(57)【要約】【課題】本発明は、プラスチック材料からなるプラスチック成形容器を骨格としてなり、長期間に渡って優れた水蒸気バリア性を維持し続けるようにしたバリア性プラスチック成形容器の提供を目的とする。【解決手段】吸水性を有するゼオライトや酸化カルシウム等の材料を含有するプラスチック材料を容器形状に成形して得られるプラスチック材料成形層を少なくとも容器構成部材として具備するプラスチック成形容器の少なくとも外表面に、酸化珪素等のセラミックを主成分とするバリア性薄膜を被覆する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水性を有する材料を含有するプラスチック材料を容器形状に成形して得られるプラスチック材料成形層を少なくとも容器構成部材として具備するプラスチック成形容器の少なくとも外表面に、セラミックを主成分とするバリア性薄膜が被覆されてなることを特徴とするバリア性プラスチック成形容器。
【請求項２】
前記プラスチック材料形成層にはゼオライト、酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩化合物、アルミナ、活性炭、粘土鉱物、シリカゲルの中から選択された１種以上の吸水性を有する材料が含有されていることを特徴とする請求項１記載のバリア性プラスチック成形容器。
【請求項３】
前記吸水性を有する材料が吸水性ポリマーであることを特徴とする請求項１記載のバリア性プラスチック成形容器。
【請求項４】
前記吸水性ポリマーがポリアクリル酸誘導体及び／またはセルロース誘導体であることを特徴とする請求項３記載のバリア性プラスチック成形容器。
【請求項５】
前記バリア性薄膜が酸化珪素を主成分とする薄膜であることを特徴とする請求項１及至４記載のいずれかに記載のバリア性プラスチック成形容器。
【請求項６】
前記バリア性薄膜が酸化珪素を主成分とする薄膜であり、薄膜中の炭素原子％が５％以上４０％未満であることを特徴とする請求項５記載のバリア性プラスチック成形容器。
【請求項７】
前記バリア性薄膜が硬質炭素膜からなる薄膜であることを特徴とする請求項１及至４記載のいずれかに記載のバリア性プラスチック成形容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水蒸気バリア性に優れると共にその水蒸気バリア性が長時間に渡って安定的に維持できるようにしたバリア性プラスチック成形容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軽量でかつ割れづらく、成形しやすいという特徴を持つプラスチック成形容器は食品や工業製品、医薬品をはじめとする様々な内容物、部材等を収容する包装体として幅広く使われている。
【０００３】
しかし、プラスチック成形容器には上記に示した様々な長所がある一方、ガラスや金属からなる容器等に比べて内容物保護性が劣るという欠点がある。内容物保護性の中でもガラスや金属からなる容器と比較して劣るものはガスバリア性、すなわち酸素バリア性、炭酸ガスバリア性、水蒸気バリア性等である。従って、プラスチック成形容器に対しては従来からガスバリア性を向上させるための様々な工夫がなされてきている。
【０００４】
例えばプラスチック成形容器の水蒸気バリア性を向上させる方法として、水蒸気バリア性に優れたプラスチックをその容器形成用部材として用いることが一般的には行われている。この時に使用される水蒸気バリア性に優れたプラスチック材料は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等である。しかし、これらの水蒸気バリア性に優れたプラスチックを用いた場合でも金属やガラスからなる容器が有する水蒸気バリア性と比較するとまだまだ不十分である。
【０００５】
また、プラスチック成形容器の水蒸気バリア性を向上させる他の手段として提案されている方法に、プラスチックに水分吸収材料を混合する方法もある（例えば特許文献１参照。）。この方法では成形容器を構成するプラスチック材料中に無機系及び有機系の水分吸収材料を混合し、成形容器の外部より進入してきた水分を水分吸収材料で吸収させ、水分が成形容器内には到達しないようにしている。しかしこの方法では、水分吸収材料の水分吸収量に限界があるため、特に高温多湿の下にこの成形容器が置かれた場合、プラスチック材料中の水分吸収材料が短時間で飽和状態になってしまい、結果として成形容器の水蒸気バリア性がこの飽和の時期を境にして急激に低下してしまうという問題点を抱えていた。
【０００６】
【特許文献１】
