JP6415857B2 - Synthetic resin container and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、例えばポリエチレンテレフタレート製ボトル(PETボトル)などの合成樹脂製容器およびその製造方法に関し、特に、その容器本体の内表面にバリア被膜を有するものに関する。 The present invention relates to a synthetic resin container such as a polyethylene terephthalate bottle (PET bottle) and a method for producing the same, and more particularly to a container having a barrier coating on the inner surface of the container body.
炭酸飲料等の清涼飲料、水、酒、醤油等を収容する容器としては、搬送、廃棄、リサイクル等における取扱いが容易であることから、ポリエチレンテレフタレート製ボトル(PETボトル)などの合成樹脂製容器が多く用いられている。 As a container for storing soft drinks such as carbonated drinks, water, liquor, soy sauce, etc., since it is easy to handle in transportation, disposal, recycling, etc., synthetic resin containers such as polyethylene terephthalate bottles (PET bottles) are used. Many are used.
このような合成樹脂製容器は、ガラス製の容器と比べて酸素の透過性が高く、これにより内容物の品質維持期間(シェルフライフ)が短くなるという欠点を有している。そのため、容器本体の内表面に酸素の透過性を低減させるためのバリア被膜を設けて、内容物の品質維持期間を長くするようにしている。 Such a synthetic resin container has a defect that oxygen permeability is higher than that of a glass container, thereby shortening the quality maintenance period (shelf life) of the contents. For this reason, a barrier coating for reducing oxygen permeability is provided on the inner surface of the container main body, thereby extending the quality maintenance period of the contents.
例えば特許文献1には、容器本体の内表面に、化学気相成長法によりシリカ膜等の酸化ケイ素化合物膜からなるバリア被膜を形成し、このバリア被膜により容器本体の酸素に対するバリア性を高めるようにした合成樹脂製容器が記載されている。この場合、容器本体の内表面と酸化ケイ素化合物膜との間に、化学気相成長法により有機ケイ素化合物膜を形成し、この有機ケイ素化合物膜を接着層として機能させることで、衝撃等による酸化ケイ素化合物膜のバリア性の低下を抑制する構成とするのが一般的である。 For example, Patent Document 1 discloses that a barrier coating made of a silicon oxide compound film such as a silica film is formed on the inner surface of a container body by chemical vapor deposition, and this barrier coating increases the barrier property against oxygen of the container body. A synthetic resin container is described. In this case, an organic silicon compound film is formed by chemical vapor deposition between the inner surface of the container body and the silicon oxide compound film, and this organic silicon compound film functions as an adhesive layer, so that oxidation by impact or the like is performed. In general, the silicon compound film is configured to suppress a decrease in barrier properties.
しかしながら、従来の合成樹脂製容器に設けられる酸化ケイ素化合物膜からなるバリア被膜は、酸素に対するバリア性は高いが水蒸気に対するバリア性が低く、この点においてさらなる改善の余地があった。 However, a barrier coating made of a silicon oxide compound film provided in a conventional synthetic resin container has a high barrier property against oxygen but a low barrier property against water vapor, and there is room for further improvement in this respect.
本発明は、このような問題を解決するために開発されたもので、その目的は、酸素に対するバリア性に加えて、水蒸気に対するバリア性をも高めた合成樹脂製容器を提供することにある。 The present invention was developed to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a synthetic resin container having an improved barrier property against water vapor in addition to a barrier property against oxygen.
本発明の合成樹脂製容器は、容器本体の内表面にバリア被膜を有する合成樹脂製容器であって、前記バリア被膜が、前記容器本体の内表面に形成された有機ケイ素化合物膜と、前記有機ケイ素化合物膜の内表面に形成されたシリカ膜と、前記シリカ膜の内表面に形成されたシリコン酸窒化膜とからなることを特徴とする。 The synthetic resin container of the present invention is a synthetic resin container having a barrier coating on the inner surface of the container main body, wherein the barrier coating is formed on the inner surface of the container main body, and the organic silicon compound film a silica film formed on the inner surface of the silicon compound film, characterized by comprising the silicon oxynitride film formed on the inner surface of the silica film.
