(57)【要約】【課題】  被塗布物に対して吹き付けによって強固で、かつムラなく均一なバリアー膜をローコストに形成可能なバリアー膜形成方法およびバリアー膜形成装置を提供する。【解決手段】  噴射部１２は、例えば２つのスプレー装置２５，２６を備えている。スプレー装置２５，２６は、それぞれ供給タンク２５ａ，２６ａと、この供給タンク２５ａ，２６ａから延びるスプレーガン２５ｂ，２６ｂとを有する。供給タンク２５ａには、バリアー膜を形成するためのバリアー剤２５ｃが、また供給タンク２６ａには、バリアー膜を被塗布物２に定着させるバインダー剤２６ｃがそれぞれ収容され、スプレーガン２５ｂ，２６ｂから被塗布物２に向けてそれぞれ噴射される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物の一領域に向けられた少なくとも２本以上のスプレーガンを有し、前記被塗布物の表面にバリアー膜を形成するためのバリアー性を有する液体、前記バリアー膜を前記被塗布物に定着させるためのバインダー性を有する液体、あるいはバリアー性とバインダー性とを有する液体を任意の組み合わせで２本以上の前記スプレーガンから前記被塗布物の一領域に向けて噴射し、前記被塗布物の表面で前記液体を混合しつつ前記被塗布物に塗布して前記バリアー膜を形成する工程とを備えたことを特徴とするバリアー膜形成方法。
【請求項２】
前記被塗布物をマイナスイオン環境下に曝露する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のバリアー膜形成方法。
【請求項３】
前記被塗布物にプラズマ処理を行う工程を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のバリアー膜形成方法。
【請求項４】
前記バリアー性を有する液体また前記はバインダー性を有する液体、あるいは前記バリアー性とバインダー性とを有する液体のクラスターの細分化を図る工程を噴射前または噴射途上に更に備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のバリアー膜形成方法。
【請求項５】
前記バリアー性を有する液体また前記はバインダー性を有する液体、あるいは前記バリアー性とバインダー性とを有する液体のクラスターの細分化を図る工程は、マイクロウェーブの照射、または磁場の印加であることを特徴とする請求項４に記載のバリアー膜形成方法。
【請求項６】
前記被塗布物に前記バリアー膜を形成後、マイクロウェーブを照射して乾燥する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のバリアー膜形成方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載のバリアー膜形成方法により表面にバリアー膜を形成したことを特徴とする樹脂容器。
【請求項８】
被塗布物の一領域に向けられた少なくとも２本以上のスプレーガンを有し、前記被塗布物の表面にバリアー膜を形成するためのバリアー性を有する液体、前記バリアー膜を前記被塗布物に定着させるためのバインダー性を有する液体、あるいはバリアー性とバインダー性とを有する液体を任意の組み合わせで２本以上の前記スプレーガンから前記被塗布物の一領域に向けて噴射し、前記被塗布物の表面で前記液体を混合しつつ前記被塗布物に塗布して前記被塗布物に前記バリアー膜を形成する噴射部を備えたことを特徴とするバリアー膜形成装置。
【請求項９】
前記被塗布物をマイナスイオン環境下に曝露してプラズマ処理を行うプラズマ処理部を更に備えたことを特徴とする請求項８に記載のバリアー膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂等の被塗布物の表面にバリアー膜を形成するためのバリアー膜形成方法およびバリアー膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、洗剤や飲料などを収容する樹脂製の容器は、樹脂層を介した容器の内外でガス（気体）の透過を阻止して、収容物を酸化などの変質から保護するために、容器の外面にバリアー膜（ガスバリア材）が形成されているものが多い。こうした樹脂容器のバリアー膜は、従来、ラミネート、印刷等の方法より樹脂容器に形成する方法が知られている。