特表平９−５０７４６３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来のプラスチック成形容器が抱える問題点に鑑みなされたものであり、長期間に渡って優れた水蒸気バリア性を維持し続けるようにしたバリア性プラスチック成形容器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を達成すべくなされ、請求項１記載の発明は、吸水性を有する材料を含有するプラスチック材料を容器形状に成形して得られるプラスチック材料成形層を少なくとも容器構成部材として具備するプラスチック成形容器の少なくとも外表面に、セラミックを主成分とするバリア性薄膜が被覆されてなることを特徴とするバリア性プラスチック成形容器である。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のプラスチック成形容器において、前記プラスチック材料形成層にはゼオライト、酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩化合物、アルミナ、活性炭、粘土鉱物、シリカゲルの中から選択された１種以上の吸水性を有する材料が含有されていることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項３記載の発明は、請求項１記載のプラスチック成形容器において、前記吸水性を有する材料が吸水性ポリマーであることを特徴とする。
【００１１】
さらにまた、請求項４記載の発明は、請求項３記載のプラスチック成形容器において、前記吸水性を有する材料がポリアクリル酸誘導体、セルロース誘導体の少なくとも１種以上から選択されていることを特徴とする。
【００１２】
さらにまた、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のプラスチック成形容器において、前記セラミック薄膜が酸化珪素を主成分とする膜であることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、請求項６記載の発明は、請求項５記載のプラスチック成形容器において、前記セラミック薄膜が酸化珪素を主成分とする膜であり、膜中の炭素原子％が５％以上４０％未満であることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、請求項７記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のプラスチック成形容器において、前記セラミック薄膜が硬質炭素膜であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１は本発明に係るバリア性プラスチック成形容器の一例を示す一部断面構成説明図である。
このバリア性プラスチック成形容器１は、吸収性を有する材料を含有し、かつ容器形状に成形されたプラスチック材料形成層２を容器構成部材としてなるプラスチック成形容器の外表面がセラミックを主成分とするバリア性薄膜３で覆われてなるものである。
【００１６】
本発明においては、その骨格となるプラスチック成形容器は、吸水性を有する材料を含有するプラスチック材料を容器形状に成形して得られるプラスチック材料成形層を少なくとも容器構成部材として具備してなるものである。図１には、プラスチック材料成形層２が吸水性を有する材料を含有するプラスチック材料により単層で構成されている例を示している。  プラスチック成形容器のプラスチック材料成形層は、上述のような単層構成のものに限定されるものではなく、他のプラスチック材料からなるプラスチック材料層を積層した複層構成のものであっても構わない。
即ち、図２に示すように、プラスチック成形容器が、吸収性を有する材料を含有するプラスチック材料成形層２と吸収材を有する材料を含有しないプラスチック材料成形層４との多層構成になる容器構成部材５で構成されていても良い。図２に示すバリア性プラスチック成形容器７はこのような構成のプラスチック形成容器の外表面にセラミックを主成分とするバリア性薄膜３で覆ってなるものである。
【００１７】
ここで、このプラスチック材料形成層２中に含有される吸水性を有する材料としては、一般的な吸収性を有する材料が適用できる。その中でも、ゼオライト、酸化カルシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩化合物、アルミナ、活性炭、粘土鉱物、シリカゲル等の無機系の吸収性を有する材料は水分吸収能力が高いため好適に用いられる。
