JP2004175397A - ガスバリア性紙容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】容器全体として生分解性があり、かつガスバリア性に優れた紙容器が望まれていた。
【解決手段】表面に、例えばポリ乳酸を主成分とする樹脂などの生分解性樹脂がコーティングされた紙を主原材料とする容器において、その生分解性樹脂表面に例えばＣＶＤ蒸着法又はＰＶＤ蒸着法のいずれかなどの方法で形成されている、例えば酸化珪素、ダイアモンドライクカーボン、アルミナ又はアルミニウムのいずれかを主成分とする薄膜などの例えば１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚のセラミック薄膜がコーティングされていることを特徴とするガスバリア性紙容器を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】表面に、例えばポリ乳酸を主成分とする樹脂などの生分解性樹脂がコーティングされた紙を主原材料とする容器において、その生分解性樹脂表面に例えばＣＶＤ蒸着法又はＰＶＤ蒸着法のいずれかなどの方法で形成されている、例えば酸化珪素、ダイアモンドライクカーボン、アルミナ又はアルミニウムのいずれかを主成分とする薄膜などの例えば１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚のセラミック薄膜がコーティングされていることを特徴とするガスバリア性紙容器を提供する。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスバリア性に優れた紙容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来紙容器は主に様々な製品を包装する容器として幅広く使用されている。
【０００３】
その中にはヨーグルトやスナック菓子等に使用される紙カップ、酒類や飲料等に使用される液体紙容器がある。
【０００４】
これらの容器は、表面にポリエチレン樹脂等をコーティングまたはラミネートした紙基材を容器の形に成形したものである。
【０００５】
また、特にガスバリア性、たとえば酸素バリア性や水蒸気バリア性が必要とされる内容物を収容する場合には、前記紙基材とポリエチレン樹脂の間にエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂やアルミニウム箔等の材料をサンドイッチするといった手法が一般的に取られている。
【０００６】
一方、近年の環境問題の高まりの中、包装容器に関してもリサイクル性や廃棄された場合でも分解して環境に対する負荷を最小限に抑えるために生分解性を付与する試みがなされている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−６２９４４号公報
たとえば、特許文献１に記載されているように、紙基材の片面または両面に生分解性プラスチックを積層させた紙カップ等が提案されている。
【０００８】
しかし、そのような紙容器にガスバリア性を付与する場合には、やはりアルミニウム箔や生分解性のないバリア樹脂を積層するしかなく、その場合には容器としての生分解性が無くなってしまうといった問題がある。
【０００９】
また、一部の生分解性プラスチックは衛生性の問題で直接食品に接触する部分には使用できないものがあり、特許文献１で提案されているようなカップには使えないものがあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、すなわち容器全体として生分解性があり、かつガスバリア性に優れた紙容器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、表面に生分解性樹脂がコーティングされた紙を主原材料とする容器において、その生分解性樹脂表面にセラミック薄膜がコーティングされていることを特徴とするガスバリア性紙容器である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記セラミック薄膜が、ＣＶＤ蒸着法又はＰＶＤ蒸着法のいずれかの方法で形成されていることを特徴とする請求項１記載のガスバリア性紙容器である。
【００１３】
請求項３の発明は、前記生分解性樹脂がポリ乳酸を主成分とする樹脂であることを特徴とする請求項１及至２記載のガスバリア性紙容器である。
【００１４】
請求項４の発明は、上記セラミック薄膜が、酸化珪素、ダイアモンドライクカーボン、アルミナ又はアルミニウムのいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項１及至３記載のガスバリア性紙容器である。
【００１５】
請求項５の発明は、上記セラミック薄膜の膜厚が、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１及至４記載のガスバリア性紙容器である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図面を用いて以下説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態を示すセラミック薄膜がコーティングされた紙容器１の断面図であり、紙基材２の両側に生分解性プラスチック３が積層され、さらに内容物に接する容器の内面側にセラミック薄膜層４が積層されている。
【００１８】
セラミック薄膜のコーティング方法としては、３次元形態の容器表面に均一に、しかも低コストで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、ＣＶＤ蒸着法又はＰＶＤ蒸着法を用いることが望ましい。
【００１９】
その他にも、スパッタリング法等を用いることもできる。
【００２０】
ＣＶＤ蒸着法によるセラミック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兼外部電極５の中に容器１を設置し、その中を真空引きした後、原料ガスを導入して、高周波電源６から外部電極５に高周波を流して、外部電極５と内部電極７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。
【００２１】
コーティングされるセラミック薄膜の材質および厚みに制限はないが、高いガスバリア性が得られること、内容物の低吸着性が得られること、およびコーティングが比較的容易にできることから酸化珪素薄膜、ダイヤモンドライクカーボン薄膜、アルミナ薄膜又はアルミニウム薄膜とすることが特に望ましい。
【００２２】
