のポリスチレン系樹脂に含まれるが、ポリプロピレン樹脂と同じく本発明のポリスチレン系樹脂に含まれるポリスチレン樹脂との相溶化剤の働きもしている。次に、実施例1と同様にフィルム厚70μmのフィルムを製造し、その表面にDLC膜を成膜し、評価を行なった。結果を表1に示した。
実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を93質量%、ポリスチレン樹脂を5質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を2質量%とした以外は同様にして、実施例8の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を91質量%、ポリスチレン樹脂を5質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を4質量%とした以外は同様にして、実施例9の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を88質量%、ポリスチレン樹脂を10質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を2質量%とした以外は同様にして、実施例10の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を86質量%、ポリスチレン樹脂を10質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を4質量%とした以外は同様にして、実施例11の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を82質量%、ポリスチレン樹脂を10質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を8質量%とした以外は同様にして、実施例12の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を76質量%、ポリスチレン樹脂を20質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を4質量%とした以外は同様にして、実施例13の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を72質量%、ポリスチレン樹脂を20質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を8質量%とした以外は同様にして、実施例14の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例7の薄膜形成用樹脂組成物の製造において、ポリプロピレン樹脂を70質量%、ポリスチレン樹脂を20質量%、ポリプロピレン樹脂にポリプロピレングラフトアクリロニトリル・スチレン共重合体を10質量%とした以外は同様にして、実施例15の薄膜形成用樹脂組成物を得た。実施例8〜15について、実施例1と同様にフィルム厚70μmのフィルムを製造し、その表面にDLC膜を成膜し、評価を行なった。結果を表1に示した。
ポリプロピレン樹脂(PM921、サンアロマー社製)のみを実施例1と同様にフィルム厚70μmのフィルムを製造し、その表面にDLC膜を成膜し、評価を行なった。結果を表1に示した。
市販の70μm厚PETフィルムについて、実施例1と同様に、その表面にDLC膜を成膜し、評価を行なった。結果を表1に示した。
実施例3、13の薄膜形成用樹脂組成物及び比較例1、2の樹脂を用いて、天面が0.75mm肉厚の飲料用28径キャップを、射出成形機(CN‐50型、株式会社新潟鐵工所社製)を用いて成形した。成形条件は190〜210℃である。
(DLC膜の成膜)
次に、これらのキャップの天面の内側表面に、膜厚が15nmのDLC膜を成膜した。
このとき、DLC成膜装置(PNS‐1、ユーテック社製)を用いて、アセチレンガスを80sccm、成膜時のチャンバー内圧力10Pa、成膜時間2秒、13.56MHzの高周波出力1000Wを成膜条件とした。酸素バリア性を、密着性と併せて評価し、結果を表1に示した。
Claims (6)
- ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂とからなる樹脂組成物を用いたガスバリア性を有するプラスチック成形体において、
前記樹脂組成物は、前記ポリオレフィン系樹脂の含有量が70〜99.5質量%、前記ポリスチレン系樹脂の含有量が30〜0.5質量%であり、前記ポリスチレン系樹脂が、ポリスチレン樹脂であるか或いは12質量%以上100質量%未満のスチレンを含有するスチレン共重合体樹脂であるか或いはこれらの両方であり、かつ、ガスバリア薄膜の被膜対象体の薄膜形成用樹脂組成物であり、
前記プラスチック成形体は、前記薄膜形成用樹脂組成物を用いて成形されたボトル、キャップ又はフィルムから選択されるプラスチック成形体であるか、或いは、ボトル、キャップ又はフィルムから選択されるプラスチック成形体の表面層、裏面層又はその両方に前記薄膜形成用樹脂組成物が含有されたプラスチック成形体であり、かつ、前記薄膜形成用樹脂組成物からなる表面側にガスバリア薄膜として成膜法による炭素膜、金属膜又は金属酸化物膜が成膜されていることを特徴とするガスバリア性を有するプラスチック成形体。 - 前記スチレン共重合体樹脂は、スチレンと共重合される他の共重合成分がブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、アクリロニトリル、塩素化ポリエチレン、メチルメタクリレート又はアクリルゴムのうち1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性を有するプラスチック成形体。
- 前記薄膜形成用樹脂組成物のポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン又はこれらの混合物のいずれかからなることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスバリア性を有するプラスチック成形体。
- ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂とからなる樹脂組成物であって、前記樹脂組成物は、前記ポリオレフィン系樹脂の含有量が70〜99.5質量%、前記ポリスチレン系樹脂の含有量が30〜0.5質量%であり、前記ポリスチレン系樹脂が、ポリスチレン樹脂であるか或いは12質量%以上100質量%未満のスチレンを含有するスチレン共重合体樹脂であるか或いはこれらの両方であり、かつ、ガスバリア薄膜の被膜対象体の薄膜形成用樹脂組成物であり、該薄膜形成用樹脂組成物が少なくとも表面に表出されているボトル、キャップ又はフィルムから選択されるプラスチック成形体を成形する工程と、
該成形体の表面にガスバリア薄膜として成膜法による炭素膜、金属膜又は金属酸化物膜を成膜する工程と、を有することを特徴とするガスバリア性を有するプラスチック成形体の製造方法。 - 前記プラスチック成形品を成形した後、前記ガスバリア薄膜を成膜する前に、前記ガスバリア薄膜の成膜予定面にプラズマ処理を施す工程をさらに有することを特徴とする請求項4に記載のガスバリア性を有するプラスチック成形体の製造方法。
- 前記プラズマ処理は、窒素、酸素又はこれらの混合ガスの存在下で行なうことを特徴とする請求項5に記載のガスバリア性を有するプラスチック成形体の製造方法。
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