(57)【要約】【課題】本発明は、炭素含有ケイ素酸化物薄膜をコーティングしたバリア性プラスチック容器において、バリア性を維持したまま、炭素含有ケイ素酸化物薄膜と樹脂層との密着性を向上させたバリア性プラスチック容器を提供することを目的とする。【解決手段】炭素含有ケイ素酸化物薄膜がコーティングされているプラスチック容器であり、該炭素含有ケイ素酸化物の組成式がＳｉＯｘＣｙ（但し、組成式中のｘは１．８から２．２の範囲内であり、ｙは０．３５から０．５０の範囲内にある）で表せることを特徴とするバリア性プラスチック容器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有ケイ素酸化物薄膜がコーティングされているプラスチック容器であり、該炭素含有ケイ素酸化物の組成式がＳｉＯｘＣｙ（但し、組成式中のｘは１．８から２．２の範囲内であり、ｙは０．３５から０．５０の範囲内にある）で表せることを特徴とするバリア性プラスチック容器。
【請求項２】
炭素含有ケイ素酸化物薄膜がコーティングされているプラスチック容器であり、該炭素含有ケイ素酸化物の組成式がＳｉＯｘＣｙ（但し、組成式中のｘは１．８から２．２の範囲内であり、ｙは０．４２から０．４８の範囲内にある）で表せることを特徴とするバリア性プラスチック容器。
【請求項３】
前記炭素含有ケイ素酸化物薄膜が、有機シリコン酸化物と不活性ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によりコーティングされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバリア性プラスチック容器。
【請求項４】
前記炭素含有ケイ素酸化物薄膜の膜厚が、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバリア性プラスチック容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素含有ケイ素酸化物薄膜を積層したプラスチック容器に係わり、さらに詳細には、炭素含有ケイ素酸化物薄膜と樹脂層との密着性が優れたバリア性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付着してしまうという性質、アセトアルデヒドの様な溶出成分があるという性質を有しており、容器として補わなければならない面があった。
【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、どれも様々な問題を抱えており、完全に解決することが出来ていない。例えば、プラスチック容器のガス透過性を低減する方法の１つとして複数のプラスチック材料を積層したり、ブレンドしたりする方法がある。これらの方法を用いると、ある程度までガス透過性を低減することが出来るが、より高いバリア性を求める容器に使用する際など目的のガス透過性まで低減することが出来ない。また、使用する樹脂のコストも非常に高いものである。
【０００４】
近年、プラスチック容器にセラミックの薄膜をコーティングする技術が知られてきている。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型品に成膜を行い、バリア性に優れた容器を安価に得ることができる。しかし、この場合でもセラミック薄膜と基材となる樹脂との密着性が不十分であることが問題となる場合がある。特にセラミック薄膜としてケイ素酸化物薄膜をコーティングした場合、この薄膜が水分を含む液体に長時間接触していると、膜の劣化および樹脂との密着性の低下を引き起こしてしまうことがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記技術の問題点を解決するためになされたもので、すなわち炭素含有ケイ素酸化物薄膜をコーティングしたバリア性プラスチック容器において、バリア性を維持したまま、炭素含有ケイ素酸化物薄膜と樹脂層との密着性を向上させたバリア性プラスチック容器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、炭素含有ケイ素酸化物薄膜がコーティングされているプラスチック容器であり、該炭素含有ケイ素酸化物の組成式がＳｉＯｘＣｙ（但し、組成式中のｘは１．８から２．２の範囲内であり、ｙは０．３５から０．５０の範囲内にある）で表せることを特徴とするバリア性プラスチック容器である。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、炭素含有ケイ素酸化物薄膜がコーティングされているプラスチック容器であり、該炭素含有ケイ素酸化物の組成式がＳｉＯｘＣｙ（但し、組成式中のｘは１．８から２．２の範囲内であり、ｙは０．４２から０．４８の範囲内にある）で表せることを特徴とするバリア性プラスチック容器である。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、炭素含有ケイ素酸化物薄膜が有機シリコン酸化合物と不活性ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によりコーティングされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のバリア性プラスチック容器である。
【０００９】
また、請求項４に係る発明は、炭素含有ケイ素酸化物薄膜の膜厚が、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバリア性プラスチック容器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例としての実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す容器の胴部の一部分の断面図であり、内容物に接する内面側に組成式ＳｉＯｘＣｙで表せる炭素含有ケイ素酸化物薄膜層１、外面側に樹脂層２が積層されている。組成式中のｘの値は高いバリア性を発現できることから１．８から２．２の範囲にあることが好ましい。また、薄膜層１と樹脂層２との密着性を向上させるためには、上記のようにケイ素酸化物薄膜に炭素が含有されていることが望ましく、ｙの値に関しては０．５０以上では高いバリア性を発現することが困難であり、０．３５以下では樹脂層との十分な密着性が得られないため、０．３５から０．５０の範囲内にあることが好ましい。また、さらに高いバリア性と密着性とを必要とする場合にはｙの値を０．４２から０．４８の範囲内にすることが特に望ましい。
