(57)【要約】【課題】本発明は、酸素や水蒸気等に対するガスバリア性に優れると共に、対衝撃性にも優れる多層構成のプラスチック容器の提供を目的とする。【解決手段】環状ポリオレフィンからなる中間層の一方の面に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以下のポリエチレンからなる内層が、他方の面にポリオレフィンからなる外層がそれぞれ設けてあるプラスチック積層部材の最内面にセラミック薄膜がさらに設けてなる積層容器部材により構成される、多層構成のプラスチック容器。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状ポリオレフィンからなる中間層の一方の面に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以下のポリエチレンからなる内層が、他方の面にポリオレフィンからなる外層がそれぞれ設けられているプラスチック積層部材の最内面にセラミック薄膜が設けられている積層容器部材により構成されていることを特徴とする多層プラスチック容器。
【請求項２】
前記外層は、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以上のポリエチレンからなることを特徴とする請求項１記載の多層プラスチック容器。
【請求項３】
前記環状ポリオレフィンからなる内層の厚さは、前記プラスチック積層部材の総厚の５％以上９０％以下であることを特徴とする請求項１または２記載の多層プラスチック容器。
【請求項４】
前記セラミック薄膜は、酸化珪素からなる薄膜であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多層プラスチック容器。
【請求項５】
前記セラミック薄膜は、ダイアモンドライクカーボンからなる薄膜であることを特徴とする請求項１及至３のいずれかに記載の多層プラスチック容器。
【請求項６】
前記セラミック薄膜は、ＣＶＤ蒸着法にて形成されていることを特徴とする請求項１及至５のいずれかに記載の多層プラスチック容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最内面にセラミック薄膜がコーティングされている多層プラスチック容器、特にガスバリア性と耐衝撃性に優れる多層プラスチック容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ここ最近、プラスチック容器は、その成形の容易性や軽量性、さらには低コストである点等の種々の特性から、食品分野や医薬品分野等の様々な分野において、包装容器として広く使用されている。しかしながら、プラスチック容器は、酸素や二酸化炭素、水蒸気のような低分子ガスを透過する性質や、低分子有機化合物が内部に吸着してしまうという性質、さらにはアセトアルデヒトのような成分が溶出するという性質、等々を有しており、容器として補わなければならない問題点が多々あった。
【０００３】
これらの諸問題を解決するためにいろいろな方策がとられているが、どれもが様々な問題を抱えており、上記諸問題を完全に解決することができていない。例えば、プラスチック容器のガス透過性を低減する方法として、複数のプラスチック材料を使用して積層構成の多層容器としたり、ブレンドされたプラスチック材料により容器を作製する方法等がある。しかし、これらの方法を用いると、ある程度まではガス透過性を低減することができるが、より高いバリア性を求める容器が満足するレベルまでにはガス透過性を低減することができていない。また、使用するプラスチック材料のコストも非常に高いものである。
【０００４】
一方、ここ近年、プラスチック容器にセラミック薄膜をコーティングする技術が種々開発されており、広く一般に利用されている。これらのほとんどは単一の材料からなるプラスチック成形品に成膜を行い、ガスバリア性を向上させているものである。この技術を利用し、比較的安価なプラスチック材料を用いて成形した容器の表面にセラミック薄膜をコーティングすることで、ガスバリア性に優れたプラスチック製容器を安価に得ることができる。しかし、使用するプラスチック材料によってはセラミック薄膜がコーティングできなかったり、たとえセラミック薄膜がコーティングできたとしても目的とするガスバリア性が確保できないといった問題を抱えていた。
【０００５】
例えばポリエチレン単体からなるブロー成形容器の内面にセラミック薄膜をコーティングした容器は、酸素バリア性を向上できるが、水蒸気透過度はせいぜい半減程度になるに止まり、容器内に収納されている内容物のライフサイクルを延ばすに足るガスバリア性を付与することができなかった（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
また、環状ポリオレフィンをブロー成形して得られる単層ブロー成形容器の最内面に、セラミック薄膜をコーティングした容器は、酸素と水蒸気の遮断性を共に高めることは出来るが、環状ポリオレフィンが耐衝撃性に劣るため、落下破損の危険が高く、実用性に乏しいものであった（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１５４５４５号公報
【特許文献２】
特開平８−２９１２２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の如き従来の問題点を解決するためになされたもので、酸素や水蒸気等に対するガスバリア性に優れると共に、対衝撃性にも優れる多層構成のプラスチック容器の提供を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を達成すべくなされ、請求項１記載に記載の発明は、環状ポリオレフィンからなる中間層の一方の面に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以下のポリエチレンからなる内層が、他方の面にポリオレフィンからなる外層がそれぞれ設けられているプラスチック積層部材の最内面にセラミック薄膜が設けられている積層容器部材により構成されていることを特徴とする多層プラスチック容器である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