本発明の合成樹脂製容器は、上記構成において、前記容器本体がポリエステル系の合成樹脂材料により形成されているのが好ましい。 In the synthetic resin container of the present invention, in the above configuration, the container body is preferably formed of a polyester-based synthetic resin material.
本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、容器本体の内表面にバリア被膜を有する合成樹脂製容器の製造方法であって、前記容器本体の内表面に、有機ケイ素化合物膜を形成する第1成膜工程と、前記有機ケイ素化合物膜の内表面に、シリカ膜を形成する第2成膜工程と、窒素を含んだプラズマにより前記シリカ膜の内表面を窒化処理して該シリカ膜の内表面にシリコン酸窒化膜を形成する第3成膜工程と、を有することを特徴とする。 The method for producing a synthetic resin container according to the present invention is a method for producing a synthetic resin container having a barrier coating on the inner surface of a container body, wherein a first organic silicon compound film is formed on the inner surface of the container body. a film forming step, the inner surface of the organic silicon compound film, a second film forming step of forming a silica film, the inner surface of the silica film an inner surface of the silica film by the plasma containing nitrogen and nitrided And a third film forming step of forming a silicon oxynitride film.
本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、上記構成において、前記第1成膜工程が、前記容器本体内にヘキサメチルジシロキサンと酸素とを含む混合ガスを供給してプラズマ処理する化学気相成長法により行われ、前記第2成膜工程が、前記容器本体内にヘキサメチルジシラザンと酸素とを含む混合ガスを供給してプラズマ処理する化学気相成長法により行われるのが好ましい。 In the method for producing a synthetic resin container according to the present invention, in the above structure, the first film forming step is a chemical vapor phase in which a plasma treatment is performed by supplying a mixed gas containing hexamethyldisiloxane and oxygen into the container body. It is preferable that the second film formation step is performed by a chemical vapor deposition method in which a plasma treatment is performed by supplying a mixed gas containing hexamethyldisilazane and oxygen into the container body.
本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、上記構成において、前記容器本体がポリエステル系の合成樹脂材料により形成されているのが好ましい。 In the method for producing a synthetic resin container according to the present invention, in the above configuration, the container body is preferably formed of a polyester-based synthetic resin material.
本発明によれば、酸素に対するバリア性が高い酸化ケイ素化合物膜の内表面に、水蒸気に対するバリア性の高いシリコン酸窒化膜を形成するようにしたので、合成樹脂製容器の酸素に対するバリア性を高めるとともに水蒸気に対するバリア性をも高めることができる。 According to the present invention, since the silicon oxynitride film having a high barrier property against water vapor is formed on the inner surface of the silicon oxide compound film having a high barrier property against oxygen, the barrier property against oxygen in the synthetic resin container is improved. In addition, the barrier property against water vapor can be enhanced.
また、本発明によれば、窒素を含んだプラズマにより酸化ケイ素化合物膜の内表面を窒化処理して酸化ケイ素化合物膜の内表面にシリコン酸窒化膜を形成するようにしたので、水蒸気に対する所望のバリア性を有するシリコン酸窒化膜を容易且つ確実に形成することができる。これにより、酸素に対するバリア性が高められるとともに水蒸気に対するバリア性をも高められた合成樹脂製容器を容易に製造することができる。 Further, according to the present invention, the silicon oxynitride film is formed on the inner surface of the silicon oxide compound film by nitriding the inner surface of the silicon oxide compound film with nitrogen-containing plasma. A silicon oxynitride film having a barrier property can be easily and reliably formed. As a result, a synthetic resin container having an improved barrier property against oxygen and an improved barrier property against water vapor can be easily produced.