また、その厚みは１０ｎｍ以下では酸素や水蒸気等のガスバリア性が低下し、１００ｎｍ以上ではクラックが形成されるため、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００２３】
用いる生分解性プラスチックについて特に制限はないが、脂肪族ポリエステル系樹脂、微生物重合系樹脂、天然素材系樹脂等を用いることができる。
【００２４】
その中でもポリ乳酸より重合される樹脂の表面にセラミック薄膜をコーティングした場合、特に高いバリア性を付与できることから、用いる生分解性プラスチックとしてはポリ乳酸系のものが特に好ましい。
【００２５】
また、その厚みは１μｍ以下では全体的にコーティングすることが困難であり、５０μｍ以上としても、セラミック薄膜コーティングによるバリア性の向上はそれ以上上がらずコスト高になるだけであるため、その値の間に設定することが好ましい。
【００２６】
コーティング方法としては、押出コーティングなどの方法から用途や厚みにより適宜選択される。
【００２７】
コーティングはセラミック薄膜を設ける側のみコーティングするものでも良いが、非コーティング面に耐火性、加飾適性を持たせるため両面の方が好ましい。
【００２８】
紙についても特に制限はないが、広葉樹林や針葉樹林パルプを原料とするものの他、ケナフ、等を用いることができる。
【００２９】
また、紙は無処理のものの他、ボール紙など用途により表面コートなどの処理を施したのものを適宜選択できる。
【００３０】
また、容器としては、内容物は用途により適宜選択するが、液体、特に食用の各種液体の場合効果が高い。容器の形状としても、カップ形状の他、トレー形状など各種形状のものであっても構わない。
【００３１】
【実施例】
本発明のガスバリア性カップ状プラスチック容器を具体的な実施例を挙げて更に説明する。
【００３２】
〈実施例１〉
２８０ｇ／ｍ２のマニラボール紙の両面にポリ乳酸系樹脂を３０μｍだけ押出コーティング法により積層させた。
【００３３】
この基材を用いて図１に示すような、内容量２１０ｃｍ３のカップ容器を成形した。
【００３４】
この成形されたカップ容器の内表面にプラズマＣＶＤ法を用いて膜厚約８０ｎｍの酸化珪素薄膜をコーティングした。
【００３５】
得られた容器の酸素ガスバリア性をＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した結果を表１に示す。
【００３６】
〈実施例２〉
コーティングするセラミック薄膜にダイヤモンドライクカーボンを用いた以外は、実施例１と同様の方法でカップ状容器を作成した。
【００３７】
得られた容器の酸素ガスバリア性をＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した結果を表１に示す。
【００３８】
〈比較例１〉
実施例１と同様の構成のカップ状容器に酸化珪素薄膜をコーティングしない構成とした。
【００３９】
得られた容器の酸素ガスバリア性をＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の紙容器は紙基材、生分解性プラスチックおよび微量のセラミックより構成される容器であるため、容器全体として生分解性に優れ、かつセラミック薄膜の効果によりガスバリア性があり、内容物の保存性に優れる容器である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施形態のカップ状紙容器の一部拡大断面構成図である。
【図２】本発明のバリア性に優れた紙容器を製造するための低温プラズマ成膜装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１・・・・・紙容器
２・・・・・紙基材
３・・・・・生分解性プラスチック樹脂層
４・・・・・セラミック薄膜層
５・・・・・外部電極
６・・・・・高周波電源
７・・・・・内部電極
【発明の属する技術分野】
本発明はガスバリア性に優れた紙容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来紙容器は主に様々な製品を包装する容器として幅広く使用されている。
【０００３】
その中にはヨーグルトやスナック菓子等に使用される紙カップ、酒類や飲料等に使用される液体紙容器がある。
【０００４】
これらの容器は、表面にポリエチレン樹脂等をコーティングまたはラミネートした紙基材を容器の形に成形したものである。
【０００５】
また、特にガスバリア性、たとえば酸素バリア性や水蒸気バリア性が必要とされる内容物を収容する場合には、前記紙基材とポリエチレン樹脂の間にエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂やアルミニウム箔等の材料をサンドイッチするといった手法が一般的に取られている。
【０００６】
一方、近年の環境問題の高まりの中、包装容器に関してもリサイクル性や廃棄された場合でも分解して環境に対する負荷を最小限に抑えるために生分解性を付与する試みがなされている。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−６２９４４号公報
たとえば、特許文献１に記載されているように、紙基材の片面または両面に生分解性プラスチックを積層させた紙カップ等が提案されている。
【０００８】
しかし、そのような紙容器にガスバリア性を付与する場合には、やはりアルミニウム箔や生分解性のないバリア樹脂を積層するしかなく、その場合には容器としての生分解性が無くなってしまうといった問題がある。
【０００９】
また、一部の生分解性プラスチックは衛生性の問題で直接食品に接触する部分には使用できないものがあり、特許文献１で提案されているようなカップには使えないものがあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、すなわち容器全体として生分解性があり、かつガスバリア性に優れた紙容器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、表面に生分解性樹脂がコーティングされた紙を主原材料とする容器において、その生分解性樹脂表面にセラミック薄膜がコーティングされていることを特徴とするガスバリア性紙容器である。
【００１２】
請求項２の発明は、前記セラミック薄膜が、ＣＶＤ蒸着法又はＰＶＤ蒸着法のいずれかの方法で形成されていることを特徴とする請求項１記載のガスバリア性紙容器である。
【００１３】
請求項３の発明は、前記生分解性樹脂がポリ乳酸を主成分とする樹脂であることを特徴とする請求項１及至２記載のガスバリア性紙容器である。
【００１４】