の多層プラスチック容器において、前記外層は、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以上のポリエチレンからなることを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の多層プラスチック容器において、前記環状ポリオレフィンからなる内層の厚さは、前記プラスチック積層部材の総厚の５％以上９０％以下であることを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の多層プラスチック容器において、前記セラミック薄膜は、酸化珪素からなる薄膜であることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項５記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の多層プラスチック容器において、前記セラミック薄膜は、ダイアモンドライクカーボンからなる薄膜であることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の多層プラスチック容器において、前記セラミック薄膜は、ＣＶＤ蒸着法にて形成されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照にして本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の多層プラスチック容器の一部断面構成説明図である。この多層プラスチック容器１は、環状ポリオレフィンからなる中間層３の一面に、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以下のポリエチレンからなる内層４が、他方の面にポリオレフィンからなる外層２がそれぞれ設けられ、かつ最内面にはセラミック薄膜５が設けられている積層容器部材で構成されている。
【００１６】
本発明においては、中間層３を構成するプラスチックとしては水蒸気遮断性に優れる環状ポリオレフィンを使用し、外層２を構成するプラスチックとしては耐衝撃性が環状ポリオレフィンよりも遙かに良好なポリエチレンあるいはポリプロピレンといった、ポリオレフィンを使用し、さらに環状ポリオレフィンからなる中間層３のもう一方の面に設ける内層４を構成するプラスチックとしては、酸素バリア性は若干劣るものの薄膜形成性が良好なポリエチレン、特にその密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以下のポリエチレンを使用し、さらに中間層３を外層２と内層４とで挟みつける積層構成とすることにより、プラスチック容器１に酸素と水蒸気等に対する優れた遮断性と、優れた耐衝撃性とを共に付与することを可能とする。本発明の多層プラスチック容器１はその最内層にセラミック薄膜５が設けてあるので、そのガスバリア性は一段と優れたものとなる。
【００１７】
ここで、環状ポリオレフィンからなる中間層３を容器表面に出さない理由は、この中間層３は水蒸気遮断性には優れるものの耐衝撃性には課題があるためである。本発明では、上述したように、この中間層３をポリオレフィンからなる外層２と密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以下のポリエチレンからなる内層４とで挟みつけた３層構成のプラスチック積層部材とすることで、この中間層３を保護しつつ、各層が互いの弱点を補完しあいながら、全体で高いガスバリア性と耐衝撃性とを発現するようにしている。
【００１８】
特に、内層４を構成するポリエチレンの密度を０．９３５ｇ／ｃｍ3以下としたのは、内面をより平滑にすることで表面積を小さくし、かつ、厚さの均一な層を形成できるからである。因みに、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3より高いポリエチレンを内層４を構成するプラスチックとして使用すると、膜厚にムラ生じてしまい、酸素遮断性が大きく低下してしまう。
また、外層２を構成するプラスチック材料をポリオレフィンとしたのは、主として耐衝撃性を向上させるためであるが、中でも、密度が０．９３５ｇ／ｃｍ3以上のポリエチレンを選択すると、酸素バリア性が一段と向上するので好ましい。
【００１９】
一方、外層２を構成するポリオレフィンは、低温での耐衝撃性の発現と環状ポリオレフィンからなる中間層３との接着性を考慮すると、ポリエチレンとすることが好ましい。その中でも、酸素遮断性をも考慮すると酸素遮断性が高い高密度ポリエチレンがより好ましい。
【００２０】
また、環状ポリオレフィンからなる中間層３の厚さは、薄すぎると水蒸気遮断性の効果が表れないし、厚すぎると耐衝撃性が低下する。そこで、中間層３の層比は、プラスチック積層材料の総厚の５％から９０％の間にあることが望ましい。
【００２１】
本発明の多層プラスチック容器１は、通常使われているブロー成形、射出成形、ラミネート等の手法により上記プラスチック積層部材からなる容器をまず作製し、次いでこの容器の最内面に酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン等のセラミックからなるセラミック薄膜をコーティングして得られる。
セラミック薄膜のコーティング方法としては、３次元形態のプラスチック容器表面に均一にセラミック薄膜をコーティングすることができることから、プラズマＣＶＤ法を用いることが望ましい。その他にも、蒸着法、スパッタリング法等を用いることもできる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００２３】
<実施例１>
環状ポリオレフィンを中間層に、高密度ポリエチレン樹脂（密度０．９５５ｇ／ｃｍ3）を外層に、低密度ポリエチレン樹脂（密度０．９２０ｇ／ｃｍ3）を内層にそれぞれ配して３層構成のプラスチック積層部材からなるプラスチック容器をブロー成形により作製した。容器容量は５００ｍｌ、容器重量は４０ｇであった。また、外層と中間層と内層の厚さは比率で外層から順に、８０：１０：１０であった。