以下、図1〜図5を参照して、本発明の一実施形態に係る合成樹脂製容器について詳細に例示説明する。 Hereinafter, a synthetic resin container according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る合成樹脂製容器1は容器本体2を有している。この容器本体2は、円筒状に形成される口部2a、口部2aに連なる肩部2b、肩部2bに連なる円筒状の胴部2cおよび胴部2cの下端を閉塞する底部2dを備えたボトル形状に形成されている。
As shown in FIG. 1, a synthetic resin container 1 according to an embodiment of the present invention has a
容器本体2は、例えばポリエステル系の合成樹脂材料により形成されたものとすることができる。本実施の形態においては、容器本体2は、ポリエチレンテレフタレートにより形成された所謂ペットボトル(PETボトル)とされている。この場合、容器本体2を、二軸延伸ブロー成形により形成したものとすることができる。
The
なお、容器本体2は、ポリエチレンテレフタレートにより形成されたものに限らず、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどの他の合成樹脂材料により形成されたものとすることもできる。
The
容器本体2の内表面には、この容器本体2の酸素および水蒸気の透過を防止するためのバリア被膜3が設けられている。図2に示すように、このバリア被膜3は、容器本体2の内表面に形成された有機ケイ素化合物膜3a、有機ケイ素化合物膜3aの内表面に形成された酸化ケイ素化合物膜3bおよび酸化ケイ素化合物膜3bの内表面に形成されたシリコン酸窒化膜3cの3層の膜を重ねた構成となっている。
A
有機ケイ素化合物膜3aは、少なくともケイ素、炭素および水素を含む有機ケイ素化合物により構成されている。この有機ケイ素化合物膜3aは、酸化ケイ素化合物膜3bと容器本体2の内表面との間で接着層として機能して、衝撃等により酸化ケイ素化合物膜3bにクラック等が発生することを防止して、当該酸化ケイ素化合物膜3bのバリア性の低下を抑制することができる。
The
酸化ケイ素化合物膜3bは、酸化ケイ素化合物により構成される。この酸化ケイ素化合物膜3bは、例えばシリカ(SiOx)膜とすることができる。酸化ケイ素化合物膜3bは酸素に対する高いバリア性を有しており、この合成樹脂製容器1の酸素に対するバリア性を高めることができる。なお、この酸化ケイ素化合物膜3bは、酸化ケイ素化合物の他に、少なくともケイ素、炭素、水素および酸素を含む化合物を含有する構成とすることもできる。
The silicon
シリコン酸窒化膜3cはシリコンオキシナイトライド(SiON)とも呼ばれるものであり、酸化ケイ素化合物膜3bの内表面を窒化することにより、酸化ケイ素化合物膜3bの内表面に一体に形成されている。このシリコン酸窒化膜3cは、水蒸気に対する高いバリア性を有している。したがって、合成樹脂製容器1は、水蒸気に対して高いバリア性を発揮することができる。
The
このように、本発明の合成樹脂製容器1は、その容器本体2の内表面に設けられるバリア被膜3が、酸素に対するバリア性が高い酸化ケイ素化合物膜3bと、水蒸気に対するバリア性が高いシリコン酸窒化膜3cとを含んだ構成とされているので、酸素と水蒸気の何れに対しても高いバリア性を発揮することができる。これにより、この合成樹脂製容器1に内容物を収容した際の、当該内容物の品質維持期間(シェルフライフ)を長くすることができる。
Thus, in the synthetic resin container 1 of the present invention, the
また、本発明の合成樹脂製容器1では、酸化ケイ素化合物膜3bの内表面にシリコン酸窒化膜3cを設けたことにより、シリコン酸窒化膜3cが設けられない場合に比べて、この合成樹脂製容器1の酸素のバリア性をさらに高めることができる。
Further, in the synthetic resin container 1 of the present invention, the
さらに、本発明の合成樹脂製容器1では、酸化ケイ素化合物膜3bと容器本体2の内表面との間に、接着層として有機ケイ素化合物膜3aが設けたことにより、衝撃等によって酸化ケイ素化合物膜3bにクラック等が発生することを抑制して、酸化ケイ素化合物膜3bのバリア性の低下、つまりこの合成樹脂製容器1のバリア性の低下を抑制することができる。
Further, in the synthetic resin container 1 of the present invention, the silicon
次に、本発明の一実施の形態である合成樹脂製容器の製造方法により、上記構成の合成樹脂製容器1を製造する手順について説明する。 Next, a procedure for manufacturing the synthetic resin container 1 having the above-described configuration by the method for manufacturing a synthetic resin container according to an embodiment of the present invention will be described.