【００１８】
上記した無機系の吸収性材料を含む吸水性を有する材料は、ベースとなるプラスチック中に混合される。このベースとなるプラスチックもその種類を特に制限するものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが安価であり、かつそのプラスチック自体の水蒸気バリア性が良いため好ましい。
また、吸収性を有する材料をこれらのプラスチックに混合するに際しては、分散性を上げるために分散剤を適量添加しても構わない。さらに、上記無機系の吸水性を有する材料に代えて、あるいは上記無機系の吸水性を有する材料と一緒に吸水性ポリマーをベースとなるプラスチックに混合しても良い。吸水性ポリマーの中では、ポリアクリル酸誘導体やセルロース誘導体が吸水能力に優れるため特に好ましい。
【００１９】
そして、プラスチック成形容器は、以上のような組成のプラスチック材料を用い、ブロー成形、射出成形等の一般的なプラスチック成形方法により作製する。
【００２０】
本発明のバリア性プラスチック成形容器１は、上述したように、このような構成のプラスチック成形容器の外表面をセラミックを主成分とするバリア性薄膜３で覆ってなるものである。
【００２１】
このバリア性薄膜３はプラスチック成形容器の外側から進入してくる水分を阻止するために設ける薄膜であり、セラミックを主成分としてなるものである。
このセラミックを主体とするバリア性薄膜３がプラスチック成形容器の外表面に少なくとも設けられることにより、成形容器の外側から進入してくる水分がある程度制限されるようになる。従って、その内側に位置するプラスチック材料形成層２中の吸水性を有する材料が吸収しなければならない水分量も減じられ、結果として水分吸収効果が長期間持続され、延いては容器の水蒸気バリア性が長時間安定して確保できるようになる。
【００２２】
そして、このバリア性薄膜３は、少なくともプラスチック成形容器の外表面を覆うように設けられていれば良い。しかし、容器内の水分あるいは容器内の収納物の水分をプラスチック材料形成層３中の吸水性を有する材料が吸収し、すぐに飽和状態となり、容器外部から侵入してくる水分を阻止できなくなることが想定されるような場合においては、プラスチック成形容器の内表面にもバリア性薄膜を設けておいても良い。
【００２３】
このセラミックを主成分とするバリア性薄膜３は、珪素酸化物を主成分とする薄膜、硬質炭素を主成分とする薄膜、アルミナを主成分とする薄膜、等々であるが、必ずしもこのような構成の薄膜に限定されるものではない。しかし珪素酸化物を主成分とする薄膜は無色透明であるために容器の外観を損ねることがなく、かつ薄膜中の炭素原子％を５％以上４０％未満とすることにより高い水蒸気バリア性を発現させることができるため特に好ましい。また、硬質炭素からなる薄膜は、茶色に着色するものの酸化珪素からなる薄膜よりもさらに高い水蒸気バリア性を発現するために望ましい。
【００２４】
成形容器の表面をセラミックを主成分とするバリア性薄膜で被覆する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、スプレーコーティングなどのウエットコーティング法等の種々の薄膜形成方法が適用できる。
【００２５】
一例として、プラズマ助成式ＣＶＤ法を用いて珪素酸化物を主成分とするバリア性薄膜を形成する方法を以下に簡単に述べる。
即ち、有機珪素化合物を気化させ、酸素もしくは酸化力を有するガス（例えばＮ２Ｏ、ＣＯ２等）と混合したガス、または、上記混合ガスに不活性ガスであるヘリウム及び／またはアルゴンを混合したガス、もしくはこれに窒素、弗化炭素等を適宜加え、プラスチック成形容器が設置されているプラズマ助成式ＣＶＤ装置に供給して、珪素酸化物を主成分とするバリア性薄膜をプラスチック成形容器の外表面等に形成すれば良い。
【００２６】
因みに、上記有機珪素化合物としては、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等を挙げることができる。
【００２７】
以上のようにして、プラスチック成形容器の少なくとも外表面にバリア性薄膜が形成されたバリア性プラスチック成形容器は、優れた水蒸気バリア性を示し、かつそのバリア性を長時間持続できるようになる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明のバリア性プラスチック成形容器につき実施例を挙げて詳細に説明する。
【００２９】
＜実施例１＞
