KR20060127242A - 높은 가스 배리어성을 갖는 합성 수지제 용기 - Google Patents

Abstract

용기 본체의 내표면 및/또는 외표면에 가스 배리어성이 높은 피막(2)을 갖는 합성 수지제 용기에 있어서, 상기 피막(2)은 용기 본체 표면에 위치하고 질소, 규소, 탄소, 수소 및 산소를 함유하는 유기계 규소 화합물 층(2a)과, 산화 규소 화합물을 주성분으로 하는 산화 규소 화합물 층(2b)으로 구성된다.

피막, 산화 규소 화합물 층, 유기계 규소 화합물 층

Description

높은 가스 배리어성을 갖는 합성 수지제 용기{SYNTHETIC RESIN CONTAINER WITH HIGH GAS BARRIER PERFORMANCE}

본 발명은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트제 병, 소위 PET 병으로 대표되는 합성 수지제 용기에 관한 것으로, 용기로의 가스의 투과, 특히 산소 가스, 이산화 탄소 가스의 투과를 방지하여, 용기 내용물의 품질의 안정 유지를 도모하기 위한 것이다.

최근, 청량 음료, 알코올 음료, 식용 기름, 간장 등을 넣는 용기로서 폐기, 반송, 리사이클 등에서 취급이 용이하므로 합성 수지제 블로우 용기가 많이 사용되고 있다. 이러한 종류의 용기는, 유리로 만든 용기와 비교하여 산소 가스 또는 탄소 가스가 용기를 투과하는 것을 피할 수 없어서, 용기 내용물의 품질을 유지할 수 있는, 소위, 저장 수명이 짧다는 결점이 있었다.

이러한 문제에 대처하는 기술로서, 예를 들어, 일본 특개 JP-A-2000-109076호 공보에는, 용기 내면에 증착 또는 스퍼터링에 의해 가스 배리어성이 높은 피막(SiO_x)을 코팅한 용기가 제안되고, 이 외에도, 규소, 탄소, 및 산소를 포함하고, 용기 본체 표면에 위치한 화합물 막과, 이 화합물 막의 표면에 위에 위치한 산화 규소 화합물의 2층 막을 갖는 용기 등이 제안되어 있다. 이러한 용기는 코팅을 실시하지 않은 용기와 비교하여 산소 배리어성(PET 병의 산소 배리어성)을 몇 배 이상 향상시킬 수 있어, 내용물의 품질을 안정 유지하는 것이 가능하게 된다고 하고 있지만, 최근에는, 더욱 오랜 기간 동안 안정한 유지를 실현하기 위해, 가스 배리어성을 더욱 향상시키는 것이 요구되었다.

[발명의 개시]

따라서, 본 발명의 과제는, 보다 높은 가스 배리어성을 갖는 신규한 합성 수시제 용기를 제안하는 것이다.

본 발명은, 용기 본체의 내표면 또는 외표면 중 적어도 한 면에, 가스 배리어성이 높은 피막을 갖는 합성 수지제 용기이고, 적어도 상기 피막은, 용기 본체의 표면에 위치하는 질소, 규소, 탄소, 수소 및 산소를 포함하는 유기계 규소 화합물 층과, 이 유기계 규소 화합물 층의 표면에 위치하는 산화 규소 화합물을 주성분으로 하는 산화 규소 화합물 층으로 되는 것을 특징으로 하는, 높은 배리어성을 갖는 합성 수지제 용기이다.

본 발명에 의하면, 용기 본체의 표면(내외면)에, 피막의 제 1층으로 질소를 함유한 유기계 규소 화합물 층을 위치시키고, 이 유기계 규소 화합물 층의 표면 위에 제 2층으로 산화 규소 화합물을 주성분으로 하는 산화 규소 화합물 층을 성막시킴으로, 두 종류의 막의 상승 효과에 의해 통해 가스 배리어성이 현저하게 개선되는 것이다.

상기 구성을 갖는 용기에서, 유기계 규소 화합물 층 및/또는 산화 규소 화합 물 층은 증착막으로 하는 것이 바람직하고, 그 굴절률은 1.3 ~ 1.6의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.

이하, 도면을 이용하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 합성 수지제 용기의 요부(要部) 단면도.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

도 1은, 이축 연신 블로우 성형에 의해 성형된 PET 병의 요부를 나타내고, 참조 숫자 1은 용기 본체를 구성하는 벽부, 2는 벽부(1)에 설치되어 용기 내 또는 외로 가스(특히, 산소 가스나 탄산 가스 등)의 투과를 방지하는 배리어성이 높은 피막이다.