次に、この容器の内層上に膜厚約４０ｎｍの酸化珪素薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、セラミック薄膜を最内層として設け、実施例１に係るプラスチック容器を得た。
【００２４】
得られた多層プラスチック容器のバリア性と耐衝撃性のデータを表１に示す。
酸素透過速度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６に記載された等圧法により測定した。また、水蒸気透過速度はＪＩＳ  Ｚ  ０２０８に記載されたカップ法により測定した。そして、耐衝撃性は、５００ｍｌの水を入れたプラスチック容器を１ｍの高さからコンクリート床に１０回、常温中で落下させた時の破損状態の有無で判断した。評価本数は３本で行った。
【００２５】
<実施例２>
まず、プラスチック構成部材の各層の樹脂組成と容器の形状、容量は実施例１と同様とし、各層の厚さは比率で外層から順に、６０：３０：１０とし、ブロー成形によりプラスチック容器を成形した。次に、この容器の内面に膜厚約４０ｎｍの酸化珪素薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、最内層にセラミック薄膜を設け、実施例２に係る多層プラスチック容器を得た。
得られた多層プラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００２６】
<実施例３>
まず、プラスチック構成部材の各層の樹脂組成と容器の形状、容量は実施例１と同様とし、各層の厚さは比率で外層から順に、３０：６０：１０とし、ブロー成形によりプラスチック容器を成形した。次に、この容器の内面に膜厚約４０ｎｍの酸化珪素薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、最内層にセラミック薄膜を設け、実施例３に係る多層プラスチック容器を得た。
得られた多層プラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００２７】
<実施例４>
まず、プラスチック構成部材の各層の樹脂組成と容器の形状、容量は実施例１と同様とし、各層の厚さは比率で外層から順に、５：８５：１０とし、ブロー成形によりプラスチック容器を成形した。次に、この容器の内面に膜厚約４０ｎｍの酸化珪素薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、最内層にセラミック薄膜を設け、実施例４に係る多層プラスチック容器を得た。
得られた多層プラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００２８】
<実施例５>
まず、プラスチック構成部材の各層の樹脂組成と容器の形状、容量は実施例１と同様とし、各層の厚さは比率で外層から順に、６０：３０：１０とし、ブロー成形によりプラスチック容器を成形した。次に、この容器の内面に膜厚約５０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、最内層にセラミック薄膜を設け、実施例３に係る多層プラスチック容器を得た。
得られた多層プラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００２９】
<実施例６>
環状ポリオレフィンを中間層に、ランダムタイプのポリプロピレンを外層に、低密度ポリエチレン樹脂（密度０．９２０ｇ／ｃｍ3）を内層にそれぞれ配して３層構成のプラスチック積層部材からなるプラスチック容器をブロー成形により作製した。容器容量、容器重量は実施例１と同様に設定した。また、外層と中間層と内層の厚さは比率で外層から順に、８０：１０：１０であった。
次に、この容器の内層上に膜厚約４０ｎｍの酸化珪素薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、セラミック薄膜を最内層として設け、実施例６に係る多層プラスチック容器を得た。
得られた多層プラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００３０】
<比較例１>
環状ポリオレフィンからなる中間層と酸化珪素からなるセラミック薄膜を設けなかった以外は実施例１と同様な条件にて、比較例１に係るプラスチック容器を得た。外層と内層の厚さは、比率で９０：１０であった。
得られたプラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００３１】
<比較例２>
まず、プラスチック構成部材の各層の樹脂組成と容器の形状、容量は実施例１と同様とし、各層の厚さは比率で外層から順に、８９：１：１０とし、ブロー成形によりプラスチック容器を成形した。次に、この容器の内面に膜厚約４０ｎｍの酸化珪素薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、最内層にセラミック薄膜を設け、比較例２に係るプラスチック容器を得た。
得られたプラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００３２】
<比較例３>
まず、プラスチック構成部材の各層の樹脂組成と容器の形状、容量は実施例１と同様とし、各層の層厚は比率で外層から順に、３：９５：２とし、ブロー成形によりプラスチック容器を成形した。次に、この容器の内面に膜厚約４０ｎｍの酸化珪素薄膜をプラズマＣＶＤ法を用いてコーティングし、最内層にセラミック薄膜を設け、比較例３に係るプラスチック容器を得た。
得られたプラスチック容器に対して、実施例１と同様の方法で酸素バリア性と耐衝撃性の評価を行った。データを表１に示す。
【００３３】
【表１】
2004203417.tif 000003
【００３４】
【発明の効果】
本発明の多層プラスチック容器は、以上のような構成であるので、ガスバリア性と耐衝撃性が共に優れており、しかも容易に安価に得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層プラスチック容器の一例を示す一部断面構成説明図である。
【符号の説明】
１・・・多層プラスチック容器
２・・・外側
３・・・中間層
４・・・内層
５・・・セラミック薄膜
【図１】
2004203417.tif 000004