請求項４の発明は、上記セラミック薄膜が、酸化珪素、ダイアモンドライクカーボン、アルミナ又はアルミニウムのいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項１及至３記載のガスバリア性紙容器である。
【００１５】
請求項５の発明は、上記セラミック薄膜の膜厚が、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１及至４記載のガスバリア性紙容器である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図面を用いて以下説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態を示すセラミック薄膜がコーティングされた紙容器１の断面図であり、紙基材２の両側に生分解性プラスチック３が積層され、さらに内容物に接する容器の内面側にセラミック薄膜層４が積層されている。
【００１８】
セラミック薄膜のコーティング方法としては、３次元形態の容器表面に均一に、しかも低コストで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、ＣＶＤ蒸着法又はＰＶＤ蒸着法を用いることが望ましい。
【００１９】
その他にも、スパッタリング法等を用いることもできる。
【００２０】
ＣＶＤ蒸着法によるセラミック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兼外部電極５の中に容器１を設置し、その中を真空引きした後、原料ガスを導入して、高周波電源６から外部電極５に高周波を流して、外部電極５と内部電極７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。
【００２１】
コーティングされるセラミック薄膜の材質および厚みに制限はないが、高いガスバリア性が得られること、内容物の低吸着性が得られること、およびコーティングが比較的容易にできることから酸化珪素薄膜、ダイヤモンドライクカーボン薄膜、アルミナ薄膜又はアルミニウム薄膜とすることが特に望ましい。
【００２２】
また、その厚みは１０ｎｍ以下では酸素や水蒸気等のガスバリア性が低下し、１００ｎｍ以上ではクラックが形成されるため、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００２３】
用いる生分解性プラスチックについて特に制限はないが、脂肪族ポリエステル系樹脂、微生物重合系樹脂、天然素材系樹脂等を用いることができる。
【００２４】
その中でもポリ乳酸より重合される樹脂の表面にセラミック薄膜をコーティングした場合、特に高いバリア性を付与できることから、用いる生分解性プラスチックとしてはポリ乳酸系のものが特に好ましい。
【００２５】
また、その厚みは１μｍ以下では全体的にコーティングすることが困難であり、５０μｍ以上としても、セラミック薄膜コーティングによるバリア性の向上はそれ以上上がらずコスト高になるだけであるため、その値の間に設定することが好ましい。
【００２６】
コーティング方法としては、押出コーティングなどの方法から用途や厚みにより適宜選択される。
【００２７】
コーティングはセラミック薄膜を設ける側のみコーティングするものでも良いが、非コーティング面に耐火性、加飾適性を持たせるため両面の方が好ましい。
【００２８】
紙についても特に制限はないが、広葉樹林や針葉樹林パルプを原料とするものの他、ケナフ、等を用いることができる。
【００２９】
また、紙は無処理のものの他、ボール紙など用途により表面コートなどの処理を施したのものを適宜選択できる。
【００３０】
また、容器としては、内容物は用途により適宜選択するが、液体、特に食用の各種液体の場合効果が高い。容器の形状としても、カップ形状の他、トレー形状など各種形状のものであっても構わない。
【００３１】
【実施例】
本発明のガスバリア性カップ状プラスチック容器を具体的な実施例を挙げて更に説明する。
【００３２】
〈実施例１〉
２８０ｇ／ｍ２のマニラボール紙の両面にポリ乳酸系樹脂を３０μｍだけ押出コーティング法により積層させた。
【００３３】
この基材を用いて図１に示すような、内容量２１０ｃｍ３のカップ容器を成形した。
【００３４】
この成形されたカップ容器の内表面にプラズマＣＶＤ法を用いて膜厚約８０ｎｍの酸化珪素薄膜をコーティングした。
【００３５】
得られた容器の酸素ガスバリア性をＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した結果を表１に示す。
【００３６】
〈実施例２〉
コーティングするセラミック薄膜にダイヤモンドライクカーボンを用いた以外は、実施例１と同様の方法でカップ状容器を作成した。
【００３７】
得られた容器の酸素ガスバリア性をＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した結果を表１に示す。
【００３８】
〈比較例１〉
実施例１と同様の構成のカップ状容器に酸化珪素薄膜をコーティングしない構成とした。
【００３９】
得られた容器の酸素ガスバリア性をＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮにより測定した結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の紙容器は紙基材、生分解性プラスチックおよび微量のセラミックより構成される容器であるため、容器全体として生分解性に優れ、かつセラミック薄膜の効果によりガスバリア性があり、内容物の保存性に優れる容器である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施形態のカップ状紙容器の一部拡大断面構成図である。
【図２】本発明のバリア性に優れた紙容器を製造するための低温プラズマ成膜装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１・・・・・紙容器
２・・・・・紙基材
３・・・・・生分解性プラスチック樹脂層
４・・・・・セラミック薄膜層
５・・・・・外部電極
６・・・・・高周波電源
７・・・・・内部電極
Claims (5)
- 表面に生分解性樹脂がコーティングされた紙を主原材料とする容器において、その生分解性樹脂表面にセラミック薄膜がコーティングされていることを特徴とするガスバリア性紙容器。
- 前記セラミック薄膜が、ＣＶＤ蒸着法又はＰＶＤ蒸着法のいずれかの方法で形成されていることを特徴とする請求項１記載のガスバリア性紙容器。
- 前記生分解性樹脂がポリ乳酸を主成分とする樹脂であることを特徴とする請求項１及至２記載のガスバリア性紙容器。