また、こうしたラミネート、印刷などより更に均一なバリアー膜を効率的に得るために、水溶性のバリアー膜を樹脂容器の外面に形成する方法が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような、ラミネート、印刷などの従来のバリアー膜形成方法では、樹脂容器が高い温度に曝されたりして変形する懸念や、製造コストが高くなるといった課題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、被塗布物に対して吹き付けによって強固で、かつムラなく均一なバリアー膜をローコストに形成可能なバリアー膜形成方法およびバリアー膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被塗布物の一領域に向けられた少なくとも２本以上のスプレーガンを有し、前記被塗布物の表面にバリアー膜を形成するためのバリアー性を有する液体、前記バリアー膜を前記被塗布物に定着させるためのバインダー性を有する液体、あるいはバリアー性とバインダー性とを有する液体を任意の組み合わせで２本以上の前記スプレーガンから前記被塗布物の一領域に向けて噴射し、前記被塗布物の表面で前記液体を混合しつつ前記被塗布物に塗布して前記バリアー膜を形成する工程とを備えたことを特徴とするバリアー膜形成方法が提供される。
【０００６】
前記被塗布物をマイナスイオン環境下に曝露する工程を更に備えていてもよい。また、前記被塗布物にプラズマ処理を行う工程を更に備えているのも好ましい。前記バリアー剤または前記バインダー剤あるいはその両方のクラスターの細分化を図る工程を噴射前または噴射途上に更に備えていてもよい。前記バリアー剤または前記バインダー剤あるいはその両方のクラスターの細分化を図る工程は、マイクロウェーブの照射、または磁場の印加であればよい。前記被塗布物に前記バリアー膜を形成後、マイクロウェーブを照射して乾燥する工程を更に備えていてもよい。
【０００７】
また、本発明によれば、上述したバリアー膜形成方法により表面にバリアー膜を形成したことを特徴とする樹脂容器が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、被塗布物の一領域に向けられた少なくとも２本以上のスプレーガンを有し、前記被塗布物の表面にバリアー膜を形成するためのバリアー性を有する液体、前記バリアー膜を前記被塗布物に定着させるためのバインダー性を有する液体、あるいはバリアー性とバインダー性とを有する液体を任意の組み合わせで２本以上の前記スプレーガンから前記被塗布物の一領域に向けて噴射し、前記被塗布物の表面で前記液体を混合しつつ前記被塗布物に塗布して前記被塗布物に前記バリアー膜を形成する噴射部を備えたことを特徴とするバリアー膜形成装置が提供される。前記被塗布物をマイナスイオン環境下に曝露してプラズマ処理を行うプラズマ処理部を更に備えていても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明によれば、複数のスプレーガンからそれぞれバリアー剤やバインダー剤などを別々に噴射し、被塗布物の表面に付着する直前で混合させることによって、従来の噴射によるバリアー膜の形成では採用できなかったバリアー剤やバインダー剤などの組み合わせが採用できるようになる。これによって、従来のバリアー膜よりもガスバリアー性や耐久性に優れたバリアー膜を噴射塗布によって形成できるようになる。
【００１０】
また、被塗布物の表面にプラズマ処理を施す際に、被塗布物をマイナスイオンの多い環境下におくことによって、従来のプラズマ処理と比較して、被塗布物の表面の濡れ性を大幅に高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を交えて説明する。図１は、本発明のバリアー膜形成方法に使用されるバリアー膜形成装置を示す説明図である。バリアー膜形成装置１は、プラズマ処理部１１と噴射部１２および乾燥部１３とを備えている。プラズマ処理部１１は、例えばコロナ放電装置２１とマイナスイオン発生装置２２とから構成されている。コロナ放電装置２１は、放電によってプラズマ状態をつくり出し、被塗布物（樹脂容器）２の表面にプラズマ処理を施すものである。被塗布物（樹脂容器）２としては、例えば、洗剤向け容器などの樹脂容器が例示される。
【００１２】
マイナスイオン発生装置２２は、プラズマ処理部１１内の空気をマイナスイオン雰囲気にするものであり、コロナ放電装置２１によって被塗布物２の表面にプラズマ処理を施す際に被塗布物２をマイナスイオン環境下におく役割を果たす。
【００１３】