図3(a)〜(d)は、それぞれは容器本体の内表面に有機ケイ素化合物膜を形成する手順を示す説明図であり、図4(a)〜(c)は、それぞれは有機ケイ素化合物膜の内表面に酸化ケイ素化合物膜を形成する手順を示す説明図であり、図5(a)〜(c)は、それぞれは酸化ケイ素化合物膜の内表面にシリコン酸窒化膜を形成する手順を示す説明図である。 FIGS. 3A to 3D are explanatory views showing a procedure for forming an organosilicon compound film on the inner surface of the container body, and FIGS. 4A to 4C are each an organosilicon compound. FIGS. 5A to 5C are explanatory views showing a procedure for forming a silicon oxide compound film on the inner surface of the film, and FIGS. 5A to 5C each show a procedure for forming a silicon oxynitride film on the inner surface of the silicon oxide compound film. It is explanatory drawing shown.
本発明の合成樹脂製容器の製造方法は、容器本体2の内表面に有機ケイ素化合物膜3aを形成する第1成膜工程、有機ケイ素化合物膜3aの内表面に酸化ケイ素化合物膜3bを形成する第2成膜工程および酸化ケイ素化合物膜3bの内表面にシリコン酸窒化膜3cを形成する第3成膜工程を有している。
In the method for producing a synthetic resin container according to the present invention, a first film forming step for forming an
本発明の一実施の形態である合成樹脂製容器の製造方法では、まず、第1成膜工程において、図3(a)に示すように、容器本体2の外形に対応した収容空間を備えた開閉可能な外部電極10の内部に容器本体2をセットし、その口部2aから容器本体2の内部に内部電極11を挿入する。
In the method for manufacturing a synthetic resin container according to an embodiment of the present invention, first, in the first film forming step, as shown in FIG. 3A, an accommodation space corresponding to the outer shape of the
なお、本実施の形態においては、内部電極11は、容器本体2の内部に後述するガスを導入するガス導入管の機能をも有するものとされているが、内部電極11とガス導入管とを別々に設けた構成とすることもできる。
In the present embodiment, the
まず、ガス導入の前に電極内を減圧し、所定の圧力に保ち、次に、図3(b)に示すように、内部電極11の先端から容器本体2の内部に、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO:(CH3)3Si−O-Si(CH3)3)と酸素(O2)とを混合した混合ガスを供給する。 First, before introducing gas, the inside of the electrode is depressurized and maintained at a predetermined pressure. Next, as shown in FIG. 3B, hexamethyldisiloxane ( HMDSO: A mixed gas in which (CH 3 ) 3 Si—O—Si (CH 3 ) 3 ) and oxygen (O 2 ) are mixed is supplied.
次に、図3(c)に示すように、外部電極10と内部電極11との間にマイクロ波(例えば、2.45GHz程度の高周波)を印加し、外部電極10と内部電極11との間にプラズマ12を発生させる。プラズマ12が発生すると、容器本体2の内部に導入された混合ガスが分解され、図3(d)に示すように、容器本体2の内表面に有機ケイ素化合物膜3aが成膜される。
Next, as shown in FIG. 3C, a microwave (for example, a high frequency of about 2.45 GHz) is applied between the
なお、外部電極10と内部電極11との間へのマイクロ波の印加は、所定のデューティー比でオン・オフされるパルス放電により行うものとすることができる。この場合、パルス放電のデューティー比は、容器本体2が過熱されて収縮することがない程度の任意の値に設定することができる。
The application of microwaves between the
このように、第1成膜工程においては、容器本体2の内部に供給した混合ガスをプラズマ処理することにより、蒸着の一種である化学気相成長法(CVD法)により、容器本体2の内表面に接着層として機能する有機ケイ素化合物膜3aが構成される。
As described above, in the first film forming step, the mixed gas supplied to the inside of the
次に、第2成膜工程において、有機ケイ素化合物膜3aが形成された容器本体2の内部から残留ガスを排気した後、図4(a)に示すように、内部電極11の先端から容器本体2の内部に、ヘキサメチルジシラザン(HMDSN:(CH3)3−SiNH−Si(CH3)3)と酸素(O2)とを混合した混合ガスを供給する。