- 上記セラミック薄膜が、酸化珪素、ダイアモンドライクカーボン、アルミナ又はアルミニウムのいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項１及至３記載のガスバリア性紙容器。
- 上記セラミック薄膜の膜厚が、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１及至４記載のガスバリア性紙容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002343310A JP2004175397A (ja) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | ガスバリア性紙容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002343310A JP2004175397A (ja) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | ガスバリア性紙容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004175397A true JP2004175397A (ja) | 2004-06-24 |
Family
ID=32705113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002343310A Pending JP2004175397A (ja) | 2002-11-27 | 2002-11-27 | ガスバリア性紙容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004175397A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100830901B1 (ko) * | 2007-12-10 | 2008-05-22 | 주식회사 폴리사이언텍 | 고차단성 생분해성 용기 |
| WO2010037906A1 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Oy Keskuslaboratorio - Centrallaboratorium Ab | Fibrous product having a barrier layer and method of producing the same |
| US11192139B2 (en) | 2017-06-22 | 2021-12-07 | The Procter & Gamble Company | Films including a water-soluble layer and a vapor-deposited organic coating |
| US11208246B2 (en) * | 2017-06-22 | 2021-12-28 | The Procter & Gamble Company | Films including a water-soluble layer and a vapor-deposited inorganic coating |
-
2002
- 2002-11-27 JP JP2002343310A patent/JP2004175397A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100830901B1 (ko) * | 2007-12-10 | 2008-05-22 | 주식회사 폴리사이언텍 | 고차단성 생분해성 용기 |
| WO2010037906A1 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Oy Keskuslaboratorio - Centrallaboratorium Ab | Fibrous product having a barrier layer and method of producing the same |
| EP2344697A1 (en) * | 2008-10-03 | 2011-07-20 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Fibrous product having a barrier layer and method of producing the same |
| EP2344697A4 (en) * | 2008-10-03 | 2013-07-17 | Valtion Teknillinen | FIBER PRODUCT WITH BARRIER LAYER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| US11192139B2 (en) | 2017-06-22 | 2021-12-07 | The Procter & Gamble Company | Films including a water-soluble layer and a vapor-deposited organic coating |
| US11208246B2 (en) * | 2017-06-22 | 2021-12-28 | The Procter & Gamble Company | Films including a water-soluble layer and a vapor-deposited inorganic coating |
| US11473190B2 (en) | 2017-06-22 | 2022-10-18 | The Procter & Gamble Company | Films including a water-soluble layer and a vapor-deposited inorganic coating |
| US11738367B2 (en) | 2017-06-22 | 2023-08-29 | The Procter & Gamble Company | Films including a water-soluble layer and a vapor-deposited organic coating |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050916 |
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| A977 | Report on retrieval |
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