被塗布物２の表面にプラズマ処理を施す際に、被塗布物２をマイナスイオンの多い環境下におくことによって、従来のプラズマ処理と比較して、被塗布物２の表面の濡れ性を大幅に高めることが可能となる。なお、こうした被塗布物２をマイナスイオン環境に曝すマイナスイオン発生装置２２は、コロナ放電装置２１などのプラズマ処理装置で被塗布物２の表面プラズマ処理を行う前に、前処理として予め被塗布物２をマイナスイオン環境に曝したうえで、プラズマ処理を行う構成であっても良い。
【００１４】
噴射部１２は、例えば２つのスプレー装置２５，２６を備えている。スプレー装置２５，２６は、それぞれ供給タンク２５ａ，２６ａと、この供給タンク２５ａ，２６ａから延びるスプレーガン２５ｂ，２６ｂとを有する。組み合わせの一例として、供給タンク２５ａには、バリアー膜を形成するためバリアー性を有する液体（以下、バリアー剤と称する）２５ｃが、また供給タンク２６ａには、バリアー膜を被塗布物２に定着させるバインダー性を有する液体（以下、バインダー剤と称する）２６ｃがそれぞれ収容され、スプレーガン２５ｂ，２６ｂから被塗布物２に向けてそれぞれ噴射される。
【００１５】
スプレーガン２５ｂ，２６ｂと供給タンク２５ａ，２６ａとの流路の途上には、磁場発生器２７が設けられている。磁場発生器２７は、例えば永久磁石から構成されれば良い。こうした磁場発生器２７は、供給タンク２５ａからスプレーガン２５ｂに供給されるバリアー剤２５ｃや、供給タンク２６ａからスプレーガン２６ｂに供給されるバインダー剤２６ｃに対して磁場を印加し、バリアー剤２５ｃやバインダー剤２６ｃの分子集合体であるクラスターを細分化させる。このようにクラスターを細分化させることにより、バリアー剤２５ｃやバインダー剤２６ｃが活性化され、被塗布物２に円滑に塗布される。
【００１６】
図２に示すように、スプレーガン２５ｂ，２６ｂは、互いに所定の角度で向き合い、被塗布物２の表面の一点に向けて交差するように配置される。これにより、スプレーガン２５ｂから噴射されたバリアー剤２５ｃと、スプレーガン２６ｂから噴射されたバインダー剤２６ｃとは、被塗布物２の表面に付着する直前でぶつかり合い、さらに微細な霧となって混合されてから被塗布物２の表面に塗布される。
【００１７】
このように、２本のスプレーガン２５ｂ，２６ｂからそれぞれバリアー剤２５ｃとバインダー剤２６ｃとを別々に噴射し、被塗布物２の表面に付着する直前で混合させてから塗布することにより、従来はその組み合わせが限られていたバリアー剤２５ｃとバインダー剤２６ｃを自由に選択することが可能になる。
【００１８】
即ち、従来はバリアー剤とバインダー剤とを予め混合した混合液を１本のスプレーガンで被塗布物に塗布していたため、バリアー剤とバインダー剤とを混合したときに、固化したり、反応して変質するもの同士の組み合わせが採用できず、混合した際に固化したり、互いに反応しないバリアー剤とバインダー剤との組み合わせは極めて限られていた。
【００１９】
しかし、本発明のように、２本のスプレーガン２５ｂ，２６ｂからそれぞれバリアー剤２５ｃとバインダー剤２６ｃとを別々に噴射し、被塗布物２の表面に付着する直前で混合させることによって、従来の噴射によるバリアー膜の形成では採用できなかったバリアー剤とバインダー剤との組み合わせが採用できるようになる。これによって、従来のバリアー膜よりもガスバリアー性や耐久性に優れたバリアー膜を噴射塗布によって形成できるようになる。
【００２０】
こうしたスプレーガンは、本実施例のように２本備える例以外にも、３本以上、複数本形成されていても良い。また、それぞれの供給タンクには、バリアー性とバインダー性とを兼ね備えた液体と、バインダー性と有する液体との組み合わせや、バリアー膜を保護する表面コート剤含む液体との組み合わせなど、被塗布物にバリアー膜を形成する各種溶液の任意な組み合わせが採用されれば良く、本実施形態に例示した組み合わせに限定されるものではない。
【００２１】
噴射部１２には、被塗布物２を回転させつつスプレーガン２５ｂ，２６ｂの前面を通過させるワーク転動装置２８が備えられているのが好ましい。こうしたワーク転動装置２８によって、被塗布物２は回転しつつスプレーガン２５ｂ，２６ｂの前を通過し、バリアー剤２５ｃとバインダー剤２６ｃとの混合物が被塗布物２の表面全体にムラなく塗布される。
【００２２】
バリアー剤２５ｃとバインダー剤２６ｃとは、供給タンク２５ａ，２６ａに収容される前に予めマイクロウェーブ装置２９でマイクロウェーブを照射しておくのが好ましい。マイクロウェーブ装置２９で予めバリアー剤２５ｃとバインダー剤２６ｃにマイクロウェーブを照射することにより、バリアー剤２５ｃやバインダー剤２６ｃの分子集合体であるクラスターをより細分化させることができる。前述した磁場発生器２７によるクラスターの細分化作用と相俟って、バリアー剤２５ｃやバインダー剤２６ｃをより活性化して、被塗布物２に円滑に塗布することができる。