Next, in the second film forming step, after the residual gas is exhausted from the inside of the
そして、図4(b)に示すように、外部電極10と内部電極11との間にマイクロ波を印加し、外部電極10と内部電極11との間にプラズマ12を発生させる。プラズマ12が発生すると、容器本体2の内部に導入された混合ガスが分解され、図4(c)に示すように、容器本体2の内表面に形成された有機ケイ素化合物膜3aの内表面に酸化ケイ素化合物膜3bが重ねて成膜される。
Then, as shown in FIG. 4B, a microwave is applied between the
このように、第2成膜工程においては、容器本体2の内部に供給した混合ガスをプラズマ処理することにより、化学気相成長法により、容器本体2の内表面に形成された有機ケイ素化合物膜3aの内表面に酸化ケイ素化合物膜3bが重ねて成膜される。
As described above, in the second film forming step, an organic silicon compound film formed on the inner surface of the
次に、第3成膜工程において、酸化ケイ素化合物膜3bが形成された容器本体2の内部から残留ガスを排気した後、図5(a)に示すように、内部電極11の先端から容器本体2の内部に、窒素(N2)ガスを供給する。
Next, in the third film forming step, after the residual gas is exhausted from the inside of the
そして、図5(b)に示すように、外部電極10と内部電極11との間にマイクロ波を印加する。これにより、容器本体2の内部に、外部電極10と内部電極11との間で窒素プラズマ13が発生し、酸化ケイ素化合物膜3bの内表面が窒素プラズマ13で処理される。このような窒素プラズマ処理により、酸化ケイ素化合物膜3bの内表面に窒素が入り込み、つまり酸化ケイ素化合物膜3bの内表面が窒素処理されて、図5(c)に示すように、酸化ケイ素化合物膜の内表面にシリコン酸窒化膜3cが重ねて成膜される。
Then, as shown in FIG. 5B, a microwave is applied between the
なお、上記第1〜第3成膜工程においては、容器本体2の内部の圧力、容器本体2に供給する各ガスの流量、外部電極10と内部電極11との間に印加するマイクロ波の出力、成膜時間等の各成膜条件は、各膜3a〜3cの厚みが所望の値となるように任意に設定することができる。
In the first to third film forming steps, the pressure inside the
このように、本発明の合成樹脂製容器の製造方法では、窒素プラズマ13により酸化ケイ素化合物膜3bの内表面を窒素プラズマ処理(窒化処理)して酸化ケイ素化合物膜3bの内表面にシリコン酸窒化膜3cを形成するようにしたので、酸素に対するバリア性が高い酸化ケイ素化合物膜3bと、水蒸気に対するバリア性が高いシリコン酸窒化膜3cとを含んだバリア被膜3を有する合成樹脂製容器1を容易に製造することができる。
As described above, in the method for producing a synthetic resin container according to the present invention, the
また、容器本体2の内表面に酸化ケイ素化合物膜3bを形成した後、別工程において酸化ケイ素化合物膜3bに対して窒素プラズマ処理を行ってシリコン酸窒化膜3cを形成するようにしたので、所望のバリア性を有するシリコン酸窒化膜3cの成膜性を高めることができる。これにより、酸化ケイ素化合物膜3bとは別に当該酸化ケイ素化合物膜3bの内表面全体を覆う膜として所望の厚みのシリコン酸窒化膜3cを形成することができ、よって、酸化ケイ素化合物膜3bによる酸素バリア性を損なうことなく、この合成樹脂製容器1の水蒸気に対するバリア性をより高めることができる。
In addition, after the silicon
本発明の効果を確認するために、本発明の実施例の合成樹脂製容器と、本発明の合成樹脂製容器との比較のための比較例1〜3の合成樹脂製容器とを用意し、これらの合成樹脂製容器について水蒸気に対するバリア性の測定試験を行い、その試験結果を比較した。また、実施例と比較例1とに関しては、酸素に対するバリア性の測定試験も行い、その試験結果を比較した。 In order to confirm the effect of the present invention, a synthetic resin container of Examples of the present invention and a synthetic resin container of Comparative Examples 1 to 3 for comparison with the synthetic resin container of the present invention are prepared, These synthetic resin containers were subjected to a measurement test for barrier properties against water vapor, and the test results were compared. Moreover, about the Example and the comparative example 1, the measurement test of the barrier property with respect to oxygen was also performed, and the test result was compared.