피막(2)은 질소, 규소, 탄소, 수소 및 산소를 포함하고, 용기 본체(1)의 외표면에 위치한 유기계 규소 화합물 층(2a)과, 그 유기계 규소 화합물 층(2a)의 표면에 위치하고, 산화 규소 화합물을 주성분으로 하는 산화 규소 화합물 층(2b)으로 이루어진다.

상기 피막(2)을 구성하는 층 중, 유기계 규소 화합물 층(2a)에 대해서는 그 층을 형성할 때 불활성 가스(Ar 등의 희유 가스) 대신에 질소 가스를 첨가해서 그 화합물 층(2a)을, 질소, 규소, 탄소, 수소 및 산소를 포함한 층으로 함으로써, 가스 배리어성이 더욱 향상된 배리어 용기가 된다.

본 명세서에서, 규소, 탄소 및 산소를 포함하는 종래의 유기계 규소 화합물 층은 그 층 자체로는 가스 배리어성을 거의 나타내지 않고, 본 발명의 유기계 규소 화합물 층(2a)에 관해서도 상기 종래의 유기계 규소 화합물 층과 마찬가지로, 이 점에 대해서 큰 차이는 보이지 않는다.

그러나, 종래 유기계 규소 화합물 층의 표면에 가스 배리어성을 갖는 화합물 층(산화 규소를 주성분으로 하는 것)을 성막했을 경우에는, 그 화합물 층이 원래 갖는 가스 배리어성을 단지 나타낼 뿐이고, 본 발명에 있어서 얻을 수 있는 것 같은 두 종류의 막의 상승 효과에 의한 가스 배리어성의 현저한 개선은 기대할 수 없다.

실시예

PET 병의 표면에 고주파 펄스를 사용한 플라즈마 CVD 법에 의해 피막을 형성하여 상기 PET 병의 산소 배리어성(산소 투과성과 수분 투습도)에 대해서 조사를 행했다. 그 결과는 표 1, 2에 각각 나타낸다. 또한, 플라즈마 CVD에서 펄스 방전 조건은, 온:0.1초, 오프:0.1초이다.

표 1은, 유기계 규소 화합물 층 형성시 Ar 가스를 사용했을 경우의 결과를 나타내고, 표 2는 유기계 규소 화합물 층 형성시 질소 가스를 사용했을 경우의 결과를 나타낸다. 표 1, 2에서, "DEPO"는 방전 시간(예를 들면, 8은 8초 동안의 펄스 방전을 의미함)이고, "HMDSO"는 헥사메틸-디실록산이며, 가스 유량의 "sccm"은 0℃, 1기압 상태에서 1분 동안 흐르는 가스량(cc)이다.

또한, "원료 가스의 조성비"는 HMDSO, 산소, 질소, 아르곤 등의 가스가 혼합된 상태의 비이고, "투습도 40℃-75% RH"는 보관 환경의 온도와 상대 습도이며, "BlF"는 미성막 물품과 비교한 배리어 개량율(barrier improvement factor)이다.

표 1, 2에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 용기(표 2의 2층 성막)에 있어서는, Ar 가스를 첨가해서 유기계 규소 화합물 층을 성막한 용기(표 1의 2층 성막)와 비교해서 산소 배리어성(BIF 값)이 약 1.3배, 또한, 수분 배리어성(투습도, BIF 값)이 약 1.2배 향상하고 있어, PET 병 단체의 용기나, 산화 규소 화합물을 주성분으로 하는 층만을 성막한 PET 병보다도 산소 배리어성과 수분 배리어성이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

상기한 바로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 보다 높은 가스 배리어성을 갖고, 내용물의 보존성이 뛰어난 합성 수지제 용기를 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 용기 본체의 내표면 또는 외표면 중 적어도 한 면에, 가스 배리어성이 높은 피막을 갖는 합성 수지제 용기로서,

   적어도 상기 피막은, 용기 본체의 표면에 위치하는 질소, 규소, 탄소, 수소 및 산소를 포함하는 유기계 규소 화합물 층과, 상기 유기계 규소 화합물 층의 표면에 위치하는, 산화 규소 화합물을 주성분으로 하는 산화 규소 화합물 층으로 되는 것을 특징으로 하는, 높은 가스 배리어성을 갖는 합성 수지제 용기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유기계 규소 화합물 층 및/또는 산화 규소 화합물 층이 증착막인, 합성 수지제 용기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 유기계 규소 화합물 층 및/또는 산화 규소 화합물 층의 굴절률이 1.3 ~ 1.6의 범위인, 합성 수지제 용기.

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