【００２３】
図３に示すように、乾燥部１３は、送風装置３１と、マイクロウェーブ装置３２とを備えている。送風装置３１は、表面にバリアー膜が塗布形成された被塗布物２に向けて、例えば室温の風など、１００℃以下の風を当てる。また、マイクロウェーブ装置３２は、送風装置３１を経た被塗布物２に向けてマイクロウェーブを照射し、塗布形成されたバリアー膜の内面の水分を効率よく蒸発させる。
【００２４】
このように、乾燥部１３を送風装置３１とマイクロウェーブ装置３２との組み合わせで形成することによって、従来のような高温の熱風によって被塗布物２を乾燥させる場合と比べて、被塗布物２の温度を極端に上昇させることなく、バリアー膜の水分を効率よく短時間で乾燥する。こうした被塗布物２の一例である樹脂容器は熱可塑性樹脂が殆どであり、容器の材質、肉厚等の組み合わせによっては、バリアー膜を乾燥させる場合の熱管理が大変重要で、樹脂容器の熱変形を防ぐために個々の樹脂容器別に乾燥条件(設備を含む)を実験的に確立する必要があった。しかし、本発明のように、マイクロウェーブ装置を使用することで、バリアー膜内部の水分も効率よく蒸発させ、短時間で被塗布物２を変形させること無く乾燥して、表面に強固なバリアー膜を連続して形成する事が可能になる。
【００２５】
次に、上述したような構成のバリアー膜形成装置を用いた、本発明のバリアー膜形成方法について説明する。本発明のバリアー膜形成方法は、例えば、熱可塑性の樹脂容器などにガスバリアー性を付与するためのバリアー膜を噴射塗布によって形成するために好適に用いることができる。
【００２６】
（１）濡れ性向上工程
本発明のバリアー膜形成方法によってバリアー膜を形成する被塗布物２は、マイナスイオン発生装置２２でマイナスイオン雰囲気に曝された上で、コロナ放電装置２１によって被塗布物２の表面にプラズマ処理が施される。被塗布物２をマイナスイオンの多い環境下においたうえでプラズマ処理を施された被塗布物２の表面は、濡れ性が大幅に高められる。
【００２７】
（２）塗布工程
前工程で表面の濡れ性が大幅に高められた被塗布物２は、ワーク転動装置２８によっては回転しつつスプレーガン２５ｂ，２６ｂの前を通過する。ここで、互いに所定の角度で向き合ったスプレーガン２５ｂ，２６ｂからそれぞれ微細な霧となって噴射されたバリアー性を有する液体（バリアー剤）２５ｃとバインダー性を有する液体（バインダー剤）２６ｃとが、被塗布物２の表面に付着する直前でぶつかり合って、更に極めて微細な霧となって混合され、被塗布物２の表面に塗布される。
【００２８】
バリアー剤２５ｃとバインダー剤２６ｃとは、予めマイクロウェーブ装置２９でマイクロウェーブを照射されてクラスターが細分化され、さらに噴射直前に磁場発生器２７によってさらにクラスターが細分化され、これによって活性化されたバリアー剤２５ｃやバインダー剤２６ｃが被塗布物２の表面で混合されて被塗布物２にバリアー膜が円滑に塗布される。
【００２９】
（３）乾燥工程
表面にバリアー膜が形成された被塗布物２は、図３に示すように、送風装置３１によって、例えば室温の風など、１００℃以下の風に曝されて表面部分が乾燥され、その後、マイクロウェーブ装置３２によってマイクロウェーブが照射され、バリアー膜の内面の水分を効率よく蒸発させる。これにより、被塗布物２の温度を極端に上昇させることなく、バリアー膜の水分を効率よく短時間で乾燥する。被塗布物２の表面にはガスバリアー性に優れた強固なバリアー膜が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明のバリアー膜形成装置を示す説明図である。
【図２】図２は、スプレーガンを示す断面図である。
【図３】図３は、乾燥部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  バリアー膜形成装置
２  被塗布物（樹脂容器）
１１  プラズマ処理部
１２  噴射部
１３  乾燥部
２２  マイナスイオン発生装置
２５ｂ，２６ｂ  スプレーガン
２５ｃ  バリアー剤（バリアー性を有する液体）
２６ｃ  バインダー剤（バインダー性を有する液体）
２７  磁場発生器
２９，３２  マイクロウェーブ装置
【図１】
2006007059.tif 000003
【図２】
2006007059.tif 000004
【図３】
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