低密度ポリエチレン樹脂（ＭＩ＝１、密度０．９１８ｇ／ｃｍ３）に平均粒径が５μｍのゼオライトを２０ｗｔ％ブレンドしたプラスチック材料を用い、ブロー成形にて５００ｍｌのプラスチック成形容器を成形した。続いてこのプラスチック成形容器の外表面に、プラズマ助成式ＣＶＤ法を用いて酸化珪素からなる平均膜厚３０ｎｍのバリア性薄膜を被覆し、実施例１に係るバリア性プラスチック成形容器を得た。バリア性薄膜の形成に際して用いた原料ガスは、ヘキサメチルジシロキサンと酸素の混合ガスであり、その混合比は１：１０であった。
【００３０】
次に、得られたバリア性プラスチック成形容器の水蒸気透過度を評価した。結果を表１に示す。この水蒸気透過度は、容器内に塩化カルシウムを約１００ｇ充填し、キャップにて密封後、４０℃、９０％ＲＨの環境下で保存した時の重量変化により測定したものであり、容器成形直後及び容器成形より１８０日間経過したときの測定値が表１には示してある。
【００３１】
＜実施例２＞
低密度ポリエチレン樹脂（ＭＩ＝８、密度０．９１６ｇ／ｃｍ３）に平均粒径が５μｍのゼオライトを２０ｗｔ％ブレンドしたプラスチック材料を用い、射出成形にて３００ｍｌのカップ状のプラスチック成形容器を成形した。続いてこのプラスチック成形容器の外表面に、プラズマ助成式ＣＶＤ法を用いて酸化珪素からなる平均膜厚３０ｎｍのバリア性薄膜を被覆し、実施例２に係るバリア性プラスチック成形容器を得た。バリア性薄膜の成膜に際して用いた原料ガスは、ヘキサメチルジシロキサンと酸素の混合ガスであり、その混合比は１：１０であった。
【００３２】
次に、得られたバリア性プラスチック成形容器について、実施例１と同様の方法にて水蒸気透過度を評価した。結果を表１に示す。
【００３３】
＜実施例３＞
実施例１と同様の方法で作製したプラスチック成形容器の外表面に、プラズマ助成式ＣＶＤ法により平均膜厚３０ｎｍの硬質炭素膜からなるバリア性薄膜を被覆し、実施例３に係るバリア性プラスチック成形容器を得た。バリア性薄膜の成膜に際して用いた原料ガスはアセチレンガスであった。
【００３４】
次に、得られたバリア性プラスチック成形容器について、実施例１と同様の方法にて水蒸気透過度を評価した。結果を表１に示す。
【００３５】
＜実施例４＞
吸収性を有する材料として、ゼオライトの代わりにデンプン−ポリアクリル酸塩架橋物を用いた以外は実施例１と同様の方法で実施例４に係るバリア性プラスチック成形容器を作成した。
【００３６】
次に、得られたバリア性プラスチック成形容器について、実施例１と同様の方法にて水蒸気透過度を評価した。結果を表１に示す。
【００３７】
＜比較例１＞
実施例１と同様の条件にて、ゼオライトを含有する低密度ポリエチレン樹脂により比較例１に係るプラスチック成形容器（バリア性薄膜は形成せず）を得た。そして、このプラスチック成形容器の水蒸気透過度を実施例１と同様な方法にて評価した。結果を表１に示す。
【００３８】
＜比較例２＞
実施例２と同様の条件にて、ゼオライトを含有する低密度ポリエチレン樹脂により比較例１に係るプラスチック成形容器（バリア性薄膜は形成せず）を得た。そして、このプラスチック成形容器の水蒸気透過度を実施例２と同様な方法にて評価した。結果を表１に示す。
【００３９】
【００４０】
【表１】
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【００４１】
【発明の効果】
本発明のバリア性プラスチック成形容器は、吸水性を有する材料を含有するプラスチック材料からなるプラスチック材料形成層を少なくとも骨格として構成されるプラスチック成形容器の少なくとも外表面がセラミックを主体とするバリア性薄膜で被覆されているので、優れた水蒸気バリア性を示し、かつそのバリア性が長時間持続するため、水分に対して敏感な内容物を収容する成形容器として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバリア性プラスチック成形容器の一実施形態を示す一部断面構成説明図である。
【図２】本発明のバリア性プラスチック成形容器の他の実施形態を示す一部断面構成説明図である。
【符号の説明】
１、７・・・バリア性プラスチック成形容器
２    ・・・吸水性を有する材料を含有するプラスチック材料形成層
３    ・・・バリア性薄膜
４    ・・・吸水性を有する材料を含有しないプラスチック材料形成層
５    ・・・容器構成部材
【図１】
2004210372.tif 000004
【図２】
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