実施例の合成樹脂製容器は、500mlのポリエチレンテレフタレート(PET)製の2軸延伸ブローボトルを使用し、これに第1成膜工程から第3成膜工程によりバリア被膜を形成した構成とした。第1成膜工程から第3成膜工程の全ての工程において、2.45GHzのマイクロ波を使用した。第1成膜工程ではボトル内の圧力を約35Paに保ち、HMDSOと酸素ガスを所定量流し、200Wの電力を印加し、成膜をおこなった。第2成膜工程では、ボトル内の圧力を約25Paに保ち、HMDSNと酸素ガスを所定量流し、1500Wの電力を印加し、成膜をおこなった。第3成膜工程では、ボトル内の圧力を約40Paに保ち、窒素ガスを所定量流し、1500Wの電力を印加し、処理をおこなった。この時の膜全体の厚みは28nmであった。 The synthetic resin container of the example was configured such that a 500 ml biaxially stretched blow bottle made of polyethylene terephthalate (PET) was used, and a barrier coating was formed on the first to third film forming steps. In all the steps from the first film forming process to the third film forming process, a microwave of 2.45 GHz was used. In the first film formation step, the pressure inside the bottle was maintained at about 35 Pa, a predetermined amount of HMDSO and oxygen gas was flowed, and 200 W of power was applied to form a film. In the second film forming step, the pressure in the bottle was kept at about 25 Pa, a predetermined amount of HMDSN and oxygen gas was flowed, and 1500 W of power was applied to form a film. In the third film forming step, the pressure in the bottle was kept at about 40 Pa, a predetermined amount of nitrogen gas was flowed, and power of 1500 W was applied to carry out the processing. At this time, the thickness of the entire film was 28 nm.
比較例1の合成樹脂製容器は、実施例の第3成膜工程の処理を行わない構成、つまりバリア被膜が有機ケイ素化合物膜と酸化ケイ素化合物膜とで構成され、シリコン酸窒化膜が設けられない構成とした。 The synthetic resin container of Comparative Example 1 has a configuration in which the processing of the third film forming step of the example is not performed, that is, the barrier film is formed of an organic silicon compound film and a silicon oxide compound film, and a silicon oxynitride film is provided. Not configured.
比較例2の合成樹脂製容器は、第2成膜工程において、容器本体の内部に、ヘキサメチルジシラザン(HMDSN:(CH3)3−SiNH−Si(CH3)3)と酸素(O2)に加えて窒素(N2)を混合した混合ガスを供給し、これをプラズマ処理して形成されたバリア被膜を有する合成樹脂製容器とした。 In the second film-forming step, the synthetic resin container of Comparative Example 2 contains hexamethyldisilazane (HMDSN: (CH 3 ) 3 —SiNH—Si (CH 3 ) 3 ) and oxygen (O 2 ) inside the container body. ) And a mixed gas mixed with nitrogen (N 2 ), and a synthetic resin container having a barrier coating formed by plasma treatment.
比較例3の合成樹脂製容器は、第2成膜工程において、容器本体の内部に、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO:(CH3)3Si−O-Si(CH3)3)と酸素(O2)に加えて窒素(N2)を混合した混合ガスを供給し、これをプラズマ処理して形成されたバリア被膜を有する合成樹脂製容器とした。 In the second film-forming step, the synthetic resin container of Comparative Example 3 contains hexamethyldisiloxane (HMDSO: (CH 3 ) 3 Si—O—Si (CH 3 ) 3 ) and oxygen (O In addition to 2 ), a mixed gas in which nitrogen (N 2 ) was mixed was supplied, and this was made into a synthetic resin container having a barrier coating formed by plasma treatment.