【００１１】
炭素含有ケイ素酸化物薄膜のコーティング方法としては、３次元形態の容器表面に均一に、しかも低コストで炭素含有ケイ素酸化物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。
【００１２】
また、プラズマＣＶＤ法で用いる原料ガスとしては、有機シリコン酸化物だけでは高いバリア性を発現する緻密な膜を構成することが困難であり、有機シリコン酸化物と酸素、もしくは有機シリコン酸化物と酸素と不活性ガス（Ａｒなど）を用いた場合には水分を含む液体に長時間接触した際に膜の劣化の原因となるＯＨ基が膜中に形成されやすいため、有機シリコン酸化物と不活性ガス（Ａｒなど）を用いることが望ましい。
【００１３】
プラズマＣＶＤ法による炭素含有ケイ素酸化物薄膜コーティングの一実施形態としては、図２に示した蒸着チャンバー内を真空引きした後、原料ガスを導入して、高周波電源３から外部電極４に高周波を流して、外部電極４と内部電極６の間にプラズマを発生させ、容器内表面に成膜する方法がある。
【００１４】
コーティングされる炭素含有ケイ素酸化物薄膜の厚みに制限はないが、１０ｎｍ以下では酸素や水蒸気等のバリア性が低下し、２００ｎｍ以上ではクラックが形成されるため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明のバリア性プラスチック容器を具体的な実施例を挙げてさらに説明する。
【００１６】
＜実施例１＞
図２に示すような成膜装置を用いて、容量が５００ｍｌのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製ボトルの内表面に炭素含有酸化珪素薄膜の成膜を行った。用いた原料ガスはヘキサメチルジシロキサンとアルゴンの混合ガスであり、それぞれの流量は１０ｓｃｃｍと５００ｓｃｃｍであった。この混合ガスをガス導入管を通して容器内に導入し、成膜時圧力０．５ｔｏｒｒ、印加電力２５０ｗａｔｔで１５秒間高周波を印加し、成膜を行った。
【００１７】
得られたボトルにおいて、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した酸素バリア性のデータ、およびＸＰＳ測定による炭素含有ケイ素酸化物薄膜の組成分析結果から算出した組成式を表１に示す。また、この組成式に関しては、ＸＰＳの測定により薄膜の深さ方向の炭素原子含有率が図３に示すようになるため、汚染されている表面近傍と基材である樹脂層の影響が現れる部分を除いたエッチングタイム５秒から２５秒の平均値を適用した。さらに、得られたボトルに水を充填して４０℃で１０、２０、３０日間保存した後の耐水密着性評価結果も同様に表１に示す。
【００１８】
＜比較例１＞
原料ガスにヘキサメチルジシロキサンと酸素の混合ガスを用い、それぞれの流量は１０ｓｃｃｍと５００ｓｃｃｍにしたこと以外は実施例１と同様の条件で成膜を行った。
【００１９】
得られたボトルにおいて、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した酸素バリア性のデータ、およびＸＰＳ測定による炭素含有ケイ素酸化物薄膜の組成分析結果から算出した組成式を汚染された表面近傍と樹脂層の影響が現れる部分を除いた平均値として表１に示す。また、得られたボトルに水を充填して４０℃で１０、２０、３０日間保存した後の耐水密着性評価結果も同様に表１に示す。
【００２０】
＜比較例２＞
原料ガスにヘキサメチルジシロキサンと酸素とアルゴンの混合ガスを用い、それぞれの流量を１０ｓｃｃｍと２５０ｓｃｃｍと２５０ｓｃｃｍにしたこと以外は実施例１と同様の条件で成膜を行った。
【００２１】
得られたボトルにおいて、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した酸素バリア性のデータ、およびＸＰＳ測定による炭素含有ケイ素酸化物薄膜の組成分析結果から算出した組成式を汚染された表面近傍と樹脂層の影響が現れる部分を除いた平均値として表１に示す。また、得られたボトルに水を充填して４０℃で１０、２０、３０日間保存した後の耐水密着性評価結果も同様に表１に示す。
【００２２】
＜比較例３＞
原料ガスにヘキサメチルジシロキサンのみを用い、流量を１０ｓｃｃｍとしたこと以外は実施例１と同様の条件で成膜を行った。
【００２３】
得られたボトルにおいて、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した酸素バリア性のデータ、およびＸＰＳ測定による炭素含有ケイ素酸化物薄膜の組成分析結果から算出した組成式を汚染された表面近傍と樹脂層の影響が現れる部分を除いた平均値として表１に示す。また、得られたボトルに水を充填して４０℃で１０、２０、３０日間保存した後の耐水密着性評価結果も同様に表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【発明の効果】
本発明により、炭素含有ケイ素酸化物薄膜の密着性に優れたバリア性プラスチック容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのバリア性プラスチック容器の胴部一部の断面図である。
【図２】本発明における炭素含有ケイ素酸化物薄膜コーティングの一実施形態としてのプラズマＣＶＤ法による成膜装置の説明図である。
【図３】本発明における炭素含有ケイ素酸化物薄膜層の深さ方向の炭素含有率を示した図である。
【符号の説明】
１  ・  ・  ・  ・  ・  炭素含有ケイ素酸化物薄膜層
２  ・  ・  ・  ・  ・  樹脂層
３  ・  ・  ・  ・  ・  高周波電源
４  ・  ・  ・  ・  ・  外部電極
５  ・  ・  ・  ・  ・  外部電極天蓋部
６  ・  ・  ・  ・  ・  内部電極
７  ・  ・  ・  ・  ・  絶縁板
８  ・  ・  ・  ・  ・  ガス供給孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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