実施例と比較例1〜3では、第1成膜工程の成膜条件等は全て同一とした。 In the example and Comparative Examples 1 to 3, the film forming conditions in the first film forming step were all the same.
水蒸気のバリア性の測定方法は、塩化カルシウムを50g充填し、開口部をアルミシールし、40℃―90%RH環境下に保管し、塩化カルシウムの増加量により、容器本体を透過する1日当たりの水蒸気の量(g)を測定した。 The water vapor barrier is measured by filling 50 g of calcium chloride, sealing the opening with aluminum, storing it in an environment of 40 ° C.-90% RH, and increasing the amount of calcium chloride per day that permeates the container body. The amount (g) of water vapor was measured.
酸素のバリア性については、MOCON社製のOX−TRAN2/20測定器を使用し、ボトル内側を90%RHにて、測定環境23℃−55%RH、大気圧下にて測定を行い、容器本体を透過する1日当たりの酸素の量(cc)を測定した。
For oxygen barrier properties, the OX-
容器本体の内表面にバリア被膜が形成されない合成樹脂製容器についても、上記と同様に、容器本体を透過する1日当たりの水蒸気の量および酸素の量を測定し、この測定結果を実施例および比較例1〜3の測定結果で除算することで、容器本体の内表面にバリア被膜を形成しない場合と比較したバリア改良率、つまり表1のBIF(Barrier Improvement Factor)を算出した。なお、容器本体の内表面にバリア被膜が形成されない合成樹脂製容器における、容器本体を透過する1日当たりの水蒸気の量は0.0834g/day・本であり、容器本体を透過する1日当たりの酸素の量は0.030cc/day・本であった。 As for the synthetic resin container in which the barrier coating is not formed on the inner surface of the container main body, the amount of water vapor and oxygen per day that permeate the container main body is measured in the same manner as described above. By dividing by the measurement results of Examples 1 to 3, the barrier improvement rate compared with the case where no barrier coating was formed on the inner surface of the container body, that is, the BIF (Barrier Improvement Factor) in Table 1 was calculated. The amount of water vapor per day that permeates the container body in a synthetic resin container in which no barrier coating is formed on the inner surface of the container body is 0.0834 g / day · Oxygen per day that permeates the container body. The amount was 0.030 cc / day · book.
上記測定試験の結果を表1に示す。 The results of the measurement test are shown in Table 1.
表1に示す測定結果から、容器本体の内表面に設けられるバリア被膜が、酸素に対するバリア性が高い酸化ケイ素化合物膜と水蒸気に対するバリア性が高いシリコン酸窒化膜とを含んだ構成とされる実施例の合成樹脂製容器では、シリコン酸窒化膜が設けられない比較例1の合成樹脂製容器に比べて、水蒸気に対するバリア性が高くなることが解る。また、水蒸気のバリア性だけでなく、酸素に対するバリア性も高くなることが解る。 From the measurement results shown in Table 1, the barrier coating provided on the inner surface of the container body includes a silicon oxide compound film having a high barrier property against oxygen and a silicon oxynitride film having a high barrier property to water vapor. It can be seen that the example synthetic resin container has a higher barrier property against water vapor than the synthetic resin container of Comparative Example 1 in which the silicon oxynitride film is not provided. It can also be seen that not only the barrier property of water vapor but also the barrier property against oxygen is enhanced.
また、比較例2、3のように、ヘキサメチルジシラザン(HMDSN:(CH3)3−SiNH−Si(CH3)3)またはヘキサメチルジシロキサン(HMDSO:(CH3)3Si−O-Si(CH3)3)と、酸素および窒素を全て混ぜた混合ガスをプラズマ処理した構成の合成樹脂製容器では、実施例とは相違し、水蒸気に対するバリア性の向上効果が得られないことが解った。つまり、本発明の合成樹脂製容器の製造方法においては、酸化ケイ素化合物膜を形成した後、窒素ガスを用いてプラズマ処理することにより、酸化ケイ素化合物膜の内表面に所望の厚みのシリコン酸窒化膜を確実に形成することができるが、比較例2、3のように、ヘキサメチルジシラザン(HMDSN:(CH3)3−SiNH−Si(CH3)3)またはヘキサメチルジシロキサン(HMDSO:(CH3)3Si−O-Si(CH3)3)と、酸素および窒素を全て混ぜてプラズマ処理した場合では、バリア被膜は酸化ケイ素化合物膜およびシリコン酸窒化膜を有する構成とはならず、よって、水蒸気に対するバリア性の向上効果が得られないと考えられる。 Further, as in Comparative Examples 2 and 3, hexamethyldisilazane (HMDSN: (CH 3 ) 3 —SiNH—Si (CH 3 ) 3 ) or hexamethyldisiloxane (HMDSO: (CH 3 ) 3 Si—O— Unlike the example, the synthetic resin container having the plasma treatment of the mixed gas in which Si (CH 3 ) 3 ) and oxygen and nitrogen are all mixed may not have the effect of improving the barrier property against water vapor. I understand. That is, in the method for producing a synthetic resin container according to the present invention, a silicon oxide compound film having a desired thickness is formed on the inner surface of the silicon oxide compound film by forming a silicon oxide compound film and then performing a plasma treatment using nitrogen gas. Although a film can be reliably formed, as in Comparative Examples 2 and 3, hexamethyldisilazane (HMDSN: (CH 3 ) 3 —SiNH—Si (CH 3 ) 3 ) or hexamethyldisiloxane (HMDSO: When (CH 3 ) 3 Si—O—Si (CH 3 ) 3 ) is mixed with oxygen and nitrogen and plasma treatment is performed, the barrier coating does not have a silicon oxide compound film and a silicon oxynitride film. Therefore, it is considered that the effect of improving the barrier property against water vapor cannot be obtained.
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1 合成樹脂製容器
2 容器本体
2a 口部
2b 肩部
2c 胴部
2d 底部
3 バリア被膜
3a 有機ケイ素化合物膜
3b 酸化ケイ素化合物膜
3c シリコン酸窒化膜
10 外部電極
11 内部電極
12 プラズマ
13 窒素プラズマ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記バリア被膜が、
前記容器本体の内表面に形成された有機ケイ素化合物膜と、
前記有機ケイ素化合物膜の内表面に形成されたシリカ膜と、
前記シリカ膜の内表面に形成されたシリコン酸窒化膜とからなることを特徴とする合成樹脂製容器。 A synthetic resin container having a barrier coating on the inner surface of the container body,
The barrier coating is
An organosilicon compound film formed on the inner surface of the container body;
A silica film formed on the inner surface of the organosilicon compound film;
A synthetic resin container comprising a silicon oxynitride film formed on the inner surface of the silica film.
前記容器本体の内表面に、有機ケイ素化合物膜を形成する第1成膜工程と、
前記有機ケイ素化合物膜の内表面に、シリカ膜を形成する第2成膜工程と、
窒素を含んだプラズマにより前記シリカ膜の内表面を窒化処理して該シリカ膜の内表面にシリコン酸窒化膜を形成する第3成膜工程と、を有することを特徴とする合成樹脂製容器の製造方法。 A method for producing a synthetic resin container having a barrier coating on the inner surface of a container body,
A first film forming step of forming an organosilicon compound film on the inner surface of the container body;
A second film forming step of forming a silica film on the inner surface of the organosilicon compound film;
A third film forming step of nitriding the inner surface of the silica film with a plasma containing nitrogen to form a silicon oxynitride film on the inner surface of the silica film, Production method.
前記第2成膜工程が、前記容器本体内にヘキサメチルジシラザンと酸素とを含む混合ガスを供給してプラズマ処理する化学気相成長法により行われる、請求項3に記載の合成樹脂製容器の製造方法。 The first film forming step is performed by a chemical vapor deposition method in which a plasma treatment is performed by supplying a mixed gas containing hexamethyldisiloxane and oxygen into the container body,
4. The synthetic resin container according to claim 3, wherein the second film-forming step is performed by a chemical vapor deposition method in which a mixed gas containing hexamethyldisilazane and oxygen is supplied into the container body to perform plasma processing. Manufacturing method.
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